Tài liệu Chọn dòng nếp cực ngắn ngày từ giống tẻ thơm (halos 7-4)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG  NGUYỄN THỊ KIM QUYÊN CHỌN DÒNG NẾP CỰC NGẮN NGÀY TỪ GIỐNG TẺ THƠM (HALOS 7-4) Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG CHỌN DÒNG NẾP CỰC NGẮN NGÀY TỪ GIỐNG TẺ THƠM (HALOS 7-4) Cán bộ hướng dẫn: PGs. Ts. Võ Công Thành Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Kim Quyên MSSV: 3103360 Lớp: CNGCT K36 Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa Học Cây Trồng – Chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: CHỌN DÒNG NẾP CỰC NGẮN NGÀY TỪ GIỐNG TẺ THƠM (HALOS 7-4) Do sinh viên Nguyễn Thị Kim Quyên thực hiện và đề nạp. Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày tháng năm Cán bộ hướng dẫn PGs. Ts. Võ Công Thành i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa Học Cây Trồng – Chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng với đề tài: CHỌN DÒNG NẾP CỰC NGẮN NGÀY TỪ GIỐNG TẺ THƠM (HALOS 7-4) Do sinh viên Nguyễn Thị Kim Quyên thực hiện và báo cáo trước Hội đồng. Ý kiến của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:............................................................... ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Luận văn tốt nghiệp được đánh giá ở mức: ...................................................................... Cần Thơ, ngày tháng Hội đồng ............................... năm ............................... .................................. DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng ............................................ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Kim Quyên iii LỜI CẢM ƠN Kính dâng Cha, mẹ đã có công sinh thành, hết lòng yêu thương, lo lắng và dạy bảo con khôn lớn thành người. Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGs. Ts. Võ Công Thành đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành đề tài này. Thầy là người đã luôn quan tâm giúp đỡ, truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức quý báu trong thời gian học tập cũng như trong quá trình nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn Ts. Huỳnh Kỳ, người luôn theo dõi, quan tâm chia sẻ và dìu dắt tôi trong suốt quá trình học tập. Quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt là các thầy cô thuộc Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiêp & SHƯD đã truyền đạt cho tôi những kiến thức đáng quý trong thời gian học tại trường. Tập thể cán bộ và nhân viên của Phòng thí nghiệm Di Truyền–Chọn Giống Thực Vật và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học, Bộ môn Di truyền–Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã cộng tác, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại đây. Các anh chị, các bạn học và tập thể lớp Công Nghệ Giống Cây Trồng Khóa 36 yêu quý đã giúp đỡ và gắn bó với tôi trong suốt thời gian qua. Nguyễn Thị Kim Quyên iv QUÁ TRÌNH HỌC TẬP I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ và tên: Nguyễn Thị Kim Quyên Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 03/02/1992 Dân tộc: Kinh Nơi sinh: Vũng Liêm–Vĩnh Long. Địa chỉ: Số 318, tổ 2, ấp Mướp Sát, xã Trung Hiệp, huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long. Điện thoại: 01666 752 642 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP 1. Tiểu học Thời gian đào tạo: từ năm 1998 đến năm 2003 Trường: Tiểu học Trung Hiếu B Đại chỉ: xã Trung Hiếu, huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long. 2. Trung học cơ sở Thời gian đào tạo: từ năm 2003 đến năm 2007 Trường: Trung học cơ sở Hiếu Phụng Địa chỉ: xã Hiếu Phụng, huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long. 3. Trung học phổ thông Thời gian đào tạo: từ năm 2007 đến nằm 2010 Trường: Trung học phổ thông Hiếu Phụng Địa chỉ: xã Hiếu Phụng, huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long. Cần Thơ, ngày tháng năm Người khai ký tên Nguyễn Thị Kim Quyên v NGUYỄN THỊ KIM QUYÊN, 2013 “Chọn dòng nếp cực ngắn ngày từ giống Tẻ thơm (Halos 7-4)” Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa Học Cây Trồng – Chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây Trồng, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ. Cán bộ hướng dẫn: PGs. Ts. Võ Công Thành. TÓM LƯỢC Xuất phát từ nhu cầu mở rộng diện tích canh tác, đa dạng bộ giống lúa nếp cho các vùng sản xuất và cung ứng giống nếp mới chất lượng cao phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu, cạnh tranh trên thị trường gạo quốc tế hiện nay thì công tác chọn tạo giống mới là rất cần thiết. Đề tài “Chọn dòng nếp cực ngắn ngày từ giống Tẻ thơm (Halos 7-4)” được thực hiện nhằm chọn ra ít nhất một dòng nếp thuần, chất lượng tốt (amylose  3%), hạt trắng, có thời gian sinh trưởng cực ngắn ngày (< 90 ngày) góp phần né tránh thiên tai, chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Việc tuyển chọn các cá thể được thực hiện qua ba thế hệ. Thế hệ đầu tiên tuyển chọn các cá thể có kiểu hình đẹp, ít sâu bệnh, nảy chồi tốt và ngắn ngày hơn các cá thể còn lại trong quần thể, hạt trắng. Thế hệ thứ hai tiếp tục tuyển chọn các cá thể theo các chỉ tiêu ở vụ 1 và tiến hành kiểm tra phẩm chất để tìm ra các cá thể phù hợp với mục tiêu của đề tài (amylose ≤ 3%) và nhân lên ở vụ tiếp theo. Ở thế hệ thứ ba tiếp tục tuyển chọn theo các chỉ tiêu của hai vụ trước. Kết quả là sau 3 vụ đã tuyển chọn ra một cá thể Halos 7-4: 5-2-2 có thời gian sinh trưởng cực ngắn ngày (79 ngày), tương đối thuần, hàm lượng amylose thấp là 2,42% và hàm lượng protein cao là 10,12% phù hợp với mục tiêu đề tài. vi MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv QUÁ TRÌNH HỌC TẬP ..........................................................................................v TÓM LƯỢC ........................................................................................................... vi MỤC LỤC ............................................................................................................ vii DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................. ix DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................x DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ xi MỞ ĐẦU .................................................................................................................1 CHƯƠNG 1 .............................................................................................................2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .........................................................................................2 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA, LÚA NẾP ..........................................................2 1.1.1 Nguồn gốc của cây lúa, lúa nếp........................................................................2 1.1.2 Phân loại theo đặc tính thực vật .......................................................................2 1.2 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY LÚA, LÚA NẾP .......................................................................................................2 1.2.1 Thời gian sinh trưởng ......................................................................................2 1.2.2 Chiều cao cây ..................................................................................................4 1.2.3 Số bông/bụi .....................................................................................................4 1.2.4 Chiều dài bông.................................................................................................5 1.2.5 Số hạt chắc/bông..............................................................................................5 1.2.6 Tỷ lệ hạt chắc ..................................................................................................5 1.2.7 Trọng lượng 1000 hạt ......................................................................................6 1.3 MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT GẠO ......................................6 1.3.1 Chiều dài và hình dạng hạt gạo ........................................................................6 1.3.2 Hàm lượng amylose .........................................................................................7 1.3.3 Độ bền thể gel..................................................................................................7 1.3.4 Độ trở hồ .........................................................................................................8 1.3.5 Hàm lượng protein ...........................................................................................8 1.3.6 Tính thơm ........................................................................................................9 1.4 CHỌN LỌC DÒNG THUẦN ........................................................................... 10 1.4.1 Định nghĩa dòng thuần ................................................................................... 10 1.4.2 Phương pháp chọn lọc dòng thuần .................................................................10 1.4.2.1 Chọn lọc cá thể một lần .............................................................................. 11 1.4.2.2 Chọn lọc cá thể nhiều lần ........................................................................... 11 1.4.3 Những ưu và nhược điểm của công tác chọn lọc dòng thuần ......................... 11 vii 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA NẾP Ở NƯỚC TA........................ 12 CHƯƠNG 2 ........................................................................................................... 15 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ..................................................................15 2.1 PHƯƠNG TIỆN ............................................................................................... 15 2.1.1 Thời gian và địa điểm .................................................................................... 15 2.1.2 Vật liệu thí nghiệm ........................................................................................ 15 2.1.3 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm .....................................................................15 2.2 PHƯƠNG PHÁP .............................................................................................. 17 2.2.1 Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 17 2.2.2 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông học .................................................. 17 2.2.3 Đánh giá chỉ tiêu năng suất và thành phần năng suất ......................................17 2.2.4 Phương pháp đánh giá phẩm chất hạt gạo ...................................................... 17 2.2.4.1 Chiều dài và hình dạng hạt gạo .................................................................17 2.2.4.2 Phương pháp xác định hàm lượng amylose ................................................ 18 2.2.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein ................................................ 19 2.2.4.4 Phương pháp xác định cấp độ trở hồ ......................................................... 20 2.2.4.5 Phương pháp xác định độ bền thể gel ......................................................... 21 2.2.4.6 Phương pháp phân tích mùi thơm bằng KOH 1,7 % ...................................21 2.2.4.7 Phương pháp đánh giá tính kháng rầy ....................................................... 22 2.2.4.8 Phương pháp điện di protein SDS-PAGE .................................................... 22 CHƯƠNG 3 ........................................................................................................... 24 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................ 24 3.1 VỤ 1 ................................................................................................................. 24 3.1.1 Ghi nhận chung............................................................................................ 24 3.1.2 Một số chỉ tiêu nông học của các cá thể được chọn ở vụ 1 ........................... 25 3.2 VỤ 2................................................................................................................. 26 3.2.1 Ghi nhận chung.............................................................................................. 26 3.2.2 Một số chỉ tiêu nông học của các cá thể được chọn ở vụ 2 ............................. 26 3.2.3 Một số chỉ tiêu phẩm chất của các cá thể được chọn ở vụ 2 ........................... 29 3.3 VỤ 3................................................................................................................ 30 3.3.1 Ghi nhận chung.............................................................................................. 30 3.3.2 Một số chỉ tiêu nông học của các cá thể được chọn ở vụ 3 ............................. 30 3.3.3 Một số chỉ tiêu phẩm chất của các cá thể Halos 7-4 được chọn ở vụ 3 ........... 32 3.3.4 Kết quả điện protein SDS-PAGE ở vụ 3 ........................................................ 37 CHƯƠNG 4 ........................................................................................................... 38 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................... 39 4.1 KẾT LUẬN ......................................................................................................39 4.2 ĐỀ NGHỊ ......................................................................................................... 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 40 viii DANH SÁCH BẢNG Bảng Tựa bảng Trang 1.1 Phân loại thời gian sinh trưởng của cây lúa (Nguyễn Thành Hối, 3 2008) 2.1 Đặc tính của giống lúa Tẻ thơm 15 2.2 Tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt gạo (IRRI, 1988) 17 2.3 Thang đánh giá hàm lượng amylose (IRRI, 1988) 19 2.4 Bảng phân cấp độ độ trở hồ (Jennings et al, 1979) 20 2.5 Phân cấp độ bền thể gel (IRRI, 1996) 21 2.6 Bảng Phân cấp mùi thơm theo thang đánh giá của IRRI (1986) 22 2.7 Bảng đánh giá tính kháng rầy theo tiêu chuẩn quốc tế (1980) 22 2.8 Công thức pha dung dịch tạo một gel 23 3.1 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số bông/bụi của các cá thể 25 được chọn ở vụ 1 3.2 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số bông/bụi của các cá thể 27 Halos 7-4 ở vụ 2 3.3 Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông và tỷ 28 lệ hạt chắc của các cá thể Halos 7-4 ở vụ 2 3.4 Hàm lượng amylose và protein của các cá thể được chọn ở vụ 2 29 3.5 Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và số bông/bụi của cá thể 31 được chọn ở vụ 3 3.6 Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông và tỷ 32 lệ hạt chắc của các cá thể Halos 7-4 ở vụ 3 3.7 Chiều dài và hình dạng hạt gạo ở vụ 3 32 3.8 Hàm lượng amylose (%) và protein (%) của các cá thể Halos 7-4 ở 34 vụ 3 3.9 Tính thơm, độ trở hồ và độ bền thể gel của vụ 3 35 ix DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Tựa hình Hạt Halos 7-4 Chiều dài và rộng hạt gạo của các các cá thể được chon ở vụ 3 Độ trở hồ của các cá thể được chọn ở vụ 3 Độ bền thể gel của các cá thể được chọn ở vụ 3 Kết quả thủ rầy của các cá thể được chọn ở vụ 3 Phổ điện di protein tổng của 3 cá thể Halos 7-4: 5-2-1, Halos 7-4: 5-2-2, Halos 7-4: 5-2-3 ở vụ 3 x Trang 24 33 35 36 37 37 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Bộ NN&PTNN Công ty DVBVTV An Giang Ctv D/R ĐBSCL Ha IRRI NSLT NXB TGST TL 1000 hạt TTXVN Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn Công ty Dịch vụ Bảo Vệ Thực Vật An Giang Cộng tác viên Dài/rộng Đồng bằng sông Cửu Long Hecta Viện Nghiên cứu lúa quốc tế Năng suất lý thuyết Nhà xuất bản Thời gian sinh trưởng Trọng lượng 1000 hạt Thông tấn xã Việt Nam xi MỞ ĐẦU Lúa nếp được coi là giống lúa đặc sản được trồng từ lâu đời và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong đời sống con người ở nước ta cũng như trên thế giới. Sản phẩm từ nếp rất đa dạng: bánh chưng, bánh tét trong ngày tết, đến các loại xôi, bánh, rượu phục vụ tiêu dùng thường ngày của các gia đình. Có thể nói, lúa nếp đã góp phần làm đa dạng văn hóa ẩm thực trong các lễ hội và góp phần tăng thu nhập, cải thiện đời sống cho người nông dân. Vụ lúa nếp hè thu 2013, nông dân các xã Phú Lâm, Phú Thạnh, Phú An, Hiệp Xương, thị trấn Chợ Vàm, thị trấn Phú Mỹ (huyện Phú Tân) đang thu hoạch với diện tích gần 1.000 ha, trên tổng diện tích 22.375 ha. Hiện nay, thương lái thu mua lúa nếp tươi tại đồng ruộng với giá từ 5.300–5.600 đồng/kg, trong khi giá lúa thường chỉ ở mức 4.300-4.500 đồng/kg. Như vậy nếu trừ chi phí, nông dân trồng lúa nếp có lãi cao hơn từ 1.000-1.100 đồng/kg so với trồng lúa thường (TTXVN, 19/07/2013). Khả năng kháng sâu bệnh của lúa nếp lại khá, việc xay xát cũng không cần có công nghệ gì đặc biệt. Với những lợi thế đó, những năm qua nông dân ở một số địa phương vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long đã chuyển qua trồng lúa nếp khá nhiều. Hiện nay vùng ĐBSCL đã hình thành và ngày càng mở rộng các vùng chuyên canh nếp ở các tỉnh An Giang, Tiền Giang và Long An, nổi tiếng với các giống nếp Bè Chợ Gạo, nếp Phú Tân và nếp OM85. Tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng gạo nếp của người dân, các nghiên cứu về chọn tạo giống nếp chưa được quan tâm đúng mức và sự đa dạng bộ giống lúa nếp trong sản xuất cũng còn hạn chế. Bên cạnh đó, trong những năm qua việc sản xuất lúa đang phải đối mặt với không ít khó khăn bởi tình hình diễn biến thất thường của thời tiết và sâu bệnh, đặc biệt là mưa bão và lũ lụt. Do đó, xu hướng chuyển đổi về cơ cấu giống lúa những năm gần đây là việc tăng nhanh sử dụng các giống lúa cực ngắn ngày để điều chỉnh lịch thời vụ hợp lý, hạn chế thấp nhất thiệt hại do lũ lụt gây ra trong vụ thu đông ở các tỉnh vùng lũ ĐBSCL là rất cần thiết. Từ giữa thập kỷ 80 của thế kỷ trước, Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long bắt đầu chương trình tạo chọn giống lúa cao sản dưới 90 ngày để góp phần né lũ mùa mưa, né hạn và mặn xâm nhập mùa khô và tăng vụ, rút ngắn chu kỳ sản xuất lúa. Xuất phát từ những yêu cầu trên, đề tài “Chọn dòng nếp cực ngắn ngày từ giống Tẻ thơm (Halos 7-4)” được thực hiện nhằm mục tiêu chọn ra ít nhất một dòng nếp thuần, cực ngắn ngày (< 90 ngày), chất lượng tốt (amylose  3%), hạt trắng. 1 CHƢƠNG 1 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA, LÚA NẾP 1.1.1 Nguồn gốc của cây lúa, lúa nếp Cây lúa là một trong những cây có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất. Căn cứ vào các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam…cây lúa đã có mặt từ 30002000 năm trước công nguyên. Đã có nhiều công trình nghiên cứu và nêu ra những ý kiến khác nhau nhưng cho tới nay vẫn chưa có những dữ liệu chắc chắn và thống nhất. Tuy chưa có nhiều ý kiến thống nhất, nhưng căn cứ vào tài liệu lịch sử và các di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự hiện diện rộng rãi của cây lúa hoang dại có trong khu vực, nhiều người đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan dần đi khắp nơi (Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997). Lúa nếp có tổ tiên lâu đời, có thể thích ứng với điều kiện khí hậu khắc nghiệt như lạnh, khô. Theo Takane Matsuo (1997) được trích dẫn bởi Nguyễn Văn Vương (2013) cho rằng: lúa nếp nương là dạng khởi nguồn của của lúa trồng vì nó được tìm thấy đầu tiên ở Assam-Yunnan, nơi lúa nếp chiếm ưu thế. Các tác giả Chaudhary R.C. và D.V.Tran (2001) cho rằng: Lào và Đông Bắc Thái Lan là Trung tâm xuất xứ của lúa nếp và Lào là nước sản xuất và tiêu thụ lúa nếp lớn nhất thế giới với khoảng 85% sản lượng lúa nếp hàng năm. 1.1.2 Phân loại theo đặc tính thực vật Về mặt phân loại thực vật, cây lúa thuộc họ hòa thảo (Gramineae), chi Oryza. Trong chi Oryza có nhiều loài sống hằng niên hoặc là đa niên. Trong đó chỉ có 2 loài trồng là Oryza sativa L., phổ biến ở Châu Á, chiếm đại bộ phận diện tích trồng lúa, có nhiều giống có đặc tính tốt cho năng suất cao và Oryza glaberrima Steud., hạt nhỏ, năng suất thấp, chỉ trồng trên diện tích nhỏ ở Tây Phi. Còn lại là lúa hoang hằng niên và đa niên phân bố rộng rãi ở Ấn Độ, Đông Nam Á, Nam Trung Quốc và Châu Phi nhiệt đới (Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997). 1.2 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC ẢNH HƢỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY LÚA, LÚA NẾP 1.2.1 Thời gian sinh trƣởng Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi chín hoàn toàn, phụ thuộc vào đặc tính giống và điều kiện ngoại cảnh đây là đặc 2 tính dễ phân biệt giữa những giống thuần và giống lẫn tạp đặc biệt có ý nghĩa trong công tác phục tráng giống (Phạm Thị Mùi, 2010). Thời gian sinh trưởng của cây lúa được nhiều tác giả nghiên cứu từ rất lâu, gồm 2 giai đoạn là: sinh trưởng sinh dưỡng và giai đoạn sinh trưởng sinh thực. Các giống lúa mùa cảm ứng ánh sáng ngày ngắn mạnh phải chờ đến quang kỳ thích hợp mới bắt đầu phân hóa đồng để trổ bông. Giai đoạn phân hóa đòng thường kéo dài từ 27-33 ngày, trung bình 30 ngày. Hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới có thời gian từ khi trổ đến chín khoảng 30 ngày.Giống lúa có thời gian sinh trưởng cực ngắn đã được chọn tạo nhằm bổ sung vào cơ cấu sản xuất và góp vào thị phần xuất khẩu ở miền Nam (Nguyễn Văn Luật, 2008). Bảng 1.1 Phân nhóm thời gian sinh trƣởng của cây lúa (Nguyễn Thành Hối, 2008) Ký hiệu A0 A1 A2 B Thời gian sinh trƣởng (ngày) < 90 90-105 106-120 > 120 Phân loại Cực ngắn Ngắn ngày Trung bình Dài ngày Nhiều giống lúa nếp cổ truyền Việt Nam có thời gian sinh trưởng dài (140160 ngày), phản ứng với ánh sáng ngày ngắn như nếp cau, nếp cái hoa vàng, nếp Quýt, tuy nhiên cũng có giống nếp cực ngắn chỉ 85 ngày như: N87-2 có thời gian sinh trưởng 108-112 ngày. Để đáp ứng nhu cầu sản xuất hiện nay, công tác chọn tạo giống nếp cần quan tâm đến thời gian sinh trưởng ngắn , vì thế công tác đánh giá tập đoàn cần chú ý các vật liệu có thời gian sinh trưởng ngắn và có khả năng kết hợp cao về tính trạng này (Nguyễn Văn Vương, 2013) Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), các giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn có thể cho năng suất không cao vì sự sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế, còn những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không cho năng suất cao vì sự dinh dưỡng dư có thể gây đỗ ngã. Yoshida (1981) và De Datta (1981) cho rằng thời gian sinh trưởng đối với một giống lúa lý tưởng trung bình là khoảng 120 ngày vì đây là thời gian tối hảo để lúa đạt được năng suất tối đa khi được bón ở các mức đạm cao. Tuy nhiên theo Matsushima và ctv., (1964) cho rằng có thể cải thiện năng suất của các giống lúa ngắn ngày bằng cách tạo ra giống lúa có lá đứng, sự quang hợp của tán lá đứng cao hơn 20% so với tán lá rũ. Bùi Chí Bửu (1998) cũng khẳng định rằng đối với các giống lúa ngắn ngày do có thời gian sinh trưởng ngắn, cần sử dụng nhiều hơn về mặt dinh dưỡng, năng lượng ánh sáng mặt trời để tạo năng suất, do đó phải chú ý chọn tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng và có một công thức bón phân hợp lý. Thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc vào thời vụ gieo cấy với điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Ở miền Bắc, do thời tiết biến động trong năm, nhất 3 là nhiệt độ nên thời gian sinh trưởng cũng thay đổi theo thời vụ gieo cấy. Ngược lại ở miền Nam do nhiệt độ ít thay đổi trong năm, thời gian sinh trưởng không có những thay đổi đáng kể (Nguyễn Đình Giao, 1997). 1.2.2 Chiều cao cây Chiều cao cây được tính từ gốc lúa cho đến bông cao nhất. Tương tự thời gian sinh trưởng, đây là đặc tính thường dùng để phân biệt giữa giống thuần và lẫn tạp khi phục tráng giống (Phạm Thị Mùi, 2010). Bùi Chí Bửu và ctv. (1992) kết luận rằng có ít nhất năm nhóm gen điều khiển tính trạng chiều cao cây lúa. Mặt khác, Kalaimati và ctv. 1987 cho rằng chiều cao được kiểm soát bởi đa gen và chịu ảnh hưởng của hoạt động cộng tính. Theo Jennings et al. (1979), hơn bất cứ đặc tính nào khác, thân rạ thấp và cứng là hai yếu tố quyết định tính đổ ngã. Thân rạ cao, ốm yếu, dễ đổ ngã sớm làm rối bộ lá, tăng hiện tượng rợp bóng, cản trở sự chuyển vị các dưỡng liệu và các chất quang hợp làm cho hạt bị lép và giảm năng suất. Thân rạ ngắn và dày cũng sẽ chống lại sự đổ ngã. Tuy nhiên không phải tất cả thân ngắn đều cứng rạ, nó còn phụ thuộc vào các đặc tính như đường kính thân, độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng. So với lúa tẻ, các giống nếp cổ truyền thường cao cây hơn, có những giống nếp cao gần 200 cm như: nếp Mây, nhưng cũng có giống nếp chỉ cao trên 90 cm như: ĐS101, IRI352. Để chọn tạo giống nếp năng suất cao, chống đổ tốt cần thiết phải tạo các giống nếp có chiều cao cây vừa phải (100-120cm) là thích hợp (Đào Thế Tuấn, 1977). Theo Akita (1989), cây cao từ 90-100 cm được coi là lý tưởng năng suất. Tuy nhiên trong những điều kiện ngập nước đặc biệt là những vùng có lượng mưa cao, năng suất hạt giảm theo sự gia tăng độ sâu của nước, trong những điều kiện như vậy dạng lúa cao vừa (110-130cm) được xem là có ưu thế hơn so với dạng thấp cây (90-110 cm), bên cạnh đó cây còn có thể cạnh tranh được với cỏ dại (Yoshida, 1981). 1.2.3 Số bông/bụi Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997) trong bốn yếu tố quyết định năng suất thì số bông/bụi là yếu tố có quyết định nhất và sớm nhất. Nó có thể đóng góp 74% năng suất, trong khi số hạt và trọng lượng hạt đóng góp 26% năng suất còn lại. Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) thì số bông trên đơn vị diện tích tùy thuộc vào mật độ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa. Mật độ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa thay đổi tùy theo giống lúa, điều kiện đất đai, thời tiết, lượng phân bón nhất là phân đạm và chế độ nước. Số bông trên đơn vị diện tích có ảnh hưởng thuận với năng suất. 4 Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997) thì số bông có mối quan hệ nghịch với số hạt trên bông và trọng lượng 1000 hạt vì khi tăng mật độ thì số bông tăng nhưng số hạt trên bông và trọng lượng 1000 hạt sẽ giảm đồng thời nếu mật độ quá dày thì việc đầu tư phân bón sẽ cao cộng với gia tăng sâu bệnh. Khảo sát bộ giống lúa cao sản, Nguyễn Thị Lang (1994) cũng cho rằng tính trạng số bông trên bụi mang tính trội rất cao. Số bông trên bụi có quan hệ nghịch với số hạt trên bông và trọng lượng hạt. Nên khi trồng với mật độ dày, số bông trên một đơn vị diện tích sẽ tăng nhưng số hạt trên bông giảm và trọng lượng hạt sẽ giảm. Vì vậy để nâng cao năng suất lúa cần có số bông trên m2 vừa phải, gia tăng số hạt chắc trên một đơn vị diện tích là biện pháp gia tăng năng suất tốt hơn là gia tăng số bông trên m2 (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). 1.2.4 Chiều dài bông Chiều dài bông là một đặc điểm di truyền của giống, nó được tính từ đốt cổ bông đến đầu mút bông. Giống có bông dài, hạt xếp khít, tỷ lệ hạt lép thấp, khối lượng 1000 hạt cao sẽ cho năng suất cao (Vũ Văn Liết và ctv., 2004). Setter (1994) cho rằng chiều dài bông thay đổi tùy giống và góp phần làm tăng năng suất. Do vậy, trong tương lai việc chọn tạo cây lúa có chiều dài bông bằng nửa chiều cao thân cây là tốt nhất. 1.2.5 Số hạt chắc/bông Nguyễn Ngọc Đệ (1998) cho rằng, lúa sạ có trung bình 80-100 hạt trên bông và 100-120 hạt trên bông đối với lúa cấy là tốt trong điều kiện Ở Đồng bằng Sông Cửu Long. Trên cùng một cây lúa, những bông chính thường có nhiều hạt, những bông phụ phát triển sau nên ít hơn. Theo Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê thị Dự (2000), hoạt động không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc/bông. Ngoài ra, tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh mà tỉ lệ chắc cao hay thấp. Số hoa trên bông quá nhiều dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). 1.2.6 Tỷ lệ hạt chắc Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), tỷ lệ hạt chắc được quyết định từ đầu thời kì phân hóa đòng đến khi lúa vào chắc nhưng quan trọng nhất là các thời kì phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh và vào chắc. Thường số hoa trên bông quá nhiều dễ dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp. Tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lí của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh. Theo ông, muốn có năng suất cao tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80%. Bên cạnh 5 đó, mùa vụ cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ hạt chắc, ở vụ Đông Xuân tỷ lệ hạt chắc sẽ cao hơn vụ Hè Thu (Lê Xuân Thái, 2003). 1.2.7 Trọng lƣợng 1000 hạt Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) trọng lượng hạt tùy thuộc vào cỡ hạt và độ mẩy (no đầy) của hạt lúa. Ở phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-30 g. Trọng lượng hạt chủ yếu do đặc tính di truyền của giống quyết định, điều kiện môi trường có ảnh hưởng một phần vào thời kỳ giảm nhiễm (18 ngày trước khi trổ) trên cỡ hạt; cho đến khi vào chắc rộ (15-25 ngày sau khi trổ) trên độ mẩy của hạt. Mặt khác, kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cũng cho thấy khối lượng 1000 hạt ở lúa tẻ và lúa nếp đều chịu tác động rất ít bới các yếu tố môi trường (Gonzales O.M anh Ramirez R., 1998). Khối lượng 1000 hạt của một giống giữ ổn định không có nghĩa là khối lượng như nhau, chúng thay đổi trong một giới hạn nhất định nhưng giá trị trung bình thì luôn ổn định (Nguyễn Đình Giao và ctv., 1997). Theo Yoshida (1981) trọng lượng 1000 hạt là đặc tính ổn định của giống vì kích thước hạt bị kiểm tra chặt chẽ bởi kích thước vỏ trấu dù các điều kiện thời tiết thuận lợi và nguồn dinh dưỡng cung cấp như thế nào, tuy nhiên kích thước vỏ trấu bị thay đổi chút bởi bức xạ mặt trời trong 2 tuần trước khi trổ đòng. Do đó, theo Lê Xuân Thái (2003) cũng khẳng định tính trạng trọng lượng 1000 hạt có hệ số di truyền cao và ít chịu tác động của môi trường nên việc chọn giống có trọng lượng 1000 hạt cao là rất cần thiết. 1.3 MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT GẠO 1.3.1 Chiều dài và hình dạng hạt gạo Theo Khush et al. (1979) thị hiếu người tiêu dùng về dạng gạo rất thay đổi tùy theo tập quán ở từng vùng miền. Nhưng được ưa chuộng nhiều nhất trên thị trường vẫn là gạo loại thon dài. Thị trường gạo tại các nước Trung Đông thích gạo rất dài, có mùi thơm. Ngược lại, ở châu Âu người tiêu thụ thích gạo dài, nhưng không có bất kỳ mùi gì. Thị trường gạo ở Châu Mỹ La Tinh thích gạo có vỏ lụa màu đỏ như Huyết Rồng của Việt Nam. Chiều dài hạt gạo trên thị trường quốc tế hiện nay là lớn hơn 7 mm với yêu cầu của hạt gạo dài (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000). Hình dạng hạt ít thay đổi và ít quan trọng hơn chiều dài, mặc dù thị trường yêu cầu dạng hạt tốt nhất từ thon dài đến trung bình. Các nhà chọn tạo giống cần phải nắm sở thích của thị trường vì nếu giống chọn tạo ra có năng suất cao và kháng được sâu bệnh nhưng kiểu hạt không đạt thị hiếu trên thị trường của từng quốc gia thì cũng không đạt tiêu chuẩn (Jennings et al., 1979). 6 Chiều dài hạt gạo là tính trạng ổn định nhất ít bị ảnh hưởng của môi trường và được điều khiển bởi đơn gene (Ramiah et al., 1931) hay hai gene (Bollich, 1957). Tuy nhiên theo Sormith (1974), thì chiều dài hạt do ba gene điều khiển. 1.3.2 Hàm lƣợng amylose Amylose là phần tinh bột không phân nhánh có trong gạo tẻ. Amylopectin, tinh bột có công thức phân nhánh chiếm phần còn lại. Hàm lượng amylose ảnh hưởng chủ yếu trên đặc tính của cơm. Nó tương quan nghịch với độ dẻo, độ mềm, màu và độ bóng của cơm (Jennings et al., 1979). Tùy theo hàm lượng amylose các giống lúa có thể phân nhóm thành nếp (1-2% amylose), amylose thấp (8-20%), trung bình (21-25%) và cao (hơn 25%). Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) trong gạo hàm lượng amylose phổ biến từ 15 tới 35%. Gạo có hàm lượng amylose cao (>25%) cơm sẽ nở nhiều và dễ tróc, nhưng khô cơm và cứng khi nguội. Các giống có hàm lượng amylose thấp (8-20%) thường ướt, dẻo và bóng láng khi nấu chín. Hàm lượng amylose càng thấp thì tính dẻo của cơm càng cao và mềm khi để nguội tương tự như nếp. Nếp hay gạo dẻo là thực phẩm chính tại một số vùng nhỏ Châu Á. Nếp còn dùng để làm bánh tét, món tráng miệng, đồ ngọt, bánh tráng,...Nếp ít hút nước và ít nở lúc nấu. Sau khi nấu chín, nếp thường ướt, dẻo và bóng. Dù cơ chế di truyền về lượng amylose chưa được rõ, nhưng dường như loại amylose cao và thấp khác nhau do một gen duy nhất điều khiển (Jennings et al., 1979). Đồng quan điểm, IRRI (1976) cho rằng amylose được kiểm soát bởi một gen duy nhất, trong gạo nếp phần nội nhũ chứa amylopectin được kiểm soát bởi gen lặn, trong gạo tẻ có cả amylose và amylopectin được kiểm soát bởi gen trội. Với quan điểm khác, Heda và Reddy (1986) kết luận rằng hàm lượng amylose bị chi phối bởi hai cặp gene, hàm lượng amylose cao trội so với hàm lượng amylose thấp. Lượng amylose bị môi trường biến đổi một phần theo những phương cách chưa được biết rõ. Nhiệt độ cao lúc lúa chín làm giảm lượng amylose. Lượng amylose của một số giống lúa có thể khác nhau đến 6% từ mùa này sang mùa khác (Jennings et al., 1979). 1.3.3 Độ bền thể gel Theo Jennings et al. (1979), các giống lúa có lượng amylose cao như nhau (trên 25%) có thể khác nhau về độ bền gel. Lúa có lượng amylose dưới 24% thường có gel mềm. Lúa có hàm lượng amylose thấp thường có độ bền thể gel mềm.Trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống đó được ưa chuộng hơn (Khush et al., 1979). 7