Tài liệu Nghiên cứu đánh giá các đặc tính nông sinh học và khả năng kháng virus của con lai soma khoai tây (d

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu đánh giá các đặc tính nông sinh học và khả năng kháng viruscủa con lai soma khoai tây (dung hợp tế bào trần)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------› ¶ š------



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG VIRUS CỦA CON LAI SOMA KHOAI TÂY (DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN)



Giáo viên hướng dẫn : GS.TS. Nguyễn Quang Thạch
KS.Vũ Thị Hằng
Sinh viên thực hiện : Vũ Thị Lan
Lớp : KSCNSH0702 – K14




HÀ NỘI - 2011


LỜI CẢM ƠN


Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ ḷng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới GS. TS. Nguyễn Quang Thạch, người đă tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài tại Viện sinh học nông nghiệp.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cán bộ pḥng Thí nghiệm CNSH Khoai tây - Viện Sinh học Nông nghiệp – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đặc biệt là KS. Vũ Thị Hằng đă nhiệt t́nh hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại đây.
Xin cảm ơn sâu sắc các thầy cô giáo Viện Đại học Mở Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô khoa Công nghệ sinh học đă trang bị cho tôi những kiến thức vô cùng bổ ích, giỳp tụi cú nền tảng thực hiện tốt đề tài này.
Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn tới gia đ́nh, bạn bè đă luôn luôn ở bên, động viên, an ủi tôi trong quá tŕnh tôi thực hiện đề tài.

Hà nội, ngày 25 tháng 5 năm 2011
Sinh viên


Vũ Thị Lan







CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT

· AFLP-Amplified Fragment length polymorphism
· BC (Back cross)
· NST. Nhiễm sắc thể
· PLRV. Potato leafroll luteovirus PLRV
· PVA .Potato A potyvirus
· PVM. Potato M carlavirus
· PVM. Potato M carlavirus
· PVS. Potato S carlavirus
· PVV. Potato V potyvirus
· PVX .Potato X potexvirus
· PVY.Potato Y potyvirus









MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Các kí tự viết tắt
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các đồ thị
Danh mục các h́nh
MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
II. Mục đích và yêu cầu
1. Mục đích
2. Yêu cầu
PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
1.1.1. Nguồn gốc
1.1.2 Phân loại
1.1.4 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây khoai tây
1.1.5 Giá trị dinh dưỡng của cây khoai tây
1.2. T́nh h́nh sản xuất, tiêu thụ khoai tây trên thế giới và ở Việt nam
1.3. Bệnh virus ở khoai tây
1.3.1 T́m hiểu về virus hại khoai tây và hậu quả do virus gây ra
1.3.2. Giải pháp khắc phục
1.4. . T́nh h́nh nghiên cứu trong và ngoài nước
1.4.1. T́nh h́nh nghiên cứu trên thế giới
1.4.2. . Một số nghiên cứu về dung hợp tế bào trần trên đối tượng cây khoai tây ở Việt Nam

PHẦN II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.1.1 Đối tượng
2.1.2 Vật liệu
2.1.3 Địa điểm
2.1.4 Thời gian nghiên cứu
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Đánh giá độ bội của một số ḍng cây tái sinh
2.2.2. Các thí nghiệm đánh giá sự sinh trưởng, phát triển và h́nh thành năng suất trong điều kiện chậu vại và khả năng h́nh thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh)
2.2.3. Đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử (PCR)
2.2.4. Đánh giá chỉ tiêu hóa sinh
2.2.5 Xử lư số liệu
PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả đánh giá độ bội của các ḍng cây tái sinh
3.2. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các ḍng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vai và khả năng h́nh thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh)
3.2.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các ḍng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vại
3.2.2. Đánh gía năng suất của hai ḍng con lai triển vọng là H76 và H79 trong điều kiện khí canh và đất
3.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua phương pháp lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử
3.3.1 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo và test ELISA
3.3.2 Phương pháp chỉ thị phân tử
3.4. Phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh đánh giá chất lượng củ của tổ hợp PA41+PA15/H76 và H79
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận
Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO




DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Sản lượng khoai tây trên thế giới, 1991-2007
Bảng 1.2: Diện tích , sản lượng và năng suất khoai tây của các châu lục trong các năm 2006-2007
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất, sản lượng và khoai tây giống ở Việt Nam
Bảng 1.4: Nhóm virus chính hại khoai tây (Beemster và DeBokx 1987; Burton 1989; Brunt et al. 1996)
Bảng 3.1: Chiều cao trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai H76 và H79
Bảng 3.2: Chiều cao trung b́nh cây qua các thời kỳ theo dơi của tổ hợp PB208+ PB186/ H21-1
Bảng 3.3: Chiều cao trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp PA16+ PB186/ H81-2
Bảng 3.4: Số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA41+PA15/ H79 và H76
Bảng 3.5: Số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PB208+PB186/ H21-1
Bảng 3.6: Số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA16+PB186/ H81-2
Bảng 3.7: Đường kính thân trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA41+PA15/H76 và H79
Bảng 3.8: Đường kính thân trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PB208+PB186/H21-1
Bảng 3.9: Đường kính thân trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA16+PB186/H81-2
Bảng 3.10: Năng suất và các yếu tố h́nh thành năng suất của các ḍng khảo sát
Bảng 3.11: Phân loại cấp củ sau thu hoạch với các giống khoai tây khảo sát
Bảng 3.12 : Đặc điểm h́nh thái củ
Bảng 3.13: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Bảng 3.14: Đặc điểm h́nh thái củ và phân loại cấp củ
Bảng 3.15: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Bảng 3.16: Đặc điểm h́nh thái củ và phân loại củ
Bảng 3.17: Kết quả test Elisa kiểm tra tính kháng virus PVX các con lai và bố mẹ trước khi lây nhiễm nhân tạo
Bảng 3.18: Tŕnh tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA
Bảng 3.19: Kết quả test Elisa kiểm tra tính kháng virus PVY của các ḍng lai và bố mẹ trước khi lây nhiễm nhân tạo
Bảng 3.20: Tŕnh tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA
Bảng 3.21: Tŕnh tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA
Bảng 3.22: Bảng tóm tắt đặc tính kháng virus PVY của ḍng lai và “bố mẹ”
Bảng 3.23: Các chỉ tiêu hóa sinh













DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Kết quả xác định độ bội của mẫu nhị bội A15 (2n=2x=24)
Đồ thị 3.2: Kết quả độ bội của các ḍng tái sinh (2n=4x=48)
Đồ thị 3.3: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA41+PA15/H76 và H79
Đồ thị 3.4: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung b́nh cây qua các thời kỳ theo dơi của tổ hợp PB208+ PB186/ H21-1
Đồ thị 3.5: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung b́nh các thời kỳ theo dơi của tổ hợp PA16+ PB186/ H81-2
Đồ thị 3.6: Biểu đồ thể hiện số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA41+PA15/ H79 và H76
Đồ thị 3.7: Biểu đồ thể hiện số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PB208+PB186/ H21-1
Đồ thị 3.8: Biểu đồ thể hiện số lá trung b́nh ở các thời kỳ theo dơi của tổ hợp lai PA16+PB186/ H81-2
Đồ thị 3.9: Biểu đồ thể hiện động thái tăng trưởng đường kính thân của các ḍng khảo sát.
Đồ thị 3.10: Biểu đồ thể hiện các yếu tố cấu thành năng suất của các giống khoai tây khảo sát
Đồ thị 3.11: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ các cấp củ của các giống khoai





DANH MỤC CÁC HèNH



H́nh 3.1: Chiều cao tổ hợp lai PA41+PA15/H76 và H79
H́nh 3. 2: Chiều cao của tổ hợp PB208+ PB186/ H21-1
H́nh 3.3: Chiều cao của tổ hợp PA16+ PB186/ H81-2
H́nh 3. 4: H́nh ảnh củ khi thu hoạch của các tổ con lai
H́nh 3.5 : Củ của tổ hợp lai trong điều kiện chậu vại
H́nh 3.6: Sự sinh trưởng và khả năng tạo củ của con lai H79 và H76 trong điều kiện khí canh
H́nh 3.7. Kết quả test ELISA kiểm tra virus PVX .
H́nh 3.8. Kết quả ELISA kiểm tra virus PVY
H́nh 3.9. Kết quả ELISA kiểm tra virus PVY
H́nh 3.10: Kết quả chạy PCR



MỞ ĐẦU

I. Đặt vấn đề
Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là loại cây lương thực chủ lực, chỉ sau lúa mỳ, lúa gạo và ngô [30]. Với đặc điểm là thời gian sinh trưởng ngắn, dễ thích ứng với nhiều vùng khí hậu, cho hiệu quả kinh tế và giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt có ư nghĩa đối với những nước nghèo và nước đang phát triển. Hiện nay, khoai tây được sử dụng dưới nhiều dạng khác nhau như ăn tươi, salỏt, nấu sỳp, từ đó con người đă chế biến ra hàng trăm món ăn khác nhau, thơm ngon, rẻ tiền.
Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai tây đang phát triển mạnh mẽ. Sản xuất khoai tây chế biến là hướng đi tiềm năng trong công nghiệp thực phẩm ở ViệtNam. Nhưng vấn đề sản xuất khoai tây ở Việt Nam đang gặp nhiều trở ngại trong đó trở ngại lớn nhất là giống khoai tây bị thoái hóa do nhiễm các loại virus, chất lượng khoai tây chưa đáp ứng được yêu cầu của giống khoai tây chế biến. Để giải quyết vấn đề này th́ công cuộc chọn tạo giống là không thể thiếu. Tuy nhiên bộ NST của khoai tây trồng trọt là tứ bội (2n=4x=48) nên gây khó khăn cho cụng tỏc chọn tạo giống cổ điển như lại tạo, đột biến, chọn lọc (Kuckuck và cộng sự, 1985), các kỹ thuật này vấp phải những khó khăn về mặt di truyền. Trên cơ sở bộ genom tứ bội (2n=4x=48) tạo ra tỷ lệ phân ly lớn sau lai tạo, khiến quá tŕnh chọn lọc sau đấy rất khó khăn với một quần thể rất lớn. Quá tŕnh chọn tạo giống mới tốn rất nhiều công sức và thời gian. Mặt khác trong quá tŕnh lai tạo cũng đánh mất dần các tính trạng quư của cây. Trước những khó khăn đú cựng sự phát triển như vũ băo của công nghệ sinh học, đặc biệt với sự xuất hiện và ứng dụng của kỹ thuật dung hợp tế bào trần (dung hợp protoplast) đă vạch ra một giải pháp đúng đắn rút ngắn thời gian chọn tạo giống. Con đường dung hợp protoplast là con đường có hiệu quả nhất để khắc phục được khó khăn trong quá tŕnh lai tạo hữu tính khác loài hoặc khác chi. Kỹ thuật này cũng cho phép tạo ra sự tái tổ hợp gen ở những loài đa bội hoặc có cơ quan sinh sản hữu tính kém phát triển.
Áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến Viện Sinh học Nông nghiệp đă tiến hành phương pháp dung hợp tế bào trần để tạo ra ḍng khoai tây phù hợp với yêu cầu chế biến và có khả năng kháng virus. Các nghiên cứu về dung hợp tế bào trần đă đạt được các kết quả có ư nghĩa, tái sinh được cây hoàn chỉnh từ dung hợp tế bào trần. Để hoàn thiện quá tŕnh nghiên cứu tạo con lai soma, tạo giống khoai tây kháng bệnh virus bằng kỹ thuật trên ta cần nghiên cứu đánh giá, so sánh đặc tính nông sinh học và tớnh khỏng virus của các con lai soma và cỏc dũng bố mẹ trong điều kiện in vivo. V́ vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đánh giá các đặc tính nông sinh học và khả năng kháng virus của con lai soma khoai tây (dung hợp tế bào trần)”
II. Mục đích và yêu cầu
1. Mục đích
- Đánh giá các con lai soma và cỏc dũng bố mẹ về các đặc tính nông sinh học, các chỉ tiêu chất lượng củ và khả năng kháng virus (PVY) bằng lây nhiễm nhân tạo và test ELISA và chỉ thị phân tử
.2. Yêu cầu
- Xác định độ bội của các con lai soma tái sinh.
- Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển, năng suất của các con lai soma trong điều kiện in vivo.
- Đánh giá được khả năng kháng virus PVY của con lai soma và cỏc ḍng bố mẹ bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo, test ELISA.
- Đánh giá khả năng kháng virus PVY của các con lai Soma và cỏc dũng bố mẹ bằng chỉ thị phân tử.
- Đánh giá được các chỉ tiêu chất lượng (hàm lượng đường khử, hàm lượng đường tổng số, hàm lượng tinh bột, hàm lượng vitamin C) của các con lai soma và cỏc dũng bố mẹ.
PHẦN I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU