Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ LUYỆN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TÁI SINH Ở CÂY ĐẬU XANH (VIGNA RADIATA (L.) WILCZEK) PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN VÀ CHUYỂN GEN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 60.42.70 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Chu Hoàng Mậu THÁI NGUYÊN – 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ LUYỆN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TÁI SINH Ở CÂY ĐẬU XANH (VIGNA RADIATA (L.) WILCZEK) PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN VÀ CHUYỂN GEN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THÁI NGUYÊN – 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn THAI NGUYEN UNIVESSITY THE COLLEGE OF EDUCATION SUMMARY OF MASTER ESSAY FOR EDUCATION SCIENCE NGUYEN THI LUYEN DEVELOPMENT OF REGENERATION ON MUNG BEAN TOCHOOSE THE DROUGHT – RESISTANT STRAIN AND TRANSGENATION Specialyty: GENETICS Code: 60.42.70 Teacher: Prof.PhD. CHU HOANG MAU THAI NGUYEN – 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS CHU HOÀNG MẬU Phản biện 1 …………………………………………… Phản biện 2 ………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn Họp tại: Trường Đại học Sư phạm - ĐHTN Ngày tháng năm 2009 Có thể tìm hiểu luận văn tại thư viện Đại học Thái Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ LUYỆN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TÁI SINH Ở CÂY ĐẬU XANH (VIGNA RADIATA (L.) WILCZEK) PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN VÀ CHUYỂN GEN Chuyên ngành: Di truyền học Mã số : 60.42.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thái nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Luyện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn PGS.TS. Chu Hoàng Mậu đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Sinh – Kỹ thuật Nông nghiệp và các thầy cô giáo, cán bộ của Khoa đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Thị Tâm, và các chị Vi Kiều Liên và Nguyễn Thị Thủy (Phòng thí nghiệm Công nghệ tế bào), xin cảm ơn Bộ môn hệ thống canh tác - Viện Ngô Trung ương đã cung cấp các giống đậu xanh làm vật liệu cho các thí nghiệm của đề tài. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Luyện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Những chữ viết tắt vi Danh mục các bảng vii Danh mục các hình viii Mở đầu 1 Chương 1. Tổng quan tài liệu 3 1.1. Sơ lược về cây đậu xanh 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại 1.1.2. Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và ở Việt Nam……………. 3 3 4 1.2. Ứng dụng công nghệ tế bào thực vật trong cải tiến giống cây trồng 7 1.2.1. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật 1.2.1.1. Cơ sở tế bào học của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật……… 1.2.1.2. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến quá trình nuôi cấy mô tế bào thực vật……………………………………………………………. 7 7 8 1.2.2. Hệ thống nuôi cấy để chọn dòng………………………………………. 10 1.2.3. Phương thức chọn dòng………………………………………………. . 12 1.2.4. Tái sinh cây……………………………………………………………. 13 1.3. Nghiên cứu chọn giống cây trồng bằng kỹ thuật chọn dòng soma và hệ thống tái sinh ở thực vật và cây đậu xanh 1.3.1. Nghiên cứu chọn giống cây trồng bằng kỹ thuật chọn dòng tế bào soma…… 1.3.2. Nghiên cứu hệ thống tái sinh ở thực vật và ở cây đậu xanh ……………… 15 15 16 Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu………………………… 18 2.1. Vật liệu nghiên cứu……………………………………………………… 18 2.1.1.Vật liệu thực vật…………………………………………………………. 18 2.1.2. Hoá chất và thiết bị…………………………………………………… 19 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.2. Phương pháp nghiên cứu 19 2.2.1. Nhóm phương pháp nuôi cấy in vitro 20 2.2.2. Phương pháp đánh giá khả năng chịu mất nước của mô sẹo 2.2.2.1. Phương pháp xử lý mô sẹo bằng thổi khô 2.2.2.2. Chọn lọc mô sẹo sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô và tái sinh cây 2.2.2.3. Tạo cây hoàn chỉnh từ mô sẹo chọn lọc……………………………… 2.2.2.4. Phương pháp ra cây…………………………………………………… 22 22 22 23 23 2.2.3. Phương pháp tạo đa chồi từ mắt lá mầm……………………………… 24 2.2.4. Phương pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu 24 Chương 3. Kết quả và thảo luận…………………………………………… 26 3.1. Hệ thống tái sinh cây đậu xanh từ mô sẹo……………………………… 26 3.1.1. Ảnh hưởng nồng độ các chất đến kết quả khử trùng hạt……………… 26 3.1.2. Ảnh hưởng của các chất 2.4D, BAP,GA3, NAA đến khả năng tạo mô sẹo và tái sinh cây từ mô sẹo 3.1.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ 2,4 D đến khả năng tạo mô sẹo từ phôi đậu xanh 3.1.2.2. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh 3.1.2.3. Ảnh hưởng của GA3 đến khả năng kéo dài chồi của đậu xanh 3.1.2.4. Ảnh hưởng của α-NAA đến khả năng ra rễ và tạo cây hoàn chỉnh 26 26 31 34 35 3.1.3. Nhận xét về môi trường nuôi cấy mô cây đậu xanh…………………… 37 3.2. Độ mất nước và khả năng chịu mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh các giống nghiên cứu ………………………………………………………… 37 3.2.1.Mức độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh của các giống nghiên cứu 37 3.2.2. Khả năng chịu mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau khi xử lý bằng thổi khô………………………………………………………………………. 39 3.2.3. Nhận xét về khả năng chịu mất nước của mô sẹo sau khi xử lý bằng thổi khô của các giống đậu xanh nghiên cứu………………………………… 42 3.3. Kết quả tái sinh cây đậu xanh từ mắt lá mầm 43 3.3.1.Môi trường nảy mầm của hạt…………………………………………… 43 3.3.2. Môi trường tạo đa chồi………………………………………………… 43 3.3.3. Môi trường kéo dài chồi 45 [...]... Sonia và cs (2007) [44] Những lý do trên đây là cơ sở để chúng tôi xây dựng đề tài cho luận văn thạc sĩ là: Phát triển hệ thống tái sinh ở cây đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczek) phục vụ chọn dòng chịu hạn và chuyển gen 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật vào việc chọn dòng tế bào chịu mất nước ở đậu xanh - Xác định hệ thống tái sinh ở đậu xanh phục vụ chuyển gen. .. sót và cho hiệu quả tái sinh cao 1.3 NGHIÊN CỨU CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG BẰNG KỸ THUẬT CHỌN DÒNG TẾ BÀO SOMA VÀ HỆ THỐNG TÁI SINH Ở THỰC VẬT VÀ CÂY ĐẬU XANH 1.3.1 Nghiên cứu chọn giống cây trồng bằng kỹ thuật chọn dòng tế bào soma Cho đến nay kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực chọn dòng tế bào, đặc biệt là chọn dòng chống chịu stress môi trường như chịu hạn, chịu. .. tích về các đặc điểm sinh lý – sinh hoá ở các dòng thuốc lá này cho thấy tính chịu mất nước được điều khiển bởi một nhóm gen 1.3.2 Nghiên cứu hệ thống tái sinh ở thực vật và ở cây đậu xanh Trong thực tế đậu xanh được sản xuất dễ dàng và hoàn toàn không có nhu cầu nhân giống vô tính bằng kỹ thuật nuôi cấy mô, tuy nhiên việc nghiên cứu chuyển gen ở cây đậu xanh khó có thể thực hiện và thành công được nếu... Renato và cs (1999, 2001) đã cho thấy kỹ thuật tái sinh cây từ mắt lá mầm của hạt nảy mầm 4 ngày tuổi đạt hiệu quả tái sinh 80% - 100% và tái sinh chồi trực tiếp từ mắt lá mầm như là chỉ thị cho hệ gen của loài đậu Vigna châu Á (subgenus Ceratotropis) [42], [43] Các kết quả nghiên cứu tái sinh cây ở đậu xanh từ phôi soma và từ mắt lá mầm phục vụ chuyển gen cũng đã được công bố bởi Jayanti Sen và Spra... trước hết không tiến hành việc tái sinh cây đậu xanh Rudrabhatla Sairam và cs (2005) đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu phát triển kỹ thuật tái sinh ở cây một lá mầm và cây hai lá mầm Sự tái sinh cây được thực hiện bằng nuôi cấy in vitro từ phôi soma hoặc từ một bộ phận khác độc lập trên cơ thể và điều đó còn phụ thuộc vào genotype của giống [41] Đối với cây ngô, sự tái sinh cây có thể thực hiện từ mô... innoxia tái sinh chồi nhanh hơn mô sẹo cùng loài của cây lưỡng bội Ở cây khoai lang tỷ lệ tái sinh cây từ mô sẹo có nguồn gốc từ lá, thân, rễ, cuống lá là rất thấp Mô sẹo có nguồn gốc từ củ khoai lang bị lục hoá mạnh, tạo nhiều rễ và hầu như không có khả năng tái sinh cây [4] Khả năng tái sinh cây chịu ảnh hưởng lớn bởi thành phần và nồng độ các chất kích thích sinh trưởng thực vật được bổ sung vào môi... 3.5 Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tạo chồi ở đậu xanh 3.6 Ảnh hưởng củ α-NAA tới khả năng ra rễ của cây tái sinh từ mô sẹo phôi đậu xanh 3.7 Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau khi xử lý bằng thổi khô (%) 3.8 Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô 1 tuần nuôi phục hồi 3.9 Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô 3.10 Ảnh hưởng của BAP... hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn công nghệ tế bào thực vật và xây dựng hệ thống tái sinh phục vụ chuyển gen nhằm cải tiến, nâng cao khả năng chống chịu của cây đậu xanh (Jayanti Sen và Spra Guha Mukherjee (1998) [31], Ignacimuthu và Franklin (1999) [30], Renato và cs (1999, 2001) [41], [42], Mai Trường và cs (2001) [15], Sita và cs (2006) [43], Kaviraj và cs... Hình ảnh cây đậu xanh ra rễ trên môi trường bổ sung 0,3mg/l α-NAA 36 3.5 Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau xử lý bằng thổi khô 38 3.6 Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô và nuôi phục hồi trên môi trường tái sinh 40 Khả năng tái sinh cây của các mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô 41 3.8 Tái sinh mô sẹo sau khi xử lý bằng thổi khô 42 3.9 Hạt đậu xanh nảy... khả năng tái sinh cao ở lúa [18] Khả năng sinh trưởng và tái sinh cây tăng lên ở các mô sau khi xử lý các điều kiện cực đoan đã được nhiều tác giả đề cập (Nabors và cs, 1983) [37] Nguyễn Hoàng Lộc, 1992 cũng thu được kết quả tương tự khi tái sinh cây ở các mô chịu muối và mất nước ở thuốc lá [9] Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là dưới tác động của các điều kiện cực đoan ở một mức độ và thời gian . Đậu xanh (Vigna radiata (L. ) Wilczek), Đậu gạo (Vigna Umbellata(thumb), đậu adzukia (Vigna anguilaris (Willd), đậu ván (Vigna aconiti folia (Jacq )) , Vigna trilobata (L) Wildzek. Thân đậu xanh. xanh (Vigna radiata (L. ) Wilczek) phục vụ chọn dòng chịu hạn và chuyển gen 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật vào việc chọn dòng tế bào chịu mất nước ở đậu. SINH Ở CÂY ĐẬU XANH (VIGNA RADIATA (L. ) WILCZEK) PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN VÀ CHUYỂN GEN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THÁI NGUYÊN – 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học