Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Lời cảm ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa sinh - KTNN, các thầy
cô giáo trong tổ bộ môn Di truyền - Tiến hoá và các bạn sinh viên đã động
viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài. Đặc biệt tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo - Th.S Nguyễn Như Toản,
người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để
hoàn thành đề tài này.
Để đề tài được hoàn thiện hơn tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến, bổ
sung của các thầy cô giáo và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2007
Người thực hiện
Trần Đức Tuân
Khoa Sinh - KTNN
1
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Lời cam đoan
3
Danh mục các bảng biểu và các kí hiệu viết tắt ..
5
Mở đầu ..
7
1. lý do chọn đề tài.
7
2. mục đích nghiên cứu...
9
3. nội dung nghiên cứu...
9
4. ý nghĩa của đề tài
9
Chương 1. tổng quan tài liệu
1.1. nguồn gốc và giá trị kinh tế của cây lúa.
10
1.3.2. tác dụng của các tác nhân đột biến lên cây lúa...
16
1.4. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và Việt
Nam
17
1.4.1. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới
17
1.4.2. tình hình nghiên cứu lúa ở việt nam
17
Khoa Sinh - KTNN
3
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Chương 2. đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. đối tượng nghiên cứu...
22
3.1.2 . khả năng đẻ nhánh...
23
3.1.3. chiều cao cây lúa.
25
3.2. đặc điểm các yếu tố cấu thành năng suất.
27
3.2.1. chiều dài bông .
27
3.2.2. số bông/khóm...
29
3.2.3. số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.
31
3.2.4. trọng lượng 1000 hạt và ..
33
Bảng 3.2. khả năng đẻ nhánh.
Bảng 3.3. chiều cao cây.
Bảng 3.4. Chiều dài bông.
Bảng 3.5. số bông/khóm.
Bảng 3.6. số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.
Bảng 3.7. trọng lượng 1000 hạt và năng suất lý thuyết .
2. Các biểu đồ
Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót.
Biểu đồ 3.2. Khả năng đẻ nhánh.
Biểu đồ 3.3. chiều cao cây.
Biểu đồ 3.4. Chiều dài bông.
Biểu đồ 3.5. Bông/khóm.
Biểu đồ 3.6. Số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.
Biểu đồ 3.7. Trọng lượng 1000 hạt và năng suất lý thuyết.
Khoa Sinh - KTNN
5
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
3.Danh mục các chữ viết tắt
And: Axít deroxiribonucleic.
Arn: Axít ribonucleic.
CNSH: Công nghệ sinh học.
nông nghiệp giảm, tổ chức FAO đã đưa ra hai biện pháp kĩ thuật, đó là:
- luân canh tăng vụ.
- tạo giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt thay thế cho các giống
cũ
trong đó việc áp dụng luân canh tăng vụ chỉ giải quyết được phần nào
về sản lượng lúa mà không thể giải quyết thoả đáng cho nhu cầu lương thực.
chỉ có biện pháp thứ hai là sử dụng giống mới có năng suất, chất lượng cao
hơn thay cho giống cũ trong sản xuất mới có khả năng làm tăng sản lượng lúa
đáp ứng nhu cầu lương thực cho nhân loại.
Việc tìm ra giống mới để áp dụng vào sản suất là một khâu rất quan
trọng trong biện pháp này. phương pháp truyền thống trong việc tạo ra giống
mới là lai giữa các dòng với nhau để tạo ra con lai có những đặc tính tốt của cả
Khoa Sinh - KTNN
7
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
bố và mẹ, có năng suất và chất lượng tốt hơn. phương pháp này tuy đơn giản
nhưng chậm có kết quả, hiệu quả kém.
Một phương pháp nữa để tạo ra giống mới đó là áp dụng kĩ thuật chuyển
gen tạo ra những giống lúa biến đổi gen. thành tựu của phương pháp này đã
rõ ràng, đã tạo ra những giống mới có năng suất cao trong thời gian nghiên
cứu ngắn. tuy nhiên những giống lúa này chưa được người tiêu dùng chấp
2.2. chọn tạo một số dòng đột biến lúa ưu việt có độ ổn định cao về năng suất,
chất lượng, thời gian sinh trưởng, khả năng thích nghi từ đó tạo các dòng
thuần và tạo ra các giống mới thích nghi với điều kiện ở nhiều vùng sinh thái
khác nhau.
3. nội dung nghiên cứu
3.1. Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của các cá thể thu được về các chỉ
tiêu như: tỉ lệ nảy mầm, khả năng sống sót, khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây,
chiều dài bông, các yếu tố cấu thành năng suất, thời gian sinh trưởng...
3.2. lựa chọn một số cá thể có tiềm năng về năng suất, chất lượng làm cơ
sở cho việc tạo dòng thuần và tạo giống mới.
4. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. ý nghĩa khoa học
- Tìm hiểu hiệu quả của đột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo
giống nói chung và giống lúa nói riêng.
- áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, góp phần nâng cao kiến thức về đột
biến trong giảng dạy phần di truyền học.
4.2. ý nghĩa thực tiễn
Góp phần vào việc tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo
giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn để
thay thế các giống cũ kém hơn, tiến tới việc gieo trồng đại trà trên nhiều vùng
sinh thái khác nhau.
Khoa Sinh - KTNN
9
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Khoa Sinh - KTNN
10
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
lượng lớn lao động. Hiện nay, sản xuất lúa gạo của nước ta không những đã đủ
cung cấp trong nước mà còn xuất khẩu ra thế giới góp phần làm tăng thu nhập
cho người lao động. Năm 2005, Việt Nam đã xuất khẩu 5,2 triệu tấn gạo, thu
về 1,4 tỷ USD cho nền kinh tế quốc dân.
Ngoài ra các phụ phẩm của cây lúa rơm, rạ, trấu, cám... đều được sử
dụng một cách triệt để nhằm giảm chi phí trong nông nghiệp: dùng làm chất
đốt, làm phân bón, chăn nuôi gia súc hoặc sử dụng vào sản xuất các sản
phẩm giúp tăng thu nhập ví dụ: sản xuất nấm thực phẩm, sản xuất giấy, cồn
tân dược.... hiện nay, khoa học công nghệ đang mở rộng hướng sản xuất cồn
từ rơm rạ làm nguyên liệu để thay thế xăng, dầu có thể giảm chi phí và chống
ô nhiễm môi trường.
Xét về thành phần sinh hoá, lúa gạo giàu tinh bột và đường hơn bất cứ
cây lương thực nào, ngoài ra lúa gạo còn chứa khoảng 5 - 6 % protein trong đó
có nhiều axit amin cần thiết cho cơ thể như: lizin, triptophan, methiônin... có
thể nói lúa gạo có thành phần dinh dưỡng phong phú.
Hiện nay, các nhà khoa học đã tạo ra những giống lúa đặc biệt có giá trị
dinh dưỡng cao như: các giống lúa có hạt gạo chứa nhiều sắt, chứa nhiều
vitamin a, protein
1.2. đặc điểm sinh học của cây lúa
thân lúa
Cây lúa có thân khí sinh phát triển từ thân mầm. Thân hình trụ, không
phân nhánh, chia các gióng rỗng (khoảng 5 gióng ), giữa hai gióng có các mấu
phân cách.
Thân lúa là nơi ra rễ, lá, bông là bộ phận vận chuyển nước, muối
khoáng, các chất dinh dưỡng từ bộ phận này đến bộ phận khác của cây. thân
lúa còn là nơi chứa các chất dự trữ trước khi các chất này được đưa lên hạt
(Nguyễn Đình Giao, 1999), [3].
lá lúa
Lá lúa được hình thành từ mầm lá ở các mấu trên thân. lá mọc cách
xếp hai dãy dọc theo thân cây. lá lúa có phiến lá dài hình dải hẹp, mép lá có
răng cưa, bẹ lá to, dài ôm lấy thân cây, hai mép của bẹ không dính nhau
(Hoàng Thị Sản), [16].
Có hai loại lá lúa :
Khoa Sinh - KTNN
12
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
+ Lá không hoàn toàn (lá bao): là loại lá chỉ có bẹ lá ôm lấy thân (lá
xuất hiện ngày sau khi hạt nảy mầm).
13
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
- Thời kì sinh trưởng cần lượng mưa vào khoảng 125 mm/tháng.
- Thời kì lúa phơi màu, thời tiết cần khô ráo, mát mẻ để khả năng thụ
phấn, kết hạt cao.
- Thời kì thu hoạch cần nhiều nắng để bảo quản sản phẩm.
Xét về thời gian sinh trưởng (TGST) của cây lúa dài hay ngắn tuỳ thuộc
vào từng giống và điều kiện ngoại cảnh. những giống ngắn ngày có tgst
vào khoảng 90 - 100 ngày, giống dài ngày có tgst khoảng 150 - 180 ngày,
có những giống tgst còn dài hơn tới 270 ngày.
Theo viện nghiên cứu lúa quốc tế irri, quá trình sinh trưởng và phát
triển của cây lúa được chia làm 2 thời kì và 9 giai đoạn:
- thời kì sinh trưởng sinh dưỡng:
1. Giai đoạn nảy mầm.
2. Giai đoạn mạ.
3. Giai đoạn đẻ nhánh.
4. Giai đoạn vươn lóng.
- thời kì sinh trưởng sinh thực:
5. Giai đoạn làm đòng.
6. Giai đoạn trỗ bông.
7. Giai đoạn chín sữa.
8. Giai đoạn vào chắc.
9. Giai đoạn chín hoàn toàn.
mạnh mẽ và được ứng dụng dần vào thực tiễn.
Sau khi phát hiện ra hiệu quả gây đột biến của các dạng phóng xạ, các
nhà khoa học liên xô đã sử dụng chúng vào chọn giống ngay ở những thời kỳ
rất sớm. Delone và didut trong những năm từ 1927 1938 đã tạo ra hàng trăm
dạng đột biến có giá trị ở lúa mì, lúa mạch( Lê Duy Thành), [12].
tuy nhiên trong thời gian đầu việc sử dụng phóng xạ, hoá chất vào việc
chọn tạo giống mới chưa được phổ biến bởi nhiều nhà khoa học, nhiều nhà
chọn giống còn nghi ngờ tác dụng của đột biến, cho rằng đột biến chỉ gây ra
những biến đổi có hại. nhưng chỉ 40 năm sau những phát minh của naxon,
philipop, muler, stadler và 20 năm sau những phát kiến của rapoport và
auerbach (1943) kỉ nguyên của chọn giống đột biến bằng phóng xạ - hoá chất
mới bắt đầu chứng minh rõ ràng tác dụng ưu việt của đột biến trong chọn tạo
giống mới. Theo thống kê của tổ chức nông lương thế giới (FAO), năm1960
thế giới đã có tới 1870 sinh vật đột biến gen đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho
nhân loại.
Khoa Sinh - KTNN
15
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
1.3.2. Tác dụng của các tác nhân đột biến lên cây lúa
Một số tác nhân đột biến thường được sử dụng trong chọn tạo giống lúa
gồm các tác nhân vật lý, hoá học, sinh học.Trong đó tác nhân vật lý có vị trí
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
1.4. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và Việt Nam
1.4.1. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới
Lúa là cây lương thực quan trọng trên thế giới. Cây lúa nước được gieo
trồng trên 112 nước nhưng tập trung không đều, chủ yếu ở châu á (chiếm
khoảng 90%). Tuỳ từng vùng và tuỳ điều kiện canh tác của mỗi nước khác
nhau mà năng suất lúa khác nhau, dao động từ 3 - 7 tấn/ha. Những nước có
năng suất lúa cao như Australia ( 3,5 - 6,8 tấn/ha), Nhật bản (5,6 - 6,8 tấn /ha),
đặc biệt có những giống lúa được gieo trồng ở một số nước năng suất đạt
10tấn/ha .... Thái Lan hiện nay là nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới
(khoảng 6,5 - 7 triệu tấn/năm ) nhờ việc tập trung đầu tư vốn, giống, khoa học
kỹ thuật trong nông nghiệp.
Gần đây các nhà Khoa học tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đang
có những chương trình nghiên cứu nhằm tìm ra dạng cây lúa mới có năng suất
chất lượng cao hơn hẳn giống hiện tại để đưa vào sản xuất đại trà đáp ứng nhu
cầu lương thực cho nhân loại. Cụ thể đã tạo ra được dòng IR60819-34-2-1 là
dòng có nhiều hạt/bông, năng suất đạt 10 tấn/ha đối với vùng nhiệt đới và 15
tấn/ha đối với vùng ôn đới.
Ngay sau khi hai công ty Syngenta (công ty hạt giống và nông nghiệp
Nhật Bản ) và Myriad Genetics (công ty CNSH ở Utah Mỹ) công bố bản đồ
gen của cây lúa gần như hoàn chỉnh ngày 26- 1- 2001 có thể giúp các nhà
chọn giống sớm đưa ra những giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt (Trần
lúa P6 có hàm lượng protein trong hạt gạo cao hơn hạt gạo cổ truyền 1,5 lần
(Nguyễn Văn Khôi, 2003), [6].
Tuy vậy khó khăn của Việt Nam hiện nay đó là chất lượng hạt gạo còn
kém do dư lượng thuốc hoá học bảo vệ thực vật còn cao, canh tác còn sử dụng
nhiều phân hoá học vì thế giá xuất khẩu của gạo không cao hoặc không
được thị trường thế giới chấp nhận. Một khó khăn nữa đó là chi phí cho nghề
trồng lúa ngày một cao (do giá cả phân bón, giống lúa mới rất cao) so với giá
trị của hạt gạo. đây là một trong những trở ngại lớn mà nghề trồng lúa của
Việt nam phải vượt qua trong thời gian tới.
Khoa Sinh - KTNN
18
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của chúng tôi là những dòng đột biến lúa ưu việt
trong tập đoàn các cá thể lúa đột biến thu được từ việc xử lý tia gamma
(nguồn Co60) lên các giống gốc KD18 và A20 ở thế hệ thứ 7 được chúng tôi
đặt tên là:
- CL2, CL3, CL5 xuất phát từ giống gốc là KD18.
- D52-10, D52-11, D52-12, D52-13, D52-14, D52-15 xuất phát từ giống
gốc là A20.
Các yếu tố cấu thành năng suất gồm:
1. Chiều dài bông.
2. Số bông/khóm.
3. Số hạt chắc/bông (tỷ lệ % hạt chắc).
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu thu được đem xử lý thống kê toán học, lý thuyết xác suất,
lấy giá trị trung bình.
Một số công thức đã dùng:
n
Trung bình mẫu:
X=
Xi
(n > 30)
i 1
n
n
Độ lệch chuẩn:
=
(X
x 100%
X
Sai số trung bình:
m=
n
(n > 30)
Trong đó:
m: hệ số trung bình.
Cv%: hệ số biến dị.
X: giá trị các biến số.
n: số lượng cá thể mẫu.
Khoa Sinh - KTNN
20
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Thang chuẩn của hệ số biến dị dược đánh giá như sau:
sáng.....Tỉ lệ này phản ánh phẩm chất của từng dòng lúa. Trong quá trình thực
nghiệm, mỗi dòng thí nghiệm được ngâm ủ thành những lô riêng biệt trong
điều kiện như nhau. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.1.
Khả năng sống sót được xác định bằng cách tính tỷ lệ cây lúa còn sống
và phát triển tốt sau 30 - 35 ngày kể từ ngày cấy. Lúc này cây lúa đã vào giai
đoạn phát triển tương đối ổn định vì vậy kết quả thu dược lúc này là rất tin
cậy. Chỉ số này nói lên phẩm chất của giống và khả năng thích nghi của giống
với điều kiện đồng ruộng, điều kiện chăm sóc ở địa phương.
Qua nghiên cứu ta thu được kết quả ở bảng 3.1
Bảng 3.1. Tỷ lệ nảy mầm và khả năng sống sót
STT
Tên dòng
Tỉ lệ nảy mầm (%)
Khả năng sống sót (%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
99,6
98,4
99,2
99,5
95,1
Khoa Sinh - KTNN
22
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
Từ bảng số liệu ta có biểu đồ như sau:
Tỷ lệ nảy mầm
và khả năng
sống sót (%)
Tỉ lệ nảy mầm
100
Khả năng sông
sót
99
98
Tên dòng
Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót.
Qua bảng số liệu và biểu đồ ta thấy:
- Tỷ lệ này mầm của các dòng từ 93,5 - 99% (rất cao) chứng tỏ giống có
chất lượng tốt, có sức chống chịu cao, phù hợp với yếu tố tự nhiên ngoài đồng
ruộng gieo trồng. Các dòng xuất phát từ KD18 có tỉ lệ nảy mầm cao nhất ở
dòng CL5 đạt 98,5%. Các dòng xuất phát từ A20 tỉ lệ nảy mầm cao nhất ở
dòng D52-15 đạt 98,2%.
- Tỷ lệ sống sót biến động từ 95,1 99,6% (rất cao), chứng tỏ sức
chống chịu của giống với điều kiện môi trường, nổi bật là dòng: CL5 (99,2%),
D52-12 (99,6%), D52-15 (99,5%)
3.1.2. Khả năng đẻ nhánh
Sau khi cấy từ 30 - 35 ngày lúa bắt đầu đẻ nhánh. khoảng thời gian này
khác nhau tuỳ từng giống. Với những giống lúa ngắn ngày sẽ đẻ nhánh sớm
hơn những giống lúa dài ngày. Khả năng đẻ nhánh sẽ làm cho số nhánh/khóm
Khoa Sinh - KTNN
23
Lớp K29A Sinh
Khoá luận tốt nghiệp
Trần Đức Tuân
nhiều hay ít từ đó sẽ ảnh hưởng tới số bông/khóm và ảnh hưởng tới năng suất
mùa vụ.
D52-10
6
7
D52-11
D52-12
8
9
D52-13
D52-14
6,9 0,43
6,2 0,56
7,4 0,70
10
11
D52-15
A20-ĐC
6,8 0,16
7,7 0,23
Khoa Sinh - KTNN
Khả năng đẻ nhánh(nhánh/khóm)
Từ bảng số liệu ta có biểu đồ như sau:
Khả năng đẻ
nhánh
Khả năng đẻ
nhánh
8
7
6
5
4
3
2
1
0
CL2
CL3
CL5
KD 18 -ĐC
D52 -10
D52 -11
D52 -12
Copyright: Tài liệu đại học ©