Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô thuần từ nuôi cấy bao phấn và khả năng sử dụng chúng trong tạo giống ngô lai

Chia sẻ: Nguyen Minh Cuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm đánh gia đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô DH ở mức hình thái và mức phân tử, xác định khoảng cách di truyền giữa các dòng ngô DH để phân nhóm cách biệt di truyền, xác định được các nhóm ưu thế lai và có nhận xét bước đầu về mối quan hệ giữa khoảng cách di truyền với khả năng ưu thế lai cao. Mời các bạn cùng tham khảo luận án để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô thuần từ nuôi cấy bao phấn và khả năng sử dụng chúng trong tạo giống ngô lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ==========o0o========= KHUẤT HỮU TRUNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN DÒNG NGÔ THUẦN TỪ NUÔI CẤY BAO PHẤN VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG TRONG TẠO GIỐNG NGÔ LAI Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62.42.70.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2010
Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Minh Công 2. TS. Bùi Mạnh Cường Phản biện 1: GS.TS. Ngô Hữu Tình - Viện Nghiên cứu ngô Phản biện 2: GS.TS. Nguyễn Hữu Đống - Viện Di truyền Nông nghiệp Phản biện 3: PGS. TS. Chu Hoàng Mậu – Trường Đại học Thái Nguyên Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp tại: Trường Đại học Sư phạm Hà nội Vào hồi:........ngày........tháng........năm 2010 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Đại học Sư phạm Hà Nội - Thư viện Viện Di truyền Nông nghiệp
C¸C C¤NG TR×NH §Ã C¤NG Bè LI£N QUAN §ÕN LUËN ¸N 1. Bùi Mạnh Cường, Khuất Hữu Trung (2005), “Nghiên cứu xây dựng tập đoàn dòng thuần từ nuôi cấy bao phấn và khả năng sử dụng chúng trong chọn tạo giống ngô lai năng suất cao”, Báo cáo khoa học Hội nghị Toàn quốc - Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong Khoa học Sự sống, Hà Nội 03/11/2005. NXB Khoa học và Kỹ thuật, tr. 446-449. 2. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công (2006), “Kết quả nghiên cứu xây dựng tập đoàn dòng ngô thuần bằng kỹ thuật nuôi cấy bao phấn (giai đoạn 2004-2005)”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, số 24, tr. 40-44. 3. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công (2007), “Sử dụng chỉ thị SSR để đánh giá độ thuần và phân tích đa dạng di truyền của các dòng ngô thuần tạo ra từ nuôi cấy bao phấn”, Tạp chí Khoa học, Đại học quốc gia Hà Nội, tập 23, số 2S, tr. 314-320. 4. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công (2008), “Nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức hình thái tập đoàn dòng ngô thuần tạo bằng nuôi cấy bao phấn”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, số 11, tr. 31-35. 5. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công (2009), “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô thuần được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn bằng chỉ thị phân tử SSR”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, số 4, tr. 15-20. 6. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công (2010), “Kết quả bước đầu đánh giá khả năng sử dụng các dòng ngô thuần được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn trong chọn tạo giống ngô lai năng suất cao”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 1 (14), tr. 31-37.
1 Më §ÇU 1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi Ng« lμ mét trong nh÷ng c©y ngò cèc g¾n liÒn víi ®êi sèng vμ nÒn v¨n minh cña nhiÒu d©n téc trªn thÕ giíi. C©y ng« cã tiÒm n¨ng vÒ n¨ng suÊt rÊt lín, ®iÓn h×nh nhÊt lμ sù khai th¸c th«ng qua sö dông −u thÕ lai (Hallauer, 1990). Muèn t¹o gièng ng« lai tèt, c¸c nhμ chän gièng ph¶i nghiªn cøu t¹o ra c¸c dßng thuÇn tèt vμ sau ®ã lμ qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng kÕt hîp vμ thö nghiÖm c¸c con lai. Nh− vËy, ph¶i mÊt 5-7 n¨m c¸c nhμ t¹o gièng míi t¹o ra ®−îc mét gièng ng« lai míi. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c nghiªn cøu nh»m rót ng¾n thêi gian t¹o dßng thuÇn b»ng nu«i cÊy bao phÊn vμ ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn ®Ó dù ®o¸n −u thÕ lai sím ®· gióp cho viÖc t¹o ra c¸c gièng ng« lai mét c¸ch nhanh chãng. B»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn kh«ng chØ rót ng¾n ®−îc thêi gian t¹o dßng thuÇn, t¹o ra c¸c dßng ng« thuÇn cã ®é ®ång hîp tö cao (dßng ng« ®¬n béi kÐp - double haploid - DH) mμ cßn cã thÓ t¹o ra c¸c dßng thuÇn mang nhiÒu ®Æc ®iÓm −u viÖt cña nguån vËt liÖu cho bao phÊn nu«i cÊy (Frisch and Melchinger, 2006; Smith vμ cs, 2008). Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn c¸c dßng ng« DH kh«ng nh÷ng ®¸nh gi¸ ®−îc kh¶ n¨ng sö dông c¸c nguån vËt liÖu míi nμy phôc vô c«ng t¸c t¹o gièng ng« lai mμ cßn rÊt cÇn thiÕt ®Ó ®Þnh h−íng cho c«ng t¸c nghiªn cøu t¹o ra c¸c dßng ng« thuÇn −u tó tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng lý do trªn, chóng t«i thùc hiÖn ®Ò tμi: “Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn dßng ng« thuÇn tõ nu«i cÊy bao phÊn vµ kh¶ n¨ng sö dông chóng trong t¹o gièng ng« lai”. 2. Môc tiªu nghiªn cøu - X©y dùng ®−îc tËp ®oμn dßng ng« thuÇn (dßng ng« ®¬n béi kÐp - double haploid - DH) b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau; - §¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oμn dßng ng« DH ë møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö; x¸c ®Þnh ®−îc kho¶ng c¸ch di truyÒn gi÷a c¸c dßng ng« DH ®Ó ph©n nhãm c¸ch biÖt di truyÒn; x¸c ®Þnh ®−îc c¸c nhãm −u thÕ lai vμ cã nhËn xÐt b−íc ®Çu vÒ mèi quan hÖ gi÷a kho¶ng c¸ch di truyÒn víi kh¶ n¨ng cho −u thÕ lai cao; - TuyÓn chän ®−îc c¸c dßng ng« DH cã c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc tèt, cã kh¶ n¨ng kÕt hîp cao vÒ n¨ng suÊt phôc vô c«ng t¸c nghiªn cøu lai t¹o gièng; chän ®−îc c¸c tæ hîp lai tèt cã sù tham gia cña c¸c
2 dßng ng« DH vμ giíi thiÖu mét sè tæ hîp lai n¨ng suÊt cao cã triÓn väng trong s¶n xuÊt. 3. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi 3.1. ý nghÜa khoa häc - Cung cÊp thªm nhiÒu t− liÖu, th«ng tin khoa häc h÷u Ých cho c«ng t¸c nghiªn cøu t¹o dßng thuÇn, ph©n tÝch ®a d¹ng di truyÒn vμ t¹o gièng ng« lai; - HiÓu biÕt vÒ ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng ng« DH cã ý nghÜa quan träng trong viÖc ®Þnh h−íng nghiªn cøu t¹o ra nh÷ng dßng ng« thuÇn mang c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc mong muèn b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn; - KÕt qu¶ cña ®Ò tμi cñng cè thªm c¸c c¬ së khoa häc ®Ó nghiªn cøu rót ng¾n thêi gian t¹o dßng thuÇn vμ t¹o gièng ng« lai trong ®iÒu kiÖn cô thÓ ë ViÖt Nam. 3.2. ý nghÜa thùc tiÔn - Bæ sung vμo quÜ gen mét tËp ®oμn vËt liÖu míi lμ nh÷ng dßng ng« ®¬n béi kÐp (DH) phôc vô cho c«ng t¸c nghiªn cøu vμ t¹o gièng ng« lai; - Nh÷ng th«ng tin vÒ ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng ng« DH ë møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö lμ c¬ së cho viÖc tuyÓn chän, khai th¸c vμ sö dông trùc tiÕp c¸c nguån vËt liÖu míi nμy ®Ó t¹o gièng ng« lai; - Giíi thiÖu c¸c tæ hîp lai cã n¨ng suÊt cao, cã triÓn väng phôc vô cho s¶n xuÊt. 4. §èi t−îng vµ ph¹m vi nghiªn cøu - §èi t−îng nghiªn cøu: bao gåm nhiÒu dßng, gièng ng« cã nguån gèc kh¸c nhau ®−îc l−u gi÷ t¹i ViÖn Nghiªn cøu Ng« (§an Ph−îng, Hμ Néi); - Ph¹m vi nghiªn cøu cña ®Ò tμi: tõ kh©u t¹o vËt liÖu míi lμ c¸c dßng ng« ®¬n béi kÐp (double haploid - DH); ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn ë møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö, chän läc c¸c dßng thuÇn −u viÖt, ph©n nhãm c¸ch biÖt di truyÒn; lai t¹o, tuyÓn chän c¸c tæ hîp lai cã n¨ng suÊt cao, ®¸nh gi¸, so s¸nh vμ kh¶o nghiÖm; - §Ò tμi ®−îc nghiªn cøu vμ thùc hiÖn tõ n¨m 2004, chñ yÕu tõ n¨m 2005-2009 t¹i ViÖn Nghiªn cøu Ng« (§an Ph−îng, Hμ Néi) vμ ViÖn Di truyÒn N«ng nghiÖp (Tõ Liªm, Hμ Néi).
3 5. Nh÷ng ®ãng gãp míi cña luËn ¸n - §©y lμ c«ng tr×nh ®Çu tiªn ®¸nh gi¸ mét c¸ch cã hÖ thèng vμ tØ mØ ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng ng« ®¬n béi kÐp ®−îc t¹o ra b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn ë c¶ møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö; qua ®ã gióp c¸c nhμ chän gièng cã thÓ khai th¸c, sö dông trùc tiÕp c¸c nguån vËt liÖu ®Ó t¹o gièng ng« lai; - Th«ng qua ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ cïng mét nguån vËt liÖu vμ tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau, ®Ò tμi luËn ¸n ®· cung cÊp nhiÒu th«ng tin h÷u Ých cho c«ng t¸c nghiªn cøu t¹o ra c¸c dßng thuÇn −u tó, nghiªn cøu rót ng¾n thêi gian t¹o dßng thuÇn vμ t¹o gièng ng« lai; - Bæ sung vμo quÜ gen mét tËp ®oμn dßng ng« thuÇn, trong ®ã cã nhiÒu dßng mang c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc tèt; giíi thiÖu mét sè tæ hîp lai cã n¨ng suÊt cao, trong ®ã gièng ng« kh¶o nghiÖm LVN886 rÊt cã triÓn väng phôc vô cho s¶n xuÊt. 6. CÊu tróc cña luËn ¸n LuËn ¸n cã 159 trang, bao gåm: Më ®Çu (4 trang); ch−¬ng 1: C¬ së khoa häc vμ tæng quan tμi liÖu (34 trang); ch−¬ng 2: Néi dung, vËt liÖu vμ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu (12 trang); ch−¬ng 3: KÕt qu¶ vμ th¶o luËn (86 trang); KÕt luËn vμ ®Ò nghÞ (2 trang); Tμi liÖu tham kh¶o (20 trang bao gåm: 34 tμi liÖu tiÕng ViÖt, 156 tμi liÖu tiÕng Anh vμ 5 website); cã 6 c«ng tr×nh c«ng bè liªn quan ®Õn luËn ¸n.
4 CH¦¥NG 1 C¥ Së KHOA HäC Vμ TæNG QUAN TμI LIÖU Ng« cã tªn khoa häc lμ Zea mays L., thuéc chi Maydeae, hä hoμ th¶o (Poaceae hay Gramineae), bé hoμ th¶o (Poales hay Graminales), líp mét l¸ mÇm (Monocotyledons), ngμnh h¹t kÝn (Angiospermatophyta), ph©n giíi thùc vËt bËc cao (Cosmobionia) (Ng« H÷u T×nh, 1997; Galinat, 1988). 1.1. Nguån gèc, sù ®a d¹ng di truyÒn cña c©y ng« Nh÷ng nghiªn cøu vÒ nguån gèc c©y trång cña Vavilov ®· cho r»ng: Mexico vμ Peru lμ nh÷ng trung t©m ph¸t sinh ®a d¹ng di truyÒn cña c©y ng«. Mexico lμ trung t©m thø nhÊt (trung t©m ph¸t sinh), vïng Andet (Peru) lμ trung t©m thø hai (Vavilov, 1926). Nguån gèc di truyÒn c©y ng« lμ mét ®Ò tμi ®−îc c¸c nhμ khoa häc tranh luËn trong suèt 50 n¨m qua. Trong ®ã, gi¶ thuyÕt nguån gèc cña ng« tõ Teosinte ®−îc ®a sè c¸c nhμ khoa häc ñng hé (Troyer, 2004; Ng« H÷u T×nh 2009). Sù ®a d¹ng di truyÒn cña ng« ®−îc thÓ hiÖn ë tÊt c¶ c¸c tÝnh tr¹ng cña c©y, b«ng cê vμ b¾p. Sù biÕn ®éng vÒ c¸c ®Æc ®iÓm cña c©y thÓ hiÖn ë chiÒu cao c©y, chiÒu cao ®ãng b¾p vμ ®Æc ®iÓm cña l¸ (dμi l¸, réng l¸, sè l¸ trªn c©y, sè l¸ trªn b¾p), mμu th©n vμ d¹ng lãng..vv. Sù biÕn ®éng ë b«ng cê vμ b¾p thÓ hiÖn ë ®é dμi b«ng cê, cuèng b«ng cê, sè nh¸nh vμ ®é dμi nh¸nh, ®−êng kÝnh b¾p vμ sè hμng h¹t. §Æc biÖt lμ sù ®a d¹ng cña néi nhò h¹t. Sù ®a d¹ng cña ng« cßn thÓ hiÖn ë kÝch th−íc h¹t, mμu h¹t vμ chÊt l−îng h¹t. 1.2. Dßng thuÇn, −u thÕ lai vµ kh¶ n¨ng kÕt hîp 1.2.1. Dßng thuÇn vµ c¸c ph−¬ng ph¸p t¹o dßng thuÇn Trong khoa häc chän gièng, dßng thuÇn lμ kh¸i niÖm t−¬ng ®èi ®Ó chØ c¸c dßng tù phèi ®· ®¹t ®Õn ®é ®ång hîp tö cao vμ æn ®Þnh ë nhiÒu tÝnh tr¹ng. §èi víi ng«, th−êng sau 6-8 ®êi tù phèi c¸c dßng ®¹t ®Õn ®é ®ång ®Òu cao ë c¸c tÝnh tr¹ng nh− chiÒu cao c©y, chiÒu cao ®ãng b¾p, n¨ng suÊt, mμu vμ d¹ng h¹t…vv. ®−îc gäi lμ “dßng thuÇn”. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p t¹o dßng ng« thuÇn kh¸c nhau: (1) T¹o dßng ng« thuÇn b»ng ph−¬ng ph¸p tù phèi vμ cËn phèi; (2) C¸c ph−¬ng ph¸p t¹o dßng ng« ®¬n béi kÐp (double haploid - DH) bao gåm: Ph−¬ng ph¸p sö dông c¸c dßng mang gen c¶m øng t¹o ®¬n béi; Ph−¬ng ph¸p t¹o dßng ®¬n béi kÐp b»ng nu«i cÊy no·n ng«; Ph−¬ng
5 ph¸p t¹o dßng ®¬n béi kÐp b»ng nu«i cÊy bao phÊn hoÆc h¹t phÊn t¸ch rêi. Ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn ng« ®−îc Anonymous nghiªn cøu tõ n¨m 1975, sau ®ã tiÕp tôc ®−îc hoμn thiÖn bëi Chu (1981), Kuo vμ cs (1986). ë ViÖt Nam, ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn ng« b¾t ®Çu ®−îc quan t©m nghiªn cøu trong kho¶ng 15 n¨m trë l¹i ®©y vμ ®· thu ®−îc mét sè kÕt qu¶ ®¸ng kÓ (NguyÔn H÷u §èng vμ cs, 1995; Bïi M¹nh C−êng vμ cs, 1998; Lª Huy Hμm vμ cs, 2003...vv). HiÖn nay, h−íng nghiªn cøu n©ng cao tØ lÖ t¹o ph«i, t¸i sinh c©y nh»m khai th¸c c¸c nguån vËt liÖu ®Ó t¹o dßng cã gi¸ trÞ th−¬ng m¹i ®ang tiÕp tôc ®−îc triÓn khai (Bïi M¹nh C−êng, 2007). 1.2.2. ¦u thÕ lai vµ kh¶ n¨ng kÕt hîp ThuËt ng÷ “−u thÕ lai” (heterosis) ®−îc shull (ng−êi Mü) ®−a ra ®Çu tiªn n¨m 1914, −u thÕ lai lμ mét kh¸i niÖm vÒ hiÖu qu¶ lai, lμ hiÖn t−îng con lai ë thÕ hÖ thø nhÊt cã n¨ng lùc sinh tr−ëng, ph¸t triÓn, kh¶ n¨ng chèng chÞu vμ nhiÒu ®Æc ®iÓm kh¸c t¨ng hoÆc gi¶m so víi gi¸ trÞ trunh b×nh céng gi÷a hai bè mÑ hoÆc v−ît tréi so víi 1 trong 2 bè mÑ. §Ó sö dông −u thÕ lai trong s¶n xuÊt, nhÊt thiÕt tæ hîp lai F1 kh«ng nh÷ng ph¶i tá ra h¬n h¼n bè mÑ mμ cßn ph¶i h¬n h¼n so víi gièng ®èi chøng, nghÜa lμ ph¶i tèt h¬n c¸c gièng th−¬ng m¹i ®ang s¶n xuÊt. ChÝnh v× vËy, −u thÕ lai chuÈn lμ chØ sè ®−îc quan t©m h¬n c¶ trong c«ng t¸c t¹o gièng ng« lai. ThÕ hÖ con lai cã −u thÕ lai cao th−êng thu ®−îc khi c¶ hai d¹ng bè mÑ cã kh¶ n¨ng kÕt hîp chung cao, hoÆc Ýt nhÊt mét trong hai d¹ng bè mÑ cã kh¶ n¨ng kÕt hîp chung cao. Kh¶ n¨ng kÕt hîp phô thuéc vμo sù kh¸c biÖt di truyÒn, do vËy, viÖc ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn, ph©n thμnh c¸c nhãm, thiÕt kÕ s¬ ®å lai dùa vμo kho¶ng c¸ch di truyÒn gi÷a c¸c nguån vËt liÖu råi míi lai thö lμ rÊt cÇn thiÕt. Ph−¬ng ph¸p nμy kh«ng nh÷ng cã thÓ h¹n chÕ bít c¸c tæ hîp lai, gi¶m thiÓu khèi l−îng c«ng viÖc mμ cßn lμm cho c«ng t¸c dù ®o¸n −u thÕ lai trë nªn chÝnh x¸c h¬n. 1.3. §a d¹ng di truyÒn vµ −u thÕ lai trong chän t¹o gièng ng« 1.3.1. §a d¹ng di truyÒn vµ dù ®o¸n −u thÕ lai dùa vµo nguån gèc, ph¶ hÖ Sù c¸ch biÖt vÒ ®Þa lý ®· t¹o nªn sù kh¸c biÖt vÒ di truyÒn gi÷a c¸c quÇn thÓ ng« ®Þa ph−¬ng, sù ®a d¹ng nμy rÊt cã ý nghÜa trong c«ng t¸c thu thËp b¶o tån vμ khai th¸c sö dông cho ch−¬ng tr×nh t¹o gièng ng« lai. §Ó t×m ra sù kh¸c biÖt di truyÒn cña c¸c nguån vËt liÖu, ban ®Çu ng−êi ta tiÕn hμnh ph©n lo¹i chóng theo ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu quan hÖ gi÷a xa c¸ch ®Þa lý víi sù ®a d¹ng di truyÒn cña c©y ng«.
6 1.3.2. §a d¹ng di truyÒn vµ dù ®o¸n −u thÕ lai dùa vµo c¸c chØ thÞ di truyÒn 1.3.2.1. Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn vµ −u thÕ lai dùa vµo chØ thÞ h×nh th¸i Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn dùa vμo chØ thÞ h×nh th¸i lμ ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ th«ng qua c¸c ®Æc ®iÓm chÝnh vÒ h×nh th¸i vμ dùa trªn c¸c tÝnh tr¹ng c¬ b¶n ®ã ®Ó nhËn biÕt vμ ph©n biÖt gi÷a c¸c dßng/gièng víi nhau. 1.3.2.2. Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn vµ −u thÕ lai dùa vµo chØ thÞ sinh hãa Trªn ®èi t−îng c©y ng«, ®· cã mét sè c«ng tr×nh ph©n tÝch sù ®a h×nh cña c¸c isozym ®Ó ®¸nh gi¸ sù ®a d¹ng di truyÒn nh−: Stuber vμ Goodman, 1983; Frei vμ cs, 1986; Lu vμ cs, 2002. Tuy nhiªn, do h¹n chÕ vÒ sè l−îng chØ thÞ isozym vμ cã qu¸ Ýt chØ thÞ isozym liªn kÕt víi −u thÕ lai nªn kÕt qu¶ cßn rÊt h¹n chÕ. 1.3.2.3. Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn vµ −u thÕ lai dùa vµo c¸c chØ thÞ ph©n tö ADN - ChØ thÞ RFLP: ChØ thÞ RFLP ®−îc sö dông kh¸ phæ biÕn ®Ó x©y dùng c¸c b¶n ®å di truyÒn ë ng« (Gardiner vμ cs, 1993); x¸c ®Þnh mèi quan hÖ di truyÒn gi÷a c¸c dßng ng« néi phèi vμ ph©n chóng thμnh c¸c nhãm −u thÕ lai (Dubreuil vμ Charcosset, 1998; Gauthier vμ cs, 2002). - ChØ thÞ RAPD: Trªn ®èi t−îng c©y ng«, chØ thÞ RAPD ®· ®−îc sö dông ®Ó ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn vμ x¸c ®Þnh mèi t−¬ng quan gi÷a kho¶ng c¸ch di truyÒn víi sù biÓu hiÖn −u thÕ lai cña c¸c tæ hîp lai (Lanza vμ cs, 1997); x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch di truyÒn, ph©n nhãm −u thÕ lai, dù ®o¸n cÆp lai −u tó gi÷a c¸c dßng ng« nhiÖt ®íi (Moeller vμ Schaal, 1999; Wu vμ Dai 2000). - ChØ thÞ AFLP: ë ng«, chØ thÞ AFLP ®· ®−îc sö dông ®Ó: (1) x¸c ®Þnh mèi quan hÖ gi÷a kho¶ng c¸ch di truyÒn vμ kh¶ n¨ng kÕt hîp vÒ n¨ng suÊt (Melchinger vμ cs, 1998); (2) nghiªn cøu sù t−¬ng ®ång di truyÒn cña c¸c dßng ng« néi phèi (Lubberstedt vμ cs, 2000); (3) x¸c ®Þnh vïng nhiÔm s¾c thÓ cã liªn quan ®Õn kh¶ n¨ng t¹o −u thÕ lai vμ (4) x©y dùng b¶n ®å di truyÒn (Vuylsteke vμ cs, 2000). - ChØ thÞ SSR: ChØ thÞ SSR cung cÊp møc ®é ®a h×nh cao nªn rÊt h÷u Ých vμ ®−îc sö dông kh¸ réng r·i trong ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng/gièng ng« (Amorim vμ cs, 2006). ë ng«, cã rÊt nhiÒu
7 alen trªn mçi locus, nhiÒu locus cã tíi 16 alen. ChÝnh v× vËy, chØ thÞ SSR ®−îc sö dông nhiÒu ®Ó nghiªn cøu sù ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng ng« lai cËn huyÕt vμ lai xa (Pinto vμ cs, 2003); ®¸nh gi¸ vμ x©y dùng b¶n ®å gen (Mohammadi vμ cs, 2002); hay ®Ó x¸c ®Þnh sù ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c quÇn thÓ ng« néi phèi (Xia vμ cs, 2004). ChØ thÞ SSR cßn ®−îc sö dông ®Ó nghiªn cøu mèi t−¬ng quan gi÷a kho¶ng c¸ch di truyÒn víi −u thÕ lai ë ng« (Drinic vμ cs, 2002; Rajab vμ cs, 2006). Víi môc ®Ých ®¸nh gi¸ møc ®é ®ång hîp tö cña c¸c dßng ng« DH ®Ó so s¸nh víi bè mÑ cña nguån vËt liÖu cho bao phÊn nu«i cÊy, chØ thÞ SSR còng ®−îc mét sè t¸c gi¶ sö dông ®Ó nghiªn cøu trªn c¸c dßng ng« ®¬n béi kÐp (double haploid - DH) (Ingrid, 2002; Pedro vμ cs, 2007). 1.3.3. T×nh h×nh nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn vµ −u thÕ lai trong chän gièng ng« ë ViÖt Nam ë ViÖt Nam, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, sö dông chØ thÞ ph©n tö ®Ó ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn, tÝnh kho¶ng c¸ch di truyÒn ®Ó dù ®o¸n −u thÕ lai sím phôc vô cho chän t¹o gièng ng« ®· ®−îc mét sè t¸c gi¶ ®Ò cËp: Bïi M¹nh C−êng vμ cs (2000, 2003); Ng« H÷u T×nh vμ cs (2002); Phan Xu©n Hμo vμ cs, (2004, 2005); Ng« Minh T©m vμ Bïi M¹nh C−êng (2007). MÆc dï vËy, sè l−îng c¸c c«ng tr×nh øng dông phôc vô c«ng t¸c chän t¹o gièng ng« ch−a nhiÒu. Môc ®Ých cña c¸c t¸c gi¶ lμ ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn, x¸c ®Þnh mèi quan hÖ di truyÒn cña c¸c dßng ®Ó thiÕt kÕ c¸c s¬ ®å lai vμ dù ®o¸n c¸c tæ hîp lai cho −u thÕ lai cao nh»m gi¶m bít sè tæ hîp lai trªn ®ång ruéng. Nh÷ng nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn cña c¸c dßng thuÇn ®−îc t¹o ra tõ cïng mét nguån vËt liÖu vμ tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau ®Ó ®Þnh h−íng cho c«ng t¸c nghiªn cøu t¹o ra c¸c dßng thuÇn ®a d¹ng, phong phó, cã c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc tèt ch−a ®−îc ®Ò cËp. Ch−a thÊy cã c«ng tr×nh nμo ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn c¸c dßng ng« thuÇn ®−îc t¹o ra b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn (c¸c dßng ng« DH) mét c¸ch hÖ thèng, tØ mØ ë c¶ møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sö dông chóng phôc vô c«ng t¸c chän t¹o gièng ng« lai.
8 CH¦¥NG 2 NéI DUNG, VËT LIÖU Vμ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU 2.1. Néi dung nghiªn cøu - X©y dùng tËp ®oμn dßng ng« DH b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn; - Nghiªn cøu sù ®a d¹ng di truyÒn ë møc h×nh th¸i vμ møc ph©n tö cña c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ nu«i cÊy bao phÊn c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau; - §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sö dông c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ nu«i cÊy bao phÊn trong c«ng t¸c t¹o gièng ng« lai n¨ng suÊt cao. 2.2. VËt liÖu nghiªn cøu - C¸c nguån vËt liÖu ®−îc sö dông trong nghiªn cøu bao gåm: c¸c nguån vËt liÖu dïng trong nu«i cÊy bao phÊn t¹o dßng thuÇn; c¸c dßng dïng ®Ó truyÒn tÝnh c¶m øng t¹o ph«i vμ t¸i sinh c©y trong nu«i cÊy bao phÊn; 5 dßng tham kh¶o, trong ®ã dßng kÝ hiÖu B79 lμ dßng AC24 (dßng cã kh¶ n¨ng truyÒn tÝnh c¶m øng t¹o ph«i vμ t¸i sinh c©y cao trong nu«i cÊy bao phÊn); 2 dßng kÝ hiÖu lμ B80 vμ B81 lμ bè, mÑ gièng ng« lai F145; 2 dßng kÝ hiÖu B82 vμ B83 lμ bè, mÑ (DF1 vμ DF2) cña gièng ng« lai LVN10; 2 dßng sö dông trong thÝ nghiÖm lai ®Ønh lμ dßng C89N vμ dßng DF2BC1; c¸c gièng ®èi chøng trong c¸c thÝ nghiÖm so s¸nh, kh¶o nghiÖm gièng bao gåm: C919, LVN4, LVN99 vμ CP999. - 32 cÆp måi SSR ®−îc sö dông ®Ó ph©n tÝch thuéc c¸c locus phi vμ umc ®−îc chän läc tõ 85 cÆp måi do h·ng Invitrogen cung cÊp dùa vμo c¸c th«ng tin vÒ tr×nh tù, kÝch th−íc, sè alen chuÈn trªn mçi locus, vÞ trÝ ph©n bè cña c¸c locus ë trªn c¸c NST kh¸c nhau ®· ®−îc c«ng bè t¹i website http://www.maizegdb.org/ssr.php 2.3. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.3.1. Ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn t¹o dßng ®¬n béi kÐp - Bè trÝ thÝ nghiÖm: TËp ®oμn vËt liÖu ®−îc gieo trång 2 vô/n¨m, ch¨m sãc, lai t¹o, thu ho¹ch h¹t lai, l−u gi÷ vμ b¶o qu¶n t¹i ViÖn Nghiªn cøu ng«. C¸c nguån vËt liÖu cung cÊp bao phÊn nu«i cÊy ®−îc gieo thμnh nhiÒu ®ît, mçi ®ît c¸ch nhau 5-7 ngμy ®¶m b¶o cung cÊp nguyªn liÖu liªn tôc cho c«ng viÖc nu«i cÊy. - Ph−¬ng ph¸p thu mÉu vµ xö lý mÉu: Cê ng« ®−îc thu khi c¸c tiÓu bμo tö ®ang ë giai ®o¹n 1 nh©n sím ®Õn 1 nh©n muén s¾p ph©n
9 chia thμnh 2 nh©n con. MÉu cê ®−îc xö lý l¹nh 140C trong 10-14 ngμy, sau ®ã c¸c bao phÊn ®−îc ph©n lËp cÊy vμo m«i tr−êng. - M«i tr−êng vµ ®iÒu kiÖn nu«i cÊy: HÖ thèng m«i tr−êng ®−îc sö dông dùa trªn nÒn kho¸ng ®a l−îng, vi l−îng theo c«ng thøc m«i tr−êng YP ®Ó t¹o ph«i; m«i tr−êng N6 ®Ó t¸i sinh c©y; m«i tr−êng MS ®Ó t¹o c©y hoμn chØnh. C¸c m«i tr−êng nu«i cÊy ®−îc bæ sung c¸c vitamin, chÊt ®iÒu hoμ sinh tr−ëng, c¸c chÊt phô gia, ®−êng, th¹ch…vv. tïy theo môc ®Ých cña tõng thÝ nghiÖm. 2.3.2. Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ c¸c thÝ nghiÖm ngoµi ®ång ruéng - ThÝ nghiÖm ®¸nh gi¸ dßng vµ c¸c tæ hîp lai (THL): Bè trÝ theo khèi ngÉu nhiªn hoμn chØnh, 3 lÇn nh¾c l¹i, mçi c«ng thøc gieo 4 hμng, mçi hμng dμi 5m, kho¶ng c¸ch gieo 70cm x 20cm/hèc (®¸nh gi¸ dßng); 70cm x 25cm/hèc (®¸nh gi¸ THL), 1c©y/hèc; - Ph−¬ng ph¸p theo dâi, ®¸nh gi¸: C¸c chØ tiªu theo dâi ®−îc tiÕn hμnh theo h−íng dÉn ®¸nh gi¸ vμ thu thËp sè liÖu ë c¸c thÝ nghiÖm so s¸nh gièng ng« cña CIMMYT. 2.3.3. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu trong phßng thÝ nghiÖm - Ph−¬ng ph¸p t¸ch chiÕt ADN tæng sè: ADN tæng sè ®−îc t¸ch chiÕt tõ c¸c l¸ non cña c©y ng« 3 tuÇn tuæi theo ph−¬ng ph¸p CTAB cña Saghai-Maroof vμ cs, (1994) cã c¶i tiÕn. - Ph−¬ng ph¸p PCR, ch¹y ®iÖn di vµ nhuém mÉu: ThÓ tÝch mçi ph¶n øng PCR lμ 10ul bao gåm: 1ul ®Öm PCR 10x; 0,8ul MgCl2 25 mM; 1ul dNTPs 10 mM 5U; 0,1ul Taq ADN polymerase 5U/ul; 0,25ul måi xu«i 5uM; 0,25ul måi ng−îc 5uM; 1ul ADN 10 ng/ul vμ 5,6ul n−íc cÊt hai lÇn khö ion. Ph¶n øng PCR ®−îc tiÕn hμnh trong èng eppendorf 0,2 ml theo chu tr×nh 940C (4 phót); 30-35 chu kú 940C (30 gi©y), 53-570C (1 phót), 720C (1 phót); vμ 720C (4 phót). S¶n phÈm PCR sau khi biÕn tÝnh ®−îc ®iÖn di trªn gel polyacrylamide 4,5% vμ ®−îc ph¸t hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p nhuém b¹c. 2.3.4. C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch vµ xö lÝ sè liÖu Sè liÖu ®−îc thu thËp vμ xö lÝ theo ph−¬ng ph¸p thèng kª sinh häc trªn nÒn Excel version 5.0 vμ c¸c phÇn mÒm ph©n tÝch thèng kª chuyªn dông bao gåm: MSTATC (Management and Statistical Research Tool); phÇn mÒm NCSS (Number Cruncher Statistical Systems); ch−¬ng tr×nh NTSYSpc 2.1 (Numerical Taxonomy System
10 for personal computer); ch−¬ng tr×nh ph©n tÝch ph−¬ng sai topcross version 3.0. (1996) cña Ng« H÷u T×nh vμ NguyÔn §×nh HiÒn.
11 CH¦¥NG 3 KÕT QU¶ Vμ TH¶O LUËN 3.1. KÕt qu¶ nghiªn cøu x©y dùng tËp ®oµn dßng ng« thuÇn (dßng ng« ®¬n béi kÐp) b»ng ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy bao phÊn 3.1.1. Kh¶ n¨ng t¹o ph«i vµ t¸i sinh c©y cña c¸c nguån vËt liÖu nu«i cÊy KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ph¶n øng t¹o ph«i vμ t¸i sinh c©y cña c¸c nguån vËt liÖu qua 2 vô Thu 2004 vμ Xu©n 2005 cho thÊy: ë vô Thu 2004, cã 26/32 (81,3%) nguån vËt liÖu cã kh¶ n¨ng t¹o ®−îc ph«i vμ chØ cã 18/26 (69,2%) nguån vËt liÖu cã kh¶ n¨ng t¸i sinh c©y. TØ lÖ t¹o ph«i vμ t¸i sinh c©y t−¬ng øng ë vô Xu©n 2005 lμ 22/32 (68,8%) vμ 17/22 (77,3%). TØ lÖ t¹o ph«i trung b×nh cña c¸c nguån vËt liÖu nghiªn cøu ë vô Thu 2004 lμ 6,6% vμ ë vô Xu©n 2005 lμ 6,7%. TØ lÖ t¸i sinh c©y trung b×nh cña c¸c nguån vËt liÖu ë vô Thu 2004 lμ 6,2% vμ ë vô Xu©n 2005 lμ 5,8%. 3.1.2. TØ lÖ h÷u thô vµ ®Æc ®iÓm h×nh th¸i cña c©y S0 t¹o ra tõ nu«i cÊy bao phÊn ë vô Thu 2004, cã 18 nguån vËt liÖu t¸i sinh ®−îc c©y hoμn chØnh víi tæng sè lμ 963 c©y; giai ®o¹n ra ng«i cã 771 c©y sèng sãt (80,1%), tuy nhiªn chØ cã 5 nguån vËt liÖu (C919xAC24; SC7114xAC24; SC1614xAC24; SX2010xAC24 vμ (T5xHQ2000)xAC24) cho c©y h÷u thô vμ thu ®−îc tæng sè 61 dßng S1 (®¹t tØ lÖ 7,9%). ë vô Xu©n 2005 cã 17 nguån vËt liÖu t¸i sinh ®−îc c©y hoμn chØnh víi tæng sè lμ 712 c©y; cã 602 c©y sèng sãt (84,6%) vμ còng chØ cã 5 nguån vËt liÖu kÓ trªn cã c©y h÷u thô thu ®−îc tæng sè 51 dßng S1 (®¹t tØ lÖ 8,5%). Nh− vËy, trong sè 1675 c©y t¹o ra trong c¶ 2 mïa vô th× cã 302 c©y bÞ chÕt ë giai ®o¹n sím. Trong sè 1373 c©y sèng sãt chØ cã 112 c©y h÷u thô (tØ lÖ trung b×nh lμ 8,2%). 3.1.3. KÕt qu¶ t¹o, chän dßng ng« DH tõ nu«i cÊy bao phÊn Trong sè 112 dßng thu ®−îc tõ nu«i cÊy bao phÊn cña 5 nguån vËt liÖu kh¸c nhau, qua ®¸nh gi¸ ban ®Çu, ®· tuyÓn chän ®−îc 78 dßng tõ 4 nguån vËt liÖu (10 dßng kÝ hiÖu B1-B10 ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu C919xAC24; 6 dßng kÝ hiÖu B11-B16 ®−îc t¹o ra tõ nguån SX2010xAC24; 13 dßng kÝ hiÖu B17-B29 ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu SC7114xAC24 vμ 49 dßng kÝ hiÖu B30-B78 ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu (T5xHQ2000)xAC24) ®Ó ®−a vμo hÖ thèng ®¸nh gi¸ dßng phôc vô c«ng t¸c nghiªn cøu t¹o gièng ng« lai.
12 3.2. §a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ nu«i cÊy bao phÊn 3.2.1. Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn dßng ng« DH ë møc h×nh th¸i 3.2.1.1. Mét sè ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, n«ng häc chÝnh cña c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i cña 78 dßng ng« DH t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau trong 2 vô (Xu©n vμ Thu, 2006) cho thÊy: c¸c dßng ng« ®−îc t¹o ra tõ nu«i cÊy bao phÊn cã ®é ®ång ®Òu kh¸ cao trong tõng dßng; nh−ng gi÷a c¸c dßng rÊt ®a d¹ng vÒ thêi gian sinh tr−ëng vμ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i. BiÓu ®å (h×nh 3.7a vμ h×nh 3.7b) cho thÊy sù kh¸c nhau vÒ c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i gi÷a c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau. 140 a a C919xAC24 b bb SX2010xAC24 120 b b SC7114xAC24 c (T5xHQ2000)xAC24 100 80 b bb a b b c a 60 a b c c a 40 b c c a 20 a b ba b b b 0 Trổ cờ Phun râu TGST Cao cây Cao bắp Số lá Dài cờ Nhánh cờ (ngày) (ngày) (ngày) (cm) (cm) (No) (cm) (No) H×nh 3.7a. BiÓu ®å so s¸nh gi¸ trÞ trung b×nh vÒ c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i cña c¸c nhãm dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau (vô Xu©n 2006) 180 C919x A C24 160 a SX2010xA C24 b b SC7114xA C24 140 c (T5x HQ2000)x A C24 120 a b c b 100 80 a a a a b b a a b b b b 60 a b 40 c b 20 a a b a a b c b 0 Trổ cờ Phun râu TGST Cao cây Cao bắp Số lá Dài cờ Nhánh cờ (ngày) (ngày) (ngày) (cm) (cm) (No) (cm) (No) H×nh 3.7b. BiÓu ®å so s¸nh gi¸ trÞ trung b×nh vÒ c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i cña c¸c nhãm dßng ng« ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau (vô Thu 2006) * TÝnh tr¹ng mµu s¾c mét sè bé phËn cña c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu
13 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ mμu s¾c c¸c bé phËn cña c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu ®· cho thÊy: 10 dßng tõ B1-B10 ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu C919xAC24 cã 3 lo¹i mμu cê (tr¾ng, hång vμ ®á) vμ 3 lo¹i mμu r©u (tr¾ng, hång nh¹t vμ hång); h¹t cña dßng B4 cã mμu vμng cam, h¹t cña c¸c dßng cßn l¹i ®Òu cã mμu vμng, lâi tr¾ng. ë 6 dßng tõ B11-B16 ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu SX2010xAC24 cê cã 2 mμu lμ tr¾ng vμ tÝm nh¹t; r©u cã 2 mμu (tr¾ng vμ hång); c¶ 6 dßng ®Òu cã h¹t mμu vμng, lâi tr¾ng; Trong sè 13 dßng ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu SC7114xAC24, cê cã 3 mμu (tr¾ng, ®á vμ tÝm); r©u cã 5 mμu (tr¾ng, hång nh¹t, hång, ®á vμ tÝm); dßng B17 cã h¹t mμu vμng ®á, 12 dßng cßn l¹i ®Òu cã d¹ng h¹t mμu vμng, lâi tr¾ng; Trong sè 48 dßng ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu (T5xHQ2000)xAC24, cã 3 lo¹i mμu cê (tr¾ng, tÝm nh¹t vμ tÝm) vμ 5 lo¹i mμu r©u (tr¾ng, hång nh¹t, hång, ®á vμ tÝm); dßng B60 cã h¹t mμu vμng nh¹t, c¸c dßng B34, B64 vμ B70 cã h¹t mμu vμng cam, 44 dßng cßn l¹i h¹t cã mμu vμng; c¶ 48 dßng ®Òu cã lâi tr¾ng. 3.2.1.2. C¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt vµ n¨ng suÊt cña c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c yÕu tè cÊu thμnh n¨ng suÊt vμ n¨ng suÊt cña c¸c dßng ng« DH qua 2 vô (Xu©n vμ Thu 2006) cho thÊy: gi÷a c¸c dßng ng« ®−îc t¹o ra tõ cïng mét nguån vËt liÖu cã sù kh¸c nhau kh¸ lín vÒ c¸c yÕu tè cÊu thμnh n¨ng suÊt nh−: chiÒu dμi b¾p, ®−êng kÝnh b¾p, sè hμng h¹t, sè h¹t/hμng vμ khèi l−îng 1000 h¹t, do ®ã n¨ng suÊt dßng còng rÊt kh¸c nhau. BiÓu ®å (h×nh 3.8a vμ h×nh 3.8b) cho thÊy sù kh¸c nhau vÒ c¸c yÕu tè cÊu thμnh n¨ng suÊt vμ n¨ng suÊt cña c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau. 40 a a b C919xA C24 35 c SX2010xA C24 a SC7114xA C24 30 (T5xHQ2000)xA C24 b b a a 25 b c c 20 15 a b a a b a a c 10 5 b b a a a b b b 0 Dài bắp ĐK bắp Số hàng hạt Số hạt/hàng P1000 hạt NSLT NSTT (cm) (cm) (No) (No) (100g) (tạ/ha) (tạ/ha) Hình 3.8a. Biểu đồ so sánh giá trị trung bình về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các nhóm dòng ngô DH được tạo ra từ các nguồn vật liệu khác nhau (vụ Xuân 2006)
14 40 C919xAC24 35 a a SX2010xAC24 b SC7114xAC24 c 30 (T5xHQ2000)xA C24 a 25 b a b b b c c 20 15 a b b a a b a b 10 5 b a a b a c b c 0 Dài bắp ĐK bắp Số hàng hạt Số hạt/hàng P1000 hạt NSLT NSTT (cm) (cm) (No) (No) (100g) (tạ/ha) (tạ/ha) H×nh 3.8b. BiÓu ®å so s¸nh gi¸ trÞ trung b×nh vÒ c¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt vµ n¨ng suÊt cña c¸c dßng ng« DH ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau (vô Thu 2006) 3.2.1.3. Kh¶ n¨ng chèng chÞu cña c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu KÕt qu¶ theo dâi kh¶ n¨ng chèng chÞu víi 3 lo¹i s©u bÖnh chÝnh vμ kh¶ n¨ng chèng ®æ cña c¸c dßng ng« DH qua 2 vô Xu©n vμ Thu 2006 cho thÊy: ë vô Xu©n, tØ lÖ bÞ s©u ®ôc th©n trung b×nh cña c¸c nhãm dßng ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau dao ®éng tõ 5,1 % ®Õn 7,3%; ë vô Thu, tØ lÖ bÞ s©u ®ôc th©n trung b×nh cao h¬n, dao ®éng tõ 6,7% ®Õn 10,0%. BÖnh ®èm l¸ g©y h¹i trªn c¸c dßng ng« ë vô Xu©n còng thÊp h¬n ë vô Thu (®iÓm trung b×nh ë vô Xu©n cña c¸c nhãm dßng dao ®éng tõ 1,7 ®Õn 1,8 vμ ë vô thu dao ®éng tõ 2,1 ®Õn 2,6). BÖnh gØ s¾t ë vô Xu©n hÇu nh− kh«ng xuÊt hiÖn (®iÓm trung b×nh cña c¸c nhãm dßng dao ®éng tõ 1,0 ®Õn 1,5) vμ chØ g©y h¹i nhÑ ë vô Thu (®iÓm trung b×nh cña c¸c nhãm dßng dao ®éng tõ 2,1 ®Õn 2,4). C¸c dßng DH nghiªn cøu cã kh¶ n¨ng chèng ®æ kh¸, tØ lÖ bÞ ®æ g·y trung b×nh cña c¸c nhãm dßng ®−îc t¹o ra tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau ë vô Xu©n dao ®éng tõ 6,7% ®Õn 11,6%; ë vô Thu, tØ lÖ bÞ ®æ g·y trung b×nh cña c¸c nhãm dßng thÊp h¬n, dao ®éng tõ 4,4% ®Õn 7,0%. Tãm l¹i: - C¸c dßng ng« DH kh¸c nhau biÓu hiÖn sù kh¸c nhau vÒ thêi gian sinh tr−ëng, ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, kh¶ n¨ng chèng chÞu vμ n¨ng suÊt; mçi dßng ®Òu cã nh÷ng −u ®iÓm vμ nh−îc ®iÓm riªng vμ ph¶n øng ë tõng mïa vô còng rÊt kh¸c nhau;
15 - Møc ®é sai kh¸c vÒ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, c¸c yÕu tè cÊu thμnh n¨ng suÊt vμ n¨ng suÊt cña c¸c dßng ®−îc t¹o ra tõ cïng mét nguån vËt liÖu vμ tõ c¸c nguån vËt liÖu kh¸c nhau lμ kh¸c nhau; - KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ qua 2 vô (Xu©n vμ Thu, 2006) ®· tuyÓn chän ®−îc 49 dßng cã thêi gian sinh tr−ëng phï hîp, cã c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i −u viÖt, kh¶ n¨ng chèng chÞu tèt, cã n¨ng suÊt trªn 20 t¹/ha, bao gåm: B3, B5, B8, B9, B10, B11, B15, B16, B18, B19, B20, B25, B27, B29 phôc vô cho c«ng t¸c lai t¹o gièng. 3.2.1.4. Ph©n tÝch ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn dßng ng« DH nghiªn cøu dùa vµo c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i * Møc ®é sai kh¸c ë c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i cña tËp ®oµn dßng ng« DH nghiªn cøu KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c thμnh phÇn c¬ b¶n (Principal Component Analysis - PCA) ®· chØ ra 12 thμnh phÇn cã gi¸ trÞ riªng (Egenvalue) lín h¬n 1 ®Æc tr−ng cho møc ®é sai kh¸c cña 19 tÝnh tr¹ng. Trong ®ã, thμnh phÇn c¬ b¶n ®Çu tiªn (PC1) chØ ra 17,36% sù sai kh¸c víi c¸c tÝnh tr¹ng cã hÖ sè sai kh¸c lín nh−: thêi gian træ cê vμ phun r©u ë vô Xu©n, chiÒu cao ®ãng b¾p vμ thêi gian sinh tr−ëng ë c¶ 2 vô. Thμnh phÇn c¬ b¶n thø hai (PC2) chØ ra 12,16% sù sai kh¸c gi÷a c¸c dßng nghiªn cøu, c¸c tÝnh tr¹ng cã hÖ sè sai kh¸c lín nh− thêi gian phun r©u, chiÒu dμi cê ë vô Thu vμ 3 tÝnh tr¹ng liªn quan ®Õn n¨ng suÊt lμ ®−êng kÝnh b¾p ë vô Xu©n, sè h¹t/hμng ë vô Thu, vμ n¨ng suÊt thùc thu ë vô Xu©n. Thμnh phÇn c¬ b¶n thø ba (PC3) vμ thø t− (PC4) chØ ra sù sai kh¸c gi÷a c¸c dßng nghiªn cøu lÇn l−ît lμ 9,14% vμ 7,43%, c¸c tÝnh tr¹ng cã hÖ sè sai kh¸c lín ®Òu lμ c¸c tÝnh tr¹ng liªn quan ®Õn n¨ng suÊt nh− chiÒu dμi b¾p, sè hμng h¹t, sè h¹t/hμng, n¨ng suÊt lý thuyÕt vμ n¨ng suÊt thùc thu. C¸c thμnh phÇn c¬ b¶n (PC) cßn l¹i chØ ra møc ®é sai kh¸c gi÷a c¸c dßng nhá h¬n, tØ lÖ phÇn tr¨m sai kh¸c còng nhá h¬n, dao ®éng tõ 2,69% ®Õn 5,81%. * Kho¶ng c¸ch di truyÒn gi÷a c¸c dßng ng« DH nghiªn cøu dùa vµo c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i
16 B¶ng 3.16. Kho¶ng c¸ch di truyÒn cña c¸c cÆp dßng ng« DH dùa vµo c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i Tªn nguån vËt liÖu Sè dßng Sè cÆp Møc biÕn ®éng kho¶ng Trung b×nh dßng c¸ch di truyÒn C919xAC24 10 45 0,18 - 0,45 0,31 SX2010xAC24 6 15 0,26 - 0,40 0,32 SC7114xAC24 13 78 0,16 – 0,43 0,31 (T5xHQ2000)xAC24 48 1128 0,13 – 0,48 0,29 TËp ®oμn 77 2926 0,13 – 0,52 0,32 Dùa vμo 19 tÝnh tr¹ng h×nh th¸i, kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn cña 77 dßng ng« DH nghiªn cøu (dßng B59 bÞ lo¹i do lÉn t¹p) ®−îc tr×nh bμy ë b¶ng 3.16 vμ h×nh 3.9 cho thÊy: Kho¶ng c¸ch di truyÒn (GD) gi÷a c¸c cÆp dßng trong c¶ tËp ®oμn dao ®éng tõ 0,13 ®Õn 0,52 (trung b×nh lμ 0,32). Trong ®ã, 10 dßng tõ B1 ®Õn B10 ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu C919xAC24 cã GD gi÷a c¸c cÆp dßng dao ®éng tõ 0,18 ®Õn 0,45 (trung b×nh lμ 0,31); 6 dßng tõ B11 ®Õn B16 ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu SX2010xAC24 cã GD gi÷a c¸c cÆp dßng dao ®éng tõ 0,26 ®Õn 0,40 (trung b×nh lμ 0,32); 13 dßng tõ B17 ®Õn B29 ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu SC7114xAC24 cã GD gi÷a c¸c cÆp dßng dao ®éng tõ 0,16 ®Õn 0,43 (trung b×nh lμ 0,31); 48 dßng cßn l¹i tõ B30-B78 ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu (T5xHQ2000)xAC24 cã GD gi÷a c¸c cÆp dßng dao ®éng tõ 0,13 ®Õn 0,48 (trung b×nh lμ 0,29). Dissimilarity B16 B30 B28 B29 IV B21 B12 B35 B43 B37 B70 III B69 B32 B31 B27 B25 B24 B23 B22 B20 B15 B13 B14 B11 B18 B17 B19 B8 B73 B56 B55 B75 B63 B54 B40 B38 B71 B42 B41 B77 B76 B45 B64 II B62 B72 B57 B49 B78 B44 B47 B53 B52 B48 B46 B36 B34 B33 B68 B67 B66 B65 B60 B58 B74 B61 B51 B50 B39 B26 B3 B7 B4 B2 B10 B9 B6 I B5 B1 0.40 0.3 0.2 0.1 0.0 Coefficient
17 H×nh 3.9. S¬ ®å h×nh c©y vÒ mèi quan hÖ di truyÒn cña 77 dßng ng« DH dùa vµo c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i Dùa vμo s¬ ®å h×nh c©y vÒ mèi quan hÖ di truyÒn cña c¸c dßng ng« DH (h×nh 3.9) cho thÊy: ë møc sai kh¸c 33%, 77 dßng ng« nghiªn cøu ®−îc ph©n thμnh 4 nhãm kh¸c nhau, trong ®ã 10 dßng (tõ B1 ®Õn B10) ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu C919xAC24 n»m trong 2 nhãm I vμ II; 6 dßng (tõ B11 ®Õn B16) ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu SX2010xAC24 n»m trong 2 nhãm II vμ IV; 13 dßng (tõ B17 ®Õn B29) ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu SC7114xAC24 còng n»m trong 2 nhãm II vμ IV. 48 dßng (tõ B30 ®Õn B78) ®−îc t¹o ra tõ cïng nguån vËt liÖu (T5xHQ2000)xAC24 chñ yÕu n»m trong nhãm II vμ nhãm III, duy nhÊt cã dßng B30 n»m ë nhãm IV. NhËn xÐt: KÕt qu¶ ph©n nhãm dùa vμo c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i cho thÊy: c¸c dßng ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu lμ c¸c gièng lai ®¬n (C919, SX2010 vμ SC7114) ®−îc ph©n ë 2 nhãm kh¸c nhau; c¸c dßng ®−îc t¹o ra tõ nguån vËt liÖu lμ gièng lai ba (T5xHQ2000) ®−îc ph©n ë 3 nhãm kh¸c nhau. §iÒu nμy chøng tá: sù ®a d¹ng cña c¸c dßng ng« DH chñ yÕu phô thuéc vμo c¸c nguån vËt liÖu ®−îc truyÒn tÝnh c¶m øng trong nu«i cÊy bao phÊn mμ Ýt phô thuéc vμo dßng truyÒn tÝnh c¶m øng t¹o ph«i vμ t¸i sinh c©y. 3.2.2. Nghiªn cøu ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn dßng ng« DH ë møc ph©n tö b»ng kü thuËt SSR KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c måi SSR víi 78 dßng ng« nghiªn cøu vμ 5 dßng tham kh¶o ®· chØ ra 32 måi cho ®a h×nh thu ®−îc tæng sè 95 lo¹i alen, trung b×nh 2,97 alen/locus, cã 13 måi chØ thu ®−îc 2 alen, 11 måi thu ®−îc 3 alen, 5 måi thu ®−îc 4 alen, 2 måi thu ®−îc 5 alen, duy nhÊt cã måi phi101049 thu ®−îc 6 alen. Gi¸ trÞ PIC cña 32 måi nghiªn cøu thay ®æi tõ 0,02 (måi phi008) ®Õn 0,66 (måi phi114); gi¸ trÞ PIC trung b×nh cña 32 måi lμ 0,37. TØ lÖ dÞ hîp (H) ë c¸c locus SSR nghiªn cøu cao nhÊt lμ 20% ë dßng B23; dßng B59 cã H=15,63%; dßng B9 cã H=14,29%; dßng B10 cã H=10,34%; dßng B22 cã H=10%; dßng B7 cã H=9,68% (b»ng møc dÞ hîp tö cña dßng ®èi chøng AC24); 3 dßng cã H=9,38%; 31 dßng cã møc dÞ hîp tö tõ 3,13% ®Õn 6,45%. Nh− vËy, ph©n tÝch víi 32 locus th× 2 dßng (2,6%) cã tØ lÖ dÞ hîp tö trªn 15%; 38 dßng (48,7%) cã tØ dÞ