Nghiên cứu biện pháp công nghệ sinh học thực vật nhằm giảm chiều cao cây và tăng cường chống đổ của các giống lúa chất lượng cao

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhu cầu sử dụng các giống lúa chất lượng cao đặc sản ngày một gia tăng, trong khi đó hầu hết các giống lúa này đang trong tình trạng bị thoái hoá, chất lượng gieo trồng thấp, kỹ thuật canh tác chưa phù hợp nên sản phẩm chưa đạt yêu cầu chất lượng như mong muốn. Các giống lúa chất lượng cao như Tám xoan, Tẻ di hương, Dự thơm, Nàng hương. là giống lúa đặc sản vùng đồng bằng Bắc bộ có phẩm chất gạo rất tốt và có mùi thơm ngon, nhưng năng suất thấp do có nhiều...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu biện pháp công nghệ sinh học thực vật nhằm giảm chiều cao cây và tăng cường chống đổ của các giống lúa chất lượng cao

ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ quèc gia ViÖn c«ng nghÖ sinh häc ®Ò tµi nckh cÊp nhµ n−íc nghiªn cøu c«ng nghÖ tÕ bµo vµ kü thuËt chØ thÞ ph©n tö phôc vô chän t¹o gièng c©y trång (thuéc Ch−¬ng tr×nh KC 04, m· sè KC 04.08) ®Ò tµi nh¸nh nghiªn cøu biÖn ph¸p c«ng nghÖ sinh häc thùc vËt nh»m gi¶m chiÒu cao c©y vµ t¨ng kh¶ n¨ng chèng ®æ cña c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao CN§T: ThS NguyÔn v¨n th¾ng Hµ Néi - 2005
B¸o c¸o kÕt qu¶ ®Ò tµI KC04-08 Nghiªn cøu biÖn ph¸p c«ng nghÖ sinh häc thùc vËt nh»m gi¶m chiÒu cao c©y vµ t¨ng kh¶ n¨ng chèng ®æ cña c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao 1. Më ®Çu C«ng nghÖ sinh häc thùc vËt ®ang cã nhiÒu ®ãng gãp cã gi¸ trÞ cho s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, ®Æc biÖt trªn lÜnh vùc t¹o gièng c©y trång míi. Sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña c¸c kü thuËt sinh häc hiÖn ®¹i nh− nu«i cÊy m« tÕ bµo thùc vËt, chän dßng ®ét biÕn, c«ng nghÖ gen... ®ang lµ c«ng cô cã hiÖu qu¶ cao trong viÖc nghiªn cøu vµ c¶i tiÕn c¸c gièng c©y trång cã gi¸ trÞ kinh tÕ vµ ®· thu ®−îc nhiÒu kÕt qu¶ trªn nhiÒu ®èi t−îng c©y trång [1]. ë ViÖt Nam c«ng nghÖ sinh häc thùc vËt ®ang ®−îc nghiªn cøu øng dông triÓn khai trong c«ng t¸c gièng c©y trång vµ ®· thu ®−îc nh÷ng kÕt qu¶ ®¸ng kÓ nh− nh©n gièng c©y s¹ch bÖnh b»ng nu«i cÊy m«, nu«i cÊy ®¬n béi, nu«i cÊy vµ dung hîp tÕ bµo trÇn, chän dßng tÕ bµo ®ét biÕn... trªn c¸c ®èi t−îng c©y trång nh− lóa, khoai lang, thuèc l¸, døa sîi...[9]. §Æc biÖt ViÖn C«ng nghÖ sinh häc ®· chän t¹o ®−îc hai gièng lóa DR1 vµ DR2 b»ng kü thuËt chän dßng tÕ bµo mang biÕn dÞ soma cho n¨ng suÊt cao vµ æn ®Þnh, cã kh¶ n¨ng chÞu h¹n, chÞu l¹nh h¬n h¼n so víi gièng gèc [10]. Lóa lµ c©y l−¬ng thùc quan träng nhÊt trªn thÕ giíi, 90% diÖn tÝch lóa trång vµ tiªu thô chñ yÕu ë ch©u ¸. HiÖn nay lóa ®−îc trång trong nh÷ng ®iÒu kiÖn sinh th¸i vµ khÝ hËu rÊt kh¸c nhau ë c¶ vïng nhÖt ®íi, ¸ nhiÖt ®íi vµ «n ®íi ë c¸c ch©u lôc [3, 8]. ViÖt Nam lµ n−íc ®øng thø hai trªn thÕ giíi vÒ xuÊt khÈu g¹o, nh−ng gi¸ trÞ kinh tÕ kh«ng cao, v× chÊt l−îng nhiÒu gièng lóa kh«ng ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña thÞ tr−êng. Trong khi ®ã chóng ta cã nh÷ng gièng lóa chÊt l−îng cao ®Æc s¶n rÊt quÝ, h¹t dµi, c¬m dÎo vµ rÊt th¬m ngon nh− T¸m th¬m, Dù th¬m, TÎ di h−¬ng... nh−ng n¨ng suÊt thÊp v× c©y cao th©n mÒm, chèng ®æ kÐm, l¸ dµi, máng vµ rñ, h¹t th−a, thêi gian sinh tr−ëng dµi, ph¶n øng chÆt chÏ víi ¸nh s¸ng ngµy ng¾n [2, 7, 8]. KÕt hîp gi÷a c«ng nghÖ tÕ bµo thùc vËt, ®ét biÕn thùc nghiÖm vµ c«ng nghÖ gen cho phÐp c¶i biÕn c¸c gièng lóa nãi trªn theo c¸c h−íng nh− g©y ®ét biÕn tÕ bµo b»ng tia gamma vµ chän dßng tÕ bµo ®Ó chän c¸c ®ét biÕn thÊp c©y, chèng ®æ hoÆc sö dông c«ng nghÖ gen ®Ó chuyÓn gen h¹ thÊp chiÒu cao c©y. XuÊt ph¸t tõ c¬ së trªn, chóng t«i x©y dùng ®Ò tµi: “Nghiªn cøu biÖn ph¸p c«ng nghÖ sinh häc thùc vËt nh»m gi¶m chiÒu cao c©y vµ t¨ng kh¶ n¨ng chèng ®æ cña c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao”. Víi môc ®Ých h¹ thÊp chiÒu cao c©y, t¨ng c−êng tÝnh chèng ®æ ®Ó c¶i thiÖn n¨ng suÊt, rót ng¾n thêi gian sinh tr−ëng cña gièng lóa T¸m th¬m, Dù th¬m vµ TÎ di h−¬ng. 2. Tæng quan tµi liÖu 2.1. C¸c gièng lóa chÊt l−îng cao ë miÒn B¾c ViÖt Nam ë n−íc ta c©y lóa lu«n gi÷ vÞ trÝ träng yÕu trong hÖ thèng c¸c c©y trång n«ng nghiÖp . Ngµy nay khi mµ lóa g¹o ®· cã ®ñ cho nhu cÇu trong n−íc vµ cã d− ®Ó xuÊt khÈu th× vÞ trÝ cña c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao ®Æc s¶n ngµy cµng quan träng. Nhu cÇu sö dông c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao ®Æc s¶n ngµy mét gia t¨ng, trong khi ®ã hÇu hÕt c¸c gièng lóa nµy ®ang trong t×nh tr¹ng bÞ tho¸i ho¸ , chÊt l−îng gieo trång thÊp, kü thuËt canh t¸c ch−a phï hîp nªn s¶n phÈm ch−a ®¹t yªu cÇu chÊt l−îng nh− mong muèn. C¸c gièng lóa chÊt l−îng cao nh− T¸m xoan, TÎ di h−¬ng, Dù th¬m, Nµng h−¬ng.... lµ gièng lóa ®Æc s¶n vïng ®ång b»ng B¾c bé cã phÈm chÊt g¹o rÊt tèt vµ cã mïi th¬m ngon, nh−ng n¨ng suÊt thÊp do cã nhiÒu ®Æc ®iÓm yÕu nh− cao c©y, th©n yÕu chèng ®æ kÐm, kÐm chÞu ph©n, l¸ dµi rñ, h¹t th−a, cæ b«ng dµi, trong ®ã tÝnh tr¹ng cÇn kh¾c phôc nhÊt lµ cao c©y [7, 8]. 1
C¸c gièng lóa chÊt l−îng thuéc nhãm lóa mïa chÝnh vô cã thêi gian sinh tr−ëng dµi 150-160 ngµy, ph¶n øng chÆt chÏ víi ¸nh s¸ng ngµy ng¾n, biªn ®é thêi vô kh¸ réng. HiÖn nay cã kho¶ng 12 gièng lóa T¸m ®−îc trång ë miÒn B¾c n−íc ta, trong ®ã c¸c gièng chÊt l−îng cao næi tiÕng nhÊt nh−: T¸m xoan H¶i HËu, T¸m Êp bÑ Xu©n §µi, T¸m cæ ngçng Nam ®Þnh. C¸c gièng nµy th−êng ®−îc trång ë vïng Th¸i B×nh, Nam ®Þnh, H¶i D−¬ng, H¶i Phßng... C¸c gièng lóa Dù th¬m, TÎ di h−¬ng còng lµ nh÷ng gièng lóa ®Æc s¶n næi tiÕng ®−îc trång nhiÒu ë c¸c tØnh ven biÓn ®ång b»ng B¾c bé, hiÖn nay ®−îc chó ý kh«i phôc trë l¹i do tÝnh chÊt chÞu mÆn, chÞu chua phÌn, g¹o dù h−¬ng ®−îc coi lµ lo¹i g¹o ®Æc s¶n dïng trong ngµy lÔ, ngµy tÕt...[8]. HÇu hÕt c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao ®ang trång ë miÒn B¾c n−íc ta ®Òu cao c©y, chèng ®æ kÐm vµ ®−îc trång vµo vô mïa, ®©y lµ mïa m−a nhiÒu. Nªn vµo giai ®o¹n gÇn thu ho¹ch c¸c gièng nµy do cao c©y chèng ®æ kÐm nªn dÔ bÞ khi gÆp giã vµ m−a, v× vËy h¹t lóa dÔ bÞ mäc mÇm, ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng vµ n¨ng suÊt. TÝnh tr¹ng qui ®Þnh chiÒu cao c©y lµ do ®a gen qui ®Þnh vµ chÞu ¶nh h−ëng cña ®iÒu kiÖn m«i tr−êng. ViÖc nghiªn cøu c¸c biÖn ph¸p ®Ó gi¶m chiÒu cao c©y cã ý nghÜa rÊt lín kh«ng chØ ®èi víi c¸c gièng lóa chÊt l−îng cao mµ cßn cã ý nghÜa ®èi víi c¸c gièng c©y trång kh¸c nh− lóa nÕp, lóa tÎ, c¸c gièng ng«. 2.2. C«ng nghÖ nu«i cÊy m« tÕ bµo thùc vËt 2.2.1. C¬ së chän dßng biÕn dÞ soma trong nu«i cÊy m« vµ tÕ bµo thùc vËt. Mçi mét tÕ bµo bÊt kú lÊy tõ c¬ thÓ sinh vËt ®a bµo ®Òu cã kh¶ n¨ng tiÒm tµng ®Ó ph¸t triÓn thµnh mét c¬ thÓ hoµn chØnh. §ã lµ tÝnh toµn n¨ng cña tÕ bµo [1]. Soma lµ tªn gäi c¸c tÕ bµo sinh d−ìng, nã kh¸c víi tÕ bµo sinh dôc. BiÕn dÞ soma dïng ®Ó chØ tÊt c¶ c¸c biÕn dÞ x¶y ra trong qu¸ tr×nh nu«i cÊy m«, tÕ bµo. Tõ c¸c tÕ bµo soma cã thÓ t¹o nªn bÊt kú bé phËn nµo cña c©y hay c©y hoµn chØnh th«ng qua kü thuËt nu«i cÊy m« tÕ bµo thùc vËt. Nguyªn lý chung cña viÖc chän dßng mang biÕn dÞ soma lµ c¸c tÕ bµo nu«i cÊy in vitro cã tû lÖ biÕn dÞ di truyÒn lín (10-5-10-8), nÕu kÕt hîp xö lý ®ét biÕn hoÆc xö lý stress th× tÇn sè cã thÓ t¨ng lªn gÊp 10 lÇn, v× thÕ cã thÓ chän ®−îc c¸c c¸ thÓ ®ét biÕn nhanh h¬n vµ cã hiÖu qu¶ h¬n so víi c¸c ph−¬ng ph¸p chän gièng th«ng th−êng kh¸c ¸p dông cho c©y nguyªn vÑn. ë møc ®é tÕ bµo, nhÊt lµ tÕ bµo ®¬n béi hÇu nh− nh÷ng ®Æc ®iÓm ®ét biÕn ®−îc thÓ hiÖn ra ngay. Kü thuËt nu«i cÊy m« tÕ bµo cßn cho phÐp gi¶m bít ®¸ng kÓ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó chän ®−îc nh÷ng tÝnh tr¹ng theo ý muèn [1]. Theo Lª TrÇn B×nh vµ CS. (1997), b¶n chÊt vµ c¬ chÕ cña biÕn dÞ soma liªn quan mËt thiÕt ®Õn nh÷ng thay ®æi trong genome cña tÕ bµo nu«i cÊy. Do nhiÒu nguyªn nh©n nh− t¸c ®éng cña hocmon sinh tr−ëng trong thêi gian dµi vµ c¸c yÕu tè kh¸c lµm cho nhiÔm s¾c thÓ trong tÕ bµo nu«i cÊy cã thÓ t¨ng lªn t¹o ra c¸c d¹ng ®a béi lÖch vµ møc béi thÓ cao. NhiÒu tr−êng hîp c¸c, c¸c ®o¹n cña nhiÔm s¾c thÓ ®−îc chuyÓn ®æi hoÆc ®¶o ng−îc. CÊu tróc cña ph©n tö DNA còng cã thÓ bÞ thay ®æi dÉn ®Õn ®ét biÕn kiÓu h×nh thùc sù. T−¬ng tù nh− vËy, nhiÒu c«ng tr×nh c«ng bè còng cho r»ng biÕn dÞ soma th−êng xuÊt hiÖn ë c¸c c©y t¸i sinh ®−îc sau khi nu«i cÊy tÕ bµo qua giai ®o¹n m« sÑo [14], cã nhiÒu kiÓu ®ét biÕn nh−: ®ét biÕn nh©n, ®ét biÕn tÕ bµo chÊt, ®a béi thÓ vµ c¸c bÊt th−êng kh¸c trong nhiÔm s¾c thÓ [25]. Nh÷ng øng dông lín nhÊt trong viÖc chän dßng mang biÕn dÞ soma cña c«ng t¸c gièng chÝnh lµ chän ra c¸c kiÓu h×nh víi c¸c kiÓu gene t−¬ng øng, thÝch hîp víi yªu cÇu cña c¸c gièng míi lµ cã n¨ng suÊt cao, chèng chÞu víi c¸c ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh bÊt lîi, chÊt l−îng tèt vµ æn ®Þnh. NhiÒu c«ng tr×nh c«ng bè ®· thµnh c«ng trong viÖc chän dßng mang biÕn dÞ soma trªn c¸c ®èi t−îng gièng c©y trång, ë thuèc l¸, nu«i cÊy h¹t phÊn vµ tÕ bµo trÇn ®· thu ®−îc nh÷ng c©y ®ét biÕn cã n¨ng suÊt cao, thêi gian sinh tr−ëng ng¾n, hµm l−îng ®−êng vµ alkaloid thÊp [1]. 2.2.2. Nu«i cÊy m« sÑo vµ sù biÕn dÞ di tryuÒn M« sÑo (callus) lµ khèi m« thùc vËt gåm nh÷ng tÕ bµo kh«ng ph©n ho¸, cã kh¶ n¨ng ph©n bµo liªn tôc. Trong tù nhiªn, m« sÑo th−êng ph¸t sinh trªn vÕt th−¬ng ë c©y v× vËy cã tªn gäi theo nghÜa ®en lµ m« sÑo. Bëi v× m« sÑo lµ mét khèi c¸c tÕ bµo m« mÒm cã møc ®é cÊu tróc thÊp, ch−a ph©n ho¸ nh−ng ph©n chia mét c¸ch hçn lo¹n vµ th−êng cã tÝnh biÕn ®éng di truyÒn cao. Trong nu«i cÊy in vitro m« sÑo ®−îc t¹o ra b»ng c¸ch nu«i cÊy c¸c c¬ quan cña thùc vËt (th©n, rÔ, l¸, hoa, qu¶...) ë c¸c m«i tr−êng chøa chÊt ®iÒu khiÓn sinh tr−ëng cÇn thiÕt (auxin, cytokinin) vµ ®iÒu kiÖn nu«i cÊy thÝch hîp. 2
Khi t¸i sinh c©y tõ nh÷ng m« sÑo ®−îc cÊy chuyÓn nhiÒu lÇn, th× nh÷ng c©y nµy dÔ mang nh÷ng biÕn ®éng di truyÒn vÒ nhiÔm s¾c thÓ (dÞ béi, ®a béi) vµ nh÷ng biÕn ®æi di truyÒn kh¸c [1]. §èi víi viÖc chän dßng biÕn dÞ soma, nh÷ng c©y t¸i sinh tõ m« sÑo víi nh÷ng biÕn dÞ di truyÒn cã mét ý nghÜa rÊt lín, tõ ®©y ta cã thÓ chän ra ®−îc nhiÒu dßng c©y mang nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c nhau so víi gièng ban ®Çu. VÊn ®Ò nµy ®· më ra mét triÓn väng trong viÖc sö dông c«ng nghÖ tÕ bµo thùc vËt ®Ó c¶i tiÕn di truyÒn nh÷ng gièng c©y trång cã ý nghÜa kinh tÕ. 2.2.3. T¸i sinh c©y tõ m« sÑo Trong nu«i cÊy m« vµ tÕ bµo thùc vËt, kü thuËt t¹o, nu«i vµ t¸i sinh c©y tõ m« sÑo ph¶i ®−îc hoµn thiÖn mét c¸ch tèi −u nhÊt, trong ®ã ®Æc biÖt lµ vÊn ®Ò t¸i sinh c©y. NhiÒu t¸c gi¶ sau khi chän ®−îc dßng tÕ bµo ®ét biÕn tõ nu«i cÊy m« sÑo ®· kh«ng t¸i sinh ®−îc c©y hoÆc nh÷ng c©y nµy l¹i kh«ng duy tr× ®−îc tÝnh tr¹ng võa chän läc. ë mét vµi lo¹i c©y cho h¹t quan träng, viÖc t¸i sinh chåi tõ m« sÑo cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n. ë c¸c ®èi t−îng thuéc hä Fabacaea viÖc t¸i sinh c©y hoµn chØnh cho tíi nay chØ thµnh c«ng trong mét sè tr−êng hîp ch¼ng h¹n Archis hypogaea, Onobrychis viciifolia.... Nu«i cÊy m« sÑo cña thuèc l¸ sau nhiªu lÇn cÊy chuyÓn vÉn duy tr× ®−îc kh¶ n¨ng t¸i sinh [18]. Theo Amirato vµ cs (1984) nguån gèc m« sÑo còng ¶nh h−ëng ®Õn kh¶ n¨ng t¸i sinh c©y, ch¼ng h¹n ng−êi ta chØ thu ®−îc c©y t¸i sinh tõ m« sÑo nu«i cÊy b»ng ®o¹n hoa tù cña lóa m×. Møc béi thÓ cña m« sÑo còng lµ nguyªn nh©n g©y sù kh¸c nhau trong qu¸ tr×nh t¸i sinh c©y, m« sÑo ®¬n béi tõ ®o¹n th©n hoÆc m¶nh l¸ cña Datura innoxia t¹o chåi nhanh h¬n m« sÑo cïng loµi cña c©y nhÞ béi. Theo Sharp (1984) n¨m 1951-Levine lµ ng−êi ®Çu tiªn ®· thµnh c«ng trong viÖc t¹o m« sÑo vµ t¸i sinh c©y tõ m« sÑo cña Nicotiana affinis vµ Helianthus annuus, ®Õn nay ng−êi ta ®· t¹o vµ t¸i sinh c©y thµnh c«ng tõ m« sÑo trªn h¬n 100 loµi. 2.3. §ét biÕn thùc nghiÖm vµ øng dông trong chän t¹o gièng c©y trång TÝnh æn ®Þnh trong cÊu tróc di truyÒn ë c¸ thÓ sèng kh«ng ph¶i lµ tuyÖt ®èi, nã cã thÓ bÞ biÕn ®æi do t¸c ®éng cña c¸c t¸c nh©n vËt lý vµ ho¸ häc. Ng−êi ta gäi nh÷ng biÕn ®æi nhá nhÊt trong cÊu tróc gen hoÆc nhiÔm s¾c thÓ lµ ®ét biÕn [11]. Cïng víi t¸c nh©n g©y ®ét biÕn lµ c¸c t¸c nh©n ho¸ häc, th× c¸c t¸c nh©n vËt lý (chiÕu x¹ bëi tia R¬nghen, tia Gamma, bøc x¹ Neutron...) lµ nh÷ng t¸c nh©n g©y ®ét biÕn cã hiÖu qu¶ gióp con ng−êi t¹o ra hµng lo¹t gièng míi cã nh÷ng thuéc tÝnh míi cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ: thÊp c©y, thêi gian sinh tr−ëng ng¾n, n¨ng suÊt cao, chÊt l−îng dinh d−ìng tèt, ®Ò kh¸ng víi s©u bÖnh... [5]. §èi víi chiÕu x¹ tia Gamma th−êng dïng nguån lµ Co60 hoÆc Cs137 cã ho¹t tÝnh phãng x¹, tuú tõng ®èi t−îng cô thÓ cã thÓ sö dông 2 c¸ch chiÕu x¹: (1). ChiÕu x¹ nhanh trong mét thêi gian ng¾n b»ng nguån m¹nh vµ c−êng ®é chiÕu x¹ m¹nh, (2). ChiÕu x¹ tõ tõ b»ng nguån yÕu vµ thêi gian chiÕu x¹ kÐo dµi. 2.3.1. C¬ chÕ g©y ®ét biÕn khi chiÕu x¹ Dùa vµo tÝnh chÊt biÕn ®æi cÊu tróc di truyÒn mµ ng−êi ta chia ®ét biÕn thµnh hai kiÓu c¬ b¶n: §ét biÕn gen (cßn gäi lµ ®ét biÕn ®iÓm) vµ ®ét biÕn nhiÔm s¾c thÓ. - §ét biÕn gen lµ nh÷ng biÕn ®æi trong cÊu tróc ph©n tö cña gen, tøc lµ nã thay ®æi trËt tù c¸c nucleotid trong DNA hoÆc thay thÕ c¸c baz¬ nit¬ trong c¸c cÆp nucleotid. - §ét biÕn NST lµ nh÷ng ®ét biÕn lµm ®øt vµ thay ®æi cÊu tróc nhiÔm s¾c thÓ, v× thÕ nã lµm thay ®æi nhiÒu dÊu hiÖu hay c¸c ®Æc tÝnh kh¸c nhau cña c¬ thÓ. Ngoµi ra cßn lo¹i ®ét biÕn n÷a lµ sù t¨ng hoÆc gi¶m mét sè lÇn bé nhiÔm s¾c thÓ, gäi lµ ®a béi thÓ. Khi chiÕu x¹ b»ng tia Gamma tõ nguån Co60 lªn tÕ bµo hoÆc m« th× c¸c ph©n tö sinh häc chÞu t¸c dông trùc tiÕp vµ gi¸n tiÕp cña bøc x¹ ion ho¸. - T¸c dông trùc tiÕp: bøc x¹ trùc tiÕp ion ho¸ vµ kÝch thÝch c¸c ph©n tö sinh häc lµm tæn th−¬ng c¸c ph©n tö ®ã, ®èi víi vËt chÊt di truyÒn x¶y ra c¸c hiÖu øng sau: (1) Thay ®æi thµnh phÇn cÊu t¹o cña DNA: ®øt liªn kÕt photphodieste gi÷a c¸c ph©n tö ®−êng, ph¸ huû liªn kÕt baz¬ - ®−êng, thay ®æi cÊu 3
tróc bËc 2 cña DNA (®øt ®o¹n, biÕn tÝnh, kÕt hîp chÐo). (2). ¶nh h−ëng lªn sù sao chÐp DNA - RNA. (3) Tay ®æi cÊu tróc nhiÔm s¾c thÓ: ®øt ®o¹n, mÊt ®o¹n, ®¶o ®o¹n, lÆp ®o¹n, trao ®æi chÐo, thay ®æi møc béi thÓ. T¸c dông gi¸n tiÕp: bøc x¹ ion ho¸ t¸c dông lªn c¸c ph©n tö n−íc víi ion H+, OH-, c¸c gèc tù do - OH., H. vµ c¸c s¶n phÈm oxy ho¸ m¹nh nh− H2O2. C¸c s¶n phÈm kÓ trªn cña qu¸ tr×nh x¹ ph©n (Radiolyse) n−íc rÊt ho¹t ®éng vÒ mÆt ho¸ häc, chóng sÏ c«ng ph¸ c¸c ph©n tö sinh häc lµm thay ®æi cÊu tróc chøc n¨ng cña chóng. Bøc x¹ cã thÓ g©y ra nh÷ng thay ®æi h×nh th¸i còng nh− thay ®æi chøc n¨ng trong tÕ bµo vµ m«. Nh−ng bøc x¹ kh«ng t¹o ra chøc n¨ng míi trong tÕ bµo vµ m« mµ chØ lµm thay ®æi c¸c chøc n¨ng s½n cã hay lµm xuÊt hiÖn c¸c chøc n¨ng tr−íc ®ã tiÒm tµng [5, 11]. 2.3.2. Mét sè thµnh tùu cña chän gièng ®ét biÕn C«ng t¸c chän gièng vµ t¹o gièng míi cã vai trß hÕt søc quan träng trong viÖc t¨ng n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng c©y trång ®Æc biÖt lµ c©y l−¬ng thùc. ChÝnh c«ng t¸c nµy ®· ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh trong cuéc c¸ch m¹ng xanh trong nh÷ng n¨m 1960 ë Ên §é vµ nhiÒu n−íc kh¸c trªn thÕ giíi [5]. Mét trong nh÷ng thµnh tùu xuÊt s¾c nhÊt cña thÕ kû 20 lµ kh¸m ph¸ ra ph−¬ng ph¸p t¹o gièng b»ng c¸ch g©y ®ét biÕn thùc nghiÖm. Víi kÕt qu¶ cña h¬n 60 n−íc ®· thu ®−îc chøng tá ®©y lµ ph−¬ng ph¸p cã hiÖu qu¶ ®Ó t¹o gièng míi. Theo thèng kª cña Tæ chøc l−¬ng thùc vµ Tæ chøc n¨ng l−îng nguyªn tö thÕ giíi (FAO/IAEA) n¨m 1960 chØ cã 7 gièng c©y trång ®ét biÕn, 1975 cã 145 gièng, 1992 cã 1530 gièng, n¨m 1997 cã 1870 gièng. PhÇn lín c¸c gièng t¹o ra lµ c©y ngò cèc nh−: lóa, lóa m×, lóa m¹ch, ng«..... C¸c n−íc t¹o ra nhiÒu gièng ®ét biÕn nh−: Trung Quèc, Ên §é, NhËt B¶n, c¸c n−íc Liªn X« cò... [11]. Tõ n¨m 1968, ViÖt Nam ®· b¾t ®Çu nghiªn cøu chän gièng ®ét biÕn vµ ®· thu ®−îc kÕt qu¶ ®¸ng kÓ nh− t¹o ra c¸c gièng lóa A-20, DT10, DT-11, DT13, gièng ng« DT-6, ®Ëu t−¬ng DT84, DT- 90 (Quý1997)... GÇn ®©y NguyÔn Minh C«ng vµ céng sù ®· t¹o ®−îc gièng T¸m th¬m ®ét biÕn kh«ng c¶m quang, cã thÓ gieo cÊy ®−îc c¶ hai vô [2]. 3. VËt liÖu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 3.1. VËt liÖu - C¸c gièng lóa ®Æc s¶n cña ViÖt Nam: T¸m xoan, T¸m Êp bÑ, Dù th¬m, TÎ di h−¬ng, do Trung t©m tµi nguyªn di truyÒn thùc vËt, ViÖn Khoa häc kü thuËt n«ng nghiÖp ViÖt Nam cung cÊp (b¶ng 1). B¶ng 1: §Æc ®iÓm n«ng sinh häc cña c¸c gièng lóa lµm nguyªn liÖu [4, 7, 8] §Æc ®iÓm T¸m xoan T¸m Êp bÑ Dù th¬m TÎ di h−¬ng 160-165 165-168 155-158 142-145 Thêi gian ST (ngµy) 140-145 137-140 140-145 125-130 ChiÒu cao c©y (cm) 130-135 150 100-110 110-115 Tæng sè h¹t/b«ng 20-21 21-22 24-25 21,2 P. 1000 h¹t (g) 30-32 35-41 35-40 32-38 N¨ng suÊt (t¹/ha) G¹o nhá, tr¾ng G¹o nhá, ngon, C¬m mÒm, dÎo, C¬m mÒm, PhÈm chÊt g¹o vµ trong, c¬m ngon rÊt th¬m rÊt th¬m ngon dÎo vµ th¬m phÈm chÊt c¬m Th©n mÒm, chèng thªn mÒm , Chèng ®æ trung Chèng ®æ §Æc tÝnh chèng chÞu ®æ kÐm chèng ®æ kÐm b×nh trung b×nh 3.2. Ph−¬ng ph¸p 4
H×nh 1: S¬ ®å thÝ nghiÖm tæng qu¸t H¹t T¹o Xö lý ®ét lóa m« biÕn chÝn sÑo KiÓm tra b»ng kü thuËt sinh Chän läc T¸i häc ph©n tö dßng −u sinh tó vµ kh¶o c©y Theo dâi vµ nghiÖm chän läc trªn ®ång ruéng 3.2.1. Khö trïng h¹t - t¹o m« sÑo H¹t lóa chÝn ®−îc bãc vá trÊu, h¹t g¹o ®−îc ®em khö trïng b»ng c¸ch ng©m vµ l¾c nhÑ trong cån 700 thêi gian 1 phót, javen 60% thêi gian 15-20 phót, sau ®ã röa s¹ch b»ng n−íc cÊt v« trïng 4-5 lÇn. H¹t g¹o sau khi khö trïng ®−îc ®Æt lªn m«i tr−êng t¹o m« sÑo C1 (MS + 3% saccharoza + 0,8% agaroza + 0,1 mg/l NAA + 0,2 mg/l BAP + 2 mg/l 2,4D) vµ C2 (MS + 3% saccharoza + 0,8% agaroza + 2 mg/l 2,4D), víi sè l−îng 20 h¹t/b×nh tam gi¸c 250 ml. §iÒu kiÖn nu«i cÊy: Nu«i trong buång tèi 1 tuÇn ë nhiÖt ®é 260C ± 2. Sau ®ã chuyÓn ra nu«i ë phßng s¸ng víi c−êng ®é ¸nh s¸ng 2000 lux, thêi gian chiÕu 16 giê/ngµy, nhiÖt ®é 260C ± 2. Kho¶ng 2-3 tuÇn, khi khèi m« sÑo h×nh thµnh th× tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹o m« sÑo [5,6]. 3.2.2. Xö lý m« sÑo b»ng tia gamma tõ nguån Co60 Sau khi ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹i m« sÑo, tiÕn hµnh chän c¸c m« sÑo ®Ñp (kÝch thøc ®ång ®Òu vµ mµu vµng), c¾t thµnh khèi nhá víi kÝch thøc kho¶ng 2-3 mm vµ cÊy lªn m«i tr−êng nh©n m« sÑo C3 (MS + 3% saccharoza + 0,8% agaroza + 1 mg/l 2,4D). M« sÑo ®−îc chiÕu x¹ b»ng tia gamma tõ nguån Co60 víi 5 liÒu l−îng lµ 3Krad, 5Krad, 7Krad, 9Krad, 11Krad vµ 13Krad. 3.2.3. T¸i sinh chåi vµ t¹o c©y hoµn chØnh M« sÑo sau khi xö lý tia gamma, ®−îc ®Æt lªn m«i tr−êng t¸i sinh c©y R (MS + 3% saccharoza + 0,8% agaroza + 0,2 mg/l NAA + 2 mg/l BAP), nu«i ë nhiÖt ®é 260C ± 2, c−êng ®é ¸nh s¸ng 2000 lux vµ thêi gian chiÕu s¸ng 16 giê/ngµy. Sau 4 tuÇn nu«i cÊy, c¸c chåi t¸i sinh ®−îc t¸ch thµnh c¸c dßng c©y vµ cÊy chuyÓn lªn m«i tr−êng t¹o c©y hoµn chØnh SR (MS + 3% saccharoza + 0,8% agaroza + 0,2 mg/l NAA) [8]. Tr−íc khi chuyÓn c©y ra nhµ l−íi, tiÕn hµnh cÊy chuyÓn thªm 1-2 lÇn lªn m«i tr−êng MS cã vitamin ®Ó c©y khoÎ cã kh¶ n¨ng thÝch nghi tèt víi ®iÒu kiÖn tù nhiªn. 3.2.4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu trªn ®ång ruéng - C©y tõ èng nghiÖm ®−a ra ngoµi ®ång ruéng (thÕ hÖ R0) ®−îc cÊy 1 d¶nh vµ ®−îc gäi lµ 1 dßng. B«ng cña mçi dßng thu ®−îc ®¸nh dÊu vµ thu ho¹ch riªng ®Ó gieo trång cho vô tiÕp theo. - Theo dâi sù ph¸t triÓn cña c¸c dßng chän läc qua c¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn trong mçi vô gieo trång. Ph©n tÝch c¸c ®ét biÕn vµ thu nhËn c¸c dßng cã c¸c ®ét biÕn cã lîi, ®¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu n«ng sinh häc cña c¸c dßng chä läc theo c¸c chØ tiªu n«ng sinh häc: 5
- ChiÒu cao c©y - Sè b«ng trªn khãm - ChiÒu dµi b«ng - Sè h¹t ch¾c trªn b«ng - ChiÒu dµi h¹t - ChiÒu réng h¹t - Träng l−îng 1000 h¹t - Thêi gian sinh tr−ëng - §Æc ®iÓm h×nh th¸i cña bé l¸ vµ l¸ ®ßng - Kh¶ n¨ng chèng ®æ - ChÊt l−îng g¹o 3.2.4. Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tÝnh ®a h×nh DNA - T¸ch DNA tæng sè tõ l¸ - X¸c ®Þnh hµm l−îng vµ ®é s¹ch DNA - So s¸nh RAPD vµ ph©n tÝch sè liÖu RAPD 3.2.5. C¸c thiÕt bÞ sö dông trong nghiªn cøu - C¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ chuyªn dông cho nu«i cÊy m« vµ nghiªn cøu sinh häc ph©n tö cña phßng C«ng nghÖ tÕ bµo thùc vËt vµ Phßng m¸y chung thuéc ViÖn C«ng nghÖ Sinh häc nh− m¸y PCR, m¸y ®iÖn di, m¸y ly t©m, m¸y ®o quang phæ... - Sö dông tia gamma tõ nguån Co 60 ®Ó chiÕu x¹ cho m« sÑo (tiÕn hµnh t¹i Trung t©m chiÕu x¹ Quèc gia Tõ Liªm, Hµ Néi) - C¸c thÝ nghiÖm trªn ®ång ruéng ®−îc tiÕn hµnh t¹i Tr¹i Thùc nghiÖm Sinh häc, Cæ NhuÕ, Tõ Liªm, Hµ Néi 4. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 4.1. KÕt qu¶ t¹o m« sÑo Khi nu«i cÊy ph«i h¹t chÝn cña 4 gièng lóa ®Þa ph−¬ng trªn 2 lo¹i m«i tr−êng t¹o m« sÑo C1 vµ C2 (b¶ng 2), chóng t«i nhËn thÊy, tû lÖ t¹o m« sÑo trªn m«i tr−êng C1 cao h¬n h¼n so víi m«i tr−êng C2. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ còng cho thÊy, c¸c m« sÑo ®−îc t¹o ra trªn m«i tr−êng C1 ph¸t triÓn ®ång ®Òu, cã mµu s¾c vµng ®Òu vµ kh«ng bÞ mäng ®en nh− trªn m«i tr−êng C2. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch lµ do sù kÕt hîp cña c¸c chÊt kÝch thÝch sinh tr−ëng ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn møc ®é ph©n chia vµ c¸c ho¹t ®éng sinh ho¸ cña tÕ bµo. Tuy nhiªn, hiÖu suÊt vµ chÊt l−îng cña m« sÑo còng cßn phô thuéc vµo kiÓu gen cña tõng gièng. B¶ng 2: §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹o m« sÑo cña c¸c gièng lóa trªn m«i tr−êng C1 vµ C2 SH§/MT* Tû lÖ t¹o m« sÑo (%) sau 3 tuÇn nu«i cÊy Tªn gièng C1 C2 T¸m Xoan 200 95,0 40,4 T¸m Êp BÑ 200 93,0 49,7 Dù Th¬m 200 90,0 43,1 TÎ Di H−¬ng 200 93,3 48,5 (*) SH§/MT: sè h¹t ®Æt/m«i tr−êng 4.2. Tû lÖ sèng sãt cña m« sÑo sau khi chiÕu x¹ KÕt qu¶ b−íc ®Çu cho thÊy xö lý chiÕu x¹ b»ng tia gamma ë liÒu cµng cao th× kh¶ n¨ng sèng sãt cña m« sÑo cµng gi¶m, sù mÉn c¶m cña m« sÑo phô thuéc vµo nguån gèc cña gièng kh¸c nhau. cïng liÒu chiÕu tû lÖ m« sèng sãt cña c¸c gièng TÎ Di H−¬ng vµ T¸m Êp BÑ cao h¬n so víi gièng Dù 6
Th¬m vµ T¸m Xoan. ë liÒu chiÕu 13Krad tû lÖ sèng sãt cña m« sÑo cña gièng Dù Th¬m chØ cßn 2,4% trong khi ®ã c¸c gièng kh¸c cßn kho¶ng 20% (b¶ng 3). B¶ng 3: Tû lÖ m« sèng sau 30 ngµy chiÕu x¹ (%) LiÒu chiÕu x¹ tia gamma tõ nguån Co60 Tªn gièng Sè m« chiÕu x¹/liÒu 0 Krad 3 Krad 5 Krad 7 Krad 9 Krad 11 Krad 13 Krad T¸m Xoan 250 100 45,2 44,4 26,0 23,6 22,0 21,2 T¸m Êp BÑ 250 100 85,6 77,6 74,4 55,3 48,2 19,6 Dù Th¬m 250 100 70,0 55,2 32,0 24,4 11,6 2,4 TÎ Di H−¬ng 250 100 94,4 80,0 75,5 72,7 50,0 20.8 4.3. KÕt qu¶ t¸i sinh c©y tõ m« sÑo sèng sãt sau chiÕu x¹ C¸c m« sèng sãt ®−îc cÊy chuyÓn lªn m«i tr−êng t¸i sinh c©y, sau 60 ngµy tiÕn hµnh ®¸nh gi¸: kÕt qu¶ t¸i sinh c©y (b¶ng 4) cho thÊy kh¶ n¨ng t¸i sinh c©y tû lÖ nghÞch víi liÒu chiÕu x¹. LiÒu chiÕu cµng cao tû lÖ m« t¸i sinh cµng gi¶m. Víi liÒu chiÕu 11Krad m« sÑo c¸c gièng Dù Th¬m vµ T¸m Xoan kh«ng cßn kh¶ n¨ng t¸i sinh, cßn ®èi víi gièng TÎ DÞ H−¬ng vµ T¸m Êp BÑ cã tû lÖ m« t¸i sinh lµ 5,3% vµ 6,8% so víi ®èi chøng lµ 52,4 vµ 48,5%. ë liÒu chiÕu 13Krad chØ cã m« sÑo cña gièng TÎ Di H−¬ng cßn kh¶ n¨ng t¸i sinh víi tû lÖ rÊt thÊp lµ 3,8%. B¶ng 4: Tû lÖ (%) m« sÑo t¸i sinh c©y sau 60 ngµy chiÕu x¹ TÎ Di H−¬ng D− Th¬m T¸m Êp BÑ T¸m Xoan LiÒu chiÕu MTS* SC/ M* MTS* SC/ M* MTS* MTS* SC/ M* SC/ M x¹ (krad) 0 52,4 2,4 51,7 4,5 48,5 3,2 47,9 2,4 3 38,5 3,1 18,6 2,4 32,1 2,3 40,2 2,6 5 29,3 2,7 10,4 1,5 19,7 1,4 35,8 1,7 7 26,4 2,5 7,1 1,3 17,0 1,0 22,7 1,2 9 15,6 2,2 4,6 2,0 15,8 2,0 18,3 1,9 11 5,3 1,0 0 0 6,8 1,2 0 0 13 3,8 1,0 0 0 0 0 0 0 Ghi chó: (*) MTS: m« t¸i sinh; SC/M: sè c©y/m« (gi¸ trÞ trung b×nh) Tõ kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sèng sãt vµ t¸i sinh c©y cña m« sÑo sau xö lý tia gamma chóng t«i thÊy giíi h¹n trªn cña c¸c gièng lµ: TÎ DÞ H−¬ng lµ 13Krad, T¸m Êp BÑ lµ 11Krad, Dù Th¬m vµ T¸m Xoan lµ 9Krad. NÕu v−ît qua liÒu chiÕu nµy ®a sè m« sÑo chÕt, c¸c m« cßn sèng sãt cã kh¶ n¨ng t¸i sinh rÊt thÊp. Dùa trªn kÕt qu¶ thu ®−îc chóng t«i x¸c ®Þnh liÒu chiÕu x¹ thÝch hîp cho m« sÑo cña 4 gièng lóa nghiªn cøu tõ 7Krad ®Õn 9Krad. B¶ng 5: Sè c©y t¸i sinh thu ®−îc Tªn gièng Sè c©y t¸i sinh ë tõng liÒu chiÕu x¹ 0 Krad 3 Krad 5 Krad 7 Krad 9 Krad 11 Krad 13 Krad T¸m Xoan 287 120 68 18 21 0 0 T¸m Êp BÑ 388 158 54 32 42 10 0 Dù Th¬m 582 78 22 8 6 0 0 TÎ Di H−¬ng 316 281 158 124 62 7 2 Tæng 1573 637 302 182 131 17 2 Thèng kª kÕt qu¶ b¶ng 5 cho thÊy kh¶ n¨ng t¸i sinh c©y chÞu sù ¶nh h−ëng cña tia gamma vµ kiÓu gen cña tõng gièng. Sè c©y t¸i sinh gi¶m tû lÖ nghÞch víi liÒu chiÕu ë mçi gièng. MÉu ®èi chøng tæng sè c©y t¸i sinh ®−îc 1573 c©y trong khi ®ã mÉu chiÕu x¹ 3Krad t¸i sinh ®−îc 637 c©y vµ ë liÒu 7
chiÕu 13Krad chØ t¸i sinh ®−îc 2 c©y (TÎ Di H−¬ng). Quan s¸t c©y t¸i sinh ë liÒu chiÕu 11Krad vµ 13Krad ®a sè c©y bÞ b¹ch t¹ng hoÆc bÞ biÕn d¹ng (th©n cong, l¸ xo¸n, kh«ng tho¸t ngän). C¸c dßng lóa t¹o ra ®−îc ®−îc chuyÓn sang m«i tr−êng t¹o c©y hoµn chØnh (SR) vµ ®−îc trång ra nhµ l−íi ®Ó tiÕp tôc nghiªn cøu c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc lµm c¬ së ®Ó chän läc c¸c dßng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm mong muèn nh− (thÊp c©y, ng¾n ngµy, mÊt c¶m quang) phôc vô cho c«ng t¸c chän t¹o gièng míi. KÕt qu¶ ë thÕ hÖ MR0 mét sè dßng ®· biÓu hiÖn vÒ chiÒu cao rÊt râ (¶nh 4). C¸c dßng nµy tiÕp tôc ®−îc theo dâi ë c¸c thÕ hÖ tiÕp theo. A b c e d H×nh 2. (A) M« sÑo gièng T¸m Xoan sau 3 tuÇn trªn m«i tr−êng C1; (B) M« sÑo gièng Dù Th¬m bÞ chÕt sau 30 ngµy chiÕu x¹ ë liÒu 13 Krad; (C) C©y t¸i sinh sau 60 ngµy chiÕu x¹ ë liÒu 9 Krad trªn m« tr−êng R; (D) C©y m¹ nu«i trªn m«i tr−êng t¹o rÔ; (E) T¸m Xoan ®èi chøng cao 142 cm (tr¸i) vµ T¸m Xoan ®ét biÕn cao 1,05 cm (ph¶i) ë thÕ hÖ MR0 (liÒu chiÕu x¹ 9 Krad) 4.4. Ph©n tÝch mét sè ®Æc ®iÓm n«ng häc trªn ®ång ruéng thÕ hÖ RM0 4.4.1. HiÖn t−îng bÊt dôc thÕ hÖ MR0 C¸c dßng c©y xanh ®−îc trång trªn ®ång ruéng thÕ hÖ MR0, kÕt qu¶ cho thÊy tû lÖ bÊt dôc hoµn toµn kh¸ cao ®èi víi tÊt c¶ c¸c gièng, ë gièng T¸m Êp bÑ cã tû lÖ c¸c dßng bÊt dôc cao nhÊt (44,60%), ®©y lµ ®Æc ®iÓm kh¸ phæ biÕn ®èi víi c©y t¸i sinh tõ m« sÑo vµ ®Æc biÖt ®èi víi c©y trång khi xö lý ®ét biÕn. B¶ng 6: KÕt qu¶ gieo trång c¸c dßng t¸i sinh tõ m« sÑo xö lý tia gamma thÕ hÖ RM0 TT Tªn gièng Sè dßng cÊy Sè dßng thu ®−îc h¹t Tû lÖ bÊt dôc (%) 1 Dù th¬m 201 118 41,29 2 TÎ Di H−¬ng 100 63 37,00 3 T¸m Êp bÑ 139 77 44,60 4 T¸m xoan 137 105 23,36 Tæng céng 577 363 37,09 8
4.4.2. Sù biÕn ®éng mét sè ®Æc ®iÓm n«ng häc ë thÕ hÖ RM0 Theo dâi sù sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn c¸c dßng lóa thÕ hÖ RM0 cho thÊy møc ®é biÕn dÞ cña tÊt c¶ c¸c ®Æc ®iÓm n«ng häc lµ rÊt lín. Tõ kÕt qu¶ thu ®−îc ë b¶ng 7 cho thÊy c¸c dßng t¸i sinh tõ m« sÑo xö lý tia gamm a cã nh÷ng biÕn ®æi rÊt lín vÒ ®Æc tÝnh sinh lý, di truyÒn dÉn ®Õn sù biÕn ®éng c¸c tÝnh tr¹ng h×nh th¸i, ®©y lµ nguån nguyªn liÖu rÊt phong phó cho nh÷ng chän läc tiÕp theo. B¶ng 7: Mét sè ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc cña c¸c dßng t¸i sinh tõ m« sÑo xö lý tia gamma thÕ hÖ RM0 cña gièng lóa Dù Th¬m Gièng Dù Th¬m LiÒu ChiÒu Sè ChiÒu Sè h¹t chiÕu cao c©y b«ng/khãm dµi b«ng (cm) ch¾c/b«ng X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) L0 (§C) 132,10 6,52 8,90 3,88 25,78 3,39 135,54 29,61 L7 110,74 12,15 6,74 3,74 24,68 3,25 63,14 58,61 L9 114,27 13,96 7,40 4,34 25,85 1,76 50,32 46,20 TÎ DH X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) L0 123,07 5,76 14,07 3,99 22,12 2,64 76,00 17.65 L5 109,53 12,97 7,00 4,03 21,85 2,35 32,74 34,60 L7 120,58 7,45 7,08 4,29 23,83 3,83 46,83 45,89 L9 115,61 8,32 12,26 6,45 23,84 2,71 12,94 18,41 L11 117.39 6,88 9,86 5,42 25,35 2,39 64,90 42,57 T¸m AB X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) L0 142,14 6,92 9,04 2,73 27,48 2,24 188,25 34,90 L5 122,42 10,76 10,29 4,28 25,79 2,08 21,78 23,35 L7 117,32 17,89 10,66 5,13 24,49 2,12 35,07 39,62 L9 108,20 19,67 10,73 5,76 25,57 2,38 36,09 43,40 L11 122,67 6,90 17,40 7,23 24,18 2,05 47,18 47,97 T¸m Xoan X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) X Cv(%) L0 143,27 6,99 9,00 2,61 28,16 2,70 177,73 21,93 L7 129,05 13,44 7,47 5,17 24,82 2,73 54,63 63,97 L9 120,02 27,91 5,76 3,36 26,03 2,65 27,61 65,24 Ghi chó: X: gi¸ trÞ trung b×nh cña 1 chØ tiªu, Cv%: hÖ sè biÕn ®éng cña 1 chØ tiªu. NhËn xÐt: Nh×n chung c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc cña c¸c dßng t¸i sinh tõ m« sÑo xö lý tia gamma thÕ hÖ RM0 cña c¸c gièng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: - ChiÒu cao c©y: thÊp h¬n ®èi chøng, cã hÖ sè biÕn ®éng lín h¬n ®èi chøng rÊt nhiÒu - Sè b«ng/khãm còng biÕn ®éng lín ®èi víi tõng gièng vµ tõng liÒu chiÕu kh¸c nhau - ChiÒu dµi b«ng: ®©y lµ chØ tiªu t−¬ng ®èi æn ®Þnh, cã hÖ sè biÕn ®éng kh«ng chªnh lÖch nhiÒu so víi gièng ®èi chøng. - Sè h¹t ch¾c/b«ng: ®©y lµ chØ sè cã hÖ sè biÕn ®éng rÊt lín, nh×n chung c¸c dßng c©y tõ nu«i cÊy m« th«ng qua xö lý khi trång trªn ®ång ruéng cã tû lÖ h¹t ch¾c t−¬ng ®èi thÊp, tû lÖ c¸c dßng bÊt dôc hoµn toµn t−¬ng ®èi cao. - §· thu ®−îc mét sè dßng cã chiÒu cao c©y thÊp, chÝn sím, tû lÖ h¹t ch¾c cao 4.4.3. Sù ph©n ly mét sè ®Æc ®iÓm n«ng häc ë thÕ hÖ RM1 C¸c dßng thu ®−îc h¹t ë thÕ hÖ MR0 tiÕp tôc ®−îc gieo cÊy vô tiÕo theo ®Ó ®¸nh gi¸ sù ph©n ly c¸c tÝnh tr¹ng vµ chän läc c¸c dßng mong muèn. Quan s¸t quÇn thÓ MR1 cña c¸c dßng cho thÊy cã nhiÒu tÝnh tr¹ng thay ®æi kh¸c h¼n so víi ®èi chøng, nh− chiÒu cao c©y, d¹ng c©y, d¹ng l¸ ®ßng…. ®Æc biÖt c¸c dßng cã nguån gèc tõ gièng lóa T¸m Xoan vµ T¸m Êp bÑ cã sù biÕn dÞ rÊt râ vÒ mµ s¾c, 9
h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc h¹t, ph©n ly vÒ mµu s¾c h¹t cã dßng h¹t mµu vµng s¸ng, n©u s¸ng, n©u ®en… ph©n ly vÒ d¹ng h¹t cã d¹ng h¹t bÇu, d¹ng h¹t trßn, h¹t cã r©u… KÕt qu¶ b¶ng 8 thu ®−îc mét sè dßng quan t©m RM1 cña gièng T¸m Xoan vµ T¸m Êp BÑ cho thÊy hÇu hÕt c¸c dßng nµy d¹ng khãm gän, l¸ ®ßng võa ph¶i, gãc l¸ ®ßng ®øng, thÊp c©y, chÝn sím h¬n so víi ®èi chøng 5 –15 ngµy. Tuy nhiªn ®Æc ®iÓm vÒ sè b«ng/khãm, sè h¹t ch¾c/b«ng cña c¸c dßng nµy thay ®æi rÊt nhiÒu so víi ®èi chøng. 4.4.4. Mét sè dßng kh«ng c¶m quang – træ ®−îc vô Xu©n Trong sè c¸c dßng thu ®−îc ë thÕ hÖ RM1 ®−îc gieo cÊy vµo vô Xu©n (gieo cÊy tr¸i vô), kÕt qu¶ thu ®−îc mét sè dßng kh«ng cã tÝnh c¶m quang víi ¸nh s¸ng ngµy dµi– træ ®−îc vô Xu©n (b¶ng 9). §¸ng chó ý lµ dßng lóa T¸m xoan TXL7-01-1 cã ®é thuÇn kh¸ cao, træ b«ng ®ång ®Òu, chiÒu cao c©y 100,5cm, thêi gian sinh tr−ëng lµ 116 ngµy, mµu s¾c h¹t n©u s¸ng nh− gièng gèc, h×nh d¹ng h¹t h¬i bÇu. KÕt qu¶ còng thu ®−îc mét sè dßng lóa T¸m xoan TXL9-29-3(1-15) còng kh«ng c¶m quang, tuy nhiªn c¸c dßng nµy cã sù ph©n ly vÒ h×nh th¸i rÊt m¹nh, trong sè nµy cã c¸c dßng TXL9-29-3-1, TXL9-29-3-2 vµ TXL9-29-3-3 vÉn gi÷ ®−îc mµu s¾c vµ h×nh d¹ng h¹t so víi gièng gèc. Theo ®¸nh gi¸ c¶m quan ban ®Çu th× c¸c gièng nµy vÉn gi÷ ®−îc mïi th¬m cña gièng gèc. Hai dßng lóa cã nguån gèc tõ gièng Dù Th¬m (DTL7-01-08) vµ TÎ Di H−¬ng (TDHL9-8-5) còng kh«ng c¶m quang. Dßng DTL7-01-08 cã thêi gian sinh tr−ëng dµi, c©y cao, h¹t cã r©u, tû lÖ lÐp cao. Dßng TDHL9-8-5 còng ph©n ly m¹nh vÒ c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, mét sè khãm kh«ng træ b«ng, tû lÖ lÐp cao. §ång thêi víi nghiªn cøu nµy, chóng t«i chóng t«i còng tiÕn hµnh chän läc mét sè dßng lóa T¸m ®ét biÕn do ViÖn Kü thuËt h¹t nh©n TP. HCM cung cÊp, kÕt qu¶ thu ®−îc dßng lóa T¸m h¹t nhá træ ®−îc c¶ 2 vô, cã ®é thuÇn cao, thÊp c©y, chÝn sím, h¹t g¹o thon dµi vµ trong. B¶ng : Mét sè ®Æc ®iÓm n«ng häc c¸c dßng lóa T¸m Xoan vµ T¸m Êp BÑ quan t©m thu vô mïa 2003 – thÕ hÖ RM1 Tªn dßng C.Cao Sè b«ng/ Dµi Sè Tû lÖ Dµi Réng Thêi TL TT c©y khãm b«ng h¹t/b«ng lÐp h¹t h¹t gian 1000 (%) (mm) (mm) (cm) (cm) ST h¹t (ngµy) (g) 0 TX §C 140,7 4,67 24,87 120,3 6,03 7,91 2,61 140 22 1 TXL7-01-1 130,5 6,4 22,60 140,3 21,45 7,23 3,12 120 23 2 TXL7-01-2 127,3 7,8 24,70 116,3 26,87 7,11 2,89 120 22 3 TXL7-01-3 125,0 7,5 26,50 134,5 22,18 7,41 2,90 130 23 4 TXL7-01-4 130,4 8,3 24,60 145,6 19,23 7,21 3,08 130 23 5 TXL7-27-2 127,5 4,6 27,21 206,0 32,57 7,26 2,26 125 20 6 TXL7-27-4 125,8 7,2 27,21 206,0 17,57 7,26 2,57 125 21 7 TXL7-30-2 141,5 6,5 22,65 103,2 31,7 7,43 2,58 125 22 8 TXL7-34-2 127,3 11,0 23,89 129,9 23,7 7,54 2,60 125 21 9 TXL9-41-3 139,2 8,0 24,40 156,0 14,87 7,23 2,38 130 21 10 TXL7-46-1 130,1 10,2 23,38 147,20 19,60 7,56 2,46 130 22 11 TXL7-47-13 141,2 11,0 21,77 90,10 18,7 7,71 2,53 125 21 12 TXL7-48-1 145,5 5,8 25,13 146,25 25,6 7,57 2,32 140 22 13 TXL7-52-7 124,8 5,8 24,50 139,6 29,7 7,69 2,64 120 21 14 TXL9-8-18 125,2 8,0 23,54 132,6 16,5 7,32 2,24 125 21 15 TXL9-10-13 127,9 5,7 27,77 124,3 25,1 7,7 25,5 130 22 16 TXL9-29-1 124,3 6,7 22,32 126,4 26,7 7,87 2,59 125 22 17 TXL9-47-2 120,0 9,1 28,96 161,5 26,8 7,71 2,50 125 21 0 TAB §C 135,2 4,59 25.84 143,9 13,99 7,72 2,67 143 22 19 TABL9-10-6 110,4 6,8 22,45 75,4 15,5 7,57 2,76 135 21 20 TABL7-32-1 130,2 12,3 25,3 97,6 24,4 7,84 2,85 125 21 21 TABL7-34-29 132,0 6,6 25,5 118,9 102 7,35 2,52 125 22 22 TABL7-53-2 143,3 8,4 26,1 190,8 29,7 7,54 2,42 125 21 10
23 TABL7-53-3 138,5 10,6 25,7 154,4 19,8 7,61 2,54 120 23 B¶ng: §Æc ®iÓm n«ng häc cña c¸c dßng kh«ng c¶m quang træ vô Xu©n 2004 – thÕ hÖ RM2 TT Tªn dßng C.Cao Sè Dµi Sè Tû lÖ Dµi h¹t Réng Mµu s¾c, Thêi TL. c©y b«ng/ b«ng h¹t/b«ng lÐp (%) (mm) h¹t d¹ng h¹t gian 1000 (cm) khãm (cm) (mm) ST h¹t (ngµy) 1 TXL7-01-1 100,5 9,2 21,95 93,90 12,14 7,48 3,03 N©u s¸ng 116 23,8 BÇu trßn 2 TXL7-01-2 124,8 8,6 22,35 107,7 8,54 7,26 3,06 N©u s¸ng 120 23,6 Vµng s¸ng BÇu trßn 3 TXL7-01-3 112,1 7,2 22,30 89,60 17,07 7,50 3,36 N©u s¸ng 120 23,0 Vµng s¸ng BÇu trßn, cã r©u 4 TXL9-29-3-1 130,3 7,4 23,53 118,21 34,52 7,92 2,62 N©u s¸ng 115 22,2 Nhá thon 5 TXL9-29-3-2 127,5 7,1 22,96 105,65 36,45 7,87 2,61 N©u s¸ng 115 22,1 Nhá thon 6 TXL9-29-3-3 124,2 7,0 20,27 86,80 47,60 7,68 2,59 N©u s¸ng 124 21,8 Nhá thon 7 TXL9-29-3-4 122,7 9,3 19,31 80,23 94,30 7,72 2,64 N©u s¸ng 124 20,5 Nhá thon 8 TXL9-29-3-5 115,4 6,8 18,60 96,75 24,82 8,31 2,97 Vµng s¸ng, 124 23,5 r©u rÊt dµi, h¹t to dµi 9 TXL9-29-3-6 150,3 7,5 22,71 76,12 10,52 8,42 3,54 Vµng s¸ng 124 27,6 H¹t rÊt to 10 TXL9-29-3-7 130,6 5,6 22,56 75.51 31,86 7,25 2,46 Vµng s¸ng, 124 19,6 nhá 11 TXL9-29-3-8 115,9 3,9 19,63 86,72 26,34 7,49 2,73 Vµng s¸ng, 124 20,2 nhá 12 TXL9-29-3-9 130,2 6,4 21,12 90,74 25,60 8,15 2,89 Vµng s¸ng 124 21,1 Dµi 13 TXL9-29-3-10 135,4 4,5 22,24 81,15 30,23 8,27 3,32 Vµng s¸ng 124 23,4 Dµi-to 14 TXL9-29-3-11 117,5 5,7 21,15 76,88 26,78 8,21 3,29 Vµng s¸ng 124 22,7 Dµi-to 15 TXL9-29-3-12 142,0 3,6 19,27 84,86 22,71 7,41 2,56 Vµng s¸ng 124 20,3 nhá 16 TXL9-29-3-13 150,4 2,6 18,38 83,45 24,51 7,71 2,64 Vµng s¸ng 124 19,8 nhá 17 TXL9-29-3-14 120,4 6,4 87,42 28,56 7,78 2,68 Vµng s¸ng 124 19,4 nhá 18 TXL9-29-3-15 118,5 8,4 19,54 75,65 100,00 - - N©u - lÐp - - 19 DTL7-01-8 145,6 6,2 16,70 67,50 72,30 7,43 2,62 Vµng s¸ng 140 20,5 20 TDHL9-8-5 130,3 7,4 18,50 72,70 60,70 7,50 2,91 Vµng s¸ng 130 21,8 11
21 T¸m H¹t nhá 96,3 9,0 23,80 149,10 8,11 8,66 2,48 N©u s¸ng 110 19,2 Nhá thon A B H×nh 3: B: Dßng lóa TXL7-01-01 kh«ng c¶m quang A: T¸m Xoan ®èi chøng - kh«ng træ b«ng H×nh 4: H×nh d¹ng vµ mµu s¾c h¹t lóa vµ g¹o cña dßng TXL7-01-01 - Bªn tr¸i mçi h×nh: h¹t T¸m Xoan ®èi chøng - Bªn ph¶i mçi h×nh: h¹t cña dßng TXL7-01-01 5. KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ KÕt luËn 1. C¸c gièng lóa Dù Th¬m, TÎ Di H−¬ng, T¸m Xoan vµ T¸m Êp BÑ ®Òu cã kh¶ n¨ng t¹o m« sÑo tèt trªn m«i tr−êng MS cã bæ sung 0.1mg/l NAA + 0.2mg/l BAP + 2mg/l 2,4-D víi tû lÖ t¹o m« sÑo t−¬ng øng lµ: 90%; 93.3%; 93% vµ 95%. 2. X¸c ®Þnh liÒu chiÕu x¹ thÝch hîp cho m« sÑo cña 4 gièng lóa nghiªn cøu tõ 7 Krad ®Õn 9 krad. 3. §· trång ®−îc 577 dßng c©y trªn ®ång ruéng thÕ hÖ RMo vµ thu ®−îc 363 dßng cã h¹t 4. B−íc ®Çu ®· chän läc ®−îc 38 dßng cña 4 gièng cÇn quan t©m theo dâi ë thÕ hÖ tiÕp theo (T¸m Xoan 17 dßng, T¸m Êp bÑ 5 dßng, Dù Th¬m 9 dßng, TÎ Di H−¬ng 8 dßng). 5. §· thu ®−îc 20 dßng kh«ng c¶m quang víi ¸nh s¸ng ngµy dµi (træ ®−îc c¶ 2 vô), trong ®ã cã dßng T¸m Xoan TXL7-01-01 cã ®é thuÇn cao, thÊp c©y vµ chÝn sím. §Ò nghÞ CÇn tiÕn hµnh chän läc c¸c dßng thu ®−îc ë c¸c thÕ hÖ tiÕp theo vµ ph©n tÝch c¸c ®Æc ®iÓm sinh lý, sinh ho¸ vµ sinh häc ph©n tö cña chóng ®Ó lµm nguyªn liÖu chän läc gièng. 12
Tµi liÖu tham kh¶o Tµi liÖu tiÕng ViÖt 1. Lª TrÇn B×nh, Hå H÷u NhÞ, Lª ThÞ Muéi (1997). C«ng nghÖ sinh häc thùc vËt trong c¶i tiÕn gièng c©y trång (gi¸o tr×nh cao häc n«ng nghiÖp), NXB N«ng nghiÖp, Hµ néi. 2. NguyÔn Minh C«ng, §ç H÷u Êt, Bïi Huy Thuû, (1999). Nghiªn cøu chän t¹o gièng lóa t¸m th¬m ®ét biÕn. N«ng nghiÖp vµ C«ng nghiÖp thùc phÈm, sè 5/1999, 212-213. 3. Bïi Huy §¸p, (1999). Mét sè vÊn ®Ò vÒ c©y lóa. NXB N«ng nghiÖp - Hµ néi, 154tr. 4. Tr−¬ng §Ých, (1999). 265 gièng c©y trång míi. NXB N«ng nghiÖp - Hµ néi, 323tr. 5. Phan V¨n DuyÖt, (1998). Ph−¬ng ph¸p vËt lý vµ lý sinh phãng x¹ dïng trong n«ng nghiÖp, sinh häc vµ y häc. NXB Khoa häc vµ kü thuËt - Hµ néi, 177tr. 6. HÖ thèng tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ nguån gen lóa, IRRI, INGRE-1996. 7. NguyÔn V¨n HiÓn, TrÇn ThÞ Nhµn, (1982). Gièng lóa miÒn B¾c ViÖt nam. NXB N«ng nghiÖp - Hµ néi, 203tr. 8. NguyÔn V¨n Hoan, (1997). H−íng dÉn kü thuËt t©m canh c¸c gièng lóa chuyªn mïa chÊt l−îng cao. NXB N«ng nghiÖp - Hµ néi, 87tr. 9. NguyÔn Hoµng Léc (1992). Chän dßng chÞu muèi NaCl vµ chÞu mÊt n−íc ë thuèc l¸ (Nicotiana tabacum L.) (luËn ¸n Phã tiÕn sÜ sinh häc), Hµ néi. 10. §inh ThÞ Phßng, NguyÔn V¨n TÜnh, Lª TrÇn B×nh, Lª ThÞ Muéi (1998). KÕt qu¶ chän t¹o vµ triÓn khai s¶n xuÊt hai gièng lóa míi DR1 vµ DR2 b»ng c«ng nghÖ tÕ bµo thùc vËt. T¹p chÝ Khoa Häc vµ C«ng NghÖ, Trung T©m Khoa Häc Tù Nhiªn vµ C«ng NghÖ Quèc Gia, tËp XXXVI, sè 4. 11. TrÇn Duy Quý, (1997). C¸c ph−¬ng ph¸p míi trong chän t¹o gièng c©y trång. NXB N«ng nghiÖp - Hµ néi, 348tr. 12. Vò V¨n Vô, Vò Thanh T©m, Hoµng Minh TÊn (1997). Sinh lý häc thùc vËt. NXB Gi¸o dôc, 251 tr. Tµi liÖu tiÕng n−íc ngoµi 13. Amirato P.V., Evans D.A., Sharp W.R. and Yamada Y. (1984). Handbook of plant cell culture. Crop Species, New York, Macmilan.Vol. 3. 14. Bartels D., Singh M., Salamini F. (1988). Onset of desiccation tolerance during development of the barley embryo. Planta Mol. Biol. 11, 277-291. 15. Brown et al. (1994). Development of simple bombardment device for gene transfer into plant cells. Plant Cell Tissue Organ Cul., 37, 47-53. 16. Casas, A.M. et al (1995). Cereal transformation through particle bombardment. Plant Breed. Rev., 13, 235-264. 17. Claes B., Dekeyser R., Villarroel R., Bulcke V.D.M., Baum G., Montagu M.V. (1990). Characterization of a rice gene showing organ-specific expression in response to salt stress and drought. Plant Cell 2, 19-27. 18. Dix P.J. (ed) (1990). Plant cell line selection (Procedures and applications) VCH Verlagsgellschft MBH. 19. Droste A., Pasquali G., Zanettini M.H.B. (2000). Intergratd bombardment and Agrobacterium transformation system: an alternatve method for Soybean transformation. Plant molecular biology reporter 18: 51-59. 20. Goodman, H. M. http://crstel.nal.usda.gov:8080 21. Hadi MZ, McMullen MD and Finer JJ (1996). Transformation of 12 different plasmids into soybean via particle bombardment. Plant Cell Rep 15: 500-505. 22. Hahn J.H., Yoon U.H, Lee K.S., Kim U.W., Yun C.H., Kim Y.K. (2000). Plant & animal Genome VIII Conferenc, Ton & Country Hotel, San Diego, 12/2000. 23. Hiei et al, (1994). Breeding Sci. Suppl. 1: 52. 24. Kaeppler, H.; Akula C.; Akula, A. Kaeppler, S.M.; Chandler V.; Sidorenko, L.; Napoli, C. and Jorgensen R. (2001). Agrobacterium-mediated transformation of maize: optimization of parameters for utilization of nonsuperbinary vectors. In: Plant & animal genome IX conference. 13
25. McHughen A., Swartz M. (1984). A tissue culture derived salt tolerant line of flax (Linum usitassimum). J. Plant Physiol. 117, 109-117. 26. Meier C., Bouquin T., Nielsen M.E. (2001). Gibberellin response mutants identified by luciferase imaging. The plant journal 25(5), 509-519. 27. Sanford, J.C. (1990). Biolistic plant transformation. Physiol.Planta., 79, 206-209. 28. Sharp W.R., Evans D.A., Anmirato P.V. and Yamada Y. (1984). Handbook of plant cell culture. Volume 2. Crop species, New york : Macmillan. 29. Sonewald U. (2000). Abteilung molekulare zellbiologie. Jahresforschungsbericht 2000, 87-88. 30. Tinland B and Hohn B (1995). Recombination between prokaryotic and eukaryotic DNA: integration of A. tumefaciens T-DNA into the plant genome, 209-229. In: Setlow JK (ed), Genetic 31. Craterostigma plantagineum Hochst. In: Planta 202 (4), 459-71. 32. Yamaguchi, S., Sun, T.P., Kawaide, H and Kamiya, Y. (1998). The GA2 locus of Arabidopsi thaliana encodes ent-kaurene synthase of gibberellin biosynthesis. Plant Physiol. 116, 1271 - 1278. ---------------------------------------------------- 14