Nghiên cứu phân lập chủng nấm và khảo sát nguồn gen kháng bệnh khô vằn trên lúa (rhizoctonia solani oryzae)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------ ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP CHỦNG NẤM VÀ
KHẢO SÁT NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH KHÔ VẰN
TRÊN LÚA (RHIZOCTONIA SOLANI. ORYZAE)”

HÀ NỘI -2023


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------ ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP CHỦNG NẤM VÀ
KHẢO SÁT NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH KHÔ VẰN
TRÊN LÚA (RHIZOCTONIA SOLANI. ORYZAE)”

Giảng viên hƣớng dẫn : GS.TS. PHAN HỮU TÔN
Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN THỊ YẾN

Lớp

: K64CNSHB

MSV

: 643109

HÀ NỘI -2023


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan:
Đây là cơng trình nghiên cứu khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn
của GS. TS Phan Hữu Tôn
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa
hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đều đã được cảm ơn và các
thơng tin trích dẫn, tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc trong danh
mục tài liệu tham khảo của khóa luận.
Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Yến

i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, bên cạnh sự cố gắng và nỗ lực của bản thân,
tôi luôn nhận được sự động viên và giúp đỡ về nhiều mặt của các cấp Lãnh đạo,
các tập thể và cá nhân.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến PGS.TS.Phan
Hữu Tôn, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội
đã tận tình giúp đỡ và hỗ trợ hướng dẫn tơi trong việc định hướng đề tài và trong
suốt quá trình thực hiện hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Bạn giám đốc và tồn thể các cán bộ cơng
nhân viên bộ môn Công Nghệ Sinh học,Trung tâm nghiên cứu và phát triển
nguồn gen Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện về
vật chất và thời gian để tơi hồn thành đề tài và khóa học này.
Từ tận đáy lịng mình, tơi ln biết ơn Gia đình và bạn bè đã động viên
giúp đỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu và học tập
Tơi xin trân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Yến

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ................................................................ vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................... viii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ................................................................................... ix
PHẦN 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ...................................................................... 2
1.2.1. Mục đích đề tài ............................................................................................ 2
1.2.2. Yêu cầu của đề tài ....................................................................................... 2
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................... 3
2.1. Tổng quan về lúa ............................................................................................ 3
2.1.1 Nguồn gốc và giá trị dinh dưỡng ................................................................. 3
2.1.2. Đặc tính thực vật học của cây lúa. .............................................................. 4
2.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế Giới và Việt Nam ................................. 8
2.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới .................................................... 8
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam ............................................................. 9
2.3. Tình hình giống lúa gạo ở Việt Nam ........................................................... 10
2.4. Bệnh khô vằn ................................................................................................ 11
2.4.1. Lịch sử xuất hiện, phân bố và thiệt hại. .................................................... 11
2.4.2. Triệu chứng bệnh ...................................................................................... 12
2.4.3. Tác nhân gây bệnh đốm vằn...................................................................... 13
2.4.4. Điều kiện phát triển của bệnh đốm vằn..................................................... 14
2.4.5. Sự lưu tồn, lan truyền và xâm nhiễm của nấm Rhizoctonia solani........... 14
2.5. Biện pháp trừ ................................................................................................ 15
2.5.1. Sử dụng giống kháng................................................................................. 15
iii

2.5.2. Biện pháp canh tác .................................................................................... 15
2.5.3. Biện pháp sinh học .................................................................................... 16
2.5.4. Biện pháp hoá học ..................................................................................... 16
2.6. Nấm Rhizoctonia solani (Thanatephorus cucumeris).................................. 16
2.6.1. Đặc điểm hình thái .................................................................................... 17
2.6.2. Đặc điểm sinh lý........................................................................................ 18
2.6.3. Đặc điểm khi nuôi cấy............................................................................... 18
PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 20
3.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 20
3.1.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 20
3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 21
3.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 22
3.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 22
3.3.1. Nuôi cấy và phân lập chủng nấm Rhizoctonia solani phục vụ quá trình
lây nhiễm nhân tạo ...................................................................................... 22
3.3.2. Sử dụng chỉ thị phân tử Rapd để xác định mối tương quan di truyền
giữa các chủng nấm Rhizoctonia solani...................................................... 23
3.3.3. Phương pháp lây nhiễm nhân tạo. ............................................................. 25
3.3.4. Đánh giá một số đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng trên
lúa ................................................................................................................ 26
3.3.5. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh
học của các giống lúa .................................................................................. 26
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 28
4.1. Kết quả nuôi cấy và phân lập chủng nấm Rhizoctonia solani ..................... 28
4.2. Sử dụng chỉ thị RAPD xác định mối tương quan về mặt di truyền giữa
các chủng nấm ............................................................................................. 30
4.3. Đánh giá một số tính trạng sinh trưởng phát triển và cấu thành năng suất
của các giống lúa triển vọng ....................................................................... 38

iv

4.4. Kết luận chung về khả năng kháng bệnh khô vằn của các giống triển
vọng với các chủng nấm Rhizoctonia solani phân lập. ............................... 46
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................... 47
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 47
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 49

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Danh sách và địa điểm các mẫu bệnh thu thập ................................... 20
Bảng 3.2. Danh sách và nguồn gốc 4 chủng nấm được lấy từ Viện cây lương
thực và thực phẩm tỉnh Hải Dương............................................................. 21
Bảng 4.1. Hệ số tương quan về mặt di truyền của các chủng nấm Rhizoctonia
solani ........................................................................................................... 33
Bảng 4.2. Kết quả mức độ nhiễm bệnh: .............................................................. 37
Bảng 4.3. Thời gian sinh trưởng của các mẫu, giống lúa nghiên cứu ................ 39
Bảng 4.4. Chiều cao cây, chiều dài lá đòng và chiều rộng lá đòng của các mẫu
giống lúa ...................................................................................................... 41
Bảng 4.5. Số nhánh tối đa, số nhánh hữu hiệu, góc độ đẻ nhánh. ...................... 43
Bảng 4.6.Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất. ..................................... 44

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 2.1: Hình thái cây lúa ................................................................................... 5

Hình 2.2: Ảnh hình thái cây lúa ............................................................................ 6
Hình 2.3:Nhánh lúa ............................................................................................... 7
Hình 2.4: Top 10 quốc gia có sản lượng lúa lớn trên Thế Giới (2020/2021) ....... 9
Hình 2.5: Khơ vằn ............................................................................................... 13
Hình 4.1: Các mẫu nấm sau khi được phân lập. ................................................. 29
Hình 4.2 Xác định mối tương quan di truyền giữa các mẫu nấm bằng 3 mồi đơn
OPK14. ........................................................................................................ 31
Hình 4.3: Xác định mối tương quan di truyền giữa các mẫu nấm bằng 3 mồi đơn
OPK20. ........................................................................................................ 31
Hình 4.4: Xác định mối tương quan di truyền giữa các mẫu nấm bằng 3 mồi đơn
OPS19.......................................................................................................... 32
Hình 4.5: Một số hình ảnh tiến hành lây nhiễm trên đồng ruộng. ...................... 35
Hình 4.6: Một số hình ảnh kết quả lây nhiễm trên đồng ruộng. ......................... 36
Biểu đồ 4.1. Cây phân loại của 3 mồi đơn OPK14, OPK20, OPS19 theo chương
trình NTSpc2.1 ............................................................................................ 34

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BNNPTNT : Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn
BVTV

: bảo vệ thực vật

Cs

: cộng sự

CV%

: Sai số thí nghiệm

NSH

: Nơng sinh học

Rs

: Rhizoctonia solani

FAO

: Food and Agriculture Organization

IRRI

: International Rice Research Institute

NSLT

: năng suất lý thuyết

NST

: nhiễm sắc thể

PCR

: Polymerase Chain Reaction

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

RLH

Relative Lesion Height

viii


TĨM TẮT KHĨA LUẬN
Một trong những mục tiêu trong cơng tác chọn tạo giống lúa hiện nay là
tạo ra các giống lúa vừa cho năng suất cao, chất lượng tốt và đặc biệt có khả
năng kháng lại các bệnh gây hại điển hình ở cây lúa như khơ vằn… Dựa trên vật
liệu 10 mẫu bệnh lúa tại Trung tâm bảo tồn và Phát triển nguồn gen Học viện
Nông Nghiệp Việt Nam chúng tôi đã phân lập thành công 6 mâu nấm
Rhizoctonia solani và 4 chủng lấy tại Viện cây lương thực và thực phẩm tỉnh
Hải Dương. Sử dụng chỉ thị phân tử Rapd để xác định mối tương quan về mặt di
truyền giữa các mẫu nấm. Đánh giá đặc điểm NSH của 10 giống lúa triển vọng.
Từ đó Chọn tạo được giống lúa vừa có khả năng kháng bệnh cao vừa có năng
suất chất lượng tốt phục vụ cho cơng tác chọn tạo giống cây trồng.

ix


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa. L) là cây lương thực của nhiều quốc gia trên thế

giới, là nhân tố quyết định đảm bảo an ninh lương thực, quyết định các chính
sách nơng nghiệp bền vững... Ở Việt Nam sản xuất nơng nghiệp đã và đang
đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong phát triển nền kinh tế trong đó sản xuất
lúa gạo chiếm hơn 90% tổng sản phẩm nông nghiệp. Nước ta là nước nằm trong
vùng nhiệt đới nóng và ẩm, điều kiện thuận lợi cho cây lúa phát triển, kèm theo
đó là sự phát triển của rất nhiều bệnh hại… Trong đó bệnh đốm vằn là loại bệnh
hại quan trọng, xuất hiện ở hầu hết các nơi trồng lúa trên thế giới đặc biệt ở các
vùng nhiệt đới. Bệnh đốm vằn có thể gây hại năng suất lên đến 25-50%
(Ou,1985).
Theo bộ Nông nghiệp loại bệnh phá hoại nặng nhất, tấn công vào bộ lá
làm cho cây lúa giảm năng suất và sản lượng bao gồm bệnh khô vằn, bệnh bạc
lá, đạo ôn và rầy nâu. Trong đó bệnh khơ vằn (đốm vằn) do nấm Rhizoctonia
solani (Thanatephorus cucumeris) gây ra, là một mối nguy hại cực lớn đối với
nền nơng nghiệp ở Việt Nam nói chung và các vùng trồng lúa trên Thế giới. Vì
vậy cần nghiên cứu về bệnh nấm này và phân lập ra các chủng nấm gây bệnh
gây ra trên các giống lúa và các chủng nấm phát triển phân bố trên các vùng
khác nhau để sau khi phân lập, phân tích và thống kê ra các chủng tại các khu
vực khác nhau thì sẽ cho ta biết được nên trồng loại lúa gì để cho bệnh khơ vằn
này ảnh hưởng bị hạn chế nhất đối với sản lượng nông sản của lúa. Ngồi ra cịn
cần tìm hiểu về cách thức lây lan và phát triển để ta biết được chi tiết rồi từ đó sẽ
có được những biện pháp đối phó cũng như phòng trừ bệnh tại các giai đoạn
phát triển của nấm bệnh.
Một vài năm trở lại đây, xu hướng sản xuất lúa theo hướng độc canh, tăng
vụ, sử dụng giống cao sản đã và đang tạo điều kiện thuận lợi cho các loại bệnh
hại (trong đó có bệnh khơ vằn) xuất hiện ngày càng nhiều, phá hoại nghiêm
trọng làm ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng lúa. Sử dụng các biện pháp như
1


dùng thuốc hố học để phịng chống bệnh hại bước đầu đã mang lại những khả

năng phòng trừ bệnh nhanh chóng, bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên nếu xử lí thuốc
khơng hợp lí sai phương pháp sẽ mang đến hiệu quả thấp, gây nên ô nhiễm môi
trường,nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, sinh vật có ích
hoặc để lại dư lượng trong nông sản vượt mức cho phép, gây ngộ độc thực phẩm
cho người và gia súc.
Xuất phát từ những cơ sở trên, được sự đồng ý của Bộ môn Sinh học
phân tử và Công nghệ Sinh học ứng dụng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “
Nghiên cứu phân lập chủng nấm và khảo sát nguồn gen kháng bệnh khô vằn
(Rhizoctonia solani. Oryzae)”.
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích đề tài


Phân lập và khảo sát để phát hiện dòng giống lúa cho năng suất chất

lượng tốt, có khả năng kháng chủng nấm do nấm Rhizoctonia solani
(Thanatephorus cucumeris) phục vụ cho công tác chọn tạo giống.
1.2.2. Yêu cầu của đề tài
 Nuôi cấy và phân lập nấm Rhizoctonia solani. Sử dụng chỉ thị phân tử
RAPD xác định mối tương quan di truyền giữa các chủng nấm Rhizoctonia
solani nghiên cứu.
 Đánh giá một số tính trạng sinh trưởng phát triển và cấu thành năng suất
của các giống lúa triển vọng.
 Đánh giá khả năng kháng bệnh của các giống lúa triển vọng với các chủng
nấm Rhizoctonia solani phân lập.

2


PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1. Tổng quan về lúa
2.1.1 Nguồn gốc và giá trị dinh dưỡng
Lúa có tên khoa học là Oryza sativa L thuộc họ hoà thảo (Gramineae), là
một trong những loại cây trồng có lịch sử lâu đời nhất có từ 130 triệu năm trước,
tồn tại như một cây cỏ dại và sinh sống trên đất Gondwana ở siêu lục địa. Lúa
(Oryza sativa L) là một trong những loài lúa loài lúa chiếm ưu thế được phát
hiện ở Đơng Nam Á. Hiện nay lồi lúa này được trồng nhiều ở Châu Á, Châu
Phi, Châu Âu, Bắc Trung, Nam Châu Mỹ và Nam Châu Đại Dương (Shouichi
Yoshida, 1981).
Loài lúa trồng Châu Á O.Sativa là loài cây thân thảo. Tùy theo giống lúa
mà thời gian sinh trưởng, vụ trồng, nơi sống các điều kiện sinh thái cũng thay
đổi từ 75 đến 120 ngày. Cây được mọc thẳng đứng sống ở cạn đất cao hay ngập
chân hoặc thân lúa ở trong nước sâu từ 2-4 m. Thân cây lúa có thể cao khoảng
70-150cm, đốt thân lúa nhẵn và chúng cách nhau bởi các đốt dài, ngắn khác
nhau. Phiến lá thẳng đều có bề mặt phiến lá rộng và mép lá đều ráp. Thuộc lồi
hoa lưỡng tính và lúa là loài cây trồng tự thụ phấn.
Giá trị dinh dưỡng: Hạt gạo có giá trị cao và là cây lương thực chính cho
nhiều quốc gia trên thế giới. Trong 100g gạo có 6.0-7.4 protein; 8-12 mg
calcium; 0,07-0,26 mg B1; cung cấp 361-362 calories và rất nhiều chất dinh
dưỡng khác (Nguyễn Thành Hối,2011).
Cây lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc, một nhóm các nhà nghiên cứu về
gene đã đưa ra kết luận như vậy trong một nghiên cứu lịch sử tiến hố hằng
nghìn năm qua bằng genere-sequencing (chạy lặp lại chuỗi thứ tự gene) ở một
quy mô rộng. Những phát hiện này đã được đăng kí trên Kỷ yếu Học viện Khoa
học Quốc gia (PNAS) số gần đây nhất cho thấy rằng cây lúa đã được xuất hiện
và thuần hóa vào khoảng 9.000 năm ở khu vực Dương Tử (hay còn gọi là
Trường Giang). Những nghiên cứu trước đây là giả định cây lúa được thuần hóa
có hai nguồn gốc (hai quê) đó là Ấn Độ và Trung Quốc.
3

Cây lúa đã trải qua một lịch sử tiến hóa rất lâu dài và khá phức tạp với
nhiều thay đổi rất lớn về đặc điểm hình thái, nơng học, sinh lý và sinh thái để có
thể thích nghi với điều kiện khác nhau của môi trường.
Theo Grist D.H cây lúa được xuất phát từ Đơng Nam Á, từ đó lan dần lên
phía Bắc. Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đơng
Dương là cái nơi của lúa trồng. De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn
Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa. Đinh Dĩnh (Trung Quốc) căn cứ lịch sử
phát triển lúa hoang ở trong nước cho rằng lúa có xuất xứ ở Trung Quốc. Một số
nhà nghiên cứu ở Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước
ta và Campuchia.
Sampath và Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của các loại lúa hoang ở
Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đơng Dương
chính là nơi xuất xứ của lúa trồng. S. Sato (Nhật Bản) cũng cho rằng lúa có
nguồn gốc ở Ấn Độ, Việt Nam và Miến Điện.
T.T Chang (1976), nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên Cứu lúa
Quốc Tế (IRRI), đã tổng kết rất nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần
hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập ở cùng một lúc ở nhiều
nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng Ganges dưới chân phía đơng của
dãy núi Hy-Mã-Lạp-Sơn (Himalayas - Ấn Độ), ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc
Thái Lan, Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc.
Từ hàng ngàn năm nay cây lúa cũng đã được trồng ở Việt Nam và nơi
đây cũng được gọi là biểu tượng của nền văn minh lúa nước trên thế giới. Trong
đó vùng Đồng Bằng Bắc Bộ là những vùng sinh thái của có những nguồn gen đa
dạng và phong phú nhất của cả nước (Lê Doãn Diên,1990).
Hiện nay, sự tiến hóa của lồi lúa vẫn đang tiếp tục nhờ sự thuần dưỡng
và áp dụng những phương pháp lai tạo của con người.
2.1.2. Đặc tính thực vật học của cây lúa.
Các giống lúa ở Việt Nam thường có những đặc điểm như chiều cao, thời
gian sinh trưởng (dài hay ngắn), chịu sâu bệnh, chịu thâm canh, chịu mặn,… rất

4


khác nhau. Song những đặc tính về giải phẫu, hình thái, bộ phận rễ, thân, lá
bông và hạt là giống nhau.

Hình 2.1: Hình thái cây lúa
 Rễ lúa
Lúa thuộc loại rễ chùm. Rễ trưởng thành có màu vàng nâu và nâu đậm, rễ
non có màu trắng sữa, rễ già thường có màu đen.
-Thời kì mạ: Khi mạ gieo thưa, rễ mạ thường có thể dài 5-6 cm. Tiêu
chuẩn của mạ tốt là có nhiều rễ trắng và bộ rễ ngắn.
-Thời kì sau cấy: Bộ rễ tăng dần về số lượng và chiều dài ở thời kì đẻ
nhánh, làm địng.
-Thời kì trỗ bơng: Thời kì trỗ bơng bộ rễ đạt tới 500-800 cái. Chiều dài
của rễ đạt 2-3 km/cây khi cây trồng riêng trong chậu.
Trên đồng ruộng, phạm vi ra rễ là ở gần lớp mặt đất mặt (0-20cm là
chính).Khi cây lúa được cấy quá sâu (> 5cm), cây lúa sẽ tạo ra 2 tầng rễ, trong
thời gian này cây lúa chậm phát triển sẽ làm cho lúa bị hiện tượng nghẹt rễ. Cấy
ở độ sâu thích hợp (3-5 cm) sẽ khắc phục được hiện tượng trên.
Để tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển tốt cần làm cỏ sục bùn để có thể chủ
động điều chỉnh lượng nước hợp lí, tạo điều kiện cho tang đất vùng rễ thông
5


thoáng, cây lúa sinh trưởng và phát triển tốt, chống chịu được bệnh, mang lại
năng xuất cao.


Thân lúa

a.Hình thái.
Thân gồm nhiều mắt và lóng. Trước thời kì lúa trỗ, bẹ lá bao bọc thân lúa.

Hình 2.2: Ảnh hình thái cây lúa
Tổng số mắt trên thân chính bằng số lá trên thân cộng thêm 2. Chỉ vài
lóng ở ngọn dài ra, số cịn lại ngắn và dày đặc.
Số lóng dài: Từ 3-8 lóng. Theo giải phẫu ngang lóng, lóng có một
khoảng trống lớn đó được gọi là xoang lỏi.
-Chiều cao cây, thân:
• Chiều cao thận: Thường được tính từ gốc lên cổ bơng và thường có
liên quan đến khả năng chống đổ của giống lúa.
• Nhánh lúa:

6


Hình 2.3:Nhánh lúa
Khi đẻ nhánh cây lúa thường có 4-5 lá thật. Ở ruộng lúa cấy, sau khi bén
rễ hồi xanh cây lúa bắt đầu đẻ nhánh. Lúa kết thúc vào thời kì làm địng và thời
kì làm đốt. Từ cây mẹ đẻ ra nhánh con (cấp 1) nhánh cấp 1 đẻ nhánh cấp 2 và
nhánh cấp 2 đến nhánh cấp 3. Giai đoạn cuối những nhánh hình thành là nhánh
vơ hiệu.
Các giống lúa thường có khả năng đẻ nhánh hữu hiệu cũng cao hơn các
giống lúa cũ cổ truyền.
Việc đẻ nhánh của giống lúa phụ thuộc vào giống, nhất là các điều kiện
chăm sóc, ngoại cảnh… Cây lúa có nhiều nhánh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu năng suất
sẽ cao.


Lá lúa

Hình thái
-Lá lúa điển hình gồm: phiến lá, lá thìa, bẹ lá và tai lá.
+Bẹ lá: Là phần đáy lá kéo dài thành cuộn hình trụ và bao tồn bộ phần non của
thân.
+Phiến lá: hẹp phẳng và dài hơn bẹ lá trừ lá thứ hai.
+Lá thìa: Là vảy nhỏ và trắng hình tam giác.
+Tai lá: Một cặp tai lá hình lưỡi liềm.

7


Lá được hình thành từ các mầm lá từ mắt thân. Tốc độ lá thay đổi theo thời gian
sinh trưởng và điều kiện ngoại cảnh của cây lúa.
2.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế Giới và Việt Nam
2.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên Thế giới
Thế giới đang trên đà phát triển mạnh mẽ và tương ứng với nó là nhu cầu
về lương thực địi hỏi ngày càng cao. Một số nước trên thế giới hiện nay đang
nằm trong tình trạng khủng hoảng lương thực, chính vì vậy việc nghiên cứu và
sản xuất lúa đã và đang được đẩy mạnh ở các nước. Theo thống kê của tổ chức
lương thực thế giới FAO (2015), lúa chiếm một vị trí rất quan trọng trên Thế
giới, đặc biệt là ở khu vực Châu Á. Mặc dù năng suất, chất lượng lúa ở các nước
Châu Á còn thấp, nhưng diện tích sản xuất lớn nên Châu Á vẫn là khu vực đóng
góp lúa gạo chủ yếu và quan trọng trên toàn thế giới (trên 90%).
Trong tháng 1 năm 2022, số liệu từ các tổ chức thế giới đang cho thấy
sản lượng sản xuất gạo trên toàn cầu đều tăng nhẹ so với cùng kỳ năm trước. Cụ
thể, theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng sản xuất lúa gạo toàn cầu
tháng 1 ước khoảng 42,5 triệu tấn, tăng 0,53% so với cùng kì của năm ngối.
Trong khi đó, Hội đồng Ngũ cốc Quốc tế (IGC) ước tính rằng sản xuất gạo toàn
cầu tháng đạt 42,62 triệu tấn, tăng 0,73% so với năm 2020. Tổ chức Nông lương

Thế giới (FAO) ước tính sản lượng sản xuất gạo thế giới trong tháng 1 khoảng
41,3 triệu tấn, tăng 0,66% so với cùng kỳ năm 2021. Về sản lượng tiêu thụ gạo
toàn cầu, theo tính tốn của FAO đạt 43,3 triệu tấn trong tháng 1 và tăng 1,78%
so với 2020. Còn theo IGC ước tính sản lượng tiêu thụ gạo trong tháng ở mức
42,4 triệu tấn, tăng 0,45.
Trung Quốc là nước đứng đầu thế giới về sản lượng gạo (148,3 triệu tấn
2020- 2021). Tiếp sau đó là Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam

8


Hình 2.4: Top 10 quốc gia có sản lƣợng lúa lớn trên Thế Giới (2020/2021)
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Nằm ở vùng Đông nam Châu Á, cây lúa chính là thế mạnh của nước ta,
điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa rất thích hợp cho sự phát triển cây lúa. Sản
xuất lúa đã và đang gắn liền với sự phát triển nông nghiệp ở nước ta. Diện tích
canh tác và sản lượng giữa lúa và các cây lương thực khác ở Việt Nam thì lúa
gạo vẫn là cây lương thực chiếm vị trí ưu tiên hàng đầu.
Diện tích lúa năm 2020 ước tính đạt 7,28 triệu ha, giảm 192 nghìn ha so
với năm trước đó đã chuyển đổi cơ cấu sản xuất và mục đích sử dụng đất; năng
suất lúa ước tính đạt 58,7 tạ/ha, tăng 0,5 tạ/ha, do diện tích lúa trồng đã giảm
nên sản lượng lúa ước tính đạt 42,69 triệu tấn, giảm 806,6 nghìn tấn. Như vậy,
sản lượng lúa năm 2020 tuy có giảm so với năm 2019 nhưng chủ yếu do giảm
diện tích gieo trồng bởi tác động của hạn hán, xâm nhập mặn và chuyển đổi mục
đích sử dụng đất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng cũng như chuyển đổi mùa vụ
nhưng đánh dấu một năm sản xuất lúa thắng lợi với năng suất và chất lượng cao
hơn năm trước ở tất cả các mùa vụ. Sản lượng lúa giảm nhưng vẫn đáp ứng đầy
đủ nhu cầu tiêu thụ lương thực trong nước, chế biến và xuất khẩu. Sản xuất lúa
tiếp tục có xu hướng tăng tỷ lệ sử dụng giống lúa chất lượng cao lên trên 74%
9

(cao hơn so với mức 50% của năm 2015) nhằm nâng cao giá trị “Thương hiệu
gạo Việt”. Tỷ trọng gạo chất lượng cao chiếm trên 85% gạo xuất khẩu đã góp
phần nâng giá gạo xuất khẩu bình qn từ 440 USD/tấn năm 2019 lên 496
USD/tấn năm 2020.
Năm 2021, diện tích lúa cả năm tuy đạt 7,24 triệu ha, giảm 38,3 nghìn ha
so với năm trước do việc chuyển đổi cơ cấu sản xuất và mục đích sử dụng đất
nhưng năng suất lúa ở mức cao đạt 60,6 tạ/ha, tăng 1,8 tạ/ha. Sản lượng lúa năm
2021 tăng 1,1 triệu tấn so với năm 2020, tiếp tục đáp ứng nhu cầu tiêu dùng
trong nước, đảm bảo an ninh lương thực, phục vụ chế biến và xuất khẩu. Xuất
khẩu gạo năm 2021 đạt 6,2 triệu tấn tương đương 3,3 tỷ USD, tăng 5% so với
năm 2020, trong đó tỷ trọng gạo chất lượng cao chiếm trên 89%, giá gạo xuất
khẩu tăng từ 496 USD/tấn năm 2020 lên 503 USD/tấn năm 2021.
Theo các chuyên gia nông nghiệp, sắp tới, gạo Việt sẽ phải chịu rất nhiều
sức ép về giá, sản lượng và chất lượng. Nhiều nước xuất khẩu gạo đã xây dựng
được thương hiệu gạo quốc gia, bảo đảm chất lượng nên gặt hái lợi nhuận khá cao.
Từ thực tế trên, chiến lược phát triển của ngành hàng lúa gạo là không nên
tiếp tục đi theo hướng tăng khối lượng gạo xuất khẩu. Những năm tới, cần tập
trung vào tăng chất lượng để nâng cao giá bán, đồng thời cơ cấu lại chuỗi tiêu
thụ lúa gạo để tăng lợi nhuận cho nơng dân. Có như vậy, sản xuất và tiêu thụ lúa
gạo Việt nam mới bền vững và ổn định lâu dài.
2.3. Tình hình giống lúa gạo ở Việt Nam
Ở Việt Nam hiện nay thường gồm 3 xu hướng chính bao gồm đó là:
giống nhập nội, giống chọn tạo trong nước và giống địa phương.
Về giống nhập nội, là một nước có xuất khẩu gạo đứng hàng đầu trên thế
thế giới nhưng phần lớn các diện tích lúa trồng ở nước ta vẫn là các giống lúa
nhập nội và chủ yếu từ Trung Quốc. Những giống lúa nhập nội này hầu hết được
người nông dân sử dụng nhiều trong sản xuất và với những ưu điểm của giống
lúa này đem lại như đã cho năng suất cao và khả năng phù hợp với khí hậu, điều

kiện thổ nhưỡng ở miền Bắc nước ta và đặc biệt là giá thành rẻ. Ngoài những ưu
10


điểm trên, giống lúa nhập nội cũng có những điểm hạn chế về tính kháng bệnh,
những giống lúa này chỉ kháng được nguồn bệnh ở quốc gia sản xuất ra giống
đó mà khơng kháng được nguồn bệnh ở Việt Nam. Chính vì vậy, khi sử dụng
giống nhập nội cịn có tồn tại những bất cập liên quan đến khả năng kháng bệnh
– một trong những mối quan tâm hàng đầu của người nơng dân hiện nay, khi mà
có q nhiều bệnh hại gây ra trên cây lúa làm cho năng suất giảm đi đáng kể.
Về giống lúa địa phương chỉ phù hợp ở 1 vùng sinh thái nhất định, khả
năng chống chịu của giống lúa này tốt nhất ở đúng địa phương tạo ra loại giống
đó do phù hợp với điều kiện canh tác cũng như khí hậu, thổ nhưỡng mà khi đem
gieo trồng ở những địa phương khác thì khả năng chống chịu lại giảm sẽ không
đạt được hiệu quả cao nhất.
Đối với giống chọn tạo trong nước, chủ yếu ban đầu vẫn tập trung vào
vấn đề năng suất, chất lượng mà chưa chú trọng đúng mức về vấn đề bệnh hại
hoặc chỉ mới tập trung vào được khô vằn là chủ yếu.
Vì vậy, để tạo ra được các giống lúa cho năng suất cao, chất lượng tốt và
đồng thời có khả năng kháng bệnh cao để phát triển lúa gạo hướng tới một nền
nông nghiệp xanh, bền vững, khơng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật thì một vấn
đề cấp thiết được đặt ra là cần phải tạo ra những giống quy tụ nhiều gen kháng
vào trong cùng một giống. Việc ứng dụng công nghệ sinh học (quy tụ gen
kháng) được gọi là giải pháp đột phá xây dựng nền nơng nghiệp nước ta phát
triển tồn diện theo hướng hiện đại. Vì vậy, việc chọn lọc và sử dụng những
giống cây trồng có khả năng kháng bệnh đặc biệt là bệnh đốm vằn với các gen
kháng sẽ là một cách tiếp cận an tồn về mơi trường, kinh tế và hiệu quả để
kiểm soát bệnh hại và hạn chế mất năng suất và chất lượng.
2.4. Bệnh khô vằn
2.4.1. Lịch sử xuất hiện, phân bố và thiệt hại.

Bệnh đốm vằn do Myake mô tả đầu tiên ở Nhật Bản năm 1910. Nhưng
cho mãi đến năm 1912 thì Sawada đã phát hiện ra rằng Shirai từng mô tả bệnh
này từ năm 1906. Bệnh đốm vằn hại lúa đã được các nhà khoa học báo cáo sự
11


xuất hiện ở các quốc gia khác nhau như; Philippines, Sri Lanka, Trung Quốc và
nhiều quốc gia Châu Á khác (Ou,1985). Bệnh đốm vằn là một trong những loại
bệnh gây hại quan trọng cho các nước trồng lúa trên thế giới. Từ năm 1985-1990
bệnh đốm vằn đã xuất hiện trên 47% diện tích đất trồng lúa của Trung Quốc và
thiệt hại 200.000 tấn /năm (Lê Hữu Hải, 2008).
Theo Lee và ctv..,(1983), ở Mỹ đã bị thiệt hại năng xuất đã lên đến 50%
đối với giống nhiễm. Khi cây lúa bị nhiễm bệnh thì phần mơ mềm sẽ bị rũ
xuống. Khi bệnh tấn công lên phiến lá chúng sẽ làm giảm quá trình quang hợp
và vận chuyển tinh bột vào trong hạt cũng giảm và làm cho trọng lượng hạt
giảm, dẫn đến năng suất giảm (trích dẫn Nguyễn Văn Hiệp, 1988).
Theo Ou (1985), bệnh có thể gây thiệt hại năng suất lên đến 25-50% nếu
lá cờ của các giống nhiễm bị bệnh hại.
Tại Việt Nam, diện tích bị nhiễm bệnh tăng lên 10 lần trong 5 năm (từ
21.000 ha của năm 1985 tăng lên 200.000 ha trong năm 1990 và 1991)(Lê Hữu
Hải, 2008). Tại Đồng Bằng Sơng Cửu Long bệnh có mặt tại nhiều nơi, ở tất cả
các vụ lúa, nhưng gây hại nặng ở vụ Hè Thu (Võ Thanh Hoàng, 1993)
2.4.2. Triệu chứng bệnh
Bệnh đốm vằn (khô vằn) gây hại chủ yếu ở một số bộ phận của cây lúa như
bẹ lá, phiến lá và cổ bông. Các bẹ lá nằm sát mặt nước hoặc bẹ lá già ở dưới gốc
thường là nơi phát sinh bệnh đầu tiên (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề, 1998).
Theo Sharma (2006) trên cây lúa vết bệnh đầu tiên thường xuất hiện trên bẹ
lá, nằm trên hoặc ngang với mực nước ruộng khoảng 0,3-0,5 cm. Đốm bệnh
thường có dạng bất định thn dài, vịng đến thn dài hoặc dạng trứng, elip,
đơi khi cịn có thêm dạng bất định thn dài, kích thước đốm vằn có chiều dài

khoảng 1-3 cm. Trong điều kiện thích hợp như thừa đạm, trời mát, ẩm độ cao,
bệnh đốm vằn sẽ phát triển trên lá lúa và còn xuất hiện cả trên cổ bơng (Carmen
và ctv.,1989).
Kích thước và màu sắc của của đốm bệnh cịn có thể thay đổi theo điều
kiện môi trường, khi trời nồm ẩm khuẩn ty sẽ phát triển như tơ trắng trên bề mặt

12


vết bệnh và có thể lan truyền nhanh. Bệnh sẽ được phát triển ở cây lúa khi lúa
được 45 ngày tuổi và phát triển mạnh khi cây lúa được 60 ngày tuổi (Võ Thanh
Hoàng, 1993).
Theo Phạm Văn Kim và Lê Thị Sen (1993) nếu vết bệnh có màu xám xanh
hoặc xám trắng hoặc có màu khác khác, có vẻ vằn vện và rìa của các vết bệnh có
màu nâu, vì vậy bệnh có tên là đốm vằn hoặc khơ vằn.
Bệnh nhẹ có thể làm cho cây lúa bị yếu, lúa dễ bị đổ ngã khi sắp chín. Cịn
bệnh nặng làm cây cằn cỗi, lá khơ chết rụi, nghẹn địng, khó trỗ khi được thì lép
nhiều, có thể làm cho cây lúa cháy khơ thành từng chịm trước khi lúa chín
(Phạm Văn Kim và Lê Thị Sen, 1993).

Hình 2.5: Khơ vằn
2.4.3. Tác nhân gây bệnh đốm vằn
Theo Agios(2005), bệnh đốm vằn trên lúa do nấm Rhizoctonia solani gây
ra. Giai đoạn hữu tính với tên Thanatephorus cucumeris, thuộc lớp nấm đảm
Basidiomycetes, đã được phát hiện vào năm 1858 bởi ông Kuhn khi ông quan sát
bệnh và đo được trên cây khoai tây. Giai đoạn vơ tính, nấm Rhizoctonia solani
thuộc bộ nấm bất thụ Mycelia sterilia, và lớp nấm bất toàn Imperfect Fungi (Vũ
Triệu Mân và Lê Lương Tề, 1998).
Trên các loại môi trường phổ biến, Rhizoctonia solani sinh trưởng dễ
dàng, sợi nấm khi cịn non thường khơng màu, khi trưởng thành có màu nâu

13


nhạt. Có những vách ngăn khơng liên tục và có đường kính 8-12 cm phát triển
nhanh, phân nhánh tại các điểm gần vách ngăn giữa 2 tế bào và chúng vng
góc với sợi nấm chính (Ou, 1985).
2.4.4. Điều kiện phát triển của bệnh đốm vằn
Do chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, độ ẩm, nguồn
bệnh ban đầu, phân bón, mật độ gieo trồng đã tác động đến sự phát triển của
bệnh đốm vằn. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và sinh trưởng của sợi nấm
là 28-31℃ tối đa là 40-42℃, ở nhiệt độ nhỏ hơn 10℃ thì nấm sẽ mọc ít hoặc
khơng mọc. Nấm tồn tại ở nhiệt độ pH tương đối rộng 2.5-7.8, tối thiểu là 5.46.7 (Võ Thanh Hoàng 1993;Ou,1985).
Để nấm tạo hạch là 30-32℃ và không sinh trưởng ở 35℃. Hạch nấm nảy
mầm khi độ ẩm khơng khí trên 95% và pH tối thiểu cho sự nảy mầm của hạch
nấm là 5,4-6,4µm (Ou,1985).
Bệnh đốm vằn phát triển ở thời kì đầu của cây mạ cho đến khi đẻ nhánh
có mức độ bệnh ít. Ở giai đoạn đồng trổ cho đến thời kì lúa sắp chín là giai đoạn
nhiễm bệnh nặng (Vũ Triệu Mân và Lê lương Tề, 1998).
Theo Nguyễn Công Thuận (1995) điều kiện để bệnh đốm vằn phát triển
và lây lan nhanh phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm. Biên độ ngày và đêm lên cao
là một trong những điều kiện thuận lợi để bệnh đốm vằn phát triển.
Võ Thanh Hồng (1993) phát hiện thấy khi ruộng được bón nhiều phân
đạm thì bệnh đốm vằn sẽ xảy ra nặng. Tính nhiễm bệnh ở lúa cũng liên quan đến
hàm lượng đạm trong cây. Trong khi bón nhiều phân Kali sẽ làm giảm bệnh thì
việc bón phân lân cao sẽ làm tăng việc nhiễm bệnh ở cây lúa.
2.4.5. Sự lưu tồn, lan truyền và xâm nhiễm của nấm Rhizoctonia solani
Trong điều kiện nhiệt đới, sự phát triển của nấm ở dạng sợi nấm đa bào
và sẽ tạo ra hạch nấm, những hạch nấm này thường khơng đều đặn có màu nâu
khơ, trên bộ phận cây sinh ra có các sợi nấm mọc màu trắng có nhiều hạch nấm
trên vết bệnh hoặc rơi xuống đất (Lê Lương Tề, 2000). Thời gian tồn tại của

hạch nấm trong tự nhiên rất biến đổi và phụ thuộc rất lớn vào điều kiện ngoại

14