Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU TẠO DÒNG NGÔ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CÔNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAINGHIÊN CỨU TẠO DÒNG NGÔ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CÔNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAINGHIÊN CỨU TẠO DÒNG NGÔ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CÔNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - - NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU TẠO DỊNG NGƠ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CƠNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGƠ LAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM - - NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU TẠO DỊNG NGƠ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CƠNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 9620111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đặng Ngọc Hạ PGS TS Nguyễn Thế Hùng HÀ NỘI - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu tơi dẫn thầy hướng dẫn giúp đỡ đồng nghiệp Các số liệu kết nghiên cứu luận án hoàn toàn trung thực, thơng tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm số liệu công bố luận án Tác giả Nguyễn Đức Thành LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài nhận ủng hộ giúp đỡ Cơ quan, quý Thầy Cô, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Trước tiên, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Ban Thông tin Đào tạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi tận tình giúp đỡ suốt q trình học tập hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, cán Bộ môn Nông học, Bộ môn Chọn tạo giống ngô, Bộ môn Công nghệ sinh học hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho Tơi suốt q trình thực luận án Đặc biệt, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn khoa học TS Đặng Ngọc Hạ - Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngô PGS.TS Nguyễn Thế Hùng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam Hai Thầy giành thời gian, tận tình hướng dẫn tơi thực đề tài hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn Ban quản lý Dự án cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngơ lai”, Ban quản lý Đề tài cấp “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày, chịu hạn suất cao phục vụ chuyển đổi trồng cho vùng Trung du miền núi phía Bắc”, tập thể cán Cơng ty cổ phần Giống trồng Nha Hố, Trung tâm Sản xuất giống trồng Nha Hố tạo điều kiện thuận lợi nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt trình thực đề tài nghiên cứu Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình người thân động viên giúp đỡ vật chất tinh thần để tơi hồn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Đức Thành iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục bảng vi Danh mục hình x MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình sản xuất ngơ giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình sản xuất ngô giới 1.1.2 Tình hình sản xuất ngơ Việt Nam 1.2 Những nghiên cứu tạo dịng ngơ đơn bội kép kích tạo đơn bội 1.2.1 Cơ sở di truyền kích tạo đơn bội 1.2.2 Quá trình hình thành phát triển kích tạo đơn bội 1.2.3 Cơ chế tạo đơn bội 10 1.2.4 Nghiên cứu trì, phát triển cải tiến kích tạo đơn bội 11 1.2.5 Nghiên cứu bước tạo dịng ngơ đơn bội kép cơng nghệ kích tạo đơn bội 13 1.2.6 Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích tạo đơn bội Việt Nam 24 1.2.7 Đánh giá tiềm dịng ngơ đơn bội kép tạo cơng nghệ kích tạo đơn bội 26 1.3 Khái niệm sở khoa học khả chịu hạn ngô 27 1.3.1 Khái niệm phân loại hạn 27 1.3.2 Cơ chế chống chịu hạn trồng 29 1.3.3 Ảnh hưởng hạn đến sản xuất ngô giới Việt Nam 30 1.3.4 Một số tính trạng sử dụng nghiên cứu khả chịu hạn Ngô 33 1.4 Nghiên cứu đa dạng di truyền, dự đoán ưu lai dựa vào thị phân tử SSR 37 1.5 Đánh giá khả kết hợp phương pháp lai đỉnh luân giao 38 1.5.1 Khả kết hợp 38 1.5.2 Đánh giá khả kết hợp phương pháp lai đỉnh 39 1.5.3 Đánh giá khả kết hợp phương pháp luân giao 40 1.5.4 Đánh giá tương tác kiểu gen với mơi trường, tính ổn định giống khả kết hợp GGE Biplot 40 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1 Vật liệu nghiên cứu 43 2.2 Nội dung nghiên cứu 44 2.3 Phương pháp nghiên cứu 44 2.3.1 Phương pháp tạo dịng ngơ đơn bội kép kích tạo đơn bội 44 2.3.2 Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả chịu hạn dịng ngơ đơn bội kép 46 2.3.3 Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền khả kết hợp dòng ngô đơn bội kép 50 2.3.4 Tạo, đánh giá tổ hợp lai từ dịng ngơ đơn bội kép triển vọng 51 2.4 Quy trình chăm sóc quản lý thí nghiệm đồng ruộng 51 2.5 Phương pháp thu thập xử lý số liệu thí nghiệm 52 2.5.1 Thu thập số liệu 52 2.5.2 Xử lý số liệu thí nghiệm 53 2.6 Sơ đồ nghiên cứu thực đề tài luận án… ……………………54 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 54 3.1 Kết tạo dịng ngơ đơn bội kép cơng nghệ kích tạo đơn bội 54 3.1.1 Kết tạo hạt đơn bội xử lý lưỡng bội hóa NST 54 3.1.2 Ảnh hưởng nguồn vật liệu, khung thời vụ đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội 55 3.2 Đặc điểm nông sinh học khả chịu hạn dịng ngơ đơn bội kép 59 3.2.1 Khả chịu hạn dịng ngơ đơn bội kép 59 3.2.2 Đặc điểm nông sinh học khả chống chịu dịng ngơ đơn bội kép 81 3.3 Kết nghiên cứu đa dạng di truyền khả kết hợp dịng ngơ đơn bội kép vụ Xuân năm 2017 Viện Nghiên cứu Ngô 94 3.3.1 Kết nghiên cứu đa dạng di truyền phân nhóm ưu lai cho dịng ngơ đơn bội kép thị phân tử SSR 94 3.3.2 Khả kết hợp suất dịng ngơ đơn bội kép 103 3.4 Tạo tổ hợp lai từ dịng ngơ đơn bội kép triển vọng, khảo nghiệm tác giả 130 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 134 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism - Đa hình chiều dài đoạn nhân ASI Chênh lệch thời gian tung phấn phun râu Bộ NN & PTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn CC Chiều cao CĐB Chiều cao đóng bắp CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo Trung tâm cải lương giống ngô lúa mì quốc tế CV(%) Coefficients of variation - Hệ số biến động CS Cộng DB Chiều dài bắp DH Double haploid - Đơn bội kép ĐV Dạng hạt đá màu vàng BĐV Dạng hạt bán đá màu vàng ĐX Vụ Đơng Xn ĐKB Đường kính bắp GMP Global Maize Program - Chương trình ngơ tồn cầu H/H Số hạt/hàng HMP Midparent heterosis - Ưu lai trung bình HBP Heterobeltiosis- Ưu lai thực HT Vụ Hè Thu HIR Haploid induction rate - Tỷ lệ đơn bội KNKHC Khả kết hợp chung KNKHR Khả kết hợp riêng LSD Least Signification Difference - Sai khác nhỏ có ý nghĩa Viết tắt Viết đầy đủ NSTB Năng suất trung bình NTT Năng suất thực thu P1000 Khối lượng 1000 hạt IRRISTAT International Rice Research Institute statistical research tool - Phần mềm quản lý nghiên cứu thống kê QTLs Quantitative trait locus Locus - tính trạng số lượng RNV Dạng hạt ngựa màu vàng SHH Số hàng hạt SG % suy giảm RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism - Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn RAPD Randomly Amplified Polymorphic DNA - Đa hình đoạn ADN khuếch đại ngẫu nhiên PR Thời gian phun râu TAIL Tropical adapted kích tạo đơn bội line - Dịng kích tạo đơn bội thích ứng vùng nhiệt đới TB Trung bình TĐ Trong điều kiện tưới đủ THL Tổ hợp lai TTC Trạng thái TGST Thời gian sinh trưởng TP Thời gian tung phấn ƯTL Ưu lai vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các phản ứng trồng điều kiện hạn 30 Bảng 1.2 Tác động thời tiết bất thuận tới vùng Việt Nam 32 Bảng 1.3 Các vùng sinh thái thường xảy hạn Việt Nam 33 Bảng 2.1 Nguồn gốc, đặc điểm vật liệu làm mẹ để tạo hạt đơn bội 43 Bảng 2.2 Thời điểm tưới nước cho thí nghiệm tưới đủ gây hạn 47 Bảng 2.3 Quy trình chăm sóc quản lý thí nghiệm 52 Bảng 3.1 Kết tạo dịng ngơ đơn bội kép vụ Thu Đơng Đông năm 2017 Đan Phượng - Hà Nội 54 Bảng 3.2 Tổng bình phương (SS) bình phương trung bình (MS) tỷ lệ hạt đơn bội vụ Hè Thu Thu Đơng năm 2016 khu ruộng thí nghiệm Viện Nghiên cứu Ngô 55 Bảng 3.3 Giá trị trung bình tỷ lệ hạt đơn bội thu từ nguồn vật liệu vụ Hè Thu Thu Đông năm 2016 khu ruộng thí nghiệm Viện Nghiên cứu Ngơ 57 Bảng 3.4 Tỷ lệ bị héo phục hồi dịng ngơ đơn bội kép vụ Hè Thu năm 2017 khu nhà lưới Viện Nghiên cứu Ngô 59 Bảng 3.5 Ảnh hưởng hạn đến tiêu chiều dài thân lá, chiều dài rễ dịng ngơ đơn bội kép vụ Hè Thu năm 2017 khu nhà lưới Viện Nghiên cứu Ngô 61 Bảng 3.6 Ảnh hưởng hạn đến tiêu khối lượng thân khô rễ khô (gram) dòng điều kiện tưới đủ gây hạn nhà lưới vụ Hè Thu 2017 64 Bảng 3.7 Thời gian sinh trưởng dịng ngơ đơn bội kép điều kiện tưới đủ hạn Ninh Thuận vụ Đông Xuân 2017 - 2018 67 Bảng 3.8 Đặc điểm hình thái dịng ngơ đơn bội kép điều kiện tưới đủ hạn Ninh Thuận vụ Đông Xuân 2017 - 2018 68 Bảng 3.9 Độ già hóa lá, độ dịng ngơ đơn bội kép điều kiện tưới đủ hạn Ninh Thuận vụ Đông Xuân 2017 - 2018 71