ẢNH HƯỞNG của bốn mức NỒNG độ ETHYL METHANE SULPHONATE lên GIỐNG đậu XANH đx 208

TÓM LƯỢC Đề tài “Ảnh hưởng của bốn mức nồng độ Ethyl Methane Sulphonate lên giống đậu xanh ĐX 208” được thực hiện ta ̣i nhà lưới Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, trườ

Ths TRẦN THỊ THANH THỦY TRẦN THỊ DIỄM HẰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Do sinh viên Trần Thị Diễm Hằng thực hiện

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2012 Cán bộ hướng dẫn

ThS Trần Thị Thanh Thủy

iii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

-

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn với đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ ETHYL METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Do sinh viên Trần Thị Diễm Hằng thực hiện và bảo vệ trước Hội đồng Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức:

Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2012 Thành viên Hội đồng ……… ……… ………

DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây

Tác giả luận văn

Trần Thị Diễm Hằng

v

QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

I Lý lịch sơ lược

Nơi sinh: Xã Tam Bình, huyê ̣n Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

Con ông: Trần Văn Chiếc

Con bà: Trần Thị Vinh

Chỗ ở hiện nay: Ấp Bình Chánh Tây, xã Tam Bình, huyện Cai lậy, tỉnh Tiền Giang

II Quá trình học tập

Trường: Trung học Cơ sở Tam Bình

Địa chỉ: Xã Tam Bình, huyê ̣n Cai Lậy, Tỉnh Tiền Giang

3 Trung học Phổ thông

Thời gian: 2006-2009

Trường: Trung học Phổ thông Lưu Tấn Phát

Địa chỉ: Xã Tam Bình, huyê ̣n Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

4 Đại học

Thời gian:2009-2012

Trường: Đại học Cần Thơ

Địa chỉ: Đường 3/2, phường Xuân Khánh, quâ ̣n Ninh Kiều, TP Cần Thơ

Chuyên ngành: Nông học (Khóa 35)

Ngày….tháng….năm 2012

Trần Thị Diễm Hằng

v

LỜI CẢM TẠ

Kính dâng!

Cha mẹ suốt đời đã hết lòng nuôi nấng, dạy dỗ con khôn lớn nên người

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

- Thầy Trương Trọng Ngôn đã hướng dẫn tận tình, truyền đạt kinh nghiệm, góp ý và cho những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn thành

tốt luận văn này

- Cô cố vấn học tập Trần Thị Thanh Thủy, người luôn quan tâm, lo lắng, dìu dắt lớp tôi trong suốt bốn năm đại học, đồng thời là người hướng dẫn tôi hoàn thành

tốt luận văn tốt nghiệp

- Quý Thầy, Cô trường Đại học Cần Thơ, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt khóa học

- Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học trường Đại học Cần Thơ đã cho tôi mượn nhà lưới trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn

- Anh Đạt, chị Chi, Cẩm Tú, cùng các bạn lớp Nông học K 35, các em Nông học K36, các bạn P13C10 đã hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Thân gửi về

Các bạn lớp Nông học khóa 35 lời chúc sức khỏe và thành đạt trong tương

lai

Trần Thị Diễm Hằng

2

TRẦN THỊ DIỄM HẰNG 2012 “ẢNH HƯỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ

ETHYL METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208”

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Nông ho ̣c , khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn: Ths Trần Thị Thanh Thủy và Ts Trương Trọng Ngôn

TÓM LƯỢC

Đề tài “Ảnh hưởng của bốn mức nồng độ Ethyl Methane Sulphonate lên giống đậu xanh ĐX 208” được thực hiện ta ̣i nhà lưới Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Cần Thơ từ ngày 01/8/2012 đến ngày 05/10/2012 nhằm xác định được mức nồng độ EMS thích hợp gây biến dị cao trên giống đậu xanh ĐX 208, giúp tạo nguồn gen mới phục vụ công tác chọn giống

Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố, gồm 5 nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng không xử lý EMS, 4 nghiệm thức còn lại xử lý EMS theo từng mức nồng độ EMS khác nhau (0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% EMS) Mỗi nghiệm thức gieo 2 hàng, mỗi hàng dài 3m, khoảng cách 40 x 0,4

cm, 1hạt/hốc, lặp lại ba lần Bón phân theo công thức 60N-60P2O5-40K2O

Kết quả thí nghiệm cho thấy EMS đã gây đột biến hình thái ở lá như: dạng lá, màu sắc lá và số lượng lá chét trên giống đậu xanh ĐX 208 Tác động EMS đã làm xáo trộn các hormon sinh trưởng trong cây làm chiều cao cây thấp Các đặc tính nông học như số lóng/cây, số trái/cây và năng suất chịu sự tác động của EMS Nồng độ EMS càng cao tỉ lệ cây chết càng gia tăng Nồng độ 0,8% EMS làm chậm khả năng mọc mầm của giống ĐX 208 Nồng độ 0,6% EMS thì tần số đột biến (24,69%) và hiệu suất đột biến (61,72) cao nhất Nồng độ 0,4 và 0,6% EMS cho hệ số biến dị cao

ở các tính trạng trọng lượng hạt trên cây, số hạt trên cây và số trái trên cây

vii

MỤC LỤC

Chương Nội dung Trang

Đề nạp……….ii

Chấp nhận luận văn của Hội đồng……….iii

Lời cam đoan……… iv

Quá trình học tập……….v

Lời cảm tạ……… vi

Tóm lược……… vii

Mục lục……… viii

Danh sách hình………x

Danh sách bảng……… xi

Danh sách từ viết tắt……….xii

MỞ ĐẦU………1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU……… 2

1 1 NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI……… 2

1.2 ĐẶC TÍNH THỰC VẬT………2

1.2.1 Rễ……… 2

1.2.2 Thân và cành……… 3

1.2.3 Đặc điểm của lá……… 3

1.2.4 Hoa……….3

1.2.5 Quả……….4

1.2.6 Hạt……… 4

1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH……… 5

1.3.1 Ánh sáng……….5

1.3.2 Nhiệt độ……… 5

1.3.3 Lượng mưa……….5

1.3.4 Đất đai………5

1.3.5 Dinh dưỡng………6

1.3.6 Sâu bệnh……….6

1.4 BIẾN DỊ……… 7

1.4.1 Biến dị di truyền……….7

1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ĐỘT BIẾN EMS TRÊN CÂY TRỒNG………8

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP……… 10

2 1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM……… 10

2.2 PHƯƠNG TIỆN……… 10

4

2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tư……… 10

2.3 PHƯƠNG PHÁP……… 11

2.3.1 Cách pha dung dịch đệm và dung dịch EMS……… 11

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm……….11

2.3.3 Phương pháp xử lý hạt giống……… 12

2.3.4 Phương pháp canh tác……… 12

2.3.5 Phương pháp thu thập và phân tích chỉ tiêu 13

2.3.5.1 Đặc tính sinh trưởng .12

2.3.5.2 Sức sống của cây sau xử lý đột biến 13

2.3.6 Thu thập các kiểu đột biến hình thái 14

2.3.7 Thu thập các chỉ tiêu nông học 14

2.3.8 Đánh giá các chỉ tiêu sâu bệnh……… 15

2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ……….17

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 18

3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT……… 18

3.1.1 Tình hình thời tiết khí hậu……… 18

3.1.2 Tình hình sâu bệnh cỏ dại và đổ ngã……… 18

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH SINH TRƯỞNG CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208… ….19

3.2.1 Thời gian mọc mầm… 19

3.2.2 Thời gian trổ hoa… 19

3.2.3 Thời gian sinh trưởng 20

3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA EMS LÊN SỨC SỐNG GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208……….20

3.3.1 Tỉ lệ sống của cây con……….20

3.4 ẢNH HƯỞNG CỦA EMS LÊN KIỂU HÌNH Ở GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208……….21

3.4.1 Đột biến về màu sắc lá của giống đậu xanh ĐX 208……… 22

3.4.2 Đột biến về dạng lá của giống đậu xanh ĐX 208………23

3.4.3 Đột biến về số lượng lá của giống đậu xanh ĐX 208……… 23

3.5 ẢNH HƯỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208………26

3.5.1 Chiều cao cây lúc chín……….26

3.5.2 Số lóng trên thân chính………27

3.5.3 Số trái trên cây……….27

ix

3.5.4 Chiều dài trái………28

3.5.5 Số hạt trên trái……… 28

3.5.6 Trọng lượng 1000 hạt……… 28

3.5.7 Số hạt trên cây……… 28

3.5.8 Trọng lượng hạt/cây ………29

3.5.9 Hệ số biến dị (CV%)……… 29

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ……….31

4.1 Kết luận……… 31

4.2 Đề nghị………31

TÀI LIỆU KHAM KHẢO……… 32

PHỤ CHƯƠNG……… 35

3.3 Biến dị về màu sắc và dạng lá chét ở giống đậu xanh ĐX 208 24 3.4 Biến dị về số lƣợng lá chét khi xử lý EMS ở giống đậu xanh ĐX

208

25

xi

3.4 Tần suất đột biến, tính hiệu quả, độ hiệu quả đột biến của các

mức nồng độ EMS trên giống đậu xanh ĐX 208 26

3.5 Chiều cao cây và số lóng của giống đậu xanh ĐX 208 ở các

3.6 Thành phần năng suất của giống đậu xanh ĐX 208 ở vụ Hè

ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long

EMS: Ethyl Methane Sulphonate

Hạt/trái: Số hạt trên cây

Hạt/cây: Số hạt trên cây

NSKG: Ngày sau khi gieo

Trái/cây: Số trái trên cây

TL hạt/cây: trọng lƣợng hạt trên cây

TL 1000 hạt: Trọng lƣợng 1000 hạt

xiii

MỞ ĐẦU

Đậu xanh (Vigna radiate (L.) Wilczek) là một trong những cây họ đậu có giá trị

kinh tế cao Đậu xanh cũng là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng không chỉ xuất hiện trong các bữa ăn hằng ngày của con người mà còn là nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Bên cạnh đó, đậu xanh cũng có khả năng cải tạo đất nhờ vi khuẩn công sinh ở bộ rễ Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu để tìm ra giống đậu xanh vừa phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng mà lại có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu tốt, chín tập trung Đã có nhiều nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau nhằm tạo ra giống đậu xanh đáp ứng các yêu cầu đó Trong

đó, phương pháp xử lý đột biến ở giai đoạn hạt giống đang được nghiên cứu rất rộng rãi và cũng đạt được nhiều kết quả như mong đợi Các nhân tố như hóa chất, các tia phóng xạ đã được các nhà khoa học sử dụng với nhiều liều lượng và bằng nhiều cách xử lý hạt khác nhau để tạo ra các đột biến Các nghiên cứu về đột biến đã thành công trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau như đậu nành, cẩm chướng, lúa, và

cả trên đậu xanh Khi sử dụng hóa chất thì việc tăng hoặc giảm liều lượng đơn giản hơn việc sử dụng tia phóng xạ EMS là đối tượng được sử dụng rộng rãi và phổ biến

Để tìm hiểu về ảnh hưởng EMS lên đậu xanh, đề tài nghiên cứu “ Ảnh hưởng

của bốn mức nồng độ Ethyl Methane Sulphone lên giống đậu xanh ĐX 208” được thực hiện nhằm xác định nồng độ EMS thích hợp gây biến dị cao trên giống đậu xanh ĐX 208 giúp tạo nguồn gen mới phục vụ công tác chọn giống

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1 1 NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI

Theo Vavilov, đậu xanh có nguồn gốc từ Ấn Độ, được phân bố rộng rãi ở các nước Đông và Nam Á, khu vực Đông Dương Đậu xanh có bộ NST 2n = 22, là loại

cây ăn hạt, thân thảo Dạng dại của V radiata cũng được tìm thấy ở Madagasca, bên

bờ Ấn Độ Dương, Đông Phi Đậu xanh cũng được biết đến như là cây trồng của tiểu lục địa và có thể trồng ba vụ trong một năm đều cho năng suất cao (Malik, 1994)

Cây đậu xanh [Vigna radiata (L.) Wilczeck] thuộc ngành Magnoliophyta, lớp Magnoliopsida, bộ Fabales, họ Fabaceae, chi Vigna Chi Vigna là một trong

những chi lớn trong họ Đậu, bao gồm 7 chi phụ: Vigna, Haydonia, Plactropic, Macrhyncha, Ceratotropic, Lasiospron, Sigmaidotrotopis Đậu xanh theo quan điểm lấy hạt của nhân dân ta bao gồm các loài thuộc hai chi phụ là Ceratotropic, còn được gọi là nhóm đậu châu Á, bao gồm 16 loài hoang dại và 5 loài trồng trọt là V radiata,

V mungo, V aconitifolia, V angularis, V umbellata (Nguyễn Đăng Khôi, 1997 ; Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998)

sẽ bị lép (Nguyễn Đăng Khôi, 1997, Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998)

Trên rễ cây họ đậu có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm Rhizobium

Các nốt sần trên rễ bắt đầu hình thành khi cây có 2 – 3 lá thật và đạt tối đa khi cây ra hoa rộ Trên mỗi cây có khoảng 10 – 20 nốt sần, tập trung chủ yếu ở cổ rễ Kích thước của các nốt sần không giống nhau, đường kính dao động từ 4 – 5 mm, so với đậu tương và đậu phộng thì nốt sần cây đậu xanh ít và nhỏ hơn Trên các loại rễ thì

lớp rễ đầu tiên có nhiều nốt sần, còn các lớp rễ mọc ra từ cổ rễ về sau ít nốt sần hơn Người ta nhận thấy rằng những nốt sần hình thành sau khi cây ra hoa (nốt sần thứ cấp) hoạt động mạnh hơn loại nốt sần sinh ra ở nửa đầu thời kỳ sinh trưởng Trung bình mỗi vụ, một héc ta đậu xanh có thể bù lại cho đất tương ứng 85 – 107 kg nitơ làm cho đất tơi xốp hơn

1.2.2 Thân và cành

Thân cây đậu xanh thuộc loại thân thảo hình trụ, phân đốt, cao khoảng 40 –

70 cm mọc thẳng đứng, có khi hơi nghiêng Thân đậu xanh nhỏ, tròn, có màu xanh hoặc màu tím tùy thuộc vào kiểu gen, có một lớp lông màu nâu sáng bao bọc Trên thân chia 7 – 8 đốt, ở giữa hai đốt gọi là lóng Độ dài của các lóng thay đổi tùy theo

vị trí trên cây và điều kiện khác Các lóng dài khoảng 8 – 10 cm, các lóng ngắn chỉ 3 – 4 cm Từ các đốt mọc ra các cành, trung bình có 1 – 5 cành Các cách mọc ra từ các nách lá thứ 2, 3 phát triển mạnh gọi là cành cấp I, trên mỗi cành này lại có trung bình 2 – 3 mắt, từ các mắt này mọc ra các chùm hoa Các đốt thứ 4, 5, 6 thường mọc ra các chùm hoa Thời kỳ trước khi cây có 3 lá chét thì tốc độ tăng trưởng của thân chậm, sau đó mới tăng nhanh dần đến khi ra hoa và hoa rộ, đạt chiều cao tối đa lúc đã có quả chắc Đường kính trung bình của thân chỉ 8 – 12 mm và tăng trưởng tỷ

lệ thuận với tốc độ tăng trưởng của chiều cao cây (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998)

1.2.3 Đặc điểm của lá

Lá cây đậu xanh thuộc loại lá kép, có ba lá chét, mọc cách Trên mỗi thân chính có 7 – 8 lá thật, chúng xuất hiện sau khi xuất hiện lá mầm và lá đơn Lá thật hoàn chỉnh gồm có: lá kèm, cuống lá và phiến lá Cả hai mặt trên và dưới của lá đều

có lông bao phủ Diện tích của các lá tăng dần từ dưới lên, các lá mọc ở giữa thân rồi lại giảm dần lên phía ngọn Chỉ số diện tích lá (m2

lá/m2 đất) có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quang hợp và năng suất thu hoạch Số lượng lá, kích thước, hình dạng

và chỉ số diện tích lá thay đổi tùy thuộc vào giống, đất trồng và thời vụ (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998; Đường Hồng Dật, 2006)

1.2.4 Hoa

Hoa đậu xanh là loại hoa lưỡng tính, tự thụ phấn, mọc thành chùm to, xếp xen kẽ nhau ở trên cuống Các chùm hoa chỉ phát sinh ra từ các mắt thứ ba ở trên thân, nhiều nhất là ở mắt thứ tư, còn ở các cành thì tất cả các mắt đều có khả năng ra hoa Thường sau khi cây mọc 18 – 20 ngày thì mầm hoa hình thành, sau 35 – 40

4

ngày thì nở hoa Trong một chùm hoa, từ khi hoa đầu tiên nở đến hoa cuối cùng kéo dài 10 – 15 ngày Mỗi chùm hoa dài từ 2 – 10 cm và có từ 10 – 125 hoa Khi mới hình thành hoa có hình cánh bướm, màu xanh tím, khi nở cánh hoa có màu vàng nhạt (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998)

Hoa đậu xanh thường nở rải rác, các hoa ở thân trước, các hoa ở cành nở sau, chậm hơn, có khi còn chậm hơn các chùm hoa cuối cùng ở ngọn cây Trên cùng một cành, các chùm hoa nở chênh lệch nhau có khi đến 10 – 15 ngày Trong một chùm hoa cũng vậy, từ khi hoa đầu tiên nở đến hoa cuối cùng có thể chênh 10 – 15 ngày Hoa nở được 24h là tàn, sau khi nở hoa và thụ tinh khoảng 20 ngày là quả chín Số lượng hoa dao động rất lớn, từ 30 đến 280 hoa trên một cây

Thời gian nở hoa có thể chia ra thành 3 nhóm:

- Nhóm ra hoa tập trung: Hoa nở kéo dài < 16 ngày

- Nhóm ra hoa không tập trung: Hoa nở liên tiếp > 30 ngày

- Nhóm ra hoa trung gian: Hoa nở từ 16 đến 30 ngày

1.2.5 Quả

Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, có dạng hình trụ, dạng tròn hoặc dạng dẹt với đường kính 4 – 6 mm, dài 8 – 14 cm, dài khoảng 8 – 10 cm, có 2 gân nổi rõ dọc hai bên quả, đa số là quả thẳng, có một số hơi cong, khi còn non quả có màu xanh, khi chín vỏ quả có màu nâu vàng hoặc xám đen, đen… gặp nắng dễ bị tách vỏ Một cây trung bình có khoảng 20 – 30 quả Trên vỏ quả được bao phủ một lớp lông mịn Mật độ lông phụ thuộc vào đặc điểm của giống và khả năng chống chịu của cây Những giống đậu xanh chống chịu bệnh khảm vàng virus và sâu đục quả có mật độ lông dày, vào thời kì chín hoàn toàn lông trên quả thường rụng đi hoặc tự tiêu biến (Nguyễn Mạnh Chính và Nguyễn Mạnh Cường, 2008; Đường Hồng Dật, 2006) Các quả của những lứa hoa đầu lại thường chín chậm hơn các quả ra lứa sau đó, nhưng quả to hơn và mẩy hơn Các quả của những đợt hoa ra sau thường ngắn, ít hạt, hạt không mẩy, màu hạt cũng nhạt và bé hơn Các quả sinh ra từ các chùm hoa trên thân nhiều quả và quả to, dài hơn quả của các chùm hoa ở cành Quả đậu xanh chín rải rác, có khi kéo dài đến 20 ngày

Hạt có hình tròn, hình trụ, hình ô van, hình thoi… và có nhiều màu sắc khác nhau như: màu xanh mốc, xanh bóng, xanh nâu, vàng mốc, vàng bóng nằm ngăn cách nhau bằng những vách xốp của quả Ruột hạt màu vàng, xanh, xanh nhạt Hình dạng hạt kết hợp với màu sắc và độ lớn của hạt là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của hạt Mỗi quả có từ 8 – 15 hạt Hạt của những quả trên thân thường to, mẩy hơn hạt của các quả ở cành Hạt của các quả lứa đầu cũng to và mẩy hơn các quả lứa sau Số lượng hạt trung bình trong một quả là một trong những yếu tố chủ yếu tạo thành năng suất của đậu xanh Trọng lượng hạt của mỗi cây biến động lớn từ

20 – 90 gam tùy giống, thời vụ và chế độ canh tác Trọng lượng 1000 hạt trên 65 gam thích hợp cho xuất khẩu (Nguyễn Mạnh Chính và Nguyễn Mạnh Cường, 2008)

1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH

1.3.1 Ánh sáng

Theo Phạm Văn Thiều (1999) thì cây đậu xanh là cây ưa sáng Khi có đủ ánh sáng, lá sẽ dày, có màu xanh đậm, hoa và trái nhiều, đạt năng suất cao Độ dài chiếu sáng cũng ảnh hưởng nhiều đến việc ra hoa của cây đậu xanh Trong thí nghiệm chiếu sáng nhân tạo từ 12 – 16 giờ/ngày cho 1273 mẫu giống đậu xanh tại AVRDC

đã cho thấy: chỉ có 47% giống nở hoa bình thường, 10% nở hoa chậm hơn 10 ngày, 32% nở hoa khi được chiếu sáng 16 giờ, còn lại 3% không có biểu hiện rõ rệt

Theo Trần Thượng Tuấn (1983) cũng như đậu nành người ta xếp đậu xanh vào cây ngày ngắn Tuy nhiên, khoảng thời gian hình thành nụ hoa tùy thuộc vào từng giống, vì thế trên thực tế người ta chia đậu xanh thành từng nhóm theo đặc tính cảm quang: cảm quang mạnh, ít cảm quang và không cảm quang Thông thường các giống chín muộn có phản ứng ánh sáng mạnh hơn các giống ngắn ngày Cũng theo Trần Thượng Tuấn (1983) trong điều kiện ngày ngắn, chất khô tích lũy vào trái nhiều Trong điều kiện ngày dài chất khô chủ yếu tích lũy vào thân, rễ

1.3.2 Nhiệt độ

Theo Phạm Hữu Trinh và cộng tác viên (1986) thì cây đậu xanh là cây nhiệt đới, nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng, ra hoa, kết quả là 25 – 300C, nhiệt độ dưới 150C cây đậu xanh không tăng trưởng được

1.3.3 Lượng mưa

Đậu xanh chỉ cần vũ lượng 750 – 1700 mm/năm là đủ cung cấp nước để phát triển quanh năm (Trần Kim Thủy, 1969) Ở ĐBSCL, vũ lượng hàng năm 1500 mm

Kali giúp cho quá trình quang hợp, sự hoạt động của các enzim, tăng hàm lượng tinh bột trong hạt, tăng lượng cellulose, giúp cây chống bệnh, chống đỗ ngã

1.3.6 Sâu bệnh

Dòi đục thân (Ophiomyia phaseoli): thường xuất hiện khi cây còn non

khoảng 10-12 ngày sau khi gieo

Sâu đục trái (Maruca testulalis): xuất hiện vào khoảng 30–40 ngày sau khi

gieo vào thời kỳ tăng trưởng chậm đến hết thời kỳ tạo trái và hột

Sâu xanh (Spodoptera exigua): xuất hiện suốt chu kỳ sinh trưởng của cây

Sâu ăn tạp (Spodoptera litura): xuất hiện vào khoảng 30–40 ngày sau khi

gieo và phá hại chủ yếu ở thời kỳ tăng trưởng chậm

Bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani): xuất hiện vào khoảng 7–20 ngày sau

khi gieo vào giai đoạn cây con

Bệnh đốm lá (Cercospora canescens) và bệnh rỉ (Uromyces

appendicuslatus): xuất hiện khoảng 50–60 ngày sau khi gieo vào giai đoạn phát

triển của trái và hột

Bệnh khảm (cực vi khuẩn SMV): xuất hiện khoảng 30–70 ngày sau khi gieo

có thể nó xuất hiện từ giai đoạn tăng trưởng chậm đến cuối giai đoạn tạo trái và hột

1.4 BIẾN DỊ

Biến dị là quá trình phản ánh tương tác của cơ thể với môi trường Xét từ quan điểm di truyền học, biến dị cũng là kết quả của phản ứng giữa kiểu gen trong quá trình phát triển cá thể đối với các điều kiện của môi trường ngoài (Phạm Thành

Hổ, 1988)

1.4.1 Biến dị di truyền

Biến dị di truyền là các biến dị của kiểu gen và được di truyền cho các thế hệ sau Các biến dị di truyền phần lớn liên quan đến những biến đổi nhiễm sắc thể bên trong nhân tế bào và một số rất ít ở ngoài nhân Biến dị trong nhân có thể chia thành biến dị tổ hợp (do lai) và biến dị đột biến

Đột biến

Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân

tử (DNA, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau (Phạm Thành Hổ, 1988)

Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hướng

ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên Đa số là đột biến gen lặn và có hại, một số ít

có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống (Nguyễn Thị Phương và Mai Thị Tình, 2011)

Phân loại đột biến

Căn cứ vào tính chất xuất hiện đột biến, có thể phân chia thành các dạng như: (i) Đột biến số lượng nhiễm sắc thể; (ii) Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể; (iii) Đột biến gen

8

Đột biến gen: là những biến đổi nhỏ xảy ra trong cấu trúc của gen Những biến đổi

này thường liên quan đến một số cặp nucleotide hoặc một cặp nucleotid trong gen được gọi là đột biến điểm (đột biến mất, thêm, thay thế một cặp nucleotide)

Các đột biến thay thế base

Đồng hoán là dạng đột biến trong đó một purine này được thay thế bởi một purine khác (A → G hoặc G → A) hoặc một pyrimidine này được thay thế bởi một pyrimidine khác (T → C hoặc C → T)

Dị hoán là dạng đột biến trong đó một purine được thay thế bằng một pyrimidine hoặc ngược lại A  T, A  C, G  C, G  T (Bùi Chí Bữu và Nguyễn Thị Lang (2007)

Đột biến gen có thể xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục Trong tự nhiên, tất cả các gen đều có thể bị đột biến nhưng với tần số rất thấp khoảng (10-6

kỹ thuật di truyền để cải tiến bộ gen của cây trồng về tính trạng cần quan tâm

Gây đột biến tạo giống mới là phương pháp xử dụng các tác nhân vật lý và hóa học, nhằm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật để phục vụ cho lợi ích của con người

Cơ chế gây đột biến gen của Ethyl Methane Sulphonate (EMS)

EMS có công thức hóa học là CH3SO3C2H5 EMS là tác nhân alkyl hóa đơn chức năng gây ra các dạng đột biến : khử hóa purin, thay thế cùng nhóm (transition), tạo triester ở sườn phân tử DNA EMS tạo ra đột biến ngẫu nhiên trong vật liệu di truyền của nucleotide thay thế, đặc biệt là guanine-alkyl hóa Khi xử lý bằng EMS, hóa chất này nhường nhóm ethyl (CH3-CH2) cho DNA mà cụ thể là cho O6 của guanine tạo ra O6

alkyl-guanine Base được alkyl hóa này cặp với thymine thay vì cytosine Kết quả là sinh ra đồng hoán GC→AT ở lần tái bản sau.Ở nồng độ 1% EMS có thể gây ra đột biến với một tỉ lệ 5x10-4

đến 5x10-2 mỗi gen (Konzak & cộng tác, 1965)

1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ĐỘT BIẾN EMS TRÊN CÂY TRỒNG

Lamseejan và ctv (1983); Chow và Loo (1988) đã xử lý EMS (0,1% EMS và 0,2% EMS) trên hạt đậu xanh, kết quả đã làm thay đổi các đặc tính về hình thái, sinh

lý, di truyền, thay đổi tần số đột biến trên giống đậu xanh

Chotechuen Lamseejan (1994) áp dụng kỹ thuật đột biến trên giống đậu xanh

đã tạo được các giống đậu có khả năng chống chịu bệnh đốm lá và bệnh héo cây con Ngoài ra, còn thu được một số cá thể có đặc tính nông học đột biến có lợi phục vụ cho việc nghiên cứu

Lagoda (2007) gây ra đột biến gen trên cơ sở tự phát các dòng đột biến, do đó tạo ra hàng loạt các đặc tính mới và mở rộng sự đa dạng di truyền cho giống đậu xanh

Samiullah Khan và Sonu Goyal (2009) đã sử dụng EMS ở nồng độ 0,1 và 0,2% EMS để gây đột biến trên hai giống đậu xanh K-851 và PS-16 Kết quả đã cải thiện được năng suất và gia tăng tính biến dị di truyền về các tính trạng số lượng của hai giống này như: số cành hữu hiệu, số trái trên cây và năng suất hạt trên cây Giá trị trung bình và các thông số di truyền ở mỗi tính trạng kể trên đều cao hơn so với giống đối chứng trong thế hệ M5

Nyla Jabeen và Bushra Miza (2004) đã thành công trong việc tạo ra các đột biến hình thái trên giống ớt Hạt giống ớt được xử lý bằng EMS ở nồng độ 0,5% trong 3 giờ đã gây ra đột biến điểm hình thái như: cây ớt đột biến có kiểu hình khác

so với cây bình thường Những dạng đột biến khác biệt về hình thái bao gồm: dạng thân cao, thân lùn, chín sớm và trưởng thành muộn Đột biến thay đổi diện tích lá, trật tự lá, hình dạng của lá, cách phân nhánh và dạng đối xứng của hoa Đột biến hữu thụ trong nghiên cứu này có giá trị liên kết và lập bản đồ di truyền về cây ớt và có thể được xem như là các marker di truyền Điều này cho thấy giống đột biến là một giống cây trồng có giá trị

Sri Devi và Mullainnathan (2012) đã xử lý hạt giống ớt ở các nồng độ 10%, 20%,30%,40% và 50% mM Kết quả đã làm giảm sự nảy mầm của ớt với nồng độ ngày càng tăng Cây ớt đột biến đã thay đổi về số lượng đài hoa, cánh hoa, nhị hoa

và lá noãn so với cây bình thường Các thay đổi này bao gồm sự khác biệt trong phát triển hoa, màu sắc hoa, sự sống của hạt phấn Những kết quả này chứng minh rằng

kỹ thuật đột biến là hữu ích và độc đáo như một công cụ trong việc cải tiến các kiểu gen của ớt

Nguyễn Thị Lý Anh và ctv (2009) đã thành công trong việc gây đột biến trên cây hoa cẩm chướng bằng EMS Xử lý EMS đã làm tăng tỷ lệ biến dị cho cây cẩm

10

chướng nuôi cấy in vitro từ 5,1 đến 22,7 lần so với đối chứng Kết quả này tạo cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ xử lý đột biến in vitro trong tạo giống hoa cẩm chướng mới ở Việt Nam

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

2 1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM

+ Thời gian thực hiện: từ 1/8/2012 đến 5/10/2012

+ Địa điểm: thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học phân tử và nhà lưới của Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Cần Thơ

2.2 PHƯƠNG TIỆN

2.2.1 Vật liệu nghiên cứu

Giống đậu xanh ĐX 208 có xuất xứ từ trường Đại Học Cần Thơ Hiện nay, giống DX 208 là giống được trồng phổ biến ở ĐBSCL

Bảng 2.1 Đặc tính của giống ĐX 208

Đặc tính Giá trị

Thời gian sinh trưởng (ngày) 60-70

Số trái trên cây (trái) 10-15

Số hạt trên trái (hạt) 10-12

Trọng lượng 1000 hạt (g) 60-70

Nguồn: Trần Thị Thanh Thủy và Trương Trọng Ngôn (2010)

2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tư

+ Thiết bị: Tủ sấy, cân phân tích, máy đo ẩm độ hạt, máy chụp hình kỹ thuật số,

micropipet, các dụng cụ phục vụ cho việc xử lý hạt, chăm sóc, thu hoạch và thu thập chỉ tiêu

+ Hóa chất: Ethyl Methane Sulphonate (EMS), Na2HPO4.12 H2O, NaH2PO4 2 H2O

và nước cất

+ Vật tư:

Phân đơn: Urea (46%N); Super lân (16% P2O5); KCL (60% K2O)

Thuốc phòng trừ sâu, bệnh: Diazan 60EC, Thianmectin 0.5 ME, Marthian 90

SP, Tilt Super 30EC

12

2.3 PHƯƠNG PHÁP

2.3.1 Cách pha dung dịch đệm và dung dịch EMS

+ Pha 800 ml dung dịch đệm Phosphate 0,1 M, pH = 7,0

Dung dịch A (Na 2 HPO 4 ) 0,2 M: cân 28,64 g Na2HPO4.12 H2O để vào bình định mức, lên thể tích bằng nước cất tới 400 ml, dùng đủa thủy tinh khoấy tan

+ Pha dung dịch EMS

Nồng độ 0,2% EMS: Dùng micropipet rút 400 µl EMS để vào bình định mức, lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml

Nồng độ 0,4% EMS: Dùng micropipet rút 800 µl EMS để vào bình định mức, lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml

Nồng độ 0,6% EMS: Dùng micropipet rút 1200 µl EMS để vào bình định mức, lên thể tích bằng dung dịch Phosphate (0,1 M) tới 200 ml

Nồng độ 0,8% EMS: Dùng micropipet rút 1600 µl EMS để vào bình định mức, lên thể tích bằng dung dịch Phosphate (0,1 M) tới 200 ml

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố, gồm 5 nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng không xử lý EMS, 4 nghiệm thức còn lại xử lý EMS theo từng mức nồng độ khác nhau (Bảng 2.2) Mỗi nghiệm thức gieo 2 hàng, mỗi hàng dài 3m, khoảng cách 40 x 0,4 cm, 1hạt/hốc, lặp lại ba lần