A. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi M1
|
B. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi M2
|
|
|
|
|
C. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi M3
|
D. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi M4
|
Hình 3.15. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 cặp mồi M1-M4
|
+ Tạo dòng và phân tích trình tự gen bph14
Vector pTZ57R/T được sử dụng trong tạo dòng 4 đoạn DNA thuộc vùng cds của gen bph14. Qua các bước tạo vector tái tổ hợp, biến nạp vector vào E.coli DH5α, tách và tinh sạch plasmid tái tổ hợp. Kết quả chúng tôi thu được plasmid có mang các đoạn gen được tinh sạch.
Trình tự nucleotide của các sản phẩm PCR đã overlaping với nhau. Nối các sản phẩm PCR chúng tôi thu được chiều dài đầy đủ của đoạn DNA (4714 bp) và đặt tên là gen bph14-25 (Hình 3.16).
bph14-25
Hình 3.16. Chiều dài gen bph14-25
+ So sánh trình tự nucleotide của gen bph14-25 và bph14
Kết quả giải trình tự của mẫu nghiên cứu được so sánh với trình tự tương ứng trên cơ sở dữ liệu của GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov, accession number: FJ941067.1) [49], cho thấy chúng tương đồng nhau 90% (Phụ lục 2). Từ kết quả này ta có thể khẳng định giống lúa nghiên cứu có gen bph14.
Như vậy, kết quả phân tích gen kháng rầy nâu cho thấy, giống IRRI 352 mang gen bph1, BG 367-2 có gen bph1, bph3, bph4 và bph10, Sài Đường Kiến An có gen bph1, bph3, bph4 và bph14, Lốc Nước có gen bph1, bph3, bph4 và bph14. Tuy nhiên, trình tự nucleotide của mẫu nghiên cứu không tương đồng hoàn toàn với với trình tự tương ứng trên cơ sở dữ liệu của GenBank. Gen bph 4 có tỷ lệ tương đồng 97%, gen bph 1 và 3 có tỷ lệ tương đồng 95% và gen bph 14 là 90%.
Kết quả trên có thể giải thích như sau: đối với gen bph 14 chúng tôi thiết kế cặp mồi để khuếch đại đoạn DNA có kích thước khá lớn (1000-1500 bp), dẫn đến việc gắn nhầm hay bỏ sót của enzyme Taq DNA polymerase trong quá trình PCR [19]. Bên cạnh đó, sự khác nhau về giống lúa nghiên cứu với các nghiên cứu khác cũng có thể là lý do dẫn đến tỷ lệ tương đồng chưa cao. Một nguyên nhân nữa cũng đáng lưu ý đó là rầy nâu có khả năng gia tăng tính thích ứng đối với giống lúa kháng đơn gen và chuyển biến thành biotype mới [20]. Khả năng gây hại và độc tính của rầy nâu ở các vùng địa lý, khí hậu khác nhau cũng thay đổi, dẫn đến hiện tượng một số giống lúa có khả năng kháng rầy nâu ở vùng này nhưng có thể trở thành giống nhiễm ở vùng khác [12], [77, 87]. Do vậy, cùng gen kháng nhưng ở địa phương có điều kiện sinh thái khác có thể biến đổi tương ứng với bioype rầy nâu.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. Kết luận
1. Các giống lúa nghiên cứu có các đặc điểm hình thái-sinh lý khá phù hợp với nhiều vùng trồng lúa như: thời gian sinh trưởng-phát triển vụ Hè Thu (94-97 ngày), vụ Đông Xuân (126-137 ngày); tỷ lệ nảy mầm cao (>95%); chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn (<110 cm); số bông/m2 nhiều, tỷ lệ hạt chắc cao dẫn đến năng suất thực thu thuộc loại khá (56,9-63,8 tạ/ha trong vụ Hè Thu và 55,3-58,7 tạ/ha trong vụ Đông Xuân). Kết quả phân tích ANOVA-hai yếu tố cho thấy các chỉ tiêu sinh lý của cây lúa không chỉ chịu ảnh hưởng của yếu tố di truyền của từng giống mà còn phụ thuộc từng mùa vụ gieo trồng. Kết quả phân tích mối liên quan giữa năng suất và các chỉ tiêu sinh lý cho thấy các thông số như hàm lượng diệp lục a/b, diện tích lá đòng và số hạt/bông là gây ảnh hưởng đến 27% năng suất của lúa với P = 0.03.
2. Kết luận về chất lượng gạo: chất lượng hạt gạo của các giống lúa được quyết định bởi yếu tố di truyền của giống, không sai khác nhiều giữa hai mùa vụ, hàm lượng chất dinh dưỡng cao; trừ giống IRRI 352 là giống lúa nếp thì 3 giống BG 367-2, Sài Đường Kiến An và Lốc Nước có độ dẻo và mềm cơm thuộc nhóm trung bình, là nhóm chất lượng gạo cơm được ưa chuộng hiện nay. Trong đó giống Sài Đường Kiến An hình dạng hạt thon, dài mức trung bình, độ bạc bụng thấp.
3. Kết luận về phản ứng kháng rầy nâu: Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu trong nhà lưới và theo dõi mật độ rầy nâu ngoài đồng ruộng cho thấy các giống lúa BG 367-2, Sài Đường Kiến An và Lốc Nước đều có biểu hiện kháng tốt với quần thể rầy nâu Thừa Thiên Huế, giống Khang Dân nhiễm rầy nâu. Kết quả phân tích mối liên quan giữa năng suất và thời gian nhiễm rầy cho thấy thời điểm tính từ sau khi gieo 45 ngày, 66 ngày, 73 ngày, 80 ngày, 87 ngày, 108 ngày và 129 ngày ảnh hưởng đến 62% năng suất lúa ở mức ý nghĩa P = 0,0015.
4. Kết luận về gen kháng rầy nâu: giống IRRI 352 có mang gen bph1; giống BG 367-2 có gen bph1, bph3, bph4 và bph10 ; giống Sài Đường Kiến An có gen bph1, bph3, bph4 và bph14; giống Lốc Nước có mang gen bph1, bph3, bph4 và bph14. Như vậy, ba giống lúa BG 367-2, Sài Đường Kiến An và Lốc Nước đều là giống mang đa gen kháng rầy nâu, đây là những giống lúa thể hiện khả năng kháng rầy nâu bền vững.
2. Đề nghị
- Trồng khảo nghiệm các giống lúa ở diện rộng trên một số vùng chuyên trồng lúa khác nhau thuộc địa bàn Thừa Thiên Huế, tiếp tục theo dõi tính ổn định về khả năng kháng rầy, năng suất và phẩm chất gạo, làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng các giống lúa được tuyển chọn thay thế dần cho các giống địa phương đã bị thoái hóa.
- Tiếp tục triển khai nghiên cứu các gen kháng và xây dựng hoàn chỉnh qui trình xác định các gen kháng rầy nâu khác trong bộ gen kháng rầy nâu ở các giống đã tuyển chọn từ đó đưa ra phương pháp kiểm tra nhanh sự có mặt của gen kháng ở các giống lúa trước khi đưa ra trồng ngoài thực địa.
NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Hoàng Thị Kim Hồng, Phạm Thị Thanh Mai, Đặng Minh Đức, Trần Đăng Hòa (2010), “Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của một số giống lúa chuẩn mang gen kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens S.) tại Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Công nghệ Sinh học 8(3A): 611-618.
2. Phạm Thị Thanh Mai, Hoàng Thị Kim Hồng, Đoàn Thị Tám (2010), “Đặc điểm sinh trưởng và chất lượng gạo của một số giống lúa kháng rầy nâu trồng ở Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Công nghệ Sinh học 8(3B): 1311-1318.
3. Hoàng Thị Kim Hồng, Nguyễn Đình Cường, Phạm Thị Thanh Mai, (2011), “Đánh giá phẩm chất gạo của một số giống lúa kháng rầy nâu trồng ở Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, 64: 33-43.
4. Pham Thi Thanh Mai and Hoang Thi Kim Hong (2012), “Bph14 gene determining brown-planthopper (Nilaparvata lugens Stal) resistance in rice varieties (Oryza sativa L.)”, Annal of Biological Research 3(3): 1424-1433.
5. Phạm Thị Thanh Mai, Hoàng Thị Kim Hồng, Nguyễn Thị Như Ý (2012), “Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu (Nilarpavata lugens Stal) ở một số giống lúa (Oryza sativa L.)”, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, 75A(6): 83-90.
6. Phạm Thị Thanh Mai, Hoàng Thị Kim Hồng, Võ Thị Mai Hương (2012), “Đặc điểm sinh lý, hóa sinh và phân tử của giống lúa Sài Đường Kiến An trồng ở Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Công nghệ sinh học, 4A(10): 851-858.
7. Phạm Thị Thanh Mai, Hoàng Thị Kim Hồng, Nguyễn Đình Cường, Võ Thị Mai Hương (2012), “Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng, năng suất và khả năng kháng rầy nâu của một số giống lúa trồng tại Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, 75A(6): 91-100.
8. Pham Thi Thanh Mai, Hoang Thi Kim Hong (2016), “Identify of markers linked with brown-planthopper (Nilaparvata Lugens Stal) resistance genes bph1, bph2 in rice varieties (Oryza Sativa L.), Journal of Biotechnology, 14(1A): 291-297.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính CẤP thiẾt cỦa đỀ tài 1
2. MỤc tiêu nghiên CỨU 2
3. Ý nghĩa khoa hỌc và thỰc tiỄn 2
4. PhẠm vi nghiên cỨu 2
Chương 1 4
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Giới thiệu về lúa gạo 4
1.1.1. Đặc điểm của cây lúa 4
1.1.2. Giá trị của lúa gạo 5
1.1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Thừa Thiên Huế 7
1.2. Đặc điểm sinh lý của cây lúa 8
1.2.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa 8
1.2.2. Hoạt động sinh lý của cây lúa 13
1.2.3. Các thành phần năng suất lúa 15
1.2.4. Ảnh hưởng của một số điều kiện sinh thái đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa 16
1.3. Đặc điểm hình thái, đặc tính hóa sinh của hạt gạo 18
1.3.1. Đặc điểm hình thái hạt gạo 18
1.3.2. Đặc tính hóa sinh hạt gạo 18
1.4. Rầy nâu gây hại và khả năng kháng rầy nâu của cây lúa 22
1.4.1. Giới thiệu về rầy nâu 22
1.4.2. Biotype rầy nâu 23
1.4.3. Cơ chế kháng rầy nâu của cây lúa 25
1.4.4. Gen kháng rầy nâu ở cây lúa 27
1.5. Nghiên cứu về cây lúa kháng rầy nâu ở Việt Nam 29
1.5.1. Tình hình gây hại của rầy nâu đối với sản xuất lúa ở nước ta 29
1.5.2. Tình hình nghiên cứu về cây lúa kháng rầy nâu 30
Chương 2 33
NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG 33
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
2.1. Nguyên liệu nghiên cứu 33
2.1.1. Các giống lúa 33
2.1.2. Rầy nâu 33
2.2. Nội dung nghiên cứu 33
2.3. Phương pháp nghiên cứu 34
2.3.1. Bố trí thí nghiệm 34
2.3.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nông sinh học 35
2.3.3. Phương pháp đánh giá chất lượng gạo 39
2.3.4. Phương pháp đánh giá tính kháng rầy nâu 42
2.3.5. Phương pháp sinh học phân tử 44
2.3.6. Xử lý thống kê 47
Chương 3 48
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48
3.1. Đặc điểm nông sinh học của các giống lúa 48
3.1.1. Thời gian sinh trưởng và phát triển 48
3.1.2. Tỷ lệ nảy mầm 53
3.1.3. Số nhánh 53
3.1.4. Diện tích lá đòng 53
3.1.5. Chiều dài bông 53
3.1.6. Chiều cao cây 54
3.1.7. Hàm lượng diệp lục và cường độ quang hợp 54
3.2. Năng suất của các giống lúa 58
3.2.1.Các yếu tố hình thành năng suất và năng suất 58
3.2.2. Phân tích mối liên quan giữa năng suất và các chỉ tiêu nông sinh học 65
3.3. Chất lượng hạt gạo của các giống lúa 67
3.3.1. Hàm lượng protein 67
3.3.2. Hàm lượng tinh bột 68
3.3.3. Hàm lượng amylose 68
3.3.4. Hàm lượng lipid 69
3.3.5. Độ trở hồ và độ trải gel 69
3.3.6. Hình dạng và độ bạc bụng của hạt 70
3.4. Đánh giá tính kháng rầy nâu của các giống lúa 74
3.4.1. Đánh giá tính kháng rầy trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng 74
3.4.2. Đặc điểm sinh học phân tử liên quan đến khả năng kháng rầy 84
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 94
NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của lúa gạo so với một số loại cây lương thực khác 19
Bảng 2.1. Các giống lúa nghiên cứu 33
Bảng 2.2. Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 35
Bảng 2.3. Phân loại gạo dựa vào độ trở hồ 41
Bảng 2.4. Phân loại chiều dài và hình dạng hạt gạo 42
Bảng 2.5. Bảng phân cấp hại, triệu chứng của cây mạ và mức độ kháng 43
rầy nâu trong nhà lưới 43
Bảng 3.1. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa 51
Bảng 3.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các giống lúa 56
Bảng 3.3. Hàm lượng diệp lục và cường độ quang hợp của các giống lúa 56
Bảng 3.4. Yếu tố hình thành năng suất của các giống lúa 61
Bảng 3.4. Yếu tố hình thành năng suất của các giống lúa (tiếp theo) 63
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của giống và mùa vụ đối với các chỉ tiêu nông sinh học 65
Bảng 3.6. Mô hình các yếu tố sinh học ảnh hưởng đến năng suất 66
Bảng 3.7. Chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống lúa 72
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của giống và mùa vụ đối với chỉ tiêu chất lượng hạt gạo 73
Bảng 3.9. Cấp gây hại của rầy nâu trên các giống lúa nghiên cứu 75
Bảng 3.10. Mức độ nhiễm rầy nâu của các giống lúa ngoài đồng ruộng 76
Bảng 3.10. Mức độ nhiễm rầy nâu của các giống lúa ngoài đồng ruộng (tiếp tục) 77
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của giống và mùa vụ đối với khả năng kháng rầy 82
Bảng 3.12. Mô hình tối ưu ảnh hưởng của thời gian nhiễm bệnh năng suất lúa 83
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quá trình sinh trưởng của một số giống lúa 120 ngày 9
(Nguồn Yoshida, 1981) 9
Hình 1.2. Vị trí của các gen kháng rầy nâu trên bộ NST của cây lúa 28
(Nguồn Jena, 2010) 28
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 34
Hình 2.2. Sơ đồ vị trí các cặp mồi trên gen bph14 45
Hình 3.1. Các giống lúa thí nghiệm tại hợp tác xã An Đông-Thừa Thiên Huế 48
Hình 3.2. Diễn biến của các yếu tố thời tiết qua các vụ lúa 52
Hình 3.3. Biểu đồ so sánh năng suất thực thu giữa vụ Hè Thu và Đông Xuân 60
Hình 3.4. Chiều dài gel của các giống lúa 70
Hình 3.5. Biểu đồ diễn biến mật độ rầy nâu trên các giống lúa vụ Hè Thu 81
Hình 3.6. Biểu đồ diễn biến mật độ rầy nâu trên các giống lúa vụ Đông Xuân 81
Hình 3.7. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi BpE18-3 85
Hình 3.8. So sánh trình tự nucleotide của chỉ thị BpE18-3 với BpE18-3-L1 86
Hình 3.9. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi RM589 87
Hình 3.10. So sánh trình tự nucleotide của chỉ thị RM589 với RM589-L3 88
Hình 3.11. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi RM586 89
Hình 3.12. So sánh trình tự nucleotide của chỉ thị RM586 với RM586-L25 89
Hình 3.13. Kết quả điện di sản phẩm PCR với cặp mồi RG457FL/RL 91
Hình 3.14. Kết quả điện di sản phẩm PCR được cắt bằng enzyme HinfI 91
Hình 3.15. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 cặp mồi M1-M4 93
Hình 3.16. Chiều dài gen bph14-25 93
Chia sẻ với bạn bè của bạn: | 
