Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử để chọn giống lúa chống chịu mặn tại đồng bằng sông Cửu Long

Luận án tiến sĩ nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử chọn giống lúa chống chịu mặn tại đồng bằng sông Cửu Long, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

Chuyên ngành

Công nghệ sinh học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2022

178
3
0

Phí lưu trữ

45 Point

Tóm tắt

I. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa chống chịu mặn

Ứng dụng chỉ thị phân tử là một phương pháp tiên tiến trong chọn giống lúa, đặc biệt là để phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu mặn. Phương pháp này sử dụng các chỉ thị phân tử như SSR (Simple Sequence Repeat) để xác định các gen liên quan đến tính chống chịu mặn. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng chỉ thị phân tử để chọn lọc các dòng lúa có khả năng chịu mặn cao, đặc biệt là trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long, nơi mà vấn đề xâm nhập mặn đang ngày càng nghiêm trọng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng chỉ thị phân tử giúp rút ngắn thời gian chọn giống và tăng độ chính xác trong việc xác định các gen chống chịu mặn.

1.1. Phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử

Phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử (MAS - Marker Assisted Selection) được áp dụng để xác định các gen chống chịu mặn trong quần thể lúa. Các chỉ thị phân tử như SSR được sử dụng để đánh giá sự đa dạng di truyền và xác định các gen liên quan đến tính chống chịu mặn. Nghiên cứu đã sử dụng các chỉ thị phân tử để phân tích kiểu gen của các dòng lúa bố mẹ và con lai, từ đó chọn lọc các dòng có khả năng chịu mặn cao. Phương pháp này giúp tăng hiệu quả chọn giống và giảm thiểu thời gian nghiên cứu.

1.2. Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng chỉ thị phân tử đã giúp xác định được các dòng lúa có khả năng chịu mặn cao trong quần thể nghiên cứu. Các dòng lúa được chọn lọc thông qua chỉ thị phân tử có khả năng chịu mặn tốt hơn so với các dòng lúa thông thường. Điều này chứng tỏ rằng, ứng dụng chỉ thị phân tử là một phương pháp hiệu quả trong việc phát triển các giống lúa chống chịu mặn, đặc biệt là trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long.

II. Chọn giống lúa chống chịu mặn tại đồng bằng sông Cửu Long

Chọn giống lúa chống chịu mặn là một trong những ưu tiên hàng đầu trong nông nghiệp tại đồng bằng sông Cửu Long, nơi mà vấn đề xâm nhập mặn đang ngày càng nghiêm trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn cao thông qua việc sử dụng chỉ thị phân tử. Các giống lúa được chọn lọc có khả năng chịu mặn tốt hơn, giúp tăng năng suất và ổn định sản lượng lúa trong điều kiện mặn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống lúa được chọn lọc thông qua chỉ thị phân tử có khả năng chịu mặn cao hơn và thích nghi tốt hơn với điều kiện môi trường tại đồng bằng sông Cửu Long.

2.1. Tình hình xâm nhập mặn tại đồng bằng sông Cửu Long

Đồng bằng sông Cửu Long là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề bởi hiện tượng xâm nhập mặn. Tình trạng này đã gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất lúa gạo trong khu vực. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu mặn là một giải pháp quan trọng để giảm thiểu thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra. Các giống lúa được chọn lọc thông qua chỉ thị phân tử có khả năng chịu mặn tốt hơn, giúp tăng năng suất và ổn định sản lượng lúa trong điều kiện mặn.

2.2. Phát triển giống lúa chống mặn

Nghiên cứu đã phát triển các giống lúa chống mặn thông qua việc sử dụng chỉ thị phân tử để xác định các gen liên quan đến tính chống chịu mặn. Các giống lúa được chọn lọc có khả năng chịu mặn cao hơn và thích nghi tốt hơn với điều kiện môi trường tại đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các giống lúa được chọn lọc thông qua chỉ thị phân tử có khả năng chịu mặn tốt hơn và tăng năng suất lúa trong điều kiện mặn.

III. Công nghệ sinh học trong phát triển giống lúa chống chịu mặn

Công nghệ sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giống lúa chống chịu mặn. Nghiên cứu này đã sử dụng các kỹ thuật công nghệ sinh học như chỉ thị phân tửlai hồi giao để phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn cao. Các kỹ thuật này giúp tăng hiệu quả chọn giống và giảm thiểu thời gian nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng công nghệ sinh học trong chọn giống lúa chống chịu mặn đã mang lại nhiều thành công, giúp tăng năng suất và ổn định sản lượng lúa trong điều kiện mặn.

3.1. Kỹ thuật chọn giống bằng công nghệ sinh học

Nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật công nghệ sinh học như chỉ thị phân tửlai hồi giao để phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn cao. Các kỹ thuật này giúp tăng hiệu quả chọn giống và giảm thiểu thời gian nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng công nghệ sinh học trong chọn giống lúa chống chịu mặn đã mang lại nhiều thành công, giúp tăng năng suất và ổn định sản lượng lúa trong điều kiện mặn.

3.2. Thành tựu của công nghệ sinh học trong chọn giống lúa

Nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu trong việc phát triển các giống lúa chống chịu mặn thông qua việc sử dụng công nghệ sinh học. Các giống lúa được chọn lọc có khả năng chịu mặn cao hơn và thích nghi tốt hơn với điều kiện môi trường tại đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng công nghệ sinh học trong chọn giống lúa chống chịu mặn đã mang lại nhiều thành công, giúp tăng năng suất và ổn định sản lượng lúa trong điều kiện mặn.

01/03/2025
Luận án tiến sĩ nông nghiệp ứng dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu chọn giống chống chịu mặn trên quần thể lúa tại đồng bằng sông cửu long

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết đề tài. Mục tiêu đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài.

Ý ngĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Đối tượng nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. Tính mới của đề tài. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. Tình hình xâm nhập mặn.

Trên thế giới. Tình hình mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tác hại của đất mặn đến cây lúa. Tác hại của đất mặn.

Phân loại thực vật theo đặc trưng chịu mặn. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây trồng. Ảnh hưởng của mặn đến năng suất cây trồng. Ảnh hưởng trong giai đoạn nảy mầm và đầu giai đoạn mạ trên cây lúa.

Đặc tính chống chịu mặn của cây lúa. Các nghiên cứu liên quan tính chống chịu mặn trên cây lúa. Nghiên cứu ngoài nước. Nghiên cứu trong nước.

Các phương pháp chọn tạo giống. Phương pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống lúa. Một số khái niệm trong phương pháp lai hồi giao. Ưu điểm của phương pháp lai hồi giao.

Nhược điểm của phương pháp lai hồi giao. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa. Sơ lược về phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử. Một số thành tựu của chỉ thị SSR trong chọn giống lúa.

Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân tử. Các giả thuyết mô hình MAS. Điều kiện để ứng dụng MAS. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

45 Địa điểm và thời gian nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo chịu mặn. Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể lai F1. Chọn tạo quần thể lai hồi giao phục vụ cho gen chống chịu mặn thấp thông qua MAS. Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản đồ GGT.

Đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan gen saltol trên quần thể con lai. Phương pháp xử lý số liệu. Khảo nghiệm cơ bản. Khảo nghiệm và đánh giá tương tác kiểu gen và môi trường.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đa dạng nguồn gen cây lúa. Thanh lọc mặn (đo lường kiểu hình) giai đoạn mạ trên lúa mùa. Thanh lọc bộ giống lúa cao sản.

Phân tích kiểu hình và đánh giá sự tương quan của các gen theo công thức và phần mềm IRRI Start. Tạo các quẩn thể hồi giao chuyển gen chống chịu mặn trên cây lúa. Tạo quẩn thể hồi giao. Tìm tính đa hình trên các giống lúa bố mẹ bằng chỉ thị phân tử.

Chọn tạo quần thể lai hồi giao mang gen chịu mặn thông qua MAS. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OM1490 và Pokkali. Kết quả đánh giá các quần thể BC1 trên OM1490/ Pokkali //OM1490. Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OMCS2000 và Pokkali.

Kết quả lai tạo quần thể hồi giao tổ hợp lai OM6162 và Pokkali. Kết quả tạo cá thể hồi giao BC2 từ tổ hợp hồi giao OM 6162/ Pokkali// OM6162. Thanh lọc các dòng triển vọng ở hai mức độ mặn khác nhau ở giai đoạn mạ. Thanh lọc mặn trên quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162 Quần thể BC3F1 được chọn và gieo cho tự thụ để có quần thể BC3F2.

Thanh lọc mặn trên quẩn thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000. Thanh lọc mặn trên quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490. Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng thông qua đánh giá kết hợp kiểu gen và kiểu hình. Chọn lọc các quần thể hồi giao BC3F3 thông qua lập bản đồ GGT.

Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM6162/Pokkali//OM6162 trên nhiễm sắc thế số 8. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490 trên quần thể số 1. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OM1490/Pokkali//OM1490 trên nhiễm sắc thể số 8.

Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 trên nhiễm sắc thể số 1. Chọn lọc các cá thể BC3F3 của quần thể lai hồi giao OMCS2000/Pokkali//OMCS2000 trên nhiễm sắc thể số 8. Khảo nghiệm cơ bản. Khảo nghiệm vùng sinh thái các dòng lúa chọn lọc trong vụ Đông Xuân 2019- 2020.

Đánh giá tương tác kiểu gen và môi trường của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2019. 143 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 149 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN….150 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 151 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT GĐM: Giai đoạn mạ ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long VKHTLMN: Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam KHKTNN: Khoa Học Kĩ Thuật Nông Nghiệp NN&SHUD: Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng STL: Sau thanh lọc Et al.: Cộng tác viên ABA: Abscisic acid DNA: Deoxyribonucleic acid SSR: Simple sequence repeat (microsatellite) MAS: Marker assisted selection CTAB: Cetyltrimethyl Ammonium Bromide EDTA: Ethylenediaminetetra acetic acid SDS: Sodium dedoxyl sulfat RFLP: Restriction fragment length polymorphism ALP: Amplicon length polymorphism AFLP: Amplified fragment length polymorphism SNP: Single nucleotide polymorphism SES: Standard Evaluation System for Rice EC: Electrical Conductivity IRRI: International Rice Research Institute PCR: Polymerase Chain Reaction QTL: Quantitative Trait Locus RM: Rice Microsatellite HATRI: High Agricultural Technology Research Institute For Mekong Delta vi NỘI DUNG BẢNG TT Trang 1.1 Độ mặn lớn nhất (g/l) nhất đến ngày 14/3/2017 ở một số trạm ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long………………………………….2 Độ mặn lớn nhất (g/l) đến ngày 14/3/2017 tại vùng Hai sông Vàm Cỏ.3 Khả năng chịu mặn của cây trồng ở giai đoạn sinh trưởng………… 15 1.4 Ảnh hưởng của các cấp độ mặn khác nhau lên năng suất cây trồng.5 Sự tương quan giữa số thế hệ BCnF1 với tỷ lệ kiểu gen của dòng triển vọng (nhận gen mong muốn) được đưa vào con lai BCnF1…… 43 2.1 Thành phần dung dịch đệm ly trích DNA và TE buffer (pH = 8).2 Các thành phần của gel polyacrylamide và agarose được sử dụng 48 2.3 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ chịu mặn của cây lúa.4 Các dòng lúa chịu mặn tham gia thí nghiệm.1 Số ngày sống sót ở 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m trên 100 giống lúa.2 Môi trường mặn với EC = 0, 8, 15dS/m.3 Đánh giá kiểu hình gen chống chịu mặn của 100 giống lúa giai đoạn trỗ hoa.4 Tóm tắt quá trình tạo các quần thể hồi giao đến thế hệ BC3 cho các giống lúa nghiên cứu.5 Các primers được đánh giá trên 05 giống lúa dùng cho vật liệu lai.6 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F3.7 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F2.8 Số lượng cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F3.9 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OM6162/ Pokkali//OM6162.10 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OMCS2000/ Pokkali//OMCS2000.11 Đánh giá tính chống chịu mặn dựa trên phân tích kết hợp kiểu hình và kiểu gen trên quần thể BC3F2 của tổ hợp OM1490/ Pokkali//OM1490.12 Năng suất và thành phần năng suất của bộ so sánh vụ Đông Xuân 2018-2019.13 Năng suất (tấn/ha) của bộ dòng lúa triển vọng tại 6 điểm vụ Đông Xuân 2019-2020.14 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Đông Xuân 2019-2020.15 Năng suất (tấn/ha) của các dòng lúa triển vọng tại 6 điểm trong vụ Hè Thu 2019.16 Các chỉ số liên quan tính ổn định và thích nghi của các dòng lúa triển vọng dựa trên năng suất trong vụ Hè Thu 2019.

145 viii NỘI DUNG HÌNH TT Trang 1.1 So sánh sự xâm nhập mặn năm 2016 và năm 2020 ở các tỉnh ĐBSCL.2 Đồ thị so sánh độ mặn lớn nhất đến ngày 14 tháng 3 năm 2017 vùng Cửa sông Cửu Long.3 Mật độ xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long.4 Đồ thị thể hiện độ mặn lớn nhất đến ngày 14 tháng 3 năm 2017 vùng hai sông Vàm Cỏ.5 Sơ đồ phương pháp lai hồi giao.6 Giá trị trung bình của gen phục hồi qua từng thế hệ hồi giao.1 Vật liệu bố mẹ được chuẩn bị.2 Khử đực trên cây mẹ.3 Sơ đồ quy tụ gen saltol trên quần thể lai hồi giao thông qua MAS 52 2.4 Phân tích GGT trên quần thể lai ở cây lúa.1 Phân nhóm di truyền của 101 giống khác nhau trên lúa mùa.2 Biểu đồ thể hiện số ngày sống sót ở EC = 8dS/m (A) và 15dS/m (B) của 101 giống lúa mùa.3 Biểu đồ thể hiện tỷ lệ sống sót ở giai đoạn trỗ của các giống lúa mùa. Nồng độ muối EC = 8dS /m.4 Sản phẩm PCR của chỉ thị phân tử RM 3252-S1-1 trên 101 giống chống chịu mặn.5 Đồ thị so sánh sự khác nhau về ngày sống sót giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m.6 Kết quả thanh lọc mặn ở các nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 15dS/m.7 Đồ thị so sánh sự khác nhau về chiều dài thân giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC = 77 ix 15dS/m.8 Đồ thị so sánh sự khác nhau về chiều dài rễ giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC=15dS/m 78 3.9 Đồ thị so sánh sự khác nhau về trọng lượng khô thân giữa 3 nồng độ mặn EC = 0dS/m, nồng độ mặn EC = 8dS/m và nồng độ mặn EC =15dS/m.10 Đồ thị so sánh sự khác nhau về trọng lượng khô rễ giữa 3 nồng độ EC = 0dS/m, môi trường mặn EC = 8dS/m và môi trường mặn EC = 15dS/m.11 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM223.12 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM3252-S1-1.13 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM1324.14 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM3412.15 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM453.16 Ảnh điện di sản phẩm PCR của các giống bố mẹ với marker RM511.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa chống chịu mặn tại đồng bằng sông Cửu Long là một tài liệu quan trọng tập trung vào việc sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử để phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu mặn, phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tài liệu này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình chọn giống hiện đại mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ứng dụng khoa học công nghệ trong nông nghiệp, giúp nâng cao năng suất và đảm bảo an ninh lương thực.

Để mở rộng kiến thức về các biện pháp kỹ thuật trong nông nghiệp, bạn có thể tham khảo Luận án tiến sĩ nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho cà phê vối, tài liệu này đi sâu vào các phương pháp bón phân hiệu quả cho cây cà phê trên đất bazan. Ngoài ra, Luận án tiến sĩ quyết định lựa chọn sản xuất chè theo tiêu chuẩn nông nghiệp tốt cung cấp thông tin về quy trình sản xuất chè bền vững, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ nông nghiệp điều tra nghiên cứu biện pháp kỹ thuật tổng hợp trong canh tác hồ tiêu sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các giải pháp kỹ thuật trong canh tác hồ tiêu bền vững.

Những tài liệu này không chỉ bổ sung kiến thức chuyên sâu mà còn mang lại góc nhìn đa chiều về ứng dụng khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp, giúp bạn nắm bắt xu hướng và giải pháp hiện đại.