Lai tạo và tuyển chọn giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu mặn cao từ tổ hợp lai ctus1 x ctus8

  • Số trang: 68 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 15 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN PHƯỢNG HẰNG LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY CÓ KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CAO TỪ TỔ HỢP LAI CTUS1 x CTUS8 Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cần Thơ, 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: Công Nghệ Giống Cây Trồng LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY CÓ KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CAO TỪ TỔ HỢP LAI CTUS1 x CTUS8 Giáo viên hướng dẫn: PGs. Ts. VÕ CÔNG THÀNH Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHƯỢNG HẰNG MSSV: 3108338 LỚP: TT10Z1A1 Cần Thơ, 12/2013 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN – GIỐNG NÔNG NGHIỆP Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY CÓ KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CAO TỪ TỔ HỢP LAI CTUS1 x CTUS8 Do sinh viên Nguyễn Phƣợng Hằng thực hiện. Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày….tháng…năm 2013 Cán bộ hƣớng dẫn PGs.Ts. Võ Công Thành i TRƢỜNG 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 Kỹ sƣ ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN GIỐNG LÚA NGẮN NGÀY CÓ KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CAO TỪ TỔ HỢP LAI CTUS1 x CTUS8 Do sinh viên Nguyễn Phƣợng Hằng thực hiện và bảo vệ trƣớc Hội Đồng. Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp ……………………………………… ……………………………………………………………………………………....... ………………………………………………………………………………………... Luận văn tốt nghiệp đƣợc đánh giá ………………………………………………….. Cần Thơ, ngày …tháng…..năm 2013 Hội đồng …………….... ………………….. …………………. DUYỆT KHOA Trƣởng 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 chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trƣớc đây. Tác giả luận văn Nguyễn Phƣợng Hằng iii QUÁ TRÌNH HỌC TẬP  LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ và tên: Nguyễn Phƣợng Hằng Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 06/07/1991 Dân tộc: Kinh Nơi sinh: xã Hòa Tân, huyện Châu Thành, Tỉnh Đồng Tháp Cha: Nguyễn Văn Cừ Mẹ: Trƣơng Thị Tƣ Địa chỉ thƣờng trú: 201, ấp Hòa Hƣng, xã Hòa Tân, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp Điện thoại: 01699699051 Email: hang108338@student.ctu.edu.vn QUÁ TRÌNH HỌC TẬP *Tiểu học: Thời gian đào tạo: 1997 – 2002 Trƣờng: Tiểu học Hòa Tân 1 Địa chỉ: xã Hòa Tân, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp. *Trung học cơ sở: Thời gian đào tạo: 2002 – 2006 Trƣờng: Trung học cơ sở Hòa Tân Địa chỉ: xã Hòa Tân, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp. *Trung học phổ thông: Thời gian đào tạo: 2006 – 2009 Trƣờng: Trung học phổ thông Châu Thành 1 Địa chỉ: xã Tân Nhuận Đông, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp. Ngày….,tháng….,năm 2013 Ngƣời khai Nguyễn Phƣợng Hằng iv LỜI CẢM TẠ Kính dâng Cha, mẹ hai đấng sinh thành đã cho con hình hài và hơi thở. Bà nội, mẹ hết lòng yêu thƣơng, dạy dỗ và nuôi nấng con khôn lớn, nên ngƣời. Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGs.Ts. Võ Công Thành ngƣời thầy đáng kính đã tận tình hƣớng dẫn, gợi ý và cho tôi những lời khuyên vô cùng bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn Tập thể cán bộ, nghiên cứu viên của phòng thí nghiệm “Di truyền – Chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di Truyền – Giống Nông Nghiệp: Ts Quan Thị Ái Liên, Ths. Trần Thị Phƣơng Thảo, Ths. Nguyễn Thị Ngọc Hân, Ks Lê Trung Hiếu, Ks Nguyễn Ngọc Cẩm, Ktv Đái Phƣơng Mai, Ktv Đặng Thị Ngọc Nhiên, Ktv Nguyễn Thành Tâm, Ktv Võ Quang Trung, đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm của luận văn này. Các bạn Thảo, Châu, Dƣơng, Trúc, Tuyến, Mi, Hƣơng, Trinh, Thoảng, Xuyên,… và các bạn sinh viên K36, 37 thân yêu đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình làm thí nghiệm. v NGUYỄN PHƢỢNG HẰNG, 2013. “Lai tạo và tuyển chọn giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu mặn cao từ tổ hợp lai CTUS1 x CTUS8”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng, trƣờng Đại học Cần Thơ. Cán bộ hƣớng dẫn PGs.Ts. Võ Công Thành, Ts. Quan Thị Ái Liên. TÓM LƢỢC Biến đổi khí hậu, sự xâm nhập mặn của biển, mô hình nuôi tôm không còn hiệu quả, mô hình lúa tôm đang trên đà phát triển. Vấn đề quan trọng là phải tạo ra được giống lúa có khả năng chịu mặn cao hơn và thời gian sinh trưởng ngắn để đáp ứng với điều kiện mô hình lúa tôm của người dân. Bằng phương pháp lai đơn giữa 2 dòng đột biến có khả năng chịu mặn cao; đánh giá các chỉ tiêu nông học, phẩm chất; ứng dụng kỹ thuật điện di SDS-PAGE; đánh giá khả năng chịu mặn IRRI, 1997. Kết quả thế hệ F3 chọn lọc được 4 dòng thơm nhẹ, thời gian sinh trưởng dưới 120 ngày, chiều cao cây dưới 150 cm: THL20-10-1; THL20-10-6; THL20-10-9; THL20-10-12, ở thế hệ F2 tất cả đều có hàm lượng amylose thấp (18,03%) mang đặc tính của dòng mẹ CTUS1, đã cải thiện được độ cứng cơm của dòng cha CTUS8; hàm lượng protein 6,12% cao hơn dòng mẹ và có khả năng chống chịu mặn 12‰. Điều này có thể khẳng định nhận định của Singh (2006): không thể nâng cao khả năng chịu mặn bằng phương pháp lai tạo thông qua các dòng đột biến. vi MỤC LỤC Đề mục Trang Lời cam đoan .......................................................................................................... iii Quá trình học tập ..................................................................................................... iv Lời cảm tạ ................................................................................................................. v Tóm lƣợt .................................................................................................................. vi Mục lục ................................................................................................................... vii Danh sách hình ......................................................................................................... x Danh sách bảng ....................................................................................................... xi Danh sách các từ viết tắt ........................................................................................ xii MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................. 2 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA ...................................................................... 2 1.1.1 Phân loại ............................................................................................... 2 1.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây lúa....................................................... 2 1.2 LÚA MÙA ĐỘT BIẾN ................................................................................. 4 1.2.1 Phân nhóm lúa mùa .............................................................................. 4 1.2.2 Một số ứng dụng của đột biến vào công tác chọn giống cây trồng ..... 4 1.3 PHƢƠNG PHÁP CẢI THIỆN GIỐNG LÚA............................................... 5 1.3.1 Lai tạo................................................................................................... 5 1.3.2 Chọn lọc các cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần .................................... 6 1.4 ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA CÂY LÚA.................................................. 6 1.4.1 Thời gian sinh trƣởng ........................................................................... 6 1.4.2 Chiều cao cây ....................................................................................... 7 1.4.3 Số hạt chắc/bông .................................................................................. 7 1.4.4 Trong lƣợng 1.000 hạt .......................................................................... 8 1.5 KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN MẶN CỦA CÂY LÚA....... 8 1.5.1 Ảnh hƣởng bất lợi của mặn đôi với cây lúa ......................................... 8 1.5.2 Tính chống chịu mặn của cây lúa......................................................... 9 1.5.3 Di truyền tính chống chịu mặn ........................................................... 11 1.6 MỘT SỐ TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT HẠT GẠO .................... 12 vii 1.6.1 Hàm lƣợng Amylose .......................................................................... 12 1.6.2 Hàm lƣợng Protein ............................................................................. 13 1.6.3 Nhiệt trở hồ ........................................................................................ 13 1.6.4 Độ bền thể gel .................................................................................... 14 1.6.5 Mùi thơm ............................................................................................ 15 1.7 CHIỀU DÀI VÀ HÌNH DẠNG HẠT GẠO ............................................... 15 1.8 KỸ THUẬT ĐIỆN DI SDS-PAGE ............................................................ 16 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP .......................................... 18 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM ...................................................................... 18 2.2 PHƢƠNG TIỆN .......................................................................................... 18 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu ............................................................................ 18 2.2.2 Thiết bị hóa chất ................................................................................. 18 2.3 PHƢƠNG PHÁP ......................................................................................... 19 2.3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................... 19 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ......................................................... 19 2.3.2.1 Phương pháp lai tạo ............................................................... 19 2.3.2.2 Phương pháp điện di protein tổng số ..................................... 20 2.3.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein ............................ 22 2.3.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng Amylose .......................... 23 2.3.2.5 Phương pháp xác định cấp nhiệt trở hồ ................................. 24 2.3.2.6 Phương pháp xác định độ bền thể gel .................................... 25 2.3.2.7 Trắc nghiệm tính thơm KOH 1,7% (IRRI, 1988) ................... 26 2.3.2.8 Phương pháp đánh giá chịu mặn giai đoạn mạ (IRRI, 1997) 26 2.3.2.9 Phương pháp lấy chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất .. 27 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 28 3.1 ĐẶC ĐIỂM CÂY CHA MẸ BAN ĐẦU .................................................... 28 3.2 THẾ HỆ F1 ................................................................................................. 28 3.3 THẾ HỆ F2 ................................................................................................. 29 3.3.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất ....................................... 29 3.3.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F2 .................... 31 3.3.3 Kết quả phân tích các chỉ tiêu phẩm chất 7 dòng lai ƣu tú thế hệ F2 35 3.3.3.1 Chiều dài, rộng hạt ................................................................ 35 3.3.3.2 Màu sắc hạt ............................................................................ 36 viii 3.3.3.3 Hàm lượng protein ................................................................. 37 3.3.3.4 Hàm lượng Amylose ............................................................... 38 3.3.3.5 Kết quả điện di protein tổng của các hạt F3 ......................... 38 3.3.3.6 Độ bền thể gel ........................................................................ 40 3.3.3.7 Nhiệt trở hồ ............................................................................ 41 3.4 THẾ HỆ F3 ................................................................................................. 42 3.4.1 Chỉ tiêu nông học của các dòng lai thế hệ F3 .................................... 42 3.4.1.1 Chỉ tiêu nông học của các dòng lai sau khi thử thơm............ 43 3.4.1.2 Chiều dài, rộng hạt ................................................................ 46 3.4.1.3 Màu sắc hạt ............................................................................ 47 CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................. 49 4.1 KẾT LUẬN ................................................................................................. 49 4.2 ĐỀ NGHỊ .................................................................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 50 ix DANH SÁCH HÌNH Tên hình Tựa Trang Hình 3.1 Hạt lai F1 ............................................................................................... 28 Hình 3.2 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F2 ở 12‰ ......... 33 Hình 3.3 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F2 ở 12‰ ......... 33 Hình 3.4 Chiều dài và rộng hạt gạo thế hệ F2...................................................... 35 Hình 3.5 Màu sắc hạt gạo thế hệ F2 ..................................................................... 37 Hình 3.6 Phổ điện di protein tổng số hạt F3 ........................................................ 39 Hình 3.7 Phổ điện di protein tổng số hạt F3 ........................................................ 39 Hình 3.8 Độ bền thể gel ....................................................................................... 41 Hình 3.9 Nhiệt trở hồ của thế hệ F2 ..................................................................... 42 Hình 3.10 Chiều dài và rộng hạt gạo thế hệ F3...................................................... 46 Hình 3.11 Màu sắc hạt gạo thế hệ F3 ..................................................................... 48 x DANH SÁCH BẢNG Tên bảng Tựa Trang Bảng 1.1 Phân nhóm lúa theo hàm lƣợng amylose (IRRI, 1998) ........................ 12 Bảng 1.2 Phân loại theo số đo chiều dài hạt gạo (Tiêu chuẩn Việt Nam, 2001) . 16 Bảng 1.3 Phân loại theo tỉ số chiều dài/rộng hạt (Tiêu chuẩn Việt Nam, 2001) . 16 Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu nông học và phẩm chất của cây cha mẹ ban đầu ......... 18 Bảng 2.2 Công thức pha dung dịch tạo gel .......................................................... 21 Bảng 2.3 Hệ thống đánh giá chuẩn hàm lƣợng Amylose cho lúa (IRRI, 1988) .. 24 Bảng 2.4 Bảng phân cấp độ trở hồ (IRRI, 1979) ................................................. 24 Bảng 2.5 Đánh giá độ trở hồ theo thang điểm của IRRI (1979) .......................... 25 Bảng 2.6 Phân cấp độ bền thể gel theo thang đánh giá của IRRI (1996) ............ 26 Bảng 2.7 Tiêu chuẩn đánh giá chống chịu mặn (IRRI, 1997) ............................. 27 Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu nông học của cây F1 .................................................... 29 Bảng 3.2 Một số chỉ tiêu nông học của 18 dòng thế hệ F2 .................................. 31 Bảng 3.3 Sự thay đổi nồng độ mặn chỉ số EC và pH ở 12‰, 14‰ (trung bình 3 khay) ................................................................................................. 32 Bảng 3.4 Đánh giá khả năng chịu mặn 18 dòng thế hệ F2 và cha mẹ so với đối chứng ở 12‰, 14‰.......................................................................................... 34 Bảng 3.5 Chiều dài, rộng hạt gạo của 7 dòng lai ƣu tú ........................................ 36 Bảng 3.6 Màu sắc hạt thế hệ F2 ........................................................................... 36 Bảng 3.7 Hàm lƣợng protein ở hạt F3 của 7 dòng lai ƣu tú ................................. 37 Bảng 3.8 Hàm lƣợng Amylose ở hạt F3 của 7 dòng lai ƣu tú ............................. 38 Bảng 3.9 Độ bền thể gel của 7 dòng lai ƣu tú thế hệ F2 ...................................... 40 Bảng 3.10 Nhiệt trở hồ của hạt F3 ......................................................................... 41 Bảng 3.11 Kết quả thử thơm ở thế hệ F3 ............................................................... 43 Bảng 3.12 Một số chỉ tiêu nông học thế hệ F3 ...................................................... 44 Bảng 3.13 Chiều dài và rộng hạt của các dòng thế hệ F3 so với cha mẹ ............... 47 Bảng 3.14 Màu sắc hạt gạo thế hệ F3 .................................................................... 48 xi DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CC Chống chịu CCTB Chống chịu trung bình CK Chuẩn kháng CN Chuẩn nhiễm CTUS1 Lúa sỏi đột biến CTUS8 Nàng quớt biển đột biến ĐB Đột biến ĐBSCL Đồng bằng sông cửu long dS m-1 Deci Siemens trên mỗi mét EC Độ dẫn điện IRRI Viện nghiêm cứu lúa gạo quốc tế IRRI Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế mS cm-1 Mili Siemens trên mỗi centi mét N Nhiễm RN Rất nhiễm THL Tổ hợp lai xii MỞ ĐẦU Hiện nay vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long đang chịu ảnh hưởng rất nặng bởi các tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt là sự xâm nhập mặn của biển làm tăng diện tích nhiễm mặn. Theo Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam (2011), những tháng đầu năm 2011 nước mặn đã xâm nhập sâu vào đất liền ở ĐBSCL từ 40-45 km với độ mặn hơn 4‰ và đã làm hại đến nhiều diện tích lúa của vùng. Bên cạnh đó mô hình nuôi trồng tôm trong vài năm gần đây, tôm chết do bị ngộ độc nên đã không còn hiệu quả. Sự thay thế của mô hình lúa-tôm cho mô hình tôm truyền thống đem lại hiệu quả cao. Vấn đề ở đây là mặn xâm nhập vào từ tháng 12 đến tháng 5, nông dân đã tranh thủ lấy nước mặn để nuôi tôm; từ tháng 6 đến tháng 12 rửa mặn bằng nước mưa để trồng lúa, tuy nhiên độ mặn trong đất vẫn còn do quá trình nuôi tôm lấy nước mặn. Vì vậy, việc chọn giống lúa chống chịu mặn cao ở giai đoạn mạ và ngắn ngày (<120 ngày) để né mặn vào cuối vụ tháng 12 là yêu cầu cấp thiết hiện nay. Để nhanh chóng giải quyết được vấn đề nêu trên đề tài “Lai tạo và tuyển chọn giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu mặn cao từ tổ hợp lai CTUS1 X CTUS8” nhằm kết hợp 2 dòng đột biến có khả năng chịu mặn để tạo ra giống lúa ngắn ngày có khả năng chịu mặn cao. 1 CHƢƠNG 1 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA 1.1.1 Phân loại Cây lúa là cây hằng niên, thuộc họ Gramineae (họ hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza và có tổng số nhiễm sắc thể là 2n = 24. Oryza có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần của Châu Út. Trong đó, chỉ có 2 loài lúa trồng là Oryza sativa L và Oryza glaberrima Steud (trong 2 loại lúa trồng thì Oryza sativa L chiếm đại bộ phận diện tích đất trồng lúa trên thế giới), còn lại là các loài lúa hoang hằng niên và đa niên (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây lúa * Rễ lúa Cây lúa có hai loại rễ: rễ mầm và rễ phụ. Rễ mầm: là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nảy mầm. Thường mỗi hạt lúa chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10-15 cm. Rễ mầm giữ nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi phát triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ được 3-4 lá. Rễ phụ (còn gọi là rễ bất định): Rễ phụ mọc ra từ mắt (đốt) trên thân lúa. Mỗi mắc có từ 5-25 rễ phụ, rễ phụ mọc dài có nhiều nhánh và lông hút. Rễ có nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng nuôi cây, giúp cây bám chặt vào đất, cho nên bộ rễ có khỏe mạnh thì cây lúa mới tốt được. Bên trong rễ lúa có nhiều khoang trống ăn thông với thân và lá, cây lúa sống được với nước là nhờ cấu trúc đặc biệt này (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). * Thân lúa Thân lúa (stem) gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau. Lóng là phần thân rỗng ở giữa hai mắt và thường được bẹ lá ôm chặt. Thông thường các lóng phía dưới ít phát triển nên mắt rất khít nhau, chỉ khoảng 3-8 lóng trên cùng vươn dài khi lúa làm đòng. Trên thân lúa các mắt thường phình ra. Tại mỗi mắt lúa có mang một lá, một mầm chồi và hai tầng rễ phụ. Thân lúa có nhiệm vụ vận chuyển và tích trữ các chất trong cây. Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng và ánh sáng, mầm chồi sẽ phát triển thành mầm chồi thật sự, thoát ra khỏi bẹ lúa. Cây lúa sẽ cứng chắc nếu có lóng ngắn, thành lóng dày và bẹ lá ôm sát thân (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 2 * Lá lúa Lúa là cây đơn tử diệp (một lá mầm). Lá lúa mọc đối với hai bên thân lúa, lá ra sau nằm về phía đối diện với lá trước đó. Lá trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là lá cờ hay lá đòng, lá này rất quan trọng trong giai đoạn lúa mang đòng đến lúc lúa chín nên rất cần được bảo vệ tốt. Lá lúa gồm phiến lá, cổ lá và bẹ lá. Mỗi giống lúa có tổng số lá nhất định. Ở các giống quang cảm, tổng số lá có thể thay đổi đôi chút tùy theo mùa trồng, biến thiên từ 16-21 lá. Các giống lúa ngắn ngày thường có tổng số lá biến thiên từ 12-16 lá (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). * Bông lúa Là cả một phát hoa bao gồm nhiều nhánh gié mang hoa. Sau khi ra đủ số lá nhất định thì cây lúa sẽ trổ bông. Bông lúa là loại phát hoa chùm, gồm nhiều trục mang nhiều nhánh gié bậc nhất, bậc 2 và đôi khi có cả bậc 3. Bông lúa có nhiều dạng: bông túm hoặc xòe, hạt thưa hoặc dày, cổ hở hoặc kín, tùy thuộc vào giống và điều kiện môi trường. Khi lúa chưa trổ, bông lúa còn gọi là đòng lúa. Từ lúc hình thành đòng lúa đến khi trổ bông kéo dài từ 17-35 ngày, trung bình là 30 ngày. Khi lá cờ xuất hiện thì đòng dài nhanh hơn, thời gian trổ tùy giống lúa, lúa ngắn ngày trung bình từ 5-7 ngày, giống lúa dài ngày trung bình từ 10-14 ngày. Thời gian trổ càng ngắn thì càng giảm thiệt hại do môi trường (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). * Hoa lúa Hạt lúa khi chưa thụ phấn, thụ tinh được gọi là hoa lúa (spikelet). Hoa lúa thuộc loài dĩnh hoa, gồm trấu lớn (dưới), trấu nhỏ (trên) tương ứng với dĩnh dưới và dĩnh trên, một bộ nhị cái gồm bầu noãn và vòi nhụy chẽ đôi, một bộ nhị đực gồm 6 chỉ nhị mang 6 bao phấn (hoa lưỡng tính tự thụ). Sự nở hoa thường kéo dài khoảng 45-60 phút. Khi lúa trổ bông thì hoa lúa nào xuất hiện trước sẽ nở trước nên sự nở hoa thường tiến hành từ trên chóp bông xuống đến cổ bông. Sự ra hoa thường xảy ra cùng một ngày hoặc khoảng một ngày sau khi trổ bông. Trên một bông lúa, từ lúc bắt đầu xuất hiện đến khi cả bông thoát hoàn toàn ra khỏi bẹ lá cờ mất khoảng 3-4 ngày trong điều kiện thời tiết và dinh dưỡng tốt. * Hạt lúa Gồm phần vỏ lúa và hạt gạo. Vỏ lúa ở ngoài hạt gạo ở trong. Vỏ lúa: gồm 2 vỏ trấu ghép lại. Ở gốc 2 vỏ trấu gắn vào đế hoa có 2 tiểu dĩnh. Phần vỏ chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa. Hạt gạo: gồm 2 phần: 3 - Phôi (mầm): nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ dính vào đế hoa, ở về phía trấu lớn. - Phôi nhũ: chiếm phần lớn hạt gạo, chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột. Bên ngoài được bao bọc bởi 1 lớp lụa mỏng chứa nhiều vitamine nhất là vitamine A. Khi hạt lúa khô, phôi nhũ chứa một lượng nước nhất định từ 12-14% trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, ẩm độ trong hạt tăng lên 25% thì có thể nảy mầm được. Khi có tinh bột phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp cho cây mầm phát triển. Nhiệt độ thích hợp cho lúa nảy mầm từ 27370C (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.2 LÚA MÙA ĐỘT BIẾN 1.2.1 Phân nhóm lúa mùa Lúa mùa là loại cây ngày ngắn, tức là cây lúa chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang kỳ ngắn. Lúa mùa là nhóm lúa có cảm ứng quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ngày ngắn thích hợp, nghĩa là trổ và chín theo mùa. Tùy vào mức độ quang cảm mà người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn. Các giống lúa cảm ứng yếu với quang kỳ sẽ bắt đầu ra hoa khi ngày ngắn bắt đầu dần sang thu phân (khoảng 23/9), tức là trổ vào tháng 9-10 dương lịch và cho thu hoạch vào 19/11 dương lịch như giống lúa Tẻ tép, Sóc so, Ba trăng,… Các giống này là giống lúa mùa sớm. Nhóm giống lúa mùa lỡ là những giống lúa có phản ứng trung bình đối với quang kỳ, trổ vào tháng 11 dương lịch và thu hoạch vào tháng 12 dương lịch. Ba thiệt, Nàng nhuận, Một bụi,… thuộc nhóm này. Nhóm giống lúa mùa muộn là những giống lúa phản ứng chặt với quang kỳ. Các giống lúa này chỉ trổ khi quang kỳ ngắn nhất vào tháng 12 hoặc có khi đến đầu tháng 1 dương lịch. Tiêu chuẩn cho nhóm này là giống Tài nguyên, Nàng thơm muộn, Nanh chồn,… (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Lúa mùa đột biến là một nhóm lúa mùa đã được xử lý đột biến để thay đổi đặc tính quang kỳ ban đầu (không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ). 1.2.2 Một số ứng dụng của đột biến vào công tác chọn giống cây trồng Trong nhiều thập kỷ trở lại đây, trên thế giới, nhiều phòng thí nghiệm khác nhau ở các nước đã tiến hành việc nghiên cứu đột biến thực nghiệm: nghiên cứu về cơ chế phân tử của quá trình đột biến (Dubinin, 1970, 1979, 1985; Taraxov, 1975, 1979, 1990, 1992; Nguyễn Hữu Đống, 1978, 1982, 1989…), cũng như việc ứng dụng nó trong công tác chọn giống các loại cây trồng nông nghiệp (ngô, lúa, lúa mì, 4 đậu, lạc, hoa, cây cảnh…) và đã thu được nhiều kết quả to lớn (Nguyễn Hữu Đống và ctv., 1997). Ở nước ta công tác chọn tạo giống bằng ứng dụng hóa chất và tia phóng xạ gây đột biến đã được thực hiện từ những năm đầu của thập kỷ 60 do tiến sĩ Phan Hải, với sự thành công đầu tiên là giống DT1. Từ đó những kỹ thuật gây đột biến bằng ứng dụng kỹ thuật nguyên tử đã được sử dụng ở các liều lượng khác nhau vào các bộ phận thực vật khác nhau hoặc các thời điểm khác nhau đã tạo chọn ra được những giống cây lương thực có giá trị trong sản xuất lương thực trong hơn ba thập kỷ qua (Phạm Văn Ro, 2001). Việc sử dụng đột biến trong chọn tạo giống lúa nước được các nhà chọn giống Nhật bản sử dụng từ những năm đầu thập kỷ 50: Morinaga, (1953); Matsuo, (1963) và các nhà chọn tạo giống lúa khác. Theo họ đột biến có liên quan đến nhiều đặc tính lý hóa học của cây lúa nước và đặc biệt thể hiện bằng kiểu hình mà ta dễ nhận biết bằng mắt thường như: màu sắc lá, chiều cao cây, hình dạng bông, màu sắc đầu hạt thóc, màu sắc vỏ cám, vỏ trấu. Đặc biệt tính kháng sâu bệnh, tính chống đổ, tính chịu rét, chịu hạn, khả năng đẻ nhánh tăng lên, chín sớm hơn và từ đó dẫn đến tăng năng suất của các giống (Phạm Văn Ro, 2001). Theo tổ chức Nguyên tử và năng lượng thế giới (IAEA, trích dẫn bởi Nguyễn Ngọc Đệ (2008)) thì đến năm 1991 đã có 278 giống lúa chọn tạo bằng phương pháp đột biến được đưa vào sản xuất. Ở Việt Nam, cũng đã có một số giống lúa đột biến thành công đã được trồng đại trà đặc biệt ở miền Bắc Việt Nam như VN10, DT10, DT11, A20, Xuân số 4, Xuân số 5,… 1.3 PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG LÚA Có nhiều phương pháp cải tiến giống lúa. Tùy mục đích, cở sở vật chất và phương tiện chúng ta sẵn có mà ta sẽ quyết định sử dụng phương pháp cải tiến giống lúa nào cho phù hợp. 1.3.1 Lai tạo Phương pháp này nhằm tạo ra những biến dị di truyền mới và tái tổ hợp các kiểu gen mong muốn bằng cách lai nhân tạo. Các dòng lai sau đó cho tự thụ và chọn lọc theo nhiều cách khác nhau. Lai đơn Trong lai đơn chỉ có sự tham gia của một bố và một mẹ và phép lai chỉ tiến hành một lần; phép lai đơn giản được sử dụng rộng rãi vì bố và mẹ được nghiên cứu tỉ mỉ thông qua các tính trạng. Người ta tiến hành phép lai giữa hai bố mẹ có các tính trạng bổ sung. Lai đơn có thể tiến hành trong loài (lai gần), nhưng cũng có thể thực hiện phép lai khác loài phụ hoặc khác loài. 5 Nếu kí hiệu các dạng bố mẹ là A, B, C, D,… thì có thể biểu diễn lai đơn là: A x B; C x D; B x D… Nguyên tắc bổ sung các tính trạng cần thiết Một số giống cây trồng tốt sẽ được nhân rộng ra nhiều vùng địa lí khác nhau. Nhờ đặc điểm này mà một giống tốt được tạo ra không còn bó hẹp trong từng nước. Nhập nội giống cây trồng có các tính trạng tốt là phương pháp nhanh để đưa giống vào sản xuất. Tuy nhiên, các giống cây trồng mới tạo ra khi di chuyển từ vùng sinh thái này sang vùng sinh thái khác tỏ ra còn khiếm khuyết hoặc thiếu một tính trạng quan trọng nào đó như kém chịu rét, dễ bị đỗ ngã, chất lượng chưa cao. Trên tổng thể các giống cây mới được tạo ra theo các phương pháp tạo giống hiện đại đều là các kiểu gen tốt, chúng chỉ còn thiếu 1 số tính trạng, nếu được bổ sung thì sẽ là một giống hoàn chỉnh. Trong các phép lai, nguyên tắc bổ sung các tính trạng, sữa chữa khiếm khuyết luôn được áp dụng triệt để và bằng cách này các giống cây trồng ngày càng hoàn thiện hơn (Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó, 2006). 1.3.2 Chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần Chọn lọc dòng thuần là chọn cá thể ưu tú, đem trồng và cho tự thụ phấn qua nhiều thế hệ. Một giống được chọn bằng phương pháp chọn lọc dòng thuần sẽ đồng đều hơn một giống được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc cá thể, vì tất cả các cây đều trong một giống cùng kiểu gen (với giả định cá thể được chọn ban đầu phải đồng hợp tử ở tất cả các locus) (Nguyễn Phước Đằng, 2010). 1.4 ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA CÂY LÚA 1.4.1 Thời gian sinh trƣởng Thời tiết và tập quán canh tác sẽ quyết định phần lớn đến số ngày từ khi gieo đến thu hoạch lúa. Tập đoàn giống có số giống khác nhau rất nhiều về thời gian sinh trưởng. Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), các giống 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 đổ ngã. 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 nên phải chú ý tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng (Bùi Chí Bửu, 1998). Võ Tòng Xuân (1979) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 110-135 ngày luôn cho năng suất cao hơn các giống lúa chín sớm hơn và các giống muộn hơn ở phần lớn các điều kiện canh tác. Tuy nhiên, Yosida (1972) các giống lúa có thời 6
- Xem thêm -