Luận Văn Nghiên cứu đa dạng nguồn gen dứa Cayenne bằng phương pháp marker phân tử

TÓM TẮT


LÊ THỊ THANH TUYỀN, Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 8/2005. “ NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG NGUỒN GEN DỨA CAYENNE BẰNG MARKER PHÂN TỬ”.

Hội đồng hướng dẫn:

TS. NGUYỄN THỊ LANG

TS. TRẦN THỊ DUNG

Ở Việt Nam, dứa là một trong những cây ăn quả hàng đầu, có tiềm năng lớn về kinh tế trong công nghiệp chế biến. Ở nước ta, giống dứa Queen được trồng phổ biến nhưng lại có nhiều hạn chế trong chế biến hơn là giống Cayenne. Bên cạnh đó giống Cayenne trồng rất ít và chủ yếu là qua lai tạo từ các nguồn khác nhau, vì thế chúng tôi tiến hành nghiên cứu tính đa dạng nguồn gen dứa Cayenne bằng marker phân tử nhằm góp phần cung cấp những thông tin để chọn lựa vật liệu lai ban đầu cho công tác lai tạo để nâng cao về số lượng lẫn chất lượng giống.

Những kết quả đạt được:

- Khảo sát được sự khác biệt của các dòng dứa từ giống Cayenne về kiểu hình bao gồm những tính trạng như chiều cao cây, chiều rộng tán, chiều dài lá, chiều rộng lá, số lá trên bụi, màu sắc lá, hình dạng lá. Dựa trên phần mềm NTSYSpc (Numercial Taxonomy System) version 2.1, 50 dòng dứa từ Cayenne được chia thành 4 nhóm chính ở mức tương quan 26% với 5 tính trạng hình thái khảo sát. Kết quả cho thấy những quần thể có nguồn gốc và điều kiện địa lý khác nhau nhưng lại biểu hiện kiểu hình giống nhau, trong khi đó các dòng trong cùng một quần thể thì biểu hiện sự không đồng nhất về kiểu hình.

- Qua thử nghiệm trên 13 primer cho quy trình phản ứng PCR – RAPD thì có 9 primer cho sản phẩm thể hiện sự đa dạng về di truyền. Trong đó primer RAPD4 có số lượng allen được tạo ra nhiều nhất (6 allen) và OPA10 có tần số xuất hiện allen cao nhất với 56 % dòng trên tổng số 50 dòng dứa nghiên cứu.

- Phân nhóm di truyền của 50 giống Cayenne dựa trên dữ liệu sản phẩm PCR - RAPD phân thành 3 nhóm chính, với khoảng cách phân nhóm là 0.66. Nhóm I gồm 20 dòng dứa, nhóm II gồm 3 dòng và nhóm III là 27 dòng, trong mỗi nhóm đều chứa những dòng dứa có nguồn gốc nhập ngoại và nhập nội. Sự tương đồng về di truyền giữa nhóm I hoặc nhóm II với nhóm III là 49 % và nhóm I với nhóm II là 63 %; trong cùng một nhóm thì nhóm III có mức tương đồng về di truyền cao nhất 71 %. Khoảng cách di truyền giữa 50 dòng dứa Cayenne qua phân nhóm dao động từ 0,27 – 1,0 với những dòng dứa được trồng từ dạng nuôi cấy mô có sự tương đồng về di truyền cao nhất.

- Dựa trên phân tích đặc tính kiểu hình và phân tích kiểu gen, một số dòng dứa trong nhóm III như OMK63, OMK65, OMK68 .có thể chọn làm vật liệu để lai tạo với những dòng dứa trong nhóm khác.

- Xác định được dòng OMK19 không phải giống Cayenne mà thuộc giống Queen. Một số dòng bị phân ly và lai tạp giữa giống Queen và Cayenne như OMK16, OMK1

- Phân tích đa dạng nguồn gen dứa dựa trên chỉ thị (marker) RAPD với hệ số tương quan đánh giá độ tin cậy của phương pháp r = 0,9 thì tương đối chính xác hơn so với phân tích dựa trên kiểu hình với hệ số tương quan r = 0,67 thông qua kiểm tra Mantel.

Qua kết quả trên, bước đầu có thể khẳng định hiệu quả của phương pháp chỉ thị (marker) RAPD trong nghiên cứu sinh học phân tử. Đặc biệt trong công tác nhận diện, định dạng và đánh giá các quần thể cây trồng, loại trừ những nhận định chỉ dựa trên cảm tính, nhất là đối với các tính trạng hình thái như màu sắc, chiều dài, chiều rộng Đều này đặc biệt quan trọng đối với những nhà làm công tác giống và phân loại học.

Đề tài này cũng giúp cho các nhà nghiên cứu và chọn giống có chiến lược khai thác nguồn tài nguyên di truyền tại vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long như công tác thanh lọc, tuyển chọn và lai tạo giống. Trong công tác sưu tầm và bảo tồn giống cần kết hợp khảo sát giữa các đặc tính DNA với các đặc tính hình thái để tránh sự lầm lẫn giống.


MỤC LỤC


CHƯƠNG TRANG

Trang tựa

Lời cảm tạ iii

Abstract iv

Tóm tắt v

Mục Lục vii

Danh sách các chữ viết tắt x

Danh sách các bảng xi

Danh sách các hình xii

Danh sách biểu đồ xiii


1. GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và yêu cầu 2

2.1 Mục tiêu 2

2.2 Yêu cầu 2


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Một số khái niệm về đa dạng sinh học 3

2.1.1. Đa dạng sinh học 3

2.1.2. Đa dạng di truyền 3

2.1.3. Ý nghĩa của việc nghiên cứu đa dạng di truyền 4

2.2. Giới thiệu chung về dứa Cayenne 4

2.2.1. Nguồn gốc và phân loại 4

2.2.2. Giá trị kinh tế 5

2.2.3. Đặc tính thực vật 5

2.2.3.1. Rễ 6

2.2.3.2. Thân 6

2.2.3.3. Lá 7

2.2.3.4. Hoa, quả, hạt 7

2.2.4. Đặc tính di truyền 8

2.2.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và Việt Nam 8

2.2.5.1. Trên thế giới 8

2.2.5.2. Trong nước 9

2.3. Nguyên tắc và ứng dụng của một số phương pháp dùng trong nghiên cứu

đa dạng di truyền bằng chỉ thị 9

2.3.1. Marker hình thái 9

2.3.2. Marker isozyme 10

2.3.3. Marker phân tử 11

2.3.3.1. Marker RFLP 12

2.3.3.2 Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng của PCR 13

2.4. Những thành tựu trong nghiên cứu về đa dạng di truyền trên thế giới và ở Việt Nam 19

2.4.1. Thế giới 19

2.4.2. Việt Nam 20


3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm 21

3.2 Vật liệu 21

3.2.1 Nguồn gốc mẫu 21

3.2.2 Dụng cụ và hoá chất 22

3.2.2.1. Dụng cụ và hoá chất ly trích DNA 22

3.2.2.2 . Dụng cụ và hoá chất để thực hiện điện di trên gel 23

3.2.2.3 . Dụng cụ và hoá chất để thực hiện phản ứng chuỗi polymerase 24

3.3 Phương Pháp tiến hành thí nghiệm 25

3.3.1. Đánh giá kiểu hình 25

3.3.2. Đánh giá kiểu gen 25

3.3.2.1. Tách chiết DNA 25

3.3.2.2. Kiểm tra chất lượng DNA 26

3.3.2.3. Tiến hành PCR cho phản ứng RAPD 27

3.3.2.4. Phân tích kết quả PCR bằng phần mềm NTSYSpc (Rolfh) 29

3.3.3. Ước đoán độ chính xác giữa phân nhóm dựa vào kiểu gen và dựa vào

kiểu hình 30


4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đánh giá đa dạng nguồn gen dựa vào kiểu hình 30

4.2. Đánh giá đa dạng nguồn gen dựa vào kiểu gen 37

4.2.1. Kết quả tách chiết DNA 37

4.2.2. Kết quả kiểm tra sản phẩm PCR 38

4.2.3. Phân nhóm di truyền dựa trên dữ liệu PCR 43

4.3. Ước đoán độ chính xác giữa phân nhóm dựa trên kiểu hình và kiểu gen 48


5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1. Kết luận 49

5.2. Đề nghị 49


6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

Tiếng việt 50

Tiếng nước ngoài 51


PHỤ LỤC 54

Phụ lục I 54

Phụ lục II 55

Phụ Lục III 56