BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN ĐẠT THUẦN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH PHẤN TRẮNG CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền chọn giống trồng Mã số: 62 62 01 11 HÀ NỘI, 2017 Công trình hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1: TS Trần Thị Trường 2: PGS.TS Nguyễn Xuân Hồng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi phút, ngày tháng năm 2017 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đậu tương thực phẩm quan trọng, cải tạo đất lý tưởng hệ thống canh tác trồng Đậu tương trồng mẫn cảm với với sâu bệnh hại Bệnh phấn trắng loại bệnh hại đậu tương xuất hầu sản xuất trến giới Bệnh phát triển gây hại nặng điều kiện nhiệt độ mát (18-240C), phù hợp với điều kiện khí hậu tỉnh phía Bắc Việt Nam - vùng chiếm 70% diện trồng đậu tương nước Bệnh phấn trắng đậu tương lần ghi nhận Việt Nam vào năm 2000 Tuy nhiên, mức độ gây hại ảnh hưởng bệnh đến suất chưa nghiên cứu, đánh giá cách cụ thể Chưa có nghiên cứu đánh giá, xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh chưa có nghiên cứu tiến hành chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng Xuất phát từ luận giải tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho tỉnh phía Bắc Việt Nam” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác định di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương chọn tạo giống đậu tương triển vọng, kháng bệnh phấn trắng phù hợp với điều kiện sản xuất tỉnh phía Bắc Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng di truyền tính kháng bệnh phấn trắng cở sở khoa học để tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương suất cao kháng bệnh phấn trắng có hiệu Luận án hoàn chỉnh tài liệu quý phục vụ cho đào tạo, tài liệu tham khảo giảng dạy nghiên cứu trường đại học, trung tâm, viện nghiên cứu 3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Kết luận án chọn tạo hai giống đậu tương triển vọng PT01 PT02 có suất cao (> 2,5 tấn/ha), kháng bệnh phấn trắng, thích hợp với điều kiện canh tác tỉnh phía Bắc Việt Nam Phát triển giống triển vọng sản xuất góp phần nâng cao suất, sản lượng tăng hiệu sản xuất đậu tương nước ta Những đóng góp luận án Kết nghiên cứu xác định mẫu giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cao (cấp 0) Đó mẫu giống Andol, K85389, William 82, PI467832, PI205906, K7002, LMS12 đối chứng ĐT22 Kết nghiên cứu xác định di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng hại đậu tương Việt Nam di truyền đơn gene trội Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch với suất đậu tương Đã chọn tạo giống đậu tương có triển vọng PT01 PT02 cho suất cao (>2,50 tấn/ha) kháng bệnh phấn trắng thích hợp cho tỉnh phía Bắc Việt Nam Bố cục luận án Luận án trình bày 117 trang (không kể phần Hình ảnh, Tài liệu tham khảo Phụ lục): Mở đầu (4 trang), Chương 1: Tổng quan sở khoa học đề tài (31 trang), Chương 2: Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu (20 trang), Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận (60 trang), Kết luận đề nghị (2 trang) Luận án tham khảo 137, 31 tài liệu tiếng Việt 106 tài liệu tiếng Anh Luận án có 43 bảng, 41 hình, phụ lục công trình công bố CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI Luận án tham khảo tổng quan 31 tài liệu tiếng Việt 106 tài liệu tiếng Anh, với nội dung liên quan bao gồm: Tình hình sản xuất đậu tương; Những yếu tố hạn chế sản xuất đậu tương; Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương; Nghiên cứu bệnh phấn trắng biện pháp phòng trừ; Di truyền tính kháng tương quan tính kháng với suất đậu tương; Nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh nước quốc tế Với tài liệu thu thập khẳng định đậu tương có dầu quan trọng bậc giới trồng đứng vị trí thứ tư làm lương thực thực phẩm sau lúa mỳ, lúa nước ngô Đậu tương sản xuất chủ yếu châu Mỹ với 75% diện tích sản lượng toàn thể giới Sản xuất đậu tương Việt Nam đáp ứng 1/20 nhu cầu nội địa phục vụ chế biến thực phẩm cho người thức ăn cho gia súc Ba yếu tố liên quan góp phần hạn chế sản xuất đậu tương giới Việt Nam gồm: Nhóm yếu tố kinh tế - xã hội: Chính sách phát triển, thông tin tuyên truyền, nhận thức người nông dân, Nhóm yếu tố sinh học: Sâu bệnh hại, giống kháng sâu bệnh Nhóm yếu tố phi sinh học: đất đai, thời tiết, khí hậu Nhận thức vai trò quan trọng đậu tương, nhờ tiến khoa học kĩ thuật quỹ gene phong phú (45.038 mẫu giống giới lưu trữ 70 quốc gia), nhiều nước giới nghiên cứu, chọn lọc nhiều phương pháp từ truyền thống đến đại chọn tạo thành công nhiều giống đậu tương suất cao, chất lượng tốt thích nghi với điều kiện thời tiết bất thuận Bệnh phấn trắng đậu tương lần thông báo Mỹ vào năm 1947 (Lehman, 1947) Bệnh nấm M diffusa gây Bệnh phát triển tốt điều kiện nhiệt độ mát (18-240 C), xuấn hầu sản xuất đậu tương giới Mỹ, Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc góp phần làm giảm suất hạt đến 70% (Kang and Mian, 2010) Bệnh phấn trắng đậu tương lần ghi nhận Việt Nam vào năm 2000 (Nguyễn Thị Bình cs 2004) Bệnh phát triển tốt vụ đậu tương xuân hè hè thu tỉnh trung du miền núi phía Bắc, vụ xuân đông tỉnh đồng Bắc Bệnh ghi nhận có chiều hướng lây lan phát triển nhanh gây thiệt hại đáng kể Luân canh trồng giải pháp hiệu ngăn chặn bệnh phấn trắng bệnh lây truyền từ xa Việc sử dụng hoá chất phòng trừ bệnh phấn trắng đậu tương áp dụng nhiều nước nước Một số thuốc bảo vệ thực vật phòng trừ bệnh Manozeb 80WP, Topsin M, Trifloxystrobin (Nativo 750WG), Aviso 350SC Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương, Wang et al (2013) kết luận đơn gene trội kiểm soát tính kháng bệnh Tính trạng kháng bệnh phấn trắng đơn gene trội kiểm soát kết luận Goncalves et al., (2002) Jun et al., (2012) Lohnes and Bernardo (1992) gene kháng bệnh phấn trắng có liên kết chặt chẽ với gene kháng bệnh thối rễ Nghiên cứu tương quan bệnh phấn trắng với suất yếu tố cấu thành suất, Wang et al., (2013) kết luận tương quan bệnh với suất kích cỡ hạt tương quan nghịch với (r = -0,436 –> -0.185) Một số giống kháng bệnh phấn trắng công bố như: Bảng 1: Một số giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng giới Tên giống BRS137 & BRS153 PI567301B V97-3000 PI243540 Tác giả Bonato and Bonato, 2002 Jun et al., 2012 Wang et al., 2013 Kang and Mian, 2010 a&b CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu gồm 250 mẫu giống đậu tương tập đoàn có nguồn gốc khác Hai giống ĐT22 ĐT12 sử dụng làm đối chứng kháng nhiễm sàng lọc nguồn gene kháng bệnh Nguồn nấm gây bệnh phấn trắng đậu tương sử dụng để lây nhiễm nhân tạo thu thập khu thí nghiệm Trung tâm NC&PT Đậu đỗ Ba thị phân tử liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng đậu tương gồm Satt431, BarcsoySSR-16-1236 BarcsoySSR-16-1247 sử dụng để sàng lọc lai mang gene kháng (Hồ Mạnh Tường cs 2015) 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Nội dung 1: Nghiên cứu đánh giá tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống đậu tương có suất cao kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 1.1: Sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 1.2: Đánh giá đặc điểm nông học suất vật liệu khởi đầu Hoạt động 1.3: Lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 2.2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng chọn lọc dòng đậu tương có suất cao kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 2.1: Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương Hoạt động 2.2: Nghiên cứu ảnh hưởng bệnh phấn trắng suất số đặc điểm nông học khác đậu tương Hoạt động 2.3: Chọn lọc dòng lai có suất cao kháng bệnh phấn trắng 2.2.3 Nội dung 3: Nghiên cứu đánh giá giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng cho tỉnh phía Bắc Việt Nam Hoạt động 3.1: Đánh giá khả kháng bệnh phấn trắng dòng ưu tú Hoạt động 3.2: Khảo sát suất dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 3.3: So sánh quy thử nghiệm khả thích ứng giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng triển vọng số tỉnh phía Bắc 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp sàng lọc nguồn kháng bệnh phấn trắng * Thí nghiệm 1: Sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng điều kiện tự nhiên đồng ruộng 250 mẫu giống đậu tương trồng đánh giá vụ xuân 2011 Trung tâm NCPT Đậu đỗ Thí nghiệm bố trí theo phương pháp Yorinori (1997) Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng mẫu giống qua ba giai đoạn sinh trưởng V4, V6 V8 (Fehr et al., 2012) Mức độ nhiễm bệnh đánh giá theo thang cấp bệnh Yorinori (1997) (Bảng 1) Bảng 1: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng theo thang phân cấp bệnh Mức độ kháng/ Cấp Diện tích bị nhiễm bệnh (%) nhiễm bệnh Không có vết bệnh xuất bề mặt Kháng cao 1-10% diện tích bề mặt xuất vết bệnh Kháng cao 11-25% diện tích bề mặt xuất vết bệnh Kháng 26-50% diện tích bề mặt xuất vết bệnh Nhiễm 51-75% diện tích bề mặt xuất vết bệnh Nhiễm nặng > 75% diện tích bề mặt xuất vết bệnh Nhiễm nặng * Thí nghiệm 2: Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng mẫu giống đậu tương điều kiện lây nhiễm nhân tạo Thí nghiệm gồm 50 mẫu giống đậu tương điển hình, thiết kế theo phương pháp Yorinori (1997) đánh giá qua hai vụ (xuân 2012 xuân 2013) Trung tâm NCPT Đậu đỗ Tạo dịch bào tử nấm để lây nhiễm với mật độ 5.104 bào tử/ml Nấm bệnh sử dụng tạo dịch vẩn thu thập Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội Lây nhiễm nhân tạo giai đoạn sinh trưởng V2 Dịch bào tử nấm phun với liều lượng 100 ml/1 m2 vào lúc chiều mát Sau phun dịch bào tử nấm, mẫu giống tiến hành che phủ nylon Mức độ nhiễm bệnh mẫu giống đánh giá lần mẫu xuất vết bệnh Các lần theo dõi sau cách từ 7-10 ngày đối chứng nhiễm bệnh đạt cấp theo thang cấp bệnh Bảng 2.3.2 Phương pháp đánh giá đặc điểm nông học suất vật liệu Thí nghiệm gồm mẫu giống có khối lượng hạt/cây cao chọn từ 250 mẫu giống tập đoàn vụ xuân 2011 Hai giống DT84 ĐT26 sử dụng làm đối chứng Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với lần nhắc lại vụ xuân 2012 Trung tâm NCPT Đậu đỗ Diện tích ô thí nghiệm 8,5 m2 (1,7 m x m) Quy trình kỹ thuật tiêu đánh giá theo QCVN 01-58:2011/BNNPTNT 2.3.3 Phương pháp lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu Lai hữu tính đậu tương theo phương pháp lai đơn, khử đực hoàn toàn tiến hành nhà lưới Trung tâm NCPT Đậu đỗ 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng Thí nghiệm tiến hành quần thể P1, P2 F1, F2, BCP1 BCP2 thuộc tổ hợp ĐT26 x William 82 E089-10 x William 82 (Hình 1) Thí nghiệm thiết kế theo phương pháp Acquaah (2012), dựa tỷ lệ phân ly kiểu hình kiểu gene kháng/nhiễm bệnh phấn trắng cá P2, P1,F1, F2, BCP1 BCP2 P1(♀) x P2 (♂) ò (Giống nhiễm nặng: (Giống kháng cao: Vụ hè 2012 E089-10 ĐT26 ) William 82) P1 x F1 x P2 ò ò ò Vụ đông 2012 BCP1 F2 BCP2 Hình 1: Sơ đồ lai tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng Số lượng cá thể tối thiểu quần thể P1, P2, F1, F2 BCP1 BCP2 tham gia thí nghiệm thiết kế theo phương pháp Allard (1999) Đánh giá tính kháng bệnh phấn trắng thực điều kiện lây nhiễm nhân tạo Trung tâm NCPT Đậu đỗ vụ xuân 2013 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo theo phương pháp mô tả mục 2.3.1 Ba thị phân tử liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng gồm BarcsoySSR-16-1247, BarcsoySSR-16-1236 Satt431 sử dụng để sàng lọc các thể P1, P2 F2 mang gene kháng nhiễm Thí nghiệm thực Viện Công nghệ sinh học Hà Nội 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu chọn lọc dòng lai kháng bệnh phấn trắng có suất cao Quá trình chọn lọc giống theo Hình Khi lai lại hệ BC2F2, thị phân tử Satt431, BarcsoySSR-16-1236 BarcsoySSR-16-1247 liên kết chặt với gene kháng bệnh phấn trắng sử dụng để sàng lọc cá thể mang gene kháng Các BC2F2 mang gene kháng đánh dấu thu riêng Áp dụng phương pháp chọn lọc cá thể Vũ Văn Liết cs (2013) để chọn cá thể mang gene RR ưu tú từ hệ BC2F2 đến BC2F4 Quy trình kỹ thuật đánh giá tiêu theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT P1(♀): Nhóm a Chỉ thị phân tử x ò F1 1, &3 P2 (♂): Nhóm b Vụ hè thu 2012 x _ò BC1F1 Vụ xuân 2013 Chỉ thị phân tử 1, &3 Chỉ thị phân tử 1, &3 1, &3 Chỉ thị phân tử sử dụng để sàng lọc cá thể mang gene kháng bệnh (RR) kết hợp với phân tích đặc điểm nông học suất để chọn lọc cá thể có suất cao P1 x _ò BC2F1 _ò BC2F2 P1 Vụ hè2013 Vụ đông 2013 Vụ xuân 2014 _ò BC2F3 Vụ hè 2014 Chọn lọc cá thể suất cao _ò BC2F4 Vụ đông2014 Chọn lọc dòng có suất cao _ò PT01, PT02, PT03, Khảo sát suất PT04, PT05, PT06, đánh giá khả kháng PT07, PT08, PT09, bệnh phấn trắng PT10, PT11, PT12, dòng đậu tương ưu tú chọn PT13, PT14, PT15, lọc vụ xuân 2015 PT16, PT17 PT18, ò So sánh quy thử PT01, PT02, PT05, nghiệm khả thích PT07, PT12, PT16 ứng giống triển PT17 vọng vụ hè 2015, ò đông 2015 xuân 2016 PT01 PT02 Hình 2: Sơ đồ lai chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng có suất cao Ghi chú: Nhóm a: giống có tiềm năng suất cao: E089-10; D08.43 D081810 Nhóm b: giống kháng cao với bệnh phấn trắng: K85389 William 82 Chỉ thị phân tử 1; & 3: ba thị phân tử liên kết gần với gene kháng bệnh phấn trắng gồm Satt 431; BarcsoySSR-16-1236 BarcsoySSR-16-1247 2.3.6 Phương pháp đánh giá khả kháng bệnh phấn trắng dòng đậu tương ưu tú chọn lọc Thí nghiệm gồm 18 dòng ưu tú hệ BC2F5 chọn từ vụ đông 2014 giống bố mẹ tương ứng Thí nghiệm tiến hành điều kiện lây nhiễm nhân tạo vụ xuân 2015 Trung tâm NCPT Đậu đỗ Thiết kế thí nghiệm nhiễm nhân tạo theo phương pháp mô tả mục 2.3.1 2.3.7 Phương pháp khảo sát suất dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng chọn lọc Thí nghiệm gồm 18 dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng (PT01, PT02, PT03, PT04, PT05, PT06, PT07, PT08, PT09, PT10, PT11, PT12, PT13, PT14, PT15, PT16, PT17 PT18) chọn từ vụ đông 2014 Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với lần nhắc lại Diện tích ô thí nghiệm m2 (2 m x m) Đối chứng giống DT84 ĐT26 Quy trình kỹ thuật áp dụng theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.3.8 Phương pháp so sánh quy thử nghiệm tính thích ứng dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng Thí nghiệm gồm dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng (PT01, PT02, PT05, PT07, PT12, PT13, PT14, PT15, PT16 PT17) chọn lọc từ vụ xuân 2014 Thí nghiệm thiết kế theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với lần nhắc lại Diện tích ô thí nghiệm 8,5 m2 (1,7 m x m) Đối chứng sử dụng giống DT84 Quy trình kỹ thuật tiêu đánh giá theo quy chuẩn Việt Nam QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.4 Quy trình kỹ thuật chăm sóc Áp dụng theo quy chuẩn Việt Nam QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.5 Các tiêu theo dõi đặc điểm nông học giống Các tiêu đánh giá áp dụng theo QCVN01-58:2011/BNNPTNT 2.6 Phân tích xử lý số liệu Sự sai khác giống xử lý phần mềm Excel phần mềm phân tích thống kê trồng trọt IRRISTAT 5.0 SPSS 24.0 Phân tích di truyền tính kháng bệnh phấn trắng áp dụng theo phương pháp phân tích Acquaah (2012) Phân tích mối tương quan tính trạng áp dụng theo phương pháp nghiên cứu Falconer (2000) Phân tích tính thích ứng theo phương pháp Eberhart Russell (1966) 11 3.1.3 Kết lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 3.1.3.1 Kết lai tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng đậu tương Các hạt lai F1, F2, BCP1 BCP2 thu từ tổ hợp lai vụ hè 2012 vụ đông 2012 sử dụng cho nghiên cứu di truyền tính kháng tương quan bệnh với suất đậu tương (Bảng 5) Bảng 5: Kết lai hữu tính phát triển quần thể tạo vật liệu nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương Số thực Số hạt thực TT Tên tổ hợp/thế hệ lai thu (quả) thu (hạt) I Vụ hè 2012 (P1 x P2) ĐT26 x William 82 28 42 EO89-10 x William 82 37 56 II Vụ đông 2012 (lai lại với P1 P2) 2.1 Quần thể F2; BCP1 BCP2 ĐT26 x William 82 Hạt F2: Quả F1 tự thụ 60 102 BCP1: (ĐT26 x William 82) x ĐT26 22 30 BCP2: (ĐT26 x William 82) x William 82 25 36 2.2 Quần thể F2; BCP1 BCP2 EO89-10 x William 82 Hạt F2: Quả F1 tự thụ 43 102 BCP1:( EO89-10 x William 82) x EO89-10 21 30 BCP2: (EO89-10 x William 82) x William 82 27 36 3.1.3.2 Kết lai tạo vật liệu chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có suất cao Số hạt lai BC2F1 thu vụ hè 2013 đạt từ 27 - 42 hạt (Bảng 6) Toàn số hạt lai BC2F1 gieo trồng phát triển quần thể BC2F1 thu riêng vụ đông 2013 Bảng 6: Kết lai tạo vật liệu chọn giống kháng bệnh phấn trắng có suất cao vụ hè 2012, vụ xuân 2013 vụ hè 2013 Tên tổ hợp lai Số lai Số lai Số hạt lai Số lai TT BC1F1 BC2F1 thực thu F1 (quả) Mẹ (P1) Bố (P2) (quả) (quả) (hạt) EO89-10 K85389 16 18 17 38 D08.43 K85389 20 16 14 30 EO89-10 William 82 15 14 13 27 D081810 K85389 14 15 16 42 12 3.2 Kết nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng chọn lọc dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng có suất cao 3.2.1 Kết nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương 3.2.1.1 Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa sàng lọc tính kháng bệnh quần thể lai đậu tương điều kiện lây nhiễm nhân tạo Đối với quần thể F2 tổ hợp ĐT26 x William 82, có 70/102 cá thể kháng bệnh từ cấp - Tương tự, F2 tổ hợp EO89-10 x William 82, có 76/102 cá thể kháng bệnh từ cấp - Tỷ lệ phân ly dự kiến 3:1 cho hai tổ hợp Đối với BCP1, tỷ lệ phân ly kháng nhiễm thu tổ hợp lai tương ứng với tỷ lệ phân ly 1:1 Tương tự BCP2, tỷ lệ phân ly kháng/nhiễm tổ hợp lai cho tỷ lệ 1:0 Kết kiểm định giả thuyết di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng Bảng Bảng 7: Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng tổ hợp lai ĐT26 x William 82 EO89-10 x William 82 Số cá thể ChiGiả Độ biến thu theo square Quần Độ tự Độ tin TT thể định động Test (df) cậy (P) A:B Thực tế Lý thuyết ( ) (D=O-E) 2 (O) (E) (c =D /E) a) ĐT26 x William 82 0 0 1,000 P1 0:1 15 15 0 1,000 15 15 0 1,000 P2 1:0 0 0 1,000 10 10 0 1,000 F1 1:0 0 0 1,000 70 76,5 -6,5 0,640 0,424 F2 3:1 32 25,5 5,5 1,320 0,251 14 15 -1 0,071 0,790 BCP1 1:1 16 15 0,063 0,802 35 36 -1 0,029 0,865 BCP2 1:0 1 1,000 0,317 3,068 11 0,990 Tổng (c2a) b) EO89-10 x William 82 0 0 1,000 P1 0:1 15 15 0 1,000 15 15 0 1,000 P2 1:0 0 0 1,000 10 10 0 1,000 F1 1:0 0 0 1,000 76 76,5 -0,5 0,003 0,956 F2 3:1 26 25,5 0,5 0,010 0,920 17 15 0,235 0,628 BCP1 1:1 13 15 -2 0,308 0,579 34 36 -2 0,118 0,732 BCP2 1:0 2 2,000 0,157 2,674 11 0,994 Tổng (c b) Ghi chú: a tổ hợp ĐT26 x William 82 b tổ hợp E089-10 x William 82 13 Đối với tổ hợp ĐT26 x William 82, với c2 = 3,068 df = 11 giả định di truyền tính kháng bệnh kiểm soát đơn gene trội hoàn toàn tin cậy với P = 0,990 Tương tự tổ hợp EO89-10 x William 82, di truyền tính kháng bệnh kiểm soát đơn gene trội với (c2 = 2,674 P = 0,994) Như vậy, di truyền tính kháng bệnh phấn trắng kiểm soát đơn gene trội (Bảng 7) 3.2.1.2 Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa thị phân tử Ba thị Satt431, BarcsoySSR-16-1247 BarcsoySSR-16-1236 sử dụng để sàng lọc các thể mang gene kháng/ nhiễm quần thể P1, P2 F2 tổ hợp lai Kết phân tích trình bày Hình Kết chạy PCR cá thể F2 tổ hợp ĐT26 x William 82 (Hình 3a) cho thấy: Có 21 cá thể có kiểu gene RR (đồng hợp tử trội) tương ứng với kiểu gene giống Willam 82, 53 cá thể mang kiểu gene Rr (di hợp tử), mang allen R P1 allen r P2, 28 cá thể mang gene rr (đồng hợp tử lặn) tương ứng với kiểu gene giống mẹ ĐT26 (Hình 3a) Tương tự tổ hợp EO89-10 x William 82, 18 cá thể có kiểu gene RR tương ứng với kiểu gene giống William 82, 33 cá thể có kiểu gene rr trùng với gene giống EO89-10 53 cá thể mang kiểu gene Rr trung gian giữ bố William 82 gene mẹ EO89-10 (Hình 3b) a) Quần thể P1; P2 quần thể phân ly F2 tổ hợp lai ĐT26 x William 82 b) Quần thể P1; P2 quần thể phân ly F2 tổ hợp lai EO89-10 x William 82 Hình 3: Kết PCR kiểm tra cá thể quần thể mang gene kháng 14 Tỷ lệ phân ly kiểu gene thu quần thể phân ly F2 hai tổ hợp lai tương ứng với tỷ lệ 1:2:1 theo thuyết di truyền Medel, tức di truyền đơn gene trội Kết phân tích di truyền tính kháng bệnh phấn trắng tổ hợp ĐT26 x William 82 cho thấy, với bình phương c2= 1,263 df = 17 giả định di truyền tính kháng bệnh kiểm soát đơn gene trội hoàn toàn tin cậy với P = 0,999 Tương tự với tổ hợp EO89-10 x William 82, di truyền tính kháng bệnh phấn trắng kiểm soát đơn gene trội với c2 = 4,830 P = 0,998 (Bảng 8) Bảng 8: Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng dựa phân tích kiểu gene tổ hợp ĐT26 x William 82 EO89-10 x William 82 Số cá thể ChiGiả Độ biến thu theo square Độ tự Quần định Kiểu động Độ tin Test Lý thể (RR: gene Thực tế (D=Ocậy (P) (df) thuyết (c2= Rr: rr) E) (O) (E) D2/E) a) Tổ hợp ĐT26 x William 82 RR 0 0 1,000 P1 0:0:1 Rr 0 0 1,000 rr 15 15 0 1,000 RR 15 15 0 1,000 P2 1:0:0 Rr 0 0 1,000 rr 0 0 1,000 RR 21 25,5 -4,5 0,964 0,618 F2 1:2:1 Rr 53 51,0 2,0 0,075 0,963 rr 28 25,5 2,5 0,223 0,895 1,263 17 0,999 Tổng c2a b) Tổ hợp EO89-10 x William 82 RR 0 0 1,000 P1 0:0:1 Rr 0 0 1,000 rr 15 15 0 1,000 RR 15 15 0 1,000 P2 1:0:0 Rr 0 0 1,000 rr 0 0 1,000 RR 18 25.5 -7,5 3,125 0,210 F2 1:2:1 Rr 51 51 0 1,000 rr 33 25,5 7,5 1,705 0,426 4,830 17 0,998 Tổng c2b 15 3.2.2 Kết nghiên tương quan bệnh phấn trắng suất số đặc điểm nông học khác đậu tương Tương quan kiểu hình: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch mức trung bình với suất mức có ý nghĩa 95% (r = - 0,554 **) (Bảng 9a) Tương quan kiểu gen: Cấp nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch với suất mức trung bình với r = -0,430** (Bảng 9b) Bảng 9: Tương quan tính kháng bệnh với suất đặc tính nông học khác đậu tương dựa quần thể phân ly F2 a) Tương quan kiểu hình RH QC CC CQ SĐ SQ SH KL100 NS PT RH 1,000 QC ,325** 1,000 CC ,001 ,103 1,000 CQ ,131 ,051 -,117 1,000 SĐ -,012 -,034 ,236* ,035 1,000 ** SQ ,066 ,046 ,275 ,140 ,308** 1,000 SH ,057 ,171 ,153 ,115 ,182 ,034 1,000 KL100 -,130 ,034 ,028 ,056 ,102 -,158 ,151 1,000 * ** ** ** ** NS ,153 ,480 ,294 ,188 ,358 ,706 ,696** ,199* 1,000 PT -,034 -,035 -,112 -,190 -,143 -,260** -,534** ,217* -,554* 1,000 b) Tương quan kiểu gene RH QC CC CQ SĐ SQ SH KL100 NS PT RH 1,000 QC ,680** 1,000 CC -,040 ,000 1,000 CQ ,050 ,070 -,050 1,000 SĐ ,090 -,020 ,440** ,020 1,000 SQ ,020 ,010 -,010 ,090 ,090 1,000 SH -,010 ,030 ,080 ,050 ,110 -,030 1,000 * KL100 -,100 -,130 ,010 -,070 ,050 -,060 ,120* 1,000 NS -,100 ,610** ,040 ,090 ,140* ,560** ,480** ,230* 1,000 PT ,010 ,000 -0,030 -0,100 -0,140* -0,700** -0,560** -0,170 -0,430** 1,000 Ghi chú: - RH = Thời gian bắt đầu hoa; QC = Chín sinh lý; CC = Cao cây, CQ = Cành quả; SĐ = Số đốt/thân chính; SQ = Số chắc; SH = Số hạt/quả; KL100 = Khối lượng 100 hạt, NS = Khối lượng hạt/cây; PT = Bệnh phấn trắng; * Tương quan có ý nghĩa mức 95%; ** Tương quan có ý nghĩa mức 99% 16 3.2.3 Kết chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng có suất cao 3.2.3.1 Kết chọn lọc cá thể ưu tú BC2F2 vụ xuân 2014 Kết chọn lọc 18 cá thể ưu tú (có suất cá thể cao nhất) mang gene kháng bệnh phấn trắng RR nhờ thị Satt431, BarcsoySSR-16-1236 BarcsoySSR-16-1247 (Bảng 10) Các dòng ưu tú trồng đánh giá tiếp tục vụ hè 2014 Bảng 10: Một số đặc điểm nông học cá thể ưu tú hệ BC2F2 vụ xuân năm 2014 Thanh Trì - Hà Nội Chiều Số cành Số Tỷ lệ Ký hiệu cá TGST Cao KL hạt TT cấp I/ hạt/cây thể chọn lọc (ngày) / (g) (cành) (quả) (%) (cm) a) Tổ hợp 1: E089-10 x K85389 D1.01.07 102 66 88 28,2 25,48 D1.12.42 99 62 84 30,4 24,95 D1.18.56 98 58 98 20,1 23,12 D1.21.70 99 71 104 30,4 27,95 b) Tổ hợp 2: D08.43 x K85389 D2.01.02 98 51 96 22,0 21,76 D2.07.14 99 53 116 26,2 26,80 D2.28.42 97 66 84 24,4 22,01 c) Tổ hợp 3: E089-10 x William 82 D3.01.05 99 66 87 43,8 24,49 D3.02.14 100 60 98 37,5 27,62 D3.15.24 96 64 90 27,5 23,50 D3.20.45 102 70 85 43,8 25,84 D3.24.54 98 68 92 37,5 25,62 d) Tổ hợp 4: D081810 x K85389 D4.02.06 99 72 89 40,6 23,24 D4.12.25 98 68 85 26,9 22,75 D4.19.42 99 64 94 27,4 24,39 D4.26.54 101 70 98 33,8 25,30 D4.31.60 97 67 89 31,6 21,30 D4.39.72 102 74 102 36,5 28,34 D08.43 118 67 4,6 60 32,5 18,22 EO89-10 115 62 4,4 58 26,7 17,20 D081810 117 65 5,0 56 35,4 15,74 K85389 87 50 2,2 27 15.8 10,63 William 82 83 48 1,8 22 15,5 8,81 17 3.2.3.2 Kết chọn lọc hệ BC2F3 vụ hè năm 2014 Kết đánh giá dòng hệ BC2F3 vụ hè 2014 chọn 18 cá thể ưu tú thuộc tổ hợp lai (Bảng 11) Đây cá thể có số chắc/cây cao, khối lượng hạt/cây thực thu lớn có thời gian sinh trưởng 2,5 tấn/ha, gồm PT01, PT02, PT05, PT07, PT12, PT16 PT17 Các dòng đưa đánh giá khả thích ứng số tỉnh phía Bắc vụ Bảng 14: Năng suất yếu tố cấu thành suất dòng đậu tương ưu tú vụ xuân 2015 Hà Nội, Thái Bình Thái Nguyên Số KL Năng suất thực thu (tấn/ha) Tên Tỷ lệ / 100 TT dòng, hạt Hà Thái Thái Trung hạt giống /cây (%) Nội Nguyên Bình bình (quả) (g) PT01 53,62 36,93 15,70 3,36 3,18 3,16 3,23 PT02 46,53 31,84 17,40 3,34 3,02 2,82 3,06 PT03 42,33 33,82 15,52 2,28 2,34 2,36 2,33 PT04 40,87 30,29 15,95 2,77 2,23 2,26 2,42 PT05 57,45 20,26 17,07 3,23 2,78 2,80 2,94 PT06 45,70 28,80 16,50 2,85 2,36 2,17 2,46 PT07 51,14 27,42 16,72 3,12 2,81 2,45 2,79 PT08 48,56 22,46 17,00 3,16 2,02 2,18 2,45 PT09 46,20 27,45 16,57 2,25 2,38 2,60 2,41 10 PT10 47,35 25,36 16,90 2,65 2,40 2,15 2,40 11 PT11 44,43 29,30 16,60 2,70 2,42 2,18 2,43 12 PT12 53,15 25,77 16,85 3,18 2,93 2,74 2,95 13 PT13 49,36 22,70 17,00 2,63 2,24 2,45 2,44 14 PT14 45,70 24,46 16,76 2,41 2,25 2,05 2,24 15 PT15 46,23 20,52 16,45 2,40 2,29 2,15 2,28 16 PT16 54,16 26,45 16,74 3,08 2,50 2,53 2,70 17 PT17 60,67 27,57 17,50 2,85 2,45 2,75 2,68 18 PT18 41,73 26,85 17,04 2,49 2,48 2,21 2,39 19 DT84 27,40 4,20 16,57 1,82 1,88 1,96 1,89 20 ĐT26 35,07 24,72 17,58 2,08 2,20 2,28 2,19 CV (%) 12,6 10,5 10,8 LSD 0,05 0,44 0,32 0,38 21 3.3.3 Kết so sánh quy thử nghiệm khả thích ứng giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng tỉnh phía Bắc 3.3.3.1 Kết so sánh quy giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng giống đậu tương thí nghiệm có thời gian sinh trưởng trung ngày (30 tấn/ha) Các mẫu giống D081020, D08.43, D081810 EO89-10 Trong đó, mẫu giống (D081020, D08.43, D081810) có nguồn gốc Việt Nam mẫu giống EO89-10 nhập nội từ Úc Đã xác định di truyền tính kháng bệnh phấn trắng di truyền đơn gene trội thông qua đánh giá kiểu hình tính kháng đồng ruộng phân tích kiểu gene kháng nhiễm nhờ thị phân tử với độ tin cậy P > 0,99 Đã xác định tương quan mức độ nhiễm bệnh phấn trắng với suất tương quan nghịch với hệ số tương quan kiểu gene r g = - 0,430* tương quan kiểu hình rP = -0,554* Đã chọn tạo giống đậu tương PT01 PT02 kháng cao với bệnh phấn trắng (cấp 0-1), cho suất thực thu cao (>2,5 tấn/ha), ổn định thích ứng rộng với điều kiện khí hậu tỉnh phía Bắc Việt Nam Đề nghị Đề nghị sử dụng mẫu giống đậu tương (Andol, K85389, William 82, PI467832, PI205906, K7002, LMS12 ĐT22) kháng cao với bệnh phấn trắng làm vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống kháng bệnh phấn trắng có suất cao Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật thích hợp cho giống đậu tương PT01 PT02 cho vùng trồng đậu tương tỉnh phía Bắc Việt Nam Sản xuất thử nghiệm công nhận giống đậu tương PT01, PT02 để có sở mở rộng sản xuất CÁC CÔNG TRÌNH Đà CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1) Nguyễn Đạt Thuần, Nguyễn Xuân Hồng Trần Thị Trường (2016) "Di truyền tính kháng bệnh phấn trắng hại đậu tương Việt Nam" Tạp chí khoa học Nông nghiệp Việt Nam 11 (72): p40-44 2) Nguyễn Đạt Thuần Trần Thị Trường (2016) “Khả thính ứng giống đậu tương triển vọng kháng bệnh phấn trắng phía Bắc Việt Nam” Tạp chí khoa học Nông nghiệp Việt Nam" 11 (72): p76-81 3) Trần Thị Trường, Nguyễn Đạt Thuần, Nguyễn Thị Tuyết Hồ Mạnh Tường (2016) “Nghiên cứu chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng (Microphaeara diffusa)” Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ Cần Thơ, ngày 11-12 tháng năm 2016 66: p517-524 4) Trần Thị Trường, Nguyễn Thị Tuyết, Trịnh Xuân Hoạt Nguyễn Đạt Thuần (2015) “Nghiên cứu nấm phấn trắng (Microphaeara diffusa) hại đậu tương miền Bắc Việt Nam” Khoa học Công nghệ Việt Nam 3(56): p.94-100 ... thực đề tài Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho tỉnh phía Bắc Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác... 3.3 Nghiên cứu đánh giá giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng triển vọng cho tỉnh phía Bắc Việt Nam 3.3.1 Kết đánh giá khả kháng bệnh phấn trắng 18 dòng đậu tương ưu tú chọn lọc 18 dòng đậu tương. .. tính kháng bệnh phấn trắng chọn lọc dòng đậu tương có suất cao kháng bệnh phấn trắng Hoạt động 2.1: Nghiên cứu di truyền tính kháng bệnh phấn trắng đậu tương Hoạt động 2.2: Nghiên cứu ảnh hưởng bệnh