Khảo sát nguồn gen khoai tây in vitro kháng bệnh sương mai

• Tác giả: Phạm Đình Kiêm
• Người hướng dẫn: GS. Phan Hữu Tôn
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Sinh học phân tử & CNSH ứng dụng
• Đề tài: Khảo Sát Nguồn Gen Khoai Tây Kháng Bệnh Sương Mai In Vitro
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu đề tài
• 1.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.1.2. Yêu cầu đề tài
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
• 2.2. Nguồn gốc và phân loại cây khoai tây
• 2.3. Đặc tính thực vật học của cây khoai tây
• 2.4. Đặc điểm sinh học của cây khoai tây
• 2.5. Một số yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây
• 2.6. Nhu cầu dinh dưỡng của cây khoai tây
• 2.7. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới
• 2.8. Tình hình sản suất khoai tây ở Việt Nam
• 2.9. Một số nghiên cứu về khoai tây
• 2.10. Một số nghiên cứu về sâu bệnh hại trên khoai tây
• 2.11. Nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh sương mai
• 2.12. Bệnh sương mai ở khoai tây
• 2.13. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu các gen kháng bệnh sương mai
• 3. PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp bố trí ngoài đồng ruộng
• 3.4.2. Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học
• 3.4.3. Phương pháp PCR phát hiện gen kháng R1, R3a
• 3.4.4. Tách DNA khoai tây
• 3.4.5. Phương pháp sử dụng PCR xác định gen kháng R1, R3a
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Khảo sát đặc điểm nông sinh học một số mẫu khoai tây vụ đông 2022
• 4.1.1. Thời gian sinh trưởng
• 4.1.2. Đặc điểm thân củ
• 4.1.3. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của cây
• 4.1.4. Đánh giá năng suất
• 4.2. Kết quả PCR phát hiện gen sương mai
• 4.2.1. Kết quả PCR phát hiện gen R1
• 4.2.2. Kết quả PCR phát hiện gen R3a
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung về cây khoai tây

Khoai tây (Solanum tuberosum) là cây trồng quan trọng trong nông nghiệp, có nguồn gốc từ vùng Andes của Nam Mỹ. Cây này được trồng rộng rãi trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các vùng có khí hậu ôn hòa. Khoai tây không chỉ là nguồn lương thực chính mà còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, cây này dễ bị ảnh hưởng bởi các bệnh hại, trong đó bệnh sương mai do nấm Phytophthora infestans gây ra là nghiêm trọng nhất, làm giảm năng suất đáng kể.

1.1 Nguồn gốc và phân loại

Khoai tây thuộc họ Solanaceae, có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Cây này được du nhập vào châu Âu vào thế kỷ XVI và sau đó lan rộng khắp thế giới. Ở Việt Nam, khoai tây được trồng từ năm 1890, chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng. Các giống khoai tây phổ biến ở Việt Nam bao gồm giống ruột vàng Thường Tín và các giống nhập nội từ châu Âu.

1.2 Đặc điểm sinh học

Khoai tây là cây ngắn ngày, có chu kỳ sinh trưởng từ 90 đến 120 ngày. Cây phát triển tốt ở nhiệt độ từ 18 đến 23°C. Các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm đất ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và năng suất của cây. Khoai tây cũng có nhu cầu dinh dưỡng cao, đặc biệt là đạm, lân và kali.

II. Bệnh sương mai và tác động đến khoai tây

Bệnh sương mai do nấm Phytophthora infestans gây ra là một trong những bệnh hại nghiêm trọng nhất đối với khoai tây. Bệnh này có thể lây nhiễm toàn bộ cây, từ lá, thân đến củ, gây thiệt hại năng suất lên đến 16% trên toàn thế giới. Việc kiểm soát bệnh sương mai đòi hỏi các biện pháp canh tác và sử dụng giống kháng bệnh.

2.1 Triệu chứng và chu kỳ phát triển

Triệu chứng của bệnh sương mai bao gồm các đốm vàng trên lá, sau đó chuyển sang màu nâu và khô héo. Nấm Phytophthora infestans phát triển mạnh trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ thấp. Chu kỳ phát triển của nấm bao gồm giai đoạn bào tử phân sinh và lây nhiễm qua không khí hoặc nước.

2.2 Biện pháp phòng trừ

Để phòng trừ bệnh sương mai, cần áp dụng các biện pháp tổng hợp như sử dụng giống kháng bệnh, quản lý độ ẩm và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. Việc lai tạo giống khoai tây kháng bệnh sương mai là một chiến lược bền vững, giúp giảm thiểu thiệt hại và tăng năng suất.

III. Nghiên cứu nguồn gen khoai tây kháng bệnh sương mai in vitro

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát và đánh giá các nguồn gen khoai tây kháng bệnh sương mai thông qua phương pháp in vitro. Mục tiêu là xác định các gen kháng bệnh như R1 và R3a, đồng thời đánh giá đặc điểm nông sinh học của các giống khoai tây nhập nội.

3.1 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp PCR để phát hiện các gen kháng bệnh R1 và R3a. Các mẫu khoai tây được nuôi cấy in vitro và đánh giá về khả năng kháng bệnh cũng như các đặc điểm nông sinh học. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian chọn tạo giống và tăng độ chính xác trong việc xác định gen kháng bệnh.

3.2 Kết quả và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu cho thấy một số giống khoai tây nhập nội có khả năng kháng bệnh sương mai cao. Các gen R1 và R3a được xác định là có tiềm năng lớn trong việc lai tạo giống kháng bệnh. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển giống khoai tây bền vững, giảm thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.