Luận văn thạc sĩ về di truyền hàm lượng protein cao ở lúa tại Đại học Quốc gia Hà Nội

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu di truyền hàm lượng protein cao ở lúa, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hương
• Người hướng dẫn: TS. Lã Tuấn Nghĩa
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Di truyền học
• Đề tài: Nghiên cứu di truyền hàm lượng protein cao ở lúa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Chất lượng lúa gạo và thị trường lúa gạo
• 1.2. Phẩm chất xay chà
• 1.3. Lúa gạo là thực phẩm của toàn cầu
• 1.4. Các loại lúa gạo trên thị trường
• 1.5. Chất lượng dinh dưỡng của lúa gạo
• 1.6. Hàm lượng Protein trong lúa gạo
• 1.7. Ảnh hưởng của yếu tố giống đến hàm lượng Protein
• 1.8. Ảnh hưởng của phân bón đến hàm lượng Protein
• 1.9. Ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đến đời sống cây lúa
• 1.10. Nghiên cứu di truyền số lượng liên quan đến hàm lượng Protein trong hạt lúa
• 1.11. Gen qui định hàm lượng Protein ở lúa
• 1.12. Hiệu quả gen qui định tính trạng hàm lượng Protein ở lúa
• 1.13. Tính trạng GPC (Grain Protein Content) ở lúa
• 1.14. Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong nghiên cứu về di truyền hàm lượng Protein ở lúa
• 1.14.1. Chỉ thị phân tử
• 1.14.2. Chỉ thị RAPD
• 1.14.3. Chỉ thị AFLP
• 1.14.4. Chỉ thị SSR
• 1.14.5. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu về chất lượng
• 1.15. Bản đồ di truyền tính trở hồ
• 1.16. Bản đồ di truyền hàm lượng Amylose
• 1.17. Bản đồ di truyền hàm lượng protein
• 1.18. Bản đồ di truyền tính trạng mùi thơm
• 1.19. Một số kết quả nghiên cứu về di truyền hàm lượng protein
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Xác định hàm lượng Protein và thành phần các acid amine trong hạt gạo
• 2.4. Đánh giá sự liên quan ở mức độ phân tử giữa bố, mẹ và con lai
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu di truyền số lượng liên quan đến hàm lượng Protein ở lúa
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Acid amine trong Protein của bố mẹ và con lai
• 3.2. Sự liên quan di truyền ở mức độ phân tử giữa bố, mẹ và con lai
• 3.3. Nghiên cứu di truyền số lượng liên quan đến hàm lượng Protein cao ở lúa
• 3.4. Phân tích hiệu quả gen tham gia qui định hàm lượng Protein ở lúa
• 3.5. Phân tích các tham số di truyền tính trạng GPC
• 3.6. Các kiểu tác động của gen lên hàm lượng Protein trong hạt lúa
• 3.7. Tương quan giữa một số biểu hiện hình thái với hàm lượng Protein ở hạt lúa
• 3.8. Tương quan giữa một số tính trạng chất lượng khác với hàm lượng Protein ở hạt lúa
• 3.9. Xác định chỉ số chọn lọc trong chọn tạo giống lúa có hàm lượng Protein cao
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 1. Đề nghị. Đề nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa

Nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa là một lĩnh vực quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Lúa gạo không chỉ là nguồn thực phẩm chính mà còn là cây trồng chiến lược của nhiều quốc gia, đặc biệt là ở châu Á. Việc nâng cao hàm lượng protein trong lúa gạo không chỉ giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng mà còn tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường toàn cầu. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong hạt lúa.

1.1. Tầm quan trọng của protein trong lúa gạo

Protein là một trong những thành phần dinh dưỡng thiết yếu trong chế độ ăn uống hàng ngày. Hàm lượng protein trong lúa gạo thường thấp, chỉ khoảng 6-12%. Việc nâng cao hàm lượng protein sẽ giúp cải thiện chất lượng dinh dưỡng của lúa gạo, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu di truyền protein cao

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phân tích và xác định các gen di truyền liên quan đến hàm lượng protein trong hạt lúa. Điều này sẽ giúp phát triển các giống lúa có hàm lượng protein cao hơn, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng và kinh tế cho nông dân.

II. Thách thức trong nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa cũng gặp phải nhiều thách thức. Các yếu tố như điều kiện môi trường, kỹ thuật canh tác và sự biến đổi gen đều ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong hạt lúa. Ngoài ra, việc xác định các gen có liên quan cũng không phải là điều dễ dàng.

2.1. Ảnh hưởng của môi trường đến hàm lượng protein

Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng đất có thể ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của cây lúa và hàm lượng protein trong hạt. Nghiên cứu cho thấy rằng điều kiện khí hậu không ổn định có thể làm giảm hàm lượng protein trong lúa.

2.2. Khó khăn trong việc xác định gen di truyền

Việc xác định các gen quy định hàm lượng protein cao trong lúa gặp nhiều khó khăn do sự phức tạp của hệ gen. Các phương pháp hiện tại như chỉ thị phân tử cần được cải tiến để có thể phát hiện chính xác hơn các gen có liên quan.

III. Phương pháp nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa

Để nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích di truyền số lượng, chỉ thị phân tử và các kỹ thuật sinh học phân tử khác. Những phương pháp này giúp xác định các gen có ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong hạt lúa.

3.1. Phân tích di truyền số lượng

Phân tích di truyền số lượng giúp xác định mối quan hệ giữa các gen và tính trạng hàm lượng protein. Phương pháp này cho phép đánh giá hiệu quả di truyền của các giống lúa khác nhau trong việc sản xuất protein.

3.2. Sử dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu

Chỉ thị phân tử như RAPD, AFLP và SSR được sử dụng để xác định các gen có liên quan đến hàm lượng protein. Những chỉ thị này giúp phát hiện sự khác biệt di truyền giữa các giống lúa và hỗ trợ trong việc chọn giống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa

Nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Việc phát triển các giống lúa có hàm lượng protein cao sẽ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, từ đó tăng cường sức khỏe cho người tiêu dùng và cải thiện thu nhập cho nông dân.

4.1. Tăng cường giá trị dinh dưỡng của lúa gạo

Việc phát triển giống lúa có hàm lượng protein cao sẽ giúp cải thiện chất lượng dinh dưỡng của lúa gạo, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm giàu dinh dưỡng.

4.2. Tác động đến kinh tế nông nghiệp

Các giống lúa có hàm lượng protein cao không chỉ giúp nâng cao giá trị sản phẩm mà còn tạo ra cơ hội xuất khẩu lớn hơn cho nông dân. Điều này sẽ góp phần cải thiện thu nhập và đời sống cho người trồng lúa.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa

Nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa là một lĩnh vực đầy tiềm năng và cần được tiếp tục phát triển. Các kết quả từ nghiên cứu này sẽ đóng góp vào việc cải thiện chất lượng lúa gạo, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng và nâng cao giá trị kinh tế cho nông dân.

5.1. Tương lai của nghiên cứu di truyền

Với sự phát triển của công nghệ sinh học, nghiên cứu di truyền protein cao ở lúa sẽ ngày càng trở nên hiệu quả hơn. Các phương pháp mới sẽ giúp xác định nhanh chóng và chính xác các gen có liên quan.

5.2. Định hướng phát triển giống lúa chất lượng cao

Định hướng phát triển giống lúa có hàm lượng protein cao sẽ là một trong những ưu tiên hàng đầu trong nghiên cứu nông nghiệp. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng lúa gạo mà còn góp phần vào an ninh lương thực toàn cầu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lúa gạo (Oryza sativa L.) là cây lương thực chủ yếu của hơn 54% dân số thế giới, được trồng trên khoảng 147,5 triệu ha đất, trong đó 90% diện tích thuộc các nước châu Á. Việt Nam là một trong những quốc gia xuất khẩu gạo lớn với sản lượng xuất khẩu khoảng 4,5 triệu tấn mỗi năm. Tuy nhiên, chất lượng gạo Việt Nam còn nhiều hạn chế, đặc biệt về hàm lượng protein trong hạt gạo, một chỉ tiêu quan trọng đánh giá giá trị dinh dưỡng và chất lượng gạo. Các giống lúa phổ biến ở Việt Nam như Khang dân 18, Q5, CR203 có hàm lượng protein trung bình chỉ khoảng 7%, thấp hơn so với các giống có hàm lượng protein cao từ 9-11%.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm phân tích và xác định cơ chế di truyền của hàm lượng protein cao trong hạt lúa, đánh giá hiệu quả gen tham gia quy định tính trạng này, phân tích các tham số di truyền tính trạng GPC (Grain Protein Content) ở một số giống lúa phổ biến tại Việt Nam, đồng thời xác định chỉ số chọn lọc để định hướng chọn giống lúa có hàm lượng protein cao phục vụ sản xuất. Nghiên cứu được thực hiện trên 7 giống lúa gồm Khang dân 18, Q5, P1, P4, P6, P290, AC5 và các quần thể con lai F1, F2, BC1 trong vòng 1 năm. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng gạo xuất khẩu, cải thiện dinh dưỡng cho người tiêu dùng và tăng thu nhập cho nông dân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết di truyền số lượng và mô hình di truyền đa gen, trong đó tính trạng hàm lượng protein trong hạt lúa được quy định bởi nhiều locus gen khác nhau với hiệu quả cộng tính, trội, siêu trội và trội chệch. Các khái niệm chính bao gồm:

• Hiệu quả cộng tính (additive effect): tác động độc lập của các alen trong cùng một locus.
• Hiệu quả trội (dominance effect): tương tác giữa các alen trong locus, gồm trội hoàn toàn, trội từng phần, siêu trội.
• Hiệu quả trội chệch (epistasis): tương tác không alen giữa các locus khác nhau.
• Tính trạng GPC (Grain Protein Content): chỉ tiêu đánh giá hàm lượng và thành phần protein trong hạt lúa, liên quan mật thiết đến chất lượng dinh dưỡng và phẩm chất gạo.
• Chỉ thị phân tử SSR (Simple Sequence Repeats): kỹ thuật phân tích đa hình ADN để xác định mối quan hệ di truyền và hỗ trợ chọn giống.

Ngoài ra, nghiên cứu còn ứng dụng các kỹ thuật phân tích protein, acid amin, và bản đồ di truyền để xác định các gen liên quan đến hàm lượng protein.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng 7 giống lúa bố mẹ (Khang dân 18, Q5, P1, P4, P6, P290, AC5) và các quần thể con lai F1, F2, BC1 với cỡ mẫu khoảng 150-200 hạt/dòng.
• Phân tích hàm lượng protein: Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl, phân tích thành phần acid amin bằng kỹ thuật HPLC.
• Phân tích di truyền phân tử: Tách chiết ADN từ lá lúa, sử dụng kỹ thuật PCR với mồi SSR để xác định đa hình ADN, xây dựng ma trận tương đồng di truyền và cây phân nhóm bằng phần mềm NTSYS.
• Phân tích di truyền số lượng: Phân tích hiệu quả gen (cộng tính, trội, siêu trội, trội chệch) dựa trên giá trị kiểu gen và trung bình quần thể; phân tích phương sai (ANOVA) để tính phương sai kiểu gen, phương sai kiểu hình, hệ số di truyền theo nghĩa rộng (h²BS), hệ số tương quan kiểu gen và kiểu hình.
• Phân tích hình thái: Đánh giá các tính trạng nông học như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, khối lượng 1000 hạt theo tiêu chuẩn IRRI.
• Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm NTSYS, Selindex, Excel 2007 và IRRISTAT 5 để phân tích đa dạng di truyền, tính toán các tham số di truyền và thống kê.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đa dạng di truyền giữa các giống bố mẹ: Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống lúa bố mẹ dao động từ 0,49 đến 0,87, cho thấy mức độ đa dạng di truyền cao, phù hợp cho việc chọn cặp lai tạo ưu thế lai và phân tích di truyền tiếp theo.

2. Hàm lượng protein và thành phần acid amin: Các giống lúa có hàm lượng protein thấp như Khang dân 18, Q5 chỉ đạt khoảng 6,8-7%, trong khi các giống có hàm lượng protein cao như P4, P6, P290 đạt từ 10% đến 11%. Thành phần acid amin trong protein của bố mẹ và con lai tương tự nhau nhưng có sự khác biệt về tỷ lệ phần trăm, ảnh hưởng đến hàm lượng protein tổng thể.

3. Hiệu quả gen quy định hàm lượng protein: Phân tích cho thấy hiệu quả cộng tính và trội đều đóng vai trò quan trọng trong quy định hàm lượng protein. Mức độ trội được biểu thị bằng tỷ số d/a cho thấy có hiện tượng trội từng phần và trội hoàn toàn ở các locus gen liên quan.

4. Tham số di truyền tính trạng GPC: Hệ số di truyền theo nghĩa rộng (h²BS) của tính trạng hàm lượng protein đạt khoảng 70%, cho thấy tính trạng này chủ yếu do yếu tố di truyền chi phối. Hệ số tương quan kiểu gen cao hơn kiểu hình, chứng tỏ ảnh hưởng môi trường tương đối thấp trong điều kiện nghiên cứu.

Thảo luận kết quả

Kết quả đa dạng di truyền cao giữa các giống bố mẹ phù hợp với các nghiên cứu trước đây, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chọn giống và lai tạo. Hàm lượng protein cao ở các giống P4, P6, P290 đồng thời với năng suất cao là điểm nổi bật, khác biệt với quan niệm truyền thống rằng năng suất và hàm lượng protein thường có mối quan hệ nghịch biến.

Hiệu quả gen cộng tính và trội cho thấy việc chọn lọc theo kiểu hình có thể đạt hiệu quả cao, đặc biệt khi kết hợp với chỉ thị phân tử SSR giúp tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian chọn giống. Hệ số di truyền cao của tính trạng GPC phù hợp với các báo cáo quốc tế, cho thấy tính trạng này có thể được cải thiện thông qua chọn giống có hệ số di truyền tốt.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố hàm lượng protein giữa các giống, bảng phân tích ANOVA và sơ đồ cây phân nhóm di truyền thể hiện mức độ tương đồng ADN giữa các giống.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường sử dụng chỉ thị phân tử SSR trong chọn giống nhằm nâng cao hiệu quả chọn lọc các giống lúa có hàm lượng protein cao, giảm thời gian và chi phí nghiên cứu. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu và trung tâm giống cây trồng.

2. Phát triển các tổ hợp lai giữa giống có hàm lượng protein cao và năng suất ổn định như P6, P4, P290 với các giống phổ biến để tạo ra giống mới đáp ứng yêu cầu thị trường. Thời gian: 3-5 năm; chủ thể: các trung tâm nghiên cứu giống.

3. Ứng dụng phân tích di truyền số lượng và mô hình hiệu quả gen để xác định các locus gen quan trọng, từ đó áp dụng kỹ thuật chọn giống có sự trợ giúp của marker (MAS) nhằm tăng cường tính chính xác. Thời gian: 2-3 năm; chủ thể: các phòng thí nghiệm di truyền phân tử.

4. Tăng cường nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường và kỹ thuật canh tác đến hàm lượng protein để xây dựng quy trình sản xuất phù hợp, đảm bảo chất lượng gạo ổn định. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu nông nghiệp và nông dân.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu di truyền học và chọn giống cây trồng: Nắm bắt cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích di truyền số lượng, ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa chất lượng cao.

2. Chuyên gia nông nghiệp và cán bộ kỹ thuật: Áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển các giống lúa mới có hàm lượng protein cao, nâng cao giá trị dinh dưỡng và kinh tế.

3. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành di truyền học, nông học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, phân tích dữ liệu và ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống.

4. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh giống lúa: Tìm hiểu các giống lúa có tiềm năng phát triển, áp dụng công nghệ chọn giống hiện đại để nâng cao chất lượng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Hàm lượng protein trong lúa gạo ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng gạo?
   Hàm lượng protein là chỉ tiêu quan trọng đánh giá giá trị dinh dưỡng và ảnh hưởng đến tính chất cơm như độ mềm, độ dẻo. Gạo có hàm lượng protein cao thường có giá trị dinh dưỡng tốt hơn và được thị trường ưa chuộng.

2. Phương pháp nào được sử dụng để xác định hàm lượng protein trong nghiên cứu?
   Phương pháp Kjeldahl được sử dụng để định lượng tổng nitrogen, từ đó tính hàm lượng protein trong hạt lúa với độ chính xác cao.

3. Chỉ thị phân tử SSR có vai trò gì trong chọn giống lúa?
   SSR là chỉ thị đồng trội giúp xác định đa hình ADN, phân tích mối quan hệ di truyền và hỗ trợ chọn lọc các gen liên quan đến tính trạng mong muốn như hàm lượng protein.

4. Hiệu quả gen cộng tính và trội khác nhau như thế nào?
   Hiệu quả cộng tính là tác động độc lập của các alen, trong khi hiệu quả trội là tương tác giữa các alen trong locus, có thể là trội hoàn toàn, trội từng phần hoặc siêu trội, ảnh hưởng đến biểu hiện kiểu hình.

5. Làm thế nào để kết quả nghiên cứu này hỗ trợ nâng cao chất lượng gạo Việt Nam?
   Bằng việc xác định cơ chế di truyền và các gen liên quan đến hàm lượng protein, nghiên cứu giúp định hướng chọn giống và lai tạo giống mới có chất lượng dinh dưỡng cao, đáp ứng yêu cầu thị trường xuất khẩu và tiêu dùng trong nước.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được sự đa dạng di truyền cao giữa các giống lúa bố mẹ, tạo nền tảng cho chọn giống hiệu quả.
• Hàm lượng protein trong các giống lúa cao đạt từ 10-11%, đồng thời duy trì năng suất ổn định, mở ra hướng phát triển giống lúa chất lượng cao.
• Hiệu quả gen cộng tính và trội đều đóng vai trò quan trọng trong quy định hàm lượng protein, với hệ số di truyền theo nghĩa rộng đạt khoảng 70%.
• Ứng dụng chỉ thị phân tử SSR và phân tích di truyền số lượng giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả chọn giống.
• Đề xuất các giải pháp chọn giống, lai tạo và nghiên cứu môi trường nhằm nâng cao chất lượng gạo phục vụ sản xuất và xuất khẩu trong vòng 1-5 năm tới.

Các nhà nghiên cứu và đơn vị sản xuất cần phối hợp triển khai ứng dụng công nghệ chọn giống hiện đại, đồng thời mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng môi trường để phát triển giống lúa có hàm lượng protein cao, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và dinh dưỡng của lúa gạo Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ 7 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LỆU 9 1. Chất lƣợng lúa gạo và thị trƣờng lúa gạo 9 1. Phẩm chất xay chà 11 1.

Lúa gạo là thực phẩm của toàn cầu 12 1. Các loại lúa gạo trên thị trƣờng 12 1. Chất lƣợng dinh dƣỡng của lúa gạo 13 1. Hàm lƣợng Protein trong lúa gạo 13 1.

Ảnh hƣởng của yếu tố giống đến hàm lƣợng Protein 14 1. Ảnh hƣởng của phân bón đến hàm lƣợng Protein 15 1. Ảnh hƣởng của các điều kiện ngoại cảnh đến đời sống cây lúa 16 1. Nghiên cứu di truyền số lƣợng liên quan đến hàm lƣợng Protein trong hạt lúa 17 1.

Gen qui định hàm lƣợng Protein ở lúa 17 1. Hiệu quả gen qui định tính trạng hàm lƣợng Protein ở lúa 18 1. Tính trạng GPC ( Grain Protein Conten) ở lúa 21 1. Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong nghiên cứu về di truyền hàm lƣợng Protein ở lúa 23 1.

Chỉ thị phân tử 23 1. Chỉ thị RAPD 24 1. Chỉ thị AFLP 24 1. Chỉ thị SSR 25 1.

Ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu về chất lƣợng 25 1. Bản đồ di truyền tính trở hồ 26 1. Bản đồ di truyền hàm lƣợng Amylose 27 Nguyễn Thị Thu Hương -2- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học 1. Bản đồ di truyền hàm lƣợng protein 27 1.

Bản đồ di truyền tính trạng mùi thơm 28 1.Một số kết quả nghiên cứu về di truyền hàm lƣợng protein 30 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2. Vật liệu nghiên cứu 35 2. Phƣơng pháp nghiên cứu 40 2. Xác định hàm lƣợng Protein và thành phần các acid amine trong hạt gạo 40 2.

Đánh giá sự liện quan ở mức độ phân tử giữa bố, mẹ và con lai 42 2. Phƣơng pháp nghiên cứu di truyền số lƣợng liên quan đến hàm lƣợng Protein ở lúa. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3. Acid amine trong Protein của bố mẹ và con lai 50 3.

Sự liên quan di truyền ở mức độ phân tử giữa bố, mẹ và con lai 52 3. Nghiên cứu di truyền số lƣợng liên quan đến hàm lƣợng Protein cao ở lúa 55 3. Phân tích hiệu quả gen tham gia qui định hàm lƣợng Protein ở lúa 55 3. Phân tích các tham số di truyền tính trạng GPC 59 3.

Các kiểu tác động của gen lên hàm lƣợng Protein trong hạt lúa 65 3. Tƣơng quan giữa một số biểu hiện hình thái với hàm lƣợng Protein ở hạt lúa 67 3. Tƣơng quan giữa một số tính trạng chất lƣợng khác với hàm lƣợng Protein ở 72 hạt lúa 3. Xác định chỉ số chọn lọc trong chọn tạo giống lúa có hàm lƣơng Protein cao 76 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 80 1.

Đề nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 A. Tài liệu Tiếng Việt 81 B. Tài liệu Tiếng Anh 83 Nguyễn Thị Thu Hương -3- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU Hình Trang 2. Hình ảnh nhận dạng ADN bằng mồi SSR.

Cấu trúc hình cây thể hiện tƣơng đồng di truyền giữa các giống lúa 39 3. Hình ảnh ADN của bố mẹ và các con lai sử dụng chỉ thị SSR(locus RM 5625) 52 3. Hình ảnh ADN của cây bố mẹ và các con lai sử dụng chỉ thị SSR (locus 53 RM 4499) 3. Hình ảnh ADN của cây bố mẹ và các con lai sử dụng chỉ thị SSR (locus 53 RM 6836) Bảng 2.

Danh sách mồi SSR 35 2. Mô ̣t số đă ̣c tin 37 ́ h nông ho ̣c của các giố ng lúa sƣ̉ du ̣ng trong nghiên cƣ́u 2. Hệ số tƣơng đồng di truyền giữa các giống lúa bố mẹ 39 2. Các tổ hợp lai giữa các giống lúa sử dụng trong nghiên cứu 40 3.

Thành phần và hàm lƣợng acid amine trong protein của giống bố, mẹ và 51 hạt F2 (% so với protein) 3. Ma trận tƣơng đồng của các giống lúa đem phân tích khi sử dụng SSR 52 3. Hàm lƣợng protein và sự biến động qua các thế hệ của các tố hợp lai 56 3. Mức độ trội của gen qui định hàm lƣợng Protein cao ở các giống lúa 58 3.

Phƣơng sai thành phần của quần thể bố, mẹ và F2 59 3. Phƣơng sai chung của quần thể bố, mẹ và F2 60 3. Phân tích phƣơng sai một nhân tố 62 3. Phƣơng sai hai nhân tố ( chiều cao cây, thời gian sinh trƣởng) ảnh 63 hƣởng tới hàm lƣợng Protein 3.

Bảng phân tích phƣơng sai ba nhân tố (chiều cao, thời gian sinh 64 trƣởng, trọng lƣơng 1000 hạt) ảnh hƣởng tới hàm lƣợng Protein 3. Hàm lƣợng Protein và sự biến động di truyền trên các thế hệ 66 3. Thiết lập hệ số di truyền trên các tổ hợp lai 67 3. Một vài tính trạng nông học của các cây lúa F2 và bố, mẹ 70 Nguyễn Thị Thu Hương -4- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học 3.

Hệ số tƣơng quan giữa Protein và một vài đặc điểm hình thái 71 3. Hàm lƣợng Protein tổng số của một vài dòng/giống lúa đang nghiên cứu 73 3. Hệ số tƣơng quan giữa hàm lƣợng Protein và Amylose tổng số của bố, mẹ 74 3. Hệ số tƣơng quan giữa hàm lƣợng Protein và Amylose tổng số của con lai F1 75 3.

Hệ số tƣơng quan giữa hàm lƣợng Protein và Amylose tổng số của 75 con lai F2. Hệ số tƣơng quan giữa hàm lƣợng Protein và Amylose tổng số của 75 con lai BC1 F1. Tiêu chuẩn chọn lọc, tính trạng của các giống tham gia thí nghiệm 76 3. Tiêu chuẩn chọn lọc, tính trạng của các giống tham gia thí nghiệm 77 3.Chỉ số chọn lọc các giống phù hợp với mục tiêu chọn lọc 78 3.

Chỉ số chọn lọc các giống phù hợp với mục tiêu chọn lọc 78 Nguyễn Thị Thu Hương -5- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AE : (Additive interaction effect): Ảnh hƣởng tƣơng tác cộng tính AFLP : (Amplified Frament length polymorphism): Đa hình chiều dài các đoạn ADN đƣợc nhân bản chọn lọc BC : (Backcross): Lai ngƣợc Bp : Base pair Cs., : Cộng sự CTAB : Cetytrimethyl Amonium Bromide dNTP : Deoxyribonucleotide EDTA : Ethylenediaminetetraacetic acid GPC : Grain Protein Content Kb : Kilo base MAS : (Marker Assitsed Selection): Chọn lọc có sự trợ giúp của chỉ thị phân tử QTLs : (Quantitative Trait Loci) : Locut kiểm soát tính trạng số lƣợng RAPD : (Random Amplyfied polymorphic DNA): Đa hình chiều dài các đoạn ADN đƣợc nhân bản ngẫu nhiên RFLP : (Restriction Fragment Length Polymorphism): đa hình chiều dài các đoạn phân cắt TBE : Tris-Boric Acid and EDTA TE : Tris-EDTA Nguyễn Thị Thu Hương -6- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài: Lúa gạo là loại cây lƣơng thực quan trọng trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Lúa gạo đƣợc trồng rộng khắp ở 112 nƣớc trên thế giới; là nguồn cung cấp lƣơng thực chủ yếu của hơn 54% dân số thế giới (Nguyễn Minh Công và cs. Ở một số nƣớc nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Nhật Bản, Việt Nam,.lúa gạo là cây lƣơng thực chính. Về mặt diện tích gieo trồng, lúa gạo là cây lƣơng thực có diện tích lớn thứ hai đứng sau lúa mì; Về sản lƣợng hàng năm, lúa gạo đứng thứ ba sau lúa mì và ngô (Nguyễn Minh Công và cs.

Về giá trị kinh tế, lúa gạo là nguồn thu nhập chính của nông dân nhiều nơi trên thế giới và là một trong những mặt hàng xuất khẩu quan trọng của một số quốc gia trong đó có Việt Nam (hàng năm Việt Nam xuất khẩu khoảng 4,5 triệu tấn gạo sang các thị trƣờng khác nhau trên thế giới). Vì vậy việc đầu tƣ nghiên cứu nhằm nâng cao năng suất,chất lƣợng lúa gạo tại Việt Nam luôn đƣợc Chính phủ quan tâm,đặc biệt là chất lƣợng gạo xuất khẩu luôn là vấn đề thách thức đối với các nhà chọn giống trong nhiều năm qua. Ở Việt Nam trong những năm gần đây,việc chọn tạo giống lúa đã đƣợc đẩy mạnh, nhiều giống lúa mới năng suất, chất lƣợng đã đƣợc tạo ra và chuyển giao vào sản xuất. Tuy nhiên ,về chất lƣợng gạo nói chung vẫn chƣa đƣợc cải thiện rõ rệt .Để đánh giá về chất lƣợng dinh dƣỡng của lúa gạo có rất nhiều chỉ tiêu khác nhau, một trong những chỉ tiêu quan trọng là hàm lƣợng Protein trong hạt gạo.

Protein là nguồ n cung cấp dinh dƣỡng và năng lƣơ ̣ng chủ yếu hàng ngày ; Là một trong những loại hợp chất hữu cơ rấ t quan trọng và không thể thiếu đố i với mỗi cơ thể sống ; nó cung cấp từ 10 đến 15% năng lƣợng sống giúp cơ thể sinh trƣởng và phát triển tốt. Theo tính toán, đối với một cơ thể trƣởng thành là nam giới lƣợng protein thiết yếu mỗi ngày cần khoảng 55,5g và phụ nữ là 45g. So với những loại cây trồng khác nuôi sống con ngƣời, cây lúa là một trong những loại cây trồng có hàm lƣợng protein thấp hơn cả (6-12%). Ở Việt Nam , hiện nay các giố ng lúa đang đƣơ ̣c trồ ng và sƣ̉ du ̣ng phổ biế n là Khang dân 18, Q5, CR203.

lại đều là các giống lúa có hàm lƣơ ̣ng protein ở mức khá thấp , trung bin ̀ h chỉ đạt khoảng 7% (các giống đƣợc cho là có hàm lƣợng protein cao có hàm lƣợng Nguyễn Thị Thu Hương -7- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học trung bình đạt từ 9 đến 10%) (Vũ Tuyên Hoàng và cs.Vì vậy việc “Nghiên cứu di truyền hàm lƣợng protein cao ở lúa” là việc làm cần thiết góp phần cung cấp thông tin,cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc tuyển chọn vật liệu lai tạo nhằm chọn giống lúa chất lƣợng cao phục vụ sản xuất. Mục tiêu nghiên cứu: -Phân tích và xác định đƣợc sự di truyền hàm lƣợng protein trong hạt lúa - Phân tích hiệu quả gen tham gia qui định hàm lƣợng protein ở lúa. -Phân tích các tham số di truyền tính trạng GPC ở một số giống lúa đang trồng tại Việt Nam -Xác định chỉ số chọn lọc trong chọn giống lúa có hàm lƣợng protein caonhằm định hƣớng chọn giống lúa chất lƣợng gạo tốt phục vụ sản xuất.