Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử phục vụ chọn tạo giống bí đỏ Cucurbita spp. có hàm lượng chất khô cao - 2

PCR

Phản ứng chuỗi Polymerase (Polymerase Chain Reaction)
PIC	Hệ số Thông tin đa hình (Polymorphism Information Content)
Ppm	Phần triệu (Parts per million)
SĐK	Số đăng ký
SNP	Đa hình Nucleotide đơn (Single Nucleotide Polymorphism)
TGST	Thời gian sinh trưởng
TNTV	Tài nguyên thực vật
UPOV	Hiệp hội bảo hộ giống cây trồng mới (Union for the Protection of New Varieties of Plants)
WHO	Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

Có thể bạn quan tâm!

• Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử phục vụ chọn tạo giống bí đỏ Cucurbita spp. có hàm lượng chất khô cao - 1
• Đặc Điểm Thực Vật Và Đặc Điểm Sinh Sản Của Cây Bí Đỏ
• Thành Phần Hóa Học Và Dinh Dưỡng Của Cây Bí Đỏ
• Nghiên Cứu Đa Dạng Di Truyền Cây Bí Đỏ Bằng Chỉ Thị Hình Thái

Xem toàn bộ 201 trang tài liệu này.

DANH MỤC BẢNG

TT Nội dung Trang

1.1. Các nhóm loài và phân bố của Chi Cucurbita 6

1.2. Thành phần dinh dưỡng của bí đỏ 12

1.3. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cây bí đỏ 14

1.4. Diện tích, năng suất và sản lượng một số cây rau họ bầu bí trên thế giới năm 2019, 17

1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng bí đỏ ở Việt Nam của năm 2020 ….. 19

3.1. Phân nhóm các mẫu giống bí đỏ nghiên cứu theo đặc điểm hình thái thân, lá 52

3.2. Phân nhóm các mẫu giống bí đỏ theo đặc điểm hình thái quả 56

3.3. Phân nhóm các mẫu giống bí đỏ nghiên cứu theo các yếu tố cấu thành năng suất 60

3.4. Một số chỉ tiêu chất lượng của các mẫu giống bí đỏ nghiên cứu 63

3.5. Kết quả chọn lọc 14 mẫu giống bí đỏ có triển vọng theo chương trình chọn dòng (Selection Index) 67

3.6. Thông tin của 14 mẫu giống bí đỏ địa phương được tuyển chọn 69

3.7. Đa hình các locut SSR ở các mẫu giống bí đỏ 77

3.8. Các mẫu giống bí đỏ được sử dụng làm vật liệu lai tạo 83

Bảng 3.9. Các tổ hợp lai bí đỏ tạo quần thể lai theo hướng 84

hàm lượng chất khô cao 84

3.10. Kết quả phát triển quả thu hoạch tổng số hoa lai của các tổ hợp lai bí đỏ theo hướng có hàm lượng chất khô cao 85

3.11. Kết quả lai tao quần thể F1 bí đỏ theo hướng hàm lượng chất khô 88

3.12. Thông tin về đặc điểm nông học và chất lượng của dòng bố mẹ lai tạo quần thể xác định chỉ thị liên kết hàm lượng chất khô cao ở bí đỏ 89

3.14. Hàm lượng chất khô của 120 dòng F3 bí đỏ 91

3.16. Đặc điểm các nhóm liên kết trong bản đồ liên kết di truyền của quần thể con lai F2 (SĐK 3630 x SĐK 8571) 97

3.17. QTL và chỉ thi ̣liên kết vớ i QTL qui điṇ h hàm lương chất khô 999

DANH MỤC HÌNH

Hình Nội dung Trang

2.1. Sơ đồ cách tiếp cận nghiên cứu của luận án 39

3.1. Thời gian sinh trưởng của 132 mẫu giống bí đỏ địa phương trong nghiên cứu 50

3.2. Chiều dài lá, chiều rộng lá của tâp đoàn bí đỏ nghiên cứu 53

3.3. Minh họa một số trạng thái đặc trưng của tính trạng về lá 54

3.4. Một số hình ảnh về lá của các mẫu giống 55

trong tập đoàn bí đỏ nghiên cứu 55

3.5. Phân nhóm tập đoàn nguồn gen bí đỏ theo hình dạng quả 56

3.6. Một số hình ảnh về hình dạng quả của tập đoàn bí đỏ 57

3.7. Chiều dài và đường kính quả của tập đoàn bí đỏ nghiên cứu 57

3.8. Phân nhóm màu thịt quả của các mẫu giống bí đỏ 58

3.9. Ảnh đại diện màu thịt quả của các mẫu giống bí đỏ 58

3.10. Một số hình ảnh về màu thịt quả của mẫu giống bí đỏ 59

3.11. Hàm lượng chất khô của các mẫu giống bí đỏ nghiên cứu 64

3.12. Kết quả điện di ADN tổng số của 132 mẫu giống bí đỏ nghiên cứu trên gel agarose 1% 70

3.13. Biến động kích thước alen tại các locut SSR nghiên cứu 71

3.14. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTp127 trên gel polyacrylamide 8% 72

3.15. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTm232 trên gel polyacrylamide 8% 73

3.16. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTm259 trên gel polyacrylamide 8% 73

3.17. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTm120 trên gel polyacrylamide 8% 74

3.18. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTp182 trên gel polyacrylamide 8% 74

3.19. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTp193 trên gel polyacrylamide 8% 75

3.20. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ 75

bằng chỉ thị CMTp233 trên gel polyacrylamide 8% 75

3.21. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTp248 trên gel polyacrylamide 8% 76

3.22. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTp107 trên gel polyacrylamide 8% 76

3.23. Hình ảnh nhận dạng kiểu gen của một số mẫu giống bí đỏ bằng chỉ thị CMTm252 trên gel polyacrylamide 8% 77

3.24. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền của các mẫu giống bí đỏ nghiên cứu 80

3.25. Hàm lượng chất khô của các dòng F3 và bố mẹ bí đỏ lai tạo 90

3.26. Hình ảnh nhận dang ADN để xác điṇ h chỉ thi c̣ ho đa hình giữa hai giống bí đỏ bố, me ̣(SĐK 3630 và SĐK 8571) bằng các cặp mồi SSR 93

3.27. Nhân

dang ADN của các cá thể con lai F2 (SĐK 3630 x SĐK 8571) với

chỉ thị CMTp210, CMTm164 và CMTp26 94

3.28. Hình ảnh bản đồ liên kết di truyền cây bí đỏ xây dựng từ quần thể con lai F2 (SĐK3630 x SĐK 8571) với 69 chỉ thị SSR 96

3.29. Bản đồ chỉ thi p̣ hân tử liên kết vớ i tính trạng qui điṇ h lương chất khô ở bí đỏ 99

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu‌

Cây bí đỏ tên tiếng Anh là Pumkin, hay còn gọi là bí ngô, bí rợ, là tên gọi chung của một số loài thuộc chi Cucurbita, họ bầu bí (Cucurbitaceae), có nguồn gốc nhiệt đới Châu Mỹ [99]; là một trong nhiều loại rau quan trọng trên thị trường mang lại giá trị kinh tế cao cho người nông dân [13]. Là cây trồng phổ biến và rất được ưa chuộng trên thế giới bởi giá trị dinh dưỡng và giá trị y dược của nó. Bí đỏ là cây sử dụng được hầu hết các bộ phận như lá non, ngọn, nụ hoa, quả non, quả già, hạt bí làm thực phẩm rất ngon, có thành phần dinh dưỡng đa dạng và phong phú, giàu a xít a min, vitamin và khoáng chất, đặc biệt cùi bí hay còn gọi là phần thịt quả bí chứa protit, lipit, đường, xanhthophin các vitamin A, B1, B2, C... và nhiều nguyên tố vi lượng, như Fe, Mn, Cu, Zn... nhất là có chứa nhiều carotene rất cao, một chất mang tính oxy hóa mạnh, rất tốt cho cơ thể để tăng cường khả năng miễn dịch, phòng bệnh và chống lão hóa và có tỷ lệ chất xơ cao rất tốt cho sức khỏe con người, nâng cao hệ miễn dịch và kéo dài tuổi thọ [33], [48], [56].

Ở Việt Nam, bí đỏ được trồng rộng rãi ở nhiều vùng từ rất lâu đời tạo nên nguồn di truyền các giống bí đỏ ở nước ta rất phong phú. Nhiều giống bí đỏ địa phương có chất lượng rất tốt, thích hợp với thị hiếu của người tiêu dùng trong nước. Hiện nay, chỉ thị ADN được sử dụng nhiều trong nghiên cứu quan hệ di truyền, phát sinh chủng loại và phân loại phân tử; trong lập bản đồ liên kết di truyền, nhận biết gen; và trong chọn giống bao gồm đánh giá đa dạng di truyền, nhận biết giống, chọn lọc các tính trạng kháng bệnh, chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường, năng suất và phẩm chất giống. Trong đó chỉ thị SSR đã được sử dụng rộng rãi để đánh giá đa dạng di truyền họ bầu bí vì kỹ thuật SSR ưu việt hơn các chỉ thị khác như: Cho nhiều alen trong một locut; Phân bố đều trong genome; SSR cho thông tin cụ thể hơn so với di truyển ty thể theo đường mẹ (vì có mức đột biến cao) và di

truyền theo cả bố và mẹ; Là chỉ thị đồng trội, có tính đa hình và đặc thù cao, có thể lặp lại các thí nghiệm, sử dụng ít ADN, rẻ tiền và dễ tiến hành ...[17].

Các giống bí đỏ đang trồng chủ yếu ở nước ta là các giống F1, các giống được nhập nội, cho năng suất cao những chất lượng còn hạn chế. Các giống bí đỏ địa phương chủ yếu được trồng tại các tỉnh miền núi, năng suất tuy không cao nhưng cho chất lượng tốt, có khả năng chống chịu bệnh tốt. Vì vậy, nguồn gen bí đỏ địa phương có nguy cơ bị xói mòn. Việc phân lập gen dựa trên các phương pháp di truyền và sử dụng chỉ thị di truyền hiệu quả của nguồn gen cây trồng địa phương nói chung và nguồn gen bí đỏ nói riêng cần phải được nghiên cứu sâu hơn. Hàm lượng chất khô trong quả bí đỏ là chỉ tiêu quan trọng, liên quan đến chất lượng của bí đỏ. Hàm lượng chất khô trong quả cao hay thấp phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính di truyền của giống và điều kiện canh tác. Việc nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử liên kết với tính trạng hàm lượng chất khô cao sẽ tiếp giúp các nhà chọn tạo giống xác định nhanh chóng và chính xác tổ hợp bố mẹ mang gen qui định tính trạng hàm lượng chất khô cao. Để khai thác nguồn tài nguyên phong phú đó nghiên cứu sinh thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử phục vụ chọn tạo giống bí đỏ (Cucurbita spp.) có hàm lượng chất khô cao” giúp xác định được nguồn gen bí đỏ có năng suất cao, chất lượng tốt, đặc biệt có hàm lượng chất khô cao, phục vụ cho công tác chọn tạo giống bí đỏ trong nước cũng như là phong phú nguồn giống chất lượng cao cho sản xuất bí đỏ ở nước ta.

2. Mục tiêu của đề tài‌

- Xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá được đặc điểm nông sinh học chính và đánh giá đa dạng di truyền ở mức phân tử của 132 mẫu giống, phục vụ công tác bảo tồn và khai thác sử dụng nguồn gen bí đỏ ở Việt Nam.

- Tuyển chọn và xác định được một số nguồn gen và phát triển chỉ thị nhận dạng, sử dụng làm vật liệu lai tạo để xác định chỉ thị liên kết theo hướng chất khô.

- Xây dựng được QTL và xác định các chỉ thị SSR liên kết với tính trạng hàm lượng chất khô.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1. Ý nghĩa khoa học‌

Kết quả của luận án đã xây dựng được cơ sở dẫn liệu khoa học về đặc điểm nông sinh học, mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn giống bí đỏ địa phương phục vụ cho công tác chọn tạo giống bí đỏ mới và phát triển đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu. Đề tài cũng xác định được locut gen liên quan đến hàm lượng chất khô cao, tạo nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống mới.

Luận án là nguồn dẫn liệu tham khảo hữu ích cho công tác nghiên cứu và giảng dạy liên quan đến cây bí đỏ.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn‌

Đề tài đã xác định được một số mẫu giống bí đỏ triển vọng về năng suất, hàm lượng chất khô. Xác định QTL quy định hàm lượng chất khô và các chỉ thị liên kết là nguồn vật liệu cho ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống bí đỏ có hàm lượng chất khô cao tại Việt Nam.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu‌

4.1. Đối tượng nghiên cứu‌

Đối tượng nghiên cứu là 132 mẫu giống bí đỏ chọn lọc từ tập đoàn giống đang được lữu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia của Trung tâm Tài nguyên thực vật có nguồn gốc địa lý và đặc điểm nông sinh học khác nhau.

4.2. Phạm vi, thời gian nghiên cứu‌

- Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống bí đỏ đã được thu thập và đang lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia.

- Các thí nghiệm của đề tài được thực hiện tại Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Nghiên cứu Rau Quả, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Viện Bảo vệ thực vật trong thời gian từ 2016 - 2020.

5. Những đóng góp mới của luận án‌

Góp phần xây dựng bộ cơ sở dữ liệu về đặc điểm nông sinh học, đa