Biểu B1-2-TMĐT
THUYẾT MINH ĐỀ TÀI
(Kèm theo Quyết định số 10/2007/QĐ-BKHCN ngày 11 tháng 5 năm 2007
của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ)
THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ
1
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1 Tên đề tài 2 Mã số (được cấp khi Hồ sơ trúng
tuyển)
NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU
NÓNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHO CÁC
TỈNH Ở PHÍA NAM
3 Thời gian thực hiện: 48 tháng 4 Cấp quản lý
(Từ tháng 01/2011 đến tháng 12/2014)
Nhà nước Bộ
Tỉnh Cơ sở
5 Kinh phí: 2.350 triệu đồng, trong đó:
Năm 1: 700 triệu, Năm 2: 600 triệu, năm 3: 600 triệu, năm 4: 450 triệu đồng.
Nguồn Tổng số
- Từ Ngân sách sự nghiệp khoa học
2.350
- Từ nguồn tự có của tổ chức
0
- Từ nguồn khác
0
6
Thuộc “Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học
trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020.”
Mã số:
Thuộc dự án KH&CN;
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam
Điện thoại: 08-38297889 Fax: 08-38297650
E-mail : [email protected]
Website: http://iasvn.org
Địa chỉ: 121 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: GS.TS. Bùi Chí Bửu
Số tài khoản: 060.19.00.000.42
Ngân hàng: Kho bạc nhà nước TP. Hồ Chí Minh
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
11 Các tổ chức phối hợp chính thực hiện đề tài (nếu có)
Tổ chức 1:
Tên cơ quan chủ quản Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung bộ
Điện thoại : 056. 3844626
Địa chỉ: 317 Nguyễn Thị Minh Khai – Tp. Quy Nhơn – Bình Định
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS Hoàng Minh Tâm
Tổ chức 2 :
2
Tên cơ quan chủ quản : Viện Lúa Đồng bằng Sông Cửu Long
Điện thoại : 0710. 3861378
Địa chỉ : Thới Lai, Tp. Cần Thơ
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS Lê Văn Bảnh
12
Các cán bộ thực hiện đề tài
(Ghi những người có đóng góp khoa học và chủ trì thực hiện những nội dung chính thuộc tổ chức
chủ trì và tổ chức phối hợp tham gia thực hiện đề tài, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm đề tài)
Họ và tên, học hàm học
vị
Tổ chức
công tác
Nội dung công việc
Thu thập đánh giá nguồn vật
liệu, đánh giá kiểu hình, khảo
nghiệm các dòng triển vọng.
20
4
Th.S. Nguyễn Viết Cường Viện KHKT NN
miền Nam
Thu thập và đánh giá kiểu hình,
lai tạo quần thể hồi giao, khảo
nghiệm các dòng triển vọng.
20
5
Th.S. Trương Quốc Ánh Viện KHKT NN
miền Nam
Thư ký đề tài, thu thập đánh giá
nguồn vật liệu, thu thập số liệu
tổng hợp báo cáo, tham gia khảo
nghiệm các dòng triển vọng.
24
6
ThS. Bùi Phú Nam Anh Viện KHKT NN
miền Nam
Khai thác cơ sở dữ liệu
database, thiết kế marker phân
tử, xây dựng bản đồ di truyền
ứng dụng trong phân tích QTL
và fine mapping.
24
7
ThS. Lê Công Thiện Viện KHKT NN
13 Mục tiêu của đề tài ( Bám sát và cụ thể hoá định hướng mục tiêu theo đặt hàng - nếu có)
Chọn tạo được giống lúa chịu nóng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp ở các tỉnh phía Nam,
thông qua chỉ thị phân tử và phân tích QTL (quantitative trait loci).
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định được bản đồ QTL gen quy định tính trạng chống chịu nóng ở điều kiện nhiệt
độ 37 – 40
o
C vào thời kỳ trổ bông.
- Xác định chỉ thị phân tử liên kết với gene chống chịu nóng để ứng dụng được kỹ thuật
MAS trong cải thiện giống lúa chống chịu nóng.
- Chọn tạo được giống chống chịu nóng phù hợp với điều kiện canh tác của các tỉnh phía
Nam.
14 Tình trạng đề tài
Mới Kế tiếp hướng nghiên cứu của chính nhóm tác giả
Kế tiếp nghiên cứu của người khác
15 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luận giải về mục tiêu và những nội dung nghiên cứu
của Đề tài
15.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của Đề tài
Ngoài nước (Phân tích đánh giá được những công trình nghiên cứu có liên quan và những kết
quả nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu của đề tài; nêu được những bước tiến về
trình độ KH&CN của những kết quả nghiên cứu đó)
Những nghiên cứu hiện nay có xu hướng kết hợp phương pháp chọn giống truyền thống với
công nghệ sinh học, cụ thể là phân tích genomics hoặc chuyển nạp gen mục tiêu. Kết quả cho
thấy việc kiểm soát stress do nhiệt độ cao được điều khiển bởi nhiều gen (Foolad 2005). Các
gen này thể hiện rất chuyên biệt ở từng giai đoạn sinh truởng và phát triển, trong từng cơ quan
của cây lúa, tại những thời điểm nhiệt độ tăng cao. Do đó, Meastri và ctv. (2002) cho rằng phải
kết hợp tuyển chọn các giống lúa có mức độ chịu nóng khác nhau, phân tích vùng giả định nhằm
xác định các QTL (quantitative trait loci) chống chịu stress do nhiệt độ cao, tiến tới xác định
gen ứng cử viên và chỉ thị liên kết với các gen như vậy, nhằm mục đích giúp cho nhà chọn
kDa, có chuỗi trình tự amino acid tương đồng với protein của gen GASA4 trong cây mô hình
Arabidopsis. Họ lập kế hoạch chuyển gen này vào cây lúa để cải tiến tính chống chịu nóng.
Wu và ctv. (2009) thành công trong thực hiện chuyển gen OsWRKY11 vào cây lúa, nó thể
hiện trên giai đoạn mạ, trong điều kiện promoter là HSP101, điều khiển được cả hai loại hình
stress do khô hạn và do nóng.
Yokotani và ctv. (2008) cũng thành công trong việc chuyển gen OsHsfA2e của cây mô hình
Arabidopsis vào cây lúa; thể hiện được gen ở mức độ RNA trong điều kiện bị stress do nhiệt độ
cao.
Jagadish và ctv. (2008) đánh giá kiểu hình của giống cho nguồn gen kháng CG14 (O.
glaberrima) có nguồn gốc Châu Phi, ở 2 điều kiện nhiệt độ 30
0
C và 38
0
C; vào lúa 1,5 giờ trước
lúa rạng sáng và 3 giờ sau khi đó, để khảo sát sự thụ phấn. Giống N22 (chuẩn kháng) biểu thị
tđiểm chống chịu cao nhất (64–86% tỷ lệ hữu thụ ở 38°C) và giống Azucena, Moroberekan
nhạy cảm nhất (tỷ lệ hữu thụ <8%). Jagadish và ctv. (2007) đã xây dựng các tiêu chuẩn để đánh
giá kiểu hình giống lúa chịu nóng ở các nghiệm thức nhiệt độ khác nhau.
Stress nhiệt và tác hại trên cây trồng
Stress do nhiệt độ cao trên cây trồng là sự gia tăng nhiệt độ vượt qua ngưỡng trong một
khoảng thời gian và gây ra những tác động có hại lên sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Stress do nhiệt độ cao có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất cây trồng (Hall 2001).
Ở mức độ tế bào, các hoạt động trong tế bào sẽ bị rối loạn và cấu trúc tế bào có thể phá hủy
trong vài phút. (Schoffl và ctv. 1999). Những rối loạn trong trao đổi chất của tế bào được thể
hiện qua sự biến tính protein, bất hoạt các enzyme ở ty thể và chroloplast, ức chế quá trình sinh
tổng hợp protein (Howarth 2005) và cuối cùng là giảm thiểu năng suất sản xuất của cây trồng
(Song và ctv. 1998).
Những nghiên cứu về tác hại của stress do nhiệt độ cao trên cây lúa đã được thực hiện nhiều
năm qua. Ảnh hưởng của stress do nhiệt độ cao được thấy rõ nhất ở giai đoạn lúa ra hoa khi
nhiệt độ môi trường trên 35
C đến 3
0
C vào năm
2025 và 2100, theo thứ tự. Tại miền nam Việt Nam, Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn đã
theo dõi trong 5 năm (2004 – 2008); họ ghi nhận rằng: nhiệt độ cao nhất và thấp nhất lần lượt là
38,3
0
C và 24,0
0
C. Nhiệt độ trung bình là trong năm 2008 dao động từ 26,4
0
C đến 27,6
0
C. Trong
mùa Hè, có những ngày nhiệt độ lên 37
0
C - 40
0
C (ngưỡng gây hại cho cây lúa trong giai đoạn
thụ phấn, thụ tinh). Do đó, việc nghiên cứu cơ chế di truyền của cây lúa và phát triển những
dòng lúa có khả năng chống chịu stress do nhiệt độ cao, vô cùng bức thiết cho sản xuất lúa gạo
tại miền Nam Việt Nam. Yêu cầu cải thiện giống lúa cao sản, có khả năng chịu nóng và ít bị ảnh
hưởng stress đến phẩm chất hạt được đặt ra cho nhà chọn giống.
Cải thiện di truyền trên cây trồng nhằm đáp ứng stress nhiệt
Phương pháp truyền thống
Đối với khả năng chống chịu stress do nhiệt độ tăng cao, các nhà chọn giống truyền thống
thường dựa vào đánh giá kiểu hình trên đồng ruộng, nhằm chọn ra giống lúa cao sản có năng
suất ổn định trong điều kiện nhiệt độ nóng (Ehlers và Hall 1998). Phương pháp đánh giá và
chọn giống nói trên gặp không ít khó khăn, ví dụ như: sự biến thiên nhiệt độ ngoài đồng sẽ ảnh
hưởng đến tính chính xác trong những lần lập lại, cộng thêm tương tác giữa kiểu gen và môi
gạo lứt có nhiều dạng protein cần thiết, chất béo, thiamin, robiflavin, niacin, α-tecopherol, các
hoạt chất cần cho bệnh nhân huyết áp cao, chống oxid hóa tế bào ngăn ngừa ung thư, v.v… Lúa
gạo cung cấp từ 35 đến 59% nguồn năng lượng cho hơn 3 tỷ người (Trần Văn Đạt 2002). Thách
thức đặt ra trong điều kiện biến đổi khí hậu là khô hạn, nhiệt độ nóng, xâm nhập mặn, nước tưới
cho nông nghiệp giảm, nhưng phải tăng sản lượng lương thực gấp đôi. Ở Việt Nam, dân số hiện
nay đạt xấp xỉ 86 triệu người, với tốc độ tăng gần đây 1 triệu người / năm, an ninh lương thực
trở nên khó khăn hơn. So với 2001, diện tích gieo trồng lúa giảm trung bình 58.700 ha/năm;
diện tích canh tác lúa giảm 325.000 ha (Cục Trồng Trọt 2008). Sự thay đổi khí hậu sẽ còn diễn
biến vô cùng phức tạp cho sản xuất lúa gạo trong tương lai gần. Công nghệ sinh học trong nông
nghiệp sẽ phải đáp ứng được mục tiêu giảm nghèo và an toàn lương thực.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, tác động của biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến các
vùng của Việt Nam: nhiệt độ trung bình năm có thể tăng 2,6
o
C ở Tây Bắc, 2,5
o
C ở Đông Bắc,
2,4
o
C ở Đồng bằng Bắc bộ, 2,8
o
C ở Bắc Trung Bộ, 1,9
o
C ở Nam Trung bộ, 1,6
o
C ở Tây Nguyên
và 2
o
C ở Nam bộ so với trung bình thời kỳ 1980-1999. Tại mỗi vùng, nhiệt độ mùa Đông sẽ
tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa Hè. Tổng lượng mưa năm và lượng mưa mùa mưa ở tất cả các
vùng khí hậu của nước ta đều tăng, trong khi đó lượng mưa mùa khô có xu hướng giảm. Lượng
hậu bất thường có chiều hướng làm cây trồng bị stress do nhiệt độ cao.
Trong mùa hè, có những ngày nhiệt độ lên 37
0
C - 40
0
C (ngưỡng gây hại cho cây lúa trong
giai đoạn thụ phấn, thụ tinh). Do đó, việc nghiên cứu cơ chế di truyền của cây lúa và phát triển
những dòng lúa có khả năng chống chịu stress do nhiệt độ cao, vô cùng bức thiết cho sản xuất
lúa gạo tại miền Nam Việt Nam. Yêu cầu cải thiện giống lúa cao sản, có khả năng chịu nóng và
ít bị ảnh hưởng stress đến phẩm chất hạt được đặt ra cho nhà chọn giống.
7
Việc lựa chọn các giống lúa có khả năng chống chịu các tác nhân sinh học cũng như sinh học
bằng phương pháp MAS đã được tiến hành ở Việt Nam trong nhiều năm trở lại đây. Những
hành quả đã đạt được cho thấy tiềm năng to lớn trong việc ứng dụng công nghệ sinh học kết
hợp với phương pháp truyền thống như các nghiên cứu phân tích QTL có khả năng kháng mặn,
kháng rầy nâu… Với dự báo diều kiện khí hậu thế giới diễn biến phức tạp trong những thập kể
đến, các nhà khoa học đang tiếp tục đầu tư nghiên cứu các QTL có tính kháng stress, kháng hạn,
chống chịu ngập… Việt Nam là một trong số những nước nhiệt đới có khí hậu nóng quanh năm,
việc nghiên cứu tìm ra giải pháp ổn định và nâng cao năng suất giống lúa trong điều kiện stress
do nhiệt độ cao là hết sức bức thiết.
Tham khảo tài liệu trong và ngoài nước cho thấy, chúng ta vẫn đang dừng lại ở nội dung xây
dựng tiêu chuẩn để đánh giá kiểu hình; xây dựng bản đồ di truyền QTL ở mức thấp (xác định
vùng giả định có liên quan đến tính trạng), chưa đi sâu xác định các gen ứng cử viên, chưa xác
định được chỉ thị phân tử có độ tin cậy cao. Do vậy việc xác định nguồn vật liệu bố mẹ, xây
dựng bản đồ di truyền với mật độ 10-15 cM/ marker là yêu cầu cần thiết để có những chỉ thị
phân tử đủ độ tin cậy trong chọn dòng.
- Hiện nay bản đồ di truyền QTL chống chịu nóng chưa được công bố đầy đủ, cần có sự bổ
sung. Gen ứng cử viên (candidate gene) cho tính chống chịu nóng.
- Xác định chỉ thị DNA trên cơ sở PCR sẽ tạo thuận lợi cho nhà chọn tạo giống trong việc
chọn lọc cá thể trong quần thể đang phân ly.
mapping population of rice for heat tolerance during anthesis. Crop Sci. 48:1140–1146
8. Jagadish S.V.K., P.Q.Craufurd and T.R.Wheeler. 2007. High temperature stress and
spikelet fertility in rice (Oryza sativa L.). Journal of Experimental Botany, 58(7): 1627–
8
1635
9. Jones P.D., M. New, D.E. Parker, S. Mortin, I.G. Rigor. 1999. Surface area temperature
and its change over the past 150 years. Rev. Geophys. 37, 173–199.
10. Ko C.B., Y.M. Woo, D.J. Lee, M.C Lee, C.S Kim. 2007. Enhanced tolerance to heat
stress in transgenic plants expressingthe GASA4 gene. Plant Physiology and Biochemistry
45 (2007) 722-728
11. Maestri E., N. Klueva, C. Perrotta, M. Gulli, H.T. Nguyen, N. Marmiroli. 2002.
Molecular gentics of heat tolerance and heat shock proteins in cereals. Plant Mol. Biol. 48,
667–681.
12. Morita S., J. I. Yonemaru, J. I. Takanashi. 2005. Grain growth and endosperm cell size
under high night temperatures in rice (Oryza sativa L.). Annals of Botany, 95, 695-701.
13. Peng S. B., J. L. Huang, J. E. Sheehy, R. C. Laza, R. M. Visperas, X. H. Zhong, G. S.
Centeno, S. Khush, K. G. Cassman. 2004. Rice yields decline with high temperature from
global warming. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 101, 9971-
9975.
14. Schoffl F., R. Prandl, A. Reindl. 1999. Molecular responses to heat stress. In: Shinozaki,
K., Yamaguchi-Shinozaki, K. (Eds.), Molecular Responses to Cold, Drought, Heat and Salt
Stress in Higher Plants. R.G. Landes Co., Austin, Texas, pp. 81–98.
15. Song H.Y., J.J. Lei, C. Q. Li. 1998. Response of plant to heat stress and evaluation of heat
resistance. China Vegetables, 1, 48- 50. (in Chinese)
16. Timperio A.M., M.G. Egidi, L. Zolla . 2008. Proteomics applied on plant abiotic stresses:
Role of heatshock proteins (HSP). JOURNAL OF PROTEOMICS 71 (2008): 391 – 411
17. Trần văn Đạt. 2002. Tiến trình phát triển sản xuất lúa gạo tại Việt nam từ thời nguyên
thuỷ đến hiện đại. Nhà xuất bản Nông Nghiệp TP Hồ chí Minh. 315 trang.
18. Wahid A., S.Gelani, M. Ashraf, M.R. Foolad. 2007. Heat tolerance in plants: An
overview. Enviromental and Experimental Botany 61. 199-223.
traditional rice cultivars through mutagenesis and somaclonal variation. SABRAO Journal
of Breeding and Genetics 40(2):141-146
6. Nguyen Thi Lang, Bui Chi Buu. 2006. Mapping for phosphorus deficiency tolerance in
rice (Oryza sativa L.). OMonRice 14:1-9
7. Nguyễn Thị Lang, Bùi Chí Bửu. 2006.Nghiên cứu di truyền liên quan đến tính chống chịu
thiếu lân trên cây lúa (Oryza sativa L.). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn. Số
5:45-49
8. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang. 2004. Di Truyền Phân Tử. Tái bản lần thứ hai. Nhà XB
Nông Nghiệp, TP Hồ chí Minh. 615 trang.
9. Bui Chi Buu, NguyenThi Lang. 2003. Application of molecular markers in rice breeding
in the Mekong Delta of Vietnam. In Advances in Rice Genetics. GS Khuch, DS Brar, B.
Hardy (Eds). IRRI, Philippines, 216-220
10. Bui Chi Buu, Nguyen Thi Lang. 2004. Improving rice productivity under water
constraints in the Mekong Delta. Water and Agriculture. ACIAR Proceedings 116:196-202
11. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang. 2003. Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại
do môi trường của cây lúa. Nhà xuất bản nông nghiệp. 223 trang
17 Nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm của Đề tài và phương án
thực hiện
(Liệt kê và mô tả chi tiết những nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm phù
hợp cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra kèm theo các nhu cầu về nhân lực, tài chính và
nguyên vật liệu trong đó chỉ rõ những nội dung mới , những nội dung kế thừa kết quả nghiên
cứu của các đề tài trước đó ; những hoạt động để chuyển giao kết quả nghiên cứu đến người sử
dụng)
1.
Phân tích đa hình các chỉ thị phân tử
a. Thu thập, chọn dòng, khảo sát và đánh giá kiểu hình chống chịu nóng của
vật liệu nghiên cứu tại ruộng và trong phytotron (37
0
C-40
2
, F
3
.
3. Phân tích QTL, xác định vùng giả định, thảo luận với kết quả đã công bố
a. Chỉ thị phân tử SSR phủ trên các vùng QTL giả định, khai thác marker ở
quãng giữa của những marker được công bố như C1100-R1783 trên nhiễm
sắc thể số 4 (Zhu và ctv. 2005), RM3735 trên nhiễm sắc thể số 4 và
RM3586 trên nhiễm sắc thể số 3 (Zhang và ctv. 2009).
b. Kiểm định lại kết quả đa hình của marker mới thiết kế trên quần thể phân
ly
c. So sánh kiểu gen và kiểu hình
4. Khảo nghiệm dòng triển vọng tại các vùng mục tiêu
a. So sánh năng suất các dòng triển vọng tại Duyên hải Nam Trung bộ, Đông
Nam Bộ, và Đồng bằng Sông Cửu Long
b. Phân tích tương tác GxE
c. Kết luận dòng triển vọng đưa vào mạng lưới khảo nghiệm quốc gia
Phương pháp nghiên cứu đối với từng nội dung
Nội dung 1 :
Phương pháp điều tra đa hình với những marker đã công bố trên nguồn gen của
IRRI, Viện Lúa ĐBSCL. Ly trích DNA các vật liệu theo phương pháp. Điện di các sản
phẩm PCR theo qui trình đối với microsatellite marker.
Phân nhóm nguồn vật liệu theo NTSYSpc version 3.1
Ứng dụng bioinformatics: sử dụng công cụ của NCBI, Gramene, DDJB
Phân tích đa dạng di truyền
Các thông số được sử dụng thông qua kết quả phân tích phân tử và kiểu hình như sau:
Tần số alen a (P a) ở locus k được tính như sau:
Với P
a
là tần số của alen a ở locus k
giữa hai hay nhiều quần thể bằng cách dựa trên tần số alen. Các số liệu được
tính toán trên phần mềm Popgene hoặc NTSYpc 2.02.
Tính đa dạng di truyền của các nhóm giống khác nhau về địa lý
Ngoài việc nhận dạng giống và đánh gía độ thuần của giống, chúng tôi đánh gía độ đa
dạng di truyền của các nhóm tiêu biểu cho các vùng địa lý khác nhau được ghi nhận
trong tập đoàn giống lúa địa phương, đồng thời qua đó tìm hiểu mức độ quan hệ thân
thuộc giữa các nhóm giống nầy để qua đó giúp các nhà chọn giống có cơ sở chọn các
giống làm cha mẹ trong các tổ hợp lai đạt hiệu quả cao. Các tham số liên quan để đánh
giá độ đa hình, số alen trung bình của mỗi locus và độ đa dạng di truyền.
Nội dung 2:
Thực hiện lai đơn, lai hồi giao cải tiến nhờ marker.
Bố mẹ và con lai được đánh giá kiểu hình theo phương pháp của Jagadish và ctv.
(2008). Vật liệu bố: Gayabeo, Hanareum, N22, Dular, Nipponbare. Vật liệu mẹ:
OM5930, AS996
Các giống cao sản được chọn làm mẹ và tái tục, các giống chịu nóng được chọn
làm bố.
Thực hiện lai tạo ra cây F
1
, sau đó cho hồi giao F
1
với giống tái tục để có BC
1
, tiếp
tục cho hồi giao với giống tái tục để có BC
2
. Mỗi lần hồi giao như vậy, con lai được đánh
giá kiểu hình phối hợp tính trạng nông học của mẹ và kiểm tra độ bạc bụng của bố; chọn
cá thể để lai với giống tái tục theo qui trình tạo dòng BC cải tiến của IRRI (nhờ marker
phân tử).
Phân lập DNA của các dòng lai theo phương pháp li trích Mini DNA, đáng giá chất
2
.1 đơn vị của TAKARA Taq, 4 nmol dNTP, 10pmol primer và 50ng
genomic DNA. Chu kỳ PCR: tách dây đôi ở 95
o
C trong 5 phút, theo sau là 35 chu kỳ
94
o
C trong 60 giây, 55
o
C trong 30 giây và 72
o
C trong 60 giây. Qúa trình kéo dài dây sau
cùng là 72
o
C trong 5 phút. Cho thêm vào 13µl dung dịch đệm (98% formamide, 10mm
EDTA, 0.025% bromophenol blue, 0.025% xylene cyanol) sau khi PCR. Đa hình trong
sản phẩm PCR được phát hiện nhờ thuốc nhuộm ethidium bromide sau khi điện di trên
5% agarose gel.
Khai thác BAC clone để thiết lập marker mới cho gen chịu nóng
Giải mã chuỗi trình tự DNA mục tiêu
Phân tích QTL
Phân tích marker đơn (SMA): Những khám phá đầu tiên của mô hình được căn cứ trên
hàm tuyến tính: Y
j
= µ + f(marker
j
) + ε
j
Trong đó Y
j
Vị trí của QTL được thể hiện bởi một vị trí tương đương với quãng giữa A và B
ρ = r
1
/ r
1 - ρ = r
2
/ r
LOD score:
Thông thường bản đồ QTL có ý nghĩa khi giá trị LOD ≥ 3.
Trắc nghiệm mức độ ý nghĩa:
Trong phương pháp SMA, khả năng thống kê được dựa trên phép thử t (t-test), phân tích
phương sai và trắc nghiệm mô phỏng theo dạng tuyến tính
13
Trong phương pháp bản đồ cách quãng (IMA: interval mapping analysis), khả năng
thống kê dựa trên một hệ phương trình tuyến tính với con lai hồi giao, đối thuyết H
0
= µ
1-
- µ
2
= 0 (không có ảnh hưởng QTL trong quãng), trắc nghiệm mô phỏng thông qua giá trị
“log likelihood”
Nội dung 3:
Phân tích tương tác kiểu gen và môi trường thông qua kết quả thí nghiệm trên nhiều địa
điểm cùng một lúc. Theo dõi biến động của nhiệt độ luc lúa trỗ, hai hợp phần quan trọng
của sự chắc hạt (grain filling): đó là GFR (grain filling rate: tốc độ tăng chất khô mỗi
ngày trên bông lúa) và GFD (grain filling duration: thời gian hạt vào chắc); và năng suất.
Phương pháp Eberhart và Russel (1966) và AMMI (IRRI 1998) được áp dụng trong
trường hợp này để xác định chỉ số ổn định và chỉ số thích nghi
18 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng
thập thêm từ IRRI.
- Các giống mới ngoài việc đánh giá theo MAS, giai đoạn sớm trong phòng thí
nghiệm và đánh giá trong điều kiện tự nhiên, điều kiện gây nóng nhân tạo và
trong sản xuất thực tế.
Tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo:
Phương pháp kết hợp giữa công nghệ sinh học chưa được ứng dụng nhiều ở Việt
Nam. Nếu có giống mới từ đề tài cụ thể này sẽ mở ra triển vọng mới cho công tác
chọn tạo giống cây trồng chịu nóng ở nước ta.
19 Phương án phối hợp với các tổ chức nghiên cứu và cơ sở sản xuất trong nước
(Trình bày rõ phương án phối hợp: tên các tổ chức phối hợp chính tham gia thực hiện đề tài và nội
dung công việc tham gia trong đề tài, kể cả các cơ sở sản xuất hoặc những người sử dụng kết quả
nghiên cứu; khả năng đóng góp về nhân lực, tài chính, cơ sở hạ tầng-nếu có)
- Phối hợp với Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long trong việc ứng dụng công nghệ
sinh học cho việc đánh giá nguồn gen, xây dựng bản đồ di truyền. Đây là đơn vị có
nhiều hoạt động chuyên sâu trong việc ứng dụng công nghệ sinh học chọn tạo giống
cây trồng.
- Phối hợp với Viện KHKT Nông nghiệp Duyên Hải Nam Trung bộ trong việc đánh
giá vật liệu, giống trên vùng đất rất hay gặp hạn hán, đánh giá tiềm năng chịu nóng
của giống mới trong điều kiện thực tế.
20 Phương án hợp tác quốc tế (nếu có)
(Trình bày rõ phương án phối hợp: tên đối tác nước ngoài; nội dung đã hợp tác- đối với đối tác
đã có hợp tác từ trước; nội dung cần hợp tác trong khuôn khổ đề tài; hình thức thực hiện. Phân
tích rõ lý do cần hợp tác và dự kiến kết quả hợp tác, tác động của hợp tác đối với kết quả của Đề
tài )
21 Tiến độ thực hiện
Các nội dung, công việc
chủ yếu cần được thực hiện;
các mốc đánh giá chủ yếu
Kết quả phải
đạt
Thị Lang.
Viện KHKT
NN Miền
Nam
Viện Lúa ĐB
Sông Cửu
Long
Công việc 2. Đánh giá đa hình đa
dạng nguồn vật liệu bằng chỉ thị
thăm dò (từ 80 – 100 dòng)
Đa hình với
những chỉ thị
thăm dò.
T6-10/2011 Bùi Chí Bửu,
Trương Quốc
Ánh, Bùi Phú
Nam Anh, Lý
Hậu Giang,
Đậu Thị Kim
Dung. Viện
KHKT NN
Miền Nam
Công việc 3. Đánh giá đa dạng di
truyền các vật liệu nghiên cứu ứng
dụng marker SSR và chương trình
phần mền NTSYSpc.
Xác định
được đa dạng
di truyền của
các vật liệu
BC, 20 tổ hợp
lai đơn.
Kết quả đánh
giá kiểu hình
trên đồng
ruộng và
trong
phytotron
16
Công việc 1. Lai tạo các tổ hợp lai
hồi giao và lai đơn
Quần thể
BC2F2 và
BC2F3 (1 tổ
hợp lai BC,
20 tổ hợp lai
đơn)
T1/2012-
T12/2012
Bùi Chí Bửu,
Nguyễn Viết
Cường,
Nguyễn Thị
Lang, Trương
Quốc Ánh.
Viện KHKT
NN Miền
Nam, Viện
Lúa Đồng
bằng Sông
nóng có tổng
số chiều dài
1.500-2.000
cM; khoảng
cách trung
bình giữa hai
marker là 20
cM
T9/2012-
3/2013
Bùi Chí
Bửu, Nguyễn
Thị Lang,
Trương Quốc
Ánh, Lý Hậu
Giang, Bùi
Phú Nam
Anh. Viện
KHKT NN
Miền Nam
Viện Lúa ĐB
Sông Cửu
Long
Công việc 4. Fine mapping QTL
mục tiêu
Xác định ít
nhất 2 chỉ thị
liên kết chặc
với QTL mục
tiêu
chống chịu
nóng
T1-4/2014 Nguyễn Thị
Lang, Lưu
Văn Quỳnh,
Lê Công
Thiện, Lý
Hậu Giang,
Trương Quốc
Ánh. Viện
KHKT NN
Miền Nam
Viện Lúa
ĐBSCL,
Viện KHKT
Nông nghiệp
Duyên hải
Nam Trung
Bộ
Công việc 2. Khảo nghiệm các
dòng triển vọng trên các vùng sinh
thái
Phát triển 4-6
dòng và lai
tạo 10-15
quần thể lúa
chịu nóng
T4-12/2014 Nguyễn Thị
Lang, Lưu
Văn Quỳnh,
số lợng/
quy mô
sản phẩm
tạo ra
Cần
đạt
Mẫu tơng tự
(theo các tiêu chuẩn mới
nhất)
Trong nớc Thế giới
1 2 3 4 5 6 7
1 Ging lỳa ngn ngy chng
chu núng
Ging TGST
<100
ngy
> 6
tn/ha
Chu
núng
Nng sut
>10-15% so
vi ging lỳa
ph bin
trong kiu
kin núng
(37-40
o
C)
X 1 2 ging
mi)
NN&PTNT
Tp chớ Quc t
02 bi
01 bi
22.2 Trỡnh khoa hc ca sn phm (Dng II & III) so vi cỏc sn phm tng t hin cú
(Lm rừ c s khoa hc v thc tin xỏc nh cỏc yờu cu khoa hc cn t ca cỏc sn phm ca
ti)
Cỏc bi bỏo phi cú giỏ tr tham kho tt, lm t liu tham kho cho cỏc ti tng t
22.3 Kt qu tham gia o to trờn i hc
S
T
T
Cp o to S lng Chuyờn ngnh o to Ghi chỳ
Thc s 01 Cụng ngh sinh hc
22.4 Sn phm d kin ng ký bo h quyn s hu cụng nghip, quyn i vi ging cõy trng:
23 Kh nng ng dng v phng thc chuyn giao kt qu nghiờn cu
23.1 Kh nng v th trng (Nhu cu th trng trong v ngoi nc, nờu tờn v nhu cu khỏch
hng c th nu cú; iu kin cn thit cú th a sn phm ra th trng?)
Do nh hng ca bin i khớ hu, nhu cu v ging lỳa chu núng l rt ln nc ta, nht l
cỏc tnh ụng Nam B v Duyờn hi Nam Trung b. Kh nng ng dng l c th. Cn cú tuyờn
truyn, qung bỏ, trỡnh din trờn rung ngi trng lỳa trc tip th v quan sỏt trc khi h s
dng ging lỳa mi.
23.2 Kh nng v ng dng cỏc kt qu nghiờn cu vo sn xut kinh doanh (Kh nng cnh
tranh v giỏ thnh v cht lng sn phm)
Hin cú nhiu cụng ty ging cõy trng yờu cu cú ging nh yờu cu ca ti. Nu cú ging lỳa
chu núng tt, kh nng liờn kt rt hin thc.
23.3 Kh nng liờn doanh liờn kt vi cỏc doanh nghip trong quỏ trỡnh nghiờn cu
Cỏc cụng ty cú th tham gia phn trỡnh din v sn xut th vi mc ớch t kim tra ỏnh giỏ
ging mi.
26 Kinh phí thực hiện đề tài phân theo các khoản chi
Nguồn kinh phí Tổng số
Trong đó
Trả công
lao động
(khoa
học, phổ
thông)
Nguyên,
vật liệu,
năng
lượng
Thiết
bị, máy
móc
Xây
dựng,
sửa
chữa
nhỏ
Chi khác
1 2 3 4 5 6 7 8
Tổng kinh phí 2.350 801,200 1,020,55
8
20,000 40,000 468,242
Trong đó:
1 Ngân sách SNKH:
- Năm thứ nhất:
- Năm thứ hai:
- Năm thứ ba:
Chñ nhiÖm §Ò tµi
(Hä, tªn vµ ch÷ ký)
BÙI CHÍ BỬU
Tổ chức chñ tr× §Ò tµi
(Hä, tªn, ch÷ ký, ®ãng dÊu)
Ngµy th¸ng n¨m 20 Ngµy th¸ng n¨m 20
Bộ Khoa học và Công nghệ
(Hä, tªn, ch÷ ký, ®ãng dÊu)
Đại diện Ban chủ nhiệm chương trình
(Hä, tªn, ch÷ ký, ®ãng dÊu)
22
23