Luận văn Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn

Phần 1. MỞ ĐẦU Cây bông (Gossypium L.) là loại cây trồng lấy sợi tự nhiên hàng đầu và quan trọng nhất trên thế giới, được trồng khắp mọi nơi ở điều kiện khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bông vải cũng là mặt hàng thương mại quan trọng mang lại lợi nhuận cho hàng triệu nông dân ở các nước phát triển cũng như đang phát triển. Sản phẩm chính xơ bông được biết đến như là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp dệt may. Tuy nhiên, sản lượng bông vải hàng năm phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó yếu tố ngoại cảnh như sâu bệnh và giống là hai yếu tố quan trọng nhất. Hiện nay đã có hơn 20 loại bệnh hại bông do virus gây ra được công bố, trong đó bệnh xanh lùn hay còn gọi là bệnh xanh lá (cotton blue disease) là loại bệnh xuất hiện từ sớm và gây hại nghiêm trọng cho sản xuất bông (Correae et al., 2005). Sự lựa chọn tối ưu nhất cho công tác quản lý bệnh cây cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường do dùng thuốc hóa học hiện nay chính là việc sử dụng giống kháng và nguồn gen kháng bền vững nhất vẫn là nguồn gen được chọn lọc tự nhiên từ các giống bông kháng bệnh xanh lùn. Xuất phát từ vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn. 1.1. Mục tiêu của đề tài Thu thập các giống bông cỏ địa phương và nhập nội để tiến hành đánh giá khả năng kháng/nhiễm bệnh xanh lùn qua chỉ tiêu hình thái, đồng thời đánh giá sự đa dạng di truyền của các giống bông bằng chỉ thị phân tử (SSR), từ đó xác định các cặp lai phục vụ nghiên cứu lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn và chọn tạo giống bông kháng bệnh. 1.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài 1. Thu thập một số giống bông cỏ có tiềm năng năng suất cao, chất lượng xơ tốt và một số dòng bông kháng bệnh xanh lùn. 2. Đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn và một số đặc tính nông sinh học chính của các giống bông đã thu thập. 3. Sử dụng chỉ thị phân tử SSR để phân tích mối quan hệ di truyền phân tử giữa các giống bông cỏ. 4. Xác định cặp giống bông vải kháng bệnh và giống bông không kháng bệnh nhưng có nhiều đặc tính ưu việt về năng suất cũng như chất lượng sợi làm vật liệu lai tạo quần thể, phục vụ lập bản đồ phân tử gen kháng bệnh xanh lùn. Phần 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hình 2.1. Sơ đồ các bước triển khai đề tài 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1.1. Vật liệu thực vật 30 giống bông cỏ (Gossypium arboreum L.) nhập nội và địa phương được chọn lọc từ nguồn gen có sẵn của Viện nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố và những giống này được thu thập từ các nước Việt Nam, Ấn Độ, Liên xô cũ (bảng 2.1). Bảng 2.1. Tên và nguồn gốc của 30 giống bông cỏ thu thập được TT MS TĐ Tên giống Nguồn gốc TT MS TĐ Tên Giống Nguồn gốc 1 2 Cỏ Thanh Hóa Việt Nam 16 77 91-B-16 Ấn độ 2 3 Hà Sơn Bình Việt Nam 17 78 91-B-36 Ấn độ 3 5 Cỏ Phú Khánh Việt Nam 18 79 BAA (bar x arb) Ấn độ 4 6 Cỏ Nghệ An Việt Nam 19 80 BAA (bar x arb) Ấn độ 5 7 Cỏ Bắc Ái Việt Nam 20 81 BAA (bar x arb) Ấn độ 6 15 AK-235 Ấn Độ 21 82 BAA (bar x arb) Ấn độ 7 18 Lục Ngạn Việt Nam 22 83 BAA (bar x arb) Ấn độ 8 34 B2III4 Ấn Độ 23 85 BAA (bar x arb) Ấn độ 9 35 B2IV10 Ấn Độ 24 86 BAA (bar x arb) Ấn độ 10 42 Akola Ấn Độ 25 87 BAA (bar x arb) Ấn độ 11 43 Tka 283 Ấn Độ 26 92 BAA (bar x arb) Ấn độ 12 44 Tka 188 Ấn Độ 27 93 BAA (bar x arb) Ấn độ 13 46 Ava Liên Xô 28 94 BAA (bar x arb) Ấn độ 14 75 B10 Ấn Độ 29 100 Không tên Ấn độ 15 76 91-L1-2 Ấn Độ 30 101 Không tên Ấn độ * Chú thích: MSTĐ – Mã số tập đoàn 2.1.2. Các cặp mồi SSR 50 cặp mồi SSR cho cây bông, bao gồm 6 nhóm mồi khác nhau: BNL (Brookhaven National Laboratory, 2007), MUCS (Mauricio Ulloa, 2005), MUSS (Mauricio Ulloa, 2005), NAU (Nanjing Agricultural University, 2007), STV (Taliercio E, Scheffler J. 2006), TM (John Yu, 2002) (Bảng 2.2). Bảng 2.2. Các nhóm mồi SSR sử dụng trong nghiên cứu TT Nhóm mồi Nguồn gốc Số cặp mồi sử dụng 1 BNL Brookhaven National Laboratory, 2007 20 2 MUCS Mauricio Ulloa, 2005 6 3 MUSS Mauricio Ulloa, 2005 4 4 NAU Nanjing Agricultural University, 2007 10 5 STV Taliercio E, Scheffler J. 2006 4 6 TM John Yu, 2002 6 Tổng số 50 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SỬ DỤNG 2.2.1. Phương pháp đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn Phương pháp đánh giá bệnh được tiến hành dựa trên mức độ biểu hiện bệnh xanh lùn theo 4 cấp của Junior và cs. (2008), thang điểm được ghi nhận như sau: + Cấp 0: Không nhiễm bệnh + Cấp 1: Màu lá bình thường nhưng lá bị biến dạng nhẹ + Cấp 2: Lá có màu đậm và bị biến dạng dễ nhận thấy + Cấp 3: Lá có màu xanh nhạt, bị biến dạng nhiều và gân lá vàng Cách tính điểm kháng/nhiễm: Cây có bệnh cấp 0: được đánh giá kháng. Cây có có bệnh 1-3 được đánh giá nhiễm. 2.2.2. Phương pháp đánh giá đặc tính nông sinh học của các giống bông Phương pháp đánh giá đặc tính nông sinh học của các giống bông cỏ dựa trên 3 nhóm chỉ tiêu chính: (1) Nhóm chỉ tiêu về sinh trưởng: Thời gian sinh trưởng (ngày); Chiều cao cây (cm); Số cành đực/cây; Số cành quả/cây; Vị trí cành quả 1 (đốt). (2) Nhóm chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất: Khối lượng quả (g); Số quả/cây; Năng suất lý thuyết (tạ/ha); Khối lượng 100 hạt (g); Tỷ lệ xơ (%); Năng suất bông hạt (tạ/ha); Năng suất bông xơ (tạ/ha). (3) Nhóm chỉ tiêu về hạt, tỉ lệ xơ và chất lượng xơ: Chiều dài xơ (mm); Độ đều xơ (%); Độ mịn xơ (mix); Độ chín xơ (%); Độ bền xơ (g/tex). Số liệu theo dõi về các chỉ tiêu trong đánh giá đặc tính nông sinh học các giống bông được nhập vào phần mềm thống kê IRRISTAT v.4.0 (IRRI, 1998) để xử lý. 2.2.3. Phương pháp phân tích đa hình di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR 2.2.3.1. Phương pháp tách chiết ADN tổng số và quy trình chạy phản ứng PCR a) Tách chiết ADN tổng số ADN lá bông được tách chiết và tinh sạch theo phương pháp CTAB của Doyle, J.J. và cs. (1987). Quy trình tách chiết ADN tổng số: - Mẫu lá non được nghiền mịn trong nitơ lỏng trong ống eppendorf 2ml - Thêm 1ml dung dịch đệm chiết - Ủ 65 độ C trong 90 phút, cứ 15 phút lắc đều một lần. - Cho 500µl chloroform:isoamyl alcohol (24:1), lắc nhẹ trong 5 phút. Sau đó ly tâm 12.000 vòng/phút trong 15 phút. - Chuyển phần dịch phía trên sang ống eppendorf mới, cho 500µl Isopropanol để tủa ADN. Ly tâm 12.000vòng/phút để thu kết tủa. - Rửa kết tủa bằng 500µl Wash buffer I. Sau đó ly tâm 12.000vòng/phút trong 5 phút để thu tủa. - Tiếp tục rửa bằng 500µl Wash buffer II. Sau đó ly tâm 12.000vòng/phút trong 5 phút để thu tủa. - Để khô ADN sau đó cho 50µl TE - Khử ARN bằng cách thêm 4µl RNAse/eppendorf trong tủ ấm 370C trong 3h. Kiểm tra ADN tổng số: Chất lượng và nồng độ ADN tổng số được kiểm tra trên gel agarose 0.8%. Nồng độ chính xác được đo trên máy quang phổ Nanodrop. b) Kỹ thuật PCR Phản ứng PCR được tiến hành trên máy chu kỳ nhiệt Veriti 96well Thermal cycler. Tổng dung dịch phản ứng là 15 µl bao gồm 50ng ADN tổng số, 0.15µM mồi, 0.2 mM dNTPs, 1X dịch đệm PCR, 2.5mM MgCl2 và 0.5 đơn vị Taq TaKaRa. Bảng 2.1. Chương trình chạy phản ứng PCR Các bước Nhiệt độ (oC) Thời gian Số chu kỳ Tác dụng 1 95 7 phút 1 Biến tính 2 94 55 72 15 giây 30 giây 2 phút 40 Biến tính Gắn mồi Tổng hợp 3 72 7 phút 1 Tổng hợp 4 4 Bảo quản 2.2.3.2. Phân tích số liệu đa hình di truyền Những số liệu thống kê bao gồm số allen trên locus, tần số allen phổ biến nhất, số allen cá biệt, chỉ số PIC (Polymorphism Information Content) được tính toán sử dụng phần mềm Excel, trong đó: (1) Chỉ số Tần số allen phổ biến nhất được tính bằng tỷ lệ % của số cá thể xuất hiện allen phổ biến nhất trên tổng số allen xuất hiện ở từng locus nghiên cứu. (2) Allen cá biệt của từng chỉ thị SSR được xác định là allen xuất hiện duy nhất ở 1 giống trong toàn bộ các giống bông nghiên cứu. (3) Đa dạng di truyền allen của các chỉ thị SSR được đánh giá thông qua hệ số PIC (Botstein,1980) và được tính theo phương trình: Trong đó: Pij là tần số xuất hiện của alen thứ j tương ứng với mồi i. Giá trị PIC càng lớn tức là mức độ đa hình của locus do mồi i khuếch đại càng lớn, tức là càng nhiều allen được sinh ra. - Hệ số tương đồng di truyền S: phản ánh mức độ giống nhau và khác nhau giữa các giống. Cơ sở để tính toán hệ số này là mô hình toán Nei và Li (1979) như sau: Trong đó: S là hệ số tương đồng; Nxy: là số băng cùng vị trí của mẫu x và y; Nx, Ny: là số băng ADN của mẫu x và y. - Khoảng cách di truyền d: d = 1 – S Sự có mặt hay vắng mặt của các allen của từng chỉ thị SSR được ghi nhận cho tất cả các giống bông nghiên cứu, trong đó 0 là không có băng ADN và 1 là có băng ADN ở cùng một vị trí. Số liệu được nhập vào chương trình NTSYS-pc v. 2.1 (Rohlf, 1997) để xây dựng ma trận tương đồng di truyền. Tiếp theo, sơ đồ hình cây biểu diễn mối quan hệ di truyền giữa các giống bông nghiên cứu được xây dựng bằng phương pháp phân nhóm UPGMA (Unweighted Pair-Group Method with Arithmetical averages). Phần 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 giống bông cỏ nhập nội và địa phương đã được triển khai gieo trên đồng ruộng tại Viện Nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố (hình 3.1a) và duy trì trong nhà lưới của Viện (hình 3.1b). Mẫu lá non của từng giống bông riêng biệt (hình 3.1c) đã được thu thập và đưa vào phòng thí nghiệm của Bộ môn Sinh học phân tử, Viện Di truyền Nông nghiệp để tách chiết ADN tổng số, phục vụ phân tích chỉ thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền. a b c Hình 3.1. Gieo trồng ngoài đồng (a) để duy trì và trong nhà lưới (b,c) để lấy mẫu lá. 3.1. ĐÁNH GIÁ TÍNH KHÁNG CỦA CÁC GIỐNG BÔNG CỎ (G.arboreum L.) Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong 30 giống bông cỏ được đưa vào đánh giá bệnh, giống bông cỏ Nghệ An là giống duy nhất có biểu hiện kháng với bệnh xanh lùn, các giống còn lại đều có biểu hiện nhiễm bệnh. Đề tài đã tiến hành chọn dòng đối với tính kháng bệnh xanh lùn trên giống bông cỏ Nghệ An, kết quả đã chọn lọc được 6 dòng biểu hiện tính kháng bệnh, trong đó có 4 dòng kháng hoàn toàn, đó là các dòng KXL-00-02, KXL-00-03, KXL-00-04, KXL-00-05 (bảng 3.1). Những dòng bông này được lưu giữ làm vật liệu để lai với các dòng giống bông vải khác, tạo quần thể con lai lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn. Bảng 3.1. Kết quả chọn lọc các dòng kháng bệnh xanh lùn của bông Nghệ An. TT Dòng Tổng số cây Tỷ lệ bệnh (%) Thời gian ủ bệnh trung bình (ngày) 1 KXL-00-01 23 4,3 25,0 2 KXL-00-02 32 0 0 3 KXL-00-03 29 0 0 4 KXL-00-04 22 0 0 5 KXL-00-05 22 0 0 6 KXL-00-06 27 3,7 30,0 3.2. ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC GIỐNG BÔNG CỎ NGHIÊN CỨU Qua đánh giá các đặc tính nông sinh học từ 30 giống bông nghiên cứu trên, đề tài đã thu thập được 14 giống mang những đặc điểm ưu việt nhất dựa trên các chỉ tiêu chính về năng suất bông xơ (tạ/ha) và chất lượng xơ bông (độ bền-g/tex). Những giống có phẩm chất tốt được trình bày ở bảng 3.2 dưới đây: Bảng 3.2. Một số giống bông cỏ tiềm năng đạt năng suất cao và chất lượng tốt TT MS TĐ Tên giống Thời gian sinh trưởng (ngày) Năng suất bông xơ (tạ/ha) Độ bền (g/tex) 1 7 Cỏ Bắc Ái 97,0 4,9 17,6 2 15 AK-235 100,0 5,7 20,6 3 18 Cỏ Lục Ngạn 97,0 4,0 18,1 4 42 Akola 103,0 6,2 21,1 5 43 Tka 283 104,0 5,9 20,0 6 44 Tka188 102,0 5,3 19,2 7 46 Ava 99,0 5,6 19,6 8 75 B10 107,0 8,0 17,5 9 77 91-B-16 107,0 11,3 17,5 10 79 BAA(bar x arb) 107,0 4,3 20,5 11 80 BAA(bar x arb) 106,0 7,4 18,5 12 82 BAA(bar x arb) 106,0 5,9 17,5 13 86 BAA(bar x arb) 99,0 4,0 21,1 14 101 Không tên 106,0 5,1 22,8 Max 107,0 11,3 22,8 Min 97,0 4,0 17,5 Trung bình 102,9 5,9 19,4 14 giống bông cỏ có tiềm năng năng suất cao và chất lượng tốt trên sẽ là cơ sở cho việc chọn ra các giống bố/mẹ ban đầu để lai với các dòng kháng bệnh tạo quần thể F1 phục vụ cho việc lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn trên cây bông. 3.3. PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÁC GIỐNG BÔNG NGHIÊN CỨU BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSR 3.3.1. Tách chiết ADN tổng số của các giống bông phục vụ phân tích SSR Mẫu lá non của 30 giống bông cỏ và 1 dòng bông kháng (KXL-00-02) sau khi được tách chiết ADN tổng số theo phương pháp CTAB đã thu được nồng độ khá cao, từ 200 – 1.500ng/µl. Hình 3.2. Kết quả kiểm tra ADN của các giống bông trên gel agarose 0,8% Giếng số 1-31: ADN các giống bông nghiên cứu Giếng ngoài cùng bên phải: l ADN chuẩn với nồng độ 100ng 3.3.2. Kết quả phân tích đa hình ADN các giống bông bố mẹ bằng chỉ thị SSR ADN tổng số của 30 giống và 1 dòng bông cỏ kháng bệnh xanh lùn sau khi tinh sạch được sử dụng để tiến hành làm phản ứng PCR với 50 chỉ thị phân tử SSR. Tuy nhiên, đối với hệ gen bông, việc xác định được những locus SSR cho các alen đa hình là tương đối khó khăn, chính vì vậy, trong số 50 cặp mồi nằm rải rác trên hệ gen bông đã nghiên cứu, chỉ có 15 cặp mồi cho kết quả đa hình, chiếm 30% tổng số cặp mồi. Số chỉ thị còn lại không cho đa hình giữa các giống, cho băng sản phẩm mờ hoặc không cho sản phẩm PCR, nên bị loại bỏ khỏi nghiên cứu. Hình 3.3 và 3.4 là ảnh gel minh họa đa hình ADN giữa các giống bông cỏ khi khảo sát với một số cặp mồi SSR. Kết quả cho thấy cặp mồi này đã cho đa hình ADN tương đối rõ giữa các giống bông. Hình 3.3. Sản phẩm PCR của một số giống bông nghiên cứu với các cặp mồi nhóm BNL trên gel agarose 3% Giếng 1: Thang ADN chuẩn 50 bp, Giếng 2-32: Sản phẩm PCR các giống bông (đánh số theo tên mã số tập đoàn) Hình 3.4. Sản phẩm PCR của một số giống bông nghiên cứu với một số cặp mồi nhóm NAU, TM và STV trên gel agarose 3% Giếng 1: Thang ADN chuẩn 50 bp, Giếng 2-32: Sản phẩm PCR các giống bông (đánh số theo tên mã số tập đoàn) Số liệu phân tích kiểu gen được đưa vào phần mềm Excel để đánh giá các chỉ tiêu đa dạng chính, kết quả được tổng hợp ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Các chỉ tiêu về alen, chỉ số đa dạng PIC của các locus SSR nhận biết trên 31 giống bông nghiên cứu TT Chỉ thị SSR NST Số allen Kích thước sản phẩm PCR (bp) Tần số allen phổ biến nhất Số allen cá biệt PIC 1 BNL1408 AD05,AD11 4 140-200 41,304 0 0,674 2 BNL1673 A12,AD12,AD22 2 135-150 64,516 0 0,458 3 BNL1679 A12,AD12 3 135-149 50,000 1 0,531 4 BNL2656 AD19 2 145-160 72,500 0 0,399 5 BNL2921 AD01 3 145-165 86,667 1 0,238 6 BNL2960 AD10 2 140-148 86,667 0 0,231 7 BNL3259 AD02,AD08,AD30 2 150-160 51,667 0 0,499 8 BNL3261 A12,AD12 2 145-152 66,667 0 0,444 9 BNL3284 AD11 2 130-135 83,871 0 0,271 10 BNL3478 AD13,AD18 2 150-157 79,310 0 0,328 11 BNL4053 AD09,AD23 2 150-175 83,333 0 0,278 12 NAU5074 A_chr08 2 225-250 56,098 0 0,493 13 STV002 A_chr05 2 120-130 61,290 0 0,475 14 TMD03 AD_chr01 2 210-230 55,172 0 0,495 15 TME20 AD_chr19 2 145-155 72,973 0 0,394 Tổng số 34 2 Trung bình 2,3 67,469 0,13 0,414 Min 2 41,304 0 0,231 Max 4 86,667 1 0,674 Đề tài đã tiến hành so sánh kết quả thu được trong nghiên cứu này với các kết quả về đánh giá đa dạng di truyền genom cây bông đã được công bố trong và ngoài nước. Kết quả phân tích được thể hiện ở bảng 3.4. Bảng 3.4. Một số kết quả phân tích đa dạng SSR ở cây bông đã được công bố TT Tác giả Số giống Số chỉ thị Tổng số allen Trung bình Số allen PIC 1 Rehman và cs. (2009) 33 25 50 2,00 0,39 2 Khan và cs. (2009) 40 34 74 2,17 - 3 Boopathi và cs. (2008) 35 88 151 1,72 0,37 4 Dongre và cs. (2007) 19 17 30 1,76 0,38 5 Guang và cs. (2006) 43 36 130 3,60 0,62 6 Wangzhen Guo (2006) 109 60 128 2,18 - 7 Liu và cs. (2006) 39 74 165 2,23 0.41 8 Bertini và cs. (2006) 53 31 66 2,13 0,40 9 Nguyệt và cs. (2009) 49 50 128 2,56 - 10 Nghiên cứu này 30 15 34 2,3 0,41 Kết quả phân tích cho thấy số allen trung bình trong nghiên cứu thu được là khá cao, là 2,3; trong khi hầu hết các nghiên cứu còn lại đều có số allen trung bình thu được dưới 2,2 (Rehman và cs, 2009; Khan và cs, 2009; Boopathi và cs, 2008; Dongre và cs, 2007; Wangzhen Guo, 2006; Liu và cs, 2006; Bertini và cs, 2006). Khi so sánh về chỉ số đa dạng PIC giữa các nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy chỉ số đa dạng PIC của nghiên cứu này cũng có giá trị trung bình khá cao, 0,41, trong khi các nghiên cứu tương tự có giá trị này đa số nằm trong khoảng từ 0,37 đến 0,41, duy chỉ có công trình của Guang và cs. (2006) thu được giá trị PIC trung bình cao nhất là 0,62. Giá trị PIC trung bình phản ánh mức độ đa dạng chung cho tất cả các locus nghiên cứu. Điều này chứng tỏ những chỉ thị SSR được sử dụng trong nghiên cứu này đã cho kết quả đa dạng cao giữa các giống bông nghiên cứu và việc sử dụng những chỉ thị này sẽ có ý nghĩa khi phân tích đa hình di truyền cây bông. 3.3.3. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của các giống bông nghiên cứu. Số liệu phân tích SSR với các giống bông tiếp tục được đưa vào xử lý bằng phần mềm NTSYS pc2.1 để phân tích mức độ tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền giữa các giống bông nghiên cứu. Kết quả thu được ở bảng 3.5 và hình 3.5. Bảng 3.5. Mối quan hệ di truyền giữa 31 giống bông cỏ trong nghiên cứu Hình 3.5. Sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền của các giống bông cỏ trong nghiên cứu Kết quả cho thấy độ tương đồng di truyền giữa các giống bông nghiên cứu dao động từ 0,26 đến 0,97 với giá trị trung bình là 0,61, điều đó cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa về mặt di truyền giữa các giống bông nghiên cứu khá cao. Hai giống bông cỏ nguồn gốc Ấn Độ, BC93 và BC94 (ký hiệu các giống bông theo mã số tập đoàn) có hệ số tương đồng di truyền cao nhất là 0,97. Ở mức độ tương đồng di truyền khoảng 0,61, 31 giống bông đã phân tách thành 3 nhóm chính riêng biệt: - Nhóm I gồm 3 giống bông với hệ số tương đồng dao động trong khoảng 0,62 – 0,71: BC2, BC3 và KXL. - Nhóm II gồm 9 giống bông với hệ số tương đồng dao động từ 0,63 – 0,91: BC5, BC6, BC34, BC18, BC87,BC35, BC79, BC46 và BC101. - Nhóm III gồm 19 giống bông với hệ số tương đồng từ 0,64 – 0,97: BC7, BC76, BC42, BC43, BC15, BC100, BC80, BC92, BC86, BC82, BC81, BC93, BC94, BC83, BC85, BC75, BC78, BC77, BC44. Những kết quả phân tích mối quan hệ di truyền giữa các giống bông cỏ thông qua ma trận tương đồng di truyền và sơ đồ hình cây phân nhóm di truyền đã cho thấy sự đa dạng khá lớn về mặt di truyền giữa 31 dòng/giống bông nghiên cứu. Kết hợp kết quả phân nhóm di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR với những thông tin nổi trội về đặc tính nông sinh học của tập đoàn bông nghiên cứu, đề tài đã chọn lọc được một số dòng/giống bông đại diện cho các nhóm di truyền đồng thời có nguồn gốc khác nhau, xa cách về hệ số tương đồng di truyền. Những giống này sẽ là nguồn vật liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về tạo lập cơ sở dữ liệu nguồn gen cây bông nhằm phục vụ cho quá trình lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn ở cây bông. 3.4. CHỌN CẶP LAI TRIỂN VỌNG TẠO QUẦN THỂ F1 PHỤC VỤ LẬP BẢN ĐỒ GEN KHÁNG BỆNH XANH LÙN. Từ các kết quả nghiên cứu về những đặc tính nông sinh học của các giống bông nghiên cứu, đề tài đã chọn lọc được 14 giống bông có tiềm năng năng suất tốt, chất lượng cao (bảng 3.2). Tuy nhiên, để chọn được những cặp lai triển vọng nhất để lai tạo F1, với mong muốn thế hệ lai F1 cho ưu thế lai và độ hữu thụ cao, việc kết hợp những kết quả đánh giá kiểu hình với kết quả phân tích kiểu gen là rất cần thiết. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chọn các cặp bố mẹ có độ tương đồng di truyền nằm trong khoảng từ 0,3 đến 0,5. Danh sách các giống bố mẹ dùng cho lai tạo quần thể F1 được liệt kê ở bảng 3.6. Những quần thể F1 sau khi được lai tạo sẽ được tiếp tục chọn lọc và tạo thế hệ F2 phục vụ việc lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn ở cây bông cỏ Nghệ An. Bảng 3.6. Danh sách các giống bố mẹ dùng cho lai tạo quần thể F1 Giống mẹ (giống nhận gen) Giống bố (giống cho gen) TT Mã số Tên giống Nguồn gốc Tương đồng di truyền với dòng KXL TT Tên giống Nguồn gốc 1 7 Cỏ Bắc Ái Việt Nam 0,47 1 KXL-00-02 Nghệ An – Việt Nam 2 15 AK-235 Ấn Độ 0,35 3 42 Akola Ấn Độ 0,38 4 44 Tka188 Ấn Độ 0,41 2 KXL-00-03 Nghệ An – Việt Nam 5 46 Ava Liên Xô 0,50 6 75 B10 Ấn Độ 0,32 7 77 91-B-16 Ấn Độ 0,41 8 79 BAA(bar x arb) Ấn Độ 0,38 3 KXL-00-04 Nghệ An – Việt Nam 9 80 BAA(bar x arb) Ấn Độ 0,29 10 82 BAA(bar x arb) Ấn Độ 0,32 Hình 3.6. Sơ đồ lai tạo tổ hợp lai F1 Phần 4. KẾT LUẬN 1. Kết quả đánh giá tính kháng bệnh trên tập đoàn 30 giống bông cỏ nghiên cứu đã xác định được 4 dòng bông thuộc giống bông cỏ Nghệ An có khả năng kháng hoàn toàn với bệnh xanh lùn là: KXL-00-02, KXL-00-03, KXL-00-04, KXL-00-05. 2. Kết quả đánh giá các đặc tính nông sinh học đã sàng lọc được 14 giống bông cho năng suất trên 4,0 tạ/ha và độ bền xơ trên 17,5g/tex phục vụ cho việc lai tạo quần thể F1. 3. Kết quả phân tích đa dạng di truyền 31 dòng/giống bông với 15 chỉ thị phân tử SSR đã thu được được tổng số 34 allen, với trung bình 2,3 allen/locus. Tần số allen phổ biến nhất dao động trong khoảng từ 41,3% đến 86,7%, trung bình là 67,45%. Chỉ số đa dạng PIC của các locus nghiên cứu cũng khá cao, với giá trị trung bình là 0,41. 4. Đã xác định được hệ số tương đồng di truyền giữa các giống bông dao động từ 0,26 đến 0,97 với giá trị trung bình là 0,61, từ đó xây dựng được sơ đồ hình cây biểu diễn mối quan hệ di truyền giữa của 31 dòng/giống bông làm cơ sở di truyền cho những nghiên cứu tiếp theo. 5. Kết hợp đánh giá kiểu hình với phân tích kiểu gen của các giống bông đã xác định được các tổ hợp lai tiềm năng cho việc lai tạo quần thể lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn.