Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Chỉ Thị Phân Tử Trong Chọn Tạo Giống Lúa Chịu Mặn Ứng Phó Với Biến Đổi Khí Hậu

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• Ý nghĩa của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Ảnh hưởng của BĐKH đến sản xuất nông nghiệp Thế giới và Việt Nam
• 1.1.1. Ảnh hưởng của BĐKH đến sản xuất nông nghiệp trên Thế giới
• 1.1.2. Ảnh hưởng của BĐKH đến sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam
• 1.2. Nghiên cứu các đặc tính sinh lý, sinh hóa liên quan đến chống chịu mặn ở cây lúa
• 1.2.1. Cơ chế chống chịu mặn
• 1.2.2. Di truyền tính chống chịu mặn
• 1.3. Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng
• 1.3.1. Khái niệm về chỉ thị phân tử
• 1.3.2. Các loại chỉ thị phân tử
• 1.3.3. Ứng dụng phương pháp MAS (Marker Assisted Selection) trong chọn tạo giống
• 1.4. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn trong và ngoài nước
• 1.4.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn ở nước ngoài
• 1.4.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Vật liệu nghiên cứu
• 2.3. Địa điểm nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp lai hữu tính giữa giống lúa cho và nhận gen
• 2.5.2. Chuẩn bị cây mẹ
• 2.5.3. Chọn cây bố
• 2.5.4. Phương pháp chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (MAS)
• 2.5.5. Phương pháp thử độ mặn nhân tạo
• 2.5.6. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
• 2.5.7. Phương pháp tách chiết DNA và phân tích di truyền chỉ thị phân tử
• 2.5.8. Phương pháp tách CTAB
• 2.5.9. Kỹ thuật PCR với các mồi SSR
• 2.5.10. Phương pháp điện di trên gel agarose 0,8%
• 2.5.11. Phương pháp điện di trên gel polyacrylamide 4,5%
• 2.5.12. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Kết quả đánh giá xác định vật liệu bố mẹ trong nghiên cứu
• 3.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn của các giống lúa trong điều kiện nhân tạo
• 3.3. Kết quả chọn tạo dòng lúa chịu mặn từ tổ hợp lai OM6976/FL478
• 3.4. Kết quả tách chiết DNA bằng phương pháp CTAB
• 3.5. Kết quả kiểm tra đa hình tại locus gen saltol giữa FL478 và OM6976
• 3.6. Kết quả lai tạo con lai F1 của tổ hợp lai OM6976 và FL478
• 3.7. Sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC1F1
• 3.8. Sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC2F1
• 3.9. Sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC3F1
• 3.10. Sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC3F2
• 3.11. Đánh giá vật liệu sử dụng trong nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chịu mặn
• 3.12. Đánh giá tính chịu mặn của các dòng lúa chọn tạo trong điều kiện nhân tạo
• 3.13. Đánh giá các đặc tính nông sinh học, yếu tố cấu thành năng suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL/Saltol trong vụ mùa 2012
• 3.14. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số dòng chịu mặn tại Giao Thủy, Nam Định trong vụ mùa năm 2012
• 3.15. Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng chịu mặn tại Giao Thủy, Nam Định trong vụ mùa 2012
• 3.16. Đánh giá đặc tính nông sinh học, yếu tố cấu thành năng suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL/Saltol trong vụ xuân 2013
• 3.17. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số dòng chịu mặn tại Giao Thủy, Nam Định trong vụ Xuân năm 2013
• 3.18. Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng chịu mặn tại Giao Thủy, Nam Định trong vụ Xuân năm 2013
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tài liệu tiếng Việt
• Tài liệu tiếng Anh
• PHỤ LỤC 1: Danh sách hóa chất và thành phần các dung dịch
• PHỤ LỤC 2: Phân tích chỉ tiêu hình thái và các chỉ tiêu cấu thành năng suất các dòng chịu mặn trong vụ mùa 2012 tại Giao Thủy, Nam Định
• PHỤ LỤC 3: Phân tích chỉ tiêu hình thái và các chỉ tiêu cấu thành năng suất các dòng chịu mặn trong vụ xuân 2013 tại Giao Thủy, Nam Định

I. Tổng quan về ứng dụng chỉ thị phân tử trong giống lúa chịu mặn

Biến đổi khí hậu đang trở thành một thách thức lớn đối với sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trong việc phát triển giống lúa chịu mặn. Việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn tăng cường khả năng chống chịu với các điều kiện khắc nghiệt. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng các chỉ thị phân tử để xác định và phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn, nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu.

1.1. Khái niệm về chỉ thị phân tử trong nông nghiệp

Chỉ thị phân tử là các đoạn DNA được sử dụng để xác định các gen có liên quan đến tính trạng cụ thể. Trong nghiên cứu giống lúa, các chỉ thị này giúp xác định nhanh chóng các giống lúa có khả năng chịu mặn, từ đó rút ngắn thời gian chọn lọc và tăng hiệu quả sản xuất.

1.2. Tình hình nghiên cứu giống lúa chịu mặn hiện nay

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc phát triển giống lúa chịu mặn là cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các giống lúa mới được phát triển không chỉ có khả năng chịu mặn mà còn có năng suất cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

II. Thách thức trong phát triển giống lúa chịu mặn

Sự gia tăng mặn trong đất và nước do biến đổi khí hậu đang gây ra nhiều thách thức cho sản xuất lúa. Các vùng ven biển, nơi có mật độ dân cư cao và diện tích đất nông nghiệp lớn, đang phải đối mặt với tình trạng xâm nhập mặn nghiêm trọng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất lúa mà còn đe dọa đến sinh kế của hàng triệu người nông dân.

2.1. Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sản xuất lúa

Xâm nhập mặn làm giảm khả năng sinh trưởng của cây lúa, dẫn đến năng suất thấp và chất lượng gạo kém. Theo báo cáo của Cục Trồng trọt, khoảng 620.000 ha lúa ở ĐBSCL bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn, chiếm 40% diện tích toàn vùng.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu mặn của giống lúa

Các yếu tố như điều kiện khí hậu, chất lượng đất và phương pháp canh tác đều ảnh hưởng đến khả năng chịu mặn của giống lúa. Việc nghiên cứu và phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn cao là rất cần thiết để đảm bảo sản xuất bền vững.

III. Phương pháp ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa

Phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử (MAS) đã được chứng minh là hiệu quả trong việc phát triển giống lúa chịu mặn. Phương pháp này cho phép các nhà nghiên cứu xác định nhanh chóng các cá thể mang gen chịu mặn, từ đó tăng cường khả năng chọn lọc và phát triển giống lúa mới.

3.1. Quy trình chọn giống bằng chỉ thị phân tử

Quy trình này bao gồm việc xác định các chỉ thị phân tử liên quan đến tính trạng chịu mặn, sau đó tiến hành lai tạo và chọn lọc các cá thể có gen mong muốn. Việc sử dụng MAS giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu và tăng hiệu quả trong việc phát triển giống lúa mới.

3.2. Kết quả đạt được từ ứng dụng MAS

Nhiều giống lúa mới đã được phát triển thành công nhờ ứng dụng MAS, cho thấy khả năng chịu mặn tốt hơn so với các giống lúa truyền thống. Kết quả nghiên cứu cho thấy các giống lúa này không chỉ có năng suất cao mà còn có khả năng chống chịu tốt với điều kiện môi trường khắc nghiệt.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giống lúa chịu mặn

Việc phát triển và ứng dụng các giống lúa chịu mặn không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực cho các vùng ven biển. Các giống lúa này đã được thử nghiệm và áp dụng thành công tại nhiều địa phương, mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân.

4.1. Kết quả nghiên cứu tại các vùng ven biển

Nghiên cứu cho thấy các giống lúa chịu mặn đã được trồng thử nghiệm tại nhiều vùng ven biển, cho năng suất cao hơn so với các giống lúa truyền thống. Điều này giúp cải thiện đời sống của nông dân và tăng cường an ninh lương thực cho khu vực.

4.2. Tác động đến phát triển nông nghiệp bền vững

Việc phát triển giống lúa chịu mặn không chỉ giúp tăng năng suất mà còn góp phần vào phát triển nông nghiệp bền vững. Các giống lúa này giúp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong phát triển giống lúa chịu mặn là một bước tiến quan trọng trong nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu hiện tại đang mở ra nhiều triển vọng cho tương lai, giúp phát triển các giống lúa có khả năng chịu mặn tốt hơn và năng suất cao hơn.

5.1. Tương lai của nghiên cứu giống lúa chịu mặn

Nghiên cứu về giống lúa chịu mặn sẽ tiếp tục được đẩy mạnh, với mục tiêu phát triển các giống lúa có khả năng chống chịu tốt hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực cho các vùng chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.

5.2. Định hướng phát triển nông nghiệp bền vững

Định hướng phát triển nông nghiệp bền vững sẽ tập trung vào việc phát triển các giống lúa chịu mặn, nhằm đảm bảo sản xuất nông nghiệp ổn định và bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và phát triển giống lúa sẽ được triển khai để thúc đẩy sản xuất nông nghiệp.