Chủ đề : Ứng dụng di truyền học nông nghiệp Giáo viên hướng dẫn: PGS-TS Khuất Hữu Thanh Mục lục Giới thiệu chung di truyền học ứng 01 dụng nông nghiệp 02 Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Ứng dụng di truyền học việc tạo giống 03 cơng nghệ gen 04 •Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen 05 Ứng dụng di truyền chuẩn đoán bệnh I Giới thiệu chung di truyền học ứng dụng nông nghiệp Chúng ta biết, nơng nghiệp ngành đóng vai trị quan trong kinh tế quốc gia, kể nước đạt đến trình độ phát triển cao Việt Nam nước mà nông nghiệp chiếm tỉ trọng cao hiệu chưa lớn Nhận thức tầm quan trọng ngành nông nghiệp nên tập trung nghiên cứu ứng dụng khoa học kĩ thuật nông nghiệp đặc biệt ứng dụng thành tựu công nghệ sinh học Trong đó, di truyền sinh học phân tử đóng vai trò quan trọng việc lựa chọn phát triển giống có nhiều ưu điểm vượt trội so với giống truyền thống I Giới thiệu chung di truyền học ứng dụng nông nghiệp I Giới thiệu chung di truyền học ứng dụng nông nghiệp Tạo giống ứng dụng ưu lai Tạo giống công nghệ tế bào Ứng dụng di truyền học được thể nhiều lĩnh khác Trong phương pháp tạo giống kết hợp ứng dụng di truyền học bao gồm Tạo giống công nghệ gen Tạo giống phương pháp gây đột biến II Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Khá i ⮚ Là tượng lai có suất, sức chống chịu, khả sinh trưởng phát triển cao vượt trội so với dạng bố mẹ ⮚ Ưu lai là thể lai hệ F1, hội tụ phẩm chất ưu tú vượt trội hẳn so với đời cha mẹ (P) ⮚ Một số đặc tính ưu thấy như: có sức khỏe tốt, chống chọi tốt với bệnh tật, phát triển mạnh mẽ đặc biệt sống lâu Hiện tượng ưu lai thể rõ rệt hệ lai khác dòng, khác thứ Thường đời sinh sản đầu tiên, tượng thể rõ ràng giảm dần đời sinh sản ni ệ m , đặ c t ín h II Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai ⁕ Học thuyết hình thành từ giả thuyết siêu trội, nội dung cho thấy có nhiều cặp gen khác giao phối cho cặp lai khác nhau, có kiểu hình đặc biệt vượt trội hẳn so với đời bố mẹ chúng Cơ sở xác định ưu lai ⁕ Từ tượng dị hợp, hai alen thể có tác động qua lại lẫn nhau, chúng khác chức tồn locus nên có tác động tốt bổ trợ lẫn ⁕ Nhờ chế nhà khoa học tác động trì dịng hệ (P) tốt tạo dòng hệ (F1) có ưu lai giống hình thành nên thương phẩm II Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Con lai có sức sống cao bố mẹ :sinh trưởng nhanh,phát triển mạnh,khả chống chịu tốt với điều Biểu kiện môi trường ,năng suất cao Cơ chế Con lai trạng thái dị hợp ,nên kiểu gen lặn không biểu bị gen trội lấn át Nguyên nhân Xuất lai khác dòng biểu rõ hệ F1 Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Tạo dịng chủng trước tiên, thơng qua tượng tự thụ phấn cá thể, thường kéo dài khoảng từ - hệ tạo dịng chủng có chất lượng tốt Các bước thực II Tiếp đó, họ cho lai dịng chủng với để chọn tổ hợp có chất lượng lai tối ưu Cuối cùng, thực phép lai thuần, lai nghịch để chọn tổ hợp lai có ưu nhất, cần có sàng lọc thật xác đơi q trình lai cịn phụ thuộc vào đặc tính tế bào chất Ở vài trường hợp, lai khác dịng khơng có ưu lai tiếp tục đem lai với lai khác tương tự đưa dịng có ưu lai giống cần tìm II Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Phép ưu lai giống ứng dụng vào chọn giống, phương pháp lai khác dòng, tạo giống lồi hệ F1 có khả thích nghi cao hơn, sống lâu phát triển nhanh so với hệ cha mẹ Phép ưu cịn ứng dụng vào vật ni hay trồng dùng trồng trọt Ý nghĩa ưu lai thu hoạch, nhằm gia tăng sản lượng chất lượng sản xuất, ưu lai giống thường bắt gặp lai giống cho trâu, bò, lợn, Sử dụng nghiên cứu sinh học, nhằm đưa phương pháp hiệu để ứng dụng thực tế trì hệ di truyền ưu tú Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen Ứng dụng c Tạo giống lúa kháng sâu bệnh, sức chống chịu tốt, suất cao: Giốngg lúa Mộc tuyền đột biến tia gamma nên MT1 có nhiều đặc tính quý( chín sớm nên rút ngắn thời gian canh tác), thấp cứng cây, chịu chua phèn nên trồng nhiều vùng khác nhau, suất tăng 15-25% Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen Ứng dụng c Tạo giống lúa kháng sâu bệnh, sức chống chịu tốt, suất cao: - Giống lúa lai GS9 cho suất cao, chống chịu tốt thời tiết bất lợi - Giống lúa có khả sinh trưởng tốt đất nuôi tôm, đẻ nhánh khỏe, to, đạt suất tới 1,1 tấn/công (1.296 m2) gặp thời tiết nắng hạn gay gắt mặn xâm nhập vào hệ thống sông tưới tiêu Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen Ứng dụng c Tạo giống lúa kháng sâu bệnh, sức chống chịu tốt, suất cao: giống lúa Đài Thơm có thời gian sinh trưởng ngắn, từ 90 - 95 ngày, cao 98 - 102cm Cây lúa cứng, to, chống chịu sâu bệnh tốt, thích nghi rộng Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen Ứng dụng c Tạo giống lúa kháng sâu bệnh, sức chống chịu tốt, suất cao: - Giống lúa DT10 giống lúa thuần, chọn tạo phương pháp gây đột biến giống lúa C463 nhập nội - Giống lúa DT10 có TGST Vụ xuân: 185-195 ngày, Chiều cao 90-100 cm Khối lượng 100 hạt 28-29 gr - Khả chống chịu rét tốt, chống đổ tốt, chống chịu bệnh - Gạo trong, tỷ lệ bạc bụng thấp, tỷ lệ gạo sát đạt 69-71% - Năng suất 6-8 tấn/ha Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp gây đột biến gen Ứng dụng c Tạo giống lúa kháng sâu bệnh, sức chống chịu tốt, suất cao: Giống lúa DT80 có TGST vụ Xuân: 130-135 ngày, vụ Mùa: 105-110 ngày Chiều cao 107-109,6 cm, đẻ nhánh khá, cứng cây, dạng gọn, đứng, to, hạt thon dài, xếp xít Giống lúa DT80 chịu thâm canh, cho suất cao ổn định: 6,5-7,5 /ha Giống chịu rét tốt chống đổ tốt, nhiễm sâu bệnh hại Tính thích ứng cao, thích hợp nhiều chân đất có khả chịu mặn (điều kiện phịng thí nghiệm) khoảng - ‰ Giống lúa DT80 giống lúa chất lượng: hạt gạo trong, cơm dẻo, ngon, đậm cơm, hàm lượng amylose khoảng 13,4% khối lượng 1000 hạt 20,5-21 gam V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn đoán bệnh Bệnh hại trồng yếu tố gây suất giảm chất lượng nông sản Việc chẩn đốn xác tác nhân gây bệnh yếu tố quan trọng giúp cho thành cơng biện pháp phịng trừ Sự phát sinh dịch bệnh trồng ngày khó kiểm sốt xuất tác nhân gây bệnh biến đổi khí hậu theo hướng bất lợi cho trồng V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn đoán bệnh Chẩn đoán bệnh nấm ký sinh gây Chẩn đoán bệnh vi khuẩn gây Chẩn đoán bệnh cho trồng Chẩn đoán bệnh virut gây Chẩn đoán bệnh nhiễm tuyến trùng V Chẩn đoán bệnh nấm ký sinh Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn đoán bệnh gây Phân lập mẫu bệnh, nuôi cấy tác nhân mơi trường dinh dưỡng, sau sử dụng kính hiển vi nhận diện xác định tên tác nhân gây bệnh A B C D Bệnh thán thư (thối đen) trái ớt nấm Colletotrichum sp gây ra; A: Triệu chứng đốm trái ớt, B: Vết bệnh nhìn kính hiển vi (10X); C: Ổ nấm vỏ trái ớt; D: bào tử nấm gây bệnh V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn Chẩn đoán bệnh nấm ký sinh gây đoán bệnh Bệnh sương mai, phấn trắng gỉ sắt lồi nấm ký sinh chun tính gây Những nấm bệnh xâm nhiễm, mọc sản sinh bào tử mô ký chủ cịn sống - chúng khơng thể phân lập không mọc môi trường nhân tạo - thường gây hại cho hai lồi giống ký chủ Ví dụ, gỉ sắt lạc gây hại cho lạc Những triệu chứng bệnh sương mai, phấn trắng gỉ sắt thường hiển nhiên Chúng hấp thụ chất dinh dưỡng từ tế bào sống, làm cho mô bị vàng Sự quang hợp mô bị giảm, dẫn đến tượng phát triển V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn Chẩn đoán bệnh nấm ký sinh gây đoán bệnh Nấm bệnh tác nhân giống nấm gây bệnh lá: (a) phấn trắng bầu bí, (b) gỉ trắng cải bắp, (c) đốm Cercospora gỉ sắt lạc, (d) sương mai cải bắp V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn Chẩn đoán bệnh vi khuẩn gây đốn bệnh Phân lập, ni cấy vi khuẩn từ mơ bệnh, phân tích đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa Sử dụng kính hiển vi để xác định loại vi khuẩn gây bệnh cho trổng A B C Cây cà chua bị héo rũ vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây ra; A: Cây xanh bị héo rũ; B: Cây có trái chín bị héo rũ; C: kiểm tra nhanh bị héo vi khuẩn   V Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn Chẩn đoán bệnh virus gây đoán bệnh Sử dụng phương pháp chẩn đoán virus thực vật phổ biến chẩn đoán triệu chứng, kháng huyết kít ELISA, phương pháp PCR, phương pháp thị Sử dụng kít chẩn đốn nhanh, xác bệnh virus gây đồng ruộng A B C D A: Triệu chứng lan nhiễm virus; B: Triệu chứng cà chua nhiễm virus; C: Sử dụng test kit ELISA để phân tích; D: Sử dụng máy PCR để phân tích Ứng dụng di truyền học sinh học phân tử chẩn Chẩn đoán bệnh tuyến trùng gây nên đốn bệnh Thu mẫu tuyến trùng trích ly tuyến trùng mẫu thực vật đất, quan sát, nhận diện phân loại số tuyến trùng phổ biến gây hại cho trông A B C A: Cây xà lách bị nhiễm tuyến trùng; B: Triệu chứng rễ bị u sung; C: Tuyến trùng dạng hình sợi Một số nguồn tài liệu tham khảo: • • • • • Di truyền học, Phạm hànhh Hổ, NXB Giáo Dục, 2002 Nhập môn công nghệ sinh học, Phạm Thành Hổ, NXB Giáo Dục, 2005 Hóa sinh dược phân tử, PGS-TS Nguyễn Xuân Thắng, NXB khoa học kĩ thuật, 2003 Di truyền học động vật, Phan Cự Nhân, NXB khoa học kĩ thuật, 2001 Viện Di truyền Nông nghiệp ... chung di truyền học ứng 01 dụng nông nghiệp 02 Ứng dụng di truyền học việc tạo giống phương pháp ứng dụng ưu lai Ứng dụng di truyền học việc tạo giống 03 cơng nghệ gen 04 ? ?Ứng dụng di truyền học. .. học ứng dụng nông nghiệp I Giới thiệu chung di truyền học ứng dụng nông nghiệp Tạo giống ứng dụng ưu lai Tạo giống công nghệ tế bào Ứng dụng di truyền học? ?được thể nhiều lĩnh khác Trong phương... pháp gây đột biến gen 05 Ứng dụng di truyền chuẩn đoán bệnh I Giới thiệu chung di truyền học ứng dụng nông nghiệp Chúng ta biết, nơng nghiệp ngành đóng vai trị quan trong kinh tế quốc gia, kể