BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Nguyễn Văn Đắc

ĐÁNH GIÁ TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA TẬP ĐOÀN
GIỐNG ĐẬU NÀNH (Glycine max (L.) Merrill) NHẬP NỘI
DỰA TRÊN CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI
VÀ NÔNG HỌC

LUẬN VĂN KỸ SƯ NGÀNH TRỒNG TRỌT

Cần Thơ - 2006


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Chấp nhận luận văn
Hội đồng chấm luận văn
Tiểu sử cá nhân
Cảm tạ
Tóm lược
Mục lục
Danh sách hình
Danh sách bảng
MỞ ĐẦU
Chương 1. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 TẬP ĐOÀN GIỐNG
1.1.1 Khái niệm về tập đoàn giống

iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
1
2
2
2
2
3
5
5
7
8
8
9
10
11
11
12
13
14
14
14
14
14

22
23
26
27
27
28
28
29
29
29
30
30
31
38
41
44


DANH SÁCH HÌNH
HÌNH

TỰA

Trang

Hình 1.1

Dạng lá hẹp

6


Hình 3.4

Biểu đồ phân bố màu vỏ hạt

26

Hình 3.5

Biểu đồ phân bố màu tể

28

Hình 3.6

Biểu đồ phân bố dạng lá

29

Hình 3.7

Biểu đồ tương quan giữa số trái/cây và số hạt trên m2

Hình 3.8

Biểu đồ hình nhánh (dendogram) mối liên hệ của 80 giống
đậu nành

xi



Ghi nhận thời tiết từ tháng 01/2005 đến 04/2005

19

Bảng 3.2

Kết quả phân tích sự đa dạng các đặc tính hình thái

30

Bảng 3.3

Phân nhóm trọng lượng trăm hạt của các giống trong tập

32

đoàn
Bảng 3.4

Khoảng biến động, giá trị trung bình, phương sai kiểu hình

34

và hệ số biến dị của 6 tính trạng ở 3 nhóm giống.
Bảng 3.5

Phân tích thành phần chính của số trái trên cây và số hạt
trên mét vuông


trên cây và số hạt trên m2 là hai tính trạng quan trọng ảnh hưởng đến năng suất hạt
sau cùng. Kết quả phân nhóm cho thấy, các giống trong tập đoàn được xếp vào 6
nhóm, khi ở khoảng liên kết là 1,4. Qua kết quả phân tích thì việc xếp nhóm của các
giống chủ yếu dựa vào đặc tính số trái trên cây và số hạt trên m2.

viii


MỞ ĐẦU
Tập đoàn giống là nguồn vật liệu khởi đầu rất quan trọng cho công tác chọn
tạo giống. Nguồn gen trong tập đoàn càng phong phú và đa dạng thì càng thuận lợi
cho nhà chọn giống. Thật khó định nghĩa thế nào là tập đoàn giống lý tưởng. Vấn đề
là nhà nghiên cứu phải biết được nguồn tài nguyên di truyền và phát hiện ra những
gen quý để đưa vào chương trình cải thiện giống.
Nước ta tuy là nước có lịch sử lâu đời về canh tác đậu nành, nhưng năng suất
và sản lượng đậu nành đến nay vẫn chưa cao, không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ
trong nước. Một trong những nguyên nhân làm hạn chế năng suất là khâu chọn tạo
giống mới chưa được chú trọng đúng mức. Nhiều nguồn gen quý đã bị mất đi do
việc bảo quản và tồn trử giống không phù hợp luôn làm nguồn gen bị xói mòn.
Ngoài việc áp dụng phòng trừ dịch hại tổng hợp, giống mới góp phần quan
trọng, đẩy mạnh việc năng cao năng suất đậu nành. Nhà chọn giống có thể tạo ra
giống mới bằng nhiều cách khác nhau. Trong đó, nhập nội giống là một trong
những biện pháp làm phong phú và đa dạng cho nguồn giống đậu nành ở nước ta.
Xuất phát từ những nguyên nhân trên đề tài "Đánh giá tính đa dạng di
truyền của tập đoàn giống đậu nành (Glycine Max (L.) Merrill) nhập nội dựa
trên các đặc điểm hình thái và nông học" được thực hiện nhằm mục đích:
ü Cung cấp nguồn vật liệu ban đầu, bổ sung thêm nguồn gen đa dạng cho tập
đoàn giống đậu nành;
ü Cung cấp thông tin cho việc chọn lựa các nguồn gen tốt dùng trong việc chọn
cặp cha mẹ để lai.


-

làm nguồn vật liệu khởi đầu cho việc lai tạo (Nguyễn Văn Hoan,
2000).

Nelson (1999) cho rằng việc sưu tập, bảo quản, đánh giá (đặc biệt là
đánh giá tính đa dạng di truyền) và khai thác các nguồn gen này đóng vai trò
quan trọng trong chương trình cải thiện giống. Tuy nhiên trước tiên nhà chọn
giống phải thuần hóa để phù hợp với điều kiện địa phương.


3

Tác dụng to lớn của nguồn giống nhập nội thể hiện qua 3 mặt sau:
-

Sử dụng trực tiếp trong sản xuất;

-

Chọn ra giống mới trực tiếp từ nguồn vật liệu khởi đầu;

-

Dùng làm nguồn vật liệu để lai, gây đột biến, chuyển gen... rồi từ đó
chọn ra giống mới thích hợp (Trần Thượng Tuấn, 1992).
1.2 QUAN ĐIỂM VỀ CHỌN TẠO GIỐNG

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự thành công của chương trình cải thiện

Kháng một số sâu bệnh chính;

-

Dạng cây thích hợp: lóng ngắn, nhiều trái trên cây, kháng đổ ngã.

Chaudhaly và ctv (1980) cho rằng kiểu cây đậu nành lý tưởng có khả
năng vừa đạt năng suất hạt cao, hàm lượng dầu và hàm lượng protein cao, phải
có những đặc điểm: tán cây cao có một ít cành mọc thẳng, hạt to, thời gian từ
gieo đến nở hoa dài trung bình, chín muộn và số lượng trái trung bình.
Trần Thượng Tuấn và ctv (1983) thì một giống đậu nành tốt cần có các
đặc tính sau:


4

-

Có khả năng cho năng suất cao và ổn định;

-

Có khả năng sinh trưởng ngắn khoảng 80 ngày trở lại tùy vụ;

-

Có khả năng kháng các loại sâu bệnh chính trong vùng;

-



-

Chọn giống có năng suất cao và ổn định (Ngô Thế Dân, 1999).

Mục đích chung của chọn tạo giống đậu nành :
-

Năng suất cao, thời gian chín phù hợp cho từng vùng, vụ khác nhau;

-

Khả năng chống chịu sâu bệnh, chống đổ ngã, chống tách vỏ, chống
chịu với điều kiện môi trường không thuận lợi;

-

Khả năng tổng hợp đạm, thành phần năng suất và chất lượng hạt.

Bùi Chí Bửu (1999) nhận định kỹ thuật di truyền và công nghệ sinh học
đã tạo ra một tiềm năng to lớn cho công tác chọn tạo giống cây trồng. Việc áp
dụng kỹ thuật ở mức độ phân tử cho phép chuyển những gen mong muốn vào
trong các giống cây có cùng một loài, và chúng ta cũng có thể du nhập những
gen mới từ loài hoang dại gần gũi với loài cây trồng. Kỹ thuật hỗ trợ cho việc
chọn lọc giống thường được sử dụng là RAPD, RFLP, microsatellite, STS,
AFLP, hoặc ISA và AFLP. Việc chọn giống nhờ các dấu phân tử có nhiều ưu
điểm hơn các đặc điểm hình thái cổ điển. Do đó nó rất có ích cho nhà chọn tạo
giống, vì vậy hiệu quả cải tiến giống cây trồng sẽ gia tăng rất nhiều lần so với
chọn giống cổ điển.



Rộng (broad)

Dạng lá chét hình mũi giáo do gen (Na) qui định, lá hình mũi giáo hẹp
chịu sự chi phối của gen (na) (Takahshi, 1934). Gen (na) điều khiển dạng lá
mũi giáo hẹp có liên quan đến số lượng hạt cao trên trái (Williams và Lynch,
1945). Ngoài ra gen (O) điều khiển dạng lá bầu dục, nhưng gen (o) chi phối
dạng lá hình bầu dục và có liên quan đến giảm số lượng hạt trên trái
(Domingo, 1945). Như vậy, dạng lá hẹp liên quan đến việc tăng số lượng hạt
trên trái và dạng lá rộng liên quan đến việc giảm số lượng hạt trên trái
(Johnson và Bernard, 1963).


6

Hình 1.1 Dạng lá hẹp

Hình 1.2 Dạng trung gian

Hình 1.3 Dạng lá rộng

Sự biến đổi về kích thước của lá chét phụ thuộc vào loại hình sinh
trưởng của cây. Cây sinh trưởng vô hạn – thân tiếp tục phát triển sau khi trổ
hoa – kích thước lá chét ở phía trên nhỏ hơn kích thước của những lá chét ở
phía dưới. Cây sinh trưởng hữu hạn kích thước lá chét phía trên và phía dưới
tương đương nhau (Fehr and Caviness, 1980).


7


Gen

Kiểu hình

Tác giả
Tarao, 1918; Takahashi và Fukuyama, 1919;

G

Vỏ hạt màu xanh

Nagai, 1921; Woodworth, 1921.

g

Vỏ hạt màu vàng

Nagai, 1921; Nagai và Saito, 1923;

I

Tể màu sáng

Woodworth, 1932;

Ii

Tể màu xám

Mahmud và Probst, 1953


Tử diệp màu xanh

Tarao, 1918; Owen, 1927; Veatch
và Woodworth, 1930

Nguồn : Soybean Genetics and Breeding (1963)

1.4 ĐA DẠNG DI TRUYỀN
1.4.1 Khái niệm
Có nhiều định nghĩa về đa dạng sinh học. Hiệp ước Quốc tế về Đa dạng
sinh học (Biological Diversity hay Biodiversity) ở Đức, 1999 cho rằng: “đa
dạng sinh học bao gồm: đa dạng về loài, đa dạng về di truyền (giống) và đa
dạng hệ sinh thái”, sự đa dạng về sinh thái sẽ quyết định đến sự đa dạng về
loài và đa dạng về di truyền.
Khi nói đến tính đa dạng di truyền là phải xét đến sự khác biệt gen và
kiểu gen giữa các giống. Các cá thể khác nhau về kiểu gen có thể có các kiểu


9

hình khác nhau kể cả khi chúng phát triển trong cùng một môi trường. Ngược
lại các cá thể có cùng kiểu gen có thể có các kiểu hình khác nhau nếu chúng
phát triển trong các môi trường khác nhau.
Tổng các gen và alen trong quần thể chính là vốn gen của quần thể và
những tổ hợp của các alen mà mỗi cá thể có được gọi là kiểu di truyền
(genotype). Kiểu hình (phenotype) của mỗi cá thể được thể hiện bằng các tính
chất về hình thái, sinh lý, hoá sinh và được đặc trưng bởi các kiểu di truyền
trong từng môi trường nhất định (Phạm Bình Quyền và ctv, 2002).
Nghiên cứu sự đa dạng di truyền để cải tiến chất lượng bảo quản và nâng

(Vũ Đình Hoà, 2000).
1.4.3 Chỉ số đánh giá đa dạng di truyền
Để tạo sự thống nhất trong việc so sánh tính đa dạng, người ta xây dựng
nên công thức toán học gọi là chỉ số (indices) đa dạng. Chỉ số đa dạng là phép
toán đo lường sự đa dạng của loài trong quần thể. Có nhiều chỉ số đa dạng
được sử dụng như chỉ số Shannon, Simpson, Brillouin, Mclntosh... nhưng chỉ
số được dùng phổ biến nhất để nói lên mức độ đa dạng là chỉ số Shannon
(Tang, 1997), được tính theo công thức:

S

H = − ∑ p i ln p i
i =1

Trong đó:
H: chỉ số đa dạng;
S: tổng số dạng (kiểu hình) đánh giá trong 1 tính trạng nào đó;
ith : dạng ( kiểu hình) thứ i trong tính trạng nào đó;
pi : tỉ lệ dạng ( kiểu hình) thứ ith;
Chỉ số Shannon nói lên mức độ (số kiểu hình) trong một tính trạng. Chỉ
số càng lớn tính trạng càng đa dạng.


11

1.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DỬ LIỆU

1.5.1 Phân tích phương sai (Variance analysis)
Thí nghiệm một nhân tố
Phân tích phương sai là phương pháp phân chia biến động tổng cộng của

n-1

SSb
SSw

MSnt
MSe

Trong đó:
df: độ tự do;
SS: tổng các bình phương;
MS: trung bình bình phương;
B

và w : giữa và trong các nhóm mẫu;

t: số nghiệm thức;
n: tổng số liệu quan sát.

Kỳ vọng TBBP
E (MS)
σe2 + nσnt2
σe2


12

1.5.2 Phân tích thành phần chính
(principal component analysis: PCA)
Khi tiến hành nghiên cứu, nhà nghiên cứu thường đặt ra nhiều biến để

mà chúng chưa giải thích trong hai biến đầu.

-

Biến mới thứ “p” sẽ giải thích phương sai của những biến mà chúng
chưa giải thích ở những biến “p-1”.

-

Các biến mới thì không tương quan.
Nói khác đi việc phân tích thành phần chính là kỹ thuật giảm bớt đi số

biến và cho chúng ta biết biến nào là biến quan trọng ở thành phần chính thứ
nhất và biến nào quan trọng ở thành phần chính tiếp theo.

1.5.3 Phân tích nhóm (cluster analysis)


13

Phân tích nhóm là kỹ thuật được dùng để kết hợp các quan sát vào trong
một nhóm (groups hoặc cluster), nghĩa là mỗi nhóm có cùng đặc tính nào đó
và mỗi nhóm này khác với mỗi nhóm khác cũng ở cùng đặc tính nào đó mà
chúng ta phân tích được hệ số giống nhau dựa trên các biến quan sát.
Phương pháp phân tích nhóm ngày càng được sử dụng rộng rải trong
nhiều lảnh vực nghiên cứu khác nhau (i) trong lảnh vực nhân chủng học và
tâm lý học, việc phân tích nhóm giúp ta phân loại từng cá nhân vào trong
những nhóm người khác nhau, (ii) trong lảnh vực địa lý, hành chánh, việc
phân tích nhóm giúp cho nhà nghiên cứu sắp xếp các thành phố lại với nhau
dựa trên cơ sở là tài chính, địa hình và nhiều biến khác như trình độ, tôn giáo;


Lần 1: bón lót toàn bộ lượng phân lân và kali trước khi gieo một ngày.

-

Lần 2: pha nước tưới trên hàng từ 7-10 ngày sau khi gieo, với một nữa
lượng phân đạm.


15

-

Lần 3: bón theo hàng vào 25-30 ngày sau khi gieo với lượng phân đạm
còn lại.
Làm đất: theo chế độ canh tác nông trại thực nghiệm của trường.

2.2.3 Các chỉ tiêu thu thập
Chỉ tiêu các giai đoạn sinh trưởng
1. Ngày mọc mầm: ghi nhận ngày có 50% số cây trong hàng nẩy mầm
(cây mọc mầm khi có 2 tử diệp xoè ngang);
2. Ngày trổ: ghi nhận ngày có 50% số cây trong lô bắt đầu trổ hoa đầu
tiên trên thân chính hoặc trên cành;
3. Thời gian kéo dài trổ: ghi nhận ngày có 50% số cây trổ đến 50% số
cây ngưng trổ;
4. Ngày chín: ghi nhận ngày có 95% số cây mang trái chín (vỏ trái
chuyển sang màu đặc trưng của giống);
5. Thời gian sinh trưởng: từ ngày gieo hạt đến ngày chín (95% số trái
trên cây chín).
Chỉ tiêu hình thái

MC: ẩm độ hạt lúc cân.
4. Năng suất thực tế (g/5 cây).
Cách lấy chỉ tiêu dựa theo quyển phương pháp nghiên cứu và đánh giá tập
đoàn giống đậu nành năm 2002.
Các chỉ tiêu sâu bệnh
Đánh giá sâu hại
Các loại sâu phổ biến như sâu xanh da láng (Spodoptera exigua); sâu ăn tạp
(Spodoptera litura); sâu đục thân (Melanagromyza phaseoli), sâu đục trái (Etiella
zinckenella)….mức độ gây hại của các loài sâu này được đánh giá theo thang 5 cấp
của AVRDC đề nghị:
Cấp 1: không bị sâu phá hoại;
Cấp 2: nhẹ, có từ 1-10% lá bị sâu hại (hoặc số cây chết trong lô);
Cấp 3: vừa, có từ 11-50% lá bị hại (hoặc số cây chết trong lô);
Cấp 4: nặng, có từ 51-75% lá bị hại (hoặc số cây chết trong lô);


17

Cấp 5: rất nặng, có từ 76-100% lá bị hại (hoặc số cây chết trong lô).
Đánh giá loại bệnh chính
Ghi nhận các loại bệnh chính như bệnh đốm phấn (Pseudo-perronospora
manshurica); bệnh rỉ (Phakopsora pachyrhizi Sydow); bệnh khảm (SMV)...ghi nhận
ngày đánh giá mức độ bệnh. Mức độ bệnh được đánh giá theo năm cấp của
AVRDC.
Cấp 1: không cây bị bệnh;
Cấp 2: nhẹ, có từ 1-10% diện tích lá bị thiệt hại;
Cấp 3: vừa, có từ 11-50% diện tích lá bị thiệt hại;
Cấp 4: nặng, có từ 51-75% diện tích lá bị thiệt hại;
Cấp 5: thật nặng, có từ 76-100% diện tích lá bị thiệt hại.
Đối với bệnh hạt tím do nấm Cercospora kikuchii được ghi nhận sau khi thu

analysis) và xếp nhóm (Cluster analysis).


CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT

3.1.1 Tình hình thời tiết khí hậu
Thành phố Cần Thơ nằm ở vĩ độ 10002’ Bắc, kinh độ 1050 45’ Đông, cao độ
0,4m thuộc khu vực khí hậu gió mùa.
Lô B6 nằm ở vùng Tây Nam Sông Hậu, ngoài yếu tố thời tiết khá thuận lợi,
đất thuộc loại đất phù sa bồi ven sông có sa cấu nhẹ, ít nhiều bị nhiễm phèn, và
nghèo lân. Tình hình thời tiết khí hậu trong suốt vụ thí nghiệm được trình bày ở
bảng 3.1.
Bảng 3.1 Ghi nhận thời tiết từ tháng 01/2005 đến 04/2005

Tháng
1
2
3
4

Nhiệt độ
(oC)
25,1
26,6
27,2
28,8