NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG KIỂU HÌNH CỦA CÁC DÒNG LÚA DỰ ĐỘT BIẾN QUA CÁC MÙA VỤ potx

Mừng Xuân Giáp thân 2004

Thông tin khoa học

Số 16

10

ðại học An Giang

01/2004
NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG KIỂU HÌNH
CỦA CÁC DÒNG LÚA DỰ ĐỘT BIẾN
QUA CÁC MÙA VỤ
Ths. Phan Thị Kim Ngân
ở đầu
Lúa là cây lương thực chủ yếu của
các nước Châu Á, Châu Phi, Châu
Mỹ La Tinh và khu vực Trung ðơng. Nó đóng
vai trò quan trọng trong sự sống còn của hơn
một nửa dân số thế giới.
Với sự gia tăng về dân số thế giới, đảm
bảo sự cân bằng giữa nhu cầu và khả năng
cung cấp lương thực, biện pháp thâm canh,
tăng vụ khơng giải quyết thỏa đáng, mà đòi
hỏi phải có những tiến bộ khoa học về giống
cây trồng để tạo ra những đột phá mới về
năng suất và chất lượng. Trong đó, đột biến
thực nghiệm được coi là phương pháp có
hiệu quả nhất
Việt Nam là trong những nước xuất khẩu

gạo đứng hàng đầu thế giới. Số lượng gạo
xuất khẩu của nước ta khá lớn, song hiệu quả
kinh tế và khả năng cạnh tranh chưa cao do
gạo của nước ta có phẩm chất thấp, các
giống lúa có phẩm chất gạo cao còn rất ít
trong sản xuất. Vấn đề đặt ra cho các nhà
chọn tạo giống lúa làm thế nào phải tạo ra
những giống lúa vừa có năng suất cao, vừa
có phẩm chất tốt để phục vụ sản xuất. Giống
lúa Dự là một trong những giống lúa tẻ đặc
sản miền Bắc cho cơm, ráo và thơm, được
nhiều người ưa chuộng. Tuy nhiên, đây là
những giống lúa chỉ trồng được trong vụ mùa,
do chúng phản ứng rất chặt với quang chu kỳ,
cây cao, thời gian sinh trưởng rất dài, khả
năng đẻ nhánh yếu, năng suất thấp Chính vì
thế, các nhà chọn giống cần tạo ra các dòng
đột biến thực nghiệm trên giống Dự. ðiều này
có ý nghĩa quan trọng về lý luận và thực tiễn
là: Tạo ra nguồn ngun liệu phong phú biến
dị đột biến cho q trình chọn tạo giống lúa
chất lượng mới.
ðối tượng và phương pháp nghiên cứu
 ðối tượng nghiên cứu:
Các dòng đột biến và giống Dự gốc được
nhân và chọn lọc, hạt mang sử dụng là hạt
của thế hệ M
7
.
Các dòng Dự đột biến (DðB)

- Dự đột biến 1 (D1)
- Dự đột biến 2 (D2)
- Dự đột biến 3 (D3)
- Dự đột biến 4 (D4)
- Dự đột biến 5 (D5)
 Phương pháp nghiên cứu các dòng Dự
đột biến
 Nhân và chọn lọc các dòng đột biến.
- Các dòng đột biến được nhân trực
tiếp từ các thể đột biến.
- Năm dòng đột biến của giống lúa Dự
(D1 ÷ D5) nghiên cứu được gieo cấy riêng
trên các ơ có diện tích 5m
2
, lập lại ba lần theo
khối ngẫu nhiên.
 Thu thập số liệu về các đặc điểm nơng -
sinh học.
Các chỉ tiêu được xác định ở các giai
đoạn phát triển của cây lúa theo "Hệ thống
tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa Quốc tế"
(INGER, 1996).
 Xác định một số chỉ tiêu liên quan đến
chất lượng thương phẩm của hạt gạo.
 Xử lý số liệu và đánh giá.
 Xử lý số liệu.
- Số liệu được xử lý theo phương pháp
thống kê sinh học, bằng máy tính cá nhân
Casio fx-500A và chương trình phần mềm
Microsoft Excel của máy vi tính.

- ðối với các tính trạng số lượng, tính
giá trị trung bình của tính trạng (
X
), sai số
trung bình cộng (mX).
 ðánh giá
- ðánh giá, xếp loại các tính trạng theo
"Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá nguồn
gen lúa" (Inger, 1996).
- Sử dụng tiêu chuẩn tương ứng alen
và theo dõi sự biểu hiện của các tính trạng để
tìm hiểu bản chất di truyền của chúng.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
 Các tính trạng hình thái của một số dòng
Dự đột biến (D1 ÷
÷÷
÷ D5).
 Màu sắc phiến lá và bẹ lá
Các dòng Dự đột biến (D1÷D5) có
màu xanh hoặc màu xanh nhạt. Chứng tỏ
xuất hiện các kiểu đột biến diệp lục. So với
giống gốc và M
8
(trong vụ mùa) các dòng đột
M

Mừng Xuân Giáp thân 2004

Thông tin khoa học

Số 16

11

ðại học An Giang

01/2004
biến D1 ÷ D5 ở M
9
(vụ xn) có màu sắc
phiến lá và bẹ lá xanh hơn, ngun nhân do
ở vụ xn ánh sáng yếu các dòng Dự đột biến
cần phải tăng cường diệp lục để quang hợp
tốt hơn.
 Màu sắc cổ lá và tai lá.
Các dòng đột biến D1÷D5 đều có cổ
lá màu xanh (điểm 2), tai lá màu xanh nhạt
(điểm 1). Theo Khush và cộng sự (1991) tai lá
do locus "Pau" chi phối. Alen Pau quy định tai
lá màu tím còn alen pau quy định tai lá màu
xanh. Vậy kiểu gen quy định màu sắc tai lá
của các dòng D1÷D5 đều đồng hợp tự về cặp
alen lặn pau pau như ở thế hệ M
8
. Màu sắc tai
lá và cổ lá là tính trạng chất lượng, sự biểu
hiện của gen kiểm sốt nó hầu như khơng
chịu ảnh hưởng của mơi trường ngồi (mùa
vụ).
 Chiều dài lá đòng.

Ở từng giai đoạn phát triển của cây
lúa, các lá có hoạt động sinh lý khác nhau,
những đóng góp khác nhau vào q trình sinh
trưởng, phát triển của cây lúa. Chính vì nó là
trung tâm hoạt động sinh lý ở giai đoạn phát
triển. Các dòng đột biến từ giống gốc Dự
D1÷D5 có chiều dài lá đòng dao động từ
24,4cm (D1) đến 29,3cm (D4) trong vụ xn,
với hệ số biến dị dao động ở mức trung bình
(từ 11,84 ÷ 18,09). Như vậy so với thế hệ M
8

có chiều dài lá đòng từ 26,14 ÷ 28,12cm, thì ở
M
9
chiều dài lá đòng ở các dòng ngắn hơn so
với M
8
chứng tỏ tính trạng này chịu ảnh
hưởng bởi điều kiện mơi trường (mùa vụ).
 Chiều dài lá cơng năng.
Giống như lá đòng, lá cơng năng đóng
vai trò quan trọng trong sự hình thành năng
suất các dòng, giống lúa. Chiều dài lá cơng
năng dao động từ 41,2cm ở (D1) đến 47,4cm
(D3). Hệ số biến dị biến động trung bình
(10,86÷16,41), vậy tính trạng này tương đối
ổn định. So với ở thế hệ M
8
thì ở thế hệ M

9

tính trạng chiều dài lá cơng năng vẫn ổn định
nhưng ở mức độ cao hơn. So sánh chiều dài
lá cơng năng ở các dòng D1÷D5 chênh lệch
giữa chúng từ 5 ÷ 10cm. Tuy nhiên chúng vẫn
phù hợp với mục tiêu của nhà chọn giống lúa
có năng suất cao.
 Chiều dài bơng.
Tính trạng này liên quan đến hai trong
ba yếu tố quan trọng cấu thành nên năng suất
lúa (số hạt chắc trên bơng và khối lượng 1000
hạt). Chiều dài bơng có sai khác giữa các
dòng từ 24,6cm (D2) đến 27,6cm ở (D3). So
với ở M
8
, các dòng đột biến nói trên có chiều
dài bơng ngắn hơn, chứng tỏ đột biến đã xảy
ra ở locus chi phối. Hệ số biến dị ở thế hệ M
9

thấp chứng tỏ tính trạng này đã ổn định. ðặc
biệt, dòng D1 có hệ số biến dị 6,23. Như vậy,
chiều dài bơng ở các dòng có tính ổn định cao,
trong đó dòng D1 ổn định nhất.
 Dạng bơng.
Quan sát hình dạng bơng ở các dòng
Dự đột biến (D1 ÷ D5) ở giai đoạn 8 - vào
chắc, chúng tơi nhận thấy: mức độ phân
nhánh của bơng vừa phải, các góc nhỏ được

tạo bởi gié chính, trục bơng và bởi gié phụ -
gié chính. Các hạt lúa xếp xít (các hạt gối lên
nhau ≥1/3) đầy lên các gié chính và phụ đặc
biệt ở phần đầu gần trụ bơng và gần cổ bơng
mật độ hạt cao hơn. Dạng bơng được xếp ở
dạng chụm (điểm 1). Mật độ hạt trên bơng có
liên quan trực tiếp đến các locus sp, Dn và
Lax. Các alen khác nhau thuộc các locus này
có thể tổ hợp với nhau theo nhiều kiểu tạo
nên đặc điểm sắp xếp hạt trên bơng khác
nhau. Dạng bơng chụm có kiểu gen dndn
laxlax. Mật độ hạt trên bơng cao được kiểm
tra bởi hai gen lặn dn3 và lax.
So với M
8
, dạng bơng của các dòng
Dự đột biến D1 ÷ D5 khơng thay đổi và giống
với giống gốc ban đầu. Chứng tỏ tính trạng
này khơng bị ảnh hưởng bởi mùa vụ.
 Râu đầu hạt.
Quan sát ở các dòng Dự D1 ÷ D5 thì
tính trạng râu đầu hạt ở mỗi dòng có khác
nhau. Các dòng: D3, D4, D5, có râu ngắn ứng
với thang điểm 1. Còn các dòng: D1, D2,

đầu
hạt khơng râu ứng với thang điểm 0. Vậy ở
các dòng đột biến nghiên cứu tính trạng này
biểu hiện khác nhau. Tính trạng hạt có râu
được qui định bởi 2 ÷ 3 gen trội trong nhân tế

bào, sự biểu hiện của tính trạng râu trên đầu
hạt còn phụ thuộc vào điều kiện mùa vụ. Tuy
nhiên tính trạng này khơng ảnh hưởng đến
tính trạng năng xuất và phẩm chất hạt nên
khơng là mục tiêu quan trọng để chọn lọc.
So với thế hệ M
8
, tất cả các dòng D1 ÷
D5 đều khơng có râu đầu hạt. Ở thế hệ M
9

xuất hiện một số dòng có râu ngắn. Vậy
chứng tỏ gen qui định tính trạng râu đầu hạt là
an
1
an
1
an
2
an
2
An
3
An
3
an
4
an
4
hoặc

an
1
an
1
an
2
an
2
an
3
an
3
An
4
An
4
. Kết quả nghiên
cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu của
Chang (1964) và Jenning (1979).
 Các tính trạng nơng học của một số
dòng Dự đột biến
 Chiều cao cây.
Chiều cao cây của các dòng D1 ÷ D5
có chiều cao trung bình ứng với điểm 5. Tuy
nhiên chúng có sự khác nhau về chiều cao
cây, rõ rệt nhất là các dòng D3, D4, D5
(127,2; 122,9; 119,8) so với dòng D1, D2
(109,7; 115,2). Hệ số biến dị của các dòng
dao động từ 2,64 (D4) đến 4,72 (D3). Hệ số
biến dị thấp chứng tỏ chiều cao cây ở các

dòng có tính ổn định cao. ðiều khiển tính
Mửứng Xuaõn Giaựp thaõn 2004

Thoõng tin khoa hoùc

S 16

12

i hc An Giang

01/2004
trng chiu cao cõy lỳa cú ớt nht 5 nhúm gen
v tỏc ủng ca gen cng tớnh.
Tớnh trng chiu cao cõy (D1 ữ D5)
v mựa 2002 (M
8
) v v xuõn 2003 (M
9
) ủu
thp hn so vi ging gc. Chng t ủt bin
ủó phỏ v cõn bng gia cỏc locus kim tra
tớnh trng chiu cao cõy, ủc bit l s bin
ủi locus I v T hoc mt trong cỏc locus D.
Thi gian sinh trng.
Cỏc dũng D ủt bin (D1 ữ D5) ủu
mt tớnh cm quang hoc cú tớnh cm quang
yu, nờn cú th gieo trng trong c v xuõn v
v mựa, ủõy l u ủim ni bt ca chung so
vi ging lỳa D cú thi gian sinh trng di,

phn ng cht vi quang chu k, nờn khụng
gieo trng trong v xuõn.
Thi gian sinh trng ca cỏc dũng
D ủt bin (D1 ữ D5) t 144 ữ 148 ngy. So
vi v mựa 2002, thỡ v xuõn 2003 thi gian
sinh trng di hn. Chng t cỏc dũng ủt
bin D1 ữ D5 biu hin tớnh cm ụn nhng
mc ủ khỏc nhau trc ủiu kin mụi trng
khỏc nhau (mựa v khỏc nhau). Tuy nhiờn
thi gian sinh trng ca cỏc dũng D ủt
bin li ngn hn rt nhiu so vi ging lỳa
D v ủng thi mt ủi tớnh cm quang hoc
cũn cm quang rt yu. Vy cú th ủó xy ra
ủt bin ln phỏt sinh locus I Sel, biu
hin alen tri I Sel ging gc, thnh alen
ln i-Sel (c ch). Chớnh do s xut hin gen
ln i Sel ủó phỏ v trng thỏi cõn bng ca
cỏc alen kiu ln thuc 2 nhúm gen ủiu khin
pha sinh trng c bn v cm ng quang,
dn ủn kt qu cỏc dũng D ủt bin rỳt
ngn thi gian sinh trng v mt tớnh cm
quang.
Mt s yu t cu thnh nng sut.
S bụng hu hiu trờn khúm.
S bụng hu hiu trờn khúm ca cỏc
dũng D1 ữ D5 dao ủng t 6,3 (D5) ữ 8,0
(D3). Nh vy s bụng hu hiu trờn khúm
ca cỏc dũng D1 ữ D5 tng ủi ủng ủu, h
s bin d t 13,6 ủn 17,78 mc n ủnh
trung bỡnh. Nh vy tớnh trng s bụng hu

hiu trờn khúm ủn th h M
9
tng ủi n
ủnh. Tuy nhiờn, tớnh trng ny chu nh
hng rt ln bi ủiu kin mụi trng, ủiu
kin canh tỏc do ủú cn quan tõm, chỳ ý ủn
ch ủ dinh dng, nc, ủ ủm bo tớnh
nng sut n ủnh ca tớnh trng ny. So vi
th h M
8
thỡ M
9
, s bụng hu hiu trờn
khúm tng so vi cỏc th h trc. iu
ny thy rừ dũng D1, D3 v D5. Vy ủiu
kin thi tit v xuõn 2003 (M
9
) thun li
cho cõy lỳa phỏt trin.
S ht trờn bụng.
S ht trờn bụng l tớnh trng ủc
hp thnh t nhiu yu t: chiu di bụng,
cỏc giộ trờn bụng tha hay mau, mc ủ phõn
nhỏnh ca bụng, mc ủ ủúng ca ht trờn
trc bụng hay trờn giộ. S ht trờn bụng ca
cỏc dũng D1 ữ D5 tng ủi ủng ủu 116,28
(D5) ữ 141,38 (D3). H s bin d ca cỏc
dũng ny dao ủng t 17,66 ữ 24,76 chng t
chỳng cha ủc n ủnh. Do ủú cn phi
tip tc chn lc. cỏc th h k tip, cn chỳ

ý hot ủng ca gen khụng cng tớnh chim
u th trong s di truyn tớnh trng ht trờn
bụng. So vi th h M
8
, M
9
s ht trờn bụng
cao hn. Chng t s chn lc cỏc th h
cú hiu qu.
T l ht lộp.
Cỏc dũng D ủt bin D1 ữ D5 cú t l
ht lộp khỏc nhau. dũng D2 v D4, t l ht
lộp mc trung bỡnh 15,71% nhng dũng
D1, D3 v D5 t l lộp cao hn (18,23% ữ
20,92%) nhng mc chp nhn ủc. iu
ny cho thy, s tng tỏc gia cỏc gen
trong mi kiu gen ca tng dũng ủt bin l
khỏc nhau. Do ủú cn phi tin hnh chn lc
tip ủi vi nhng dũng ủt bin cú t l lộp
cao ny, so vi th h M
8
thỡ M
9
, t l ht lộp
cao do ủiu kin khớ hu núng, nng gt kộo
di nh hng ủn tớnh trng ny.
Khi lng 1000 ht.
Khi lng 1000 ht l mt trong
nhng yu t to nng sut lỳa. Khi lng
1000 ht tng ủi ớt bin ủng, nú ph thuc

ch yu vo ging. Khi lng 1000 ht ca
cỏc dũng D1 ữ D5 t 19,6 ữ 22,6 gam. Tớnh
trng ny ch yu do 5 gen ln tgwt
1
, tgwt
2
,
tgwt
3
, tgwt
4
v tgwt
10
ủiu khin.Vy ủt bin
ủó xy ra cỏc locus qui ủnh tớnh trng ny,
xut hin gen ủt bin tri v thay ủi mi
tng tỏc gia cỏc gen, vỡ th nờn khi lng
1000 ht cỏc dũng D1 ữ D5 cao hn so vi
ging gc. So vi th h M
8
th h M
9
khi
lng 1000 thp hn mt ớt. iu ny cho
thy tớnh trng ny nh hng rt nhiu bi
ủiu kin mụi trng vỡ v xuõn (2003) ca
th h M
9
: núng, nng gt kộo di lm nh
hng ủn trng lng ht.

S di truyn mt s tớnh trng v cht
lng ht.
bc bng.
Ht go cú vt ủc ni nh l do s
sp xp ca cỏc ht tinh bt v protein ri rc.
Tựy theo v trớ ca vt ủc trờn ht go m ht
go mang tờn: bc bng, bc lng hay bc
lũng. cỏc dũng ủt bin D (D1ữ D5), nhn
thy ht go ca cỏc dũng ủt bin D3, D4 cú
ủ bc bng mc ớt (ủim 1). Dũng D1, D2,
D5 bc bng mc trung bỡnh (ủim 5). iu
Mừng Xuân Giáp thân 2004

Thông tin khoa học

Số 16

13

ðại học An Giang

01/2004
này là do đột biến xảy ra tại locus Wx qui định
độ bạc bụng hạt gạo, làm cho mức độ bạc
bụng của các dòng là khác nhau, khác với
giống gốc và qua các mùa vụ khơng thay đổi.
 Kích thước hạt (gạo xát)
Các dòng D1 ÷ D5 có chiều dài hạt
gạo dao động từ 6,23mm đến 6,57mm, thuộc
loại trung bình (điểm 5). Vậy so với M

8
(kích
thước 6,51 ÷ 6,6 mm) và giống gốc, kích
thước hạt gạo của D1 ÷ D5 có giảm nhưng rất
ít. ðiều này chứng tỏ hướng chọn lọc phù hợp
với mục tiêu tạo và chọn các dòng đột biến có
triển vọng.
 Hình dạng hạt gạo.
Các dòng đột biến Dự, D1 ÷ D5 có hệ
số d>3,1, xếp vào dạng thon dài (điểm 1). So
với M
8
thì ở M
9
hình dạng hạt gạo của các
dòng D1 ÷ D5 là khơng đổi.
Kết luận
Từ kết quả thực nghiệm, chúng tơi rút
ra kết luận như sau:
- Các dòng Dự đột biến (D1÷D5) khi
gieo trồng ở vụ xn, tính trạng chiều cao cây,
chiều dài lá đòng, chiều dài bơng, chiều dài cổ
bơng, khả năng đẻ nhánh có số đo thấp hơn
so với các dòng trên khi gieo trồng trong vụ
mùa. Chứng tỏ sự biểu hiện của các gen kiểm
sốt các tính trạng số lượng nói trên đã chịu
ảnh hưởng theo mùa vụ
- Các dòng lúa Dự đột biến (D1÷D5) khi
gieo trồng ở vụ xn - 2003 có các tính trạng
như: Chiều dài hạt gạo, hình dạng hạt, màu

sắc phiến lá và bẹ lá, giống với biểu hiện các
tính trạng này ở vụ mùa - 2002. Mùa vụ hầu
như khơng ảnh hưởng đến sự biểu hiện của
các gen kiểm sốt các tính trạng trên.
- Ở thế hệ M
8
có triển vọng là D2, thì ở
thế hệ M
9
có thêm dòng triển vọng D3 và D4
là các dòng có độ bạc bụng ít, năng suất hạt
cao, mang nhiều đặc tính phù hợp với u
cầu chọn giống


TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Chang T.T (1964), Present knowledge of rice
genetics and cytogenetics, IRRI, Los Bannos,
Laguna, the Philippine, p 30 – 44.
- Inger (1996), “Standard evaluation system
for rice”, Rice genetics III, IRRI, Manila.
- Jennings, P.R, W.Coffman, R. and Kaufman
H.E (1979), Cải tiến giống lúa. (Người dịch:
Võ Tòng Xn, ðặng Ngọc Kính và Nguyễn
Mỹ Hoa), NXB Cần Thơ, Hậu Giang.
- Khush G.S., Toeniessen G.H. (1991), “Rice
Karyoty pe, maker genes and linkage groups”,
Rice Biotechnology, (CAB. International.
Wallingsford oxan), IRRI, Manila, p 83 – 108.