Đánh giá khả năng chịu lạnh và tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu lạnh từ các giống lúa Xuân Châu Hương, Q5, C27, Khang Dân, U17 và Nhị Ưu 63 bằng kỹ 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

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TĂNG THỊ NGỌC MAI

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LẠNH

VÀ TẠO NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CHỌN DÒNG

CHỊU LẠNH TỪ CÁC GIỐNG LÚA XUÂN CHÂU HƢƠNG,

Q5, C27, KHANG DÂN, U17 VÀ NHỊ ƢU 63 BẰNG KỸ

THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thái Nguyên – Năm 2011

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực. Một số kết quả đã được công bố cùng

PGS. TS. Nguyễn Thị Tâm, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kì công

trình nào khác.

Tác giả

Tăng Thị Ngọc Mai

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TĂNG THỊ NGỌC MAI

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LẠNH

VÀ TẠO NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CHỌN DÒNG

CHỊU LẠNH TỪ CÁC GIỐNG LÚA XUÂN CHÂU HƢƠNG,

Q5, C27, KHANG DÂN, U17 VÀ NHỊ ƢU 63 BẰNG KỸ

THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO

Chuyên ngành Sinh học thực nghiệm

Mã số: 60.46.30

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thị Tâm

Thái Nguyên – Năm 2011

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực. Một số kết quả đã được công bố

cùng PGS.TS. Nguyễn Thị Tâm, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kì

công trình nào khác.

Tác giả

Tăng Thị Ngọc Mai

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

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Thị Tâm 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 KTV Trần Thị Hồng (phòng thí nghiệm Công nghệ tế bào và

vi sinh), KTV Đào Thu Thủy (phòng thí nghiệm Di truyền - Sinh học hiện đại)

Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong quá trình

hoàn thành luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Sư phạm, khoa Sau đại

học, bộ môn Sinh học phân tử và Công nghệ gen - Viện Khoa học Sự sống, Ban chủ

nhiệm khoa Sinh - KTNN và các thầy cô giáo, cán bộ khoa Sinh - KTNN đã tạo

điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Tác giả luận văn

Tăng Thị Ngọc Mai

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

i

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

2,4D 2,4D – Axit dichlorphenoxyacetic

ADN Axit deoxyribo nucleic

BAP 6 – Benzyl amino purin

bp Cặp base (base pair)

cs Cộng sự

cADN Sợi ADN bổ sung tổng hợp từ mARN nhờ enzym phiên mã ngược

ĐC Đối chứng

ĐVHĐ Đơn vị hoạt độ

EDTA Axit ethylen diamin tetra axetic

kb Kilobase

MS Môi trường Murashige và Skoog

mARN ARN thông tin

NAA Axit α – naphthyl axetic (α – naphthyl acetic acid)

PCR Polymerase Chain Reaction - Phản ứng chuỗi polymerase

R0 Cây tái sinh từ mô sẹo

R1 Thế hệ thứ nhất của cây tái sinh

RAPD

Random Amplified Polymorphic DNA - Phân tích đa hình của ADN

được nhân bản ngẫu nhiên

TAE Tris axetat EDTA

TTC 2,3,5, Trichloterazolium- chlorid

CTAB Cetyl trimetyl amoni bromua

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

ii

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa phụ

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục các chữ viết tắt..................................................................................iii

Mục lục.................................................................................................................i

Danh mục các bảng ............................................................................................iv

Danh mục các hình.............................................................................................. v

MỞ ĐẦU....................................................................................................................1

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3

1.1. Giới thiệu về cây lúa ............................................................................................3

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa.............................................................................. 3

1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa........................................................................................ 3

1.1.3. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam ................................................ 4

1.1.4. Đặc điểm sinh học của cây lúa nước...................................................................... 6

1.2. Lạnh và cơ chế chịu lạnh......................................................................................7

1.2.1. Khái niệm về tính chịu lạnh của thực vật.............................................................. 7

1.2.2. Tác động của lạnh lên thực vật............................................................................... 8

1.2.3. Cơ chế chịu lạnh của thực vật và khả năng khắc phục ........................................ 9

1.2.4. Tác hại của lạnh và tính chịu lạnh ở lúa .............................................................. 10

1.3. Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy in vitro vào việc đánh giá và nâng cao khả năng

chống chịu ở cây trồng......................................................................................11

1.3.1. Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy in vitro vào việc đánh giá khả năng chống chịu

của cây trồng ở mức độ mô - tế bào................................................................................11

1.3.2. Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy in vitro để nâng cao khả năng chống chịu ở

cây trồng ...................................................................................................................12

1.4. Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong phân tích hệ gen thực vật ...............14

1.4.1. Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction - PCR) .................. 14

1.4.2. Kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ............................... 14

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

iii

Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................17

2.1. Nguyên liệu nghiên cứu .....................................................................................17

2.1.1. Vật liệu thực vật ..................................................................................................... 17

2.1.2. Hoá chất và thiết bị ................................................................................................ 17

2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................18

2.2.1. Phương pháp nuôi cấy mô - tế bào thực vật........................................................ 18

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu đồng ruộng.................................................................. 20

2.2.3. Phương pháp phân tích hoá sinh .................................................................... 21

2.2.4. Phương pháp phân tích sinh lý........................................................................ 23

2.2.5. Phương pháp sinh học phân tử.............................................................................. 24

2.2.6. Xử lý kết quả và tính toán số liệu......................................................................... 26

Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................27

3.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu lạnh của các giống lúa ....................................27

3.1.1. Khả năng chịu lạnh của các giống lúa ở giai đoạn hạt nảy mầm ..................... 27

3.1.2. Khả năng chịu lạnh của các giống lúa ở giai đoạn cây mạ ...................... 33

3.1.3. Khả năng chịu lạnh của các giống lúa ở mức độ mô sẹo .......................... 37

3.2. Tạo vật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu lạnh của các giống lúa nghiên cứu

bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro .........................................................................45

3.2.1. Kết quả sàng lọc dòng tế bào chịu lạnh............................................................... 45

3.2.2. Phân tích mức độ biến động di truyền quần thể R0............................................ 46

3.2.3. Kết quả phân tích đa hình ADN của một số dòng lúa nghiên cứu bằng kỹ

thuật RAPD.......................................................................................................47

3.2.3.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số từ lá lúa của một số dòng R1 có nguồn gốc

từ mô sẹo chịu lạnh giống XCH.............................................................................48

3.2.3.2. Phân tích đa hình bằng kỹ thuật RAPD............................................................ 49

3.2.3.3. Mối quan hệ di truyền giữa của các dòng lúa nghiên cứu ............................. 58

3.2.3.4. Kết luận phân tích đa hình ADN hệ gen của 5 dòng lúa có nguồn gốc từ mô

sẹo chịu lạnh giống XCH bằng kỹ thuật RAPD...................................................60

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.....................................................................................61

CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ..................................................62

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63