Áp dụng chỉ thị phân tử để đánh giá đa dạng di truyền một số dòng cẩm chướng sau xử lý đột biến tia gamma và kết hợp EMS

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ÁP DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT SỐ DÒNG CẨM CHƯỚNG SAU XỬ LÝ ĐỘT BIẾN TIA GAMMA VÀ KẾT HỢP EMS CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LÊ HẢI HÀ HÀ NỘI - Năm 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng và công bố trong các luận văn, luận án và các công trình khoa học nào trước đây.
- Giới thiệu cây cẩm chướng Error! Bookmark not defined.
- Tạo giống đột biến bằng xử lý gamma và EMS 8 2.3.
- Tạo giống đột biến thực nghiệm 14 2.5 Ứng dụng tạo đột biến thực nghiệm và nuôi cấy in vitro trong tạo giống hoa cẩm chướng 23 2.6.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ tia gamma đến khả năng sống, sinh trưởng và biến dị của chồi cẩm chướng in vitro.
- 42 4.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng và biến dị của chồi cẩm chướng in vitro.
- Ảnh hưởng của xử lý kết hợp tia gamma và EMS 48 4.4.
- Nghiên cứu chọn lọc các biến dị sau xử lý đột biến trong điều kiện tự nhiên.
- Đánh giá sự ổn định di truyền các dòng cẩm chướng đột biến 78 5.
- Đề nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 1I.
- Trong những loài hoa cắt được trồng, cẩm chướng đang dần trở thành cây trồng phổ biến.
- Ở nước ta, trước đây hoa cẩm chướng được trồng làm cảnh trang trí, năm 1975 chúng ta đã bắt đầu sản xuất hoa cẩm chướng cắt cành với những giống được nhập nội từ nước ngoài.
- Từ năm 1995 có nhiều giống hoa cẩm chướng mới được nhập nội có nguồn gốc từ Hà Lan, Trung Quốc với màu sắc đa dạng phong phú [48].
- Cho đến nay, cẩm chướng đã trở thành một loài hoa được trồng phổ biến và góp phần không nhỏ vào sự phát triển của ngành rau hoa quả của nước ta.
- Trong đó, xuất khẩu cẩm chướng đạt 8,4 triệu cành, thị trường chủ yếu là Nhật Bản, Úc và Đài Loan [54].
- Đa số các giống hoa cẩm chướng được trồng ở nước ta hiện nay phải nhập từ nước ngoài, nên chi phí sản xuất cao, không chủ động trong sản xuất, năng suất, chất lượng sản phẩm chưa đáp ứng được yêu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng.
- Vì vậy, việc phát triển cây hoa có giá trị này không chỉ là việc nhân nhanh các giống nhập nội hay tìm ra những biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất chất lượng mà còn phải tạo ra được những giống hoa cẩm chướng mới đáp ứng được nhu cầu thị trường và phù hợp với điều kiện sinh thái của Việt Nam.
- Hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ tế bào thực vật, công nghệ xử lý đột biến in vitro đã trở thành công cụ hữu hiệu trong chọn tạo giống cây trồng.
- Kỹ thuật gây đột biến in vitro đã gây tạo và làm tăng tần số xuất hiện đột biến, rút ngắn thời gian chọn tạo với các tính trạng có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và cây hoa nói riêng, góp phần không nhỏ cho việc cải tiến giống cây trồng.
- Ở nước ta hiện nay việc nghiên cứu gây đột biến in vitro vẫn còn hạn chế.
- Đối với cây cẩm chướng đã có những công bố ban đầu về xử lý riêng rẽ EMS và tia gamma in vitro[9].
- Trong thế kỷ này, việc sử dụng các chỉ thị phân tử để đánh giá đa dạng và phát hiện đột biến được áp dụng rộng rãi.
- Để gia tăng tần xuất xuất hiện đột biến nhằm tạo nguồn nguyên liệu phong phú cho chọn tạo giống hoa cẩm chướng mới, chúng tôi tiến hành đề tài “Áp dụng chỉ thị phân tử để đánh giá đa dạng di truyền một số dòng cẩm chướng sau xử lý đột biến tia gamma và kết hợp EMS ” 1.2.
- Mục đích Áp dụng phương pháp đột biến phóng xạ, hoá chất với công nghệ tế bào và sinh học phân tử để tạo và đánh giá các thể đột biến phục vụ cho công tác chọn tạo các giống cẩm chướng mới.
- Tạo đột biến bằng tia gamma và EMS Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 3- Đánh giá được sự sinh trưởng, phát triển của các cây sau xử lý trong điều kiện in vitro và trong điều kiện tự nhiên để chọn lọc đột biến.
- Đánh giá sự đa dạng di truyền của các dòng cẩm chướng đột biến và giống gốc bằng chỉ thị SSR - Đánh giá độ ổn định di truyền của các dòng đột biến chọn lọc được.
- Các thí nghiệm xử lý đột biến được tiến hành trong phòng thí nghiệm tại Viện sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội với điều kiện hoàn toàn nhân tạo.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài Đây là đề tài đầu tiên tiến hành nghiên cứu xử lý kết hợp tác nhân gây đột biến phóng xạ (tia γ) và tác nhân đột biến hoá học (EMS) cho cây cẩm chướng trong điều kiện in vitro.
- Trên cơ sở đó đã tìm được phương pháp xử lý EMS và tia gamma in vitro hiệu quả cho cây cẩm chướng.
- Đồng thời các dòng cẩm chướng thu đuợc sau xử lý kết hợp EMS và tia gamma in vitro sẽ là nguồn nguyên liệu di truyền quý cho việc chọn tạo giống hoa cẩm chướng.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 4PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1.
- Giới thiệu cây cẩm chướng 2.1.1.
- Cẩm chướng có nguồn gốc từ vùng Địa Trung Hải, bắt đầu được nuôi trồng để thưởng ngoạn từ thế kỷ XVI.
- Lần đầu tiên vào năm 1750, các nhà làm vườn Pháp đã tạo ra giống cẩm chướng Remontant, cây cao, ra hoa nhiều lần trong năm.
- Năm 1846, họ đã trồng được rất nhiều giống cẩm chướng hoang dại và điều khiển cho chúng ra hoa quanh năm [6].
- Năm 1852, cây cẩm chướng từ châu Âu được nhập vào Mỹ.
- Tại đây hàng trăm giống hoa cẩm chướng mới với các hình dạng và mầu sắc khác nhau đã được tạo ra, trong đó các giống như North, Berwick, Maine và Wiliam Sim đã trở thành những giống hàng đầu.
- Từ các giống hoa này, người ta đã gây đột biến và lai tạo ra rất nhiều giống cẩm chướng khác nhau trong đó có các giống thuộc dòng Sim nổi tiếng nhất và được trồng khắp nơi trên thế giới [6].
- Ở Việt Nam hoa cẩm chướng được người Pháp đưa vào trồng từ đầu thế kỷ XIX, chủ yếu trồng ở những nơi có khí hậu mát mẻ như Đà Lạt, SaPa.
- Những năm gần đây, cẩm chướng đã được trồng ở nhiều vùng trong cả nước [5].
- Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới và trong nước 2.1.2.1.
- Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới Trong số các loại hoa, hoa cẩm chướng là loại hoa được trồng rộng rãi, phổ biến ở Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ.
- Các nước trồng hoa nhiều đều có trồng hoa cẩm Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 5chướng [13].
- cẩm chướng đã trở thành một loài hoa cắt cành được trồng phổ biến trên thế giới (chiếm khoảng 17% tổng sản lượng hoa cắt).
- Theo Đặng Văn Đông (2005), Italia là nước có diện tích trồng cẩm chướng nhiều nhất, năm 1995 sản lượng hoa cắt của nước này đạt 2.500 triệu cành [6].
- Ở Hà Lan, tuy diện tích trồng hoa cẩm chướng không bằng diện tích trồng hoa tuylip nhưng sản lượng cũng đạt trên 1800 triệu cành/năm, đứng thứ 2 trên thế giới và có xuất khẩu sang Châu Âu, Bắc Mỹ và Nhật Bản [27].
- Ở Ba Lan, cẩm chướng chiếm 60% sản lượng hoa cắt, mỗi năm nước này sản xuất được khoảng 400 triệu cành, đứng thứ 3 trên thế giới [6].
- Ở Kenya, diện tích trồng hoa cẩm chướng chủ yếu tập trung ở Ritf Valley.
- Cây cẩm chướng cảnh được trồng ngoài đồng không bảo vệ ở độ cao khoảng 1800m và cẩm chướng thường được trồng trong nhà plastic ở độ cao 2700m so với mực nước biển [25].
- Ở Colombia, hoa cẩm chướng là cây hoa quan trọng nhất, chiếm tỷ lệ 40% tổng lượng hoa xuất khẩu.
- Colombia là nước trồng cẩm chướng cho hoa tốt nhất trên thế giới và được gọi là thiên đường của hoa cẩm chướng.
- Trong tổng số 4.200 ha hoa cắt thì cẩm chướng chiếm 45,8%.
- Với điều kiện tự nhiên rất phù hợp, cây cẩm chướng đã phát triển trên 25 năm, năm 1986 đã có diện tích gần 1000 ha cẩm chướng được trồng trong nhà che plastic [41].
- Ở Thổ Nhĩ Kỳ, hoa cẩm chướng được trồng rộng rãi từ năm 1925, hiện nay diện tích hoa cẩm chướng chiếm tỷ lệ 21%, đứng thứ 2 sau hoa hồng (24%) (Menguc, A.
- Ở Châu Á, hoa cẩm chướng được trồng nhiều ở Trung Quốc, Malaysia, Srilanka,… Ở Trung Quốc, hoa cẩm chướng cùng hoa hồng là hai loại hoa phổ biến Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 6nhất.
- Cẩm chướng chiếm khoảng 25% tổng lượng hoa trên thị trường tại Bắc Kinh và Côn Minh.
- Trung tâm sản xuất hoa cẩm chướng tập trung ở Côn Minh và Thượng Hải.
- Tại Malaysia, sản lượng hoa cẩm chướng đứng thứ 3 sau cây hoa hồng và hoa cúc, chiếm 9,02% tổng sản lượng hoa.
- Ở đây, hoa cẩm chướng được trồng bao gồm cả loại hoa chùm và hoa đơn (Teresita L.
- Ngược lại, ở Philippin, cây cẩm chướng trồng được rất ít và phải nhập khẩu từ các nước khác.
- Tỷ lệ nhập khẩu hoa cẩm chướng đứng thứ hai trong tổng giá trị nhập khẩu hoa với 22,05% chỉ đứng sau hoa cúc (36,98%) (Teresita L.
- Tại Srilanka, hoa cẩm chướng là cây hoa ôn đới quan trọng nhất.
- Hoa cẩm chướng được trồng chủ yếu để xuất khẩu, còn các loại hoa khác chỉ tiêu thụ được ở nội địa.
- Hai giống cẩm chướng Châu Mỹ và cẩm chướng Địa Trung Hải của Srilanka rất nổi tiếng trên thị trường thế giới (D.M.U.B.
- Ixraen có 150 ha hoa cẩm chướng chiếm 7,5% tổng diện tích trồng hoa, mỗi năm nước này xuất khẩu đạt 119 triệu USD [55].
- Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng ở Việt Nam Ở Việt Nam, hoa cẩm chướng được trồng rộng rãi ở Hà Nội, Hải Phòng, Đà Lạt, thành phố Hồ Chí Minh.
- Các vùng chuyên hoa như An Hải (Hải Phòng), Tây Tựu – Từ Liêm (Hà Nội), Phú Thượng – Tây Hồ (Hà Nội) trồng nhiều hoa cẩm chướng.
- Trước đây, vào mùa hè, hoa cẩm chướng trên thị trường chủ yếu phải nhập từ Côn Minh (Trung Quốc) và Hà Lan nhưng vài năm trở lại đây, cẩm chướng trồng từ Đà Lạt, Lào Cai đang dần chiếm lĩnh thị trường trong nước (Nguyễn Thị Kim Lý, Nguyễn Xuân Linh .
- Diên tích trồng hoa cẩm chướng tại Đà Lạt khonả 50ha, chủ yếu trồng trong nhà có mái che plastic.
- Hàng năm Đà Lạt cung cấp khoảng 100-120 triệu cành hoa cẩm chướng các loại cho thị trường tiêu dùng [12].
- Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 7Tuy diện tích trồng không nhiều nhưng cẩm chướng luôn là hoa có trong danh mục hoa xuất khẩu.
- Sản phẩm hoa xuất khẩu chủ yếu là hoa cúc, hoa cẩm chướng.
- Số liệu thống kê cho thấy lượng xuất khẩu hoa cẩm chướng trong tháng 8/09 đạt 1,7 triệu cành, kim ngạch đạt 343,8 nghìn USD, mặc dù có tăng 32% về lượng và 48% về kim ngạch so với tháng 7/09 nhưng lại giảm 12% về lượng và 19% về kim ngạch so với cùng kỳ 2008.
- Tính chung 8 tháng đầu năm 2009, lượng xuất khẩu hoa cẩm chướng đạt 8,4 triệu cành, tăng 10% về lượng nhưng kim ngạch chỉ đạt gần 1,5 triệu USD, giảm 0,5% so với cùng kỳ năm 2008 [54].
- Cẩm chướng là hoa đang có triển vọng về sản xuất cũng như xuất khẩu.
- Thị trường xuất khẩu hoa cẩm chướng chủ yếu là Nhật Bản, Úc và Đài Loan.
- Đáng chú ý, kim ngạch xuất khẩu hoa cẩm chướng sang thị trường Đài Loan vẫn tăng rất mạnh, đạt 901 nghìn cành và hơn 120 nghìn USD, tăng 111% về lượng và 117,9% về kim ngạch.
- Đơn giá trung bình xuất khẩu hoa Cẩm chướng trong tháng 8/09 hiện vẫn đang duy trì ở mức 0,18 USD/cành.
- hoa cẩm chướng đạt 260.000 USD[54] Trồng hoa cẩm chướng sau 3 - 4 tháng đã bắt đầu cho thu hoạch.
- Như vậy có thể thấy cẩm chướng là một loại hoa có tiềm năng phát triển rất lớn, và có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc phát triển ngành sản xuất hoa của nước ta nói riêng và thế giới nói chung.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học Lê Hải Hà 82.2.
- Tạo giống đột biến bằng xử lý gamma và EMS 2.2.1.
- Đột biến tự nhiên và đột biến nhân tạo Đột biến là những biến đổi di truyền hợp thành cơ sở di truyền của tính biến dị, nó là hiện tượng thường xuyên gắn liền với sự sống và tiến hoá của sinh vật.
- Tác động của các đột biến rất đa dạng, nó có thể gây ra những biến đổi bất kỳ tính trạng nào với những mức độ khác nhau, từ những biến đổi rõ rệt, đến những sự sai lệch rất nhỏ khó nhận thấy.
- Một số đột biến được biểu hiện ra kiểu hình có thể quan sát được, nhưng cũng có những đột biến chỉ ảnh hưởng đến sức sống.
- Có những đột biến lặn nhưng cũng có những đột biến trội.
- Sự thay đổi kiểu hình do đột biến có thể biểu hiện ra ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau như phôi, hạt, cây con, cây trưởng thành.
- Căn cứ vào sự biến đổi cấu trúc di truyền người ta có thể phân ra làm các loại đột biến khác nhau như: đột biến gen là sự biến đổi rất nhỏ trên một đoạn ADN, thường liên quan đến 1 hay 1 số cặp nucleotide.
- đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể như tái sắp xếp, lặp đoạn, mất đoạn.
- Các đột biến này còn có thể gọi là sai hình nhiễm sắc thể [19].
- Trong các dạng đột biến nêu trên dạng làm biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể thường dẫn đến những biến đổi có hại đối với cơ thể sinh vật.
- Vì vậy, các nhà chọn giống chú trọng chủ yếu đến dạng đột biến gen, dạng này liên quan đến sự biến đổi cấu trúc của gen dẫn tới sự xuất hiện alen mới [13].
- Sự phát sinh đột biến có thể do tự phát (đột biến tự nhiên): đột biến xuất hiện trong tự nhiên do tác động của tập hợp các yếu tố (vật lý, hoá học.
- Đột biến có thể do tác động của con người (đột biến nhân tạo) bằng cách sử dụng các tác nhân gây đột biến như các tác nhân vật lý (tia X, tia gamma, bức xạ cực tím UV, bức xạ, neutron.
- Trong điều kiện tự nhiên, tần số xuất hiện đột biến thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại cây trồng và của từng gen riêng biệt, tuy nhiên tần số đột biến rất thấp (khoảng 10-6 [7]) và khó phát hiện, số đột biến có lợi cho sản xuất và đời sống lại càng thấp hơn.
- Ngày nay các nhà chọn giống không thể chỉ trông chờ vào việc sử dụng các dạng đột biến tự phát.
- Vì vậy, việc nghiên cứu đột biến nhân tạo được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tăng tần suất xuất hiện đột biến với các tính trạng có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và cây trồng nói riêng.
- Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng đột biến thực nghiệm đã và đang đóng góp rất lớn cho việc cải tiến giống cây trồng trên thế giới.
- 2.2.1.1 Tác nhân phóng xạ gây đột biến Nhờ sự phát hiện mới trong vật lý nguyên tử đã mở rộng phạm vi nghiên cứu, ứng dụng phóng xạ trong tạo giống cây trồng.
- Cơ chế gây đột biến của tác nhân bức xạ: Theo lý thuyết của A.M.Kuzin cơ chế của quá trình tương tác gây đột biến gồm 3 giai đoạn chính

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt