Nghiên Cứu Đa Dạng Di Gen Của Các Dòng Ngô Tím Waxy Qua Các Dấu Hiệu Phân Tử SSR

Nghiên cứu sự đa dạng di truyền của các dòng inbred purple waxy qua đặc điểm hình thái và dấu hiệu SSR, cung cấp thông tin quý giá cho chọn giống.

• Tác giả: Nguyen Thi Thuy Linh
• Người hướng dẫn: Prof. Vu Van Liet
• Trường học: Vietnam National University of Agriculture
• Chuyên ngành: Agronomy
• Đề tài: Genetic Diversity Of The Purple Waxy Inbred Lines Revealed By Phenotype And SSR Markers
• Loại tài liệu: Undergraduate Thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hanoi

Mục lục chi tiết

• COMMITMENT
• ACKNOWLEDGMENT
• CONTENTS
• PART III. PART III: MATERIALS AND METHODS
• 3.1. Research place and time
• 3.2. Applied technical measures
• 3.3. Methods of monitoring experiments
• 3.4. DNA extraction and SSR analyses
• PART IV. PART IV: RESEARCH RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Growth and development stages of purple corn lines in Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi
• 4.1.1. The stage from sowing seeds to spreading pollen
• 4.1.2. The stage from sowing seeds to spraying beard
• 4.1.3. The difference between tossing pollen spraying beard
• 4.1.4. The period from sowing to harvesting fresh corn
• 4.1.5. The period from sowing to physiological maturity
• 4.2. Some agronomic characteristics of purple corn lines in Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi
• 4.2.1. Ratio of ear height/plant height
• 4.2.2. Pests and diseases of purple waxy inbred lines in Winter season 2021 at Hanoi
• 4.2.2.1. Rhizoctonia solani Kuhn
• 4.2.2.2. Pour the roots
• 4.3. Yield and yield components of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at Hanoi
• 4.3.1. Number of kernel rows per ear (RE)
• 4.3.2. Number of kernels per row (KR)
• 4.4. Quality parameters of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at Hanoi
• 4.5. Correlation between agronomic traits of purple waxy corn lines in Spring 2021 crop in Gia Lam, Hanoi
• 4.6. Selection of elite purple waxy corn inbred lines based in phenotypes
• 4.7. Genetic diversity of purple corn lines based on SSR marker
• PART V. PART V: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ACRONYMS
• ABSTRACT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Đa Dạng Di Truyền Ngô Tím Waxy SSR

Nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng ngô tím waxy thông qua dấu hiệu phân tử SSR là một lĩnh vực quan trọng trong công tác chọn tạo giống. Ngô tím waxy không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao nhờ hàm lượng anthocyanin mà còn có tiềm năng lớn trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Việc phân tích đa dạng di truyền giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc di truyền của các dòng ngô, từ đó đưa ra các quyết định chọn giống hiệu quả hơn. Các marker SSR (Simple Sequence Repeats) là công cụ hữu hiệu để đánh giá sự khác biệt di truyền giữa các cá thể và quần thể. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng marker SSR để phân tích đa dạng di truyền của các dòng ngô tím waxy, nhằm xác định các dòng có tiềm năng lai tạo cao và bảo tồn nguồn gen quý giá. Theo nghiên cứu của Nguyen Thi Thuy Linh (2022), việc sử dụng marker SSR giúp phân loại các dòng ngô tím waxy thành các nhóm khác nhau dựa trên mức độ tương đồng di truyền.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Ngô Tím Waxy và Giá Trị Dinh Dưỡng

Ngô tím waxy là một loại ngô đặc biệt, nổi bật với màu tím đặc trưng do hàm lượng anthocyanin cao. Anthocyanin là một chất chống oxy hóa mạnh, có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm khả năng ngăn ngừa các bệnh tim mạch, ung thư và tiểu đường. Ngô tím waxy không chỉ là nguồn cung cấp anthocyanin dồi dào mà còn chứa nhiều vitamin, khoáng chất và chất xơ. Do đó, ngô tím waxy ngày càng được ưa chuộng trên thị trường và trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp. Nghiên cứu của Harakotr et al. (2014) đã chỉ ra rằng ngô tím waxy có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng.

1.2. Vai Trò Của Marker SSR Trong Nghiên Cứu Di Truyền Thực Vật

Marker SSR là các đoạn DNA ngắn, lặp lại nhiều lần và phân bố rộng rãi trong hệ gen của thực vật. Chúng có tính đa hình cao, dễ dàng phát hiện và phân tích, do đó được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu di truyền. Marker SSR có thể được sử dụng để xác định sự khác biệt di truyền giữa các cá thể, xây dựng bản đồ di truyền, xác định nguồn gốc và mối quan hệ tiến hóa của các loài thực vật. Trong nghiên cứu ngô tím waxy, marker SSR đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá đa dạng di truyền và xác định các gen liên quan đến các đặc tính quan trọng như năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu và Phát Triển Giống Ngô Tím Waxy

Mặc dù ngô tím waxy có nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng việc nghiên cứu và phát triển giống vẫn còn gặp nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là sự đa dạng di truyền hạn chế của các dòng ngô tím waxy hiện có. Điều này có thể dẫn đến tình trạng thoái hóa giống, giảm năng suất và tăng tính mẫn cảm với bệnh tật. Ngoài ra, việc lai tạo và chọn lọc các dòng ngô tím waxy có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng thích ứng rộng cũng đòi hỏi nhiều thời gian và công sức. Nghiên cứu của Nguyen Thi Thuy Linh (2022) đã chỉ ra rằng cần có các nghiên cứu sâu hơn về đa dạng di truyền để cải thiện hiệu quả công tác chọn tạo giống ngô tím waxy.

2.1. Hạn Chế Về Nguồn Gen và Đa Dạng Di Truyền Ngô Tím

Nguồn gen ngô tím waxy hiện nay còn khá hạn chế, chủ yếu tập trung ở một số ít quốc gia và vùng lãnh thổ. Điều này dẫn đến sự đa dạng di truyền thấp, làm giảm khả năng cải thiện giống và tăng nguy cơ thoái hóa giống. Việc mở rộng nguồn gen và tăng cường đa dạng di truyền là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành sản xuất ngô tím waxy. Cần có các chương trình thu thập, bảo tồn và đánh giá nguồn gen ngô tím waxy trên toàn thế giới.

2.2. Yêu Cầu Cải Thiện Năng Suất và Chất Lượng Ngô Tím Waxy

Năng suất và chất lượng là hai yếu tố quan trọng quyết định giá trị kinh tế của ngô tím waxy. Tuy nhiên, năng suất của các dòng ngô tím waxy hiện nay còn thấp so với các giống ngô thông thường. Chất lượng ngô tím waxy cũng cần được cải thiện, đặc biệt là hàm lượng anthocyanin, độ dẻo và hương vị. Cần có các nghiên cứu về di truyền và sinh lý để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng ngô tím waxy, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện hiệu quả.

III. Phương Pháp Phân Tích Đa Dạng Di Truyền Bằng Marker SSR

Phân tích đa dạng di truyền bằng marker SSR là một phương pháp hiệu quả để đánh giá sự khác biệt di truyền giữa các dòng ngô tím waxy. Phương pháp này dựa trên việc khuếch đại các đoạn DNA chứa marker SSR bằng kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction), sau đó phân tích kích thước của các đoạn DNA này bằng điện di gel. Kích thước khác nhau của các đoạn DNA tương ứng với các allele khác nhau của marker SSR, cho phép xác định kiểu gen của từng cá thể. Dữ liệu kiểu gen sau đó được sử dụng để tính toán các chỉ số đa dạng di truyền, xây dựng cây phả hệ và phân tích cấu trúc quần thể. Theo Nguyen Thi Thuy Linh (2022), việc sử dụng 14 marker SSR đã giúp phân biệt rõ ràng các dòng ngô tím waxy khác nhau.

3.1. Quy Trình Chiết Tách DNA và Khuếch Đại Marker SSR

Quy trình chiết tách DNA là bước đầu tiên và quan trọng trong phân tích đa dạng di truyền bằng marker SSR. DNA phải được chiết tách từ mô thực vật (lá, hạt, rễ) với chất lượng và số lượng đủ để đảm bảo quá trình khuếch đại PCR diễn ra hiệu quả. Sau khi chiết tách, DNA được sử dụng làm khuôn để khuếch đại các đoạn DNA chứa marker SSR bằng kỹ thuật PCR. PCR là một kỹ thuật nhân bản DNA in vitro, cho phép tạo ra hàng triệu bản sao của một đoạn DNA cụ thể trong thời gian ngắn.

3.2. Phân Tích Điện Di Gel và Xác Định Kiểu Gen SSR

Sau khi khuếch đại PCR, các đoạn DNA chứa marker SSR được phân tích bằng điện di gel. Điện di gel là một kỹ thuật phân tách các phân tử DNA dựa trên kích thước và điện tích của chúng. Các đoạn DNA có kích thước khác nhau sẽ di chuyển với tốc độ khác nhau trong gel, tạo thành các vạch khác nhau. Vị trí của các vạch trên gel cho phép xác định kích thước của các đoạn DNA, từ đó xác định kiểu gen của từng cá thể tại các locus SSR.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đa Dạng Di Truyền Ngô Tím Waxy Bằng SSR

Nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng ngô tím waxy bằng marker SSR đã thu được nhiều kết quả quan trọng. Kết quả cho thấy có sự đa dạng di truyền đáng kể giữa các dòng ngô tím waxy được nghiên cứu. Các dòng ngô tím waxy được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa trên mức độ tương đồng di truyền. Một số dòng ngô tím waxy có kiểu gen độc đáo, cho thấy tiềm năng sử dụng trong công tác lai tạo giống. Nghiên cứu của Nguyen Thi Thuy Linh (2022) đã xác định được 4 nhóm chính dựa trên hệ số tương đồng 0.8, cho thấy sự phân hóa di truyền rõ rệt.

4.1. Phân Nhóm Các Dòng Ngô Tím Waxy Dựa Trên Marker SSR

Dựa trên dữ liệu marker SSR, các dòng ngô tím waxy được phân nhóm bằng các phương pháp phân tích thống kê như phân tích cụm (cluster analysis) và phân tích thành phần chính (principal component analysis). Kết quả phân nhóm cho thấy có sự phân hóa di truyền giữa các dòng ngô tím waxy, với một số dòng có kiểu gen tương đồng và một số dòng có kiểu gen khác biệt. Việc phân nhóm này giúp các nhà khoa học xác định các dòng ngô tím waxy có tiềm năng lai tạo cao và bảo tồn nguồn gen quý giá.

4.2. Mối Tương Quan Giữa Đa Dạng Di Truyền và Đặc Tính Nông Học

Nghiên cứu cũng xem xét mối tương quan giữa đa dạng di truyền (được đánh giá bằng marker SSR) và các đặc tính nông học quan trọng của ngô tím waxy (năng suất, chất lượng, khả năng kháng bệnh). Kết quả cho thấy có mối tương quan giữa một số marker SSR và các đặc tính nông học, cho thấy tiềm năng sử dụng marker SSR trong chọn giống có sự hỗ trợ của marker (marker-assisted selection - MAS). MAS là một phương pháp chọn giống hiệu quả, cho phép chọn lọc các cá thể có kiểu gen mong muốn ngay từ giai đoạn sớm, giúp rút ngắn thời gian và chi phí chọn giống.

V. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu SSR Trong Chọn Giống Ngô Tím

Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền bằng marker SSR có nhiều ứng dụng quan trọng trong công tác chọn giống ngô tím waxy. Các thông tin về đa dạng di truyền giúp các nhà khoa học lựa chọn các dòng ngô tím waxy có tiềm năng lai tạo cao, tạo ra các giống ngô mới có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng thích ứng rộng. Marker SSR cũng có thể được sử dụng trong MAS để chọn lọc các cá thể có kiểu gen mong muốn ngay từ giai đoạn sớm. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu cũng góp phần vào việc bảo tồn nguồn gen ngô tím waxy quý giá.

5.1. Chọn Lọc Dòng Bố Mẹ Lai Tạo Giống Ngô Tím Ưu Việt

Dựa trên kết quả phân tích đa dạng di truyền, các nhà khoa học có thể lựa chọn các dòng ngô tím waxy có kiểu gen khác biệt để lai tạo, tạo ra các tổ hợp lai có tiềm năng cao. Các tổ hợp lai này có thể được đánh giá về năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh để chọn ra các giống ngô ưu việt. Việc sử dụng thông tin đa dạng di truyền giúp tăng hiệu quả của công tác lai tạo giống và tạo ra các giống ngô đáp ứng nhu cầu của thị trường.

5.2. Ứng Dụng Marker SSR Trong Chọn Giống Có Hỗ Trợ Marker MAS

Marker SSR có thể được sử dụng trong MAS để chọn lọc các cá thể có kiểu gen mong muốn ngay từ giai đoạn sớm. MAS giúp rút ngắn thời gian và chi phí chọn giống, đồng thời tăng hiệu quả chọn lọc. Ví dụ, nếu một marker SSR được liên kết chặt chẽ với gen quy định năng suất cao, các nhà khoa học có thể sử dụng marker này để chọn lọc các cá thể có kiểu gen quy định năng suất cao ngay từ giai đoạn cây con.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Ngô Tím Waxy

Nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng ngô tím waxy bằng marker SSR đã cung cấp nhiều thông tin quan trọng cho công tác chọn giống và bảo tồn nguồn gen. Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự đa dạng di truyền đáng kể giữa các dòng ngô tím waxy, và marker SSR là công cụ hiệu quả để đánh giá sự khác biệt di truyền này. Trong tương lai, cần có các nghiên cứu sâu hơn về đa dạng di truyền của ngô tím waxy, kết hợp với các phương pháp phân tích di truyền khác như giải trình tự gen, để hiểu rõ hơn về cấu trúc di truyền và các gen liên quan đến các đặc tính quan trọng. Nghiên cứu của Nguyen Thi Thuy Linh (2022) là một bước tiến quan trọng, nhưng cần được tiếp tục phát triển để đạt được các mục tiêu cao hơn.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Ý Nghĩa Thực Tiễn

Nghiên cứu đã thành công trong việc đánh giá đa dạng di truyền của các dòng ngô tím waxy bằng marker SSR, xác định các nhóm di truyền khác nhau và tìm ra mối tương quan giữa đa dạng di truyền và các đặc tính nông học. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong công tác chọn giống, giúp các nhà khoa học lựa chọn các dòng bố mẹ lai tạo giống ngô ưu việt và ứng dụng marker SSR trong MAS.

6.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Mở Rộng và Phát Triển Ngô Tím

Trong tương lai, cần có các nghiên cứu mở rộng về đa dạng di truyền của ngô tím waxy, bao gồm việc thu thập và đánh giá nguồn gen từ nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ khác nhau. Cần kết hợp các phương pháp phân tích di truyền khác như giải trình tự gen để hiểu rõ hơn về cấu trúc di truyền và các gen liên quan đến các đặc tính quan trọng. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu về sinh lý và sinh hóa để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh của ngô tím waxy.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngô nếp tím (Zea mays L. ceratina Kulesh) là loại cây lương thực và thực phẩm đặc sản có giá trị dinh dưỡng cao nhờ chứa hàm lượng lớn hợp chất chống oxy hóa tự nhiên, đặc biệt là sắc tố anthocyanin (chủ yếu là cyanidin 3-O-beta-D-glucoside) phân bố ở lớp vỏ quả (pericarp), tầng aleurone và lõi bắp. Các nghiên cứu y dược học cho thấy anthocyanin có khả năng hỗ trợ phòng chống béo phì, đái tháo đường, các bệnh tim mạch và chống viêm. Tại các quốc gia châu Á như Thái Lan, Trung Quốc và Việt Nam, ngô nếp tím được ưa chuộng tiêu thụ ở dạng ăn tươi (luộc, nướng) hoặc chế biến công nghiệp.

Tuy nhiên, phần lớn các giống ngô nếp tím thương phẩm đang lưu hành tại Việt Nam là giống thụ phấn tự do (OPVs) hoặc giống lai F1 nhập khẩu từ nước ngoài (như Thái Lan, Đài Loan) với giá thành hạt giống rất cao (từ 250.000 đến 300.000 VNĐ/kg đối với một số giống như Wax-44, HN88, Fancy 111). Để chủ động nguồn hạt giống chất lượng cao với chi phí sản xuất thấp, công tác chọn tạo dòng tự phối thuần và đánh giá khả năng phối hợp để phát triển giống ngô nếp tím lai F1 nội địa là nhiệm vụ cấp thiết.

Việc lai thử tất cả các tổ hợp lai đơn từ quỹ gen dòng tự phối đòi hỏi chi phí, nhân lực và thời gian rất lớn. Do đó, phương pháp đánh giá khoảng cách di truyền thông qua đặc điểm hình thái kết hợp chỉ thị phân tử microsatellite (SSR) cho phép sàng lọc, dự đoán ưu thế lai và định hướng ghép cặp bố mẹ hiệu quả.

Nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận gồm:

1. Đánh giá thời gian sinh trưởng, phát triển, đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh và đổ ngã của các dòng ngô nếp tím trong vụ Thu Đông 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội.
2. Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nếp tím thí nghiệm.
3. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng ăn tươi (độ ngọt Brix, độ dày vỏ hạt) của các dòng thuần.
4. Phân tích đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô nếp tím dựa trên 20 tính trạng kiểu hình.
5. Phân tích đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô nếp tím dựa trên 14 chỉ thị phân tử SSR.

• Đối tượng nghiên cứu: 55 dòng ngô nếp tím tự phối (ký hiệu từ D01 đến D55) cùng 1 dòng đối chứng NT111 (dòng bố mẹ của giống ngô nếp tím lai VNUA141) do Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam thu thập và phát triển.
• Phạm vi không gian: Khu thí nghiệm đồng ruộng và phòng thí nghiệm Bộ môn Di truyền & Chọn giống cây trồng, Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (Gia Lâm, Hà Nội).
• Phạm vi thời gian: Vụ Thu Đông 2021 (từ tháng 7/2021 đến tháng 12/2021).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở khoa học

• Đặc tính di truyền của gen waxy (wx): Tính chất dẻo dính của ngô nếp được điều khiển bởi gen lặn đơn phân wx nằm trên cánh ngắn của nhiễm sắc thể số 9. Đột biến lặn này làm mất hoạt tính của enzyme tổng hợp tinh bột gắn hạt (GBSS), dẫn đến tinh bột nội nhũ chứa gần 100% amylopectin (phân nhánh qua liên kết alpha-1,6), khác biệt với ngô tẻ thông thường chứa 75% amylopectin và 25% amylose.
• Di truyền sắc tố anthocyanin: Sắc tố màu tím đậm trong hạt ngô được điều khiển bởi hệ thống gen tổng hợp anthocyanin, tích tụ ở các lớp tế bào aleurone và vỏ hạt.
• Chỉ thị phân tử SSR (Simple Sequence Repeat): Là dạng chỉ thị phân tử đồng trội, độ lặp lại cao, đa hình dồi dào và phân bố rộng khắp hệ gen cây ngô, không bị ảnh hưởng bởi môi trường hay giai đoạn sinh trưởng, phù hợp cho phân tích phả hệ và đánh giá đa dạng di truyền.
• Tiêu chuẩn khảo nghiệm: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm Giá trị canh tác và Giá trị sử dụng (VCU) của giống ngô QCVN 01:56-2011/BNNPTNT.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

• Bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm đánh giá 55 dòng tự phối và 1 dòng đối chứng được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn lại (RCBD) với 3 lần lặp lại. Mật độ gieo trồng 67.000 cây/ha (khoảng cách 60 cm × 25 cm), độ sâu gieo 3–4 cm. Quy trình bón phân áp dụng mức 100 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha.
• Phương pháp thu thập chỉ tiêu nông sinh học: Theo dõi các giai đoạn phát triển (gieo - trỗ cờ, phun râu, chênh lệch trỗ cờ - phun râu, thu bắp tươi, chín sinh lý); đo đếm chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, diện tích lá, chỉ số diện tích lá (LAI), đường kính thân, độ bao bắp; điều tra tỷ lệ hại của sâu đục thân, rệp cờ, bệnh đốm lá lớn, rỉ sắt, thối thân do Rhizoctonia solani Kuhn, tỷ lệ gãy thân và đổ rễ.
• Phương pháp đánh giá năng suất và chất lượng:
  • Năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất bắp tươi (NSBT) xác định dựa trên các yếu tố cấu thành: số bắp hữu hiệu/cây, chiều dài bắp, đường kính bắp, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt (P1000) ở độ ẩm 14%.
  • Độ ngọt (chỉ số Brix) xác định bằng khúc xạ kế điện tử ATAGO PAL-1 (Model 3810).
  • Độ dày vỏ hạt được đo tại 3 vị trí (mặt phôi, mặt không phôi, đỉnh hạt) bằng thước đo vi lượng (panme/micrometer Ames No. 240) theo phương pháp của Eunsoo Choe (2010) và Wolf et al.
• Phương pháp phân tích sinh học phân tử SSR:
  • Tách chiết DNA tổng số từ mẫu lá non theo quy trình thu nhỏ Mini CTAB rút gọn (Doyle, 1991).
  • Phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR) thực hiện trên máy luân nhiệt ABI với thể tích 10 µl chứa 5 µl GoTaq® Green Master Mix 2X, 2 µl mồi (10 µM), 1 µl DNA khuôn (5 ng) và 2 µl nước cất.
  • Chu trình nhiệt PCR: Biến tính ban đầu 95°C trong 5 phút; tiếp theo là các chu kỳ biến tính 95°C trong 30 giây, gắn mồi ở 53–63°C trong 30 giây, kéo dài ở 72°C trong 30 giây, kết thúc kéo dài 72°C trong 7 phút.
  • Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 4% ở điện thế 250V trong 40–50 phút, nhuộm Ethidium bromide và đọc kết quả dưới đèn UV.

STT	Tên chỉ thị SSR	Vị trí nhiễm sắc thể (Chr)	Trình tự mồi (F / R)	Trình tự lặp lại
1	phi308707	1.08	F: GCAACAAGATCCAGCCGAT R: GTCGCCCTCATATGACCTTC	AGC
2	phi083	2.04	F: CAAACATCAGCCAGAGACAAGGAG R: ATTCATCGACGCGTCACAGTCTACT	AGCT
3	phi101049	2.09	F: CCGGGAACTTGTTCATCG R: CCACGTCCATGATCACACC	AGAT
4	phi070	3.04	F: TTGTCTTTCTTCCTCCACAAGCAGCGAA R: ATTTCCAGTTGCCACCGACGAAGAACTT	AG/AGCG
5	phi109275	3.05	F: ATTCCGACGCAATCAACA R: TTCATCTCCTCCAGGAGCCTT	AAGC
6	phi072	4.00	F: ACCGTGCATGATTAATTTCTCCAGCCTT R: GACAGCGCGCAAATGGATTGAACT	AAAC
7	phi079	4.05	F: TGGTGCTCGTTGCCAAATCTACGA R: GCGAGTGGTGGTTTCGAACAGACAA	AGATG
8	phi093	4.08	F: AGTGCGTCAGCTTCATCGCCTACAAG R: AGGCCATGCATGCTTGCAACAATGGATACA	AGCT
9	phi299852	5.04	F: GATGTGGGTGCTACGAGCC R: AGATCTCGGAGCTCGGCTA	AGC
10	phi328475	7.04	F: GGGAAGTGCTCCTTGCAG R: CGGTAGGTGAACGCGGTA	AGG
11	umc1123	8.03	F: CCGGCAGTCGATTACTCC R: CGAGACCAAGAGAACCCTCA	CCG
12	phi032	9.04	F: CTCCAGCAAGTGATGCGTGAC R: GACACCCGGATCAATGATGGAAC	AAAG
13	phi108963	9.06	F: CGTCCCTTGGATTTCGAC R: CGTACGGGACCTGTCAACAA	AGCT
14	phi96342	10.02	F: GTAATCCCACGTCCTATCAGCC R: TCCAACTTGAACGAACTCCTC	ATCC

• Xử lý số liệu: Phân tích phương sai (ANOVA), tính hệ số biến động (CV%) và sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD0.05) bằng phần mềm thống kê. Xây dựng cây phân cụm hình thái và chỉ số khoảng cách kiểu gen - kiểu hình lý tưởng MGIDI (Multi-Trait Genotype-Ideotype Distance Index) trên phần mềm R 4.0 bằng các gói metan và ggplot2 với áp lực chọn lọc 25%. Phân nhóm di truyền SSR theo thuật toán UPGMA.

Nội dung chính theo từng chương

PART I: Objective and Requirements (Mục tiêu và Yêu cầu)

Chương này xác định mục tiêu tổng quát là đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn dòng ngô nếp tím thuần dựa trên đặc điểm hình thái và chỉ thị SSR trong vụ Thu Đông 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội nhằm nhận diện các dòng bố mẹ triển vọng phục vụ chương trình chọn tạo giống ngô lai nếp tím. Các yêu cầu cụ thể bao gồm đánh giá toàn diện các giai đoạn sinh trưởng, nông sinh học, tính chống chịu sâu bệnh, năng suất, chất lượng ăn tươi và phân nhóm di truyền bằng cả hai phương pháp hình thái và phân tử.

PART II: Literature Review (Tổng quan tài liệu)

Tác giả tổng quan chi tiết về nguồn gốc, phân loại và đặc tính của ngô nếp (Zea mays L. ceratina Kulesh), lịch sử phát hiện đột biến gen wx tại Trung Quốc đầu thế kỷ 20 và sự phát triển của cây ngô nếp trong sản xuất nông nghiệp thế giới cũng như Việt Nam. Chương này tập trung vào các nội dung:

• Di truyền học tính trạng chất lượng và cơ chế kiểm soát hàm lượng tinh bột amylopectin, protein, lysine, tryptophan và các gen làm ngọt (su1, sh2, bt).
• Đặc điểm tích lũy sắc tố anthocyanin và hoạt tính chống oxy hóa trong các bộ phận hạt, vỏ bắp, cùi bắp của ngô nếp tím.
• Hiện trạng nghiên cứu và sản xuất ngô nếp tại Việt Nam từ việc thu thập 234 nguồn gen địa phương đến công tác chọn tạo các giống thụ phấn tự do cải tiến (VN2, VN6) và giống lai đơn (NL1, NL9, NLS).
• Cơ sở ứng dụng của chỉ thị phân tử microsatellite (SSR) trong phân tích đa dạng di truyền, lập bản đồ gen và hỗ trợ chọn lọc (MAS) ở cây ngô.

PART III: Materials and Methods (Vật liệu và Phương pháp nghiên cứu)

Mô tả chi tiết 55 dòng ngô nếp tím tự phối (D01 đến D55) có nguồn gốc từ các thế hệ tự phối S4, S5, S6, S8 thu thập từ Việt Nam, Hàn Quốc, Trung Quốc, Thái Lan, Hoa Kỳ và dòng đối chứng NT111 (thế hệ S8, Việt Nam). Chương này trình bày cụ thể quy trình thí nghiệm đồng ruộng theo khối ngẫu nhiên hoàn lại (RCBD) 3 lần lặp lại, định mức phân bón, kỹ thuật chăm sóc, hệ thống tiêu chí điều tra theo QCVN 01:56-2011/BNNPTNT, quy trình đo độ Brix, quy trình đo độ dày vỏ hạt bằng panme và quy trình tách chiết DNA bằng CTAB, phản ứng PCR với 14 cặp mồi SSR cùng các công cụ thống kê tin sinh học (R 4.0, chỉ số MGIDI, thuật toán UPGMA).

Nhóm nguồn gốc	Danh sách các dòng tự phối	Thế hệ tự phối phổ biến
Việt Nam	D01, D46, D47, D53, NT111 (đối chứng)	S4, S5, S8
Hàn Quốc	D02, D03, D04, D05, D30, D31, D32, D33, D34, D35, D36, D37, D51, D52	S5
Trung Quốc	D06, D07, D08, D38, D39, D40, D41, D42, D43, D44, D45, D49, D50, D54, D55	S4, S5
Thái Lan	D09, D10, D11, D12, D13, D14, D15, D16, D17, D18, D19, D20, D21, D22, D23, D24, D25, D26, D27, D28, D29	S4, S5, S6
Hoa Kỳ (US)	D48	S4

PART IV: Research Results and Discussion (Kết quả nghiên cứu và Thảo luận)

Trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

• Thời gian sinh trưởng và phát triển: Phân tích chi tiết các mốc từ gieo đến trỗ cờ, phun râu, khoảng chênh lệch trỗ cờ - phun râu, thời gian thu bắp tươi và thời gian chín sinh lý của các dòng ngô tím trong vụ Thu Đông 2021.
• Đặc điểm nông sinh học: Đánh giá biến thiên về chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, tỷ lệ chiều cao đóng bắp/chiều cao cây, số lá, diện tích lá, kích thước và màu sắc cờ.
• Tình hình sâu bệnh hại: Mức độ nhiễm các đối tượng chính như sâu đục thân, rệp cờ, đốm lá (Rhizoctonia solani Kuhn), bệnh rỉ sắt, đổ rễ và gãy thân giữa các dòng.
• Năng suất và cấu thành năng suất: Số liệu về số bắp hữu hiệu, chiều dài bắp, đường kính bắp, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt (P1000), năng suất bắp tươi và năng suất lý thuyết.
• Chỉ tiêu chất lượng: Đánh giá độ ngọt Brix và độ dày vỏ hạt ở các vị trí khác nhau trên hạt.
• Tương quan và chọn lọc dòng ưu tú: Phân tích tương quan giữa các tính trạng nông học và áp dụng chỉ số khoảng cách MGIDI với áp lực chọn 25% để chọn ra 14 dòng tự phối ưu tú nhất.
• Đa dạng di truyền kiểu hình và SSR: Dựa trên 20 tính trạng hình thái, tập đoàn 55 dòng được chia thành 4 nhóm chính. Phân tích 14 chỉ thị SSR trên 14 dòng ưu tú và dòng NT111 ở hệ số tương đồng di truyền 0,8 cũng chia thành 4 nhóm phân tử rõ rệt. Đáng chú ý, nghiên cứu ghi nhận mối tương quan giữa đa dạng kiểu hình và đa dạng phân tử SSR ở tập đoàn dòng nghiên cứu là ở mức thấp.

PART V: Conclusions and Recommendations (Kết luận và Đề nghị)

Tóm lược các kết luận khoa học chính về mức độ đa dạng di truyền của các dòng ngô nếp tím, xác định danh sách các dòng ưu tú được chọn lọc và đề xuất kiến nghị đưa 14 dòng triển vọng vào các tổ hợp lai thử nghiệm nhằm đánh giá ưu thế lai và khả năng kết hợp chung/riêng.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Đánh giá hình thái và nông sinh học: Hoàn thành khảo sát toàn diện 55 dòng ngô nếp tím tự phối và dòng đối chứng NT111 theo 20 tính trạng hình thái, sinh trưởng, năng suất và tính chống chịu sâu bệnh trong điều kiện vụ Thu Đông 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội.
• Sàng lọc dòng ưu tú: Áp dụng phương pháp phân tích đa biến theo chỉ số MGIDI (Multi-Trait Genotype-Ideotype Distance Index) ở cường độ chọn lọc 25%, đề tài đã sàng lọc được 14 dòng ngô nếp tím tự phối ưu tú có đặc tính nông học vượt trội.
• Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình: Dựa trên 20 tính trạng hình thái, 55 dòng ngô nếp tím được phân chia thành 4 nhóm chính với mức độ biến dị di truyền tương đối cao.
• Phân nhóm đa dạng di truyền phân tử: Sử dụng 14 cặp mồi SSR phân bố trên 10 nhiễm sắc thể để phân tích 14 dòng ưu tú cùng dòng đối chứng NT111. Tại hệ số tương đồng di truyền 0,8, các dòng ngô nếp tím được phân thành 4 nhóm di truyền phân tử riêng biệt.
• Mối quan hệ giữa kiểu hình và chỉ thị phân tử: Xác định được mối tương quan giữa đa dạng kiểu hình và đa dạng di truyền phân tử SSR ở tập đoàn ngô nghiên cứu là thấp, cho thấy sự cần thiết phải kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trong việc đánh giá nguồn gen và chọn cặp bố mẹ lai.

Đề xuất và kiến nghị của tác giả

• Tiếp tục duy trì, nhân thuần và bảo tồn nguồn gen 14 dòng ngô nếp tím ưu tú đã được sàng lọc.
• Đưa các dòng ưu tú thuộc các nhóm di truyền phân tử khác nhau vào sơ đồ lai luân phiên hoặc lai đỉnh để đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA), khả năng kết hợp riêng (SCA) và xác định các tổ hợp lai F1 có ưu thế lai cao phục vụ sản xuất ngô nếp tím thương phẩm.

Đóng góp khoa học

• Cung cấp dẫn liệu khoa học có hệ thống về đặc điểm nông học, chất lượng ăn tươi và cấu trúc di truyền của nguồn gen ngô nếp tím tự phối tại Việt Nam.
• Ứng dụng thành công chỉ số chọn giống hiện đại MGIDI kết hợp chỉ thị phân tử SSR để rút ngắn quy trình đánh giá, tiết kiệm chi phí và nâng cao độ chính xác trong định hướng ghép cặp bố mẹ lai ngô nếp tím.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Dữ liệu thực nghiệm đồng ruộng được thu thập trong phạm vi 1 vụ (vụ Thu Đông 2021) tại 1 địa điểm sinh thái (Gia Lâm, Hà Nội), do đó phản ứng của các dòng đối với các vụ gieo trồng và điều kiện môi trường khác nhau cần được kiểm chứng thêm.
  • Nhằm tối ưu hóa chi phí nghiên cứu, phân tích chỉ thị phân tử SSR chỉ thực hiện trên 14 dòng ưu tú được chọn lọc và 1 dòng đối chứng thay vì toàn bộ 55 dòng.
  • Tương quan giữa đa dạng kiểu hình và đa dạng SSR ở mức thấp đòi hỏi phải tăng số lượng mồi hoặc kết hợp thêm các loại chỉ thị phân tử chức năng liên quan trực tiếp đến tính trạng mục tiêu.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Khảo nghiệm tập đoàn dòng và các tổ hợp lai qua nhiều vụ (vụ Xuân, vụ Thu Đông) và ở nhiều vùng sinh thái khác nhau.
  • Thực hiện các phép lai thử để kiểm tra khả năng kết hợp và đánh giá hàm lượng anthocyanin tổng số, hoạt tính chống oxy hóa ở bắp tươi của các con lai F1 triển vọng.

Giá trị tham khảo

• Đối tượng thụ hưởng:
  • Cán bộ nghiên cứu, nhà chọn giống tại các viện, trung tâm nghiên cứu cây lương thực, cây thực phẩm.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Nông học, Di truyền và Chọn giống cây trồng, Công nghệ sinh học nông nghiệp.
• Nội dung có giá trị tham khảo cao:
  • Quy trình tách chiết DNA mini-CTAB rút gọn và bộ thông tin 14 chỉ thị SSR phân bố trên 10 nhiễm sắc thể ngô.
  • Phương pháp luận ứng dụng chỉ số khoảng cách đa tính trạng MGIDI trong chọn lọc dòng bố mẹ từ tập đoàn ban đầu.
  • Thang điểm và phương pháp đánh giá độ dày vỏ hạt ngô bằng panme kết hợp khúc xạ kế đo độ Brix phục vụ định hướng chọn giống ngô ăn tươi chất lượng cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Vị trí và cơ chế di truyền của gen kiểm soát tính chất ngô nếp (waxy) được trình bày trong khóa luận như thế nào?
Tính trạng ngô nếp được điều khiển bởi gen lặn đơn phân mang tên wx nằm trên cánh ngắn của nhiễm sắc thể số 9 (locus 9S). Đột biến lặn này khiến nội nhũ hạt tích lũy gần như 100% tinh bột dạng amylopectin, tạo độ dẻo mềm đặc trưng khác với ngô tẻ thông thường (chứa 75% amylopectin và 25% amylose).

2. Quy mô tập đoàn vật liệu và số lượng dòng được chọn để phân tích chỉ thị SSR là bao nhiêu?
Nghiên cứu sử dụng 55 dòng ngô nếp tím tự phối (từ D01 đến D55) cùng 1 dòng đối chứng NT111 (thế hệ tự phối từ S4 đến S8) có nguồn gốc từ Việt Nam, Hàn Quốc, Trung Quốc, Thái Lan và Hoa Kỳ. Để tiết kiệm chi phí, tác giả đã sử dụng chỉ số MGIDI chọn ra 14 dòng ưu tú nhất kết hợp với dòng đối chứng NT111 (tổng số 15 dòng) để phân tích 14 chỉ thị phân tử SSR.

3. Bộ 14 chỉ thị SSR được sử dụng trong nghiên cứu phân bố trên những nhiễm sắc thể nào?
14 chỉ thị phân tử SSR được lựa chọn phân bố trải rộng trên toàn bộ 10 nhiễm sắc thể của cây ngô: phi308707 (Chr 1.08), phi083 (Chr 2.04), phi101049 (Chr 2.09), phi070 (Chr 3.04), phi109275 (Chr 3.05), phi072 (Chr 4.00), phi079 (Chr 4.05), phi093 (Chr 4.08), phi299852 (Chr 5.04), phi328475 (Chr 7.04), umc1123 (Chr 8.03), phi032 (Chr 9.04), phi108963 (Chr 9.06) và phi96342 (Chr 10.02).

4. Khóa luận sử dụng tiêu chuẩn và thiết bị nào để đánh giá các chỉ tiêu chất lượng ăn tươi của ngô nếp tím?
Độ ngọt đại diện được đo bằng chỉ số Brix qua khúc xạ kế điện tử ATAGO PAL-1 (Model 3810). Độ dày vỏ hạt được đo tại 3 vị trí (mặt phôi, mặt đối diện phôi và đỉnh hạt) bằng thước đo vi lượng panme (micrometer Ames No. 240) theo phương pháp ngâm mẫu trong dung dịch nước:glycerol (tỷ lệ 1:3) dựa trên tiêu chuẩn nghiên cứu của Eunsoo Choe (2010).

5. Kết quả phân nhóm di truyền bằng hình thái và chỉ thị SSR có sự tương quan như thế nào?
Cả phân tích 20 tính trạng kiểu hình (trên 55 dòng) và phân tích 14 chỉ thị SSR (trên 14 dòng ưu tú + NT111 ở hệ số tương đồng 0,8) đều chia tập đoàn thành 4 nhóm chính. Tuy nhiên, mức độ tương quan giữa khoảng cách di truyền kiểu hình và khoảng cách di truyền phân tử SSR là thấp, phản ánh rằng đa dạng kiểu hình chịu ảnh hưởng của tương tác môi trường trong khi SSR phản ánh trực tiếp biến dị trên hệ gen không mã hóa hoặc ít liên kết chặt với các tính trạng nông học quan sát được.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Thùy Linh đã đánh giá toàn diện đặc điểm nông học, năng suất, tính chống chịu và chất lượng ăn tươi của 55 dòng ngô nếp tím tự phối cùng dòng đối chứng NT111 trong vụ Thu Đông 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội. Bằng việc ứng dụng chỉ số đa biến MGIDI kết hợp 14 chỉ thị phân tử SSR, đề tài đã sàng lọc được 14 dòng thuần ưu tú và phân chia tập đoàn thành 4 nhóm di truyền rõ rệt. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ định hướng ghép cặp lai tạo giống ngô nếp tím lai F1 có năng suất cao, giàu anthocyanin và phẩm chất tốt cho sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY OF AGRICULTURE FACULTY OF AGRONOMY UNDERGRADUATE THESIS “GENETIC DIVERSITY OF THE PURPLE WAXY INBRED LINES REVEALED BY PHENOTYPE AND SSR MARKERS” STUDENT : NGUYEN THI THUY LINH CODE : 621691 CLASS : K62KHCTT SUPERVISOR : PROF. VU VAN LIET DEPARTMENT : PLANT GENETICS AND BREEDING HA NOI- 2022 COMMITMENT I pledge that the contents of this report are honestly conducted by me under the guidance of Prof. Vu Van Liet. I hereby undertake that all references in this document are quoted which are the name of the authors, name of research, time, location, and origin.

Hanoi, March 2022 Student Nguyen Thi Thuy Linh ACKNOWLEDGMENT During the implement this graduation thesis, I am not the only effort but also received a lot of support in many aspects of leaders, organizations, and individuals. First of all, I would like to express my sincere thanks to the dean of the Agronomy Faculty in general, my teachers in the Department of Plant Genetics and Breeding in particular who taught and created most conditions for students in the process of learning and performing this research. The project would not have been possible if it lacks support from the mentors of the teachers. Therefore, I would like to express my deep gratitude and respect to Prof.

Vu Van Liet has dedicatedly instructed, cared for, and helped me during the last time. Their ideas, inputs, and guidance were most helpful and have assisted me in making the research. Moreover, I also would like to thank the dean and all the teachers who have imparted knowledge to me, facilitating and supporting me during the implementation of the topic. This is a great opportunity I was able to practice my skills in class.

At the same time, it was good to help to give me more confidence in myself. Finally, I would like to send my sincere thanks to my family, friends, and relatives for encouraging, supporting, and helping me during the thesis. Hanoi, March 2022 Student Nguyen Thi Thuy Linh CONTENTS 090/10/1091) 002222.----- Ác Làn HT TH TT HH rệt 1 LIST OE TAB. ------ sàng HT HT HT HT HH V LIST OF FIGURES 111.

i LIST OF ACRONYMS.--- LH HH HH Hàng HH kiệt 1 PART I. ObJective and reQu1T€IT€TIS .---- + ¿+ +22 2E *kEéE#EEkrkrgvrrret 2 In 90. v9 Hàn nh HH HH ng nh ri 2 PART ¡001605 2. History original of the purple WaXY COFTA.

Waxy corn classification 2. Characteristics of waxy corn 2. Purple WaXY COFI. - ST TT TT HT HH TH nrhrêt 6 2.

- ch SH HT TH HH nh ro 6 2. Research and production of waxy corn in the WOrÌd. Genetic studies on tralfS i1 WAXY COFT.- 5< + xxx vs skkekrses 11 2. Inheritance of quality traits in waxy corn 2.

Genetics of purple waxy corn 2. Improved quality of waxy corn 2. Achievements in breeding anthocyanin-rich purple waxy corn. Situation of research and production of waxy corn in VIETNAM.

SSR markers and it function in plant breeding. Research on waxy corn gøenetic diversity anaÏySIS. Research on waxy corn genetic diversity analysis based on phenotypes and molecular markers In the WOTÏ(. Research on genetic variation based on phenotype and molecular Markers in i€ffiam.

---- 2+ S2 122211132311 32311 11 111 vn ven 27 PART II: MATERIALS AND METHOIDS .--- - - <5 S22 <2<ccsz 30 Ein son. Research place and tIIe.---- 5- + + + 23k HH HT Tri, 30 3.- Gà HH HT TH HH TH Hà HH TH TH Hà HH nh ng 3. ---- 5 + kg HH Hi, 30 3.2 Applied technicaÏl meaSUTS. Methods of moniforing_ eXp€TII€T(S.

DNA extraction and SSR analyS€S. PART IV: RESEARCH RESULTS AND DISCUSSION 4. Growth and development stages of purple corn lines in Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hani. The stage from sowing seeds to spreading pollen.

The stage from sowing seeds to spraying beard 4. The difference between tossing pollen spraying beard. The period from sowing to harvesting fresh corn. The period from sowing to physiological maturity.

Some agronomic characteristics of purple corn lines in Autumn- Winter season 2021 in Gia Lam, Han0i. Ratio of ear height/plant height. cesses eee ceeeeeeeeeneens 49 4.-- - «+ xà SH HH HT TH rep 50 4. Pests and diseases of purple waxy inbred lines in Winter season 2021 at EU.

52 Rhizoctonia solani Kuhn. --- -- 5- <5 SE x3 TH HT HH HT rệt 4. Rhizoctonia solani Kuhn 4. POUT the TOOES .- 1+4 HT HH TH HT TT rệt 4.

Yield and yield components of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at HanOi.-- - --- - 5: S13 1T TH HH HH TH HH 4. -- -- -- 1 1S 3111111 1111110 11118111 HH HH Hy 59 1H 4. Number of kernel rows per ear (RE). Number of kernels per row (KR) 4.- 2à He, ch so si 0à, yð2.

Quality parameters of of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at Hanod occ cece ố ố. Correlation between agronomic traits of purple waxy corn lines in Spring 2021 crop in Gia Lam, HanOl. -- - + 5 tt E 9E v3 121v vn ghen 64 4. Selection of elite purple waxy corn inbred lines based in phenotypes.

Genetic diversity of purple corn lines based on SSR marker. 68 PART V: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS.---- - + + +2 t3 Ex TT nT KH THHnHHnHHnHrệt 73 458) 545060.cẶ-ĂSS nhe, IV LIST OF TABLES Table 3. Plant materials used In this StUỦy. List of 14 directives used Íor SUTV€Y1TE.- 5-5 Sex seeeseke 39 Table 4.

Growth duration of purple waxy corn inbred line in Winter season at HanoI, 22. Morphological traits of purple waxy corn inbred lines. Pest and disease tolerance of purple waxy corn inbred line in Winter season 202l at HanOI. - -- 5-52 + 1 1E về 1 TT TT HT TH HT HT HH kiệt 52 Table 4.

Yield and yield components of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at HanOI.-- 5 +5: 2323 3k SH HH Tnhh 55 Table 4. Quality of purple waxy corn inbred line in Winter season 2021 at EU. Genetic similarity matrix LIST OF FIGURES Figure 2. Dried waxy corn containing different types of seeds.

Carbohydrate compositions (mg g"! fresh weight) of six waxy corn 10 Figure 2. Schematic illustration of the WX gene. Kernels color of waxy corn genotypes at full maturity. Diversity 1n COÏOT€d COTT1.

- 5-52 kE*E*k£vHngrvrkt 18 Figure 4. Correlation heatmap of phenotypic traits measurement on purple WaXY COMM inbred LMS TT. Selection of elite purple waxy corn based on phenotypic traits with 25% selection intensity4. Genetic diversity of purple corn lines based on nai Tố.

Cluster dendrogram presented genetic diversity of purple waxy corn based on phenotypic {T1{S. +6 1+4 kg Hành 68 Figure 4. Gel electrometric of 14 SSR markers on 14 elite purple waxy corn inbred lines with check inbred line INÑTÌI I Ì. UPGMA dendrogram based on the SSR markers of 14 elite purple waxy corn inbred lines with check variety INT'Í [1 .---- << +<s++s++xs+e+ 72 Abbreviate al ANOVA CV LAI LSD MAS MGIDI QCVN RCBD Se Sul Sh2 UDP-Glucose VCU LIST OF ACRONYMS Description Anthocyanin biosynthetic gene, anthocyanins-1 Analysis of Variance Coefficient of Variation Leaf Area Index Least Significant Different Marker Assist Selection Multitrait Genotype-Ideotype Distance Index Vietnamese Standards Randomized Complete Block Design Sugary enhanced Sugary 1 Shrunken 2 Uridine diphosphate glucose Value of Cultivation and Use ABSTRACT Limited labor, cost, and time regarding hybrid formation and yield trials encourages corn breeders to identify potential Fl hybrids without crossing all possible combinations by line screening based SSR-genetic distance.

Therefore, this study aimed to determine combining ability and heterosis of parental lines included 55 purple waxy corn inbred lines, denoted from DOI to D55, with check is purple waxy corn inbred line NT111 , to save costs only 14 promising lines + 1 control line, NT111, were selected to analyze genetic diversity based on SSR molecular markers.(parental line of hybrid purple waxy corn VNUA141) developed by the Institute of Crop Research and Development, Vietnam National University of Agriculture. Genetic diversity analysis based on 20 phenotypic traits showed that purple corn lines were divided into 4 main groups that exhibited relatively high levels of genetic diversity. Based on SSR markers , with the coefficient 0.8, those purple waxy corn inbred lines were divided into 4 groups. There were was a poor correlation between phenotypic diversity and genetic divserity of those studied purple waxy corn inbred lines.

Research gap Purple waxy corn (Zea mays L.) is edible with high anthocyanin content (Harakotr et al. Pigments may possess valuable potentials in health product industries as they also contain the bioactive compounds (Limsitthichaikoon et al. There are number of special cultivars that contain colored pigments and give rise to numerous varieties of black and purple corn. The dark purple color of corn is caused by high content of anthocyanins located in the pericarp layers and cob.

Anthocyanin pigment was found in all parts of purple corn, but it was found at particularly high concentration in the husk and cob (Li et al. Kernel pigments like anthocyanins and carotenoids have numerous nutritional functions in animals and human beings. Increasing the levels of these compositional traits and pigments in kernels should increase the nutritional quality of corn (Si Hwan Ryu, 2010). Purple waxy corn cob is one of the interesting agricultural wastes for health products because of aqueous extracts from those were shown to have potential valuable contents for health use (Limsitthichaikoon et al.

Anthocyanin pigment was found in all parts of purple corn, but it was found at a particularly high concentration in the husk and cob (Yousuf et al. High yield is still a primary goal of most plant breeding programs Ferh.5 Pest resistance, stalk strength, uniformity, kernel quality and early maturity are also important in corn and waxy corn breeding programs. Currently, most corn varieties grown commercially are hybrids. However, some purple waxy corm varieties in Asian counties and Vietnam among them are open-pollinated varieties (OPVs) and imported from other countries.

Therefore, improved OPVs and selection of national and exotic germplasm are important for purple waxy hybrid development. Currently, very few systematic studies of the genetic diversity and genetic relationships among purple waxy corn inbred lines have been conducted to date. Since these accessions and inbred lines have not been or are rarely utilized in breeding programs. Genetic characterization is needed to ensure the long-term success of purple waxy corn breeding programs.

Therefore, this study was conducted to investigate the genetic diversity and genetic relationships of purple waxy corn inbred lines by phenotype and SSR markers to for hybrids purple waxy corn breeding program. Objective and requirements 1. Objective Assessment genetic diversity of the purple waxy inbred line revealed by phenotype and SSR markers at Gia Lam, Ha Noi in autumn-winter season 2021, to identify potential inbred lines for development new hybrid purple waxy corn varieties. Requirements - Evaluation of the growth and development stages and some agro- biological characteristics, resistance to pests and diseases, and broken beans of waxy corn lines in the Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi.

- Evaluation of yield and yield components of waxy corn lines in Autumn- Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi. - Evaluation of quality criteria of pure waxy corn lines in Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi. - Analysis of genetic diversity of pure waxy corn lines Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi based on phenotype. - Analysis of genetic diversity of pure waxy corn lines in Autumn-Winter season 2021 in Gia Lam, Hanoi based on SSR markers.

History original of the purple waxy corn In the early 1900s, the waxy corn trait, which is mediated by the WX gene, was found in China. According to James L.