TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIỐNG BẮP NẾP, BẮP NÙ Ở TỈNH AN GIANG” ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIỐNG BẮP NẾP, BẮP NÙ Ở TỈNH AN GIANG Nguyễn Thị Lang Viện lúa Đồng sông Cửu Long Đặt vấn đề Cây bắp hay cịn gọi ngơ (Zea mays) lương thực quan trọng kinh tế nông nghiệp giới Việt Nam Ở Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL), bắp nếp bắp nù trồng nhiều tỉnh An Giang, Cần Thơ, Tiền Giang, Đồng Tháp, Bến Tre,… Từ lâu, trở thành sản phẩm màu nhiều địa phương Tuy nhiên, trình trồng thường xảy vấn đề bất cập vấn đế giống trồng bắp có tượng tạp giao thường xảy nên dễ bị thối hóa, suất khơng cao Sâu bệnh bắp… Góp phần khơng nhỏ làm suy thối nguồn gen tự nhiên bắp địa phương Hầu hết giống bắp trồng thường giống lai F1, có suất cao, nhiên hạt cứng, không dẽo nhiều chất sơ cao nguồn gen không để giống cho vụ sau phân ly hệ sau Do đề tài “Ứng dụng công nghệ sinh học để nâng cao chất lượng giống bắp nếp, bắp nù” hướng cần thiết tất yếu Nó góp phần vào cơng tác chọn giống, làm sở giúp nhà chọn giống sớm tạo giống mới, đặc biệt giống mang thương hiệu cho An Giang nói riêng Việt Nam nói chung - Mục tiêu nghiên cứu - Ứng dụng cơng nghệ sinh học phân tích độ di truyền để phục tráng giống bắp nếp, bắp nù tỉnh An Giang - Xây dựng mơ hình tình diễn giống nếp, bắp nù phục tráng địa điểm, quy mô điểm 1ha - Cung cấp giống siêu nguyên chủng cho tỉnh - Nội dung Các nội dung tập trung vào: Chọn lọc theo quần thể, điều tra quần thể theo phương pháp Viện bảo tồn Quốc tế Đánh giá vật liệu theo 30 tiêu Quốc tế Phục tráng: Trồng đồng đánh giá chọn trái Tuyển chọn: Chọn theo phương pháp kiểu hình phương pháp maker phân tử Duy trì vật liệu: Trong phịng, nhà lưới ngồi đồng Sản xuất giống gốc ngồi đồng Xây dựng mơ hình chuyển giao sản phẩm cho tỉnh 2.Vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Vật liệu 45 dòng bắp nếp 41 mẫu bắp nù thu thập từ huyện tỉnh An Giang chọn lọc tháng năm 2007 Địa điểm bố trí thí nghiệm: tập trung huyện: Chợ Mới, An Phú Phú Tân, Tân Châu, tỉnh An Giang 2.2 Phương pháp DNA theo phương pháp Lang 2002 Lang ,2007 Các tiêu suất thành phần suất theo tiêu chuẩn Viện Tài nguyên Quốc tế 2.3 Phân tích kết PCR phần mềm NTSYSpc 2.1 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết điều tra thu thập bắp nếp Cây bắp tiến hành điều tra thu thập huyện thị tỉnh An Giang tập trung mạnh huyện Chợ Mới, Phú Tân, An Phú Trên 72% hộ nông dân chuyên trồng bắp sử dụng giống bắp lai F1 Hai Mũi Tên Đỏ công ty Syngenta, bắp lai F1 công Ty Trang Nông, Bắp nếp công ty Bảo Vệ Thực Vật An Giang Và có 28% cịn sử dụng giống địa phương Nù Vàng, Nù Xanh, Nếp Vàng, nếp Xanh… Nhưng hộ điều tra điều cho suất cao, chất lượng tốt, dễ nhiễm sâu bệnh dạng hình bị phân ly thối hóa dạng hạt Do hộ gia đình ghi nhận có nhiều hộ trồng hai nhóm Nù Nếp Một số gia đình trồng lẫn lộn bắp Nù Nếp Các giống thu thập trồng tiếp tục để đánh giá phân tích tiêu nơng học Nói chung, giống thu thập từ nhiều nguồn đem trồng lại nên có phân ly cao thể qua hình thái bên ngồi ghi nhận Phân loại theo hình thái cịn mang tính chủ quan để tham khảo bên cạnh tính trạng số lượng Muốn có kết xác cần phải kiểm tra đến kiểu gen 3.2 Đánh giá tính trạng số lượng Ngồi đặc tính nơng học hình dạng, màu sắc kích thước, thí nghiệm ngồi đồng cịn thu số tiêu tính trạng định suất thể qua trồng vụ khác Hơn 100 mẫu giống nếp, nù thu thập ngân hàng gen tồn lưu giữ không nhiều Tuy nhiên, giống gốc thường xuyên bảo quản phục tráng lại cho tỉnh Viện lúa Đồng sông Cửu Long Trong năm 2007 tiếp tục thu thập 100 dòng bắp nếp bắp nù huyện tỉnh An Giang để chọn lọc đánh giá phục tráng giống bắp cho tỉnh An Giang nói riêng phục vụ cho nước nói chung Bắp nếp dẽo, đặc sắc bao gồm hai loại hình nù nếp Nếp dẽo, có vị mùi thơm thuộc loại hình nếp giống giới ĐBSCL Các dòng bắp nếp nù chọn lọc ghi nhận tính chất quan trọng: chất lượng giống bắp nếp An Giang Giống bắp nếp thu thập vùng canh tác vùng cù lao cho suất cao An Phú Phú Tân, Chợ Mới Các giống nông dân chọn lọc giữ qua nhiều năm Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu sản xuất tiếp tục phục tráng để giữ giống lúa lâu dài phục vụ cho sản xuất Qua quan sát, ghi nhận đặc tính nơng học bao gồm chiều cao cây, số trái cây, trọng lượng trăm hạt, suất cho thấy đa dạng 45 dòng nù 41 dòng nếp mặt kiểu hình Các dịng khác biệt với thống kê tất tiêu mức ý nghĩa 1% Sự đa dạng thể sau: Điểm trồng giống bắp nếp huyện Chợ Mới Xét tính trạng suất thành phần suất giống có ý nghĩa thống kê Các mẫu bắp nếp thu thập hai vùng Chợ Mới Tân Châu tỉnh An Giang Sau chúng phân loại theo vùng thu thập đánh giá dựa mức phân bố tính trạng ngồi đồng Trong nghiên cứu, sử dụng biểu đồ để biểu mức phân bố tính trạng tổng số mẫu thu thập, đồng thời biểu phân bố mẫu có suất lý thuyết lớn tấn/ha (chiếm phần tổng số mẫu nghiên cứu) 3.3 Các tính trạng hình thái Hình dạng màu sắc giống thể tính đa dạng phong phú bắp Tuy nhiên, mô tả hình thái có tính tương đối dựa vào kiểu hình Năng suất dịng có hệ số biến thiên cao tiêu 44.85% Năng suất trung bình dịng biến động từ 4,8 tấn/ha đến tấn/ha trung bình trung bình 5,5 tấn/ha 3.4 Ứng dụng phương pháp cơng nghệ cao để chọn dịng bắp: Thông qua ba primer sử dụng 86 mẫu tương ứng với kết ly trích 86 dịng bắp cho chất lượng DNA tốt sau phân tích AFLP máy sequencer cho sơ đồ với dạng đỉnh sóng tương ứng với số cặp base đoạn phân cắt hai enzyme EcoRI ACA/Mse CAC EcoRI/AAC/CAC.Kết phân nhóm di truyền dựa vào kiểu gen chia làm hai nhóm nhóm phụ Việc phân nhóm phương pháp AFLP cho kết xác phân nhóm dựa đặc tính hình thái Dựa vào marker phân tử đánh giá gián tiếp diện hay không diện gen chọn lọc nhờ marker mà không chịu chi phối ảnh hưởng môi trường.Đánh giá nhờ marker phân tử dự đốn cá thể có khả tạo ưu lai chọn tạo giống 3.5 Phục tráng chọn lọc cá thể Từ 45 dòng Nù 41 dòng Nếp chọn lọc năm đầu chọn lại lại giống đặt tên : B ,B10, B21, B35, B16, BN 40, BN 11, B36, B17 Hạt bắp to nhỏ khác biến động trọng lượng 1090 hạt dòng thay đổi biến động lớn Chứng tỏ quần thể phân hóa tự nhiên qua năm biến động Năng suất thành phần giống bắp khác (Bảng 1) Bảng 1: Đặc tính suất thành phần suất giống Bắp Viện lúa ĐBSCL Vụ Đông Xuân 2007 Tên giống Hàng/trái Hạt/trái Hạt tới chóp Trọng P100 hạt lượng cùi (g) hạt Năng suất hạt (Tấn/ha) (Tấn/ha) B4 14 27 Tốt 26.5b 11.36c 6.2c B10 14 28 Tốt 25.5d 12.36b 7.2b B35 14 25 Tốt 27.7a 11.5c 5.9c BN40 15 27 Tốt 27.2a 13.8a 8.0a B16 14 24 Tốt 25.7dc 11.86c 5.2d B22 12 24 Tốt 25.5dc 10.8e 4.6e BN11 13 24 Tốt 25.5dc 11.2dc 7.2b B36 14 28 Tốt 25.8c 11.3c 5.6d B17 15 28 Tốt 25.6d 11.5c 5.9c Bắp Nếp 14 (Đ/c) 24 Chưa 25.7dc 10.86de 4.2f Bắp nù 12 (Đ/C) 24 Chưa 25.5dc 10.97e 5.6d CV 1.26 2.33 3.67 LSD 5% 0.55 0.45 0.38 Trong vụ Hè Thu 2007 giống bắp nếp nù đưa trình diễn điểm khác Trong vụ hè thu 07 thử nghiệm điểm địa bàn tỉnh An Giang Viện Lúa, Long Kiến (Chợ Mới), Hội An (Chợ Mới), An Trung (Phú Tân) với giống thử nghiệm giống đối chứng địa phương Bảng 2: Năng suất trung bình giống bắp điểm vụ hè thu 07 Tên giống Long KiếnCM Hội AnCM Chợ Mới Phú Tân Viện lúa B10 6.22 6.98 6.85 3.98 B35 5.12 5.25 4.08 6.12 4.08 BN40 9.25 7.45 7.02 9.25 4.02 B16 5.8 4.5 5.75 4.8 3.75 B22 5.25 4.67 5.97 3.85 3.97 BN11 6.1 5.08 5.03 4.1 4.03 B36 3.95 4.95 5.88 3.95 3.88 B17 5.9 5.87 3.7 3.87 ĐC 4.45 4.1 3.95 4.4 3.95 TB 5.68 5.21 5.61 5.22 3.95 CV% 5.64 5.13 5.05 4.23 5.98 LSD 5% 0.56 0.46 0.49 0.39 0.42 Hình 2: Đánh giá giống bắp Chợ Mới, An Giang Theo giống bắp BN40 trồng vùng Long Kiến Phú Tân cho suất cao đạt 9.25 tấn/ha, Hội An 7.45 tấn/ha, Chợ Mới cuối Viện Lúa đạt 4.08 tấn/ha Giống cho suất cao BN40 đạt 9.25 tấn/ha có ý nghĩa khác biệt so với giống đối chúng địa phương 4.45 tấn/ha Giống cho suất B35 đạt 7.64 tấn/ha Qua vụ thực khảo nghiệm Viện Lúa huyện tỉnh An Giang chọn lọc dịng bắp B40, B35, B17, B10, có thời gian sinh trưởng ngắn 75-85 ngày, suất cao, chất lượng ngon dẽo, hàm lượng amylose thấp Thích hợp vụ hè thu đơng xn, có khả thích hợp nhiều mơi trường, đỗ ngã chống chịu tốt với điều kiện bất lợi Trong chọn hai giống BN40 B10 Hàm lượng amylose biến động từ 1,2% B10 1,88% BN40 Năng suất trung bình 7,2 tấn/ha cho bắp B10 tấn/ha giống BN40 GIỐNG B 10 GIỐNG B 17 Hình 1: Các giống bắp phục tráng Hình 2: Trái bắp nếp B 10 trái Bắp BN40 3.6 Kết đánh giá chất lượng GIỐNG BN 40 Chất lượng trái đánh giá cách thử trực tiếp trái nấu chín Chọn trái bắp vừa vàng bẹ, không non không già, nấu khơng cho thêm muối Trái cắt ngang có độ dày khoảng cm nhiều người Điểm đánh giá theo mức độ dẽo ngon người thử phẩm chất 3.7 Phần đánh giá bệnh (evaluation) Sâu đục thân 19 dòng kháng/100 mẫu giống lọc Sâu đục trái dòng kháng/100 mẫu giống lọc Bệnh rĩ sắt 12 dòng kháng/100mẫu giống lọc Bệnh đốm 10 dòng kháng/100 mẫu giống lọc Bệnh đốm vằn 16 dòng kháng/100 mẫu giống lọc Bệnh cháy 17 dòng kháng/100 mẫu giống lọc Trồng theo cá thể theo hạt để đánh gía theo dõi chọn dòng tốt Các dòng tốt ghi nhận sau: 3.8 Bảo quản ex-situ - Tập đoàn bản: 100 mẫu giống (Hiện ngân hàng gen Viện lúa) - Tập đoàn hoạt động: mẫu giống, bảo quản nhiệt độ -5oC - Tập đoàn công tác: mẫu giống, bảo quản nhiệt độ 5-10oC Số mẫu giống phải trồng lại hàng năm ruộng dòng đưa tỉnh Đánh giá vật liệu theo 30 tiêu Viện tài nguyên Quốc Tế - Phần định tính: Chống chịu phèn, Chống chịu hạn Bộ môn di truyền chọn giống (Viện lúa ĐBSCL) đánh giá tính trạng nơng học, phẩm chất sinh hóa… Kết luận: Đề tài đạt kết sau đây: - Kết đo đạt tiêu đồng ruộng sau xử lý excell phân tích phần mềm SAS 9.0 biến động cao ngồi kiểm sốt kiểu gen, bắp cịn chịu ảnh hưởng lớn mơi trường sống khí hậu, đất đai, mùa vụ, chế độ chăm sóc, trùng gây hại, nấm bệnh… Do đó, việc phân nhóm di truyền dựa vào đặc tính hình thái phân thành hai nhóm mức tương đồng 21,22 Các quần thể nhóm khơng có đồng kiểu hình Việc phân nhóm di truyền dựa vào đặc tính hình thái phân nhóm di truyền dựa vào kết phân tích kiểu gen gần độc lập - Đã nghiên cứu tính trạng phẩm chất khả chống chịu sâu bệnh nguồn gen - Phục tráng vài dòng bắp nếp nù đưa vào sử dụng quần thể rộng lớn - Đã tìm hiểu tình hình nguồn gen bắp An Giang, chọn lọc B10 BN40 cho tỉnh - Đã tìm hiểu ảnh hưởng môi trường điều kiện canh tác thời vụ, tương tác kiểu gen môi trường đến suất phẩm chất giống bắp, làm sở xây dựng biện pha1tp kỹ thuật canh tác cho giống bắp nếp nù khác - Đã sử dụng bốn mơ hình trồng bắp khảo sát đánh giá hai dòng chọn lựa suất cao, hàm lượng amylose dẽo prtotein cao B10 BN40 Hai giống bắp Nù, Nếp với tên B10 BN40 đạt suất cao 7,8 tấn/ha tấn/ha, Phẩm chất ngon hàn lượng amylose 2% Protein đạt 15% Cung cấp kịp thời giống gốc cho địa phương vượt kế hoạch đề - Các thông tin cần thiết 40 tính trạng để cung cấp cho địa phương sở ban đầu cho việc nhận dạng giống giúp cho thơng tin xây dựng - Ngồi thông tin giúp cho tỉnh thông tin giãi mã DNA gen ký Ngân hàng gen với mã số B40 với chuỗi mã dài 497bp B10 với chuỗi mã DNA dài 404 Hai mã nầy đăng ký ngân hàng gen - Đào tạo nguồn lực cho tỉnh nông dân giỏi chuẩn bị thay đổi cấu trồng bên cạnh lúa Đề nghị Trong trình hội nhập quốc tế hội nhập với quốc gia khu vực, luôn đứng trước rủi ro thiếu kinh nghiệm thiếu quy họach có tính tổng thể, lâu dài Nơng sản có phẩm chất ngon trồng rãi rác theo kiểu kinh tế hộ, khơng biểu thị rõ vùng chun canh để có sản phẩm hàng hóa đủ sức cạnh tranh “lượng” “chất” Đối với giống bắp dễ bị thối hóa nguồn gen chúng tơi đề nghị: - Nhân rộng hai giống bắp BN40 B10 để tiến tới diện tích đạt sản lượng xây dựng nhản hiệu hàng hóa bắp đặc sản cho tỉnh - Xây dựng vùng nguyên liệu địa phương để có điều kiện bảo quản nguồn gen quý - Cần tiếp tục xây dựng mạng lưới nhân giống bắp vùng địa phương với ba huyện có khả trồng màu Chợ Mới, An Phú Phú Tân - Xây dựng bước hai lập thủ tục đăng ký nhản hiệu hàng hóa cho tỉnh giống bắp  ...ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIỐNG BẮP NẾP, BẮP NÙ Ở TỈNH AN GIANG Nguyễn Thị Lang Viện lúa Đồng sông Cửu Long Đặt vấn đề Cây bắp hay gọi ngô (Zea mays) lương thực quan trọng... Mục tiêu nghiên cứu - Ứng dụng công nghệ sinh học phân tích độ di truyền để phục tráng giống bắp nếp, bắp nù tỉnh An Giang - Xây dựng mơ hình tình diễn giống nếp, bắp nù phục tráng địa điểm, quy... bắp trồng thường giống lai F1, có suất cao, nhiên hạt cứng, không dẽo nhiều chất sơ cao nguồn gen không để giống cho vụ sau phân ly hệ sau Do đề tài “Ứng dụng cơng nghệ sinh học để nâng cao chất