Chọn cây trội, dẫn dòng Keo tai tượng Acacia mangium Wild và ứng dụng công nghệ sinh học trong bố trí thí nghiệm và xây dựng vườn giống

Bảng 3.10: Tổng hợp kết quả giõm hom các cây trội Keo tai tượng

STT

Cây trội	Sè hom giâm	Sè hom ra rÔ	Tỷ lệ ra rễ trung bình (%)	V%	Vị trí cắt
1	K4	110	40	36,1	25,1	1 (1,2m)
2	K101	992	806	84,2	8,5	3 (Cắt cành dưới tán)
3	K102	863	680	81,1	7,4
4	K112	344	232	68,2	3,4
5	K77	228	150	66,4	5,5
6	K113	147	94	64,2	2,2
7	K88	231	145	62,1	5,6
8	K107	121	74	61,4	7,0
9	K87	103	61	59,2	3,1
10	K75	245	132	55,2	4,6
11	K97	464	238	52,0	5,0
12	K93	392	197	50,7	3,1
13	K99	162	77	48,1	8,0
14	K73	155	69	45,0	6,5
15	K100	285	122	43,3	7,5
16	K116	453	174	39,0	5,8
17	K84	209	73	35,6	7,0
18	K111	826	118	14,6	6,2
	Céng	6.220	3.442
19	K98	170	100	59,7	5,6	4 (Cắt cụt ngọn)
20	K83	378	201	54,1	8,2
21	K82	521	263	51,1	3,5
22	K85	524	238	45,5	7,0
23	K90	821	343	41,4	5,5
24	K94	179	69	38,7	8,0
25	K80	359	136	37,9	3,6
26	K86	254	87	34,1	4,9
27	K72	231	79	33,9	5,3
28	K92	753	246	32,1	6,5
29	K79	232	73	31,3	5,6
30	K78	191	55	29,2	4,5
31	K109	552	128	23,0	2,8
32	K81	471	106	22,7	4,8
33	K91	330	74	22,6	4,6
34	K104	250	52	20,9	3,1
35	K89	91	17	18,7	9,5
36	K96	115	19	16,6	1,2
37	K110	272	43	15,8	5,3
	Céng	6.694	2.329

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 69 trang tài liệu này.

Ngoài ra, với một số cây có điều kiện cắt ở cả 2 vị trí, đề tài đã thí nghiệm giâm hom cho 2 loại hom của một cây: hom có nguồn gốc từ cành “C” (vị trí 3) và hom ngọn “N” (vị trí 4). Kết quả được tổng hợp ở bảng sau:

Bảng 3.11: Tổng hợp kết quả giâm hom theo vị trí lấy hom

STT

Cây trội

Số hom giâm

Sè hom ra rÔ

Tỷ lệ ra rễ trung bình (%)

K72 N

K72 C

231

105

33.9

59.9

5.3

4.5

K78 N

K78 C

191

114

29.2

57.9

4.5

2.3

K80 N

K80 C

359

149

136

37.9

63.5

3.6

3.4

K81 N

K81 C

471

106

22.7

49.6

4.8

3.6

K83 N

K83 C

378

117

201

54.1

80.5

8.2

1.6

K86 N

K86 C

254

113

34.1

63.9

4.9

2.7

K90 N

K90 C

821

135

343

41.4

71.5

5.5

7.0

K98 N

K98 C

170

105

100

59.7

81.9

5.6

0.9

Kết quả tổng hợp ở bảng 3.11 cho thấy tất cả các hom có nguồn gốc từ các cành phía dưới (vị trí 3) đều có tỷ lệ ra rễ cao hơn rất nhiều so với các hom có nguồn gốc từ ngọn (vị trí 4). Đặc biệt là dòng K83 C và K98 C có tỷ lệ ra rễ rất cao (>80%). Điều này một lần nữa chứng minh lý thuyết về đặc điểm đặc trưng là “Hom càng xa gốc tuổi sinh lý càng già thì hom càng khó ra rễ”.

Nhìn chung Keo tai tượng là đối tượng rất khó ra rễ, đặc biệt là các cây

đã đạt tuổi thành thục. Nhưng theo yêu cầu của công tác chọn giống cây rừng, rừng để chọn lọc cây trội phải ở tuổi gần thành thục hoặc thành thục công nghệ, ở tuổi này các cây trội mới thể hiện đầy đủ các đặc điểm ưu việt. Do vậy

việc dẫn dòng và giâm hom thành công cho các cây trội Keo tai tượng 10 - 13 tuổi có ý nghĩa rất lớn trong công tác chọn giống Keo tai tượng.

3.2. Kết quả phân tích đa dạng di truyền của các cây trội đã chọn và ứng dụng kết quả này trong bố trí thí nghiệm và xây dựng vườn giống

Trong một thời gian dài, di truyền phân tử đã từng được coi là một lĩnh vực khoa học mang tính lý thuyết thuần tuý nhưng nay đã trở thành một công cụ ứng dụng thực tế rộng rãi, nòng cốt của cuộc cách mạng công nghệ sinh học đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Có được như vậy là nhờ những phát minh đột phá trong lịch sử phát triển của Di truyền phân tử nửa cuối thế kỷ 20. Trên cơ sở những thành tựu đó đã ra đời hàng loạt những kỹ thuật thao tác ADN. Trong đó phản ứng chuỗi trùng hợp PCR đã trở nên phổ biến và hữu dụng trong nghiên cứu và trong sản xuất.

Kỹ thuật nhân ADN đặc hiệu, còn gọi là chuỗi phản ứng trùng hợp hay kỹ thuật PCR được Kary Mullis hoàn thiện vào giữa những năm 80 và đã đem

đến sự tiến bộ ở tất cả các lĩnh vực của sinh học hiện đại, trong đó chỉ thị phân tử đóng vai trò ngày càng quan trọng trong nghiên cứu đa dạng di truyền, quan hệ tiến hoá giữa các loài, xác định các loài và giống [44].

Trong nghiên cứu đa dạng di truyền, chỉ thị RAPD (Đa hình các đoạn ADN nhân ngẫu nhiên) được dùng phổ biến vì kỹ thuật này đơn giản, ít tốn kém. Còn để nhận dạng loài hay xuất xứ thường dùng chỉ thị lục lạp là do lục lạp có tính bảo thủ cao và quan trọng hơn nữa là tần số đột biến thấp hơn so với ADN nhân, do đó sự đa hình của ADN lục lạp (cpADN) được sử dụng trong nghiên cứu về hình thái và quan hệ loài như ở các chi Cistrus, Hemerocallis, Gordonia và Polyspora [41].

Trong khuôn khổ luận văn này, đề tài xin trình bày một số kết quả phân tích chỉ thị phân tử và đánh giá quan hệ di truyền giữa các dòng Keo tai tượng từ đó lựa chọn cặp bố mẹ trong bố trí thí nghiệm vườn giống.

3.2.1. Kết quả phân tích với các mồi RAPD

Sản phẩm PCR với các mồi RAPD được điện di trên gel agarose 0,8%, kết quả thể hiện trong các hình sau:

Hình 3.10: Sản phẩm PCR với mồi OPB17 với ADN genome của một số dòng Keo tai tượng

Hình 3.11: Sản phẩm PCR với mồi OPC18 với ADN genome của một số dòng Keo tai tượng

Các sản phẩm PCR ADN genome của các dòng Keo tai tượng với các mồi RAPD cho thấy tất cả các mồi đều cho đa hình nhưng mức độ đa hình thấp. Trong 5 mồi sử dụng có các mồi OPC18 và OPB17 cho nhiều băng đa hình hơn (hình 3.10 và 3.11)

3.2.2. Kết quả phân tích với mồi lục lạp trnL

Hình 3.12: Sản phẩm PCR mồi lục lạp trnL với ADN genome của một số dòng Keo tai tượng

M A7 A31 C W P I K4 K72 K75 K77 K78 K79 K80 K81

M K82 K83 K84 K85 K86 K88 K89 K90 K91 K92 K93 K94 K96 K97

1000 bp -

500 bp -

400 bp -

300 bp -

200 bp -

Hình 3.13: Sản phẩm PCR mồi lục lạp trnL với ADN genome của một số dòng Keo tai tượng cắt bằng TaqI

K98 K100 K101 K102 K104 K107 K109 K110 K111 K112 K113 K116

Hình 3.14: Sản phẩm PCR mồi lục lạp trnL với ADN genome của một số dòng Keo tai tượng cắt bằng TaqI

Trên hình 3.12 ta thấy về độ dài của sản phẩm PCR của các dòng Keo tai tượng với mồi trnL không có đa hình. Điều này cho thấy mối quan hệ di truyền rất gần nhau giữa các dòng Keo tai tượng. Để có thể phân tích sâu hơn về sự khác nhau giữa các dòng Keo tai tượng, sản phẩm PCR với mồi trnL

được cắt với enzym TaqI với mục đích tìm ra sự khác nhau trong trình tự ADN, kết quả thể hiện trong hình 3.13 và 3.14. Sau khi cắt bằng enzym TaqI sản phẩm PCR của các dòng Keo tai tượng đã xuất hiện đa hình. Điều này

chứng tỏ một số dòng Keo tai tượng đã có sự khác nhau trong trình tự gen trnL. Ngoài ra với gen trnL có thể phân biệt được xuất xứ Carwell (C1) nhờ không có phân đoạn 700bp (hình 3.13 và 3.14). Các dòng không có phân đoạn 700bp là K79, K80, K81, K83, K86, K88, K90, K91, K92, K93, K96, K97 và K100. Qua

phân tích trên cho thấy 13 dòng này thuộc xuất xứ Carwell và được trồng vào

năm 1993 ở Lâm trường Nguyễn Văn Trỗi thuộc tỉnh Tuyên Quang.

3.2.3. Quan hệ di truyền giữa các dòng Keo tai tượng và lựa chọn cặp bố mẹ trong xây dựng vườn giống

Quan hệ di truyền giữa các dòng Keo tai tượng được thể hiện như sau:

Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ di truyền giữa các dòng Keo tai tượng

Qua biểu đồ quan hệ di truyền trên ta cũng thấy các dòng keo có mối quan hệ di truyền rất gần nhau (hệ số tương đồng di truyền lớn hơn 70%). Các

kết quả phân tích này cũng phù hợp với ước đoán di truyền trên cơ sở isoenzyme ở các loài keo của Monran và cộng sự 1988 [43], theo ông hệ số di truyền (he) của Keo tai tương là rất thấp chỉ đạt 0,017 so giá trị trung bình của loài keo là 0,147. Sở dĩ tại nơi nguyên sản Keo tai tượng vẫn có đa dạng di truyền hẹp là do chúng có phạm vi phân bố và phân bố không liên tục, chúng thường gặp trong các quần thể rất nhỏ [47].

Nhìn vào hình 3.15 có thể chia các dòng Keo tai tượng làm 2 nhóm chính có quan hệ di truyền gần nhau ở mức gần 80%:

+ Nhóm I gồm 5 xuất xứ W1, P1, I1, A7, A31 và các dòng K4, K84, K72, K88, K77, K81, K111, K90, K75, K86, K100, K101, K83, K113.

+ Nhóm II gồm 1 xuất xứ C1 và các dòng K92, K96, K102, K109, K79, K104, K107, K85, K89, K112, K91, K110, K78, K94, K97, K93, K98.

Riêng 3 dòng K80, K116 và K82 có quan hệ di truyền xa hơn cả so với tất cả các dòng khác với mức tương đồng từ 17 - 40%. Về các xuất xứ: Xuất xứ P1 và I1 gần nhau nhất (giống nhau tới trên 95%) tiếp đến là A7, A31 (giống nhau 89%) và W1 (gièng P1, I1, A7, A31 đến 80%). Riêng xuất xứ C1 nằm khác nhóm, mức độ khác biệt từ 16 - 28% so với các xuất xứ khác.

Nhìn vào hình 3.15 ta có thể lựa chọn các cặp bố mẹ có khoảng cách di truyền xa nhau để trồng sát nhau. Tránh trồng những cặp có khoảng cách di truyền giống nhau như I1 với K84, K72 với K88, K77 với K81, K75 với Am31, K102 với K109... cạnh nhau nhằm trách thụ phấn cận huyết hay nói một cách khác là làm tăng thu di truyền ở thế hệ sau; nhất là đối với loài Keo tai tượng có khoảng cách di truyền rất hẹp.

Các kết quả phân tích chỉ thị phân tử rất cần thiết cho các nghiên cứu chọn giống và bố trí thí nghiệm của các vườn giống để tăng tỷ lệ thụ phấn chéo cho các cây trội có khoảng cách di truyền xa nhau nhằm tạo ra ưu thế lai ở đời sau.

Từ kết quả phân tích quan hệ di truyền của các dòng Keo tai tượng trên,

đề tài đã lựa chọn các cặp bố mẹ trong bố trí thí nghiệm vườn giống vô tính tại Yên Sơn - Tuyên Quang.

K82

K93

K116

K88

K102

K72

K110

K98

K91

K80

K109

K82

Hình 3.16: Minh họa sơ đồ bố trí các dòng Keo tai tượng trong vườn giống

Từ hình 3.15 đề tài đã minh họa sơ đồ bố trí các dòng Keo tai tượng trong vườn giống vô tính tại Yên Sơn - Tuyên Quang trong đó các dòng có quan hệ di truyền rất gần nhau như K93 - K98, K80 - K116, K72 - K88, K102 - K109, K91 - K110 và dòng K82 được bố trí xa nhau để hạn chế khả năng giao phấn giữa các dòng này với nhau, nhằm giảm thiểu thụ phấn cận huyết của những dòng có quan hệ di truyền quá gần nhau.