Luận án tiến sĩ nông nghiệp nghiên cứu chọn tạo giống lúa oryza sativa l chịu nó

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ----------- TRẦN VĂN LỢT NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA (Oryza sativa L.) CHỊU NÓNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP TP. Hồ Chí Minh - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------------- TRẦN VĂN LỢT NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA (Oryza sativa L.) CHỊU NÓNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 9.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Thị Lang 2. Bùi Chí Bửu TP.

Hồ Chí Minh - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn tận tình của quí Thầy Cô hướng dẫn và sự giúp đỡ của tập thể cán bộ nghiên cứu thuộc Bộ môn Di truyền và Chọn giống - Viện nghiên cứu Lúa Đồng bằng sông Cửu Long và Phòng Công nghệ Sinh học - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam. Các số liệu và kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận án này. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 16 năm 2018 Nghiên cứu sinh Trần Văn Lợt ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận án này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, quan tâm và tận tình giúp đỡ của rất nhiều thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: GS. Nguyễn Thị Lang và GS. Bùi Chí Bửu đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án. Quý thầy cô, các anh chị đang công tác tại Viện Khoa Học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập cũng như góp ý cho tôi những ý kiến bổ ích để tôi có những định hướng cụ thể trong quá trình thực hiện nghiên cứu và sinh hoạt chuyên môn tại cơ sở đào tạo.

Các anh chị tại Bộ môn Di truyền và Chọn giống - Viện nghiên cứu Lúa Đồng bằng sông Cửu Long và Phòng Công nghệ Sinh học - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận án. Các anh chị nghiên cứu sinh: Đỗ Đăng Giáp, Nguyễn Xuân Dũng, Bùi Văn Thế Vinh đã cùng tôi học tập, nghiên cứu, chia sẻ và động viên nhau trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu cũng như trong thời gian thực hiện luận án. Cuối cùng, xin gởi lòng biết ơn chân thành đến các đồng nghiệp và bạn bè gần xa đã luôn quan tâm giúp đỡ, động viên tinh thần cho tôi trong suốt những năm vừa qua. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 16 năm 2018 Trần Văn Lợt iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan.

ii Mục lục. iii Danh sách chữ viết tắt. viii Danh mục các bảng. xi Danh mục các hình.

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

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

Địa điểm và thời gian nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới của luận án .5 Chương 1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Đặc điểm diễn biến nhiệt độ không khí trong tình hình biến đổi khí hậu.

Ngưỡng chịu nóng một số cây trồng chính. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí cao đối với cây lúa. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao đối với các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa .Cơ chế gây ra tính bất dục của cây lúa ở nhiệt độ cao. Các tính trạng liên quan đến khả năng chống chịu nhiệt độ cao của cây lúa.

Cơ sở di truyền tính chống chịu nóng cây trồng. Những định hướng trong chọn giống cây trồng chống chịu nóng. Cơ sở di truyền phương pháp hồi giao trong chọn giống cây trồng. Ứng dụng MAS (Marker-assisted selection) trong chọn tạo giống lúa.

Khái niệm về chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. Mục đích của chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. Những lợi ích của việc chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS). Những tiến bộ của việc ứng dụng MAS trong chọn tạo giống lúa.

Một số kết quả nghiên cứu tính chống chịu nóng của cây lúa trên thế giới. Giống lúa chống chịu nóng. Nghiên cứu cơ sở di truyền về tính trạng qui định tính chịu nóng cây lúa. Nghiên cứu tính chống chịu nóng của cây lúa tại Việt Nam.28 Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Vật liệu nghiên cứu. Bộ giống lúa vật liệu lai. Phương tiện và hoá chất ly trích DNA. Phương tiện và hoá chất cho điện di agarose gel.

Phương tiện và hoá chất cho PCR. Nội dung nghiên cứu. Đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu của bộ giống lúa thử nghiệm. Đánh giá sự đa hình của bộ giống lúa thử nghiệm bằng chỉ thị SSR.

Tạo các quần thể hồi giao chuyển gen chống chịu nóng. Phân tích tính ổn định, thích nghi về năng suất của các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng. Phương pháp nghiên cứu. Đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu của bộ giống lúa thử nghiệm.

Đánh giá sự đa hình của bộ giống lúa thử nghiệm bằng chỉ thị SSR. Ly trích DNA để phân tích PCR (theo quy trình mini DNA). Phân tích PCR với chỉ thị SSR. Chạy điện di các sản phẩm PCR.

Tạo các quần thể hồi giao chuyển gen chịu nóng. Tạo các quần thể hồi giao. Đánh giá kiểu hình. Phân tích kiểu gen.

Phân tích tính ổn định, thích nghi về năng suất của các dòng lúa chịu nóng triển vọng. Phương pháp phân tích số liệu .45 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu của bộ giống lúa thử nghiệm. Đánh giá kiểu hình nguồn vật liệu của bộ giống lúa thử nghiệm.

Đánh giá các đặc tính nông học của các giống lúa thử nghiệm .2 Phân tích mối tương quan giữa các đặc điểm nông học của các giống thử nghiệm. Kết quả phân nhóm di truyền của các giống lúa thử nghiệm dựa trên đặc tính kiểu hình. Đánh giá sự đa hình của các giống lúa thử nghiệm bằng chỉ thị SSR. Sản phẩm PCR với các chỉ thị phân tử SSR.

Kết quả phân nhóm kiểu gen của các giống lúa chịu nóng. Tạo các quần thể hồi giao chuyển gen chống chịu nóng trên cây lúa bằng phương pháp lai hồi giao. Kết quả tạo hạt hồi giao lần thứ nhất (BC1) cho các quần thể. Kết quả đánh giá các quần thể BC1 và tạo hạt hồi giao lần 2 (BC2).

Kết quả đánh giá thanh lọc cây mang gen chống chịu và chọn dòng thuần từ các quần thể hồi giao mang gen chịu nóng. Đánh giá kết quả thanh lọc nóng của các cá thể thế hệ F1 và các quần thể lai của tổ hợp lai AS996/ N22//AS996. Đánh giá kết quả thanh lọc nóng của các cá thể thế hệ F1 và các quần thể lai của tổ hợp lai AS996/ Dular//AS996. Kết quả đánh giá kiểu hình các dòng lai BC2F2 từ hai tổ hợp lai AS996/N22/AS996 và tổ hợp lai AS996/ Dular//AS996.

Kết quả đánh giá kiểu hình các dòng lai BC2F2 từ tổ hợp lai AS996/N22/AS996. Kết quả đánh giá kiểu hình các dòng lai BC2F2 từ tổ hợp lai AS996/Dular/AS996. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc dòng lai mang gen chịu nóng .1 Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc dòng lai mang gen chịu nóng của tổ hợp lai AS996/N22//AS996. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn lọc dòng lai mang gen chịu nóng của tổ hợp lai AS996/Dular//AS996.

Kết quả khảo sát các đặc tính nông học của các dòng lúa lai hồi giao chịu nóng triển vọng từ tổ hợp lai AS996/N22//AS996. Đặc tính nông học của các dòng lai mang gen chịu nóng từ tổ hợp lai AS996/N22//AS996 vụ Đông Xuân 2015 - 2016. Đặc tính nông học của các dòng/ giống lúa từ tổ hợp lai AS996/N22//AS996 vụ Hè Thu năm 2016. Kết quả đánh giá tổng hợp kiểu hình chịu nóng của các dòng lúa lai hồi giao (BC) qua hai vụ khảo sát.

Phân tích tính ổn định, thích nghi về năng suất của các dòng lúa chịu nóng triển vọng. Phân tích tính ổn định, thích nghi về năng suất của các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng trồng vụ Đông Xuân 2015 - 2016. Phân tích năng suất, chỉ số thích nghi và chỉ số ổn định của các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng trồng vụ Đông Xuân 2015 – 2016 .2 Phân tích ổn định, thích nghi các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng về năng suất trồng vụ Đông Xuân 2015 - 2016. Đánh giá tính ổn định, thích nghi về năng suất các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng vụ Hè Thu năm 2016.

Phân tích qua nhiều điểm các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng vụ Hè Thu năm 2016 .2 Phân tích ổn định, thích nghi các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng về năng suất vụ Hè Thu năm 2016. Phân nhóm kiểu gen và môi trường của các dòng lúa lai chịu nóng triển vọng trồng vụ Hè Thu năm 2016 .121 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .124 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .126 TÀI LIỆU THAM KHẢO .140 viii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT AFLP Amplicon fragment length polymorphism – Sự đa hình các đoạn khuếch đại AMMI Additive main effects and multiplicative interaction models ANCOVA Analysis of covariance – phân tích hợp phương sai ANOVA Analysis of variance – phân tích phương sai AYT Advanced yield trial - Bộ giống so sánh hậu kỳ BC Backcrossing - Hồi giao BĐKH Biến đổi khí hậu bi Chỉ số thích nghi cDNA Phân tử complementary deoxyribonucleic acid Chr. Chromosome - nhiễm sắc thể CV Coefficient of variance – hệ số biến thiên (%) ĐC Đối chứng ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long DMRT Duncan multiple range test – trắc nghiệm phân hạng Duncan.