Header Page of 133 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI CHỌN GIỐNG BÔNG VẢI KHÁNG BỆNH XANH LÙN BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Di truyền Nông nghiệp Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Thanh Thủy 8393 Hà Nội - 2010 Footer Page of 133 Header Page of 133 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI CHỌN GIỐNG BÔNG VẢI KHÁNG BỆNH XANH LÙN BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài TS Nguyễn Thị Thanh Thủy Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Nông nghiệp PTNT Hà Nội, 2010 Footer Page of 133 Header Page of 133 Lời cảm ơn Viện Di truyền Nông nghiệp xin chân thành cảm ơn: Văn phòng Chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp, Vụ Khoa học, Công nghệ Môi trường, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn cấp kinh phí triển khai đề tài; Viện Nghiên cứu Bông Phát triển nông nghiệp Nha Hố tham gia phối hợp thực đề tài; Trường Đại học Công nghệ Texas, Bang Texas, Hoa Kỳ chia sẻ thông tin, hỗ trợ thực tập CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP TS Nguyễn Thị Thanh Thủy Footer Page of 133 Header Page of 133 PHẦN I BÁO CÁO THỐNG KÊ Footer Page of 133 Header Page of 133 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP Hà Nội, ngày tháng năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: “Chọn giống vải kháng bệnh xanh lùn thị phân tử” Mã số đề tài: Thuộc chương trình: Chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực nông nghiệp phát triển nông thôn đến năm 2020 Chủ nhiệm đề tài: Họ tên: Nguyễn Thị Thanh Thuỷ Năm sinh: 1968 Nam/Nữ: Nữ Học hàm, học vị: Tiến sĩ Năm đạt học vị: 1995 Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Phó Viện trưởng Điện thoại: CQ: 84 3838 6734; NR: 84 3563 4610; Mobile: 0907490750 Fax: 84 3754 3196 E-mail: duyenthuypa@yahoo.com Tên quan công tác: Viện Di truyền Nông nghiệp Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Địa quan: Đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội Địa nhà riêng: p.316, D6, Tập thể 781, Tổ 16B, Khương Trung, TX, Hà Nội Footer Page of 133 Header Page of 133 Tổ chức chủ trì đề tài: Viện Di truyền Nông nghiệp Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Điện thoại: 84 3838 6734 Fax: 84 3754 3196 E-mail: vdt@agi.ac.vn Website: Địa chỉ: Đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội Họ tên thủ trưởng quan: PGS TS Lê Huy Hàm Số tài khoản: 421101.000121 Tại: Ngân hàng Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, Từ Liêm, Hà Nội Tên quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực đề tài - Theo Hợp đồng ký kết: 40 tháng, từ tháng 09/2007 đến tháng 12/2010 - Thực tế thực hiện: từ tháng 09/2007 đến tháng 12/2010 Kinh phí sử dụng kinh phí a Tổng số kinh phí thực hiện: 3.230 triệu đồng (Ba tỷ hai trăm ba mươi triệu đồng), đó: Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 3.230 triệu đồng Kinh phí từ nguồn khác: triệu đồng b Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH Số TT Theo kế hoạch Thực tế đạt Ghi (Số đề nghị toán - VNĐ) Thời gian 2007 Kinh phí (VNĐ) 800.000.000 Thời gian 2007 Kinh phí (VNĐ) 800.000.000 2008 1.130.000.000 2008 832.397.700 832.397.700 2009 800.000.000 2009 1.035.050.000 1.035.050.000 2010 500.000.000 2010 499.808.000 499.808.000 Tổng 3.230.000.000 Tổng 3.167.255.700 3.167.255.700 Footer Page of 133 800.000.000 Header Page of 133 c Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi Đơn vị: triệu đồng Theo kế hoạch Nội dung TT khoản chi Tổng Thực tế đạt Tổng SNKH 661,35 638,3500 638,3500 1.692,65 1.692,65 1.692,4580 1.692,4580 SNKH Khác Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên vật liệu lượng Thiết bị máy móc 388,5 388,5 386,5500 386,5500 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 76,0 76,0 76,0000 76,0000 Chi khác 411,50 411,50 373,8977 373,8977 Tổng 3.230,0 3.230,0 3.167,2557 3.167,2557 661,35 Khác Các văn hành trình thực đề tài Số, thời gian ban hành văn TT 2549/QĐ-BNN-KHCN ngày 31/8/2007 Tên văn Phê duyê ̣t tổ chức, cá nhân, mục tiêu, dự kiế n kế t quả, kinh phí và thời gian thực hiê ̣n đề tài , dự án từ năm 2007 Chương trình trọng điể m phát triể n và ứng du ̣ng công nghê ̣ sinh học lĩnh vực nông nghi ệp phát triển nông thôn đế n năm 2020” Thông báo số 784/KHNN- Thông báo nội dung kinh phí năm 2007 KH ngày 27/7/2007 Footer Page of 133 Header Page of 133 Thông báo số 5709/BNNKHCN ngày 29/10/2007 Thông báo kế hoạch vốn nghiệp khoa học đợt năm 2007 378/HĐ-BNN-KHCN Hợp đồng trách nhiệm thực đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ ngày 26/11/2007 Thông báo số 123/KHNN- Thông báo kế hoạch vốn nghiệp khoa học KH ngày 22/2/2008 đợt năm 2008 1839/ QĐ-BNN-KHCN ngày 18/6/2008 292/QĐ-VDT Bổ sung nội dung, kinh phí đề tài dự án thuộc Chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực nông nghiệp phát triển nông thôn đến năm 2020 QĐ việc cử cán công tác nước ngày 03/10/2008 1184/QĐ-KHNN-TCCB ngày 07/10/2008 3367/ QĐ-BNN-KHCN ngày 29/10/2008 QĐ việc cử cán công tác, học tập nước QĐ việc phê duyệt danh mục, đặc tính, thông số kỹ thuật thiết bị tăng cường cho đề tài Viện Di truyền Nông nghiệp thuộc Chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực nông nghiệp phát triển nông thôn đến năm 2020 10 Thông báo số 1329/KHNN-KH ngày 10/11/2008 Thông báo kế hoạch khoa học công nghệ bổ sung năm 2008 11 691d/PLHĐ-BNN-KHCN Phụ lục hợp đồng trách nhiệm thực đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ ngày 18/11/2008 12 Thông báo số 108/KHNN- Thông báo kế hoạch khoa học công nghệ đợt KH ngày 11/2/2009 năm 2009 Footer Page of 133 Header Page of 133 13 Thông báo số 239/KHNN- Thông báo kế hoạch khoa học công nghệ năm KH ngày 04/3/2010 2010 14 1176/QĐ-BNN-KHCN ngày 23/6/2010 Quyết định điều chỉnh nhiệm vụ KHCN thực giai đoạn 2006-2010 thuộc chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng CNSH lĩnh vực nông nghiệp PTNT đến năm 2020 15 208/QĐ-VDT-KH ngày 26 tháng 11 năm 2010 Quyết định việc Thành lập Hội đồng Khoa học công nghệ cấp sở nghiệm thu đề tài/dự án Tổ chức phối hợp thực đề tài TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Viện Nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố Footer Page of 133 Tên tổ chức tham gia thực Viện Nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố Nội dung tham gia nghiên cứu - Thu thập vật liệu, đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn tiêu nông học giống Sản phẩm chủ yếu đạt - Thu thâp, đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn tiêu nông học 100 dòng/ giống bố mẹ - Tạo quần thể phân ly - Tạo lập 30 quần thể F1, F2 phục vụ lập đồ F2 (trên 250 cá thể) gen kháng bệnh - Đánh giá tính kháng - Đánh giá tính bệnh quần thể kháng bệnh 04 phân ly quần thể F2 - Tạo quần thể BC - Tạo đánh giá đánh giá tính kháng tính kháng bệnh bệnh quần thể quần thể BC1, BC2, BC3 gồm Header Page 10 of 133 100 cá thể/ quần thể - Triển khai đánh giá - Xác định dòng chọn lọc dòng vải (BC3) kháng hoàn toàn với bệnh xanh lùn, suất đạt 21 tạ/ha, chất lượng xơ tốt Cá nhân tham gia thực đề tài (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, không 10 người kể chủ nhiệm) TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực Nội dung tham gia Sản phẩm chủ yếu đạt TS Nguyễn TS Nguyễn Chủ nghiệm đề tài, Thị Thanh Thị Thanh xây dựng đồ Thuỷ Thuỷ gen, phân tích xác định gen kháng thị liên kết, phân tích xử lý số liệu Tổng kết đánh giá kết nghiên cứu Xây dựng đồ gen kháng bệnh xanh lùn, phân tích xác định gen kháng nhiễm sắc thể số 10 thị liên kết, tổng hợp số liệu, viết báo cáo TS Nguyễn NCS Đánh giá tính Duy Bảy Nguyễn Thị kháng/nhiễm bệnh Lan Hoa xanh lùn quần thể lập đồ Xây dựng đồ gen, phân tích xác Đã tham gia đánh giá tính kháng/ nhiễm bệnh xanh lùn quần thể F2 BC1 Đã tham gia xây dựng đồ gen, Footer Page 10 of 133 Header Page 217 of 133 2.3.3 Tạo BC3 từ cá thể mang gen kháng dòng BC2 lai trở lại với dòng bố Đánh giá tính kháng quần thể BC3 Sử dụng kỹ thuật thị phân tử để phát cá thể mang gen kháng BC3 Quần thể BC3F1 tạo từ lai ngược dòng 10 dòng BC2F1 tiềm với giống B10 gồm 100 cá thể Quần thể gieo trồng để đánh giá tính kháng tiêu suất, chất lượng xơ Viện Nghiên cứu PTNN Nha Hố Kết đánh giá kiểu hình tính kháng tiêu suất thu 20 dòng có tính kháng bệnh ưu việt suất chất lượng - 150 BC3F1 tách chiết ADN sử dụng thị SSR liên kết với gen kháng bệnh xanh lùn để phát cá thể mang gen kháng Kết xác định 69 cá thể có mang gen kháng (Hình 13) - Kết hợp số liệu đánh giá kiểu gen kiểu hình quần thể BC3, xác định chọn lọc dòng BC3 mang gen kháng bệnh xanh lùn, đồng thời có đặc tính ưu việt suất chất lượng (bảng 2.8, bảng 2.9) Hình 13 Phân tích kiểu gen số cá thể quần thể BC3F1 với thị NAU1169 gel agarose SFR 3,5% Giếng Marker 50bp; Giếng 2: B10; Giếng 3: CNA(KXL02); Các giếng lại – cá thể BC3F1 27 Footer Page 217 of 133 Header Page 218 of 133 Bảng 2.8: Một số đặc điểm thực vật dòng BC3 triển vọng (Nha Hố, vụ Mưa 2010) TT Dòng BC3 BC3-11 BC3-46 BC3-62 BC3-91 BC3-119 BC3-165 BC3-168 BC3-229 KXL02 10 BC75 CV (%) LSD 0,05 Số cành đực/cây Số cành quả/cây Vị trí cành 2,3 2,1 1,8 2,3 2,1 2,3 2,0 2,3 1,6 1,8 - 16,0 16,6 16,7 14,9 17,4 15,5 15,1 15,8 14,4 14,9 - 5,9 5,9 5,7 6,1 5,8 6,3 6,8 6,2 6,2 6,0 - Gieo đến nở hoa 50% (ngày) 51,0 51,0 49,0 54,0 49,0 51,0 51,0 50,0 50,0 51,0 - Gieo đến nở 50% (ngày) 96,0 98,0 96,0 98,0 97,0 95,0 96,0 96,0 96,0 97,0 - Chiều cao (cm) 181,8 185,8 174,0 177,8 167,0 171,0 169,0 181,0 163,6 165,0 2,6 4,2 Bảng 2.9: Các yếu tố cấu thành suất suất, chất lượng xơ khả kháng bệnh xanh lùn dòng BC3 triển vọng (Nha Hố, vụ Mưa 2010) ((*) Trong điều kiện lây nhiễm nhân tạo) TT Dòng BC3 BC3-11 BC3-46 BC3-62 BC3-91 BC3-119 BC3-165 BC3-168 BC3-229 KXL02 10 BC75 CV (%) LSD 0,05 Số quả/cây 24,7 22,3 21,2 21,9 21,2 21,9 23,2 21,9 16,2 17,9 8,4 1,7 Khối lượng (g) 2,9 2,4 2,8 2,8 2,4 3,0 2,4 2,4 2,2 2,6 5,9 0,1 Năng suất (tạ/ha) 28,7 21,4 25,1 25,9 21,5 26,3 23,5 21,0 16,4 18,2 9,3 2,0 28 Footer Page 218 of 133 Tỷ lệ xơ (%) Chỉ số xơ 34,80 35,22 35,18 33,85 35,82 34,52 33,87 34.11 33,80 34,06 2,54 0,82 3,02 2,93 3,03 3,36 3,48 3,18 3,01 3,04 3,40 3,05 8,47 0,25 Chiều dài xơ xơ (mm) 26,52 24,97 24,99 26,05 26,62 24,54 25,51 25,43 23,40 24,23 2,90 0,69 Cấp bệnh 0 0 0 0 - Header Page 219 of 133 2.4 Thảo luận kết nghiên cứu 2.4.1 Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh xanh lùn Kết nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh xanh lùn dựa phân ly tính kháng 04 quần thể F2 giống kháng bệnh xanh lùn KXL02 bốn giống mẹ nhiễm bệnh cho thấy tính kháng bệnh xanh lùn dòng KXL02 giống cỏ Nghệ An phân ly theo tỷ lệ 3:1, tương đương với tỷ lệ lý thuyết trường hợp đơn gen trội hoàn toàn quy định tính trạng kháng bệnh xanh lùn Kết củng cố cho giả thuyết trước tác giả Đặng Minh Tâm (2006): tính kháng bệnh xanh lùn giống cỏ Nghệ An qui định đơn gen trội, nghiên cứu đặc điểm di truyền tính kháng bệnh dòng cỏ K00-3 Kết phù hợp với nghiên cứu gần di truyền tính kháng bệnh xanh lùn luồi tứ bội Junior cs (2008) Brazil Những phân tích di truyền tính kháng bệnh xanh lùn quần thể luồi nghiên cứu nhóm tác giả cho thấy tính kháng bệnh xanh lùn chi phối đơn gen trội Junior cs (2008) đặt tên cho gen kháng phát hai giống luồi CD 401 Delta Opal Rgh1(Resistance to Gossypium hirsutum Virus 1) Tuy nhiên, để kết luận gen kháng tìm thấy dòng cỏ KXL02 gen kháng hai giống luồi có trùng lặp hay không cần phải có nghiên cứu 2.4.2 Nghiên cứu xây dựng đồ liên kết genome cỏ Đề tài xây dựng đồ liên kết di truyền genome lưỡng bội Gossypium arboreum bao gồm 99 thị SSR, phân thành 14 nhóm liên kết tương ứng với 13 nhiễm sắc thể, riêng nhiễm sắc thể số 12 có nhóm liên kết với giá trị LOD≥3 Chiều dài genome đồ xác định 1.294,5 cM với khoảng cách trung bình thị 13,08 cM giá trị khoảng cách tối đa hai thị ngắn 40cM Kosambi 29 Footer Page 219 of 133 Header Page 220 of 133 Trên giới có nhiều đồ liên kết di truyền genome thiết lập, nhiên đa số đồ công bố dựa phép lai khác loài giống (Shappley & cs., 1998; Ulloa and Meredith, 2000; Zuo & cs., 2000; Ulloa & cs., 2002 Do có thị phân tử đa hình giống cỏ lưỡng bội G arboreum L., nên phần lớn đồ di truyền phát triển thông qua lai tạo khác loài, chủ yếu hai giống song lưỡng bội khác nguồn G hirsutum L G barbadense L (Reinish & cs., 1994; Yu & cs., 1998) Đối với hệ gen lưỡng bội, đồ liên kết RFLP bao gồm 275 loci sử dụng quần thể F2 phép lai khác loài Gossypium arboreum × Gossypium herbaceum xây dựng, 13 nhiễm sắc thể hệ gen A nhóm thành 12 nhóm liên kết lớn (Aparna, 2006) Qua so sánh với đồ công bố giới nhận thấy vị trí thị phân tử đồ liên kết xây dựng nghiên cứu có tương quan, điều chứng tỏ kết nghiên cứu genome cỏ nước xác, đáng tin cậy có chất lượng tương đương với kết nghiên cứu giới 2.4.3 Xác định vị trí gen kháng bệnh xanh lùn thị liên kết gần với gen kháng Kết nghiên cứu đề tài xác định locus gene kiểm soát tính trạng kháng bệnh xanh lùn nằm nhóm liên kết số 10 với thị SSR liên kết hai phía gen kháng (flanking markers) NAU1169 BNL3646 với khoảng cách hai thị 14,6cM Chúng đặt tên cho gen kháng xác định Kxl (Hình 9) Khoảng cách thị NAU1169 gen kháng 10cM, khoảng cách thị BNL3646 gen kháng 4,6cM Đây công bố gen kháng bệnh xanh lùn hại cỏ Việt Nam 30 Footer Page 220 of 133 Header Page 221 of 133 Hiện giới có công trình nhà khoa học Mỹ Brazil công bố gen kháng xanh lùn gen trội nhiễm sắc thể số 10 genome luồi tứ bội có nhiễm sắc thể AD (Fang, 2009) Locus đặt tên Cbd, với thị SNP liên kết gần từ 0,05cM đến 5,4cM hai thị SSR: BNL3646 DC20027 với khoảng cách 1,65cM 0,75cM Dựa thông tin thị này, nhóm tác giả Fang cs (2009) thiết kế thị SNP (NG0203671, NG0204310 NG0211495, NG0203481) có liên kết chặt với gen kháng phía gen Tuy nhiên, sử dụng thị SSR DC 20027 thị SNP để kiểm tra đa hình bố mẹ hai giống B10 KXL02 nghiên cứu này, không nhận thị cho đa hình Trong nghiên cứu chúng tôi, thị BNL 3646 thị cho đa hình hai giống bố mẹ Do đó, hai nghiên cứu định vị gen kháng bệnh xanh lùn nằm nhiễm sắc thể số 10, chưa có đủ sở để kết luận locus Cbd phát giống luồi Del Opal có liên quan đến locus Kxl xác định công trình 2.4.4 Chọn dòng kháng bệnh xanh lùn nhờ trợ giúp thị phân tử Trên sở lai trở lại trợ giúp thị phân tử đề tài chọn lọc dòng BC3 mang gen kháng bệnh xanh lùn, có suất, chất lượng Các dòng nguồn vật liệu để tạo dòng NIL mang gen kháng Do nguồn gen kháng giống 2n, để ứng dụng thị phân tử để đưa nguồn gen kháng vào giống thương mại cần phải lai tạo đến hệ BC6 để xác định thị liên kết gần hơn, đồng thời tạo dòng bắc cầu để lai chuyển gen kháng từ giống 2n sang giống 4n 31 Footer Page 221 of 133 Header Page 222 of 133 Đây vấn đề đặt nhà chọn tạo giống nước trồng giống 2n giống mang nhiều nguồn gen kháng có giá trị kinh tế lại cho suất thấp so với giống 4n chiếm phần lớn diện tích trồng 2.5 Tổng kết đánh giá kết nghiên cứu 2.5.1 Các kết khoa học đề tài Đã thu thập đánh giá đặc tính nông sinh học, tính kháng bệnh xanh lùn 100 dòng/giống có nguồn gốc nhập nội địa phương làm nguồn vật liệu ban đầu cho nghiên cứu Trên sở phân tích đa dạng di truyền 100 dòng/giống thu thập thị SSR, xác định khoảng cách di truyền dòng/giống chọn cặp lai tiềm phục vụ tạo quần thể lập đồ gen kháng Đánh giá kiểu hình di truyền tính kháng bệnh xanh lùn sử dụng quần thể lai F2 khẳng định phân ly di tính kháng bệnh theo quy luật đơn gen trội Menden với tỷ lệ 3:1 Trên sở đánh giá khẳng định: tính kháng bệnh xanh lùn cỏ Nghệ An gen trội quy định Trên sở phân tích đa hình di truyền thị SSR, chọn cặp lai có đa hình di truyền cao số 04 cặp lai xác định B10 (bông cỏ Ấn Độ- làm mẹ) KXL02 (bông cỏ Nghệ An mang gen kháng bệnh- làm bố) Từ phân tích đa hình di truyền giống bố/mẹ với 770 thị SSR xác định 119 thị SSR đa hình Phân tích kiểu gen 271 cá thể F2 (B10 x KXL02) 119 thị SSR xây dựng đồ liên kết genome bao gồm 14 nhóm liên kết (tương ứng với 13 nhiễm sắc thể) với giá trị LOD≥3 Kích thước di truyền genome 1.294,5cM với khoảng cách trung bình thị khoảng 13,08cM giá trị khoảng cách tối đa hai thị 24mm, tỷ lệ xơ > 33,8% Sản phẩm dạng II: - Số liệu phân tích đa dạng di truyền, khoảng cách di truyền 100 dòng/giống vải, sơ đồ hình phân nhóm dòng/giống - Xác định hai thị SSR nằm kề hai phía gen kháng NAU1169 BNL3646, khoảng cách tương ứng từ hai thị đến gen kháng 10,0cM 4,6cM Hai thị liên kết sử dụng để sàng lọc quần thể BC1, BC2, BC3 để chọn lọc cá thể mang gen kháng Sản phẩm dạng III: - Đã xuất báo, đăng tạp chí Công nghệ Sinh học, đăng tạp chí Khoa học Phát triển, đăng Kỷ yếu Kết nghiên cứu Khoa học & Công nghệ 2006-2010 - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 33 Footer Page 223 of 133 Header Page 224 of 133 Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Phạm Anh Tuấn, Phạm Thị Hoa, Nguyễn Thị Tân Phương.1,Lã Tuấn Nghĩa, Nguyễn Thị Lan Hoa, Đặng Minh Tâm, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Văn Chánh, Nguyễn Thị Thanh Bình, Nguyễn Duy Bảy Nguyễn Thị Thanh Thủy (2009), Phân tích đa dạng di truyền phân tử, đặc tính nông sinh học tính kháng bệnh xanh lùn số giống vải nước nhập nội, Tạp chí Công nghệ sinh học, (2): 211-219 Nguyễn Thị Lan Hoa , Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Phạm Anh Tuấn, Phạm Thị Hoa, Nguyễn Thị Nhài, Nguyễn Thị Tân Phương, Lã Tuấn Nghĩa, Đặng Minh Tâm, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Văn Chánh, Nguyễn Thị Thanh Bình, Nguyễn Duy Bảy, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2010), Phân tích xác định cặp mồi đa hình phục vụ lập đồ nhóm liên kết genom cỏ (G arboreum L.), Tạp chí Công nghệ sinh học, (1): 69-74 Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Thị Lan Hoa, Phạm Thị Hoa, Nguyễn Thị Nhài, Nguyễn Thị Tân Phương, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Duy Bảy, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2010), Xây dựng đồ nhóm liên kết genome cỏ (G arboreum L.) phục vụ nghiên cứu chọn giống vải kháng bệnh xanh lùn thị phân tử, Kỷ yếu Kết nghiên cứu khoa học công nghệ VAAS, 2006- 2010: 581-585 Nguyễn Thị Lan Hoa, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Phạm Thị Hoa, Trịnh Minh Hợp, Đặng Minh Tâm, Nguyễn Thị Nhã, Lê Thị Tươi, Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2010), Phân tích di truyền tính kháng bệnh xanh lùn hại dòng cỏ KXL02, Tạp chí Khoa học Phát triển (5): 749 - 756 Sản phẩm dạng IV: Đề tài đào tạo thạc sĩ, thạc sĩ bảo vệ thành công, thạc sĩ xin gia hạn bảo vệ đến tháng 3- 2011 thực tập nước Đề tài đào tạo nghiên cứu sinh bảo vệ cấp sở năm 2011 34 Footer Page 224 of 133 Header Page 225 of 133 2.6 Đánh giá hiệu đề tài mang lại 2.6.1 Hiệu khoa học công nghệ - Đây đề tài nghiên cứu chuyên sâu genome Việt Nam, phân tích đa dạng di truyền tập đoàn giống Việt Nam thị phân tử SSR - Đề tài ứng dụng thành công kỹ thuật sinh học phân tử để xây dựng đồ nhóm liên kết di truyền lưỡng bội - Đề tài tiên phong việc nghiên cứu mức độ phân tử gen kháng bệnh xanh lùn, loại bệnh hại nghiêm trọng xác định vị trí gen kháng đồ nhiễm sắc thể - Các thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh xanh lùn sử dụng chọn tạo giống kháng bệnh xanh lùn nhờ thị phân tử (MAS) - Việc ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử đại, phần mềm xử lý số liệu thông dụng giới mang lại kết đáng tin cậy có ý nghĩa khoa học cao giới số lượng công trình nghiên cứu mức độ phân tử bệnh xanh lùn công bố không nhiều - Đề tài góp phần nâng cao lực, trau dồi kiến thức công nghệ sinh học nông nghiệp cho cán tham gia đề tài, đào tạo nguồn nhân lực khoa học lĩnh vực sinh học phân tử đại cho Viện nghiên cứu nước 2.6.2 Hiệu kinh tế xã hội Hiện giống trồng phổ biến Việt Nam nhiễm bệnh xanh lùn, việc tạo giống kháng bệnh giúp tăng suất thu nhập nông dân trồng bông, giảm thiểu chi phí cho việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 35 Footer Page 225 of 133 Header Page 226 of 133 Với trợ giúp công nghệ thị phân tử, công tác chọn tạo giống tiến hành nhanh kết hợp thêm số đặc tính mong muốn tính kháng sâu bệnh, chống chịu với điều kiện môi trường đồng thời cho suất, chất lượng tốt Tính kháng bệnh xanh lùn tính trạng chưa nghiên cứu nhiều, đặc biệt nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học đại Vì vậy, việc xác định gen kháng bệnh xanh lùn giống cỏ Nghệ An có ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn, tạo tiền đề cho việc lập đồ chi tiết phân lập gen kháng bệnh Bên cạnh đó, thông tin thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh sử dụng công tác chọn tạo giống kháng bệnh, suất chất lượng tốt thông qua MAS (Marker Assissted Selection - Chọn lọc nhờ trợ giúp thị phân tử) 36 Footer Page 226 of 133 Header Page 227 of 133 CHƢƠNG III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Đã thu thập đánh giá đặc tính nông sinh học, tính kháng bệnh xanh lùn phân tích đa dạng di truyền phân tử 100 dòng/giống có nguồn gốc nhập nội địa phương làm nguồn vật liệu ban đầu, từ chọn cặp lai phục vụ tạo quần thể lập đồ gen kháng bệnh xanh lùn - Trên sở phân tích đa dạng di truyền thị SSR chọn cặp lai có đa hình di truyền cao số 04 cặp lai xác định B10 (bông cỏ Ấn Độ- làm mẹ) KXL02 (bông cỏ Nghệ An mang gen kháng bệnh- làm bố) Từ phân tích đa hình di truyền giống bố/mẹ với 770 thị SSR xác định 119 thị SSR đa hình - Phân tích kiểu gen 271 cá thể F2 (B10 x KXL02) 119 thị SSR xây dựng đồ liên kết genome bao gồm 14 nhóm liên kết (tương ứng với 13 nhiễm sắc thể) với giá trị LOD≥3 Kích thước di truyền genome 1.294,5cM với khoảng cách trung bình thị khoảng 13,08cM giá trị khoảng cách tối đa hai thị 24mm, tỷ lệ xơ > 33,8% 37 Footer Page 227 of 133 Header Page 228 of 133 Kiến nghị: - Sử dụng thị phân tử liên kết gen kháng bệnh xanh lùn xác định để sàng lọc giống mang gen kháng bệnh phục vụ cho sản xuất - Tiếp tục triển khai nghiên cứu dòng BC3 có để lai tạo dòng BC6 mang gen kháng bệnh phục vụ chọn tạo giống kháng bệnh xanh lùn có suất, chất lượng tốt - Nghiên cứu tạo dòng bắc cầu 6n để lai chuyển nguồn gen quý từ giống lưỡng bội sang giống tứ bội phục vụ sản xuất 38 Footer Page 228 of 133 Header Page 229 of 133 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Mục tiêu nghiên cứu .2 Nội dung nghiên cứu: Địa điểm nghiên cứu CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .4 1.1 Tóm tắt trình triển khai thực đề tài 1.2 Vật liệu nghiên cứu 1.2.1 Vật liệu thực vật 1.2.2 Các cặp mồi SSR 1.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 1.3.1 Phương pháp đánh giá đặc tính nông sinh học, tiềm năng suất giống 1.3.2 Phương pháp DNA fingerprinting (bằng thị SSR) dòng vải để xác định khoảng cách di truyền 1.3.2.1 Phương pháp tách chiết ADN .6 1.3.2.2 Kỹ thuật PCR 1.3.2.3 Phương pháp điện di gel agarose 1.3.2.4 Phương pháp điện di gel polyacrylamide 1.3.3 Phương pháp đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn 1.3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm .7 1.3.3.2 Phương pháp chuẩn bị nguồn rệp mang bệnh 1.3.3.3 Phương pháp lây nhiễm đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn 1.3.4 Lai tạo quần thể phương pháp lai tự thụ phương pháp lai trở lại 1.3.5 Lập đồ liên kết di truyền genome 1.3.6 Xác định vị trí gen kháng đồ nhiễm sắc thể thị liên kết gần với gen kháng bệnh xanh lùn .8 39 Footer Page 229 of 133 Header Page 230 of 133 1.3.7 Kiểm tra có mặt gen kháng quần thể BC thị liên kết gen kháng chọn lọc dòng BC mang gen kháng, có đặc tính ưu việt suất chất lượng xơ .8 1.3.8 Phương pháp xử lý số liệu CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.1 Nội dung Chuẩn bị vật liệu 2.1.1 Thu thập dòng, giống vải có tiềm năng suất cao, chất lượng xơ tốt, dòng vải kháng bệnh xanh lùn 2.1.2 Đánh giá tính kháng bệnh giống vải nhằm xác định nguồn gen kháng bệnh xanh lùn làm vật liệu ban đầu cho việc lai tạo quần thể 2.1.4 Đánh giá đa hình di truyền thị phân tử, xác định khoảng cách di truyền giống tương quan với tính kháng 10 2.1.4.1 Tách chiết ADN tổng số giống phục vụ phân tích SSR 10 2.1.4.2 Xác định đa hình di truyền giống bố mẹ công nghệ thị phân tử SSR 11 2.1.4.3 Phân tích số liệu, tính khoảng cách di truyền giống phục vụ xác định cặp lai, tạo quần thể lai F2 .12 2 Nội dung Lập đồ phân tử gen kháng .13 2.2.1 Tạo quần thể lai F2 từ giống vải mang gen kháng bệnh xanh lùn với giống có đặc tính ưu việt suất, chất lượng 13 2.2.2 Lập đồ di truyền nhóm liên kết vải sử dụng công nghệ thị phân tử quần thể phân ly F2 14 2.2.2.1 Xác định đa hình di truyền giống bố mẹ công nghệ thị phân tử SSR 14 2.2.2.2 Gieo trồng thu mẫu tách chiết ADN quần thể phân ly F2 16 2.2.2.3 Lập đồ di truyền nhóm liên kết vải sử dụng công nghệ thị phân tử quần thể phân ly F2 16 2.2.3 Đánh giá tính kháng bệnh quần thể phân ly F2 18 40 Footer Page 230 of 133 Header Page 231 of 133 2.2.4 Phân tích, xác định vị trí gen kháng bệnh xanh lùn vải 19 2.2.5 Xác định thị phân tử liên kết gần với gen kháng bệnh xanh lùn 19 2.3 Nội dung Chọn tạo số dòng vải kháng bệnh xanh lùn phƣơng pháp lai trở lại có trợ giúp thị phân tử 21 2.3.1 Tạo BC1 từ cá thể mang gen kháng dòng F1 lai trở lại với dòng mẹ Đánh giá tính kháng bệnh quần thể BC1 Sử dụng kỹ thuật thị phân tử để phát cá thể mang gen kháng BC1 .21 2.3.2 Tạo BC2 từ cá thể mang gen kháng dòng BC1 lai trở lại với dòng mẹ Đánh giá tính kháng quần thể BC2 Sử dụng kỹ thuật thị phân tử để phát cá thể mang gen kháng BC2 24 2.3.3 Tạo BC3 từ cá thể mang gen kháng dòng BC2 lai trở lại với dòng bố Đánh giá tính kháng quần thể BC3 Sử dụng kỹ thuật thị phân tử để phát cá thể mang gen kháng BC3 27 2.4 Thảo luận kết nghiên cứu 29 2.4.1 Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh xanh lùn 29 2.4.2 Nghiên cứu xây dựng đồ liên kết genome cỏ 29 2.4.3 Xác định vị trí gen kháng bệnh xanh lùn thị liên kết gần với gen kháng 30 2.4.4 Chọn dòng kháng bệnh xanh lùn nhờ trợ giúp thị phân tử 31 2.5 Tổng kết đánh giá kết nghiên cứu 32 2.5.1 Các kết khoa học đề tài .32 2.5.2 Các sản phẩm KH & CN đề tài 33 2.6 Đánh giá hiệu đề tài mang lại .35 2.6.1 Hiệu khoa học công nghệ 35 2.6.2 Hiệu kinh tế xã hội 35 CHƢƠNG III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 41 Footer Page 231 of 133 ... tính kháng bệnh nhƣ đồ phân tử gen kháng Đáp ứng nhu cầu này, đề tài nghiên cứu Chọn giống vải kháng bệnh xanh lùn thị phân tử đƣợc thực Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ thị. .. thị phân tử nghiên cứu chọn tạo dòng kháng bệnh xanh lùn Mục tiêu cụ thể: • Sử dụng công nghệ thị phân tử nhằm nghiên cứu xác định đa hình nguồn gen kháng bệnh xanh lùn vải • Lập đồ gen kháng bệnh. .. VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI CHỌN GIỐNG BÔNG VẢI KHÁNG BỆNH XANH LÙN BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chủ