Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn

Mục tiêu của đề tài: Thu thập các giống bông cỏ địa phương và nhập nội để tiến hành đánh giá khả năng kháng/nhiễm bệnh xanh lùn qua chỉ tiêu hình thái, đồng thời đánh giá sự đa dạng di truyền của các giống bông bằng chỉ thị phân tử (SSR), từ đó xác định các cặp lai phục vụ nghiên cứu lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn và chọn tạo giống bông kháng bệnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây bông (Gossypium L.) là loại cây trồng lấy sợi tự nhiên hàng đầu và quan trọng nhất trên thế giới, được trồng khắp mọi nơi ở điều kiện khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bông vải cũng là mặt hàng thương mại quan trọng mang lại lợi nhuận cho hàng triệu nông dân ở các nước phát triển cũng như đang phát triển. Sản phẩm chính xơ bông được biết đến như là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp dệt may. Hiện nay, với sự phát triển của xã hội, con người ý thức rõ giá trị của bản thân bằng việc làm đẹp với thời trang, đặc biệt là thời trang quần áo. Con người sử dụng quần áo, vải vóc hàng ngày không chỉ giữ ấm cơ thể mà còn coi đó là một nét văn hóa, thể hiện sự văn minh và đẳng cấp xã hội. Qua những tính năng vượt trội như hút ẩm, mau khô, tạo sự thông thoáng, mát về mùa hè và ấm vào mùa đông của vải cotton, cây bông thực sự là cây trồng hữu ích và quan trọng đối với cuộc sống của con người. Cho đến nay, bông vẫn là nguyên liệu cơ bản của công nghiệp dệt chưa có gì thay thế được. Phát triển nghề trồng bông vải đã trở thành ngành kinh tế nông nghiệp trọng điểm ở nhiều quốc gia với sản phẩm bông xơ đem lại giá trị kinh tế cao. Hàng năm, ngành công nghiệp bông đã đóng góp vào nền kinh tế thế giới khoảng 500 tỉ USD với việc sử dụng khoảng 115 triệu kiện bông xơ (Chen & cs., 2007). Tuy nhiên, sản lượng bông vải hàng năm phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó yếu tố ngoại cảnh như sâu bệnh và giống là hai yếu tố quan trọng nhất. Hiện nay đã có hơn 20 loại bệnh hại bông do virus gây ra được công bố, trong đó bệnh xanh lùn hay còn gọi là bệnh xanh lá (cotton blue disease) là loại bệnh xuất hiện từ sớm và gây hại nghiêm trọng cho sản xuất bông (Correae et al., 2005). Bệnh đã xuất hiện và làm giảm sản lượng bông đáng kể ở khá nhiều nước trên thế giới, và cũng chính là loại bệnh gây hại lớn nhất cho cây bông ở nước ta hiện nay. Theo dự kiến của chính phủ đề ra, đến năm 2011, nông nghiệp nước ta phải đáp ứng được 20% sản lượng bông xơ, mở rộng diện tích trồng bông lên 0,5 triệu ha 1 (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2003). Nhưng chính vì những hạn chế do giá bông không ổn định, năng suất, chất lượng bông thu hoạch thấp do sâu bệnh, chưa có giống kháng, chi phí sản xuất cao dẫn đến thua lỗ đã không khuyến khích được việc mở rộng diện tích trồng bông, cũng như tăng sản lượng bông trong nước. Sự lựa chọn tối ưu nhất cho công tác quản lý bệnh cây và hạn chế ô nhiễm môi trường do dùng thuốc hóa học hiện nay chính là việc sử dụng giống kháng bệnh. Nhờ sự tiến bộ của công nghệ sinh học, các nhà khoa học đã dễ dàng chuyển nạp các gen kháng vào các giống mới cho năng suất chất lượng tốt, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, giảm thiểu chi phí sản xuất và tăng thu nhập cho người trồng bông. Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa có nhiều công trình nghiên cứu về tính kháng bệnh xanh lùn ở bông. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục tiêu của đề tài Thu thập các giống bông cỏ địa phương và nhập nội để tiến hành đánh giá khả năng kháng/nhiễm bệnh xanh lùn qua chỉ tiêu hình thái, đồng thời đánh giá sự đa dạng di truyền của các giống bông bằng chỉ thị phân tử (SSR), từ đó xác định các cặp lai phục vụ nghiên cứu lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn và chọn tạo giống bông kháng bệnh. 2.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài 1. Thu thập một số giống bông cỏ có tiềm năng năng suất cao, chất lượng xơ tốt và một số dòng bông kháng bệnh xanh lùn. 2. Đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn và một số đặc tính nông sinh học chính của các giống bông đã thu thập. 3. Sử dụng chỉ thị phân tử SSR để phân tích mối quan hệ di truyền phân tử giữa các giống bông cỏ. 4. Xác định cặp giống bông vải kháng bệnh và giống bông không kháng bệnh nhưng có nhiều đặc tính ưu việt về năng suất cũng như chất lượng sợi làm vật liệu lai tạo quần thể, phục vụ lập bản đồ phân tử gen kháng bệnh xanh lùn. 2 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3.1. Các giống bông nghiên cứu của đề tài Trong nghiên cứu của đề tài, chúng tôi tiến hành đánh giá 30 giống bông cỏ trong tập đoàn giống bông của Viện nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố, Ninh Thuận. 3.2. Địa bàn nghiên cứu của đề tài Đề tài nghiên cứu của chúng tôi được thực hiện tại Viện Di truyền Nông nghiệp và Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố. Đề tài nghiên cứu này nằm trong đề tài khoa học cấp Nhà nước “Chọn tạo giống bông kháng bệnh xanh lùn bằng chỉ thị phân tử” thuộc chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp do Viện Di truyền Nông nghiệp chủ trì và Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố phối hợp thực hiện. 3.3. Thời gian nghiên cứu của đề tài Đề tài được tiến hành từ tháng 01 năm 2009 đến tháng 04 năm 2011. 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÂY BÔNG VẢI (Gossypium L.) 1.1.1. Vị trí phân loại và nguồn gốc phân bố Theo cơ sở dữ liệu ITIS (Integrated Taxonomic Information System), cây bông được phân loại như sau: Giới thực vật – Plantae Ngành hạt kín – Magnoliophyta Lớp hai lá mầm – Magnoliopsida Bộ bông – Malvales Họ bông – Malvaceae Chi bông – Gossypium Cây có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Các loài bông có thể cao đến tận 3 mét. Lá có cuống dài, phiến non có lông về sau không lông, có 3-5 thùy sâu đến một nửa. Hoa to 5-8 cm, vàng vàng, tâm đỏ bầm ...