Tài liệu Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống lúa sỏi và tp5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG DƯƠNG HOÀI TƯỚC LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG LÚA SỎI VÀ TP5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cần Thơ, tháng 01 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG LÚA SỎI VÀ TP5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGs. Ts. Võ Công Thành Dương Hoài Tước Ths. Quan Thị Ái Liên MSSV: 3093049 Cần Thơ, tháng 01 năm 2013 Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG LÚA SỎI VÀ TP5 Do sinh viên Dương Hoài Tước thực hiện. Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày ...….tháng…….năm 2013 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 Kỹ sư ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài: LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG LÚA SỎI VÀ TP5  Do sinh viên Dương Hoài Tước 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 Thơ, ngày … tháng … năm 2013 Hội đồng ....................................... .......................................... DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp 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 Dương Hoài Tước iii TIỂU SỬ CÁ NHÂN  I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ và tên: Dương Hoài Tước Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 26/03/1991 Dân tộc: Kinh Nơi sinh: huyện Ô môn, tỉnh Cần Thơ Cha: Dương Công Hầu Mẹ: Trần Thị Thủy Địa chỉ thường trú: số 239, Thạnh Phú 2, Trung Hưng, Cờ Đỏ, Cần Thơ Điện thoại: 01649544682 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP 1. Tiểu học: Thời gian đào tạo: 1998 - 2002 Trường: Tiểu học Nông Trường Sông Hậu điểm 2 Địa chỉ: xã Thới Long, huyện Ô môn, Cần Thơ 2. Trung học cơ sở: Thời gian đào tạo: 2002 - 2006 Trường: Trung học phổ thông và cơ sở Trần Ngọc Hoằng Địa chỉ: xã Thới Long, huyện Ô môn, Cần Thơ 3. Trung học phổ thông: Thời gian đào tạo: 2006 - 2009 Trường: Trung học phổ thông và cơ sở Trần Ngọc Hoằng Địa chỉ: xã Thới Hưng, huyện Cờ Đỏ, Tp. Cần Thơ Ngày iv tháng năm 2013 Người khai Dương Hoài Tước LỜI CẢM TẠ Kính dâng - Cha mẹ đã hết lòng yêu thương, dạy dỗ và nuôi con khôn lớn nên người. Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến - PGs. Ts. Võ Công Thành người thầy đáng kính đã tận tình hướng 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. - Ths. Quan Thị Ái Liên người thầy đáng quí đã trực tiếp hướng dẫn, dẫn dắt và giúp đỡ tôi trong từng việc chi li nhất, nhỏ nhặt nhất trong suốt quá trình 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 Thực Vật” Bộ Môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp: Ths. Trần Ngọc Quý, Ks. Nguyễn Thị Mai Hạnh, Ks Nguyễn Thị Ngọc Hân, Ks. Trần Thị Phương Thảo, Ktv Đái Phương Mai, Ktv Đặng Thị Ngọc Nhiên, Ktv Võ Quang Trung đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đở tôi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm của luận văn này. - Các bạn sinh viên Võ Minh Quân, Liên Quỳnh Phụng, Nguyễn Hoàng Hưng, Trần Thị Trúc Phương, các bạn sinh viên khóa 35 và các em sinh viên khóa 36, khóa 37 tại phòng thí nghiệm Chọn giống và ứng dụng CNSH, Bộ môn Di truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông nghiệp và SHƯD – ĐHCT đã giúp đở tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn. v DƯƠNG HOÀI TƯỚC, 2013. “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống lúa Sỏi và TP5”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học cây trồng - Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng, trường Đại học Cần Thơ. Cán bộ hướng dẫn PGs. Ts. Võ Công Thành, Ths. Quan Thị Ái Liên. TÓM LƯỢC Hiện nay, tình hình xâm nhập mặn và nước biển dâng ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng và làm suy giảm diện tích sản xuất lúa của Việt Nam, đặc biệt là đồng bằng sông Cửu Long. Bên cạnh đó, mức sống của người dân càng được nâng cao thì nhu cầu về phẩm chất hạt gạo cũng cao mà tính trạng thơm là yêu cầu hàng đầu. Trước tình hình trên, đề tài “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống lúa Sỏi và TP5” được thực hiện nhằm mục tiêu tạo ra từ 1-2 dòng lúa có khả năng chịu mặn ≥ 6‰, hàm lượng amylose ≤ 20%, hàm lượng protein ≥ 9%. Ngoài sử dụng phương pháp lai truyền thống, thì kỹ thuật điện di SDS-PAGE được áp dụng nhằm nâng cao hiệu quả chọn giống giúp rút ngắn thời gian chọn giống. Qua kết quả lai tạo, đến thế hệ F3 đã chọn được 1 dòng lai ưu tú đáp ứng được mục tiêu đề tài là THL01-01-01 với đặc điểm như sau: THL01-01-01 có thời gian sinh trưởng 97 ngày, chiều cao cây 131 cm, hàm lượng amylose 15,08%, hàm lượng protein 9,33%, dạng hạt thon dài, có mùi thơm, khả năng chống chịu mặn 15‰. vi MỤC LỤC TÓM LƯỢC ................................................................................................. vi MỤC LỤC.................................................................................................... vii DANH SÁCH BẢNG.................................................................................... ix DANH SÁCH HÌNH...................................................................................... x MỞ ĐẦU........................................................................................................ 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................. 2 1.1 Thế nào là lúa mùa?.............................................................................. 2 1.2 Phương pháp cải tiến giống lúa ............................................................ 2 1.2.1 Chọn lọc quần thể........................................................................ 3 1.2.2 Chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần................................... 3 1.2.3 Lai tạo ......................................................................................... 3 1.3 Đặc tính nông học của cây lúa .............................................................. 4 1.3.1 Thời gian sinh trưởng .................................................................. 4 1.3.2 Chiều cao cây .............................................................................. 5 1.3.3 Khả năng nở buội ........................................................................ 5 1.3.4 Số bông/m2................................................................................... 6 1.3.5 Số hạt chắc/bông ......................................................................... 6 1.3.6 Trong lượng 1000 hạt .................................................................. 7 1.4 Một số chỉ tiêu vật lý và hình thái lúa .................................................. 8 1.5 Khả năng thích ứng với điều kiện mặn của cây lúa............................. 8 1.5.1 Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa............................................. 8 1.5.2 Di truyền tính chống chịu mặn ................................................... 10 1.6 Một số chỉ tiêu đánh giá phẩm chất hạt gạo ...................................... 11 1.6.1 Hàm lượng Amylose................................................................... 11 1.6.2 Hàm lượng Protein .................................................................... 11 1.6.3 Nhiệt trở hồ ............................................................................... 12 1.6.4 Độ bền thể gel............................................................................ 13 1.6.5 Mùi thơm ................................................................................... 14 1.7 Kỹ thuật điện di SDS-PAGE .............................................................. 14 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ...................................................... 16 2.1 Phương tiện nghiên cứu...................................................................... 16 2.1.1 Cây cha mẹ ban đầu................................................................... 16 2.1.2 Vật liệu, dụng cụ và hóa chất thí nghiệm ................................... 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu.................................................................... 17 2.2.1 Nội dung nghiên cứu.................................................................. 17 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể................................................. 17 KẾT QUẢ THẢO LUẬN ............................................................................ 28 3.1 Đặc điểm cây cha mẹ ban đầu ............................................................ 28 3.2 Thế hệ F1 ............................................................................................. 30 3.3 Thế hệ F2 ............................................................................................. 31 vii 3.3.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất ................................ 31 3.3.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F2 ............. 33 3.4 Thế hệ F3 ............................................................................................. 35 3.4.1 Một số chỉ tiêu nông học của cây F3.......................................... 36 3.4.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F3 ............ 38 3.4.3 Một số chỉ tiêu về phẩm chất của các dòng thế hệ F3 ................ 42 3.4.4 Đánh giá độ thuần bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE..... 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.......................................................................... 49 4.1 Kết luận ............................................................................................... 49 4.2 Đề nghị................................................................................................. 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 50 viii DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Tên bảng Hướng chọn giống năng suất cao trong tương lai (Fischer, 1996) Phân nhóm lúa theo hàm lượng Amylose (IRRI,1998) Một số chỉ tiêu nông học của TP5 và Lúa Sỏi Công thức pha dung dịch tạo gel Phân nhóm lúa theo hàm lượng Amylose (IRRI, 1988) Bảng phân cấp nhiệt trở hồ của gạo( IRRI ,1986) Đánh giá độ trở hồ theo thang điểm của IRRI (1986) Phân cấp độ bền thể gel theo thang đánh giá của IRRI (1996) Tiêu chuẩn đánh giá (SES) ở giai đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI, 1997) Một số chỉ tiêu nông học của cây F1 (giá trị trung bình của 20 cá thể) Một số chỉ tiêu nông học của 8 cá thể F2 Đánh giá khả năng chịu mặn của 8 dòng lai ưu tú và cha mẹ so với đối chứng Chỉ tiêu nông học của 13 dòng F3 Khả năng chống chịu mặn của dòng THL01-01-01 ở 15‰ Khả năng chống chịu mặn của dòng THL01-01-02 ở 12‰ Khả năng chống chịu mặn của các dòng thế hệ F3 ở 8‰ Khả năng chống chịu mặn của các dòng thế hệ F3 ở 6‰ Hàm lượng amylose và protein các dòng thế hệ F3 Độ trở hồ và độ bền thể gel của các dòng thế hệ F3 so với cha mẹ Chiều dài và rộng hạt của các dòng thế hệ F3 so với cha mẹ Kết quả trắc nghiệm mùi thơm bằng KOH 1,7% 9 dòng ở thế hệ F4 ix Trang 7 11 16 20 22 24 24 25 27 30 31 35 36 38 39 40 41 43 45 46 47 DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 Tên hình Phổ điện di protein tổng số của giống Lúa Sỏi Phổ điện di protein tổng số của giống TP5 Hạt F1 của THL Lúa Sỏi x TP5 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn dòng THL01-01-01 ở 15‰ Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn dòng THL01-01-02 ở 12‰ Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F3 ở 8‰ Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F3 ở 6‰ Hình độ trở hồ của THL01-01-01 (15‰) Hình độ bền thể gel của THL01-01-02 (12‰) Chiều dài và rộng hạt của THL01-01-01 (15‰) Phổ điện di protein tổng số của dòng THL01-01-01 x Trang 28 29 30 39 40 40 41 43 44 46 48 1 MỞ ĐẦU Theo đánh giá của Chương trình Phát triển Liên hiệp quốc (UNDP), Việt Nam nằm trong những nước đứng đầu thế giới dễ bị ảnh hưởng nhất đối với biến đổi khí hậu. Nếu mực nước biển tăng 1 mét ở Việt Nam sẽ mất 5% diện tích đất đai, 11% người mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu nhập quốc nội GDP. Nếu mực nước biển dâng lên là 3-5 m thì điều này đồng nghĩa với "có thể xảy ra thảm họa" ở Việt Nam. Hiện tại chúng ta đang sống ở thế kỉ XXI, cuộc sống ngày càng được nâng cao vì thế nhu cầu sống và sinh hoạt cũng tăng theo. Trong đó có nhu cầu về ăn uống hàng ngày, thời trước con người sống với nhu cầu “ăn no mặc ấm” nhưng đối với cuộc sống hiên tại thì điều đó không còn phù hợp vì nhu cầu hiện tại là “ăn ngon mặc đẹp”. Do đó, việc tạo ra các giống lúa có phẩm chất tốt như: dẻo, chứa nhiều hàm lượng protein,… trong đó phẩm chất thơm của lúa cũng có nhu cầu cao và được ưu tiên. Trước nhu cầu ngày càng cao của con người và tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu đã khiến cho diện tích đất nông nghiệp nói chung trong đó có đất trồng lúa ngày càng bị thu hẹp, đang đe dọa đến nền an ninh lương thực trong nước và thế giới. Lúa Sỏi là giống lúa mùa thuộc tập đoàn giống lúa mùa của Bộ môn Di truyền giống nông nghiệp, có khả năng chịu mặn giai đoạn mạ 12,5‰, đã được trồng khảo nghiệm ở huyện Hồng Dân, Bạc Liêu cho năng suất cao và thích nghi với điều kiện thực tế địa phương (Nguyễn Văn Cường, 2012). TP5 là giống lúa cao sản có những phẩm chất tốt với hàm lượng amylose thấp 13,5%, protein cao 13,3%, có mùi thơm, cho năng suất cao và thích nghi tốt với điều kiện huyện Cờ Đỏ, Cần Thơ, thuộc tập đoàn giống lúa của Bộ môn Di truyền giống nông nghiệp (Theo Báo Nông Nghiệp, 2008). Vì vậy, đề tài “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống Lúa Sỏi và TP5” được thực hiện nhằm mục tiêu chọn được 1, 2 dòng lúa thơm chịu mặn  6‰, hàm lượng amylose ≤ 20% và hàm lượng protein  9%. 2 CHƯƠNG 1 LƯỢC THẢO TÀI LIỆU 1.1 Thế nào là 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 tháng 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 dl (dương lịch) và thu hoạch vào tháng 12 dl. 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 dl. Tiêu biểu cho nhóm này là giống Tài nguyên, Nàng thơm muộn, Nanh chồn,… (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.2 Phương 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. 3 1.2.1 Chọn lọc quần thể Chọn lọc quần thể là chọn và thu hoạch các cá thể gần giống nhau có những tính trạng mong muốn từ quần thể ban đầu. Hạt của các cá thể được tuyển chọn trộn chung và gieo vào vụ sau. Trồng và so sánh quần thể mới tuyển chọn với quần thể ban đầu và giống đối chứng. Nếu quần thể mới tuyển chọn tốt hơn quần thể đối chứng thì nhân lên làm giống sản xuất (Nguyễn Phước Đằng, 2010). 1.2.2 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). 1.2.3 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. 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… 4 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 quang 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, sửa 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 Đặc tính nông học của cây lúa 1.3.1 Thời gian sinh trưởng Võ Tòng Xuân (1979) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 110135 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, theo Yosida (1972) (được biên dịch bởi Trần Minh Thành, 1981), các giống lúa có thời gian sinh trưởng khoảng 90 ngày, nếu cấy khoảng 100 ngày là thời gian ngắn nhất, hợp lý nhất để đạt năng suất cao. 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 đỗ 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 5 suất nên phải chú ý tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng (Bùi Chí Bửu, 1998). 1.3.2 Chiều cao cây Theo Jenningss và ctv. (1979), chiều cao thân rạ và độ cứng là hai nhân tố quyết định tính đỗ ngã. Thân rạ cao, ốm yếu, dễ đỗ 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 đỗ 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,… Thân cây lúa dày hơn thì có nhiều bó mạch hơn, nó sẽ cung cấp và tạo khả năng vận chuyển chất khô tốt hơn. Cải thiện hình dạng cây nhằm tạo điều kiện cho chúng tiêu thụ một khối lượng dinh dưỡng khá lớn trong đất để đạt năng suất cao. Theo Akita (1989), cây cao từ 90-100 cm được coi là lý tưởng về năng suất. Nếu thân lá không khỏe, thân không dày, mặc dù tổng hợp chất xanh tăng cũng sẽ dẫn đến đỗ ngã, tán che khuất vào nhau dẫn đến giảm năng suất. Chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gen và chịu ảnh hưởng của hoạt động cộng tính (Kailaimani và ctv., 1987). Bùi Chí Bửu và ctv. (1992) kết luận có ít nhất năm nhóm gen điều khiển tính trạng chiều cao của cây lúa. 1.3.3 Khả năng nở buội Yoshida (1972) (được trích dẫn bởi Trần Minh Thành, 1981) thì năng suất hạt tăng theo mật độ cây, thích hợp nhất là từ 182-242 cây/m 2. Khả năng đâm chồi mạnh cần cho sự đạt năng suất tối đa ở sự trồng lúa cấy. Ở lúa cấy khoảng cách thường dùng là 20x20 cm (25 buội/m2) hoặc 30x30 cm (16 buội/m 2), các dạng đâm chồi mạnh và sớm có lợi ở những điều kiện như thế. Tuy nhiên, khi sạ thẳng ở lượng hạt thường dùng, khả năng đâm chồi ít ảnh hưởng đến năng suất hạt vì số bông/m 2 tùy thuộc vào thân chính hơn số 6 chồi. Điều này trái ngược với ý kiến của Võ Tòng Xuân (1979), ông cho rằng giống có nhiều chồi rất cần thiết để cho sản lượng tối đa trong quần thể dày hoặc trung bình. Tuy nhiên, khả năng đâm chồi trung bình cũng được xem là tốt cho những giống lúa năng suất cao. 1.3.4 Số bông/m2 Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997) đã khẳng định số bông có quan hệ nghịch với số hạt trên bông và trọng lượng hạt. Nên khi tăng mật độ số bông trên một đơn vị diện tích sẽ tăng nhưng số hạt trên bông và trọng lượng hạt sẽ giảm. Nếu mật độ quá dày, đầu tư phân bón sẽ cao nhưng dễ dẫn đến gia tăng sâu bệnh trên ruộng lúa. Vì vậy để cho năng suất cao cây lúa cần có số bông/m2 vừa phải, gia tăng số hạt chắc/bông trên một đơn vị diện tích là biện pháp gia tăng năng suất tốt hơn là gia tăng số bông/m2 (Nguyễn Đình Giao và ctv, 1997; Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). Ở các giống lúa cải thiện thấp cây có số bông/m2 trung bình đạt 500-600 bông, đối với lúa sạ hoặc lúa cấy 350-450 bông mới có thể cho năng suất cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 1.3.5 Số hạt chắc/bông Đặc tính số hạt trên bông chịu tác động rất lớn của điều kiện môi trường. Số hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié hoa phân hóa và số gié hoa không phân hóa. Nguyễn Ngọc Đệ (1998) cho rằng, lúa sạ có trung bình từ 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 hạt hơn. Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê Thị Dự (2000) cho rằng hoạt động của gen không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc trên bông. Ngoài ra, tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh. Thường số hoa 7 trên bông quá nhiều dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp. Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80% (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). 1.3.6 Trọng lượng 1000 hạt Nguyễn Ngọc Giao và ctv. (1997), đối với lúa, người ta thường biểu thị trọng lượng bằng trọng lượng của 1000 hạt với đơn vị là gram. Đặc tính trọng lượng 1000 hạt chịu tác động của điều kiện môi trường và hệ số di truyền rất cao, nó phụ thuộc hoàn toàn vào giống. Nguyễn Ngọc Đệ (1998) đã khẳng định, trọng lượng hạt được quyết định ngay từ thời kỳ phân hóa hoa cho đến khi lúa chín. Trọng lượng hạt tùy thuộc vào cỡ hạt và độ dày mẩy (no đẩy) của hạt lúa. Trọng lượng 1000 hạt của một giống có thể thay đổi trong một giới hạn nhất định nhưng giá trị trung bình thì luôn ổn định. Phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-30g (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). 8 1.4 Một số chỉ tiêu vật lý và hình thái lúa Bảng 1.1 Hướng chọn giống lúa năng suất cao trong tương lai (Fischer,1996) Cây/bộ phận Chiều cao cây Lá Số chồi Thân Bông Số hạt trên bông Chỉ số thu hoạch Thời gian sinh trưởng Năng suất Hệ thống rễ Tính kháng Kỹ thuật canh tác Giống cao cây Lớn hơn 120-150 cm Dài, rũ Giống hiện đại (nửa Dạng mới (super lùn) rice) 90-110 cm 90-110 cm Cao, mỏng mãnh 12-15 bông/cây 90-100 hạt Ngắn hơn, nhỏ hơn và đứng Chồi đứng, tụ lại cho nhiều chồi hơn Ngắn, cứng 15 bông/cây 80-100 hạt Dày, ngắn, nhỏ, đứng, xanh đậm Chồi vô hiệu không có Ngắn, cứng 8 bông/cây 200-250 hạt 0,3 0,5-0,55 0,55-0,6 160-200 ngày 110-140 ngày 100-130 ngày 3-4 tấn/ba X Tính kháng thay đổi tùy theo giống Gieo thẳng, cấy giâm 6-10 tấn/ha Mạnh Kháng nhiều loại sâu, bệnh Sạ thẳng, cấy 10-13 tấn/ha Mạnh Kháng nhiều loại sâu, bệnh Sạ thẳng Số chồi thấp 1.5 Khả năng thích ứng với điều kiện mặn của cây lúa 1.5.1 Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa được biết thông qua nhiều công trình nghiên cứu rất nổi tiếng (Akbar và ctv., 1972, Korkor và Abdel-Aal, 1974, Maas và Hoffman, 1977, Mori và ctv., 1987). Mặn ảnh hưởng đến hoạt động sinh trưởng của cây lúa dưới những mức độ thiệt hại khác nhau ở từng giai đoạn sinh trưởng phát triển khác nhau (Maas và Hoffman, 1977). Nhiều nghiên cứu ghi nhận rằng tính chống chịu mặn xảy ra ở giai đoạn hạt nẩy mầm, sau đó trở nên rất mẫn cảm trong giai đoạn mạ (tuổi lá 2-3), rồi trở nên