TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HẰ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN
ĐẶNG THỊ MAI HƯƠNG
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT
TRIỂN CỦA 06 DÒNG LÚA ĐƯỢC TẠO RA BẰNG
PHƯƠNG PHÁP LAI HỮU TÍNH TẠI XÃ CAO MINH -
PHÚC YÊN - VĨNH PHÚC VỤ ĐÔNG XUÂN 2014
KHÓA LUÂN TỐT NGHIÊP ĐAI HOC • • • •
Chuyên ngành: Di truyền học
Người hướng dẫn khoa học TS.
NGUYỄN NHƯ TOẢN
HÀ NỘI – 2015
Được sự nhất trí của ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
và khoa Sinh - KTNN trong thời gian qua em đã thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của 06 dòng lúa được tạo ra bằng phương pháp
lai hữu tính tại xã Cao Minh - Phúc Yên - Vĩnh Phúc vụ đông xuân 2014”.
Để hoàn thành được đề tài ngoài nỗ lực của bản thân em đã nhận được nhiều sự
quan tâm giúp đỡ tận tình của thầy cô bạn bè và người thân.
Trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến TS .Nguyễn Như
Toản (khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2) đã tạo điều kiện và tận
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận này.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo ừong Khoa
Sinh - KTNN trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 những người đã trực tiếp giảng dạy,
trang bị những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian em h ọc tập tại trường.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả người thân, bạn bè, gia
đình và những người luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ em ừong quá trình học tập và
thực hiện đề tàiHà Nội, tháng 05 năm 2015
m Ị_ _ • 2
Tác giả
Sau một thời gian nghiên cứu, bằng sự cố gắng của bản thân và sự định hướng
của TS.Nguyễn Như Toản, khóa luận của tôi đã được hoàn thành.
Tôi xin cam đoan khóa luận này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, kết quả này
Cây lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới, theo ước
tính khoảng 65% dân số thế giới coi lúa gạo là nguồn lương thực chính.
Tính đến năm 1999 diện tích ttồng lúa trên thế giới khoảng 154 triệu ha
phân bố ở khoảng 112 quốc gia ừong đó chủ yếu ở châu Á (90%), châu Phi
(59%), châu Mỹ La Tinh (5,7%). Hiện nay tính từ năm 2009-2010 diện tích
trồng lúa vào khoảng 147,5 triệu ha. Gạo là nguồn lương thực tiêu thụ nhiều
nhất thế giới.
Ở Việt Nam cây lúa cũng là cây lương thực chủ yếu có vai trò quan
trọng trong ngành trồng trọt. So với các nước trên thế giới, nhu cầu tiêu thụ
lúa gạo của Việt Nam xếp hàng thứ 5 (sau Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ,
Bangladesh) ở mức 18.9 triệu tần thóc/năm. Với dân số 80 triệu người thì
diện tích trồng lúa đứng vào hàng thứ 6. Nhờ áp dụng tiến bộ của khoa học
kĩ thuật vào công tác chọn tạo giống lúa mà Việt Nam đã có bước nhảy vọt
trong sản xuất lương thực. Từ một nước thiếu lương thực triền miên trong
hàng chục năm, đến nay nhiều năm liền Việt Nam đã vươn lên đứng hàng
thứ hai về sản xuất lúa gạo chỉ sau Thái Lan [15]. Tuy nhiên, năng suất bình
quân ở nước ta so với các nước khác vẫn còn quá thấp (bình quân chưa đạt
4,0 tấn/ha/vụ), phẩm chất gạo nhìn chung chưa tốt, nhất là ở các tỉnh phía
Bắc. Chất lượng gạo thương phẩm nhìn chung chưa đáp ứng được nhu cầu
mới của thị trường trong nước và quốc tế. Thông thường gạo sủa Việt Nam
chỉ xuất được với giá 223 USD/tấn (theo số liệu của Tổng cục Thống Kê
cung cấp 17/6/2003) luôn thấp hơn so vói giá gạo của Thái Lan. Nguyên
nhân chủ yếu của tình trạng trên là do nhiều năm qua chúng ta chưa thực sự
chú trọng đến công tác tuyển chọn các giống lúa có chất lượng gạo thương
7
phẩm tốt, nhất là những giống lúa đặc sản. Hầu như, những giống lúa có
phẩm chất gạo cao hiện có rất ít trong sản xuất [11].
Hiện tại, bộ giống lúa phục vụ cho chương trình sản xuất lúa chất
lượng và xuất khẩu ở miền Bắc nước ta chưa được hoàn thiện. Một số giống
lúa đặc sản có chất lượng gạo cao (cơm mềm, thơm, ngon), có khả năng
công tác chọn giống mới có năng suất cao phẩm chất tốt,
thời gian sinh trưởng ngắn nhằm xây dựng bộ giống lúa mới
cho địa phương.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc, phân loại lúa
1.1.1 Nguồn gốc cây lúa
Cây lúa trồng O r y z a s a t i v a L. là loài thân thảo sống hàng năm.
Thòi gian sinh trưởng của các giống dài, ngắn khác nhau, về nguồn gốc cây
lúa, có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứa và đưa ra các ý kiến khác nhau:
+ Theo Candalle (1886) cây lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ.
+ Theo Roseleviez (1931) cây lúa trống có nguồn gốc từ Đông Nam Á,
đặc biệt từ Ãn Độ và Đông Dương.
Tuy xuất xứ của cây trồng có nhiều ý kiến khác nhau nhưng đến nay
đã có sự thống nhất nguồn gốc là cây lúa có từ Đông Nam Á [1]. Vì đây là
vùng có diện tích trồng lúa tập trung lớn trên thế giới, có khí hậu nhiệt đới
nóng ẩm phù hợp với cây lúa, là nơi lúa được trồng sớm nhất và hơn nữa ở
đây dễ dàng tìm thấy bộ gen đày đủ của cây lúa.
về phương diện thực vật học, lúa trồng hiện nay là dòng lúa dại Oryaza
fatma hình thành thông qua một quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài. Loài
lúa dại này thường gặp ở Ấn Độ, Campuchia, Nam Việt Nam, vùng Đông
9
Nam Trung Quốc, Thái Lan và Myanma. Họ hàng với cây lúa trồng là các
loài trong chi Oryza. Người ta đã khảo sát và thấy có 22 loài trong chi
Oryza với 24 hoặc 48 NST [20].
1.1.2. Phân loai
❖ Dựa vào đặc tính thực vật học
Lúa là cây hằng niên có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24. về mặt phân
loại thực vật, cây lúa thuôc họ G r a m ỉ n e a e (hòa thảo), tộc O r y z e a e ,
chi O r y z a . Or y z a có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới
ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và
hoặc lúa nước (lowland rice). Trong lúa nước ngưòi ta còn phân biệt lúa có
tưới (irrigated lowland rice), lúa nước trời (rainfed lowland rice), lúa nước
sâu (deepwater rice), hoặc lúa nổi (floating rice). Tùy theo đặc tính thích
nghi với môi trường, người ta có lúa chịu phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn,
lúa chịu mặn Tuỳ theo chế độ nhiệt khác nhau, người ta cũng phân biệt
lúa chịu lạnh (các giống japonica), lúa chịu nhiệt (các giống indica).
♦♦♦ Dựa vào đặc tính sinh hóa hạt gạo
Tùy theo lượng amylose trong tinh bột hạt gạo, người ta phân biệt lúa
nếp và lúa tẻ. Ta biết rằng tinh bột có 2 dạng là amylose và amylopectin.
Hàm lượng amylopectin trong thành phần tinh bột hạt gạo càng cao tức hàm
lượng amylose càng thấp thì gạo càng dẻo.
♦♦♦ Dựa vào đặc tính của hình thái
- Dựa vào đặc tính hình thái của cây lúa, người ta còn phân biệt theo:
+ Cây: cao (>120 cm) - trung bình (100 - 120 cm) - thấp (dưới 100
cm).
+ Lá: thẳng hoặc cong rủ, bản lá to hoặc nhỏ, dầy hoặc mỏng.
1
1
+ Bông: loại hình nhiều bông (nở bụi mạnh) hoặc to bông (nhiều hạt),
dạng bông túm hoặc xòe, cổ bông hở hoặc cổ kín (tùy theo độ trổ của cổ
bông so với cổ lá cờ), khoe bông hoặc giấu bông (tùy theo chiều dài và gốc
độ lá cờ hay lá đòng và tùy độ trổ của bông ra khỏi bẹ lá cờ), dầy nách hay
thưa nách (tùy độ đóng hạt trên các nhánh gié của bông lúa).
+ Hạt lúa: dài, trung bình hoặc tròn (dựa vào chiều dài và tỉ lệ
dài/ngang của hạt lúa).
+ Hạt gạo: gạo trắng hay đỏ hoặc nâu, tím (màu của lớp yỏ ngoài hạt
gạo); có bạc bụng hay không; dạng hạt dài hay tròn.
1.2. Giá trị kinh tế của lúa gạo
1.2.1. Giá trị dinh dưỡng
Gạo là thức ăn giàu chất dinh dưỡng chứa nhiều đường bột và protein.
có thể thu được rất nhiều các sản phẩm phụ khác nhau. Các sản phẩm phụ
này lại tiếp tục được chế biến để phục vụ cho nhu cầu của con người ừong
chăn nuôi, công nghiệp, y học, thực phẩm Các sản phẩm phụ thu được từ
cây lúa bao gồm:
+ Tấm: dùng để sản xuất tinh bột, cồn, axeton, phấn mịn, và thuốc
chữa bệnh.
+ Cám: dùng để sản xuất thức ăn tổng hợp, sản xuất vitamin BI để
chữa bệnh tê phù, chế tạo sơn cao cấp hoặc sản xuất xà phòng.
+ Trấu: dùng để sản xuất nấm men, làm thức ăn cho gia súc, vật liệu
đóng lót hàng, vật liệu độn cho chuồng gia súc hoặc làm chất đốt.
+ Rơm, rạ: dùng cho công nghệ nấm, sản xuất giấy, các tông xây dựng,
đồ gia dụng (thừng, chão, mũ, giầy dép) hoặc làm thức ăn cho gia súc, trộn
với cây họ đậu làm thức ăn ủ chua.
1
3
1.2.3. Giá trị thương mại
Xuất khẩu lúa gạo hàng năm đã đem lại hàng tỷ USD cho dất nước ta,
góp phần đáng kể để thúc đấy kinh tế phát triển.
Kết quả của xuất khẩu lúa gạo năm 2012 không chỉ ở con số ấn tượng mà
còn là sự đóng góp quan trọng vào việc góp phần cải thiện cán cân thương
mại nhờ giá trị kim ngạch mang về cho quốc gia 3,7 tỷ USD. Theo bộ
NN&PTNT, tổng kim ngạch xuất khẩu toàn ngành nông nghiệp năm 2012
ước đạt 27,5 tỷ USD, tăng 9,7%, thặng dư thương mại trên 9,2 tỷ USD, góp
phần giảm nhập siêu. Đồng thời, năm 2012, nước ta xuất siêu 284 triệu
USD, là năm đàu tiên xuất siêu hàng hóa kể tò năm 1993 [22].
1.3. Một số đặc điểm nông sinh học cây lúa
Một số bộ phận quan trọng của lúa:
- Rễ lúa: Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, gồm 2 loại là rễ mầm và rễ phụ. Rễ
mầm phát triển từ khi hạt bắt đầu nảy mầm, chỉ có một chiếc duy
nhất. Rễ phụ được hình thành sau và được tạo trong suốt thời gian
+ Lá bắc có 4 lá, 2 lá phía trong phát triển thành 2 vỏ trấu, 2 lá phía
ngoài là mày hoa.
+ Vẩy cá là một mảng mỏng không màu, nằm giữa bầu nhụy và Yỏ
trấu, điều khiển sự đóng mở của vỏ trấu khi hạt lúa phơi màu.
- Hạt lúa: Gồm có gạo lức và vỏ trấu
+ Gạo lức gồm: phôi và phôi nhũ.
+ Vỏ trấu gồm: trấu trên và trấu dưới. Trấu dưới lớn hơn trấu trên và
bao khoảng hai phần ba bề mặt gạo lức trưởng thành.
1
5
Ở ẩm độ 0%, một hạt lúa nặng khoảng 12-44 mg. Chiều dài, rộng, độ
dày của hạt thay đổi nhiều giữa các giống.
Quá trình chín của hạt gồm: chín sữa, chúi sáp và chín hoàn toàn. Thời
gian từ 30 - 35 ngày tùy theo giống, môi trường và biện pháp canh tác.
1.4. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Lúa là cây lương thực được trồng rộng khắp, phân bố không đều. Một
đặc tính quan ttọng nhất được nhà khoa học trên Thế Giới quan tâm cải tiến
tiềm năng và năng suất. Vì thế viện lúa quốc tế IRRI đã lai tạo và phát triển
thành công một số giống lúa chín sớm có năng suất cao, kháng nhiều loại
sâu bệnh và cái tiến phẩm chất hạt để đáp ứng nhu cầu lương thực cho các
quốc gia. Phương pháp gây đột biến cũng được sử dụng để tạo ra một số
giống lúa mong muốn. Ngoài ra việc tạo giống lúa bằng phương pháp hiện
đại các nhà khoa học còn sử dụng phương pháp lai xa và lai hữu tính như
lai xa giữa nhóm Indica và Japonica.
Đầu thế kỉ XX một số trại giống lúa được thành lập ở Ấn Độ, Trung
Quốc, Nhật Bản, công tác chọn dòng thuần chiếm ưu thế cho đái năm 1950.
Trong suốt thập niên 50-60, các nhà khoa học Trung Quốc đã cố gắng
tăng năng suất lúa, cái tiến dạng hình và khai thác tính trạng ttội trong lúa
ưu thế lai Fl. Năm 1956, đưa ra giống Tai Chung Native 1 là giống lúa lùn
giống lúa mùa có hàm lượng amylose trung bình đến thấp chiếm 42%, độ
bền thể gel chiếm 45%. Đây là hai đặc tính phẩm chất hạt cần được khai
thác trong chương trình cải tiến giống có phẩm chất gạo cao [8].
1
7
Theo Nguyễn Văn Luật (1997): công việc tiếp tục thu thập và kiên trì
bảo quản các giống lúa là một yêu càu bức thiết để chống “xói mòn gen”
nhằm cung cấp nguồn gen phong phú cho chương trình chọn tạo giống lúa
nói chung và chọn tạo giống lúa có phẩm chất gạo nói riêng. Đó là một việc
làm rất có ý nghĩa [12].
1.4.3. Tĩnh hình nghiên cứu và chọn tạo giống lúa bằng lai hữu tính
trên thế giới và ở Việt Nam
Một đặc tính quan trọng được các nhà nghiên cứu quan tâm là cải tiến
năng suất. Vì thế viện lúa gạo quốc tế IRRI đã lai tạo và phát triển thành
công một số giống lúa chín sớm có năng suất cao, kháng với nhiều loại sâu
bệnh và cải tiến phẩm chất để hạt đáp ứng với nhu cầu thương phẩm một số
quốc gia. Những cố gắng của các nhà khoa học trên thế giới cũng đã tạo ra
những giống có thòi gian sinh trưởng ngắn, giúp nông dân có điều kiện
thâm canh tăng vụ trong năm. Hiện có 2 yêu cầu chính cho nhà lai tạo lúa ở
vùng thâm canh:
+ Vượt quá ngưỡng năng suất mà IR8 đạt được
+ Kết hợp nhiều gen khac nhau, kháng được nhiều sâu bệnh để đảm
bảo về năng suất [20].
Ở Việt Nam giống lúa lai đầu tiên ra đời là lúa chiêm 314 do tiến sĩ
Lương Đình Của đưa vào sản xuất 1968.
Sau 1975 viện lúa Đồng Bằng sông Cửu Long kết hợp với các viện và
trung tâm nghiên cứu trong và ngoài nước cho ra một loạt giống lúa cao
sản: OM576, OM296, OM1633, MLT119, IR56297
Năm 1978, dịch rày nâu xuất hiện, các cơ quan nghiên cứu đã đưa ra
giống kháng. Năm 1986 -1990, viện cây lương thực thực phẩm đã làn lượt
140 ngày. Chiều cao cây: 95-100 cm. Phiến là cứng, rộng, gọn khóm, màu
xanh vàng, khả năng đẻ nhánh trung bình đến kém. Hạt thon nhỏ, màu vàng
đẹp, chiều dài hạt trang bình 5,93 mm, tỉ lệ chiều dài/chiều rộng là 2,28.
Trọng lượng 1000 hạt: 19,5-20,2 gram, năng suất trung bình 50-55 tạ/ha,
năng suất cao có thể đạt 60-65 tạ/ha. Khả năng chống đổ trung bình đến
kém, chịu rét khá. Là giống vừa nhiễm rầy nâu, nhiễm bệnh lá bạc, bệnh
đạo ôn, nhiễm nhẹ với bệnh khô vằn.
2.2. Thòi gian và địa điểm nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: vụ đông xuân tò 06/01/2014 - 07/06/2014
- Địa điểm nghiên cứu: xã Cao Minh - Thị xã Phúc Yên - Tỉnh Vmh Phúc.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng cửa 06 dòng lúa được tạo
ra bằng lai hữu tính thông qua khảo sát một số chỉ tiêu
- Sức sống của mạ
- Khả năng đẻ nhánh
- Chiều cao cây lúa
- Thời gian sinh trưởng
2.3.2. Nghiên cứu các yếu tố cẩu thành năng suất của 06 dòng lúa
lai hữu tính thông qua khảo sát các chỉ tiêu
- Chiều dài bông
- Số hạt trên bông
- Số hạt chắc trên bông
- Năng suất lí thuyết
- Năng suất thực thu
- Khối lượng 1000 hạt
2
0
2.3.3. Nghiên cứu khả năng chổng chịu sâu bệnh và khí hậu của 06
dòng lúa lai hữu tính
- Khả năng chống chịu đạo ôn
của các giống lúa
Chỉ tiêu theo dõi
Giai đoạn Phương pháp và thang điểm
1. Sức sống của
mạ
2
Quan sát quân thê mạ trước khi nhô cây 1.
Mạnh: cây sinh trưởng tốt, lá xanh, nhiều
cây có hơn 1 dảnh 5. Trung bình: cây sinh
trưởng trung bình, hầu hết có 1 dảnh
9. Yếu: cây mảnh, yếu hoặc còi cọc, lá
vàng
2. Độ tàn lá 9
Quan sát sự chuyên màu lá 1. Muộn và
chậm
5. Trung bình: các lá trên biến vàng
9. Sớm và nhanh: tât cả các lá biên vàng
và chết
3. Thời gian sinh
trưởng (ngày)
9
Tính sô ngày từ khi reo hạt đên khi 85%
số hạt/bông đã chín
2
2
4. Khả năng đẻ
nhánh (dảnh)
Đêm sô dảnh/cây
1. Rất cao (hơn 25 rảnh/cây)
3. Tốt (20-25 rảnh/cây)
Trung bình: 10-50% số hạt rụng 9.
Rễ rụng: >50% số hạt rụng
3. Khôi lượng
1000 hạt
9 Cân 1000 hạt X 10 lân, âm độ 13%
4. Năng suất lí
thuyết
NSLT=số bông/m
2
X số hạt/bông X
tỷ
lệ % hạt chắc X khối lượng 1000 hạt X
10'
5
5. Năng suât thực
thu
9
Cân đôi khôi lượng hạt trên môi ô ở
độ ẩm hạt 14%
Bảng 2.4. Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh của
các giống lúa
2
4
cao<90cm)
5. Trung bình (vùng trũng<110- 130cm,
vùng cao<90-125cm)
9. Cao (vùng trũng >130cm, vùng
cao>125cm)
2. Chiêu dài bông 8 Đo từ cô bông lên đỉnh bông (n=30)
3. Chiêu dài lá đòng 9 Đo từ cô lá đên đâu mút lá đòng (cm)
Copyright: Tài liệu đại học ©