Thạc Sĩ Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của một số giống ngô (zea mays L.) bằng chỉ thị Rapd

LUẬN VẮN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
NĂM 2012

MỤC LỤC Lời cam đoan . i
Lời cảm ơn . ii
Mục lục . iii
Danh mục chữ viết tắt trong luận văn . v
Danh mục bảng trong luận văn vi
Danh mục các hình trong luận văn . viii
MỞ ĐẦU . 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài . 2
1.2. Mục tiêu nghiên cứu . 3
1.3. Nội dung nghiên cứu 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY NGÔ . 4
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây ngô . 4
1.1.2. Đặc điểm nông sinh học của cây ngô . 5
1.1.3. Vai trò cây ngô trong nền kinh tế 7
1.1.4. Đặc điểm hóa sinh hạt ngô . 8
1.1.5. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam . 9
1.2. NGHIÊN CỨU QUAN HỆ DI TRUYỀN Ở THỰC VẬT 14
1.2.1. Một số phương pháp sinh học phân tử trong phân tích quan hệ di truyền ở thực vật 14
1.2.2. Sử dụng kỹ thuật RAPD để nghiên cứu quan hệ di truyền ở thực vật 21
1.2.3. Sử dụng kỹ thuật RAPDđể nghiên cứu quan hệ di truyền ở ngô . 25
1.3. NHẬN XÉT CHUNG 28
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 29
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU . 29
2.1.1. Vật liệu thực vật 29 iv
2.1.2. Hóa chất và thiết bị . 30
2.1.3. Địa điểm nghiên cứu . 31
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Phương pháp hóa sinh 31
2.2.2. Phương pháp sinh học phân tử . 34
2.2.3. Phương pháp xử lý kết quả và số liệu . 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 38
3.1. ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, HOÁ SINH HẠT CỦA CÁC GIỐNG NGÔ NGHIÊN CỨU 38
3.1.1. Đặc điểm hình thái và khối lượng 100 hạt của 10 giống ngô . 38
3.1.2. Hàm lượng protein, lipid của 10 giống ngô nghiên cứu . 40
3.2. PHÂN TÍCH TÍNH ĐA HÌNH DNA BẰNG KỸ THUẬT RAPD . 42
3.2.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ lá non của ngô 42
3.2.2. Kết quả nghiên cứu đa hình DNA bằng kỹ thuật RAPD . 45
3.2.3. Các phân đoạn DNA đặc trưng của các giống ngô nghiên cứu . 66
3.2.4. Mối quan hệ di truyền giữa các giống ngô dựa trên phân tích RAPD . 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . . 70
1. KẾT LUẬN . 71
2. KIẾN NGHỊ 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L. là một trong những cây lương thực có tầm quan trọng trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Sản lượng ngô được sử dụng làm lương thực chiếm 17%, trong đó 66% được sử dụng thức ăn cho chăn nuôi, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chiếm 5% và lĩnh vực xuất khẩu chiếm trên 10%. Nhờ những vai trò quan trọng của cây ngô trong nền kinh tế thế giới nên hơn 40 năm gần đây, ngành sản xuất ngô thế giới phát triển mạnh và giữ vị trí hàng đầu về năng suất, sản lượng trong những cây lương thực chủ yếu. Mặc dù diện tích trồng ngô đứng thứ 3 sau lúa mỳ và lúa nước, nhưng sản lượng ngô chiếm 1/3 sản lượng ngũ cốc trên thế giới và nuôi sống 1/3 dân số toàn cầu [25].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa của nông dân vùng trung du và miền núi phía Bắc nói chung và cây lương thực chính của đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao nói riêng [1]. Đặc biệt, từ những năm 1990 trở lại đây, diện tích, năng suất và sản lượng ngô tăng liên tục là nhờ ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất. Do nhu cầu sử dụng ngô không ngừng tăng, để đáp ứng đủ nhu cầu ngô cho tiêu dùng trong nước, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã xây dựng chiến lược phát triển sản xuất ngô đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 là phải đạt 5- 6 triệu tấn vào năm 2010 và năm 2020 là 9-10 triệu tấn. Để đạt được mục tiêu này, hai giải pháp chính được đưa ra là mở rộng diện tích và tăng năng suất. Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích trồng ngô rất khó khăn do diện tích sản xuất nông nghiệp còn hạn chế và phải cạnh tranh với nhiều loại cây trồng khác nên tăng năng suất là giải pháp chủ yếu. Trong giải pháp tăng năng suất thì giống được coi là hướng đột phá bởi nó có ý nghĩa quyết định để nâng cao năng suất và chất lượng ngô. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để nghiên cứu sự đa dạng di truyền của các giống cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng như: RFLP, AFLP, SSR, STS, RAPD, . Các phương pháp này khắc phục được nhược điểm của các phương pháp chọn giống truyền thống bởi đánh giá được hệ gen của cây trồng. Trong số đó chỉ thị RAPD là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi, bởi kỹ thuật này dễ thực hiện và ít tốn kém mà vẫn đánh giá được sự đa dạng di truyền và mối quan hệ di truyền ở mức độ phân tử. Xuất phát từ những cơ sở trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của một số giống ngô (Zea mays L.) bằng chỉ thị RAPD”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá chất lượng hạt của 10 giống ngô lai (Zea mays L.) dựa trên một số chỉ tiêu hóa sinh.
- Khảo sát sự đa dạng và mối quan hệ di truyền của 10 giống ngô lai bằng kỹ thuật RAPD.
1.3. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích đặc điểm hình thái, khối lượng và kích thước hạt của 10 giống ngô nghiên cứu.
- Phân tích các chỉ tiêu hoá sinh: hàm lượng lipid, protein trong hạt.
- Tách chiết DNA tổng số của 10 giống ngô nghiên cứu.
- Phân tích sự đa hình di truyền DNA được nhân bản ngẫu nhiên, xác định mức sai khác trong cấu trúc DNA hệ gen của 10 giống ngô nghiên cứu.
- Thiết lập sơ đồ biểu diễn mối quan hệ di truyền của 10 giống ngô nghiên cứu