Công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật - Di truyền quẩn thể pdf

CNSH trong BVTV
Phân bố
1. 35 LT
2. 10 TH + BT
Đa nh giá ́́
1. Tham gia hoc (co măt + thao luân) 5 %̣́ ̣ ̉
2. Th c ha nh (tham d + ba o ca o) 5 ̀ ́ ́ự ự
%
3. Ba i tâp (ca tiêu luân ngă n) 10 ̀ ̣́ ̉ ̉ ̣
%
4. Kiêm tra gi a ky (tră c nghiêm) 10 ̃ ̀ ́̉ ư ̣
%
5. Thi hê t môn (tră c nghiêm) 70 ́ ́ ̣
%

CNSH trong BVTV
Mô t môn h cả ọ
ng d ng CNSH trong nghiên c u:Ứ ụ ứ
1. S đa d ng c a dich haiự ạ ủ ̣ ̣
2. T ng ta c gi a dich hai va câý ̃ ̀ươ ư ̣ ̣
3. Xa c đinh va ch n đoán dich hai ́ ̣̀ ẩ ̣ ̣
4. Phòng ch ngố
M c tiêuụ
Co kh năng hi u và v n d ng các ki n th c ́ ả ể ậ ụ ế ứ
c a môn h c trong nghiên c u BVTV, đ c ủ ọ ứ ặ
bi t trong ch n đoán, nghiên c u đa d ng và ệ ẩ ứ ạ
phòng ch ng.ố

CNSH trong BVTV
H c ph n tiên quy tọ ầ ế

1. B nh cây/côn tru ng ĐC (ho c NN)̀ệ ặ
2. CNSH th c v t hoăc t ng đ ngự ậ ̣ ươ ươ
Ta i liêu hoc chi nh̀ ̣́ ̣
1. Ba i giang CNSH trong BC (BG + PP)̀ ̉
2. Gia o tri nh CNSH, Vd:́ ̀

CNSH trong chon tao giô ng CT (thâ y Tôn)́ ̣̀ ̣

Nh p môn công ngh sinh h c (ebook) ậ ệ ọ

K thu t c b n trong SHPT (ebook)ỹ ậ ơ ả
Vv…

CNSH trong BVTV
Ba i 1̀
1. Kha i niêm CNSH́ ̣
2. C1.Di truyê n quâ n thề ̀ ̉

Kha i niêm CNSH ́ ̣
Nghĩa r ngộ : là công ngh ệ
d a trên sinh v t s ngự ậ ố
Nghĩa h pẹ : là công ngh ệ
d a trên các công c /phân ự ụ
tích phân tử

Sinh h c qu n ọ ầ
thể
Qu n thầ ể
Là m t t p h p các cá th cùng loài ộ ậ ợ ể
chi m m t không gian đ a lý nh t đ nh và ế ộ ị ấ ị

th hi n s liên t c v m t sinh s n t ể ệ ự ụ ề ặ ả ừ
th h này sang th h khác. ế ệ ế ệ
Di truy n qu n thề ầ ể
Quá trình d n t i trao đ i di truy n ẫ ớ ổ ề
hay ti n hóa c a qu n th , th ng theo ế ủ ầ ể ườ
th i gian (dài) và không gian (l n).ờ ớ

Ti n hóaế
Đ t bi n, ộ ế
tái t ổ
h p…ợ
Ch n l c, trôi ọ ọ
d t di ạ
truy n…ề
Đa dang thay đ i ổ
t n s alleleầ ố
Ti n hóaế
Avr Avr, avr Avr, avr
1 0.1 0.9

Phả hệ học (Phylogenetics)
(Đại tiến hóa = macroevolution)
Biệt hóa loài
(Speciation)
Di truyền quần thể
(Population genetics)
(Vi tiến hóa = microevolution)
Sinh
học
tiến

hóa
Sinh h c ti n hóaọ ế
Ex. N m ấ
đ o ôn ạ
Pyricularia
oryzae

Năm l c ti n hóaự ế
1. Đ t bi nộ ế (mutation)
2. Trôi d t di truy nạ ề (genetic drift)
3. Giao l u gen/ki u genư ể
(gene/genotype flow)
4. H th ng sinh s n/ghép c pệ ố ả ặ
(reproductive/mating type systems)
5. Ch n l c t nhiênọ ọ ự (natural
selection)

Đ t ộ
bi nế
Vai trò

Là m t l c ti n hóa y u đ có th ộ ự ế ế ể ể
làm thay đ i t n s alleleổ ầ ố

Là m t l c ti n hóa m nh đ t o ộ ự ế ạ ể ạ
ra m t allele m i. ộ ớ

Gi s ả ử
1. T c đ đ t bi n A1 -> A2 = 10ố ộ ộ ế
-5

/ th hế ệ
2. T c đ đ t bi n A2 -> A1 = 10ố ộ ộ ế
-6
/ th h ế ệ
3. T n s allele Aầ ố
1
= 0.99 và t n s Aầ ố
2
= 0.01
=> T n s m i c a Aầ ố ớ ủ
2
là = 0.01001
Đ t ộ
bi nế

Đ chuy n t n s allele A1 t 1.00 lên 0.99 ể ể ầ ố ừ
(thay đ i 1%) s c n ổ ẽ ầ 2000 th h . ế ệ

Đ chuy n t n s này t 0.10 lên 0.09 (thay ể ể ầ ố ừ
đ i 1%) s c n ổ ẽ ầ 10,000 th hế ệ

Vd n m ph n tr ng lúa mi n ấ ấ ắ ế
(barley)
Blumeria graminis
M t v t b nh: ~10ộ ế ệ
4
bào t /ngày ử
N u CSB 10 % <=> ~10ế
5
v t ế

b nh / m2 ệ
=> 10
9
bào t / m2 / ngày ử
=> 10
13
bào t / ha / ngày ử
N u t c đ đ t bi n c a 1 Avr ế ố ộ ộ ế ủ
-> avr = 10
-6

=> 10
7
bào t avr /ha/ngày. ử
Đ t bi n trong b nh câyộ ế ệ

Đ t bi n trong ch n t o gi ng ộ ế ọ ạ ố
kháng
T l đ t bi n 1 alelleỷ ệ ộ ế
Avr1 -> avr1 = 10
-6

=> 10
7
bào t avr/ha/ngày =>kh c ph c 1 gen kháng R1 ử ắ ụ
T l đ t bi n đ ng th i 2 alelleỷ ệ ộ ế ồ ờ
Avr1Avr2 -> avr1avr2 = 10
-6
x 10
-6

=10
-12
=> 10
1
bào t avr1avr2 /ha/ngày => kh c ph c 2 gen ử ắ ụ
kháng R1R2
Vd n m ph n tr ng lúa mi n ấ ấ ắ ế
V i gi thi t trên => 10ớ ả ế
13
bào t /ha/ngày ử
T l đ t bi n đ ng th i 3 alleleỷ ệ ộ ế ồ ờ
Avr1Avr2Avr3 -> avr1avr2avr3 = 10
-6
x10
-6
x10
-6
= 10
-18
=> Không có bào t đ t bi nử ộ ế nào đ c t o ra/ha/ngày ượ ạ

Trôi d t di ạ
truy nề
Là quá trình thay đ i t n s allele ổ ầ ố
trong qu n th m t cách ầ ể ộ ng u nhiênẫ
S t n t i c a các cá th “ự ồ ạ ủ ể may m nắ ”
ch không ph i c a các các th “ứ ả ủ ể thích
nghi”
0.3 0.14

Trôi d t di ạ
truy nề
1.S xu t hi n l i các qu n th có ự ấ ệ ạ ầ ể
kích th c nh . ướ ỏ

Trôi d t di ạ
truy nề
2. Hi n t ng “th t c chai” (s ệ ượ ắ ổ ự suy
gi m m nhả ạ kích th c qu n th ).ướ ầ ể
Suy gi m m nh kích th c qu n th ít nh t ả ạ ướ ầ ể ấ
m t th hộ ế ệ
- Vd Tr n l t t i mi n B c 2008ậ ụ ạ ề ắ

Trôi d t di ạ
truy nề
2. Hi u ng n n (s thi t l p m i 1 ệ ứ ề ự ế ậ ớ
qu n th t ầ ể ừ m t vài cá th )ộ ể

Trôi d t di truy n: ví dạ ề ụ
VD n m ấ
Puccina striiformis
gây b nh ệ gỉ s tắ
lúa mỳ ở Úc.
Ki m tra m c đa d ng n m t i Úc, NewZealand, ể ứ ạ ấ ạ
Anh, Colombia, Đan M chạ
K thu tỹ ậ : RAPD (60 m i), AFLPồ
K t quế ả:
1.Không phát hi n th y đa hình gi a các isolate c a ệ ấ ữ ủ
Úc và New Zealand
2.Phát hi n th y 1 isolate c a Anh gi ng v i các ệ ấ ủ ố ớ

isolate Úc + New Zealand
=> K t lu nế ậ : qu n th n m Úc - NZ hình thành t ầ ể ấ ở ừ
1 dòng n m có ngu n g c châu Âu (hi u ng n n)ấ ồ ố ệ ứ ề

Trôi d t di truy n: ví dạ ề ụ
VD n m ấ
Puccina striiformis
gây b nh ệ gỉ s tắ
lúa mỳ ở Úc.
C p m i ặ ồ
1
C p m i 2ặ ồ
AFLP
Vd 3 isolates Anh,
Colombia, Đan mach
Úc
Anh
Colombia

Trôi d t di ạ
truy nề
H u qu :ậ ả

D n t i thay đ i t n s alleleẫ ớ ổ ầ ố

D n t i c đ nh allele do m t allele ẫ ớ ố ị ấ
ho c ki u genặ ể

D n t i c đ nh hay m t toàn b ki u ẫ ớ ố ị ấ ộ ể
gen c a m t sinh v t sinh s n vô tínhủ ộ ậ ả


D n t i tăng tính đ ng h p t đ i v i ẫ ớ ồ ợ ử ố ớ
sinh v t l ng b i và tăng h s t ậ ưỡ ộ ệ ố ự
thụ

D n t i tăng s sai khác di truy n gi a ẫ ớ ự ề ữ
các qu n th n u không có s giao l u ầ ể ế ự ư
gen (gene flow) gi a chúngữ
Gi m đa ả
d ng trong ạ
qu n thầ ể
Tăng đa
d ng gi a ạ ữ
các qu n ầ
thể

Trôi d t di ạ
truy nề
Chú ý
M c đ trôi d t di truy n ph ứ ộ ạ ề ụ
thu c:ộ

Kích th c qu n th hi u qu ướ ầ ể ệ ả
Ne

T n s genầ ố

Giao l u gen/ki u genư ể
Đ nh nghĩaị
Là quá trình chuy n v t li u di ể ậ ệ

truy n (d i d ng gen/ki u gen) t ề ướ ạ ể ừ
qu n th này sang qu n th khác c a ầ ể ầ ể ủ
cùng loài

Giao l u gen/ki u genư ể
Đ c đi mặ ể
Giao l u gen/ki u gen là m t l c t o ư ể ộ ự ạ
s đa d ng trong qu n th (thêm gen ự ạ ầ ể
m i) ớ

Giao l u gen/ki u genư ể
Đ c đi mặ ể
Giao l u gen/ki u gen là m t l c ư ể ộ ự
ngăn c n s đa d ng ả ự ạ gi aữ các qu n ầ
th . ể
Thay đ i t n s allele nhanh chóng qua các th h ổ ầ ố ế ệ
c a 5 qu n th bi t l p có t c đ di c m=0.1 / ủ ầ ể ệ ậ ố ộ ư
th h ế ệ

Giao l u gen/ki u genư ể
Vd. N m ấ Phytophthora infestants
• D a vào DNA fingerprints ự
•
M t dòng n m t Mexico => B c ộ ấ ừ ắ
M => châu Âu => kh p toàn ỹ ắ
c u ầ