Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm nghiên cứu xác định được nguồn gen đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác định được di truyền tính kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương và chọn tạo được giống đậu tương triển vọng, kháng bệnh phấn trắng phù hợp với điều kiện sản xuất ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN ĐẠT THUẦN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH PHẤN TRẮNG CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 01 11 HÀ NỘI, 2017
Công trình hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1: TS. Trần Thị Trường 2: PGS.TS. Nguyễn Xuân Hồng Phản biện 1: ............................................................................................................ Phản biện 2: ............................................................................................................ Phản biện 3: ............................................................................................................ Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp tại Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi ....... giờ ....... phút, ngày ....... tháng ...... năm 2017 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đậu tương là cây thực phẩm quan trọng, là cây cải tạo đất lý tưởng trong hệ thống canh tác cây trồng. Đậu tương là cây trồng rất mẫn cảm với với sâu bệnh hại. Bệnh phấn trắng là loại bệnh hại chính trên cây đậu tương và xuất hiện ở hầu hết các nước sản xuất trến thế giới. Bệnh phát triển và gây hại nặng trong điều kiện nhiệt độ mát (18-240C), phù hợp với điều kiện khí hậu ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam - vùng chiếm 70% diện trồng đậu tương của cả nước. Bệnh phấn trắng đậu tương lần đầu tiên được ghi nhận tại Việt Nam vào năm 2000. Tuy nhiên, mức độ gây hại và ảnh hưởng của bệnh đến năng suất chưa được nghiên cứu, đánh giá một cách cụ thể. Chưa có nghiên cứu về đánh giá, xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh và chưa có nghiên cứu nào được tiến hành về chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng. Xuất phát từ những luận giải trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu xác định được nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác định được di truyền tính kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương và chọn tạo được giống đậu tương triển vọng, kháng bệnh phấn trắng phù hợp với điều kiện sản xuất ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng và di truyền tính kháng bệnh phấn trắng là cở sở khoa học để tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng có hiệu quả. Luận án hoàn chỉnh là tài liệu quý phục vụ cho đào tạo, tài liệu tham khảo trong giảng dạy và nghiên cứu tại các trường đại học, các trung tâm, các viện nghiên cứu .... 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả của luận án đã chọn tạo được hai giống đậu tương triển vọng PT01 và PT02 có năng suất cao (> 2,5 tấn/ha), kháng bệnh phấn trắng, thích hợp với điều kiện canh tác ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam. Phát triển các giống mới triển vọng này trong sản xuất sẽ góp phần nâng cao năng suất, sản lượng và tăng hiệu quả sản xuất đậu tương ở nước ta. 4. Những đóng góp mới của luận án Kết quả nghiên cứu đã xác định được 8 mẫu giống đậu tương kháng bệnh
2 phấn trắng rất cao (cấp 0). Đó là các mẫu giống Andol, K85389, William 82, PI467832, PI205906, K7002, LMS12 và đối chứng ĐT22. Kết quả nghiên cứu đã xác định được di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng hại đậu tương ở Việt Nam là di truyền đơn gene trội. Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch với năng suất của đậu tương. Đã chọn tạo được 2 giống đậu tương mới có triển vọng PT01 và PT02 cho năng suất cao (>2,50 tấn/ha) và kháng bệnh phấn trắng thích hợp cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam. 5. Bố cục của luận án Luận án được trình bày trong 117 trang (không kể phần Hình ảnh, Tài liệu tham khảo và Phụ lục): Mở đầu (4 trang), Chương 1: Tổng quan và cơ sở khoa học của đề tài (31 trang), Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (20 trang), Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (60 trang), Kết luận và đề nghị (2 trang). Luận án đã tham khảo 137, trong đó 31 tài liệu tiếng Việt và 106 tài liệu tiếng Anh. Luận án có 43 bảng, 41 hình, 5 phụ lục và 4 công trình đã công bố. CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI Luận án đã tham khảo và tổng quan 31 tài liệu tiếng Việt và 106 tài liệu tiếng Anh, với các nội dung liên quan bao gồm: 1. Tình hình sản xuất đậu tương; 2. Những yếu tố hạn chế sản xuất đậu tương; 3. Nghiên cứu về chọn tạo giống đậu tương; 4. Nghiên cứu bệnh phấn trắng và biện pháp phòng trừ; 5. Di truyền tính kháng và tương quan giữa tính kháng với năng suất ở đậu tương; 6. Nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh ở trong nước và quốc tế. Với các tài liệu thu thập được đã khẳng định đậu tương là một trong những cây có dầu quan trọng bậc nhất trên thế giới và là cây trồng đứng vị trí thứ tư trong các cây làm lương thực thực phẩm sau lúa mỳ, lúa nước và ngô. Đậu tương được sản xuất chủ yếu ở châu Mỹ với 75% diện tích và sản lượng của toàn thể giới. Sản xuất đậu tương ở Việt Nam mới chỉ đáp ứng được 1/20 nhu cầu nội địa phục vụ chế biến thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc. Ba yếu tố chính liên quan góp phần hạn chế sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam gồm: Nhóm yếu tố kinh tế - xã hội: Chính sách phát triển, thông tin tuyên truyền, nhận thức của người nông dân, Nhóm các yếu tố sinh học: Sâu bệnh hại, giống kháng sâu bệnh .... Nhóm các yếu tố phi sinh học: đất đai, thời tiết, khí hậu.... Nhận thức được vai trò quan trọng của cây đậu tương, nhờ những tiến bộ
3 khoa học kĩ thuật và quỹ gene phong phú (45.038 mẫu giống trên thế giới được lưu trữ trên 70 quốc gia), nhiều nước trên thế giới đã và đang nghiên cứu, chọn lọc bằng nhiều phương pháp từ truyền thống đến hiện đại và đã chọn tạo thành công rất nhiều giống đậu tương mới năng suất cao, chất lượng tốt thích nghi với điều kiện thời tiết bất thuận. Bệnh phấn trắng của đậu tương lần đầu tiên được thông báo tại Mỹ vào năm 1947 (Lehman, 1947). Bệnh do nấm M. diffusa gây ra. Bệnh phát triển rất tốt ở điều kiện nhiệt độ mát (18-240 C), xuấn hiện ở hầu hết các nước sản xuất đậu tương trên thế giới như Mỹ, Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc.... và có thể góp phần làm giảm năng suất hạt đến 70% (Kang and Mian, 2010). Bệnh phấn trắng đậu tương lần đầu tiên được ghi nhận tại Việt Nam vào năm 2000 (Nguyễn Thị Bình và cs. 2004). Bệnh phát triển tốt trong vụ đậu tương xuân hè và hè thu và ở các tỉnh trung du miền núi phía Bắc, vụ xuân và đông ở các tỉnh đồng bằng Bắc bộ. Bệnh tuy mới được ghi nhận nhưng đang có chiều hướng lây lan và phát triển nhanh gây thiệt hại đáng kể. Luân canh cây trồng không phải là giải pháp hiệu quả ngăn chặn bệnh phấn trắng vì bệnh có thể lây truyền từ rất xa. Việc sử dụng hoá chất phòng trừ bệnh phấn trắng đậu tương đã được áp dụng ở nhiều nước nước. Một số thuốc bảo vệ thực vật phòng trừ bệnh như Manozeb 80WP, Topsin M, Trifloxystrobin (Nativo 750WG), Aviso 350SC .... Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương, Wang et al. (2013) kết luận đơn gene trội kiểm soát tính kháng bệnh. Tính trạng kháng bệnh phấn trắng do đơn gene trội kiểm soát cũng được kết luận bởi Goncalves et al., (2002) và Jun et al., (2012). Lohnes and Bernardo (1992) chỉ ra gene kháng bệnh phấn trắng có liên kết chặt chẽ với gene kháng bệnh thối rễ và ngọn. Nghiên cứu tương quan giữa bệnh phấn trắng với năng suất và yếu tố cấu thành năng suất, Wang et al., (2013) đã kết luận tương quan giữa bệnh với năng suất và kích cỡ hạt là tương quan nghịch với (r = -0,436 –> -0.185). Một số giống kháng bệnh phấn trắng đã được công bố như: Bảng 1: Một số giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng trên thế giới Tên giống Tác giả BRS137 & BRS153 Bonato and Bonato, 2002 PI567301B Jun et al., 2012 V97-3000 Wang et al., 2013 PI243540 Kang and Mian, 2010 a&b
4 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu gồm 250 mẫu giống đậu tương tập đoàn có nguồn gốc khác nhau. Hai giống ĐT22 và ĐT12 được sử dụng làm đối chứng kháng và nhiễm trong sàng lọc nguồn gene kháng bệnh. Nguồn nấm gây bệnh phấn trắng đậu tương sử dụng để lây nhiễm nhân tạo được thu thập tại khu thí nghiệm của Trung tâm NC&PT Đậu đỗ. Ba chỉ thị phân tử liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng đậu tương gồm Satt431, BarcsoySSR-16-1236 và BarcsoySSR-16-1247 được sử dụng để sàng lọc các con lai mang gene kháng (Hồ Mạnh Tường và cs. 2015). 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu đánh giá và tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống đậu tương có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 1.1: Sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 1.2: Đánh giá đặc điểm nông học và năng suất vật liệu khởi đầu Hoạt động 1.3: Lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng và chọn lọc dòng đậu tương có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 2.1: Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương Hoạt động 2.2: Nghiên cứu ảnh hưởng của bệnh phấn trắng đối với năng suất và một số đặc điểm nông học khác ở đậu tương Hoạt động 2.3: Chọn lọc dòng lai có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng 2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu đánh giá các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có triển vọng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam Hoạt động 3.1: Đánh giá khả năng kháng bệnh phấn trắng của các dòng ưu tú Hoạt động 3.2: Khảo sát năng suất của các dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 3.3: So sánh chính quy và thử nghiệm khả năng thích ứng của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng triển vọng tại một số tỉnh phía Bắc. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp sàng lọc nguồn kháng bệnh phấn trắng * Thí nghiệm 1: Sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng trong điều kiện tự nhiên ngoài đồng ruộng 250 mẫu giống đậu tương được trồng và đánh giá trong vụ xuân 2011 tại
5 Trung tâm NCPT Đậu đỗ. Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp của Yorinori (1997). Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng của các mẫu giống qua ba giai đoạn sinh trưởng V4, V6 và V8 (Fehr et al., 2012) Mức độ nhiễm bệnh được đánh giá theo thang cấp bệnh của Yorinori (1997) (Bảng 1). Bảng 1: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng theo thang phân cấp bệnh Mức độ kháng/ Cấp Diện tích lá bị nhiễm bệnh (%) nhiễm bệnh 0 Không có vết bệnh xuất hiện trên bề mặt lá Kháng rất cao 1 1-10% diện tích bề mặt lá xuất hiện vết bệnh Kháng cao 2 11-25% diện tích bề mặt lá xuất hiện vết bệnh Kháng 3 26-50% diện tích bề mặt lá xuất hiện vết bệnh Nhiễm 4 51-75% diện tích bề mặt lá xuất hiện vết bệnh Nhiễm nặng 5 > 75% diện tích bề mặt lá xuất hiện vết bệnh Nhiễm rất nặng * Thí nghiệm 2: Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng của các mẫu giống đậu tương ở điều kiện lây nhiễm nhân tạo Thí nghiệm gồm 50 mẫu giống đậu tương điển hình, được thiết kế theo phương pháp của Yorinori (1997) và được đánh giá qua hai vụ (xuân 2012 và xuân 2013) tại Trung tâm NCPT Đậu đỗ. Tạo dịch bào tử nấm để lây nhiễm với mật độ 5.104 bào tử/ml. Nấm bệnh sử dụng tạo dịch vẩn được thu thập tại Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội. Lây nhiễm nhân tạo ở giai đoạn sinh trưởng V2. Dịch bào tử nấm được phun đều với liều lượng 100 ml/1 m2 vào lúc chiều mát. Sau khi phun dịch bào tử nấm, các mẫu giống được tiến hành che phủ nylon Mức độ nhiễm bệnh của các mẫu giống được đánh giá lần 1 khi một mẫu bất kỳ xuất hiện vết bệnh. Các lần theo dõi sau cách nhau từ 7-10 ngày cho đến khi đối chứng nhiễm bệnh đạt cấp 5 theo thang cấp bệnh ở Bảng 1. 2.3.2. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông học và năng suất của vật liệu Thí nghiệm gồm 8 mẫu giống có khối lượng hạt/cây cao nhất được chọn từ 250 mẫu giống tập đoàn trong vụ xuân 2011. Hai giống DT84 và ĐT26 được sử dụng làm đối chứng. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại trong vụ xuân 2012 tại Trung tâm NCPT Đậu đỗ. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 8,5 m2 (1,7 m x 5 m). Quy trình kỹ thuật và chỉ tiêu đánh giá theo QCVN 01-58:2011/BNNPTNT.
6 2.3.3. Phương pháp lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu Lai hữu tính đậu tương theo phương pháp lai đơn, khử đực hoàn toàn và được tiến hành trong nhà lưới của Trung tâm NCPT Đậu đỗ. 2.3.4. Phương pháp nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng Thí nghiệm được tiến hành trên quần thể cây P1, P2 F1, F2, BCP1 và BCP2 thuộc 2 tổ hợp ĐT26 x William 82 và E089-10 x William 82 (Hình 1). Thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp của Acquaah (2012), dựa trên tỷ lệ phân ly về kiểu hình và kiểu gene kháng/nhiễm bệnh phấn trắng đối với các cá P2, P1,F1, F2, BCP1 và BCP2. P1(♀) x P2 (♂) (Giống nhiễm nặng: ò (Giống kháng cao: Vụ hè 2012 E089-10 và ĐT26 ) William 82) P1 x F1 x P2 ò ò ò Vụ đông 2012 BCP1 F2 BCP2 Hình 1: Sơ đồ lai tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng Số lượng cá thể tối thiểu của quần thể P1, P2, F1, F2 BCP1 và BCP2 tham gia thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp của Allard (1999). Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng được thực hiện ở điều kiện lây nhiễm nhân tạo tại Trung tâm NCPT Đậu đỗ trong vụ xuân 2013. Phương pháp lây nhiễm nhân tạo theo phương pháp đã được mô tả trong mục 2.3.1. Ba chỉ thị phân tử liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng gồm BarcsoySSR-16-1247, BarcsoySSR-16-1236 và Satt431 được sử dụng để sàng lọc các các thể P1, P2 và F2 mang gene kháng hoặc nhiễm. Thí nghiệm được thực hiện tại Viện Công nghệ sinh học Hà Nội. 2.3.5. Phương pháp nghiên cứu chọn lọc dòng lai kháng bệnh phấn trắng có năng suất cao Quá trình chọn lọc giống theo Hình 2. Khi lai lại và ở hệ BC2F2, 3 chỉ thị phân tử Satt431, BarcsoySSR-16-1236 và BarcsoySSR-16-1247 liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng được sử dụng để sàng lọc các cá thể mang gene kháng. Các cây BC2F2 mang gene kháng được đánh dấu và thu riêng. Áp dụng phương pháp chọn lọc cá thể của Vũ Văn Liết và cs. (2013) để chọn cá thể mang gene RR ưu tú từ hệ BC2F2 đến BC2F4. Quy trình kỹ thuật và đánh giá chỉ tiêu theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT.
7 x P1(♀): Nhóm a P2 (♂): Nhóm b Vụ hè thu 2012 ò F1 x P1 Vụ xuân 2013 1, 2 &3 Chỉ thị phân tử _ò BC1F1 x P1 Vụ hè2013 1, 2 &3 Chỉ thị phân tử _ò BC2F1 Vụ đông 2013 1, 2 &3 Chỉ thị phân tử _ò BC2F2 Vụ xuân 2014 1, 2 &3 Chỉ thị phân tử được sử dụng để sàng lọc cá thể mang gene kháng bệnh (RR) và kết hợp _ò với phân tích đặc điểm nông học và năng suất để chọn lọc cá thể có năng suất cao BC2F3 Vụ hè 2014 Chọn lọc cá thể năng suất cao _ò BC2F4 Vụ đông2014 Chọn lọc dòng có năng suất cao _ò PT01, PT02, PT03, Khảo sát năng suất và PT04, PT05, PT06, đánh giá khả năng kháng PT07, PT08, PT09, bệnh phấn trắng của các PT10, PT11, PT12, dòng đậu tương ưu tú chọn PT13, PT14, PT15, lọc vụ xuân 2015 PT16, PT17 và PT18, ò So sánh chính quy và thử PT01, PT02, PT05, nghiệm khả năng thích PT07, PT12, PT16 và ứng của các giống triển PT17 vọng trong vụ hè 2015, ò đông 2015 và xuân 2016 PT01 và PT02 Hình 2: Sơ đồ lai và chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng có năng suất cao Ghi chú: Nhóm a: là giống có tiềm năng năng suất cao: E089-10; D08.43 và D081810 Nhóm b: là giống kháng cao với bệnh phấn trắng: K85389 và William 82 Chỉ thị phân tử 1; 2 & 3: là ba chỉ thị phân tử liên kết gần với gene kháng bệnh phấn trắng gồm Satt 431; BarcsoySSR-16-1236 và BarcsoySSR-16-1247.
8 2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh phấn trắng của các dòng đậu tương ưu tú chọn lọc Thí nghiệm gồm 18 dòng ưu tú hệ BC2F5 được chọn từ vụ đông 2014 và các giống bố mẹ tương ứng. Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện lây nhiễm nhân tạo ở vụ xuân 2015 tại Trung tâm NCPT Đậu đỗ. Thiết kế thí nghiệm và nhiễm nhân tạo theo phương pháp được mô tả trong mục 2.3.1. 2.3.7. Phương pháp khảo sát năng suất các dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng chọn lọc Thí nghiệm gồm 18 dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng (PT01, PT02, PT03, PT04, PT05, PT06, PT07, PT08, PT09, PT10, PT11, PT12, PT13, PT14, PT15, PT16, PT17 và PT18) được chọn từ vụ đông 2014. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 6 m2 (2 m x 3 m). Đối chứng là 2 giống DT84 và ĐT26. Quy trình kỹ thuật áp dụng theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT. 2.3.8 Phương pháp so sánh chính quy và thử nghiệm tính thích ứng của các dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng Thí nghiệm gồm 7 dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng (PT01, PT02, PT05, PT07, PT12, PT13, PT14, PT15, PT16 và PT17) được chọn lọc từ vụ xuân 2014. Thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 8,5 m2 (1,7 m x 5 m). Đối chứng sử dụng là giống DT84. Quy trình kỹ thuật và chỉ tiêu đánh giá theo quy chuẩn Việt Nam QCVN01-58:2011/BNNPTNT. 2.4. Quy trình kỹ thuật và chăm sóc Áp dụng theo quy chuẩn Việt Nam QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.5. Các chỉ tiêu theo dõi về đặc điểm nông học của giống Các chỉ tiêu đánh giá áp dụng theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.6. Phân tích và xử lý số liệu Sự sai khác giữa các giống được xử lý bằng phần mềm Excel và phần mềm phân tích thống kê trong trồng trọt IRRISTAT 5.0 và SPSS 24.0. Phân tích di truyền tính kháng bệnh phấn trắng được áp dụng theo phương pháp phân tích của Acquaah (2012). Phân tích mối tương quan giữa các tính trạng được áp dụng theo phương pháp nghiên cứu của Falconer (2000). Phân tích tính thích ứng theo phương pháp Eberhart và Russell (1966).
9 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả nghiên cứu đánh giá và tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 3.1.1. Kết quả sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng * Kết quả sàng lọc mức độ kháng bệnh phấn trắng của 250 mẫu giống đậu tương ở điều kiện tự nhiên: 28 mẫu giống kháng rất cao (cấp 0), 61 mẫu kháng cao (cấp 1), 61 mẫu giống kháng trung bình, 35 mẫu giống bị nhiễm bệnh nặng và rất nặng, điển hình như ĐT12, DT84 và EO89-10 (Bảng 2). Bảng 2: Khả năng kháng bệnh phấn trắng của 250 mẫu giống đậu tương qua các giai đoạn sinh trưởng ở điều kiện tự nhiên trong vụ xuân 2011 Cấp bệnh TB Số lượng Mức độ Tỷ lệ qua các giai mẫu Một số mẫu điển hình kháng (%) đoạn ST giống K85389; ĐT22; Andol 0 Kháng rất cao 28 11,2 và William 82 0<
10 Bảng 3: Kết quả sàng lọc tính kháng bệnh phấn trắng của 50 mẫu giống đậu tương bằng lây nhiễm nhân tạo trong vụ xuân 2012 và vụ xuân 2013 Cấp bệnh TB qua Mức độ Số lượng Mẫu giống các giai đoạn ST kháng mẫu giống 0 Kháng rất 8 K85389, K7002, William 82, cao PI467832, Andol, PI205906 LMS12 và ĐT22
11 3.1.3. Kết quả lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 3.1.3.1. Kết quả lai tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng đậu tương Các hạt lai F1, F2, BCP1 và BCP2 thu được từ các tổ hợp lai trong vụ hè 2012 và vụ đông 2012 được sử dụng cho nghiên cứu di truyền tính kháng và tương quan giữa bệnh với năng suất đậu tương (Bảng 5). Bảng 5: Kết quả lai hữu tính và phát triển quần thể tạo vật liệu nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương Số quả thực Số hạt thực TT Tên tổ hợp/thế hệ con lai thu (quả) thu (hạt) I Vụ hè 2012 (P1 x P2) 1 ĐT26 x William 82 28 42 2 EO89-10 x William 82 37 56 II Vụ đông 2012 (lai lại với P1 và P2) 2.1 Quần thể F2; BCP1 và BCP2 giữa ĐT26 x William 82 1 Hạt F2: Quả F1 tự thụ 60 102 2 BCP1: (ĐT26 x William 82) x ĐT26 22 30 3 BCP2: (ĐT26 x William 82) x William 82 25 36 2.2 Quần thể F2; BCP1 và BCP2 giữa EO89-10 x William 82 1 Hạt F2: Quả F1 tự thụ 43 102 2 BCP1:( EO89-10 x William 82) x EO89-10 21 30 3 BCP2: (EO89-10 x William 82) x William 82 27 36 3.1.3.2. Kết quả lai tạo vật liệu chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao. Số hạt lai BC2F1 thu được ở vụ hè 2013 đạt từ 27 - 42 hạt (Bảng 6). Toàn bộ số hạt lai BC2F1 này được gieo trồng phát triển quần thể cây BC2F1 và được thu riêng từng cây trong vụ đông 2013. Bảng 6: Kết quả lai tạo vật liệu chọn giống kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao trong vụ hè 2012, vụ xuân 2013 và vụ hè 2013 Tên tổ hợp lai Số quả lai Số quả lai Số hạt lai Số quả lai TT BC1F1 BC2F1 thực thu Mẹ (P1) Bố (P2) F1 (quả) (quả) (quả) (hạt) 1 EO89-10 K85389 16 18 17 38 2 D08.43 K85389 20 16 14 30 3 EO89-10 William 82 15 14 13 27 4 D081810 K85389 14 15 16 42
12 3.2. Kết quả nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng và chọn lọc dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 3.2.1. Kết quả nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương 3.2.1.1. Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa trên sàng lọc tính kháng bệnh đối với quần thể con lai đậu tương ở điều kiện lây nhiễm nhân tạo Đối với quần thể F2 của tổ hợp ĐT26 x William 82, có 70/102 cá thể kháng bệnh từ cấp 0 - 2. Tương tự, F2 của tổ hợp EO89-10 x William 82, có 76/102 cá thể kháng bệnh từ cấp 0 - 2. Tỷ lệ phân ly dự kiến là 3:1 cho cả hai tổ hợp. Đối với BCP1, tỷ lệ phân ly giữa kháng và nhiễm thu được ở mỗi tổ hợp lai tương ứng với tỷ lệ phân ly là 1:1. Tương tự ở BCP2, tỷ lệ phân ly giữa kháng/nhiễm ở mỗi tổ hợp lai đều cho tỷ lệ 1:0. Kết quả kiểm định giả thuyết di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng ở Bảng 7. Bảng 7: Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng ở tổ hợp lai ĐT26 x William 82 và EO89-10 x William 82 Giả Số cá thể Độ biến Chi- Quần TT thể định thu được theo động square Độ tự Độ tin A:B ( ) Thực tế Lý thuyết (D=O-E) Test do (df) cậy (P) 2 2 (O) (E) (c =D /E) a) ĐT26 x William 82 1 P1 0:1 0 0 0 0 1 1,000 15 15 0 0 1 1,000 2 P2 1:0 15 15 0 0 1 1,000 0 0 0 0 1 1,000 3 F1 1:0 10 10 0 0 1 1,000 0 0 0 0 1 1,000 4 F2 3:1 70 76,5 -6,5 0,640 1 0,424 32 25,5 5,5 1,320 1 0,251 5 BCP1 1:1 14 15 -1 0,071 1 0,790 16 15 1 0,063 1 0,802 6 BCP2 1:0 35 36 -1 0,029 1 0,865 1 0 1 1,000 1 0,317 Tổng (c2a) 3,068 11 0,990 b) EO89-10 x William 82 1 P1 0:1 0 0 0 0 1 1,000 15 15 0 0 1 1,000 2 P2 1:0 15 15 0 0 1 1,000 0 0 0 0 1 1,000 3 F1 1:0 10 10 0 0 1 1,000 0 0 0 0 1 1,000 4 F2 3:1 76 76,5 -0,5 0,003 1 0,956 26 25,5 0,5 0,010 1 0,920 5 BCP1 1:1 17 15 2 0,235 1 0,628 13 15 -2 0,308 1 0,579 6 BCP2 1:0 34 36 -2 0,118 1 0,732 2 0 2 2,000 1 0,157 2 Tổng (c b) 2,674 11 0,994 Ghi chú: a là tổ hợp ĐT26 x William 82 b là tổ hợp E089-10 x William 82
13 Đối với tổ hợp ĐT26 x William 82, với c2 = 3,068 và df = 11 thì giả định di truyền tính kháng bệnh kiểm soát bởi đơn gene trội là hoàn toàn tin cậy với P = 0,990. Tương tự đối với tổ hợp EO89-10 x William 82, di truyền tính kháng bệnh được kiểm soát bởi đơn gene trội với (c2 = 2,674 và P = 0,994). Như vậy, di truyền tính kháng bệnh phấn trắng được kiểm soát bởi đơn gene trội (Bảng 7) 3.2.1.2. Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa trên chỉ thị phân tử Ba chỉ thị Satt431, BarcsoySSR-16-1247 và BarcsoySSR-16-1236 được sử dụng để sàng lọc các các thể mang gene kháng/ nhiễm ở các quần thể P1, P2 và F2 của mỗi tổ hợp lai. Kết quả phân tích được trình bày ở Hình 3. Kết quả chạy PCR đối với cá thể F2 của tổ hợp ĐT26 x William 82 (Hình 3a) cho thấy: Có 21 cá thể có kiểu gene RR (đồng hợp tử trội) tương ứng với kiểu gene của giống Willam 82, 53 cá thể mang kiểu gene Rr (di hợp tử), mang allen R của P1 và allen r của P2, và 28 cá thể mang gene rr (đồng hợp tử lặn) tương ứng với kiểu gene của giống mẹ ĐT26 (Hình 3a). Tương tự đối với tổ hợp EO89-10 x William 82, 18 cá thể có kiểu gene RR tương ứng với kiểu gene của giống William 82, 33 cá thể có kiểu gene rr trùng với gene của giống EO89-10 và 53 cá thể mang kiểu gene Rr trung gian giữ bố William 82 và gene mẹ EO89-10 (Hình 3b). a) Quần thể P1; P2 và quần thể phân ly F2 của tổ hợp lai ĐT26 x William 82 b) Quần thể P1; P2 và quần thể phân ly F2 của tổ hợp lai EO89-10 x William 82 Hình 3: Kết quả PCR kiểm tra cá thể trong quần thể mang gene kháng
14 Tỷ lệ phân ly kiểu gene thu được ở quần thể phân ly F2 đối với cả hai tổ hợp lai tương ứng với tỷ lệ 1:2:1 theo thuyết di truyền của Medel, tức di truyền đơn gene trội. Kết quả phân tích di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đối với tổ hợp ĐT26 x William 82 cho thấy, với khi bình phương c2= 1,263 và df = 17 thì giả định di truyền tính kháng bệnh được kiểm soát bởi đơn gene trội là hoàn toàn tin cậy với P = 0,999. Tương tự với tổ hợp EO89-10 x William 82, di truyền tính kháng bệnh phấn trắng được kiểm soát bởi đơn gene trội với c2 = 4,830 và P = 0,998 (Bảng 8). Bảng 8: Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa trên phân tích kiểu gene ở tổ hợp ĐT26 x William 82 và EO89-10 x William 82 Số cá thể Chi- Giả Độ biến thu được theo square Độ tự Quần định Kiểu động Độ tin Lý Test do thể (RR: gene Thực tế (D=O- cậy (P) thuyết (c2= (df) Rr: rr) (O) E) (E) D2/E) a) Tổ hợp ĐT26 x William 82 RR 0 0 0 0 2 1,000 1 P1 0:0:1 Rr 0 0 0 0 2 1,000 rr 15 15 0 0 2 1,000 RR 15 15 0 0 2 1,000 2 P2 1:0:0 Rr 0 0 0 0 2 1,000 rr 0 0 0 0 2 1,000 RR 21 25,5 -4,5 0,964 2 0,618 3 F2 1:2:1 Rr 53 51,0 2,0 0,075 2 0,963 rr 28 25,5 2,5 0,223 2 0,895 Tổng c2a 1,263 17 0,999 b) Tổ hợp EO89-10 x William 82 RR 0 0 0 0 2 1,000 1 P1 0:0:1 Rr 0 0 0 0 2 1,000 rr 15 15 0 0 2 1,000 RR 15 15 0 0 2 1,000 2 P2 1:0:0 Rr 0 0 0 0 2 1,000 rr 0 0 0 0 2 1,000 RR 18 25.5 -7,5 3,125 2 0,210 3 F2 1:2:1 Rr 51 51 0 0 2 1,000 rr 33 25,5 7,5 1,705 2 0,426 Tổng c2b 4,830 17 0,998
15 3.2.2. Kết quả nghiên tương quan của bệnh phấn trắng đối với năng suất và một số đặc điểm nông học khác ở đậu tương Tương quan về kiểu hình: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch ở mức trung bình với năng suất ở mức có ý nghĩa 95% (r = - 0,554 **) (Bảng 9a). Tương quan kiểu gen: Cấp nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch với năng suất ở mức trung bình với r = -0,430** (Bảng 9b). Bảng 9: Tương quan giữa tính kháng bệnh với năng suất và đặc tính nông học khác ở đậu tương dựa trên quần thể phân ly F2 a) Tương quan kiểu hình RH QC CC CQ SĐ SQ SH KL100 NS PT RH 1,000 QC ,325** 1,000 CC ,001 ,103 1,000 CQ ,131 ,051 -,117 1,000 SĐ -,012 -,034 ,236* ,035 1,000 ** SQ ,066 ,046 ,275 ,140 ,308** 1,000 SH ,057 ,171 ,153 ,115 ,182 ,034 1,000 KL100 -,130 ,034 ,028 ,056 ,102 -,158 ,151 1,000 * ** ** ** ** NS ,153 ,480 ,294 ,188 ,358 ,706 ,696** ,199* 1,000 PT -,034 -,035 -,112 -,190 -,143 -,260** -,534** ,217* -,554* 1,000 b) Tương quan kiểu gene RH QC CC CQ SĐ SQ SH KL100 NS PT RH 1,000 QC ,680** 1,000 CC -,040 ,000 1,000 CQ ,050 ,070 -,050 1,000 SĐ ,090 -,020 ,440** ,020 1,000 SQ ,020 ,010 -,010 ,090 ,090 1,000 SH -,010 ,030 ,080 ,050 ,110 -,030 1,000 * KL100 -,100 -,130 ,010 -,070 ,050 -,060 ,120* 1,000 NS -,100 ,610** ,040 ,090 ,140* ,560** ,480** ,230* 1,000 PT ,010 ,000 -0,030 -0,100 -0,140* -0,700** -0,560** -0,170 -0,430** 1,000 Ghi chú: - RH = Thời gian bắt đầu ra hoa; QC = Chín sinh lý; CC = Cao cây, CQ = Cành quả; SĐ = Số đốt/thân chính; SQ = Số quả chắc; SH = Số hạt/quả; KL100 = Khối lượng 100 hạt, NS = Khối lượng hạt/cây; PT = Bệnh phấn trắng; * Tương quan có ý nghĩa ở mức 95%; ** Tương quan có ý nghĩa ở mức 99%
16 3.2.3. Kết quả chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 3.2.3.1. Kết quả chọn lọc cá thể ưu tú BC2F2 vụ xuân 2014 Kết quả chọn lọc được 18 cá thể ưu tú (có năng suất cá thể cao nhất) và mang gene kháng bệnh phấn trắng RR nhờ 3 chỉ thị Satt431, BarcsoySSR-16-1236 và BarcsoySSR-16-1247 (Bảng 10). Các dòng ưu tú này được trồng và đánh giá tiếp tục trong vụ hè 2014. Bảng 10: Một số đặc điểm nông học chính của các cá thể ưu tú thế hệ BC2F2 vụ xuân năm 2014 tại Thanh Trì - Hà Nội Chiều Số cành Số quả Tỷ lệ quả Ký hiệu cá TGST Cao KL hạt TT cấp I/ cây chắc 3 hạt/cây thể chọn lọc (ngày) cây / cây (g) (cành) (quả) (%) (cm) a) Tổ hợp 1: E089-10 x K85389 1 D1.01.07 102 66 5 88 28,2 25,48 2 D1.12.42 99 62 3 84 30,4 24,95 3 D1.18.56 98 58 3 98 20,1 23,12 4 D1.21.70 99 71 6 104 30,4 27,95 b) Tổ hợp 2: D08.43 x K85389 1 D2.01.02 98 51 4 96 22,0 21,76 2 D2.07.14 99 53 4 116 26,2 26,80 3 D2.28.42 97 66 6 84 24,4 22,01 c) Tổ hợp 3: E089-10 x William 82 1 D3.01.05 99 66 5 87 43,8 24,49 2 D3.02.14 100 60 4 98 37,5 27,62 3 D3.15.24 96 64 6 90 27,5 23,50 4 D3.20.45 102 70 3 85 43,8 25,84 5 D3.24.54 98 68 4 92 37,5 25,62 d) Tổ hợp 4: D081810 x K85389 1 D4.02.06 99 72 3 89 40,6 23,24 2 D4.12.25 98 68 5 85 26,9 22,75 3 D4.19.42 99 64 4 94 27,4 24,39 4 D4.26.54 101 70 3 98 33,8 25,30 5 D4.31.60 97 67 5 89 31,6 21,30 6 D4.39.72 102 74 6 102 36,5 28,34 D08.43 118 67 4,6 60 32,5 18,22 EO89-10 115 62 4,4 58 26,7 17,20 D081810 117 65 5,0 56 35,4 15,74 K85389 87 50 2,2 27 15.8 10,63 William 82 83 48 1,8 22 15,5 8,81
17 3.2.3.2. Kết quả chọn lọc ở thế hệ BC2F3 vụ hè năm 2014 Kết quả đánh giá dòng hệ BC2F3 trong vụ hè 2014 đã chọn được 18 cá thể ưu tú thuộc 4 tổ hợp lai (Bảng 11). Đây là các cá thể có số quả chắc/cây cao, khối lượng hạt/cây thực thu lớn và có thời gian sinh trưởng
18 3.2.3.3. Kết quả đánh giá dòng BC2F4 vụ đông năm 2014 Các dòng thuộc nhóm sinh trưởng trung ngày (≤ 102 ngày). Các dòng có số quả chắc /cây dao động từ 45,76 - 61,73 quả. Các dòng có khối lượng 100 hạt dao động từ 15,13 - 16,83 g. Các dòng có năng suất/dòng dao động từ 253,95 - 349,88 g/m2, cao nhất là D2.07.14.07 (349,88 g/m2) (Bảng 12). Bảng 12: Một số đặc điểm nông học của các dòng ưu tú chọn lọc ở thế hệ BC2F4 trong vụ đông năm 2014 tại Thanh Trì - Hà Nội Số quả Tỷ lệ KL. NS TGST chắc / quả 3 NSCT TT Tên dòng 100 hạt dòng (Ngày) cây hạt (g/cây) (g) (g/m2) (quả) (%) a) Tổ hợp 1: E089-10 x K85389 1 D1.01.07.03 102 56,41 16,32 16,07 15,25 306,18 2 D1.21.70.71 96 45,76 24,24 16,83 15,15 283,65 3 D1.21.70.72 95 50,44 19,38 17,34 15,07 301,84 4 D1.21.70.73 99 54,42 21,49 15,98 14,94 318,47 5 D1.21.70.74 98 51,11 18,36 16,58 14,79 294,84 6 D1.21.70.75 101 45,80 31,62 16,49 14,48 287,04 b) Tổ hợp 2: D08.43 x K85389 7 D2.01.02.01 98 54,42 32,24 16,32 15,28 306,89 8 D2.01.02.02 100 51,77 31,75 17,09 15,33 308,25 9 D2.07.14.07 95 61,73 39,47 15,13 17,00 349,88 c) Tổ hợp 3: E089-10 x William 82 10 D3.01.05.02 100 51,77 20,32 16,83 14,21 280,13 11 D3.01.05.05 96 55,08 18,82 15,30 14,20 291,94 12 D3.02.14.18 97 58,06 36,72 16,32 17,60 324,95 d) Tổ hợp 4: D081810 x K85389 13 D4.26.54.04 99 51,77 11,22 16,75 13,98 274,46 14 D4.39.72.06 100 54,12 24,41 17,00 16,89 302,16 15 D4.39.72.07 96 48,45 16,32 16,83 13,78 269,44 16 D4.39.72.08 100 47,79 22,44 16,98 13,56 253,95 17 D4.39.72.09 101 47,79 29,47 16,32 13,53 263,35 18 D4.39.72.10 99 52,45 35,86 16,57 15,45 281,27 DT84 (đ/c) 83 19,50 6,5 17,5 7,50 154,5 ĐT26 (đ/c) 92 32,50 26,0 17,0 10,30 233,70