Tạo vật liệu phục vụ chọn dòng chịu hạn ở giống đậu xanh VN93 - 1 và VC1973A bằng kĩ thuật nuôi cấy in vitro

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BÙI HỒNG XUYẾN TẠO VẬT LIỆU PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN Ở GIỐNG

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

BÙI HỒNG XUYẾN

TẠO VẬT LIỆU PHỤC VỤ CHỌN DÒNG CHỊU HẠN Ở GIỐNG ĐẬU XANH VN93 – 1 VÀ VC1973A

BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Thái Nguyên – 8/2010

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Chu Hoàng Mậu

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin cảm ơn TS Nguyễn Thị Tâm, TS Nguyễn Vũ Thanh Thanh

và các anh chị Nguyễn Thị Thủy (Phòng thí nghiệm Công nghệ Tế bào),

CN Hoàng Văn Mạnh (Viện khoa học Sự sống – ĐH Thái Nguyên) đã giúp

đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Sinh – Kỹ thuật Nông nghiệp

và các thầy cô giáo, cán bộ của khoa

Tôi xin cảm ơn Bộ môn hệ thống canh tác – Viện Ngô Trung ương

đã cung cấp các giống đậu xanh làm vật liệu nghiên cứu trong luận văn

Tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Tác giả

Bùi Hống Xuyến

Trang 3

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

2,4D Axit 2,4 – Dichlorphenoxyacetic

ADN Axit deoxyribonucleic

AVRDC Trung tõm Nghiờn cứu và Phỏt triển rau quả chõu Á

NAA Axit naphthyl acetic (Naphthyl acetic acid)

NSG Ngày sau gieo

Kb Kilobase

MS Murashige and Skoog (Môi trường theo Murashige và Skoog)

PCR Polymerase Chain Reaction

RADP Random Amplified polymorphic ADN ( Đa hỡnh cỏc phõn đoạn ADN được nhân bản ngẫu nhiên)

TAE Tris acetate EDTA

SDS Sodium Dodecyl Sulphat

Trang 4

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Đặc điểm nông học và năng suất của hai giống đậu xanh nghiên cứu 17

Bảng 2.2 Trình tự các nucleotit của 10 mồi RADP được sử dụng trong nghiên cứu 24

Bảng 3.1 Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau khi sử lý bằng thổi khô (% khối lượng tươi). 26

Bảng 3.2 Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô 1 tuần nuôi phục hồi. 28

Bảng 3.3 Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô 30

Bảng 3.4 Mức biến động di truyền quần thể R0, R1 của giống đậu xanh VC1973A 33

Bảng 3.5 Thời gian sinh trưởng và phát dục của cây (ngày) 34

Bảng 3.6 Các dòng chọn lọc từ R1 37

Bảng 3.7 Độ tinh sạch và hàm lượng ADN của 6 mẫu đậu xanh 40

Bảng 3.8 Tổng số phân đoạn ADN được nhân bản của 6 mẫu đậu xanh khi phân tích với 10 mồi ngẫu nhiên 42

Bảng 3 9 Phân tích đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản với 10 mồi ngẫu nhiên 43

Bảng 3.10 Hệ số sai khác di truyền của các dòng chọn lọc và giống gốc 49

Trang 5

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau xử lý bằng thổi khô 27

Hình 3.2 Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô và nuôi phục hồi trên môi trường tái sinh 28

Hình 3.3 Khả năng tái sinh cây của các mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô. 30

Hình 3.4 Ảnh mô sẹo khi xử lý thổi khô (Giống VC1973A) 35

Hình 3 5 Một số hình ảnh cây tái sinh sau khi xử lý thổi khô (Giống VC1973A) 35

Hình 3.6 Một số hình ảnh quần thể R0, R1 ngoài đồng ruộng 38

Hình 3.7 Một số hình ảnh các dòng cây tái sinh và Quần thể cây VC1973A đối chứng 38

Hình 3.8 Kết quả điện di ADN tổng số tách từ 6 mẫu đậu xanh 40

Hình 3.9 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR- RADP của 6 mẫu đậu xanh với Mồi M1 44

Hình 3.16 Sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền giữa các dòng chọn lọc và giống gốc 49

Hình 3.17 Các dòng đậu xanh ưu việt ở R1 53

Trang 6

MỤC LỤC

Trang

Mở đầu 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ . 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Đặc điểm sinh học cây đậu xanh, tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và Việt Nam 4

1.1.1 Đặc điểm sinh học cây đậu xanh 4

1.1.2 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và ở Việt Nam 6

1.2 Hạn và cơ chế chịu hạn của thực vật 8

1.2.1 Tính chịu hạn và tác động của hạn đến thực vật 8

1.2.1.1 Tính chịu hạn của thực vật 8

1.2.1.2 Nguyên nhân gây hạn và tác động của hạn đến thực vật 9

1.2.2 Cơ sở sinh lý, hoá sinh và sinh học phân tử của tính chịu hạn 12

1.2.2.1 Cơ sở sinh lý của tính chịu hạn 12

1.2.2.2 Cơ sở sinh hoá của tính chịu hạn 13

1.2.2.3 Cơ chế phân tử của tính chịu hạn 16

1.3 Một số thành tựu nuôi cấy mô và tế bào thực vật vào việc đánh giá khả năng chịu hạn và chọn dòng biến dị xoma 18

1.4 Sử dụng kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polimorphic DNA) trong nghiên cứu sự đa dạng di truyền ở mức phân tử 19

1.4.1 RAPD (Random Amplified Polimorphic DNA). 19

1.4.2 Nghiên cứu sự đa dạng di truyền bằng RAPD 20

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Vật liệu nghiên cứu 23

Trang 7

2.2 Hóa chất, thiết bị và địa điểm nghiên cứu 23

2.2.1 Hóa chất 23

2.2.2 Thiết bị 23

2.2.3 Địa điểm nghiên cứu 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Phương pháp nuôi cấy in vitro 24

2.3.1.1 Tạo mô sẹo từ hạt đậu xanh 24

2.3.1.2 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mất nước của mô sẹo 26

2.3.1.2.1 Phương pháp xử lý mô sẹo bằng thổi khô 26

2.3.1.2.2 Chọn lọc mô sẹo sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô và tái sinh cây 26

2.3.1.2.3 Tạo cây hoàn chỉnh từ mô sẹo chọn lọc 27

2.3.1.2.4 Phương pháp ra cây 27

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng 28

2.3.3 Phương pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu 28

2.3.4 Phuơng pháp sinh học phân tử 28

2.3.4.1 Phương pháp tách chiết ADN tổng số từ lá cây đậu xanh 29

2.3.4.2 Phân tích đa hình ADN bằng kĩ thuật RADP 29

2.3.4.3 Phân tích số liệu RADP 30

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 THĂM DÕ KHẢ NĂNG TẠO MÔ SẸO VÀ TÁI SINH CÂY 31

3.2 ĐỘ MẤT NƯỚC VÀ KHẢ NĂNG CHỊU MẤT NƯỚC CỦA MÔ SẸO PHÔI CÁC GIỐNG ĐẬU XANH 31

3.2.1 Mức độ mất nước của mô sẹo sau khi xử lý thổi khô 32

3.2.2 Khả năng chịu mất nước của mô sẹo 33

Trang 8

3.2.3 Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo sống sót sau khi xử lý thổi khô 34

3.2.4 Nhận xét về khả năng chịu mất nước bằng xử lý thổi khô của các giống đậu xanh nghiên cứu 38

3 3 PHÂN TÍCH MỨC ĐỘ BIẾN ĐỘNG DI TRUYỀN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC QUẦN THỂ R0, R1 38

3.4 ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI ADN GENOME CỦA MỘT SỐ DÕNG ĐẬU XANH CÓ NGUỒN GÔC TỪ MÔ SẸO CHỊU MẤT NƯỚC 44

3.4.1 Kết quả tách chiết ADN tổng số 44

3.4.2 Phân tích đa hình ADN bằng kỹ thuật RAPD 46

3.4.2.1 Số phân đoạn, tần số xuất hiện và đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản 46

3.4.2.2 So sánh sự khác nhau của các dòng chọn lọc so với giống gốc ở mức độ phân tử 53

3.4.3 Nhận xét về kết quả phân tích đa hình ADN trong hệ gen của các dòng đậu xanh nghiên cứu 55

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 57

CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

Trang 9

1

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây đậu xanh (Mungbean, Green bean) có tên khoa học là

Vigna radiata (L.) Wilczek đóng vai trò quan trọng thứ ba sau cây đậu tương

và lạc (2 loại cây công nghiệp ngắn ngày) Theo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau quả châu Á (AVRDC), trong phần ăn được của hạt đậu xanh chứa khoảng 25,98% protein, 1,3% lipit, 4,79% chất xơ, 64,12% hydratcacbon (trong đó có 51,8% tinh bột), các loại vitamin A, B1, B2, C và một số nguyên tố khoáng như K, Na, Mg, P, Fe, Ca….[9] Vì thế hạt đậu xanh

có thể được sử dụng làm bột dinh dưỡng cho người hoặc thức ăn bổ sung cho gia súc Ngoài ra, hạt đậu xanh được dùng rộng rãi trong nhân dân để làm thực phẩm như các loại bánh (bánh tét, bánh đậu xanh, bánh chưng ), chè, xôi, cháo Đặc biệt hạt đậu xanh dùng để ủ giá được sử dụng nhiều nhất trong nhân dân Không chỉ được coi như nguồn thức ăn mà hạt đậu xanh còn được xem như một thứ dược liệu có tác dụng giải độc, thanh nhiệt, bớt sưng phù, điều hòa ngũ tạng Giá đỗ thường được dùng cho người bị viêm thanh quản mất tiếng, vận động thể thao bị mỏi cơ, người béo phì, đái tháo đường, bệnh tim mạch, cao huyết áp, nhồi máu cơ tim, cholesterol máu cao, hiếm muộn, dễ xảy thai … chữa bệnh cho con người Ngoài ra, sản phẩm phụ của cây được dùng làm thức ăn cho gia súc Trồng cây đậu xanh còn có tác dụng chống xói mòn và cải tạo đất Chất lượng protein trong hạt đậu xanh được đánh giá dựa trên chỉ tiêu quan trọng là thành phần axit amin trong protein, cũng như các cây họ đậu khác, protein hạt đậu xanh chứa đầy đủ các loại axit amin không thay thế Nghiên cứu hàm lượng các loại axit amin không thay thế và các loại axit amin giới hạn trong protein đạt tiêu chuẩn dinh dưỡng của FAO/WHO là một trong các hướng của chiến lược chọn tạo giống đậu xanh chất lượng cao

Trang 10

2

hiện nay

Cây đậu xanh thuộc nhóm cây trồng chịu hạn trung bình, chịu úng kém

và là loại cây trồng có quả chín không tập trung gây khó khăn cho quá trình thu hoạch Cùng với các nguyên nhân khác nên cây đậu xanh được trồng chưa nhiều ở nước ta, chủ yếu là xen canh, luân canh tăng vụ Chỉ trong thời gian gần đây đậu xanh mới được quan tâm phát triển Tuy nhiên, cây đậu xanh chỉ được quan tâm trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi, trung du phía Bắc và Tây Nguyên, nơi có khí hậu khắc nghiệt mà đặc biệt thời gian khô hạn kéo dài nên năng suất chưa cao Chương trình chọn tạo giống đậu xanh ở nước ta hiện nay còn hướng tới mục tiêu tạo giống đậu xanh không chỉ có tiềm năng năng suất cao, ổn định, sinh trưởng mạnh, thời gian sinh trưởng ngắn mà còn phải chín tập trung, chất lượng hạt cao, có khả năng chịu hạn, chịu úng, chịu sâu và

chống bệnh tốt

Cho tới nay, việc ứng dụng công nghệ tế bào để nâng cao khả năng chống chịu của cây trồng được tiến hành và đạt nhiều thành tựu đáng kể đối với cây lúa, ngô, đậu tương tuy nhiên các công trình tương tự ở cây đậu xanh còn ít được công bố

Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã lựa chọn đề tài cho luận văn thạc

sĩ là: "Tạo vật liệu phục vụ chọn dòng chịu hạn ở giống đậu xanh VN93 -

1 và VC1973A bằng kĩ thuật nuôi cấy in vitro"

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tạọ dòng đậu xanh tái sinh từ mô sẹo chịu mất nước và xác định sự thay đổi trong hệ gen của các dòng chọn lọc và giống gốc

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	840,87 KB