TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Hà NộI 2
KHOA SINH - KTNN
------------
Lý thị minh trang
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC
VÀ GIÁ TRỊ CHỌN GIỐNG CỦA MỘT SỐ
DÒNG LẠC ĐƢỢC TẠO RA BẰNG
ĐỘT BIẾN CẢM ỨNG
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Di truyền học
Hà NộI – 2012
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đƣợc khóa luận này tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ của các
thầy cô.
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Lê
Xuân Đắc và TS. Nguyễn Nhƣ Toản là những ngƣời thầy đã chỉ dẫn tận tình,
tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Di
truyền – Tiến hóa, cùng các thầy cô giáo trong khoa Sinh – KTNN trƣờng Đại
học Sƣ Phạm Hà Nội 2, các cán bộ khoa học Viện Di Truyền Nông Nghiệp và
Viện KHKT – NN Việt Nam đã tạo điều kiện thuận cho tôi thực hiện đề tài
này.
Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã giúp đỡ,
ủng hộ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
3.2.Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................. 9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và giá trị cây lạc ........................................................ 10
1.1.1. Nguồn gốc cây lạc..................................................................... 10
1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lạc ......................................................... 10
1.2. Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển của cây lạc ........................... 13
1.2.1. Tác động của một số yếu tố ngoại cảnh .................................... 13
1.3. Vài trò của đột biến thực nghiệm trong chọn tạo giống lạc ........ 15
1.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lạc ở trên thế giới và Việt Nam . 17
1.4.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lạc ở trên thế giới ................... 18
1.4.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lạc ở Việt Nam ....................... 18
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng ..................................................................................... 22
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................. 22
2.2.1. Phƣơng pháp thí nghiệm đồng ruộng........................................ 22
2.2.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu.................................................... 23
2.2.3. Phƣơng pháp thống kê toán học................................................ 25
2.3. Thời gian, địa điểm nghiên cứu ................................................... 25
2.4. Nội dung nghiên cứu .................................................................... 25
2.4.1. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng ............................................. 25
2.4.2. Khảo sát năng suất .................................................................... 26
2.4.3. Mức độ sâu bệnh ....................................................................... 26
2.5. Kỹ thuật áp dụng .......................................................................... 26
2.5.1. Mật độ gieo trồng ...................................................................... 26
2.5.2. Kỹ thuật bón phân ..................................................................... 26
2.5.3. Tƣới nƣớc .................................................................................. 27
2.5.4. Chăm sóc và vun xới................................................................. 27
1.1
Diện tích, năng suất, sản lƣợng lạc của Việt Nam giai
13
đoạn năm 2005-2009
1.2
Tình hình sản xuất lạc ở các nƣớc trên thế giới
19
3.1
Thời gian và tỉ lệ nảy mầm
29
3.2
Sự tăng trƣởng chiều cao thân cây (cm)
31
3.3
Sự phân cành của lạc
34
3.9
Mức độ sâu bệnh hại
43
3.10
Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
45
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cây lạc (Arachis hypogaea L.) hay còn gọi là “đậu phộng” hoặc “đậu
phụng”, thuộc phân họ đậu (Fabaceae), bộ đậu (Leguminosae) là cây công
nghịêp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao, đứng thứ 13 trong các cây thực phẩm
trên thế giới và là cây trồng lý tƣởng trong hệ thống luân canh.
Hạt lạc là nguồn thức ăn giàu dinh dƣỡng cao: Protein (26%-30%), lipit
(40%-60%) đây là nguồn cung cấp protein và lipit quan trọng cho cơ thể,
(Phạm Văn Thiều, 2001) lạc là nguồn bổ sung quan trọng các chất đạm, chất
béo, nguồn vitamin nhóm B, E, F cho con ngƣời. Bên cạnh đó còn có một
hƣơng thơm và mùi vị rất đặc biệt không 1 loại thực phẩm nào có đƣợc và từ
lạc có thể chế biến ra nhiều loại thức ăn…Đặc biệt lạc đƣợc sử dụng nhiều
trong công nghiệp ép dầu- một loại dầu đƣợc dùng thay thế mỡ có giá trị dinh
dƣỡng cao. Trên thế giới có khoảng 80% số lạc sản xuất ra dùng trong dạng
dầu ăn còn ở nƣớc ta ngoài việc dùng làm thực phẩm, thức ăn cho gia súc sản
lƣợng lạc sản xuất ra còn đƣợc xuất khẩu ra các nƣớc: Pháp, Ý, Đức có năm
đƣợc tạo ra bằng đột biến cảm ứng.
Qua việc khảo nghiệm các chỉ tiêu đó để làm cơ sở tuyển lựa một số
vùng triển vọng thích ứng với vùng sinh thái thí nghiệm địa phƣơng.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Đánh giá đƣợc khả năng di truyền một số tính trạng của các dòng đột
biến nghiên cứu tại vùng sinh thái trên cơ sở đó đƣa ra đƣợc các hƣớng sử
dụng để có đƣợc các giống lạc có năng suất cao và phẩm chất tốt.
Bƣớc đầu nắm đƣợc qui trình chọn tạo một số dòng lạc chất lƣợng
bằng đột biến.
Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm và bản chất di truyền của một số dòng
đƣợc tạo ra bằng đột biến cảm ứng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xác định đƣợc bản chất di truyền và sự biểu hiện của một số tính trạng:
chiều cao, số quả…
Xác định đƣợc khả năng di truyền của các dòng đột biến chất lƣợng ở
các mức độ khác nhau từ đó đƣa ra phƣơng hƣớng sử dụng.
Làm sáng tạo cơ sở lý luận của việc sử dụng các thành tựu trong lĩnh
vực sinh học, công tác chọn giống lạc.
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và giá trị cây lạc
1.1.1. Nguồn gốc cây lạc
Qua nghiên cứu tìm hiểu biết đƣợc lạc (Arachis hypogeae L) thuộc họ đậu
(Fabaceae). Quê hƣơng của cây lạc là một vùng hẹp nằm ở phía Bắc
Achentina và nam Bôlivia. Lạc đƣợc trồng lâu đời ở trung tâm nông nghiệp
Khi làm thực phẩm lạc có thể dùng trực tiếp (rang, luộc) hoặc qua chế
biến nhƣ phomat lạc, chao, dầu, bánh kẹo...
Lạc dùng để chế biến một số dƣợc phẩm và mỹ phẩm, dầu lạc còn dùng
để chế biến xà phòng, khô dầu lạc để chế biến magi, chế biến thức ăn chăn
nuôi. Đồng thời lạc cũng là một sản phẩm có giá trị xuất khẩu của nhiều nƣớc
trên thế giới.
Lạc là cây trồng thuộc bộ Đậu (Leguminosae) rễ có nhiều nốt sần trong
đó có vi khuẩn Rizobium có khả năng cố định đạm từ nitơ (N 2) trong không
khí để cung cấp cho cây. Do đó lạc có giá trị cải tạo đất nên đƣợc trồng xen
canh hoặc luân canh với cây trồng khác. Mặt khác do không đòi hỏi khắt khe
về độ phì của đất nên lạc thƣờng trồng ở những nơi đất xấu, nghèo dinh
dƣỡng đặc biệt ở những nơi việc cung cấp nƣớc gặp nhiều khó khăn (Nguyễn
Văn Thắng và Trần Đình Long, 2001- 2002).
Chính từ những lí do trên mà diện tích gieo trồng lạc trên thế giới ngày
càng tăng. Hiện nay cây lạc đang giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế thế
giới với diện tích gieo trồng lớn ở 100 nƣớc.
Theo số liệu thống kê của FAO, năm 1997 diện tích gieo trồng đã đạt
23.647.000 ha với sản lƣợng 30.337.000 tấn, trong đó Trung Quốc và Ấn Độ
là hai quốc gia có diện tích lạc đứng đầu thế giới (Nguyễn Tiên Phong và
Phạm Thị Tài, 2002). Với mục tiêu: Năng suất cao, phẩm chất tốt và khả năng
thích ứng, chống chịu của các giống lạc. Đến nay trên thế giới đã có nhiều
thành công chọn tạo giống lạc bằng lai tạo, gây đột biến.
Ở Việt Nam trong những năm gần đây các công trình nghiên cứu về lạc
ở nƣớc ta đã đƣợc đẩy mạnh và khá toàn diện từ khâu chọn tạo giống mới,
xây dựng qui trình kỹ thuật thích hợp cho từng vùng cũng nhƣ phƣơng pháp
bảo quản và chế biến. Cây lạc đã dần dần giữ vị trí quan trọng trong nền kinh
tế sản suất góp phần cải tạo đất đai và khai thác thế lợi của vùng khí hậu nhiệt
đới. Diện tích trồng lạc ở Việt Nam là 265.000 ha với sản lƣợng 360.000 tấn.
1000 ha
phát triển
(%)
(%)
2005
169,6
102,2
18,1
102,0
489,3
104,3
2006
426,7
911,5
18,7
530,2
104,0
2009
249,2
97,6
21,1
101,0
525,1
99,0
Nguồn: Tổng cục thống kê (2009)[18]
Mặc dù còn khó khăn, nhƣng ở nhiều địa phƣơng cây lạc vẫn đƣợc coi
là cây trồng chủ đạo. Năm 2008, FAO đã đánh giá Việt Nam là một trong 10
nƣớc đứng đầu thế giới về sản xuất lạc với tổng sản lƣợng đạt 490.000 tấn
(Nguyễn Thị chinh, 2005).Tuy nhiên sự phát triển của cây lạc ở nƣớc ta vẫn
còn ở mức chƣa tƣơng xứng với tiềm năng của nó ()
kết quả nghiên cứu trên bảng 1.1 cho thấy sự không ổn định về các chỉ số phát
triển của cây lạc. Tóm lại lạc không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế và dinh
dƣỡng, mà còn giữ vị trí quan trọng trong hệ thống canh tác, luân canh, xen
canh tăng vụ cũng nhƣ góp phần quan trọng tăng độ màu mỡ cho đất và sử
hoa/cây, do đó làm giảm số quả và trọng lƣợng hạt của lạc. Tuy nhiên, nhiệt
độ thấp dƣới (180C – 200C) làm giảm sự ức chế sinh trƣởng và phát triển của
lạc.
- Thời kỳ ra hoa: Cây đòi hỏi nhiệt độ tƣơng đối cao. Thời gian ra hoa,
tổng số hoa, tỷ lệ thụ tinh phụ thuộc vào nhiệt độ của thời kỳ này. Nhiệt độ
thuận lợi cho sự ra hoa lạc là 240C – 330C, số hoa hữu hiệu cao nhất đạt đƣợc
ở nhiệt độ ban ngày là 290C ban đêm là 230C.
- Thời kỳ chín: Cây cần nhiệt độ giảm so với thời kỳ trƣớc, nhiệt độ
thích hợp 250C – 280C, thuận lợi khi t0C ban đêm 190C, ban ngày 280C. Nhiệt
độ thấp dƣới 250C làm cản trở quá trình vận chuyển chất dinh dƣỡng vào hạt
và khi t0 xuống thấp dƣới 150C – 160C quá trình này bị đình chỉ, hạt không
chín.
* Ánh sáng
Lạc là cây trồng ngắn ngày, phản ứng với quang chu kỳ rất yếu, một số
có phản ứng trung tính với quang chu kỳ. Số giờ nắng/ngày có ảnh hƣởng rõ
rệt tới sự sinh trƣởng và phát dục của lạc. Ánh sáng đầy đủ cây lạc đốt ngắn,
phân cành mạnh, ra hoa muộn. Quá trình nở hoa thuận lợi khi số giờ nắng đạt
khoảng 200 giờ/tháng, nếu số giờ nắng thấp làm giảm số hoa nở/ngày kéo dài
thời gian ra hoa, làm giảm tổng số hoa. Trong thời kỳ nở hoa vào những ngày
nắng hoa nở sớm (6-8 giờ sáng), nở tập trung và quá trình thụ tinh cũng thuận
lợi hơn so với những ngày không có nắng.
* Nước
Nƣớc là yếu tố có ảnh hƣởng lớn nhất đến sinh trƣởng, phát triển tạo
năng suất của cây lạc. Độ ẩm trong suốt thời gian sinh trƣởng của cây lạc cần
đảm bảo từ 70 – 80%. Ở giai đoạn ra hoa, yêu cầu này cần cao hơn( 80%85%) , tới giai đoạn chín giảm đi.
Tổng nhu cầu về nƣớc trong suốt thời gian sinh trƣởng của lạc từ khi
mọc cho đến khi thu hoạch là 450 – 700mm. Nhu cầu này thay đổi theo từng
giống và từng giai đoan sinh trƣởng khác nhau.
khởi đầu là giống lạc Sen Nghệ An và giống lạc Thừa Thiên Huế đã tạo ra
một số dòng có triển vọng đặt tên là TT1, TT2, TT3 cho năng suất cao hơn
giống gốc trong đó có dòng TT2 cho năng suất cao nhất.
Các tác giả Phan Liêu, Tạ Hùng với vật liệu khởi đầu là các dòng lạc ở
vùng Đông Nam Bộ và sử dụng bức xạ điện từ đã tạo đƣợc một số giống có
khả năng kháng bệnh héo xanh vi khuẩn, kháng nấm Aflavus cao (Nguyễn
Xuân Hồng, 1991)
Cùng với các công trình đó trung Tâm Đậu Đỗ viện Khoa học Nông
Nghiệp với vật liệu khởi đầu là giống lạc Sen Nghệ An và TB Trung Quốc
bằng phƣơng pháp gây đột biến thử nghiệm đã tạo đƣợc 6 dòng lạc mới: DL3,
DL4, DL15, DL20, DL23, DL26 đã và đang đƣợc thử nghiệm.
Các tác nhân hóa học cũng đƣợc nghiên cứu và sử dụng để cải tạo tính di
truyền của giống hiện có. Các chất hóa học thƣờng đƣợc sử dụng là: Etylen
Imin (EI), Etylmêtyl sunfat (EMS), Nitroetyl ure (NEI),… ngƣời ta sử dụng
các chất hóa học này tác động tới hạt và cơ quan sinh dƣỡng của cây.
1.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lạc ở trên thế giới và Việt Nam
1.4.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lạc ở trên thế giới
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều thành tựu trong việc chọn tạo giống
lạc bằng phƣơng pháp lai tạo gây đột biến.
Ví dụ: Giống Ageltin, Dixic, TMV2 của Ấn Độ, giống 20- 23, 23- 205,
4716- 45- 204, 55- 437 ở Senegan. Sau một thời gian trồng bị thoái hóa, sau
đó từ việc nghiên cứu chọn lọc, lai tạo, phục tráng những giống thoái hóa để
từ đó chọn tạo đƣợc giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, khả năng
chống chịu tốt hơn: AH 681 ở Ấn Độ, 57 – 42 ở Senegan.
Ở Mỹ ngƣời ta đã tạo ra những giống có quả to nhƣ NC2, GA19. Ở
Senegan ngƣời ta tạo đƣợc giống 55- 473 vừa có khả năng chống hạn, vừa có
khả năng chống úng tốt. Ở Tây Phi và Đông Phi ngƣời ta đã tìm ra giống
chống bệnh hoa thị thuộc nhóm Virginia nhƣ giống 48 – 37, 56- 204 (Võ
9,47
7.900
Trung Quốc
3.415
22,5
8.000
Mỹ
680
29,5
1.735
Nigeria
1.050
11,4
1.200
Indonexia
Từ năm 1988 – 1990 Viện KH – KTNN Việt Nam đã kết hợp với Viện
cây trồng cạn quốc tế (ICRISAT) khảo nghiệm các giống lạc Việt Nam cho
thấy giống chín sớm 86/43, 87054 và RL 29 có thời gian sinh trƣởng 125
ngày, năng suất cao hơn Sen Nghệ An, có trọng lƣợng hạt cao. Các giống
TBICGS35, ICGB 87157 cho năng suất cao và tính chống bệnh đốm lá hơn
hẳn Sen Nghệ An.
Kết quả nghiên cứu giai đoạn 1986 – 2004 cả hệ thống nghiên cứu của
Việt Nam đã chọn tạo và tuyển chọn đƣợc 14 giống lạc và đã đƣợc công nhận
là giống quốc gia.
Từ nghiên cứu chọn tạo giống lạc bằng phƣơng pháp thực nghiệm, tác
giả Hoàng Tuyết Minh đã thu đƣợc tập đoàn gồm 10 dòng mang đặc tính khác
vật liệu khởi đầu. Từ tập đoàn dòng này tác giả đã chọn đƣợc giống 329 và
332 có thời gian sinh trƣởng là 135 ngày và 128 ngày. Năng suất đạt 23 tạ/ha
và 24,4 tạ/ha (Nguyễn Văn Thắng, Trần Bình Long, 2001-2002).
Kết quả khảo nghiệm một số giống, dòng lạc vụ xuân trên đất Gia Lâm
– Hà Nội. Tác giả Bùi Xuân Sửu cho thấy trong 6 dòng lạc đƣợc khảo sát tất
cả đều có trọng lƣợng hạt khá lớn từ 40 – 50 g/100 hạt, vỏ lạc hồng phù hợp
xuất khẩu lạc nhân. Hai dòng CX117 và B5000 cho năng suất cao vỏ quả
mỏng hạt có màu sắc và hình dạng đẹp có triển vọng đƣa vào các vùng thâm
canh (Ngô Thị Lam Giang, 1989).
Từ 1991 – 1995 tác giả Ngô Thị Lam Giang qua ngiên cứu đã chọn
đƣợc giống lạc VĐ1với thời gian sinh trƣởng là 90 ngày đạt năng suất bình
quân trong điều kiện thí nghiệm là 34,9 tạ/ha vƣợt là 90% so với đối chứng.
Đặc điểm là ra hoa tập trung, chín đều.
Vụ xuân năm 1995, trung tâm ngiên cứu cây trồng trung ƣơng đã khảo
ngiệm 7 giống lạc mới đƣợc nhập nội và chọn tạo trong nƣớc gồm 75/23,
VLT 75/43 , 75/52, TQ1, TQ2, TQ4. Kết quả thu đƣợc các giống có năng suất
cao ổn định có thể mở rộng diện tích sản xuất thử gồm TQ4 đạt 24,6 tạ/ha.
CHƢƠNG 2
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng
Tiến hành thử nghiệm trên các dòng lạc: DL3, DL4, DL5, DL20,
DL23, DL26, và ĐC (đối chứng) là giống lạc Sen Nghệ An. Do Trung tâm
đậu đỗ - Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam và Viện Di truyền Nông
Nghiệp cung cấp, các dòng còn lại đƣợc chọn tạo từ giống lạc Sen Nghệ An
và TB Trung quốc bằng phƣơng pháp đột biến.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
- Thí nghiệm bố trí tại khu ruộng ở xã Cao Minh- Phúc Yên-Vĩnh Phúc.
Mỗi dòng lạc đƣợc bố trí nhắc lại 3 lần ngẫu nhiên
Sơ đồ thí nghiệm
DL3
DL4
DL5
ĐC
DL20
DL4
DL15
ĐC
2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu
- Tiến hành quan sát đo đếm trực tiếp trên ô thí nghiệm. Số liệu đƣợc
ghi lại trên ô thí nghiệm, sau đó xử lý. Cụ thể theo dõi các chỉ tiêu:
* Thời gian mọc mầm, tỷ lệ mọc mầm và khả năng sống sót
- Thời điểm mọc mầm đƣợc tính từ khi cây có 2 lá mầm xuất hiện trên
mặt đất.
- Xác định thời gian khi hạt bắt đầu nảy mầm đến khi kết thúc mọc
mầm.
Số cây mọc
+ Tỉ lệ mọc mầm =
x 100%
Tổng số hạt gieo
+ Tỉ lệ sống sót =
Số cây sống
x 100%
Tổng số cây mọc
* Chiều cao cây và sự phân cành
- Chiều cao đƣợc đo bằng thƣớc dây (cm), mỗi ô đo 10 cây.
- Chiều cao cây (cm): Đo từ đốt lá mầm tới đỉnh sinh trƣởng của cây.
Tiến hành đo vào các thời điểm sau:
+ Giai đoạn lạc 3-5 lá.
+ Giai đoạn lạc bắt đầu ra hoa.
+ Giai đoạn lạc hoa rộ.
+ Giai đoạn kết thúc sinh trƣởng.
-Sau đó xác định số cành cấp 1 của các dòng (Cành cấp 1 là cành mọc
Tổng số quả chắc
≥ 80%
Đó là lúc các dòng đã chín và có khả năng thu hoạch
* Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Chọn 30 cây trên dòng, đánh giá các chỉ tiêu sau:
- Đếm tổng số quả trên cây.
- Đếm số quả chắc trên cây.
- Cân khối lƣợng 100 quả.
- Cân khối lƣợng 100 hạt.
- Năng suất cá thể (g/cây).