Đang tải... (xem toàn văn)
Vai trò, ứng dụng của nguồn gen hoang dại trong chọn tạo giống cây trồng như thế nào? Những thành quả đã đạt được và hướng phát triển của của việc sử dụng nguồn này trong quá trình chọn tạo giống cây trồng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Khoa Công nghệ sinh học Sử dụng ngu ồn gen hoang d ại ch ọn t ạo gi ống lúa GVHD: NSVTH: Nhóm Hà Nội – Tháng 2/2016 * Hoa hồng dại (ảnh trái) Hoa hồng ngày ( ảnh phải) Các loại rau cải từ mù tạc hoang dại Nội dung I Giới thiệu chung II Sử dụng nguồn gen chọn giống lúa III Kết luận thảo luận I Giới thiệu chung Nguồn gốc Siêu lục địa Gondwanaland Tổ tiên chung Nam Đông Nam Á Lúa dại đa niên Lúa dại hàng niên Lúa trồng O.nivara O.longistaminata O.breviligulata O.Sativa O Sativa Indica Japonica Ôn đới O.rufipogon Tây Phi Châu O.glaberrima Nhiệt đới Sơ đồ tượng trưng cho tiến trình chuyên biệt hai loại lúa trồng giới (Khush, 1997 ) I Giới thiệu chung Nguồn gốc Lúa dại ngày nhà chọn tạo giống quan tâm đặc tính quý giá chúng Một số đặc điểm lúa dại Cho suất Có tính chống Tồn nhiều ổn định chịu tốt gen quý I Giới thiệu chung Bảo tồn nguồn gen lúa Cây lúa trồng có nguồn gen phong phú Indica: 45.000-56.000 gen Là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng để lai tạo giống lúa Japonica: 32.000-50.000 gen II Sử dụng nguồn gen chọn giống Tăng suất Tăng sức chống chịu Nâng cao chất lượng Tăng suất Năng suất lúa mục tiêu quan tâm hàng đầu chọn giống Năng suất lúa = (số lượng/số đơn vị)x(số hạt/bông)x(tỉ lệ hạt chắc/trọng lượng hạt) 10 Năm 1944: Norman Borlaug thành công việc cải tiến giống lúa mì lùn hoang dại (một giống lúa mì có khả phòng ngừa saau bệnh tốt) khắc phục nhược điểm dễ gãy trổ giống lúa mì cao đặc biệt cho sản lượng cao vượt trội Lúa hoang thân cao x Lúa thân thấp Lúa hoang Oryza rufipogon (hình trái) lúa canh tác (O sativa) (hình phải) Lúa canh tác cổ truyền, cao hạt (bên trái) lúa cải thiện IR lùn nhiều hạt (bên phải) Lúa bán lùn Nhờ Cách mạng xanh từ năm 1960 đến 1990, sản lượng nông nghiệp giới tăng gấp đôi cứu sống khoảng tỷ người nước phát triển khỏi nguy chết đói 11 Tạo giống lúa thơm đột biến Bamasti Năm 2002, Tp Hồ Chí Minh triển khai giống lúa gốc Bamasti Pakistan, nhiên kết thu suất thấp – tấn/ha, thường gieo vụ/năm, cao từ 1,5 – 1,6m Sau gây đột biến phóng xạ chọn lọc đến đạt đến hệ M8 dòng chủng cho hạt gạo dài thon, cơm dẻo thơm mùi thơm giống Bamasti, suất tăng từ – 2,5 lần 12 Tăng sức chống chịu 2.1: Chống chịu điều kiện ngoại cảnh 2.1.1: Tạo giống lúa chịu mặn Các nhà khoa học tìm gen sơ khai giúp tạo lúa mì chịu mặn - Gen Nax1 Nax2 phát từ lúa mì hoang dại có tên Triticum monococcum, hoạt động cách thải muối khỏi qua rễ - Giống sau lai với loại lúa mì cứng cách khoảng 35 năm tạo nên giống lúa mì trắng chịu mặn tương đối 13 2.1.2: Tạo giống lúa chịu hạn - Giống lúa có tên Kinandang Patong tìm thấy Nhật Bản năm 2012 có đặc tính như: rễ sâu, đâm thẳng xuống dưới, len sâu đất khô tới chỗ có nước Những đặc điểm trái với hệ thống rễ nông mọc xiên giống lúa điển hình cánh đồng ngập nước - Hiện giống lúa đưa vào trồng nhiều quốc gia 14 Click icon to add picture 2.2: Chống sâu bệnh 2.2.1: Bệnh bạc Nguyên nhân: vi khuẩn Xanthomonas Oryzae gây nên Bệnh thường lây lan gây hại mạnh sau trận mưa bão Phương pháp ngăn chặn: chưa có thuốc triệt để Tạo giống lúa có khả chống chịu bệnh biện pháp hữu hiệu kinh tế môi trường Tình trạng nghiên cứu: phát khoảng tren 30 loại gen kháng bệnh bạc phát lúa trồng lúa dại từ Xa1 đến Xa29, có 21 gen trội gen lặn 15 Kết quả: 29 dòng lai xoma mang hình thái bi ểu hi ện giống bố mẹ Trong có dòng biểu tính kháng cao dòng biểu tính kháng v ừa 16 Click icon to add picture 2.2.2: Bệnh đạo ôn Tuy nhiên giống lúa lai cho chất lượng hạt gạo gọi gen Pi21 Lúa mang QTL Pi21 x Giống chất lượng cao => Tìm gen Pi21 kháng Nguyên nhân: nấm Pyricularia Oryzae gây Là loại dịch hại nguy hiểm lúa Bệnh lan truyền bào tử không khí Người ta tìm gen kháng bệnh lúa hoang dại Nhật Bản bệnh không ảnh hưởng đến chất lượng gạo 17 Phương pháp: dùng thị phân tử Kết đạt được: • Xác định gen Pi1 Pi5 có khả kháng gen cao rộng • Quy tụ gen Pi1 Pi5 vào dòng lúa DT7 18 Nâng cao chất lượng Tạo giống lúa gạo vàng Khái niệm: Gạo vàng loại gạo biến đổi gen nhằm tạo nhiều tiền tố Vitamin A (β-Carotene) cho người dùng Là khám phá công nghệ sinh học kỷ XXI Chứa lượng lớn Vitamin A lượng lớn chất sắt Gồm giống: • GR1: tạo chuyển gen sinh tiền tố vitamin A từ hoa thủy tiên vào giống lúa Ấn Độ • GR2: cải tiến từ giống GR1 cách thay gen từ hoa thủy tiên gen từ bắp 19 Quy trình chuyển gen tạo giống gạo vàng Tách chiết gen psy gen lyc từ pafodil Tách chiết gen crtl từ vi khuẩn đất từ ngô Erwwinia uredovora Chuyển gen vào plasmid pCaCar Chuyển gen vào plasmid pFun3 Chuẩn bị hạt giống Taipei 309, IR64 MTL250 (Indica) Chọn hạt có phôi tốt Chuyển gen plasmid vào A.tumefactien Nuôi cấy A.tumefactien đĩa thạch có chứa mầm tái sinh từ phôi Nuôi cấy mô tái sinh từ hạt phôi hạt lúa Nuôi tăng sinh tái tạo từ mầm tái sinh chuyển gen Trồng lúa chuyển gen cho lai với giống lúa địa phương Trồng đại trà thu sản phẩm 20 III Kết luận Các đề tài nghiên cứu khoa học trong việc ứng dụng công nghệ sinh học để chọn tạo giống trồng từ hoang dại thu thành tựu bật như: Trên giới: nghiên cứu mở rộng sản xuất thành công 340 giống trồng bắt nguồn từ hoang dại số 119 giống lúa, 31 giống ngô, 28 giống đậu đỏ, 17 giống rau,… Việt Nam: dùng thị phân tử tạo thành công giống lúa chịu hạn, giống kháng rầy nâu, giống lúaỞthơm chất lượng cao Việc áp dụng phương pháp chuyển gen nhiều hạn chế, nhiên số giống ngô chuyển gen đưa từ viện nghiên cứu Quốc tế thử nghiệm 21 Tài liệu tham khảo * Smith, Bruce D The Emergence of Agriculture Scientific American Library, A Division of HPHLP, New York, 1998 * http://vietq.vn/xac-dinh-chinh-xac-bien-the-cua-mot-gen-nang-cao-nang-suat-lua-d82034.html sĩ Trần Văn Đạt, 2005 Sản xuất lúa gạo giới: Hiện trạng khuynh hướng phát triển kỷ 21 NXB * Tiến Nông Nghiệp, Hà Nội, 502 tr Nguyễn Văn Ngưu: Thư Ký Điều Hành, Ủy Ban Lúa Gạo Quốc tế,FAO, Rome, Italy, Sản Xuất Lúa Gạo Trong Thế * T.S Kỷ 21: Thử Thách, Cơ Hội Kỹ Thuật Chính Sách Nguu.nguyen@fao.org * http://khoahoc.tv/nhan-giong-thanh-cong-giong-lua-thom-basmati-7186 22 *23 23 [...]... để chọn tạo giống cây trồng từ cây hoang dại đã thu được những thành tựu nổi bật như: Trên thế giới: nghiên cứu và mở rộng sản xuất thành công 340 giống cây trồng mới bắt nguồn từ cây hoang dại trong số 119 giống lúa, 31 giống ngô, 28 giống đậu đỏ, 17 giống rau,… Việt Nam: dùng chỉ thị phân tử tạo thành công 7 giống lúa chịu hạn, 4 giống kháng rầy nâu, 2 giống lúaỞthơm chất lượng cao Việc áp dụng. .. chuyển gen sinh tiền tố vitamin A từ cây hoa thủy tiên vào giống lúa thuần của Ấn Độ • GR2: cải tiến từ giống GR1 bằng cách thay gen từ cây hoa thủy tiên bằng gen từ cây bắp 19 Quy trình chuyển gen tạo giống gạo vàng Tách chiết gen psy và gen lyc từ cây pafodil Tách chiết gen crtl từ vi khuẩn đất hoặc từ cây ngô Erwwinia uredovora Chuyển gen vào plasmid pCaCar Chuyển gen vào plasmid pFun3 Chuẩn bị hạt giống. .. 2.1.1: Tạo giống lúa chịu mặn Các nhà khoa học đã tìm ra gen sơ khai giúp tạo ra lúa mì chịu mặn - Gen Nax1 và Nax2 được phát hiện từ lúa mì hoang dại có tên Triticum monococcum, hoạt động bằng cách thải muối ra khỏi cây qua lá và rễ - Giống này sau đó đã được lai với một loại lúa mì cứng cách đây khoảng 35 năm tạo nên giống lúa mì trắng chịu mặn tương đối 13 2.1.2: Tạo giống lúa chịu hạn - Giống lúa... (Indica) Chọn hạt có phôi tốt Chuyển gen plasmid vào A.tumefactien Nuôi cấy A.tumefactien trên đĩa thạch có chứa mầm tái sinh từ phôi Nuôi cấy mô tái sinh từ hạt phôi hạt lúa Nuôi tăng sinh và tái tạo cây con từ mầm tái sinh đã chuyển gen Trồng lúa chuyển gen và cho lai với giống lúa địa phương Trồng đại trà và thu sản phẩm 20 III Kết luận Các đề tài nghiên cứu khoa học trong trong việc ứng dụng công... picture 2.2.2: Bệnh đạo ôn Tuy nhiên giống lúa này khi lai cho chất lượng hạt gạo kém gọi là gen Pi21 Lúa mang QTL Pi21 x Giống chất lượng cao => Tìm được 1 gen Pi21 kháng Nguyên nhân: do nấm Pyricularia Oryzae gây ra Là một trong những loại dịch hại nguy hiểm đối với cây lúa Bệnh lan truyền bằng bào tử trong không khí Người ta đã tìm được gen kháng bệnh này trong lúa hoang dại ở Nhật Bản bệnh và không ảnh... thuốc triệt để Tạo ra các giống lúa có khả năng chống chịu bệnh là biện pháp hữu hiệu nhất cả về kinh tế và môi trường Tình trạng nghiên cứu: hiện nay đã phát hiện được khoảng tren 30 loại gen kháng bệnh bạc lá được phát hiện ở cả lúa trồng và lúa dại từ Xa1 đến Xa29, trong đó có 21 gen trội và 9 gen lặn 15 Kết quả: 29 dòng cây lai xoma mang hình thái bi ểu hi ện giống cả bố và mẹ Trong đó có 2 dòng... gen Pi1 và Pi5 có khả năng kháng gen cao và rộng • Quy tụ được 2 gen Pi1 và Pi5 vào dòng lúa DT7 18 3 Nâng cao chất lượng Tạo giống lúa gạo vàng Khái niệm: Gạo vàng là loại gạo được biến đổi gen nhằm tạo ra nhiều tiền tố Vitamin A (β-Carotene) cho người dùng Là một khám phá mới của công nghệ sinh học thế kỷ XXI Chứa một lượng lớn Vitamin A và một lượng lớn chất sắt Gồm 2 giống: • GR1: được tạo. .. Tạo giống lúa thơm đột biến Bamasti Năm 2002, Tp Hồ Chí Minh triển khai giống lúa gốc Bamasti của Pakistan, tuy nhiên kết quả thu được năng suất rất thấp 2 – 3 tấn/ha, thường chỉ gieo được 1 vụ/năm, cây cao từ 1,5 – 1,6m Sau khi gây đột biến phóng xạ và chọn lọc đến nay đã đạt đến thế hệ M8 là dòng thuần chủng cho hạt gạo dài thon, cơm dẻo thơm mùi thơm của giống Bamasti, năng... chất lượng cao Việc áp dụng phương pháp chuyển gen còn nhiều hạn chế, tuy nhiên một số giống ngô chuyển gen đưa từ viện nghiên cứu Quốc tế đã và đang được thử nghiệm 21 Tài liệu tham khảo * Smith, Bruce D The Emergence of Agriculture Scientific American Library, A Division of HPHLP, New York, 1998 * http://vietq.vn/xac-dinh-chinh-xac-bien-the-cua-mot -gen- nang-cao-nang-suat-lua-d82034.html sĩ Trần Văn... Kinandang Patong được tìm thấy ở Nhật Bản năm 2012 có các đặc tính như: rễ sâu, đâm thẳng xuống dưới, len sâu trong đất khô tới chỗ có nước Những đặc điểm đó trái với hệ thống rễ nông và mọc xiên của những giống lúa điển hình trên các cánh đồng ngập nước - Hiện nay giống lúa này đang được đưa vào trồng trên nhiều quốc gia 14 Click icon to add picture 2.2: Chống sâu bệnh 2.2.1: Bệnh bạc lá Nguyên nhân: