Nghiên cứu sự đa dạng di truyền của một số giống đậu tương có khả năng kháng bệnh gỉ sắt khác nhau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN VŨ THANH TRÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG CÓ KHẢ NĂNG... Công trình được thực hiện và hoàn thành với việc sử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

VŨ THANH TRÀ

NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN

CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG CÓ KHẢ NĂNG

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Chu Hoàng Mậu và TS Trần Thị Phương Liên Các

số liệu trình bày trong luận án là trung thực Một số kết quả đã được công bố riêng hoặc đồng tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận án này

Tác giả

Vũ Thanh Trà

ii

LỜI CẢM ƠN

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

TS Trần Thị Phương Liên đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong học tập,

nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nông Văn Hải và các cán bộ

Phòng Công nghệ DNA ứng dụng - Viện Công nghệ sinh học, TS Nguyễn

Thị Bình, ThS.NCVC Nguyễn Thị Thanh Tuyết và các cán bộ Bộ môn Miễn

dịch Thực vật - Viện Bảo vệ Thực vật, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh - KTNN,

Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp đã

ủng hộ, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận án

Tôi xin cảm ơn gia đình và những người thân đã luôn động viên, giúp đỡ

và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm nghiên cứu sinh

Công trình được thực hiện và hoàn thành với việc sử dụng các trang

thiết bị của Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ gen quốc gia, Phòng

Công nghệ DNA ứng dụng, Phòng Hóa sinh protein, Phòng Công nghệ tế bào

thực vật (Viện Công nghệ Sinh học); Phòng thí nghiệm Di truyền học, Phòng

thí nghiệm Công nghệ gen (Bộ môn Di truyền và Sinh học hiện đại - Khoa

Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên)

Tác giả luận án

Vũ Thanh Trà

iii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cây đậu tương và đặc điểm hóa sinh của cây đậu tương 4

1.1.1 Cây đậu tương 4

1.1.2 Đặc điểm hóa sinh của cây đậu tương 5

1.2 Bệnh gỉ sắt và tính kháng bệnh gỉ sắt ở cây đậu tương 9

1.2.1 Bệnh gỉ sắt ở cây đậu tương 9

1.2.2 Tính kháng bệnh gỉ sắt của cây đậu tương 13

1.3 Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền ở cây đậu tương 17

1.3.1 Phương pháp sử dụng chỉ thị hình thái 17

1.3.2 Phương pháp sử dụng chỉ thị hoá sinh học 18

1.3.3 Phương pháp sử dụng chỉ thị phân tử DNA 20

1.4 Các nghiên cứu về bệnh gỉ sắt ở cây đậu tương 26

1.5 Các nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương 29

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Vật liệu 33

2.1.1 Vật liệu và phương pháp thu thập lá bệnh 33

2.1.2 Hóa chất 37

2.1.3 Máy móc và thiết bị 37

2.1.4 Mồi của phản ứng RAPD và SSR 38

2.2 Phương pháp nghiên cứu 40

2.2.1 Phương pháp nhiễm bệnh nhân tạo 40

iv

2.2.2 Các phương pháp phân tích hóa sinh 43

2.2.3 Các phương pháp phân tích đa hình di truyền DNA 44

2.2.4 Các phương pháp phân tích đa hình protein 48

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Đánh giá khả năng kháng bệnh gỉ sắt của các giống đậu tương nghiên cứu 53

3.2 Phân tích đặc điể̉m hóa sinh hạt của các giống đậu tương nghiên cứu 58

3.2.1 Kết quả phân tích hàm lượng protein và lipid trong các hạt của các giống đậu tương nghiên cứu 58

3.2.2 Phân tích tính hàm lượng và thành phần amino acid trong hạt của một số giống đậu tương 61

3.3 Đánh giá sự đa dạng di truyền của các giống đậu tương phản ứng khác nhau với bệnh gỉ sắt 64

3.3.1 Phân tích tính đa hình DNA của các giống đậu tương bằng chỉ thị phân tử RAPD 64

3.3.2 Phân tích tính đa hình DNA của các giống đậu tương bằng chỉ thị phân tử SSR 70

3.4 Phân tích tính đa hình protein lá của một số giống đậu tương phản ứng khác nhau vớ́i bệnh gỉ sắt 76

3.4.1 Kết quả phân tích sự đa hình protein ở lá của một số giống đậu tương bằng kỹ thuật điện di SDS-PAGE 77

3.4.2 Phân tích các protein của lá đậu tương bằng kỹ thuật điện di hai chiều 79

3.4.3 Nghiên cứu tính đa hình protein của các giống đậu tương bằng kỹ thuật điện di hai chiều 90

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 99

1 Kết luận 99

2 Đề nghị 100

NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

phân đoạn được nhân bản

Avr protein Avirulence protein – Protein không nhiễm bệnh từ mầm bệnh

triển rau màu Châu Á, Đài Loan

năng bẫy ion kết hợp nguồn ion hóa bằng cách phun chùm điện tử

tương Quốc tế, Hoa Kỳ

tế, Philippin

bản ngẫu nhiên

phân đoạn cắt hạn chế

SDS-PAGE

SDS-Polyacrylamide gel electrophoresis - Điện di biến tính trên

gel polyacrylamide có SDS

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Danh sách các giống đậu tương nghiên cứu 33

Bảng 2.2 Trình tự nucleotide của 20 mồi RAPD 38

Bảng 2.3 Trình tự nucleotide của các cặp mồi SSR 39

Bảng 2.4 Thành phần gel và sơ đồ nhuộm bạc theo phương pháp cải tiến 46

Bảng 2.5 Thành phần gel polyacrylamide 49

Bảng 3.1 Phản ứng của các giống đậu tương đối với bệnh gỉ sắt 53

Bảng 3.2 Hàm lượng protein và lipid trong hạt của 50 giống đậu tương 59

Bảng 3.3 Thành phần của các amino acid của 20 giống đậu tương 63

Bảng 3.4 Tỷ lệ phân đoạn đa hình và giá trị PIC của các mẫu nghiên cứu 67

Bảng 3.5 Kết quả phân tích sự đa dạng di truyền bằng chỉ thị SSR 72

Bảng 3.6 Danh sách các protein của lá đậu tương giống ĐT 2000 được nhận diện bằng phương pháp khối phổ 84

Bảng 3.7 Đa dạng mức độ biểu hiện của các protein giữa mẫu thí nghiệm và đối chứng của hai giống nhiễm bệnh (ĐT12 và VMK) 92

Bảng 3.8 Nhận diện các protein có mức độ biểu hiện khác nhau giữa thí nghiệm và đối chứng ở hai giống nhiễm bệnh ĐT12 và VMK 93

Bảng 3.9 Mức độ protein biểu hiện khác nhau giữa giống nhiễm bệnh gỉ sắt mẫn cảm với bệnh gỉ sắt (ĐT12, VMK) và giống kháng (ĐT2000, CBU8325) 96

Bảng 3.10 Nhận diện các protein có mức độ thay đổi giữa giống nhiễm với và giống kháng bệnh gỉ sắt 97

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Mặt sau lá đậu tương bị nhiễm bệnh gỉ sắt (A) và hình ảnh

Hình 1.2 Hình ảnh nấm P pachyrhizi gây bệnh gỉ sắt ở đậu tương chụp

dưới kính hiển vi điện tử 12

Hình 2.1 Hình ảnh cây thí nghiệm nhiễm bệnh nhân tạo trong phòng

thí nghiệm 42

Hình 3.1 Hình ảnh lá của các giống đậu tương ở 3 mức độ phản ứng

với bệnh gỉ sắt 57

Hình 3.4 Sơ đồ hình cây của 50 giống đậu tương dựa trên hệ số tương

đồng di truyền xác định bằng chỉ thị RAPD và kiểu phân nhóm UPGMA 69 Hình 3.5 Các alen tại locus Satt009 (A), Satt175 (B), Satt146 (C), Satt

005 (D) của 50 giống đậu tương 71 Hình 3.6 Sơ đồ hình cây về mối quan hệ của 50 giống đậu tương có phản

Hình 3.7 Hình ảnh điện di SDS-PAGE 12,5% của protein chiết từ lá

Hình 3.8 Hình ảnh điện di 2-DE so sánh mức độ biểu hiện protein lá đậu

ĐT2000 89 Hình 3.12 So sánh đa dạng protein lá đậu tượng đối chứng và thí nghiệm

Hình 3.13 So sánh sự đa dạng protein lá đậu tương sau gây nhiễm 9

ngày của 2 giống nhiễm bệnh gỉ sắt (ĐT12, VMK) và 2

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read