BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
----------------------------------------

ĐÀO VĂN KHỞI

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN GIỐNG LÚA
KHANG DÂN 18 CHỊU NGẬP ỨNG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
TẠI CÁC TỈNH PHÍA BẮC

Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

9620110

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2018


Công trình hoàn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. Lê Hùng Lĩnh
2. TS. Hà Quang Dũng


locus kiểm soát tính trạng số lượng (Quantitative trait loci, QTL) chính liên quan
đến cơ chế chống chịu ngập ở lúa, rất nhiều các nghiên cứu trong nước và quốc
tế, dựa trên các kỹ thuật công nghệ sinh học hiện đại, đã được ghi nhận nhằm
nâng cao tính chống chịu ngập ở cây lúa. Một điều rõ ràng có thể nhận thấy, đó là
bên cạnh chọn giống truyền thống, phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử
kết hợp lai trở lại (Marker-assisted backcrossing, MABC) được xem là một cách
tiếp cận hiện đại, hiệu quả, tiết kiệm nhằm quy tụ gen mục tiêu từ giống cho vào
giống nhận. Đến nay, phương pháp MABC đã được áp dụng rất thành công trên
cây lúa, nhằm quy tụ các gen mục tiêu, chủ yếu liên quan đến tính trạng chống
chịu điều kiện bất thuận vào giống mong muốn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về
tích hợp gen chịu ngập Sub1 vào các giống lúa phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là
tại các tỉnh phía Bắc, cũng như đánh giá hiệu quả trong sản xuất của các giống
lúa cải tiến này chưa được ghi nhận nhiều. Trong cơ cấu giống lúa tại các tỉnh
phía Bắc, Khang dân 18 được biết đến là một trong những giống chủ lực trong
nhiều năm gần đây. Đây là một giống lúa thuần nhập nội, ngắn ngày, năng suất
cao và phù hợp với cơ cấu canh tác tại các tỉnh phía Bắc. Một điểm đáng chú ý là
giống KD18 rất mẫn cảm với tình trạng ngập úng, đây được xem như một yếu tố
tác động tiêu cực đến gieo trồng của giống lúa KD18 trên đồng ruộng.
Xuất phát từ yêu cầu nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu và phát triển giống lúa Khang Dân 18 chịu ngập ứng phó với
biến đổi khí hậu tại các tỉnh phía Bắc”
2. Mục tiêu đề tài
- Cải tiến giống lúa KD18 theo hướng chịu ngập bằng phương pháp lai trở
lại có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử.
- Đánh giá được đặc điểm nông sinh học, tiềm năng năng suất, mức độ
nhiễm sâu bệnh hại của giống được cải tiến.
- Hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác giống cải tiến trong điều kiện
ngập úng.
3. Tính mới và những đóng góp của đề tài
- Phân tích đa hình vùng locus gen Sub1 đã xác định được 2 chỉ thị liên

chống chịu của các giống đang sản xuất đại trà.
- Giống SHPT2 có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chịu ngập
tốt, đã được đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận sản xuất thử năm
2017, góp phần đa dạng bộ giống lúa gieo cấy ở những vùng đất trũng, ngập
úng ở các tỉnh phía Bắc trong những năm tới.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là giống lúa trồng đại trà có quy mô lớn trong sản
xuất Khang dân 18. Giống lúa PSB-Rc68 mang locus gen chịu ngập Sub1 được
nhập nội từ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI).

5.2. Phạm vi nghiên cứu
- Lai tạo và sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen
mong muốn.
- Đánh giá khả năng chịu ngập đối với các giống mới được chọn tạo.
- Đánh giá các đặc điểm nông sinh học, tiềm năng năng suất và khả năng
thích ứng, phát triển của giống tại một số tỉnh đại diện cho các vùng sinh thái
phía Bắc.
2


- Thời gian nghiên cứu: từ năm 2010 đến 2017.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Thực trạng về biến đổi khí hậu và những thách thức với ngành nông
nghiệp thế giới và Việt Nam
Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự biến động trạng thái trung bình của khí hậu
toàn cầu hay khu vực theo thời gian từ vài thập kỷ đến hàng triệu năm. Những
biến đổi này được gây ra do quá trình vận động của trái đất, bức xạ mặt trời, và

Do tác động của biến đổi khí hậu, tài nguyên nước có nguy cơ suy giảm do hạn
hán ngày một tăng ở một số vùng, mùa vụ, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất
nông nghiệp, cung cấp nước cho sinh hoạt ở nông thôn, thành thị và thủy điện.
3


Chế độ mưa thay đổi có thể gây lũ lụt nghiêm trọng vào mùa mưa, và hạn hán
vào mùa khô, tăng mâu thuẫn trong khai thác và sử dụng tài nguyên nước.
Nhận thức được các vấn đề về BĐKH, Chính phủ, Bộ Nông nghiệp và
PTNT đã có nhiều hoạt động triển khai các hoạt động ứng phó với BĐKH. Bộ
đã và đang tích cực thực hiện Chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó với
BĐKH (Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02/12/2008 của Thủ tướng
Chính phủ), công bố khung Chương trình hành động thích ứng với BĐKH của
ngành, giai đoạn 2008-2020 vào ngày 05 tháng 9 năm 2008 (Bộ Nông nghiệp
và PTNT, 2008); phê duyệt và thực hiện kế hoạch hành động ứng phó với
BĐKH theo Quyết định 543/QĐ-BNN-KHCN ngày 23 tháng 3 năm 2011 và
phê duyệt đề án giảm phát thải khí nhà kính đến 2020 và tầm nhìn 2030 theo
Quyết định số 3119/QĐ-BNN-KHCN ngày 16 tháng 9 năm 2011

2.1.3. Cơ chế chịu ngập ở cây lúa
Các kết quả nghiên cứu biến dưỡng trên cây trồng khi bị ngập cho thấy (i)
hô hấp: chuyển từ hiếu khí sang yếm khí gây ra sự khủng hoảng về mặt năng
lượng vì chỉ tạo được 2ATP từ một glucose so với 36ATP trong điều kiện hiếu
khí (Nishiuchi et al., 2012, Voesenek and Bailey-Serres, 2013). Chính sự lên
men yếm khí đã dẫn tới sự tích lũy các hợp chất gây độc cho tế bào như
ethanol và lactate; (ii) quang hợp: giảm rất nhanh ở những loài mẫn cảm, khí
khẩu đóng làm giảm sự bốc thoát hơi nước, thay đổi sự phân bổ các sản phẩm
quang hợp dẫn đến hiện tượng “đói carbohydrate” ở rễ; (iii) dinh dưỡng: giảm
vận chuyển các nguyên tố dinh dưỡng đến lá, hàm lượng ATP thấp làm giảm
quá trình hấp thu dinh dưỡng chủ động, điều kiện yếm khí trong đất dẫn đến sự

Sub1A, Sub1B, và Sub1C (Perata, 2018, Septiningsih et al., 2012, Sharma et
al., 2018). Trong đó, Sub1A được chứng minh là gen chủ đạo giúp cây lúa
chống chịu ngập hoàn toàn (Locke et al., 2018, Perata, 2018). Ngoài ra, gen
Sub1A còn có tác dụng làm tăng sự biểu hiện của gen SLR1 và SLRL1 gây ức
chế sự tổng hợp GA3 ở cây lúa dẫn đến giảm khả năng vươn lóng và kéo dài
của chồi trong điều kiện ngập (Fukao and Bailey-Serres, 2008).

2.1.4. Nghiên cứu ứng dụng phương pháp MABC trong chọn tạo giống lúa
chịu ngập úng
Với sự phát triển nhanh của sinh học phân tử phương pháp MABC (markerassisted backcrossing) đã và đang là thanh công cụ hữu ích của các nhà chọn
tạo giống cây trồng (Hasan et al., 2015). Trong đó, phương pháp chọn giống
bằng chỉ thị phân tử kết hợp với lai trở lại (MABC) được ứng dụng rộng rãi
hơn cả (Collard et al., 2005, Zhang, 2007).
Năm 2011, chỉ thị phân tử RM23805 đã được sử dụng để tích hợp gen Sub1A
vào giống mẫn cảm với ngập OM1490 (Lang và cs., 2011). Trong nghiên cứu
này, các tác giả đã chọn IR64-Sub1A làm giống cho gen, và tại vị trí chỉ thị
RM23805 ở giống IR64-Sub1A một allen có kích thước 230bp được nhân lên,
còn ở giống OM1490 là 240bp. Kết quả thử nghiệm cho thấy, tất cả các dòng
quy tụ gen Sub1A được tạo ra đều có tỷ lệ sống sót cao khi bị ngập úng .
Một nghiên cứu khác, Neeraja et al. đã quy tụ thành công gen Sub1A vào
giống Ấn Độ năng suất cao Swarna (Neeraja et al., 2007). Trong công trình của
mình, các tác giả đã tiến hành lai giống Swarna với giống cho gen Sub1A là
IR49830-7. Để chọn lọc cá thể tái tổ hợp từ quần thể BC1F1 Neeraja et al. đã sử
dụng chỉ thị RM219 để xác định locus Sub1. Ở thế hệ BC2 các tác giả sử dụng
chỉ thị RM316 để chọ lọc cá thể mang gen mục tiêu Sub1A. Kết quả của nghiên
cứu này đã chứng minh rằng, có thể cải tiến hiệu quả tính chịu ngập của một
giống sau 3 lần hồi giao (BC3) mà không làm giảm năng suất của chúng
(Neeraja et al., 2007).
5


- Bộ 458 chỉ thị phân tử SSR chọn lọc ngẫu nhiên từ 12 NST của hệ gen
lúa. Thông tin các chỉ thị phân tử được lấy từ trang web chuyên ngành
GRAMENE (Phụ lục 1).
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá nguồn vật liệu, xác định chỉ thị liên kết và chọn lọc cá thể
mang gen chịu ngập Sub1.
- Phân tích kiểu gen, chọn lọc cá thể mang gen Sub1 chịu ngập và mang
nền di truyền giống KD18 ở các thế hệ lai trở lại.
- Đánh giá khả năng chịu ngập, đặc điểm nông sinh học và năng suất của
6


dòng/giống lúa mới được cải tiến.
- Hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác dòng/giống lúa mới chịu ngập.
- Khảo nghiệm sản xuất giống lúa chịu ngập SHPT2 tại một số tỉnh
phía Bắc.
2.3. Địa điểm nghiên cứu
- Các thí nghiệm xác định gen chịu ngập Sub1 bằng chỉ thị phân tử được
thực hiện tại Phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Sinh học phân tử - Viện Di
truyền Nông nghiệp.
- Đánh giá khả năng chịu ngập nhân tạo, đặc điểm nông sinh học của các
dòng, giống lúa chịu ngập trong nhà lưới, đồng ruộng tại Trạm khảo kiểm
nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Văn Lâm - Hưng Yên và Viện môi trường
Nông nghiệp, Trung tâm Khảo nghiệm giống cây trồng Hải Dương.
- Khảo nghiệm giống lúa chịu ngập được triển khai trong hệ thống khảo
nghiệm Quốc gia tại các tỉnh đại diện cho 3 vùng sinh thái: Vùng Trung du miền
núi phía Bắc (Yên Bái), Vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa; Nghệ An; Hà Tĩnh),
Vùng Đồng bằng sông Hồng (Vĩnh Phúc; Hưng Yên; Hải Dương; Thái Bình).
- Khảo nghiệm sản xuất giống lúa chịu ngập SHPT2 được thử nghiệm trong
điều ngập và sản xuất đại trà tại các địa phương: Hải Dương; Hải Phòng, Hưng

Mức phân bón (kg/ha): P1 (90 kg N + 100 kg P2O5 + 90 kg K2O); P2 (110 kg N +
100 kg P2O5 + 90 kg K2O); P3 (130 kg N + 100 kg P2O5 + 90 kg K2O)
Mật độ cấy gồm 3 mức (khóm/m2), M1: 45 M2: 50 M3: 55. Cấy 3 dảnh/khóm
Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn
ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô thí nghiệm là 10 m2. Quan sát và
đánh giá dựa theo “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về khảo nghiệm giá trị canh
tác và sử dụng của giống lúa” (QCVN 01-55:2011/BNNPTNT)” và “Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính
ổn định của giống lúa QCVN 01-65:2011/BNNPTNT”.
2.5. Phương pháp xử lý số liệu
- Thí nghiệm đồng ruộng (khảo sát, đánh giá, hoàn thiện qui trình canh
tác....) được xử lý theo chương trình IRRISTAT 5.0; Cropstat7.2; Statistic 8.2,
Excel 2007.
- Kỹ thuật thu thập số liệu và phân tích số liệu trong phòng thí nghiệm theo
chương trình Graphical Genotyper (Van Berloo, 2008).
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá nguồn vật liệu, xác định chỉ thị liên kết và chọn lọc cá thể
mang gen chịu ngập Sub1.

3.1.1. Đánh giá nguồn vật liệu lai tạo
Vụ xuân và mùa 2009, nhóm tác giả đã tiến hành đánh giá giống bố mẹ
nhằm xác định một số thông tin cơ bản về đặc điểm nông sinh học, năng suất
và các yếu tố cấu thành năng suất phục vụ cho các bước tiếp theo trong quá
trình thực hiện luận án. Kết quả thể hiện tại bảng 3.1.
Số liệu theo dõi tại bảng 3.1 cho thấy: Giống KD18 và giống PSP-Rc68 có
thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày (vụ xuân: 127-128; vụ mùa: 106107 ngày); chiều cao cây của các giống bố mẹ từ 110-117 cm và thuộc nhóm
cao trung bình. Giống KD 18 được công nhận giống theo Quyết định số 1659
QĐ/BNN-KHCN, ngày 13 tháng 5 năm 1999. Kết quả điều tra, rà soát giống lúa
năm 2015 của Cục Trồng trọt- Bộ Nông nghiệp và PTNT, giống KD 18 có diện
tích gieo trồng đạt 389.030 ha/năm đứng đầu trong tốp 10 giống có diện tích gieo

Gen Sub1
Tỷ lệ sống (%)
TGST (ngày)
Chiều cao cây (cm)
Số bông/khóm
Số hạt/bông
Tỷ lệ hạt lép
Khối lượng 1000 hạt (g)
Năng suất thực thu (tấn/ha)
Dạng hạt
Rầy nâu (điểm)
Bệnh đạo ôn (điểm)
Bệnh bạc lá (điểm)

KD18
Vụ xuân
Vụ mùa
Không
20,1
18,6
128
106
112,3
109,0
5,3
5,0
170,2
153,6
11,8
14,3

5,02
4,54
Dài
1
1
1
1
0
1

Ghi chú: Tỷ lệ sống theo dõi trong điều kiện ngập nhân tạo là 14 ngày,
giống mẫm cảm ngập IR42 có tỷ lệ sống 5%.
Để tích hợp gen Sub1 vào giống KD18 làm tăng cường khả năng chịu ngập và
giữ được các đặc tính khác của giống, phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân
tử và lai trở lại là phương pháp phù hợp nhất. Phép lai tạo quần thể F1 được tiến
hành giữa giống mẹ KD18 và giống bố PSB-Rc68 mang gen chịu ngập Sub1 vào
vụ Mùa 2009. Các cá thể F1 được sử dụng làm vật liệu lai trở lại với giống KD18
để tạo quần thể BC1F1 trong vụ Xuân 2010. Quần thể BC1F1 gồm 110 cá thể được
gieo trồng trong nhà lưới Viện Di truyền Nông nghiệp vụ mùa năm 2010. ADN
tổng số của các cá thể BC1F1 được tách chiết và phân tích chọn lọc những cá thể
mang gen chịu ngập Sub1 và mang nền di truyền gần nhất với giống KD18.

3.1.2. Kết quả xác định chỉ thị phân tử liên kết với gen Sub1 của giống lúa
PSB-Rc68 và KD18
Dựa vào kết quả lập bản đồ chi tiết locus gen Sub1 (Xu et al., 2006), các chỉ
thị phân tử liên kết với Sub1 đã được sử dụng khảo sát chỉ thị phân tử đa hình
giữa giống lúa PSB-Rc68 và KD18 (Hình 3.1). Kết quả phân tích đa hình ADN
giữa giống PSB-Rc68 và KD18 tại vị trí locus gen đã xác định được 2 chỉ thị
liên kết chặt và nằm hai phía với gen Sub1 là ART5 và SC3 (Hình 3.2). Chỉ thị
ART5 có vị trí trên NST số 9 là 6,3Mb và chỉ thị SC3 ở vị trí 6,6Mb (Xu et al.,

cho thấy cá thể số 14 có nền di truyền giống với KD18 là 80,5% (Hình 3.5, 3.6).
10


Hình 3.4. Kết quả chạy điện di sản phẩm PCR các cá thể của quần thể BC1F1
với chỉ thị SC3 liên kết chặt với locus gen Sub1 trên gel agarose 2.5%
Từ trái sang phải: 1-38: Các cá thể BC1F1; PSB: giống cho gen Sub1;KD: KD18; Thang
ADN chuẩn 1kb+
A: Kiểu gen của giống nhận gen KD18; H: Kiểu gen dị hợp tử

Hình 3.5. Kết quả phân tích nền di truyền 46 cá
thể BC1F1 bằng phần mềm GGT v. 2.0
Ghi chú: Phía trên là số thứ tự nhiễm sắc thể; số
phía bên trái là số thứ tự 46 cá thể BC1F1 kiểm tra
nền di truyền, phần biểu thị mầu đỏ là nền di truyền
KD18, phần xanh là dị hợp tử.

Hình 3.6. Kết quả phân tích nền di truyền của
cá thể BC1F1 số 14 bằng phần mềm GGT v. 2.0
Ghi chú: Bản đồ vị trí của 56 chỉ thị SSR trên 12
nhiễm sắc thể của cá thể BC1F1 số 14. Phần biểu
thị mầu đỏ (A) là nền di truyền KD18, phần xanh
(H) là dị hợp tử. Đơn vị bản đồ: cM

3.2.2. Kết quả chọn lọc cá thể mang gen Sub1 chịu ngập và nền di truyền
giống KD18 trong các quần thể BC2F1
150 cá thể của quần thể BC2F1 được tách chiết ADN tổng số và phân tích
kiểu gen với hai chỉ thị phân tử liên kết gen Sub1 là SC3 và ART5. Kết quả thu
được 67 cá thể mang locus gen Sub1. Kết quả phân tích di truyền đã xác định
cá thể số 59, 60 có nền di truyền của giống KD18 là 92,0% (Hình 3.7, 3.8). Cá

12

Hình 3.10. Kết quả phân tích nền di truyền
của cá thể BC3F1 số 42 bằng phần mềm
GGT v. 2.0
Ghi chú: Bản đồ vị trí của 56 chỉ thị SSR trên
12 nhiễm sắc thể của cá thể BC3F1 số 42. Phần
biểu thị mầu đỏ (A) là nền di truyền KD18,
phần xanh (H) là dị hợp tử. Đơn vị bản đồ: cM


Tổng số 100 cá thể BC3F1 được phân tích kiểu gen với các chỉ thị phân tử liên
kết Sub1, kết quả thu được 54 cá thể mang locus gen Sub1. Kết quả phân tích nền
di truyền của 54 cá thể trên cho thấy: Cá thể số 42 trong quần thể BC3F1 mang
locus gen Sub1 và mang 99,5% nền di truyền của giống KD18. Cá thể này sẽ được
chọn phát triển quần thể thế hệ BC3F2 (Hình 3.9, 3.10).
Tại thế hệ BC3F2, hai chỉ thị phân tử liên kết gen Sub1 tiếp tục được sử
dụng để xác định cá thể mang Sub1 đồng hợp tử. Kết quả phân tích trên Hình
3.11 cho thấy các cá thể 05, 06, 11, 13 và 15 mang gen Sub1 đồng hợp tử.

Hình 3.11. Kết quả chạy điện di sản phẩm PCR các cá thể của quần thể
BC3F2 với chỉ thị SC3 liên kết chặt với gen Sub1 trên gel agarose 2.5%
Chú thích: Từ trái sang phải: Thang ADN chuẩn 1kb+; PSB: giống cho gen
Sub1; KD: KD18
Số 1-20: Các cá thể BC3F2;
A: Kiểu gen của giống nhận gen KD18; B: Kiểu gen của giống cho gen PSB
Rc68; H: Kiểu gen dị hợp tử
Các cá thể đồng hợp tử thế hệ BC3F2 được sử dụng để phát triển quần thể
BC3F3 và tiếp tục được kiểm tra sự có mặt của gen Sub1 bằng hai chỉ thị phân
tử SC3 và ART5 (Hình 3.12, Hình 3.13). Kết quả phân tích cho thấy các cá thể

Bảng 3.7. Kết quả theo dõi các tính trạng đặc trưng hình thái
của giống KD18-Sub1 và giống KD18 vụ mùa 2013
Giống

KD18
(ĐC)

Chỉ tiêu

KD18Sub1

Giống

KD18
(ĐC)

Chỉ tiêu

Tính trạng chất lượng

KD18
-Sub1

Tính trạng số lượng

Xanh trung bình

Xanh
trung bình


nửa thẳng

Chiều dài thân (cm)

94,64±3,31

93,58±4,06

Độ tàn của lá

Trung bình

Trung bình

75

75

Thế cây

Nửa đứng

Nửa đứng

104

104

Trạng thái trục
chính của bông


Màu sắc lá
Mức độ lông
phiến lá
Hình dạng thìa
lìa
Trạng thái lá
đòng

Thời gian gieo đến trỗ
(ngày)
Thời gian sinh trưởng
(ngày)

Chiều rộng hạt thóc
(mm)
Khối lượng 1000 hạt
(g)

Mầu mỏ hạt thóc

Vàng

Vàng

Mầu vỏ trấu

Vàng

Vàng

29,02

Phản ứng phenol
của vỏ trấu
Hương
thơm
hạt gạo lật

Không có

14


Bảng 3.8. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu
của giống KD18-Sub1 so sánh với giống gốc KD 18 vụ mùa 2013
Chỉ tiêu
Giống
KD18

Số bông
/khóm
5,5

Số hạt/
bông
170,4

Tỷ lệ lép
(%)
13,5


1,69

CV (%)

10,3

9,0

8,4

-

7,7

3.2.4.3. Kết quả so sánh giống lúa KD18-Sub1 với giống KD18 trong điều kiện
bị ngập và điều kiện thường
Trong điều kiện canh tác bình thường giống KD18-Sub1 có đặc điểm nông
sinh học tương tự giống KD18: Thời gian sinh trưởng ngắn, phù hợp với cơ
cấu Xuân muộn- Mùa sớm tại các tỉnh phía Bắc; sinh trưởng và phát triển khá,
quần thể đồng đều; chiều cao cây trung bình 110-115 cm, trỗ thoát cổ bông và
tập trung, bền lá, khả năng chống đổ khá (điểm 5).
Bảng 3.9: Đặc điểm sinh trưởng của giống KD18-Sub1 trong điều kiện
canh tác bình thường tại các điểm khảo nghiệm
Chỉ tiêu
Giống
KD18
KD18-Sub1

Sức

3
3

Chiều
cao cây
(cm)

TGST
(ngày)

110-115
110-115

105
104

Cùng điểm thí nghiệm tại Hưng Yên và Hải Dương, chúng tôi tiến hành xử
lý ngập nhân tạo sau cấy 7 ngày. Giống KD18-Sub1 và KD18 được gây ngập
trong thời gian 10 ngày, sau đó tháo nước để đánh giá khả năng chịu ngập. Kết
quả đánh giá cho thấy trong điều kiện xử lý ngập, giống lúa KD18-Sub1 do
được quy tụ gen Sub1 có khả năng chịu ngập rất cao. Tỷ lệ cây sống sau xử lý
ngập của giống KD18-Sub1 đạt 83,2% (Hưng Yên); 85% (Hải Dương) trong
khi giống KD18 chỉ đạt 12,8-14,3%. Khả năng phục hồi sau ngập của giống
nhanh hơn so với giống KD18; chỉ trong vòng 7-8 ngày cây đã bắt đầu xuất
hiện nhánh mới; trong khi giống KD18 phải mất 9-10 ngày. Như vậy giống
KD18-Sub1 có chứa gen mục tiêu Sub1 đã thể hiện khả năng chịu ngập tốt hơn
so với giống KD18.
Sau khi phục hồi, giống KD18-Sub1 có các tính trạng đặc trưng như độ
thoát cổ bông, độ cứng cây, độ tàn lá và chiều cao cây sai khác không nhiều so
với giống KD18. Riêng thời gian sinh trưởng của giống KD18-Sub1 ngắn hơn

(cm)
110-115
110-115

TGST
(ngày)
122-126
120-125

Ghi chú: Xử lý ngập nhân tạo sau cấy 10 ngày, cùng địa điểm thí nghiệm với khảo
nghiệm so sánh tại Trạm Khảo nghiệm Văn Lâm vụ Mùa 2013

Kết quả so sánh giống KD18-Sub1 và giống KD18 trong điều kiện thường
và ngập:
- Tại điểm thí nghiệm Hưng Yên, kết quả theo dõi đánh giá cho thấy: Số bông/
m2 là yếu tố bị ảnh hưởng lớn nhất làm giảm năng suất thực thu của giống. Trong
cùng điều kiện bình thường số bông/ m2 của 2 giống chỉ chênh nhau 0,6 bông;
trong điều kiện ngập nước số bông/ m2 giữa 2 giống chênh nhau 165,6 bông; các
chỉ tiêu khác về yếu tố cấu thành năng suất chênh nhau không lớn. Về năng suất
trong điều kiện bình thường hai giống chỉ chênh lệch nhau khoảng 0,11 tấn/ha; tuy
nhiên trong điều kiện ngập nước, giống KD18-Sub1 do có khả năng chịu ngập nên
năng suất cao hơn giống KD18 khoảng 3,36 tấn/ ha.
- Tại Hải Dương, so sánh năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của
giống KD18 và KD18-Sub1 trong điều kiện bình thường và điều kiện có xử lý
ngập úng cho thấy: Yếu tố bị thiệt hại nhiều nhất ảnh hưởng lớn tới năng suất
là số bông/ m2. Trong cùng điều kiện bình thường số bông/ m2 của 2 giống chỉ
chênh nhau 4,6 bông. Tuy nhiên trong điều kiện ngập nước số bông/ m2 của
giống KD18-Sub1 cao hơn nhiều so với giống KD18 (187,1 bông); các chỉ tiêu
khác về các yếu tố cấu thành năng suất không có sự biến động nhiều. Trong
điều kiện sản xuất đại trà năng suất của giống KD18-Sub1 và KD18 đạt 6,086,12 tấn/ ha. Trong điều kiện ngập úng năng suất của giống KD18-Sub1 đạt

KD18
256,3
35,7
170,6
160,0
13,2
15,6
19,2
19,0
6,04
0,75
KD18-Sub1
255,7
201,3
178,2
156,3
15,1
12,5
19,3
19,2
6,15
4,11
Chênh lệch
-0,6
165,6
7,6
-3,7
1,9
-3,1
0,1

-12,6
2,2
0,4
0,3
0,2
0,04
3,79
Chỉ tiêu

Số hạt/bông

16


Tóm lại, kết quả đánh giá các đặc điểm hình thái, đặc điểm nông sinh học
nhận thấy KD18-Sub1 không có sự sai khác so với giống gốc KD18 về kiểu
hình cũng như năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất. Tuy nhiên, giống
KD18-Sub1 sau khi gây ngập tại Hưng Yên và Hải Dương có tỷ lệ sống cao
(83,2-85,0%), giống KD18 có tỷ lệ sống thấp (12,8-14,3%). Như vậy nhờ quy
tụ gen mục tiêu Sub1 giống lúa KD18-Sub1 có khả năng chịu ngập tốt hơn so
với giống KD18, tỷ lệ chết thấp, khả năng phục hồi sau ngập nhanh hơn, tạo
điều kiện cho giống duy trì được độ ổn định của quần thể, khả năng sinh
trưởng, phát triển và năng suất cao hơn nhiều so với giống KD18 trong điều
kiện bị ngập. Đây là yếu tố cơ bản để chọn lọc và phát triển các giống chịu
ngập trong điều kiện biến đổi khí hậu đang diễn ra với tần suất ngày càng tăng
như hiện nay. Để thực hiện các bước tiếp theo trong quá trình nghiên cứu,
chúng tôi đổi tên giống KD18-Sub1 thành SHPT2.

3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng phân đạm và mật độ cấy
đến sinh trưởng và phát triển của giống SHPT2 trong điều kiện bị ngập

8
9

P1M1
P1M2
P1M3
P2M1
P2M2
P2M3
P3M1
P3M2
P3M3

10
10
10
10
10
10
10
10
10

Chiều
cao
cây
(cm)
Vụ mùa 2014
80,6
111

124
123
122
124
124
125
124
125

10
10
10
10
10
10
10
10
10

17

Chiều
cao
cây
(cm)
Vụ mùa 2015
83,9
112
85,6
111

124


3.3.2. Ảnh hưởng của lượng phân đạm và mật độ cấy đến các yếu tố cấu thành
năng suất của giống SHPT2 tham gia thí nghiệm trong điều kiện bị ngập
Kết quả theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống
SHPT2 khi bố trí trên các nền phân bón và mật độ cấy khác nhau trong điều
kiện bị ngập được thể hiện ở bảng 3.13.
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến các yếu tố cấu thành
năng suất của giống lúa SHPT2 tham gia thí nghiệm
Mức Mật
phân độ

Số
bông/
khóm

Số
Tỷ lệ
hạt
hạt lép
/bông
(%)
Vụ mùa 2014

M1
M2
M3
M1
M2


15,1
18,1
16,7
17,1
15,9
18,5
16,2
18,0
19,6

KL
1000
hạt (g)

Số
bông/
khóm

Số
Tỷ lệ
hạt
hạt lép
/bông
(%)
Vụ mùa 2015

20,1
19,6
20,1

16,8
12,3
16,3
14,7
17,3
19,1

KL
1000
hạt (g)
20,1
20,0
20,2
20,1
20,8
20,0
19,9
20,0
19,8

Kết quả theo dõi thể hiện qua bảng 3.18 cho thấy: Số bông /m2 của các công
thức thí nghiệm trong vụ mùa 2014 dao động từ 147,7 – 184,6 bông/m2, vụ
Mùa 2015 từ 145,2 – 189,6 bông/m2. Giống SHPT2 trong điều kiện bị ngập
khi bố trí trên ở 3 mật độ cấy và 3 nền phân bón có số hạt/bông khá cao (157,3
– 177,3 hạt trong vụ mùa 2014 và 154,2 – 172,6 hạt ở vụ mùa 2015) đây là đặc
điểm tốt của giống khi mở rộng ra ngoài sản xuất đại trà. Trong vụ mùa 2014,
tỷ lệ hạt lép thấp nhất tại công thức P 1M1 (15,1 %) và cao nhất ở công thức
P3M3 (19,6%). Trong vụ mùa 2015 tỷ lệ hạt lép của giống dao động từ 12,319,1% và cao nhất ở tại công thức P3M3. Giữa các công thức có sự biến động
rất ít về khối lượng 1000 hạt trong cả 2 vụ thí nghiệm (19,5-20,8 gam).
3.3.3. Ảnh hưởng của lượng phân đạm và mật độ cấy đến năng suất thực


M2

M3

Trung
bình

Vụ mùa 2015

P1

3,19

3,44

3,33

3,32

3,24

3,34

3,52

3,37

P2


3,35

3,88

3,53
-

3,40

3,89

3,59
-

Trung bình

3,44

3,26

LSD0,05 (PB)

0,27

0,38

LSD0,05 (MĐ)

0,36


hạt/bông tương ứng với khoảng 7,8-9,6% trong vụ xuân 2014 và mùa 2015;
riêng vụ xuân 2015 số hạt/bông của hai giống tham gia thí nghiệm tương
đương nhau (193-200 hạt/bông). Tỷ lệ lép của các giống biến động từ 9,018,0%; nhìn chung các giống tham gia thí nghiệm có tỷ lệ lép thấp. Khối lượng
1000 hạt của giống KD18 và SHPT2 ổn định trong khoảng 19,1-20,1 g.
Căn cứ vào kết quả đánh giá của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản
phẩm cây trồng Quốc gia cho thấy, giống SHPT2 có các đặc điểm nông sinh học,
yếu tố cấu thành năng suất và mức độ nhiễm sâu bệnh hại ngoài đồng ruộng tương
tự so với giống KD18. Nhìn chung, năng suất thực thu của giống SHPT2 tại đa số
điểm khảo nghiệm cơ bản đại diện cho các vùng sinh thái phía Bắc không có sự sai
19


khác có ý nghĩa về mặt thống kê so với giống KD18 (bảng 3.15).
Bảng 3.18. Năng suất thực thu của giống SHPT2 tại các tỉnh phía Bắc
Đvt: tấn/ha
Địa điểm Hưng
Tên giống
Yên
Vụ xuân 2014
KD18
5,931
SHPT2
5,412
CV (%)
5,5
LSD0.05
0,52
Vụ xuân 2015
KD18
6,934


Nghệ
An

Hà
Tĩnh

Trung
bình

5,629
5,096
7,3
0,66

5,178
5,904
7,8
0,74

6,300
6,500
6,1
0,63

4,910
5,310
6,9
0,59


6,150
4,9
0,54

6,133
5,753
4,7
0,49

5,547
5,253
4,2
0,35

6,253
6,280
5,4
0,58

4,893
4,313
6,7
0,51

6,092
5,836
-

6,318
6,408

5,292
5,574
-

Nguồn: Trung tâm Khảo kiểm nghiệm GSPCT Quốc gia
3.5. Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống lúa chịu ngập SHPT2 tại một số
tỉnh phía Bắc.
3.5.1. Kết quả đánh giá giống SHPT2 trong điều kiện bị ngập ngoài sản xuất
Bảng 3.21. Một số đặc điểm nông sinh học của giống SHPT2 sau ngập úng
tại điểm khảo nghiệm
Chỉ tiêu
Tên giống

Tỷ lệ cây
sống (%)

Độ tàn
lá (điểm)

Độ cứng cây
điểm)

Chiều cao
cây (cm)

TGST
(ngày)

Vụ mùa 2015
KD18

104,1
105,0

124
120

Kết quả đánh giá khả năng chịu ngập ngoài sản xuất cho thấy: Tỷ lệ cây
sống của giống SHPT2 và KD18 có khác nhau sau khi bị ngập. Tại vụ mùa
2015 giống lúa mang QTL Sub1 SHPT2 có tỷ lệ sống sau ngập đạt 86,2%; cao
hơn so với giống KD18 đối chứng 71,1%. Trong vụ mùa 2016, giống SHPT2
có tỷ lệ cây sống cao đạt 88,2% sau ngập 10 ngày, giống KD18 có tỷ lệ sống
chỉ đạt 17,5%. Giống SHPT2 và KD18 có độ tàn lá muộn và chậm (điểm 5).
Trong điều kiện bị ngập, giống SHPT2 có thời gian sinh trưởng dài hơn so với
điều kiện bình thường 15 ngày. Nguyên nhân là do trong thời gian bị ngập
giống ngừng sinh trưởng và phải mất thời gian hồi phục trước khi bước vào các
giai đoạn tiếp theo trong chu kỳ sinh trưởng.
20


Khi ruộng lúa khi bị ngập, số bông/m2 chịu ảnh hưởng lớn bởi tỷ lệ sống sót
của giống. Kết quả theo dõi, đánh giá giống mang gen Sub1 cho thấy: Giống
SHPT2 có số bông/m2 đạt 172,9-185,7 cao hơn so với giống KD18 (32,0-38,3
bông/m2) tại cả 2 vụ tiến hành thí nghiệm chịu ngập. Sau khi bị ngập giống
SHPT2 đạt 155,7-163,5 hạt/bông và tương đương so với KD18 (156,3-160,0
hạt/bông). Giống SHPT2, KD18 đều có tỷ lệ hạt lép thấp dưới 14,5%. Khối
lượng 1000 hạt của giống SHPT2 và KD18 không có sự biến động lớn (19,821,0 gam). Trong điều kiện bị ngập, năng suất thực thu của giống KD18 bị giảm
nhiều. Tại vụ mùa 2015: Năng suất thực thu của giống KD18 đạt 0,76 tấn/ha,
thấp hơn giống SHPT2 là 3,00 tấn/ha. Tại vụ mùa 2016: Năng suất thực thu của
giống SHPT2 đạt 4,12 tấn/ha cao hơn so với giống KD18 (0,68 tấn/ha) là 3,44
tấn/ha. Như vậy sự có mặt của gen chịu ngập Sub1 trên giống SHPT2 đã phát

chứng
(tấn/ha)

38,3
172,9

156,3
155,7

14,2
11,9

19,8
20,1

0,76
3,76

3,00

32,0
185,7

160,0
163,5

14,5
14,0

20,6

Amyloza
(%CK)

KD18

80,12

73,30

77,34

29,63

SHPT2

80,36

74,15

76,82

29,11

Tên giống

Hạch toán hiệu quả kinh tế khi gieo cấy giống SHPT2 trong điều kiện bị ngập
úng và không cấy dặm cho thấy: Giống SHPT2 cho lãi thuần 1.120.000 đ/ha.
Trong khi đó giống KD18 bị lỗ 13.620.000 đồng/ha. Đây là ưu điểm nổi bật của
giống SHPT2 khi gieo cấy ra sản xuất đại trà trong điều kiện biến đổi khí hậu đang
21


Số
lượng

KD18
Đơn
Thành tiền
giá
(đ)
(đ)

60
85
-

16.500
200.000
-

990.000
17.000.000
4.000.000
2.000.000
500.000
24.490.000

50
70
-



3.5.2. Kết quả đánh giá giống SHPT2 trong điều kiện sản xuất bình thường
Đặc điểm nông sinh học của giống là tính trạng đặc trưng, phản ảnh sự
tương tác giữa kiểu gen và môi trường trong một điều kiện nhất định của mỗi
giống. Các đặc điểm nông sinh học như: Độ dài giai đoạn trỗ, độ cứng cây, Độ
tàn lá, chiều cao cây và thời gian sinh trưởng ... có liên quan đến khả năng sử
dụng và phát triển giống trong sản xuất. Kết quả theo dõi cho thấy: Giống
SHPT2 trỗ tập trung trong khoảng 5-6 ngày (điểm 5); giống cứng cây nên khả
năng chống đổ tốt (điểm 1-5); giống có độ tàn lá trung bình (điểm 5); chiều cao
cây trung bình đạt 105-110 cm. Thời gian sinh trưởng của giống trong vụ mùa
105-110 ngày, vụ xuân 125-130 ngày và phù hợp với cơ cấu xuân muôn-mùa
sớm (hè thu) tại các tỉnh phía Bắc.
Bảng 3.27. Đặc điểm sinh trưởng của giống SHPT2 tại các địa phương
đại diện cho vùng sinh thái phía Bắc
Chỉ tiêu
Tên giống
Vụ mùa 2014
KD18
SHPT2
Vụ xuân 2015
KD18
SHPT2

Độ dài
giai đoạn
trỗ (điểm)

Độ cứng
cây
(điểm)

1

5
5

105-110
105-110

125-130
125-130

Kết quả theo dõi năng suất thực thu của giống SHPT2 tại các tỉnh phía Bắc
trong vụ mùa 2014 và xuân 2015 cho thấy:
22


Bảng 3.28. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống SHPT2
tại các tỉnh phía Bắc
Chỉ
tiêu
Giống
KD18
SHPT2
KD18
SHPT2
KD18
SHPT2
KD18
SHPT2
KD18

5,8 172,0 15,1
Thừa
5,8 165,0 15,2
Thiên
6,0 160,0 16,9
Huế
Thanh
Hóa
-

KL
Tỷ
Số
Số
1000 NSTT
lệ
bông hạt
hạt (tấn/ha)
lép
/khóm /bông
(g)
(%)
Vụ xuân 2015
19,5
6,01
5,6 170,2 14,7
20,1
6,12
5,0 178,7 12,9
20,1

20,3
20,3
20,0
20,5

6,53
6,41
6,36
6,46
6,44
6,57
6,78
6,82
6,56

20,0

6,06

6,2

179,6 22,3 20,2

6,63

-

-

5,8

23