Luận án Nghiên cứu tạo đột biến in vitro và đánh giá sinh trưởng, phát triển, sai khác di truyền của các dòng đột biến giống hoa cẩm chướng Quận Chúa (Dianthus caryophyllus L.)

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt vii

Danh mục các bảng viii

Danh mục các hình x

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Yêu cầu của đề tài 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

5 Đóng góp mới của luận án 4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Giới thiệu chung về cây hoa cẩm chướng 5

1.1.1 Nguồn gốc, phân loại 5

1.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây hoa cẩm chướng 7

1.1.3 Yêu cầu ngoại cảnh của hoa cẩm chướng 7

1.1.4 Yêu cầu dinh dưỡng 8

1.2 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới và trong nước 9

1.2.1 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới 9

1.2.2 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng tại Việt Nam 11

1.3 Ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào trong nhân giống cây

hoa cẩm chướng 12

1.4 Đột biến tạo biến dị di truyền và ứng dụng đột biến trong chọn tạo

giống cây trồng 16

1.4.1 Đột biến tạo biến dị di truyền 16

1.4.2 Các tác nhân gây đột biến 17

1.4.3 Vai trò của đột biến nhân tạo trong công tác chọn tao giống cây trồng 21iv

1.5 Xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro và ứng dụng trong

chọn tạo giống cây trồng 24

1.5.1 Xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro 24

1.5.2 Các phương pháp xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro 25

1.5.3 Nguồn vật liệu xử lý đột biến in vitro 29

1.5.4 Sàng lọc thể đột biến 29

1.6 Một số kết quả nghiên cứu về cây hoa cẩm chướng 30

1.6.1 Kết quả nghiên cứu trên thế giới 30

1.6.2 Kết quả nghiên cứu trong nước 35

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 Vật liệu nghiên cứu 39

2.2 Nội dung nghiên cứu 41

2.2.1 Nghiên cứu nhân giống in vitro cho cây cẩm chướng giống Quận Chúa 41

2.2.2 Nghiên cứu các phương pháp xử lý gây tạo đột biến in vitro cho cây

cẩm chướng 41

2.2.3 Nghiên cứu phân lập các dạng chồi in vitro biến dị sau xử lý và đánh

giá sự sinh trưởng phát triển của các dạng chồi 41

2.2.4 Nghiên cứu sự sinh trưởng phát triển và phân lập các dạng biến dị

của cây cẩm chướng sau xử lý trong điều kiện tự nhiên 42

2.2.5 Nghiên cứu đánh giá sự sai khác di truyền của một số dòng biến dị

có triển vọng đã phân lập bằng chỉ thị SSR 42

2.2.6 Nghiên cứu quy trình nhân giống in vitro cho một số dòng đột biến

được tuyển chọn 42

2.3 Phương pháp nghiên cứu 42

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 42

2.3.2 Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật. 47

2.3.3 Phương pháp gây tạo đột biến in vitro 47

2.3.4 Phương pháp đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đột biến

bằng chỉ thị phân tử SSR 50

2.3.5 Phương pháp theo dõi, đánh giá 53v

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 55

2.5 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 54

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56

3.1 Nghiên cứu nhân giống in vitro cho cây cẩm chướng giống Quận Chúa 56

3.1.1 Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu 55

3.1.2 Nghiên cứu nhân nhanh chồi in vitro 56

3.1.3 Nghiên cứu tạo cây hoàn chỉnh 62

3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp ra cây đến tỷ lệ sống và

sinh trưởng của cây in vitro ngoài vườn ươm 63

3.2 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng in vitro

bằng EMS và tia gamma nguồn 60Co 65

3.2.1 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng nuôi cấy

in vitro bằng EMS 65

3.2.2 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng nuôi cấy

in vitro bằng tia gamma nguồn 60Co 75

3.2.3 Nghiên cứu xử lý kết hợp EMS và tia gamma nguồn 60Co cho cây

hoa cẩm chướng in vitro 80

3.3 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của các dạng chồi in

vitro 84

3.3.1 Nghiên cứu khả năng ra rễ của các dạng chồi in vitro cây cẩm

chướng sau xử lý 85

3.3.2 Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của các dạng chồi in vitro

cây cẩm chướng sau xử lý trong điều kiện khí canh 86

3.3.3 Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của các dạng chồi in vitro

cây cẩm chướng sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 88

3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý gây tạo đột biến đến sự phát sinh

biến dị của cây cẩm chướng giai đoạn ngoài đồng ruộng 89

3.4.1 Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh biến dị của cây cẩm

chướng giai đoạn ngoài đồng ruộng 96vi

3.4.2 Ảnh hưởng của xử lý chiếu xạ đến tỷ lệ biến dị của cây cẩm chướng

sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 96

3.4.3 Ảnh hưởng của xử lý kết hợp EMS và chiếu xạ đến tỷ lệ biến dị của

cây cẩm chướng sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 96

3.4.4 Đặc điểm hình thái một số dạng biến dị về màu sắc hoa sau xử lý

giai đoạn ngoài đồng ruộng 97

3.5 Nghiên cứu đánh giá sai khác di truyền của một số dòng cẩm chướng

bằng kỹ thuật SSR 103

3.5.1 Kết quả tách chiết DNA tổng số 103

3.5.2 Kết quả phân tích sự nhân bản DNA với các cặp mồi 104

3.5.3 Kết quả phân tích chỉ số PIC với các cặp mồi 115

3.5.4 Đánh giá độ thuần di truyền của các dòng cẩm chướng nghiên cứu 117

3.5.5 Hệ số đồng dạng và mối quan hệ di truyền giữa các mẫu giống cẩm

chướng 117

3.6 Nghiên cứu nhân giống in vitro một số dòng đột biến được tuyển chọn 121

3.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ khử trùng đến tỷ lệ sống của mẫu 122

3.6.2 Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro của các dòng cẩm chướng đột

biến được tuyển chọn. 124

3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của auxin đến khả năng tạo cây in vitro hoàn

chỉnh của hai dòng cẩm chướng H6 và H7 125

3.6.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp ra cây đến tỷ lệ sống và

sinh trưởng của cây in vitro ngoài vườn ươm 126

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 129

1 Kết luận 129

2 Đề nghị 130

Danh mục công trình đã công bố có liên quan đến luận án 131

Tài liệu tham khảo 132

Phụ lục 141