TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN
*******
ĐẶNG BẢO SƠN
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ GIÁ
TRỊ CHỌN GIỐNG CỦA 7 DÕNG VÀ GIỐNG LÖA
ĐƢỢC TẠO RA BẰNG PHƢƠNG PHÁP GÂY
ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM TẠI XÃ CAO MINH –
PHÖC YÊN – VĨNH PHÖC VỤ ĐÔNG – XUÂN 2014
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: DI TRUYỀN HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. LÊ XUÂN ĐẮC
Hà Nội, 2015 LỜI CẢM ƠN
Bằng tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành
cảm ơn sự hướng dẫn chu đáo, tận tình của TS. Lê Xuân Đắc, Trung tâm
Sinh viên
ĐẶNG BẢO SƠN
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 1: Đánh giá chiều dài hạt gạo (theo IRRI)
8
Bảng 2: Đánh giá hình dạng hạt gạo (theo IRRI)
8
Bảng 3: Các bức xạ ion hóa thông dụng trong xử lý đột biến và đặc
điểm của chúng
10
Bảng 4: Các tác nhân đột biến hóa học thường dùng trong chọn giống
11
Bảng 5: Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng của
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ
Trang
Biểu đồ 1: Chiều cao cây lúa
22
Biểu đồ 2: Chiều dài lá đòng
24
Biểu đồ 3: Chiều rộng lá đòng
26
Biểu đồ 4: Chiều dài bông
28
Biểu đồ 5: Số bông trên khóm
32
Biểu đồ 6: Số hạt trên bông và số hạt chắc trên bông
35
Biểu đồ 7: Tỉ lệ hạt chắc trên bông
36
Biểu đồ 8: Khối lượng 1000 hạt
37
Biểu đồ 9: Năng suất lý thuyết và năng suất thực tế
39
3.2. Ý nghĩa thực tiễn…………………………………………
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa……………………………….
4
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa………………………………………
4
1.1.2. Phân loại cây lúa………………………………………
4
1.2. Giá trị cây lúa………………………………………………….
5
1.3. Một số đặc điểm nông học của cây lúa………………………
7
1.3.1. Đặc điểm về chiều cao cây……………………………
7
1.3.2. Đặc điểm về chiều dài bông, dạng bông………………
7
1.3.3. Đặc điểm về hình dạng và kích thước hạt gạo…………
8
1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới……………
8
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới…………………….
8
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước……………………….
9
1.4.3. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo các loại giống
10
3.1.2. Chiều dài và chiều rộng lá đòng………………………
23
3.1.2.1. Chiều dài lá đòng……………………………….
24
3.1.2.2. Chiều rộng lá đòng…………………………….
25
3.1.3. Chiều dài bông………………………………………….
27
3.1.4. Độ cứng cây, độ thoát cổ bông và độ tàn lá…………….
28
3.1.4.1. Độ cứng cây……………………………………
28
3.1.4.2. Độ thoát cổ bông……………………………….
29
3.1.4.3. Độ tàn lá………………………………………
29
3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất………………………………
30
3.2.1. Số bông trên khóm……………………………………
30 3.2.2. Số hạt trên bông………………………………………
33
3.2.2.1. Tổng số hạt trên bông………………………….
33
3.2.2.2. Số hạt chắc trên bông, tỉ lệ hạt chắc trên bông
34
3.2.3. Khối lượng 1000 hạt, năng suất lý thuyết và năng suất
thực tế………………………………………………….
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Lúa là là cây trồng quan trọng nhất hiện nay ở nước ta, diện tích gieo
trồng lúa chiếm đến 61% diện tích đất trồng trọt trên cả nước và [8]. Khoảng
40% dân số trên thế giới sử dụng lúa gạo làm lương thực chính. Ngày nay,
nhu cầu về lúa gạo ngày càng tăng, kéo theo nhu cầu về việc tạo ra những
giống lúa mới có năng suất cao, phẩm chất tốt hơn những giống lúa cũ.
Theo tổ chức Nông lương thế giới thì tổng sản lượng lương thực đã
tăng từ 460 triệu tấn năm 1987 lên tới 560 triệu tấn năm 1997 và phải đạt tới
760 triệu tấn năm 2020 mới có thể đáp ứng được mức tăng dân số như hiện
nay.
Sản xuất lúa trên thế giới cũng như ở trong nước đã khẳng định yếu tố
giống là rất quan trọng đối với năng suất và chất lượng. Trong những năm gần
đây, nhờ có bộ giống lúa khá đa dạng nên nền nông nghiệp nước nhà đã thúc
đẩy chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ theo hướng sản xuất hàng hóa, góp
phần khai thác có hiệu quả tiềm năng, khắc phục những hạn chế về điều kiện
đất đai, khí hậu.
Chính vì tầm quan trọng của lúa gạo, thời gian qua Chính phủ Việt
Nam luôn luôn đặt phát triển lúa gạo là nhiệm vụ trung tâm của phát triển
nông nghiệp và đã có những đầu tư thích đáng cho xây dựng cơ sở hạ tầng,
đặc biệt là hệ thống thủy lợi, nhờ vậy chỉ trong vòng 30 năm đã biến nhiều
vùng đất khó khăn trở thành những vùng đất trồng lúa trù phú cho đất nước,
mà điển hình nhất là vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Ngoài đầu tư cơ sở hạ
tầng, Nhà nước cũng đã quan tâm đầu tư về khoa học công nghệ và khuyến
nông đối với cây lúa và các chính sách hỗ trợ nông dân. Nhìn lại 20 năm qua,
3
2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống lúa
được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến thực nghiệm tại khu vực xã Cao
Minh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc vụ Đông Xuân 2014.
- Xác định được một số giống lúa có tiềm năng năng suất và chất
lượng, có khả năng thích ứng với khu vực sinh thái của địa phương.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
Tìm hiểu cơ sở lý luận của đột biến thực nghiệm từ đó góp phần xây
dựng và bổ sung kiến thức về di truyền học trong học tập và nghiên cứu khoa
học.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Trên cơ sở tìm hiểu đánh giá sự sinh trưởng và phát triển của một số
dòng/giống lúa được tạo ra bằng đột biến sẽ góp phần nhỏ vào việc xây dựng
bộ giống lúa mới cho địa phương. 4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Cây lúa trồng hiện nay đã trải qua một lịch sử tiến hóa tiến hóa rất lâu
Ngoài ra, căn cứ vào mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh
trưởng Oryza sativa L. còn được chia thành lúa chiêm và lúa mùa; theo điều
kiện tưới và gieo cấy chia thành lúa nước và lúa cạn; theo chất lượng và hình
dạng hạt chia thành lúa tẻ và lúa nếp, lúa hạt dài và lúa hạt tròn [5].
Ở nước ta lúa trồng được phân bố từ Bắc vào Nam, từ ven biển đến
đồng bằng, từ trung du đến miền núi, đa số các giống lúa trồng ở nước ta
thuộc dạng lúa miền nhiệt đới (loài phụ Indica), một số giống lúa miền núi có
tính trung gian giữa loài phụ Indica và loài phụ Japonica.
1.2. Giá trị của cây lúa
Việt Nam là một trong những nước có nghề truyền thống trồng lúa
nước lâu đời nhất thế giới. Dân số nước ta đến nay hơn 90 triệu người, trong
đó dân số ở nông thôn chiếm gần 80% và lực lượng lao động trong nghề trồng
lúa chiếm 72% lực lượng lao động cả nước. Điều đó cho thấy lĩnh vực nông
nghiệp trồng lúa thu hút đại bộ phận lực lượng lao động cả nước, đóng vai trò
rất lớn trong nền kinh tế quốc dân.
Xuất phát từ thực tiễn đó, Đảng và Nhà nước ta luôn nhấn mạnh vị trí
của lúa gạo Việt Nam: lúa gạo đóng vai trò quyết định vấn đề cung cấp lương
thực cho cả nước và chi phối sâu sắc sự phát triển kinh tế quốc dân. Từ đó,
Chính phủ đã đề ra các chính sách phát triển nông nghiệp nói chung và lúa
gạo nói riêng, như: chính sách đầu tư vật chất kỹ thuật thích đáng về thuỷ lợi,
giống lúa, thâm canh, quảng canh lúa qua từng thời kỳ. Nhờ đó, từ năm 1989
6
đến nay kim ngạch xuất khẩu gạo đã không ngừng tăng, mang lại nguồn thu
ngoại tệ lớn góp phần không nhỏ cho công cuộc đổi mới và xây dựng đất
nước. Cũng do thực hiện chương trình lương thực. Việt Nam đã chuyển từ
nước nhập khẩu lương thực hàng năm khoảng 1 triệu tấn thành nước xuất
khẩu 3- 4 triệu tấn gạo hàng năm [13].
* Sản phẩm chính của cây lúa
- Trung gian (vùng thấp: 110 - 130 cm; vùng cao 90 - 120 cm)
- Cao (vùng thấp > 130 cm; vùng cao > 125 cm)
1.3.2. Đặc điểm về chiều dài bông, dạng bông
Bông lúa là kết quả của mọi hoạt động trong đời sống của cây lúa, là bộ
phận tạo ra hạt lúa - cơ quan duy trì nòi giống của cây lúa và tạo ra chu trình
mới trong quá trình tồn tại và phát triển của cây lúa. Mỗi giống khác nhau có
chiều dài bông và dạng bông khác nhau.
Chiều dài bông liên quan đến sức chứa hạt của bông, là yếu tố cấu
thành năng suất. Chiều dài bông cần kết hợp hài hòa với chiều dài cổ bông.
Bông dài mà cổ bông quá dài thì dễ gẫy. Bông dài mà cổ bông trỗ không thoát
khỏi bẹ lá đòng thì tỉ lệ lép cao, năng suất giảm. Bông dài vừa, hạt xếp sít là
ưu việt hơn cả. 8
1.3.3. Đặc điểm về kích thước và hình dạng hạt gạo
Theo IRRI [7], chiều dài hạt gạo và hình dạng hạt gạo được đánh giá
như sau:
Bảng 1: Đánh giá chiều dài hạt gạo [7]
Hình dạng
Kích thƣớc
Điểm
Rất dài
1.4.1. Trên thế giới
Cho đến nay đã có khoảng hơn một nghìn giống lúa được chọn tạo từ
Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế IRRI, đã cung cấp cho 78 quốc gia trên thế
giới sử dụng là nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống và đã đưa vào sản
xuất với khoảng 65% diện tích trồng lúa trên toàn thế giới. Các nhà khoa học
vẫn đang tiếp tục nghiên cứu tạo ra những giống lúa mới theo các hướng như:
chọn tạo giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn ngày và trung ngày cho các
vùng có nước tưới; chọn tạo các giống lúa thích hợp với các vùng có điều
kiện sản xuất khó khăn (vùng đất chua, vùng đất nhiễm mặn, vùng thiếu nước
9
tưới…); chọn tạo các giống lúa cho mùi thơm, có khả năng đề kháng tốt với
các loại sâu bệnh hại; chọn tạo các giống giàu protein, giàu sắt và các sắc tố
khác …[6].
Các phương pháp chủ yếu để chọn tạo các giống lúa hiện nay là lai xa,
lai hữu tính, gây đột biến…
1.4.2. Trong nước
Trong những năm gần đây, với việc chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, cơ cấu
cây trồng diễn ra khá mạnh mẽ trên khắp cả nước nên diện tích đất trồng lúa
có xu hướng giảm. Để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng trong khi
diện tích đất trồng lúa giảm thì con đường tất yếu là phải hiện đại hóa nông
nghiệp, trong đó sử dụng các các biện pháp kỹ thuật để chọn tạo các giống lúa
mới là yêu cầu cấp thiết [3].
Trên thực tế, để đáp ứng yêu cầu tăng sản lượng và tăng chất lượng,
những năm qua các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu, cải tiến các
giống lúa, nhằm tạo ra những giống có hiệu quả kinh tế cao nhất. Các giống
đã được đưa vào gieo trồng có thể kể đến như: IR64, OM1490, OM2031,
MTL250, IR62032, P4, P6, CR203, DT10 Đặc biệt, các nhà khoa học đã
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tế bào vào lúa, tạo ra hàng trăm dòng
Mức gây hại
Sức đâm
xuyên
Tia X
Máy X quang
10
-3
- 10 nm
Nguy hiểm
Nhiều cm
Tia ¥
Đồng vị phóng
xạ (Co
60
, Cs
137
)
Lò phản ứng
nhiệt hạch
0,1 A
0
Nguy hiểm
Mạnh
Tia cực tím
Đèn cực tím
2800 - 2900 A
0
Có thể nguy
hiểm
3
)
Chất rắn màu vàng
0,001 - 0,004 M
Từ lâu, gây đột biến thực nghiệm để làm vật liệu khởi đầu cho chọn
giống đã được coi là một trong những kỹ thuật ứng dụng cao trong nông
nghiệp. Phương pháp này được biết đến vào năm 1925 khi Natxon và
Philippôp phát hiện rằng tia X có khả năng gây ra biến dị di truyền ở nấm hạ
đẳng. Đến năm 1926 - 1928, với các nghiên cứu của Muller trên ruồi giấm,
Stadler trên lúa mạch, di truyền học phóng xạ đã trở thành nền tảng cho sự ra
đời ngành chọn giống đột biến phóng xạ. Năm 1946, Auerbach và Robson
phát hiện vài hợp chất có thể gây đột biến, sau đó, ngày càng nhiều hóa chất
được tìm thấy có khả năng làm tăng tần số đột biến [9].
Ở Việt Nam, lĩnh vực này đã được cố giáo sư Lương Đình Của khởi
xướng từ những năm 1960. Nhưng mãi đến năm 1980, hướng nghiên cứu này
mới được phát triển một cách tương đối có hệ thống và định hướng do cố tiến
sĩ Phan Phải và cộng sự tiến hành. Sau đó, một loạt nghiên cứu của các tác giả
như: Trần Duy Quý, Đỗ Hữu Ất, Nguyễn Quang Xu, Lê Văn Nhạ trên nhiều
đối tượng cây trồng khác nhau như: lúa, ngô, đậu, lạc, táo, cà chua, hoa cúc
đã tạo ra nhiều dòng đột biến có giá trị, được chọn lọc và phát triển trực tiếp
12
thành các giống quốc gia hoặc các dòng có triển vọng phục vụ cho công tác
lai tạo giống mới. Thời gian gần đây, việc sử dụng đột biến thực nghiệm để
tạo ra giống mới đã có nhiều bước tiến đáng kể, điển hình là: tạo giống Ngô
DT6 (chín sớm, năng suất cao, hàm lượng Pr tăng 1,5%); táo Gia Lộc xử lí
bằng NMU (nitrô mêtyl urê) táo má hồng cho 2 vụ quả/năm, khối lượng
quả tăng cao và thơm ngon; Cây dâu tằm (3n) có nhiều đặc tính quý như bản
canh tác), thấp và cứng cây, chịu chua và phèn nên có thể trồng ở nhiều vùng
khác nhau, năng suất tăng 15-25%.
Viện Di truyền Nông nghiệp là một trong những cơ sở áp dụng rất sớm
kỹ thuật hạt nhân trong chọn giống cây trồng. Đến nay, Viện đưa vào sản xuất
12 giống lúa đột biến như DT10, Khang Dân đột biến, Tám thơm đột biến, lúa
chịu mặn CM1, các giống lúa nếp DT21, DT22…
Trong đó, giống lúa DT10 được tạo ra từ những năm 1990 đến nay vẫn
được sử dụng ở các tỉnh phía Bắc với diện tích khoảng 1 triệu ha gieo trồng.
Giống Khang dân đột biến hiện đã phát triển hàng vạn hécta và đã được
thương mại hóa về bản quyền giống [11].
14
CHƢƠNG 2
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu này sử dụng 7 dòng và giống (gọi chung là giống) lúa được
tạo ra bằng đột biến thực nghiệm: S2, S3, S5, HT 1-3, TDB 06-2, Nam Định 5
(ND5) và N46. Các giống lúa này do TS. Nguyễn Như Toản (Đại học Sư
phạm Hà Nội 2) và Viện Di truyền Nông nghiệp cung cấp.
Trong nghiên cứu này sử dụng giống đối chứng là HT1, đây là giống
- Năng suất thực thu.
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại. Diện tích
mỗi ô thí nghiệm 5m
2
(chiều rộng 1m, chiều dài 5m); giữa các ô cách nhau
30cm.
Hạt giống được ngâm ủ theo quy trình chung. Sau khi hạt nảy mầm
đem gieo, khi mạ có từ 3-4 lá thật thì cấy.
Ruộng làm đất kỹ, san phẳng, căng dây chia thành các ô .
Mật độ cấy: 45 khóm/m
2
(cấy 1dảnh/khóm)
Tiến hành chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh theo quy trình chung.
2.2.2. Phương pháp quan sát thực địa
Phương pháp đánh giá bằng mắt được thực hiện qua quan sát toàn ô thí
nghiệm trên thực địa, trên từng cây hay các bộ phận của cây và cho điểm. Các
chỉ tiêu định lượng đo đếm trên mẫu cây hoặc toàn ô thí nghiệm. Các mẫu lấy
ngẫu nhiên, trừ các cây ở rìa ô. Các chỉ tiêu được theo dõi theo đúng giai đoạn
sinh trưởng thích hợp của cây lúa.
16
Quan sát đánh giá chỉ tiêu theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”
– 1996 của IRRI và “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị
canh tác và sử dụng của giống lúa”, được so sánh với giống đối chứng.
Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa” – IRRI thì sự phát triển
của cây lúa được chia làm 9 giai đoạn:
1. Giai đoạn nảy mầm
và chết
2. Thời gian sinh
trưởng (ngày)
9
Tính số ngày từ khi gieo hạt đến khi 85%
số hạt/bông đã chín
3. Khả năng đẻ
nhánh (dảnh)
Đếm số dảnh/cây
1. Rất cao (hơn 25 dảnh/cây)
3. Tốt (20-25 dảnh/cây)
5. Trung bình (10-19 dảnh/cây)
7. Thấp (5-9 dảnh/cây)
9. Rất thấp (<5 dảnh/cây)
4. Độ cứng cây
8-9
Quan sát tư thế của cây trước khi thu
hoạch
1. Cứng: cây không bị đổ
3. Cứng vừa: hầu hết cây bị nghiêng nhẹ
5. Trung bình: hầu hết cây bi nghiêng đổ
7. Yếu: hầu hết cây bị đổ rạp
9. Rất yếu: tất cả cây bị đổ rạp
Copyright: Tài liệu đại học ©