Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ ĐỂ CẢI TIẾN GIỐNG LÚA ST19 VÀ Q2
Ngành:
Công nghệ sinh học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ứng dụng đột biến thực nghiệm và chỉ thị phân tử để cải tiến giống lúa ST19 và Q2" được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các giống lúa chất lượng cao, đặc biệt là lúa thơm, trong bối cảnh phương pháp chọn tạo truyền thống gặp nhiều khó khăn do sự di truyền đa gen và tương tác môi trường. Đề tài tập trung vào việc sử dụng phương pháp đột biến, vốn được đánh giá hiệu quả trong việc tạo ra những đột biến nhỏ.
Mục tiêu chính của nghiên cứu là ứng dụng thành công phương pháp đột biến thực nghiệm kết hợp chỉ thị phân tử để cải tiến hai giống lúa ST19 và Q2 cho vùng Đồng bằng sông Hồng, tạo ra vật liệu khởi đầu phong phú cho công tác chọn giống và chọn tạo được một dòng có triển vọng. Về mặt khoa học, luận án cung cấp cơ sở cho việc lựa chọn tác nhân gây đột biến và ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá sai khác di truyền. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu đã tạo ra nguồn vật liệu và chọn tạo thành công giống lúa thuần HY198, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất và chất lượng khá, phục vụ sản xuất lúa chất lượng cao ở các tỉnh phía Bắc.
Những đóng góp mới bao gồm việc xác định các biến dị di truyền ở thế hệ M2, M3 phụ thuộc vào bản chất di truyền của giống, liều lượng và kiểu tác nhân gây đột biến. Giải trình tự gen đã xác định chính xác kiểu đột biến gen (mất đoạn hoặc thay thế nucleotid) và khẳng định mối liên hệ giữa đột biến hình thái với cấu trúc phân tử. Luận án đã chọn tạo thành công giống lúa thuần HY198, phù hợp với điều kiện canh tác tại Đồng bằng sông Hồng, đã được công nhận sản xuất thử nghiệm theo Quyết định số 30/QĐ-TT-CLT ngày 25/01/2019 của Cục Trồng trọt.
Nghiên cứu cũng xác định được ảnh hưởng của tác nhân chiếu xạ tia Gamma mạnh hơn sốc nhiệt đến các đặc điểm nông sinh học của lúa. Đã chọn lọc được 5 dòng từ giống Q2 (3 dòng hàm lượng amylose thấp) và 35 dòng từ giống ST19 (tất cả đều có hàm lượng amylose thấp, cứng cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao). Hệ số tương đồng di truyền ở mức độ hình thái và phân tử cũng được xác định, cùng với kết quả giải trình tự cho thấy sự thay đổi nucleotid so với giống gốc. Giống lúa thuần HY198 với các đặc tính ưu việt đã được phát triển và công nhận sản xuất thử nghiệm, góp phần vào an ninh lương thực và phát triển nông nghiệp bền vững.
Mục lục chi tiết:
- Phần mở đầu (3 trang)
- Chương 1: Tổng quan tài liệu (30 trang)
- 1.1. Nguồn gốc phân loại cây lúa
- 1.2. Tình hình sản xuất lúa chất lượng trên thế giới và Việt Nam
- 1.3. Các yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng của lúa
- 1.4. Nghiên cứu về đột biến thực nghiệm và chọn tạo giống lúa chất lượng
- 1.4.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống bằng phương pháp đột biến thực nghiệm trên thế giới.
- 1.4.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống bằng phương pháp đột biến thực nghiệm ở Việt Nam.
- 1.4.3. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến trong chọn giống cây trồng
- 1.4.4. Một số phương pháp trong chọn tạo giống lúa chất lượng
- 1.4.5. Sử dụng các chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa chất lượng
- Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (16 trang)
- 2.1. Vật liệu nghiên cứu
- 2.2. Nội dung nghiên cứu
- 2.3. Phương pháp nghiên cứu:
- 2.3.1. Xử lý đột biến
- 2.3.2. Bố trí thí nghiệm
- 2.3.3. Phương pháp chọn dòng đột biến
- 2.3.4. Phương pháp đánh giá một số tính trạng nông học và yếu tố cấu hành năng suất.
- 2.3.5. Phương pháp phân tích thành phần sinh hóa trong gạo.
- 2.3.6. Nghiên cứu đa dạng di truyền bằng chỉ thị ADN
- 2.3.6.1. Phương pháp tách chiết ADN tổng số
- 2.3.6.2. Phương pháp PCR
- 2.3.6.3. Phương pháp điện di trên gel agarose 1%
- 2.3.6.4. Phương pháp tách chiết gel bằng kit Qiagen
- 2.3.7. Phân tích và xử lý số liệu
- 2.3.7.1. Phân tích số liệu kiểu hình
- 2.3.7.2. Phân tích số liệu kiểu gen
- Chương 3: Kết quả và thảo luận (62 trang)
- 3.1. Ảnh hưởng của tác nhân đột biến lên tỷ lệ sống sót qua các giai đoạn ở thế hệ M1
- 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các tác nhân gây đột biến đến một số đặc tính nông sinh học của cây lúa sau khi xử lý ở thế hệ M1, M2, M3.
- 3.2.1. Ảnh hưởng của tác nhân đột biến đến chiều cao cây.
- 3.2.2. Ảnh hưởng của tác nhân đột biến đến khả năng đẻ nhánh
- 3.2.3. Ảnh hưởng của tác nhân đột biến đến thời gian sinh trưởng.
- 3.2.4. Ảnh hưởng của tác nhân đột biến đến các yếu tố cấu thành năng suất.
- 3.3. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng thế hệ M2, M3
- 3.4. Đánh giá một số chỉ tiêu chính của các dòng đột biến thế hệ M4, M5 và M6
- 3.5. Đa dạng di truyền của các dòng nghiên cứu và giống gốc dựa vào các đặc điểm hình thái.
- 3.5.1. Đa dạng di truyền dựa vào các đặc điểm hình thái giống ST19 và các dòng đột biến
- 3.5.2. Đa dạng di truyền dựa vào các đặc điểm hình thái giống Q2 và các dòng đột biến
- 3.6. Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn lọc các dòng triển vọng
- 3.6.1. Kết quả tách chiết và tinh sạch ADN tổng số
- 3.6.2. Kết quả xác định hương thơm của một số dòng lúa triển vọng
- 3.7. Đánh giá đa dạng di truyền ở mức độ phân tử các dòng đột biến triển vọng
- 3.7.1. Hệ số PIC, số alen và tổng số băng ADN thể hiện trên từng cặp mồi
- 3.7.2. Tỷ lệ dị hợp tử (H%) và tỷ lệ khuyết số liệu (M%) của các dòng lúa nghiên cứu
- 3.7.3. Kết quả phân tích đa hình và mối quan hệ di truyền của các dòng lúa nghiên cứu
- 3.7.4. Kết quả giải trình tự một số dòng đột biến triển vọng
- 3.8. Kết quả khảo nghiệm dòng đột biến triển vọng
- Kết luận và kiến nghị (2 trang)
- Các công trình công bố liên quan đến luận án (1 trang)
- Tài liệu tham khảo (16 trang với 130 tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt, tiếng Anh và internet).