So sánh đặc điểm sinh lý, hoá sinh liên quan đến khả năng chịu mất nước của một số giống lúa cạn trồng tại tỉnh Thái Nguyên dưới tác động của KCl xử lý hạt trước khi gieo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
LỜI
CẢM ƠN
-----------------------------

Để hoàn thành công trình nghiên cứu này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ
nhiệt tình của các thầy cô giáo và bạn bè. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết
ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn
Như Khanh,
bộ môn
NGUYỄN
THỊ NGỌC
LANSinh lý thực vật, Khoa
Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi
hoàn thành đề tài này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới các thầy cô khoa Sinh - KTNN, trường

SO SÁNH
SINH
LIÊN
ĐẾN
Đại học
Sư phạmĐẶC
Thái ĐIỂM
Nguyên;SINH
khoa LÝ,
Sinh HOÁ
- KTNN,
trường
Đại QUAN

học Sư phạm
NĂNG
CHỊU
NƯỚC
CỦA
SỐ nghiên
GIỐNG
LÚA CẠN
HàKHẢ
Nội luôn
tạo mọi
điều MẤT
kiện cho
tôi trong
suốtMỘT
thời gian
cứu.
TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl

Tôi xin chân thànhXỬ
cảmLÝ
ơn HẠT
các cán
bộ ở phòng
sinh - protein, Viện
TRƯỚC
KHIHoá
GIEO

Công nghệ sinh học; phòng Kỹ thuật, sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn

tỉnh Thái Nguyên; Công ty Vật tư nông lâm nghiệp thuỷ lợi Thái Nguyên;
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Tác giả

NGUYỄN THỊ NGỌC LAN

HÀ NỘI - NĂM 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
-----------------------------

NGUYỄN THỊ NGỌC LAN

SO SÁNH ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HOÁ SINH LIÊN QUAN ĐẾN
KHẢ NĂNG CHỊU MẤT NƯỚC CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN
TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl
XỬ LÝ HẠT TRƯỚC KHI GIEO
Chuyên ngành: SINH LÝ HỌC THỰC VẬT
Mã số:
62.42.30.05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS. Nguyễn Như Khanh
2. PGS.TS. Chu Hoàng Mậu

HÀ NỘI - NĂM 2011

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Như Khanh và
PGS.TS. Chu Hoàng Mậu đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS. Vũ Văn Hiển, TS. Nguyễn Văn
Đính, TS. Lê Văn Sơn, TS.Nguyễn Vũ Thanh Thanh, các cán bộ khoa Sinh KTNN, trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên, các cán bộ phòng Công
nghệ Tế bào Thực vật, Viện Công nghệ Sinh học, các cán bộ tổ Sinh lý Thực
vật và ứng dụng, khoa Sinh học, trường ĐH Sư phạm Hà Nội, các cán bộ
khoa Khoa học Sự sống, trường ĐH Khoa học, các cán bộ Trung tâm Thực
hành thực nghiệm, trường ĐH Nông lâm và các cán bộ phòng Phân tích kiểm
tra chất lượng nông sản và vật tư nông nghiệp, Viện Khoa học sự sống, ĐH
Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Trung tâm Tài nguyên Di truyền
Thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã cung cấp các
giống lúa cạn và các tài liệu liên quan phục vụ công tác nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Khoa học
- QHQT, Phòng Hành chính- tài vụ, Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN,
trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên và Ban giám hiệu, Phòng Sau
đại học, Ban chủ nhiệm khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội luôn
tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên và giúp đỡ của gia đình, bạn
bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án.

Tác giả luận án


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực. Một số kết quả đã được công bố đồng

tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày ..... tháng .... năm 2011
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Ngọc Lan


MỤC LỤC
Trang
Mở đầu

1

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

6

1.1.

Giới thiệu cây lúa cạn

6

1.2.

Tính chống chịu hạn của cây lúa

19

1.3.

Kali clorua và vai trò của kali đối với cây lúa

26

1.4.

Kỹ thuật sinh học phân tử trong nghiên cứu tính đa dạng di

31

truyền và nghiên cứu gen liên quan đến tính chịu hạn của cây
trồng
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

38

2.1.

Vật liệu nghiên cứu

38

2.2.

Phương pháp nghiên cứu

40

2.2.1.

Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lý

41

2.2.2.

Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh

43

2.2.3.

Phương pháp nghiên cứu chỉ tiêu nông học

44

2.2.4.

Các phương pháp sinh học phân tử

45

2.2.5.

Phương pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu

50

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1.
3.2.

51

Khả năng chịu mất nước ở giai đoạn mạ của các giống lúa cạn
nghiên cứu

51

Xác định quan hệ di truyền của 25 giống lúa cạn và so sánh trình

70

tự gen LTP liên quan đến khả năng chịu mất nước của cây lúa
cạn
3.2.1.

Kết quả xác định quan hệ di truyền của 25 giống lúa cạn nghiên

70

cứu bằng kỹ thuật RAPD
3.2.2.

Kết quả so sánh trình tự gen LTP liên quan đến khả năng chịu
mất nước của cây lúa cạn

77

3.3.

Ảnh hưởng KCl đến đặc điểm sinh lý, hóa sinh liên quan đến khả

84

năng chịu mất nước của lúa cạn
3.3.1

Hàm lượng kali trong hạt và trong cây mạ sau khi xử lý KCl

86

3.3.2.

Ảnh hưởng của KCl đến các chất có hoạt tính thẩm thấu và áp

87

suất thẩm thấu của cây mạ
3.3.3.

Ảnh hưởng của KCl đến hoạt độ của một số enzym trong cây mạ

95

3.3.4.

Ảnh hưởng của KCl đến huỳnh quang diệp lục

98

3.3.5.

Ảnh hưởng của KCl đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng

103

suất của các giống lúa cạn
3.3.6.

Đánh giá chất lượng hạt dựa trên một số chỉ tiêu sinh hóa

108

Kết luận và đề nghị

113

Danh mục công trình đã công bố liên quan đến đề tài

115

Tài liệu tham khảo

116


NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ADN

Axit Deoxyribo Nucleic

AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphism

bp

Base pair

CT

Công thức

CTTN

Công thức thí nghiệm

DL

Diệp lục

ĐC

Đối chứng

đtg

Đồng tác giả

ĐVHĐ
FAO
HL
IRRI

Đơn vị hoạt độ
Food Agriculture Organization
Hàm lượng
International Rice Research Institute

Kb

Kilobase

KN

Khả năng

LT

Lý thuyết

LTP

Lipid transfer proteins

Nxb

Nhà xuất bản

O. sativa

Oryza sativa

O. glaberrina
O. perennis

Oryza glaberrina
Oryza perennis

P5CS

Pyrrline-5-casboxylate synthase

PCR

Polymerase Chain Reaction

PS I

Photosystem I

PS II

Photosystem II

QLT

Quantitative trait loci

RAPD

Randomly Amlified Polymorphic DNA


RFLP

Restriction Fragment Length Polymorphism

sHSP

small heat-shock protein

SNP

Single Nucleotide Polymorphism

STS

Sequence Tagged Site

SSR

Simple Sequence Repeat

STT

Số thứ tự

THN

Thoát hơi nước

TN

Thí nghiệm

TT

Thực thu


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Số bảng

Tên bảng

1

Bảng 1.1

2

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa cạn trên thế giới

12

3

Bảng 2.1

38

4

Bảng 2.2

5

Bảng 2.3

Thành phần phản ứng RAPD

47

6

Bảng 2.4

Thành phần phản ứng nhân gen LTP

48

7

Bảng 3.1

8

Bảng 3.2

Hàm lượng diệp lục tổng số

54

9

Bảng 3.3

Hàm lượng diệp lục liên kết

56

10

Bảng 3.4

Sức hút nước của hạt lúa

59

11

Bảng 3.5

Tham số thống kê về lượng nước mất đi của mô lá

62

12

Bảng 3.6

Hàm lượng nước trong mô lá của cây mạ

64

13

Bảng 3.7

Cường độ thoát hơi nước của cây mạ

66

14

Bảng 3.8

15

Bảng 3.9

16

Bảng 3.10

17

Bảng 3.11 Hàm lượng kali tổng số

86

18

Bảng 3.12 Hàm lượng đường khử

88

19

Bảng 3.13 Hàm lượng prolin của cây mạ

90

20

Bảng 3.14 Hàm lượng axít hữu cơ

92

21

Bảng 3.15 Áp suất thẩm thấu của cây mạ

94

Diện tích và sản lượng lúa cả năm của Việt Nam
Danh sách các giống lúa cạn nghiên cứu
Kí hiệu và trình tự các nucleotit của 20 mồi RAPD
sử dụng trong nghiên cứu

Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống lúa cạn
nghiên cứu

Tổng hợp xếp hạng của 25 giống lúa cạn theo các chỉ
tiêu sinh lý liên quan đến khả năng chịu mất nước
Tổng số phân đoạn ADN và tỷ lệ số phân đoạn ADN
đa hình của 20 mồi RAPD
Các phân đoạn ADN đặc trưng của các giống lúa cạn
với các mồi ngẫu nhiên

Trang
11

46

52

69
72
76


22

Bảng 3.16 Hoạt độ enzyme catalase của cây mạ

96

23

Bảng 3.17 Hoạt độ enzyme peroxydase của cây mạ

97

24

Bảng 3.18 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ cây mạ

100

25

Bảng 3.19 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ đẻ nhánh

101

26

Bảng 3.20 Huỳnh quang diệp lục của lá ở thời kỳ làm đòng

102

27

Bảng 3.21 Các yếu tố cấu thành năng suất của vụ xuân 2010

103

28

Bảng 3.22

29

Bảng 3.23 Các yếu tố cấu thành năng suất của vụ mùa 2010

30

Bảng 3.24

31

Bảng 3.25

Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của vụ
xuân 2010
Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của vụ
mùa 2010
Hàm lượng các axit amin trong hạt gạo của một số
giống lúa cạn nghiên cứu

104
106
107

111


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....