1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------------------------ NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSRs LIÊN KẾT VỚI LOCUS KIỂM SOÁT CHẤT LƢỢNG XƠ Ở CÂY BÔNG Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62 42 01 21 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2016
23
Embed
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSRs LIÊN KẾT VỚI ... Nguyen Thi... · Bản đồ liên ết di truyền dựa vào các chỉ thị phân tử đã trở
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
MỞ ĐẦU ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------------
NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHỈ THỊ PHÂN TỬ
SSRs LIÊN KẾT VỚI LOCUS KIỂM SOÁT
CHẤT LƢỢNG XƠ Ở CÂY BÔNG
Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số: 62 42 01 21
DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Hà Nội - 2016
2
Công trình đƣợc hoàn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
1. TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy
2. PGS. TS. Trịnh Đình Đạt
Phản biện 1: ……………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………
Phản biện 3: ……………………………………………………
Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ
họp tại ……………………………………
Vào hồi…..... giờ ……… ngày ……. tháng ……. năm ……..
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thƣ viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin - Thƣ viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
3
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đƣợc trồng rộng rãi ở hơn 80 nƣớc trên thế giới, cây bông (Gossypium spp.) là cây trồng
lấy sợi quan trọng nhất cung cấp sợi tự nhiên cho ngành công nghiệp dệt. Cải tiến các đặc tính
di truyền về năng suất và chất lƣợng xơ luôn là những mục tiêu đầu tiên của các chƣơng trình
chọn giống bông trên toàn thế giới. Tuy nhiên, việc cải tiến chất lƣợng sợi bông đang gặp phải
những thách thức do cơ sở di truyền hẹp của những giống bông hiện đại và mối tƣơng quan di
truyền nghịch giữa chất lƣợng sợi và năng suất [Iqbal, 2001; Rungis, 2005].
Dệt may là mặt hàng xuất h u d n đầu của Việt Nam, tuy nhiên nguồn nguyên liệu sợi
bông cung cấp cho ngành dệt v n chủ yếu đƣợc nhập h u từ nƣớc ngoài, còn nguyên liệu nội
địa chỉ đáp ứng đƣợc phần rất nhỏ (dƣới 2%) nhu cầu. Công tác chọn tạo giống bông trong
nƣớc hiện nay đa phần sử dụng phƣơng pháp chọn giống truyền thống, do vậy hông thể tránh
hỏi những hó hăn mà các nhà chọn giống trên thế giới đã gặp phải. Nghiên cứu lập bản đồ
các locus iểm soát các tính trạng liên quan đến chất lƣợng xơ ở cây bông nhằm phục vụ cho
mục đích chọn giống luôn đƣợc các nhà hoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu, tuy nhiên
cho đến nay chƣa có một công trình nào đƣợc tiến hành và công bố tại Việt Nam. Do vậy, việc
hai thác, sử dụng những thông tin hữu ích đã đƣợc công bố trên thế giới để đầu tƣ nghiên cứu
phục vụ cho thực tế Việt Nam là cách tiếp cận tối ƣu, giúp cho việc nghiên cứu ứng dụng công
nghệ sinh học trong chọn tạo giống bông trong nƣớc đạt hiệu quả cao, tiết iệm inh phí và thời
gian nghiên cứu.
2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài: “Nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử SSRs liên kết với locus kiểm soát chất
lượng xơ ở cây bông” đƣợc thực hiện với mục đích xác định đƣợc các chỉ thị phân tử SSR liên
ết gần với các QTL (Quantitative trait locus) chất lƣợng xơ và định hƣớng ứng dụng trong
chọn giống bông ở Việt Nam. Những mục tiêu cụ thể của đề tài nhƣ sau:
- Xác định đƣợc đa dạng di truyền ở mức độ hình thái và phân tử của các nguồn gen bông
tại Việt Nam.
- Xây dựng đƣợc bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của giống bông tứ bội ở Việt
Nam.
- Xây dựng đƣợc bản đồ QTL iểm soát chất lƣợng xơ và xác định các chỉ thị SSR liên
ết.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu gồm các dòng/ giống bông chọn lọc từ tập đoàn giống của Viện
Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố có nguồn gốc địa lý và các đặc điểm nông
sinh học, hả năng chống chịu hác nhau.
- Các thí nghiệm của đề tài đƣợc tiến hành từ tháng 6 năm 2010 đến tháng 6 năm 2014 tại
phòng thí nghiệm, hệ thống nhà lƣới, nhà ính, ruộng thí nghiệm của Viện Di truyền Nông
4
nghiệp, Hà Nội và Viện nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố, Ninh Thuận.
4. Nội dung nghiên cứu
Đề tài đƣợc thực hiện với những nội dung sau:
- Thu thập, đánh giá nguồn vật liệu.
- Lai tạo quần thể và phân tích chất lƣợng xơ của quần thể lập bản đồ.
- Xây dựng bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của cây bông tứ bội.
- Phân tích các QTL iểm soát các tính trạng chất lƣợng xơ.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa hoa học:
- Đây là đề tài đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu về lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ trên cây
bông tứ bội sử dụng chỉ thị phân tử SSR.
- Đề tài đã xác định đƣợc 14 QTL liên quan đến các chỉ tiêu độ đều xơ, độ bền xơ, chiều
dài xơ, tỷ lệ xơ, độ giãn xơ và chỉ số xơ ngắn. Các QTL và các chỉ thị liên ết SSR liên ết chặt
với các QTL có thể sử dụng cho công tác chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt nhờ trợ giúp của
chỉ thị phân tử. Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu tham hảo bổ ích cho những
nghiên cứu tƣơng tự trên cây bông.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Những QTL chất lƣợng xơ của đề tài và các chỉ thị phân tử liên ết là nguồn vật liệu cho
ứng dụng MAS trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.
- Kết quả của đề tài đã đóng góp nguồn vật liệu cho việc phát triển các dòng/ giống bông
thuần và bông lai phục vụ ngành bông trong nƣớc.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đề tài đã xây dựng đƣợc bản đồ liên ết di truyền các locus SSR của cây bông tứ bội
gồm 26 nhóm liên ết tƣơng ứng với 26 NST của hệ gen cây bông tứ bội.
- Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam xác định đƣợc vị trí các QTL chất lƣợng xơ và
các chỉ thị SSR liên ết định hƣớng ứng dụng trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt nhờ
sự trợ giúp của chỉ thị phân tử.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Phân loại học cây bông
Cây bông thuộc Giới thực vật – Plantae; Ngành hạt ín – Magnoliophyta; Lớp hai lá mầm
– Magnoliopsida; Bộ bông – Malvales; Họ bông – Malvaceae; Chi bông – Gossypium. Trong số
50 loài trong chi Gossypium có hoảng 45 loài lƣỡng bội, 5 loài tứ bội. Các loài lƣỡng bội với
2n=26 NST thuộc 8 nhóm hệ gen ý hiệu từ A-G và K. Các loài tứ bội với 2n=4X=52 NST
thuộc nhóm hệ gen AD [Wendel, 2003]. Trong số những loài bông đƣợc thuần hóa có bốn loài
bông trồng trọt phổ biến là: hai loài bông Cỏ lƣỡng bội G. arboreum L. và G. herbaceum L. hệ
gen AA; hai loài bông dị tứ bội G. hirsutum L. (bông Luồi) và G. barbadense L. (bông Hải
đảo) hệ gen AADD [Cronn, 2004].
1.2. Đa dạng di truyền trong nguồn gen bông trồng trọt
5
Những nghiên cứu về đa dạng di truyền các nguồn gen bông trồng trọt sử dụng chỉ thị
phân tử cho thấy sự đa dạng di truyền ở nguồn gen bông lƣỡng bội A rộng hơn so với nguồn
gen bông tứ bội AD. Các kết quả nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử nhƣ isozyme, RAPDs,
RFLPs, AFLPs và SSRs nhìn chung đều cho thấy mức độ đa dạng di truyền thấp trong các
nguồn gen tứ bội [Abdalla, 2001][ Abdurakhmonov 2007, 2008].
1.3. Chỉ thị phân tử SSR trên cây bông
Các chỉ thị SSR có ƣu điểm là há phong phú, phân bố trên toàn hệ gen, di truyền đồng
trội, đa alen, nhân bản dễ dàng, độ phân giải cao và dễ dàng thao tác dựa trên ỹ thuật PCR.
Trên đối tƣợng chi bông Gossypium, hệ thống chỉ thị SSR liên tục đƣợc phát triển và đã bao
phủ rộng trên hệ gen cây bông. Cơ sở dữ liệu chỉ thị cây bông (Cotton Mar er Database- CMD)
cung cấp thông tin của 17.448 SSRs và 312 trình tự RFLP có chứa SSR đã đƣợc lập bản đồ. Hệ
thống các mồi SSR trên cây bông đƣợc đặt tên tƣơng ứng từ những dự án phát triển chúng:
BNL, CIR, CM, DOW, DPL, HAU, JESPR, MGHES, MON, MUSB, MUSS/MUCS, NAU,
NBRI, PGML, STV, TMB.
1.4. Nghiên cứu lập bản đồ liên kết di truyền ở cây bông trên thế giới
Bản đồ liên ết di truyền dựa vào các chỉ thị phân tử đã trở thành công cụ quan trọng
trong phân tích hệ gen, phát hiện các QTL liên quan đến các tính trạng quan trọng, lập bản đồ
vật lý, chọn dòng dựa vào bản đồ và chọn lọc dựa vào chỉ thị (MAS) trên nhiều đối tƣợng thực
vật hác nhau. Bản đồ liên ết di truyền đầu tiên dựa vào chỉ thị RFLP trên đối tƣợng cây bông
đƣợc Reinisch & cs. công bố năm 1994, tiếp theo là các bản đồ dựa trên các chỉ thị RFLP,
RAPD, SSR và AFLP của các tác giả Lacape, 2003; Nguyen, 2004; Rong, 2004; Guo; 2006,
Yu, 2007; Lacape, 2009... Các bản đồ liên ết di truyền đƣợc xây dựng gần đây có xu hƣớng
tăng về số lƣợng chỉ thị, ví dụ nhƣ bản đồ liên ết mật độ cao của Yu & cs. (2007) với 1.097 chỉ
thị, trải dài 4.536,7 cM. Những bản đồ liên ết mật độ cao này chính là nguồn tài liệu cần thiết
cho các nghiên cứu lập bản đồ QTL và chọn giống phân tử ở cây bông.
1.5. QTL và những nghiên cứu lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ ở cây bông trên thế
giới
Cải tiến chất lƣợng xơ luôn là một hƣớng trọng tâm trong nghiên cứu di truyền và chọn
giống cây bông trên toàn thế giới. Chất lƣợng xơ là tính trạng số lƣợng, điều hiển bởi đa gen.
Nhận biết những QTL chất lƣợng xơ quan trọng và ổn định sẽ hỗ trợ hiệu quả cho những dự án
chọn giống dựa vào chỉ thị phân tử. Những chỉ thị phân tử liên ết chặt với những QTL liên
quan đến những tính trạng chính cấu thành năng suất và chất lƣợng xơ (chiều dài xơ, độ đều xơ,
độ bền xơ, độ giãn xơ, độ mịn xơ...) đã đƣợc áp dụng thành công trong những chƣơng trình
chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt trên thế giới [Lacape, 2010; Ra shit, 2010...].
Một số công trình tiêu biểu về nghiên cứu QTL chất lƣợng xơ trên cây bông đã đƣợc công
bố trên thế giới nhƣ công trình của Wang & cs. (2013) đã phát hiện 24 QTL chất lƣợng xơ và tỷ
lệ xơ hi nghiên cứu trên quần thể giữa hai giống bông G. barbadense Luyuan 343 và G.
6
hirsutum Lumianyan 22 năng suất cao. Yang & cs. (2014) đã xây dựng bản đồ liên ết di truyền
với 579 chỉ thị phân bố trên 56 nhóm liên ết, bao phủ 4.168,72cM từ quần thể BC1 giữa hai
giống bông G. hirsutum và G. barbadense (CCRI8 x Pima 90-53). Tổng số 44 QTL đã đƣợc
phát hiện trên 17 NST, quy định từ 7,72- 23,73% biến dị iểu hình. Những QTL này là những
gen tiềm năng có giá trị cho lập bản đồ chi tiết, tách dòng và các dự án quy tụ gen chất lƣợng
xơ.
1.6. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống bông tại Việt Nam
Cho đến nay, công tác chọn tạo giống bông ở nƣớc ta đã gặt hái đƣợc nhiều ết quả hả
quan, nhiều giống đƣợc công nhận là giống quốc gia và đƣa vào phổ biến trong sản xuất. Tuy
nhiên, nguồn gen bông trong nƣớc v n còn thiếu những giống bông năng suất cao, chất lƣợng
xơ tốt, mang lại giá trị inh tế cho ngƣời trồng bông để có thể huyến hích nông dân quan tâm
và phát triển nghề trồng bông nội địa. Trong những năm gần đây, một số công trình nghiên cứu
ứng dụng công nghệ sinh học trên cây bông tại Việt Nam đã đƣợc tiến hành và mang lại những
thành công bƣớc đầu. Những công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trên đối
tƣợng cây bông trong nƣớc gồm một số nghiên cứu theo hƣớng tiếp cận công nghệ chuyển gen,
công nghệ chỉ thị phân tử trong phân tích di truyền tính háng bệnh và đã mang lại những ết
quả rất có triển vọng. Tuy nhiên, so với những cây trồng chính hác, những nghiên cứu trên đối
tƣợng cây bông tại Việt Nam v n còn rất ít, chính vì vậy đã làm hạn chế việc ứng dụng rộng rãi
những thành tựu công nghệ sinh học trên đối tƣợng cây trồng này. Do vậy, việc nghiên cứu ứng
dụng công nghệ sinh học nhằm phát triển những giống bông có năng suất, chất lƣợng cao sẽ
góp phần mở rộng diện tích trồng bông trong nƣớc, đặc biệt ở những vùng chịu ảnh hƣởng của
hạn hán éo dài nhƣ các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ, giúp tăng thu nhập nông dân và đặc biệt
là cung cấp một phần nguyên liệu cho ngành dệt may trong nƣớc đang phụ thuộc hoàn toàn vào
nguồn nguyên liệu từ nƣớc ngoài.
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
- 38 giống bông (bao gồm 17 giống bông Cỏ Gossypium arboreum, 11 giống Luồi G.
hirsutum và 10 giống Hải đảo G. barbadense) chọn lọc từ tập đoàn giống của Viện NC Bông &
PTNN Nha Hố.
- 746 cặp mồi SSR thuộc 11 nhóm mồi BNL, CIR, CMS, DPL, JESPR, MGHES, MUCS,
MUSS, NAU, STV, TM đƣợc chọn lọc từ các cơ sở dữ liệu hệ gen cây bông và các bản đồ liên
ết hệ gen cây bông đã công bố.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Các bƣớc thực hiện đề tài đƣợc sơ đồ hóa ở hình 1.
7
Hình 1. Sơ đồ các bƣớc triển khai thực hiện đề tài
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm:
Các thí nghiệm đánh giá con lai F1, F2 đƣợc bố trí tuần tự hông nhắc lại có èm đối
chứng. Các biện pháp ỹ thuật canh tác đƣợc thực hiện theo tiêu chu n 10TCN 910:2006 và
10TCN 911: 2006 của bộ NN & PTNT. Chất lƣợng xơ bông đƣợc đánh giá theo Tiêu chu n
phân cấp xơ bông Việt Nam (TCCS- 2006).
2.2.2. Phương pháp lai tạo quần thể: Quần thể F1 đƣợc lai tạo bằng phƣơng pháp lai
truyền thống và tự thụ các cá thể F1 để tạo quần thể F2.
2.2.3. Phương pháp phân tích di truyền bằng chỉ thị SSR
* Tách chiết ADN: Theo phƣơng pháp CTAB của Doyle (1987).
Chú thích: a LOD: logarithm of odds score, cho biết khả năng có mặt QTL tại vị trí nghiên cứu (LOD
> 2,0); bAdditive effect: Hiệu quả cộng thêm của QTL, giá trị (+) có nghĩa là hiệu quả cộng thêm
đến từ giống mẹ L591, giá trị (-) có nghĩa là hiệu quả cộng thêm đến từ giống bố HD138; cR2 %: tỷ lệ phần trăm biến dị kiểu hình của tính trạng do QTL kiểm soát.
19
3.3.2. Xác định các chỉ thị phân tử SSR liên kết gần với các QTL chất lƣợng xơ
Trong số 14 QTL đƣợc định vị trên bản đồ liên ết, chúng tôi xác định đƣợc 11 chỉ thị
SSR liên ết chặt với QTL, với hoảng cách từ chỉ thị tới QTL 5cM. Đây là nguồn chỉ thị
quan trọng cho việc chọn lọc những cá thể mang QTL chất lƣợng xơ tƣơng ứng. Mƣời ba chỉ thị
SSR còn lại thể hiện mối liên ết há lỏng (>5cM) với QTL. Việc sử dụng những cặp chỉ thị
liền ề để xác định sự có mặt của QTL chất lƣợng xơ sẽ hỗ trợ rất nhiều trong quá trình chọn
giống, giúp rút ngắn thời gian, hỗ trợ cho những số liệu đánh giá ngoài đồng ruộng nhằm chọn
lọc những dòng giống triển vọng trong sản xuất. Trong nghiên cứu này, 10 QTL có thể đƣợc
nhận biết chính xác thông qua sự phân tích với các chỉ thị liên ết, các QTL còn lại cần có
những nghiên cứu bổ sung để có thể xác định đƣợc những chỉ thị phân tử liên ết gần phục vụ
cho chọn giống (bảng 5).
Bảng 5. Các chỉ thị phân tử SSR liên kết và khoảng cách tới QTL chất lƣợng xơ
trong nghiên cứu
Chỉ thị
liên kết
QTL Khoảng
cách
chỉ thị-
QTL(cM
)
Tính trạng Chỉ thị
liên kết
QTL Khoảng
cách
chỉ thị-
QTL
(cM)
Tính trạng
BNL3971-
NAU1250
qFL-2 0,1 6,2
Chiều dài xơ BNL3090-
BNL3580
qFE-1 7,3
12,8
Độ giãn xơ
BNL2768
-
BNL3816
qFL-12 0,1
>15
NAU1072
-
NAU1193
qFE-2
5,6
0,2
BNL341-
BNL840
qFL-26 5,6
5,3 BNL1414
-
BNL2690
qFE-23 2,1
6,0
BNL3989
-
NAU2571
qFS-3 2,7
4,5
Độ bền xơ BNL3535-
BNL3348
qLP-19 2,7 5,2
Tỷ lệ xơ
BNL285-
BNL852
qFS-19a 9,6
4,3
CIR166-
BNL3482
qLP-20 10,3
14,5
BNL2656-
CIR212-2
qFS-19b 14,5
10,1 BNL3971
-
NAU1250
qSF-2 1,6
4,7
Chỉ số xơ ngắn
BNL3992-
BNL542
qFU-5 7,7
14,5
Độ đều xơ
NAU1037
-
BNL3257
qFU-8 5,0
1,8
3.3.3. Đánh giá tiềm năng ứng dụng các QTL kiểm soát chất lƣợng xơ và các chỉ thị
SSR liên kết QTL trong nghiên cứu chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt
Kết quả tổng hợp và phân tích cho thấy đa số các công bố về lập bản đồ QTL chất lƣợng
20
xơ trên thế giới sử dụng quần thể từ hai giống bông Luồi G. hirsutum, hông nhiều nghiên cứu
tiến hành trên quần thể con lai hác loài giữa G. hirsutum và G. barbadense. Trong nghiên cứu
này, chúng tôi đã lai tạo nhiều tổ hợp lai ban đầu và chọn tổ hợp lai ƣu việt nhất để lập bản đồ
QTL chất lƣợng xơ. Các QTL đƣợc xác định tại vị trí LOD > 2,3 và có tỷ lệ R2 dao động từ
5,98% đến 22,40%, trong đó có 7 QTL có tỷ lệ R2> 10%, cho thấy độ tin cậy của các QTL đƣợc
phát hiện trong nghiên cứu này cũng tƣơng đƣơng so với các công bố trên thế giới.
Một trong số ít những nghiên cứu sử dụng quần thể con lai hác loài giữa hai giống bông
Luồi và bông Hải đảo là nghiên cứu của Yang & cs. (2014). Chính vì vậy, chúng tôi đã đối
chiếu ết quả thu đƣợc trong nghiên cứu này với ết quả công bố của Yang & cs. (2014) để tìm
iếm sự tƣơng đồng giữa hai nghiên cứu. Nghiên cứu của Yang & cs. (2014) đã xác định đƣợc
44 QTL chất lƣợng xơ, tỷ lệ R2 % của các QTL dao động từ 7,72% đến 23,73%. Giá trị LOD
dao động từ 2,52 đến 6,44. Khi so sánh ết quả của hai nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy chỉ có 3
QTL tƣơng đồng về NST, bao gồm 1 QTL độ giãn xơ trên NST số 1, 1 QTL độ bền xơ trên
NST số 3 và QTL độ đều xơ trên NST số 5.
Trên bản đồ QTL của quần thể F2 (L591 x HD138), QTL độ giãn xơ qFE-1 đƣợc định vị
trên nhóm liên ết số 1 tại vị trí 37,1 cM, hai chỉ thị liền ề là BNL3090 và BNL3580 cách
QTL 7,3 cM và 12,8 cM (bảng 5). Trên bản đồ QTL của tác giả Yang & cs. (2014), 2 QTL độ
giãn xơ qFE1-1 và qFE1-2 cùng đƣợc định vị trên NST số 1, trong đó QTL qFE1-2 đƣợc định
vị tại vị trí 39,2 cM với hai chỉ thị liền ề là MON_CER0121b và MON_DOW058. Đặc biệt,
trên vùng NST gần QTL qFE1-2, chỉ thị BNL3090 cũng đƣợc lập bản đồ tại vị trí 46,0 cM và
cách QTL qFE1-2 6,8cM. Kết quả này cho thấy chỉ thị BNL3090 trong cả hai nghiên cứu đều
liên ết với QTL quy định tính trạng độ giãn xơ và ở cả hai nghiên cứu, QTL này đều có nguồn
gốc từ giống bông Hải đảo G. barbadense (hình 9).
Đối với các QTL độ bền xơ và độ đều xơ đƣợc phát hiện tƣơng ứng trên NST số 3 và NST
số 5 của cả hai nghiên cứu, do hông có chỉ thị tƣơng đồng liên ết với QTL nên chƣa thể đƣa
ra nhận định về điểm chung của các QTL này giữa hai nghiên cứu.
21
Hình 9. Vị trí QTL kiểm soát độ giãn xơ trên NST số 1 của hai bản đồ QTL chất lƣợng xơ
ở cây bông tứ bội (G. hirsutum x G. barbadense)
Từ trái qua phải: Kết quả nghiên cứu trên quần thể BC1F1: CCRI 8 x Pima 90-53/CCRI8 của Yang
& cs. (2014); Kết quả nghiên cứu trên quần thể F2: L591 x HD138 của nghiên cứu này.
Những phân tích trên đây cho thấy việc so sánh giữa các bản đồ QTL rất hó thực hiện, vì
hai nghiên cứu đƣợc thực hiện trên hai quần thể hác nhau với bộ chỉ thị hác nhau và chƣa có
bản đồ tham hảo để đối chiếu. Bộ chỉ thị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu của chúng tôi gồm đa
số là chỉ thị thuộc nhóm BNL (117/221 chỉ thị, chiếm 52,9%), các chỉ thị thuộc nhóm NAU chỉ
chiếm 28,9% (64/221 chỉ thị), trong hi nghiên cứu của Yang & cs. (2014) chủ yếu sử dụng bộ
chỉ thị thuộc nhóm NAU, điều này d n đến việc khó tìm đƣợc những chỉ thị tƣơng đồng của hai
nghiên cứu. Tuy nhiên, ết quả so sánh đã cho thấy chỉ thị NAU3090 cùng liên ết với QTL độ
giãn xơ trong cả hai nghiên cứu, do vậy sự có mặt của QTL độ giãn xơ trên NST số 1 đã đƣợc
hẳng định ở hai quần thể nghiên cứu hác nhau. Đây cũng là ết quả chứng minh cho sự ổn
định của QTL.
Nói tóm lại, sử dụng các QTL phát hiện từ nghiên cứu này có ý nghĩa trong việc cải tiến
chất lƣợng xơ cho các tổ hợp con lai đƣợc tạo lập từ hai giống bông bố mẹ L591 và HD138.
Việc xác nhận giá trị ổn định của các QTL cần phải đƣợc tiếp tục đầu tƣ nghiên cứu trong thời
gian dài, trên các quần thể hác nhau, ở các thế hệ hác nhau.
Những QTL chất lƣợng xơ xác định đƣợc trong nghiên cứu này là những ết quả nghiên
cứu đầu tiên của Việt Nam về lập bản đồ QTL chất lƣợng xơ trên cây bông và những chỉ thị
phân tử liên ết chặt với QTL ( hoảng cách 5 cM) đã đƣợc sử dụng nhằm ứng dụng phƣơng
pháp MAS trong chọn tạo giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.
Bộ chỉ thị SSR liên ết với các QTL chất lƣợng xơ đã đƣợc sử dụng để sàng lọc những cá
22
thể mang QTL chất lƣợng xơ trong quần thể lai trở lại BC3F1 của cặp lai L591 x HD138///L591.
Bốn dòng bông triển vọng C32-2-3, C37-2-1, C37-6-1, C27-1-1 của cặp lai L591 x
HD138////L591 đã đƣợc chọn tạo nhờ sự trợ giúp của chỉ thị phân tử ết hợp với chọn lọc và
đánh giá ngoài đồng ruộng. Cả 4 dòng bông đều cho chất lƣợng xơ tốt, đạt tiêu chu n cấp I theo
Tiêu chu n phân cấp bông xơ Việt Nam, đồng thời cho năng suất cao. Bốn dòng bông này đều
có các chỉ tiêu chất lƣợng xơ bông: Chiều dài xơ > 32 mm; chỉ số độ mịn xơ 3,7- 4,0; độ bền >
30 g/tex; chỉ số độ đồng đều > 85%; chỉ số độ chín 0,87; độ đàn hồi 5,9- 6,3%; Năng suất
thực thu > 21 tạ/ha. Đây chính là những nguồn đầu dòng tiềm năng cho phát triển các giống
bông có giá trị inh tế cao, đồng thời bổ sung cho nguồn gen bông của Việt Nam. Viện Nghiên
cứu Bông và PTNN Nha Hố hiện tại v n đang tiếp tục công tác chọn tạo và phát triểnnhững
dòng bông này thành những giống tiềm năng phục vụ cho sản xuất, đồng thời lƣu giữ làm
nguồn vật liệu cho ngân hàng gen bông Việt Nam.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
KẾT LUẬN:
1. Kết quả phân tích cho thấy đa dạng di truyền cao giữa 38 giống bông (Gossypium spp.),
thể hiện ở hệ số hoảng cách di truyền Euclid dựa trên các tính trạng hình thái dao động từ 1,0
đến 18,06 và hệ số tƣơng đồng di truyền DICE dựa trên chỉ thị phân tử dao động từ 0,2 đến
0,99. Cặp giống bố mẹ G. hirsutum L591 và G. barbadense HD138 đƣợc lựa chọn để phát triển
quần thể phục vụ nghiên cứu lập bản đồ liên ết di truyền và bản đồ QTL chất lƣợng xơ.
2. Bản đồ liên ết di truyền cây bông tứ bội đầu tiên đã đƣợc lập tại Việt Nam nhờ phân
tích phân li di truyền quần thể con lai F2 (L591 x HD138). Bản đồ bao gồm 214 chỉ thị SSR, trải
dài 3.083,8 cM trên 26 nhóm liên ết, tƣơng ứng với 26 NST của bông tứ bội hệ gen AD.
3. Bản đồ QTL chất lƣợng xơ đã đƣợc thiết lập với 14 QTL, bao gồm: 3 QTL chiều dài
xơ, 3 QTL độ bền xơ, 2 QTL độ đều xơ, 3 QTL độ giãn xơ, 2 QTL tỷ lệ xơ và 1 QTL chỉ số xơ
ngắn. Các QTL định vị trên các nhóm liên ết số 1, 2, 3, 5, 8, 12, 19, 20, 23 và 26 với giá trị
LOD dao động từ 2,31 đến 3,31. Tỷ lệ % quy định biến dị iểu hình (giá trị R2 %) của các QTL
dao động từ 5,98% đến 22,40%, trong đó có 7 QTL có tỷ lệ R2> 10%.
4. Mƣời bốn cặp chỉ thị phân tử SSR liên ết với QTL đã đƣợc phát hiện, trong đó có 11
chỉ thị liên ết chặt QTL với hoảng cách 5 cM: BNL3971, BNL2768, BNL3989, NAU2571,
BNL852, NAU1037, BNL3257, NAU1193, BNL1414, BNL3535 và NAU1250. Bộ chỉ thị này
đã đƣợc sử dụng để chọn tạo các dòng bông triển vọng năng suất cao và mang các QTL iểm
soát chất lƣợng xơ tƣơng ứng.
ĐỀ NGHỊ:
- Tiếp tục nghiên cứu để xác nhận sự ổn định của các QTL chất lƣợng xơ trong quần thể.
- Sử dụng những chỉ thị phân tử SSR liên ết chặt với QTL chất lƣợng xơ vào nghiên cứu
chọn giống bông chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam.
23
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2012), “Xác định
cặp giống bố mẹ và sàng lọc các chỉ thị SSR cho đa hình phục vụ lập bản đồ locus iểm
soát chất lƣợng xơ ở cây bông (Gossypium spp.)”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 4,
trang 45-49.
2. Nguyễn Thị Nhài, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy
(2013), “Đánh giá hả năng ết hợp và ƣu thế lai về tính trạng năng suất và chất lƣợng xơ
của các con lai hác loài giữa bông Luồi (Gossypium hirsutum L.) và bông Hải đảo
(Gossypium barbadense L.)”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ nông nghiệp Việt Nam, số 2
(41), trang 89-96.
3. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Thị Nhài, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn Thị Thanh Thủy
(2013), “Chọn lọc những nguồn gen triển vọng phục vụ công tác chọn tạo giống bông năng
suất cao, chất lƣợng xơ tốt tại Việt Nam”, Chuyên đề Giống cây trồng, vật nuôi- tập 2, Tạp
chí Nông nghiệp và PTNN, trang 240-247.
4. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Đình Đạt, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2015),“ Xây dựng
bản đồ liên ết phân tử cho giống bông tứ bội bằng chỉ thị SSR”, Tạp chí Công nghệ Sinh
học, Tập 13, số 4, trang 1-10.
5. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trịnh Đình Đạt, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2015),“ Lập bản đồ
QTL qui định chất lƣợng xơ ở cây bông”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 22, trang 33-