Luận án tiến sĩ ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu chọn giống chống chịu mặn trên quần thể lúa tại đồng bằng sông cửu long

Luận án tiến sĩ nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu chọn giống chống chịu mặn trên quần thể lúa tại đồng bằng, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

Chuyên ngành

Công Nghệ Sinh Học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận Án Tiến Sĩ

2022

178
4
0

Phí lưu trữ

45 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chọn giống lúa chịu mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu chọn giống lúa chịu mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn ngày càng gia tăng. Cây lúa (Oryza sativa L.) đóng vai trò quan trọng trong nền nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là ở khu vực này. Việc phát triển giống lúa chịu mặn không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực cho hàng triệu người dân. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc ứng dụng các phương pháp hiện đại như chỉ thị phân tử để chọn tạo giống lúa có khả năng chống chịu tốt với điều kiện mặn.

1.1. Tình hình xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long

Xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long đã trở thành một thách thức lớn đối với sản xuất nông nghiệp. Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Lang và ctv (2016), tình trạng này đã làm giảm năng suất lúa và ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Các yếu tố như biến đổi khí hậu và sự gia tăng mực nước biển đã làm tình hình trở nên nghiêm trọng hơn.

1.2. Tác động của mặn đến cây lúa và năng suất

Mặn ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Nghiên cứu cho thấy, đất mặn làm giảm khả năng hấp thụ nước và dinh dưỡng của cây, dẫn đến năng suất thấp. Việc hiểu rõ tác động này là cần thiết để phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu tốt hơn.

II. Vấn đề và thách thức trong chọn giống lúa chịu mặn

Chọn giống lúa chịu mặn gặp nhiều thách thức, từ việc xác định nguồn gen đến việc ứng dụng công nghệ hiện đại. Các giống lúa hiện tại thường không đủ khả năng chống chịu với điều kiện mặn cao. Do đó, cần có những nghiên cứu sâu hơn để tìm ra các giống lúa mới có khả năng thích ứng tốt hơn với môi trường.

2.1. Khó khăn trong việc xác định nguồn gen chịu mặn

Việc xác định nguồn gen chịu mặn trong quần thể lúa là một thách thức lớn. Nhiều giống lúa hiện tại chưa được nghiên cứu đầy đủ về khả năng chịu mặn, dẫn đến khó khăn trong việc chọn lọc và phát triển giống mới.

2.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất lúa

Biến đổi khí hậu đã làm gia tăng tình trạng xâm nhập mặn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất lúa. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, nếu không có biện pháp thích ứng kịp thời, năng suất lúa sẽ tiếp tục giảm trong những năm tới.

III. Phương pháp chọn giống lúa chịu mặn hiệu quả

Để chọn giống lúa chịu mặn hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại như chỉ thị phân tử. Phương pháp này giúp xác định nhanh chóng các gen chịu mặn trong quần thể lúa, từ đó rút ngắn thời gian nghiên cứu và tăng độ chính xác trong việc chọn lọc giống.

3.1. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống

Chỉ thị phân tử là công cụ hữu hiệu trong việc xác định các gen chịu mặn. Nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2007) đã chỉ ra rằng, việc ứng dụng chỉ thị phân tử giúp tăng cường khả năng chọn lọc giống lúa chịu mặn.

3.2. Phương pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống

Phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử đã được chứng minh là hiệu quả trong việc tạo ra các giống lúa mới. Phương pháp này cho phép kết hợp các đặc tính tốt từ nhiều giống lúa khác nhau, tạo ra giống lúa có khả năng chịu mặn cao.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống lúa được chọn tạo có khả năng chịu mặn tốt hơn so với các giống lúa truyền thống. Việc ứng dụng các giống lúa này trong sản xuất đã giúp tăng năng suất và cải thiện đời sống của người dân tại Đồng bằng sông Cửu Long.

4.1. Đánh giá tính chống chịu mặn của các giống lúa mới

Các giống lúa mới được đánh giá có khả năng chống chịu mặn tốt, với năng suất cao hơn so với giống lúa truyền thống. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các giống này có thể sống sót và phát triển tốt trong điều kiện mặn cao.

4.2. Ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nông nghiệp

Việc áp dụng các giống lúa chịu mặn trong sản xuất đã mang lại hiệu quả rõ rệt. Nông dân tại Đồng bằng sông Cửu Long đã có thể cải thiện năng suất và chất lượng lúa, góp phần đảm bảo an ninh lương thực.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu chọn giống lúa chịu mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long mở ra nhiều triển vọng cho tương lai. Việc ứng dụng công nghệ hiện đại trong chọn giống sẽ giúp phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu tốt hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

5.1. Tương lai của giống lúa chịu mặn

Tương lai của giống lúa chịu mặn hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội cho nông nghiệp Việt Nam. Việc phát triển giống lúa mới không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Định hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải tiến các giống lúa hiện có và phát triển các giống lúa mới có khả năng chịu mặn tốt hơn. Các nghiên cứu sâu hơn về di truyền và sinh lý cây lúa sẽ là cần thiết để đạt được mục tiêu này.

23/06/2025
Luận án tiến sĩ ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu chọn giống chống chịu mặn trên quần thể lúa tại đồng bằng sông cửu long

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết đề tài. Mục tiêu đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài.

Ý ngĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Đối tượng nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. Tính mới của đề tài. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. Tình hình xâm nhập mặn.

Trên thế giới. Tình hình mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tác hại của đất mặn đến cây lúa. Tác hại của đất mặn.

Phân loại thực vật theo đặc trưng chịu mặn. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây trồng. Ảnh hưởng của mặn đến năng suất cây trồng. Ảnh hưởng trong giai đoạn nảy mầm và đầu giai đoạn mạ trên cây lúa.

Đặc tính chống chịu mặn của cây lúa. Các nghiên cứu liên quan tính chống chịu mặn trên cây lúa. Nghiên cứu ngoài nước. Nghiên cứu trong nước.

Các phương pháp chọn tạo giống. Phương pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống lúa. Một số khái niệm trong phương pháp lai hồi giao. Ưu điểm của phương pháp lai hồi giao.

Nhược điểm của phương pháp lai hồi giao. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa. Sơ lược về phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử. Một số thành tựu của chỉ thị SSR trong chọn giống lúa.

Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử. Các giả thuyết mô hình MAS. Điều kiện để ứng dụng MAS. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

45 Địa điểm và thời gian nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo chịu mặn. Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể lai F1. Chọn tạo quần thể lai hồi giao phục vụ cho gen chống chịu mặn thấp thông qua MAS. Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản đồ GGT.

Đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan gen saltol trên quần thể con lai. Phương pháp xử lý số liệu. Khảo nghiệm cơ bản. Khảo nghiệm và đánh giá tương tác kiểu gen và môi trường.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đa dạng nguồn gen cây lúa. Thanh lọc mặn (đo lường kiểu hình) giai đoạn mạ trên lúa mùa. Thanh lọc bộ giống lúa cao sản.

Phân tích kiểu hình và đánh giá sự tương quan của các gen theo công thức và phần mềm IRRI Start. Tạo các quẩn thể hồi giao chuyển gen chống chịu mặn trên cây lúa. Tạo quẩn thể hồi giao. Tìm tính đa hình trên các giống lúa bố mẹ bằng chỉ thị phân tử.

Chọn tạo quần thể lai hồi giao mang gen chịu mặn thông qua MAS. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OM1490 và Pokkali. Kết quả đánh giá các quần thể BC1 trên OM1490/ Pokkali //OM1490. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OMCS2000 và Pokkali.

Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OM6162 và Pokkali. Kết quả tạo cá thể hồi giao BC2 từ tổ hợp hồi giao OM 6162/ Pokkali// OM6162. Thanh lọc các dòng triển vọng ở hai mức độ mặn khác nhau ở giai đoạn mạ. Thanh lọc mặn trên quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162 Quần thể BC3F1 được chọn và gieo cho tự thụ để có quần thể BC3F2.

Thanh lọc mặn trên quẩn thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000. Thanh lọc mặn trên quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490. Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng thông qua đánh giá kết hợp kiểu gen và kiểu hình. Chọn lọc các quần thể hồi giao BC3F3 thông qua lập bản đồ GGT.

Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162 trên nhiễm sắc thế số 8. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490 trên quần thể số 1. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490 trên nhiễm sắc thể số 8.

Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 trên nhiễm sắc thể số 1. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 trên nhiễm sắc thể số 8. Khảo nghiệm cơ bản. Khảo nghiệm vùng sinh thái các dòng lúa chọn lọc trong vụ Đông Xuân 2019- 2020.

Đánh giá tương tác kiểu gen và môi trường của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2019. 143 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 149 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN….150 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 151 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT GĐM: Giai đoạn mạ ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long VKHTLMN: Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam KHKTNN: Khoa Học Kĩ Thuật Nông Nghiệp NN&SHUD: Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng STL: Sau thanh lọc Et al.: Cộng tác viên ABA: Abscisic acid DNA: Deoxyribonucleic acid SSR: Simple sequence repeat (microsatellite) MAS: Marker assisted selection CTAB: Cetyltrimethyl Ammonium Bromide EDTA: Ethylenediaminetetra acetic acid SDS: Sodium dedoxyl sulfat RFLP: Restriction fragment length polymorphism ALP: Amplicon length polymorphism AFLP: Amplified fragment length polymorphism SNP: Single nucleotide polymorphism SES: Standard Evaluation System for Rice EC: Electrical Conductivity IRRI: International Rice Research Institute PCR: Polymerase Chain Reaction QTL: Quantitative Trait Locus RM: Rice Microsatellite HATRI: High Agricultural Technology Research Institute For Mekong Delta vi NỘI DUNG BẢNG TT Trang 1.1 Độ mặn lớn nhất (g/l) nhất đến ngày 14/3/2017 ở một số trạm ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long………………………………….2 Độ mặn lớn nhất (g/l) đến ngày 14/3/2017 tại vùng Hai sông Vàm Cỏ.3 Khả năng chịu mặn của cây trồng ở giai đoạn sinh trưởng………… 15 1.4 Ảnh hưởng của các cấp độ mặn khác nhau lên năng suất cây trồng.5 Sự tương quan giữa số thế hệ BCnF1 với tỷ lệ kiểu gen của dòng triển vọng (nhận gen mong muốn) được đưa vào con lai BCnF1…… 43 2.1 Thành phần dung dịch đệm ly trích DNA và TE buffer (pH = 8).2 Các thành phần của gel polyacrylamide và agarose được sử dụng 48 2.3 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ chịu mặn của cây lúa.4 Các dòng lúa chịu mặn tham gia thí nghiệm.1 Số ngày sống sót ở 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m trên 100 giống lúa.2 Môi trường mặn với EC = 0, 8, 15dS/m.3 Đánh giá kiểu hình gen chống chịu mặn của 100 giống lúa giai đoạn trỗ hoa.4 Tóm tắt quá trình tạo các quần thể hồi giao đến thế hệ BC3 cho các giống lúa nghiên cứu.5 Các primers được đánh giá trên 05 giống lúa dùng cho vật liệu lai.6 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F3.7 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F2.8 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F3.9 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OM6162/ Pokkali//OM6162.10 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OMCS2000/ Pokkali//OMCS2000.11 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OM1490/ Pokkali//OM1490.12 Năng suất và thành phần năng suất của bộ so sánh vụ Đông Xuân 2018-2019.13 Năng suất (tấn/ha) của bộ dòng lúa triển vọng tại 6 điểm vụ Đông Xuân 2019-2020.14 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Đông Xuân 2019-2020.15 Năng suất (tấn/ha) của các dòng lúa triển vọng tại 6 điểm trong vụ Hè Thu 2019.16 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2019.

145 viii NỘI DUNG HÌNH TT Trang 1.1 So sánh sự xâm nhập mặn năm 2016 và năm 2020 ở các tỉnh ĐBSCL.2 Đồ thị so sánh độ mặn lớn nhất đến ngày 14 tháng 3 năm 2017 vùng Cửa sông Cửu Long.3 Mật độ xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long.4 Đồ thị thể hiện độ mặn lớn nhất đến ngày 14 tháng 3 năm 2017 vùng hai sông Vàm Cỏ.5 Sơ đồ phương pháp lai hồi giao.6 Giá trị trung bình của gen phục hồi qua từng thế hệ hồi giao.1 Vật liệu bố mẹ được chuẩn bị.2 Khử đực trên cây mẹ.3 Sơ đồ quy tụ gen saltol trên quần thể lai hồi giao thông qua MAS 52 2.4 Phân tích GGT trên quần thể lai ở cây lúa.1 Phân nhóm di truyền của 101 giống khác nhau trên lúa mùa.2 Biểu đồ thể hiện số ngày sống sót ở EC = 8dS/m (A) và 15dS/m (B) của 101 giống lúa mùa.3 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ sống sót ở giai đoạn trỗ của các giống lúa mùa. Nồng độ muối EC = 8dS /m.4 Sản phẩm PCR của chỉ thị phân tử RM 3252-S1-1 trên 101 giống chống chịu mặn.5 Đồ thị so sánh sự khác nhau về ngày sống sót giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m.6 Kết quả thanh lọc mặn ở các nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m.7 Đồ thị so sánh sự khác nhau về chiều dài thân giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 77 ix 15dS/m.8 Đồ thị so sánh sự khác nhau về chiều dài rễ giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC=15dS/m 78 3.9 Đồ thị so sánh sự khác nhau về trọng lượng khô thân giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC =15dS/m.10 Đồ thị so sánh sự khác nhau về trọng lượng khô rễ giữa 3 nồng độ EC = 0dS/m, môi trường mặn EC = 8dS/m và môi trường mặn EC = 15dS/m.11 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM223.12 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM3252-S1-1.13 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM1324.14 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM3412.15 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM453.16 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM511.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Nghiên Cứu Chọn Giống Lúa Chịu Mặn Tại Đồng Bằng Sông Cửu Long" cung cấp cái nhìn sâu sắc về việc phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn, một vấn đề ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự xâm nhập mặn tại khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long. Nghiên cứu này không chỉ giúp nông dân lựa chọn giống lúa phù hợp mà còn góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, từ đó cải thiện đời sống cho người dân trong vùng.

Để mở rộng kiến thức về các ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Luận án tiến sĩ liên kết doanh nghiệp và nông dân ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp tỉnh Nghệ An, nơi trình bày các mô hình hợp tác hiệu quả giữa doanh nghiệp và nông dân. Ngoài ra, tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử để đưa gen fea làm tăng số hàng hạt vào các dòng bố mẹ giống ngô lai lvn 10 phục vụ công tác tạo giống ngô lai năng suất cao cũng sẽ cung cấp thông tin hữu ích về công nghệ di truyền trong sản xuất giống cây trồng. Cuối cùng, bạn có thể tìm hiểu thêm về Luận văn thạc sĩ quản trị chuỗi cung ứng sản phẩm rau an toàn khu vực thành phố Hà Nội trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, giúp bạn nắm bắt các xu hướng mới trong quản lý chuỗi cung ứng nông sản. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các vấn đề liên quan đến nông nghiệp hiện đại.