Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai XÁC ĐỊNH GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ HỮU HIỆU PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC Lưu Văn Quyết, Nguyễn Thị Mai Hương, Nguyễn Thị Minh Nguyễn Thị Phương Nga, Đỗ Thị Hường, Trương Thị Thủy Viện Cây lương thực Cây thực phẩm TÓM TẮT Bệnh bạc lúa vi khuẩn Xanthomonas oryzae bệnh gây hại lúa miền Bắc nước ta 16 mẫu phân lập từ 138 mẫu thu thập tỉnh phía Bắc Việt Nam Các mẫu phân lập mẫu từ Học viện Nông nghiệp Việt Nam lây nhiễm thị phân thành nhóm nòi Các gen xa5, Xa7, Xa21 kháng với nhóm nòi Gen Xa11 kháng với nhóm I, gen xa8 kháng với nhóm nòi III Các dòng đơn gen kháng: IRBB5, IRBB7, IRBB21 dòng đa gen: IRBB53, IRBB54, IRBB55, IRBB56, IRBB57, IRBB58, IRBB59, IRBB61, IRBB62, IRBB63, IRBB60, IRBB64, IRBB65, IRBB66 vật liệu quan trọng cơng tác lai tạo để cải thiện tính kháng bạc cho dòng lúa chất lượng BT7 giống triển vọng khác Từ khóa: bệnh bạc lá, gen kháng, Xanthomonas oryzae I ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh bạc vi khuẩn Xanthomonas oryzae tác nhân gây hại nghiêm trọng sản xuất lúa Việt Nam (Lê Lương Tề, 1980) Bệnh gây hại vào giai đoạn đứng làm đòng - trỗ chín làm suất lúa giảm từ 25 - 50% (Tạ Minh Sơn, 1987) Việc sử dụng giống kháng ngày trở nên quan trọng sản xuất nông nghiệp bền vững Trong sản xuất nhiều giống lúa chất lượng ưa chuộng lại nhiễm nặng bệnh bạc giống Bắc thơm số Để cải tiến khả chống chịu bệnh bạc giống lúa giống lúa khác tương lai việc tiến hành thu thập, phân lập, lây nhiễm đánh giá bệnh bạc lúa Xanthomonas oryzae dòng giống lúa mang gen kháng nhằm xác định gen kháng hữu hiệu phục vụ cải tiến lai tạo giống cho tỉnh phía Bắc triển khai thực II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Nguồn giống Các dòng đa gen kháng dòng chuẩn nhiễm IR24 nhập nội từ Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế IRRI - Giống Bắc thơm số giống Bắc thơm số chuyển gen kháng Xa21 thành giống có tên Bắc thơm kháng bạc 2.1.2 Mẫu bệnh - 138 mẫu bệnh bạc thu từ tỉnh Bắc Giang, Hà Nội, Thái Bình, Hòa Bình, Hải Dương, Thanh Hóa, Nam Định lọc 16 isolate có độc tính mạnh (sau lây nhiễm nhân tạo mẫu bệnh lên giống lúa IR 24) gồm: isolate 28, 29, 31, 39, 42, 48, 50, 52, 54, 78, 82, 83, 87, 90, 92, 130 - 04 isolate vi khuẩn Xanthomonas oryzae: 4, 2A, 3A, 5A cung cấp Học viện Nông nghiệp Hà Nội 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Xác định thành phần nhóm nòi vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc dựa vào phản ứng thị Các isolate có phản ứng xếp chung nhóm nòi Một isolate nhóm coi nòi cụ thể nhóm (Chang, 1980) trích dẫn theo Lưu Văn Quyết (1999) - Đánh giá khả kháng bệnh bạc dòng mang gen kháng Từ nhóm nòi xác định lây nhiễm nhân tạo vào giai đoạn đứng làm đòng với nồng độ khoảng 106 - 108 tế bào/ml Đánh giá khả 325 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM chống chịu hay nhiễm bệnh theo hệ thống đánh giá chuẩn IRRI (SES, 1996) xếp 20 isolate thành nhóm nòi ký hiệu I, II, III: III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN + Nhóm nòi I gồm isolate 130; phân bố Yên Đồng - Ý Yên - Nam Định không gây nhiễm IRBB5, IRBB7, IRBB11, IRBB21 3.1 Kết phân lập isolate xác định nhóm nòi vi khuẩn Xanthomonas oryze Phân lập 16 isolate vi khuẩn Xanthomonas oryzae từ 138 mẫu thu thập isolate cung cấp Học viện Nông nghiệp Hà Nội Khuẩn lạc có hình dạng đặc trưng vi khuẩn Xanthomonas oryzae: hình dạng tròn đều, nhẵn bóng, lồi, có màu vàng chanh Các isolate đưa vào lây nhiễm giống thị Các isolate có độc tính giống xếp thành nhóm nòi Kết thu thể bảng 1: Nhận xét: - Dựa vào phản ứng kháng hay nhiễm giống lúa thị với isolate để phân nòi sinh lý Các isolate có phản ứng xếp chung vào nhóm Từ kết 326 + Nhóm nòi II gồm isolate 28, 29, 31, 39, 42, 48, 50, 52, 54, 78, 82, 83, 87, 90, 92, 3A, 5A; phân bố Bắc Giang, Hà Nội, Hòa Bình, Hải Dương, Nghệ An khơng gây nhiễm IRBB5, IRBB7, IRBB21 + Nhóm nòi III gồm isolate 2A 4; phân bố Hải Dương, Thanh Hóa khơng gây nhiễm IRBB5, IRBB7, IRBB8, IRBB21 - Dựa vào tần xuất xuất địa phương cho thấy nhóm nòi II có độc tính mạnh phổ xuất rộng nhóm I III - gen đơn Xa5, Xa7 Xa21 kháng với nhóm nòi, chứng tỏ gen có hiệu lực cao chống chịu với bệnh bạc - isolate từ Học viện Nông nghiệp Hà Nội chia thành nhóm: (2A, 4), (3A, 5A) Tuy nhiên theo nghiên cứu Phan Hữu Tôn ctv (2012) isolate (2A, 4, 3A, 5A) có biểu hiển kháng nhiễm khác với thị Hội thảo Quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai Bảng 1: Phổ kháng, nhiễm thị với 20 isolate vi khuẩn Xanthomonas oryzae Dòng, giống Gen kháng Isolate Isolate Isolate Isolate Isolate Isolate Isolate Isolate 28 29 31 39 42 48 50 52 MỨC KHÁNG Isolate 54 Isolate 78 Isolate 82 Isolate 83 Isolate 87 Isolate 90 Isolate 92 Isolate 130 Isolate 2A Isolate 3A Isolate Isolate 5A Tỷ lệ R/S IRBB1 Xa1 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 IRBB2 Xa2 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 IRBB3 Xa3 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 IRBB4 Xa4 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 0/20 IRBB5 xa5 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 20/0 IRBB7 Xa7 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 20/0 IRBB8 xa8 S S S S S S S S S S S S S S S S R S R S ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN VĂN KHỞI ðÁNH GIÁ NGUỒN GEN PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Văn Khởi Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận ñược sự giúp ñỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS.TS Phan Hữu Tôn, người ñã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám ðốc và các cán bộ công nhân viên chức Viện Cây lương thực và cây thực phẩm ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực tập. Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô trong Viện ðào tạo sau ñại học, khoa Nông học, bộ môn Di truyền chọn giống, trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã ủng hộ và giúp ñỡ tôi hoàn thành khóa luận này. Xin cảm ơn gia ñình, bạn bè và ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Văn Khởi Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan………………………………………………………………… i Lời cảm ơn…………………………………………………………………….ii Mục lục……………………………………………………………………….iii Danh mục bảng……………………………………………………………….vi Danh mục hình ………………………………………………………………vii Danh mục các chữ viết tắt………………………………………………… viii I. MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.2. Mục ñích 2 1.3. Yêu cầu 2 II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Nguồn gen và vấn ñề bảo quản nguồn gen cây lúa 3 2.2.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa 3 2.1.1.1. Nguồn gốc 3 2.1.1.2. Phân loại 4 2.1.2. Hiện trạng sử dụng nguồn gen cây lúa 5 2.1.3. Vấn ñề bảo quản nguồn gen cây lúa 6 2.1.4. Các hướng sử dụng nguồn gen lúa 7 2.1.5. Các kỹ thuật sinh học áp dụng ñể tạo nguồn gen cây lúa 8 2.2. Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá lúa 10 2.2.1. Nguồn gốc và phân bố của bệnh bạc lá lúa 10 2.2.2. Tác hại của bệnh bạc lá lúa 11 2.2.3. Nguyên nhân gây bệnh bạc lá lúa 12 2.2.4. Triệu chứng bệnh bạc lá lúa 14 2.2.5. Quy luật phát sinh, phát triển của bệnh bạc lá lúa ở Việt Nam 15 2.2.6. Các biện pháp phòng trừ bệnh bạc lá lúa 17 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv 2.2.7. Cơ sở khoa học và các phương pháp chọn tạo giống kháng bệnh bạc lá lúa 19 2.2.8. Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá lúa 24 2.2.9. Các phương pháp chọn tạo giống kháng bệnh 29 2.3. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam 33 III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1. Vật liệu nghiên cứu 39 3.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 41 3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 41 3.3.1. Nội dung 1 41 3.3.2. Nội dung 2 43 3.3.3. Nội dung 3 44 3.4. Phương pháp xử lý số liệu 50 IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51 4.1. Kết quả theo dõi ñặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ xuân 2011 51 4.1.1. Tình hình sinh trưởng phát triển ở giai ñoạn mạ 51 4.1.2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VÕ THỊ MINH TUYỂN PHÁT TRIỂN NGUỒN VẬT LIỆU MANG GEN KHÁNG VI KHUẨN BẠC LÁ (XANTHOMONAS ORYZAE PV. ORYZAE) PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62620501 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn: TS. Phạm Ngọc Lương PGS.TS. Vũ Văn Liết HÀ NỘI, 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñã ñược ghi rõ nguồn gốc Tác giả Võ Thị Minh Tuyển Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS.TS Vũ Văn Liết - Phó hiệu trưởng trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Lúa và TS Phạm Ngọc Lương - Trưởng bộ môn ðột biến và Ưu thế lai - Viện Di truyền Nông nghiệp là những người thầy ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi và chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong suốt 5 năm liền thực hiện và hoàn thành luận án này. Tôi xin cám ơn chân thành ñến ThS. Nguyễn Thị Minh Nguyệt ñã hết lòng giúp ñỡ tôi những kiến thức trong lĩnh vực sinh học phân tử và những tài liệu tham khảo chuyên môn quý giá. Trong thời gian qua, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ quý báu của Ban lãnh ñạo Viện Di truyền Nông nghiệp, các cán bộ, các bạn bè ñồng nghiệp trong bộ môn ðột biến & Ưu thế lai và bộ môn Sinh học Phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ quý báu ñó. Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo Viện ðào tạo Sau ñại học, Khoa Nông học và Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp tôi hoàn thành tốt các mục tiêu nghiên cứu và mọi thủ tục ñể có thể hoàn thành luận án này. Tôi rất biết ơn những người thân trong gia ñình tôi ñã luôn bên tôi, quan tâm và tạo ñiều kiện tốt cho tôi học tập và nghiên cứu. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ quý báu của các tập thể và cá nhân ñã dành cho tôi. Tác giả Võ Thị Minh Tuyển Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình ix MỞ ðẦU 1 1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 2 Mục tiêu của ñề tài 2 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2 4 Những ñóng góp mới của luận án 3 5 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và trong nước 4 1.1.1 Sản xuất lúa trên thế giới 4 1.1.2 Sản xuất lúa ở Việt Nam 5 1.2 Bệnh bạc lá lúa 6 1.2.1 Những nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa 6 1.2.2 Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa 8 1.2.3 Các gen kháng bệnh bạc lá lúa 12 1.3 Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng 16 1.3.1 Chỉ thị phân tử 16 1.3.2 Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa 20 1.4 Nuôi cấy bao phấn và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa 30 1.4.1 Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn 30 1.4.2 Ứng dụng nuôi cấy bao phấn trong chọn tạo giống lúa 32 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… iv Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Vật liệu nghiên cứu 38 2.2 Nội dung nghiên cứu 39 2.2.1 ðánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu và xác ñịnh các chỉ thị phân tử liên kết gen kháng bệnh bạc 39 2.2.2 Xác ñịnh các cá thể lai mang gen kháng bệnh bạc lá ñưa vào nuôi cấy bao phấn lúa tạo dòng ñơn bội kép. 39 2.2.3 ðánh giá các dòng ñơn bội kép thu ñược, xác ñịnh tập ñoàn vật liệu mang gen kháng bệnh bạc lá: xa5, Xa7, Xa21 và chọn lọc các dòng lúa triển BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRẦN MINH THU ðÁNH GIÁ NGUỒN GEN PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 60.62.05 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2009 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị Tôi xin cam ñoan giúp ñỡ cho việc thực luận văn ñã ñược cảm ơn thông tin trích dẫn ñã ñược rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Trần Minh Thu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phan Hữu Tôn, người ñã tận tình bảo suốt trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng thầy cô giáo Bộ môn Di truyền chọn giống trồng, khoa Nông học, trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện thuận lợi giúp ñỡ hoàn thành luận văn Cuối xin ñược gửi lời cảm ơn ñến gia ñình bạn bè ñã ủng hộ, khuyến khích suốt trình học tập Hà nội, ngày tháng năm 2009 Tác giả luận văn Trần Minh Thu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………II MỤC LỤC Lời cam ñoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ tắt kí hiệu Danh mục bảng Danh mục hình i ii iii v vi vii Mở ñầu 1.1 ðặt vấn ñề 1.2 Mục ñích yêu cầu 12.1 Mục ñích 1.2.2 Yêu cầu 1 3 2.Tổng quan tài liệu 2.1 Chọn giống lúa chất lượng cao 2.1.1 Nghiên cứu chất lượng gạo 2.1.2 Hướng chọn tạo tình hình chọn tạo giống lúa chất lượng cao nước ta 2.2 Chọn giống lúa kháng bệnh bạc 2.2.1 Nghiên cứu bệnh bạc 2.2.2 nghiên cứu khả kháng bệnh bạc 2.2.3 Các phương pháp chọn giống lúa kháng bệnh bạc 2.2.4 ứng dụng công nghệ sinh học nghiên cứu chọn giống kháng bệnh bạc 4 3.Nội dung phương pháp nghiên cứu 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.2 Vật liệu nghiên cứu 3.3 Các ñiều kiện phục vụ nghiên cứu 3.3.1 Thời gian ñịa ñiểm nghiên cứu 3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ñồng ruộng 3.3.3 ðiều kiện thí nghiệm ñồng ruộng 3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ñồng ruộng 3.3.3 ðiều kiện thí nghiệm ñồng ruộng 3.4 Thí nghiệm ñánh giá chất lượng 3.4.1 ðánh giá mùi thơm kiểm tra gen mùi thơm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………III 13 18 18 19 21 23 26 26 26 26 26 27 27 27 27 27 27 3.4.2 ðánh giá hàm lượng amylose kiểm tra gen quy ñịnh hàm amylose thấp 3.4.3 ðánh giá số tiêu chất lượng thương trường 3.4.4 ðánh giá chất lượng xay xát 3.4.5 ðánh giá chất lượng nấu nướng 3.5 ðánh giá khả kháng kiểm tra khả mang gen kháng 3.5.1 Lây nhiễm nhân tạo 3.5.2 Kiểm tra gen kháng bệnh bạc phương pháp PCR 3.6 ðánh giá số ñặc ñiểm nông sinh học 3.7 Xử lý số liệu nhằm chọn lọc mẫu giống 29 30 31 31 33 35 35 Kết thảo luận 4.1 Kết ñánh giá chất lượng 4.1.1 Kết ñánh giá mùi thơm khả mang gen mùi thơm 4.1.2 Kết ñánh giá hàm lượng amylose kiểm tra gen quy lượng amylose 4.1.3 Kết ñánh giá số tính trạng chất lượng gạo 4.1.4 ðánh giá tương quan tính trạng chất lượng gạo 4.2 Kết ñánh giá khả kháng bệnh bạc 4.2.1 Kết lây nhiễm nhân tạo 4.2.2 Kết PCR kiểm tra gen kháng bạc 4.2.3 So sánh kết PCR với kết lây nhiễm nhân tạo 4.3 Kết ñánh giá tính trạng nông sinh học 4.3.1 Thời gian sinh trưởng 4.3.2 Chiều cao cây, chiều dài 4.3.3 Khả ñẻ nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu góc ñộ ñẻ nhánh 4.3.4 Năng suất yếu tố cấu thành suất 4.3.5 Các ñặc trưng hình thái khác 4.4 Kết chọn lọc nguồn vật liệu 4.4.1 Kết chọn lọc nguồn vật liệu chất lượng tốt 4.2.2 Kết chọn lọc nguồn vật liệu kháng bệnh bạc 36 36 37 Kết luận ñề nghị 5.1 Kết luận 4.2 ðề nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 84 84 85 86 93 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………IV 39 45 54 55 55 59 61 64 64 67 68 72 76 80 80 82 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU - BAC: Bacterial Artificial Chromosome - nhiễm sắc thể nhân tạo vi khuẩn - BAD2: Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase - EAP: External antisense primer - mồi ngoại biên cặp BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Là VINH HOA PHÁT HIỆN NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI BA DÒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền chọn giống trồng Mã số : Người hướng dẫn : 62 62 05 01 1.PGS.TS PHAN HỮU TÔN 2.GS TS LÝ DƯƠNG THỤY HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây công trình nghiên cứu tôi, số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa ñược công bố công trình khoa học khác Tất thông tin trích dẫn sử dụng luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc Mọi giúp ñỡ ñã ñược cảm ơn Tác giả Lã Vinh Hoa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến PGS.TS Phan Hữu Tôn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội GS.TS Lý Dương Thụy Viện Khoa học Nông nghiệp Quảng Tây, Trung Quốc ñã tận tình hướng dẫn tạo ñiều kiện ñể hoàn thành luận án tiến sĩ Xin cảm ơn Thầy cô giáo, kỹ thuật viên sinh viên Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, Khoa Nông học giúp ñỡ suốt thời gian thực ñề tài Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 07 năm 2010 Tác giả Lã Vinh Hoa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… ii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục hình x MỞ ðẦU 1 Tính cấp thiết ñề tài Mục ñích yêu cầu Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài ðối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 1.1 Nghiên cứu bệnh bạc lúa 1.1.1 Bệnh bạc lúa 1.1.2 Tác hại bệnh 1.1.3 Triệu chứng bệnh 1.1.4 Nguyên nhân gây bệnh 1.1.5 Quy luật phát sinh phát triển bệnh 1.2 Các chủng vi khuẩn bệnh bạc lúa, phân lập lây nhiễm nhân tạo 11 1.2.1 Các chủng vi khuẩn bệnh bạc 11 1.2.2 Phân lập nuôi cấy vi khuẩn bệnh bạc 14 1.2.3 Phương pháp lây nhiễm ñánh giá khả kháng bệnh 14 1.2.4 Thời kỳ lây nhiễm chọn vi khuẩn lây nhiễm 15 1.2.5 Nghiên cứu thời gian ñánh giá tính kháng 16 1.3 Di truyền tính kháng bệnh bạc lúa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iii 18 1.3.1 Khái niệm tính kháng phân tích di truyền tính kháng 18 1.3.2 Gen kháng bệnh bạc lúa 21 1.3.3 Nghiên cứu thị phân tử liên quan số gen kháng bệnh bạc lúa 22 1.3.4 Dòng ñẳng gen kháng bệnh bạc lúa 23 1.3.5 Gen không gây nhiễm vi khuẩn bệnh bạc lúa 24 1.3.6 Ứng dụng thị phân tử nghiên cứu gen kháng bệnh bạc 24 1.4 Tình hình nghiên cứu chọn giống lúa kháng bệnh bạc 25 1.4.1 Chọn giống kháng bệnh bạc lúa Trung Quốc 25 1.4.2 Chọn giống kháng bệnh bạc IRRI 28 1.4.3 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa Việt Nam 29 1.4.4 ðánh giá khả kháng bệnh bạc số dòng bố mẹ lúa lai 1.5 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai ba dòng 30 31 1.5.1 Sự biểu ưu lai lúa 34 1.5.2 Lúa lai hệ ba dòng 37 1.5.3 Những thành công lúa lai ba dòng 38 1.6 Nghiên cứu tạo dòng bất dục ñực tế bào chất phục hồi 38 1.6.1 Phân loại tính bất dục ñực CMS 38 1.6.2 Nghiên cứu di truyền dòng bất dục ñực CMS phục hồi 41 1.6.3 Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử ñánh dấu gen phục hồi bất dục ñực 46 CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49 2.1 Vật liệu nghiên cứu 50 2.2 Nội dung nghiên cứu 50 2.3 ðịa ñiểm thời gian nghiên cứu 50 2.4 Phương pháp nghiên cứu 50 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iv 2.4.1 Nội dung 1: Sử dụng thị phân tử DNA tìm nguồn gen kháng bệnh bạc 50 2.4.2 Nội dung 2: ðánh giá khả kháng bệnh bạc lây nhiễm nhân tạo 54 2.4.3 Nội dung 3: ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học mẫu giống nghiên cứu 56 2.4.4 Nội dung 4: Lai thử dòng CMS với giống có chứa gen kháng bệnh, tìm dòng trì, dòng phục hồi, dòng có tế bào chất bất dục 57 2.4.5 Nội dung 5: ðánh giá khả cho ưu lai tổ hợp chứa gen (Xa4, Xa7) kháng bệnh bạc lai F1 2.5 Phương pháp xử lý số liệu CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 58 60 3.1 Phát mẫu giống mang gen kháng bệnh bạc trong tập ñoàn nghiên cứu 60 3.1.1 Ứng dụng thị phân tử DNA phát gen kháng bệnh bạc 60 3.1.2 ðánh giá tỷ lệ mẫu giống chứa gen kháng bạc loài phụ 62 3.1.3 Kết ... lần thứ hai cho công tác lai tạo để cải thiện tính kháng bạc cho dòng lúa chất lượng Giống Bắc thơm số chuyển gen kháng Xa21 thành giống có tên Bắc thơm kháng bạc lá, giống biểu kháng vừa với... thiện tính kháng bạc giống BT7 cách chuyển gen kháng từ dòng đơn gen từ dòng đa gen kháng Nhưng để hiệu rút ngắn thời gian nên dùng dòng đơn gen chứa gen xa5, Xa7, Xa21 gen hiệu lực cao kháng với... III - Dòng đơn gen kháng bệnh bạc gồm: xa5, Xa7, Xa21 kháng với nhóm nòi, Xa11 kháng nhóm nòi I, xa8 kháng nhóm nòi III giống kháng bệnh bạc lá, nên sử dụng dòng đơn gen chứa gen kháng xa5, Xa7