Đang tải... (xem toàn văn)
TIỂU LUẬN TÀI NGUYÊN THỰC VẬT, CÁC GIỐNG LÚA MỚI TỪ 2008 - NAY
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Chuyên đề nghiên cứu sinh “Tài nguyên Di truyền thực vật trong chọn giống cây trồng” Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Huệ Hà nội 15/03/2014 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Tên tiểu luận “Nghiên cứu sử dụng vật liệu ban đầu trong chọn giống lúa theo hướng đột biến ở Việt nam” Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Huệ Nghiên Cứu Sinh: Nguyễn Văn Tiếp Hà nội 15/03/2014 I. MỞ ĐẦU Lúa gạo là lương thực chính của hơn một nửa dân số thế giới ngoài việc cung cấp lương thực cho hơn 65% dân số thế giới, lúa gạo còn là cây lương thực có giá trị dinh dưỡng cao,[1] mỗi năm thế giới sử dụng khoảng 520 triệu tấn gạo và 100 triệu tấn thóc, trong tương lai gạo sẽ thay thế các loại ngũ cốc khác do sự cạnh tranh về giá cả và chất lượng. Loài người không thể tồn tại và phát triển nếu không có thế giới thực vật, tài nguyên thực vật (TNTV) là cơ sở đảm bảo cho nền an ninh lương thực vững mạnh, là nguồn gốc để phát triển kinh tế - xã hội của mọi quốc gia ở mọi thời đại [2], là nguồn vật liệu khởi đầu cho các công tác chọn, tạo giống mới. Nguồn gen thực vật thường được lưu trữ theo hai hình thức chính là bảo tồn nội vi (insitu) và bảo tồn ngoại vi (exsitu). Tùy đặc tính của loài thực vật mà bào tồn nội vi hay ngoại vi [3]; [6]. “Giống” đã, đang và sẽ luôn được xem là nhân tố vô cùng quan trọng việc tạo ra những “đột phá” không chỉ về năng suất, chất lượng nông sản mà còn góp phần ứng phó nhanh nhất, rẻ nhất đối với các biến động bất thường của khí hậu và thời tiết, sự xâm mặn, sự xuất hiện mới của các đối tượng sâu, bệnh gây hại [2]. Những thành tựu trong công tác chọn giống kháng sâu, bệnh, chịu hạn, mặn cũng như các điều kiện bất thuận khác trong thời gian qua ở nước ta không thể phủ nhận được vai trò to lớn của sự đa dạng trong nguồn vật liệu nghiên cứu. Hiện nay, nước ta có hơn 800 loài cây trồng phổ biến tại các hệ sinh thái nông nghiệp, trong đó: 41 loài cây lấy tinh bột làm lương thực, 95 loài cây thực phẩm không lương thực, 100 loài cây ăn quả, 55 loài rau, 44 loài cây lấy dầu,… hơn 1.300 loài thực vật có họ hàng với cây trồng, tuy nhiên, còn nhiều loài cây có giá trị nhưng chưa được khai thác và đang có nguy cơ bị sói mòn. [10] Hiện nay, hơn 27.000 nguồn gen thực vật được lưu giữ tại ngân hàng gen thực vật Quốc gia và các cơ quan mạng lưới của hệ thống bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật. [2];[8], 2237 dòng, giống cây trồng đang được lưu trữ bảo tồn tại Viện KHKTNN MN [9], [6]. Ngân hàng nguồn gen ngày càng được phát triển, hoàn thiện nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu chọn tạo giống mới cung cấp cho sản xuất, công tác chọn tạo giống lại cung cấp các nguồn vật liệu mới rất phong phú, đa dạng, bổ xung cho ngân hàng nguồn gen Quốc gia, phục vụ công tác nghiên cứu tiếp theo. Năm 2012 ngân hang gen đã chuyển giao 964 lượt nguồn gen cho các cá nhan tổ chức, trong đó có 795 mẫu lúa, 31 mẫu ngũ cốc, 133 mẫu gen họ đậu, 5 mẫu rau và các thông tin liên quan [8]. Với sự hỗ trợ của kỹ thuật phân tử, công nghệ gen, hệ gen của nhiều loài thực vật đã được giải mã (36 giống lúa bản địa đã được giải mã, tư liệu hiện được lưu trữ tại Viện Di truyền Nông nghiệp, trong giai đoạn 2014 – 2016 sẽ tiếp tục giải mã 800 giống lúa bản địa Việt nam, đã được bộ KHCN phê duyệt) [7], trong thời gian tới (đến 2020) sẽ tiếp tục sưu tầm và đánh giá 1000 – 2000 giống khác. [4]. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã cho phép tư liệu hóa nguồn gen thực vật, thuận tiện cho việc tiếp cận và tra cứu thông tin về vật liệu di truyền, làm tăng hiệu quả, giá trị sử dụng của tài nguyên di truyền thực vật. II. NỘI DUNG Thời gian qua công tác chọn tạo giống nói chung và chọn tạo giống lúa nói riêng ở nước ta đạt được một số thành tựu đáng kể. Tính đến tháng 9/2009 đã có 996 giống cây trồng mới được công nhận và đưa vào sản suất trong đó có 292 giống lúa, trong đó có 18 giống mới được tạo thành bằng phương pháp gây đột biến hoặc có sử dụng đột biến trong chọn giống (bảng 1), [10] tính riêng từ 2004 đến 2009, trong số 146 giống lúa mới được tạo thành, có 9 giống được tạo thành bằng phương pháp đột biến hoặc có sử dụng đột biến trong tạo giống (bảng 2) [10]. Đặc biệt mới đây nhất giống Tám dự đột biến do PGS.TS.Nguyễn Minh Công, Trường Đại học Sư phạm Hà nội tạo ra bằng chiếu xạ đột biến tia gamma nguồn (Co 60 ) vào hạt lúa Tám dự ở thời điểm 69h, tuy chưa được công nhận giống mới nhưng đã đăng ký bảo hộ năm 2013, dự kiến cuối tháng 10 / 2014 sẽ được công nhận giống mới và cho sản xuất thử [1]. Trong giai đoạn từ 2010 – 3013 Viện cây lương thực và cây thực phẩm chọn tạo thành công hơn 10 giống lúa mới (đã được công nhận) là: PC6, CH208, P376, PĐ211, P9, HDT8, HT18, chân trâu hương, - SH8, Gia lộc 102 và DT57 và nhiều dòng, giống triển vọng khác đang được đề nghị công nhận cho sản xuất thử (LTh 131, LTh 134, HD5, CH16, BT2, BT6,…), trong đó không có giống nào được tạo ra nhờ phương pháp gây đột biến. Sử dụng tài nguyên thực vật theo hướng gây đột biến đã và đang thu hút được sự quan tâm của không chỉ các nhà khoa học trong nước mà cả trên thế giới, các thành tựu đạt được trong lĩnh vực này là đáng ghi nhận. Hiện nay, sử dụng đột biến trong nghiên cứu cải tiến và chọn tạo các giống lúa nói riêng và giống cây trồng nói chung vẫn rất được quan tâm, Yuanlin Duan, Zhuo Xing (2013), nghiên cứu các đột biến liên quan đến sự phát triển hoa sớm của lúa [11]. Yamazaky, nghiên cứu các đột biến làm thay đổi tính chất quang của hệ quang hóa trong quang hợp [12], Yan Dawei(2013), phát hiện đột biến ở DUF640 có liên quan đến hình dạng kích thước và khối lượng hạt gạo[13],… Bảng 1: Các giống lúa được tạo thành nhờ phương phương pháp gây đột biến gai đoạn trước 2004 STTTên giống mới Năm công nhận Tên, nguồn gốc vật liệu ban đầu Phương pháp chọn tạo Tác giả, cơ quan chọn tạo 1 DT10 6 /12 / 1990 giống C4 – 63, Xử lý đột biến bằng phóng (tia gamma nguồn C0 60 ) GS. TS. Phan Phải, KS. Bùi Huy Thuỷ, GS.TS KH. Trần Duy Quý,KS. Nguyễn Quang Xu - Viện Di truyền Nông nghiệp 2 TNĐB 100 22/3/ 1997. Giống lúa mùa "Tài nguyên". bằng xử lý đột biến và chọn lọc TS. Phạm Văn Ro - Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long 3 DT11 9/3/ 1995. C4 – 63 (xử lý phóng xạ) M1. (xử lý hóa chất) Xử lý đột biến bằng phóng và hóa chất GS.TSKH. Trần Duy Quý, KS. Bùi Huy Thuỷ - Viện Di truyền Nông nghiệp 4 N29 13/5/ 1999. Dòng R29 trong tập đoàn giống lúa nhập nội phương pháp gây đột biến bởi hoá chất NaN 3 (0,02%) KS. Hà Văn Nhân, ThS. Nguyễn Như Hải và CTV. Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 5 CM1 13/5/ 1999. giống Chiêm bầu Hải Phòng Chiếu xạ tia Gamma, nguồn C 0 60 ở liều lượng 20Krad đối KS. Nguyễn Quang Xu và CTV. Bộ môn Di truyền và Công nghệ sinh học - Viện Di truyền Nông nghiệp 6 VNĐ95- 20 9/9/ 1999. giống IR64 Đột biến phóng xạ gamma Co 60 Đỗ Khắc Thịnh, Hùng Phi Oanh, và Cs- Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam 7 TTĐB 16/11/20 00. Giống lúa tám thơm Hải Hậu Chiếu xạ tia gamma (Co 60 ) 15 Krad ,nảy mầm PGS.TS. Nguyễn Minh Công - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, TS. Đỗ Hữu Ất, KS. Bùi Huy Thuỷ - Viện Di truyền Nông nghiệp 8 P6 ĐB 2002 P6 Xử lý phóng xạ hạt khô bằng tia gamma nguồn Co 60 Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 9 TK106 29/11/ 2002. Giống TK90 Chiếu xạ tia Gamma (Co 60 ), 15Krad PGS.TS. Nguyễn Minh Công, TS. Lê Xuân Trình - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; TS. Đào Xuân Tân - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội II Bảng 1: Các giống lúa được tạo thành nhờ phương phương pháp gây đột biến gai đoạn 2004 - 2009 STTTên giống mới Năm công nhận Tên, nguồn gốc vật liệu ban đầu Phương pháp chọn tạo Tác giả, cơ quan chọn tạo 1 OM2781 29/7/ 2004 Giống Móng chim rơi Lai, kết hợp với đột biến phóng xạ tia Gamma (γ 60 Co), 20Krad Nguyễn Thế Lâm, Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Trọng Lương, Trần Thị Thanh Xà, Phạm Văn Sơn và Phạm Văn Ro, Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long 2 PD2 29 /7/ 2004 Nếp 415 xử lý đột biến, kết hợp với lai và chọn lọc TS. Đào Xuân Tân, ĐHPHN II; GS.TSKH. Trần Duy Quý; KS. Bùi Huy Thuỷ và Cs. - Viện Di truyền Nông nghiệp 3 ĐB1 29 /7/ 2004. dòng 28R của Trung Quốc Chiếu xạ khô, nguồn xạ tia gamma nguồn Co 60 , 40 krad, Nguyễn Tấn Hinh, TS. Trương Văn Kính,– và CTV Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 4 OM2717 29 /7/ 2004. Giống lúa mùa "Tài nguyên". Lai, kết hợp với đột biến phóng xạ tia Gamma (γ 60 Co), 20Krad Phạm Văn Ro, Nguyễn Thế Lâm, Nguyễn Thị Hoa, Phạm Văn Sơn, Nguyễn Trọng Lương, - Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long 5 VND99-3 29/ 7 / 2004. giống Nàng Hương Đột biến phóng xạ Gamma(Co 60 ) Đỗ Khắc Thịnh, Đào Minh Sô, Trương Quốc Anh - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam 6 KDĐB 2/10/ 2007 Giống lúa Khang dân phương pháp đột biến TS. Đỗ Hữu Ất, Viện Di truyền Nông nghiệp 7 CL9 12/02/ 2007. IR64 × Khang dân 18, hạt F1 Lai kết hợp với chiếu xạ hạt khô bằng tia nguồn Co 60 , 15 krad. TSKH. Hoàng Quang Minh, ThS. Lưu Văn Cường, ThS. Nguyễn Như Toản và cộng tác viên - Viện Di truyền Nông nghiệp 8 Giống lúa ĐB5 8/1 2008Dòng 28R nhập nội từ trung quốc Xử lý phóng xạ hạt khô bằng tia gamma nguồn Co 60 ,40 krad TS. Nguyễn Như Hải , TS. Phạm Đồng Quảng và CTV. Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, Viện Cây lương thực cây thực phẩm 9 Giống lúa ĐB6 8/1/ 2008Dòng 28R nhập nội từ trung quốc xử lý phóng xạ hạt khô bằng tia gamma nguồn Co 60 ,40 krad TS. Nguyễn Như Hải , TS. Phạm Đồng Quảngvà CTV. Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, Viện Cây lương thực cây thực phẩm KẾT LUẬN Việt nam là nước có nguồn tài nguyên thực vật rất phong phú, góp phần đáng kể cho công tác chọn tạo giống cây trồng. Trong những năm qua hàng trăm giống lúa mới được tạo thành cùng hàng ngàn vật liệu mới được bổ xung cho nguồn tài nguyên thực vật (dưới dạng các giống và dòng) càng làm giầu thêm vốn gen thực vật. Các phương pháp nghiên cứu tạo giống lúa mới được thực hiện trong thời gian qua khá đa dạng gồm cả truyền thống (lai, gây đột biến, chọn lọc phả hệ, ) và phương pháp hiện đại có sử dụng công nghệ cao: chuyển gen, sử dụng chỉ thị phân tử,… đặc biệt đã có sự phối hợp hiệu quả giữa phương pháp truyền thống và hiện đại để tạo ra nhiều giống mới có giá trị. Như vậy, phương pháp sử dụng đột biến trong chọn giống cây trồng nói chung và chọn giống lúa nói riêng vẫn có giá trị và hiệu quả khá cao, đặc biệt là trong việc tạo nguồn biến dị di truyền phong phú làm nguyên liệu cho các công tác chọn lọc tiếp theo. Việc kết hợp nhằm khai thác hiệu quả thế mạnh của các phương pháp là điều đáng được quan tâm trong các nghiên cứu hiện tại và trong tương lai. Trong chọn giống nguồn vật liệu là yếu tố vô cùng quan trọng có ảnh hưởng lớn đến kết quả của công tác chọn tạo giống, do đó cần đặc biệt chú ý đến công tác bảo tồn giống, tăng cường hơn nữa sự liên hệ gữa các cá nhân tổ chức, các nhà chọn giống và trung tâm lưu trữ nguồn gen nhằm khai tác sử dụng có hiệu quả nhất nguồn gen hiện có cũng như sư tầm, bổ xung và bảo quản các nguồn gen mới được tạo thành. TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 1. Nguyễn Xuân Dũng, Lê Vĩnh Thảo, “Thực trạng nghiên cứu và kết quả chọn, tạo giống lúa tẻ thơm cho vùng Đồng bằng Sông hồng”, NXB Nông nghiệp 2013, t.327- 333. 2. Trần Xuân Định, “Thực trạng giống cây lương thực, thực phẩm chủ yếu hiện nay ở Việt Nam, định hướng cho các năm tới” NXB Nông nghiệp 2013, t.49 – 54. 3. Vũ Mạnh Hải, Nguyễn ThịNgọc Huệ, và Cs,… “Bảo tồn insitu tài nguyên di truyền ở Việt nam, thực trạng và giải pháp”. 4. Lê Huy Hàm, “Công tác khoa học công nghệ, chuyển giao tiến bộ kỹ thuật và hợp tác quốc tế của Viện Di truyền Nông nghiệp (giai đoạn 2012 - 2013)”, t.80 – 87 5. Nguyễn trí Hoàn, Phạm Đình Phục, “Kết quả nghiên cứu và chuyển giao công nghệ của viện Cây lương thực và Cây thực phẩm” NXB Nông nghiệp 2013, t.67- 73. 6. Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Phạm Thị Sến, “Chính sách của Việt nam về bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật bối cảnh và tác động của thế giới đến quyền sở hữu tài nguyên di truyền thực vật Quốc gia. Trong “bảo tồn đa dạng tài nguyên di truyền thực vật vườn gia đình ở miền Bắc Việt nam””, NXB Nông nghiệp, Hà nội. 7. Nguyễn Văn Tuất, Nguyễn Văn Viết: “Kết quả nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ giai đoạn 2011 – 2013 và định hướng ưu tiên đến 2020 của viện khoa học nông nghiệp việt nam” NXB Nông nghiệp 2013, t.33 – 48. 8. Lê Khả Tường, Lã Tuấn Nghĩa “Bảo tồn và phát triển nguồn gen thực vật tại ngân hàng gen quốc gia năm 2012” NXB Nông nghiệp 2013, t.156 – 164. 9. Ngô Quang Vinh, Hồ Thị Minh Hiệp, “Những thành tựu nghiên cứu khoa học nổi bật trong giai đoạn 2011 – 2013 của Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền nam” NXB Nông nghiệp 2013, t.88 – 93. 10.966 giống cây trồng Nông nghiệp mới, NXB Nông nghiệp 2009, t.3 -282 11.Yuanlin Duan, Zhuo Xing (2013) Characterization ofOsmads6-5, a null allele, reveals thatOsMADS6is a critical regulator for early flower development in rice (Oryza sativaL.) 12. J. Yamazaky, Changes in the photosynthetic characteristics and photosystem stoichiometries in wild-type and Chl b-deficient mutant rice seedlings under various irradiances, Department of Biology, Faculty of Science, Toho University, Miyama 2-2-1, Funabashi, Chiba 274-8510, Japan 13. Yan Dawei (2013), Beak-shaped grant 1/ triangular hull 1, a DUF640 gene, is associated with grain shape, size and weight in rice, R esearch paper March 2013 Vol.56 No.3: 275–283 . tư liệu hóa nguồn gen thực vật, thuận tiện cho việc tiếp cận và tra cứu thông tin về vật liệu di truyền, làm tăng hiệu quả, giá trị sử dụng của tài nguyên di truyền thực vật. II. NỘI DUNG Thời. cảnh và tác động của thế giới đến quyền sở hữu tài nguyên di truyền thực vật Quốc gia. Trong “bảo tồn đa dạng tài nguyên di truyền thực vật vườn gia đình ở miền Bắc Việt nam””, NXB Nông nghiệp,. [10] Hiện nay, hơn 27.000 nguồn gen thực vật được lưu giữ tại ngân hàng gen thực vật Quốc gia và các cơ quan mạng lưới của hệ thống bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật. [2];[8], 2237 dòng, giống