LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn TS Lưu Minh Cúc,
người đã tận tình hướng dẫn, ủng hộ và trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Thị Hồng Vân, Chủ
nhiệm Bộ môn Di truyền học, trường ĐH KHTN Hà Nội, người thầy đã dạy dỗ,
hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Bộ môn Sinh học phân tử, Viện
Di truyền Nông nghiệp, đã nhiệt tình hỗ trợ, tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt
quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các anh chị, thầy cô trong nhóm thực hiện
đề tài “Tạo giống lúa chịu ngập chìm và chịu mặn thích nghi với điều kiện nước
biển dâng cho vùng đồng bằng ven biển Việt Nam” của Viện Di truyền Nông
nghiệp, những người đã tận tình hướng dẫn kỹ thuật, giúp đỡ vật chất và tinh thần
cho tôi thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Di truyền học, trường Đại học
Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và cổ vũ tinh
thần để tôi hoàn thành đề tài của mình.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn từ đáy lòng tới gia đình, bạn bè, những
người luôn bên tôi, cổ vũ cho tôi trong suốt thời gian qua.
Học viên

Trần Long


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................3
1.1. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp trên thế giới và
Việt Nam..................................................................................................................... 3
1.1.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp trên thế giới ..........3
1.1.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam

(Marker Assited Backcrossing - MABC) ............... Error! Bookmark not defined.
1.5. Một số kết quả trong chọn tạo giống lúa chịu mặnError!

Bookmark

not

defined.
1.5.1. Một số kết quả và thành tựu trong chọn tạo lúa chịu mặn trên thế giới
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5.2. Giống lúa chống chịu mặn ở Việt Nam và tình hình chọn giống lúa chịu mặn
................................................................................................. Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. Error!
Bookmark not defined.
2.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................ Error! Bookmark not defined.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Phương pháp tách chiết ADN tổng số.......... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.2. Phương pháp PCR với mồi SSR ................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.3. Phương pháp điện di trên gel agarose 0,8%Error! Bookmark not defined.
2.3.1.4. Phương pháp điện di trên gel polyacrylamideError!

Bookmark

not

defined.
2.3.2. Phương pháp lai nhân tạo ............................. Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Quy trình MABC (Marker Assisted Backcrossing) trong chọn tạo giống lúa
chịu mặn ................................................................... Error! Bookmark not defined.

AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphisms

APS

Ammonium Persulfate

BC

Backcross

BĐKH

Biến đổi khí hậu

CAPS

Cleaved Amplified Polymorphic Sequence

cM

centiMorgan

CTAB

Cetyl Trimethylammonium Bromide

ĐBSCL


LD-MAS

Linkage Disequilibrium - MAS

MABC

Marker-assisted backcrossing

MAS

Marker-assisted selection

NST

Nhiễm Sắc Thể

PCR

Polymerase Chain Reaction

QTL

Quantitative trait loci

RAPD

Random Amplified Polymorphic DNA

RFLP


UV

Ultraviolet


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Kịch bản nước biển dâng ở Việt Nam so với thời kỳ 1980 – 1999 ...... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2. Diện tích bị nhiễm mặn ở ĐBSCL tháng 4 (1991 – 2000) Error! Bookmark
not defined.
Bảng 3. Sự tương quan giữa số thể hệ BCnF1 với tỷ lệ kiểu gen của dòng ưu tú
(nhận gen mong muốn) được đưa vào con lai BCnF1 ............ Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4. Thành phần các chất dùng cho mỗi phản ứng PCR với mồi SSR ...... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 5. Chương trình chạy của phản ứng PCR ...... Error! Bookmark not defined.
Bảng 6. Thành phần dinh dưỡng của môi trường Yoshida (Yoshida và ctv, 1976)
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 7. Thang điểm Standard Evaluating Score (IRRI, 1997)Error! Bookmark not
defined.
Bảng 8.. Tỷ lệ nền gen cây nhận ở 12 cây tái tổ hợp thế hệ BC1F1 .........................43
Bảng 9. Kết quả đánh giá mức chịu mặn của các dòng BC3F3 theo tiêu chuẩn IRRI,
1997 ...........................................................................................................................50
Bảng 10. Đặc tính nông sinh học của các dòng AS996-Saltol (Vụ Xuân 2013) tại Hà
nội ..............................................................................................................................51
Bảng 11. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cúa các dòng AS996 – Saltol
(Vụ Xuân 2013) tại Hà nội ........................................................................................52


DANH MỤC CÁC HÌNH

(NaCl=60/00) ............................................................................................................. 49


MỞ ĐẦU
Lúa gạo cung cấp khoảng 32% tổng sản lượng lương thực Châu Á. Mỗi năm
toàn thế giới cung cấp khoảng 729 triệu tấn gạo, trong đó chỉ tính riêng khu vực
Châu Á là 661 triệu tấn [15]. Biến đổi khí hậu toàn cầu là mối đe dọa lớn đối với an
ninh lương thực thế giới. Với hơn 3000km bờ biển, hàng năm những vùng trồng lúa
ven biển Việt Nam chịu ảnh hưởng rất nhiều do sự xâm thực của biển. Theo thống
kê, diện tích đất ngập mặn năm 1992 là 494.000 ha, đến năm 2000 là 606.792 ha [1]
và năm 2013, chỉ tính riêng trên đồng bằng song Cửu Long là khoảng 740.000 ha.
Đồng bằng sông Cửu Long là vùng tạo ra 40% GDP nông nghiệp của cả nước. So với
cả nước, sản lượng lương thực vùng chiếm 50%, thủy sản chiến 70%. Tuy nhiên,
Đồng bằng sông Cửu Long lại được xem là vùng sẽ phải chịu tác động của biến đổi
khí hậu nhiều nhất và những tác động này sẽ ảnh hưởng rất lớn đến an ninh lương
thực. Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu toàn cầu đang thay đổi, hiện tượng băng tan ở
hai cực, và hệ lụy của nó là nước biển dâng lên đe dọa các vùng đất canh tác thấp ven
biển. Như vậy, đất nhiễm mặn là một trong những yếu tố chính gây khó khăn cho
chiến lược phát triển sản lượng lúa gạo và ảnh hưởng xa hơn là mục tiêu đảm bảo an
ninh lương thực sẽ khó hoàn thành. Do đó, việc hạn chế mức độ gây hại của sự nhiễm
mặn đến năng suất lúa gạo là một vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
Theo kịch bản biến đổi khí hậu năm 2012, nếu mực nước biển dâng 1m, sẽ
có khoảng 39% diện tích đồng bằng sông Cửu Long, trên 10% diện tích vùng đồng
bằng sông Hồng và Quảng Ninh, trên 2,5% diện tích thuộc các tỉnh ven biển miền
Trung và trên 20% diện tích Thành phố Hồ Chí Minh có nguy cơ bị ngập; gần 35%
dân số thuộc các tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long, trên 9% dân số vùng đồng
bằng sông Hồng và Quảng Ninh, gần 9% dân số các tỉnh ven biển miền Trung và
khoảng 7% dân số Thành phố Hồ Chí Minh bị ảnh hưởng trực tiếp; trên 4% hệ
thống đường sắt, trên 9% hệ thống quốc lộ và khoảng 12% hệ thống tỉnh lộ của Việt
Nam sẽ bị ảnh hưởng [2].

Những thách thức của biến đổi khí hậu đối với sản xuất lúa gạo là vô cùng
quan trọng. Phần lớn lúa gạo mà thế giới sử dụng được trồng ở các vùng đất thấp
hoặc vùng đồng bằng ở các quốc gia như Việt Nam, Thái lan, Bangladesh, Ấn Độ...
Những khu vực này lại có nguy cơ bị xâm nhập mặn khi mực nước biển dâng cao,
cho thấy sự cần thiết của các giống lúa có khả năng chịu đựng được cả tình trạng
ngập nước lẫn độ mặn cao. Theo báo cáo của FAO (2010), trên 800 triệu ha đất trên
toàn thế giới bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi muối và khoảng 20% diện tích tưới
(khoảng 45 triệu ha) được ước tính bị vấn đề xâm nhập mặn theo mức độ khác nhau
[15]. Điều này là nghiêm trọng hơn kể từ khi các khu vực tưới tiêu có trách nhiệm
bảo đảm một phần ba sản xuất lương thực thế giới.
Ở Châu Á nếu nước biển dâng lên 1m, khoảng 25.000km2 rừng đước sẽ bị
ngập, 10.000km2 đất canh tác và diện tích nuôi trồng thủy sản trở thành đầm lầy
ngập mặn, 21,5 triệu ha đât canh tác phải đối mặt với vấn đề nhiễm mặn, và ước
tính gây thiệt hại lên tới 50% đất trồng trọt toàn cầu vào khoảng giữa thế kỷ 21 [28].
Ở hạ lưu sông Nil (Ai Cập), 6 triệu người phải di dời và 4.500km2 đất nông nghiệp
bị ngập và nhiễm mặn. Ở Bangladesh 18% diện tích đất nông nghiệp bị ngập, ảnh

3


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1.

Đỗ Hữu Ất (2005), “Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân để cải tạo giống lúa

chịu mặn cho vùng đồng bằng ven biển Bắc bộ”, TT Khoa học và Công nghệ Hạt
nhân, 4/2005, Tr. 28-30.
2.


Tài liệu tiếng Anh
8.

Awala, S.K., Nanhapo P.I., Sakagami, J., Kanyomeka, L., and Iijima,

M. (2010), “Differential salinity tolerance among Oryza glaberrima, Oryza sativa
and their Interspecies including NERICA”, Plant Prod. Sc. 13 (1), pp. 3-10.
9.

Aslam, M., Qureshi R. H., and Ahmad (1993), “Mechanisms of

salinity tolerance in rice (Oryza sativa L.)”, Department of soil science and
physiology, University of Agriculture, Pakistan.
10.

Bonille P., Dvorak J., Mackill D.J., Deal K. and Gregorio G.(2002),

“RFLP and SSLP mapping of salinity tolerance genes in chromosome 1 of rice
(Oryza sativa L.) using recombinant inbred lines”, Philipp. Agric. Sci, 85, pp. 64–76.
11.

Akbar M, GS Khush, D HilleRisLambers (1985), “Genetics of salt

tolerance”, Rice Genetics, IRRI Philippines, pp. 399-409.
4


12.

Collar BCY, amd DJ Mackill (2008), “Marker-aided selection: an

problem soils tolerance for Asia and Africa”, October 2010- present.
18.

Glenn B. Gregorio, Dharmawansa Senadhira, and Rhulyx D.

Mendoza, “Screening Rice for Salinity Tolerance”, IRRl DISCUSSION PAPER
SERIES No. 22
19.

Gregorio G.B, Senadhira D., Mendoza R.D, NL Manigbas, JP Rosxas,

CQ Guerta (2002), “Progress in breeding for salinity tolerance and associated
abiotic stresses in rice”, Field crio Research. Elsevier
20.

Gregorio GB (1997), “Tagging salinity tolerance gene in rice (Oryza

sativa) using amplified fragment length polymorphism (AFLP)”, PhD dissertation,
University of the Philippines Los Banos
21.

Haque QA, D HilleRisLambers, NM Tepora, QD de la Cruz (2010),

“Inheritance of submergence tolerance in rice”, Euphytica 41, pp. 247-251.
22.

Islam, M.R., Salam, M.A., Hassan L., Collard B.C.Y. singh R.K. and

Gregorio G.B. (2011). “QTL mapping for salinity tolerance at seedling stage in
rice”, Emir.J.Food Agric, 23 (2): pp. 137-146.

Rice Research Seminar, Jul. 12-12, IRRI, Los Ba Laguna, pp: 25-25.
31.

Mohan, M., S. Nair, A. Bhagwat, T.G. Krishna, Y. Masohiro, C.R.

Bhatia and T. Sasaki. (1997), “Genome mapping, molecular markers and marker
assisted selection in crop plants”, Mol. Breed., 3, pp 87-103.
32.

Napvi N..I., Bonman J.M., Mackil D..J., Nelson F..J. .and Chattoo

B..B. (1995), “Identification of RAPD markers linded to a major blast resistance
gene in rice”, Mol. Breed. 1, pp 341 – 348.

6


33.

Negrao S., Courtois B., Ahmadi N., Abreu I., Saibo N. and Oliveira

M.M. (2011), “Recent updates on salinity stress in rice: from physiological to
molecular response”, Crit Rev. Plant Sci, 30, pp 329-377.
34.

Nguyen thi Lang, Bui Chi Buu, Ismail A.M (2011), "Enhancing and

stabilizing the productivity of salt - affected areas by incoporating nenes for
tolerance of abiotics stresses in rice", Omonrice 18, pp 41-49.
35.


Thomson MJ., Ocampo M., Egdane J., Rahman M.A., Saiise AG.,

Adorada DL., Raiz E.T. (2010), “Characterizing the Saltol quantitative trait locus
for salinity tolerance in rice”, Rice, 3, pp. 148-160.
41.

Van Berloo R (2008), GGT 2.0: versatile software for visualization

and analysis of genetic data,. J Hered 99, pp 232–236.
42.

Yeo A.R. and Flowers, T.J. (1996), “Salinity resistance in rice and a

pyramyding approach to breeding varieties for saline soils. In: Plant growth,
Drought and salinity”, ED. By NC Tuner and JB Passioura. CSIRO, pp 161-173.
Melbourn, Australia

7