Luận án Chọn tạo giống lúa hàm lượng Amylose thấp bằng chỉ thị phân tử SSR trên quần thể lai hồi giao - Hồ Văn Được

LỜI CAM ĐOAN . i

LỜI CẢM ƠN . ii

TÓM TẮT . iii

SUMMARY . v

MỤC LỤC . vii

DANH SÁCH BẢNG . xii

DANH SÁCH HÌNH xiii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT . xvi

Chương 1: GIỚI THIỆU . 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát . 2

1.2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể . 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 3

1.3.1 Nội dung 1: Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn

tạo giống lúa phẩm chất cao có hàm lượng amylose

thấp

3

1.3.2 Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai . 3

1.3.3 Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose

thấp thông qua MAS . 3

1.3.4 Nội dung 4: Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản

đồ GGT . 3

1.3.5 Nội dung 5: Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và

năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BCnF3 . 3

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài . 4

1.4.1 Ý nghĩa khoa học . 4

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn . 4viii

1.5 Tính khoa học của đề tài . 4

1.6 Những đóng góp mới của đề tài . 5

1.7 Tính ứng dụng của đề tài . 5

1.8 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6

2.1 Các chỉ tiêu phẩm chất của hạt gạo . 6

2.1.1 Hàm lượng amylose (AC) . 6

2.1.2 Độ bền gel (GC) . 7

2.1.3 Độ trở hồ (GT) 8

2.2 Sơ lược về hàm lượng amylose 9

2.2.1 Sự hình thành tinh bột ở cây lúa . 9

2.2.2 Amylose và amylopectin . . 9

2.2.3 Cơ sở di truyền tính trạng hàm lượng amylose 11

2.3. Phương pháp lai hồi giao trong chọn tạo giống lúa . 14

2.3.1 Một số khái niệm trong phương pháp lai hồi giao . 14

.2.3.2 Ưu điểm của phương pháp lai hồi giao . 16

2.3.3 Ưu điểm của phương pháp lai hồi giao . 16

2.4 Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa . 17

2.4.1 Sơ lược về phương pháp chọn lọc bằng chỉ thị phân tử . 17

2.4.2 Một số thành tựu của chỉ thị SSR trong chọn giống lúa . 18

2.5 Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với chỉ thị phân

tử . 19

2.5.1 Các giả thuyết mô hình MAS 19

2.5.2 Điều kiện để ứng dụng MAS 20

2.5.3 Đối với các tính kháng sinh học . 22

2.5.4 Đối với các tính kháng phi sinh học . 23

2.5.5 Đối với các đặc tính nông học . 23

2.6 Các kết quả nghiên cứu giống phẩm chất cao trong và ngoài nước . 23ix

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 26

3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu . 26

3.2 Vật liệu nghiên cứu . 26

3.3 Phương pháp nghiên cứu . 27

3.3.1 Nội dung 1: Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo

giống lúa phẩm chất cao có hàm lượng amylose thấp . 27

3.3.1.1 Đánh giá hàm lượng amylose 27

3.3.1.2 Đánh giá các đặc tính nông học, các thành phần năng suất và năng suất 27

3.3.1.3 Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình . 28

3.3.1.4 Đa dạng nguồn gen trên các giống lúa bố mẹ . 29

3.3.2 Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai 31

3.3.2.1 Lai tạo lúa trong nhà lưới . 31

3.3.2.2 Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể

lai F2 . 33

3.3.3 Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose thấp

thông qua MAS . 33

3.3.4 Nội dung 4: Chọn lọc các quần thể hồi giao BCnF2 thông qua lập bản đồ

GGT . 35

3.3.4.1 Kiểm tra kiểu gen của quần thể con lai trên 12 nhiễm sắc thể dựa trên

các chỉ thị phân tử đa hình giữa cây bố và mẹ 35

3.3.4.2 Lập bản đồ GGT đánh giá sự di truyền của quần thể con lai, qua đó

chọn lọc các cá thể mang gen mục tiêu mong muốn .

35

3.3.5 Nội dung 5: Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng

suất cao trên các quần thể lai hồi giao BCnF3

36

3.3.5.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm . 36

3.3.5.2 Đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan hàm lượng amylose trên quần

thể con lai 37

3.3.5.3 Đánh giá các thành phần năng suất và năng suất để chọn lọc các dòng

con lai ưu tú vừa có hàm lượng amylose thấp vừa có năng suất cao . 40

3.3.6. Phương pháp xử lý số liệu . 40x

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 41

4.1. Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa phẩm

chất cao có hàm lượng amylose thấp . 41

4.1.1 Đánh giá hàm lượng amylose trên bộ giống vật liệu lai . 41

4.1.2 Đánh giá đặc tính nông học trên bộ giống lúa vật liệu lai . 42

4.1.3 Đánh giá các thành phần năng suất và năng suất trên bộ giống lúa vật

liệu lai . 43

4.1.4 Phân nhóm đa dạng di truyền kiểu hình của bộ giống lúa vật liệu

lai . 44

4.1.5 Đa dạng nguồn gen trên các giống lúa bố mẹ . 48

4.2 Đánh giá hiệu quả di truyền của các tổ hợp lai . 51

4.2.1Tạo các quần thể F1 . 51

4.2.2 Đánh giá hiệu quả chọn lọc tính trạng mục tiêu dựa trên các quần thể lai

F2 . 51

4.3 Chọn tạo quần thể lai hồi giao có hàm lượng amylose thấp thông qua

MAS . 56

4.3.1 Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM6976/Jasmine85//OM6976 . 56

4.3.2 Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM6976/KDML//OM6976 . 64

4.3.3 Kết quả lai tạo quần thể hồi giao OM5930/OM7347//OM5930 67

4.4 Chọn lọc các quần thể hồi giao BC4F2 thông qua lập bản đồ GGT . 69

4.4.1 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85//

OM6976 69

4.4.2 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/

KDML105// OM6976 . 71

4.4.3 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347//

OM5930 . 72

4.5 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao

trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 . 75

4.5.1 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao

trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp

OM6976/Jasmine85//OM6976 .

75xi

4.5.2 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên

các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp

OM6976/KDML105//OM6976 . 79

4.5.3 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên

các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp

OM5930/OM7347//OM5930

84

4.6 Thảo luận . 88

Chuơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 96

PHỤ LỤC 109

pdf182 trang | Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 441 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Chọn tạo giống lúa hàm lượng Amylose thấp bằng chỉ thị phân tử SSR trên quần thể lai hồi giao - Hồ Văn Được, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ả 4 chỉ thị phân tử (RM240, RM162, RM256 và RM257) cho các gen đánh dấu trên cá thể mẹ này được cho tự thụ phấn và chọn lọc các dòng con lai ưu thế cho các thí nghiệm tiếp theo. 4.4 Chọn lọc các quần thể hồi giao BC4F2 thông qua lập bản đồ GGT Để đánh giá mức độ di truyền của quần thể con lai theo mục tiêu mang gen đích đồng thời di truyền theo tính trạng cây mẹ, phân tích GGT được sử dụng để đánh giá di truyền kiểu gen trên quần thể con lai. 27 chỉ thị phân tử định vị trên 12 nhiễm sắc thể của cây lúa có sự đa hình trên bố mẹ đã được sử dụng trong đánh giá này (Phụ lục 4). Trong đó 2 chỉ thị đánh dấu trên mỗi nhiễm sắc thể. Riêng nhiễm sắc thể số 6, 5 chỉ thị được sử dụng bao gồm: RM469 (2,3 cM), Wx (8,2 cM), RM402 (25,6 cM), RM162 (60,1 cM) và RM1031 (122,3 cM). 4.4.1 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976 Hình 4.22 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976 trên nhiễm sắc thể số 6 Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (Jasmine 85), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM6976), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-50: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM6976/Jasmine85//OM6976 71 Mười dòng BC4F1 của tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976 được chọn lọc và cho tự thụ tạo quần thể BC4F2. Quần thể BC4F2 được trồng trên đồng ruộng trong vụ Hè Thu 2016. Năm mươi cá thể được đánh dấu, thu mẫu và kiểm tra kiểu gen. Các cá thể mang gen waxy (từ bố) đồng thời đồng hợp tử alen theo cây mẹ sẽ được chọn lựa để tiếp tục phát triển. Qua hình 4.22 cho thấy trên nhiễm sắc thể số 6, 6 cá thể (BC4F2-1, BC4F2-3, BC4F2-20, BC4F2-25, BC4F2-37 và BC4F2-47) chỉ mang một gen (waxy) từ bố, các gen khác đều đồng hợp như cây mẹ. Tuy nhiên, khi kiểm tra trên toàn bộ 12 nhiễm sắc thể của cây lúa (Hình 4.23), chỉ có 4 dòng (BC4F2-1, BC4F2-3, BC4F2-20 và BC4F2-25) (phụ lục 7) đạt yêu cầu và được chọn lọc. Hai dòng còn lại không được chọn vì còn mang gen dị hợp tử hoặc đồng hợp theo cây bố (ngoài gen waxy) ở các nhiễm sắc thể khác. Hình 4.23 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976 trên 12 nhiễm sắc thể Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (Jasmine 85), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM6976), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-50: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976 72 Các dòng BC4F2-1, BC4F2-3, BC4F2-20 và BC4F2-25 của quần thể OM6976/ Jasmine85// OM6976 là các dòng triển vọng được tuyển chọn để tiếp tục phát triển các thế hệ kế tiếp cho đến dòng thuần chủng. 4.4.2 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976 Hình 4. 24 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976 trên nhiễm sắc thể số 6 Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (KDML 105), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM6976), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-50: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976 Tương tư như phương pháp chọn lọc quần thể BC4F2 của tổ hợp OM6976/ Jasmine85// OM6976, ở tổ hợp hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976, 2 dòng BC4F1 thông qua chọn lọc bằng MAS được nhân rộng trên đồng ruộng trong vụ Hè Thu 2016. Trên nhiễm sắc thể số 6 (nơi định vị của gen waxy), 8 cá thể cây lúa (BC4F2-8, BC4F2-18, BC4F2-24, BC4F2-25, BC4F2- 36, BC4F2-38, BC4F2-44 và BC4F2-49) biểu hiện mang gen waxy và các gen khác đồng hợp như cây mẹ (OM6976) (Hình 4.24). Tuy nhiên, khi kiểm tra toàn bộ 12 nhiễm sắc thể, duy nhất cá thể BC4F2-44 đạt yêu cầu (Hình 4.25, phụ lục 7). Cá thể này được chọn lọc cho việc đánh giá các tính trạng khác ở thế hệ tự thụ tiếp theo. 73 HÌNH 4.25 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976 trên 12 nhiễm sắc thể Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (KDML105), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM6976), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-50: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM6976/ KDML105// OM6976 4.4.3 Chọn lọc các cá thể BC4F2 của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930 Tương tư như phương pháp chọn lọc quần thể BC4F2 của hai tổ hợp hồi giao trên, ở tổ hợp OM5930/ OM7347// OM5930, dòng ưu tú (BC4F2-35) được nhân rộng trên đồng ruộng trong vụ Hè Thu 2016. Hai cá thể cây lúa (BC4F2- 16 và BC4F2-40) biểu hiện mang gen waxy như cây bố (OM7347) và các gen khác đồng hợp như cây mẹ (OM5930) trên toàn bộ 12 nhiễm sắc thể của cây lúa (Hình 4.26 và Hình 4.27) (phụ lục 7). Các cá thể này được chọn lọc và tiếp tục phát triển thành các thế hệ kế tiếp cho đến thế hệ thuần chủng. 74 Hình 4.26 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930 trên nhiễm sắc thể số 6 Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (OM7347), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM5930), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-42: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930 75 Hình 4.27 Sự đa dạng di truyền các gen từ bố mẹ của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930 trên 12 nhiễm sắc thể Chú thích: màu xanh dương: kiểu gen theo cây bố (OM7347), màu đỏ: kiểu gen theo cây mẹ (OM5930), màu xám: kiểu gen dị hợp tử, khung màu xanh lá cây: đánh dấu các cá thể được lựa chọn, 1-42: các cá thể của quần thể lai hồi giao OM5930/ OM7347// OM5930 Như vậy, thông qua phân tích kiểu gen và sự biểu hiện di truyền các gen tính trạng ở quần thể con lai trên các biểu đồ GGT, những dòng lúa triển vọng nhất được lựa chọn bao gồm: BC4F2-37 và BC4F2-47 (của tổ hợp OM6976/ Jasmine85//OM6976), BC4F2-44 (của tổ hợp OM6976/ KDML105//OM6976), BC4F2-16 và BC4F2-40 (của tổ hợp OM5930/ OM7347// OM5930). Các dòng này được cho tự thụ và tiếp tục đánh giá và chọn lọc ở thế hệ BC4F3. 76 4.5 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 4.5.1 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976 Hình 4.28 Quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976 Trong số 190 cá thể (D1-D190) được trồng trên đồng ruộng, chọn 47 dòng BC4F3 của tổ hợp hồi giao OM6976/Jasmine85//OM6976 có dạng hình đẹp, sạch bệnh được chọn để đánh giá phẩm chất dựa trên phân tích hàm lượng amylose và kiểm chứng các chỉ tiêu khác (độ bền thể gel, độ trở hồ). Kết quả bảng 4.7 cho thấy 10 dòng tái tổ hợp (D29, D36, D37, D50, D75, D131, D142, D150, D153 và D154) được chọn có hàm lượng amylose dao động từ 17,5-20,6%, độ bền gel từ 72-99mm và độ trở hồ ở cấp 6-7. Đây là những dòng lúa triển vọng có các đặc tính về phẩm chất cơm gần giống với giống bố (Jasmine 85) nên được chọn lọc và tiếp tục đánh giá kiểu gen. 77 Bảng 4.7 Phẩm chất các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/Jasmine85//OM6976 trong vu ̣Đông Xuân 2016-2017 STT Tên Ký hiệu Hàm lượng amylose Độ bền thể gel Độ trở hồ % mm cấp 1-7 1 BC4F3-1 D1 24,9b-e 64,4o 2 2 BC4F3-2 D2 23,5e-g 67,9lm 3 3 BC4F3-4 D4 23,9d-f 66,5mn 3 4 BC4F3-5 D5 25,2a-e 58,8qr 2 5 BC4F3-9 D9 23,0fg 65,0no 5 6 BC4F3-15 D15 24,1c-f 53,0w 3 7 BC4F3-17 D17 22,0gh 71,2ij 5 8 BC4F3-29 D29 20,2i-k 75,5ef 6 9 BC4F3-30 D30 21,0hi 74,0fg 5 10 BC4F3-36 D36 20,6h-j 72,0hi 6 11 BC4F3-37 D37 17,7l-n 84,6c 7 12 BC4F3-42 D42 24,9b-e 58,5r 2 13 BC4F3-43 D43 25,0b-e 55,7st 2 14 BC4F3-48 D48 23,0fg 67,9lm 4 15 BC4F3-49 D49 23,8d-f 65,1no 3 16 BC4F3-50 D50 19,5i-k 83,0cd 6 17 BC4F3-51 D51 25,0b-e 54,0t 2 18 BC4F3-52 D52 22,0gh 73,0gh 5 19 BC4F3-54 D54 25,0b-e 53,1v 2 20 BC4F3-55 D55 24,7b-f 66,5mn 2 21 BC4F3-67 D67 25,0b-e 55,0st 2 22 BC4F3-73 D73 23,0fg 68,5kl 4 23 BC4F3-75 D75 17,6l-n 88,2b 7 24 BC4F3-77 D77 25,0b-e 50,7y 2 25 BC4F3-81 D81 23,5e-g 68,7kl 3 26 BC4F3-85 D85 23,0fg 70,5ij 4 27 BC4F3-113 D113 22,0gh 73,0gh 5 28 BC4F3-115 D115 24,5b-f 62,6p 2 29 BC4F3-117 D117 22,0gh 75,0ef 5 30 BC4F3-119 D119 25,4a-d 54,0t 2 31 BC4F3-122 D122 25,0b-e 55,8s 2 32 BC4F3-124 D124 23,0fg 70,8ij 4 1 Jasmine 85 đ/c1 15,8o 98,0a 7 2 OM6976 đ/c2 25,4a-d 53,6u 2 3 IR50404 đ/c3 26,7a 45,5zA 2 F ** ** - CV (%) 3,74 1,24 - 78 Bảng 4.7: Phẩm chất các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/Jasmine85//OM6976 trong vu ̣Đông Xuân 2016-2017 (tiếp theo) STT Tên Ký hiệu Hàm lượng amylose Độ bền thể gel Độ trở hồ % mm cấp 1-7 33 BC4F3-126 D126 24,9b-e 60,5q 2 34 BC4F3-130 D130 25,5a-d 54,0t 2 35 BC4F3-131 D131 16,5no 97,8a 7 36 BC4F3-142 D142 16,8m-o 99,0a 7 37 BC4F3-150 D150 18,5k-m 82,0d 6 38 BC4F3-151 D151 23,0fg 70,0jk 4 39 BC4F3-152 D152 22,0gh 76,7e 5 40 BC4F3-153 D153 18,9j-l 83,0cd 6 41 BC4F3-154 D154 17,5l-o 86,8b 7 42 BC4F3-160 D160 24,5b-f 64,0op 2 43 BC4F3-163 D163 23,5e-g 70,0jk 3 44 BC4F3-165 D165 25,9ab 50,5z 2 45 BC4F3-166 D166 25,3a-d 56,0s 2 46 BC4F3-167 D167 25,7a-c 51,0x 2 47 BC4F3-169 D169 23,8d-f 69,5j-l 3 1 Jasmine 85 đ/c1 15,8o 98,0a 7 2 OM6976 đ/c2 25,4a-d 53,6u 2 3 IR50404 đ/c3 26,7a 45,5zA 2 F ** ** - CV (%) 3,74 1,24 - Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%. Hình 4.29 Kết quả điện di sản phẩm PCR của các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/ Jasmine85// OM6976 với chỉ thị Wx trên gel agarose 3% Chú thích: M: thang chuẩn DNA (1Kb); P1: OM6976; P2: Jasmine 85; 1-10: các cá thể BC4F3 lần lượt là: D29, D36, D37, D50, D75, D131, D142, D150, D153 và D154. Kết quả phân tích kiểu gen trên quần thể con lai BC4F3 của tổ hợp OM6976/ Jasmine85// OM6976 với chỉ thị Wx thể hiện ở Hình 4.29 cho thấy các băng hình của cá thể số 1 đến 10 (BC4F3) ở vị trí 220bp (giống với M P1 P2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 210bp 220bp 79 Jasmine 85), điều này chứng tỏ các dòng D29, D36, D37, D50, D75, D131, D142, D150, D153 và D154 đều mang gen waxy, qui định hàm lượng amylose thấp. Qua đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan đến hàm lượng amylose thấp, các dòng triển vọng được chọn lọc là D29, D36, D37, D50, D75, D131, D142, D150, D153 và D154. Mười dòng triển vọng được xác định có hàm lượng amylose thấp thông qua đánh giá kiểu hình và kiểu gen tiếp tục được đánh giá năng suất và các thành phần năng suất trong vụ Đông Xuân 2016-2017 (Bảng 4.8). Bảng 4.8 Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng BC4F3 trong vụ Đông Xuân 2016-2017 Tên dòng TGST Chiều cao cây Số bông/ bụi Chiều dài bông Số hạt chắc/ bụi Tỷ lệ hạt lép/ bông Khối lượng 1000 hạt Năng suất bụi Năng suất ngày cm bông cm hạt % G g tấn/ha D29 95-100 112,1 b 6,6 d 26,9 c 113.6c-e 23.54a 30,22 b-d 14,46 de 4,34 c D36 95-100 105,9 b 8,3 b-d 27,9 b 83.6de 22.37a 28,27 e 13,44 e 4,10 c D37 95-100 100,3 b 7,0 cd 26,0 cd 68.0e 35.21a 29,78 cd 12,65 e 3,92 c D50 95-100 106,4 b 7,8b-d 25,4 d 137.7b-d 20.31a 30,87 ab 14,07 e 4,25 c D75 95-100 122,8 a 9,2 b 23,3 e 208.7a 27.35a 30,06 b-d 28,08 a 7,49 a D131 95-100 117,1 b 9,3 b 22,3 f 190.3ab 25.21a 30,44 bc 20,16 cd 7,40 a D142 95-100 114,1 b 9,0 bc 23,2 ef 149.7bc 28.81a 30,68 a-c 23,13 a-c 7,54 a D150 95-100 120,8 b 11,3 a 23,4 e 124.2cd 27.44a 27,79 ef 21,44 bc 7,05 a D153 95-100 109,2 b 9,0 bc 23,7 e 98.9c-e 33.03a 31,61 a 20,03 cd 5,63 b D154 95-100 103,0 b 9,1 b 23,0 ef 99.6c-e 28.44a 29,40 d 20,01 cd 5,62 b Jasmine85 95-105 101,7 b 11,9 a 28,10 b 100.3c-e 19.54a 27,00 f 26,33 ab 7,03 a OM6976 100-110 110,0 b 11,3 a 29,60 a 132.7cd 30.40a 25,80 g 27,00 ab 7,67 a F - ** ** ** ** ns ** ** ** CV (%) - 1,53 12,05 2,17 14,62 26,78 1,83 16,17 11,25 Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%, ns không khác biệt có ý nghĩa thống kê. Xét về năng suất, năng suất các dòng dao động từ 3,9-7,5 tấn/ha, trong đó, 4 dòng (D75, D131, D142 và D150) đạt năng suất trên 7,0 tấn/ha và tương đương so vớ i đối chứ ng (Jasmine 85) (7,03 tấn/ha). 80 Các dòng D75, D131, D142 và D150 được lựa chọn như kết quả lai tạo giống có hàm lượng amylose thấp và năng suất cao của tổ hợp lai hồi giao OM6976/Jasmine85//OM6976. 4.5.2 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976 Hình 4.30 Quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976 Trong vụ Đông Xuân 2016-2017, 110 dòng BC4F3 (D191-D300) của tổ hợp hồi giao OM6976/KDML105//OM6976 được gieo trồng trên đồng ruộng. Tuy nhiên, có 50 dòng được chọn để đánh giá phẩm chất vì dạng hình cây cứng cáp, đẹp, ít nhiễm sâu bệnh. Hàm lượng amylose các dòng dao động 16,5-27,8% và đạt trung bình 23,3% (Bảng 4.9). Các dòng có hàm lượng amylose tương đương và nhỏ hơn 20% (hàm lượng amylose thấp) bao gồm: dòng BC4F3-195, BC4F3-205, BC4F3-230, BC4F3-233, BC4F3-237, BC4F3-276, BC4F3-285 và BC4F3-296. Qua kiểm chứng độ bền gel và độ trở hồ cho thấy các dòng này đều biểu hiện là các dòng có phẩm chất mềm dẻo (độ bền gel 74,8-93,4mm, độ trở hồ ở cấp 6-7). Tám dòng này tiếp tục được lựa chọn để đánh giá kiểu gen liên quan hàm lượng amylose thấp. 81 Bảng 4.9 Phẩm chất các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/KDML105//OM6976 trong vu ̣Đông Xuân 2016-2017 STT Tên Ký hiệu Hàm lượng amylose Độ bền thể gel Độ trở hồ % mm cấp 1-7 1 BC4F3-193 D193 25,7 ef 38,7 xy 2 2 BC4F3-194 D194 26,5 bc 30,5 G 2 3 BC4F3-195 D195 16,5 w 93,4 b 7 4 BC4F3-197 D197 23,9 kl 49,7 k 3 5 BC4F3-198 D198 24,5 j 41,0 t-v 3 6 BC4F3-202 D202 25,2 gh 39,2 w-y 2 7 BC4F3-203 D203 24,2 jk 42,5 st 3 8 BC4F3-205 D205 18,9 t 88,9 d 6 9 BC4F3-206 D206 22,3 op 59,8 h 4 10 BC4F3-207 D207 24,5 j 46,2 m-o 2 11 BC4F3-220 D220 25,5 fg 38,0 z 2 12 BC4F3-224 D224 24,5 j 45,0 o-q 2 13 BC4F3-225 D225 23,5 lm 50,0 k 3 14 BC4F3-226 D226 24,6 ij 47,7 lm 2 15 BC4F3-227 D227 24,5 j 45,3 op 2 16 BC4F3-228 D228 26,3 cd 32,8 E 2 17 BC4F3-229 D229 25,0 hi 40,2 u-x 2 18 BC4F3-230 D230 18,3 u 91,1 c 6 19 BC4F3-231 D231 22,5 o 59,3 h 5 20 BC4F3-232 D232 23,5 lm 47,8 lm 3 21 BC4F3-233 D233 18,9 t 75,6 f 6 22 BC4F3-234 D234 23,8 kl 52,5 j 3 23 BC4F3-235 D235 23,2 m 48,4 kl 4 24 BC4F3-237 D237 19,7 s 78,9 e 6 25 BC4F3-238 D238 23,2 m 47,2 l-n 3 26 BC4F3-242 D242 21,2 q 66,3 g 5 27 BC4F3-243 D243 23,1 mn 58,5 h 4 28 BC4F3-249 D249 22,3 op 55,7 i 4 29 BC4F3-254 D254 24,5 j 45,0 o-q 2 30 BC4F3-263 D263 21,9 p 65,6 g 5 31 BC4F3-264 D264 25,0 hi 41,0 t-v 2 1 KDML105 đ/c4 15,1 x 98,0 a 7 2 OM6976 đ/c2 25,4 f-h 53,6 j 2 3 IR50404 đ/c3 26,7 b 45,5 n-p 2 F ** ** - CV (%) 1,07 1,89 - 82 Bảng 4.9 Phẩm chất các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/KDML105//OM6976 trong vu ̣Đông Xuân 2016-2017 (tiếp theo) STT Tên Ký hiệu Hàm lượng amylose Độ bền thể gel Độ trở hồ % Mm cấp 1-7 32 BC4F3-267 D267 23,9 kl 43,5 q-s 3 33 BC4F3-270 D270 26,0 de 35,0 D 2 34 BC4F3-271 D271 22,7 no 59,5 h 4 35 BC4F3-272 D272 25,5 fg 37,0 A 2 36 BC4F3-273 D273 27,8 a 30,5 F 1 37 BC4F3-274 D274 25,0 hi 36,3 B 2 38 BC4F3-275 D275 25,3 f-h 35,2 C 2 39 BC4F3-276 D276 17,8 v 91,0 c 7 40 BC4F3-278 D278 24,5 j 40,5 u-w 2 41 BC4F3-279 D279 23,5 lm 44,4 p-r 3 42 BC4F3-285 D285 18,7 t 75,5 f 6 43 BC4F3-287 D287 24,5 j 41,2 t 2 44 BC4F3-288 D288 25,1 gh 38,6 y 2 45 BC4F3-289 D289 23,9 kl 46,5 m-o 3 46 BC4F3-290 D290 22,6 o 55,5 i 4 47 BC4F3-291 D291 24,5 j 42,7 r-t 2 48 BC4F3-293 D293 24,0 k 43,2 q-s 2 49 BC4F3-296 D296 20,3 r 74,8 f 6 50 BC4F3-299 D299 22,5 o 56,3 i 5 51 KDML105 đ/c4 15,1 x 98,0 a 7 52 OM6976 đ/c2 25,4 f-h 53,6 j 2 53 IR50404 đ/c3 26,7 b 45,5 n-p 2 F ** ** - CV (%) 1,07 1,89 - Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%. 83 Hình 4.31 Kết quả điện di sản phẩm PCR của các dòng BC4F3 của quần thể OM6976/ KDML105// OM6976 với chỉ thị Wx trên gel agarose 3% Chú thích: M: thang chuẩn DNA (1 Kb); P1: OM6976; P2: KDML105; 1-8: các cá thể BC4F3 lần lượt là: D195, D205, D230, D233, D237, D276, D285 và D296. Với chỉ thị Wx, 8 dòng lúa (D195, D205, D230, D233, D237, D276, D285 và D296) được khuếch đại kiểu gen liên quan hàm lượng amylose thấp thông qua phương pháp PCR (Hình 4.31). Trên gel agarose 3% ghi nhận 8 dòng lúa này đều biểu hiện băng ở vị trí 220 bp, tương ứng với vị trí băng của KDML105, trong khi đó, giống OM6976 lại biểu hiện băng hình ở vị trí 210bp. Điều này chứng tỏ rằng 8 dòng lúa có mang gen waxy. Qua đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan đến hàm lượng amylose cho thấy, 8 dòng lúa (D195, D205, D230, D233, D237, D276, D285 và D296) của tổ hợp hồi giao OM6976/KDML105//OM6976 được chứng minh có hàm lượng amylose thấp. Các dòng này tiếp tục được đánh giá một số đặc tính nông học, các thành phần năng suất và năng suất để chọn ra dòng vừa có amylose thấp vừa có năng suất cao. M P1 P2 1 2 3 4 5 6 7 8 210bp 220bp 84 Bảng 4.10: Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng BC4F3 trong vụ Đông Xuân 2016-2017 Tên dòng TGST Chiều cao cây Số bông/ bụi Chiều dài bông Số hạt chắc/ bông Tỷ lệ hạt lép/ bông Khối lượng 1000 hạt Năng suất ngày cm bông cm hạt % g tấn/ha D195 100-105 106,9d 7,0de 24,2b 174,7ab 21,45a 24,40c 5,10d D205 100-105 116,8bc 9,6bc 22,9b-d 144,7a-c 32,86a 29,22a 3,93ef D230 100-105 107,7d 10,8ab 23,7bc 115,9bc 29,21a 30,21a 6,17bc D233 100-105 117,7b 6,8de 23,1b-d 192,2a 25,45a 29,36a 7,13ab D237 100-105 105,4d 9,2b-d 23,1b-d 152,7a-c 24,50a 26,47b 5,67cd D276 100-105 106,9d 6,7e 21,2cd 167,2ab 28,68a 24,64c 4,97de D285 100-105 122,6b 9,7bc 20,9d 117,3bc 28,96a 27,28b 4,80de D296 100-105 107,6d 7,6c-e 23,0b-d 133,7a-c 25,14a 26,59b 7,17ab KDML105 115-120 137,2a 12,7a 20,8d 93,7c 20,08a 24,63c 3,60f OM6976 100-110 110,0cd 11,3ab 29,6a 132,7a-c 30,40a 25,80bc 7,67a F - ** ** ** ** ns ** ** CV (%) - 2,10 9,24 4,02 16,02 28,91 2,13 6,46 Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%, ns không khác biệt có ý nghĩa thống kê. Các dòng lúa có thời gian sinh trưởng khá ngắn (100-105 ngày). Chiều cao cây dao động từ 105-123 cm. Các dòng nở bụi khá tốt. Chiều dài bông đạt trung bình và chênh lệch không nhiều giữa các dòng (20,8-24,2cm). Trong vụ đông xuân, các dòng lúa có số hạt chắc khá cao và tỷ lệ lép không khác biệt lớn. Khối lượng 1000 hạt khác biệt có ý nghĩa giữa các dòng, dao động trong khoảng 24-29 g. Về năng suất, năng suất biến thiên rất khác nhau, năng suất chênh lệch từ 3,60-7,17 tấn/ha. Các dòng có năng suất cao bao gồm: D296 (7,17 tấn/ha), D233 (7,13 tấn/ha) và D230 (6,17 tấn/ha). Ba dòng này là các dòng triển vọng vì vừa có hàm lượng amylose thấp (cơm mềm dẻo) và vừa cho năng suất khá cao. Các dòng này được đề xuất tiếp tục chọn lọc thành các dòng thuần để phát triển trên diện rộng. 85 4.5.3 Đánh giá và chọn lọc cá thể có hàm lượng amylose và năng suất cao trên các quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930 Hình 4.32 Quần thể lai hồi giao BC4F3 của tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930 Ở thế hệ BC4F3, 100 cá thể (D301-D400) của tổ hợp hồi giao OM5930/OM7347//OM5930 được trồng trên đồng ruộng trong vụ Đông Xuân 2016-2017. 25 dòng có dạng hình đẹp, cứng cây, ít nhiễm sâu bệnh được chọn lựa cho đánh giá phẩm chất trong phòng thí nghiệm. Hàm lượng amylose các dòng dao động 18,5-26,5% và đạt trung bình 22,9% (Bảng 4.11). Qua đánh giá hàm lượng amylose, độ bền gel và độ trở hồ, 9 dòng (bao gồm: D327, D343, D355, D357, D365, D386, D388, D396 và D397) cho kết quả hàm lượng amylose thấp, dao động từ 18,8% đếm 20,8%. Xét về độ bền gel và độ trở hồ để kiểm chứng, các dòng này cũng cho kết quả tương ứng với phẩm chất cơm mềm dẻo (độ bền gel: 68,0-80,5 mm và độ trở hồ: cấp 5-6). Các dòng D327, D343, D355, D357, D365, D386, D388, D396 và D397 tiếp tục được đánh giá kiểu gen waxy liên quan hàm lượng amylose thấp. BC4F3 OM5930/OM7347 86 Bảng 4.11 Phẩm chất các dòng BC4F3 của quần thể OM5930/OM7347//OM5930 trong vu ̣Đông Xuân 2016-2017 STT Tên Ký hiệu Hàm lượng amylose Độ bền thể gel Độ trở hồ % mm cấp 1-7 1 BC4F3-301 D301 26,5a 36,7q 2 2 BC4F3-305 D305 24,0e 43,5m 3 3 BC4F3-311 D311 25,6cd 40,0no 2 4 BC4F3-312 D312 25,9bc 38,8n-p 2 5 BC4F3-313 D313 21,3h 66,5h 5 6 BC4F3-314 D314 25,5cd 37,9pq 2 7 BC4F3-315 D315 22,4g 69,2g 5 8 BC4F3-327 D327 20,6i 72,5f 5 9 BC4F3-343 D343 18,9k 75,6e 6 10 BC4F3-355 D355 20,5i 77,4d 5 11 BC4F3-357 D357 19,6j 80,5b 6 12 BC4F3-358 D358 25,6cd 43,7lm 2 13 BC4F3-360 D360 25,4cd 44,0lm 2 14 BC4F3-362 D362 25,2d 50,0j 2 15 BC4F3-365 D365 18,9k 78,0cd 6 16 BC4F3-374 D374 23,3f 57,9i 4 17 BC4F3-384 D384 25,6cd 46,2k 3 18 BC4F3-386 D386 20,8hi 68,0gh 5 19 BC4F3-388 D388 18,8k 73,5f 6 20 BC4F3-389 D389 26,4ab 38,1o-q 2 21 BC4F3-392 D392 24,2e 40,5n 3 22 BC4F3-393 D393 25,5cd 39,5n-p 3 23 BC4F3-396 D396 18,5kl 72,6f 6 24 BC4F3-397 D397 19,6j 69,7g 5 25 BC4F3-398 D398 24,5e 47,3k 3 26 KDML105 đ/c4 15,8m 98,0a 7 27 OM7347 đ/c5 18,2l 79,7bc 6 28 OM5930 đ/c6 24,2e 46,8k 3 29 IR50404 đ/c 3 26,7a 45,5kl 2 F ** ** - CV (%) 1,40 1,85 - Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%. 87 Hình 4.33 Kết quả điện di sản phẩm PCR của các dòng BC4F3 của quần thể OM5930/OM7347//OM5930 với chỉ thị Wx trên gel agarose 3% Chú thích: M: thang chuẩn; P1: OM5930; P2: OM7347; 1-9: các cá thể BC4F3 lần lượt là: BC4F3-327, BC4F3-343, BC4F3-355, BC4F3-357, BC4F3-365, BC4F3-386, BC4F3-388, BC4F3-396, BC4F3-397 Trên gel agarose 3%, sản phẩm gen waxy với chỉ thị phân tử Wx thể hiện băng hình ở kích thước 210 và 220 bp. Trong đó, băng hình 210 bp cho biết không mang alen quy định hàm lượng amylose thấp, tương ứng với băng hình của OM5930. Ngược lại, băng hình 220 bp tương ứng với vị trí của OM7347, băng hình biểu hiện mang gen waxy. Kết quả đánh giá kiểu gen cho thấy, tất cả 9 dòng đều có vị trí băng hình ở 220 bp, đồng nghĩa với các dòng này đều mang gen waxy. Qua đánh giá kiểu hình và kiểu gen liên quan hàm lượng amylose thấp, 9 dòng (D327, D343, D355, D357, D365, D386, D388, D396 và D397) được chọn lọc cho đánh giá các thành phần năng suất và năng suất trên đồng ruộng. M P1 P2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 210bp 220bp 88 Bảng 4.12 Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng BC4F3 trong vụ Đông Xuân 2016-2017 Tên dòng TGST Chiều cao cây Số bông/ bụi Chiều dài bông Số hạt chắc/ bông Tỷ lệ hạt lép/ bông Khối lượng 1000 hạt Năng suất ngày cm bông cm hạt % g tấn/ha D 327 95-100 112,1bc 9,4a 23,8cd 150,9a 22,33ab 25,49a 4,97d D 343 95-100 107,2c-e 9,4a 22,9cd 196,9a 28,67ab 26,82a 3,83ef D 355 95-100 107,9cd 9,3a 23,9cd 148,2a 28,35ab 24,00a 5,13cd D 357 95-100 107,2c-e 9,3a 22,3d 202,3a 16,07b 26,61a 4,67de D 365 95-100 121,2a 9,4a 24,1c 173,7a 31,86a 28,28a 6,03bc D 386 95-100 114,8b 9,2a 23,9cd 138,6a 32,85a 24,29a 3,53f D 388 95-100 114,4b 9,7a 23,4cd 128,8a 33,21a 27,04a 5,23cd D 396 95-100 115,8b 10,2a 24,1c 175,9a 30,70a 26,49a 5,07cd D 397 95-100 112,2bc 10,6a 25,9b 171,0a 21,23ab 27,20a 7,00ab OM7347 95-100 102,8de 11,0a 27,7ab 124,3a 26,54ab 27,28a 6,57b OM5930 95-100 106,8e 10,0a 26,7a 171,7a 25,92ab 25,90a 7,48a F - ** ns ** ns ** ** ** CV - 1,53 17,20 2,33 17,20 15,82 7,79 6,07 Chú thích: ** khác biệt có ý nghĩa thống kê 99%, ns không khác biệt có ý nghĩa thống kê. Trong vụ Đông Xuân 2016-2017, 9 dòng mang gen waxy được đánh giá các thành phần năng suất và năng suất. Kết quả ở Bảng 4.12 cho thấy, các dòng có thời gian sinh trưởng 95-100 ngày, chiều cao cây dao động trong khoảng 107-121 cm. Trong số 9 dòng lúa được đánh giá, chỉ duy nhất có 1 dòng (D397) cho năng suất cao (7,00 tấn/ha), các dòng còn lại có năng suất khá thấp. Dòng D397 nở bụi khá tốt, bông lúa khá dài với chiều dài khoảng 25,9 cm, hạt chắc/bông cao (171,0 hạt), tỷ lệ lép thấp (21,33%), hạt khá nặng (khối lượng 1000 hạt đạt 27,2 g). Đây là dòng lúa ưu tú được đề xuất tiếp tục chọn lựa đến thế hệ dòng thuần chủng để phát triển rộng rãi. Như vậy, qua đánh giá quần thể ở thế hệ BC4F3 của 3 tổ hợp lai hồi giao OM6976/ Jasmine85// OM6976, OM6976/ KDML105// OM6976 và OM5930/ OM7347// OM5930, các dòng lúa ưu tú được ghi nhận bao gồm: dòng D75, D131, D142 và D150 thuộc tổ hợp OM6976/Jasmine85//OM6976; dòng 89 D230, D233 và D296 thuộc tổ hợp OM6976/KDML105//OM6976; và dòng D397 thuộc tổ hợp OM5930/OM7347//OM5930. Các dòng lúa ưu tú này được đề nghị tiếp tục chọn lọc dòng thuần các giống lúa năng suất cao, phẩm chất tốt và phát triển trên diện rộng cho vùng đồng bằng Sông Cửu Long. 4.6. Thảo luận Gạo là nguồn cung cấp thực phẩm chính cho hơn nữa dân số t

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_chon_tao_giong_lua_ham_luong_amylose_thap_bang_chi_t.pdf
Tài liệu liên quan