TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
Đ
PH
N NG N
T
N ĐẠT
ANG K TR N GI NG
A MÙA
NG PHƯƠNG PH P S C NHIỆT
ẬN VĂN T T NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
CH Y N NG NH CÔNG NGHỆ GI NG CÂY TRỒNG
Cán ộ Hướng Dẫn
PGS.TS: VÕ CÔNG TH NH
Cần Thơ, 2013
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
ẬN VĂN T T NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
CH Y N NG NH CÔNG NGHỆ GI NG CÂY TRỒNG
Tên đề tài:
PH
N NG N
ANG K TR N GI NG
A MÙA
NG PHƯƠNG PH P S C NHIỆT
Giáo viên hướng dẫn :
PGs. Ts. Võ Công Thành
Cần Thơ, 2013
Sinh viên thực hiện :
Đ T N ĐẠT
MSSV: 3092999
ớp: CNGCT K35
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học Cây Trồng - Chuyên ngành Công Nghệ Giống Cây
Trồng với đề tài:
Do sinh viên Đỗ uấn Đạt thực hiện.
Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.
Cần Thơ, ngày ...….tháng…….năm 2013
án bộ hướng dẫn
s. s. Võ ông hành
i
Ờ
O
Ô
Ộ
Ô D
ĐẠ
Ọ
Ầ
V
YỀ
Ọ
–
Ứ
DỤ
Ô
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:
Do sinh viên Đỗ uấn Đạt thực hiện và bảo vệ trước Hội Đồng.
Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp..........................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Luận văn tốt nghiệp được đánh giá ............................................................................
Cần hơ, ngày …..tháng…..năm 2013
ội đồng
.........................................
.........................................
D Y
O
Trưởng Khoa Nông Nghiệp
ii
.......................................
Ờ
ĐO
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
Đỗ Tuấn Đạt
iii
Ì
Ọ
Ậ
. Ý Ị
Ợ
Họ và tên: Đỗ Tuấn Đạt
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: / /1991
Dân tộc: Kinh
Nơi sinh: Ấp 1, Xã Thường Phước 2, Huyện Hồng Ngự, Tỉnh Đồng Tháp
Con ông: Đỗ Văn Khanh
Và bà: Lê Thị Diễm
Địa chỉ thường trú: Ấp 1, Xã Thường Phước 2, Huyện Hồng Ngự, Tỉnh Đồng Tháp
Điện thoại: 0944000883
Email:
[email protected]
.
Ì
Ọ
Ậ
1. iểu học:
Thời gian đào tạo: từ tháng 8/1997 đến tháng 5/2002
Trường: Tiểu học Thường Phước 2A
Địa chỉ: Xã Thường Phước 2, Huyện Hồng Ngự, Tỉnh Đồng Tháp
2. rung học cơ sở:
Thời gian đào tạo: từ tháng 8/2002 đến tháng 5/2006
Trường: Trung học cơ sở Thường Phước 2
Địa chỉ: Xã Thường Phước 2, Huyện Hồng Ngự, Tỉnh Đồng Tháp
3. rung học phổ thông:
Thời gian đào tạo: từ tháng 8/2006 đến tháng 5/2009
Trường: Trung học phổ thông Hồng Ngự 3
Địa chỉ: Xã Thường Thới Tiền, Huyện Hồng Ngự, Tỉnh Đồng Tháp
Ngày
tháng
năm 2013
gười khai
Đỗ uấn Đạt
iv
Ả
Ạ
Trong thời gian học tập và r n luyện tại Trường Đại Học C n Thơ, m đã được
quí th y cô truyền đạt rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm quí báu. Đây sẽ là vốn sống vô
cùng quan trọng giúp đỡ m trong quá trình làm việc và công tác về sau.
ính dâng
Cha, mẹ đã hết lòng yêu thương, dạy dỗ và nuôi nấng con khôn lớn, nên người.
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
PGs.Ts. Võ Công Thành cố vấn học tập đồng thời là người th y đã tận tình hướng dẫn
m trong việc nghiên cứu và hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn
Tập thể cán bộ, nghiên cứu viên, kỹ thuật viên của Phòng thí nghiệm Di truyền - Chọn
giống cây trồng và
ng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di Truyền - Giống Nông Nghiệp,
Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học
ng Dụng, Trường Đại Học C n Thơ, chị Nguyễn Thị Ngọc
Hân, chú Võ Quang Trung, chị Đái Phương Mai, chị Quan Thị Ái Liên, chị Đặng Thị Ngọc
Nhiên, chị Tr n Thị Phương Thảo, anh Nguyễn Thành Tâm, anh Lê Trung Hiếu đã nhiệt tình
chỉ dẫn, giúp đỡ m trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm luận văn này.
Tập thể lớp Công nghệ giống cây trồng K35, các anh, chị khóa 34 và các m sinh viên
khóa 36, 37 tại phòng thí nghiệm Di truyền-Chọn giống Thực vật và
ng Dụng Công Nghệ
Sinh Học,Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học
ng
Dụng, Trường Đại học C n Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ tôi, luôn gắn bó, động viên, chia sẻ
cùng tôi những khó khăn cũng như vui, buồn trong những năm tháng của thời sinh viên.
Đỗ uấn Đạt
v
ĐỖ TUẤN ĐẠT, 2013. “Phá quang kỳ trên giống lúa mùa Nàng Níu bằng phương pháp
sốc nhiệt ”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công Nghệ
Giống Cây Trồng, Trường Đại học C n Thơ.
Cán bộ hướng dẫn: PGs.Ts. Võ Công Thành
Ó
Ợ
Trước tình hình biến đổi khí hậu hiện nay, diện tích canh tác lúa của các tỉnh ĐBSCL
bị mặn xâm nhập khá cao. Nàng Níu là giống lúa mùa có khả năng thích nghi với điều kiện
mặn ở nồng độ cao. Tuy nhiên, giống lúa này lại có thời gian sinh trưởng quá dài do bị quang
cảm. Vì vậy, đề tài thực hiện nhằm rút ngắn thời gian sinh trưởng và cải thiện phẩm chất hạt
gạo của giống lúa chuẩn kháng mặn này để có thể đáp ứng được nhu cầu của thị trường trước
tình hình biến đổi khí hậu. Đề tài được thực hiện từ tháng 2/2012 đến tháng 4/2013 tại 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. Được thực hiện bằng phương pháp sốc nhiệt hạt ở 50o C trong 20 phút ở giai đoạn
nảy mầm nhằm tác động, làm thay đổi đặc tính di truyền, rút ngắn thời gian sinh trưởng của
giống.
Quá trình chọn lọc được thực hiện qua 3 thế hệ, thế hệ đầu được tuyển chọn dựa vào
thời gian sinh trưởng ngắn, thế hệ thứ 2 tuyển chọn các cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn
phân tích các chỉ tiêu phẩm chất trong phòng thí nghiệm. Kết quả chọn được 1 cá thể không bị
ảnh hưởng quang kì là: Nàng Níu D1-1 (amylose: 16,33 %, protein 9,11%)
vi
Ụ
Chương
Ụ
Nội dung
Trang
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................... iv
TIỂU SỬ CÁ NHÂN ................................................................................................................v
TÓM LƯỢC ............................................................................................................................. vi
MỤC LỤC .............................................................................................................................. vii
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................................. xi
DANH SÁCH HÌNH ............................................................................................................. xi
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................. xii
Ở ĐẦ ................................................................................................................................... 3
1:
Ợ
ẢO
................................................................................. 4
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY LÚA ..................................................................................... 4
1.1.1
Phân loại................................................................................................................ 4
1.1.2
Đặc điểm thực vật học của cây lúa ....................................................................... 4
1.1.1.1
Rễ lúa ............................................................................................................. 4
1.1.1.2
Thân lúa ......................................................................................................... 4
1.1.1.3
Lá lúa ............................................................................................................. 5
1.1.1.4
Bông lúa ......................................................................................................... 5
1.1.1.5
Hoa lúa .......................................................................................................... 5
1.1.1.6
Hạt lúa ........................................................................................................... 5
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC GIỐNG LÚA MÙA .............................................................. 6
1.3 ĐỘT BIẾN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN ............................................ 7
1.3.1
Khái quát chung về đột biến ................................................................................. 7
1.3.2
Các phương pháp gây đột biến.............................................................................. 7
1.4
NG DỤNG CỦA ĐỘT BIẾN VÀO CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG CÂY
TRỒNG ................................................................................................................................... 8
1.5 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA CÂY LÚA ................................................. 9
1.6 MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT HẠT GẠO ...................................... 13
1.6.1
Tổng quan về phẩm chất hạt gạo ........................................................................ 13
1.6.2
Chiều dài, hình dạng hạt gạo ............................................................................... 13
1.6.3
Hàm lượng Prot in .............................................................................................. 14
1.6.4
Hàm lượng Amylos ........................................................................................... 14
1.6.5
Độ trở hồ ............................................................................................................. 15
1.6.6
Độ bền thể g l ..................................................................................................... 15
2:
V
......................................................... 17
2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM ..................................................................................... 17
2.2 PHƯƠNG TIỆN ......................................................................................................... 17
2.2.1 Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 17
2.2.2 Thiết bị và hóa chất ................................................................................................ 17
vii
2.3 PHƯƠNG PHÁP .......................................................................................................... 18
2.3.1 Phương pháp xử lý đột biến ................................................................................... 18
2.3.2 Phương pháp chọn lọc ............................................................................................ 18
2.3.3 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông học:........................................................ 19
2.3.4 Phương pháp phân tích phẩm chất ......................................................................... 19
2.3.4.1
Chiều dài và hình dạng hạt gạo................................................................... 19
2.3.4.2
Phương pháp xác định hàm lượng protein (theo phương pháp Lowry, 1951)
20
2.3.4.3
Phương pháp xác định hàm lượng amylose (theo phương pháp Cagampang
and Rodriguez, 1980). ................................................................................................... 21
2.3.4.4
Phương pháp xác định cấp độ trở hồ (IRRI, 1979). .................................... 22
2.3.4.5
Phương pháp xác định độ bền thể gel (Tang và ctv., 1991) ........................ 23
2.3.4.6
Phương pháp thanh lọc khả năng chống chịu mặn ..................................... 24
3: Ế
ẢV
ẢO
Ậ ......................................................................... 26
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT ............................................................................................. 26
3.1.1 Thế hệ M1 ................................................................................................................. 26
3.1.1.1 ột số chỉ tiêu nông học của các cá thể Nàng Níu x l nhiệt ở thế hệ 1 ..... 26
3.1.2 Thế hệ M2 ................................................................................................................. 30
3.1.2.1 ột số chỉ tiêu nông học của các cá thể Nàng Níu x l nhiệt ở thế hệ 2 ..... 30
3.1.2.2 ột số chỉ tiêu phẩm chất của các cá thể Nàng Níu x l nhiệt ở thế hệ 2 ... 33
3.1.3 Thế hệ M3 ................................................................................................................. 39
4: Ế
Ậ V ĐỀ
Ị ............................................................................. 41
4.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 41
4.2 ĐỀ NGHỊ ........................................................................................................................ 41
ẢO ...................................................................................................... 42
viii
D
ảng
1.1
Ả
ựa
Trang
Phân bố chu kỳ sinh trưởng các giống lúa địa phương tại vùng
10
đồng bằng sông Cửu Long
1.2
Phân bố giống địa phương th o chiều cao thân lúa
11
1.3
Phân bố số hạt chắc/bông của tập đoàn giống lúa mùa địa
12
phương
1.4
Trọng lượng 1000 hạt (g) của các giống lúa trong tập đoàn giống
13
2.1
Một số đặc tính của giống Nàng Níu địa phương
17
2.2
Phân loại th o số đo chiều dài hạt gạo (Tiêu Chuẩn Việt Nam,
19
2001)
2.3
Phân loại th o tỉ số chiều dài/rộng hạt (Tiêu Chuẩn Việt Nam,
19
2001)
2.4
Hệ thống đánh giá chuẩn hàm lượng amylos
cho lúa (IRRI,
22
1988)
2.5
Bảng phân cấp độ trở hồ (IRRI, 1979)
23
2.6
Phân cấp độ bền thể g l th o thang đánh giá của IRRI (1996)
24
2.7
Tiêu chuẩn đánh giá ở giai đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI,
25
1997)
3.1
Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số chồi hữu hiệu và tổng số
27
chồi của các cá thể Nàng Níu xử lý nhiệt ở thế hệ M1
3.2
Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông, tỷ
28
lệ hạt chắc của các cá thể Nàng Níu xử lý nhiệt ở thế hệ M1
3.3
Màu sắc các hạt gạo ở thế hệ M1
29
3.4
Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số chồi hữu hiệu và tổng số
30
chồi của các cá thể Nàng Níu xử lý nhiệt ở thế hệ M 2
3.5
Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông, tỷ
ix
31
lệ hạt chắc của các cá thể Nàng Níu xử lý nhiệt ở thế hệ M 2
3.6
Màu sắc các hạt gạo ở thế hệ M2
33
3.7
Chiều dài và hình dạng hạt gạo của thế hệ M2
34
3.8
Hàm lượng Amylos (%) và Prot in (%) của các cá thể Nàng Níu
35
xử lý nhiệt ở thế hệ M2
3.9
Độ trở hồ và độ bền thể g l của thế hệ M2
36
3.10
Bảng phân cấp tính chịu mặn thế hệ M2 ở nồng độ 8‰và 10‰
38
3.11
Trọng lượng 1000 hạt, chiều dài bông, số hạt chắc trên bông, chiều dài
hạt của các cá thể Nàng Níu xử lý nhiệt ở thế hệ M 3
39
x
D
ình
Ì
ựa
Trang
3.1
Chiều dài và rộng hạt Nàng Níu xử lí nhiệt và đối chứng
33
3.2
Độ trở hồ của các dòng Nàng Níu xử lí nhiệt và đối chứng
37
3.3
37
3.4
Độ bền thể g l của các dòng Nàng Níu xử lí nhiệt và Nàng
Níu đối chứng
Kết quả thử mặn thế hệ M2
3.5
Chiều dài, rộng thế hệ M3
40
3.6
Nàng Níu xử lí nhiệt và Nàng Níu đối chứng
40
xi
38
ỪVẾ
Ắ
dl
Dương lịch
ĐBSCL
Đồng bằng Sông Cửu Long
IRRI
International Rice Research Institute
TL
Trọng lượng
xii
Ở ĐẦ
Ở Việt Nam có thể nói lúa là cây lương thực chính đóng vai trò quan trọng trong đời
sống và phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là ở nông thôn. diện tích trồng lúa của cả
nước là 7.651.400 ha (Tổng cục thống kê, 2011). Sản lượng đạt 4.232.400 tấn (Tổng
cục thống kê, 2011)
Trong những năm g n đây tình hình Biến đổi khí hậu trên thế giới diễn biến ngày càng
phức tạp và nước ta là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nhiều nhất do biến
đổi khí hậu. hiện tượng xâm thực của nước biển vào nước tưới và đất trồng lúa.. Mặt
khác do tập quán và nhu c u mở rộng canh tác đổi mới ngành nghề nuôi trồng thuỷ sản
vô tình làm tăng thêm diện tích ngập mặn cũng tăng thêm diện tích ngập mặn cũng như
độ mặn, gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và sản xuất nông ngiệp của người dân.
Hơn nữa thiếu khoáng chất và độc tố của muối trong đất ảnh hưởng lớn đến cây lúa,
một cây trồng chủ đạo trong nên nông nghiệp nước ta. Trước thực trạng trên, yêu c u
cấp thiết là nghiên cứu tạo ra những giống lúa có khả năng canh tác trên các vùng đất
mặn.
Mặc khác, các giống lúa chịu được điều kiện canh tác nhiễm mặn thường là các giống
lúa mùa, có thời gian sinh trưởng rất dài (khoảng 4 đến 6 tháng) do bị ảnh hưởng quang
kỳ, đồng thời phẩm chất chưa cao (cứng cơm),chưa đáp ứng được thị hiếu của người
tiêu dùng nên rất ít được người dân ưa chuộng trong sản xuất.
Nàng níu là một giống lúa lâu đời tại tỉnh Long An có khả năng chịu mặn khá cao. Tuy
nhiên, do ảnh hưởng của quang kì nên thời gian sinh trưởng dài. Đề tài “ Phá quang kỳ
trên giống lúa mùa Nàng Níu bằng phương pháp sốc nhiệt ” với mục tiêu đề tài xử lí
đột biến và chọn ra dòng lúa không bị ảnh hưởng quang kì để đưa ra sản xuất
3
1
Ợ
1.1 Ổ
VỀ
ẢO
ÂY
1.1.1 hân loại
Lúa là cây hằng niên có tổng số nhiễm sắc thể 2n = 24. Cây lúa thuộc họ Gramineae
(họ hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Oryza có khoảng 20 loài phân bố chủ yếu ở
vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam
và Trung Mỹ và một ph n ở Châu Úc. Trong đó có 2 loài lúa trồng là Oryza sativa L
và Oryza glaberrima St ud, còn lại là các loài lúa hoang đa niên và hằng niên. Oryza
sativa L là loài quan trọng và chiếm ph n lớn diện tích trồng lúa trên thế giới (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).
1.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây lúa
Th o Nguyễn Ngọc Đệ (2008), cây lúa có một số đặc điểm như sau:
1.1.1.1 Rễ lúa
Cây lúa có 2 loại rễ là rễ m m và rễ phụ.Rễ m m (radicl ): là rễ mọc ra đ u tiên khi hạt
lúa nảy m m. Thường mỗi hạt lúa chỉ có một rễ m m. Rễ m m không ăn sâu, ít phân
nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10-15 cm. Nhiệm vụ chủ yếu của rễ m m
là hút nước cung cấp cho phôi phát triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ được 34 lá.
Rễ phụ (rễ bất định): Rễ phụ mọc ra từ mắt (đốt) trên thân lúa. Mỗi mắt có từ 5-25 rễ
phụ, rễ phụ mọc dài, có nhiều nhánh và lông hút. Rễ phụ có nhiệm vụ hút nước và chất
dinh dưỡng nuôi cây, giúp cây bám chặt vào đất, cho nên bộ rễ có khỏ mạnh thì cây
lúa mới tốt được. Bên trong rễ lúa có nhiều khoảng trống ăn thông với thân và lá. Nhờ
cấu tạo đặc biệt này mà cây lúa sống được trong điều kiện ngập nước.
1.1.1.2 Thân lúa
Gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau, lóng là ph n thân rỗng ở giữa 2 mắt và thường
được bẹ lúa ôm chặt. Thông thường các lóng bên dưới ít phát triển nên các mắt rất khít
nhau, chỉ khoảng 3-8 lóng trên vươn dài khi lúa làm đòng. Trên thân lúa các mắt
thường phình ra. Tại mỗi mắt lúa có mang một lá, một m m chồi và hai t ng rễ phụ.
Thân có nhiệm vụ vận chuyển và tích trữ chất trong cây. Trong điều kiện đ y đủ dinh
dưỡng và ánh sáng m m chồi sẽ phát triển thành m m chồi thật sự, thoát ra khỏi bẹ lá.
Cây lúa sẽ cứng chắc nếu các lóng ngắn, thành lóng dày và bẹ lá ôm sát thân.
4
1.1.1.3 Lá lúa
Lúa là cây đơn tử diệp (một lá m m), lá lúa mọc đối ở 2 bên thân lúa, lá ra sau nằm về
phía đối diện với lá ra trước. Lá trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là lá cờ
hay lá đòng, lá cờ rất quan trọng trong giai đoạn mang đòng đến lúc lúa chín nên c n
bảo vệ tốt lá này. Lá lúa gồm phiến lá, cổ lá và bẹ lá. Mỗi giống lúa có tổng số lá nhất
định. Ở giống lúa quang cảm, tổng số lá có thể thay đổi đôi chút tùy th o mùa trồng,
biến thiên từ 16-21 lá. Các giống lúa ngắn ngày thường có tổng số lá biến thiên từ 1216 lá.
1.1.1.4 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 xò , 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.
1.1.1.5 Hoa lúa
Hạt lúa trước khi thụ phấn, thụ tinh được gọi là hoa lúa. Hoa lúa thuộc loài dĩnh hoa,
gồm trấu lớn (dưới), trấu nhỏ (trên) tương ứng với dĩnh dưới và dĩnh trên. Một bộ nhụy
cái gồm b u noãn và vòi nhụy chẽ đôi. Một bộ nhụy đực gồm 6 chỉ nhị mang 6 bao
phấn (hoa lưỡng tính tự thụ).
Sự nở hoa thường kéo dài trong khoảng 45-60 phút. Khi lúa trổ bông thì hoa lúa nào
xuất hiện trước thì nở trước nên sự nở hoa thường tiến hành từ trên chóp bông xuống
đến cổ bông. Sự nở hoa thường xảy ra cùng ngày hoặc sau khi trổ bông một ngày.
Trong điều kiện nhiệt đới, các giống lúa thường nở hoa từ 8-13 giờ, tập trung từ 9-11
giờ. Trong điều kiện nắng nóng và nhiệt độ cao thì sự nở hoa xảy ra sớm hơn, khoảng 7
giờ sáng.
1.1.1.6 Hạt lúa
Gồm ph n 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. Ph n vỏ
chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa.
Hạt gạo gồm 2 ph n:
+ Phôi (m m): nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ dính vào đế hoa, ở về phía trấu lớn.
+ Phôi nhũ: chiếm ph n lớn hạt gạo, chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột.
5
Bên ngoài được bao bọc bởi một lớp lụa mỏng chứa nhiều vitamin nhất là vitamin 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 m m được. Khi đó tinh bột phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp
cho cây m m phát triển. Nhiệt độ thích hợp cho lúa nảy m m từ 27-37 oC.
1.2
ĐẶ Đ Ể
Ủ
Th o Nguyễn Văn Hoan (2000), đặc điểm nổi bật nhất và riêng biệt nhất ở nhóm giống
lúa mùa là tính phản ứng với ánh sáng ngày ngắn. Tuy nhiên, chỉ có điều kiện ngày
ngắn thì vẫn chưa đủ để nhóm giống này hoàn thành chu kỳ sinh trưởng của chúng.
Các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học đã rút ra kết luận là: Để nhóm giống lúa
mùa hoàn thành chu kỳ sinh trưởng bình thường c n có đủ 3 yếu tố:
1/ Yếu tố ngày ngắn.
2/ Sinh trưởng đủ số lá tối thiểu.
3/ Không gặp nhiệt độ quá thấp ở giai đoạn trổ-chín.
Ở các tỉnh phía Nam, điều kiện ngày ngắn đến muộn hơn 30 ngày so với vùng Đồng
bằng-Trung du Bắc bộ và rơi vào thời kỳ khô hạn, tuy vậy không có nhiệt độ thấp ở
giai đoạn trổ-chín. Để các giống lúa mùa các tỉnh phía Nam đạt năng suất cao c n hết
sức chú ý cung cấp đủ nước ở giai đoạn cuối, đồng thời vẫn đảm bảo điều kiện để các
giống đạt số lá c n thiết và vẫn sung sức bước vào phân hóa hoa (xung quanh 23-25
tháng 10) và trổ bông (13-15 tháng 11).
Lúa mùa là nhóm lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ánh sáng
ngày ngắn, tức chỉ trổ và chín th o mùa. Ph n lớn các giống lúa cổ truyền của ta đều là
giống lúa mùa. Dựa vào mức độ mẫn cảm với quang kỳ người ta chia lúa mùa thành ba
nhóm chính: lúa mùa sớm, lúa mùa lỡ, lúa mùa muộn.
Lúa mùa sớm là giống lúa cảm ứng yếu với quang kỳ, sẽ bắt đ u trổ hoa sau khi ngày
bắt đ u ngắn d n, trổ hoa vào khoảng tháng 9-10 dl và thu hoạch trong khoảng tháng
10-11 dl khi trồng trong điều kiện ở ĐBSCL.
Lúa mùa lỡ có phản ứng trung bình với quang kỳ, trổ hoa vào khoảng tháng 11 dl và
thu hoạch trong khoảng tháng 12 dl. Lúa có thể trổ hoa khi trồng trái vụ ở điều kiện
ĐBSCL nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi nhiều và lúc phát dục không bình
thường.
Lúa mùa muộn là giống có phản ứng rất mạnh đối với quang kỳ, chỉ trổ hoa vào
khoảng thời gian nhất định trong năm, khi quang kỳ ngắn nhất vào khoảng tháng
12-1 dl, giống lúa này thường cấy ở những vùng trũng nước rút muộn. Thời gian sinh
6
trưởng của các giống này thay đổi rất lớn tùy th o thời gian gi o cấy sớm hay muộn
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Tr n Hữu Phúc (2008), cũng cho rằng h u hết các giống lúa mùa đều có tính cảm ứng
đối với ánh sáng, chỉ thu hoạch vào một thời điểm nhất định trong năm dù thời gian
cấy khác nhau.
1.3 ĐỘ
1.3.1
Ế V
ÂY ĐỘ
Ế
hái quát chung về đột biến
Đột biến là một cơ chế chủ yếu tạo ra biến dị di truyền ở mọi cơ thể sống. Đột biến ở
thực vật là những thay đổi di truyền đột ngột xảy ra trong toàn bộ vật chất di truyền của
cây. Đối với chọn tạo giống, đột biến (bao gồm đột biến g n và đột biến nhiễm sắc thể,
đột biến nhân và ngoài nhân, đột biến số lượng nhiễm sắc thể) cung cấp nguồn vật liệu
di truyền mang các tính trạng mới để trực tiếp tạo ra giống mới (Vũ Đình Hòa và ctv.,
2005).
Bằng phương pháp đột biến có thể thay đổi, cải tiến những tính trạng đơn g n và đa
gen. Phương pháp đột biến đã được áp dụng thành công để tạo ra khả năng kháng sâu
bệnh, các điều kiện bất lợi của ngoại cảnh, cải tiến hàm lượng các chất có ích, tăng chất
lượng sản phẩm, giảm chiều cao cây, tạo ra tính chín sớm, tăng năng suất (Vũ Đình
Hòa và ctv., 2005).
Các kết quả nghiên cứu cho thấy t n số đột biến và đặc điểm đột biến phụ thuộc vào
tác nhân gây đột biến được dùng để xử lý cũng như vào đặc tính di truyền của giống
(Nguyễn Phước Đằng, 2010).
1.3.2
ác phương pháp gây đột biến
Hai nhóm tác nhân sử dụng phổ biến trong chọn giống hiện đại là tác nhân lý học (bức
xạ ion hóa, giàu năng lượng) và tác nhân hóa học (Nguyễn Hữu Đống và ctv., 1997).
* Tác nhân lý học
Các tác nhân lý học chính được sử dụng để gây đột biến cảm ứng là các tia bức xạ,
gồm hai loại: bức xạ ion hóa và không ion hóa.
Các bức xạ ion hóa kìm hãm sự phân chia tế bào và sự tổng hợp axit nucl ic, gây hiện
tượng đứt thể nhiễm sắc và nhiễm sắc tử, làm thay đổi cấu trúc của thể nhiễm sắc, gây
ra những biến đổi bên trong g n ở mức phân tử, cũng như tạo ra các sai lệch trong sự
phân bào nguyên nhiễm và giảm nhiễm. Tùy loại cây trồng và bộ phận dùng để xử lý là
7
phấn hoa, hạt giống, m m chồi,… mà người ta dùng những liều lượng chiếu xạ khác
nhau. Trong một giới hạn nhất định, đối với từng đối tượng xử lý, t n số đột biến tăng
th o mức tăng của liều lượng chiếu xạ.
Tia tử ngoại (UV) là bức xạ không ion hóa duy nhất có khả năng gia tăng t n số đột
biến vượt xa t n số tự phát. Tia tử ngoại không gây ra hiện tượng ion hóa mà chỉ kích
thích hoạt tính của phân tử. Tia tử ngoại được sử dụng có kết quả khi xử lý đột biến hạt
phấn và vi sinh vật (Nguyễn Phước Đằng, 2010).
Một trong các nhân tố vật lý có khả năng gây nên đột biến, phải kể đến nhân tố nhiệt
độ. Trên thực tế các nhà khoa học nhận thấy rằng: nếu ta tăng hoặc giảm nhiệt độ trong
môi trường sẽ tác động rất ít đến t n số đột biến. Nhưng ta gây nên cái gọi là sự choáng
nhiệt bằng cách đặt cơ thể vào nhiệt độ cao hay thấp một cách đột ngột hơn mức trung
bình, rồi lại lấy ra ngay, thì hiệu quả gây đột biến sẽ rõ rệt hơn. Người ta giải thích cơ
chế này như sau: bản thân cơ thể sinh vật có cơ chế nội cân bằng giữ gìn cho môi
trường sinh lý không bị thay đổi. Khi “bị” choáng nhiệt, thì cơ chế tự bảo vệ không
khởi động kịp, và như vậy sẽ gây ra các chấn thương trong bộ máy tế bào của cơ thể.
Hậu quả của nó là làm xuất hiện các biến đổi cơ sở thông tin di truyền và cuối cùng sẽ
dẫn đến việc xuất hiện các đột biến (Nguyễn Hữu Đống và ctv., 1997).
* Tác nhân hóa học
Cách phát sinh các đột biến do hóa chất gây ra, về căn bản không khác gì với đột biến
cảm ứng do các tác nhân lý học gây ra. Để có thể gây được đột biến, các hóa chất c n
có khả năng thẩm thấu cao qua màng tế bào và màng nhân, đồng thời có khả năng thay
đổi tính trạng lý hóa của nhiễm sắc thể. Các hóa chất gây đột biến quan trọng là những
chất có t n số gây đột biến g n cao. Một số chất hóa học thường được sử dụng để gây
đột biến hiện nay là Ethyl n imin (EI), Ethyl m than sulfonat (EMS), Diethyl
sulfate (DES), Dimethylsulfate (DMS), Nitrosoethylurea (NEU), Nitrosomethyllurea
(NMU),…(Nguyễn Phước Đằng, 2010).
1.4 Ứ
Ồ
DỤ
Ủ
ĐỘ
Ế
V O
Ô
Ọ
ẠO
ÂY
Cây lúa, Oryza sativa, là cây phân bố rộng trên thế giới, nhưng người ta đều thống nhất
lúa có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới. Như vậy sự khác nhau khá xa ở các cây lúa trồng
hiện nay phải có sự tác động lớn của đột biến tự nhiên từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Mặt khác trong quá trình trồng trọt cây lúa thường chịu áp lực chọn lọc nhân tạo rất lớn
của con người vì mục đích kinh tế. Chính những tác động đó cũng đẩy nhanh quá trình
tiến hóa.
8