Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa Bắc Thơm 7 chịu mặn

MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục chữ viết tắt viii
Danh mục bảng biểu x
Danh mục hình vẽ xii

MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2
2.1. Mục tiêu chung 2
2.2. Mục tiêu cụ thể 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3
3.1. Ý nghĩa khoa học 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4
4.1. Đối tượng nghiên cứu 4
4.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 4
5. Những đóng góp mới của luận án 4
CHƯƠNG I 5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp trên thế
giới và Việt Nam
5
1.1.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp trên thế giới 5
1.1.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam 6
1.2. Đất nhiễm mặn và các vùng nhiễm mặn ở Việt Nam 8
1.2.1. Đất nhiễm mặn 8
1.2.2. Giới thiệu chung về đặc điểm các vùng lúa nhiễm mặn ở Việt Nam 9
1.2.2.1. Vùng lúa Đồng bằng Sông Cửu Long 9
1.2.2.2. Vùng lúa nhiễm mặn Đồng bằng Sông Hồng 12
1.3. Nghiên cứu di truyền về giống lúa chịu mặn 13
1.3.1. Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa 14
1.3.2. Di truyền tính chống chịu mặn 19 iv

1.3.2.1. Nghiên cứu di truyền số lượng tính chống chịu mặn 19
1.3.2.2. Nghiên cứu di truyền phân tử tính chống chịu mặn 21
1.3.3. Sự thể hiện gen chống chịu mặn 22
1.4. Chỉ thị phân tử và ứng dụng của chỉ thị phân tử 24
1.4.1. Chỉ thị phân tử 24
1.4.2. Một số chỉ thị phân tử thường dùng 26
1.4.3. Một số ứng dụng của chỉ thị phân tử 31
1.4.3.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền 31
1.4.3.2. Nghiên cứu lập bản đồ di truyền 34
1.4.3.3. Nghiên cứu trong chọn giống cây trồng 37
1.4.4. Chọn giống hồi giao nhờ chỉ thị phân tử (Marker Assited Backcrossing
- MABC)
40
1.5. Một số kết quả và thành tựu trong chọn tạo giống lúa chịu mặn 42
1.5.1. Một số kết quả và thành tựu trong chọn tạo lúa chịu mặn trên thế giới 42
1.5.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa chống chịu mặn 47
1.5.3. Một số kết quả và thành tựu trong chọn tạo giống lúa chống chịu mặn ở
Việt Nam
50
1.5.3.1. Sử dụng các chỉ thị SSR liên kết chặt với QTL chịu mặn Saltol trong
chọn tạo lúa chịu mặn
50
1.5.3.2. Nghiên cứu lai tạo trong chọn tạo giống lúa chịu mặn 52
1.5.3.3. Một số kết quả chọn tạo và đánh giá khả năng chịu mặn ở lúa 52
CHƯƠNG II 54
VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu 54
2.2. Địa điểm nghiên cứu 57
2.3. Nội dung nghiên cứu 58
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu, đánh giá khả năng chịu mặn và đặc điểm nông
sinh học các dòng/giống lúa mang locus gen Saltol chịu mặn nhập nội từ IRRI
và giống lúa thuần trồng đại trà trong nước làm cơ sở trong việc chọn tạo giống lúa
chịu mặn tại một số tỉnh ven biển miền Bắc Việt Nam
58
2.3.1.1. Đánh giá khả năng chịu mặn của các dòng/giống lúa trong điều kiện
nhân tạo
58
2.3.1.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống lúa có
khả năng chịu mặn tại vùng ven biển ĐBSH
58
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp chọn giống bằng chỉ 58 v

thị phân tử và lai trở lại quy tụ locus gen Saltol chịu mặn vào giống lúa Bắc
Thơm7
2.3.2.1. Xác định vật liệu bố mẹ trong chọn tạo giống lúa mang locus gen
Saltol chịu mặn
58
2.3.2.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử và phương pháp lai trở lại trong chọn tạo
giống lúa Bắc thơm 7 chịu mặn
58
2.3.3. Nội dung 3: Đánh giá một số đặc tính nông sinh học chính, yếu tố thành
năng suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL Saltol
trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng ruộng
58
2.4. Phương pháp nghiên cứu 58
2.4.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 61
2.4.2. Phương pháp thí nghiệm lúa chịu mặn 61
2.4.3. Một số kỹ thuật sử dụng trong phòng thí nghiệm 63
2.4.3.1 Tách chiết ADN tổng số 63
2.4.3.2. Kiểm tra nồng độ và độ tinh sạch của ADN tách chiết bằng phương
pháp điện di trên gel agarose
64
2.4.3.3 Nhân ADN bằng kỹ thuật SSR-PCR 65
2.4.3.4. Ghi nhận, xử lý và phân tích số liệu cho phản ứng điện di sản phẩm
PCR biến tính trên gel polyacrylamide
66
2.5. Khảo nghiệm các giống lúa 67
2.6. Phương pháp xử lý số liệu 67
CHƯƠNG III 68
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu đánh giá vật liệu sử dụng trong nghiên cứu và chọn tạo
giống lúa chịu mặn
68
3.1.1. Đánh giá khả năng chịu mặn của các dòng/giống lúa trong điều kiện
nhân tạo
68
3.1.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống lúa nhập
nội trong điều kiện tự nhiên.
73
3.1.2.1. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống
lúa nhập nội tại Thanh Trì, Hà Nội năm 2010
73
3.1.2.2. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống
lúa nhập nội tại Giao Thủy, Nam Định năm 2010
81
3.1.3. Đánh giá mức độ sâu bệnh hại chính trong thí nghiệm. 86
3.2. Nghiên cứu ứng dụng phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử 88 vi

và lai trở lại chọn tạo giống lúa Bắc Thơm7 chịu mặn
3.2.1. Kết quả nghiên cứu xác định vật liệu bố mẹ trong chọn tạo giống lúa
mang QTL Saltol
88
3.2.2. Kết quả nghiên cứu ứng dụng phương pháp chọn giống bằng chỉ thị
phân tử và lai trở lại quy tụ QTL Saltol chịu mặn vào giống lúa BT7
89
3.2.2.1. Kết quả xác định chỉ thị phân tử liên kết Saltol và đa hình giữa giống
lúa BT7 và dòng FL478
89
3.2.2.2. Kết quả xác định chỉ thị phân tử đa hình ngoài vùng locus gen Saltol
giữa giống lúa BT7 và dòng FL478 trên 12 NST
93
3.2.3. Kết quả cải tiến giống lúa BT7 chịu mặn bằng phương pháp chỉ thị
phân tử và lai trở lại
108
3.2.3.1. Kết quả lai tạo tạo con lai F1 của tổ hợp lai FL478/BT7 108
3.2.3.2. Kết quả chọn lọc các cá thể trong quần thể BC1F1 bằng phương pháp
chỉ thị phân tử
109
3.2.3.3. Kết quả chọn lọc các cá thể trong quần thể BC2F1 bằng phương pháp
chỉ thị phân tử
112
3.2.3.4. Kết quả chọn lọc các cá thể trong quần thể BC3F1 bằng phương pháp
chỉ thị phân tử
122
3.3. Đánh giá một số đặc tính nông sinh học chính, yếu tố cấu thành năng
suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL Saltol
trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng ruộng
133
3.3.1. Kết quả đánh giá một số đặc tính nông sinh học và yếu tố cấu thành
năng suất của các dòng Bắc thơm 7- Saltol trong điều kiện nhà lưới.
133
3.3.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn trong điều kiện mặn nhân tạo đối
với các dòng BT7-Saltol(thế hệ BC3F3)
139
3.3.3. Kết quả đánh giá một số đặc tính nông sinh học các dòng Bắc thơm 7-
Saltol (thế hệ BC3F3) ngoài đồng ruộng.
141
3.4. Kết quả đánh giá một số đặc tính nông sinh học,năng suất của các
dòng Bắc thơm 7- Saltol (thế hệ BC3F4) ngoài đồng ruộng
146
3.5. Kết quả đánh giá chất lượng gạo của các dòng BT7 – Saltol 149
CHƯƠNG IV
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
152
4.1. Kết luận 152
4.2. Đề nghị 153 vii

TÀI LIỆU THAM KHẢO 155
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
PHỤ LỤC 3