Nghiên cứu biến dị và đa dạng di truyền nguồn giống Thông caribê - Trần Đức Vượng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ----------  ---------- TRẦN ĐỨC VƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DỊ, KHẢ NĂNG DI TRUYỀN VỀ SINH TRƯỞNG VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ NGUỒN GIỐNG THÔNG CARIBÊ (Pinus caribaea Morelet) LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ----------  ---------- TRẦN ĐỨC VƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DỊ, KHẢ NĂNG DI TRUYỀN VỀ SINH TRƯỞNG VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ NGUỒN GIỐNG THÔNG CARIBÊ (Pinus caribaea Morelet) Ngành đào tạo: Di truyền và chọn giống cây lâm nghiệp Mã ngành: 9 62 02 07 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Đức Kiên 2. Hà Huy Thịnh HÀ NỘI, 2023 i LỜI CAM ĐOAN Luận án được hoàn thành trong chương trình đào tạo Tiến sĩ khóa 29 (2017-2022) tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học này là của riêng tôi.

Số liệu, hình ảnh và kết quả trình bày trong luận án là do tôi trực tiếp thu thập, đồng thời được sự đồng ý cho phép kế thừa các hiện trường nghiên cứu từ đề tài “Nghiên cứu chọn giống Thông caribê (Pinus caribaea Morelet) cung cấp gỗ lớn cho vùng Bắc Trung Bộ và Đông Bắc Bộ” giai đoạn 2016-2020, do Th. Cấn Thị Lan làm chủ nhiệm. Thông qua hiện trường các khảo nghiệm đã xây dựng, luận án tiến hành nghiên cứu đặc điểm biến dị và khả năng di truyền về sinh trưởng, chất lượng thân cây, tính chất gỗ, và đa dạng di truyền Thông caribê tại các vùng Trung tâm Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả Trần Đức Vượng ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến TS. Nguyễn Đức Kiên, TS. Hà Huy Thịnh, đã dành nhiều thời gian công sức để hướng dẫn, định hướng cho tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Viện.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, là đơn vị trực tiếp hỗ trợ nhân lực, vật liệu giống và hiện trường nghiên cứu thông qua các đề tài và dự án nghiên cứu về cải thiện giống do đơn vị chủ trì thực hiện. Tác giả xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Trung tâm Thực nghiệm và Chuyển giao giống cây rừng đã giúp đỡ tôi trong việc thu thập, xử lý số liệu và có những ý kiến đóng góp quý giá để tôi hoàn thành luận án. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp đã hỗ trợ tác giả thực hiện một số nội dung nghiên cứu và có những đóng góp quý báu giúp tác giả hoàn thành luận án. Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn sự động viên, giúp đỡ của gia đình và bạn bè đồng nghiệp! Hà Nội, Ngày tháng năm 2023 Tác giả Trần Đức Vượng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC BẢNG BIỂU.

viii DANH MỤC HÌNH .xi MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án. Mục tiêu nghiên cứu.

Những điểm mới của luận án. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Bố cục luận án.

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới. Thông tin chung về Thông caribê. Tình hình gây trồng.

Nghiên cứu chọn giống Thông caribê. Nghiên cứu tính chất gỗ Thông caribê. Nghiên cứu đa dạng di truyền Thông caribê. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam.

Thông tin về gây trồng và phát triển Thông caribê ở Việt Nam. Nghiên cứu chọn giống Thông caribê. Nghiên cứu một số tính chất gỗ Thông caribê. Nghiên cứu đa dạng di truyền các loài Thông ở Việt Nam.

Thảo luận chung. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nội dung nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu.1 Địa điểm nghiên cứu.2 Nguồn vật liệu nghiên cứu.3 Thiết kế thí nghiệm và các biện pháp tác động.4 Điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu.

Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp tiếp cận. Phương pháp thu thập số liệu sinh trưởng, chất lượng thân cây.

Phương pháp xác định khối lượng riêng của gỗ. Phương pháp phân tích đa dạng di truyền các nguồn giống Thông caribê bằng chỉ thị phân tử. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu. Phương pháp thu thập và phân tích số liệu đánh giá biến dị di truyền về sinh trưởng.

Phương pháp thu thập và phân tích số liệu đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thi phân tử. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Biến dị về sinh trưởng, chất lượng thân cây và khối lượng riêng giữa các nguồn giống và gia đình Thông caribê. Biến dị về sinh trưởng, chất lượng thân cây giữa các nguồn giống Thông caribê.

Biến dị về sinh trưởng, chất lượng thân cây giữa các gia đình Thông caribê. Biến dị về khối lượng riêng giữa các gia đình Thông caribê tại Ba Vì, Hà Nội và Cam Lộ, Quảng Trị. Đánh giá khả năng di truyền và tương quan di truyền giữa các tính trạng nghiên cứu và tăng thu di truyền lý thuyết của Thông caribê.1 Hệ số di truyền và hệ số biến động di truyền lũy tích của các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và đuôi chồn. Tương tác kiểu gen – hoàn cảnh.

Tương quan giữa các tính trạng sinh trưởng ở các tuổi khác nhau. Tương quan giữa các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây, và khối lượng riêng gỗ.5 Tăng thu di truyền lý thuyết của các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây ở các khảo nghiệm hậu thế Thông caribê. Chọn lọc các gia đình ưu trội có năng suất cao trong các khảo nghiệm hậu thế Thông caribê. Mức độ đa dạng di truyền và quan hệ di truyền giữa các nguồn giống Thông caribê.

Sàng lọc các chỉ thị ISSR đa hình. Đa dạng di truyền giữa các nguồn giống Thông caribê. Mức độ biến đổi phân tử giữa các nguồn giống Thông caribê. Khoảng cách di truyền và mức độ tương đồng về di truyền của các nguồn giống Thông caribê.

Quan hệ di truyền của các nguồn giống Thông caribê. Quan hệ di truyền giữa các gia đình cây trội Thông caribê. Đề xuất một số định hướng nghiên cứu cải thiện giống Thông caribê tại Việt Nam.123 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ. 128 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .130 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Nghĩa đầy đủ AMOVA (Analysis of Phân tích sự khác nhau về mặt phân tử (Mức độ Molecular Variation) biến đổi di truyền) CVa Hệ số biến động di truyền lũy tích D00 Đường kính gốc D1.3 Đường kính ngang ngực KLR Khối lượng riêng DNA ADN Dnc Độ nhỏ cành Dtt Độ thẳng thân Fpr Xác suất F (Fisher) tính toán Fst Hệ số khác biệt di truyền G Tăng thu di truyền lý thuyết GĐTN Gia đình tốt nhất GĐXN Gia đình xấu nhất h Hệ số đa dạng di truyền h2 Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp He Dị hợp tử mong đợi Ho Dị hợp tử quan sát được Hvn Chiều cao vút ngọn Icl Chỉ tiêu tổng hợp ISSR Chuỗi lặp lại đơn giản Kcvc Khoảng cách vòng cành Lsd Khoảng sai dị đảm bảo Na Số alen trung bình Ne Số alen có hiệu lực vii Ký hiệu viết tắt Nghĩa đầy đủ PCB Biến chủng Thông caribê bahamensis PCC Biến chủng Thông caribê caribaea PCH Biến chủng Thông caribê hondurensis PCoA Phân tích tọa độ các thành phần PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp PPB Tỷ lệ các băng/đoạn DNA đa hình Ptn Phát triển ngọn r Hệ số tương quan RAPD DNA đa hình được nhân bản ngẫu nhiên Sk Sức khỏe SPA Rừng giống SSR (Micosatelite) Chỉ thị vi vệ tinh TB Trung bình TBKN Trung bình khảo nghiệm V% Hệ số biến động VOL Thể tích thân cây XH Xếp hạng viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.

Nguồn gốc các gia đình Thông caribê trong các khảo nghiệm hậu thế. Danh sách mẫu Thông Caribê được sử dụng nghiên cứu. Các khảo nghiệm hậu thế kết hợp làm vườn giống hữu tính. Điều kiện khí hậu ở các khu vực khảo nghiệm giống.

Đặc điểm đất đai ở các địa điểm nghiên cứu. Sinh trưởng các nguồn giống Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Ba Vì, Hà Nội 5,5 tuổi (8/2017-1/2023). Chỉ tiêu chất lượng thân cây giữa các nguồn giống Thông caribê 5,5 tuổi trong khảo nghiệm hậu thế tại Ba Vì, Hà Nội (8/2017-1/2023). Tỷ lệ đuôi chồn giữa các nguồn giống trong khảo nghiệm hậu Thông caribê tại Ba Vì, Hà Nội.

Sinh trưởng giữa các nguồn giống Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Đại Lải, Vĩnh Phúc 5,5 tuổi (8/2017-1/2023). Chỉ tiêu chất lượng thân cây các nguồn giống Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Đại Lải, Vĩnh Phúc 5,5 tuổi (8/2017-1/2023). Tỷ lệ đuôi chồn giữa các nguồn giống trong khảo nghiệm hậu thế Thông caribê tại Đại Lải, Vĩnh Phúc. Sinh trưởng các nguồn giống Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Cam Lộ, Quảng Trị tuổi 4 (12/2017 – 2/2022).

Chỉ tiêu chất lượng thân cây của các nguồn giống Thông Caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Cam Lộ, Quảng Trị ở tuổi 4 (12/2017 – 2/2022). Tỷ lệ đuôi chồn giữa các nguồn giống Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Cam Lộ - Quảng Trị. Sinh trưởng của các gia đình Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Ba Vì, Hà Nội 5,5 tuổi (8/2017 – 1/2023). Chất lượng thân cây của các gia đình Thông Caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Ba Vì, 5,5 tuổi (8/2017 – 1/2023).

Tỷ lệ đuôi chồn của các gia đình Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Ba Vì, Hà Nội. Sinh trưởng các gia đình Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Đại Lải- Vĩnh Phúc 5,5 tuổi (8/2017-1/2023). Chất lượng thân cây của các gia đình Thông Caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Đại Lải, Vĩnh Phúc, 5,5 tuổi (8/2017 – 1/2023). Tỷ lệ đuôi chồn của các gia đình Thông caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Đại Lải, Vĩnh Phúc.

Sinh trưởng của các gia đình Thông Caribê trong khảo nghiệm hậu thế tại Cam Lộ, Quảng Trị tuổi 4 và tuổi 5 .