Luận án khai thác vật liệu khởi đầu nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu hiệu quả

Tìm hiểu phương pháp chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu hiệu quả. Khám phá vật liệu di truyền mới trong nghiên cứu nông nghiệp tiên tiến.

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ nông nghiệp

Năm xuất bản

Số trang

228

Thời gian đọc

35 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Tác hại rầy nâu hại lúa và sự cấp thiết của đề tài
Số trang:
228 trang
Trường:
Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
Chuyên ngành:
Công nghệ sinh học
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Tác hại rầy nâu hại lúa và sự cấp thiết của đề tài

Rầy nâu hại lúa (Nilaparvata lugens) là đối tượng dịch hại nguy hiểm hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp. Côn trùng này chích hút nhựa cây trực tiếp ở bẹ lá. Cây lúa bị mất nước, khô héo, cháy rầy và có thể chết hoàn toàn. Rầy nâu còn là môi giới truyền hai bệnh virus nguy hiểm là vàng lùn và lùn xoắn lá. Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật quá mức làm phát sinh hiện tượng kháng thuốc. Chi phí sản xuất tăng cao và môi trường sinh thái bị ô nhiễm nghiêm trọng. Các giống lúa mang đơn gen kháng thường nhanh chóng bị bẻ gãy tính kháng sau vài vụ canh tác. Áp lực chọn lọc khiến các quần thể rầy nâu liên tục xuất hiện độc tính mới. Do đó, chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu là giải pháp sinh học an toàn và bền vững nhất. Đề tài tập trung khai thác các nguồn vật liệu khởi đầu mới nhằm tạo ra giống lúa có tính kháng bền vững tại Đồng bằng sông Cửu Long.

1.1. Tác hại nghiêm trọng của loài côn trùng Nilaparvata lugens

Côn trùng Nilaparvata lugens gây thiệt hại nặng nề cho ngành sản xuất lúa gạo tại châu Á và Việt Nam. Cả rầy non và rầy trưởng thành đều gây hại bằng cách chích hút chất dinh dưỡng từ mạch rây của cây lúa. Khi mật độ rầy tăng cao, ruộng lúa xuất hiện các mảng cháy rầy hình tròn rồi lan rộng ra toàn bộ cánh đồng. Cây lúa bị cháy khô trước khi trổ bông khiến năng suất giảm nghiêm trọng hoặc mất trắng hoàn toàn. Bên cạnh việc hút nhựa, rầy nâu còn truyền các bệnh virus lùn xoắn lá và vàng lùn. Cây nhiễm virus sẽ lùn còi, lá xoắn vàng và không thể hình thành hạt. Biến đổi khí hậu khiến chu kỳ phát sinh của rầy nâu diễn ra nhanh và phức tạp hơn. Việc kiểm soát rầy nâu ngoài đồng ruộng đòi hỏi những giải pháp khoa học mang tính chiến lược lâu dài.

1.2. Hạn chế của các biện pháp phòng trừ hóa học truyền thống

Phun thuốc hóa học là biện pháp phòng trừ rầy nâu phổ biến nhất trong thời gian dài. Tuy nhiên, phương pháp này bộc lộ rất nhiều bất cập lớn. Việc lạm dụng thuốc diệt trừ cả các loài thiên địch tự nhiên như nhện, bọ xít nước và ong ký sinh. Sự suy giảm thiên địch làm mất cân bằng sinh thái đồng ruộng, dẫn đến các đợt bùng phát dịch dữ dội hơn. Rầy nâu hình thành tính kháng thuốc nhanh chóng, làm giảm hiệu lực của các hoạt chất bảo vệ thực vật. Nông dân buộc phải tăng liều lượng và số lần phun thuốc trong mỗi vụ mùa. Điều này đẩy chi phí đầu tư lên cao và làm giảm lợi nhuận kinh tế. Dư lượng hóa chất đe dọa trực tiếp đến sức khỏe con người và làm ô nhiễm nguồn nước. Nông sản gặp rào cản lớn khi xuất khẩu sang các thị trường khó tính.

1.3. Cơ chế kháng tự nhiên của cây lúa đối với rầy nâu

Cây lúa tự bảo vệ trước sự tấn công của rầy nâu qua ba cơ chế chính. Cơ chế kháng hóa sinh (antibiosis) tiết ra các hợp chất gây ức chế tiêu hóa, giảm khả năng sinh sản và rút ngắn tuổi thọ của rầy. Côn trùng hút nhựa cây mang cơ chế này sẽ phát triển còi cọc và chết non. Cơ chế không ưa thích (antixenosis) ngăn cản rầy nâu định cư, chích hút và đẻ trứng nhờ cấu trúc cơ học hoặc mùi xua đuổi. Cơ chế chống chịu (tolerance) giúp cây lúa duy trì sinh trưởng bình thường và cho năng suất tốt dù mật độ rầy trên cây cao. Sự phối hợp của các cơ chế này tạo nên hàng rào phòng thủ đa tầng cho cây trồng. Hiểu rõ từng cơ chế giúp các nhà khoa học định hướng chọn tạo giống lúa kháng rầy hiệu quả.

II. Khai thác nguồn gen lúa hoang tạo vật liệu khởi đầu

Nền tảng di truyền của các giống lúa canh tác hiện nay đang bị thu hẹp dần. Đa số các giống thương phẩm chỉ mang một vài gen kháng rầy quen thuộc đã bị bẻ gãy. Khai thác nguồn gen lúa hoang là hướng đi cần thiết để tìm kiếm các alen kháng mới. Các loài lúa hoang dã chứa đựng kho tàng biến dị di truyền vô cùng phong phú. Chúng đã trải qua quá trình chọn lọc tự nhiên khắc nghiệt hàng ngàn năm dưới áp lực sâu bệnh. Nghiên cứu tập trung thu thập, đánh giá và giải mã các nguồn vật liệu lúa hoang bản địa. Các chỉ thị phân tử được ứng dụng để định danh các đoạn nhiễm sắc thể mang tính kháng quý. Đây là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng để mở rộng tính đa dạng di truyền cho các giống lúa trồng hiện đại.

2.1. Tiềm năng quý giá từ loài lúa hoang Oryza rufipogon

Loài lúa hoang Oryza rufipogon là nguồn tài nguyên di truyền quý giá cho công tác cải tiến giống lúa. Loài này phân bố tự nhiên tại nhiều vùng trũng ngập của Việt Nam và thích nghi cao với điều kiện bất lợi. Bộ gen của Oryza rufipogon chứa nhiều gen kháng rầy nâu có phổ kháng rộng và mức độ biểu hiện mạnh. Nhiều nghiên cứu đã phát hiện các locus gen kháng mới từ loài này chưa từng có ở lúa trồng Oryza sativa. Tuy nhiên, lúa hoang cũng mang nhiều đặc tính nông học không mong muốn như hạt dễ rụng, râu hạt dài và năng suất thấp. Kỹ thuật lai hồi giao kết hợp chọn lọc phân tử giúp chuyển các đoạn gen kháng quý vào giống lúa trồng. Việc này vừa bảo tồn được gen kháng vừa loại bỏ triệt để các tính trạng xấu.

2.2. Đánh giá tính kháng của các mẫu giống và vật liệu thu thập

Công tác thanh lọc nhân tạo trong nhà lưới được tiến hành trên hàng loạt mẫu giống lúa trồng và lúa hoang. Bốn quần thể rầy nâu đại diện cho các vùng sinh thái ĐBSCL được sử dụng để khảo sát độc tính. Phương pháp đánh giá mạ chuẩn theo tiêu chuẩn của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) được áp dụng nghiêm ngặt. Kết quả cho thấy hầu hết các giống lúa sản xuất đại trà đều nhiễm rầy ở mức điểm 7 đến điểm 9. Ngược lại, các mẫu nguồn gen lúa hoang Oryza rufipogon biểu hiện tính kháng rất cao với điểm hại từ 1 đến 3. Sự phân hóa độc tính giữa các quần thể rầy nâu tại các địa phương diễn ra rõ nét. Quá trình đánh giá đã sàng lọc được các dòng vật liệu ưu tú phục vụ trực tiếp cho các chương trình lai tạo giống tiếp theo.

III. Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử tăng cường độ chính xác

Phương pháp chọn giống truyền thống dựa trên kiểu hình thường tốn nhiều thời gian và công sức. Kết quả chọn lọc dễ bị sai lệch do tác động của các yếu tố môi trường bên ngoài. Kỹ thuật chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS) mang lại bước tiến vượt bậc. Phương pháp MAS cho phép nhận diện chính xác các gen kháng rầy nâu ở cấp độ phân tử ADN. Quá trình chọn lọc kiểu gen được thực hiện ngay từ giai đoạn cây mạ non trong phòng thí nghiệm. Nhà chọn giống không cần phải lây nhiễm rầy thật trên đồng ruộng để đánh giá. Chu kỳ chọn tạo giống được rút ngắn đáng kể từ 2 đến 3 vụ. Tỷ lệ chọn đúng các cá thể mang gen mong muốn đạt mức tuyệt đối.

3.1. Ưu thế vượt trội của kỹ thuật Marker Assisted Selection

Kỹ thuật Marker-Assisted Selection nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong chọn tạo giống lúa. MAS cho phép xử lý và phân tích hàng trăm mẫu lá mỗi ngày với độ chính xác cao. Phương pháp này hoàn toàn không phụ thuộc vào mùa vụ hay diễn biến thời tiết ngoài tự nhiên. Cây lúa không phải trải qua áp lực dịch hại nhân tạo gây chết cây trước khi thu hạt giống. MAS loại trừ hiện tượng chọn nhầm do các tác động che lấp kiểu hình hoặc biến dị môi trường. Kỹ thuật này giúp theo dõi chính xác sự di truyền của các gen mục tiêu qua từng thế hệ lai. Diện tích ruộng thí nghiệm và chi phí nhân công chăm sóc được giảm thiểu tối đa. MAS là công cụ cốt lõi thúc đẩy hiện đại hóa nông nghiệp.

3.2. Sử dụng chỉ thị phân tử định vị các gen kháng rầy nâu

Các chỉ thị phân tử SSR và STS liên kết chặt với gen kháng được thiết kế và ứng dụng thành công. Các chỉ thị này đóng vai trò như những cột mốc định vị chính xác vị trí gen trên các nhiễm sắc thể lúa. Nghiên cứu tập trung phát hiện các locus gen kháng chủ lực như Bph3, Bph14, Bph18 và Bph20. Khoảng cách di truyền giữa chỉ thị và gen mục tiêu rất ngắn giúp giảm thiểu tỷ lệ tái tổ hợp sai lệch. Phản ứng nhân chuỗi PCR và kỹ thuật điện di gel agarose phân tách rõ ràng các băng alen đặc trưng. Nhờ đó, các cá thể đồng hợp tử và dị hợp tử được phân loại chính xác ở từng thế hệ con lai. Việc kiểm soát kiểu gen ở mức độ ADN đảm bảo độ thuần và tính ổn định di truyền của dòng chọn lọc.

IV. Chiến lược cộng gộp gen Bph tăng tính kháng bền vững

Các giống lúa chỉ mang một gen Bph đơn lẻ thường nhanh chóng bị rầy nâu thích nghi và bẻ gãy tính kháng. Chiến lược cộng gộp gen (gene pyramiding) là giải pháp tối ưu nhằm giải quyết triệt để vấn đề này. Kỹ thuật này tích hợp từ hai đến ba gen Bph có cơ chế tác động khác nhau vào cùng một nền di truyền. Sự kết hợp đa gen tạo ra hệ thống phòng vệ đa tầng và toàn diện cho cây lúa. Quần thể rầy nâu rất khó có thể đột biến đồng thời để vô hiệu hóa nhiều cơ chế kháng cùng lúc. Nhờ vậy, tính kháng của cây lúa trở nên bền vững hơn và duy trì phổ kháng rộng trước nhiều quần thể rầy. Đề tài đã xây dựng thành công quy trình lai tạo và quy tụ các gen Bph chủ lực.

4.1. Kỹ thuật gene pyramiding tích hợp đa gen vào một giống

Quy trình gene pyramiding đòi hỏi thiết kế các tổ hợp lai phức tạp giữa các dòng bố mẹ mang từng gen Bph riêng biệt. Các thế hệ con lai F1 tiếp tục được lai tích lũy hoặc hồi giao với giống lúa cao sản làm nền. Kỹ thuật chọn giống nhờ chỉ thị phân tử được ứng dụng để kiểm tra đồng thời sự hiện diện của tất cả các gen mục tiêu. Chỉ những cá thể mang đầy đủ các alen kháng mong muốn mới được chọn giữ lại để nhân dòng. Kỹ thuật này ngăn ngừa sự phân ly tính trạng và cố định kiểu gen ưu việt ở các thế hệ sau. Việc quy tụ nhiều gen kháng không làm ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính nông học quý của giống nền. Cây lúa tạo ra vừa giữ được năng suất cao vừa có khả năng tự bảo vệ vượt trội.

4.2. Hiệu quả kháng rầy vượt trội của các dòng mang đa gen Bph

Các dòng lúa mang tổ hợp đa gen Bph thể hiện mức độ kháng rầy vượt trội hơn hẳn so với các dòng mang đơn gen. Khi rầy nâu chích hút, cây lúa kích hoạt đồng thời cả phản ứng kháng hóa sinh lẫn cơ chế không ưa thích. Tỷ lệ sống sót, lượng dịch hút và khả năng đẻ trứng của côn trùng đều suy giảm rõ rệt. Cây lúa duy trì trạng thái sinh trưởng xanh tốt ngay cả dưới áp lực rầy nâu mật độ cao. Điểm hại của các dòng cộng gộp gen luôn duy trì ổn định ở mức kháng cao từ điểm 1 đến điểm 3. Tính kháng này biểu hiện đồng đều khi thử nghiệm với các quần thể rầy nâu thu thập từ nhiều tỉnh thành. Nguy cơ bùng phát dịch rầy nâu trên các giống lúa đa gen được kiểm soát ở mức tối thiểu.

V. Đánh giá chọn tạo giống lúa kháng rầy triển vọng mới

Sau các bước đánh giá trong phòng thí nghiệm và nhà lưới, các dòng lúa triển vọng được đưa ra khảo nghiệm ngoài đồng. Đề tài tiến hành theo dõi toàn diện các đặc tính sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất thực tế. Các dòng lúa ưu tú biểu hiện khả năng thích ứng cao với điều kiện sinh thái nông nghiệp tại ĐBSCL. Thời gian sinh trưởng của các dòng dao động từ 95 đến 105 ngày, rất phù hợp với cơ cấu mùa vụ canh tác. Cây lúa phát triển cứng cáp, đẻ nhánh khỏe, bộ lá đòng thẳng đứng và tỷ lệ hạt chắc trên bông cao. Năng suất hạt đạt từ 6 đến 8 tấn/ha, tương đương hoặc cao hơn các giống đối chứng cao sản. Phẩm chất hạt gạo đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, phục vụ tốt cho nhu cầu tiêu thụ nội địa và xuất khẩu.

5.1. Khảo nghiệm đồng ruộng và đánh giá đặc tính nông sinh học

Khảo nghiệm ngoài đồng giúp kiểm chứng tính ổn định kiểu hình và năng suất của các dòng lúa chọn lọc. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với nhiều lần lặp lại tại các vùng sinh thái trọng điểm. Các chỉ tiêu về chiều cao cây, số bông hữu hiệu trên khóm và mức độ tàn lá được ghi nhận chi tiết. Các dòng lúa mang gen kháng rầy nâu sinh trưởng mạnh mẽ, kháng tốt với bệnh đạo ôn và bệnh cháy bìa lá. Thân cây to khỏe giúp hạn chế tối đa nguy cơ đổ ngã trong mùa mưa lũ. Khả năng chống chịu phèn và mặn nhẹ của một số dòng lúa cũng được đánh giá rất tích cực. Kết quả khảo nghiệm thực tế khẳng định tiềm năng nông học vượt trội của các dòng lúa mới tại vùng ĐBSCL.

5.2. Định hướng ứng dụng và phát triển giống lúa vào sản xuất

Các dòng lúa kháng rầy nâu triển vọng mở ra hướng đi bền vững cho sản xuất lúa gạo hàng hóa. Việc đưa các giống lúa này vào cơ cấu mùa vụ giúp giảm mạnh lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng trên đồng ruộng. Nông dân tiết kiệm được chi phí vật tư nông nghiệp và gia tăng hiệu quả kinh tế trên mỗi hecta canh tác. Sản phẩm lúa gạo đáp ứng tốt các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm khắt khe của thị trường quốc tế. Nguồn vật liệu này còn đóng vai trò là nguồn gen bố mẹ quý giá cho các chương trình chọn giống lúa tiếp theo. Cần tiếp tục theo dõi biến động độc tính của rầy nâu để có chiến lược bổ sung gen kháng kịp thời. Mở rộng diện tích trồng lúa kháng rầy góp phần bảo đảm an ninh lương thực quốc gia.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH SÁCH BẢNG
DANH SÁCH HÌNH
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU
prefix.1. Tính cấp thiết của đề tài
prefix.2. Mục tiêu của đề tài
prefix.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
prefix.3.1. Ý nghĩa khoa học
prefix.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
prefix.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
prefix.4.1. Đối tượng nghiên cứu
prefix.4.2. Phạm vi nghiên cứu
prefix.5. Tính mới của đề tài
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Giới thiệu sơ lược về rầy nâu
1.2. Tình hình gây hại của rầy nâu ở Việt Nam trong những năm gần đây
1.3. Các biện pháp phòng trừ
1.4. Kết quả nghiên cứu giống lúa kháng rầy nâu
1.5. Cơ chế kháng rầy nâu của cây trồng
1.5.1. Cơ chế kháng hóa sinh “antibiosis”
1.5.2. Cơ chế không ưa thích “antixenosis”
1.5.3. Cơ chế chống chịu “tolerance”
1.6. Nghiên cứu về gen kháng rầy nâu trên lúa
1.6.1. Di truyền tính kháng rầy nâu ở lúa
1.6.2. Thống kê các gen kháng rầy nâu được phát hiện
1.6.3. Các gen kháng chủ lực hiện nay
1.6.4. Tổng quan các nghiên cứu về gen kháng liên quan đến cơ chế kháng
1.7. Mối tương tác giữa cây lúa và rầy nâu
1.8. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu gen kháng rầy nâu phục vụ công tác chọn tạo giống kháng rầy nâu
1.8.1. Chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu
1.8.2. Tình hình nghiên cứu gen kháng rầy nâu và xây dựng bản đồ di truyền gen kháng rầy nâu, QTLs
1.8.3. Phương pháp lai hồi giao cải tiến
1.8.4. Các nghiên cứu về khai thác vật liệu khởi đầu và ứng dụng MAS trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu
2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.2. Vật liệu nghiên cứu
2.2.1. Giống lúa tham gia thí nghiệm
2.2.2. Quần thể rầy nâu
2.2.3. Chỉ thị phân tử để đánh giá tính kháng rầy nâu
2.2.4. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng
2.2.5. Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm
2.3.2. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới
2.3.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng
2.3.4. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp chung cho các thí nghiệm
2.4.2. Phương pháp riêng cho từng nội dung nghiên cứu
2.4.2.1. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm
2.4.2.2. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới
2.4.2.3. Dùng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng
2.4.2.4. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng
2.4.2.5. Thí nghiệm chọn dòng lúa kháng rầy nâu
2.4.2.6. Khảo nghiệm ngoài đồng các dòng lúa triển vọng được chọn tạo quy tụ gen kháng rầy nâu
2.4.3. Phân tích số liệu
3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm
3.1.1. Đánh giá độc tính của bốn quần thể rầy nâu tại vùng ĐBSCL
3.1.2. Đánh giá tính kháng rầy nâu của một số giống lúa sản xuất phổ biến tại ĐBSCL
3.1.3. Biến động độc tính của 4 quần thể rầy nâu đối với các giống lúa mang gen chuẩn kháng khác nhau
3.2. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống cao sản
3.2.1. Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các dòng và giống lúa cao sản
3.2.2. Cấp hại và phản ứng của các dòng và giống lúa cao sản trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL
3.2.3. Phân nhóm di truyền của các dòng và giống lúa cao sản
3.3. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống lúa mùa
3.3.1. Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các giống lúa mùa
3.3.2. Cấp hại và phản ứng của các giống lúa mùa trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL
3.3.3. Phân nhóm di truyền của các giống lúa mùa
3.4. Đánh giá kiểu gen kháng rầy nâu trên các giống lúa thử nghiệm
3.5. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới
3.5.1. Các thông số di truyền trong phân tích hiệu quả chọn lọc của các tổ hợp lai trên tính trạng kháng rầy nâu
3.5.2. Kết quả tạo hạt hồi giao lần thứ nhất (BC1) cho các quần thể
3.5.3. Kết quả đánh giá các quần thể BC1 và tạo hạt hồi giao lần 2 (BC2)
3.5.4. Kết quả đánh giá các quần thể BC2 và tạo hạt hồi giao lần 3 (BC3)
3.5.5. Kết quả đánh giá sàng lọc cây mang gen kháng và chọn dòng thuần từ các quần thể hồi giao mang gen kháng rầy nâu
3.6. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng
3.6.1. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM6683
3.6.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM7364
3.6.3. Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo quần thể lai hồi giao mang gen kháng rầy nâu
3.7. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng
3.7.1. Chọn dòng lúa kháng rầy nâu ngoài đồng
3.7.2. Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông sinh học của các dòng triển vọng
3.7.3. Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của 14 dòng lúa triển vọng
3.7.4. Kết quả đánh giá một số đặc điểm sinh trƣởng, thành phần năng suất và năng suất của các dòng lúa triển vọng
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án khai thác vật liệu khởi đầu cho công tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (228 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM THỊ KIM VÀNG KHAI THÁC VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP CẦN THƠ – 2019 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHẠM THỊ KIM VÀNG KHAI THÁC VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS. NGUYỄN THỊ LANG TS. LƢƠNG MINH CHÂU CẦN THƠ – 2019 luan an Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ----------- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ bất kỳ một luận án hay công trình khoa học nào. Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc, mọi sự giúp đỡ đã đƣợc cảm ơn.

Tác giả luận án Phạm Thị Kim Vàng luan an LỜI CẢM ƠN Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc GS. Nguyễn Thị Lang và TS. Lƣơng Minh Châu đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng nhƣ hoàn chỉnh luận án! Xin chân thành biết ơn Quý thầy cô tham gia giảng dạy lớp nghiên cứu sinh ngành công nghệ sinh học khóa 2014-2018 của cơ sở đào tạo Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long. Anh chị và các em trong bộ môn Di Truyền – Giống và bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long, Công ty Công Nghệ Sinh học PCR và Viện nghiên cứu Nông nghiệp cao Đồng bằng sông Cửu Long đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ các phƣơng tiện, trang thiết bị và vật liệu nghiên cứu để thực hiện đề tài nghiên cứu này.

Ban lãnh đạo Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long, Ban Đào tạo Sau đại học – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế - Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài và hoàn thiện luận án. Sau cùng là gia đình đã luôn động viên khích lệ, tạo điều kiện về thời gian, công sức và kinh tế để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận án Phạm Thị Kim Vàng luan an i MỤC LỤC Trang Mục lục.

i Danh sách bảng. vi Danh sách hình. ix Danh mục từ viết tắt. xii 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 tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Tính mới của đề tài.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI. Giới thiệu sơ lƣợc về rầy nâu. Tình hình gây hại của rầy nâu ở Việt Nam trong những năm gần đây. Các biện pháp phòng trừ.

Kết quả nghiên cứu giống lúa kháng rầy nâu. Cơ chế kháng rầy nâu của cây trồng. 10 luan an ii 1. Cơ chế kháng hóa sinh “antibiosis”.

Cơ chế không ƣa thích “antixenosis”. Cơ chế chống chịu “tolerance”. Nghiên cứu về gen kháng rầy nâu trên lúa. Di truyền tính kháng rầy nâu ở lúa.

Thống kê các gen kháng rầy nâu đƣợc phát hiện. Các gen kháng chủ lực hiện nay. Tổng quan các nghiên cứu về gen kháng liên quan đến cơ chế kháng. Mối tƣơng tác giữa cây lúa và rầy nâu.

Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu gen kháng rầy nâu phục vụ công tác chọn tạo giống kháng rầy nâu. Chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu. Tình hình nghiên cứu gen kháng rầy nâu và xây dựng bản đồ di truyền gen kháng rầy nâu, QTLs. Phƣơng pháp lai hồi giao cải tiến.

Các nghiên cứu về khai thác vật liệu khởi đầu và ứng dụng MAS trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Địa điểm và thời gian nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu.

Giống lúa tham gia thí nghiệm. Quần thể rầy nâu. Chỉ thị phân tử để đánh giá tính kháng rầy nâu. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng.

42 luan an iii 2. Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. Nội dung nghiên cứu. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm.

Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng. Phƣơng pháp nghiên cứu.

Phƣơng pháp chung cho các thí nghiệm. Phƣơng pháp riêng cho từng nội dung nghiên cứu. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới.

Dùng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng. Thí nghiệm chọn dòng lúa kháng rầy nâu. Khảo nghiệm ngoài đồng các dòng lúa triển vọng đƣợc chọn tạo quy tụ gen kháng rầy nâu.

Phân tích số liệu. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm. Đánh giá độc tính của bốn quần thể rầy nâu tại vùng ĐBSCL.

Đánh giá tính kháng rầy nâu của một số giống lúa sản xuất phổ biến tại ĐBSCL. Biến động độc tính của 4 quần thể rầy nâu đối với các giống lúa mang gen chuẩn kháng khác nhau. 63 luan an iv 3. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống cao sản.

Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các dòng và giống lúa cao sản. Cấp hại và phản ứng của các dòng và giống lúa cao sản trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL. Phân nhóm di truyền của các dòng và giống lúa cao sản. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống lúa mùa.

Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các giống lúa mùa. Cấp hại và phản ứng của các giống lúa mùa trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL. Phân nhóm di truyền của các giống lúa mùa. Đánh giá kiểu gen kháng rầy nâu trên các giống lúa thử nghiệm.

Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lƣới. Các thông số di truyền trong phân tích hiệu quả chọn lọc của các tổ hợp lai trên tính trạng kháng rầy nâu. 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 các quần thể BC2 và tạo hạt hồi giao lần 3 (BC3). Kết quả đánh giá sàng lọc cây mang gen kháng và chọn dòng thuần từ các quần thể hồi giao mang gen kháng rầy nâu. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM6683.

Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM7364. Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo quần thể lai hồi giao mang gen kháng rầy nâu. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng. Chọn dòng lúa kháng rầy nâu ngoài đồng.

Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông sinh học của các dòng triển vọng. Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của 14 dòng lúa triển vọng. Kết quả đánh giá một số đặc điểm sinh trƣởng, thành phần năng suất và năng suất của các dòng lúa triển vọng. 119 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.

127 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 128 luan an vi DANH SÁCH BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1 Nguồn gen kháng rầy nâu trong các giống lúa của IRRI .2 Tƣơng quan giữa gen kháng và các loại hình sinh học của rầy nâu .1 Danh sách các mồi sử dụng trong phản ứng PCR .2 Thang đánh giá thiệt hại đối với sự gây hại của rầy nâu trên các giống lúa .3 Cấp hại và mức độ kháng rầy nâu .4 Cấp hại và triệu trứng cây mạ bị hại .5 Chuẩn bị dung dịch PCR cho một phản ứng .6 Chƣơng trình chạy PCR cho SSR .1 Sự thay đổi tính kháng rầy nâu của một số giống lúa phổ biến từ năm 2009 – 2018 tại ĐBSCL .2 Cấp gây hại do 4 quần thể rầy nâu Cần Thơ, Đồng Tháp, Tiền Giang, Hậu Giang trên các giống lúa mang gen chuẩn kháng khác nhau, vụ Đông Xuân 2014 - 2015 .3 Sự thay đổi tính kháng rầy nâu của bộ giống lúa chỉ thị rầy nâu tại ĐBSCL .4 Phân nhóm gen kháng đối với các Biotype rầy nâu theo phân loại của Nhật Bản và Philipin .5 Chỉ số gây hại của các quần thể rầy nâu trên các dòng/giống lúa cao sản (%), Viện lúa ĐBSCL, Đông Xuân 2014-2015 .6 Cấp hại và phản ứng của các dòng/giống lúa cao sản đối với sự gây hại của rầy nâu, Viện lúa ĐBSCL, Đông Xuân 2014-2015 .7 Chỉ số hại và phản ứng các giống cao sản có kiểu hình kháng với 1-4 quần thể rầy nâu. 73 luan an vii 3.8 Chỉ số gây hại của các quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các giống lúa mùa, Viện lúa ĐBSCL, Hè Thu 2015 .9 Cấp hại và phản ứng của các giống lúa mùa đối với sự gây hại của rầy nâu, Viện lúa ĐBSCL, Hè Thu 2015.10 Chỉ số hại và phản ứng các giống lúa mùa có kiểu hình kháng với 1-4 quần thể rầy nâu.11 Đánh giá số alen, kiểu hình của các chỉ thị SSR liên kết với các gen trên các giống .12 So sánh kiểu gen và kiểu hình trên 5 chỉ thị phân tử.13 So sánh tƣơng quan giữa kiểu hình và kiểu gen .14 Phản ứng với rầy nâu ở thế hệ F2 của các tổ hợp lai .15 Các thông số di truyền qua phân tích quần thể F1 .6 Các thông số di truyền qua phân tích quần thể F2 .

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

Trích dẫn luận án này

Phạm Thị Kim Vàng (2019). Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới [Luận án tiến sĩ, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam]. LuanAn.net. https://luanan.net/nong-hoc/bao-ve-thuc-vat/luan-an-khai-thac-vat-lieu-khang-ray-nau

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" nghiên cứu về vấn đề gì?

Tìm hiểu phương pháp chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu hiệu quả. Khám phá vật liệu di truyền mới trong nghiên cứu nông nghiệp tiên tiến.

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Năm bảo vệ: 2019.

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" thuộc chuyên ngành Công nghệ sinh học. Danh mục: Bảo Vệ Thực Vật.

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" có bao nhiêu trang?

Luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" có 228 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu: Khai thác vật liệu mới" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter