Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu tích hợp gen kháng bệnh bạc lá vào một số dòng/giống lúa phục vụ chọn tạo giống

Mục đích cơ bản của luận án này là ứng dụng chỉ thị phân tử trong lai trở lại nhằm tích hợp các gen/gen ứng viên kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5, Xa7, xa13 và Xa21) vào một số dòng/giống lúa ưu tú, tạo được các nguồn vật liệu mang 2-3 gen kháng bệnh bạc lá phục vụ công tác chọn tạo giống lúa; Tạo ra dòng triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng kháng bền vững với các chủng gây bệnh bạc lá của Việt Nam để phát triển thành giống, đáp ứng được nhu cầu của sản xuất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu tích hợp gen kháng bệnh bạc lá vào một số dòng/giống lúa phục vụ chọn tạo giốngBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ----------***---------- NGUYỄN THÚY ĐIỆP NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP GEN KHÁNG BỆNH BẠC LÁ VÀO MỘT SỐ DÒNG/GIỐNG LÚA PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆPCông trình hoàn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt NamNgười hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Khuất Hữu Trung 2. TS. Hoàng Hoa LongPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án cấp viện họp tại:Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam, vào ngày tháng năm2018Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Bệnh bạc lá gây ra bởi Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) là mộttrong những bệnh nghiêm trọng nhất ở lúa, gây thiệt hại đến năng suất củanhiều giống lúa trên khắp thế giới. Bệnh bạc lá lúa xuất hiện ở tất cả cácgiai đoạn phát triển của cây lúa. Mức độ nhiễm bệnh cũng như những ảnhhưởng về năng suất tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của cây, độ mẫmcảm với mầm bệnh và các yếu tố môi trường. Bệnh bạc lá lúa được ghinhận đầu tiên ở Nhật Bản vào năm 1884 và cho đến nay bệnh đã thành dịchhại ở hầu hết các vùng trồng lúa trên thế giới, đặc biệt là các nước trồng lúaở Châu Á. Bệnh bạc lá lúa có nguy cơ gây hại cả ở vụ xuân và vụ mùa.Hiện nay, việc sử dụng các chất hóa học để kiểm soát bệnh bạc lá vẫn chưacó hiệu quả, gây ô nhiễm môi trường, sức khỏe con người và chất lượngnông sản (Khuất Hữu Trung và cs, 2015). Người ta nhận thấy rằng việctăng cường tính kháng di truyền là phương pháp hiệu quả nhất để kiểm soátbệnh bạc lá lúa. Do đó, việc phát triển các dòng/giống lúa mang gen khángbệnh thông qua các ứng dụng chọn giống phân tử kết hợp với phương phápchọn giống truyền thống hiện đang là một trong những chiến lược quantrọng để kiểm soát bệnh bạc lá lúa. Ngày nay, nhờ công cụ giải mã hệ gen thế hệ mới, việc giải mã mộthệ gen hoàn chỉnh chỉ trong vài ngày cho phép xây dựng cơ sở dữ liệu hệgen để khai thác một cách hiệu quả các nguồn gen, đặc biệt các nguồn genlúa hoang dại và lúa bản địa. Với sự phát triển mạnh mẽ của tin sinh học,việc phân tích hệ gen, sàng lọc, phát hiện các gen/QTL kháng ngày càngnhiều và nhanh chóng. Tính đến nay, các nhà khoa học đã tìm ra được 43gen kháng bệnh bạc lá ở cây lúa trồng và lúa hoang dại, trong đó có 27 gentrội và 16 gen lặn (Yogesh et al, 2017; Suk, 2018). Trong số 43 gen đãđược tìm thấy thì có 15 gen đã được phân lập, lập bản đồ vật lý và 6 genkháng đã được tách dòng, nhân bản và giải trình tự (Basabdatta et al.,2014; Mueen et al., 2015; Ranjith et al., 2016; Yogesh et al., 2017; Suk,2018). Các gen kháng này hoạt động theo cơ chế gen đối gen và là nguồngen chính để cải tiến di truyền ở các giống lúa kháng với Xanthomonas.Mức độ biểu hiện tính kháng của các gen rất khác nhau và biểu hiện ở cácgiai đoạn phát triển khác nhau của cây lúa, những gen chính kháng theo cơchế hoàn toàn, những gen phụ kháng theo từng phần và được kiểm soát bởiQTL/gen (Khuất Hữu Trung và cs, 2015). Tuy nhiên, với sự phát triển của các chủng Xanthomonas mới và sựbiến đổi đa dạng quần thể bệnh đã làm phá vỡ tính kháng của nhiều giốnglúa (Yogesh et al, 2017). Để kiểm soát sự phá vỡ tính kháng, khuynhhướng quy tụ nhiều gen vào một giống đã được áp dụng và mang lại hiệuquả đáng kể. Mặt khác, mỗi gen chính thường chỉ kháng được với một 2chủng gây bệnh hoặc nòi gây hại nào đó, do vậy nếu quy tụ được vài genkháng vào một dòng hoặc giống lúa thì sẽ tạo ra được dòng lúa kháng đượcnhiều chủng gây bệnh hoặc nhiều nòi gây hại, cải thiện tính kháng ngangtừ tính kháng dọc, tạo ra tính kháng bền vững và ổn định. Việc phát triển nhanh chóng của các chỉ thị phân tử kết hợp với cácchỉ thị chức năng cho phép lai qui tụ nhiều gen kháng một cách chính xácđã mở ra cơ hội mới cho các nhà chọn tạo giống trong việc tạo ra các giốngkháng bệnh bạc lá phổ rộng, kháng ở mọi giai đoạn phát triển của cây lúa,kháng bền vững với các nòi gây bệnh. Việc chọn tạo các giống lúa mangđa gen với sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử (MAS) giúp chọn lọc các cá thểmang các tính trạng mong muốn với độ tin cậy cao, có thể chọn lọc ở giaiđoạn phát triển đầu của cá thể, phân biệt được kiểu gen dị hợp tử, chọn lọcđược các alen lặn và giúp quy tụ được nhiều gen vào cùng một giống, giúpđẩy nhanh sự phát triển các dòng trong chương trình chọn tạo giống(Guvvala et al, 2013; Pradhan et al, 2015). Xuất phát từ những lý do nêu trên chúng tôi đã thực hiện nghiên cứuđề tài “Nghiên cứu tích hợp gen kháng bệnh bạc lá vào một số dòng/giốnglúa phục vụ chọn tạo giống” nhằm sử dụng chỉ thị phân tử kết hợp với laitrở lại để nhanh chóng đưa các gen/gen ứng viên kháng bệnh bạc lá vào cácgiống lúa ưu tú, phục vụ cho các chương trình nghiên cứu chọn tạo giốnglúa và trực tiếp cho sản xuất.2. Mục tiêu nghiên cứu - Ứng dụng chỉ thị phân tử trong lai trở lại nhằm tích hợp cácgen/gen ứng viên kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5, Xa7, xa13 và Xa21) vàomột số dòng/giống lúa ưu tú, tạo được các nguồn vật liệu mang 2-3 genkháng bệnh bạc lá phục vụ công tác chọn tạo giống lúa; - Tạo ra dòng triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt, có khảnăng kháng bền vững với các chủng gây bệnh bạc lá của Việt Nam để pháttriển thành giống, đáp ứng được nhu cầu của sản xuất.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài* Ý nghĩa khoa học: - Cung cấp thêm nhiều dữ liệu, thông tin về phân tích hệ gen lúa bảnđịa ...