Luận án thạc sĩ: Nghiên cứu đặc điểm di truyền giống mít cổ loa góp phần phục hồi nguồn gen cây ăn quả đặc sản địa phương - Phạm Tiến Toàn (Học viện KH&CN)

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Phạm Tiến Toàn NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN GIỐNG MÍT CỔ LOA GÓP PHẦN PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN CÂY ĂN QUẢ ĐẶC SẢN ĐỊA PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Hà Nội, 2019 luan an i BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Phạm Tiến Toàn NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN GIỐNG MÍT CỔ LOA GÓP PHẦN PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN GEN CÂY ĂN QUẢ ĐẶC SẢN ĐỊA PHƯƠNG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Người hướng dẫn 1: TS. Nguyễn Như Toản Người hướng dẫn 2: TS. Phạm Hùng Cương Hà Nội, 2019 luan an ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

Mọi sự giúp đỡ và các thông tin trích dẫn đã được nêu rõ nguồn gốc. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này. Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2019 Tác giả Phạm Tiến Toàn luan an iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, học viện Khoa Học và Công Nghệ, các thầy giáo, cô giáo đã tham gia quản lý, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn khoa học TS.

Nguyễn Như Toản - Trường ĐHTĐ Hà Nội và TS. Phạm Hùng Cương - TTTN thực vật – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, người đã luôn tận tình, dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hướng dẫn thực hiện nghiên cứu và đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Cám ơn các bạn bè và người thân đã giúp đỡ động viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu của bản thân. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2019 Tác giả luận văn Phạm Tiến Toàn luan an iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

ii LỜI CẢM ƠN. iii MỤC LỤC. iv DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC CÁC BẢNG.

viii DANH MỤC CÁC HÌNH. ix MỞ ĐẦU. Lý do chọn đề tài:. Mục tiêu nghiên cứu.

Yêu cầu của đề tài. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI.

Đặc điểm sinh vật học của Mít. Nguồn gốc và phân bố cây mít. Đặc điểm thực vật học của cây mít. Yêu cầu sinh thái của cây mít.

Tình hình nghiên cứu Mít trên thế giới. Nghiên cứu về giá trị sử dụng của Mít. Nghiên cứu về nông học với cây Mít. Nghiên cứu về đa dạng di truyền.

Tình hình nghiên cứu mít ở Việt Nam. Nghiên cứu về giá trị sử dụng của cây mít. Nghiên cứu về nông học và đa dạng nguồn gen mít. Tổng quan về các loại chỉ thị phân tử thường được sử dụng.

Đặc điểm tự nhiên, xã hội ở khu vực nghiên cứu. 35 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Đánh giá đặc điểm nông sinh học nguồn gen Mít Cổ Loa và xây dựng bảng mô tả nguồn gen Mít Cổ Loa. Đánh giá mối quan hệ di truyền nguồn gen Mít Cổ Loa bằng kỹ thuật sinh học phân tử ISSR.Đánh giá mối quan hệ di truyền giữa Mít Cổ Loa và một số giống Mít khác. Phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu đánh giá đặc điểm nông sinh học, xây dựng bảng mô tả nguồn gen Mít Cổ Loa.

Phương pháp đánh giá chất lượng quả nguồn gen Mít Cổ Loa. Phương pháp đánh giá mối quan hệ di truyền bằng kỹ thuật sinh học phân tử nguồn gen Mít Cổ Loa và một số giống Mít khác. Xử lý số liệu. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.

45 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 46 luan an vi 3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, xây dựng bảng mô tả nguồn gen của quần thể giống Mít Cổ Loa. Đặc điểm nông sinh học và chất lượng nguồn gen Mít Cổ Loa.

Đặc điểm hình thái tán và thân nguồn gen mít Cổ Loa. Đặc điểm hình thái lá và quả nguồn gen mít Cổ Loa. Các thời kỳ ra hoa, quả và chín trong năm của cây Mít Cổ Loa. Đặc điểm múi, hạt của cây Mít Cổ Loa.

Đánh giá chất lượng quả Mít Cổ Loa. Xây dựng bảng mô tả giống Mít Cổ Loa. Đa dạng di truyền nguồn gen Mít Cổ Loa bằng ở mức độ phân tử. Sự đa hình sản phẩm PCR khi sử dụng các chỉ thị ISSR khác nhau trên các mẫu Mít Cổ Loa.

Mối quan hệ di truyền giữa các cá thể trong quần thể mít Cổ Loa. Đánh giá mối quan hệ di truyền giữa Mít Cổ Loa với các giống mít phổ biến khác bằng giải trình tự hệ gen. So sánh trình tự gen của các mẫu nghiên cứu:. Đối chiếu các trình tự nghiên cứu trên ngân hàng gen.

Mối quan hệ di truyền giữa các giống mít. 70 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO. BẢNG MÔ TẢ GIỐNG MÍT CỔ LOA.

KẾT QUẢ GIẢI TRÌNH TỰ HỆ GEN LỤC LẠP VÀ GEN NHÂN CỦA 4 GIỐNG MÍT. MỘT SỐ HÌNH ẢNH MÍT CỔ LOA. 88 luan an vii DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Nghĩa của từ ACP Axit phosphatase ADH Alcohol dehidrogenase AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism EDDHA natri ferric diethylenediamine di- oydroxyphenylaceatte EDTHA natri ferric diethylenetriamine pentaacetate GA3 Gibberellic GOT Glutamate oxaloacetate transaminase IAA axitIndole-3-acetic IB The BIOVERSITY INTERNATIONAL IBA Axit Indole-3-butyric ISSR Inter Simple Sequence Repeats MDH Malete dehidrogenase ML Maximum Livelihood NAA axit axetic α-naphthalene PCR Polymerase Chain Reaction RAPD Random Amplified Polymorphic RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism SNP single Nucleotide Polymorphism SSR Simple Sequence Repeat UTFANET Cây ăn quả nhiệt đới chưa được quan tâm sử dụng CS Cộng sự CTV Cộng tác viên TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam luan an viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 2.1 Thành phần hỗn hợp PCR 42 Bảng 2.2 Chu trình nhiệt PCR 43 Bảng 2.3 Ký hiệu mẫu và ký hiệu trình từ gen nghiên cứu 44 Bảng tổng hợp các cây Mít cổ thụ trên 50 tuổi tại Cổ Bảng 3.2 Kết quả điều tra và xác định các mẫu giống Mít Cổ Loa 47 Đặc điểm hình thái của các mẫu giống nguồn gen mít Cổ Bảng 3.4 Một số đặc điểm hình thái lá, quả nguồn gen Mít Cổ Loa 52 Bảng 3.5 Thời gian ra hoa của một số mẫu giống mít Cổ Loa 53 Bảng 3.6 Thời gian quả chín của một số mẫu giống mít Cổ Loa 54 Bảng 3.7 Kích thước múi, hạt của một số mẫu giống mít Cổ Loa 55 Bảng 3.8 Đánh giá cảm quan giống mít Cổ Loa tại Đông Anh, Hà Nội 56 Một số đặc điểm cấu thành năng suất Mít Cổ Loa tại Bảng 3.9 57 Đông Anh, Hà Nội, 2017 Bảng 3.10 Kết quả phân tích chất lượng các mẫu mít Cổ Loa 58 Bảng 3.11 Một số chỉ tiêu hóa sinh của mít Cổ Loa so sánh với Mít 59 miền Nam (giá trị trung bình) Tổng số băng, số phân đoạn và tỷ lệ đa hình khi sử dụng Bảng 3.12 66 08 mồi ISSR Bảng 3.13 Hệ số tương đồng di truyền của 20 mẫu mít nghiên cứu 68 luan an ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Đặc điểm quả của mít Cổ Loa tại xã Cổ Loa, Đông Hình 3.1 88 Anh, Hà Nội Hình 3.2 Đặc điểm hoa điển hình của giống Mít Cổ Loa 89 Hình 3.3 Đặc trưng màu sắc múi và tỷ lệ phần ăn được của giống 89 Mít Cổ Loa Hình 3.4 Điện di ADN tổng số của 20 mẫu Mít 60 Hình 3.5 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR1 61 Hình 3.6 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR2 61 Hình 3.7 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR3 62 Hình 3.8 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR5 62 Hình 3.9 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR6 63 Hình 3.10 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR7 64 Hình 3.11 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR8 64 Hình 3.12 Hình ảnh điện di sản phẩm ISSR sử dụng mồi ISSR10 65 Sơ đồ quan hệ di truyền của 20 mẫu mít nghiên cứu Hình 3.13 69 theo hệ số của Jaccard và kiểu phân nhóm UPGMA.14 Cây phát sinh chủng loại 4 giống mít và loài công bố 71 luan an 1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xã Cổ Loa thuộc huyện Đông Anh nằm ở phía Bắc, cách trung tâm Hà Nội 12km, là một trong những khu di tích khảo cổ lớn nhất hội tụ các giai đoạn lịch sử đồ đá, đồ đồng, sắt, được nhà nước xếp hạng năm 1962.

Trong ký ức dân gian Cổ Loa hiện còn lưu truyền hàng trăm địa danh cổ, trong đó có địa danh Bãi Trám, Bãi Nhãn, Xóm Mít, vv… gợi nhớ những vườn cây ăn quả khi xưa. Song giờ đây, cảm nhận về Cổ Loa với nhiều người đến thăm chỉ là những vết tích, đình đền lụn vụn, nằm xen giữa những kiến trúc hiện đại. Đặc biệt, 3 vòng thành hình xoáy trôn ốc, có cấu trúc đất đồi đỏ vàng được giao cho người dân địa phương canh tác nông nghiệp. Hiện nay trên vòng thành nhiều đoạn bỏ hoang hoặc trồng cây rau màu, nhiều đoạn trồng cây lưu niên như keo, chè, muồng… và một số ít cây mít, trám còn sót lại.

Các cây này được chăm sóc tự phát thiếu quy hoạch, giá trị kinh tế rất thấp. Thoái hóa và xói mòn đất xảy ra qua nhiều năm làm chiều cao vòng thành bị thấp xuống, người dân nhận thức chưa cao và ít quan tâm đến việc bảo vệ tôn tạo.