Luận án Ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu cải thiện tỉ lệ bạc bụng trên các giống lúa cao sản
Lúa (Oryza sativa L.) là cây cung cấp lƣơng thực quan trọng, nuôi sống hơn một
nửa dân số trên thế giới. Giá trị kinh tế cây lúa đem lại không còn giới hạn ở việc
cung cấp lƣơng thực cho con ngƣời mà nay là mặt hàng xuất khẩu thu nguồn ngoại
tệ lớn. Một trong những hƣớng gia tăng giá trị kinh tế cây lúa là phải đổi mới giống,
đƣa vào sản xuất các giống có phẩm chất cao bởi vì gạo có phẩm chất tốt đƣợc tiêu
thụ với giá cao hơn gạo có phẩm chất trung bình và kém (Trần Duy Quý, 2002).
Độ bạc bụng là một trong những chỉ tiêu phẩm chất có liên quan trực tiếp đến
chất lƣợng xay chà. Bạc bụng tạo vết đục trong phôi nhũ của hạt. Đối với gạo tẻ tỉ lệ
bạc bụng cao sẽ ảnh hƣởng đến tỉ lệ gãy của hạt cao trong chất lƣợng xay chà. Hơn
nữa, dạng nội nhũ của hạt gạo là một trong số các yếu tố có vai trò quan trọng trong
việc xuất khẩu lúa gạo. Bên cạnh đó, hiện nay việc sản xuất lúa ở Việt Nam đang
phải đƣơng đầu với nhiều thách thức nhƣ việc thay đổi khí hậu toàn cầu, nƣớc biển
dâng, xâm nhập mặn cộng với diện tích đất nông nghiệp giảm, thiếu nƣớc trong
mùa khô; khả năng cạnh tranh kém của bộ giống lúa đang sản xuất trên đồng ruộng
hiện nay, độ bạc bụng tăng theo xu hƣớng ấm lên của trái đất, hàm lƣợng amylose
cao, giá trị độ bền gel thuộc nhóm cứng cơm là thách thức lớn cho nhà chọn giống
(Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2011).
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu cải thiện tỉ lệ bạc bụng trên các giống lúa cao sản
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRƢƠNG ÁNH PHƢƠNG ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ ĐỂ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TỈ LỆ BẠC BỤNG TRÊN CÁC GIỐNG LÚA CAO SẢN (Oryza sativa L.) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP CẦN THƠ, NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRƢƠNG ÁNH PHƢƠNG ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ ĐỂ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TỈ LỆ BẠC BỤNG TRÊN CÁC GIỐNG LÚA CAO SẢN (Oryza sativa L.) Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN THỊ NGỌC ẨN GS.TS. NGUYỄN THỊ LANG CẦN THƠ, NĂM 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ----------- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án “Ứng dụng chỉ thị phân tử để cải thiện tỉ lệ bạc bụng trên các giống lúa cao sản (Oryza sativa L.)” là công trình nghiên cứu của tôi với sự hƣớng dẫn của GS.TS. Nguyễn Thị Lang và PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Ẩn. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án này là trung thực và chƣa từng đƣợc ngƣời khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN ÁN TRƢƠNG ÁNH PHƢƠNG LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân thành cảm ơn sâu sắc đến: Cô GS.TS. Nguyễn Thị Lang đã dành nhiều thời gian quý báu, công sức và tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời gian thực hiện luận án và theo học tại Viện. Cô PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Ẩn đã nhiệt tình động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập và nghiên cứu của tôi. Xin đƣợc gửi lời biết ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo, Quý thầy cô, anh chị em Bộ môn Di Truyền Chọn giống cây trồng Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long; Ban lãnh đạo Viện nghiên cứu nông nghiệp công nghệ cao ĐBSCL đã sắp xếp công việc cũng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và cơ sở vật chất để tôi có thể hoàn thành chƣơng trình học tập và luận án đúng tiến độ. Cuối cùng, sự thành công của luận án không thể không kể đến sự đóng góp không nhỏ của các thành viên trong gia đình, sự tạo điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo cơ quan và các đồng nghiệp cơ quan, những ngƣời luôn ủng hộ, động viên và giúp tôi vƣợt qua rất nhiều khó khăn trong thời gian học tập. Chân thành cám ơn./. Cần Thơ, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận án TRƢƠNG ÁNH PHƢƠNG i MỤC LỤC Trang Mục lục .................................................................................................................... i Danh sách bảng .......................................................................................................... vi Danh sách hình ......................................................................................................... viii Danh mục từ viết tắt ................................................................................................... xi MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 3 4. Tính khoa học của đề tài ......................................................................................... 3 5. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 3 6. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 4 7. Tính mới của đề tài .................................................................................................. 4 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ........ 5 1.1. Tính trạng bạc bụng trên cây lúa .......................................................................... 5 1.1.1. Lúa chất lƣợng và tính trạng bạc bụng .............................................................. 5 1.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ bạc bụng ............................................................ 8 1.1.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ................................................................................. 8 1.1.2.2. Ảnh hƣởng của dinh dƣỡng .......................................................................... 11 1.1.2.3. Ảnh hƣởng bởi thời gian thu hoạch ............................................................. 12 ii 1.1.3. Bản chất di truyền tính trạng kiểm soát độ bạc bụng ...................................... 13 1.2. Phƣơng pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống lúa ........................................... 16 1.2.1. Một số khái niệm trong phƣơng pháp lai hồi giao .......................................... 16 1.2.2. Ƣu điểm của phƣơng pháp lai hồi giao ........................................................... 18 1.2.3. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp lai hồi giao ..................................................... 19 1.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa ........................................... 19 1.3.1. Sơ lƣợc về phƣơng pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử .................................. 20 1.3.2. Một số thành tựu của chỉ thị SSR trong chọn giống lúa ................................. 20 1.4. Chọn tạo giống bằng phƣơng pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử ...... 22 1.4.1. Các giả thuyết mô hình MAS .......................................................................... 23 1.4.2. Điều kiện để ứng dụng MAS ........................................................................... 24 1.4.3. Một số nghiên cứu chọn tạo giống lúa thông qua MAS ................................. 26 1.5. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu di truyền của tính trạng bạc bụng ............................................................................................................ 28 Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 33 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................................... 33 2.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 33 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 33 2.3.1. Nội dung 1: Chọn lọc bố mẹ cho lai tạo giống lúa có tỷ lệ bạc bụng thấp ..... 33 2.3.1.1. Thu thập và chuẩn bị mẫu ................................................................... 33 2.3.1.2. Đánh giá độ bạc bụng ở hạt gạo........................................................... 34 2.3.1.3. Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình ...................................................... 35 2.3.1.4. Phƣơng pháp đánh giá kiểu gen .................................................................. 36 iii 2.3.2. Nội dung 2: Chọn tạo quần thể lai hồi giao liên quan tính trạng hạt gạo ít bạc bụng nhờ chỉ thị phân tử ............................................................................ 38 2.3.3. Nội dung 3: Chọn lọc các quần thể hồi giao thông qua lập bản đồ GGT ....... 39 2.3.3.1. Kiểm tra kiểu gen của quần thể con lai trên nhiễm sắc thể số 7 dựa trên các chỉ thị phân tử đa hình giữa cây bố và mẹ .......................................... 39 2.3.3.2. Lập bản đồ GGT đánh giá sự di truyền của quần thể con lai, qua đó chọn lọc các cá thể mang gen mục tiêu mong muốn ........................................ 39 2.3.4. Nội dung 4: Phân tích tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng .......................................................................................................... 41 2.3.4.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm .................................................................... 41 2.3.4.2. Phân tích tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng ............................................... 41 2.3.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 42 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 43 3.1. Chọn lọc bố mẹ cho lai tạo giống lúa có tỷ lệ bạc bụng thấp ............................ 43 3.1.1. Đánh giá độ bạc bụng trên các giống lúa vật liệu lai ...................................... 43 3.1.2. Phân nhóm di truyền các giống lúa vật liệu lai dựa trên kết quả đánh giá cấp bạc bụng ..................................................................................................... 47 3.1.3. Phân tích kiểu gen liên quan đến độ bạc bụng của các giống lúa vật liệu lai ................................................................................................................. 49 3.1.4. Chọn bố mẹ cho lai tạo giống có độ bạc bụng thấp ........................................ 54 3.2. Chọn tạo quần thể lai hồi giao liên quan tính trạng hạt gạo ít bạc bụng nhờ chỉ thị phân tử ................................................................................................... 56 3.2.1. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM3673/ RVT//OM3673 .......................... 56 3.2.1.1. Kết quả chọn tạo quần thể hồi giao BC1 của tổ hợp OM3673/RVT//OM3673 .................................................................................. 56 iv 3.2.1.2. Kết quả chọn tạo quần thể hồi giao BC2 của tổ hợp OM3673/RVT//OM3673 .................................................................................. 58 3.2.1.3. Kết quả chọn tạo quần thể hồi giao BC3 của tổ hợp OM3673/RVT//OM3673 .................................................................................. 61 3.2.2. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM3673/ TLR434//OM3673 ..................... 64 3.2.2.1. Kết quả chọn tạo quần thể hồi giao BC1 của tổ hợp OM3673/TLR434//OM3673 ............................................................................ 65 3.2.2.2. Kết quả chọn tạo quần thể hồi giao BC2 của tổ hợp OM3673/TLR434//OM3673 ............................................................................ 68 3.3. Chọn lọc các quần thể hồi giao thông qua lập bản đồ GGT .............................. 72 3.3.1. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi OM3673/RVT//OM3673 ..... 72 3.3.2. Chọn lọc các cá thể BC2F3 của quần thể lai hồi giao OM3673/TLR434//OM3673 ............................................................................ 74 3.4. Phân tích tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng ......... 76 3.4.1. Đánh giá tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Đông Xuân 2016-2017 ........................................ 77 3.4.2. Đánh giá tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng dựa trên tỷ lệ gạo không bạc bụng trong vụ Đông Xuân 2016-2017 ............... 83 3.4.3. Đánh giá tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2017 ........................................................ 88 3.4.4. Phân tích tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng lúa triển vọng dựa trên tỷ lệ gạo không bạc bụng trong vụ Hè Thu 2017 ............................... 93 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................................... 98 1. KẾT LUẬN .......................................................................................................... 98 2. ĐỀ NGHỊ ............................................................................................................. 99 v TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 100 PHỤ LỤC vi DANH SÁCH BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1 Sự tƣơng quan giữa số thế hệ BCnF1 với tỷ lệ kiểu gen của dòng triển vọng (nhận gen mong muốn) đƣợc đƣa vào con lai BCnF1 .............................. 25 2.1 Tiêu chuẩn hệ thống đánh giá mẫu bạc bụng ................................................... 35 3.1 Các giống lúa có tỉ lệ bạc bụng thấp qua đánh giá ở các thời điểm thu hoạch khác nhau ............................................................................................... 46 3.2 Tỷ lệ chính xác của kiểu gen so với kiểu hình dựa trên 2 chỉ thị phân tử Indel5 và RM21938 .......................................................................................... 51 3.3 Số lƣợng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3 ....................................... 56 3.4 Cấp bạc bụng của 10 dòng triển vọng mang gen qui định tính trạng ít bạc bụng ................................................................................................................. 64 3.5 Số lƣợng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC2 ....................................... 65 3.6 Cấp bạc bụng của 4 dòng triển vọng mang gen qui định tính trạng ít bạc bụng ................................................................................................................. 71 3.7 Năng suất (tấn/ha) của bộ dòng lúa triển vọng tại 6 điểm vụ Đông Xuân 2016-2017 ......................................................................................................... 79 3.8 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Đông Xuân 2016-2017 ............................... 80 3.9 Tỉ lệ gạo không bạc bụng (%) của các dòng lúa triển vọng tại 6 vùng sinh thái khác nhau trong vụ Đông Xuân 2016-2017 .............................................. 84 3.10 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên tỉ lệ gạo không bạc bụng trong vụ Đông Xuân 2016-2017 ....... 85 3.11 Năng suất (tấn/ha) của các dòng lúa triển vọng tại 6 điểm trong vụ Hè Thu 2017 ........................................................................................................... 89 vii 3.12 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2017 ............................................... 91 3.13 Tỉ lệ gạo không bạc bụng (%) của các dòng lúa triển vọng tại 6 vùng sinh thái khác nhau trong vụ Hè Thu 2017 .............................................................. 93 3.14 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên tỉ lệ gạo không bạc bụng trong vụ Hè Thu 2017 ....................... 94 viii DANH SÁCH HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Mẫu so sánh hạt gạo không bạc bụng và hạt gạo bạc bụng ............................... 6 1.2 ... nrung S, Vanavichit A, Siangliw JL, Pa-In N, Jantaboon J, Siangliw M, Fukai S. (2005), ―Molecular breeding for rainfed lowland rice in the Mekong region‖, Plant Prod Sc, 8: 330-333. 120. Toshiaki Mitsui, Takeshi Shiraya, Kentaro Kaneko, Kaede Wada. (2013), ―Proteomics of Rice Grain under High Temperature Stress‖, Frontiers in Plant Science, 4(36): 1-5. 121. Toth B., Francia E., Rizza F., Stanca A.M., Galiba G., Pecchioni N. (2004), De velopment of PCR-based markers on chromosome 5H for assisted selection of frost- tolerant genotypes in barley, Mol Breed, Published on line. 122. Van Berloo (2008), ―GGT 2.0: Versatile software for visualization and analysis of genetic data J Hered‖, 99 (2): 232-236. 123. Varavinit S, Shobsngob S, Varanyanond W, Chinachoti P, Naivikul O. (2003), ―Effect of amylose content on gelatinization, retrogradation and pasting properties of flours from different cultivars of Thai rice‖. Starch-Stärke, 55:410–415. 124. Vu HTT, Le DD, Ismail AM, Le HH. (2012), ―Marker-assisted backcrossing (MABC) for improved salinity tolerance in rice (Oryza sativa L.) to cope with climate change in Vietnam‖, Aust J Crop Sci, 6(12): 1649-1654. 125. Xi, Z.Y., He, F.H., Zeng, R.Z., Zhang, Z.M., Ding, X.H., Li, W.T. (2008), ―Characterization of donor genome contents of backcross progenies detected by SSR markers in rice‖, Euphytica, 160: 369-377. 126. Xi M, Lin ZM, Zhang XC, Liu ZH, Li GH, Wang QS, Wang SH, Ding YF. (2014), ―Endosperm structure of white-belly and white-core rice grains shown by scanning electron microscopy‖, Plant Prod Sci, 17(4): 285–290. 127. Yamakawa H., Ebitani T. and Terao T. (2008), Comparison between locations of QTLs for grain chalkiness and genes responsive to high temperature during grain filling on the rice chromosome map. Breeding Science, 58, pp.337-343. 128. Yamakawa H, Hirose T, Kuroda M. Yamaguchi T (2007). Comprehensive expression profiling of rice grain filling-related gene under high temperature using DNA microarray. Plant Physiol. 144: 258-277. 098665 129. Yibo Li, Chuchuan F, Yongzhong X, Peng Y, Lijun L, Bao Y, Bo Peng, Weibo X, Gongwei Wang, Xianghua Li, Jinghua X, Caiguo X, Yuping H (2014). Chalk5 encodes a vacuolar H + -translocating pyrophosphatase influencing grain chalkiness in rice. Nat. Genet. 46: 398- 404. 130. Yi M, Nwe K T, Vanavichit A, Chai-arree W, Toojinda T. (2009), ―Marker assisted backcross breeding to improve cooking quality traits in Myanmar rice cultivar Manawthukha‖, Field Crops Res, 113: 178-186. 131. Zhao K., Wright M., Kimball J., Eizenga G., McClung A., Kovach M., Tyagi W, Ali M.D., Tung C.W., Reynolds A, Bustamante C.D, McCouch S.R. (2010), ―Genomic diversity and introgression in O. sativa reveal the impact of domestication and breeding on the rice genome‖, PloS ONE, 5(5) e10780, pp:1-1. 132. Zhou LJ, Zhai HQ, Wan JM (2009), ―Curent status and strategies for improvement of rice grain chalkiness‖, Yi Chuan, 31(6): 563-572. 133. Zhu A, Zhang Y, Zhang Z, Wang B, Xue P, Cao Y, Chen Y, Li Z, Liu Q, Cheng S, Cao L. (2018), ―Genetic Dissection of qPCG1 for a Quantitative Trait Locus for Percentage of Chalky Grain in Rice (Oryza sativa L.)‖, Front Plant Sci, 9: 1173. PHỤ LỤC 1. Phụ lục 1: C c giống lúa vật liệu lai Bảng 3.15: Kết quả đánh giá cấp bạc bụng của các giống lúa vật liệu lai TT Tên giống/dòng Cấp bạc bụng theo thời gian thu hoạch (cấp 0-1-5-9) 25 N 26 N 27 N 28 N 29 N 30 N 31 N 32 N 1 CT 2 6,1 7,3 7,8 8,3 8,3 8,4 8,4 8,4 2 CT 3 3,7 5,9 6,1 6,3 7,7 8,1 8,1 8,5 3 MNR 2 3,9 3,9 4,3 4,9 5,7 6,1 6,3 6,3 4 MNR 3 4,1 4,5 4,8 5,0 5,2 5,5 6,0 6,0 5 MNR 4 6,9 7,2 7,7 8,3 8,5 8,5 8,8 8,8 6 OM 10000 8,3 8,5 8,8 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 7 OM 10029 6,8 6,9 7,7 7,8 8,5 8,6 8,8 8,9 8 OM 10030 6,4 7,4 8,3 8,3 8,3 8,6 8,8 8,8 9 OM 10037 2,2 2,3 2,3 2,7 2,9 3,4 4,9 5,9 10 OM 10037-3 1,1 1,4 1,7 1,8 2,2 3,7 5,1 5,8 11 OM 10040 2,4 2,6 3,5 5,6 5,9 6,3 6,3 7,0 12 OM 10041 4,6 6,0 7,0 7,1 7,4 7,9 7,9 7,9 13 OM 10042 3,4 3,4 5,7 5,7 6,0 6,8 6,8 6,8 14 OM 10093 2,2 2,5 4,0 4,1 4,9 5,4 6,3 6,4 15 OM 10097 1,6 1,7 1,8 2,3 2,3 2,8 3,8 4,0 16 OM 10115 1,3 1,3 1,9 1,9 2,1 2,6 2,6 4,5 17 OM 10126 0,9 1,4 2,0 2,9 3,1 3,2 4,3 4,3 18 OM 10174 1,6 2,0 2,1 2,2 2,4 2,7 3,0 3,0 19 OM 10174-2 2,2 2,3 2,7 3,0 3,4 3,4 3,8 5,0 20 OM 10179 1,7 1,8 2,8 2,8 3,0 3,1 4,2 4,2 21 OM 10179-2 1,7 1,8 2,7 2,8 3,2 3,3 3,5 4,0 22 OM 10236 3,5 3,5 5,0 5,3 6,2 6,7 6,7 7,4 23 OM 10252 0,3 0,6 0,8 1,1 1,4 1,7 1,7 1,7 24 OM 10258 0,3 0,3 0,7 0,7 1,6 1,6 1,7 2,0 25 OM 10375 1,6 2,4 2,9 3,4 3,6 4,6 5,3 5,3 26 OM 10383 1,0 1,1 1,7 1,8 2,6 2,9 3,4 4,4 27 OM 10385 0,7 0,8 0,9 1,3 1,4 1,7 2,4 2,5 28 OM 10418 2,8 3,2 3,6 3,8 3,9 4,1 4,1 4,8 29 OM 10834 2,1 2,2 2,4 2,8 3,0 3,0 3,1 4,1 30 OM 10836 6,2 6,2 6,8 7,4 7,6 8,2 8,2 8,3 31 OM 27L 1,4 2,3 2,5 2,6 2,9 3,6 3,8 4,1 32 OM 28L 2,3 3,1 3,1 3,4 3,6 3,9 4,0 5,7 33 OM 35L 2,7 3,1 3,3 3,7 4,0 4,9 5,3 6,2 34 OM 3673 4,5 5,2 6,0 6,5 7,5 7,6 7,7 7,7 35 OM 36L 7,0 7,7 7,9 7,9 8,0 8,6 8,7 8,8 36 OM 4900 8,5 8,7 8,8 8,9 8,9 9,0 9,0 9,0 37 OM 53L 3,8 3,9 5,4 5,9 6,2 6,3 6,7 7,0 38 OM 5894 1,9 2,2 2,4 2,6 3,0 4,2 5,2 5,6 39 OM 5992 3,9 4,4 4,8 5,6 5,7 5,9 6,4 7,2 40 OM 6013 2,9 3,2 3,2 3,6 3,8 4,2 4,5 4,5 41 OM 6063 1,7 2,0 2,6 4,0 4,1 5,7 6,3 8,3 42 OM 64L 1,5 1,9 2,2 3,2 3,2 3,6 3,8 4,8 43 OM 6600 5,6 7,1 7,5 7,7 7,8 8,2 8,3 8,3 44 OM 6691 6,0 6,2 6,4 6,5 7,7 8,5 8,9 8,9 45 OM 6707 1,5 1,7 3,0 3,3 3,9 4,0 4,9 6,2 46 OM 6832 2,5 2,9 3,3 4,5 4,6 4,7 5,6 5,6 47 OM 6878 6,7 6,7 7,2 7,3 7,8 6,6 6,6 6,6 48 OM 6L 1,7 2,6 3,1 3,3 3,6 4,8 6,1 6,3 49 OM 70L 6,1 6,1 7,8 7,9 8,0 8,6 8,8 8,8 50 OM 72L 3,1 3,3 3,7 3,8 3,8 4,9 5,7 5,7 51 OM 7340 3,1 4,0 4,2 4,3 5,4 5,7 6,0 6,0 52 OM 7345 3,1 4,2 4,9 6,6 6,9 8,5 8,9 8,9 53 OM 7393 3,5 4,3 4,4 5,0 5,2 6,5 6,5 6,5 54 OM 7L 2,3 3,4 3,9 6,0 6,3 6,5 7,0 7,0 55 OM 8105 7,9 8,3 8,6 8,9 8,9 9,0 9,0 9,0 56 OM 8108 4,0 4,8 5,2 5,4 5,4 5,5 5,6 5,8 57 OM 8900 1,9 3,7 3,7 4,2 4,6 5,1 6,6 6,6 58 OM 8902 2,3 2,8 3,4 5,1 5,1 5,7 6,8 6,8 59 OM 8927 1,3 1,9 2,1 2,6 2,6 2,8 3,2 3,2 60 OM 8928 2,0 2,4 2,8 2,9 3,2 4,8 5,5 5,6 61 OM 95L 2,1 2,6 2,7 3,2 3,4 3,4 3,6 4,0 62 OM 9922 1,1 1,7 1,8 2,2 2,3 2,4 2,7 2,7 63 OM 9998-1 6,9 7,5 8,3 8,4 8,5 9,0 9,0 9,0 64 OMCS 2012 0,9 0,9 1,2 1,5 1,8 2,6 3,1 3,6 65 OMCS 2013 5,2 5,5 5,6 5,8 6,2 6,5 8,1 8,1 66 RVT 0,6 0,8 0,8 0,9 0,9 1,1 1,1 1,3 67 T2 4,8 5,1 5,2 5,3 5,8 6,8 8,8 8,8 68 TLR 375 8,5 8,6 8,8 8,8 8,8 8,9 8,9 8,9 69 TLR 375 7,1 7,9 8,5 8,5 8,5 8,6 8,7 8,8 70 TLR 378 2,5 4,2 4,4 4,6 4,7 5,4 7,0 7,6 71 TLR 379 4,8 5,2 5,5 6,0 6,9 7,1 7,2 7,6 72 TLR 390 1,9 2,8 3,0 3,4 3,5 4,0 4,1 4,7 73 TLR 391 2,0 2,4 3,5 4,0 4,3 4,6 4,7 4,9 74 TLR 392 1,2 3,2 3,9 4,9 6,0 6,0 6,0 6,0 75 TLR 393 2,4 2,4 2,4 2,6 3,3 3,7 3,9 5,0 76 TLR 394 4,8 4,9 5,8 6,5 6,9 7,1 7,1 8,0 77 TLR 395 3,2 3,3 3,5 3,6 3,9 4,4 6,1 6,1 78 TLR 396 1,0 2,0 2,2 2,3 2,4 3,1 3,4 4,8 79 TLR 397 2,9 3,0 3,1 4,4 4,8 5,0 5,4 7,4 80 TLR 402 7,6 7,9 8,5 8,6 8,6 8,7 8,8 8,9 81 TLR 416 0,7 1,3 1,5 1,5 1,7 1,8 2,1 2,6 82 TLR 417 0,3 0,4 0,6 0,6 0,7 1,8 2,6 3,0 83 TLR 418 3,4 4,3 4,5 4,8 5,2 6,0 6,1 6,5 84 TLR 419 1,5 1,7 1,8 1,8 1,8 1,9 2,1 2,3 Chú thích: N: ngày sau khi lúa trổ 50% 85 TLR 420 1,2 1,3 1,4 1,4 1,4 1,6 1,7 2,0 86 TLR 421 5,3 5,5 5,7 5,9 6,2 6,6 7,3 7,5 87 TLR 423 3,6 3,9 4,1 4,5 6,0 6,0 6,2 6,4 88 TLR 424 6,0 6,1 6,6 6,9 7,1 7,3 7,3 7,4 89 TLR 425 1,0 1,2 1,3 1,3 2,0 2,5 3,0 3,4 90 TLR 426 0,3 0,3 0,5 0,6 0,9 1,0 1,5 2,0 91 TLR 427 2,5 2,7 2,7 3,2 3,2 3,4 4,3 7,5 92 TLR 428 4,0 4,4 4,5 5,1 5,5 6,3 6,5 7,8 93 TLR 429 2,8 3,1 4,5 4,9 5,8 5,9 6,1 7,4 94 TLR 430 1,4 1,8 2,0 2,4 2,6 3,7 4,2 4,3 95 TLR 431 0,5 1,1 1,3 1,7 1,9 2,3 2,4 2,6 96 TLR 432 4,7 5,3 5,3 6,1 6,8 7,2 8,4 8,5 97 TLR 434 0,5 0,6 0,8 0,9 0,9 0,9 1,1 1,1 98 TLR 435 5,7 6,3 6,5 6,7 7,5 8,1 8,6 8,7 99 TLR 436 1,6 2,2 2,2 2,5 3,3 3,3 4,5 6,2 100 TLR 437 1,5 2,0 2,0 2,1 2,1 2,7 3,0 3,7 101 TLR 439 2,7 3,0 3,6 4,2 4,5 4,6 5,1 5,8 102 TLR 440 3,7 4,1 4,3 4,4 4,5 4,8 5,6 7,4 103 TLR 441 2,1 2,2 2,8 3,0 3,2 3,2 3,4 4,1 104 TLR438 2,0 2,1 2,3 2,6 2,6 2,6 3,6 7,7 105 TV2 3,2 3,6 3,9 4,2 4,5 5,4 5,6 6,7 2. Phụ lục 2: Dụng cụ và hóa chất sử dụng trong thí nghiệm * Dụng cụ và ho chất thực hiện ly trích DNA - Đĩa nghiền: phá vỡ tế bào - Tube 1.5 ml - Micropipet: 1µl-1000 µl - Ống đong 1ml-1000 ml - Máy ly tâm (Biofuge pico-Heraeus) - Chloroform 100 % - Cồn 100 % - Dung dịch đệm ly trích DNA: Tris, EDTA, NaCl, SDS, Chloroform, Nƣớc cất hai lần, TE buffer. * Dụng cụ và hóa chất để thực hiện điện di agarose gel - Bộ máy điện di loại nằm ngang (Gibco BRL Model 4001-Life technologies) - Máy chụp hình gel bằng tia UV - Agarose - TAE gồm: Tris, EDTA, glacial acetic acid, nƣớc cất hai lần - DNA loading buffer: sucrose, xylene cyanol, bromophenol blue, EDTA, H2O - Ethidium bromide - DNA ladder 1 kb làm marker chuẩn. * Dụng cụ và ho chất để thực hiện phản ứng chuỗi polymerase - Mẫu DNA ly trích - dNTPs - PCR buffer - Các primer dùng cho SSR marker - Taq polymerase - Máy Thermal cycler (BioRad) Bảng 2.2: Thành phần dung dịch đệm ly trích DNA và TE buffer (pH = 8) Thành phần dung dịch đệm ly trích DNA (5 ml) Thành phần Nồng độ Thể tích Chức năng Tris (pH = 8) 50 mM 0,25 ml Ổn định pH = 8 EDTA (pH = 8) 25 mM 0,25 ml Kết hợp với Mg2+, cofactor của DNase (tự do) NaCl 300 mM 0,30 ml Kết hợp với ethanol 100% để tủa và rửa sạch DNA, bảo vệ DNA SDS 1% 0,50 ml Biến tính protein Nƣớc cất 3,70 ml Dung môi hòa tan Thành phần dung dịch TE buffer (pH = 8) (50 ml) Thành phần Nồng độ Thể tích Tris (pH = 8) 10 mM 0,5 ml EDTA (pH = 8) 0,5 mM 0,1 ml Nƣớc 49,4 ml (Nguồn: Nguyễn Thị Lang, 2002) Bảng 2.3: Các thành phần của gel polyacrylamide và agarose đƣợc sử dụng Gel polyacrylamide 6% Gel agarose 3% Thành phần Thể tích Thành phần Thể tích Nƣớc cất 78,9 ml Nƣớc cất 98 ml 10X TBE buffer 5,0 ml 50X TAE buffer 2 ml 40% Acrylamide 15,0 ml Agarose 3,0 g 10% APS 1,0 ml TEMED 100,0 µl Tổng cộng 100,0 ml Tổng cộng 100,0 ml (Nguồn: IRRI, 2006; Nguyễn Thị Lang, 2002) 3. Phụ lục 3: Danh s ch primers phân tích GGT trên nhiễm sắc thể số 7 ST T Tên Primer Forward Primer (5’-3’) Reversed Primer (5’-3’) 1 Indel 5 CAGCTATGTGTAGCTTCG GTGCTCATTGGGCGGTTT 2 RM21938 CCAAATTGCTTCCTCGGATATAGG CGGATTTAGGGAGTTCGTGTTCG 3 RM51 TCTCGATTCAATGTCCTCGG CTACGTCATCATCGTCTTCCC 4 RM180 CTACATCGGCTTAGGTGTAGCAA CACG ACTTGCTCTACTTGTGGTGAGGG ACTG 5 RM261 CTACTTCTCCCCTTGTGTCG TGTACCATCGCCAAATCTCC 6 RM248 TCCTTGTGAAATCTGGTCCC GTAGCCTAGCATGGTGCATG 7 RM6326 TAGCTTGGTTCGGTCAAACC ACCAGATTGTTAGCAACCCG 8 RM3635 CGTGAGAGCGTGAGAGACAG ACTTTGGTGTTCCCTCCCTC 9 RM3753 GAATGAGCTAAGAACACGCC CTGATGGCCCAAGACTTTTG 10 RM1362 TGATCTAAACAGGCCCTTAG CATCATCAAGACCACACATC 11 RM20782 GCTAGTAAGAGTGTGCAGTCATG G CATGTGCCTCTTCTGAGTACTGG 12 RM5436 CAAAGGGGGTGTCCTCTATG GTTGCTCGTCCTACATGTGC 13 RM5752 TTGCAATTAATTCGATCTCC GCAGATCGATTCGTTAGTTC 14 RM1335 GCATGCATGAATATGATGG AGATCGAACAAGAAGAGTGG 15 Indel 14 TCATGATCAATGCACAA AAGACTCCAAGACAACT 4. Phụ lục 4: Đ nh gi tƣơng quan giữa kiểu hình và kiểu gen bạc bụng trên c c giống lúa vật liệu Bảng 3.16: Tƣơng quan giữa kiểu hình và kiểu gen của tính trạng bạc bụng ở 105 giống lúa STT Tên Tỷ lệ bạc bụng Chỉ thị Indel5 Chỉ thị RM21938 1 TLR 434 <10% AA AA 2 RVT <10% AA AA 3 OM 10252 <10% aa aa 4 OM 10258 <10% AA AA 5 TLR 420 <10% AA AA 6 TLR 426 <10% AA AA 7 TLR 419 <10% Aa aa 8 OM 10385 <10% aa aa 9 TLR 416 <10% AA AA 10 TLR 431 <10% aa aa 11 OM 9922 <10% aa aa 12 OM 10174 <10% aa aa 13 TLR 417 <10% AA AA 14 OM 8927 <10% aa AA 15 TLR 425 <10% aa aa 16 OMCS 2012 <10% aa aa 17 TLR 437 <10% Aa AA 18 OM 10097 <10% aa aa 19 OM 10179-2 <10% - - 20 OM 95L <10% aa aa 21 OM 10834 <10% aa aa 22 OM 27L <10% AA aa 23 TLR 441 <10% aa aa 24 OM 10179 <10% aa aa 25 OM 10126 <10% aa aa 26 TLR 430 <10% Aa AA 27 OM 10383 <10% AA AA 28 OM 10115 <10% aa aa 29 OM 6013 <10% aa aa 30 TLR 390 <10% aa aa 31 OM 10418 <10% aa aa 32 OM 64L <10% aa aa 33 TLR 396 <10% aa AA 34 TLR 391 <10% aa aa 35 OM 10174-2 ≥10% aa aa 36 TLR 393 ≥10% aa AA 37 OM 10375 ≥10% aa aa 38 OM 5894 ≥10% aa aa 39 OM 6832 ≥10% aa aa 40 OM 8928 ≥10% aa aa 41 OM 28L ≥10% aa aa 42 OM 72L ≥10% aa aa 43 OM 10037-3 ≥10% aa aa 44 OM 8108 ≥10% aa aa 45 TLR 439 ≥10% aa aa 46 OM 10037 ≥10% AA AA 47 MNR 3 ≥10% - aa 48 OM 7340 ≥10% aa aa 49 TLR 392 ≥10% aa aa 50 TLR 395 ≥10% aa aa 51 OM 35L ≥10% AA aa 52 OM 6707 ≥10% aa aa 53 TLR 436 ≥10% aa aa 54 MNR 2 ≥10% - - 55 OM 6L ≥10% aa aa 56 OM 10093 ≥10% aa aa 57 TLR 423 ≥10% aa aa 58 OM 7393 ≥10% aa aa 59 TLR 418 ≥10% aa aa 60 OM 6878 ≥10% aa AA 61 OM 8900 ≥10% aa aa 62 TV2 ≥10% - - 63 OM 10042 ≥10% aa aa 64 OM 8902 ≥10% aa aa 65 OM 10040 ≥10% aa aa 66 OM 53L ≥10% AA aa 67 OM 7L ≥10% aa aa 68 OM 5992 ≥10% aa aa 69 OM 10236 ≥10% aa aa 70 TLR 397 ≥10% aa aa 71 TLR 424 ≥10% aa aa 72 TLR 429 ≥10% aa aa 73 TLR 440 ≥10% aa aa 74 TLR 421 ≥10% aa aa 75 TLR 427 ≥10% aa aa 76 TLR 378 ≥10% - aa 77 TLR 379 ≥10% aa aa 78 OM 3673 ≥10% aa aa 79 TLR438 ≥10% aa aa 80 TLR 428 ≥10% aa aa 81 OM 10041 ≥10% aa aa 82 TLR 394 ≥10% aa aa 83 OMCS 2013 ≥10% aa aa 84 OM 10836 ≥10% aa aa 85 OM 6063 ≥10% aa aa 86 OM 6600 ≥10% aa aa 87 CT 2 ≥10% aa aa 88 CT 3 ≥10% aa AA 89 TLR 432 ≥10% aa aa 90 TLR 435 ≥10% - - 91 MNR 4 ≥10% aa aa 92 OM 10030 ≥10% - - 93 OM 36L ≥10% aa aa 94 OM 70L ≥10% AA AA 95 T2 ≥10% - - 96 TLR 375 ≥10% aa aa 97 OM 10000 ≥10% AA aa 98 OM 10029 ≥10% aa AA 99 OM 6691 ≥10% aa aa 100 OM 7345 ≥10% aa aa 101 TLR 375 ≥10% - - 102 TLR 402 ≥10% aa aa 103 OM 4900 ≥10% aa aa 104 OM 8105 ≥10% aa aa 105 OM 9998-1 ≥10% aa aa Chú thích: AA: gen ít bạc bụng đồng hợp tử; Aa: gen ít bạc bụng dị hợp tử; aa: không mang gen ít bạc bụng 5. Phụ lục 5: Một số hình ảnh Hình 3.29: Sơ đồ chọn tạo quần thể OM3673/ RVT //OM3673 nhờ chỉ thị phân tử (5 cây) (255 cây, chọn 100 cây) (14 cây) (201 cây, chọn 77 cây) (10 cây) (327 cây, chọn 100 cây) OM3673 X (138 cây) (107 cây) RVT F1 X OM3673 BC1F1 BC1F2 BC1F2 Indel5, RM21938 X OM3673 BC2F1 BC2F2 BC2F2 Indel5, RM21938 (159 cây) X OM3673 BC3F1 BC3F2 BC3F2 Indel5, RM21938 (350 cây) Hình 3.30: Sơ đồ chọn tạo quần thể OM3673/ TLR434//OM3673 nhờ chỉ thị phân tử Hình 3.31: Hình ảnh các Tổ hợp lúa lai hồi giao (7 cây) (434 cây, chọn 100 cây) (4 cây) (372 cây, chọn 100 cây) OM3673 X (197 cây) (244 cây) TLR434 F1 X OM3673 BC1F1 BC1F2 BC1F2 Indel5, RM21938 X OM3673 BC2F1 BC2F2 BC2F2 Indel5, RM21938 (156 cây)
File đính kèm:
- luan_an_ung_dung_chi_thi_phan_tu_de_nghien_cuu_cai_thien_ti.pdf
- Phuong_ TOM TAT LUAN AN tieng Viet.pdf
- Phuong_TOM TAT LUAN AN tieng Anh.pdf
- Thong tin ket luan moi cua LA tieng ANH.docx
- Thong tin ket luan moi cua LA tieng VIET.docx
- Thong tin va ket luan moi cua LA tieng Anh.pdf
- Thong tin va let luan moi cua LA tieng Viet.pdf