So sánh đặc điểm sinh lý hoá sinh liên quan đến khả năng chịu mất nước của một s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LỜI CẢM ƠN ----------------------------- Để hoàn thành công trình nghiên cứu này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo và bạn bè. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Như Khanh, NGUYỄN bộ môn THỊ NGỌC LANSinh lý thực vật, Khoa Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này. Tôi xin trân trọng cảm ơn tới các thầy cô khoa Sinh - KTNN, trường SO SÁNH Đại học Sư phạmĐẶC Nguyên;SINH Thái ĐIỂM khoa LÝ, Sinh HOÁ SINH - KTNN, LIÊN trường Đại QUAN ĐẾN học Sư phạm HàKHẢ NĂNG Nội luôn CHỊU tạo mọi điều MẤT NƯỚC kiện cho CỦA tôi trong suốtMỘT SỐ nghiên thời gian GIỐNG LÚA CẠN cứu. TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl Tôi xin chân thànhXỬ cảmLÝ các cán ơn HẠT bộ ở phòng TRƯỚC KHIHoá sinh - protein, Viện GIEO Công nghệ sinh học; phòng Kỹ thuật, sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Thái Nguyên; Công ty Vật tư nông lâm nghiệp thuỷ lợi Thái Nguyên; Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Tác giả NGUYỄN THỊ NGỌC LAN HÀ NỘI - NĂM 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ----------------------------- NGUYỄN THỊ NGỌC LAN SO SÁNH ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HOÁ SINH LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU MẤT NƯỚC CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl XỬ LÝ HẠT TRƯỚC KHI GIEO Chuyên ngành: SINH LÝ HỌC THỰC VẬT Mã số: 62.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Nguyễn Như Khanh 2. Chu Hoàng Mậu HÀ NỘI - NĂM 2011 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Như Khanh và PGS. Chu Hoàng Mậu đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS. Nguyễn Văn Đính, TS.Nguyễn Vũ Thanh Thanh, các cán bộ khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên, các cán bộ phòng Công nghệ Tế bào Thực vật, Viện Công nghệ Sinh học, các cán bộ tổ Sinh lý Thực vật và ứng dụng, khoa Sinh học, trường ĐH Sư phạm Hà Nội, các cán bộ khoa Khoa học Sự sống, trường ĐH Khoa học, các cán bộ Trung tâm Thực hành thực nghiệm, trường ĐH Nông lâm và các cán bộ phòng Phân tích kiểm tra chất lượng nông sản và vật tư nông nghiệp, Viện Khoa học sự sống, ĐH Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Trung tâm Tài nguyên Di truyền Thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã cung cấp các giống lúa cạn và các tài liệu liên quan phục vụ công tác nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Khoa học - QHQT, Phòng Hành chính- tài vụ, Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên và Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội luôn tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên và giúp đỡ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án. Tác giả luận án LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực. Một số kết quả đã được công bố đồng tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày. năm 2011 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ngọc Lan MỤC LỤC Trang Mở đầu 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 1. Giới thiệu cây lúa cạn 6 1.

Tính chống chịu hạn của cây lúa 19 1. Kali clorua và vai trò của kali đối với cây lúa 26 1. Kỹ thuật sinh học phân tử trong nghiên cứu tính đa dạng di 31 truyền và nghiên cứu gen liên quan đến tính chịu hạn của cây trồng Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.

Vật liệu nghiên cứu 38 2. Phương pháp nghiên cứu 40 2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lý 41 2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh 43 2.

Phương pháp nghiên cứu chỉ tiêu nông học 44 2. Các phương pháp sinh học phân tử 45 2. Phương pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu 50 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.

Khả năng chịu mất nước ở giai đoạn mạ của các giống lúa cạn nghiên cứu 51 3. Xác định quan hệ di truyền của 25 giống lúa cạn và so sánh trình 70 tự gen LTP liên quan đến khả năng chịu mất nước của cây lúa cạn 3. Kết quả xác định quan hệ di truyền của 25 giống lúa cạn nghiên 70 cứu bằng kỹ thuật RAPD 3. Kết quả so sánh trình tự gen LTP liên quan đến khả năng chịu 77 mất nước của cây lúa cạn 3.

Ảnh hưởng KCl đến đặc điểm sinh lý, hóa sinh liên quan đến khả 84 năng chịu mất nước của lúa cạn 3.1 Hàm lượng kali trong hạt và trong cây mạ sau khi xử lý KCl 86 3. Ảnh hưởng của KCl đến các chất có hoạt tính thẩm thấu và áp 87 suất thẩm thấu của cây mạ 3. Ảnh hưởng của KCl đến hoạt độ của một số enzym trong cây mạ 95 3. Ảnh hưởng của KCl đến huỳnh quang diệp lục 98 3.

Ảnh hưởng của KCl đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng 103 suất của các giống lúa cạn 3. Đánh giá chất lượng hạt dựa trên một số chỉ tiêu sinh hóa 108 Kết luận và đề nghị 113 Danh mục công trình đã công bố liên quan đến đề tài 115 Tài liệu tham khảo 116 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ADN Axit Deoxyribo Nucleic AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism bp Base pair CT Công thức CTTN Công thức thí nghiệm DL Diệp lục ĐC Đối chứng đtg Đồng tác giả ĐVHĐ Đơn vị hoạt độ FAO Food Agriculture Organization HL Hàm lượng IRRI International Rice Research Institute Kb Kilobase KN Khả năng LT Lý thuyết LTP Lipid transfer proteins Nxb Nhà xuất bản O. sativa Oryza sativa O. glaberrina Oryza glaberrina O.

perennis Oryza perennis P5CS Pyrrline-5-casboxylate synthase PCR Polymerase Chain Reaction PS I Photosystem I PS II Photosystem II QLT Quantitative trait loci RAPD Randomly Amlified Polymorphic DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism sHSP small heat-shock protein SNP Single Nucleotide Polymorphism STS Sequence Tagged Site SSR Simple Sequence Repeat STT Số thứ tự THN Thoát hơi nước TN Thí nghiệm TT Thực thu DANH MỤC CÁC BẢNG STT Số bảng Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng lúa cả năm của Việt Nam 11 2 Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa cạn trên thế giới 12 3 Bảng 2.1 Danh sách các giống lúa cạn nghiên cứu 38 Kí hiệu và trình tự các nucleotit của 20 mồi RAPD 4 Bảng 2.2 46 sử dụng trong nghiên cứu 5 Bảng 2.3 Thành phần phản ứng RAPD 47 6 Bảng 2.4 Thành phần phản ứng nhân gen LTP 48 Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống lúa cạn 7 Bảng 3.1 52 nghiên cứu 8 Bảng 3.2 Hàm lượng diệp lục tổng số 54 9 Bảng 3.3 Hàm lượng diệp lục liên kết 56 10 Bảng 3.4 Sức hút nước của hạt lúa 59 11 Bảng 3.5 Tham số thống kê về lượng nước mất đi của mô lá 62 12 Bảng 3.6 Hàm lượng nước trong mô lá của cây mạ 64 13 Bảng 3.7 Cường độ thoát hơi nước của cây mạ 66 Tổng hợp xếp hạng của 25 giống lúa cạn theo các chỉ 14 Bảng 3.8 69 tiêu sinh lý liên quan đến khả năng chịu mất nước Tổng số phân đoạn ADN và tỷ lệ số phân đoạn ADN 15 Bảng 3.9 72 đa hình của 20 mồi RAPD Các phân đoạn ADN đặc trưng của các giống lúa cạn 16 Bảng 3.10 76 với các mồi ngẫu nhiên 17 Bảng 3.11 Hàm lượng kali tổng số 86 18 Bảng 3.12 Hàm lượng đường khử 88 19 Bảng 3.13 Hàm lượng prolin của cây mạ 90 20 Bảng 3.14 Hàm lượng axít hữu cơ 92 21 Bảng 3.15 Áp suất thẩm thấu của cây mạ 94 22 Bảng 3.16 Hoạt độ enzyme catalase của cây mạ 96 23 Bảng 3.17 Hoạt độ enzyme peroxydase của cây mạ 97 24 Bảng 3.18 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ cây mạ 100 25 Bảng 3.19 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ đẻ nhánh 101 26 Bảng 3.20 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ làm đòng 102 27 Bảng 3.21 Các yếu tố cấu thành năng suất của vụ xuân 2010 103 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của vụ 28 Bảng 3.23 Các yếu tố cấu thành năng suất của vụ mùa 2010 106 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của vụ 30 Bảng 3.24 107 mùa 2010 Hàm lượng các axit amin trong hạt gạo của một số 31 Bảng 3.25 111 giống lúa cạn nghiên cứu DANH MỤC CÁC HÌNH STT Số hình Tên hình Trang 1 Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm tổng quát 40 2 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đồng ruộng 44 3 Hình 3.1 Khả năng giữ nước của mô lá 62 4 Hình 3.2 Hình ảnh điện di sản phẩm RAPD với mồi M7 71 5 Hình 3.3 Hình ảnh điện di sản phẩm RAPD với mồi M20 71 Sơ đồ hình cây mô tả mối quan hệ di truyền của 25 6 Hình 3.4 74 giống lúa cạn Ảnh điện di sản phẩm PCR với cặp mồi LTPrF – 7 Hình 3.6 Ảnh điện di plasmid tái tổ hợp mang gen LTP 79 Trình tự gen LTP của giống Blao cô cả, Giằng bau, 9 Hình 3.7 82 Khẩu lẩy khao và giống Yukihikari So sánh trình tự axit amin suy diễn trong protein do 10 Hình 3.8 83 gen LTP mã hoá Hàm lượng protein và lipit trong hạt của các giống 11 Hình 3.9 109 lúa cạn nghiên cứu 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Lúa là nguồn lương thực chính của hơn một nửa dân số thế giới, được trồng khắp nơi, đặc biệt ở khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới ở châu Á, châu Phi, Bắc Mỹ và Nam Mỹ. Việt Nam là một trong những nước nằm ở trung tâm lúa thế giới. Sản xuất lúa gắn liền với sự phát triển nông nghiệp nước ta.

So với các nước trên thế giới, nhu cầu tiêu thụ lúa gạo của Việt Nam được xếp vào hàng thứ 5 (sau các nước Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ, Bangladesh). Nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, nghề trồng lúa ở Việt Nam không ngừng được phát triển.