Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng bố mẹ lúa lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI



NGUYỄN CHÍ THÀNH



NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ
CỦA CÁC DÒNG BỐ MẸ LÚA LAI





LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP




Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số : 60.62.05
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN





HÀ NỘI - 2010
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã
ñược cảm ơn và thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Nguyễn Chí Thành


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng
dẫn PGS.TS. Phan Hữu Tôn, người ñã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới KS. Tống Văn Hải và nhóm
nghiên cứu lúa ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ sinh
học ứng dụng và các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng,
khoa Nông học, trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện thuận
lợi giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn.
Cuối cùng tôi xin ñược gửi lời cảm ơn ñến gia ñình và bạn bè ñã luôn
ủng hộ, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập.

Hà nội, ngày 17 tháng 9 năm 2010
Tác giả luận văn

Nguyễn Chí Thành







Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii
MỤC LỤC

Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn i
Mục lục ii
Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu iv
Danh mục bảng v
Danh mục hình vii
1 MỞ ðẦU 1
1.1 ðặt vấn ñề 1
1.2 Mục ñích và yêu cầu 3
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 Hiện tượng ƯTL 4
2.2 Hệ thống lúa lai 6
2.3 Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa lai 24
2.4 Tình hình nghiên cứu và kết quả chọn tạo lúa lai trong và ngoài nước 31
2.5 Chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá 35
3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44
3.1 Nội dung nghiên cứu 44

3.2 Vật liệu nghiên cứu 44
3.3 Các ñiều kiện phục vụ nghiên cứu 47
3.4 Phương pháp nghiên cứu 48
4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 55
4.1 Khảo sát một số tính trạng nông sinh học 55
4.1.1 Thời gian sinh trưởng (TGST) 55
4.1.2 Chiều cao cây 55
4.1.3 Chiều dài và chiều rộng lá ñòng 58
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii
4.1.4 Số nhánh tối ña và số nhánh hữu hiệu 59
4.1.5 Thời gian từ cấy ñến trỗ 60
4.1.6 Thời gian nở hoa 61
4.2 Nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá lúa của các dòng bố mẹ với
các chủng vi khuẩn ñang gây bệnh phổ biến ở miền bắc Việt Nam 61
4.2.1 Phản ứng của các dòng ñẳng gen với các chủng vi khuẩn lây nhiễm 62
4.2.2 Phản ứng của các dòng bố mẹ với các chủng vi khuẩn lây nhiễm 62
4.3 Kết quả tiến hành phản ứng PCR xác ñịnh gen TMS 65
4.3.1 Xác ñịnh gen TMS trên các dòng TGMS 66
4.3.2 Chọn lọc cá thể chứa gen tms2 trên quần thể phân ly F2 70
4.4 Kết quả tiến hành phản ứng PCR xác ñịnh gen Xa4 VÀ Xa7 76
4.4.1 Kết quả chạy PCR xác ñịnh gen Xa4 77
4.4.2 Kết quả chạy PCR xác ñịnh gen Xa7 78
4.5 Khảo sát ƯTL thực một số tính trạng chủ yếu của con lai F1 so
với bố tương ứng 79
4.5.1 Khảo sát ƯTL thực về chiều cao cây cuối cùng của con lai F1 so
với bố tương ứng 80
4.5.2 Thời gian sinh trưởng 81
4.5.3 Khảo sát ƯTL thực về các yếu tố cấu thành năng suất 82
4.6 Một số cá thể F2 chứa gen tms2 kháng bệnh bạc lá và tổ hợp lai
F1 triển vọng 89

5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 91
5.1 Kết luận 91
5.2 ðề nghị 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93
PHỤ LỤC 99

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism
ALP Amplicon Length Polymorphism
BLT Biological Lower Temperature
BUT Biological Upper Temperature
CCC Chiều cao cây
CNSH Công nghệ sinh học
ðHNN HN ðai học Nông Nghiệp Hà Nội
EGMS Enviroment Sensitive Genic Male Sterile
F.T Fertile Temperature
IRRI International research rice instute
MAS Marker Assisted Selection
NST Nhiễm sắc thể
NSTN Năng suất tiềm năng
PCR
Polymerase chain reaction

PGMS Photoperoid sensitive Genic Male Sterile
RAPD Random Amplified Polymorpism DNA
RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism
S.T Sterile Temperature
SSR Single Sequence Repeat, Microsatellite

TGMS Thermosensitive Genic Male Sterile
TGST Thời gian sinh trưởng
ƯTL Ưu thế lai
Viện DTNN Viện di truyền Nông Nghiệp
Viện KHKTNNVN Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v
DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang

2.1 Một số dạng tế bào chất bất dục ñực ở lúa 20
2.2 Một số gen phục hồi hữu dục hạt phấn cho các dạng bất dục 23
2.3 Các dòng TGMS ñược chọn tạo tại Việt Nam theo Hoàng Thuyết
Minh, 2002 35
3.1 Các dòng bố mẹ 44
3.2 Danh sách các chủng vi khuẩn ñược sử dụng ñể lây nhiễm nhân tạo 51
4.1 Các ñặc ñiểm nông sinh học của dòng mẹ CMS 56
4.2 Các ñặc ñiểm nông sinh học của dòng duy trì tương ứng với các
dòng mẹ. 56
4.3 Các ñặc ñiểm nông sinh học của dòng mẹ TGMS 57
4.4 Phản ứng của các dòng ñẳng gen với các chủng vi khuẩn 62
4.5 Phản ứng của các dòng bố mẹ với các chủng vi khuẩn 63
4.6 Khảo sát ƯTL thực về chiều cao cây của các tổ hợp lai F1 so với
bố tương ứng 80
4.7 Khảo sát ƯTL thực về tổng TGST của các con lai F1 so với bố
tương ứng 82
4.8 Khảo sát ƯTL thực của các dòng F1 so với bố tương ứng về
chiều dài lá ñòng 83
4.9 Khảo sát ƯTL thực của các dòng F1 so với bố tương ứng về
chiều rộng lá ñòng 84

4.10 Khảo sát ƯTL thực của các dòng F1 so với bố tương ứng về số
nhánh hữu hiệu/khóm 85
4.11 Khảo sát ƯL thực của các dòng F1 so với bố tương ứng về khối
lượng 1000 hạt (P1000 hạt) 86
4.12 Khảo sát ƯTL thực của các dòng F1 so với bố tưong ứng về số
hạt chắc/bông 87
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi
4.13 Khảo sát ƯTL thực của các dòng F1 so với bố tưong ứng về
năng suất tiềm năng ( NSTN) 88
4.14 Các cá thể F2 chứa gen tms2 và kháng bệnh bạc lá 89
4.15 Các tổ hợp lai F1 có triển vọng 90

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii
DANH MỤC HÌNH
STT Tên hình Trang

4.1 Kết quả lây nhiễm nhân nhân tạo trên ñối chứng IR24 65
4.2 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB4 65
4.3 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB5 65
4.4 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB7 65
4.5 Ảnh ñiện di phát hiện gen tms2 sử dụng mồi RM11 66
4.6 Ảnh ñiện di phát hiện gen tms2 ở các dòng TGMS với mồi RM2 67
4.7 Ảnh ñiện di phát hiện gen tms4 ở các dòng TGMS với mồi RM257 68
4.8 Ảnh ñiện di phát hiện gen tms5 ở các dòng TGMS với mồi G227-1 69
4.9 Ảnh ñiện di phát hiện gen tms5 ở các dòng TGMS với mồi
G227-1 và C365-1 69
4.10 ðiện di sản phẩm PCR với mồi RM11 trên quần thể phân ly
93F2 (103S x N46) 70
4.11 ðiện di sản phẩm PCR với mồi RM11 trên quần thể phân ly
94F2 (103S x IRBB7) 72

4.12 ðiện di sản phẩm PCR với mồi RM11trên quần thể phân ly
95F2 (103S x N91) 73
4.13 ðiện di sản phẩm PCR với mồi RM11 trên quần thể phân ly
98F2 (103S x T23) 75
4.14 ðiện di sản phẩm PCR với mồi RM11 trên quần thể phân ly
103F2 (103S x IRBB5) 76
4.15 ðiện di sản phẩm PCR phát hiện gen Xa4 với mồi MP2 78
4.16 ðiện di sản phẩm PCR phát hiện gen Xa7 với cặp mồi P3 78



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 1
1. MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề
Ngày nay, biến ñổi khí hậu cùng với sự gia tăng mạnh mẽ về dân số và
quá trình ñô thị hoá ngày càng cao ñã làm cho diện tích ñất nông nghiệp ngày
càng giảm. Trước thực trạng ñó, vấn ñề an ninh lương thực ñược ñặt ra hàng
ñầu. Nhưng ñể ñảm bảo an ninh lương thực cho hiện tại và tương lai thì phải
tăng năng suất lúa gạo. Một trong những hướng ñể tăng năng suất lúa gạo là
sử dụng ưu thế lai.
Hiện nay chúng ta ñang sử dụng hai hệ thống lúa lai: hệ thống lúa lai 2
dòng sử dụng hiện tượng bất dục ñực di truyền nhân và lúa lai 3 dòng sử dụng
hiện tượng bất dục ñực tế bào chất và nhân. Muốn chọn tạo lúa lai thành công
thì phải có nhiều dòng bố mẹ ñể từ ñó tạo ra ñược tổ hợp cho ưu thế lai cao.
Hiện nay, các nhà khoa học trên thế giới ñã xác ñịnh ñược nhiều dạng bất dục
ñực tế bào chất, trong ñó bất dục ñực dạng dại “WA” (Wild Abortion) ñược sử
dụng rộng rãi và thành công nhất trong các chương trình sản xuất lúa lai ở
Trung Quốc (theo Nguyễn Thị Trâm). Tuy nhiên, do việc sử dụng rộng rãi bất
dục ñực tế bào chất dạng dại WA nên dẫn tới hiệu ứng ñồng tế bào chất, dễ bị

sâu hại. Mặt khác phải sử dụng tới ba dòng trong sản xuất hạt lai F1 nên giá
thành hạt lai cao. Trước thực trạng ñó, các nhà khoa học ñã phát hiện ra hiện
tượng bất dục ñực di truyền nhân ở lúa và ứng dụng trong sản xuất. ðó là hệ
thống lúa lai hai dòng.
ðể chọn tạo lúa lai hai dòng thành công, trước hết cần phải có nhiều
dòng TGMS, từ ñó mới tạo ra ñược tổ hợp cho ưu thế lai cao. ðồng thời phải
xác ñịnh ñược các dòng TGMS này mang gen tms gì. Hiện nay, các nhà khoa
học ñã tìm ñược 6 gen TGMS (tms1, tms2, tms3, tms4, tms5 và tms6) mỗi gen
có ngưỡng nhiệt ñộ chuyển hoá hữu dục và bất dục khác nhau trong ñó gen
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 2
tms2 có ngưỡng chuyển hóa hữu dục ổn ñịnh ( theo Chen R Z et al. Chinese
Science Bulletin, July 2009, Vol 54, no 14)). Nhiều nhà chọn giống ñã sử
dụng các gen TGMS này lai chuyển vào các dòng, giống lúa có triển vọng ñể
tạo ra các dòng TGMS mới, có khả năng phối hợp cao, tạo ra nhiều tổ hợp lai
mới cho ưu thế lai cao.
Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng suất là chưa ñủ, nhu cầu về giống lúa lai
hiện nay phải là những giống không những cho năng suất cao, chất lượng tốt
mà còn kháng ñược nhiều loài sâu bệnh cao. Mặt khác, nước ta có khí hậu
nhiệt ñới là ñiều kiện thuận lợi cho nhiều loại sâu bệnh hại phát triển. Trong
ñó, bệnh bạc lá nguyên nhân do vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây nên, là
một bệnh ñặc biệt nguy hiểm ñối với cây lúa, ñặc biệt là ñối với lúa lai. Do
vậy, công tác chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá ñã trở thành mối quan
tâm của nhiều nhà khoa học hiện nay.
ðể tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá thì việc ñầu tiên cần phân biệt
ñược dòng bố mẹ lúa lai nào có khả năng kháng ñược bao nhiêu chủng và xác
ñịnh khả năng chứa các gen kháng bệnh. ðể xác ñịnh ñược gen kháng bệnh
có thể sử dụng phương pháp lây nhiễm nhân tạo sử dụng những chủng vi
khuẩn ñặc trưng hoặc bằng kỹ thuật chỉ thị phân tử ADN.
Hiện nay các nhà khoa học ñã tìm ra ñược 29 gen ñơn kháng các
chủng (Races) vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc lá khác nhau, kí

hiệu từ Xa1 ñến Xa29. ðồng thời ñã xác ñịnh ñược các gen kháng Xa7, Xa21
(trội) và xa5 (lặn) ñều có tính kháng cao ñối với hầu hết các nhóm chủng vi
khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc lá. Do ñó cần chuyển các gen
kháng này vào các dòng bố mẹ nhằm tạo ra các tổ hợp lai kháng bệnh bạc lá
bền vững.
Mặt khác, nhờ sự phát triển của Công nghệ sinh học người ta ñã ñịnh vị
lập bản ñồ các gen trên từng nhiễm sắc thể và xác ñịnh các chỉ thị phân tử liên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 3
quan ñến gen. Các chỉ thị liên kết chặt với các tính trạng kiểu hình nên có thể
xác ñịnh ñược các tính trạng dựa trên sự có mặt của các gen mong muốn với
ñộ chính xác cao. Tác giả M.T.Lopez và Cs (2003) ñã sử dụng chỉ thị PCR xác
ñịnh ñược marker RM11 liên kết chặt với gen tms2 là 5 cM… Nhờ ñó ñã rút
ngắn ñược thời gian cũng như công sức ñể chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh
bạc lá. Từ thực tiến trên, chúng tôi tiến hành ñể tài: “Nghiên cứu khả năng
kháng bệnh bạc lá của các dòng bố mẹ lúa lai.”
1.2 Mục ñích và yêu cầu
1.2.1 Mục ñích
- Xác ñịnh khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng bố mẹ lúa lai phục vụ
cho công tác chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá.
- Chọn tạo ñược dòng TGMS mới kháng bệnh bạc lá .
1.2.2 Yêu cầu
- Khảo sát một số ñặc ñiểm nông sinh học của các dòng TGMS, CMS
và các dòng bố.
- Nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá lúa của các dòng bố mẹ lúa
lai với từng chủng vi khuẩn gây bệnh ñang phổ biến ở miền bắc Việt Nam.
- Ứng dụng kỹ thuật PCR ñể xác ñịnh gen tms ở các dòng TGMS.
- Sàng lọc gen tms2 ở các quần thể phân ly F
2
bằng PCR.
- Sàng lọc gen kháng bệnh bạc lá Xa4 và Xa7 ở các cá thể F2 mang

gen tms2.
- Khảo sát ƯTL thực của con lai F
1
so với dòng bố tương ứng.








Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 4
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Hiện tượng ƯTL
2.1.1 Khái niệm về ƯTL
ƯTL (heterosis) là một thuật ngữ dùng ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F
1

so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái khả năng sinh trưởng, sức sống,
sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất chất lượng hạt và
các ñặc tính khác. Việc sử dụng rộng rãi giống lai F
1
vào sản xuất ñã góp phần
làm tăng năng suất nhiều loại cây trồng, ñặc biệt là các cây lương thực, thực
phẩm làm tăng thu nhập cho người nông dân, tăng hiệu quả sản xuất nông
nghiệp( trích theo Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
2.1.2 Cơ sở di truyền của ƯTL
Cơ sở di truyền của hiện tượng ƯTL vẫn ñang là vấn ñề gây tranh cãi trong

suốt quá trình phát triển lịch sử của di truyền học. Một số giả thuyết ñã ñược nêu
ra trong thế kỷ XX ñể giải thích hiện tượng ƯTL và ñã ñược nhiều người thừa
nhận như:
Giả thuyết tính trội:
Theo giả thuyết này thì tính trội ñược hình thành trong quá trình tiến
hoá của sinh vật. Các gen trội có lợi lấn át gen lặn có hại gây hậu quả xấu. Có
nghĩa là gen trội át chế tác ñộng của gen lặn tương ứng cùng locus trên NST
tương ñồng. Ví dụ: Khi lai AABBCC với aabbcc con lai F
1
có kiểu gen
AaBbCc nên có ƯTL rõ rệt.
Giả thuyết siêu trội:
Giả thuyết này cho rằng nhiều tính trạng có lợi cho sự sinh trưởng do
gen trội kiểm soát còn gen lặn tương ứng có tác dụng ngược lại. Tính dị hợp tử
của một allen ở một vị trí nhất ñịnh sẽ sản sinh ra các vật chất có ảnh hưởng
ñến sức sống vượt xa của các loài mang allen ñồng hợp tử và do tác ñộng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 5
tương hỗ của các allen khác nhau trên cùng một vị trí locus. Theo giả thuyết
này thì cá thể có kiểu gen Aa sẽ có sức sống cao hơn hẳn cơ thể mang kiểu gen
AA và aa. Mô hình toán học tổng quát của giả thuyết này là AA < Aa > aa.
Giả thuyết cân bằng di truyền:
Theo giả thuyết này thì mỗi cơ thể sinh vật ở trạng thái cân bằng di
truyền nhất ñịnh, ñảm bảo cho sự hình thành một kiểu hình thái ứng với ñiều
kiện sống. Khi lai các cá thể có kiểu cân bằng di truyền khác nhau, sẽ hình
thành cơ thể mới có trạng thái cân bằng di truyền mới khác cân bằng di truyền
cũ do vậy con lai xuất hiện những tính trạng mới tốt hơn ở bố mẹ (trích theo
Hoàng Tuyết Minh, 2002) [9].
2.1.3 Duy trì ƯTL
Các giống ƯTL (F
1

) khi nhân ñời sau qua sinh sản hữu tính sẽ thu ñược
quần thể phân ly F
2
. Khi ñó, giá trị trung bình quần thể của tính trạng thu ñược sẽ
là ñại lượng giảm hơn so với ñại lượng này ở F
1
và tiếp tục giảm ở thế hệ tiếp
theo. Do ñó, cần phải có các hệ thống sản xuất ra khối lượng lớn hạt lai F
1
tuỳ
loại cây trồng.
Ví dụ: Ở lúa là hệ thống lúa lai hai dòng, ba dòng và một dòng.
Các giống nhân giống bằng vô tính thì ƯTL cơ bản ñược duy trì qua
các thế hệ. Tuy nhiên, hay xảy ra hiện tượng lan truyền virus, thoái hoá do ñó
cần phải làm sạch và chọn lọc.
Cũng có thể duy trì ƯTL thông qua vô phối. Phương pháp này tỏ ra có
ưu thế hơn cả ( trích theo Nguyễn Hồng Minh, 2004) [10].
2.1.4 ðánh giá ƯTL
ƯTL là hiện tượng phổ biến trong trồng trọt và chăn nuôi. Ở cây lúa,
người ñi tiên phong trong lĩnh vực ƯTL là J. W.Jones (1926) (Nhà di truyền học
người Mỹ) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ƯTL trên những tính trạng số
lượng và năng suất (Anomymous, 1997; Li, 1977) về tích luỹ chất khô (Rao,
1965; Jenning,1967,…) ; về sự phát triển của bộ rễ (Anomymous, 1974); về
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 6
cường ñộ quang hợp, diện tích lá (Lin và Yuan, 1980; MC Donal và CS, 1971;
Wu và CS, 1980) (Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
Chúng ta ñánh giá ƯTL qua các công thức sau:
ƯTL trung bình:

H

MP
% =

Trong ñó: MP (mid parents) là giá trị trung bình của hai bố mẹ.
ƯTL trung bình là biểu hiện sự hơn hẳn của một tính trạng nào ñó ở
con lai F
1
so với giá trị trung bình của tính trạng ñó của hai bố mẹ.
ƯTL thực:
H
BP
% =

Trong ñó BP (best parents) là bố hoặc mẹ tốt nhất.
ƯTL thực là biểu hiện sự hơn hẳn ở một tính trạng nào ñó của con lai
F
1
so với giá trị ñó của bố hoặc mẹ tốt nhất (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [9].
Nói chung, sức sống của con lai F
1
có thể biểu hiện tăng hơn so với bố
mẹ ở một tính trạng nhất ñịnh gọi là ƯTL dương, và nếu có hiện tượng giảm
ñi thì ñược gọi là ƯTL âm (Trần Duy Quý, 2000) [12].
2.2 Hệ thống lúa lai
2.2.1 Hệ thống lúa lai hai dòng
2.2.1.1 Khái niệm về hệ thống lúa lai hai dòng
Lúa lai hai dòng là hệ thống lúa lai khi sản xuất hạt lai F
1
phải sử dụng hai
loại dòng có bản chất di truyền khác nhau: một dòng là TGMS hoặc PGMS, hai

là dòng cho phấn (dòng bố trong sản xuất hạt lai). Thực chất là không cần ñến
gen duy trì bất dục cũng như dòng B. Trong khi chọn dòng cho phấn cũng không
cần quan tâm ñến gen phục hồi hữu dục (như ở hệ thống lúa lai 3 dòng). Muốn
sản xuất hạt của dòng mẹ chỉ cần ñiều chỉnh thời vụ gieo cấy ñể chúng trải qua

F
1
- MP

MP

x 100

F
1
- BP

BP

x 100
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 7
giai ñoạn phân bào giảm nhiễm vào lúc có thời gian chiếu sáng ngày ngắn (với
dòng PGMS) và nhiệt ñộ dưới 24
o
C (với dòng TGMS) là có thể thu hạt tự thụ
(Hoàng Tuyết Minh, 2002) [9].
2.2.1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai dòng
Các nhà khoa học Trung Quốc, Nhật Bản, Viện Lúa quốc tế (IRRI) và
Ấn ðộ,… ñã xác ñịnh ñược 6 kiểu gen kiểm soát tính trạng bất dục ñực mẫn
cảm với nhiệt ñộ - TGMS lần lượt là:

- Gen tms1 thu ñược từ ñột biến tự nhiên từ giống IR54. Theo các tác
giả Sun và Cs, 1996; Yang và Cs, 1992; Wang và Cs, 1995, 1996 thì gen tms1
nằm trên NST số 8 ( Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
- Gen tms2 do Maruyama và Cs (1991) phát hiện thông qua ñột biến
bằng tia gamma, nằm trên NST số 7 [36].
- Gen tms3 do Virmani, 1993; Sabudi, 1995 tạo ra bằng ñột biến ñược
xác ñịnh nằm trên NST số 6 (Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
- Gen tms4 do Nguyễn Văn ðồng (1999) và Cs xác ñịnh ñược từ dòng
TGMS - VN1 nằm trên NST số 2 (Nguyễn Văn ðồng, 1995) [2].
- Gen tms5 do Luxing Gui và Cs xác ñịnh ñược nằm trên NST số 9
(Luxing Gui, et al, 2002) [34].
- Gen tms6 do Hak Soo Suh và Cs phát hiện nằm trên NST số 5 (Hak
Soo Suh, et al, 2005) [30].
Ngoài việc xác ñịnh vị trí các gen trên NST, các chỉ thị phân tử liên kết
với các gen bất dục ñực mẫn cảm với nhiệt ñộ (TGMS) nói trên cũng ñã ñược
xác ñịnh. Theo kết quả nghiên cứu của M.T. Lopez et al cho thấy các chỉ thị
RM11 và RM2 (nằm trên NST số 7) liên kết chặt với gen tms2 lần lượt với
khoảng cách là 5cM và 16cM, từ ñó ta có thể sử dụng hai chỉ thị này vào trong
công tác chọn giống nhằm phát hiện gen tms2 (M.T.Lopez, et al, 2003) [35].
Tại Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế IRRI, chương trình nghiên cứu tập
trung vào phát triển lúa lai cho vùng nhiệt ñới, các gen tms2 từ giống Norin
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 8
PL.12 và tms3 từ dòng ñột biến IR32364S ñã ñược sử dụng ñể tạo ra các dòng
TGMS mới. Như dòng ID24 ñược ñưa vào Ấn ðộ ñã ñược sử dụng ñể chọn
tạo và sản xuất lúa lai hai dòng. Các dòng TGMS IR73827 - 23S và
IR73824S ñược chọn tạo từ ID24 ñã ổn ñịnh về tính trạng bất dục ñực. Tuy
nhiên các dòng này cần phải thử nghiệm trên ñồng ruộng trong vụ Mùa khi có
nhiệt ñộ thấp hơn vụ Xuân tại IRRI từ 1 - 2
o
C. Việc nhân hạt tự thụ của các

dòng này ñược thực hiện tại các vùng có vĩ ñộ cao.
Tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (2002), B.C Viraktamath và S.S
Virmani ñã ñánh giá 16 dòng TGMS trong những ñiều kiện nhiệt ñộ khác
nhau ñể xác ñịnh ngưỡng chuyển hóa bất dục (Critical sterile point - CSP) và
ngưỡng chuyển hóa hữu dục (Critical ferile point - CFP). Kết quả nghiên cứu
ñã chỉ ra rằng hầu hết các dòng TGMS nghiên cứu có ngưỡng nhiệt ñộ hữu
dục là 27/21
o
C. Các dòng Norin PL.12, IR68939-2-4-40 và IR68301-11-6-4-
4-3 có ngưỡng chuyển hóa bất dục và hữu dục như sau: dòng có giá trị CFP
thấp giá trị CSP cũng thấp và ngược lại dòng có CFP cao thì CSP cũng cao.
Năm dòng TGMS ñược gieo và ñánh giá trong ñiều kiện tự nhiên tại Los
Banos chỉ có hai dòng có thể sử dụng ñể sản xuất hạt lai F
1
trong mùa khô,
còn ba dòng NorinPL12, ID24 và IR68949-11-5-31 có thể sản xuất cả hai vụ
khô và ướt. Nhưng việc sản xuất hạt tự thụ của dòng ID24 có khó khăn vì giá
trị CFP thấp. Từ kết quả ñánh giá các dòng trong ñiều kiện tự nhiên cũng
tương tự như trong phytotron các tác giả ñã cho rằng việc sàng lọc các dòng
TGMS có thể thực hiện tốt ở Los Banos, ngay cả những nơi không có thiết bị
phytotron. ðiều này ñã mở ra triển vọng cho việc sử dụng các dòng TGMS
trong nghiên cứu và phát triển lúa lai hai dòng tại Philippin.
Theo công bố của M. Ilyas Ahmed và các cộng sự Viện nghiên cứu
Lúa Hyderabad Ấn ðộ (2002), các tác giả ñã tiến hành ñánh giá ngưỡng
chuyển hóa bất dục, hữu dục, tỷ lệ thò vòi nhụy, tỷ lệ thụ phấn chéo và các
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 9
tính trạng nông sinh học khác của 31 dòng TGMS ñược chọn tạo tại IRRI và
trên 50 dòng TGMS khác của Ấn ðộ. Kết quả thu ñược các dòng TGMS có
triển vọng biểu hiện bất dục hoàn toàn ở 25
o

C (tháng 7), hữu dục và kết hạt khi
nở hoa vào tháng 9 ñến tháng 3 tại Hyderabad là IR68945-11S, IR68948-12S,
IR68949-11S, TS.29 (ID24), IR68294-7-1S và IR68297-1S. Dòng IR32364-
120 kết hạt ở nhiệt ñộ thấp. Các tác giả ñã rút ra kết luận ñiều kiện khí hậu của
vùng Hyderabad hoàn toàn phù hợp cho việc nhân các dòng TGMS và sản xuất
hạt lai F
1
lúa lai hệ hai dòng. [9]
2.2.1.3 Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất lúa lai hai dòng
Lúa là loại cây tự phấn ñiển hình, khả năng nhận phấn ngoài rất thấp,
hoa nhiều, nhỏ do vậy muốn sản xuất hạt lai F1 thì phải sử dụng hệ thống bất
dục ñực. Hệ thống bất dục ñực tế bào chất ñã ñược dùng rộng rãi tại Trung
Quốc và một số quốc gia khác trong mấy thập kỷ qua. Hiện nay hệ thống bất
dục ñực mẫn cảm với ñiều kiện môi trường cũng ñang ñược sử dụng ñể phát
triển lúa lai, nâng cao ưu thế lai, các gen tương hợp rộng cũng ñã ñược khai
thác ñể phát triển các tổ hợp lai giữa các loài phụ Indica và Japonica. Ở cây
lúa người ta ñã phát hiện ñuợc ñầy ñủ các dạng bất dục ñực như một số cây
trồng khác như ngô, cao lương. Hiện tại có hai hệ thống lúa lai ñang ñược
phát triển, ñó là lúa lai hệ ba dòng và lúa lai hệ hai dòng.
Lúa lai hệ hai dòng là bước tiến mới của loài người trong việc sử dụng
ƯTL ở cây lúa. Hai công cụ cơ bản ñể phát triển lúa lai hai dòng là dòng bất
dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ TGMS
(Thermosensitive Genic Male Sterile) và bất dục ñực chức năng di truyền
nhân mẫn cảm với quang chu kỳ chiếu sáng PGMS (Photoperiod sensitive
Genic Male Sterile). Tính chuyển hoá từ bất dục sang hữu dục và ngược lại ở
TGMS và PGMS gây ra do ñiều kiện môi trường khác nhau. Vì thế bất dục
ñực kiểu này gọi là bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với ñiều
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 10
kiện môi truờng EGMS (Enviroment Sensitive Genic Male Sterile) [33].
Quá trình sản xuất hạt lúa lai F1 ở hệ thống lúa lai hai dòng ñược ñơn

giản hoá, không cần lai ñể duy trì dòng bất dục. Dòng TGMS trong ñiều kiện
nhiệt ñộ cao, từ 23 – 30
0
C tuỳ dòng sẽ bất dục tuyệt ñối, ñược dùng làm mẹ
ñể sản xuất hạt lai F1, từ 19 – 24
0
C tuỳ dòng sẽ hữu dục. Dòng PGMS trong
ñiều kiện ngày dài cần thiết sẽ bất dục ñể dùng làm mẹ và ngày ngắn cần thiết
sẽ hữu dục ñể duy trì dòng mẹ, tuy nhiên sự hữu dục hay bất dục của dòng
PGMS cũng còn tương tác với nhiệt ñộ môi trường.
ðể phát triển lúa lai hai dòng quan trọng nhất là phát triển ñược nhiều
dòng TGMS và PGMS gọi chung là các dòng EGMS [14].
2.2.1.4 Ưu ñiểm của hệ thống lúa lai hai dòng
Lúa lai hai dòng ñã khắc phục ñược rất nhiều nhược ñiểm của lúa lai hệ
ba dòng, triển vọng của ứng dụng kỹ thuật này trong thế kỷ XXI là rất lớn.
ðặc biệt khi con người không chỉ khai thác ƯTL của các giống trong cùng
một loài mà còn thực hiện các phép lai xa khác loài và khác loài phụ. Năng
suất của lúa lai không dừng lại ở mức 10 -15 tấn và có thể ñạt trên 15 tấn. Tuy
nhiên công nghệ sản xuất hạt lai F
1
vẫn phức tạp và phụ thuộc rất nhiều vào
yếu tố thời tiết.
Việc ứng dụng các dòng EGMS ñể phát triển lúa lai so với ứng dụng
dòng CMS kinh ñiển có các ưu ñiểm hơn hẳn sau:
Quá trình sản xuất hạt lai ñược ñơn giản hoá, không phải tổ chức một lần
lai ñể duy trì dòng bất dục như ở hệ “Lúa lai 3 dòng” vì không cần dòng B.
Dòng TGMS trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao cần thiết và dòng PGMS
trong ñiều kiện ngày dài cần thiết ñể bất dục tuyệt ñối, ở thời kỳ này chúng
ñược sử dụng làm mẹ ñể sản xuất hạt lai F
1

. Trong ñiều kiện nhiệt ñộ ôn hoà
hoặc ngày ngắn cần thiết ñể các dòng TGMS và PGMS sẽ hữu dục bình
thường, chúng ñược nhân giống ñể duy trì hạt dòng mẹ bằng tự thụ phấn.
Do tính bất dục ñược kiểm soát bởi các gen lặn nên hầu hết các giống
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 11
lúa thường phục hồi phấn ñược cho các dòng TGMS và PGMS. Như vậy việc
chọn ñược dòng phục hồi sẽ dễ dàng hơn, phổ cập hơn, có thể mở rộng ra
ngoài phạm vi của một loài phụ và khả năng tạo ra các tổ hợp năng suất cao
hơn ñược tăng lên ñáng kể.
Kiểu gen của TGMS và PGMS dễ dàng ñược chuyển sang giống khác,
ñể tạo ra các dòng bất dục mới với nguồn di truyền khác nhau, tránh ñược
nguy cơ ñồng tế bào chất và thu hẹp phổ di truyền.
Tính bất dục của các dòng TGMS và PGMS không liên quan ñến tế bào
chất vì thế các ảnh hưởng của kiểu bất dục dạng dại “WA” ñã ñược khắc
phục, khả năng kết hợp giữa năng suất cao và chất lượng tốt ñược mở rộng và
hiện thực hơn.
Chất lượng gạo của lúa lai hệ hai dòng dễ ñược cải thiện hơn lúa lai hệ
ba dòng, vì cơ hội chọn tạo dòng bố rất lớn.
Tóm lại, hệ thống lúa lai hai dòng ñơn giản hơn nhiều so với lúa lai ba
dòng trong sản xuất hạt lai và nhân dòng bất dục. Do vậy, giá thành sản xuất hạt
lai thấp hơn và hiệu quả của lúa lai thương mại cũng cao hơn (Hoàng Tuyết
Minh, 2002) [9].
2.2.1.5 Phát hiện bất dục ñực chức năng di truyền nhân
*Phát hiện bất dục ñực chức năng di truyền nhân
Năm 1973, theo dõi giống Nongken 58 (Japonica chín muộn có nguồn
gốc là bất dục ñực di truyền TBC), Shi Mong Shong ở Trung tâm nghiên cứu
lúa lai tỉnh Hồ Bắc (Trung Quốc) phát hiện thấy một số cá thể bất dục phấn khi
trỗ bông vào thời gian có ñộ dài ngày ngắn dưới 13h45phút, giai ñoạn mẫn cảm
xảy ra khi phân hoá gié ñến khi hình thành tế bào mẹ hạt phấn. Có thể coi ñây
là công cụ ñầu tiên ñể khai thác chọn tạo giống lúa lai hai dòng (Nguyễn Công

Tạn, 2002) [14]. Sau công trình này người ta tiếp tục tìm ra các dòng vật liệu
bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt ñộ (TGMS), các dòng vừa cảm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 12
ứng với nhiệt ñộ, vừa cảm ứng với quang chu kỳ (PTGMS, TPGMS), các dòng
PGMS ngược, TGMS ngược, các dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với
ñiều kiện môi trường (Environmental-sensitive Genni Male Sterility EGMS)
(Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
*ðặc ñiểm của dòng bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt
ñộ - TGMS
Sự thay ñổi của các dòng TGMS chủ yếu là do nhiệt ñộ. Các dòng TGMS
hiện có trở nên hoàn toàn bất dục ñực trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao hơn và hữu dục
trở lại dưới nhiệt ñộ thấp hơn. ðộ dài của ngày có ít ảnh hưởng ñến sự thay ñổi
tính hữu thụ (Trần Duy Quý, 2000) [12].
ðặc ñiểm di truyền của dòng TGMS là dòng bất dục ñực mẫn cảm với
nhiệt ñộ. Gen kiểm tra tính bất dục nằm trong nhân tế bào là một cặp gen lặn
tms cặp gen lặn tms cũng có hai chức năng tương tự như gen pgm. Ở vào giai
ñoạn mẫn cảm nếu nhiệt ñộ môi trường tăng cao thì gen tms hoạt ñộng gây
bất dục, nếu nhiệt ñộ môi trường giảm xuống thấp thì gen tms hoạt ñộng theo
hướng ngược lại là gây nên tính hữu dục ñực (Nguyễn Công Tạn, 2002) [14].
Theo Yuan Long Ping và XI Q.F (1995) [35] thì giai ñoạn chuyển hoá
hữu dục của các dòng TGMS là từ khi hình thành tế bào mẹ hạt phấn ñến
phân chia tế bào mẹ hạt phấn tức 12 - 18 ngày trước khi lúa trỗ.
Giới hạn gây bất dục ñực nằm trong khoảng 23- 30
o
C tuỳ theo dòng
(Nguyễn Văn Hoan, 2006) [5].
Thời kỳ cảm ứng nhiệt ñộ của dòng TGMS tương ñối ngắn và muộn.
Nhiệt ñộ tới hạn gây hữu dục và bất dục của các dòng rất khác nhau. Liu Yi
Bai và Cs (1997) (Trần Duy Quý, 2004) [12] ñã ñưa ra bốn giới hạn có liên
quan ñến quá trình chuyển hoá hữu dục, bất dục của các dòng TGMS. Mối

liên hệ này ñược minh họa theo sơ ñồ sau:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 13

Biểu hiện
hữu dục
Bất dục
sinh lý
Hữu dục Bán bất dục Bất dục Bất dục
sinh lý
Ảnh hưởng
của nhiệt ñộ
BLT FT ST BUT
Trong ñó:
BUT (Biological Upper Temperature): nhiệt ñộ giới hạn sinh học trên.
BLT (Biological Lower Temperature): nhiệt ñộ giới hạn sinh học dưới.
F.T (Fertile Temperature): nhiệt ñộ gây hữu dục.
S.T (Sterile Temperature): nhiệt ñộ gây bất dục.
Ở nước ta, theo tài liệu thống kê thì trong ñiều kiện miền Bắc có hai
giai ñoạn mà nhiệt ñộ môi trường có thể phù hợp ñể dòng TGMS hữu dục. ðó
là giai ñoạn từ 10 - 30/3 và 15 - 25/10 ñặc biệt là từ 10 - 30/3. Thời kỳ này bố
trí duy trì dòng TGMS. Còn giới hạn ñể gây chuyển hoá hữu dục an toàn ở
nước ta là 24
o
C. ðiều này có nghĩa trong ñiều kiện nhiệt ñộ 19 - 24
o
C, dòng
TGMS sẽ hữu dục, trong ñiều kiện nhiệt ñộ lớn hơn 26
o
C dòng TGMS sẽ bất
dục hoàn toàn (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [5].

2.2.1.6 Các phương pháp chọn tạo dòng mẹ lúa lai hai dòng (EGMS)
*Những yêu cầu ñặc thù ñối với một dòng EGMS
Theo Yuan Long Ping (1995) thì tiêu chuẩn ñể công nhận các dòng
TGMS và PGMS mới sử dụng cho hệ thống lúa lai hai dòng. Ngoài một số
ñặc ñiểm tương tự dòng CMS thì cần phải có một số yêu cầu như sau:
Phải có một quần thể ñủ lớn, ít nhất là 1000 cá thể ổn ñịnh và ñồng
nhất về các ñặc tính nông sinh học.
Tỷ lệ cây bất thụ ñực trong quần thể phải ñạt 100% và mật ñộ bất dục
khi kiểm tra bằng bao cách ly phải ñạt ít nhất là 99.5%.
Trong ñiều kiện tự nhiên phải có thời kỳ bất dục ñực ổn ñịnh tối thiểu
là 30 ngày và ở thời kỳ hữu dục tỷ lệ ñậu hạt phấn phải lớn hơn 30%.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 14
Sự chuyển hoá hữu dục của một dòng EGMS phải ñược thử cẩn thận
bằng việc kiểm tra trong ñiều kiện nhân tạo ñể xác ñịnh chính xác phản ứng
của dòng EMGS với quang chu kỳ và nhiệt ñộ.
Ở ruộng sản xuất hạt giống, tỷ lệ nhận phấn ngoài của dòng EGMS không
ñược kém hơn dòng CMS ñang sử dụng ñể sản xuất hạt lai thương phẩm
(Nguyễn Thị Trâm, 2000) [23].
*Phương pháp chọn tạo dòng mẹ lúa lai hai dòng (EGMS)
Có nhiều phương pháp khác nhau ñể chọn tạo dòng TGMS.
Các phương pháp truyền thống:
- Nhập nội:
Nhập các dòng sẵn có từ các trung tâm nghiên cứu quốc tế hoặc từ các
quốc gia khác nhằm ñón ñầu những thành tựu khoa học mới của thế giới, tuy
nhiên các dòng nhập nội có thể chưa thích ứng với ñiều kiện mới nên sau khi
nhập cần ñánh giá lại và tìm biện pháp khai thác thích hợp (Nguyễn Công
Tạn, 2002) [14].
- Sàng lọc vật liệu EGMS trong tự nhiên.
Trong tập ñoàn vật liệu chọn giống lúa có thể tồn tại các dòng bất dục
do ñột biến tự nhiên gây nên. Muốn chọn ñược cần gieo trồng cẩn thận, quan

sát vào thời kỳ lúa trỗ bông ñể phát hiện cây bất dục. Khi chọn ñược cá thể
bất dục, nhổ cả gốc ñem trồng trong chậu hoặc trong ô xây ñể cho cây mọc
chồi chét. Chờ ñến khi gặp ñiều kiện ngoại cảnh thuận lợi lúa chét có thể phục
hồi hữu dục. Lúc ñó, xác ñịnh xem tính hữu dục chịu ảnh hưởng của yếu tố
nào: nhiệt ñộ hay quang chu kỳ hoặc không phải là dòng bất dục EGMS.
Trường hợp cơ sở nghiên cứu có buồng khí hậu nhân tạo thì có thể xác
ñịnh nhanh tính cảm ứng với ñiều kiện ngoại cảnh của các cá thể bất dục ñược
chọn. Cách làm như sau: Trồng cây bất dục vào chậu hoặc túi nilon, cắt bỏ
các bông bất dục ñã trỗ, sau 7 - 10 ngày các chồi mới mọc lên thành cây,
chuyển chậu (hoặc túi) vào buồng xử lý nhiệt ñộ (hoặc quang chu kỳ) từ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 15
10 - 12 ngày, sau ñó chuyển ra nhà lưới, khi lúa trỗ tiến hành kiểm tra hạt
phấn, trên cơ sở số liệu thu ñược xác ñịnh dòng ñó là dòng EGMS loại nào và
tiến hành nhân dòng ñể nghiên cứu tiếp (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [24].
- Tạo dòng EGMS bằng phương pháp lai và chọn lọc cá thể.
Quan sát và phát hiện tất cả các dạng bất dục tuyệt ñối xuất hiện trên
quần thể ruộng lúa. Dựa vào ngày trổ ñể xác ñịnh sơ bộ chúng thuộc dạng
TGMS hay là PGMS. Các dạng bất dục ñực phát hiện ñược cần kiểm tra trong
ñiều kiện ngày ngắn và nhiệt ñộ ôn hòa bằng lúa chét ñể kiểm tra xem chúng
có phải là EMGS (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [5].
- Tạo dòng EGMS mới bằng phương pháp ñột biến nhân tạo.
Là một trong những phương pháp ñược sử dụng rất rộng rãi trong gây
tạo ñột biến. Mục ñích tạo ra các ñột biến gen kiểm soát tính trạng bất dục
ñực ở lúa [36].
Tác nhân gây ñột biến là các bức xạ cực tím, các bức xạ ñiện từ, các bức
xạ hạt.
Các bước tiến hành như sau:
Chọn tác nhân ñột biến: Liều lượng xử lý theo các kết quả nghiên cứu
ñể tạo các ñột biến gen gây bất dục ñực nhạy cảm với ñiều kiện môi trường
(EGMS), người ta thường sử dụng phóng xạ γCo

60
với liều lượng 20-25 Krab
sẽ thu ñược tần số bất dục ñực cao.
Xác ñịnh ñối tượng xử lý và bộ phận xử lý: Kết quả nghiên cứu của
nhiều tác giả ñã chỉ ra rằng ñể tạo ñột biến gen kiểm soát tính trạng bất dục ñực
thì bộ phận xử lý thường ñược sử dụng là hạt khô, hạt ướt hoặc hạt nảy mần.
Sàng lọc ñột biến: ðược tiến hành sau khi thu ñược các ñột biến bất
dục ñực có khả năng di truyền cho các ñời sau. Dùng nhiệt ñộ ñể ñánh giá các
dòng ñột biến thu ñược.
Nhân và sử dụng các thể ñột biến thu ñược (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [9].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 16
- Phương pháp lai lại (Backcross)
Là phương pháp lai trở lại ñược sử dụng khi có sẵn các dòng có nhiều
ñặc ñiểm nông sinh học tốt mà không chứa gen EGMS, ñồng thời có dòng
chứa gen EGMS cần thiết từ một dòng cho (donor). Vì tính bất dục của các
dòng TGMS và PGMS ñều ñược kiểm tra bởi gen lặn nên phải cho F1 tự thụ,
thu hạt gieo sang F2. Chọn cá thể bất dục ở F2 ñể lại với cây bố và tiếp tục
làm như vậy cho ñến khi mọi tính trạng nông sinh học mong muốn là của
dòng bố, riêng tính bất dục là của dòng EGMS khởi ñầu. Phương pháp lai lại
có thể chuyển ñược gen EGMS giữa các giống không cùng loài phụ hoặc giữa
bố mẹ không tương hợp di truyền (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [24].
* Nhược ñiểm của các phương pháp truyền thống
Các phương pháp truyền thống trên bên cạnh những ưu ñiểm thì cũng
có những nhược ñiểm như sau:
- Các phương pháp trên mất nhiều thời gian ñể tạo ra một giống mới,
thời gian ñể tạo ra một dòng TGMS mới thường mất ít nhất từ 7- 10 năm.
- Ngoài tốn nhiều thời gian và công sức thì hiệu quả chọn lọc của các
phương pháp này không cao. Tạo ra các dòng TGMS có phổ di truyền hẹp, ít có
khả năng chống ñược các loài sâu bệnh, các ñiều kiện xấu của môi trường và khả
năng thích ứng hẹp.

- Kết quả chọn lọc của các phương pháp này phụ thuộc nhiều vào môi
trường và kiểu hình.
2.2.2 Hệ thống lúa lai ba dòng
2.2.2.1 Khái niệm
Lúa lai hệ “ba dòng” phải sử dụng 3 dòng vật liệu khác nhau ñể sản
xuất hạt lai F1, gồm:
- Dòng bất dục ñực tế bào chất – (Cytoplasmic male sterility - CMS)
ñược ký hiệu là dòng A;
- Dòng duy trì bất dục (Maintainer) - dòng B – ñược sử dụng ñể duy trì