Luận án Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm kháng rầy nâu (Nilaparvata lugenes Stal) bằng dấu phân tử SSR

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THƠM (Oryza sativa L.) KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stal) BẰNG DẤU PHÂN TỬ SSR

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC (Mã ngành: 62 42 02 01)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm (Oryza sativa L.) kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) bằng dấu phân tử SSR. Việt Nam, một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu, đang đối mặt với thách thức nâng cao chất lượng gạo, đặc biệt là lúa thơm. Tuy nhiên, các giống lúa thơm thường dễ nhiễm sâu bệnh, trong đó rầy nâu là mối đe dọa lớn, gây thiệt hại năng suất nghiêm trọng. Việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học đã dẫn đến sự phát triển của các quần thể rầy nâu kháng thuốc và ô nhiễm môi trường. Do đó, việc chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu là giải pháp bền vững và lâu dài.

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học và di truyền phân tử, đặc biệt là dấu phân tử SSR, để rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả trong công tác chọn giống. Mục tiêu chính là lai tạo và chọn lọc các dòng lúa thơm mang gen kháng rầy nâu, phục vụ cho sản xuất tại Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL).

Luận án đã tạo ra sáu tổ hợp lai hồi giao từ hai giống lúa kháng rầy nâu (OM4103, OM10043) và ba giống lúa thơm (ST5, ST20, VD20). Các dấu phân tử như BADH2 cho gen thơm, RM225, RM586 cho gen bph4, RM17, RM260 cho gen Bph10 và RM3331, RM7376 cho gen Bph18 đã được xác định và sử dụng hiệu quả để nhận diện các gen mục tiêu.

Kết quả đã chọn tạo được năm dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 + Bph10, cùng bảy dòng mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 + Bph18 từ quần thể BC3F2. Sau khi đánh giá kiểu hình và các đặc tính nông học, sáu dòng lúa ưu tú đã được chọn để khảo nghiệm ngoài đồng.

Qua khảo nghiệm tại Long Phú, Sóc Trăng, hai dòng lúa lai (B2-21 và D1-6) đã được chọn, đáp ứng các mục tiêu đề ra: có mùi thơm, khả năng hơi kháng rầy nâu (cấp trung bình 4,3), thời gian sinh trưởng ngắn (103 và 97 ngày), năng suất cao (7,16 t/ha và 6,48 t/ha) và hàm lượng amylose thấp (<20%). Luận án đề xuất tiếp tục khảo nghiệm hai dòng lúa này ở nhiều địa điểm và mùa vụ khác nhau tại ĐBSCL để đánh giá tiềm năng chống chịu với các nguồn rầy nâu đa dạng.

Mục lục chi tiết:

• Chương I. GIỚI THIỆU

  • 1.1 Tính cấp thiết của luận án
  • 1.2 Mục tiêu
  • 1.3 Những đóng góp mới của luận án

• Chương III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 3.1 Vật liệu
  • 3.2 Phương pháp nghiên cứu
    • 3.2.1 Nội dung 1: Lai các tổ hợp lai tạo dòng lúa mới theo mục tiêu
    • 3.2.2 Nội dung 2: Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng rầy từ các thế hệ phân ly kết hợp với đánh giá kiểu hình để chọn dòng lúa mới theo mục tiêu
      • 3.2.2.1 Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng rầy nâu
    • 3.2.3 Nội dung 3: Khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú ở điều kiện đồng ruộng
      • 3.2.3.1 Bố trí thí nghiệm
      • 3.2.3.2. Ghi nhận chỉ tiêu
      • 3.2.3.3. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo
    • 3.2.3.4 Xử lý số liệu

• Chương IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 4.1 Kết quả lai tạo các tổ hợp lai trong chọn giống lúa thơm kháng rầy nâu.
  • 4.2 Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và gen kháng rầy nâu trên các dòng lai kết hợp với đánh giá kiểu hình
    • 4.2.2 Xác định sự hiện diện của gen thơm trên các giống bố mẹ và con lai
    • 4.2.3 Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu trên giống bố mẹ và con lai
      • 4.2.3.1 Nhận diện gen kháng rầy nâu bph4 trên giống bố mẹ và các dòng lai hồi giao BC1, BC2 và BC3
      • 4.2.3.2 Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph10 trên các giống bố mẹ và con lai hồi giao BC1, BC2 và BC3
      • 4.2.3.3 Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph18 trên các giống bố mẹ và con lai hồi giao BC1, BC2 và BC3
    • 4.2.4 Kết quả đánh giá kiểu gen và kiểu hình con lai BC3F2 trong chọn lọc dòng lúa thơm kháng rầy nâu
      • 4.2.4.1. Đánh giá kiểu hình
    • 4.2.5 Kết quả đánh giá kiểu hình con lai ở quần thể BC3F3
  • 4.3 Khảo nghiệm các dòng lai ưu tú tại Long Phú Sóc Trăng
    • 4.3.1 Đánh giá mùi thơm và khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo
      • 4.3.1.1 Kết quả đánh giá cảm quan mùi thơm trên hạt
    • 4.3.2 Kết quả đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo
    • 4.3.3 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu nông học
      • 4.3.3.1 Các đặc tính sinh trưởng
      • 4.3.3.2. Các đặc tính nông học
      • 4.3.3.3 Các chỉ tiêu chất lượng

• Chương V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

  • 5.1 Kết luận
  • 5.2 Đề xuất