Nghiên cứu tạo giống lúa amylose thấp bằng chỉ thị phân tử SSR

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

SUMMARY

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH HÌNH

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1. Chương 1: GIỚI THIỆU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.1.1. Mục tiêu tổng quát

1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

1.2. Nội dung nghiên cứu

1.2.1. Nội dung 1: Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa phẩm chất cao có hàm lượng amylose thấp

1.2.2. Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai

1.2.3. Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose thấp thông qua MAS

1.2.4. Nội dung 4: Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản đồ GGT

1.2.5. Nội dung 5: Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BCnF3

1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa khoa học

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.4. Tính khoa học của đề tài

1.5. Những đóng góp mới của đề tài

1.6. Tính ứng dụng của đề tài

1.7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2. Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Các chỉ tiêu phẩm chất của hạt gạo

2.1.1. Hàm lượng amylose (AC)

2.1.1.1. Sơ lược về hàm lượng amylose

2.1.2. Sự hình thành tinh bột ở cây lúa

2.1.2.1. Amylose và amylopectin

2.1.2.2. Cơ sở di truyền tính trạng hàm lượng amylose

2.2. Phương pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống lúa

2.2.1. Một số khái niệm trong phương pháp lai hồi giao

2.2.2. Ưu điểm của phương pháp lai hồi giao

2.2.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa

2.2.3.1. Sơ lược về phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử

2.2.3.2. Một số thành tựu của chỉ thị SSR trong chọn giống lúa

2.2.4. Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử

2.2.4.1. Các giả thuyết mô hình MAS

2.3. Điều kiện để ứng dụng MAS

2.3.1. Đối với các tính kháng sinh học

2.3.2. Đối với các tính kháng phi sinh học

2.3.3. Đối với các đặc tính nông học

2.4. Các kết quả nghiên cứu giống phẩm chất cao trong và ngoài nước

3. Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.2. Vật liệu nghiên cứu

3.3. Phương pháp nghiên cứu

3.3.1. Nội dung 1: Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa phẩm chất cao có hàm lượng amylose thấp

3.3.1.1. Đánh giá hàm lượng amylose

3.3.1.2. Đánh giá các đặc tính nông học, các thành phần năng suất và năng suất

3.3.1.3. Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình

3.3.1.4. Đa dạng nguồn gen trên các giống lúa bố mẹ

3.3.2. Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai

3.3.2.1. Lai tạo lúa trong nhà lưới

3.3.2.2. Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể lai F2

3.3.3. Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose thấp thông qua MAS

3.3.4. Nội dung 4: Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản đồ GGT

3.3.4.1. Kiểm tra kiểu gen của quần thể con lai trên 12 nhiễm sắc thể dựa trên các chỉ thị phân tử đa hình giữa cây bố và mẹ

3.3.4.2. Lập bản đồ GGT đánh giá sự di truyền của quần thể con lai, qua đó chọn lọc các cá thể mang gen mục tiêu mong muốn

3.3.5. Nội dung 5: Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BCnF3

3.3.5.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.3.5.2. Đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan hàm lượng amylose trên quần thể con lai

3.3.5.3. Đánh giá các thành phần năng suất và năng suất để chọn lọc các dòng con lai ưu tú vừa có hàm lượng amylose thấp vừa có năng suất cao

3.4. Phương pháp xử lý số liệu

4. Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa phẩm chất cao có hàm lượng amylose thấp

4.1.1. Đánh giá hàm lượng amylose trên bộ giống vật liệu lai

4.1.2. Đánh giá đặc tính nông học trên bộ giống lúa vật liệu lai

4.1.3. Đánh giá các thành phần năng suất và năng suất trên bộ giống lúa vật liệu lai

4.1.4. Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình của bộ giống lúa vật liệu lai

4.1.5. Đa dạng nguồn gen trên các giống lúa bố mẹ

4.2. Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai

4.2.1. Tạo các quần thể F1

4.2.2. Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể lai F2

4.3. Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose thấp thông qua MAS

4.3.1. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM6976/Jasmine85//OM6976

4.3.2. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM6976/KDML//OM6976

4.3.3. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM5930/OM7347//OM5930

4.4. Chọn lọc các quần thể hồi giao BC4F2 thông qua lập bản đồ GGT

4.4.1. Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976

4.4.2. Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976

4.4.3. Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930

4.5. Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3

4.5.1. Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976

4.5.2. Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976

4.5.3. Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930

5. Chuơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu

Nghiên cứu tạo giống lúa amylose thấp là một trong những vấn đề quan trọng trong ngành nông nghiệp hiện đại. Giống lúa có hàm lượng amylose thấp không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn phục vụ cho xuất khẩu. Việc áp dụng chỉ thị phân tử SSR trong quá trình chọn giống giúp tăng cường hiệu quả và rút ngắn thời gian nghiên cứu. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phát triển các giống lúa có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao, từ đó nâng cao chất lượng gạo tại vùng đồng bằng Sông Cửu Long.

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là tạo ra các giống lúa có hàm lượng amylose thấp thông qua việc kết hợp giữa phương pháp lai truyền thống và công nghệ sinh học hiện đại. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc đánh giá các vật liệu bố mẹ, hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai, và ứng dụng chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) để đạt được các giống lúa mong muốn.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử SSR để tạo ra các quần thể lúa có hàm lượng amylose thấp. Các vật liệu bố mẹ được lựa chọn dựa trên hàm lượng amylose và năng suất. Phương pháp phân tích di truyền được áp dụng để đánh giá mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể. Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS) được sử dụng để xác định các cá thể mang gen mục tiêu, từ đó tăng cường khả năng chọn lọc và phát triển giống lúa có chất lượng cao.

2.1 Đánh giá vật liệu bố mẹ

Đánh giá vật liệu bố mẹ là bước quan trọng trong nghiên cứu. Các giống lúa được phân tích dựa trên hàm lượng amylose và các đặc tính nông học khác. Kết quả cho thấy các giống như Jasmine85, KDML105 và OM7347 có tiềm năng cao trong việc cung cấp gen cho các giống lúa mới. Việc phân tích này không chỉ giúp xác định các giống bố mẹ phù hợp mà còn tạo cơ sở cho việc lai tạo các tổ hợp lai có hàm lượng amylose thấp.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy các tổ hợp lai hồi giao như OM6976/Jasmine85, OM6976/KDML105 và OM5930/OM7347 có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao. Việc áp dụng phương pháp SSR đã giúp xác định chính xác các cá thể mang gen mục tiêu, từ đó nâng cao hiệu quả chọn lọc. Các dòng lúa triển vọng như D75, D131, D142, D150, D296, D233, D230 và D397 đã được chọn lọc và đánh giá cao về khả năng phát triển tại vùng đồng bằng Sông Cửu Long.

3.1 Đánh giá hiệu quả chọn lọc

Đánh giá hiệu quả chọn lọc cho thấy các tổ hợp lai có tiềm năng cao trong việc phát triển giống lúa mới. Các chỉ số di truyền như hệ số di truyền (h2BS) và hiệu quả chọn lọc (GA) cho thấy sự tiến bộ rõ rệt trong các thế hệ lai. Việc sử dụng chỉ thị phân tử không chỉ giúp xác định các cá thể mong muốn mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển giống lúa có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc phát triển giống lúa có hàm lượng amylose thấp sẽ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho nông dân. Hơn nữa, ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống sẽ mở ra hướng đi mới cho ngành nông nghiệp, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.

4.1 Tính ứng dụng của đề tài

Tính ứng dụng của đề tài rất cao, đặc biệt trong bối cảnh hiện nay khi nhu cầu về gạo chất lượng cao ngày càng tăng. Các giống lúa được phát triển từ nghiên cứu này có thể được đưa vào sản xuất đại trà, giúp nâng cao năng suất và chất lượng gạo tại vùng đồng bằng Sông Cửu Long. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân mà còn góp phần đảm bảo an ninh lương thực cho khu vực.

Luận án về việc chọn tạo giống lúa có hàm lượng amylose thấp qua chỉ thị phân tử SSR