Luận văn thạc sĩ TUYỂN CHỌN VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT HẠT LAI F1 CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI

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



TRẦN THỊ THUẬN



TUYỂN CHỌN VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT HẠT LAI F1
CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI


LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP


Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 60. 62. 01

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ TRÂM




HÀ NỘI- 2011
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học 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 từng ñược công bố trong bất kỳ công trình nghiên
cứu nào khác.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn này ñều
ñược ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Tác giả



Trần Thị Thuận
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


ii
LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành và sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Thị Trâm ñã tận tình hướng dẫn và tạo
ñiều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong khoa Sau ñại học, Khoa Nông học, Bộ môn Di truyền- chọn giống ñã
tận tình giảng dạy, ñóng góp ý kiến xây dựng ñề cương nghiên cứu ñể tôi
hoàn thiện kiến thức lý luận và thực hành nghiên cứu khoa học.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị cán bộ, công nhân viên của
Phòng công nghệ lúa lai- Viện nghiên cứu lúa ñã tạo mọi ñiều kiện thuận
lợi trong suốt thời gian thực tập ñể tôi hoàn thành tốt ñề tài nghiên cứu.

Luận văn này hoàn thành còn sự giúp ñỡ, ñộng viên, khuyến khích của
gia ñình, ñồng nghiệp, bạn bè trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Tác giả



Trần Thị Thuận
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


iii

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các từ viết tắt v
Danh mục các bảng vi
Danh mục hình viii
1 MỞ ðẦU 1
1.1 Tính cấp thiết ñề tài 1
1.2 Mục ñích của ñề tài 2
1.3 Yêu cầu của ñề tài 2
1.4 Ý nghĩa của ñề tài 2
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3

2.1 Lúa lai với vấn ñề an ninh lương thực 3
2.2 Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng ưu thế lai ở lúa 5
2.3 Kết quả nghiên cứu và phát triển ưu thế lai ở lúa 11
2.4 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới. 25
2.5 Quá trình phát triển và nghiên cứu lúa lai ở Việt Nam 34
3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41
3.1 Vật liệu, ñịa ñiểm, thời gian nghiên cứu 41
3.2 Nội dung nghiên cứu 42
3.3 Phương pháp nghiên cứu 42
3.4 Xử lý số liệu 45
4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46
4.1 ðánh giá và tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng vụ Xuân 2010 46
4.1.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ và ñặc ñiểm của các tổ hợp lai 46
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


iv
4.1.2 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai 47

4.1.3 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổ hợp 49
4.1.4 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai 52
4.1.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 53
4.1.6 ðánh giá ưu thế lai chuẩn trên một số tính trạng của các tổ hợp
lai 58
4.1.7 ðánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai 60
4.1.8 Tuyển chọn một số tổ hợp lai bằng chỉ số chọn lọc 64
4.1.9 Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai ñược chọn lọc 67
4.2 Nghiên cứu khả năng sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp ñược chọn 68
4.2.1 ðặc ñiểm các dòng bố mẹ trong ñiều kiện vụ Mùa 2010 68
4.2.2 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến tỷ lệ phấn hữu dục của dòng mẹ 69

4.2.3 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến thời gian từ gieo ñến trỗ, số lá/
thân chính của các dòng bố mẹ 70
4.2.4 Thời ñiểm bắt ñầu trỗ của bố mẹ trong thí nghiệm vụ Mùa 2010. 72
4.2.5 Ảnh hưởng của thời vụ ñến các yếu tố cấu thành năng suất và
năng suất hạt lai F1 của tổ hợp TH3-8 và TH7-8 74
4.2.6 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH3-8 và TH7-8 77
5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 81
5.1 Kết luận 81
5.2 ðề nghị 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Ghi chú
ƯTL : Ưu thế lai
CMS : Bất dục ñực tế bào chất
EGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện ngoại
cảnh
PGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ
TGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ
WA
:
Bất dục kiểu hoang dại

TGST : Thời gian sinh trưởng
ñ/c : ðối chứng

FAO
:
Tổ chức nông lương thế giới

D : Dài
R : Rộng
RD : Rất dài
D/R : Dài/ rộng
TB
:
Trung bình
T : Thon
TD
:
Thon dài
NSCT : Năng suất cá thể
NSTT : Năng suất thực thu

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


vi
DANH MỤC CÁC BẢNG

STT Tên bảng Trang

2.1 Thống kê diện tích, năng suất lúa lai của Việt Nam từ 1992-
2009 35
2.2 Tình hình sản xuất hạt lai F1 trong nước từ 1997-2009 37
3.1 Danh sách các tổ hợp lai 41

3.2 Thời vụ gieo bố mẹ 43
3.3 Liều lượng phun GA
3
44
4.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 47
4.2 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 48
4.3 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổ hợp lúa hai dòng trong thí
nghiệm (vụ Xuân 2010) 51
4.4 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các tổ hợp lai (vụ Xuân
2010) 52
4.5a Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai
(vụ Xuân 2010) 55
4.5b Năng suất thực thu và so sánh năng suất thực thu của các tổ hợp
lai (vụ Xuân 2010) 56
4.6 Giá trị UTL chuẩn (H
s
%) trên một số tính trạng của các tổ hợp
lai 58
4.7a Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai (vụ Xuân
2010) 60
4.7b ðặc ñiểm hình thái hạt gạo xay của các tổ hợp lai (vụ Xuân
2010) 62
4.7c Mùi thơm và chất lượng nấu nướng của các tổ hợp lai (vụ Xuân
2010) 63
4.8a Tiêu chuẩn chọn lọc có giá trị ưu tiên ở một số tính trạng 65
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


vii

4.8b Một số tổ hợp lai ñược tuyển chọn nhờ phần mềm Selection
index 66
4.9 Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai triển vọng (vụ Xuân 2010) 67
4.10 ðặc ñiểm của các dòng bố mẹ trong ñiều kiện sản xuất hạt lai F1
(vụ Mùa 2010) 68
4.11 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến tỷ lệ phấn hữu dục của các dòng
TGMS trong sản xuất hạt lai F1 ( vụ Mùa 2010) 70
4.12 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến thời gian từ gieo ñến trỗ và số lá
của các dòng bố mẹ (vụ Mùa 2010) 71
4.13 Thời ñiểm trỗ và sự trùng khớp bố mẹ của tổ hợp T1
S
-96/R8 (vụ
Mùa 2010) 72
4.14 Thời ñiểm trỗ và sự trùng khớp bố mẹ của tổ hợp T7
S
/R8 (vụ
Mùa 2010) 74
4.15 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống
TH3-8 (vụ Mùa 2010) 74
4.16 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống
TH7-8 (vụ Mùa 2010) 76
4.17 Ảnh hưởng của liều lượng GA
3
ñến các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH 3-8 (vụ Mùa 2010) 78
4.18 Ảnh hưởng của liều lượng GA
3
ñến các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH 7-8 (vụ Mùa 2010) 80
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………

viii
DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

4.1 So sánh năng suất thực thu của các tổ hợp lai mới tuyển chọn vụ
Xuân 2010 57
4.2 So sánh năng suất hạt lai của cá thể và năng suất thực thu của hạt
lai ở các thời vụ khác nhau của tổ hợp TH3-8 75
4.3 So sánh năng suất hạt lai của cá thể và năng suất thực thu của hạt
lai ở các thời vụ khác nhau của tổ hợp TH7-8 77


Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


1

1. MỞ ðẦU

1.1 Tính cấp thiết ñề tài
Cây lúa (Oryza sativa) là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất của
nhân loại, cung cấp nguồn thức ăn chính cho cuộc sống của con người, ñặc
biệt ở các nước Châu Á, với 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn
chính và có ảnh hưởng ñến ñời sống của ít nhất 65% dân số thế giới.
ðối với Việt Nam, cây lúa có một giá trị ñặc biệt quan trọng trong việc giải
quyết nhu cầu lương thực cho nhân dân. ðể ñảm bảo an ninh lương thực trong
hoàn cảnh dân số tăng, diện tích ñất nông nghiệp ngày càng thu hẹp do mở rộng

diện tích ñất ở, xây dựng khu công nghiệp, ñường giao thông thì việc sử dụng
các giống có năng suất cao là tất yếu. Trong khi ñó năng suất các giống lúa thuần
gần như “kịch trần” thì việc sử dụng các giống lúa lai là cần thiết. Lúa lai có tiềm
năng năng suất cao, khả năng thích ứng rộng nên ñóng góp vai trò quan trọng
trong việc tăng năng suất và sản lượng lúa.
Ở Việt Nam, việc áp dụng thành tựu về lúa lai ñã có kết quả to lớn. Năng
suất lúa lai so với lúa thường tăng từ 15- 20% trở lên và diện tích lúa lai ngày
càng tăng. Năm 2007 diện tích trồng lúa lai ñạt trên 600000 ha, năng suất
bình quân 65 tạ/ ha.
Nghiên cứu, tuyển chọn các giống lúa lai mới là một ñòi hỏi tất yếu
trong những năm gần ñây và trong tương lai. Do phần lớn các giống lúa lai
ñang trồng ở Việt Nam là nhập khẩu hạt lai F1 của Trung Quốc, giá thành
cao, chất lượng và chủng loại có khi không ñảm bảo dẫn ñến giống bị
nhiễm sâu bệnh, năng suất thấp…ðể khắc phục những vấn ñề trên các cơ
quan nghiên cứu chọn tạo giống trong nước ñã tạo ñược một số dòng bố mẹ
và con lai phù hợp với ñiều kiện Việt Nam như TH3-3, TH3-4, TH3-5, Việt
Lai 20, Việt Lai 24….

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


2

Các giống, các tổ hợp lúa lai cho năng suất và chất lượng khác nhau, vì
vậy việc ñánh giá, so sánh những tổ hợp lúa lai mới ñể lựa chọn những tổ hợp
lai tốt nhất cung cấp cho nhu cầu sản xuất là một việc làm không thể thiếu
trong ñiều kiện hiện nay.
Chính vì những lý do ñó, chúng tôi thực hiện ñề tài: “Tuyển chọn và thăm
dò khả năng sản xuất hạt lai F1 một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới”
1.2 Mục ñích của ñề tài

- Tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới có năng suất cao, chất
lượng tốt.
- Nghiên cứu khả năng sản xuất hạt lai F1 của một số tổ hợp ñược
chọn.
1.3. Yêu cầu của ñề tài
- ðánh giá các ñặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp thí nghiệm.
- ðánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai
trong thí nghiệm.
- ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại chính và một số ñiều kiện tự nhiên
bất thuận của các tổ hợp lai trong thí nghiệm.
- ðánh giá chất lượng gạo xay xát, chất lượng dinh dưỡng và chất lượng
nấu nướng của các tổ hợp thí nghiệm.
- Xác ñịnh thời vụ sản xuất và liều lượng phun GA
3
cho ruộng sản xuất hạt
lai cho một số tổ hợp lai ñược tuyển chọn. .
1.4. Ý nghĩa của ñề tài
Kết quả nghiên cứu của ñề tài là ñã tuyển chọn ñược một số tổ hợp lai
có năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp với vụ Xuân
muộn ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam và ñánh giá khả năng sản xuất hạt lai F1
của hai tổ hợp lai mới tuyển chọn.


Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


3

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1. Lúa lai với vấn ñề an ninh lương thực

Năm 2004, tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) ñánh giá
thực trạng về an ninh lương thực toàn cầu cho rằng: “Mặc dù các cố gắng
giảm nghèo ở những nước ñang phát triển chưa ñáp ứng mục tiêu của Hội
nghị thượng ñỉnh thế giới về lương thực tổ chức tại Rôma, Italia tháng 11 năm
1996 và mục tiêu phát triển thiên nhiên kỷ (MDGS) là giảm một nửa số người
nghèo ñói trên thế giới vào năm 2015, nhưng khả năng ñạt ñược mục tiêu vẫn
còn nhiều triển vọng. Bời vì ñã có hơn 30 quốc gia, chiếm gần một nửa dân số
thuộc các nước ñang phát triển trên thế giới, có thể chứng minh về khả năng
ñẩy nhanh tiến ñộ giảm nghèo và những bài học quý báu ñược rút ra từ ñây là
làm thế nào ñể ñạt ñược mục tiêu ñề ra” [24].
Hiện nay dân số thế giới gần 7 tỷ người, dự tính ñến năm 2030 dân số
thế giới tăng 8 tỷ người trong ñó diện tích ñất nông nghiệp mất 15-35 triệu ha
vì vậy ñể nâng cao sản lượng lúa gạo thì nâng cao năng suất trên ñơn vị diện
tích ñất là con ñường ngắn nhất giải quyết nhu cầu lương thực. trong khi ñó
năng suất lúa thuần gần như ñã kịch trần, như vậy sử dụng lúa lai là con
ñường tốt nhất ñảm bảo an ninh lương thực.
Gạo là thức ăn của hơn một nửa dân số thế giới. Trong những năm gần
ñây các nước ñang phát triển trong ñó có Việt Nam ñã ñạt ñược những thành
tích ñáng ghi nhận về sản xuất lương thực trong ñiều kiện khí hậu thời tiết
khắc nghiệt. Việt Nam ñã ñạt 39,9 triệu tấn (2010), trong ñó lúa lai là 3,5 triệu
tấn, lúa thuần là 36,4 triệu tấn. Không những ñảm bảo nhu cầu lương thực
trong nước, dự trữ Quốc gia mà còn ñóng góp cho nhu cầu quốc tế hơn 6,88
triệu tấn gạo (2010) và là nước về xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên thế giới sau
Thái Lan. Sản xuất lúa ở Việt Nam ñã chuyển theo hướng giảm dần diện tích,
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


4

tăng năng suất và chất lượng gạo ñể phù hợp với thị trường trong nước và
xuất khẩu. Diện tích gieo cấy lúa lai năm 2010 là 605.642 ha tăng 170.134 ha
so với năm 2000. Năng suất bình quân trong cả nước ñạt 65.0 ñến 68.0
tạ/ha/vụ. Mặc dù diệt tích trồng lúa giảm, nhưng mục tiêu an ninh lương thực
vẫn ñược ñảm bảo, một trong những giải pháp mà chính phủ Việt Nam lựa
chọn là phát triển và mở rộng diện tích gieo trồng lúa lai. Diện tích lúa lai
ñược phát triển khá nhanh, tăng từ 11.094 nghìn ha năm 1992 lên 605.642 ha
năm 2010. ðặc biệt trong chiến lược tạo giống lúa lai có thời gian sinh trưởng
ngắn (90- 100 ngày) không những giúp cho việc tăng vụ mà còn ñảm bảo cho
việc trồng lúa trước và sau mưa lũ ở ñồng bằng Sông Cửu Long là một thành
công ñược nhiều nước trong khu vực quan tâm và ñánh giá cao. Từ chỗ phải
nhập khẩu, ñến nay Việt Nam ñã tự sản xuất ñược một phần giống lúa lai và
trong những năm gần ñây Việt Nam tự sản xuất khoảng 18% nhu cầu trong
năm 2009 và những năm tiếp theo phấn ñấu sản xuất hạt lai nhiều hơn phục
vụ sản xuất.
Thực tiễn ñã chứng tỏ rằng: lúa lai cho năng suất tăng hơn lúa thuần từ
20- 30% và ñã ñược Trung Quốc, nước ñầu tiên trên thế giới ñưa vào sản xuất
ñại trà. Nhờ mở rộng diện tích gieo cấy lúa lai nhanh chóng, nên mặc dù diện
tích trồng lúa của Trung Quốc ñã giảm từ 36,5 triệu ha (năm 1975) xuống còn
30,5 triệu (năm 2000) nhưng sản lượng lúa ñã tăng lên ñánh kể: 128,726 triệu
tấn (năm 1975) lên 190,111 triệu tấn (năm 2000), trong ñó ñóng góp của lúa
lai ñã làm tăng thêm 300 triệu tấn thóc [43]. Nhờ vậy Trung Quốc có thể nuôi
hơn một tỷ người (chiếm trên 22% dân số thế giới) và ñạt ñược an ninh lương
thực quốc gia trong tình trạng diện tích ñất trồng trọt ngày càng giảm (chiếm
khoảng 7% diện tích ñất trồng trọt thế giới). Diện tich lúa lai của Trung Quốc
16,7 triệu ha năm 2010 (57% tổng diện tích trồng lúa), năng suất ñạt 7,2 tấn
/ha, làm thức ăn cho hơn 70 triệu người hàng năm (Yuan L. P) [75].
Sản xuất lúa lai yêu cầu lao ñộng lớn cho quá trình thâm canh và thực
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………

5

hiện các biện pháp kỹ thuật nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1. Vì vậy,
ñã tạo thêm việc làm và tăng thu nhập cho nông dân. Sản xuất hạt lai F1 tạo ra
lợi nhuận lớn nếu người sản xuất có hiểu biết và nhiều kinh nghiệm trong quá
trình tổ chức thực hiện [40] [43]. Lúa lai không những cho năng suất cao và
ổn ñịnh ở các vùng sinh thái thuận lợi, mà ở những vùng có ñiều kiện bất
thuận (hạn, úng, ñất ñai không tốt ) vẫn thể hiện ñược tiềm năng năng suất
một cách ñáng kể. Thực tế ở một số nước cho thấy gieo trồng lúa lai trong
ñiều kiện tưới tiêu không chủ ñộng cho lợi nhuận cao hơn gieo trồng trong
ñiều kiện có tưới. Ở các nước ñông dân, diện tích ñất trồng trọt ít, lao ñộng
nhiều thì con ñường phát triển lúa lai là tất yếu ñể ñảm bảo an ninh lương
thực quốc gia [43].
2.2. Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng ưu thế lai ở lúa
2.2.1. Sự phát hiện ưu thế lai ở lúa
Ưu thế lai là hiện tượng con lai ñời F1 có biểu hiện vượt trội về năng
suất, chất lượng, khả năng chống chịu với sâu bệnh và thích ứng với ñiều kiện
khí hậu so với bố mẹ chúng.
Ưu thế lai là hiện tượng sinh học tổng hợp thể hiện các ưu việt theo
nhiều tính trạng ở con lai F1 khi lai các dạng bố mẹ ñược phân biệt theo
nguồn gốc, sinh thái, ñộ xa cách di truyền…tạo giống ưu thế lai là con ñường
nhanh và hiệu quả nhằm phối hợp ñược nhiều ñặc ñiểm có giá trị của bố mẹ
vào con lai F1, tạo ra giống cây trồng năng suất cao, chất lượng tốt [20].
Ở cây lúa, J. W. Jone (1926) là người ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện
UTL trên các tính trạng số lượng và năng suất [48]. Sau Jone có rất nhiều
công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện UTL về năng suất và các yếu tố
cấu thành năng suất (Anomymous- 1977, Li- 1977) về tích lũy chất khô (Rao-
1965, Jenning- 1967…) về các tính trạng sinh lý (cường ñộ quang hợp, diện

tích lá…) và về các ñặc tính chống chịu (chịu rét, chịu hạn, chống bệnh, chịu
sâu…). Các công trình nghiên cứu này khẳng ñịnh việc khai thác UTL ở lúa
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


6

là hướng rất triển vọng [7] [ 9] [27].
Sau Jones, là các công trình nghiên cứu của Chang và cộng sự,
1971[45]; Brown,1953; Oka,1957…ñã cung cấp thêm bằng chứng về sự xuất
hiện UTL ở lúa trên nhiều tính trạng hình thái, sinh lý, sinh hóa
(K.Ramiah,1995) [50] và (Lin và Yuan, 1980) [54].
Tuy nhiên mãi ñến năm 1958, các nhà khoa học Nhật Bản mới tạo ra
ñược dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất [65], nhưng dòng này vẫn chưa
dùng ñược trong sản xuất hạt lai. Sau ñó các nhà khoa học Mỹ năm 1969 và
IRRI 1972 công bố về việc tạo ra dòng CMS nhưng việc ứng dụng vào sản
xuất chưa có kết quả. Năm 1964, Trung Quốc tìm ñược cây lúa dại bất dục
ñực ở ñảo Hải Nam, họ ñã lai với lúa trồng ñể tạo ra các dòng lúa bất dục ñực
di truyền tế bào chất (CMS), dòng duy trì (B), dòng phục hồi hữu dục (R),
ñây là công cụ hữu ích cho việc khai thác ưu thế lai ở lúa [53]. Lúa là cây tự
thụ phấn ñiển hình, khả năng nhận phấn ngoài rất thấp, bởi vậy ứng dụng
UTL ở lúa chủ yếu gặp khó khăn ở khâu sản xuất hạt lai (Nguyễn Văn Hoan,
2006) [9].
Năm 1973 lô hạt giống F1 ñầu tiên ñược sản xuất ra với sự tham gia
của 3 dòng bố mẹ là: Dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic
Male Sterile- CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer) và dòng phục hồi hữu
dục (Restorer). Năm 1974 ñã giới thiệu cho sản xuất tổ hợp lai cho UTL cao
ñồng thời quy trình sản xuất hạt lai “ba dòng” cũng ñược ñưa ra vào năm
1975. Với quy trình công nghệ duy trì dòng CMS và sản xuất hạt lai F1, vào
năm 1976, Trung Quốc ñã sản xuất ñược hạt lai F1 thương phẩm ñể gieo cấy

trên diện tích 140,000 ha, năng suất giống lai trung bình ñạt 2,5 tấn/ha (Yuan
LP, 1997) [73]. Từ thời gian ñó nhiều tổ hợp lai mới ưu việt hơn ñược tạo ra ở
hầu khắp các vùng sinh thái của Trung Quốc, ñồng thời quy trình công nghệ
nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 ngày càng hoàn thiện, năng suất ruộng
duy trì bố mẹ và ruộng sản xuất hạt lai F1 tăng lên vững chắc [9].
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


7

Năm 1970, Shao Kaoxiang và Hu Dawen ñề xuất phương pháp sản xuất
hạt lai F1 không sử dụng dòng mẹ bất dục ñực di truyền tế bào chất. Các tác
giả này cho rằng cần tiến hành lai nhiều ñể tìm ra tổ hợp lai có UTL, sử dụng
dòng mẹ của các tổ hợp này gieo trồng rồi khử ñực dòng mẹ bằng hóa chất,
ñây chính là phương pháp sản xuất hạt lúa lai hai dòng [9] [30].
Năm 1989, Yuan và cộng sự ñã tạo ra dòng PGMS 5460Ps từ giống lúa
IR54 (dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với thời gian chiếu sáng:
Photoperiodic Sensitive Genetic Male Sterility- PGMS), Zhon và cộng sự,
1988, 1991; Virmani và Voc 1991; Wu và cộng sự, 1991 ñã phát hiện các
dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt ñộ (Thermo Sensitive
Genetic Male Sterility- TGMS). Từ ñó chương trình chọn tạo giống lúa lai hai
dòng ngày càng phát triển do nó có thể khắc phục ñược một số nhược ñiểm
của lúa lai ba dòng [27].
Hướng nghiên cứu lúa lai “ một dòng” là mục tiêu cuối cùng trong
chọn tạo lúa lai ở Trung Quốc với ý tưởng sử dụng thể vô phối(Apromixis)
và cố ñịnh UTL ñể sản xuất “ hạt lai thuần”( True- bred hybrid rice) (Yuan
LP,1997) [73]. Các nhà khoa học Trung Quốc ñã ñưa ra biện pháp sử dụng
lúa chét ñể cố ñịnh ưu thế lai (Yuan LP và Xi QF,1995) [74].
Lúa lai “ một dòng” còn ñược Trung Quốc và một số nước như Mỹ, Nhật
Bản nghiên cứu theo hướng chuyển gen Apromixis từ cỏ dại sang cây lúa, tạo

giống ña phôi kết hợp với chọn giống truyền thống là giải pháp hiệu quả ñể tạo
ra giống lúa lai “ một dòng” (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002) [27].
Trung Quốc là nước mở ñường và ñạt ñược nhiều thành tựu to lớn
trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai. Tổng diện tích lúa lai toàn thế
giới khoảng 10% tổng diện tích lúa và chiếm 20% tổng sản lượng. Lúa lai ñã
mở ra hướng phát triển ñể nâng cao năng suất và sản lượng, góp phẫn giữ
vững an ninh lương thực trên toàn thế giới [27].
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


8

2.2.2. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa
- Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Lúa lai có ưu thế lai về năng suất cao hơn bố mẹ 20-70% khi gieo cấy
trên diện rộng và hơn hẳn lúa lùn cải tiến tốt nhất từ 20-30% (Trần Duy
Quý,1994) [25].
Sự biểu hiện UTL về năng suất là do một hoặc nhiều yếu tố cấu thành
năng suất có giá trị cao tạo nên (Chang WL và cộng sự 1971, Virmani và
cộng sự, 1982) [49].
Tính trạng khối lượng do các gen lặn tgwt1, tgw2, tgwt4, tgw5, tgw10
nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau quyết ñịnh (Ray, L.Yu và cộng sự,
1996) [61].
Các yếu tố cấu thành năng suất biểu hiện UTL rõ rệt, trong ñó nhiều tổ
hợp có UTL cao ở chỉ tiêu số bông/ khóm. Theo Carnahan H.L,1972 [44],
năng suất lúa lai tăng là sự thể hiện UTL về số bông/ khóm và số hạt/bông.
Như vậy, hai chỉ tiêu số hạt/ bông và khối lượng 1000 hạt có tương quan chặt
chẽ với năng suất. Hầu hết các tác giả phát hiện ñược rằng ưu thế lai về các
ñặc tính của bông lúa di truyền theo hiệu ứng cộng, các tác giả còn cho biết
tính trạng chiều dài bông do hai gen P12 và P16 ñiều khiển nằm trên NST số

2 và số 6 quy ñịnh và chúng liên kết với tính trạng chiều dài lá ñòng.
- Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng
Theo Namboodiri và cộng sự (1963) [55] cho rằng UTL về thời gian
sinh trưởng thường có giá trị âm, trái lại Xu và Wang (1980) [68] lại cho rằng
UTL về thời gian sinh trưởng dài hơn những giống R sinh trưởng dài nhất.
Ponnuthurai và cộng sự (1984) [59] ghi nhận rằng thời gian sinh trưởng
của con lai tương ñương hoặc ngắn hơn dòng phục hồi hữu dục (R).
Thời gian sinh trưởng của cây lúa chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi
trường như ñộ dài ngày, nhiệt ñộ, ñiều kiện ñất ñai, ñã có 15 QTL ñược xác
ñịnh trên quần thể lai giữa Nipponbare và Kasalath [56].
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


9

Dựa trên phân tích theo di truyền số lượng, Kiều Thị Ngọc (2002) [21]
cho rằng gen cộng tính trội và siêu trội ñiều khiển tính trạng sinh trưởng.
Khi ñánh giá các tổ hợp lai và bố mẹ tương ứng của chúng, Trần Văn
Quang (2008) thấy rằng ña số con lai F1 có thời gian sinh trưởng khá dài và
thường dài hơn bố mẹ sinh trưởng dài [23].
- Ưu thế lai về chiều cao cây
Chiều cao cây là một tính trạng số lượng do ña gen kiểm soát vì vậy
trong con lai chiều cao cây thường biểu hiện hiệu ứng cộng. Nhiều công trình
nghiên cứu công bố rằng UTL chiều cao ở lúa thường biểu hiện hiệu ứng
dương với giá trị thấp hoặc hiệu ứng trung gian (hiệu ứng cộng). Tùy từng tổ
hợp mà chiều cao cây của con lai F1 có lúc biểu hiện ưu thế âm, có lúc biểu
hiện ưu thế dương, có lúc lại nằm trung gian giữa bố và mẹ (Singh SP và
Singh HG, 1978) [62].
Theo Guliere P.(1975) xác ñịnh có 4 gen kiểm soát tính trạng chiều cao
cây. Khi nghiên cứu các dạng lùn tự nhiên và ñột biến ông nhận thấy có trường

hợp kiểm soát bởi 1 cặp gen, có trường hợp kiểm soát bởi 2 cặp gen và ña số
trường hợp do 8 cặp gen kiểm soát là d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8 [7].
Vì chiều cao cây có tương quan nghịch với tính chống ñổ (Chang
TT,1967) [45] nên UTL dương về chiều cao cây không thích hợp với kỹ thuật
thâm canh cao.
- Ưu thế lai về số nhánh
Con lai F1 ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ nhánh mạnh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao
[30] [71].
Lúa lai mọc nhanh, ñẻ nhánh sớm và ñẻ khỏe, tỷ lệ nhánh thành bông
của lúa lai cao hơn hẳn lúa thuần [8].
Hiện nay tìm ñược 10 gen nằm trên 7 nhiễm sắc thể khác nhau kiểm tra
sự ñẻ nhánh của cây lúa, chúng nằm trên NST số 1, 4, 8, 11, 12 và liên kết
trực tiếp với gen ñiều khiển tính trạng phát triển bộ rễ. Xác ñịnh ñược 2 gen
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


10
quy ñịnh tính trạng này nằm trên NST số 4 và số 12, liên kết với gen quy ñịnh
tính trạng số bông/khóm.
- Ưu thế lai về bộ rễ
Các kết quả nghiên cứu cho rằng ở con lai có số lượng rễ ra sớm, ra
nhiều và nhanh hơn bố mẹ của chúng. UTL về số lượng rễ, ñộ dày, trọng
lượng khô, số lượng rễ bất ñịnh, số lượng rễ tơ và hoạt ñộng của rễ cũng cao
hơn (Yuan L.P, 2003) [71].
Hệ rễ lúa lai hoạt ñộng mạnh ngay từ khi cây lúa bắt ñầu nảy mầm, ñẻ
nhánh ñến khi lúa chín vì vậy người ta nghiên cứu lợi thế này ñể làm lúa chét
trên ruộng trồng lúa lai thương phẩm (Yuan LP, 1985) [72].
Rễ lúa lai có khả năng hấp thu, vận chuyển dinh dưỡng gấp 2 -3 lần rễ
lúa thường. Khác với lúa thường, tuy bộ rễ lúa lai phát triển mạnh song dễ
mục sau khi thu hoạch nên dễ làm ñất, ñất xốp, ñể lại nhiều chất hữu cơ cho

ñất lúa [46].
- Ưu thế lai về tính chống chịu
Theo Kaw RN và Khush GS (1985) [51] con lai F1 có ưu thế cao về
sức chịu lạnh ở thời kỳ mạ.
Theo Deng Y (1980), Ekanayake IJ và cộng sự (1986) [52] [54] con lai
F1 có giá trị dương nhưng có giá trị âm ở giai ñoạn chín sáp.
Nghiên cứu về tính chịu lạnh của cây lúa, các nhà khoa học cho rằng
tính trạng này do 2 gen lặn ñiều khiển nằm trên nhiễm sắc thể số 4 và số 7.
Sức chịu lạnh của lúa lai cao thời kỳ mạ, nhưng lại chịu lạnh kém thời kỳ chín
sữa (Sirajul Islam M và cộng sự, 2007) [63].
Khả năng chống chịu sâu bệnh hại ñược nhiều nhà khoa học quan
tâm, việc tạo giống chống chịu sâu bệnh có ý nghĩa quan trọng, ñặc biệt là
ổn ñịnh năng suất, giảm chi phí, bảo vệ môi trường…Theo Khush Etal
(1991) ở Nhật Bản phát hiện ñược 19 chủng, Ấn ðộ tồn tại 9 chủng, ở
Philippin 6 chủng Xanthomonas oryzae. Ở Việt Nam rất ña dạng các
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


11
chủng gây hại trên lúa và sự biến ñổi của nó rất phức tạp. Ở Miền bắc tồn
tại 10 chủng Xanthomonas oryzae khác nhau (Phan Hữu Tôn, 2002).
Việt Nam với ñiều kiện khí hậu nóng ẩm là ñiều kiện thuận lợi cho sâu
bệnh phát triển. Nghiên cứu về gen kháng bệnh bạc lá các nhà khoa học cho
rằng gen kháng bệnh bạc lá có cả gen trội và gen lặn, vi khuẩn gây bệnh bạc
lá có nhiều nòi ký sinh khác nhau. Vì vậy việc tạo ra các tổ hợp lai có khả
năng kháng bệnh bạc lá là vấn ñề cần giải quyết. Hiện nay trên thế giới ñã tìm
ñược 19 gen kháng bệnh bạc lá và các gen này ñều nằm trên các NST của cây
lúa: Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13, Xa21…
Phan Hữu Tôn ñề xuất chiến lược chọn tạo giống lúa chống bệnh bạc lá
ở Miền Bắc của Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội là dùng phương pháp

thu thập mẫu bệnh, ứng dụng công nghệ sinh học phân lập, nuôi cấy và phân
biệt gen kháng bệnh bằng PCR ñã xác ñịnh 16 chủng vi khuẩn Xanthomonas
oryzea gây bệnh khác nhau. Các dòng chỉ thị IRBB5 (có gen Xa5), IRBB7
(Xa7), IRBB21 (Xa2) có tính kháng ña số các chủng vi khuẩn gây bệnh [29].
Rầy nâu phát sinh phát triển và có năm bùng phát thành dịch gây hại
nghiêm trọng cũng là một vấn ñề ñáng quan tâm. Hiện nay người ta ñã tìm
ñược khả năng kháng rầy là do một trong 3 gen trội và một gen lặn ñiều
khiển. Các gen này ñều nằm trên các cặp NST cùng nguồn gốc khác nhau và
có khả năng kháng ñược nhiều chủng. Ở một số nước tiên tiến người ta ñã
thành công trong việc chuyển gen Bt vào cây lúa.
2.3. Kết quả nghiên cứu và phát triển ưu thế lai ở lúa
2.3.1. Hệ thống lúa lai “ba dòng”
Hệ thống lai ba dòng phải có ba dòng bố mẹ tham gia vào tổ hợp lai, ñó
là: Dòng mẹ bất dục ñực, dòng bố duy trì tính bất dục và dòng bố phục hồi
tính hữu dục.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


12
2.3.1.1. Dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility:
CMS)
Dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Yuan Long Ping, ký hiệu là A)
có tính bất dục ñực. Dòng A tốt ñể sản xuất hạt lai F1 cần ñạt các tiêu chuẩn
sau ñây:
- Tính bất dục ñực di truyền ổn ñịnh do gen bất dục trong tế bào chất
kiểm soát; Hạt phấn bất dục hoàn toàn và ổn ñịnh qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ
hạt phấn thoái hóa ñạt 100% và không bị thay ñổi khi gieo trồng trong ñiều
kiện thời tiết khí hậu có biến ñộng.
- Phải tương ñối dễ phục hồi, cụ thể là:
+ Phổ phục hồi rộng

+ Có ñặc ñiểm nở hoa càng giống lúa thường càng tốt, cụ thể là hoa nở
sớm, tập trung vào khoảng 9h30- 12h, có cấu tạo hoa phù hợp với ñặc ñiểm
nhận phấn ngoài: Góc mở vỏ trấu rộng, thời gian mở dài, sau khi hoa khép lại
số lượng vòi nhụy thò ra hai bên vỏ trấu nhiều…
+ ðộ trỗ thoát cổ bông càng nhiều càng tốt và nhạy cảm với GA
3
,
+ Khi lai với dòng R tỷ lệ ñậu hạt phải cao trong mọi ñiều kiện thời tiết
thay ñổi [18].
2.3.1.2. Dòng duy trì bất dục (Maitainer line, dòng B)
Dòng duy trì tính bất dục ñực là dòng cho phấn dòng A ñể tạo ra hạt A.
Khi gieo hạt ñược tạo ra do lai A với B sẽ thu ñược cây có hạt phấn bất dục vì
vậy dòng B ñược gọi là dòng duy trì tính bất dục ñực. Về bản chất di truyền,
dòng B có gen lặn kiểm soát tính bất dục ñực ở nhân tế bào. Tế bào chất của
dòng B không có nhân tố gây bất dục, vì vậy dòng B có phấn hữu dục như lúa
thường, ñược nhân bằng phương thức tự thụ phấn, khi lai dòng A với dòng B
sẽ thu ñược hạt lai A/ B, gieo hạt lai này sẽ cho cây lai có phấn bất dục. Dòng
A và B là hai dòng “chị em” giống nhau về mọi tính trạng hình thái, khác
nhau về tính dục, về cấu tạo hoa và ñặc ñiểm nở hoa, ñộ thoát cổ bông khi lúa
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


13
trỗ và về phương thức nhân giống. Dòng B có thời gian từ gieo ñến trỗ luôn
luôn ngắn hơn dòng A từ 3- 5 ngày, thời gian trỗ bông nở hoa tập trung hơn,
bởi vậy khi nhân dòng A cần phải cấy kèm dòng B ñược ñiều khiển sao cho B
kéo dài thời gian nở hoa tung phấn nhằm cung cấp ñủ phấn cho dòng A mới
hy vọng ñạt năng suất cao. Mỗi dòng B chỉ duy trì tính bất dục tốt cho một
dòng A tương ứng [30].
2.3.1.3. Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer line, dòng R):

* ðặc ñiểm:
Phục hồi hữu dục là khả năng của một dòng khi lai với một dòng bất
dục ñực nào ñó cho con lai hữu dục bình thường. Dòng phục hồi tính hữu dục
là dòng cho phấn dòng A ñể sản xuất hạt lai F1.
* Tiêu chuẩn dòng phục hồi tốt:
Dòng R tốt phải ñạt ñược một số tiêu chuẩn sau ñây:
- Chiều cao cây cao 95- 110 cm, cây cứng, ñẻ nhánh khỏe và kéo dài.
- Thời gian sinh trưởng dài hơn dòng A.
- Có nhiều tính trạng quý có thể di truyền cho con lai F
1
, ñồng thời lấn
át các tính trạng xấu của dòng A như: sức sinh trưởng mạnh, chống chịu sâu
bệnh tốt, chống ñổ, chống úng, chống hạn…
- Bao phấn to, mẩy, chứa nhiều hạt phấn, khi nở hoa bao phấn mở, tung
phấn mạnh, tập trung, khả năng bám dính của hạt phấn tốt, nảy mầm nhanh và
khả năng thụ tinh mạnh. Kết quả ñếm số lượng hạt phấn trong một bao phấn
của dòng R tốt có tới 3000 hạt phấn/1bao.
- Có khả năng phục hồi mạnh, cho con lai F
1
ñậu hạt cao >80%,
- Có khả năng tương hợp di truyền rộng (Wide compatibility) ñể có thể
phục hồi tính hữu dục cho nhiều dòng bất dục ñực khác nhau tạo ra những tổ
hợp lai xa ñịa lý sinh thái hoặc xa huyết thống nhằm khai thác tiềm năng cho
UTL cao [30].
2.3.1.4. Các bước sản xuất hạt lúa lai ba dòng: gồm ba bước
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


14
- Chọn lọc duy trì dòng bố mẹ là A, B, R

- Nhân dòng A thực hiện bằng cách lai A với B và nhân R
- Sản xuất hạt lai F1 bằng cách lai A với R.
ðể duy trì ñộ thuần của các dòng bố mẹ, các nhà khoa học Trung Quốc
ñã sử dụng phương pháp “ba vườn’’, “bốn bước’’, phương pháp này hiện nay
sử dụng có hiệu quả ở nước ta. Nguyễn Thị Trâm, 2003 [31] ñã cụ thể hóa
trình tự duy trì các dòng như sau:
• Vụ thứ nhất
- Bước 1: Chọn cá thể ñiển hình cấy 3 quần thể dòng bố mẹ A, B và R
trên 3 ô riêng biệt cấy 1 cây mạ/ khóm, khoảng cách cấy 20cm x 25cm ñể cây
ñẻ nhánh tối ña.
+ Trên ruộng A: Chọn 300-400 cá thể có kiểu hình ñúng nguyên bản, cắm
que ñánh dấu khi lúa ñẻ 5 nhánh. Các lần sau rút bỏ que ở những cá thể xấu.
Khi lúa trỗ ñánh giá cẩn thận, loại bỏ cá thể quá sớm, quá muộn, chọn cá thể
có số lá ñúng nguyên bản, trỗ thoát tốt hơn, phấn bất dục 100%, thời gian trỗ
tập trung , nở hoa tập trung vào buổi sáng.
+ Trên ruộng B: Chọn cá thể ñẻ khỏe, ñều, ñúng nguyên bản, số lá trên
thân chính của tất cả các cá thể bằng nhau. Khi trỗ bông quan sát chọn cây có
bao phấn: nhiều hạt phấn, hạt phấn mẩy, tung phấn mạnh.
+ Trên ruộng R: Chọn cá thể ñiển hình của dòng R, màu sắc thân lá, hạt,
mỏ hạt ñúng nguyên bản, ñẻ nhánh khỏe, nhiều bông hữu hiệu.
- Bước 2: Lai các cá thể ñúng nguyên bản (A/B và A/R) theo cặp, bao
cách ly cẩn thận. Khi lúa chín thu theo cặp ñể gieo ở vụ sau.
• Vụ thứ 2 (Bước 3):
- ðánh giá ñộ bất dục của dòng A, các cặp A/B ñể chọn cặp tốt và
dòng B tốt.
- ðánh giá ưu thế lai của các cặp A/R ñể chọn A và R cho ưu thế
lai cao.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………

15
• Vụ thứ 3 (Bước 4): Nhân các dòng A ñược chọn (A/B), nhân dòng B
và dòng R tốt nhất.
- Ruộng nhân cặp lai A/B phải cách ly nghiêm ngặt, ñất tốt chủ ñộng
tưới tiêu. Hạt A (hỗn từ các cặp ñược ñánh giá tốt ở vụ 2, bất dục 100%, có số
lá bằng nhau, thời gian từ gieo ñến trỗ bằng nhau, kiểu hình giống nhau) gieo
trong thời vụ an toàn tốt nhất, chăm sóc mạ tốt. Hạt B lấy từ dòng B tốt nhất
trộn cân bằng gieo thành 2 ñợt ñể thời gian trỗ khớp với dòng A ñể nhân dòng
ñạt năng suất cao.
- Ruộng nhân dòng B và R nguyên chủng: Hạt siêu nguyên chủng của
các dòng B và R thu ñược ở vụ trước ñược nhân trong khu cách ly ñể sản xuất
hạt nguyên chủng ( Nguyễn Thị Trâm và Cộng sự, 2003) [31].
2.3.2. Lúa lai hệ hai dòng
Lúa lai hệ “hai dòng” là bước tiến mới của loài người trong công cuộc
ứng dụng UTL ở cây lúa. Hai công cụ di truyền 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 (Thermo-sensitive genetic Male Sterility) và bất dục ñực chức
năng di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ- PGMS (Photoperiod
sensitive genetic Male Sterility). Tính chuyển hóa từ bất dục sang hữu dục và
ngược lại ở dòng TGMS và PGMS gọi là bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm
với môi trường EGMS (Environment sensitive genetic Male Sterility).
2.3.2.1. Ưu ñiểm của lúa lai “hai dòng”
Việc ứng dụng các dòng EGMS ñể phát triển lúa lai so với ứng dụng
dòng CMS kinh ñiển có các ưu thế hơn hẳn sau:
- Quá trình sản xuất hạt lai ñược ñơn giản hóa, không phải tổ chức một
lần lai ñể duy trì dòng bất dục như ở hệ “ba 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 sẽ 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 hòa hoặc ngày ngắn cần
thiết các dòng TGMS và PGMS sẽ hữu dục bình thường, chúng ñược nhân
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………


16
giống ñể duy trì hạt dòng mẹ bằng tự thụ phấn.
- Do tính bất dục ñược kiểm soát bởi các alen lặn nên hầu hết các giống
lúa thường ñều phục hồi phấn ñược cho các dòng PGMS và TGMS. 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 [9].
2.3.2.2. ðặc ñiểm của các dòng bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn
cảm với ñiều kiện môi trường
* Dòng TGMS:
Sự chuyển hóa hữu dục của dòng TGMS chủ yếu quyết ñịnh bởi nhiệt
ñộ. Một dòng TGMS bất kỳ ñều bất dục ở ñiều kiện nhiệt ñộ cao và hữu dục ở
ñiều kiện nhiệt ñộ thấp hơn, lấy nhiệt ñộ chuyển hóa làm mốc. ðộ dài ngày
rất ít ảnh hưởng ñến tính hữu thụ của kiểu bất dục này.
Những ñặc ñiểm cơ bản của dòng TGMS như sau:
- Thời kỳ chuyển hóa hữu dục là giai ñoạn từ khi phân hóa tế bào mẹ
hạt phấn ñến khi bắt ñầu phân chia giảm nhiễm tức là khoảng 12- 18 ngày
trước khi lúa trỗ.

- Giới hạn gây bất dục hạt phấn nằm trong khoảng 23
0
C- 30
0
C tùy
theo dòng. ðiều quan trọng nhất ở ñây là ñể một dòng TGMS có thể ứng
dụng ñược một cách có hiệu quả thì nhiệt ñộ gây bất dục của nó phải khá
thấp và sự chuyển hóa từ bất dục sang hữu dục hoặc từ hữu dục sang bất