Luận văn Nghiên cứu sự đa dạng di truyền của một số giống đậu tương (Glycine max (L.) merrill) địa phương

79 ± 0,02 QNG 0,35 ± 0,04 0,52 ± 0,04 0,65 ± 0,01 0,73 ± 0,05 0,70 ± 0,04 CB2 0,36 ± 0,02 0,49 ± 0,10 0,61 ± 0,06 0,72 ± 0,07 0,65 ± 0,05 CB3 0,46 ± 0,01 0,61 ± 0,09 0,70 ± 0,01 0,79 ± 0,11 0,68 ± 0,02 DL 0,41±0,06 0,56 ± 0,02 0,67 ± 0,02 0,74 ± 0,06 0,69 ± 0,05 KH 0,50 ± 0,09 0,67 ± 0,02 0,74 ± 0,05 0,84 ± 0,09 0,79 ± 0,01 TN 0,32 ± 0,04 0,49 ± 0,04 0,60 ± 0,10 0,74 ± 0,03 0,68 ± 0,06 BC 0,40 ± 0,02 0,58 ± 0,05 0,70 ± 0,04 0,80 ± 0,05 0,76 ± 0.04 SL 0,36 ± 0,03 0,49 ± 0,09 0,69 ± 0,12 0,86 ± 0,04 0,65 ± 0,02 LS 0,45 ± 0,03 0,57 ± 0,03 0,69 ± 0,06 0,76 ± 0,03 0,72 ± 0,09 ĐT84 0,30 ± 0,01 0,35 ± 0,14 0,52 ± 0,02 0,63 ± 0,01 0,54 ± 0,03 VX93 0,38 ± 0,01 0,51 ± 0,06 0,54 ± 0,03 0,62 ± 0,02 0,58 ± 0,05 Kết quả ở bảng 3.8 cho thấy, hoạt độ của protease của các giống biểu hiện rất khác nhau, dao động từ 0,29 đến 0,86 ĐVHĐ/mg. Hàm lượng protease trong hạt nảy mầm của các giống đậu tương nghiên cứu tăng từ 1 đến 7 ngày hạn, cao nhất ở 7 ngày hạn và đến 9 ngày hạn hàm lượng protease bắt đầu giảm. Ở 7 ngày hạn giống SL có hoạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 độ protease cao nhất đạt 0,86 ĐVHĐ/mg và tăng 2,39 lần so với 1 ngày hạn, thấp nhất là giống VX93 đạt 0,62 ĐVHĐ/mg và tăng 1,62 lần. Enzym protease trong hạt có thể được tổng hợp từ trước ở dạng tiền chất và tồn tại song song với protein dự trữ, nhưng cũng có một số được tổng hợp trong quá trình nảy mầm của hạt. Nhiều nghiên cứu đã cho rằng tăng ASTT của tế bào thông qua các phân tử chất tan làm tăng khả năng chống chịu của cây trồng, các chất hòa tan sẽ dần được tích lũy trong tế bào chất nhằm chống lại sự mất nước và tăng khả năng giữ nước của chất nguyên sinh. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với những nhận định của các tác giả trước đây khi nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn sinh lý đến hoạt độ của protease trên các đối tượng đậu tương, lúa, lạc... ● Hàm lƣợng protein Kết quả phân tích ảnh hưởng của sorbitol 7% đến hàm lượng protein ở giai đoạn hạt nảy mầm được trình bày ở bảng 3.9. Qua bảng cho thấy hàm lượng protein trong hạt nảy mầm tăng từ 1 đến 7 ngày hạn, cao nhất ở 7 ngày hạn và đến 9 ngày hạn hàm lượng protein bắt đầu giảm. Giống SL, giống KH và giống HD có hàm lượng protein là 36,92% ; 36,08% và 33,77% cao hơn so với các giống khác trong cùng giai đoạn 7 ngày tuổi. Các giống này có hàm lượng protein tăng mạnh nhất tăng 2,03; 2,01 và 1,95 lần. Thấp nhất là giống ĐT84 và VX93 chỉ đạt 26,59%; 27,31% và tăng 1,38; 1,44 lần so với giai đoạn 1 ngày hạn. Như vậy thì protein dự trữ trong hạt của giống SL, HD và KH bị phân giải nhanh nhất còn giống ĐT84 và VX93 phân giải chậm nhất. Điều này cũng phù hợp với kết quả mà chúng tôi thu được về sự biến động hoạt độ enzyme protease. Tuy nhiên, khi xử lý hạn bằng dung dịch sorbitol 7% thì hàm lượng protein tan cũng chỉ đạt vào khả năng đến giới hạn nhất định tùy thuộc vào khả năng phản ứng với hạn của mỗi giống. Khi protein dự trữ trong hạt bị phân giải hết, những không bào lớn được hình thành trong các tế bào dự trữ, các axit amin được tạo ra trong quá trình này được sử dụng để sinh tổng hợp protein mới cho sự sinh trưởng của mầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 Bảng 3.9. Hàm lượng protein ở giai đoạn hạt nảy mầm khi xử lý sorbitol 7% STT Giống Hàm lượng protein (%) Sau hạn 1 ngày Sau hạn 3 ngày Sau hạn 5 ngày Sau hạn 7 ngày Sau hạn 9 ngày 1 HG 19,66 ± 0,21 24,74 ± 0,19 27,52 ± 0,07 28,26±0,16 25,79 ± 0,09 2 HD 16,79 ± 0,11 21,18 ± 0,12 30,03 ± 0,15 33,77 ± 0,13 29,83 ± 0,13 3 CB1 15,71 ± 0,23 21,47 ± 0,09 23,48 ± 0,26 27,65 ± 0,05 24,68 ± 0,24 4 QN 17,33 ± 0,35 19,62 ± 0,25 25,89 ± 0,13 29,68 ± 0,11 27,62 ± 0,16 5 HT 16,80 ± 0,15 24,91 ± 0,16 30,59 ± 0,09 33,05 ± 0,21 30,92 ± 0,05 6 QNG 20,36 ± 0,27 23,72 ± 0,32 25,38 ± 0,21 28,97 ± 0,12 25,32 ± 0,11 7 CB2 20,41 ± 0,32 25,93 ± 0,24 27,58 ± 0,30 28,49 ± 0,07 22,64 ± 0,27 8 CB3 15,80 ± 0,25 23,41 ± 0,06 26,70 ± 0,04 29,51 ± 0,18 28,25 ± 0,21 9 DL 17,60 ± 0,11 19,82 ± 0,15 22,50 ± 0,09 29,24 ± 0,34 28,30 ± 0,06 10 KH 18,52 ± 0,17 22,82 ± 0,27 29,86 ± 0,16 36,08 ± 0,08 31,14 ± 0,05 11 TN 17,94 ± 0,27 20,96 ± 0,11 26,41 ± 0,19 29,53 ± 0,12 25,12 ± 0,15 12 BC 19,20 ± 0,13 25,59 ± 0,15 28,33 ± 0,25 32,90 ± 0,25 28,36 ± 0,24 13 SL 18,21 ± 0,08 28,15 ± 0,09 34,85 ± 0,12 36,92 ± 0,19 30,69 ± 0,32 14 LS 19,63 ± 0,16 21,07 ± 0,26 25,76 ± 0,15 30,05 ± 0,31 25,26 ± 0,09 15 ĐT84 18,47 ± 0,09 20,40 ± 0,31 22,21 ± 0,09 26,59 ± 0,06 24,87 ± 0,11 16 VX93 19,78 ± 0,24 23,09 ± 0,16 25,82 ± 0,06 27,31 ± 0,05 23,57 ± 0,09 ● Mối tƣơng quan giữa hoạt độ enzym protease và hàm lƣợng protein của các giống đậu tƣơng nghiên cứu ở giai đoạn hạt nảy mầm Phân tích mối tương quan giữa biến động hoạt độ enzym protease với sự thay đổi hàm lượng protein trong hạt ở giai đoạn hạt nảy mầm cho thấy hàm lượng protein Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 phụ thuộc tuyến tính vào hoạt độ enzym protease, phương trình hồi quy của sự phụ thuộc đó được trình bày ở bảng 3.10. Bảng 3.10. Tương quan giữa hoạt độ enzyme protease và hàm lượng protein STT Giống Phương trình hồi quy Hệ số tương quan 1 HG Y = 19,17X + 14,81 R = 81,75% 2 HD Y = 48,21X – 7,82 R = 93,69% 3 CB1 Y = 26,63X + 8,06 R = 97,74% 4 QN Y = 36,77X + 0,20 R = 89,35% 5 HT Y = 40,79X – 0,24 R = 99,32% 6 QNG Y = 18,58X +13,79 R = 93,20% 7 CB2 Y = 16,41X + 15,72 R = 70,16% 8 CB3 Y = 43,22X – 3,28 R = 96,95% 9 DL Y = 35,12X + 1,93 R = 90,09% 10 KH Y = 54,83X – 8,31 R = 96,28% 11 TN Y = 26,13X + 9,20 R = 95,11% 12 BC Y = 30,14X + 7,35 R = 96,84% 13 SL Y = 36,06X + 7,77 R = 94,63% 14 LS Y = 30,39X + 4,96 R = 93,21% 15 ĐT84 Y = 22,85X + 11,81 R = 96,15% 16 VX93 Y = 28,16X + 9,10 R = 89,69% Kết quả ở bảng 3.10 cho thấy, hàm lượng protein phụ thuộc chặt chẽ vào hoạt độ của protease với hệ số tương quan dao động từ 70,16% đến 99,32%. Hoạt độ của protease càng cao thì quá trình phân giải protein dự trữ càng lớn, cung cấp nguyên liệu cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 quá trình nảy mầm của hạt cũng như điều chỉnh ASTT của tế bào trong điều kiện cực đoan. Kết quả đánh giá khả năng phản ứng đối với hạn của các giống đậu tương ở giai đoạn hạt nảy mầm thông qua phân tích hoạt độ của enzym protease và hàm lượng protein trong điều kiện xử lý bởi dung dịch sorbitol 7 % đã cho thấy hoạt độ của enzym protease và hàm lượng protein có liên quan đến khả năng chịu hạn của mỗi giống đậu tương. Giống SL có khả năng chịu hạn tốt nhất và thấp nhất là giống đối chứng VX93. 3.1.2.4. Nhận xét (1) Khi hạt nảy mầm chiều dài rễ mầm và thân mầm của các giống đậu tương đều tăng qua các ngày tuổi và có sự khác nhau giữa các giống. (2) Ở giai đoạn hạt nảy mầm, trong điều kiện bổ sung sorbitol nồng độ 7%, hoạt độ của enzym  – amylase và hàm lượng đường tan biến đổi theo xu hướng tăng dần và đạt cực đại vào ngày thứ 7 bắt đầu giảm ở giai đoạn 9 ngày hạn, trong đó giống SL và HD tăng cao nhất và thấp nhất là giống đối chứng VX93 và ĐT84. Hàm lượng đường tan và hoạt độ enzym  – amylase có mối tương quan thuận. (3) Hoạt độ của proteaza và hàm lượng protein tan ở giai đoạn hạt nảy mầm, trong điều kiện bổ sung sorbitol nồng độ 7%, cũng biến đổi theo xu hướng tăng dần từ 1 đến 7 ngày hạn, cao nhất ở 7 ngày hạn và đến 9 ngày hạn bắt đầu giảm dần, trong đó giống SL tăng cao nhất và thấp nhất là giống đối chứng VX93. Hàm lượng protein và proteaza có mối tương quan thuận. (4) Khả năng phản ứng với hạn của 16 giống đậu tương ở giai đoạn hạt nảy mầm là khác nhau, giống SL và HD có khả năng chịu hạn tốt nhất, kém nhất là giống ĐT84 và VX93. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 3.1.3. Khả năng phản ứng đối với hạn của 16 giống đậu tƣơng ở giai đoạn cây non Hình 3.3. Hình ảnh cây đậu tương 3 lá trước khi xử lý hạn 3.1.3.1. Tỷ lệ thiệt hại Phân tích ảnh hưởng của hạn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương thông qua tính tỷ lệ cây héo và tỷ lệ cây chết, chúng tôi đã xác định được tỷ lệ thiệt hại do hạn gây ra ở cả 16 giống đậu tương nghiên cứu (bảng 3.11 và hình 3.4). Theo dõi thí nghiệm cho thấy, ở 3 ngày sau khi xử lý hạn đã bắt đầu ảnh hưởng tới cây đậu tương 3 lá nhưng mức độ thấp, một số lá bắt đầu héo. Sau 5 ngày và 7 ngày xử lý hạn mức độ ảnh hưởng đã tăng lên rõ rệt. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 Bảng 3.11. Tỷ lệ thiệt hại của 16 giống đậu tương ở giai đoạn cây non 3 lá (%) STT Giống Tỷ lệ thiệt hại (%) Hạn 3 ngày Hạn 5 ngày Hạn 7 ngày Hạn 9 ngày 1 HG 6,67 32,22 58,89 87,78 2 HD 5,56 28,89 51,11 78,89 3 CB1 3,33 16,67 47,78 76,67 4 QN 6,67 32,22 60,00 73,33 5 HT 2,22 32,22 56,67 84,44 6 QNG 4,44 21,11 45,56 82,22 7 CB2 4,44 28,89 48,89 74,44 8 CB3 3,33 26,67 51,11 75,56 9 DL 6,67 32,22 56,67 80,00 10 KH 1,11 15,56 51,11 70,00 11 TN 5,56 26,67 48,89 84,44 12 BC 6,67 25,56 50,00 75,56 13 SL 1,11 16,67 45,56 66,67 14 LS 2,22 17,78 52,22 83,33 15 ĐT84 7,78 35,56 61,11 91,11 16 VX93 6,67 3111 56,67 85,56 Đặc biệt sau 9 ngày hạn tất cả các giống nghiên cứu đều bị héo lá, số lượng cây bị chết cũng tăng cao. Như vậy tỉ lệ thiệt hại của các giống đậu tương tăng dần theo thời gian bị hạn và khác nhau giữa các giống đậu tương. Các giống đậu tương địa phương nghiên cứu đều có tỉ lệ số cây chết và héo thấp hơn so với giống đối Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 chứng. Giống có tỷ lệ thiệt hại cao nhất là ĐT84, dao động trong khoảng 7,78% (hạn 3 ngày) đến 91,11% (hạn 9 ngày) và thấp nhất là giống SL (hạn 3 ngày thiệt hại 1,11%; hạn 9 ngày thiệt hại 66,67%). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Giống T ỷ l ệ th iệ t h ạ i (% ) Hạn 3 ngày Hạn 5 ngày Hạn 7 ngày Hạn 9 ngày Hình 3.4. Biểu đồ về tỉ lệ thiệt hại của các giống đậu tương nghiên cứu 3.1.3.2. Chỉ số chịu hạn tƣơng đối Tính chống chịu của cây trồng nói chung và khả năng chịu hạn nói riêng là tính trạng đa gen. Vì vậy, chúng tôi tiến hành phân tích các chỉ tiêu khác nhau như: tỷ lệ thiệt hại, tỷ lệ cây sống sót, khả năng giữ nước, tỷ lệ rễ khô / rễ tươi, thân lá khô / thân lá tươi, tỷ lệ rễ / thân sau của cây đậu tương 3 lá sau khi xử lý bởi hạn ở các ngưỡng thời gian 3, 5, 7, 9 ngày. Khi bị hạn, lượng nước trong tế bào giảm gây tổn thương cho cây. Các giống cây khác nhau sẽ có những đáp ứng khác nhau để làm giảm hoặc tránh bị tổn thương. Qua thí nghiệm cho thấy, 3 ngày sau khi xử lý hạn đã bắt đầu ảnh hưởng tới cây đậu tương 3 lá nhưng mức độ rất thấp, sau 5 ngày xử lý hạn mức độ ảnh hưởng đã tăng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 lên rõ rệt, đặc biệt sau 9 ngày, tất cả các giống đậu tương nghiên cứu đều bị héo lá và số lượng cây bị chết cũng tăng lên cao. Giống SL có tỷ lệ cây sống và khả năng giữ nước của cây là cao nhất và thấp nhất là giống ĐT84. Điều này chứng tỏ khả năng chịu hạn của các giống đậu tương nghiên cứu ở mức độ cây non 3 lá là khác nhau. Kết quả xác định chỉ số chịu hạn tương đối của các giống đậu tương được trình bày ở bảng 3.12. Bảng 3.12. Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống đậu tương STT Giống Chỉ số chịu hạn tương đối STT Giống Chỉ số chịu hạn tương đối 1 HG 26,12 9 DL 29,78 2 HD 32,10 10 KH 40,17 3 CB1 41,03 11 TN 32,64 4 QN 39,37 12 BC 29,00 5 HT 34,87 13 SL 42,59 6 QNG 28,16 14 LS 39,31 7 CB2 34,51 15 ĐT84 21,22 8 CB3 32,89 16 VX93 23,95 Từ kết quả ở bảng 3.12 chúng tôi thấy được chỉ số chịu hạn tương đối của các giống đậu tương nghiên cứu ở giai đoạn cây 3 lá là khác nhau, những giống có chỉ số chịu hạn tương đối càng lớn thì sẽ có khả năng phản ứng với hạn càng cao và ngược lại. Bảng 3.12 cho thấy, giống SL có chỉ số chịu hạn cao nhất (42,59) và thấp nhất là giống ĐT84 và VX93 (21,22 và 23,95 ). Kết quả này phù hợp với kết quả đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn hạt nảy mầm đã trình bày ở trên. 3.1.3.3. Hàm lƣợng protein và proline Để có thêm cơ sở đánh giá sự phản ứng hạn của các giống đậu tương nghiên cứu ở giai đoạn cây non 3 lá, chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng proline và protein trong điều kiện hạn nhân tạo ở thời điểm trước khi gây hạn và sau khi gây hạn 1, 3, 5, 7, 9 ngày. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 ● Hàm lƣợng proline Sự tích luỹ các axit amin và các hợp chất chứa nitơ xảy ra không chỉ dưới điều kiện thiếu nước mà còn cả trong điều kiện muối mặn NaCl ở thực vật bậc cao, động vật nguyên sinh, khuê tảo mà thấy cả ở tế bào động vật [12]. Trong số những chất có nitơ thì proline là được chú ý nhất, nó được xem như là một chất điều hòa ASTT có vai trò quan trọng đối với thực vật và vi sinh vật, hàm lượng proline trong lá và rễ cây sống trong điều kiện khô hạn hay nuôi cấy trong môi trường có ASTT cao tăng lên gấp nhiều lần so với sống trong điều kiện bình thường. Hiện nay, sự gia tăng proline ở thực vật nói chung và cây đậu tương nói riêng được xem như một trong những chỉ tiêu để đánh giá khả năng chịu hạn. Các nghiên cứu của các tác giả đều đi đến kết luận rằng, tính chống chịu với các điều kiện bất lợi của cây trồng có mối tương quan thuận với sự gia tăng hàm lượng proline. Thí nghiệm xác định hàm lượng proline cũng cho kết quả là tất cả các giống đậu tương nghiên cứu đều có sự gia tăng hàm lượng proline khi thời gian gây hạn kéo dài, mặc dù sự gia tăng hàm lượng proline giữa các giống đậu tương là rất khác nhau. Chẳng hạn, giống HG hàm lượng proline tăng từ 1,56 đến 3,11 g/g; giống BC hàm lượng proline tăng từ 2,15 g/g đến 5,21 g/g. Sau 9 ngày hạn, hàm lượng proline dao động từ 3,05 đến 5,69 g/g. Giống SL có hàm lượng proline tăng cao nhất tăng 2,43 lần. Giống VX93 và ĐT84 có hàm lượng proline tăng thấp nhất 1,94 và 1,98 lần (bảng 3.13). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 Bảng 3.13. Hàm lượng proline của các giống đậu tương trong điều kiện hạn nhân tạo Giống Hàm lượng proline (µM/g khối lượng tươi) Trước hạn Hạn 1 ngày Hạn 3 ngày Hạn 5 ngày Hạn 7 ngày Hạn 9 ngày HG 1,56± 0,02 1,61±0,02 1,72± 0.05 1,87± 0,12 2,09± 0,07 3,11± 0,03 HD 1,49± 0,04 1,56± 0,04 1,65± 0,02 1,84± 0,06 2,15± 0,05 3,19± 0,09 CB1 1,96± 0,01 2,01± 0,03 2,11± 0,03 2,21± 0,03 3,19± 0,16 4,31± 0,05 QN 2,42± 0,03 2,54± 0,21 2,62± 0,04 2,80± 0,11 3,47± 0,03 4,78± 0,12 HT 1,50± 0,02 1,59± 0,07 1,67± 0,03 1,79± 0,05 2,09± 0,05 3,15± 0,20 QNG 2,16± 0,01 2,30± 0,05 2,38± 0,06 2,50± 0,02 2,98± 0,17 3,72± 0,12 CB2 1,36± 0,04 1,42± 0,02 1,56± 0,07 1,80± 0,09 2,48± 0,24 3,70± 0,05 CB3 2,18± 0,05 2,65± 0,03 2,91± 0,10 3,17± 0,24 3,84± 0,15 5,02± 0,07 DL 1,57± 0,01 1,63± 0,06 1,75± 0,07 1,92± 0,06 2,48± 0,04 3,49± 0,09 KH 1,84± 0,02 1,90± 0,01 1,94± 0,02 2,15± 0,03 3,06± 0,02 4,08± 0,03 TN 1,69± 0,03 1,80± 0,03 1,87± 0,06 1,96± 0,15 2,56± 0,11 3,45± 0,06 BC 2,15± 0,01 2,76± 0,01 2,94± 0,03 3,12± 0,09 3,75± 0,05 5,21± 0,09 SL 2,34± 0,02 2,85± 0,01 3,06± 0,02 3,18± 0,11 3,86± 0,09 5,69± 0,05 LS 2,47± 0,03 2,63± 0,04 2,78± 0,05 3,04± 0,06 3,64± 0,03 4,96± 0,03 ĐT84 1,54± 0,04 1,66± 0,02 1,70± 0,03 1,92± 0,20 2,03± 0,16 3,05± 0,15 VX93 1,62± 0,02 1,73±0,03 1,80± 0,12 1,85± 0,06 2,73± 0,06 3,14± 0,07 ● Hàm lƣợng protein tan trong cây trƣớc và sau khi xử lý bởi hạn Đặc điểm của chất nguyên sinh có vị trí quan trọng đối với khả năng chịu hạn của cây. Khi mất nước sự tổng hợp protein được tăng cường, nhưng nếu hạn kéo dài sẽ xảy ra hiện tượng thuỷ phân protein. Kết quả phân tích hàm lượng protein trong thân, lá và rễ của 16 giống đậu tương ở các giai đoạn trước khi gây hạn, 1, 3, 5, 7 và 9 ngày hạn được trình ở bảng 3. 14. Bảng 3.14 cho thấy, hàm lượng protein giảm dần Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 theo thời gian hạn và khác nhau giữa các giống. Chẳng hạn, hàm lượng protein của giống KH giảm từ 11,17% ở giai đoạn trước hạn đến 10,22% ở giai đoạn 9 ngày hạn. Hoặc giống QNG có hàm lượng protein trước hạn 10,06%, sau 9 ngày hạn hàm lượng protein là 9,33%. Sự biến động hàm lượng protein biểu hiện khác nhau giữa các giống đậu tương đã phản ánh sự khác nhau của kiểu gen chịu hạn. Trước hạn giống SL có hàm lượng protein là cao nhất (12,25%) và giống ĐT84 có hàm lượng protein là thấp nhất (7,44%). Bảng 3.14. Hàm lượng protein của các giống đậu tương trong điều kiện hạn nhân tạo Giống Hàm lượng protein (% khối lượng tươi) Trước hạn Hạn 1 ngày Hạn 3 ngày Hạn 5 ngày Hạn 7 ngày Hạn 9 ngày HG 9,08± 0,15 9,01± 0,03 8,93± 0,09 8,81± 0,03 8,36± 0,10 8,19± 0,02 HD 10,18± 0,09 10,03± 0,05 9,80± 0,16 9,76± 0,02 9,55± 0,16 9,31± 0,03 CB1 10,67±0,21 10,52± 0,05 10,46± 0,04 10,35± 0,05 10,04± 0,08 9,82± 0,14 QN 11,03± 0,04 10,90± 0,09 10,74± 0,02 10,62± 0,03 10,46± 0,04 10,25± 0,06 HT 12,24± 0,03 12,18± 0,02 12,06± 0,31 11,92± 0,09 11,83± 0,15 11,09± 0,03 QNG 10,06± 0,17 9,87± 0,14 9,80± 0,07 9,72± 0,05 9,67± 0,04 9,33± 0,05 CB2 9,94± 0,18 9,71± 0,07 9,69± 0,11 9,50± 0,04 9,31± 0,10 9,15± 0,06 CB3 8,61± 0.09 8,48± 0,03 8,36± 0,08 8,20± 0,17 8,12± 0,09 7,94± 0,07 DL 10,26± 0,32 10,15± 0,25 10,08± 0,27 10,00± 0,12 9,73± 0,05 9,45± 0,12 KH 11,17± 0,20 11,07± 0,09 10,93± 0,05 10,85±0,07 10,64± 0,03 10,22± 0,16 TN 10,49± 0,08 10,26± 0,03 10,15± 0,03 10,04± 0,05 9,92± 0,02 9,66± 0,06 BC 9,53± 0,19 9,10± 0,08 9,01± 0,07 8,93± 0,04 8,82± 0,03 8,43± 0,08 SL 12,25± 0,12 11,96± 0,17 11,76± 0,16 11,62± 0,04 11,54± 0,05 10,06± 0,21 LS 8,86± 0,07 8,60± 0,05 8,52± 0,03 8,41± 0,02 8,35± 0,02 8,11± 0,09 ĐT84 7,93± 0,04 7,87± 0,02 7,74± 0,16 7,68± 0,05 7,56± 0,04 7,44± 0,05 VX93 8,26± 0,25 8,16± 0,20 8,07± 0,12 7,90± 0,03 7,81± 0,02 7,62± 0,03 Sự gia tăng hàm lượng proline và giảm hàm lượng protein của các giống đậu tương sau khi gây hạn đã chứng tỏ cây đậu tương có phản ứng một cách tích cực trước sự thay đổi của điều kiện môi trường. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 3.1.3.4. Nhận xét (1) Kiểu gen của các giống đậu tương nghiên cứu có sự phản ứng khác nhau đối với hạn, biểu hiện ở tỷ lệ sống sót và khả năng giữ nước, chỉ số chịu hạn tương đối của cây. Giống SL có chỉ số chịu hạn cao nhất, giống ĐT84 và VX93 có chỉ số chịu hạn thấp nhất. (2) Khả năng chịu hạn của cây đậu tương liên quan đến hàm lượng protein và proline. Khi gặp hạn cây đậu tương giảm tổng hợp protein và tăng tổng hợp proline. (3) Có sự phù hợp về kết quả đánh giá sự phản ứng hạn của các giống đậu tương ở giai đoạn hạt nảy mầm và giai đoạn cây non 3 lá. 3.1.4. Sự phân bố của các giống đậu tƣơng nghiên cứu Trên cơ sở phân tích 65 chỉ tiêu liên quan đến khả năng chịu hạn từ giai đoạn tiềm sinh đến giai đoạn cây non như: khối lượng 1000 hạt, hàm lượng protein và lipit trong hạt, sự phản ứng của các giống đậu tương trong điều kiện nhân tạo, tỷ lệ rễ / thân, lá... và bằng chương trình NTSYS pc 2.02i chúng tôi đã xác định được hệ số khác nhau về khả năng phản ứng của các cặp giống đậu tương và thiết lập được sơ đồ hình cây của các giống đậu tương nghiên cứu (hình 3.5). Bảng 3.15. Hệ số khác nhau giữa các giống đậu tương HG HD CB1 QN HT QNG CB2 CB3 DL KH TN BC SL LS DT84 VX93 HG 0,00 HD 6,83 0,00 CB1 1,75 7,31 0,00 QN 2,05 1,80 1,51 0,00 HT 9,58 5,13 1,27 2,71 0,00 QNG 4,88 5,41 7,45 1,49 9,57 0,00 CB2 1,21 1,14 1,24 5,80 1,80 7,04 0,00 CB3 6,55 5,34 4,81 3,06 6,51 5,63 3,44 0,00 DL 2,61 3,34 4,27 1,85 4,68 2,74 1,36 5,05 0,00 KH 5,09 5,31 4,73 2,05 7,32 4,19 2,54 3,69 1,90 0,00 TN 4,14 4,28 5,17 2,06 6,16 3,78 1,85 5,79 5,80 1,43 0,00 BC 9,16 1,13 1,31 7,06 1,93 5,27 5,32 3,99 1,82 2,27 2,48 0,00 SL 3,56 2,93 1,95 1,02 3,57 2,22 1,40 3,04 3,68 1,99 3,08 1,26 0,00 LS 1,64 1,27 6,52 5,94 2,01 7,90 6,24 4,35 2,58 2,54 2,74 6,23 8,87 0,00 DT84 4,98 6,92 8,14 3,93 8,73 5,60 3,84 8,29 1,05 2,27 1,02 3,81 5,93 4,95 0,00 VX93 3,82 5,35 6,10 2,59 6,95 4,03 2,48 6,47 6,72 1,37 5,84 2,43 4,02 3,36 2,19 0,00 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 Hình 3.5. Sơ đồ quan hệ giữa các giống đậu tương dựa trên sự phản ứng trước tác động của hạn Bảng 3.15 cho thấy hệ số khác nhau giữa các giống đậu tương dao động từ 1,02% đến 9,57%. Trong đó 2 giống QNG và HT có hệ số khác nhau lớn nhất (9,57%) còn hai giống SLvà QN có hệ số khác nhau nhỏ nhất (1,02%). Sơ đồ hình cây (Hình 3.5) được thiết lập theo hệ số di truyền khác nhau chia 16 giống đậu tương địa phương thành 2 nhóm chính : nhóm I và nhóm II, khoảng cách giữa 2 nhóm là 11%. Trong nhóm I được chia thành 2 nhóm phụ, khoảng cách giữa 2 nhóm phụ là 10,10%: - Nhóm phụ I có giống KH. - Nhóm phụ II gồm 4 giống DL, TN, ĐT84 và VX93. Nhóm II cũng được chia thành 2 nhóm phụ, khoảng cách giữa 2 nhóm là 8,975%: - Nhóm phụ I gồm có 2 giống SLvà CB3. - Nhóm phụ II gồm 8 giống QN, CB2, LS, BC, CB1, QNG, HT, HD và HG. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở MỨC PHÂN TỬ ADN CỦA CÁC GIỐNG ĐẬU TƢƠNG NGHIÊN CỨU 3.2.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số Tách ADN tổng số từ lá non của đậu tương sau đó được kiểm tra độ tinh sạch và xác định hàm lượng thông qua điện di trên gel agarose 0,8%, đo phổ hấp thụ ở các bước sóng 260nm, 280nm trên máy quang phổ. Kết quả được thể hiện trên bảng 3.16 và hình 3.6. Hình 3.6. Kết quả điện di ADN tổng số của các giống đậu tương trên gel agarose 0,8% Ghi chú: 1.HG, 2.HD, 3.CB1, 4.QN, 5.HT, 6.QNG, 7CB2, 8.CB3, 9.DL, 10.KH, 11.TN, 12.BC, 13.SL, 14.LS, 15.ĐT-84, 16.VX93. Bảng 3.16. Hàm lượng và độ tinh sạch ADN của 16 giống đậu tương nghiên cứu Giống Hàm lƣợng ADN(μg/ml) Tỉ số OD 260/280 Giống Hàm lƣợng ADN (μg/ml) Tỉ số OD 260/280 HG 989,7 1,82 DL 956,8 1,90 HD 1220,5 1,87 KH 1159,6 1,87 CB1 1025,7 1,90 TN 1076,8 1,76 QN 997,3 1,89 BC 902,5 1,83 HT 932,5 1,83 SL 843,5 1,85 QNG 900,5 1,96 LS 975,6 1,78 CB2 896,8 1,79 ĐT84 996,5 1,84 CB3 867,3 1,85 VX93 871,2 1,98 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 Kết quả ở bảng 3.16 và hình 3.6 cho thấy, ADN tổng số được tách từ các lá của các giống đậu tương có hàm lượng cao dao động từ 843,5- 1220,5 μg/ml, băng vạch ADN gọn, không đứt gãy và tương đối sạch, tỷ lệ OD260/OD280 đạt từ 1,78-1,98. Như vậy chất lượng ADN đảm bảo tiêu chuẩn để tiến hành các phản ứng RAPD. 3.2.2. Phân tích đa hình ADN bằng kỹ thuật RAPD Sau khi tách chiết ADN tổng số, chúng tôi pha loãng ADN về nồng độ 10ng/μl và tiến hành các phản ứng RAPD với 10 mồi ngẫu nhiên. Đánh giá tính đa hình thông qua giá trị PIC (giá trị PIC càng lớn thì tính đa hình của mồi đó càng cao), khoảng cách di truyền được xác định thông qua hệ số tương đồng và biểu đồ hình cây. ● Số phân đoạn và tần số xuất hiện các phân đoạn Sản phẩm RAPD với các mồi khác nhau được điện di trên gel agarose 1,8% để phân tích tính đa hình ADN của 16 giống đậu tương nghiên cứu. Số lượng các phân đoạn ADN được nhân bản với mỗi cặp mồi xê dịch từ 41-144 phân đoạn. Kích thước các phân đoạn ADN được nhân bản trong khoảng từ 250-3000bp. Tổng số phân đoạn ADN nhân bản được của 10 đoạn mồi RAPD khi phân tích 16 giống đậu tương là 776. Kết quả thể hiện trên bảng 3.17. Bảng 3.17 cho thấy, trong số 10 mồi phân tích, số phân đoạn ADN được nhân bản của 16 giống đậu tương ở mồi M5 là nhiều nhất (144 phân đoạn ADN) và ít nhất là mồi M1 (41 phân đoạn). Tuy nhiên, tổng số phân đoạn được nhân bản của các giống đậu tương nghiên cứu khi sử dụng 10 mồi phân tích có biến động nhỏ, dao động từ 44- 50 phân đoạn. Trong đó, có tới 5 giống cùng nhân được 50 phân đoạn (HG; HD; CB1; HT và CB3), 4 giống thu được 48 phân đoạn ADN và 4 giống thu được 46 phân đoạn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 Bảng 3.17. Tổng số phân đoạn ADN được nhân bản của 16 giống đậu tương khi phân tích với 10 mồi ngẫu nhiên. Tính đa hình thể hiện ở sự xuất hiện hay không xuất hiện của các phân đoạn khi so sánh giữa các giống đậu tương với nhau trong cùng 1 mồi. Điều này được tổng kết và thể hiện qua tỷ lệ phân đoạn đa hình ở mỗi mồi nghiên cứu. Kết quả tổng hợp trên bảng 3.18. Tổng số phân đoạn ADN của 16 giống đậu tương khi phân tích 10 mồi ngẫu nhiên là 56 phân đoạn, trong đó có 21 phân đoạn cho tính đa hình (chiếm 37,5%) và không đa hình là 35 phân đoạn (62,5%). Kích thước các phân đoạn ADN được nhân bản trong khoảng từ 250-3000bp. Số lượng các phân đoạn tương ứng với mỗi mồi nằm trong khoảng 3-9, trong đó mồi M9 nhân bản được ít nhất (3 phân đoạn) còn mồi M3 và M5 nhân được nhiều nhất (9 phân đoạn). Trong số 10 mồi nghiên cứu, có 3 mồi không biểu hiện tính đa hình đó là các mồi M5, M7 và M10. Mức độ đa hình của 7 mồi còn lại là 25,0 – 100%, trong đó mồi M2 cho tỷ lệ phân đoạn đa hình cao nhất và thấp nhất là mồi M6. Mồi HG HD CB1 QN HT QNG CB2 CB3 DL KH TN BC SL LS ĐT 84 VX 93 Tổng số phân đoạn M1 3 3 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 41 M2 4 4 4 3 4 3 4 4 3 4 3 3 3 2 4 4 56 M3 7 7 7 5 7 7 6 8 7 6 7 7 6 7 6 8 108 M4 6 6 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 94 M5 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 144 M6 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 58 M7 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 64 M8 4 4 4 3 4 3 4 4 4 4 2 4 2 4 4 4 58 M9 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 47 M10 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 96 Tổn g 50 50 50 46 50 46 48 50 48 48 45 46 44 46 48 51 766 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 Bảng 3.18. Tính đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản của 10 mồi ngẫu nhiên Mồi Số phân đoạn ADN Số phân đoạn đa hình Số phân đoạn đơn hình Tỷ lệ phân đoạn đa hình (%) M1 6 5 1 83,3 M2 4 4 0 100,0 M3 9 5 4 55,6 M4 7 2 5 28,6 M5 9 0 9 0,00 M6 4 1 3 25,0 M7 4 0 4 0,00 M8 4 3 1 75,0 M9 3 1 2 33,3 M10 6 0 6 0,00 Tổng số 56 21 35 37,5 Giá trị PIC được sử dụng khi phân tích thông tin đa hình. Giá trị PIC không chỉ liên quan tới tỷ lệ phân đoạn ADN đa hình mà còn liên quan trực tiếp với số lượng cá thể cùng xuất hiện phân đoạn đa hình lớn hay nhỏ. Số liệu bảng 3.19 phù hợp với tỷ lệ đa hình của các phân đoạn ADN được nhân bản ở bảng 3.18. Giá trị PIC của các mồi M5, M7 và M10 là 0 (không đa hình). Tuy nhiên, giá trị PIC của mồi M1 là 0,82 (đa hình cao nhất) cao hơn so với M2. Như vậy, khi phân tích với mồi M1, số cá thể xuất hiện phân đoạn đa hình cao hơn so với M2. Hầu hết các mồi đều cho tính đa hình thấp (PIC < 0,5). Trong 7 mồi cho tính đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản chỉ có hai mồi M1 và M2 cho giá trị PIC > 0,5 điều này cho thấy mức độ đa dạng về phân đoạn ADN không cao của các giống đậu tương mà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 chúng tôi nghiên cứu. Như vậy, với 10 mồi ngẫu nhiên đã chỉ ra được sự đa dạng di truyền của 16 giống đậu tương có nguồn gốc khác nhau. Bảng 3.19. Thông tin tính đa hình (PIC) của 16 giống đậu tương STT Tên mồi PIC STT Tên mồi PIC 1 M1 0,82 6 M6 0,23 2 M2 0,63 7 M7 0,00 3 M3 0,43 8 M8 0,38 4 M4 0,31 9 M9 0,34 5 M5 0,00 10 M10 0,00 Kết quả điện di kiểm tra phản ứng RAPD trên gel agarose 1,8% của 4 mồi điển hình M1, M8, M3 và mồi M5 được chúng tôi lựa chọn phân tích chi tiết thông qua các ảnh được trình bày dưới đây: Mồi M1: Kết quả điện di sản phẩm RAPD của mồi M1 cho thấy, trong phạm vi vùng phân tích từ 250 bp- 3000 bp có 5 băng vạch ADN được nhân bản, trong đó có tới 4 băng vạch cho tính đa hình. Cụ thể ở kích thước khoảng 2200 bp, chỉ có giống VX93 (mẫu 16) nhân được phân đoạn ADN. Ở kích thước khoảng 1700 bp, giống QN và HT (mẫu 4, 5) không nhân được phân đoạn ADN này, trong khi đó 14 giống còn lại đều xuất hiện phân đoạn ADN nhân bản. Ở phạm vi kích thước khoảng 1500 bp, ba mẫu 3, 4, 5 (CB1, QN và HT) có phân đoạn ADN được nhân bản, các giống còn lại không xuất hiện băng vạch này. Phân đoạn thứ tư cho tính đa hình ở kích thước khoảng 800 bp với sự xuất hiện băng vạch ADN ở các mẫu số 1, 2, 3, 4 (HG, HD, CB1, QN và HT), các mẫu còn lại không thu được phân đoạn này. Với kích thước 500 bp, toàn bộ 16 mẫu nghiên cứu đều nhân được phân đoạn ADN (hình 3.7). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 Hình 3.7. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M1 Mồi M8: Tổng số phân đoạn ADN quan sát được trên bản điện di là 58, phân bố trên 4 băng vạch, trong phạm vi kích thước từ 250-1000 bp (hình 3.8). Trong đó có 3 băng vạch cho sự đa hình về phân đoạn ADN nhân bản. Kết quả điện di của mồi M8 cho thấy sự khác biệt của các mẫu 4, 6, 11, 13 so với các mẫu còn lại. Cụ thể, 14 mẫu nhân được phân đoạn ADN ở kích thước khoảng 780 bp, riêng hai mẫu 4, 6 (QN, QNG) không thu được phân đoạn ADN này. Ở hai băng vạch tương ứng kích thước khoảng 280 và 480 bp, hai mẫu 11, 13 (TN, SL) không xuất hiện phân đoạn ADN nhân bản, tuy nhiên 14 mẫu còn lại đều xuất hiện hai phân đoạn này. Như vậy, mặc dù có tới 3 trên 4 phân đoạn cho tính đa hình nhưng số cá thể khác biệt ít nên giá trị PIC nhỏ (0,38). Hình 3.8. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 500 bp 750 bp 1000 bp M8 250 bp 500 bp 1500 bp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M M1 2000 bp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 Hình 3.9. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M3 Mồi M3: Kết quả điện di cho thấy, tính đa dạng thể hiện một cách rõ nét giữa các mẫu đậu tương nghiên cứu. Từ giới hạn kích thước 250-1500 bp có 9 băng vạch ADN xuất hiện, tương ứng với tổng số 108 phân đoạn ADN được nhân bản trên tổng 16 mẫu đậu tương nghiên cứu. Có 5 băng vạch cho tính đa hình phân đoạn ADN nhân bản và băng vạch không cho tính đa hình. Cụ thể ở kích thước khoảng 1400 bp giống KH (mẫu số 10) không xuất hiện phân đoạn ADN nhân bản, các mẫu còn lại đều xuất hiện. Hai mẫu 4, 5 (QN và HT) không thu được phân đoạn ADN ở kích thước khoảng 1300 bp. Ở kích thước khoảng 600 bp có tới 7 mẫu không thu được phân đoạn ADN nhân bản. Trong khi đó ở phạm vi kích thước khoảng 300 bp chỉ có 5 mẫu có phân đoạn ADN nhân bản là 5, 8, 9, 14, 16 (HT, CB3, DL, LS và VX93). Riêng mẫu số 1 (HG) nhân được phân đoạn ADN có kích thước khoảng 400 bp các mẫu còn lại không xuất hiện phân đoạn này. Hình 3.10. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp M 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 1000 bp 2000 bp M5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 Mồi M5: Đây là mồi điển hình trong số 3 mồi không cho tính đa hình các phân đoạn ADN được nhân bản. Tổng số 16 mẫu thu được 144 phân đoạn ADN tương ứng với 9 băng vạch khi kiểm tra trên gel agarose 1,8%. Mặc dù số lượng phân đoạn ADN được nhân lên lớn nhất trong số các mồi sử dụng nhưng không có băng vạch nào cho tính đa hình phân đoạn ADN được nhân bản. Toàn bộ các băng vạch đều giống nhau hoàn toàn giữa 16 mẫu đậu tương nghiên cứu. Điều này được khẳng định thông qua giá trị PIC =0. Kích thước các phân đoạn được nhân bản rất đa dạng dao động từ 200 bp tới trên 3000 bp. Ngoài ra ảnh điện di của các mồi còn lại cũng được tổng hợp và thể hiện trên các hình dưới đây Hình 3.11. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M2 Mồi M2: có tổng số 4 băng vạch ADN được nhân bản trong đó cả 4 băng đều cho tính đa hình về phân đoạn ADN. Ở kích thước khoảng 2500 bp, ba mẫu số 12; 13; 14 (BC, SL, LS) không nhân được phân đoạn này trong khi các mẫu còn lại đều xuất hiện. Ở phạm vi kích thước khoảng 500pb, mẫu 9 và 11 (DL, TN) cũng không xuất hiện phân đoạn ADN được nhân bản. Hình 3.12. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp 2000 bp 750 bp M 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp 2000 bp M 2 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 12 13 14 15 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 Mồi M4: Kết quả điện di cho thấy có 7 băng vạch ADN xuất hiện và hai băng vạch cho tính đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản. Cụ thể ở kích thước tương ứng khoảng sấp sỉ 2000 bp, bốn mẫu 1; 2; 15; 16 (HG, HD, DT84, VX93) xuất hiện phân đoạn ADN được nhân bản, các mẫu còn lại không nhân được phân đoạn này. Ở kích thước khoảng 700 bp, sáu mẫu đầu không nhân được phân đoạn ADN tương ứng trong khi đó 10 mẫu còn lại đều xuất hiện băng vạch này. Hình 3.13. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M6 Mồi M6: Trong ba băng vạch ADN xuất hiện, băng vạch tương ứng với kích thước khoảng 1250bp cho tính đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản trong đó 6 mẫu từ 11-16 không nhân được phân đoạn này, các mẫu còn lại đều xuất hiện phân đoạn này. Hình 3.14. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp 3000 bp M 6 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp 2000 bp 750 bp M 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 Mồi M9: Tổng số có 3 phân đoạn ADN được nhân bản tương ứng với 3 băng vạch trên ảnh điện di. Tuy nhiên duy nhất mẫu số 12 không nhân được phân đoạn ADN có kích thước khoảng 66 bp. Các mẫu còn lại đều nhân được 3 phân đoạn có kích thước hoàn toàn giống nhau. Hình 3.15. Kết quả điện di sản phẩm RAPD trên gel agarose 1,8% với mồi M7 và M10 Mồi M7 và M10: Hai mồi không cho tính đa hình về phân đoạn ADN được nhân bản. Trong đó mồi M7 thu được 4 phân đoạn có kích thước giống nhau trên 16 mẫu nghiên cứu, mồi M10 thu được 6 băng vạch với kích thước giống nhau hoàn toàn khi so sánh 16 giống đậu tương phân tích. Từ kết quả phân tích hình ảnh điện di sản phẩm RAPD, chúng tôi thống kê các băng điện di (xuất hiện=1, không xuất hiện= 0) và xử lý số liệu phân tích RAPD bằng phần mềm NTSYSpc version 2.0i nhằm xác định khoảng cách di truyền giữa các mẫu đậu tương nghiên cứu thông qua hệ số tương đồng di truyền và biểu đồ hình cây. Để xác định quan hệ di truyền, chúng tôi đã tiến hành xác định giá trị tương quan kiểu hình theo ba phương pháp tính hệ số di truyền giống nhau (phương pháp của Jaccard, của Nei & Li, của Sokal) với bốn kiểu phân nhóm (WPGMA, UPGMA, liên kết hoàn toàn và liên kết đơn lẻ) (bảng 3.20). Biểu đồ hình cây được thiết lập dựa trên giá trị tương quan cao nhất với các giá trị khi r  0,9: tương quan rất chặt, r = 0,8 - 0,9: tương quan chặt, r = 0,7 - 0,8: tương quan tương đối chặt, r  0,7: tương quan không chặt. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 M M10 250 bp 500 bp 2000 bp M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 250 bp 500 bp 1000 bp 1500 bp 3000 bp M 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 Bảng 3.20. Giá trị tương quan kiểu hình (r) UPGMA WPGMA Liên kết hoàn toàn TO toàn Liên kết đơn lẻ SM 0,79571 0,64512 0,75486 0,48727 Dice 0,78117 0,62954 0,61745 0,51293 Jaccard 0,78581 0,64080 0,62909 0,52799 Kết quả bảng 3.20 cho thấy, giá trị tương quan kiểu hình (r) của 16 mẫu đậu tương nghiên cứu đều thấp, trong phạm vi từ không chặt tới tương đối chặt. Cụ thể giá trị r dao động từ 0,48727- 0,79571. Điều này có thể lý giải bởi hầu hết đây là các giống đậu tương địa phương. Giá trị tương quan kiểu hình (r) lớn nhất 0,79571 khi tính theo hệ số di truyền SM và kiểu phân nhóm UPGMA. Kết quả xác định hệ số đồng dạng di truyền được thể hiện ở bảng 3.21. Kết quả phân tích cho thấy có sự sai khác di truyền giữa các giống đậu tương nghiên cứu. Hệ số tương đồng giữa 16 giống đậu tương nghiên cứu dao dộng từ 0,745-0,963. Trong đó hai giống có hệ số đồng dạng di truyền lớn nhất là HG và HD (0,963), hai giống có hệ số đồng dạng nhỏ nhất là QN và TN (0,745). Vì vậy sơ đồ hình cây được thiết lập theo hệ số di truyền giống nhau SM và kiểu phân nhóm UPGMA (hình 3.12). Biểu đồ hình cây tạo được khi phân tích 16 giống đậu tương với 10 mồi ngẫu nghiên chia làm 2 nhóm chính: Nhóm I: bao gồm hai giống QN và HT có hệ số tương đồng là 0,918 và sai khác với các giống thuộc nhóm II là 16,6% (1-0,834). Nhóm II: bao gồm 14 giống còn lại và tiếp tục phân thánh hai nhóm phụ (PI và PII), sự sai khác gữa hai nhóm phụ là 10,6% (1- 0,894). Nhóm Phụ PI có chứa 4 giống HG, HD, QNG và CB1 với mức độ sai khác di truyền từ 3,70- 8,75% (1-0,963 và 1- 0,9125). Nhóm phụ PII gồm 10 giống (CB2, CB3, DL, KH, ĐT84, VX93, BC, LS, TN, SL). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 Bảng 3.21. Hệ số tương đồng giữa các giống đậu tương nghiên cứu HG HD CB1 QN HT QNG CB2 CB3 DL KH TN BC SL LS ĐT8 4 VX9 3 HG 1 HD 0,963 1 CB1 0,960 0,92 2 1 QN 0,843 0,84 3 0,88 0 1 HT 0,885 0,84 9 0,92 2 0,91 8 1 QNG 0,918 0,88 0 0,91 8 0,87 5 0,84 3 1 CB2 0,920 0,92 0 0,92 0 0,84 0 0,84 6 0,91 7 1 CB3 0,922 0,88 5 0,92 2 0,80 8 0,88 5 0,91 8 0,95 9 1 DL 0,882 0,88 2 0,88 2 0,80 4 0,84 6 0,87 8 0,95 8 0,95 9 1 KH 0,920 0,88 2 0,92 0 0,80 4 0,84 6 0,91 7 0,95 8 0,95 9 0,91 8 1 TN 0,860 0,82 4 0,86 0 0,74 5 0,78 8 0,85 4 0,89 6 0,89 8 0,89 6 0,89 6 1 BC 0,880 0,84 3 0,88 0 0,76 5 0,80 8 0,87 5 0,91 7 0,91 8 0,87 8 0,91 7 0,89 4 1 SL 0,840 0,84 0 0,84 0 0,76 0 0,76 9 0,83 3 0,91 5 0,87 8 0,87 5 0,87 5 0,93 3 0,91 3 1 LS 0,843 0,84 3 0,84 3 0,76 5 0,80 8 0,83 7 0,91 7 0,91 8 0,91 7 0,87 8 0,85 4 0,91 5 0,91 3 1 DT8 4 0,920 0,92 0 0,88 2 0,80 4 0,81 1 0,87 8 0,95 8 0,92 0 0,91 8 0,91 8 0,89 6 0,91 7 0,91 5 0,91 7 1 VX9 3 0,904 0,86 8 0,86 8 0,75 9 0,83 3 0,86 3 0,90 2 0,94 1 0,90 2 0,90 2 0,88 0 0,90 0 0,86 0 0,90 0 0,94 0 1 Nhóm I Nhóm II P I P II Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 Hình 3.17. Biểu đồ hình cây của các giống đậu tương nghiên cứu theo kiểu phân nhóm UPGMA 3.2.3. Nhận xét về kết quả phân tích đa hình ADN trong hệ gen của 16 giống đậu tƣơng địa phƣơng (1) Đã tách chiết được ADN với hàm lượng và chất lượng tốt đảm bảo cho các nghiên cứu tiếp theo. (2) Kết quả phân tích đa dạng di truyền của 16 giống đậu tương bằng chỉ thị RAPD với 10 mồi ngẫu nhiên, có 7/10 mồi cho tính đa hình các phân đoạn ADN được nhân bản. Tuy nhiên, tính đa hình của các mồi không cao, có tới 5 mồi cho giá trị PIC < 0,5. Hai mồi M1 và M2 cho tính đa hình cao với giá trị PIC tương ứng là 0,82 và 0,63. (3) Trong phạm vi vùng phân tích có 56 băng vạch phân đoạn ADN được nhân bản trong đó có 21 băng vạch cho tính đa hình (tương ứng 37,5%). Tổng số phân đoạn ADN thu được của 16 mẫu đậu tương khi phân tích với 10 mồi ngẫu nhiên là 766. Số lượng phân đoạn ADN được nhân bản của các mồi dao động từ 41-144, cao nhất là mồi M5 và thấp nhất là mồi M1. (4) Kết quả phân tích cho thấy, 16 giống đậu tương nghiên cứu có sự đa dạng di truyền với mức độ sai khác từ 25,5% (1-0,745) tới 3,7% (1-0,963). Hai nhóm giống có độ tương đồng di truyền cao bao gồm nhóm (HG, HD, CB1- hệ số tương đồng từ 0,9125-0,9630) và nhóm (CB2, CB3, DL và KH – hệ số tương đồng từ 0,9180- 0,9590). Qua biểu đồ hình cây và bảng hệ số tương đồng cho thấy 16 giống đậu tương nghiên cứu đã có tính đa hình ở mức độ phân tử. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. KẾT LUẬN 1.1. Các giống đậu tương địa phương nghiên cứu có sự đa dạng và phong phú về hình thái, kích thước, khối lượng hạt và hóa sinh hạt. Giống có khối lượng 1000 hạt cao nhất là giống KH (172,9g) và có kích thước hạt lớn nhất (dài/ rộng = 0,81/0,65), thấp nhất là giống HT có khối lượng (81,5g) và kích thước hạt cũng nhỏ nhất (dài/rộng = 0,62/0,42). Hàm lượng protein của các giống đậu tương dao động trong khoảng (25,28- 34,83%) và hàm lượng lipit dao động trong khoảng (11,29 - 18,52%). 1.2. Ở giai đoạn hạt nảy mầm, trong điều kiện bổ sung sorbitol 7%, hoạt độ của enzym  – amylase và hàm lượng đường, hoạt độ của proteaza và hàm lượng protein tan đều biến đổi theo xu hướng tăng dần từ 1 đến 7 ngày hạn, cao nhất ở 7 ngày hạn và đến 9 ngày hạn bắt đầu giảm dần, trong đó giống SL và HD tăng cao nhất và thấp nhất là giống đối chứng VX93 và ĐT84. 1.3. Ở giai đoạn cây non các giống đậu tương địa phương phản ứng khác nhau đối với hạn, biểu hiện ở tỷ lệ thiệt hại, cây chết, cây héo. Chỉ số chịu hạn tương đối dao động từ 21,22 đến 42,59. Giống SL có khả năng chịu hạn cao hơn các giống còn lại. Trong điều kiện hạn, cây đậu tương giảm tổng hợp protein và tăng hàm lượng proline. 1.4. Kết quả phân tích đa dạng di truyền của 16 giống đậu tương bằng chỉ thị RAPD với 10 mồi ngẫu nhiên, có 7 mồi cho tính đa hình. Hai mồi M1 và M2 cho tính đa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 hình cao với giá trị PIC tương ứng là 0,82 và 0,63. Đã nhân bản được 766 số phân đoạn ADN, số lượng phân đoạn ADN được nhân bản của các mồi dao động từ 41- 144, cao nhất là mồi M5 và thấp nhất là M1. 1.5. Các giống đậu tương nghiên cứu có sự đa dạng di truyền với mức độ sai khác từ 25,5% (1-0,745) tới 3,7% (1-0,963). Chúng được xếp thành 2 nhóm chính: - Nhóm I: bao gồm hai giống QN và HT có hệ số tương đồng là 0,918 và sai khác với các giống thuộc nhóm II là 16,6% (1-0,834). - Nhóm II: bao gồm 14 giống còn lại và tiếp tục phân thành hai nhóm phụ (PI và PII), sự sai khác gữa hai nhóm phụ là 10,6% (1- 0,894). 2. ĐỀ NGHỊ - Cần tiếp tục khảo sát sự phản ứng của các giống đậu tương ở các giai đoạn sinh trưởng khác như giai đoạn ra hoa và kết quả. - Tiếp tục phân tích RAPD với số lượng mồi nhiều hơn và kết hợp với các kỹ thuật sinh học phân tử khác như SSR, AFLP... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Vũ Anh Đào, Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Chu Hoàng Mậu (2009), Đánh giá sự đa dạng di truyền ở mức phân tử của một số giống đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) địa phương, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, 57(9): 85-90. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT 1. Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen và chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi ở cây lúa, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 2. Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1998), Thực hành hóa sinh, NXB Giáo dục. 3. Ngô Thế Dân và cộng sự (1999), Cây đậu tương, NXB Nông Nghiệp. 4. Lê Xuân Đắc, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình (1999), “Sử dụng kỹ thuật RAPD để đánh giá tính đa hình ADN của một số dòng chọn lọc từ mô sẹo của giống lúa C71”. Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, tr. 1341-1347. 5. Nguyễn Thị Thúy Hường (2006), Sưu tập, đánh giá và nghiên cứu khả năng chịu hạn của một số giống đậu tương địa phương của tỉnh Sơn La, Luận văn thạc sĩ sinh học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên. 6. Trần Thị Phương Liên (1999), Nghiên cứu đặc tính hóa sinh và sinh học phân tử của một số giống đậu tương có khả năng chịu nóng, chịu hạn ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ sinh học, Viện công nghệ sinh học Hà Nội. 7. Ngô Thị Liêm, Chu Hoàng Mậu (2006),“Đặc điểm phản ứng các giống lạc trong điều kiện hạn sinh lý”. Tạp chí nông nghiệp và PTNT, (84), tr 82- 87. 8. Trần Đình Long (2000), Cây đậu tương, NXB Nông nghiệp Hà Nội. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 9. Chu Hoàng Mậu (2001), Sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm để tạo các dòng đậu tương và đậu xanh thích hợp cho miền núi Đông Bắc Việt Nam, Luận án tiến sĩ sinh học, Viện Công nghệ sinh học Hà Nội. 10. Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành hóa sinh học, NXB Đại học Quốc Gia, Hà Nội. 11. Đinh Thị Ngọc (2008), Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh và phân lập gen chaperonin liên quan đến tính chịu hạn của một số giống đậu tương địa phương trồng ở vùng Tây Nguyên, Luận văn thạc sĩ sinh học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên. 12. Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả năng chịu hạn và chọn dòng chịu hạn ở lúa bằng công nghệ tế bào thực vật, Luận án tiến sĩ sinh học, Viện công nghệ sinh học Hà Nội. 13. Hà Tiến Sỹ (2007), “Khả năng chịu hạn của một số giống đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) điạ phương của tỉnh Cao Bằng”, Tạp chí Khoa học Công nghệ , Đại học Thái Nguyên, số 3 (43), 13-19. 14. Nguyễn Thị Tâm (2004), Nghiên cứu khả năng chịu nóng và chọn dòng chịu nóng ở lúa bằng công nghệ tế bào thực vật, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện Công nghệ sinh học Hà Nội. 15. Nguyễn Vũ Thanh Thanh (2003), Nghiên cứu thành phần hóa sinh hạt và tính đa dạng di truyền của một số giống đậu xanh có khả năng chịu hạn khác nhau, Luận văn thạc sĩ Sinh học, Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên. 16. Bùi Văn Thắng, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình, Nguyễn Văn Thắng, Trần Văn Dương (2003),“Đánh giá tính đa dạng của một số giống lạc trong tập đoàn giống chống chịu bệnh gỉ sắt bằng kỹ thuật RAPD”. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, tr 805-809. 17. Nguyễn Hải Tuất, Ngô Kim Khôi (1996), Xử lý thống kê kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong nông lâm ngư nghiệp trên máy vi tính, NXB Nông nghiệp Hà Nội. 18. Vũ Thanh Trà, Trần Thị Phương Liên (2006), “Nghiên cứu sự đa dạng di truyền của một số giống đậu tương địa phương có phản ứng khác nhau với bệnh gỉ sắt bằng chỉ thị SSR”. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 21, 30-32. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 TIẾNG ANH 19. Brown-Guedira, J.A. Thompson b , R.L. Nelson c and M.L. Warburton (2000), “Evaluation of Genetic Diversity of Soybean Introductions and North American Ancestors Using RAPD and SSR Markers”, Crop Science 40:815-823. 20. Bates L. S. (1973), “Rapid determinatin of tree protein for water-stress studies”, Plant and Soil, 39, pp 205-207. 21. Chen T.H., Murant N. (2002), “Enhancement of tolerance of a family of plant dehydrin proteins”, Physiol. Plant, pp. 795-803. 22. Gawel, Jarret (1991). “Genomic DNA isolation”. www.weihenstephan.de/pbpz/bambara/htm/dna.htm. 23. Gyu-Taek Cho, Jeongran Lee, Jung-Kyung Moon, Mun-Sup Yoon, Hyung-Jin Baek, Jung-Hoon Kang, Tae-San Kim, Nam-Chon Paek (2008), “Genetic Diversity and Population Structure of Korean Soybean Landrace [Glycine max (L.) Merr.]”, J. Crop Sci. Biotech. 2008 (June) 11 (2) : 83 – 90. 24. Julie Waldron, Cameron P. Peace, Iain R. Searle, Agnelo Furtado, Nick Wade, Ian Findlay, Michael W. Graham, and Bernard J. Carroll (2002), “Randomly Amplified DNA Fingerprinting: A Culmination of DNA Marker Technologies Based on Arbitrarily- Primed PCR Amplification”, J Biomed Biotechnol. 2(3): 141–150. 25. Moretzsohn MC, Hopkins MS, Mitchell SE, Kresovich S, Valls JF, Ferreira ME (2004), “Genetic diversity of peanut (Arachis hypogaea L. ) and its wild relatives based on the analysis of hypervariable regions of the genome”, Plant Mol Biol, 4(1) :11. 26. Lanham PG, Fennell S, Moss JP, Powell W (1992), “Detection of polymorphic loci in Arachis germplasm using radom amplified polymorphic DNAs”, Genome, 35 (5) :885-9. 27. Li Z., Nelson R.L., (2002), “RAPD Marker Diversity among Cultivated and Wild Soybean Accessions from Four Chinese Provinces”, Crop Science, 42:1737-1744. 28. Seitova A.M., Ignatov A.N., Suprunova T.P., Tsvetkov I.L., Deĭneko E.V., Dorokhov D.B., Shumnyĭ V.K., Skriabin K.G., (2004), “Assessment of genetic Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 diversity of wild soybean (Glycine soja Siebold et Zucc.) in the far eastern region of Russia”, Genetika, 40(2):224-231. 29. Subramanion V, Gurtu S, Nageswara Rao RC, Nigam SN (2000), “Identification of DNA polymoraphism in cultivated groundnut using random amplified polymoraphic DNA (RAPD) assay”, Genome, 43 (4): 656-60. 30. Vierling R., Nguyen H. J. (1992), “Use of RAPD marker to determine the genetic relationships of diploid wheat genotype”, Theor Appl Genet, 84: 835-838. 31. Wan XR, Li L (2006), “Regulation of ABA level and water-stres tolerance of Arabidopsis by ectopic expression of a peanut 9-cis-epoxycarotenoid”, Biochem Biophys Res Commun, 347(4), pp 1030-1038. 32. (71) William J. G. K., Kubelik A. E., Levak K. J., Rafalski J. A., Tingey S. V, (1990), “DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic merers”, Nucleic Acids Res, 18, pp. 6531-6535. 33. Welsh J., McClelland M. (1990), “Fingeprinting genomes using PCR with arbitrary primer”, Nucleic Acids Res, 18, pp. 7213-7218. 34. Xingliang Zhou, Thomas E. Carter Jr, Zhanglin Cui, Shoji Miyazaki, Joseph W Burto (2002), “Genetic diversity patterns in Japanese soybean cultivars based on coefficient of Parentage”. Crop Science; 42, 4; ProQuest Central. 35. Yiwu Chen, Randall L. Nelson (2005), “Relationship between Origin and Genetic Diversity in Chinese Soybean Germplasm”, Crop Science; 45, 4; ProQuest Central. 36. Yiwu Chen, Dechun Wang, Prakash Arelli, Mohsen Ebrahimi, Randall L. Nelson (2006), “Molecular marker diversity of SCN-resistant sources in soybean”, Genome; 49, 8; ProQuest Central. 37. Yong-Bi Fu, Gregory W. Peterson, Malcolm J. Morrison (2007), “Genetic Diversity of Canadian Soybean Cultivars and Exotic Germplasm Revealed by Simple Sequence Repeat Marker”,. Crop Science; 47, 5; ProQuest Central.