Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng miền Nam bằng chỉ thị SSR

Khóa luận nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam bằng chỉ thị SSR, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng.

• Tác giả: Đào Thị Kim Dung
• Trường học: Khoa Sinh – KTNN
• Chuyên ngành: Quản trị nhân lực
• Đề tài: Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 0.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế của cây lúa
• 1.1.1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa
• 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa ở Việt Nam
• 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam
• 1.3. Chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đa dạng di truyền
• 1.3.1. Chỉ thị sinh hoá
• 1.3.2. Chỉ thị di truyền
• 1.3.2.1. Các chỉ thị dựa trên phản ứng PCR
• 1.3.2.1.1. Chỉ thị RFLP (Restriction Fregment Length Polymorphism)
• 1.3.2.1.2. Chỉ thị AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism)
• 1.3.2.1.3. Chỉ thị RAPD (Random Amplified Polimorphism DNA)
• 1.3.2.2. Chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeat)

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam

Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam là một lĩnh vực quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Lúa gạo không chỉ là nguồn thực phẩm chính cho hàng triệu người mà còn là một trong những sản phẩm xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Việc nghiên cứu này nhằm mục đích bảo tồn và phát triển các giống lúa chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.1. Lịch sử và tầm quan trọng của lúa gạo

Lúa gạo đã được trồng từ hàng ngàn năm trước và hiện nay là cây lương thực quan trọng nhất ở Việt Nam. Nghiên cứu cho thấy lúa gạo cung cấp thực phẩm cho hơn 65% dân số thế giới, khẳng định vai trò thiết yếu của nó trong an ninh lương thực.

1.2. Đặc điểm di truyền của lúa miền Nam

Lúa miền Nam có nhiều giống khác nhau với đặc điểm di truyền phong phú. Việc nghiên cứu đa dạng di truyền giúp xác định các giống lúa có năng suất và chất lượng cao, từ đó phục vụ cho công tác chọn tạo giống.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu đa dạng di truyền lúa

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam cũng gặp phải nhiều thách thức. Sự biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và sự suy giảm diện tích đất canh tác là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến lúa

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến năng suất lúa thông qua sự thay đổi nhiệt độ và lượng mưa. Nghiên cứu cho thấy rằng lúa có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng nếu không có biện pháp thích ứng kịp thời.

2.2. Suy giảm đa dạng di truyền do canh tác

Việc canh tác các giống lúa năng suất cao đã dẫn đến sự suy giảm đa dạng di truyền. Điều này có thể làm giảm khả năng chống chịu của lúa trước sâu bệnh và điều kiện môi trường khắc nghiệt.

III. Phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng

Để nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các chỉ thị phân tử như SSR, RFLP và RAPD là những công cụ hữu ích trong việc phân tích di truyền.

3.1. Chỉ thị SSR trong nghiên cứu di truyền

Chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeat) là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong nghiên cứu đa dạng di truyền. Phương pháp này cho phép xác định sự khác biệt di truyền giữa các giống lúa một cách chính xác và nhanh chóng.

3.2. Ứng dụng của chỉ thị RFLP

RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) là một phương pháp hữu ích để phân tích đa hình di truyền. Phương pháp này giúp xác định các dòng giống khác nhau và đánh giá sự đa dạng di truyền trong quần thể lúa.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam đã mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Việc phát hiện các giống lúa có năng suất và chất lượng cao đã giúp nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

4.1. Phát hiện giống lúa chất lượng cao

Nghiên cứu đã phát hiện nhiều giống lúa chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Những giống này không chỉ có năng suất cao mà còn có khả năng chống chịu tốt với điều kiện môi trường.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, giúp nông dân cải thiện năng suất và chất lượng lúa. Việc áp dụng các giống lúa mới đã góp phần nâng cao thu nhập cho người trồng lúa.

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

Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa chất lượng miền Nam có vai trò quan trọng trong việc phát triển nông nghiệp bền vững. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ trong việc cải thiện giống lúa và nâng cao năng suất.

5.1. Tương lai của giống lúa chất lượng

Với sự phát triển của công nghệ sinh học, tương lai của giống lúa chất lượng hứa hẹn sẽ có nhiều đột phá. Các giống lúa mới sẽ được phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc bảo tồn và phát triển đa dạng di truyền lúa. Các chương trình nghiên cứu sẽ được triển khai để nâng cao năng suất và chất lượng lúa, đồng thời bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế của cây lúa 1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa Lúa có 12 cặp nhiễm sắc thể (2n = 24) là cây tự thụ phấn. Người ta cho rằng tổ tiên của chi lúa Oryza là một cây hoang dại cách đây ít nhất 130 triệu năm.

Hiện nay, có khoảng 21 loài cây hoang dại thuộc chi này và 2 loài lúa đã được thuần hóa là lúa châu Á (Oryza sativa) và lúa châu Phi (Oryza glaberrima) [15]. sativa tổ tiên là một loại lúa hoang (O. rufipogon) phân bố quanh chân núi Hymalaya, có 2 thứ sau: + Oryza sativavar indica (ở phía Ấn Độ) + Oryza sativavar japonica (ở phía Trung Quốc) Hiện nay, đây là 2 loài lúa chính được gieo trồng làm cây lương thực Khóa luận quản trị nhân lực trên khắp thế giới. Có nhiều giả thuyết khác nhau về nơi đầu tiên tiến hành gieo trồng hay thuần hóa giống lúa này.

Lúa châu Phi: đã được gieo trồng trong khoảng 3500 năm trên lưu vực châu thổ sông Niger. Tuy nhiên loài này không được phát triển rộng thậm chí việc gieo trồng còn giảm do các giống châu Á được đem tới trong khoảng thế kỷ 11 [34]. Theo Cadnalle (1998) cây lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ. Còn theo Roseleviez (1931) cây lúa có nguốn gốc từ Đông Nam Á đặc biệt là từ Ấn Độ và Đông Dương.

Quan điểm được nhiều người công nhận nhất là cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á. Vì đây là vùng có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới, có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với sự sinh trưởng của cây lúa. Đây cũng là nơi trồng lúa sớm nhất. Khoa Sinh – KTNN 3 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Thông qua việc trao đổi, mua bán mà cây ngày càng được phát tán rộng rãi trên khắp thế giới như Nhật Bản (năm 300 TCN), Triều Tiên (khoảng năm 850 – 500 TCN), Địa Trung Hải của châu Âu (khoảng năm 800 TCN), Nam Mỹ (đầu thế kỷ 18) [34].

Cây lúa nước được phân loại như sau: Ngành: Hạt kín (Angiospermae) Lớp : Một lá mầm (Monocotyledoneae) Bộ : Lúa (Poales) Họ : Lúa (Poaceae) Chi : Lúa (Oryza) 1. Giá trị kinh tế của cây lúa ở Việt Nam Lúa là cây lương thực quan trọng thứ 2 trên thế giới sau cây ngô (Bùi Mạnh Cường, 2007) [1], được gieo trồng ở 112 nước, cung cấp lương thực Khóa luận quản trị nhân lực cho hơn 65% dân số thế giới. Ở Việt Nam, lúa gạo được sử dụng trong hầu hết các bữa ăn của người dân. Trong gần 30 năm trở lại đây sản xuất lúa gạo đã có bước tăng trưởng mạnh (70%).

Năm 2011, Việt Nam đã suất khẩu 7,35 triệu tấn gạo mang về 3,5 tỉ USD cho nền kinh tế quốc dân, đứng thứ 2 trên thế giới (sau Thái Lan) [4]. Cây lúa đã góp phần giải quyết tình trạng thiếu đói và hiện nay là bảo đảm an ninh lương thực trong nước. Ngoài ra, những phụ phẩm thu được từ cây lúa như rơm, rạ, trấu cám…đã được ứng dụng triệt để trong chăn nuôi, trồng trọt, làm phân bón, chất đốt giúp giảm chi phí trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Khoa Sinh – KTNN 4 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung 1.

Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới Diện tích trồng lúa trên thế giới đã tăng rõ rệt từ năm 1961 đến năm 1980. Năng suất không ngừng được cải thiện, đặt biệt từ sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965 - 1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8. Các giống lúa này có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho các nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa bằng con đường tăng năng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh và đầu tư phân bón, kỹ thuật cao (bảng 1.

Đến những năm 1990, dẫn đầu năng suất lúa trên thế giới là các nước Triều Tiên, Úc, Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990)[16]. Trong khi các nước có diện tích lúa lớn, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thiếu điều kiện đầu tư, cải tạo môi trường canh tác và không thể đầu tư vào nông nghiệp cao, nên Khóa luận quản trị nhân lực năng suất lúa vẫn còn rất thấp và tăng chậm. Điều này làm năng suất lúa bình quân trên thế giới cho đến nay vẫn còn ở khoảng 4,0 - 4,3 tấn/ha, chỉ bằng phân nửa năng suất lúa ở các nước phát triển (bảng 1. Khoa Sinh – KTNN 5 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Bảng 1.

Diện tích, năng suất, và sản lượng lúa trên thế giới qua các năm Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1965 124,98 2,03 254,08 1970 133,10 2,38 316,38 1975 141,97 2,51 357,00 1980 144,67 2,74 396,87 1985 143,90 3,25 467,95 1990 146,98 3,53 518,21 1995 149,59 3,66 547,43 2000 153,94 3,89 598,40 2005 151,71 3,94 597,32 2006 147,53 3,85 568,30 2007 147,26 3,98 585,73 Khóa 2008 2009 luận 150,31 152,90 quản trị 4,06 4,12 nhân lực 610,84 629,30 2006 155,30 4,12 641,08 2007 155,05 4,23 656,50 2008 157,73 4,36 689,14 2009 158,30 4,32 685,24 Nguồn: FAOSTAT, 2011 1. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam Trước năm 1975, diện tích trồng lúa cả nước dao động trong khoảng 4,42 - 4,92 triệu ha, năng suất có tăng nhưng chậm, chỉ khoảng 700kg/ha trong vòng 20 năm. Sản lượng lúa hai miền trên dưới 10 triệu tấn (bảng 1. Sau năm 1975, diện tích trồng lúa tăng khá nhanh và ổn định, nhưng năng suất bình quân giảm sút khá nghiêm trọng do đất đai mới khai hoang Khoa Sinh – KTNN 6 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung chưa được cải tạo, thiên tai và sâu bệnh, cơ chế quản lý nông nghiệp trì trệ không phù hợp.

Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam qua các năm Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất(tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1955 4,42 1,44 6,36 1960 4,60 1,99 9,17 1965 4,83 1,94 9,37 1970 4,72 2,15 10,17 1975 4,94 2,16 10,54 1980 5,54 2,11 11,68 1985 5,70 2,78 15,87 1990 5,96 3,21 19,14 1995 6,77 3,69 24,96 Khóa 2000 luận 7,67 quản 4,24 trị nhân 32,53 lực 2001 7,49 4,29 32,11 2002 7,50 4,59 34,45 2003 7,45 4,64 34,57 2004 7,45 4,86 36,15 2005 7,33 4,89 35,79 2006 7,32 4,89 35,85 2007 7,21 4,99 35,94 2008 7,41 5,22 38,72 Sơ bộ 7,44 5,23 38,89 2009 Nguồn : Tổng cục Thống kê VN, 2011 Bước sang 1980, năng suất lúa tăng dần do khắc phục được những nguyên nhân trên như: thay đổi cơ chế quản lý nông nghiệp bằng chủ trương Khoa Sinh – KTNN 7 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung khoán sản phẩm trong sản xuất, cải thiện hệ thống kênh mương.Sau những nỗ lực khắc phục khó khăn nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn. Từ một nước phải nhập khẩu gạo hàng năm chúng ta đã tự túc được lương thực và dần dần tái hòa nhập vào thị trường lương thực thế giới, chiếm lĩnh ngay vị trí quan trọng là nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 3 rồi thứ 2 trên thế giới sau Thái Lan. Từ năm 1997 đến nay, hằng năm nước ta xuất khẩu trung bình trên dưới 4 triệu tấn gạo, đem về một nguồn thu nhập ngoại tệ đáng kể. Hiện nay, VN đứng hàng thứ 6 về diện tích gieo trồng và đứng hàng thứ 5 về sản lượng lúa.

Hạt gạo VN chẳng những đảm bảo yêu cầu về an ninh lương thực trong nước mà còn góp phần quan trọng trong thị trường lúa gạo thế giới. Trong những năm qua, gạo xuất khẩu VN tăng trưởng về số lượng và chất lượng cũng như mở rộng thị trường. Đến nay, ngoài các thị trường truyền Khóa luận quản trị nhân lực thống của VN như là Iraq, Iran (Trung Đông), thị trường Châu Á (Indonesia, Philippines), VN đã mở rộng và phát triển thêm một số thị trường tiềm năng ở các nước Châu Phi, Mỹ La tinh…(bảng 1.3) Khoa Sinh – KTNN 8 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Bảng 1. Thị trường xuất khẩu gạo của Việt Nam năm 2010 Thị trường Lượng(nghìn Trị giá (nghìn USD) tấn) Philippines 1.059,49 Khóa luận quản trị15,14nhân lực Nam Phi 31,79 13.716,95 Tiểu vương Quốc Ả Rập thống nhất 5,90 2.070,36 Hà Lan 1,42 757,90 Italia 1,39 829,32 Tây Ban Nha 0,84 392,84 Tổng cộng 6.860,36 Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 Khoa Sinh – KTNN 9 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Về giá cả, gạo VN đã dần dần được nâng lên tương đương với gạo Thái Lan, vào cùng một thời điểm và cấp loại gạo.

Điều này cho thấy, chất lượng gạo và quan hệ thị trường của gạo VN đã có thế cạnh tranh ngang hàng với gạo Thái Lan trên thị trường thế giới (bảng 1. Giá gạo xuất khẩu của Việt Nam so với một số nước (giá FOB, USD/tấn) Loại gạo Giá gạo (đầu 6/2011 đến cuối 7/2011) Thái 100B ( 100% gạo nguyên ) 550 Thái 5% tấm 520 Thái 25% tấm 480 Việt 5% tấm 470 Khóa luận quản trị nhân lực Việt 25% tấm 435 Ấn Độ 5% tấm 330 Pakistan 25% tấm 315 Pakistan 15-20% tấm 460 Ấn Độ 25% tấm 510 Nguồn: Thị trường lúa gạo.com và gentraco.vn, 2011 Tổng sản lượng và giá trị xuất khẩu gạo của Việt Nam tăng lên rõ rệt kể từ lúc nước ta tham gia thị trường xuất khẩu gạo thế giới năm 1989 (bảng1.5) Khoa Sinh – KTNN 10 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Bảng 1. Số lượng và giá trị gạo xuất khẩu của Việt nam (Bộ thương mại) Năm Tổng lượng gạo xuất Tổng giá trị (triệu USD) khẩu(triệu tấn) 1989 1,37 310,29 1990 1,78 274,52 1991 1,17 230,50 1992 1,54 405,53 1993 1,65 335,06 1994 1,96 420,86 1995 2,03 538,84 1996 3,05 868,42 1997 3,86 891,34 Khóa 1999 luận quản trị nhân lực 1998 3,79 1.008,94 2000 3,39 615,82 2001 3,53 544,11 2002 3,25 608,12 2003 3,92 693,54 2004 4,06 895,18 2005 5,20 1279,27 Nguồn: Hiệp hội lương thực VN, 2011 1. Chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đa dạng di truyền 1.

Chỉ thị sinh hoá Chỉ thị sinh hóa được phát hiện nhờ phương pháp izozym, dựa trên cơ sở gen quy định sự tổng hợp protein. Izozym là enzym cùng xúc tác cho Khoa Sinh – KTNN 11 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung một phản ứng trong tế bào nhưng do các locus gel quy định. Các enzym có bản chất là protein và là chất đa điện ly nên trong dung dịch nó ở trạng thái phân cực.