ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THANH NHUNG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT SỐ MẪU GIỐNG LÚA THU THẬP TẠI LÀO VỀ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THANH NHUNG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT SỐ MẪU GIỐNG LÚA THU THẬP TẠI LÀO VỀ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 604230 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hà Nội – 2014 TS LÊ HÙNG LĨNH TS ĐỖ THỊ PHÚC LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan trực tiếp thực nghiên cứu luận văn Mọi kết thu nguyên bản, không chỉnh sửa chép từ nghiên cứu khác Các số liệu, sơ đồ kết luận văn chưa công bố Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan trên! Học viên Nguyễn Thanh Nhung i LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Lê Hùng Lĩnh TS Đỗ Thị Phúc, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ bảo hỗ trợ suốt trình công tác thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy cô cán công tác Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ, anh chị em Bộ môn Sinh học phân tử- Viện Di truyền Nông nghiệp giúp đỡ động viên trình công tác thực luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè người thân động viên, khuyến khích giúp vượt qua khó khăn suốt trình nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thanh Nhung ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu 2.2 Yêu cầu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 4.1 Đối tượng 4.2 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI4 1.1 Giới thiệu chung lúa 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố lúa 1.1.2 Phân loại lúa 1.2 Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền lúa 1.2.1 Vị trí tầm quan trọng đa dạng di truyền 1.2.2 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa nước 1.2.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa Việt Nam Lào 11 1.2.4 Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền 13 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Vật liệu nghiên cứu 22 2.2 Phương pháp nghiên cứu 24 2.2.1 Bố trí thí nghiệm 24 iii 2.2.2 Các tính trạng theo dõi đánh giá 24 2.2.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền thị ADN 27 2.2.4 Phương pháp phân loại loài 33 2.2.5 Phân tích xử lý số liệu 33 CHƯƠNG 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Kết đánh giá số đặc tính nông học mẫu giống lúa Lào 35 3.1.1 Đa dạng tính trạng hình thái số lượng 35 3.1.2 Đa dạng tính trạng hình thái chất lượng 45 3.2 Kết đánh giá đa dạng di truyền mẫu giống lúa Lào thị SSR 55 3.2.1 Tỷ lệ khuyết số liệu dị hợp tử giống lúa nghiên cứu 55 3.2.2 Hệ số PIC, số alen thể cặp mồi 57 3.2.3 Kết phân tích mối quan hệ di truyền mẫu giống lúa Lào 60 3.3 Kết phân loại loài mẫu giống lúa Lào 61 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64 4.1 Kết luận 64 4.2 Đề nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TĂT ADN Axit Deoxyribonucleic AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (Đa dạng chiều dài đoạn nhân bản) BT7 Bắc Thơm cs Cộng CTAB Cetyltrimethyl Amonium Bromide D/R Tỷ lệ dài/rộng hạt thóc ĐC Đối chứng IRRI International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế) Kb Kilo base KL Khối lượng NSLT Năng suất lý thuyết PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase) PIC Polymorphism Information Content - Chỉ số thông tin đa hình mồi RAPD Random Amplified Polymorphic DNA (ADN đa hình nhân bội ngẫu nhiên) RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism (Đa dạng chiều dài đoạn giới hạn) RGA Resistance Gene Analog – Vùng tương đồng gen kháng SNPs Single nucleotide polymorphism - Đa hình nucleotit đơn SSR Simple Sequence Repeats (Sự lặp lại trình tự đơn giản) STS Sequence Tagged Site - Điểm trình tự đánh dấu TBE Tris-Boric Acid-EDTA TE Tris-EDTA TGST Thời gian sinh trưởng TT Thứ tự v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại chi Oryza Bảng 2.1 Danh sách mẫu giống lúa Lào dùng nghiên cứu 22 Bảng 2.2 Danh sách thị SSR dùng nghiên cứu 73 Bảng 23 Thành phần chất dùng cho phản ứng PCR với mồi SSR 29 Bảng 2.4 Chương trình chạy phản ứng PCR 29 Bảng 3.1 Sự đa dạng tính trạng hình thái số lượng 33 mẫu giống lúa Lào vụ mùa 2012 35 Bảng 3.2 Các yếu tố cấu thành suất 33 mẫu giống lúa thu thập Lào vụ mùa 2012 41 Bảng 3.3 Sự đa dạng kích thước hạt thóc 33 mẫu giống lúa Lào 43 Bảng 3.4 Tần số biểu tính trạng hình thái chất lượng thân 46 Bảng 3.5 Tần số biểu tính trạng hình thái chất lượng 48 Bảng 3.6 Tần số biểu tính trạng hình thái chất lượng thìa lìa 49 Bảng 3.7 Tần số biểu tính trạng hình thái chất lượng 50 Bảng 3.8 Tần số biểu tính trạng hình thái chất lượng hoa hạt 51 Bảng 3.9 Tỷ lệ khuyết số liệu dị hợp tử giống lúa nghiên cứu 55 Bảng 3.10 Chỉ tiêu số alen số đa dạng di truyền PIC thị nghiên cứu 59 Bảng 3.11 Kết phân loại dung dịch phenol 33 mẫu giống lúa Lào giống đối chứng 62 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ tiến hóa hai loài lúa trồng Hình 2.1 Bản đồ vùng thu thập mẫu giống lúa Lào 22 Hình 3.1 Sự đa dạng chiều cao 33 mẫu giống lúa Lào 37 Hình 3.2 Sự đa dạng khối lượng 1000 hạt mẫu giống lúa 40 Hình 3.3 Sự đa dạng tính trạng hình thái thân 47 mẫu giống lúa nghiên cứu 47 Hình 3.4 Đa dạng hình thái tính trạng chất lượng lúa 33 mẫu giống lúa Lào47 Hình 3.5 Đa dạng tính trạng hình thái chất lượng thìa lìa 33 mẫu giống lúa Lào50 Hình 3.6 Đa dạng hình thái chất lượng 33 mẫu giống lúa Lào 51 Hình 3.7: Kết điện di sản phẩm PCR với mồi RM110 58 Hình 3.8: Kết điện di sản phẩm PCR với mồi RM18 58 Hình 3.9 Quan hệ di truyền 33 giống lúa Lào BT7 dựa 20 thị SSR 61 Hình 3.10 Phân loại loài mẫu giống lúa nghiên cứu 63 vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nguồn tài nguyên di truyền thực vật đóng vai trò quan trọng sản xuất nông nghiệp theo hướng đa dạng hóa, đại hóa Do khác biệt điều kiện tự nhiên mà nước có nguồn tài nguyên thực vật khác Trong xu hội nhập quốc tế, hợp tác chia sẻ thông tin kinh nghiệm trao đổi nguồn gen góp phần khai thác có hiệu tiềm nguồn gen địa nhập nội lai tạo nhiều giống mới, thúc đẩy phát triển sản xuất nông nghiệp nước Hợp tác khu vực quốc tế lĩnh vực sử dụng hiệu bền vững nguồn tài nguyên thực vật thực cần thiết để góp phần thực mục tiêu an ninh lương thực mà Hội thảo kỹ thuật quốc tế tài nguyên di truyền thực vật lần thứ IV đề ra, nhằm phấn đấu giảm lượng dân số đói nghèo xuống nửa vào năm 2015 Lúa (Oryza sativa L.) lương thực quan trọng Hàng năm, quốc gia Châu Á tiêu thụ tới 90% sản lượng lúa gạo giới Cộng hào Dân chủ Nhân dân Lào nước có nhiều giống lúa cổ truyền với nguồn gen phong phú dùng để tạo giống lúa cải tiến với đặc tính mong muốn Theo điều tra, đánh giá sơ tập đoàn lúa địa phương Lào cho thấy nguồn vật liệu quý phong phú tính trạng chất lượng, chống chịu sâu bệnh điều kiện bất thuận môi trường chịu úng, chịu ngập, chịu mặn…Bên cạnh công tác thu thập bảo tồn, công tác nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen có ý nghĩa quan trọng việc lưu giữ, bảo tồn nguồn gen lúa phục vụ công tác chọn giống Nghiên cứu đa dạng di truyền dựa vào tính trạng hình thái, nông học phương pháp cổ điển sử dụng rộng rãi không đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, bố trí thí nghiệm phức tạp mà đảm bảo hiệu định, giúp nhà nghiên cứu phân biệt giống cách nhanh chóng đồng ruộng [8] Ngày nay, với phát triển Sinh học Phân tử, thị phân tử ADN sử dụng rộng rãi việc đánh giá, bảo tồn quản lý nguồn gen nói chung công tác nghiên cứu đa dạng di truyền nói riêng Các thị phân tử thường sử dụng để nghiên cứu, xác định mối quan hệ di truyền cá thể loài loài sở cho việc phân loại loài, phát loài mối quan hệ tiến hóa loài [26] Trong số thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền, thị SSR (Simple Sequence Repeats) hay gọi thị vi vệ tinh có độ tin cậy xác cao thường sử dụng nghiên cứu sâu mức độ phân tử tất đối tượng động thực vật Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn nêu trên, thực đề tài: “Đánh giá đa dạng di truyền số mẫu giống lúa thu thập Lào đặc điểm nông sinh học ” Mục tiêu yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu Nghiên cứu đa dạng di truyền, phân loại loài để cung cấp thông tin mẫu giống thu thập nhằm phục vụ công tác chọn tạo giống, bảo tồn khai thác sử dụng 2.2 Yêu cầu - Đánh giá số đặc điểm nông sinh học, suất yếu tố cấu thành suất mẫu giống lúa Lào nghiên cứu - Xác định mối tương quan di truyền mẫu giống lúa Lào nghiên cứu thị SSR - Phân loại loài mẫu giống nghiên cứu phục vụ cho trình chọn tạo giống Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài kết hợp đánh giá tính trạng hình thái nông học với thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền Kết đề tài góp phần tạo sở khoa học để xây dựng phương pháp đánh giá đa dạng di truyền phân loại mẫu giống lúa Lào nói riêng tài nguyên lúa nói chung 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết đề tài có ý nghĩa việc xây dựng sở liệu mức độ hình thái phân tử phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác sử dụng nguồn gen lúa Lào Những thị có hệ số đa dạng gen cao có ích cho phân tích đa dạng di truyền, lập đồ liên kết nghiên cứu mối quan hệ nguồn gốc phát sinh giống lúa Từ kết nghiên cứu giới thiệu số giống lúa Lào có tính trạng tốt suất, hình thái có khả thích ứng điều kiện trồng Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 4.1 Đối tượng 33 mẫu giống lúa thu thập vùng sinh thái khác Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào 4.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu nằm đề tài: “Hợp tác nghiên cứu phát triển nguồn gen lúa địa với Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào” thuộc chương trình Hợp tác theo Nghị định thư Bộ Khoa học Công nghệ thực từ 2010 – 2012 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung lúa 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố lúa Tổ tiên lúa tồn từ đầu kỷ Phấn trắng Vào kỷ này, xuất loại nguyên thủy thuộc tộc Oryzae, loại Streptochasta Schard Đến cuối kỷ Phấn trắng xuất loài tre (Bambusta) loài lúa Oryza Một số loài khác xuất muộn vào kỷ thứ 3, thời kỳ phát triển mạnh họ hòa thảo (Gramineae) Các loài lúa Oryza spp có tổ tiên chung vào thời kỳ địa cầu Gondwanaland, sau trái đất tách rời thành năm lục địa [7] Tác giả Chang (1985) cho lúa trồng Oryza sativa tiến hóa từ lúa dại Oryza nivara Do thích ứng với khí hậu, đặc biệt điều kiện nhiệt độ lúa Oryza sativa lại tiếp tục chia thành ba nhóm: Indica thích hợp với khí hậu nhiệt đới, Japonica thích hợp với khí hậu lạnh, Javanica có đặc tính trung gian [29] Cheng (2003) nghiên cứu di truyền tiến hóa 101 giống lúa, bao gồm lúa trồng lúa dại cho thấy loài lúa trồng Oryza sativa chia thành hai nhóm tương ứng với loài phụ Indica Japonica Trong Oryza rufipogon chia thành bốn nhóm Oryza rufipogon hàng niên ba nhóm Oryza rufipogon đa niên Kết cho thấy giống lúa Japonica có quan hệ gần gũi với nhóm Oryza rufipogon đa niên, giống lại có quan hệ với nhóm lúa Oryza rufipogon hàng niên [33] Nhiều chuyên gia lúa gạo đồng ý lúa Glaberrima lúa Sativa có chung nguồn thủy tổ vào thời kỳ lục địa nguyên thủy, sau lục địa tách rời nhau, lúa Sativa Glaberrima tiến hóa từ loài lúa dại địa hai châu lục châu Á châu Phi [44] Tổ tiên chung Nam Đông Nam Á Lúa dại đa niên Lúa dại hàng niên Tây châu Phi O rufipogon O longistamina O nivara O breviligutala O sativa indica O sativa japonica O glaberrima Hình 1.1 Sơ đồ tiến hóa hai loài lúa trồng 1.1.2 Phân loại lúa Cây lúa thuộc họ Poaceae, trước gọi họ Hòa thảo (Gramineae), họ phụ Pryzoidea, tộc Oryzae, chi Oryza, loài Oryza sativa Oryza glaberrima Morinaga người sử dụng kỹ thuật phân tích genome để định danh loài lúa dại Công trình nghiên cứu dựa sở khoa học giúp phân tích loài lúa xác [6] Hội nghị di truyền lúa Quốc tế họp Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế năm 1963 chia chi Oryza thành 19 loài Căn phát kiến tế bào học di truyền lúa, năm 1967 Hội nghị Di truyền lúa Quốc tế khẳng định chi Oryza có 22 loài có 22 loài lúa dại hai loài lúa trồng [30] Danh sách loài, số lượng nhiễm sắc thể, gen loài trình bày bảng 1.1 Sau Vaughan (1994) phát thêm loài lúa dại Papua New Ginea loài Oryza rhizomatis, đưa số loài chi Oryza lên thành 23 loài chia thành nhóm genome [65] Ngày nay, nhà phân loại học trí chi Oryza có 23 loài 21 loài hoang dại hai loài lúa trồng Oryza sativa Oryza glaberrima thuộc loài nhị bội 2n = 24 có gen AA Loài Oryza glaberrima phân bố chủ yếu Tây Trung Phi loài Oryza sativa gieo trồng khắp giới phân chia thành hai loài phụ Japonica Indica [6] Bảng 1.1 Phân loại chi Oryza Phức hệ I Phức hệ O sativa O sativa L O nivara Shama et Shastry O rufipogon Griff O glaberrima Steud O barthii A.Chev O longistaminata Chev Et O meridionalis Tên khác NST Hệ gen O rufipogon O perennis 24 24 24 O breviligutala O barthii 24 24 AA AA AA AA AA AA AA II Phức hệ O officinalis Ng O officinalis Wall ex Watt O.minuta Presl et Presl 10 O.rhizomatis Vaughan 11 O eichigeni Peter O latifola O minuta 24 48 24 24 CC BBCC CC CC 12 O panctata Kotschy ex Steud 13 O latifolia Desv 14 O alta Swallen 15.O grandilumis Prod 16 O australiensis Domin 24, 48 48 48 48 24 BB, BBCC CCDD CCDD CCDD EE 17 O brachyantha Chev.et Roehr 18 O.schlechteri Pilger 24 48 FF Chưa rõ III Phức hệ O.ridleyi 19 O.ridleyi Hook.f 20 O.longilumis Jansen 48 48 Chưa rõ Chưa rõ 24 IV Phức hệ O.meyeriana Chưa rõ 21 O meyeriana Baill 22 O granulata Nees et Am.ex 1.2 Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền lúa 1.2.1 Vị trí tầm quan trọng đa dạng di truyền Đa dạng di truyền biểu đa dạng biến dị di truyền loài, quần xã loài, quần xã Xét cho cùng, đa dạng di truyền biến dị tổ hợp trình tự bốn cặp bazơ bản, thành phần axít nucleic, tạo thành mã di truyền [3] Đa dạng di truyền sở cho việc tuyển chọn lai tạo giống, loài mới; đa dạng loài thường đối tượng khai thác phục vụ mục đích kinh tế; đa dạng hệ sinh thái có chức bảo vệ môi trường sống; đồng thời hệ sinh thái trì bảo vệ nhờ tồn quần thể loài sống Phần đa dạng sinh học người khai thác sử dụng gọi đa dạng sinh học nông nghiệp [20] Giá trị đa dạng di truyền thể ba mặt [35]: Giá trị ổn định: Đa dạng di truyền tạo ổn định cho hệ thống nông nghiệp quy mô toàn cầu, Quốc gia địa phương Sự thiệt hại giống trồng cụ thể bù đắp suất giống trồng khác Giá trị lựa chọn: Đa dạng di truyền tạo bảo hiểm sinh học cần thiết chống lại thay đổi bất lợi môi trường việc tạo tính trạng hữu ích tính kháng sâu bệnh hay tính thích nghi Giá trị đa dạng di truyền thể thông qua việc sử dụng khai thác tính trạng quý, tài nguyên di truyền thực vật tính chống chịu, suất, chất lượng khả thích nghi Năm 1946, giống lúa mỳ lùn Nhật Bản Norin 10 nhập vào Mỹ góp phần quan trọng cải tạo giống tăng suất lúa mỳ Các giống lúa trồng có nguồn gốc Đông Bắc Ấn Độ sử dụng nguồn kháng sâu, bệnh cho vùng khác giới Những tính trạng góp phần tăng sản lượng lúa bình quân châu Á lên 30% năm 1981 1986 [35] Giá trị khai thác: Đa dạng di truyền xem kho dự trữ tiềm tài nguyên chưa biết đến Đây lý cần phải trì hệ sinh thái hoang dã lẫn hệ thống nông nghiệp truyền thống 1.2.2 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa nước Sự phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học với đời nhiều loại thị thị số lượng loại thị làm tăng hiệu trình đánh giá, bảo tồn, khai thác sử dụng với mục đích khác Chỉ thị ADN ứng dụng hiệu nghiên cứu di truyền thực vật mà phân tích đa dạng di truyền, xác định locus kiểm soát tính trạng, hay chọn giống phân tử lĩnh vực triển khai hiệu Virk cs.(1995) nghiên cứu 12 giống lúa trồng châu Á đại diện cho vùng sinh thái, địa lý khác thị RAPD Kết cho thấy 18 số 24 mồi cho 83 băng, có 48 băng đa hình Số lượng băng đa hình xuất từ 1-5 băng/ mồi, băng nằm khoảng 300-2700bp [67] Olufowote (1997) nghiên cứu biến động di truyền giống 171 giống lúa hai loại thị SSR RFLP Kết cho thấy giống lúa địa phương có mức độ đa dạng, hỗn tạp dị hợp tử cao giống lúa cải tiến Cả hai phương pháp cho thấy số lượng alen giống lúa địa phương cao hẳn giống lúa cải tiến Chỉ thị SSR có khả phân biệt cá thể có quan hệ di truyền gần gũi, đồng thời số lượng alen cao thị RFLP[58] Tác giả Yu cs (2003) sử dụng 101 thị SSR để đánh giá đa dạng 193 giống lúa từ 26 nước giới Khoảng cách di truyền từ 0,13-0,88, trung bình 0,68 Số alen/locus từ 2-11, trung bình 6,3/locus Kết phân tích nhóm phân 193 giống thành nhóm phân nhóm Nhóm I giống lúa Indica, nhóm II III thuộc loài phụ Japonica Các locus thuộc nhiễm sắc thể 9, 12 phân biệt rõ khác Indica Japonica [61] Tác giả Xu (2004) sử dụng 113 thị RFLP 60 thị SSR để định lượng đa dạng alen 125 giống lúa thu từ bang miền Tây miền Nam nước Mỹ 111 giống từ tập đoàn lúa Quốc tế IRRI Các tác giả nhận thấy sở di truyền giống lúa có Mỹ hẹp nhiều so với giống từ tập đoàn lúa Quốc tế (56% SSR alen so với 96%, 92 RFLP so với 99%) 31 số 236 giống lúa có số lượng alen cao (chiếm 95% số alen RFLP 74% số alen SSR) sử dụng làm tập đoàn hạt nhân Kết cho thấy thị SSR sử dụng hữu hiệu RFLP khả phát alen lẫn chi phí kỹ thuật[69] Lu H cs (2005) phân tích cấu trúc quần thể lúa Mỹ với 115 giống lúa trồng Mỹ 30 giống lúa châu Á 169 thị SSR Kết thu 870 alen, trung bình 5,15 alen/locus Tần số alen cao, lên đến 50%, tần số alen phổ biến chiếm 24-26% số 870 alen Hệ số đa dạng PIC đạt cao, 0,80 Kết phân nhóm cho thấy, 115 giống lúa phân thành ba nhóm: Japonica ôn đới với đặc điểm hạt ngắn, Japonica nhiệt đới có đặc điểm hạt trung bình Japonica nhiệt đới hạt dài Các giống lúa Indica đại diện cho giống lúa truyền thống phân chia thành nhóm riêng [46] Victoria cs.(2007) nghiên cứu đa dạng 24 giống lúa Philippine có chất lượng tốt 164 thị SSR Trong số 164 thị SSR có 151 thị cho đa hình với tổng số alen thu 890, trung bình 5,89alen/locus Trong có 89 thị cho 147 alen Hệ số đa dạng di truyền PIC từ 0,18-0,91, đạt trung bình 0,68/chỉ thị Theo kết phân tích UPGMA, 24 giống lúa chia thành ba nhóm độ tương đồng 40% Nhóm gồm giống Japonica, nhóm giống lúa Indica Trong nghiên cứu việc sử dụng thị SSR hiệu phân nhóm loài phụ Nghiên cứu rằng, giống lúa có chất lượng tốt thường có khoảng cách di truyền cao chúng nguồn vật liệu cho công tác chọn giống [66] Giarrocco cs (2009 ) nghiên cứu đa dạng di truyền 69 giống lúa Argentina 26 thị SSR Kết thu 219 alen 60 giống lúa phân thành nhóm Indica, Japonica, Japonica nhiệt đới với độ tương đồng di truyền từ 0,12-0,96.[36] Nghiên cứu Malik cs (2008) đa dạng di truyền 40 giống lúa bao gồm 10 giống lúa địa phương Pakistan, 28 giống lúa cải tiến, giống lúa Nhật Bản 25 thị RAPD Kết thu 208 băng, số băng đa hình 189, chiếm 89,4% Kích thước băng từ 200-400bp Độ tương đồng di truyền giống lúa 0,5-0,96 Dựa sở phân nhóm UPGMA, 40 giống lúa phân thành nhóm : nhóm lúa thơm, lúa không thơm Japonica [47] S.C Wong cs (2009) sử dụng 12 thị SSR để đánh giá đa dạng giống lúa Bario Malaysia Kết đánh giá hệ số đa dạng di truyền PIC 0,54, trung bình 2,6 alen/locus Hệ số tương đồng di truyền giống lúa dao động từ 0,16-0,92 [62] Michael J.T cs.(2010) đánh giá đa dạng giống lúa Indonesia bao gồm 246 giống lúa truyền thống, 63 giống lúa cải tiến 30 thị SSR Tổng số alen thu nghiên cứu 394 alen, trung bình 13 alen/locus Hệ số đa dạng gen đạt 0,66, tần số alen phổ biến từ 21-73% Kết giống lúa nghiên cứu chia thành hai nhóm lớn: nhóm Indica Japonica nhiệt đới [49] Nghiên cứu đa dạng di truyền 53 giống lúa địa phương vùng Sarawak- Malaysia Lee cs (2011) với 12 thị nằm 12 nhiễm sắc thể Tổng số alen thu 43 alen, trung bình 3.58 alen/locus Hệ số đa dạng di truyền đạt giá trị cao, từ 0,306-0,730 Kết 53 giống phân thành nhóm với hệ số tương đồng từ 0,24-1 [50] 10 Jingguo Wang cs (2013) đánh giá 288 giống lúa địa vùng Đông bắc 154 thị SSR Kết đánh giá hệ số đa dạng di truyền dao động từ 0,0600,856, trung bình 5,344 alen/locus Hệ số tương đồng di truyền 288 giống lúa dao động từ 0,061-0,869 [42] 1.2.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa Việt Nam Lào Việt Nam coi trung tâm khởi nguyên lúa, từ xưa, nhân dân ta biết mô tả hình thái giống lúa thời vụ gieo trồng Lê Quý Đôn mô tả tỉ mỉ có nhận xét tính cứng cây, chống đổ chiều cao cây, giống lúa chiêm “Lúa Sài Đường, chiêm Di nhỏ mà yếu, dễ đổ; lúa Tám trâu, lúa Bồ lộ, lúa Thạch, lúa Màng hai, lúa Bột cứng thẳng; đặc biệt lúa chiêm vàng lúa Đăng sơn, cứng cao, bị mưa gió không đổ” [4] Nghiên cứu đa dạng di truyền phân loại cách hệ thống lúa trồng Việt Nam đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta Theo Trần Văn Minh (2004) [9] giống lúa thuộc loài phụ Japonica có hạt ngắn, ngắn màu đậm cứng, râu đầu hạt thóc, phân nhánh, độ đóng hạt dày Tác giả Lưu Ngọc Trình (2006) [22], tổng số 6.083 giống lúa bảo quản Ngân hàng gen trồng Quốc gia, Trung tâm Tài nguyên thực vật tiến hành đánh giá đầy đủ 60 tính trạng hình thái nông học 1.819 giống, đánh giá 40 - 50 tính trạng 1.385 giống từ 20 - 30 tính trạng 2.066 giống Lưu Ngọc Trình (1995) [21] sử dụng thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền 643 giống lúa, có 464 giống từ miền Bắc Việt Nam Kết đánh giá 454 giống lúa có nguồn gốc miền Bắc Việt Nam có 412 giống (89%) thuộc nhóm lúa Indica, 44 giống (9,5%) thuộc nhóm lúa Japonica giống (1,5%) không phân loại Nguyễn Đức Thành cs, (1999) [16] sử dụng 10 mồi RAPD, 50 cặp mồi SSR 15 cặp mồi AFLP để nghiên cứu 72 giống lúa nương Kết cho thấy giống lúa nương có đa dạng di truyền cao nguồn vật liệu tốt cho công tác chọn giống Phạm Trung Nghĩa ctv (1999) [59] so sánh phương pháp phân tích khoảng cách di truyền thị RAPD phương pháp phân tích khoảng cách di 11 [...]... 12 chỉ thị SSR để đánh giá đa dạng của 8 giống lúa Bario của Malaysia Kết quả đánh giá hệ số đa dạng di truyền PIC là 0,54, trung bình 2,6 alen/locus Hệ số tương đồng di truyền trong 8 giống lúa dao động từ 0,16-0,92 [62] Michael J.T và cs.(2010) đánh giá đa dạng các giống lúa của Indonesia bao gồm 246 giống lúa truyền thống, 63 giống lúa cải tiến bằng 30 chỉ thị SSR Tổng số alen thu được trong nghiên... trọng của đa dạng di truyền Đa dạng di truyền là biểu hiện sự đa dạng của các biến dị có thể di truyền trong một loài, một quần xã hoặc giữa các loài, các quần xã Xét cho cùng, đa dạng di truyền chính là sự biến dị của sự tổ hợp trình tự của bốn cặp bazơ cơ bản, thành phần axít nucleic, tạo thành mã di truyền [3] Đa dạng di truyền là cơ sở cho việc tuyển chọn lai tạo những giống, loài mới; đa dạng về loài... tế; đa dạng về hệ sinh thái có chức năng bảo vệ môi trường sống; đồng thời các hệ sinh thái được duy trì và bảo vệ chính là nhờ sự tồn tại của các quần thể loài sống trong đó Phần đa dạng sinh học do con người khai thác sử dụng gọi là đa dạng sinh học nông nghiệp [20] Giá trị của đa dạng di truyền thể hiện ở ba mặt chính [35]: Giá trị ổn định: Đa dạng di truyền tạo ra sự ổn định cho các hệ thống nông. .. đặc điểm nông sinh học ” 2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2.1 Mục tiêu Nghiên cứu đa dạng di truyền, phân loại dưới loài để cung cấp thông tin về các mẫu giống thu thập nhằm phục vụ công tác chọn tạo giống, bảo tồn và khai thác sử dụng 2.2 Yêu cầu - Đánh giá được một số đặc điểm nông sinh học, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa Lào nghiên cứu - Xác định được mối tương quan di. .. Trong số các chỉ thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền, chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeats) hay còn gọi là chỉ thị vi vệ tinh có độ tin cậy và chính xác cao thường được sử dụng trong các nghiên cứu sâu ở mức độ phân tử đối với tất cả các đối tượng động thực vật Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn nêu trên, chúng tôi thực hiện đề tài: Đánh giá đa dạng di truyền một số mẫu giống lúa thu thập tại Lào về đặc. .. Kết quả 53 giống phân thành 6 nhóm với hệ số tương đồng từ 0,24-1 [50] 10 Jingguo Wang và cs (2013) đánh giá 288 giống lúa bản địa vùng Đông bắc á bằng 154 chỉ thị SSR Kết quả đánh giá hệ số đa dạng di truyền dao động từ 0,0600,856, trung bình 5,344 alen/locus Hệ số tương đồng di truyền trong 288 giống lúa dao động từ 0,061-0,869 [42] 1.2.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam và Lào Việt Nam... di truyền giữa các mẫu giống lúa Lào nghiên cứu bằng chỉ thị SSR - Phân loại dưới loài các mẫu giống nghiên cứu phục vụ cho quá trình chọn tạo giống 2 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài kết hợp đánh giá các tính trạng hình thái nông học với chỉ thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền Kết quả của đề tài góp phần tạo cơ sở khoa học để xây dựng phương pháp đánh giá. .. Hệ số đa dạng gen đạt được là 0,66, tần số alen phổ biến từ 21-73% Kết quả các giống lúa nghiên cứu chia thành hai nhóm lớn: nhóm Indica và Japonica nhiệt đới [49] Nghiên cứu đa dạng di truyền của 53 giống lúa địa phương của vùng Sarawak- Malaysia của Lee và cs (2011) với 12 chỉ thị nằm trên 12 nhiễm sắc thể Tổng số alen thu được 43 alen, trung bình 3.58 alen/locus Hệ số đa dạng di truyền cũng đạt giá. .. cách di truyền cao 9 hơn và vì thế rất chúng là nguồn vật liệu cho công tác chọn giống [66] Giarrocco và cs (2009 ) đã nghiên cứu đa dạng di truyền 69 giống lúa của Argentina bằng 26 chỉ thị SSR Kết quả thu được là 219 alen 60 giống lúa phân thành 3 nhóm Indica, Japonica, Japonica nhiệt đới với độ tương đồng di truyền từ 0,12-0,96.[36] Nghiên cứu của Malik và cs (2008) về đa dạng di truyền của 40 giống. .. trong tổng số 6.083 giống lúa đang bảo quản tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia, Trung tâm Tài nguyên thực vật đã tiến hành đánh giá đầy đủ 60 tính trạng hình thái nông học của 1.819 giống, đánh giá 40 - 50 tính trạng của 1.385 giống và từ 20 - 30 tính trạng của 2.066 giống Lưu Ngọc Trình (1995) [21] sử dụng chỉ thị phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền của 643 giống lúa, trong đó có 464 giống từ