Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chỉ thị phân tử liên kết với gen Ph3 trong cà chua tại Gia Lâm, Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnua xác định chỉ thị phân tử liên kết chặt với gen ph3 và khảo nghiệm các tổ hợp lai cà chua mang, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Bùi Thị Thêu
• Người hướng dẫn: TS. Trần Ngọc Hùng
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Xác định chỉ thị phân tử liên kết chặt với gen Ph3 và khảo nghiệm các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3 vụ Xuân Hè tại Gia Lâm- Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC CÁC HÌNH
• 5. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 6. THESIS ABSTRACT
• 7. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 8. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 9. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 10. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 11. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 11.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ CHUA
• 11.1.1. Danh pháp và phân loại
• 11.1.2. Nguồn gốc, lịch sử và cách sử dụng cà chua

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chỉ thị phân tử gen Ph3 và cà chua tại Gia Lâm

Nghiên cứu chỉ thị phân tử gen Ph3 và khảo nghiệm cà chua tại Gia Lâm, Hà Nội là một trong những đề tài quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao. Cà chua (Solanum lycopersicum L.) là một loại cây trồng phổ biến, nhưng năng suất vẫn chưa đạt yêu cầu do nhiều yếu tố, trong đó có bệnh sương mai. Việc xác định chỉ thị phân tử liên kết với gen Ph3 sẽ giúp cải thiện giống cà chua kháng bệnh, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

1.1. Giới thiệu về cây cà chua và tầm quan trọng của nghiên cứu

Cà chua là một trong những loại rau quả được tiêu thụ rộng rãi trên thế giới. Nghiên cứu chỉ thị phân tử gen Ph3 không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu.

1.2. Tình hình sản xuất cà chua tại Gia Lâm Hà Nội

Gia Lâm là một trong những vùng trồng cà chua lớn tại Hà Nội. Tuy nhiên, năng suất cà chua ở đây vẫn còn thấp do ảnh hưởng của bệnh sương mai. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cà chua kháng bệnh là rất cần thiết.

II. Vấn đề và thách thức trong sản xuất cà chua tại Gia Lâm

Bệnh sương mai do nấm Phytophthora infestans gây ra là một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất cà chua. Bệnh này có thể gây hại ở mọi giai đoạn sinh trưởng của cây, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản lượng và chất lượng sản phẩm. Việc phát hiện và ứng dụng các giống cà chua kháng bệnh là một thách thức lớn cho nông dân.

2.1. Tác động của bệnh sương mai đến năng suất cà chua

Bệnh sương mai có thể làm giảm năng suất cà chua tới 60-70%. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân mà còn gây ra sự thiếu hụt nguồn cung trên thị trường.

2.2. Các biện pháp phòng ngừa và điều trị bệnh

Hiện nay, biện pháp phổ biến nhất là phun thuốc trừ nấm. Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này đang giảm dần do sự xuất hiện của các chủng nấm kháng thuốc. Do đó, việc phát triển giống cà chua kháng bệnh là cần thiết.

III. Phương pháp nghiên cứu chỉ thị phân tử gen Ph3

Nghiên cứu sử dụng các chỉ thị phân tử như LB3 và SCU602F3R3 để xác định kiểu gen Ph3 của các tổ hợp lai cà chua. Phương pháp này giúp đánh giá mức độ liên kết giữa chỉ thị phân tử và gen kháng bệnh, từ đó lựa chọn được các tổ hợp lai có tiềm năng cao.

3.1. Quy trình xác định chỉ thị phân tử

Quy trình xác định chỉ thị phân tử bao gồm việc thu thập mẫu, phân tích gen và đánh giá sự tương đồng giữa kiểu gen và kiểu hình kháng bệnh. Các chỉ thị phân tử được sử dụng trong nghiên cứu này đã được công nhận có độ chính xác cao.

3.2. Đánh giá kiểu gen và kiểu hình của các tổ hợp lai

Đánh giá kiểu gen và kiểu hình giúp xác định được các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3 có khả năng kháng bệnh tốt. Kết quả này sẽ là cơ sở để phát triển giống cà chua mới.

IV. Kết quả khảo nghiệm các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3

Kết quả khảo nghiệm cho thấy tổ hợp lai V4 (08TP85-2-3-5-1-1-1-10 x 11FAV-10-3) mang gen Ph3 có nhiều đặc điểm tốt như năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt. Nghiên cứu đã xác định được hai chỉ thị phân tử LB3 và SCU602F3R3 có liên kết chặt với gen Ph3.

4.1. Đánh giá năng suất và chất lượng của các tổ hợp lai

Tổ hợp lai V4 có năng suất thực thu đạt 76,23 tấn/ha, năng suất cà chua thương phẩm đạt 72,63 tấn/ha. Đây là kết quả khả quan cho việc phát triển giống cà chua kháng bệnh.

4.2. Khả năng kháng bệnh của các tổ hợp lai

Các tổ hợp lai được khảo nghiệm cho thấy khả năng kháng bệnh sương mai tốt, giúp giảm thiểu thiệt hại do bệnh gây ra. Điều này mở ra hướng đi mới cho sản xuất cà chua tại Gia Lâm.

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

Nghiên cứu chỉ thị phân tử gen Ph3 và khảo nghiệm cà chua tại Gia Lâm đã đạt được những kết quả khả quan. Việc ứng dụng các chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống cà chua kháng bệnh sẽ góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giống cà chua mới để đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.1. Tầm quan trọng của việc phát triển giống cà chua kháng bệnh

Việc phát triển giống cà chua kháng bệnh không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn bảo vệ môi trường và giảm chi phí sản xuất cho nông dân.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các chỉ thị phân tử khác và mở rộng khảo nghiệm trên nhiều vùng trồng khác nhau để tìm ra các giống cà chua tối ưu nhất cho sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM BÙI THỊ THÊU XÁC ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN TỬ LIÊN KẾT CHẶT VỚI GEN Ph3 VÀ KHẢO NGHỊÊM CÁC TỔ HỢP LAI CÀ CHUA MANG GEN Ph3 VỤ XUÂN HÈ TẠI GIA LÂM- HÀ NỘI Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Ngọc Hùng GS. Phan Hữu Tôn NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày.năm 2017 Tác giả luận án Bùi Thị Thêu i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới GS. Phan Hữu Tôn và TS. Trần Ngọc Hùng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều thời gian, công sức và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Sinh học phân tử và CNSH ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Bộ môn Công nghệ sinh học, Viện Nghiên cứu Rau quả đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày.

năm 2017 Tác giả luận văn Bùi Thị Thêu ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. v Danh mục bảng.

vi Danh mục các hình. vii Trích yếu luận văn. viii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài.

Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tài liệu.

Tổng quan về cây cà chua. Danh pháp và phân loại. Nguồn gốc, lịch sử và cách sử dụng cà chua. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới và Việt Nam.

Nghiên cứu về bệnh sương mai trên cà chua. Triệu chứng và dấu hiệu bệnh sương mai. Nguyên nhân gây bệnh. Đặc điểm phát sinh, phát triển và gây hại của bệnh.

Chỉ thị phân tử và ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống cây trồng. Chỉ thị phân tử. Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống cây trồng. Tình hình nghiên cứu về tính kháng bệnh sương mai và chọn tạo giống cà chua kháng bệnh.

Các nghiên cứu ngoài nước. Các nghiên cứu trong nước. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. 26 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp xác định chỉ thị phân tử liên kết chặt với gen Ph3. Phương pháp xác định kiểu gen Ph3 của các tổ hợp lai cà chua. Đánh giá năng suất, đặc điểm nông sinh học và tình hình sâu bệnh của các tổ hợp lai cà chua ở vụ Xuân Hè tại Gia Lâm- Hà Nội.

Phương pháp xử lý số liệu. Kết quả và thảo luận. Kết quả khảo sát sự đa hình với gen Ph3 của các chỉ thị phân tử. Kết quả xác định mức độ liên kết của chỉ thị phân tử thông qua đánh giá sự tương đồng giữa kiểu gen và kiểu hình tính kháng bệnh.

Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử LB3 xác định kiểu gen Ph3 của các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3. Kết quả đánh giá năng suất, đặc điểm nông sinh học và tình hình sâu bệnh của các tổ hợp lai cà chua ở vụ Xuân Hè tại Gia Lâm - Hà Nội. Kết quả đánh giá đặc điểm sinh trưởng của các tổ hợp lai cà chua. Kết quả đánh giá đặc điểm quả của các tổ hợp lai cà chua.

Kết quả đánh giá năng suất các tổ hợp lai cà chua. Tình hình nhiễm sâu bệnh ngoài đồng ruộng của các tổ hợp lai. Kết luận và kiến nghị. 54 Tài liệu tham khảo.

62 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa Tiếng Việt AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism AVRDC Agriculture Vegetables Reseacher and Development Center Bp Base pair CAPs Cleaved Amplified Polymorphic Sequence cM centiMorgan DNA Deoxyribonucleic acid dNTP Deoxyribonucleotide triphosphate ĐC Đối chứng FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations FAVRI Fruit and Vegetable Research Institue F- Primer Forward Primer IPM Intergrated Pest Management kb Kilobase MAS Marker Assisted Selection PCR Polymerase Chain Reaction QTL Quantitative Trait Loci RADP Random Amplified Polymorphic DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism RNA Ribonucleic Acid R- Primer Reserve Primer SCAR Sequence Characterised Amplification Regions SSR Simple Sequence Repeat TAE Tris – Acetate – EDTA TE Tris- EDTA Tm Melting temperature v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Diện tích và sản lượng cà chua trên toàn thế giới giai đoạn 2012- 2014. Diện tích và sản lượng cà chua trên cả nước giai đoạn 2014- 2016. Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua một số tỉnh trồng chính trên cả nước giai đoạn 2014- 2016.

Danh sách các giống cà chua nghiên cứu. Thành phần phản ứng PCR với mồi. Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR. Các tổ hợp lai cà chua tiến hành xác định kiểu gen Ph3.

Đặc điểm các chỉ thị phân tử thể hiện tính đa hình với gen Ph3. Kiểu hình, kiểu gen và trao đổi chéo của quần thể F2 của tổ hợp lai 08TP03-15-3-1 × 08TP73-10-4. Khoảng cách di truyền của các chỉ thị phân tử. Kiểu gen Ph3 của các tổ hợp lai cà chua khảo nghiệm.

Đánh giá tính kháng bệnh sương mai của các tổ hợp lai cà chua khảo nghiệm. Chiều cao cây và dạng hình sinh trưởng của các tổ hợp lai cà chua vụ Xuân Hè năm 2017 tại Gia Lâm- Hà Nội. Đặc điểm quả các tổ hợp lai cà chua vụ Xuân Hè năm 2017 tại Gia Lâm- Hà Nội. Năng suất của các tổ hợp lai cà chua vụ Xuân Hè năm 2017 tại Gia Lâm- Hà Nội.

Biểu hiện bệnh hại ngoài đồng ruộng các tổ hợp lai cà chua vụ Xuân Hè năm 2017 tại Gia Lâm- Hà Nội. 53 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2. Năng suất cà chua trên cả nước và hai miền Nam Bắc giai đoạn 2014- 2016. Triệu chứng bệnh sương mai trên thân, lá và quả cà chua.

Chu kỳ vòng đời của nấm Phytophthora infestans. Nguyên tắc cơ bản của phản ứng PCR. Vị trí của gen Ph3 trong bản đồ chỉ thị phân tử RFLP tại vai dài của nhiễm sắc thể số 9 (Botstein et al. Bản đồ liên kết các gen (QTL) liên quan đến tính kháng bệnh sương mai của cà chua: LB-1 và LB-2- QTL kháng bệnh sương mai (Fray et al., 1998); Ph1, Ph2, Ph3 - gen kháng bệnh sương mai (Chunwongse et al.

Ảnh điện di của chỉ thị SCAR phát triển từ chỉ thị AFLP (L87) ( Park et al. Vùng khảo sát chỉ thị phân tử liên kết với gen Ph3 trên nhiễm sắc thể số 9. Sơ đồ tạo quần thể F2 của tổ hợp lai 08TP03-15-3-1 x 08TP73-10-4. Lây nhiễm bệnh nhân tạo trên lá tách rời.

Quá trình phân lập nấm sương mai (A-mẫu bệnh, B- Phân lập trên môi trường V8, C- Hình dạng bọc bào tử động dưới kính hiển vi). Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị TOM 236. Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị SSR383. Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị SSR69.

Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị LB3. Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị SCU602F3R3. Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị LB3 của quần thể F2 các cá thể từ 1 đến 35 (08TP03-15-3-1 x 08TP73-10-4). Ảnh điện di sản phẩm PCR của chỉ thị SCU602F3R3 quần thể F2 các cá thể từ 1 đến 37 (08TP03-15-3-1 x 08TP73-10-4).

Ảnh điện di chỉ thị LB3 của tổ hợp lai cà chua khảo nghiệm. Đánh giá tính kháng bệnh sương mai của các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3. 47 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Bùi Thị Thêu Tên luận văn: Xác định chỉ thị phân tử liên kết chặt với gen Ph3 và khảo nghiệm các tổ hợp lai cà chua mang gen Ph3 vụ Xuân Hè tại Gia Lâm- Hà Nội. Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu: Xác định chỉ thị phân tử DNA liên kết chặt với gen Ph3 và tuyển chọn được tổ hợp lai cà chua lai F1 mang gen Ph3 triển vọng trong vụ Xuân Hè tại Gia Lâm – Hà Nội.

Phương pháp nghiên cứu: Tiến hành khảo sát đa hình 5 chỉ thị TOM236, SSR383, SSR69, LB3 và SCU602F3R3 với vật liệu giống thí nghiệm (đã biết kiểu gen Ph3) và xác định mức độ liên kết của chỉ thị phân tử thông qua đánh giá sự tương đồng giữa kiểu gen và kiểu hình kháng bệnh bằng lây nhiễm nhân tạo (phương pháp lá tách rời) với chủng nấm sương mai (Phytophthora infestans) thu thập và phân lập tại Viện Nghiên cứu Rau Quả của quần thể F2 từ tổ hợp lai (08TP03-15-3-1 x 08TP73-10-4). Ứng dụng chỉ thị phân tử được xác định liên kết chặt với gen Ph3 thu được từ thí nghiệm trên để xác định kiểu gen Ph3 và đánh giá kiểu hình của 5 tổ hợp lai cà chua (V1, V2, V3, V4 và V5) mang gen Ph3. Bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn, 3 lần nhắc lại với các tổ hợp lai cà chua từ V1 đến V5, trong đó V1 là giống Savior được dùng làm đối chứng để tiến hành khảo nghiệm.