(LUẬN án TIẾN sĩ) cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía bắc

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ MIỀN

CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG
VÀ NHẬP NỘI BẰNG GÂY ĐỘT BIẾN PHÓNG XẠ
PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN LÚA CHẤT LƯỢNG
TẠI CÁC TỈNH PHÍA BẮC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ MIỀN

CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG
VÀ NHẬP NỘI BẰNG GÂY ĐỘT BIẾN PHÓNG XẠ
PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN LÚA CHẤT LƯỢNG
TẠI CÁC TỈNH PHÍA BẮC

Ngành:

Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số:

9 62 01 11

Người hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quang
TS. Nguyễn Trọng Khanh

HÀ NỘI - 2022

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, các kết quả được
trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất
kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn,
các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Miền

i

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.

Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn
sâu sắc tới PGS.TS. Trần Văn Quang, TS. Nguyễn Trọng Khanh đã tận tình hướng dẫn,
dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và
thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
đã tận tình giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức của Viện Cây lương
thực và Cây thực phẩm đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực
hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành
luận án.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Miền

ii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ............................................................................................................................ iii
Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi
Danh mục bảng ............................................................................................................... vii

Danh mục hình .................................................................................................................. x
Danh mục sơ đồ ............................................................................................................... xi
Trích yếu luận án ............................................................................................................ xii
Thesis abstract................................................................................................................ xiv
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................... 1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 2

1.3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 3

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 3
1.4.

Những đóng góp mới của đề tài ............................................................................. 3

1.5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................... 4

1.5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................................... 4
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................................................... 4
Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 5

2.1.

Nguồn gen và đa dạng di truyền cây lúa ................................................................ 5

2.1.1. Nguồn gốc cây lúa .................................................................................................. 5
2.1.2. Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa ..................................................................... 6
2.2.

Lịch sử phát triển của chọn tạo giống lúa bằng phương pháp đột biến.................. 9

2.2.1. Khái niệm đột biến ................................................................................................. 9
2.2.2. Phân loại đột biến ................................................................................................. 10
2.2.3. Phương pháp gây đột biến nhân tạo ..................................................................... 11
2.2.4. Lịch sử phát triển của chọn tạo giống lúa bằng phương pháp đột biến................ 12

iii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2.3.

Cơ sở khoa học phát sinh đột biến phóng xạ ...................................................... 13

2.3.1. Tác nhân phóng xạ gây đột biến ......................................................................... 14
2.3.2. Các dạng phóng xạ ứng dụng trong chọn giống ................................................. 15
2.3.3. Cơ chế gây đột biến của các tia phóng xạ .......................................................... 15
2.3.4. Di truyền đột biến trên cây lúa ........................................................................... 19
2.3.5. Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đột biến gamma ............................................... 21
2.4.

Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơng qua đột biến trên thế giới ......................... 21

2.4.1. Tình hình nghiên cứu chung ................................................................................. 21
2.4.2. Phương pháp xử lý đột biến................................................................................ 27
2.4.3. Liều lượng xử lý đột biến ................................................................................... 27
2.5.

Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thông qua đột biến ở Việt Nam ........................ 33

2.5.1. Tình hình nghiên cứu chung ............................................................................... 33
2.5.2. Nghiên cứu về liều lượng phóng xạ.................................................................... 35
2.6.

Đặc điểm di truyền một số tính trạng liên quan đến chất lượng ở lúa................ 37

2.6.1. Đặc điểm di truyền một số tính trạng liên quan đến chất lượng .......................... 37
2.6.2. Đặc điểm di truyền một số tính trạng liên quan đến năng suất ............................ 42
Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 47
3.1.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................................ 47

3.1.1. Địa điểm nghiên cứu........................................................................................... 47
3.1.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 47
3.2.

Vật liệu nghiên cứu............................................................................................. 47

3.3.

Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 49

3.3.1. Đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ cơng tác xử lý đột biến phóng xạ ....... 49
3.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ và chọn lọc dòng lúa thuần
chất lượng cao..................................................................................................... 49
3.3.3. Tuyển chọn, khảo nghiệm sinh thái một số dòng lúa thuần có triển vọng ................ 49
3.4.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 49

3.4.1. Đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ cơng tác xử lý đột biến phóng xạ ....... 49
3.4.2. Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ và chọn lọc dòng lúa thuần
chất lượng ........................................................................................................... 52
3.4.3. Tuyển chọn, khảo nghiệm sinh thái một số dịng lúa thuần có triển vọng ................ 54
3.5.

Phương pháp phân tích số liệu............................................................................ 57

iv

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................................... 58
4.1.

Kết quả đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ cơng tác xử lý đột biến
phóng xạ ............................................................................................................... 58

4.1.1. Một số đặc điểm sinh trưởng của các mẫu giống lúa ........................................... 58
4.1.2. Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa ............................................... 60
4.1.3. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các mẫu giống lúa ............................................. 62
4.1.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa .................. 62
4.1.5. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các mẫu giống lúa ........................................ 64
4.2.

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ và chọn lọc dòng lúa
thuần chất lượng cao ............................................................................................ 67

4.2.1. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ tia gamma Co60 lên
các mẫu giống lúa ở thế hệ M1 ............................................................................. 67
4.2.2. Kết quả đánh giá hiệu ứng chiếu tia gamma (nguồn Co60) lên các mẫu
giống lúa ở thế hệ M2 ........................................................................................... 69
4.2.3. Kết quả đánh giá các biến dị đã được chọn lọc khi chiếu xạ tia gamma
(nguồn Co60) lên các mẫu giống lúa ở thế hệ M3 ................................................. 79
4.3.

Kết quả tuyển chọn, khảo nghiệm sinh thái một số dòng lúa thuần triển vọng ......... 86

4.3.1. Kết quả khảo sát sơ bộ các dòng lúa thuần .......................................................... 86
4.3.2. Kết quả so sánh một số dòng lúa thuần có triển vọng ........................................ 105
4.3.3. Kết quả khảo nghiệm sinh thái dịng lúa thuần có triển vọng ............................ 116
Phần 5. Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 123
5.1.

Kết luận .............................................................................................................. 123

5.2.

Đề nghị ............................................................................................................... 124

Danh mục các cơng trình đã được cơng bố liên quan đến luận án........................ 125
Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 126
Phụ lục ......................................................................................................................... 141

v

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ/nghĩa tiếng Việt

D/R

Dài/rộng

DNA

Deribo Nucleic Acid (Axit đêoxiribonuclei)

Đ/C

Đối chứng

ĐR

Đồng ruộng

FAO

Food and Agriculture Oganization (Tổ chức Lương thực và Nông
nghiệp Liên Hiệp Quốc)

IAEA

International Atomic Energy Agency (Cơ quan Năng lượng
Nguyên tử Quốc tế)

IRRI

International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế)

KM

Khẩu mang

M

Mềm

M19

Vụ mùa 2019

NST

Nhiễm sắc thể

NT

Nhân tạo

PCR

Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi trùng lặp)

QTL

Quantitative Trait Loci (Locus tính trạng số lượng)

SSR

Simple Sequence Repeates (Đa hình các đoạn lặp lại đơn giản)

TB

Trung bình

TGST

Thời gian sinh trưởng

VM

Vụ Mùa

VX

Vụ Xuân

X20

Vụ xuân năm 2020

vi

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1.

Quá trình hình thành và phát triển đột biến ở lúa trên thế giới ............................ 13

2.2.

Số giống lúa đột biến được đăng ký qua các năm của các nước .......................... 23

2.3.

Các giống lúa mới được đăng ký năm 2019, 2020 ............................................... 24

4.1.

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống lúa địa phương
và nhập nội trong năm 2016 ................................................................................. 59

4.2.

Một số đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống lúa địa phương và nhập
nội trong năm 2016 .............................................................................................. 60

4.3.

Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa địa phương và nhập nội
trong năm 2016 ..................................................................................................... 60

4.4.

Một số đặc điểm cấu trúc bông của các mẫu giống lúa địa phương và nhập
nội trong năm 2016 .............................................................................................. 61

4.5.

Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận của các mẫu giống
trong năm 2016 ..................................................................................................... 62

4.6.

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống trong năm

2016 ...................................................................................................................... 63

4.7.

Một số chỉ tiêu cơ lý về gạo của các mẫu giống lúa (Mẫu phân tích trong
vụ Mùa năm 2016) ............................................................................................... 64

4.8.

Một số chỉ tiêu hóa sinh của gạo của các mẫu giống lúa (Mẫu phân tích
trong vụ Mùa năm 2016) ...................................................................................... 65

4.9.

Một số chỉ tiêu chất lượng cơm của các mẫu giống lúa (Mẫu phân tích
trong vụ Mùa năm 2016) ...................................................................................... 65

4.10. Tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ sống sót và tỷ lệ lép ở thế hệ M1 khi chiếu xạ tia
gamma (Co60) lên các mẫu giống lúa trong vụ Xuân năm 2017 .......................... 68
4.11. Tần suất đột biến ở thế hệ M2 của các mẫu giống lúa trong vụ Mùa năm
2017 ...................................................................................................................... 70
4.12. Phổ biến dị hình thái của các mẫu giống lúa ở thế hệ M2 .................................... 71
4.13. Tần suất đột biến thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây ở thế hệ M2
của các mẫu giống lúa trong vụ Mùa năm 2017 .................................................. 74
4.14. Tần suất đột biến lá đòng đứng, tăng khả năng đẻ nhánh ở thế hệ M2 của
các mẫu giống lúa trong vụ Mùa năm 2017 ......................................................... 76

vii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

4.15. Tần suất đột biến tăng số hạt/bông, tăng số bơng/khóm ở thế hệ M2 của các
mẫu giống lúa trong vụ Mùa năm 2017 ............................................................... 78
4.16. Tần suất đột biến tăng chiều dài bông, chiều dài hạt ở thế hệ M2 của các
mẫu giống lúa trong vụ Mùa năm 2017 ............................................................... 79
4.17. Phạm vi biến động các dạng đột biến về thời gian sinh trưởng và chiều cao
cây ở thế hệ M3 của các mẫu giống lúa trong vụ Xuân năm 2018 ....................... 80
4.18. Phạm vi biến động các dạng đột biến chiều dài lá đòng và số nhánh tối đa ở
thế hệ M3 của các mẫu giống lúa trong vụ Xuân năm 2018 ................................. 82
4.19. Phạm vi biến động các dạng đột biến về số bơng/khóm và số hạt/bơng ở thế
hệ M3 của các mẫu giống lúa trong vụ Xuân năm 2018....................................... 83
4.20. Phạm vi biến động các dạng đột biến về chiều dài bơng và chiều dài hạt
thóc ở thế hệ M3 của các mẫu giống lúa trong vụ Xuân năm 2018 ...................... 84
4.21. Kết quả chọn lọc dòng thuần từ các mẫu giống lúa được xử lý đột biến
phóng xạ tia gamma (nguồn co60) ........................................................................ 87
4.22. Một số đặc điểm nơng sinh học của các dịng lúa thuần mới trong vụ Xuân
2019 ...................................................................................................................... 89
4.23. Một số đặc điểm hình thái của các dịng lúa thuần mới trong vụ Xuân 2019........ 90
4.24. Mức độ chống chịu sâu bệnh hại và chống đổ của các dòng lúa thuần mới
trong vụ Xuân 2019 .............................................................................................. 92
4.25. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa thuần mới
trong vụ Xuân năm 2019 ...................................................................................... 94
4.26. Một số chỉ tiêu cơ lý về gạo của các dòng lúa trong vụ Xuân năm 2019 ........... 96
4.27. Một số chỉ tiêu hóa sinh của gạo của các dịng lúa triển vọng trong vụ Xuân
năm 2019 .............................................................................................................. 98
4.28. Một số chỉ tiêu chất lượng cơm của của các dòng triển vọng vụ Xuân năm
2019 ...................................................................................................................... 99
4.29. Đặc điểm nông sinh học của các dòng thuần triển vọng trong vụ Mùa 2019
và vụ Xuân 2020 ................................................................................................ 107

4.30. Mức độ chống chịu sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận của các dòng triển
vọng vụ Mùa 2019 và vụ Xuân 2020 ................................................................. 109
4.31. Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2019
và vụ Xuân 2020 ................................................................................................ 111
4.32. Một số chỉ tiêu cơ lý của gạo các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2019 và vụ
Xuân 2020 .......................................................................................................... 112

viii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


4.33. Một số chỉ tiêu hóa sinh của gạo các dòng triển vọng trong vụ Mùa 2019
và vụ Xuân 2020 ................................................................................................ 113
4.34. Kết quả đánh giá chất lượng cơm của các dòng triển vọng trong vụ Mùa
2019 và Xuân 2020 ............................................................................................ 114
4.35. Một số đặc điểm nông sinh học của dòng lúa NN1-2-6-55 tại một số địa
phương trong vụ Mùa năm 2020 ........................................................................ 116
4.36. Mức độ chống chịu bệnh hại và điều kiện bất thuận của dòng lúa NN1-2-655 tại một số địa phương trong vụ Mùa năm 2020 ............................................ 117
4.37. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của dòng lúa NN1-2-6-55 tại
một số địa phương trong vụ Mùa năm 2020 ...................................................... 118
4.38. Kết quả đánh giá chất lượng cơm của dòng lúa NN1-2-6-55 tại một số địa
phương trong vụ Mùa năm 2020 ........................................................................ 118
4.39. Một số đặc điểm nơng sinh học của dịng lúa NN1-2-6-55 tại một số địa
phương trong vụ Xuân năm 2021 ....................................................................... 119
4.40. Mức độ chống chịu sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận của dòng lúa NN12-6-55 tại một số địa phương trong vụ Xuân năm 2021 .................................... 120
4.41. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của dòng lúa NN1-2-6-55 tại
một số địa phương trong vụ Xuân năm 2021 ..................................................... 121
4.42. Kết quả đánh giá chất lượng cơm của dòng lúa NN1-2-6-55 tại một số địa
phương trong vụ Xuân năm 2021 ....................................................................... 122

ix

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

Hình 2.1. Mơ tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng ........................................... 5
Hình 4.1. Cá thể đột biến thấp cây ở thế hệ M2 của mẫu giống gốc NN1 tại Viện
Cây lương thực và Cây thực phẩm vụ mùa năm 2017 ................................... 75
Hình 4.2. Cá thể đột biến tăng khả năng đẻ nhánh ở thế hệ M2 của mẫu giống gốc
NN1 tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm vụ mùa năm 2017............. 77
Hình 4.3. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các dịng đột biến có
nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN1 trong vụ Xuân
năm 2019 ...................................................................................................... 101
Hình 4.4. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các dòng đột biến có
nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN3 vụ Xuân năm
2019 .............................................................................................................. 102
Hình 4.5. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các dịng đột biến có
nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN1, NN3 vụ Xuân
năm 2019 ...................................................................................................... 104
Hình 4.6. Dịng NN3-2-223-179 so với mẫu giống gốc NN3 tại Viện Cây lương
thực và Cây thực phẩm vụ mùa năm 2019 ................................................... 108
Hình 4.7. Dịng NN1-2-6-55 so với mẫu giống gốc NN1 tại Viện Cây lương thực

và Cây thực phẩm vụ mùa năm 2019 ........................................................... 108
Hình 4.8. Dịng NN1-2-6-55 so với mẫu giống gốc NN1 tại Viện Cây lương thực
và Cây thực phẩm vụ xuân năm 2020 .......................................................... 115
Hình 4.9. Dịng NN1-2-6-55 so với mẫu giống gốc NN1 tại Viện Cây lương thực
và Cây thực phẩm vụ mùa năm 2019 ........................................................... 115

x

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC SƠ ĐỒ
TT
3.1.

Tên sơ đồ

Trang

Q trình chọn tạo dịng lúa thuần chất lượng bằng đột biến phóng xạ tia
gamma nguồn Co60 ............................................................................................... 48

3.2. Sơ đồ chọn tạo giống lúa bằng đột biến phóng xạ ............................................... 53

xi

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Miền
Tên luận án: Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến
phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.
Ngành: Di truyền chọn giống cây trồng

Mã số: 9 62 01 11

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu chung:
Cải tiến được một số giống lúa địa phương và nhập nội thông qua đột biến phóng
xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60).
Mục tiêu cụ thể:
Tạo được nguồn vật liệu bằng đột biến phóng xạ (Co60) phục vụ công tác chọn tạo
giống lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.
Chọn tạo được một số dịng lúa chất lượng có thời gian sinh trưởng ngắn ngày,
thấp cây, năng suất khá, phù hợp với điều kiện khí hậu và canh tác ở các tỉnh phía Bắc.
Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá các đặc điểm nơng sinh học, đặc điểm hình thái, sâu bệnh và năng suất
theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI,
2013). Đánh giá chất lượng gạo, cơm: Phân tích tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo nguyên, kích
thước hạt gạo, mùi thơm nội nhũ theo TCVN1643:2008; Phân tích nhiệt độ hóa hồ theo
TCVN5715:1993; Xác định hàm lượng amylose theo TCVN5716-2:2008; Đánh giá
chất lượng cơm theo TCVN8373:2010. Bố trí thí nghiệm khảo sát, so sánh giống theo
phương pháp của Gomez & Gomez (1984).
Tần suất đột biến được xác định bằng tỷ lệ giữa số cá thể mang đột biến với tổng
số cá thể trong lơ cịn sống đến giai đoạn đó (tính theo %).

f
f% = n . 100

Sai số (%): m% = 

f %(100  f %)
n

Trong đó: f- Số thể đột biến trong lô; n- Tổng số cá thể trong lơ
Số liệu thí nghiệm được tính tốn bằng chương trình Excel và xử lý thống kê
ANOVA bằng phần mềm IRRISTAT 5.0. Phân tích sự sai khác di truyền được xử lý
theo phần mềm NTSYSpc 2.0.

xii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Kết quả chính và kết luận
Đã đánh giá được 3 mẫu giống lúa: Khẩu Mang (giống địa phương), NN1, NN3
(giống nhập nội) có chất lượng gạo khá, năng suất trung bình, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại
để xử lý đột biến tia gamma Co60 nhằm cải tiến nhược điểm về thời gian sinh trưởng,
chiều cao cây, tạo nguồn vật liệu đa dạng phục vụ công tác chọn tạo giống lúa chất
lượng cao tại các tỉnh phía Bắc.
Hiệu ứng chiếu xạ tia gamma Co60 lên hạt khô của các mẫu giống lúa biểu hiện
rất khác nhau. Ở thế hệ M1, tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống sót của các mẫu giống lúa đều
giảm khi tăng liều lượng chiếu xạ ở cả giai đoạn mạ, giai đoạn đẻ nhánh và giai đoạn
trỗ đến chín; tỷ lệ lép đều tăng khi tăng liều lượng chiếu xạ. Ở thế hệ M2, các tính
trạng như thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, lá đòng đứng có tần suất xuất hiện đột
biến cao ở liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy đối với mẫu giống nhập nội NN1. Đột
biến thấp cây, đẻ nhánh tốt, số bơng/khóm cao, lá địng đứng xuất hiện với tần suất
cao khi chiếu xạ mẫu giống nhập nội NN3 với liều lượng 200 Gy và 300 Gy. Đột biến
hầu như không xuất hiện hoặc với tần suất rất thấp khi chiếu xạ mẫu giống địa phương

Khẩu Mang. Ở thế hệ M3 thu được nhiều cá thể cải tiến có thời gian sinh trưởng ngắn,
thấp cây, đẻ nhánh khá từ việc chiếu xạ tia gamma với liều lượng 200 Gy và 300 Gy
trên hai mẫu giống lúa nhập nội NN1 và NN3.
Kết quả đánh giá 20 dòng lúa được chọn lọc từ các quần thể phân ly sau xử lý
đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) hai mẫu giống lúa nhập nội đã lựa chọn được 03
dịng triển vọng có thời gian sinh trưởng ngắn 90 - 106 ngày trong vụ Mùa, 125 - 136
ngày trong vụ Xuân, thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất thực thu từ 54,8 - 60,7
tạ/ha trong vụ Mùa và từ 65,9 - 67,5 tạ/ha trong vụ Xuân, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo
nguyên cao, hàm lượng amylose thấp, nhiệt độ hóa hồ thấp. Thơng qua đột biến phóng
xạ tia gamma (Co60) đối với 2 mẫu giống nhập nội NN1 và NN3 đã chọn được các
dịng lúa thuần có thời gian sinh trưởng ngắn hơn, cây thấp hơn và năng suất cao hơn
giống gốc. Tuy nhiên, đối với những tính trạng liên quan đến chất lượng gạo, cơm xử
lý đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) hầu như khơng có hiệu quả.
Dịng lúa thuần NN1-2-6-55 được chọn từ quần thể phân ly sau đột biến mẫu
giống nhập nội NN1 được đánh giá triển vọng nhất. Tại các điểm khảo nghiệm sản
xuất, dịng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày 126 - 132 ngày trong vụ
Xuân, 98 - 105 ngày trong vụ Mùa, nhiễm nhẹ các loại sâu bệnh hại, chống đổ tốt,
năng suất thực thu đạt 67,5 tạ/ha trong vụ Xuân và 60,7 tạ/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo
xát đạt trên 70,0%, hàm lượng amylose 14,0%, cơm mềm, dẻo, đậm thơm. Dòng
NN1-2-6-55 thích ứng tốt với các điều kiện sinh thái khác nhau, phù hợp canh tác tại
các tỉnh phía Bắc.

xiii

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


THESIS ABSTRACT
PhD.candidate: Nguyen Thi Mien
Thesis title: Improvement of some local and imported rice varieties by causing

radioactive mutations for the development of quality rice in the Northern Vietnam.
Major: Plant Genetics and Breeding

Code: 9 62 01 11

Education organization: Vietnam National University of Agriculture.
Research Objectives:
General Objectives:
To improve agronomical characteristics of local and imported rice varieties by
using radioactive mutations (irradiation gamma rays of Co60).
Specific objectives:
To create materials for breeding new quality rice varieties in the Northern
provinces by using radioactive mutations (irradiation gamma rays of Co60).
To select quality rice lines with short growing duration, low plant height, high
yield, suitable for weather and cultivation conditions in the Northern provinces.
Research Methods:
Evaluation of agro-biological characteristics, morphological characteristics, pests,
diseases and yield according to the Standard evaluation system for rice of the
International Rice Research Institute (IRRI, 2013). Evaluation of the quality of rice:
analysis of the percentage of milled rice, the percentage of head rice, the size of rice
grains, the aroma of the endosperm according to TCVN1643:2008 ; analysis of
gelatinization temperature according to TCVN5715:1993; determination of amylose
content according to TCVN571 6 -2 :2008; evaluation of quality rice follow TCVN8373
:2010. Design experimental survey, varieties comparison and cultivation techniques
follow the method of Gomez & Gomez (1984).
The frequency of mutations is determined by the ratio between the number of
individuals have the mutation to the total number of individuals which are still alive up
in the period that (unit %).

f

f% = n . 100
Error (%): m% = 

f %(100  f %)
n

In which: f- the number of individuals have the mutation in the batch;
n- Total number of individuals in the batch
Experimental data were calculated by Excel software and ANOVA statistically
processed by using IRRISTAT 5.0 software. Genetic variance analysis by using
NTSYSpc 2.0 software.

xiv

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Main results and conclusions
The rice accessions were chosen as following: Khau Mang (Vietnamese local
variety), NN1, NN3 (imported from China and Mozambique) with good quality rice,
medium yield, slight infection with pests and diseases to handle gamma-ray mutation
Co60 with target to improve the disadvantages of growth duration, plant height, and
create a diverse materials source for the selecting of high-quality rice varieties which
are suitable to Northern condition .
The effects irradiation of gamma-ray Co60 on dry seeds of rice varieties showed
very different expressions. In the M1 generation, the germination rate and survival rate of
the rice varieties decreased with increasing irradiation dose at both seedling – tillering and
flowering - maturing stage; the percentage of empty grains increased with increasing
radiation dose. In the M2 generation, traits such as short growth duration, short plant
height, and erect flag leaves had a high frequency of mutation occurrence at irradiated

doses of 200 Gy, 300 Gy for the imported cultivar NN1. Similarly, the traits as a low
plant, good tillering, high number of panicles/cluster, and erect flag leaves appeared with
high frequency when NN3 was introduced with the dosage of 200 Gy and 300 Gy. It is
hardy appear or with very low frequency when irradiating local varieties Khau Mang. In
the M3 generation, selected many improved individuals with short growth duration, low
plants and good tillering were obtained from gamma-ray irradiation with doses of 200 Gy
and 300 Gy on two imported rice varieties NN1 and NN3.
The evaluation results of 20 lines selected from isolated populations after
treatment of gamma-ray mutations (Co60) showed that from two mutated population of
NN1, NN3 , these are 03 promising lines were selected which have a short growth
duration of 90 - 106 days in summer and 125 - 136 days in spring season, a low plant
height and a slight infection with pests and diseases, the harvested yield of 5.48 – 6.07
tons/ha in the summer and 6.59 – 6.75 tons/ha in the spring season. Some other traits
as percentage of milled rice, percentage of head rice is high. Opposite, the amylose
content and gelatinization temperature is low. By way of gamma radiation mutation
(Co60) for 2 imported varieties NN1 and NN3 were selected pure rice lines which had
shorter growing duration, lower plants and higher yield than the original varieties.
However, for traits related to quality rice, treated with gamma-ray (Co 60 ) mutant was
almost ineffective.
The new line NN1-2-6-55 was selected from population segregation after
mutating of NN1 which is the most promising. At the production trial areas, the NN12-6-55 line has a short growth duration, between 126 and 132 days in the spring, 98 105 days in the summer crop season, slight infected with pests and diseases, and has
good resistance to lodging, the harvested yield of 6.75 tons/ha in the spring and 6.07
tons/ha in the summer crop. Another characteristics as the percentage of milled rice
was over 70.0%, amylose content 14.0%, rice was soft, supple and aroma. The NN12-6-55 line had been shows that it was adapted well to different ecological conditions,
suitable for cultivation in the Northern provinces of Vietnam.

xv

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay sản xuất lúa của các tỉnh phía Bắc có nhiệm vụ chính là đảm bảo
an ninh lương thực, đáp ứng tiêu thụ nội địa. Tuy nhiên, do sự tăng trưởng nhanh
của nền kinh tế vùng, thu nhập tăng lên trong những năm qua nên đòi hỏi của
người tiêu dùng về gạo chất lượng cao cũng ngày càng tăng.
Trước thực tế các giống lúa địa phương ở trong và ngoài nước thường có
chất lượng gạo cao, khả năng thích ứng tốt với điều kiện sinh thái của địa
phương. Tuy nhiên các giống này thường cao cây, thời gian sinh trưởng dài ngày,
năng suất thấp nên đã hạn chế việc mở rộng diện tích gieo cấy.
Áp lực chọn lọc cao trong quá trình chọn tạo giống lúa đã thu hẹp khả năng
tạo biến dị di truyền. Việc có được các giống lúa mới trở thành thách thức lớn
đối với các nhà chọn giống và việc tăng tính biến dị di truyền đã đòi hỏi sự cố
gắng cao của các nhà nghiên cứu. Hiểu được các đột biến và ứng dụng của chúng
đã mở đường cho những tiến bộ trong việc làm sáng tỏ cơ sở di truyền, sinh lý và
sinh hóa của các tính trạng ở lúa. Do đó, tạo ra sự biến đổi thông qua các đột biến
đã trở thành một trong những công cụ quan trọng để cải thiện lúa gạo (Viana &
cs., 2019).
Chương trình chọn giống nhờ đột biến trên toàn thế giới đã chọn tạo và phát
triển 3250 giống cây trồng, trong đó đóng góp của các nước châu Á khoảng 63%,
riêng Ấn Độ có 341 giống (gồm 75 giống cây lương thực, 85 giống cây họ đậu,
19 giống cây có dầu, 24 giống cây cơng nghiệp, 12 giống rau, 105 giống cây
cảnh, và 20 giống cây trồng khác) (Sanjay, 2016). Tính đến tháng 7 năm 2021
thế giới có 3365 giống đột biến, trong đó có 853 giống lúa được đăng ký chính
thức từ 76 Quốc gia và vùng lãnh thổ (IAEA, 2021).
Đột biến phóng xạ đã tạo ra các giống cây trồng chống chịu điều kiện bất
thuận sinh học, phi sinh học, có năng suất cao. Tuy nhiên, đột biến tạo ra các
biến dị không định hướng như lai hữu tính nên xác suất thành cơng phụ thuộc
vào tần suất xuất hiện đột biến và phương pháp chọn lọc (Ali & cs., 2016).

Đột biến thực nghiệm có thể được áp dụng như một trong những phương
pháp tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống và cải tiến một số tính trạng ở cây
trồng. Mặc dù sự xuất hiện đột biến mang tính ngẫu nhiên, song những hiểu biết

1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


về cơ chế phát sinh đột biến, đặc điểm tác động của tác nhân gây đột biến giúp
chúng ta có những biện pháp ứng dụng hiệu quả và phù hợp cho đối tượng sinh
vật cụ thể (Nguyễn Hồng Minh, 1999).
Đột biến về thời gian sinh trưởng ngắn thường xảy ra trong quá trình đột
biến và dễ dàng xác định (Spencer-Lopes & cs., 2018). Tại Thuỵ Điển là nơi
đầu tiên các nhà khoa học tạo ra được biến dị đột biến có thời gian sinh trưởng
ngắn ngày khi xử lý đột biến chiếu xạ trên mẫu giống lúa mạch Mari
(Lundqvist, 2014).
Tính trạng chiều cao cây cũng có thể thay đổi tương tự như thời gian sinh
trưởng khi xử lý đột biến. Việc giảm chiều cao được quan sát qua giảm số
lượng lóng và lóng ngắn lại khi xử lý đột biến phóng xạ lúa mạch (Gottschalk
& Wolff., 1983).
Tại Việt Nam, thống kê của Viện Di truyền Nơng nghiệp, tính đến 2015 cả
nước có 63 giống cây trồng mới được tạo ra nhờ đột biến, đã được công nhận và
đưa vào sản xuất, trong đó có 41 giống lúa (Lê Đức Thảo & Lê Huy Hàm, 2017).
Việt Nam có khoảng 15% diện tích trồng giống lúa được chọn tạo thơng qua đột
biến (Le Huy Ham & cs., 2020). Bằng phương pháp đột biến phóng xạ, Việt
Nam đã tạo được nhiều giống lúa có chất lượng, năng suất cao và sức chống chịu
tốt như: DT10, DT11, DT13, A20, CM1, DT33, DT21, Tám thơm đột biến,
Khang dân đột biến, CL9, PD2, VND 95-20, VND 99-33, Tài nguyên đột biến
100, OM 2717, OM 2718, OM 2496, VN 121, VN 124,… ở mỗi giống này đều

có một hoặc một số tính trạng được cải tiến so với giống gốc về: năng suất, chất
lượng, tính cảm quang, thời gian sinh trưởng, độ cứng cây, khả năng chống
chịu,... (Trần Duy Quý & cs., 2009). Theo Trần Bích Ngọc (2021), đến cuối năm
2020, Việt Nam đã tạo ra và đưa vào sản xuất 71 giống cây trồng đột biến bằng
phương pháp chiếu xạ, trong đó chủ yếu là giống lúa, còn lại là một số giống
khác như đậu tương, ngô, hoa, táo, bạc hà.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu chung:
Cải tiến được một số giống lúa địa phương và nhập nội thơng qua đột biến
phóng xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60).

2

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Mục tiêu cụ thể:
Tạo được nguồn vật liệu bằng đột biến phóng xạ (Co60) phục vụ cơng tác
chọn tạo giống lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.
Chọn tạo được một số dịng lúa chất lượng có thời gian sinh trưởng ngắn
ngày, thấp cây, năng suất khá, phù hợp với điều kiện khí hậu và canh tác ở các
tỉnh phía Bắc.
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu gồm 3 mẫu giống lúa chất lượng:
Khẩu mang (giống lúa địa phương tại tỉnh Hà Giang), NN1 (nhập nội từ Trung
Quốc), NN3 (nhập nội từ Mozambique).
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
Các nghiên cứu tập trung đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu; xử lý đột biến
phóng xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60 liều lượng 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy) lên

các mẫu giống lúa thu thập ở trạng thái mẫu khô; đánh giá hiệu ứng chiếu xạ;
chọn lọc và khảo nghiệm sinh thái các dòng lúa chất lượng cao triển vọng tại một
số tỉnh phía Bắc.
Các thí nghiệm đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu, xử lý đột biến phóng xạ,
đánh giá hiệu ứng chiếu xạ, chọn lọc dòng thuần được thực hiện tại Viện Cây
lương thực và Cây thực phẩm. Khảo nghiệm sinh thái dịng lúa thuần có triển
vọng được thực hiện tại một số tỉnh phía Bắc (Điện Biên, Hải Dương, Hà Tĩnh).
Thời gian triển khai các thí nghiệm từ năm 2016 đến năm 2021.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Xác định được hiệu quả chọn lọc khi chiếu xạ tia gamma (Co60) ở liều
lượng 200, 300, 400 Gy vào hạt khô đối với giống lúa nhập nội (NN1, NN3) là
cao hơn so với chiếu xạ vào mẫu giống lúa địa phương (Khẩu Mang).
Đối với các mẫu giống lúa nhập nội (NN1, NN3) chiếu xạ bằng tia gamma
60

(Co ) ở liều lượng 200 Gy vào hạt khơ có hiệu quả chọn lọc tốt hơn so với liều
lượng 300 Gy và 400 Gy. Ngược lại, chiếu xạ ở liều lượng 300 Gy và 400 Gy
vào hạt lúa khô phát sinh đột biến cao hơn, phổ đột biến rộng hơn so với liều
lượng 200 Gy.

3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Chọn tạo thành cơng dịng lúa thuần chất lượng NN1-2-6-55 có thời gian
sinh trưởng ngắn (98 - 105 ngày trong vụ Mùa; 126 - 132 ngày trong vụ Xuân),
thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất thực thu đạt 67,5 tạ/ha trong vụ Xuân và
60,7 tạ/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát trên 70%, hàm lượng amylose 14,0%, chất
lượng cơm ngon, mềm, dẻo, đậm, thơm. Dòng lúa NN1-2-6-55 là nguồn vật liệu

có nhiều đặc điểm nơng sinh học tốt, phục vụ công tác chọn tạo và phát triển sản
xuất giống lúa chất lượng cao tại các tỉnh phía Bắc.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đây là cơng trình nghiên cứu có hệ thống từ việc đánh giá nguồn vật liệu,
sử dụng phương pháp xử lý đột biến tia gamma Co60 ở liều lượng 200, 300, 400
Gy vào hạt khô của các mẫu giống lúa địa phương và nhập nội, chọn lọc, khảo
nghiệm các dịng lúa chất lượng có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, năng suất
khá tại các tỉnh phía Bắc.
Góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học về nguồn vật liệu địa phương và
nhập nội phục vụ cho công tác chọn giống lúa chất lượng thơng qua đột biến
phóng xạ.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Cung cấp nguồn vật liệu đa dạng về biến dị, có nhiều đặc điểm nơng sinh
học tốt, phục vụ cơng tác tạo giống lúa tại các tỉnh phía Bắc.
Dịng lúa chất lượng cao NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày,
thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại, năng suất khá, chất lượng cơm ngon, góp phần
bổ sung vào bộ giống lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. NGUỒN GEN VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY LÚA
2.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng xuất hiện và tồn tại lâu đời ở một số
nước châu Á trong đó có Việt Nam. Hemudu cho rằng lúa trồng xuất hiện ở châu
Á cách đây khoảng 8000 năm dựa trên phân tích mẫu hố thạch. Theo Khush

(1997) chi Oryza có thể đã phát sinh 130 triệu năm trước đây ở Trung Ấn Độ sau
đó do sự phân rã lục địa đã hình thành các lồi khác nhau theo vùng sinh thái. Tại
lưu vực sông Dương Tử - Trung Quốc cách đây 9000 năm được cho là nơi đầu
tiên lúa trồng được thuần hoá (Sharma, 2010).
Các nhà khoa học Trung Quốc đã chứng minh thông qua lập bản đồ
genome lúa năm 2012 cho rằng ở miền Nam Trung Quốc loài phụ O. japonica
lần đầu tiên được thuần hóa từ lồi lúa dại O. rufipogon. (hình 2.1).

Hình 2.1. Mơ tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng
Nguồn: Huang & cs. (2012)

Trong chi lúa (Oryza), có khoảng một nửa số lồi là đa bội thể. Đây là
nguồn tài nguyên quan trọng cho việc chọn giống lúa và là vật liệu để nghiên cứu
sự tiến hóa của các lồi đa bội. Khi giải trình tự 4 loci của các dịng bố mẹ và con
lai F1 trong nhân tế bào của 3 loci ở tế bào chất kết quả cho thấy cả dạng đơn bội
5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


và tứ bộ có bộ genome B và C thuộc chi Oryza và ít nhất ba nguồn gốc độc lập
của ba loài tứ bội BC. Tổ tiên của O. minuta và O. malampuzhaensis là dạng nhị
bội O. punctata (B-genome) và O. officinalis (C-genome) (Zou & cs., 2015).
2.1.2. Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa
2.1.2.1. Đa dạng nguồn gen lúa dại
Theo Singh & Suneetha (2007), chi lúa có 24 lồi trong đó 22 lồi dại và 2
lồi lúa trồng, được chia thành bốn nhóm: sativa, officinalis, ridleyi và
meyeriana. Huang & cs. (2012) cho rằng loài lúa dại phổ biến O.rufipogon Griff.
Đây là nguồn gen quan trọng để mở rộng nền di truyền của lúa trồng. Trên cơ sở
vật liệu là 156 gia đình F2:3 bắt nguồn từ tổ hợp lai giữa lúa trồng (O. sativa) và

lúa dại (O. rufipogon Griff.) các tác giả đã nghiên cứu biến dị di truyền, hệ số di
truyền và tương quan di truyền của các tính trạng nơng học quan trọng. Kết quả
phân tích phương sai đã nhận biết biến dị di truyền ở mức có ý nghĩa cao giữa
các gia đình ở tất cả các tính trạng. Hệ số di truyền hiệu ứng cộng (additive
genetic Coefficient of Variation - CVA) ước lượng trong phạm vi từ 8,03% đến
33,49%. Ước lượng hệ số di truyền theo nghĩa hẹp (h2) của 7 tính trạng có giá trị
từ trung bình đến cao (h2 = 0,42 - 0,90) (trừ tính trạng số hạt lép/bơng). Biến dị di
truyền của những tính trạng này được điều khiển chủ yếu bằng gen cộng tính.
Tương quan dương ở mức có ý nghĩa giữa năng suất hạt/cây với số hạt chắc/cây,
số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt và tỷ lệ đậu hạt.
Khi sử dụng 444 chỉ thị AFLP để đánh giá sự đa dạng di truyền cho thấy
rằng quần thể O. Glumaepatula ở Costa Rica có mức độ đa dạng di truyền tương
đối cao, tương đương với các quần thể ở Nam Mỹ. Phân tích sự đa dạng di truyền
của các quần thể lồi lúa dại O. glumaepatula ở Costa Rica cho thấy có sự lai tạp
giữa loài dại này với loài lúa trồng (Oryza sativa). Việc lai tạp có thể làm thay
đổi các loài dại và tăng nguy cơ mất đi dạng nguyên bản (Fuchs & cs., 2016)
Đánh giá đa dạng di truyền lúa dại, các nhà chọn giống Thái Lan đã nhận
thấy vùng Đông Bắc Thái Lan và Lào là hai vùng quan trọng nhất của lúa dại (O.
rufipogon). Các tác giả sử dụng 7 chỉ thị SSR đánh giá đa dạng 94 mẫu nguồn
gen. Kết quả xác định được 83 alen và trung bình 11,85 alen/locus, đa dạng gen
tổng số trung bình là 0,733. Các quần thể thu thập từ Lào biểu hiện mức đa dạng
cao hơn các quần thể ở Đông Bắc Thái Lan (Prathepha, 2012).
6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Trong chi Oryza có 23 lồi dại, trong đó chỉ có O. glaberrima được thuần
hóa sớm ở châu Mỹ do lồi này có nền di truyền hẹp. O. glaberrima được sử
dụng làm nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa chống chịu sâu bệnh do mang

nhiều tính trạng chống chịu điều kiện bất thuận (Menguer & cs., 2017).
2.1.2.2. Đa dạng nguồn gen lúa địa phương
Nguồn gen cây trồng địa phương có thể phân làm 2 loại là nguồn gen cây
trồng bản địa và nguồn gen các giống địa phương do con người chọn lọc hay
nhập nội từ nơi khác đến. Cả 2 loại nguồn gen này đều có tính thích nghi cao với
điều kiện địa phương, có chất lượng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng địa phương.
Các nhà nghiên cứu Ấn Độ cho rằng vùng Đông dãy Himalaya của Đông Bắc Ấn
Độ là quê hương của hầu hết các giống lúa bản địa. Nguồn tài nguyên này đang
bị xói mòn nhanh do chuyển đổi sử dụng đất, do canh tác và sử dụng giống mới.
Baharul & cs. (2013) đã nghiên cứu 300 kiểu gen cá thể của 24 giống bản địa, 5
giống cải tiến và 01 loài hoang dại (O. rufipogon), sử dụng 7 chỉ thị SSR để đánh
giá đa dạng và cấu trúc quần thể nguồn gen này phục vụ cho bảo tồn. Kết quả thu
được 85 alen và mức độ đa dạng gen rất cao (0,776) của các giống bản địa.
Ogunbayo & cs. (2005) nghiên cứu đặc điểm hình thái của 40 mẫu nguồn
gen lúa từ các nguồn khác nhau trên thế giới bao gồm ở châu Á, châu Phi, IRRI,
Viện Nghiên cứu nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế (IITA). Nghiên cứu trên 14 tính
trạng nơng sinh học, kết hợp phân tích bằng chỉ thị phân tử RAPD. Các mẫu
phân thành 6 nhóm hình thái khác nhau và chỉ thị phân tử chia thành 4 nhóm lớn.
Các nhà khoa học đã sử dụng 114 chỉ thị SSR và 5 chỉ thị vị trí đánh dấu
trình tự (STS) để đánh giá đa dạng nguồn gen lúa của Đài Loan phục vụ bảo tồn
và chọn giống. Đã xác định được 395 alen, trung bình 3,5 alen/chỉ thị khi
nghiên cứu trên 80 mẫu giống phổ biến trong đó có 52 mẫu giống thuộc loài
phụ japonica và 28 mẫu giống thuộc lồi phụ indica sử dụng trong chương
trình tạo giống của Đài Loan. Thơng tin đa hình trung bình (PIC) của mỗi chỉ
thị là 0,43 (phạm vi 0,04-0,76). Các mẫu giống japonica Nhật Bản thuộc cùng
một nhóm. Sự đa dạng di truyền lớn hơn giữa các mẫu giống japonica và
indica. Các mẫu giống nhập nội có số alen cao hơn và các mẫu giống japonica
bản địa của Đài Loan (các mẫu giống bản địa của Đài Loan có nền di truyền
hẹp, đặc biệt các mẫu giống japonica). Lin & cs. (2012) cũng chỉ ra rằng bảo
7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


tồn các giống bản địa và phối hợp với nguồn gen nhập nội là rất hữu ích cho
các chương trình tạo giống.
2.1.2.3. Đa dạng di truyền lúa đặc sản
Khi sử dụng 40 chỉ thị SSR phân tích quan hệ di truyền của 60 giống lúa
đặc sản, chất lượng ở Việt Nam, kết quả tổng có 180 alen được phát hiện bởi 33
chỉ thị cho đa hình với trung bình 5,45 alen/locus. Trong số 33 locus đa hình, tìm
thấy 61 alen hiếm và 14 alen đặc trưng ở 11 locus. Các alen đặc trưng có thể
nhận dạng đặc điểm phân tử, ADN của 12 giống lúa nghiên cứu. Hệ số đa hình di
truyền (PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 với giá trị trung bình là 0,6. Hệ số tương
đồng dao động từ 0,056 đến 0,77. Hai giống có hệ số tương đồng di truyền cao
nhất là Q5ĐB (DS42) và KDĐB (DS43). Hai giống có hệ số tương đồng di
truyền thấp nhất là Jamin 85 (DS28) và LC93-1 (Trần Thị Lương & cs., 2013).
Khi đánh giá 50 mẫu giống lúa có nguồn gốc khác nhau cho thấy các mẫu
giống chủ yếu có thời gian sinh trưởng trung ngày (chiếm 88%), chiều cao cây
chủ yếu thuộc loại bán lùn và trung bình, khả năng đẻ nhánh ít, khối lượng 1000
hạt từ trung bình đến cao chiếm đa số và hạt gạo chủ yếu là hạt dài. Có sự đa
dạng về kích thước lá và chiều dài bơng, góc độ lá địng lớn. Dựa trên các tính
trạng kiểu hình, từ 50 mẫu giống được chia thành 14 nhóm khác nhau cách biệt
về di truyền. Các mẫu giống lúa khá đa dạng về mặt di truyền, có một số đặc
điểm quý, có thể sử dụng dùng làm vật liệu khởi đầu trong công tác chọn tạo
giống lúa năng suất, chất lượng (Đoàn Thị Thùy Linh & cs., 2013).
Nghiên cứu đa dạng di truyền của 124 mẫu giống thu thập đã sử dụng 36
chỉ thị SSR, kết quả đã phát hiện 3 locus SSR cho các băng đặc trưng của 3 giống
lúa bản địa thu thập tại Lào Cai, có thể được ứng dụng trong công tác tạo lập bộ
chỉ thị nhận dạng giống lúa bản địa và các giống lúa Việt Nam nói chung. Các
giống lúa trong vùng thu thập tại Lào Cai tập trung trong 2 phân nhóm chính của

nhóm I, gồm các giống lúa thuộc nhóm lúa japonica, các giống này đều mang
kiểu ADN lục lạp không khuyết thiếu của japonica. Các giống lúa nương và lúa
ruộng có xu hướng nhóm vào hai phân nhóm trong nhóm I. Nhóm II gồm tất cả
các giống lúa có kiểu ADN khuyết thiếu của indica và 13 giống có kiểu ADN lục
lạp khơng khuyết thiếu. Dựa trên đa hình ADN lục lạp cho thấy tỷ lệ lúa thuộc
nhóm japonica đạt 62%, chiếm đa số trong các giống lúa thu thập tại Lào Cai
(Trần Danh Sửu & cs., 2010).

8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add