Luận Văn Nghiên cứu tính đa dạng di truyền của một số dòng ngô thuần Việt Nam tại viện nghiên cứu ngô

1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngô (Zea mays.L) là cây lương thực quan trọng đối với con người có
tiềm năng năng suất cao được trồng phổ biến ở nhiều nước. Trên thế giới, ngô
xếp thứ ba về diện tích và thứ nhất về năng suất, sản lượng các cây lấy hạt và
sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau. Hiện nay, 49% sản lượng ngô được
sử dụng làm thức ăn gia cầm,12% làm thức ăn động vật, 25% làm lương thực
thực phẩm cho con người, 13% trong tinh bột và các ngành khác, 1% là làm
hạt giống. Ước tính đến năm 2020 sản lượng ngô trên thế giới sẽ tăng từ
820,7 triệu tấn lên 837 triệu tấn so với năm 2010.
Trong nền nông nghiệp Việt Nam, ngô là cây màu quan trọng nhất, đứng
vị trí thứ hai sau lúa, được trồng nhiều ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa
dạng về mùa vụ và hình thức canh tác. Kể từ thập niên 90 đến nay, cuộc cách
mạng ngô lai đã làm thay đổi căn bản nghề trồng ngô ở nước ta, đưa nước
Việt Nam đứng trong hàng ngũ các nước trồng ngô tiên tiến trong khu vực
Châu Á (Trần Hồng Uy,1997)[1]
Những năm gần đây, sản xuất ngô của nước ta đã có sự phát triển mạnh
mẽ về diện tích, năng suất và sản lượng. Tỷ lệ tăng trưởng bình quân trong 20
năm qua về diện tích là 7,5%, năng suất là 6,7% và sản lượng là 24,5%
(TS.Bùi Mạnh Cường, 2007)[2]. Đặc biệt việc khai thác tiềm năng năng suất
thông qua ưu thế lai và đưa nhanh các giống ngô lai vào sản xuất trên quy mô
rộng lớn là một trong những đóng góp quan trọng làm tăng sản lượng lương
thực cả nước.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ sinh học
(CNSH) đã tạo ra những thay đổi kì diệu trong nhiều lĩnh vực. Trong nông
nghiệp CNSH được coi là phương tiện giải quyết các vấn đề khó khăn mà2
công tác chọn tạo giống truyền thống khó có thể thực hiện được hoặc nếu có
thực hiện được thì mất nhiều thời gian.
Trong công tác chọn tạo giống ngô lai, các kỹ thuật như tạo dòng thuần
bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn, sử dụng chỉ thị phân tử đánh giá tính
đa dạng di truyền của tập đoàn nguyên liệu đã được sử dụng và là trợ giúp đắc
lực cho phương pháp truyền thống, góp phần đẩy nhanh việc xây dựng các tổ
hợp lai ưu tú đáp nhu cầu ngày càng tăng về số lượng cũng như chủng loại
giống ngô lai vào sản xuất, giảm thiểu một số công đoạn trong công tác chọn
tạo. Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính đa dạng
di truyền của một số dòng ngô thuần Việt Nam tại Viện nghiên cứu ngô -
Đan Phượng - Hà Nội”
2. Mục tiêu của đề tài
- Tách chiết DNA của tổ hợp lai ưu tú 20 dòng ngô thuần Việt Nam trong
phòng thí nghiệm.
- Kiểm tra độ thuần của các dòng ngô nghiên cứu ở mức độ phân tử
- Dựa trên chỉ thị phân tử SSR xác định mức độ đa hình và xây dựng sơ
đồ phả hệ của các dòng
- Dự đoán các tổ hợp lai ưu tú của 20 dòng ngô thuần Việt Nam
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
 Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu được thực hiện chi tiết, các vấn đề liên quan đến việc
đánh giá độ thuần di truyền của các dòng ngô, phân tích đa dạng di truyền
bằng chỉ thị phân tử SSR với mong muốn cung cấp thêm số liệu, thông tin và
khả năng ứng dụng chỉ thị phân tử trong công tác chọn tạo giống lai trong
điều kiện cụ thể ở Việt Nam.3
 Ý nghĩa thực tiễn
Rút ngắn thời gian đánh giá dòng, giảm bớt khối lượng công việc lai tạo
trên đồng ruộng, kết hợp các phương pháp đánh giá đồng ruộng sẽ nhanh
chóng xác định, chọn lọc tổ hợp lai cho năng suất cao.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: 20 dòng ngô thuần Việt Nam
- Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá độ thuần di truyền, khoảng cách di truyền
giữa các dòng, phân nhóm và dự đoán ưu thế lai nhờ sử dụng chỉ thị SSR
- Địa điểm nghiên cứu: Bộ môn Công nghệ Sinh học - Viện nghiên cứu
Ngô - Đan Phượng - Hà Nội.
- Thời gian từ 23/02/2011 đến 22/05/20114
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
Cây ngô (Zea mays.L) thuộc chi Zea, phân họ ngô (Maydeae), họ phụ
hòa thảo (Panicoideae), họ hòa thảo (Grmaineae), bộ hòa thảo (Grmainale),
lớp một lá mầm (Cosmobionia) và có bộ nhiễm sắc thể 2n=20. Cây ngô là cây
hàng năm với hệ thống rễ chùm phát triển, là loài cây giao phấn có hoa đơn
tính cùng gốc.
1.1. Vai trò của cây ngô trong nền kinh tế
Trong lịch tiến hóa của khoảng một nghìn loài cây trồng phổ biến nhất
trên trái đất hiện nay, chưa có loài cây trồng nào phát triển nhanh chóng và có
nhiều công dụng cho con người như cây ngô (Cao Điểm Đắc, 1988)[3].
Trước hết ngô là cây ngũ cốc nuôi sống gần 1/3 dân số toàn cầu. Toàn
thế giới sử dụng 21% sản lượng ngô làm lương thực. Ngô là lương thực chính
của người dân khu vực Đông Nam Phi, Tây Phi, Nam Á Ngô là thành phần
quan trọng bậc nhất trong thức ăn chăn nuôi. Hầu như 70% chất tinh trong
thức ăn chăn nuôi tổng hợp là từ ngô, 71% sản lượng ngô thế giới làm thức ăn
chăn nuôi (Ngô Hữu Tình,2003)[8].
Ngô còn là một loại hàng hóa xuất khẩu của ngành nông nghiệp, trên thế giới
hàm lượng ngô xuất nhập khẩu khoảng 70 triệu tấn. Bên cạnh đó ngô còn đem lại
nhiều lợi nhuận cho người dân. Theo thống kê của ISAAA, ở Philippine, có ít nhất
200 ngàn người nông dân hưởng lợi từ cây ngô CNSH trong năm 2008. Nghiên cứu
về tác động của giống ngô này đến kinh tế - xã hội cho thấy trong niên vụ 2003-2004,
ngô CNSH làm thu nhập cho người dân thêm 7482 peso/ha (khoảng 135USD) trong
mùa khô, còn trong mùa mưa thì thu nhập tăng thêm là 7080 peso/ha (khoảng
125USD). Sử dụng số liệu năm 2008, các nhà khoa học đã tính được rằng ngô Bt có
thể cho thu nhập cao hơn từ 5-14% trong mùa mưa và từ 20-48% trong mùa khô
(Clive James, 2008).