Đánh giá khả năng chịu hạn và phân lập Gen Cystatin ở một số giống ngô chịu hạn khác nhau

66 663 0
Đánh giá khả năng chịu hạn và phân lập Gen Cystatin ở một số giống ngô chịu hạn khác nhau

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC  NGUYỄN PHƯƠNG THẢO ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ PHÂN LẬP GEN CYSTATIN Ở MỘT SỐ GIỐNG NGÔ CHỊU HẠN KHÁC NHAU LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam, ngô là cây lƣơng thực quan trọng đƣợc trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác [4]. Cây ngô không chỉ cung cấp lƣơng thực cho ngƣời, vật nuôi mà còn là cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Tuy nhiên trong những năm qua, do hạn chế về điều kiện tƣới tiêu, tập quán canh tác và đặc biệt là việc chọn giống chịu hạn đƣa vào sản xuất chƣa đƣợc chú trọng, thêm vào đó là diễn biến thời tiết phức tạp, hạn hán thƣờng xuyên xảy ra nên năng suất ngô của nƣớc ta vẫn còn thấp. Nƣớc ta có 75% diện tích là đồi núi, lƣợng mƣa hàng năm không đồng đều giữa các vùng, do vậy tình trạng hạn hán thƣờng xuyên diễn ra dẫn đến năng suất cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng bị giảm. Năm 2004, tỉnh Đắc Lắc có trên 28000 ha ngô bị hạn, trong đó mất trắng 60% và giảm năng suất 40%. Để hạn chế ảnh hƣởng của hạn tới năng suất ngô, trong những năm gần đây nƣớc ta đã tuyển chọn và mở rộng trồng những giống ngô lai có khả năng chịu hạn tốt, cho năng suất cao. Ngoài ra, cũng có nhiều công trình nghiên cứu đến khả năng chịu hạn của cây ngô. Đó là kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của cây ngô trên đồng ruộng [17], đánh giá khả năng chịu hạn của cây ngô non trong điều kiện hạn nhân tạo [11], [18]), nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng đến khả năng tạo mô sẹo của ngô [14]. Có một số công trình nghiên cứu về ngô đã tiếp cận phân tích các đại phân tử DNA nhƣ: phân lập gen dehydrin dhn1/rab17 từ DNA genome [6]), phân lập gen dehydrin từ cDNA [25]). Những nghiên cứu ở mức độ phân tử nhằm mục đích tìm kiếm và phân tích gen liên quan đến đặc tính chịu hạn của cây ngô. Các nghiên cứu đều thống nhất rằng đặc tính chịu hạn của cây ngô nói riêng và cây trồng nói chung do nhiều gen quyết định, trong đó có gen cystatin. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của việc chọn tạo giống ngô theo hƣớng nâng cao khả năng chịu hạn, chúng tôi đã tiến hành đề tài nghiên cứu “Đánh giá khả năng chịu hạn và phân lập gen cystatin ở một số giống ngô chịu hạn khác nhau”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xác định đƣợc mức độ chịu hạn của một số giống ngô ở giai đoạn cây non. -Xác định đƣợc mối liên quan giữa hoạt tính của enzyme α – amylase, protease, chiều dài rễ với khả năng chịu hạn của một số giống ngô. - Phân lập và xác định đƣợc trình tự gen cystatin ở một số giống ngô có khả năng chịu hạn khác nhau. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Đánh giá khả năng chịu hạn bằng phƣơng pháp gây hạn nhân tạo ở giai đoạn 3, 5, 7, 9 ngày gây hạn. - Xác định hoạt tính của α – amylase, protease trong hạt của 10 giống ngô nghiên cứu. - Xác định chiều dài rễ 5 ngày tuổi ở giai đoạn cây non. - Tách chiết DNA tổng số của 10 giống ngô nghiên cứu. - Sử dụng kỹ thuật PCR để nhân gen cystatin ở một số giống ngô. - Tách dòng gen cystatin ở 2 giống ngô: một giống chịu hạn tốt và một giống chịu hạn kém. - Xác định trình tự gen cystatin ở giống ngô có khả năng chịu hạn kém. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CÂY NGÔ 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L., là một loại cây lƣơng thực thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo (Gramineae), bộ hòa thảo (Graminales). Căn cứ vào kết quả nghiên cứu khảo cổ học, tế bào học, di truyền học…cho thấy cây ngô có nguồn gốc từ Châu Mỹ, ngô lan truyền sang Châu Âu và phần còn lại của thế giới sau khi có sự tiếp xúc của ngƣời Châu Âu với Châu Mỹ. Ở Việt Nam ngô đƣợc trồng vào thế kỷ thứ XVII. Dựa vào hạt có mày hay không có mày, hình thái bên ngoài và cấu trúc nội nhũ của hạt, ngô đƣợc phân thành các loài phụ: ngô bọc, ngô đá, ngô răng ngựa, ngô đƣờng, ngô nổ, ngô bột, ngô nếp, ngô đƣờng bột, ngô bán răng ngựa. Từ các loài phụ căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các thứ. Đây là cách phân loại theo đặc điểm thực vật học, ngoài ra ngô còn đƣợc phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trƣởng và thƣơng phẩm [8]. 1.1.2. Đặc điểm sinh học Ngô là cây lƣơng thực chỉ thấy ở dạng cây trồng bao gồm các bộ phận: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt. Ngô có hệ rễ tiêu biểu cho bộ rễ cây hòa thảo. Tuy nhiên ngô có bộ rễ phát triển rất mạnh, nên có khả năng hút nƣớc rất khỏe, hơn nhiều loài cây trồng khác. Hệ rễ của cây ngô hoàn chỉnh chia thành 3 nhóm: rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng. Rễ mầm mọc từ trụ lá mầm, chức năng chính của rễ này là hút nƣớc, thức ăn khi cây còn non. Rễ đốt mọc vòng quanh các đốt thấp của thân. Đây là loại rễ quyết định quá trình sinh trƣởng phát triển của cây ngô, nó giúp cây hút nƣớc và các chất dinh dƣỡng suốt đời sống của cây. Rễ chân kiềng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 mọc quanh các đốt thấp sát mặt đất. Rễ này giúp cây chống đỡ và bám chặt vào đất, chúng cũng tham gia hút nƣớc và thức ăn. Số lƣợng rễ, số lông rễ và độ dài rễ khác nhau ở mỗi giống. Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng chịu hạn của cây. Thân ngô đặc, đƣờng kính từ 2 - 4 cm, cao từ 1,8 - 2 m. Thân ngô trƣởng thành bao gồm nhiều lóng nằm giữa các đốt và kết thúc bằng bông cờ. Thân ngô ngoài nhiệm vụ giúp cây đứng vững, là bộ phận dự trữ và vận chuyển chất hữu cơ, ngoài ra còn có khả năng quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ. Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Các bộ phận của lá bao gồm: bẹ lá, phiến lá, thìa lá. Theo hình thái và vị trí trên thân, lá ngô đƣợc chia thành các nhóm: lá mầm, lá thân, lá bẹ, lá bi. Số lá, độ lớn của lá phụ thuộc vào giống, điều kiện thời tiết, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, số lá ngô thƣờng biến động từ 15 - 20 lá. Đặc điểm nổi bật là lá ngô có rất nhiều khí khổng. Trung bình một lá ngô có từ 2 - 6 triệu khí khổng, trên 1mm 2 lá có từ 500 - 900 khí khổng. Cơ chế đóng mở của lỗ khí khổng liên quan chặt chẽ tới điều kiện hạn hán. Lá ngô là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp, đồng thời làm nhiệm vụ trao đổi khí, hô hấp, dự trữ dinh dƣỡng… Ngô là loại cây có hoa khác tính cùng gốc. Cơ quan sinh sản đực (bông cờ) và cái (bắp) tuy cùng nằm trên một cây song ở những vị trí khác nhau. Hoa đực nằm ở đỉnh cây. Hoa cái phát sinh từ mầm nách lá trên thân, số mầm nách nhiều nhƣng chỉ có từ 1 - 3 mầm nách trên cùng phát triển thành bắp. Số bắp trên cây phụ thuộc vào giống, vùng sinh thái, mật độ và phân bón. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơrôn, phôi, nội nhũ và chân hạt. Vỏ hạt bao xung quanh hạt là một màng nhẵn. Lớp alơrôn nằm dƣới vỏ hạt. Nội nhũ là phần chính của hạt chứa 70 - 78% khối lƣợng hạt với giá trị dinh dƣỡng khá cao so với các loại hạt ngũ cốc khác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Phôi ngô có: ngù (phần ngăn cách giữa nội nhũ và phôi), lá mầm, trụ dƣới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm. Trong bốn phần này thì lá mầm thƣờng phát triển rõ rệt nhất. Phôi ngô lớn chiếm 8 - 15% trọng lƣợng hạt. Màu sắc hạt phụ thuộc đặc tính di truyền của giống và chủng loại, vì vậy hạt ngô có nhiều màu sắc khác nhau nhƣ: trắng, vàng, tím, da cam, đỏ…Mỗi bắp ngô có từ 200 - 1000 hạt phụ thuộc vào giống, điều kiện ngoại cảnh, sinh thái, trung bình mỗi bắp có từ 500 - 600 hạt. Quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây ngô đƣợc chia thành hai giai đoạn: giai đoạn sinh dƣỡng và giai đoạn sinh thực. Giai đoạn sinh dƣỡng đƣợc tính từ khi gieo đến trỗ cờ. Giai đoạn sinh thực đƣợc tính từ trỗ cờ đến chín hoàn toàn. Căn cứ vào đặc điểm quá trình sinh trƣởng phát triển có thể chia ra các giai đoạn sinh trƣởng phát triển quan trọng sau đây: giai đoạn hạt nảy mầm và mọc; giai đoạn từ mọc đến 3 lá; giai đoạn từ 3 lá đến 7 lá; giai đoạn từ 7 lá đến trổ cờ; giai đoạn từ trỗ cờ đến tung phấn, phun râu; giai đoạn từ thụ phấn đến chín [8]. Trong từng giai đoạn cây ngô yêu cầu các điều kiện khác nhau và mỗi giai đoạn đều có ảnh hƣởng khác nhau đến các yếu tố tạo thành năng suất và chất lƣợng hạt ngô [8]. 1.1.3. Giá trị kinh tế của cây ngô Ngô là một trong những cây lƣơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Bên cạnh vai trò cung cấp lƣơng thực cho con ngƣời, ngô còn là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp chế biến thức ăn gia súc và công nghệ sinh học. Nhiều nƣớc đang sử dụng ngô để chế biến ethanol - năng lƣợng sạch của tƣơng lai. Ngô là cây lƣơng thực nuôi sống gần 1/3 dân số trên toàn thế giới, tất cả các nƣớc trồng ngô nói chung đều ăn ngô ở mức độ khác nhau. Nếu nhƣ ở châu Âu khẩu phần ăn cơ bản là: bánh mỳ, khoai tây, sữa; châu Á là cơm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 (gạo), cá, rau xanh (canh) thì châu Mỹ La Tinh là bánh ngô, đậu đỗ và ớt. Ngoài ra, bắp ngô bao tử còn đƣợc sử dụng làm rau cao cấp, lấy hạt làm nguyên liệu chế biến các mặt hàng có giá trị dinh dƣỡng cao nhƣ sữa ngô, ngô ngọt đóng hộp, đóng lọ… Ngô là thức ăn giàu năng lƣợng, là thành phần quan trọng trong thức ăn hỗn hợp cho gia súc và gia cầm. Hầu nhƣ 70% chất dinh dƣỡng trong thức ăn tổng hợp là từ ngô. Cây ngô còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tƣởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò sữa. Ngô cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp. Ngƣời ta đã sản xuất khoảng 670 mặt hàng khác nhau của các ngành công nghiệp lƣơng thực - thực phẩm, công nghiệp dƣợc và công nghiệp nhẹ. Ngoài ra ngô còn là nguồn hàng hóa xuất khẩu có giá trị cao. Trên thế giới hàng năm lƣợng ngô xuất nhập khẩu khoảng 70 triệu tấn đem lại nguồn lợi nhuận kinh tế lớn [9]. Ở Việt Nam, ngô là cây lƣơng thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất đƣợc trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau. Cây ngô không chỉ cung cấp lƣơng thực cho ngƣời, vật nuôi mà còn là cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn [4]. 1.1.4. Đặc điểm hóa sinh hạt ngô Thành phần hydratcacbon ở ngô chủ yếu là tinh bột (60 - 70%), lipid chủ yếu là acid béo, protein ở dạng zein chiếm đa số, hàm lƣợng đƣờng khoảng 3,5%, lƣợng tro khoảng 1 - 2,4%, chất khoáng chiếm trên 60% khối lƣợng của phôi [8]. Tinh bột ngô hình tròn, hình đa diện, góc cạnh rõ rệt, kích thƣớc khoảng 8 - 35 µm. Tinh bột tập trung chủ yếu ở nội nhũ và đƣợc chia thành hai dạng là tinh bột mềm (tinh bột bột) và tinh bột cứng (tinh bột sừng). Đặc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 điểm tinh bột của nội nhũ hạt là một tiêu chuẩn để phân loại loài ngô phụ. Hàm lƣợng tinh bột ở ngô tẻ (68%) nhiều hơn ở ngô nếp (65%) [8]. Tỷ lệ chất béo trong hạt ngô tƣơng đối cao (3 - 6%), chủ yếu tập trung trong mầm ngô. Trong chất béo của ngô có 50% là acid linoleic, 31% là acid oleic, 13% là acid panmitic và 3% là stearic. Hàm lƣợng lipid là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng hạt [5]. Tỷ lệ protein trong hạt ngô 8 - 12%. Protein chính của ngô là zein, một loại prolamin gần nhƣ không có lysine và tryptophan. Protein của ngô đƣợc chia thành 3 loại chính: protein hoạt tính (enzyme), protein cấu tạo và protein dự trữ, trong đó protein dự trữ chiếm tỷ lệ cao nhất. Hàm lƣợng protein cũng nhƣ các thành phần amino acid bị thay đổi bởi những tác động của các yếu tố di truyền (giống) và môi trƣờng, kỹ thuật canh tác. Vitamin của ngô tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm. Ngô cũng có nhiều vitamin C, vitamin B (B1, B2, B6 ). Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu tryptophan một amino acid có thể tạo vitamin PP. Riêng ngô vàng chứa nhiều carotene (tiền vitamin A) [9]. 1.1.5. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 1.1.5.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Với những giá trị kinh tế và sử dụng của mình, cây ngô đƣợc xem là cây lƣơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu chỉ đứng thứ ba sau lúa gạo và lúa mỳ. Ngô là cây có địa bàn phân bố rộng nhất thế giới, trải rộng từ 40 o N đến gần 55 o B, từ độ cao 1 - 2 m đến 400 m so với mực nƣớc biển [9]. Do đó ngô đƣợc trồng ở hầu hết các nơi trên thế giới nhƣ Châu Mỹ, Châu Âu, Châu Úc, Châu Phi và Châu Á. Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô giữa các châu lục có sự chênh lệch nhau tƣơng đối lớn đƣợc thể hiện ở bảng 1.1 [58]. Diện tích trồng ngô giữa các châu lục có sự chênh lệch nhau, trong đó Châu Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngô lớn nhất, năm 2008 là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 60,4 triệu ha đến năm 2010 là 63,1 triệu ha, chiếm gần 40% diện tích ngô trên toàn thế giới. Đứng thứ hai là Châu Á chiếm 33,2%. Châu Âu có diện tích trồng ngô thấp, chiếm khoảng 8,7% diện tích trồng ngô thế giới. Châu Mỹ là khu vực có năng suất cao nhất đạt 71,0 tạ/ha, đứng thứ hai là khu vực Châu Âu: 60,6 tạ/ha, thấp nhất là Châu Á: 45,8 tạ/ha (năm 2010). Sở dĩ Châu Á có năng suất thấp nhƣ vậy là do khu vực này có điều kiện bất thuận nhƣ; hạn hán, lũ lụt, đất canh tác chƣa thuận lợi. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô ở một số khu vực trên thế giới giai đoạn 2008 - 2010 Khu vực Diện tích (Triệu ha) Năng suất (Tạ/ha) Sản lượng (Triệu tấn) 2008 2009 2010 2008 2009 2010 2008 2009 2010 Châu Âu 15,4 13,8 14,1 60,5 60,7 60,6 93,2 84,0 85,6 Châu Á 52,4 53,5 53,7 45,5 43,8 45,8 238,4 234,5 246,1 Châu Mỹ 60,4 61,4 63,1 68,6 71,9 71,0 439,5 441,5 447,9 Thế giới 161,2 158,8 161,9 51,3 51,6 52,1 827,5 819,7 844,4 (Nguồn FAOSTAT, 2011) Giai đoạn 2008 - 2009, Châu Mỹ có năng suất tăng mạnh, tăng 3,3 tạ/ha; Châu Âu tăng nhẹ: 0,2 tạ/ha; khu vực Châu Á có năng suất giảm (giảm 1,7 tạ/ha) do các điều kiện bất thuận. Về sản lƣợng, Châu Mỹ là khu vực dẫn đầu sản lƣợng ngô trên toàn thế giới, năm 2008 đạt 439,5 triệu tấn chiếm 53,1% tổng sản lƣợng ngô trên toàn thế giới. Đứng thứ hai là khu vực Châu Á đạt 238,4 triệu tấn, chiếm 28,8% tổng sản lƣợng ngô trên toàn thế giới. Năm 2010 Châu Mỹ đạt 447,9 triệu tấn, chiếm 53,0% tổng sản lƣợng ngô trên toàn thế giới, khu vực Châu Á đạt 246,1 triệu tấn, chiếm 29,1% tổng sản lƣợng ngô trên toàn thế giới. Nhƣ vậy, trong giai đoạn từ năm 2008 đến năm 2010 diện tích trồng ngô trên toàn thế giới tăng không đáng kể, nhƣng do áp dụng các thành tựu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 khoa học kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt là việc mở rộng diện tích trồng ngô lai nên năng suất và sản lƣợng ngô của thế giới có sự nhảy vọt, nhất là ở các nƣớc có nền kinh tế phát triển có điều kiện thâm canh cao và sử dụng 100% giống ngô lai trong sản xuất. Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ sinh học tạo ra các giống ngô chuyển gen có năng suất cao, có khả năng chống chịu sâu bệnh cũng góp phần đƣa sản lƣợng ngô thế giới tăng cao. Tình hình sản xuất ngô ở các nƣớc trên thế giới cũng có sự khác nhau [58]. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế giới năm 2010 Tên nước Diện tích (Triệu ha) Năng suất (Tạ/ ha) Sản lượng (Triệu tấn) Argentina 2,90 78,12 22,68 Mỹ 32,96 95,92 316,17 Brazin 12,81 43,75 56,06 Trung Quốc 32,52 54,60 177,54 Ấn Độ 7,18 19,60 14,10 (Nguồn FAOSTAT, 2011) Trên thế giới, Mỹ là nƣớc có diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô lớn nhất đạt 32,96 triệu ha, với tổng sản lƣợng đạt 316,17 triệu tấn, năng suất bình quân đạt 95,92 tạ/ha. Kết quả trên có đƣợc, trƣớc hết là nhờ sự đầu tƣ cho nghành nông nghiệp, không ngừng cải thiện các kỹ thuật canh tác, đồng thời ứng dụng công nghệ sinh học vào việc chọn tạo giống đã góp phần đƣa năng suất và sản lƣợng ngô của nƣớc này cao hơn các nƣớc khác. Các giống cây trồng chuyển gen đƣợc tạo ra nhờ công nghệ sinh học đã đƣợc trồng phổ biến, đem lại lợi nhuận nông nghiệp cao, trong đó nƣớc Mỹ tập trung vào các cây mũi nhọn là bông, đậu tƣơng và ngô. Có thể nói Mỹ và Trung Quốc là hai nƣớc có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với các quốc gia khác. Mỹ và Trung Quốc, cùng với Ấn Độ là những nƣớc xuất khẩu ngô lớn, các nƣớc nhập khẩu ngô chính là Nhật Bản, Nam Triều Tiên, Malaysia, Mexico, châu Phi…[9]. [...]... bị biến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 http://www.lrc-tnu.edu.vn tính làm cho cây thích nghi với các tác động của bên ngoài Hoạt động của cysteine proteinase lại bị ức chế bởi cystatin Vì vậy, nghiên cứu và phân lập gen cystatin giữa các giống ngô có khả năng chống chịu khác nhau nhằm xác định chỉ thị phân tử trong chọn giống ngô có khả năng chịu hạn tốt và tạo cơ sở cho việc... ở ngô, có 9 gen đƣợc phân lập từ mRNA, chỉ có gen CC1 phân lập từ DNA Kích thƣớc gen CC1 chứa 2024bp, trong đó có 3 exon và 2 intron, 3 exon mã hóa phân tử protein dài 134 amino acid [56] Sự biểu hiện của gen cystatin là khác nhau ở các thời kỳ phát triển khác nhau của cây ngô Trong 10 gen cystatin ở ngô, CC1 ƣu tiên biểu hiện trong cờ non, hai gen CC8, CC10 biểu hiện trong việc phát triển hạt, 7 gen. .. gel - Nồi khử trùng Và một số các thiết bị cần thiết khác 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Phương pháp sinh lí, hóa sinh 2.3.1.1 Đánh giá nhanh khả năng chịu hạn Đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của 10 giống ngô lai ở giai đoạn cây non theo phƣơng pháp của Lê Trần Bình và đtg [1] Hạt ngô đƣợc gieo vào các chậu trồng chứa cát vàng đã rửa sạch, mỗi chậu trồng 30 cây, 3 chậu cho mỗi giống, thí nghiệm đƣợc... exon và 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 http://www.lrc-tnu.edu.vn intron; Protein do gen mã hóa có 98 amino acid [15] So với gen cystatin phân lập từ DNA hệ gen, gen cystatin phân lập từ mRNA chiếm số lƣợng lớn hơn Kết quả nghiên cứu ở ngô cho thấy, có 10 gen cystatin của ngô, các gen ký hiệu là CC gồm có CC1, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6, CC7, CC8, CC9, và CC10 [39] Trong 10 gen cystatin. .. tích chịu hạn của cây ngô mà mới chỉ tìm thấy các gen liên quan đến tính chịu hạn Để đánh giá tính chịu hạn của cây ngô ngƣời ta dựa vào các đặc điểm nhƣ: hình thái bộ rễ, kích thƣớc lá, khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu, tỷ lệ cây hai bắp, tỷ lệ cây không bắp, sự chênh lệch thời gian tung phấn và phun râu, các gen quy định tính chịu hạn [14] 1.2.3 Cơ sở sinh lý, hóa sinh và di truyền của tính chịu. .. màng và các phức protein khác Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy khi cây trồng gặp hạn thì cây giảm tổng hợp protein và tăng tổng hợp proline [7] 1.2.3.3 Cơ sở di truyền của tính chịu hạn của cây ngô Tính chịu hạn ở cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng do nhiều gen quy định, các gen liên quan đến tính chịu hạn đã đƣợc phân lập nhƣ: HSP, LEA, LTP, P5CS, cystatin  HSP (Heat Shock Protein) HSP có ở. .. Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 http://www.lrc-tnu.edu.vn Khả năng chịu hạn của các giống ngô đƣợc đánh giá bằng chỉ số chịu hạn tƣơng đối (S) Chỉ số chịu hạn tƣơng đối đƣợc xác định bằng đồ thị rada, gồm các trục a, b, c, d, e, f, g, h và mang các trị số tƣơng ứng mang các trị số tƣơng ứng an, bn, cn, dn, en, fn, gn, hn và chỉ số chịu hạn tƣơng đối đƣợc tính bằng đồ thị rada theo công thức: Sn =... trƣởng và phát triển của cây đó là giai đoạn cây non và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn giai đoạn ra hoa Hạn là nguyên nhân chính của sự mất mùa và làm giảm năng suất gieo trồng Nó làm giảm 50% năng suất cây trồng và có khi còn hơn thế nữa 1.2.2 Tình hình nghiên cứu đặc tính chịu hạn của cây ngô Ngô là cây trồng không đòi hỏi nhiều nƣớc và có khả năng chịu. .. pháp cải tạo giống ngô theo hƣớng tăng năng suất và chất lƣợng là rất cần thiết 1.2 ĐẶC TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY NGÔ 1.2.1 Hạn và ảnh hưởng của hạn tới cây trồng 1.2.1.1 Khái niệm hạn Nƣớc là thành phần bắt buộc của tế bào sống, có nƣớc thực vật mới hoạt động bình thƣờng đƣợc Nhƣng hàm lƣợng nƣớc trong thực vật không giống nhau, thay đổi tùy thuộc loài hay các tổ chức khác nhau của cùng một loài thực... nghiệp và du lịch đƣợc mở rộng, diện tích đất nông nghiệp bị giảm nên diện tích trồng ngô ở nƣớc ta giảm còn 1.089.200 ha và sản lƣợng cũng giảm xuống còn 4.371.700 tấn (giảm 4,4% so với năm 2008) Nhờ việc đƣa các giống ngô lai chịu hạn, năng suất cao nhƣ C919, LVN10, và các giống ngô Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn lai do Viện nghiên cứu ngô cung cấp vào . nhân gen cystatin ở một số giống ngô. - Tách dòng gen cystatin ở 2 giống ngô: một giống chịu hạn tốt và một giống chịu hạn kém. - Xác định trình tự gen cystatin ở giống ngô có khả năng chịu hạn. - Phân lập và xác định đƣợc trình tự gen cystatin ở một số giống ngô có khả năng chịu hạn khác nhau. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Đánh giá khả năng chịu hạn bằng phƣơng pháp gây hạn nhân tạo ở. theo hƣớng nâng cao khả năng chịu hạn, chúng tôi đã tiến hành đề tài nghiên cứu Đánh giá khả năng chịu hạn và phân lập gen cystatin ở một số giống ngô chịu hạn khác nhau . 2. MỤC TIÊU NGHIÊN

Ngày đăng: 08/11/2014, 21:45

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan