Nghiên cứu chỉ thị phân tử SSRs trong kiểm soát chất lượng xơ cây bông

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. MỤC LỤC

1.1. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1.2. DANH MỤC BẢNG

1.3. DANH MỤC HÌNH

2. MỞ ĐẦU

2.1. Tính cấp thiết của đề tài luận án

2.2. Mục tiêu nghiên cứu

2.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

2.4. Những đóng góp mới của luận án

2.5. Phạm vi giới hạn của luận án

3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3.1. PHÂN LOẠI HỌC VÀ QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA CỦA CHI BÔNG GOSSYPIUM

3.1.1. Phân loại học cây bông

3.1.2. Quá trình tiến hóa chất xơ và những đặc tính chất lượng xơ chính của cây bông

3.2. ĐÁNH GIÁ NGUỒN TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN VÀ PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN TRONG CHI BÔNG

3.2.1. Sự đa dạng các chỉ tiêu hình thái và nông học của cây bông

3.2.2. Đa dạng di truyền phân tử trong nguồn gen bông trồng trọt

3.2.3. Nguồn gen bông lưỡng bội

3.2.4. Nguồn gen bông tứ bội

3.3. MỘT SỐ KỸ THUẬT CHỈ THỊ PHÂN TỬ VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRÊN CÂY BÔNG

3.3.1. Một số kỹ thuật chỉ thị phân tử chính trên cây bông

3.3.2. Sự phát triển của chỉ thị SSR và các cơ sở dữ liệu về chỉ thị phân tử của cây bông

3.4. NGHIÊN CỨU LẬP BẢN ĐỒ LIÊN KẾT DI TRUYỀN VÀ BẢN ĐỒ CÁC LOCUS QUY ĐỊNH CHẤT LƯỢNG XƠ Ở CÂY BÔNG

3.4.1. Những nghiên cứu lập bản đồ liên kết di truyền ở cây bông trên thế giới

3.4.2. QTL và những nghiên cứu lập bản đồ QTL chất lượng xơ ở cây bông trên thế giới

4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CHỌN TẠO GIỐNG BÔNG TẠI VIỆT NAM

5. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

5.1.1. Các giống bông nghiên cứu

5.1.2. Chỉ thị phân tử SSR

5.1.3. Hóa chất và thiết bị thí nghiệm

5.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

5.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.3.1. Các phương pháp theo dõi, đánh giá các thí nghiệm đồng ruộng. Phương pháp lựa chọn vật liệu

5.3.2. Phương pháp gieo trồng, chăm sóc, đánh giá nguồn vật liệu

5.3.3. Phương pháp phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR

5.3.4. Phương pháp lập bản đồ liên kết di truyền cây bông

5.3.5. Phương pháp xác định chỉ thị phân tử SSR liên kết với locus kiểm soát chất lượng xơ ở cây bông

5.3.6. Các phương pháp xử lý số liệu

5.3.7. Phương pháp xử lý thống kê

5.3.8. Phương pháp phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị hình thái và chỉ thị phân tử

5.3.9. Phương pháp lập bản đồ liên kết di truyền và bản đồ QTL chất lượng xơ

5.3.10. Phương pháp vẽ bản đồ liên kết di truyền

6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

6.1. ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN BÔNG LÀM VẬT LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU

6.1.1. Xác định đa dạng các nguồn gen bông bằng các chỉ tiêu hình thái

6.1.2. Xác định đa dạng di truyền của các nguồn gen bông bằng chỉ thị

6.2. LỰA CHỌN BỐ MẸ VÀ LAI TẠO, ĐÁNH GIÁ, CHỌN LỌC TỔ HỢP LAI F1 THÍCH HỢP CHO NGHIÊN CỨU

6.2.1. Chọn lọc nguồn vật liệu bố mẹ cho lai tạo

6.2.2. Đánh giá khả năng kết hợp và ưu thế lai của các con lai khác loài giữa bông Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G.

6.2.3. Đánh giá khả năng kết hợp chung và riêng của các giống bông bố mẹ Luồi G. hirsutum và bông Hải đảo G.

6.2.4. Mức độ ưu thế lai của các tổ hợp lai về năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng xơ bông

6.3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LIÊN KẾT DI TRUYỀN TRÊN HỆ GEN CÂY BÔNG TỨ BỘI BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ

6.3.1. Các đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng xơ chính của cặp giống bố mẹ

6.3.2. Xác định các cặp mồi SSR cho đa hình giữa hai giống bông bố mẹ L591 và HD138

6.3.3. Lai tạo quần thể con lai F2 (L591 x HD 138) và gieo trồng, theo dõi trên đồng ruộng

6.3.4. Phân tích phân ly di truyền của quần thể con lai F2 với chỉ thị SSR

6.3.5. Xây dựng bản đồ liên kết di truyền ở cây bông tứ bội sử dụng chỉ thị phân tử SSR

6.3.6. So sánh bản đồ liên kết di truyền hệ gen cây bông tứ bội G. barbadense sử dụng chỉ thị phân tử SSR

6.4. XÁC ĐỊNH CÁC QTL CHẤT LƯỢNG XƠ VÀ CÁC CHỈ THỊ SSR LIÊN KẾT GẦN VỚI CÁC QTL

6.4.1. Theo dõi, đánh giá một số chỉ tiêu cấu thành năng suất và chất lượng xơ bông của quần thể con lai F2 (L591 x HD138)

6.4.2. Xây dựng bản đồ QTL chất lượng xơ của quần thể con lai F2 (L591 x HD138)

6.4.3. Xác định các chỉ thị phân tử SSR liên kết gần với các QTL chất lượng xơ

6.4.4. Đánh giá tiềm năng ứng dụng các QTL kiểm soát chất lượng xơ và các chỉ thị SSR liên kết QTL trong chọn tạo giống

6.4.5. Chọn lọc những nguồn gen triển vọng phục vụ công tác chọn tạo giống bông năng suất cao, chất lượng xơ tốt tại Việt Nam

7. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

8. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

9. TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chỉ thị phân tử SSRs trong cây bông

Cây bông (Gossypium spp.) là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt trong ngành công nghiệp dệt may. Việc nghiên cứu chỉ thị phân tử SSRs (Simple Sequence Repeats) có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng xơ cây bông. Chỉ thị phân tử SSRs giúp xác định các QTL (Quantitative Trait Locus) liên quan đến các tính trạng chất lượng xơ, từ đó hỗ trợ trong việc chọn tạo giống bông có chất lượng tốt hơn.

1.1. Chỉ thị phân tử SSRs và ứng dụng trong cây bông

Chỉ thị phân tử SSRs là một công cụ mạnh mẽ trong nghiên cứu di truyền học. Chúng được sử dụng để phân tích đa dạng di truyền và xác định các locus kiểm soát chất lượng xơ ở cây bông. Việc áp dụng SSRs giúp cải thiện khả năng chọn lọc giống bông có chất lượng xơ tốt.

1.2. Tầm quan trọng của chất lượng xơ trong cây bông

Chất lượng xơ là yếu tố quyết định đến giá trị kinh tế của cây bông. Các chỉ tiêu như độ bền, chiều dài và độ đều của xơ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tiêu thụ và giá trị thương mại của sản phẩm bông. Do đó, việc nghiên cứu và cải thiện chất lượng xơ là rất cần thiết.

II. Vấn đề và thách thức trong kiểm soát chất lượng xơ cây bông

Mặc dù cây bông có tiềm năng lớn, nhưng việc kiểm soát chất lượng xơ vẫn gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự đa dạng di truyền hạn chế trong các giống bông hiện có. Điều này dẫn đến khó khăn trong việc cải thiện chất lượng xơ thông qua các phương pháp chọn giống truyền thống.

2.1. Đa dạng di truyền hạn chế trong giống bông

Nhiều giống bông hiện nay có nguồn gốc di truyền hẹp, dẫn đến sự đồng nhất về các tính trạng. Điều này làm giảm khả năng cải thiện chất lượng xơ thông qua chọn lọc di truyền. Việc nghiên cứu và phát triển các giống bông mới với đa dạng di truyền phong phú là rất cần thiết.

2.2. Mối quan hệ giữa năng suất và chất lượng xơ

Có một mối quan hệ nghịch giữa năng suất và chất lượng xơ trong cây bông. Việc cải thiện năng suất có thể dẫn đến giảm chất lượng xơ, và ngược lại. Do đó, cần có các phương pháp nghiên cứu mới để cân bằng giữa hai yếu tố này.

III. Phương pháp nghiên cứu chỉ thị phân tử SSRs trong cây bông

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp hiện đại để xác định các chỉ thị phân tử SSRs liên kết với các QTL kiểm soát chất lượng xơ. Các phương pháp này bao gồm phân tích di truyền, lập bản đồ liên kết và đánh giá đa dạng di truyền.

3.1. Phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR

Phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR cho phép xác định các locus kiểm soát chất lượng xơ. Các chỉ thị này giúp phát hiện sự đa dạng di truyền trong các giống bông và xác định các dòng giống có tiềm năng tốt cho việc cải thiện chất lượng xơ.

3.2. Lập bản đồ liên kết di truyền

Lập bản đồ liên kết di truyền là một bước quan trọng trong nghiên cứu. Bản đồ này giúp xác định vị trí của các QTL liên quan đến chất lượng xơ, từ đó hỗ trợ trong việc chọn tạo giống bông có chất lượng tốt hơn.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu đã xác định được nhiều QTL liên quan đến chất lượng xơ và các chỉ thị SSR liên kết. Những phát hiện này có thể được ứng dụng trong việc chọn tạo giống bông chất lượng cao tại Việt Nam.

4.1. Các QTL chất lượng xơ đã xác định

Nghiên cứu đã xác định được 14 QTL liên quan đến các chỉ tiêu chất lượng xơ như độ bền, chiều dài và độ đều. Những QTL này có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng xơ trong các chương trình chọn giống.

4.2. Ứng dụng chỉ thị SSR trong chọn tạo giống

Chỉ thị SSR đã được áp dụng thành công trong việc chọn tạo giống bông chất lượng cao. Việc sử dụng các chỉ thị này giúp tăng cường khả năng chọn lọc và cải thiện chất lượng xơ, từ đó nâng cao giá trị kinh tế của cây bông.

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

Nghiên cứu chỉ thị phân tử SSRs trong kiểm soát chất lượng xơ cây bông đã mở ra nhiều triển vọng mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam. Việc ứng dụng các công nghệ sinh học hiện đại sẽ giúp cải thiện chất lượng xơ và năng suất cây bông trong tương lai.

5.1. Tương lai của nghiên cứu chỉ thị phân tử

Nghiên cứu chỉ thị phân tử sẽ tiếp tục phát triển và đóng góp vào việc cải thiện giống bông. Các công nghệ mới sẽ giúp tăng cường khả năng chọn lọc và phát triển các giống bông chất lượng cao hơn.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các QTL và chỉ thị SSR để phát triển các giống bông có chất lượng xơ tốt hơn. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học và nông dân cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn.

Nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử SSRs liên kết với locus kiểm soát chất lượng xơ ở cây bông