Đánh giá sinh trưởng, năng suất và chất lượng một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ xuân 2022 tại gia lâm hà nội (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA NƠNG HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT VÀ CHẤT
LƯỢNG MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG
TRONG VỤ XUÂN 2022 TẠI GIA LÂM-HÀ NỘI

Người thực hiện

: LƯƠNG VĂN SƠN

Lớp

: K63 – KHCTA

MSV

: 632354

Người hướng dẫn

: PGS.TS. TRẦN VĂN QUANG

Bộ môn

: DI TRUYỀN - CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG

HÀ NỘI - 2022

LỜI CẢM ƠN
Trong q trình học tập và hồn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp này,
ngồi sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của rất
nhiều cá nhân và đơn vị thực tập.
Đầu tiên, tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS.
Trần Văn Quang - Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học
đã dành nhiều thời gian công sức hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tơi trong suốt q
trình học tập, nghiên cứu và hồn thành tốt khóa luận này.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các anh, chị phịng Kỹ
thuật Nơng Nghiệp và tồn thể cán bộ công nhân viên Viện Nghiên cứu và Phát
triển cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện cho tơi trong
suốt q trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Chủ nhiệm Khoa, các thầy cô giáo trong
bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng - Khoa Nông học đã tạo điều kiện
cho tơi hồn thành khóa luận này.
Tơi xin cảm ơn những người bạn đã cùng tôi học tập và lao động tại Viện
Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, những người bạn đã sát cánh cùng tơi, động
viên, khích lệ và giúp đỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu.
Do thời gian có hạn, khóa luận này khơng tránh khỏi những hạn chế và
thiếu sót. Vì vậy tơi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô
cùng tất cả bạn đọc.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2022
Ký tên
(Sinh viên)
Lương Văn Sơn

i

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. i
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... iv
DANH MỤC ĐỒ THỊ .................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vii
TĨM TẮT KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP................................................................... viii
PHẦN I. MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Mục đích và yêu cầu ................................................................................................ 2
1.2.1. Mục đích ............................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu ................................................................................................................. 3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................ 4
2.1. Cơ sở khoa học ........................................................................................................ 4
2.1.1. Khái niệm ưu thế lai.............................................................................................. 4
2.1.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai ............................................................. 4
2.1.3. Cơ sở phân tử của hiện tượng ưu thế lai ............................................................... 6
2.1.4. Phân loại ưu thế lai ............................................................................................... 6
2.1.5. Biểu hiện ưu thế lai ở lúa ...................................................................................... 7
2.2. Hệ thống lúa lai hai dòng ....................................................................................... 14
2.2.1 Khái niệm lúa lai hai dòng ................................................................................... 14
2.2.2. Tạo dòng bất dục di truyền nhân cảm ứng môi trường (EGMS) ........................ 15
2.2.3. Ưu nhược điểm của hệ thống lúa lai hai dòng .................................................... 20
2.3. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam ................................... 21
2.3.1. Nghiên cứu và phát triên lúa lai trên thế giới ..................................................... 21
2.3.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước......................................... 25
PHẦN III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 28

3.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 28
3.2. Địa điểm và thời gian ............................................................................................. 29

ii


3.3. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................. 29
3.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 29
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................................... 29
3.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi .................................................. 29
3.4.3. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu ..................................................................... 35
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................. 35
PHẦN IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 37
4.1. Một số đặc điểm giai đoạn mạ của một số tổ hợp lúa lai hai dòng ........................ 37
4.2. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của một số tổ hợp lúa lai hai dòng ........ 39
4.3. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số tổ hợp lúa lai hai dòng .............. 41
4.4 Động thái tăng trưởng số lá của một số tổ hợp lúa lai hai dòng ............................. 44
4.5. Động thái tăng trưởng số nhánh của một số tổ hợp lúa lai hai dòng .................... 46
4.6. Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai hai dịng ......................................... 50
4.7. Một số đặc điểm nơng sinh học của các tổ hợp lúa lai hai dòng ........................... 52
4.8. Một số đặc điểm cấu trúc bông của các tổ hợp lúa lai hai dòng ............................ 54
4.9. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các dòng, giống lúa ............................................ 56
4.10. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng ..... 58
4.11. Một số đặc điểm hạt gạo của một số tổ hợp lúa lai hai dòng ............................... 62
4.12. Một số cơ lý về gạo của một số tổ hợp lúa lai hai dòng ...................................... 63
4.13. Một số chỉ tiêu chất lượng cơm của các một số tổ hợp lúa lai hai dòng.............. 65
4.14. Một số đặc điểm của một số tổ hợp lúa lai hai dòng triển vọng .......................... 68
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................... 69
5.1. Kết luận .................................................................................................................. 69
5.2. Đề nghị................................................................................................................... 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 71
MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HOẠ ............................................................................. 75

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Diện tích và năng suất lúa thuần và lúa lai của một số nước trồng lúa ở
Châu Á trong năm 2012 ................................................................................ 25
Bảng 2.2: Diện tích và năng suất lúa lai của Việt Nam 2002-2017 .............................. 27
Bảng 4.1 Một số đặc điểm giai đoạn mạ của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong
vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội............................................................... 38
Bảng 4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của một số tổ hợp lúa lai hai
dòng trong vụ Xuân 2022 .............................................................................. 40
Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số tổ hợp lúa lai hai dòng
trong vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội ..................................................... 42
Bảng 4.4 Động thái tăng trưởng số lá của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ
Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội.................................................................... 45
Bảng 4.5 Động thái tăng trưởng số nhánh của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong
vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội............................................................... 48
Bảng 4.6 Một số đặc điểm hình thái về lá, thân của các tổ hợp lai hai dòng trong
vụ Xuân 2022 ................................................................................................ 51
Bảng 4.7 Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai hai dòng mới trong vụ
Xuân 2022 ..................................................................................................... 53
Bảng 4.8 Một số đặc điểm cấu trúc bông của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ
Xuân 2022 ..................................................................................................... 55
Bảng 4.9 Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các tổ hợp lúa lai hai dòng mới
trong vụ Xuân 2021 ....................................................................................... 57
Bảng 4.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai
dòng mới trong vụ Xuân 2022 ....................................................................... 59

Bảng 4.11 Một số đặc điểm hạt gạo của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ
Xuân 2022 ..................................................................................................... 62
Bảng 4.12 Một số cơ lý về gạo của một số tổ hợp lúa lai hai dòng .............................. 64
Bảng 4.13 Kết quả đánh giá cảm quan cơm bằng phương pháp cho điểm(TCVN
13381-1:2021) ............................................................................................... 66
Bảng 4.14 Một số đặc điểm của một số tổ hợp lúa lai hai dòng triển vọng trong vụ
xuân 2022 ...................................................................................................... 68

iv


DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của một số tổ hợp lúa lai hai dòng
trong vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội ................................................. 43
Đồ thị 4.2 Động thái tăng trưởng số lá của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ
Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội ............................................................... 46
Đồ thị 4 3 Động thái tăng trưởng số nhánh của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong
vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội .......................................................... 50

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Làm đất ............................................................................................................ 75
Hình 2: Cấy ................................................................................................................... 75
Hình 3: Giai đoạn trỗ, đang đi khử lẫn ......................................................................... 76
Hình 4: Giai đoạn lúa chín ............................................................................................ 76
Hình 5: Gặt lúa .............................................................................................................. 77
Hình 6: Thử cơm ........................................................................................................... 77

vi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ƯTL

: Ưu thế lai

CMS

: Cytoplasmic Male Sterility
(Dòng bất dục đực di truyền tế bào chất)

TGMS : Thermosensitive Genic Male Sterility
(Dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt độ)
PGMS : Photoperiod sensitive Genic Male Sterility
(Dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với quang chu kỳ)
EGMS : Enviromental sensitive Genic Male Sterility
(Dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường)
Đ/C

: Đối chứng

NST

: Nhiễm sắc thể

TGST : Thời gian sinh trưởng
NSCT : Năng suất cá thể
NSLT : Năng suất lý thuyết

NSTT : Năng suất thực thu

vii


TĨM TẮT KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
Mục đích:
Đánh giá đặc điểm hình thái, sinh trưởng và phát triển, khả năng chống
chịu sâu bệnh và năng suất, chất lượng của một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới
trong vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội. Từ đó chọn ra 4-8 tổ hợp lúa lai
triển vọng.
Phương pháp nghiên cứu:
Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Xuân năm 2022 tại Khu thí nghiệm
đồng ruộng - Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng - Học viện Nông nghiệp
Việt Nam, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội.
Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát khơng nhắc lại. Diện
tích ơ thí nghiệm là 10 m2. Mật độ cấy là 40 khóm/m2. Chăm sóc theo quy trình
của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng.
Kết quả chính và kết luận:
Qua nghiên cứu, khảo sát và đánh giá đã xác định được đặc điểm sinh
trưởng phát triển, đặc điểm hình thái, đặc điểm nơng sinh học, năng suất và mức
độ nhiễm sâu bệnh của 25 tổ hợp lúa lai hai dòng, giống trong vụ Xuân 2022.
Qua đánh giá tổng hợp về năng suất và chất lượng đã chọn ra được 4 tổ
hợp lúa lai triển vọng trong vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm, Hà Nội là: F88, F105,
F109 và F117.

viii


PHẦN I

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng, cung cấp nguồn
thực phẩm chính cho khoảng 65% dân số thế giới. Trong đó, hơn 90% sản lượng
lúa được tiêu thụ tại Châu Á. Trong những thập niên cuối thế kỷ XX, sự gia tăng
đáng kể về sản lượng lúa đã được ghi nhận tại nhiều nước đang phát triển. Cuộc
cách mạng xanh trong nông nghiệp năm 1960 đã mở ra sự phát triển lớn mạnh
của khoa học chọn giống và sự ứng dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào
sản xuất nông nghiệp góp phần làm tăng năng suất giống cây trồng. Nhờ chính
sách đổi mới và khoa học kỹ thuật trong công tác lai tạo, chọn lọc giống lúa ở
các viện, trường, trung tâm và cá nhân trong cả nước, qua nhiều năm đã tạo ra
rất nhiều giống lúa có năng suất cao, ngắn ngày thích hợp với điều kiện khí hậu,
đất đai ở từng địa phương. Ngày nay, khi nước ta chuyển sang giai đoạn cơng
nghiệp hố, hiện đại hố cùng với sự đơ thị hố, thì diện tích lúa bị giảm xuống.
Do đó địi hỏi phải thâm canh tăng vụ, giống lúa ngắn ngày, tăng năng suất,
kháng nhiều sâu bệnh hại, phẩm chất tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái khác
nhau, để đáp ứng nhu cầu gạo có chất lượng tốt phục vụ cho tiêu dùng trong
nước và xuất khẩu. Ở nước ta nghề trồng lúa nước đã có từ rất lâu và năng suất
lúa ngày càng tăng một phần là do sự góp phần quan trọng của công tác chọn
giống lúa, bằng phương pháp cổ truyền, chọn lọc theo kiểu phả hệ, lai hữu tính,
ứng dụng cơng nghệ sinh học như tạo biến dị, nuôi cấy mô, biến đổi gen và đặc
biệt là công nghệ sản xuất lúa lai F1.
Lúa ưu thế lai hay gọi tắt là lúa lai là một khám phá lớn để nâng cao năng
suất, sản lượng và hiệu quả canh tác lúa. Ở Trung Quốc vào năm 1964 với việc
phát hiện ra cây lúa dại bất dục đực và sau đó hồn thiện cơng nghệ sản xuất hạt
lai F1 thế hệ 3 dịng. Tiếp tục sau đó chính họ cũng phát hiện và phát triển nên
lúa lai hai dòng. Nhiều tổ hợp lai hai dòng cho năng suất cao chống chịu tốt ra
1

đời như Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, Bác ưu 903... Tại Việt Nam, nghiên cứu lúa đã
được thực hiện từ những năm 90 của thế kỷ XX. Từ những năm 1998, Việt Nam
đã nhập nội một số tổ hợp lúa lai hai dòng, các tổ hợp này đều cho năng suất
cao, chống chịu khá với sâu bệnh hại. Việc phát triển các giống lúa lai và đặc
biệt lai tạo thành công các tổ hợp lúa lai và tổ chức sản xuất hạt lai trong nước
góp phần chủ động được nguồn giống, giảm chi phí sản xuất cho nơng dân đảm
bảo nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho người trồng lúa. Đến năm 2011,
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nơng thơn đã cơng nhận chính thức và cho phép
sản xuất thử trên 20 giống lúa lai do các nhà khoa học trong nước lai tạo, trong
số đó Học viện Nơng nghiệp Việt Nam đã có các giống lúa lai sản xuất trong
nước đã được công nhận va đang có mặt trong sản xuất như TH3-3, TH3-4,
TH3-5, TH5-1, TH7-2, Việt Lai 20, Việt Lai 24, HYT83, HYT100, CT16.... Tuy
nhiên các tổ hợp lúa lai được gieo cấy rộng rãi trong nước chủ yếu nhập nội từ
Trung Quốc với giá thành cao, cịn gặp nhiều khó khăn trong sản xuất do chưa
xác định và quy hoạch được vùng sản xuất hạt lai F1 cũng như nhân dòng và
làm thuần bố, mẹ đồng thời phải phù hợp với các vùng sinh thái khác nhau cũng
như trình độ canh tác và tập quán sản xuất của các địa phương, ngoài ra, cịn gặp
phải những vấn đề xấu như điều kiện khí hậu khác nhau gây ảnh hưởng đến
năng suất: sâu bệnh, cây phát triển kém… Vì vậy để góp phần giúp cho nông
nghiệp Việt Nam tạo ra được những giống lúa lai ưu tú hơn, sản lượng và chất
lượng cao hơn và chủ động nhân dòng bố mẹ, sản xuất hạt lai trong nước chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá sinh trưởng, năng suất và chất lượng
một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2022 tại Gia Lâm - Hà Nội”.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Đánh giá được đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nơng sinh học,
đặc điểm hình thái, mức độ nhiễm sâu bệnh, năng suất và chất lượng để từ đó

2

tuyển chọn được một số tổ hợp lúa lai hai dịng mới có triển vọng để gửi khảo
nghiệm quốc gia và phát triển sản xuất
1.2.2. Yêu cầu
Theo dõi đặc điểm sinh trưởng, đặc điểm nơng sinh học, đặc điểm hình
thái của các tổ hợp lai mới có triển vọng trong điều kiện vụ Xuân năm 2022.
Theo dõi và đánh giá được mức độ sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai hai
dòng trong điều kiện vụ Xuân 2022.
Xác định được các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ
hợp lai nghiên cứu.
Đánh giá phẩm chất, chất lượng gạo của các tổ hợp lai nghiên cứu.

3


PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Khái niệm ưu thế lai
Ưu thế lai (UTL) là một hiện tượng trong đó con lai F1 bắt nguồn từ các
bố mẹ khác nhau, thể hiện tính ưu việt hơn bố mẹ của chúng về sức sống, năng
suất, số lượng và kích thước bơng, số hạt trên mỗi bơng, số lượng bông hữu
hiệu…Ưu thế lai chỉ được thể hiện trong thế hệ đầu tiên (thế hệ F1) (Nguyễn
Công Tạn và cs., 2002).
Ở lúa, ưu thế lai thay đổi tùy theo mức độ đa dạng của bố mẹ hoặc sự hiện
diện của các gen ưu thế lai trong các dòng bố mẹ, con lai giữa hai loài phụ
indica và japonica thể hiện ưu thế lai cao nhất, cao hơn bất kỳ sự kết hợp khác
giữa các phân lồi khác và có xu hướng giảm dần từ: Indica x japonica > indica
x javanica > japonica x javanica > indica x indica > japonica x japonica >
javanica x javanica (Yuan, 2006).

Ưu thế lai có thể là tích cực hay tiêu cực, cả hai ưu thế lai tích cực và tiêu
cực có thể hữu ích tùy thuộc vào đặc điểm và mục đích khai thác, ví dụ về ưu
thế lai tích cực là ưu thế lai cho năng suất còn ưu thế lai tiêu cực là thời gian
sinh trưởng. Từ quan điểm thực tế, ưu thế lai chuẩn là quan trọng nhất bởi vì
mục đích của chúng ta là phát triển các giống lai tốt hơn so với các giống năng
suất cao hiện có đang được phát triển thương mại trong sản xuất (Virmani,
1997).
2.1.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai
Có nhiều giả thuyết được ra để giải thích về cơ sở di truyền của ƯTL, tuy
nhiên chỉ có 2 giả thuyết lớn được quan tâm nhất là: Giả thuyết tính trội của
Davenport đưa ra năm 1908 và Giả thuyết siêu trội của East đưa ra năm 1936
(trích theo Vũ Văn Liết và cs., 2013).

4


a. Giả thuyết tính trội
Thuyết tính trội do Davenport đề xuất năm 1908, sau đó Bruce Keeble và
Pellew bổ sung vào năm 1910. Theo tác giả các alen trội là các alen có lợi cịn
các alen lặn đồng vị của chúng lại có hại, làm giảm sức sống. ƯTL là kết quả
của sự tác động tương hỗ giữa các gen trội có lợi trong q trình tiến hóa của
sinh vật, cũng theo thuyết này thì con lai càng có nhiều alen trội thì ưu thế lai
càng cao.
♀
Aabb

F1:

♂
x

aaBB

AaBb

A>a
Gen trội ức chế gen lặn
B>b
b. Thuyết siêu trội
Thuyết này do Shull và East đề xuất. Theo các tác giả ưu thế lai gây nên
do kết quả của các tác dụng qua lại giữa các alen khác nhau cùng vị trí . Ở trạng
thái dị hợp tử theo các alen, mỗi gen trội và lặn đều giữ một chức năng khác
nhau do sự phân hóa khác nguồn của các alen. Do sự tác động tương hỗ giữa các
alen cùng locus sẽ tạo ra những ảnh hưởng làm cho con lai dị hợp tử có sức sống
vượt qua bất kì dạng đồng hợp thể nào : a1a1 <a1a2 > a2a2 hoặc AAgiả thiết này thì con lai càng có độ dị hợp tử cao thì ưu thế lai càng lớn, giảm độ
dị hợp tử thì giảm ưu thế lai.
Ở góc độ hóa sinh, biểu hiện siêu trội có thể giải thích theo giả thiết về
liều lượng và tạo ra sản phẩm mới ở con lai. Theo giả thiết về liều lượng enzyme
ta có dạng Aa- cho mức độ tối ưu, dạng aa- thiếu hụt , dạng AA- dư thừa, từ đó
dẫn tới con lai F1 Aa có ưu thế hơn các bố mẹ (AA, aa).

5


2.1.3. Cơ sở phân tử của hiện tượng ưu thế lai
Ở mức phân tử có hai mơ hình giải thích ưu thế lai: thứ nhất là do hai alen
khác nhau của hai gen khác nhau tổ hợp và cùng biểu hiện; thứ hai là sự tổ hợp
của các alen khác nhau tạo ra tương tác là cơ sở biểu hiện của ưu thế lai. Thách
thức của mơ hình phân tử giải thích ưu thế lai là xác định chính xác liên kết

tương quan giữa kiểu hình và phân tử xảy ra trong con ưu thế lai (Xu, 2010).
2.1.4. Phân loại ưu thế lai
Ưu thế lai (ƯTL) ở cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng được biểu
hiện trên các đặc tính sinh lý, hóa sinh, các tính trạng năng suất, chất lượng, khả
năng thích nghi và thời gian sinh trưởng v.v… Để thuận tiện cho việc đánh giá
ƯTL ở cây trồng người ta chia thành các loại như sau:
* Ưu thế lai sinh sản: là sự vượt trội về khả năng sinh sản của con lai F1
so với bố mẹ của chúng, cụ thể là cây lai ra nhiều hoa, hạt nhiều, hạt to mẩy, có
khối lượng riêng cao, độ hữu dục cao, dẫn tới năng suất cao. ƯTL sinh sản là
loại ƯTL quan trọng hàng đầu trong chọn tạo giống ƯTL vì hiện nay ứng dụng
ƯTL chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp là ứng dụng đối với cây lương thực lấy
hạt (lúa, ngô) và một số loại cây thực phẩm.
* Ưu thế lai sinh dưỡng: là sự biểu hiện vượt trội của con lai so với bố
mẹ về số đo của các cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá, nhánh…). Con lai có nhiều
nhánh, thân lá lớn hơn, tích lũy nhiều sản phẩm quang hợp hơn, thu được tổng
lượng chất khô cao hơn. Đặc biệt đối với các cây sử dụng bộ phận sinh dưỡng
thân, lá, củ như cây mía, đay, các loại rau ăn lá, bắp cải, hành tây, khoai tây…
* Ưu thế lai thích ứng: được biểu hiện thông qua sự tăng sức sống của
cây mầm và sự sinh trưởng phát triển trong suốt chu kì sống, tăng khả năng
chống chịu với các loại sâu bệnh gây hại và sinh trưởng tốt ở điều kiện mơi
trường, khí hậu đất đai khác nhau, đặc biệt là các điều kiện ngoại cảnh bất thuận:
rét, nóng, hạn, úng, chua, mặn, phèn, nghèo dinh dưỡng…

6


2.1.5. Biểu hiện ưu thế lai ở lúa
Ưu thế lai ở lúa được biểu hiện trên các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng
và sinh trưởng sinh thực, ở các tính trạng hình thái và tính trạng sinh lý như
cường độ quang hợp, cường độ hơ hấp, diện tích lá…Ưu thế lai có thể biểu hiện

ở tất cả các giai đoạn trong quá trình sinh trưởng phát triển của cây.
a) Ưu thế lai ở hệ rễ
Theo kết quả nghiên cứu của Lin & Yuan (1980) đã xác nhận con lai F1
có số lượng rễ ra sớm, ra nhiều và nhanh hơn bố mẹ chúng. Chất lượng rễ được
đánh giá bằng độ dày, trọng lượng khô, số lượng rễ phụ, số lượng lông hút và
hoạt động hút chất dinh dưỡng của bộ rễ từ rễ lên cây, hệ rễ của lúa lai hoạt
động mạnh nhất khi lúa bắt đầu đẻ nhánh. Chính vì thế mà lúa lai có tính thích
ứng rộng với những điều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, phèn mặn (Quách
Ngọc Ân, 1994).
Kết quả quan sát cho thấy, khi bắt đầu nảy mầm, rễ mầm và thân xuất
hiện, sau đó số lượng rễ tăng lên rất nhanh. Sự phát triển mạnh mẽ của hệ rễ
không chỉ thể hiện qua sự phát triển sớm và dài mà còn thể hiện qua số lượng rễ
và độ lớn của rễ. Chất lượng rễ được đánh giá thông qua độ dày của rễ, rễ lúa lai
có thể ra 4 - 5 lần rễ nhánh, tạo ra một lớp rễ đan dày trong tầng đất. Số lượng
lông hút của bộ rễ lúa lai nhiều và dài (0,1 - 0,25mm) hơn hẳn bộ rễ lúa thường
(0,01 - 0,13mm). Rễ lúa dài và toả rộng ăn sâu trong phạm vi 22 - 23cm. Vì số
lượng rễ nhiều nên diện tích tiếp xúc lớn, làm cho khả năng hấp thu cao gấp 2 3 lần lúa thuần. Hệ rễ lúa lai hoạt động mạnh nhất vào thời kỳ đẻ nhánh. Vì vậy,
lúa lai có tính thích ứng rộng với những điều kiện bất thuận như ngập úng, hạn,
phèn, mặn. Bộ rễ lúa lai tuy phát triển mạnh nhưng sau khi thu hoạch lại nhanh
mục nên dễ làm đất và đất xốp (Nguyễn Văn Bộ, 2004; Nguyễn Công Tạn và
cs., 2002).

7


b) Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh
Đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽ đến q
trình hình thành số bơng và năng suất sau này. Trong điều kiện cấy 1 - 2 dảnh và
cấy thưa, cây lúa có thể đẻ được 20 - 30 nhánh. Lúa lai mọc nhanh, đẻ sớm và
đẻ khỏe. Nếu có đầy đủ dinh dưỡng và ánh sáng thì khi đạt 4 lá, lúa lai đã bắt

đầu đẻ nhánh thứ nhất, sức đẻ nhánh mạnh và tập trung, tỷ lệ nhánh hữu hiệu
cao hơn lúa thường. Khi quan sát thấy lá thứ tư xuất hiện thì đồng thời nhánh
đầu tiên vươn ra khỏi bẹ lá thứ nhất. Các nhánh sau xuất hiện đúng theo quy
luật. Các nhánh đẻ sớm thường to mập, có số lá nhiều hơn các nhánh đẻ sau nên
bông lúa to đều xấp xỉ như bơng chính. Sức đẻ nhánh của lúa lai rất khỏe, bình
thường có thể đạt 12 - 14 nhánh, thậm chí có thể lên tới 20 nhánh.
Lúa lai có tỷ lệ nhánh thành bông cao hơn lúa thường, đạt khoảng 80 90% trong khi lúa thường chỉ đạt 60 - 70% ở cùng điều kiện thí nghiệm. Nhờ
đặc điểm này mà hệ số sử dụng phân bón của lúa lai cao hơn (Nguyễn Văn
Hoan, 2000). Theo kết quả nghiên cứu cho rằng đối với lúa thì số nhánh đẻ của
một cá thể có di truyền số lượng với hệ số di truyền thấp đến trung bình. Nếu
một trong hai bố mẹ có khả năng đẻ nhánh khỏe thì con lai đẻ khỏe và ở các thế
hệ phân ly sẽ xuất hiện những cá thể đẻ khỏe với tần số cao (Nguyễn Tiến Dân,
2002). Nghiên cứu các tổ hợp lai cho nhận xét rằng kiểu đẻ nhánh chụm và đứng
thẳng là do gen lặn quy định còn kiểu đẻ nhánh xòe là gen trội (Nguyễn Tiến
Dân, 1995).
c) Ưu thế lai về chiều cao cây
Tính trạng chiều cao cây của cây lúa là do một số gen trội ký hiệu là Ph1,
Ph2, Ph3, Ph8, Ph9 điều khiển (Wu & c., 2003), trong đó gen Ph2 và gen Ph3
nằm trên NST số 2 và NST số 3, đó là những gen chính, chúng quyết định 21 25% tính trạng chiều cao cây. Cây cao thường dẫn đến khả năng chịu thâm
canh kém, cây dễ đổ và làm giảm năng suất. Để cải tiến các giống lúa, bằng
nhiều phương pháp khác nhau người ta đã chọn ra những giống lúa lùn và nửa
8


lùn do những cặp gen lặn trong nhân chi phối. Các nhà khoa học đã tìm được
16 gen lặn điều khiển tính trạng lùn và nửa lùn của cây lúa gồm: sd1, sd2, sd3,
sd4, sd5, sd6, sd9, sd10 sd11, sd12, sd18, sd27, sd30, sd31, sd32 và sd33.
Những gen này phân bố trên các NST số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, trong đó tập
trung nhiều nhất ở NST số 1, 2, 3, 4 và 12 (Wang, 1997). Theo đánh giá của
nhiều nhà khoa học thì chiều cao cây của cây lúa lý tưởng nhất là 90 – 100 cm,

do đó con lai F1 cũng nên chọn trong phạm vi biến động này.
Chiều cao cây của lúa lai cao hay thấp phụ thuộc vào đặc điểm của bố mẹ.
Tùy từng tổ hợp lai, chiều cao cây của lúa lai F1 có lúc biểu hiện ƯTL dương,
có lúc nằm trung gian giữa bố và mẹ, có lúc xuất hiện ƯTL âm. Vì chiều cao
liên quan đến tính chống đổ trên đồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý
chọn các dạng nửa lùn để con lai có dạng cây nửa lùn (Chang, 1967).
Cải thiện dạng hình thấp cây nhằm tạo điều kiện cho chúng tiêu thụ 1kg
dinh dưỡng khá trong đất để đạt năng suất cao (Corkoa & Hanson, 1980). Nếu
thân không cứng khỏe, không dày mặc dù tổng hợp chất xanh tăng cũng sẽ dẫn
tới đổ ngã, tán che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh dẫn tới năng suất
giảm (Vũ Bình Hải, 2005).
Đường kính lóng lúa lai to và dày hơn lúa thuần, số bó mạch nhiều hơn
nên khả năng vận chuyển nước và dinh dưỡng nhanh hơn lúa thuần. Hiện nay,
các giống lúa lai mới thấp cây đang dần thay thế các giống lúa cao vì chúng có
khả năng chống đổ tốt hơn khi đầu tư thâm canh để đạt năng suất cao.
d) Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng
Lúa lai có thời gian sinh trưởng từ ngắn đến trung bình thường có từ 12 17 lá trên thân chính, tương ứng có thời gian sinh trưởng từ 95 - 135 ngày.
Ponnuthurai (1984) xác định rằng: Thời gian sinh trưởng của con lai giống thời
gian sinh trưởng của dòng bố hoặc dòng mẹ có thời gian sinh trưởng dài nhất.
Con lai F1 hệ ba dịng có thời gian sinh trưởng dài hơn cả bố mẹ ở cả hai vụ
trong năm. Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và giai đoạn sinh trưởng sinh thực
9


của đa số các tổ hợp lai xấp xỉ nhau, sự cân đối về thời gian các giai đoạn sinh
trưởng tạo ra sự cân đối trong cấu trúc quần thể, là một trong những yếu tố tạo
nên năng suất cao (Yuan, 1988; Virmani,1994).
Thời gian sinh trưởng của cây lúa biến động trong phạm vi rộng, là tính
trạng số lượng do nhiều gen cùng kiểm sốt. Khi lai hai giống có thời gian sinh
trưởng khác nhau, con lai F1 của đa số tổ hợp lai biểu hiện hiệu ứng cộng tính.

Quần thể F2 phân ly tăng tiến âm hoặc dương, chín sớm hơn bố mẹ ngắn nhất
hoặc muộn hơn bố mẹ dài nhất (Nguyễn Văn Hiển, 2000). ƯTL biểu hiện ngay
từ khi hạt nảy mầm cho đến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng phát triển của
cây. Sự biểu hiện của ƯTL thể hiện ở cả cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và cơ
quan sinh trưởng sinh thực (Nguyễn Văn Hiển và cs., 2000).
e) Ưu thế lai về bộ lá lúa
Lúa lai có diện tích lá lớn hơn lúa thuần, hàm lượng chất diệp lục trên một
đơn vị diện tích lá cao, do đó hiệu suất quang hợp cao. Các dạng lai có diện tích
lá xanh lớn hơn ở giai đoạn phát triển sớm, điều này đóng góp nhiều vào khả
năng quang hợp (Yuan, 2003).
Kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Cường (2005) cho thấy: Năng suất hạt
lai của con lai F1 có tương quan chặt chẽ với cường độ quang hợp ở giai đoạn đẻ
nhánh và giai đoạn trỗ; ƯTL về năng suất hạt của một số tổ hợp lai được tạo bởi
ưu thế lai về diện tích lá ở giai đoạn đẻ nhánh và trỗ, một số khác do ƯTL về
cường độ quang hợp.
Lá đứng được kiểm tra bởi 1 gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này
có tác dụng đa hiệu vừa gây nên thân ngắn, vừa làm cho bộ lá đứng thẳng, cứng
và ngắn, độ dài lá có quan hệ đa hiệu với gen xác định chiều cao cây, nhưng còn
bị chi phối bởi điều kiện mơi trường, độ dày lá có quan hệ chặt chẽ với tiềm
năng năng suất lúa (Nguyễn Văn Hiển, 2000). Theo Yuan (1997) và các nhà
chọn giống lúa Trung Quốc cho rằng lá đòng dài, rộng vừa phải, bản lá lòng mo,
dày, đứng và xanh đậm là lý tưởng.
10


f) Ưu thế lai về hình thái bơng lúa
Kiểu xếp hạt trên bông lúa là chỉ tiêu quan trọng tạo nên kích thước bơng.
Thống kê số gié cấp 1 trên bơng của tập đồn lúa cổ truyền cho thấy rằng chỉ
tiêu này biến động từ 7 - 13 gié/bông, trung bình là 11 gié. Kiểu bơng xịe 7 - 10
gié, trên 1 gié cấp 1 có thể có 1 - 3 gié cấp 2. Kiểu bơng chụm có 9 - 13 gié

cấp1/bông, số gié cấp 2 và số hạt trên gié cấp 1 cao hơn kiểu bơng xịe.
Yuan cho rằng kiểu cây lý tưởng phải có kích thước bơng và số lượng
bơng trung bình. Bơng trung bình có khoảng 180 hạt chắc, khối lượng 1000 hạt
từ 25 - 30gam, hạt/bông xếp sít, có nhiều gié cấp 1 trên trục bơng chính ( trích
theo Vũ Đình Hịa, 2005).
g) Ưu thế lai về khả năng chống chịu
Lúa lai có khả năng thích ứng rộng với nhiều điều kiện khí hậu khác nhau,
có thể trồng được ở mọi chân đất lúa. Biểu hiện cụ thể là: ở giai đoạn mạ, lúa lai
chịu lạnh tốt hơn lúa thuần; ở thời kỳ đẻ nhánh có khả năng chịu ngập úng, có
khả năng phục hồi nhanh sau khi nước rút. Lúa lai có thể gieo trồng trên nhiều
loại đất có lý hố tính khác nhau. Do bộ rễ lúa lai phát triển mạnh nên khi gặp
hạn sẽ phát triển theo chiều sâu để hút nước và dinh dưỡng, vì thế khả năng chịu
hạn tốt hơn lúa thuần, ở những tổ hợp lai sử dụng dòng mẹ là các dịng TGMS
thì khả năng chịu rét cịn thể hiện ở giai đoạn trỗ bơng.
Con lai F1 có ƯTL cao về sức chịu lạnh ở thời kỳ mạ (Kaw & Khush,
1985). ƯTL về sức chịu lạnh của con lai F1 có giá trị dương ở giai đoạn mạ
nhưng mang giá trị âm ở giai đoạn chín sáp (Ekanayake & cs., 1986). Nếu so
với lúa thuần thì con lai F1 mẫn cảm hơn với điều kiện bất thuận ở giai đoạn
trỗ, đặc biệt là nhiệt độ thấp. Một số công trình nghiên cứu cho biết: lúa lai có
xu thế vượt trội về tính chịu mặn, chịu chua và chịu hạn (Chauhan & cs.,
1983). Lúa lai có xu thế vượt trội về khả năng tái sinh chồi và khả năng chịu
nước sâu (Sing, 1978).

11


Lúa lai có khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh như: rầy nâu, bạc lá
và thích ứng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau (Lin & Yuan, 1980). Nếu bố mẹ
có những đặc điểm tốt được lai với nhau có thể giữ lại tính trạng đó ở đời sau
làm cho con lai F1 hồn thiện hơn, ví dụ dịng mẹ Shanyou 6 có đặc điểm nổi

bật như chống đạo ôn, thời gian sinh trưởng ngắn, đẻ nhánh yếu, khối lượng
1000 hạt nặng. Dòng bố IR26 chống bạc lá, thời gian sinh trưởng dài, đẻ nhánh
khoẻ, khối lượng 1000 hạt nhẹ, khi lai hai dòng trên với nhau cho con lai F1 có
các tính trạng được bổ sung khá hồn thiện là: vừa chống đạo ơn, vừa chống bạc
lá, có thời gian sinh trưởng trung bình, đẻ nhánh khoẻ, khối lượng 1000 hạt nặng
(Nguyễn Thị Trâm, 1995).
Nghiên cứu về gen chống bệnh bạc lá, các nhà khoa học cho biết: Gen
chống bệnh bạc lá bao gồm cả gen trội và gen lặn (Ronald và cộng sự, 1992), vi
khuẩn gây bệnh bạc lá có nhiều nịi ký sinh khác nhau. Hiện nay trên thế giới đã
tìm được 19 gen kháng bạc lá (Phan Hữu Tôn, 2005) và các gen này là Xa1,
Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa21, xa13..., đều nằm trên hầu hết các NST của cây lúa.
Ưu thế lai có được ở tính trạng kháng bạc lá chủ yếu gây ra nhờ hiệu ứng cộng.
Do đó, cần phải chọn cả bố và mẹ có nhiều gen kháng bạc lá thì mới tích lũy và
hy vọng tạo ra giống lai kháng bệnh bạc lá. Các tác giả Vũ Thị Thu Hiền và cs.
(2007), cho rằng 2 gen xa5 và Xa21 được xác định là gen có khả năng kháng các
chủng bạc lá ở Việt Nam. Các tác giả đã thực hiện lai chuyển các gen này vào
dòng bất dục 103S và đã tạo được dòng TGMS mới 103SBB và đây là cơ sở
quan trọng để tạo ra các tổ hợp lúa lai kháng bệnh bạc lá trong điều kiện nhiệt
đới ẩm ở Việt Nam. Một số tác giả đã công bố các giống lúa lai có ưu thế về tính
chống đổ, chống rét ở giai đoạn mạ tốt, kháng được bệnh đạo ơn, khơ vằn ở mức
trung bình, khả năng thích ứng rộng (Nguyễn Công Tạn và cs., 2002). Đồng thời
các nhà chọn giống còn tạo được giống kháng bạc lá cao như Việt Lai 24
(Nguyễn Văn Hoan, Vũ Hồng Quảng, 2006) và giống có khả năng chịu chua

12


mặn, chịu đất xấu khá và có tính thích ứng rộng như TH3-3, TH3-4, TH3-5
(Nguyễn Thị Trâm, 2010).
Đặc tính chống sâu bệnh ở lúa lai đa số do gen trội hoăc trội khơng hồn

tồn kiểm tra. Nếu một trong hai bố mẹ mang gen chống chịu sâu bệnh thì sau
đó được truyền cho con lai F1 và mất đi nhanh chóng ở các thế hệ tiếp theo. Nếu
bố mẹ có những đặc điểm tốt được lai với nhau có thể giữ lại tính trạng đó ở đời
sau làm cho con lai F1 hoàn thiện hơn.
h) Ưu thế lai sinh sản
Đánh giá ƯTL của nhiều tổ hợp lai khác nhau người ta đều thấy con lai có
năng suất cao hơn bố mẹ từ 20 - 70% khi gieo cấy trên diện rộng. Trong sản
xuất nhiều năm trên nhiều vùng sinh thái khác nhau ở Trung Quốc, lúa lai ưu
việt hơn hẳn lúa lùn cải tiến tốt nhất từ 20 - 30% (Nguyễn Thị Trâm, 2000).
Năng suất bình quân của lúa lai trên diện rộng tăng so với lúa thuần cao
hơn khoảng 10 - 15 tạ/ha. Đa số các tổ hợp lai có ƯTL về số bơng/khóm, tỷ lệ
hạt chắc, khối lượng 1000 hạt. Do lúa lai đẻ sớm các bông to đều, hạt nhiều và
nặng, trên mỗi bơng có nhiều gié cấp 1 (13 - 15 gié), trên gié cấp 1 có 3 - 7 gié
cấp 2, mỗi gié cấp 2 có từ 3 - 7 hạt do vậy khối lượng bông cao hơn lúa thuần từ
1,5 - 2,5 lần. Đặc biệt ở đốt giáp cổ bơng có 3 - 4 gié cấp 1 nên nhìn bơng lúa lai
như một chùm hạt, tổng số hạt trung bình/bơng cao (150 - 250 hạt), tỷ lệ hạt
chắc > 90% nếu như giai đoạn trỗ bông gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi
lượng dinh dưỡng được cung cấp đầy đủ thì bơng lúa lai càng nặng.
Ở Việt Nam, qua tổng kết của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn
cho thấy năng suất bình quân của lúa lai ở các tỉnh phía Bắc đạt mức 7 - 8
tấn/ha/vụ, tăng hơn lúa thuần cùng thời gian sinh trưởng từ 2 - 3 tấn/ha/vụ,
(Nguyễn Công Tạn và cs., 1999).
i) Ưu thế lai về các đặc tính sinh lý
Một số nghiên cứu về sinh lý của cây lúa lai đã cho thấy: năng suất hạt
của con lai F1 có tương quan chặt chẽ với cường độ quang hợp ở giai đoạn đẻ
13


nhánh (r = 0,8) và giai đoạn trỗ (r = 0,51); ƯTL về năng suất hạt của một số tổ
hợp lai được tạo bởi ƯTL về diện tích lá ở giai đoạn đẻ nhánh và trỗ, một số

khác cho ƯTL về cường độ quang hợp (Phạm Văn Cường, 2005).
Hiệu suất tích lũy chất khơ của lúa lai có ưu thế hơn hẳn lúa thường nhờ
vậy mà tổng lượng chất khô trong một cây tăng, trong đó lượng vật chất tích lũy
vào bơng hạt tăng mạnh cịn lượng tích lũy ở các cơ quan sinh dưỡng như thân
lá giảm mạnh (Nguyễn Thị Trâm, 2000).
Kim (1985), Ponnuthurai & cs. (1984), Virmani (1981) đã xác định con
lai có ƯTL thực và ƯTL giả định cao hơn đáng tin cậy ở chỉ tiêu tích lũy chất
khô và chỉ số thu hoạch. Lin & Yuan (1980), Wang & Yoshida (1984) cho rằng
sức sinh trưởng của con lai mạnh hơn hẳn bố mẹ ở thời kỳ đầu của quá trình
sinh trưởng (Nguyễn Thị Trâm, 2000).
Nghiên cứu về phân bón cho lúa lai cũng cho thấy khi tăng lượng phân bón
thì chỉ số diện tích lá (LAI), khối lượng chất khơ trên tồn cây (DM), tốc độ tích
luỹ chất khơ (CGR) của lúa lai tăng vọt so với lúa thuần, đặc biệt ở giai đoạn sau
cấy 4 tuần; năng suất của lúa lai tăng nhiều hơn năng suất của lúa thuần và có
tương quan thuận ở mức có ý nghĩa với LAI và CGR ở giai đoạn đầu của q
trình sinh trưởng, số bơng/m2 và số hạt/bơng (Phạm Văn Cường, 2005).
2.2. Hệ thống lúa lai hai dòng
2.2.1 Khái niệm lúa lai hai dòng
Lúa lai hệ "2 dòng" là bước tiến mới của lồi người trong cơng cuộc ứng
dụng ưu thế lai ở cây lúa. Công cụ di truyền để phát triển lúa lai “hai dòng” là
dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với điều kiện môi trường
EGMS (Environment sensitive genic male sterile) gồm hai dạng: bất dục đực
chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ - TGMS (Thermo sensitive
genic male sterile) và bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ
chiếu sáng – PGMS (Photoperiod sensitive genic male sterile) (Nguyễn Văn
Hoan, 2000).
14


Sơ đồ hệ thống lúa lai “hai dịng” (Nguyễn Cơng Tạn và cộng sự, 2002)

EGMS

R

EGMS

R

F1
Ghi chú: EGMS: Dòng mẹ bất dục đực mẫn cảm với điều kiện mơi trường.
R: Dịng phục hồi phấn.

2.2.2. Tạo dòng bất dục di truyền nhân cảm ứng mơi trường (EGMS)
Theo Virmani (2003) có 6 phương pháp sau phương pháp tạo dịng
EGMS: Đánh giá tập đồn các dịng giống hiện có, gây đột biến, lai và chọn lọc
pedigree, nuôi cấy bao phấn và lai trở lại chọn lọc nhờ maker (MAS). Trong đó
nhập nội là phương pháp nhanh nhất phù hợp với những nơi chọn tạo giống lúa
lai cịn gặp nhiều khó khăn về kinh tế và điều kiện nghiên cứu.
Nhập nội các dòng EGMS sẵn có từ các đơn vị nghiên cứu như Viện lúa
Quốc tế IRRI, các Viện nghiên cứu lúa lai và các Trường Đại học nghiên cứu
nơng nghiệp Trung Quốc là đón đầu những thành tựu khoa học mới của thế giới.
Tuy nhiên mỗi dịng có khả năng thích nghi với điều kiện sinh thái từng vùng
nên sau khi nhập cần phải đánh giá chọn lọc lại. Trên cơ sở đó tuyển chọn
những dòng ưu tú phù hợp với điều kiện sinh thái (Nguyễn Công Tạn, 2002).
Hệ thống bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường được điều
khiển bởi gen nhân chịu ảnh hưởng của môi trường như: nhiệt độ, quang chu kỳ
hoặc cả hai yếu tố trên. Hiện tượng bất dục mẫn cảm với môi trường được
Martin và Crawford phát hiện đầu tiên trên cây tiêu (Pepper) năm 1951 và sau
đó phát hiện thêm trên một số cây trồng khác (Virmani, 2003).

15


* Phân loại các dòng EGMS
Tùy thuộc các nhân tố mơi trường ảnh hưởng đến khả năng bất dục mà
dịng EGMS được phân các loại sau:
- TGMS: Bất dục đực nhân mẫn cảm với nhiệt độ
- rTGMS: Bất dục đực nhân mẫn cảm với nhiệt độ nghịch: khi gặp nhiệt
độ thấp thì bất dục đực (<24oC ban ngày, >16oC ban đêm); khi gặp nhiệt độ cao
thì hữu dục (>30oC ban ngày/24oC ban đêm). Ví dụ các dịng: JP 38, Dianxin 1A
và IV A (Virmani, 2003).
- PGMS: Bất dục đực nhân mẫn cảm với quang chu kỳ.
- rPTGMS: Bất dục đực nhân mẫn cảm với quang chu kỳ nghịch.
- PTGMS: Bất dục đực nhân mẫn cảm với quang chu kỳ và nhiệt độ.
Nguồn EGMS có giá trị thực tế trong chọn tạo lúa lai hai dòng là kiểu bất
dục đực cảm ứng với quang chu kỳ (Photoperiodic-sensitive Genic Male
Sterility-PGMS) và bất dục đực cảm ứng nhiệt độ (Thermo-sensitive Genic
Male Sterility-TGMS).
*Bất dục di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (Thermosensitive genic male
sterility - TGMS)
Gen kiểm sốt tính bất dục nằm trong nhân tế bào là cặp gen lặn, kí hiệu
là tms. Gen tms hoạt động với hai chức năng là điều khiển sự hình thành hạt
phấn hữu dục, tự kết hạt khi gặp nhiệt độ thấp dưới ngưỡng chuyển đổi tính dục
và hình thành hạt phấn bất dục khi gặp nhiệt độ cao trên ngưỡng chuyển đổi tính
dục (Nguyễn Văn Đồng, 1999, Dong & cs., 2005).
Thời kỳ mẫn cảm diễn ra 10-18 ngày trước khi lúa trỗ tương ứng với giai
đoạn phân hóa địng từ bước 5 đến cuối bước 6 là thời kì hình thành tế bào mẹ
hạt phấn đến khi kết thúc phân bào giảm nhiễm (Cheng,2000). Trong thời kì
mẫn cảm của các dòng TGMS mà nhiệt độ đang cao lại thấp xuống dưới ngưỡng
tới hạn gây bất dục từ 2 đến 4 ngày liên tục thì sẽ tạo ra phấn hữu dục với một tỷ

lệ nhất định, đủ để sinh ra tự thụ phấn (Cheng, 2000). Theo Qi-Zhao Wang & cs.
16