Tài liệu Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lượng sắt trong gạo cao và amylose thấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ -----o0o----- NGUYỄN THỊ MỸ DUYÊN CHỌN TẠO GIỐNG LÖA CHỊU MẶN CÓ HÀM LƢỢNG SẮT TRONG GẠO CAO VÀ AMYLOSE THẤP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ NGÀNH: 62 42 20 01 CẦN THƠ, 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ -----o0o----- NGUYỄN THỊ MỸ DUYÊN CHỌN TẠO GIỐNG LÖA CHỊU MẶN CÓ HÀM LƢỢNG SẮT TRONG GẠO CAO VÀ AMYLOSE THẤP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ NGÀNH: 62 42 20 01 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN THỊ CÖC HÕA CẦN THƠ, 2019 TRANG XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC Luận án “Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lƣợng sắt trong gạo cao và amylose thấp” do nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Mỹ Duyên thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa. Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Tác giả luận án PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa Nguyễn Thị Mỹ Duyên i LỜI CẢM ƠN Chân thành cảm ơn Cô PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa đã tận tình hướng dẫn khoa học, chỉ dạy cho tôi rất nhiều trong cách tiếp cận các kiến thức khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu. Cô đã giúp đỡ và hỗ trợ hóa chất, trang thiết bị, cũng như kinh phí cho các nghiên cứu để giúp tôi hoàn thành tốt luận án Nghiên cứu sinh. Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học, Khoa Sau Đại Học và Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi trong thực hiện các thủ tục cho tôi trong suốt quá trình học tập Nghiên cứu sinh tại đây. Tôi xin chân thành cám ơn sự dạy dỗ nhiệt tình của Các Thầy, Cô tại Viện Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ giúp tôi mở mang thêm kiến thức, hỗ trợ cho các nghiên cứu của tôi. Xin gởi lời chân thành biết ơn đến Ban Lãnh đạo Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long, anh chị em tại Bộ môn Công nghệ Sinh học và Bộ môn Di truyền chọn giống đã hỗ trợ giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong xuốt 4 năm thực hiện các nghiên cứu tại Viện. Chân thành cảm ơn Lãnh đạo Bộ môn CNSH, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp & TNTN, BGH Trường Đại học An Giang đã ủng hộ và hỗ trợ cho tôi trong suốt thời gian đi học. Cám ơn các em sinh viên Công nghệ Sinh học, Trường Đại học An Giang khóa DH11SH, DH12SH, DH13SH, DH14SH và DH15SH đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện các thí nghiệm Nghiên cứu sinh. Sau cùng tôi xin được cảm ơn những người thân yêu trong gia đình đã luôn động viên, chia sẽ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nguyễn Thị Mỹ Duyên ii TÓM TẮT Xâm nhập mặn đã và đang là thách thức lớn đối với nông dân trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng và cả nước nói chung. Đồng thời, thị hiếu của người tiêu dùng ngày càng cao, vấn đề phẩm chất gạo tốt, ngon cơm (có hàm lượng amylose thấp) và giàu vi chất (hàm lượng sắt cao) đang được quan tâm hàng đầu. Do đó, cần thiết phải lai tạo và chọn lọc giống mới vừa có khả năng trồng được điểm nhiễm mặn mặn, vừa giàu sắt vừa có hàm lượng amylose thấp. Mặt khác, nghiên cứu giống lúa có khả năng chịu mặn thông qua sự kết hợp giữa phương pháp lai tạo truyền thống và chọn lọc hiện đại bằng chỉ thị phân tử cho phép rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả chọn tạo giống lúa. Qua đánh giá 36 dòng/giống lúa triển vọng của Bộ môn Công nghệ Sinh học - Viện lúa ĐBSCL đã chọn được 4 dòng/giống có hàm lượng sắt cao và amylose thấp làm giống mẹ nhận gen (recipient) bao gồm OM238, OM5451, OM121 và OM231 để lai tạo với giống lúa có khả năng chịu mặn cao là Pokkali (donor, cho gen). Trong quá trình đánh giá và chọn lọc nhận thấy tổ hợp lai hồi giao OM121/Pokkali//OM121 nhiễm bệnh vàng lá và ít có tiềm năng nên đã loại bỏ từ thế hệ BC1F1; 3 tổ hợp còn lại OM231/Pokkali//OM231, OM238/Pokkali//OM238 và OM5451/Pokkali//OM5451 được đánh giá tại Viện lúa ĐBSCL, trong đó thế hệ BC3F4-5 còn được đánh giá ở 2 điểm chịu mặn Kiên Giang và Sóc Trăng để khảo sát khả năng thích nghi của từng dòng. Kết quả cho thấy, thế hệ BC3F4, đã chọn được 6 dòng lai ưu việt thuộc cả 3 tổ hợp với hàm lượng sắt trong gạo lức dao động từ 14,13 - 16,19 mg/kg, hàm lượng sắt trong gạo trắng dao động từ 4,55 - 6,65 mg/kg; hàm lượng amylose đạt từ 18,12 - 19,95%. Thế hệ BC3F5, chọn được các dòng triển vọng mang gen chịu mặn có hàm lượng sắt cao và hàm lượng amylose thấp bao gồm: dòng BC3F5-5-1-1 thuộc tổ hợp OM231/Pokkali//OM231 với hàm lượng sắt đạt 16,15 mg/kg và 6,09 mg/kg trong gạo lức và gạo trắng, amylose đạt 17,90%; còn tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 đã chọn được dòng BC3F5-22-1-1 với hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng lần lượt là 15,85 mg/kg và 6,02 mg/kg, amylose đạt 19,90%; và dòng BC3F5-22-1-3 có hàm lượng sắt gạo lức là 14,70 mg/kg còn hàm lượng sắt trong gạo trắng là 5,39 mg/kg, amylose đạt 18,66%. Các dòng này có tiềm năng phát triển ở vùng ĐBSCL cũng như là nguồn vật liệu cho các nghiên cứu tiếp theo. Từ khóa: lúa chịu mặn, chỉ thị phân tử SSR, đoạn gen Saltol, hàm lượng sắt, hàm lượng amylose. iii SUMMARY Salt intrusion has been a major challenge for rice farmers in the Mekong Delta in particular and the whole country in general. At the same time, tastes of higher consumption, good quality rice, delicious rice (low amylose content) and rich in micronutrients (high iron content) are of prime concern. Therefore, it is necessary to breed and select new varieties and be able to plant on salinity land with high iron content and low amylose content. In addtion, research on the salt-tolerant rice varieties through a combination of traditional crossing and modern selection methods by molecular markers to shorten the time and increase the efficiency of selecting good quality rice varieties. Based on the evaluation of 36 potential rice lines/varieties of the Department of Biotechnology- Mekong Delta Rice Institute has selected 4 lines/varieties with high iron content and low amylose as the recipient gene, including OM238-1, OM5451, OM121 and OM231 for hybridization with high salttolerant rice variety is Pokkali (donor, for gene). During the evaluation and selection the hybrid combinations OM121/ Pokkali//OM121 was infected with leaf yellow disease and had little potential to be removed at the BC 1F1 generation; three hybrid combinations (OM231/Pokkali//OM231, OM238/Pokkali//OM238 và OM5451/Pokkali//OM5451) were selected at the Mekong Delta Rice Research Institute while the BC3F4-5 generation was also evaluated in two saline areas at Kien Giang and Soc Trang. The result, the BC3F4 generation, 6 lines/varieties of three hybrid combinations were selected with the iron content in brown rice ranging from 14,13 to 16,19 mg/kg, the iron content in white rice ranged from 4,55 – 6,65 mg/kg; amylose content is from 18,12% to 19,95%. In the BC3F5 generation, the potential lines/varieties carrying the salt-tolerant gene with high iron content and low amylose content include: rice line BC3F5-5-1-1 from the hybrid combinations OM231/Pokkali //OM231 with an iron content of 16,15 mg/kg and 6,09 mg/kg in brown rice and white rice, amylose content was 17,90%; and the hybrid combinations OM238/Pokkali//OM238 was selected rice line BC3F5-22-1-1 with iron content in brown rice and white rice respectively at 15,85 mg/kg and 6,02 mg/kg, amylose content was 19,90%; and rice line BC3F5-22-1-3 had brown iron content of 14,70 mg/kg and iron content in white rice was 5,39 mg/kg, amylose content was 18,66%. These rice lines were considered to be ability to develop in the Mekong Delta as well as a valuable resource for further research. Keywords: salt-tolerant rice, SSR (microsatellite) marker, Saltol gene, amylose content, iron content. iv CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận án “Chọn tạo giống lúa chịu mặn có hàm lƣợng sắt trong gạo cao và amylose thấp” này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa. Các kết quả của công trình nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Thị Mỹ Duyên v MỤC LỤC Trang xác nhận của người hướng dẫn khoa học ............................................... i Lời cảm ơn ....................................................................................................... ii Tóm tắt ............................................................................................................ iii Summary ......................................................................................................... iv Cam kết kết quả ................................................................................................v Mục lục ........................................................................................................... vi Danh sách hình..................................................................................................x Danh sách bảng ............................................................................................. xiii Danh mục từ viết tắt ..................................................................................... xvii Chƣơng 1: Giới thiệu ......................................................................................1 1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................2 1.3 Nội dung nghiên cứu...................................................................................3 1.3.1 Nội dung 1: Đánh giá vật liệu di truyền để chọn bố mẹ sử dụng cho nghiên cứu .........................................................................................................3 1.3.2 Nội dung 2: Lai tạo, lai hồi giao và đánh giá tuyển chọn dòng lai mang tính trạng mong muốn .......................................................................................3 1.3.3 Nội dung 3: Trồng khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái ................................3 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................4 1.4.1 Ý nghĩa khoa học .....................................................................................4 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn......................................................................................4 1.5 Tính khoa học của đề tài .............................................................................4 1.6 Những đóng góp mới của đề tài ..................................................................5 1.7 Tính ứng dụng của đề tài ............................................................................5 1.8 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..............................................................6 Chƣơng 2: Tổng quan tài liệu các nghiên cứu liên quan ............................7 2.1. Sự xâm nhập mặn và đất nhiễm mặn ở khu vực ĐBSCL ..........................7 2.2 Sự ảnh hưởng của mặn lên cây lúa .............................................................7 2.2.1 Ảnh hưởng giai đoạn nảy mầm và đầu giai đoạn mạ ..............................8 2.2.2. Ảnh hưởng của mặn lên chiều cao cây lúa .............................................8 2.2.3. Ảnh hưởng của mặn lên độ hữu thụ của hạt phấn ..................................8 2.2.4. Ảnh hưởng của mặn lên chiều dài bông và năng suất lúa ......................8 vi 2.3 Tính chống chịu mặn và đặc điểm di truyền của các giống lúa chịu Mặn ...................................................................................................................9 2.3.1 Tính chống chịu mặn của cây lúa ............................................................9 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm di truyền giống lúa chống chịu mặn ...................10 2.4 Chỉ thị phân tử SSR ..................................................................................11 2.5 Sắt và vai trò của sắt .................................................................................11 2.5.1 Nhu cầu sắt của cơ thể người và tác hại thiếu sắt .................................11 2.5.2 Thành phần sắt có trong hạt gạo ............................................................12 2.5.3 Cung cấp sắt cho cơ thể dựa vào thực phẩm chính từ gạo giàu sắt .......13 2.6 Một số tiêu chí phân loại chất lượng gạo ..................................................14 2.6.1 Hàm lượng amylose ...............................................................................14 2.6.2 Các chỉ tiêu phẩm chất cơm liên quan đến hàm lượng amylose ...........17 2.7 Các nghiên cứu liên quan..........................................................................18 2.7.1 Các nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu sắt ..........................................18 2.7.2 Các nghiên cứu về hàm lượng amylose trên các giống lúa ...................21 2.7.3 Một số thành tựu chọn tạo giống lúa chống chịu mặn ...........................25 Chƣơng 3: Phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................32 3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu .............................................................32 3.1.1 Thanh lọc mặn ......................................................................................32 3.1.2 Sử dụng dấu phân tử SSR để nhận diện gen mặn ..................................32 3.1.3 Phân tích phẩm chất hạt .........................................................................32 3.1.4 Lai tạo các thế hệ lai mới (F1 đến BC3F1)..............................................32 3.1.5 Đánh giá chọn dòng (BC3F2 đến BC3F3) ...............................................32 3.1.6 Trồng thử nghiệm các dòng lúa lai ưu tú thế hệ BC 3F4 đến BC3F5 tại vùng sinh thái mặn ..........................................................................................32 3.2 Phương tiện nghiên cứu ............................................................................33 3.2.1 Vật liệu ...................................................................................................33 3.2.2 Dụng cụ và hóa chất...............................................................................34 3.3 Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................35 3.3.1 Nội dụng 1 : Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn - chất lượng cao ...............................................................36 3.3.2 Nội dung 2: Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính trạng mong muốn ............................................................................................48 vii 3.3.3 Nội dụng 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ sử dụng chỉ thị phân tử SSR ....52 3.3.4 Nội dung 4 và 5: Khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017 và Đông Xuân 2018 .............................................................................................57 3.3.5 Phương pháp phân tích số liệu ...............................................................64 Chƣơng 4: Kết quả và thảo luận .................................................................62 4.1 Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn - chất lượng cao .......................................................................................65 4.1.1 Đánh giá khả năng chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc ...................65 4.1.2 Phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng .............................67 4.1.3 Phân tích nhiệt trở hồ, độ bền gel và hàm lượng amylose bằng phương pháp sinh hóa ..................................................................................................69 4.1.4 Sử dụng chỉ thị phân tử SSR liên kết với gen chịu mặn để phát hiện vật liệu di truyền mang gen mong muốn ..............................................................73 4.2 Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính trạng mong muốn ...............................................................................................................74 4.3 Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ chỉ thị phân tử SSR ........................................75 4.3.1 Giai đoạn các thế hệ cây F1, BC1-3F1 .....................................................75 4.3.2 Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F2..........................................................91 4.3.3 Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F3....................................................... 105 4.4 Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại các vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017 .................................. 118 4.4.1 Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F4 ..................... 119 4.4.2 Đánh giá đặc tính nông học và năng suất .......................................... 122 4.4.3 Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Hè Thu 2017 ............................................................................................................. 126 4.5 Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp các vùng sinh thái vụ Đông Xuân 2017 - 2018 ..................... 130 4.5.1 Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F5 ..................... 131 4.5.2 Đánh giá đặc tính nông học và năng suất ........................................... 133 4.5.3 Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 .................................................................................................. 140 4.5.4 Đặc tính cơ bản của các dòng được chọn từ đề tài ............................. 143 viii Chƣơng 5: Kết luận và đề xuất ................................................................. 144 5.1 Kết luận .................................................................................................. 144 5.2 Đề xuất ................................................................................................... 149 Tài liệu tham khảo ..................................................................................... 150 Phụ lục ........................................................................................................ 162 ix DANH SÁCH HÌNH Danh sách hình Hình 2.1 Hình 2.2 Trang Cấu trúc amylose Cấu trúc amylopectin Giống lúa có hàm lượng sắt trong gạo cao của Viện lúa ĐBSCL Bản đồ di truyền phân tử trên nhiễm sắc thể số 3, 5 và 6 của hàm lượng amylose 14 15 Hình 2.5 Đoạn gen Saltol trên nhiễm sắc thể số 1 của cây lúa 27 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Sơ đồ tổng quát tiến trình nghiên cứu Thanh lọc mặn 8 dS/m (4‰) Sơ đồ tổng quát phân tích hàm lượng sắt trong hạt gạo 35 37 39 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Dãy đường chuẩn đo hàm lượng amylose Qui trình phân tích hàm lượng amylose Sự khác nhau của độ bền gel sau phân tích sinh hóa 43 44 45 Hình 3.7 Nhiệt độ trở hồ Sơ đồ quy trình chuyển gen chịu mặn vào giống lúa có hàm lượng amylose thấp và sắt cao Các bước lai lúa 46 Hạt lúa lai đã nảy mầm sau khi được ngâm, ủ Thu lá lúa trích DNA kiểm tra gen mặn Thanh lọc giai đoạn mạ nồng độ muối 4‰ (8 dS/m) các dòng/giống lúa triển vọng Biểu đồ phân nhóm cấp chống chịu mặn của 36 dòng/giống lúa thanh lọc mặn giai đoạn mạ nồng độ muối 4‰ (8 dS/m) 53 54 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hàm lượng sắt trong gạo lức của 36 dòng/giống triển vọng Hàm lượng sắt trong gạo trắng của 36 dòng/giống triển vọng Hàm lượng amylose của 36 dòng/giống triển vọng Sản phẩm PCR được nhân bản bởi mồi RM140 và RM310 của các giống/dòng được chọn làm bố mẹ Sản phẩm PCR được nhân bản bởi các mồi RM1287 và RM3412b của các giống/dòng được chọn làm bố mẹ Sản phẩm PCR được nhân bản bởi các mồi RM7075, RM490 và RM10694 của các giống/dòng được chọn làm x 21 23 49 51 65 66 69 71 71 73 73 74 bố mẹ Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Hình 4.13 Hình 4.14 Hình 4.15 Hình 4.16 Hình 4.17 Hình 4.18 Hình 4.19 Hình 4.20 Hình 4.21 Hình 4.22 Hình 4.23 Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao OM231/Pokkali//OM231 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và RM10694(b) của 13 cá thể F1 quần thể OM231/Pokkali Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và RM10694(b) của 16 cá thể BC1F1 quần thể OM231/Pokkali//OM231 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và RM10694(b) của 26 cá thể BC2F1 quần thể OM231/Pokkali//OM231 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và RM10694(b) của 39 cá thể BC3F1 quần thể OM231/Pokkali//OM231 Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao OM238/Pokkali//OM238 Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao OM5451/Pokkali//OM5451 Sơ đồ chọn tạo quần thể lai hồi giao OM121/Pokkali//OM121 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287(a) và RM10694(b) của 26 cá thể BC3F2 thuộc quần thể OM231/Pokkali//OM231 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và RM10694 (b) trên gel agarose 2,5% của 17 dòng BC3F3 của OM231/Pokkali//OM231 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và RM10694 (b) của 20 dòng con lai BC3F3 thuộc tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 Sản phẩm PCR được nhân bản bởi RM1287 (a) và RM10694 (b) của 18 dòng lúa BC3F3 thuộc tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 Kết quả đánh giá gen mặn (Saltol) của các dòng con lai của 3 tổ hợp hồi giao với RM1287 (a) và RM10694 (b) trên gel agarose 2,5% Sản phẩm PCR cho gen qui định hàm lượng amylose (gen Waxy) của các dòng con lai thế hệ BC3F4 với chỉ thị Wx-In1 trên gel agarose 2,5% Kết quả đánh giá gen mặn (Saltol) của các dòng con lai xi 76 78 79 80 81 82 86 89 93 108 110 115 121 128 132 Hình 4.26 của 3 tổ hợp hồi giao với RM1287 (a) và RM10694 (b) trên gel agarose 2,5%OM5451/Pokkali//OM5451 Giản đồ BIPLOT về năng suất của các dòng lúa khảo nghiệm tại 3 điểm khác nhau trong vụ Đông Xuân 2017 2018 Sản phẩm PCR cho gen qui định hàm lượng amylose (gen Waxy) của các dòng con lai thế hệ BC3F5 với chỉ thị Wx-In1 trên gel agarose 2,5% Dạng hạt dòng lúa BC3F5-5-1-1 Hình 4.27 Dạng hạt dòng lúa BC3F5-22-1-1 145 Hình 4.28 Dạng hạt dòng lúa BC3F5-22-1-3 146 Hình 4.24 Hình 4.25 xii 139 141 144 DANH SÁCH BẢNG Danh sách bảng Trang Bảng 3.1 Danh sách và trình tự các cặp mồi SSR kiểm tra gen chịu mặn 34 Bảng 3.2 Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn giai đoạn mạ 36 Bảng 3.3 Tiêu chuẩn đánh giá (SES) tính chống chịu mặn theo tiêu chuẩn phân cấp IRRI, 1997 37 Bảng 3.4 Dựng đường sắt chuẩn 41 Bảng 3.5 Phân loại hàm lượng sắt trong gạo 41 Bảng 3.6 Đường chuẩn để phân tích hàm lượng amylose Thang phân loại hàm lượng amylose theo Kumar and Khush, 1986 43 Thang phân loại độ bền gel theo IRRI (1996) Thang đánh giá nhiệt độ trở hồ theo tiêu chuẩn của IRRI (1996) Thành phần hóa chất của phản ứng PCR với mồi SSR Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn giai đoạn mạ Các nghiệm thức trong thí nghiệm thanh lọc mặn giai đoạn mạ Phân nhóm lúa theo thời gian sinh trưởng Phân loại cấp bạc bụng theo IRRI (1996) Phân loại chiều dài hạt gạo theo IRRI (1996) Phân loại hình dạng hạt gạo theo IRRI (1996) Nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm thanh lọc mặn giai đoạn mạ 45 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Phân loại tỷ lệ gạo lức theo IRRI (1996) Phân loại tỷ lệ gạo trắng theo IRRI (1996) Phân loại tỷ lệ gạo nguyên theo IRRI (1996) 63 63 64 Bảng 4.1 Cấp chống chịu mặn của 36 dòng/giống lúa thanh lọc Hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng của 36 dòng/giống lúa triển vọng Hàm lượng amylose, độ bền gel và nhiệt trở hồ của 36 dòng/giống lúa triển vọng Các đặc tính nông học của các giống lúa dự tuyển làm cá thể mẹ qua phân tích hàm lượng amylose và hàm lượng 66 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 xiii 43 46 47 52 54 55 56 56 57 58 68 70 72 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 sắt trong hạt gạo Kết quả lai tạo sau 21 ngày thu được hạt F1 trên 4 tổ hợp lai Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ hợp OM231/Pokkali//OM231 Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 75 77 83 Bảng 4.8 Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 87 Bảng 4.9 Số cá thể chọn lọc qua các thế hệ F1 đến BC3F1 của tổ hợp OM121/Pokkali//OM121 90 Bảng 4.10 Bảng 4.11 Bảng 4.12 Bảng 4.13 Bảng 4.14 Bảng 4.15 Bảng 4.16 Bảng 4.17 Bảng 4.18 Bảng 4.19 Bảng 4.20 Bảng 4.21 Bảng 4.22 Bảng 4.23 Bảng 4.24 Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F2 từ tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231 ở nồng độ muối 4‰ Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231 thế hệ BC3F2 Đặc tính nông học của 14 dòng lúa tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231 thế hệ BC3F2 Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F2 từ tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 ở nồng độ muối 4‰ Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 thế hệ BC3F2 Một số chỉ tiêu nông học của 15 dòng lúa tổ hợp OM238/Pokkali//OM238 thế hệ BC3F2 Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 ở nồng độ muối 4‰ Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 thế hệ BC3F2 Một số chỉ tiêu nông học của 18 dòng lúa tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 thế hệ BC3F2 Đặc tính phẩm chất hạt của các dòng lúa chịu mặn Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp OM231/Pokkali/OM231 sau thanh lọc mặn ở nồng muối 4‰ Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn BC3F3 tổ hợp OM231/Pokkali//OM231 94 94 95 lai lai lai 97 98 99 100 lai lai lai 101 102 103 104 lai độ lai Một số chỉ tiêu nông học của 6 dòng lai thế hệ BC3F3 của xiv 92 105 107 108 Bảng 4.25 Bảng 4.26 Bảng 4.27 Bảng 4.28 tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231 Đặc tính phẩm chất hạt của 6 dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 của tổ hợp lai OM231/Pokkali//OM231 Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238 sau thanh lọc mặn ở nồng độ muối 4‰ Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238 Một số chỉ tiêu nông học của 5 dòng lai thế hệ BC3F3 của tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238 109 110 111 112 Bảng 4.29 Đặc tính phẩm chất hạt của 5 dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 của tổ hợp lai OM238/Pokkali//OM238 113 Bảng 4.30 Cấp chịu mặn các dòng lúa từ tổ hợp OM5451/Pokkali//OM5451 ở nồng độ muối 4‰ 114 Bảng 4.31 Bảng 4.32 Bảng 4.33 Bảng 4.34 Bảng 4.35 Bảng 4.36 Bảng 4.37 Bảng 4.38 Bảng 4.39 Bảng 4.40 Bảng 4.41 Bảng 4.42 Bảng 4.43 Bảng 4.44 lai Kết quả chọn dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 tổ hợp lai OM5451/Pokkali//OM5451 Một số chỉ tiêu nông học của 6 dòng chịu mặn thế hệ BC3F3 của tổ hợp lai OM5451/Pokkali//OM5451 Đặc tính phẩm chất hạt của 6 dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F3 của tổ hợp lai OM5451/Pokkali//OM5451 Các dòng lúa thế hệ con lai BC3F4 được tự thụ từ các quần thể BC3F3 Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F4 từ các tổ hợp lai hồi giao ở nồng muối 4‰ ở giai đoạn mạ Độ mặn nước biển đo Độ mặn mẫu nước và đất tại ruộng trần đề-sóc trăng Năng suất thực tế của các dòng lúa BC3F4 tại các điểm khảo nghiệm trong vụ Hè Thu 2017 Hàm lượng sắt và hàm lượng amylose của các dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F4 Kết quả so sánh kiểu hình và kiểu gen liên quan tính trạng hàm lượng amylose của các dòng lúa thế hệ BC3F4 Phẩm chất xay chà của các dòng lúa triển vọng Các dòng lúa thế hệ con lai BC3F5 được tự thụ từ các quần thể BC3F4 Cấp chịu mặn các dòng lúa BC3F5 từ các tổ hợp lai hồi giao ở nồng độ mặn 4‰ ở giai đoạn mạ Độ mặn nước biển đo 116 117 118 119 120 122 123 125 127 129 130 131 131 133 xv Bảng 4.45 Bảng 4.46 Độ mặn nước biển đo tại ruộng thí nghiệm Độ mặn mẫu nước và đất tại ruộng Trần Đề - Sóc Trăng 134 134 Bảng 4.47 Năng suất thực tế của các dòng lúa BC3F5 tại các điểm khảo nghiệm trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 136 Bảng 4.48 Bảng 4.49 Bảng 4.50 Bảng 4.51 Bảng 4.52 Bảng 4.53 Bảng 4.54 Chỉ số thích nghi và chỉ số ổn định của các dòng lúa con lai trong vụ Đông Xuân 2017-2018 Hàm lượng sắt và hàm lượng amylose của các dòng lúa chịu mặn thế hệ BC3F5 Kết quả so sánh kiểu hình và kiểu gen liên quan tính trạng hàm lượng amylose của các dòng lúa thế hệ BC3F5 Phẩm chất xay chà của 3 dòng lúa BC3F5 ưu tú nhất trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 Đặc tính của dòng BC3F5-5-1-1 trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 Đặc tính của dòng BC3F5-22-1-1 trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 Đặc tính của dòng BC3F5-22-1-3 trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018 xvi 138 140 142 143 144 145 146 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 2-AP 2-acetyl-1-pyrroline AC Amylose content BC Backcross CNSH Công nghệ Sinh học CTAB Cetyltrimethyl ammonium bromide ctv Cộng tác viên ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐBSH Đồng bằng sông Hồng EDTA EthyleneDiamineTetraacetic Acid GBSS Granule bound starch synthase GC Gel consistency GE Grain elongation GT Gelatinization temperature GLC Gas Liquid Chromatography IRRI International Rice Research Institute MAGE MetaPhor agarose gel electrophoresis MAS Maker Assited Selection MS Mass Spectrum NN &PTNT Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn NST Nhiễm sắc thể PAGE Polyacrylamide gel electrophoresis PCR Polymerase chain reaction QTLs Quantitative trait loci RAPD Randomly Amplified Polymosphic DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism SDS Sodium Dodecyl Sulfate SSR Simple Sequence Repeat xvii STS Sequence - tagged sites TE Tris-EDTA TN & MT Tài nguyên & Môi trường TLC Thin Layer Chromatography Tp. HCM Thành phố Hồ Chí Minh USDA The United States Department of Agriculture xviii