đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn lúa có khả năng chịu hạn của việt nam bằng chỉ thị SSR

LỜI CẢM ƠN




TS. Khuất Hữu Trung,
Phó        


 tôi 





Xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 05 tháng 11 năm 2012



Nguyễn Thị Thảo

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ABA: Axit abcisic
ADN: Acid deoxyribonucleic
AFLP: Amplified fragment length polymorphism
ARN: Acid ribonucleic
CTAB: Cetyl trimetyl amonium bromit
dNTP: Dideoxyribo nucleozit triphosphat
EtBr: Ethidium Bromide

EDTA: Etylen diamine tetra acetic acid
FAO: The World Food Organization
HSPs: Heat shock protein
IRRI: International Research Rice Institute
LEA: Late embryogenesis abundant protein
NTSYS: Numerial taxonomy system
PCR: Polymerase chain reaction
PIC: Polymorphic Information Content
QTL: Quantitative trait loci
RAPD: Random amplyfied polymorphic DNA
RE: Restriction enzyme
RFLP: Restriction fragment length polymorphism
SDS: Sodium dodecyl sunphate
SSR: Simple sequence repeats
STS : Sequence Tagged Site
TAE: Tris-acetat-acid EDTA
TE: Tris EDTA
WUE: Water use efficiency
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
 1
 2
 2
 2
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Vài nét sơ lƣợc về cây lúa 3
1.2. Khái niệm về hạn và phân loại hạn 5
 5
 6
1.3. Ảnh hƣởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp 7

1.3.1 7
 8
1.4. Đặc tính chịu hạn và nghiên cứu tính chịu hạn ở cây lúa 10
 10
 11
1.4.3. C  12
 14
1.5. Nghiên cứu đa dạng di truyền trên cây lúa 18
1.5. 18
 19
 21
1.6. Chọn tạo giống lúa chịu hạn 24
 24
 27
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. Vật liệu 30
 30
 31
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 35
 35
2.2.2. Nhân - PCR 36
 37
 38
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39
3.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số 39
3.2. Kết quả phân tích đa hình tập đoàn lúa có khả năng chịu hạn bằng chỉ thị
phân tử SSR 40
3.2.1. Kt qu phân tích vi mt s mn hình 40
 43
3.2.3.  45

3.3. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của tập đoàn lúa chịu hạn nghiên cứu 47
3.4. Kết quả xác định các allele hiếm, allele đặc trƣng nhận dạng các giống lúa
trong tập đoàn nghiên cứu 52

 52

 53
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG

 
 4
 5

 30
. Danh sách 50  33
  44

 45

 46
 49
 50

DANH MỤC HÌNH


 13
Hình 1.2.  16
 39
H
RM566 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 40

RM3515 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 40

RM5599 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 41
Hình 3.5. 
RM1364 (M: 100bp DNA Ladder) 41
Hình 3.6.  
RM3431 (M: 100bp DNA Ladder) 42
Hình 3.7. 
RM3534 (M: 100bp DNA Ladder) 42

RM7003 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 42

RM25271 (M: 100bp DNA Ladder) 43

RM25319 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 43

 48

RM3467 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 52
 

RM5811 (M: 100bp DNA Ladder) 53

RM1155 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 54

RM3476 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 54
 
RM3468 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 55

RM6051 (M: øX17 - Hea III digest DNA Ladder) 55



1
MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Cây lúa (Oryza sativa L.) 
ua hàng , nay 

 
 
 rung tâm phát sinh cây lúa và có tài nguyên di
 cây lúa  
,  

trên 3,
Tuy nhiên,  
, 
 
 , 

 
 làm cho  

a, vùng nông thôn nghèo, n

H   hán là nguyên nhân         
 gen
 nâng cao
 cây  
. Đánh giá đa dạng
di truyền tập đoàn lúa có khả năng chịu hạn của Việt Nam bằng chỉ thị SSR



2
2. Mục đích nghiên cứu

 


3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
              



lúa 

  
tác thu


3.2. Ý nghĩa thực tiễn


cao, có k

4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng

 
Tru
 
4.2. Phạm vi nghiên cứu
lúa 
    - 


3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Vài nét sơ lƣợc về cây lúa
      Oryzae, chi Oryza 
Oryza 
Trung
            là lúa

Oryza sativa L


Oryza glaberrima Steud

Oryza sativa L. [13].
Tateoka (1963) (trong O
 O. sativa L. và O. glaberrima Steud
Châu Phi (O. perennis MoenchO. barthii A. Chev
O. rufipogon Griff
O. longiglumis Jansen và O. angustifolia Hubbard .1) [47].
- 
IndicaJaponica
              
“Javanica” 

                
JanvanicaJaponica
Indica
1.2) [5].

4
Bảng 1.1. Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể,
kiểu gen và phân bố địa lý [47]
Nhóm/loài
2n
Kiểu gen
Phân bố địa lý
Nhóm Oryzae
Sativa L.
24
AA

Rufipogon Griff.
24

AA

Barthii A. Chev.
24
AA
Châu Phi
glaberrima Steud.
24
AA

breviligulata A. Chev. et Roehr.
24
AA
Châu Phi
australiensis Domin
24
EE
Châu Úc
eichingeri A. Peter
24
CC
Châu Phi
punctata Kotschy
24, 48
BB, BBCC
Châu Phi
officinalis Wall.
24
CC
Châu Á

minuta J.S. Presl
48
BBCC
Châu Á
latifolia Desv.
48
CCDD

alta Swallen
48
CCDD

grandiglumis Prod.
48
CCDD

Nhóm Schlechterianae
schlechteri Pilger
New Guinea
Nhóm Granulatae
meyeriana Baill.
24
Châu Á
Nhóm Ridleyanae
ridleyi Hook. F.
48
Châu Á
longiglumis Jansen
48
New Guinea

Nhóm Angustifoliae
brachyantha A. Chev. et Roehr.
24
FF
Châu Phi
angustifolia Hubbard
24
Châu Phi
perrieri A. Camus
24
Malagasy
Tisseranti A. Chev.
24
Châu Phi
Nhóm Coarctatae
Coarctata Roxb.
48
Châu Á
Nguồn: Oka, 1988 [39]

5
Bảng 1.2. Đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của 3 nhóm giống lúa
Đặc tính
INDICA
JAVANICA
JAPONICA
Thân
-Thân cao
-Thân cao trung bình



-
-

Lá
-
-


-
-   

-  

-
-
-    

-
-
-
-  

-   

-

-   

-

-  

Nguồn: Chang, 1985 [22].

 
              
             


-.
1.2. Khái niệm về hạn và phân loại hạn
1.2.1. Khái niệm về hạn
  
                

 


“cây chịu hạn” và

6
“tính
chịu hạn” [9].

 
 

 [43]
              




 

6].
1.2.2. Phân loại hạn
1.2.2.1. Hạn không khí
- 42
0

(< 65%). 



ph[42]
i
non, 





50]. Vì 

7
              

ình sinh



                  

1.2.2.2. Hạn đất


 cây héo

     
              

1.2.2.3. Hạn toàn diện



         
            
      
 
và cây lúa nói riêng.
1.3. Ảnh hƣởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp
1.3.1. Ảnh hưởng của hạn đến thực vật


6


8






 [9].



trình



16]. 
isic
          -
54].
1.3.2. Tác động của hạn đến sản xuất nông nghiệp
             cây



[19].
             
 Tì

 này 
               

ng

9
8 




42].


 
2006


rong
  [42].

c  và
               
180.000
291.000 - 


 - 

   -      ha vùng
Trung Du và 100.000


               
 ha.
         
- 

10


Gia 
 [7].
Theo tín


vùng Trung du, 



1.4. Đặc tính chịu hạn và nghiên cứu tính chịu hạn ở cây lúa
1.4.1. Đặc điểm hình thái và sinh lí lúa chịu hạn

  sinh lí 

là 

Khi gu kin khô hn, b lá ngng hong chm
l hn ch s ng thi phin lá m
hn ch s tích t nhit, hn ch s c [62].
Mt phn ng thit thc nht  ng khi gu kin hn.
u này có tác dng hn ch s ng thn ch kh
p. Vì vi vi lúa chu khô hn, mm thích nghi ca nó là
nâng cao hiu sut quang hc khi xy ra hing [62].
ng cun li và gi u này có tác dng gim
 bc x trên b mi và giúp
duy trì trc  b mt lá  mc ti thiu [62].
Khi g u kin hng tng hp  r n

chuyy nhanh t già hóa cng làm gim s 

11
c. Bên cng trên lá làm m 
tránh bc bc x mt tri, gim s d dng b mt lá [8], [62].
R mc d rt giúp cây lúa tn
di sâu. Khi bu gu kin hn  n cây con, khng
r và t l r/thân, sinh nhiu r t vì r t có kh p
t t    ng kh    ng thi theo nghiên cu ca
Muthukuda (2001) cho thy: khi gp hn, t  dài r l    dài lá.
Nghiên cu ca Ph  ng (2009) ch ra rng:  các ging lúa chu hn
CH5, 103S-R20 và Toitsu thì chiu dài r, s r/cây, trng khô ca r/cây và
t c ca r  các ging chu ht nhiu gii chng khi
c tr li [4], [8], [23], [62].
Khi gp hn, cây có phn ng gim chi hn ch nhu cu s
dng thi hn ch s ng ca bc x mt tri. Phn ng thp cây
   cây lúa [62].
Tr bông mut phn ng ca lúa chng chu khô hn.
Khi gp hn hán trng, vi nhng ging không
nhy cm vi quang chu k có th tr bông mun 4 tun.
Nhy cm nht là khi cây lúa gp hn  ng còn giai
ng sinh thc thì ít mn cn [62].
    nhánh và tr bông, nu gp hn thì s nhánh và s
bông s gim. Tuy nhiên,  lúa chu hng nhi
sut do s c bù li bi s  ht chc/bông và s 
khi ng ht [62].
1.4.2. Cơ sở sinh lí, hóa sinh của tính chịu hạn





,


12


[1], [12].


i



 ,


N
7].

 


 
 
-amylaza [6], [9
-
         






24].
1.4.3. Cở sở phân tử của tính chịu hạn

13
       







 [2].


Hình 1.1. Sơ đồ minh hoạ cơ chế phân tử quá trình tham gia đáp ứng
điều kiện hạn của các gen ở thực vật
- Protein sốc nhiệt (heat shock protein - 

14
               




- 









30].
- LEA (Late embryogenesis abundant protein - 
 







. Protein LEA có
       ,      
 


[27], [51].
1.4.4. Thể hiện của gen điều khiển tính chống chịu khô hạn

15

  , ). Di





.
        
.
ustment)
.
  - 


  và


 [35].




c  

tích
 [43].

16

Hình 1.2. Vị trí của protein hạn hán trên các nhiễm sắc thể ở cây lúa (Theo
Nguyễn Thị Lang và cộng sự, 2010)




 [42].
Zhikang Li và c         có
 
 

 [2].
  viên (t
2003) 

. 

 
               

17

 [2].

 
  
 (trích
 [2].
Toojind 

 



 
n [2].

 (2007)
              



-
 
 
 [2].
 
      
pháp cDNA 

ADN


18

 [51].
1.5. Nghiên cứu đa dạng di truyền trên cây lúa
1.5.1. Vị trí và tầm quan trọng của đa dạng di truyền


[63].
 






63].





25]:


    





 
