tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai 2 dòng có năng suất và chất lượng tốt phục vụ sản xuất tại một số tỉnh phía bắc

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




NGUYỄN TIẾN THÀNH




TUYỂN CHỌN MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG
CÓ NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG TỐT PHỤC VỤ
SẢN XUẤT TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC




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: GS.TS. HOÀNG TUYẾT MINH




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 từng ñược công bố trong bất kỳ công trình
nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược
ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội 19 tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn



Nguyễn Tiến Thành

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


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Hoàng Tuyết Minh ñã
tận tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc Trung tâm Khảo kiểm
nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, các cán bộ phòng
Khảo nghiệm kiểm ñịnh giống cây trồng ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi
trong suốt quá trình học tập nghiên cứu của mình.
Tôi xin cảm ơn anh chị em cán bộ kỹ thuật tại các ñiểm khảo nghiệm
trong hệ thống mạng lưới khảo nghiệm Quốc gia ñã giúp ñỡ tôi thực hiện ñề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau ñại học,
Khoa Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng - Trường ðại học
Nông nghiệp Hà Nội ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu
trong suốt quá trình học tập và thực hiện ñề tài.
Luận văn này hoàn thành còn có sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp, bạn
bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu.
Hà Nội 19 tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn



Nguyễn Tiến Thành

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ix
1. MỞ ðẦU 1
1.1. Tính cấp thiết của ñề tài 1
1.2. Mục ñích của ñề tài 3
1.3. Yêu cầu của ñề tài 3
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 4
2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 10
2.2.1. Thuyết tính siêu trội 10
2.2.2. Thuyết tính trội 11
2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền 11
2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 12
2.3.1. Ưu thế lai ở hệ rễ 12
2.3.2. Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh: 13
2.3.3. Ưu thế lai về chiều cao cây 13
2.3.4. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng 14
2.3.5. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý 14
2.3.6. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh hoá 15

2.3.7. Ưu thế lai về khả năng chống chịu 15
2.3.8. Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 16
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
iv


2.4. Hiện tượng bất dục ñực ở lúa và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa lai 16
2.4.1. Hiện tượng bất dục ñực ở lúa 17
2.4.2. Ứng dụng hiện tượng bất dục ñực trong chọn tạo giống lúa lai 27
2.4.3. Chiến lược sử dụng và khai thác ưu thế lai ở lúa 31
2.5. Chất lượng lúa gạo và vấn ñề chọn giống lúa chất lượng cao 32
2.5.1. Chất lượng lúa gạo trên thế giới 32
2.5.2. Chất lượng gạo lúa lai 34
2.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 35
2.6.1. Những thành tựu về nghiên cứu 36
2.6.2. Sản xuất hạt giống lúa lai F
1
39
2.6.3. Phát triển lúa lai thương phẩm 40
3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1. Vật liệu nghiên cứu 42
3.2. Nội dung nghiên cứu 42
3.3. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 43
3.3.1. ðịa ñiểm 43
3.3.2. Thời gian nghiên cứu 43
3.4. Phương pháp nghiên cứu 43
3.4.1. Bố trí thí nghiệm ñồng ruộng 43
3.4.2. Kỹ thuật gieo cấy, chăm sóc thí nghiệm: 44
3.5. Các chỉ tiêu theo dõi, ñánh giá 44
3.5.1. Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng: 45

3.5.2. ðặc ñiểm nông sinh học và yếu tố cấu thành năng suất 45
3.5.3. Phản ứng với sâu bệnh 46
3.5.4. ðánh giá chất lượng thóc gạo 48
3.5.5. ðánh giá chất lượng cơm 48
3.6. Phương pháp phân tích số liệu 48
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
v


4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49
4.1. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 49
4.1.1 Thời gian sinh trưởng của các giống nghiên cứu 49
4.1.2. Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 54
4.2. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên cứu 58
4.3. ðánh giá phản ứng với bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên
cứu thông qua lây nhiễm nhân tạo 61
4.3.1. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn bệnh bạc lá 62
4.3.2. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn rầy nâu 63
4.4. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu 65
4.4.1. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng MNPB 67
4.4.2. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng ðBSH68
4.4.3. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng BTB 69
4.5. Năng suất thực thu của các giống lúa nghiên cứu 75
4.5.1. Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Mùa 2009 75
4.5.2. Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Xuân 2010. 77
4.6. Tương tác kiểu gen với môi trường và ñộ ổn ñịnh về năng suất của các
giống lúa nghiên cứu 80
4.6.1. ðộ ổn ñịnh về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Mùa 2009 81
4.6.2. ðộ ổn ñịnh về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Xuân 2010 83
4.6.3. Chỉ số môi trường của các ñiểm thí nghiệm 84

4.7. Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống lúa nghiên cứu 85
4.7.1. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống nghiên cứu 86
4.7.2. ðánh giá chất lượng cơm của các giống lúa nghiên cứu 89
5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 90
5.1. Kết luận 90
5.2. ðề nghị 92
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTST Bồi tạp Sơn thanh
BVTV Bảo vệ thực vật
CMS Cytoplasmic Male Sterility - Bất dục ñực tế bào chất
ñ/c ñối chứng
ðBSH ðồng bằng sông Hồng
DMRT Duncan's multiple range test - Phép thử Duncan
EGMS
Environmental-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục ñực
chức năng di truyền nhân mẫn cảm với môi trường
FAO
Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông lương Thế
giới
IRRI
International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa
Quốc tế
MNPB Miền Núi phía Bắc
PGMS
Photoperiod- sensitive Genic Male Sterile - Bất dục chức năng

di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ
TB Trung bình
TGMS
Thermo-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục ñực chức năng
di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ
TGST Thời gian sinh trưởng





Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
vii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 3.1. Danh sách giống lúa lai tham gia nghiên cứu 42
Bảng 4.1. Thời gian sinh trưởng của các giống nghiên cứu 50
Bảng 4.2. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống nghiên cứu vụ Mùa 2009. 54
Bảng 4.3. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống nghiên cứu vụ Xuân 201055
Bảng 4.4. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá, rầy nâu của các giống nghiên cứu vụ
Mùa 2009 59
Bảng 4.5. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá, rầy nâu của các giống nghiên cứu vụ
Xuân 2010 60
Bảng 4.6. Phản ứng của các giống nghiên cứu với bệnh bạc lá 63
Bảng 4.7. Phản ứng của các giống nghiên cứu với rầy nâu 64
Bảng 4.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng
Miền Núi phía Bắc 71

Bảng 4.9. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng
ðồng bằng sông Hồng 72
Bảng 4.10. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng
Bắc Trung bộ 73
Bảng 4.11. Năng suất thực thu của các giống nghiên cứu vụ Mùa 2009 76
Bảng 4.12. Phương sai năng suất tổng hợp qua các ñiểm thí nghiệm vụ Mùa
2009 77
Bảng 4.13. Năng suất thực thu của các giống nghiên cứu vụ Xuân 2009 78
Bảng 4.14. Phương sai năng suất tổng hợp qua các ñiểm thí nghiệm vụ Xuân
2010 79
Bảng 4.15. ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các giống qua các ñiểm nghiên
cứu trong ñiều kiện vụ Mùa 2009 82
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
viii


Bảng 4.16. ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các giống qua các ñiểm nghiên
cứu trong ñiều kiện vụ Xuân 2010 83
Bảng 4.17. Chỉ số môi trường của các ñiểm thí nghiệm 84
Bảng 4. 18. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống nghiên cứu 88
Bảng 4. 19. Chất lượng cơm của các giống nghiên cứu 89

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến sự chuyển hoá tính dục của dòng TGMS
23
Hình 4.1. Thời gian sinh trưởng của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ
Mùa 2009 53
Hình 4.2. Thời gian sinh trưởng của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ
Xuân 2010 53
Hình 4.3. Năng suất trung bình của các giống trong 2 vụ Mùa 2009 và Xuân
2010 79




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

1. MỞ ðẦU

1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
Cây lúa (Oryza sativa) là một trong những cây cung cấp nguồn lương
thực quan trọng nhất của loài người. Mỗi ngày khoảng ba tỷ người ăn cơm
hoặc các sản phẩm từ gạo. Theo số liệu thống kê của FAO, diện tích lúa trên
thế giới là trên 147 triệu hecta, chiếm khoảng 11% diện tích ñất canh tác. Sản
phẩm lúa gạo hàng năm ước khoảng 576 triệu tấn, góp phần nuôi sống hơn
nửa dân số thế giới và các nhà khoa học ñã dự tính ñược rằng với mức tăng
dân số như hiện nay thì sản lượng lúa gạo sẽ phải ñạt ñược 760 triệu tấn vào
năm 2020 [102].
Việt Nam là một nước nông nghiệp với khoảng 60% dân số sống bằng
nghề nông. Trong số ñó trên 80% nông dân số sống nhờ vào cây lúa. Vì vậy,
cây lúa ñối với nước ta là một cây trồng vô cùng quan trọng.
Diện tích canh tác lúa của cả nước hiện nay gần 4,1 triệu ha, trong ñó
3,2 triệu ha ñất chuyên lúa nước. Trong vòng 5 năm trở lại ñây, mỗi năm bình
quân cả nước giảm gần 50 nghìn ha ñất lúa cho mục ñích phi nông nghiệp và
chuyển ñổi trong ngành nông nghiệp [33]. Theo ñịnh hướng phát triển một số
cây trồng chính ñến năm 2020 của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
nhằm cụ thể hóa chủ trương của ðảng trong lĩnh vực trồng trọt, làm cơ sở tổ
chức chỉ ñạo phát triển lĩnh vực này với hiệu quả cao hơn và bền vững thì
diện tích trồng lúa của nước ta sẽ duy trì ở mức 3,8 triệu ha. Sản lượng ñạt 41
- 42 triệu tấn. Các vùng sản xuất chính là ðồng bằng sông Cửu Long, ðồng
bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ [43]. Hơn bao giờ
hết, vấn ñề ñảm bảo an ninh lương thực và tạo ra một nền nông nghiệp bền
vững mang tính sống còn trong thời kì hội nhập.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
2

Lúa lai ñược gieo trồng ở Việt Nam từ năm 1991. Theo kết quả ñiều tra
của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung ương, vụ Mùa 2003
và Xuân 2004 diện tích lúa lai cả nước ñạt 621.303 ha, chiếm 9,04% diện tích
lúa cả nước (Phạm ðồng Quảng, 2006) [48]. Năm 2009, diện tích sản xuất lúa
lai tăng ñột biến lên trên 700 nghìn ha, tăng khoảng 100 nghìn ha so với các
năm trước (Trần Văn Khởi, 2009) [33]. Năng suất lúa lai trung bình từ 6,2 -
6,3 tấn/ha, cao hơn lúa thuần từ 15 - 20% và ñã trở thành một nhân tố quan
trọng góp phần tăng năng suất và sản lượng lúa.
Nghiên cứu tuyển chọn các giống lúa lai mới là một ñòi hỏi tất yếu
trong những năm gần ñây và tương lai. Việc sử dụng lúa lai ñã góp phần nâng
cao năng suất, sản lượng lúa và tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho nông
dân thông qua việc sản xuất hạt lai, góp phần bảo ñảm an ninh lương thực ở
nhiều tỉnh phía Bắc và Trung bộ. Nhiều giống lúa lai ñã cho năng suất và hiệu
quả kinh tế cao. Vì vậy Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ñã xây dựng
nhiều chương trình phát triển lúa lai nhằm mở rộng diện tích và tăng tổng sản
lượng loại lúa này.
Hệ thống lúa lai hai dòng có nhiều ưu ñiểm hơn hệ thống ba dòng trong
việc duy trì dòng mẹ, khả năng tìm dòng bố, sản suất hạt lai cũng như khả
năng cho năng suất và chất lượng lúa gạo thương phẩm. Muốn mở rộng diện
tích lúa lai hai dòng thì phải lựa chọn hoặc chọn tạo những tổ hợp lai có năng
suất cao, chất lượng tốt thích hợp với ñiều kiện khí hậu, ñất ñai và trình ñộ
thâm canh của nước ta.
Chính vì những lý do trên chúng tôi thực hiện ñề tài: “Tuyển chọn một
số tổ hợp lúa lai 2 dòng có năng suất và chất lượng tốt phục vụ sản xuất tại
một số tỉnh phía Bắc”.


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

3


1.2. Mục ñích của ñề tài
Tuyển chọn ñược một số tổ hợp lúa lai hai dòng mới năng suất cao,
chất lượng tốt thích ứng với ñiều kiện ñất ñai, khí hậu của một số tỉnh phía
Bắc, nhằm thay thế dần những giống lúa cũ ñã thoái hóa cho năng suất và
chất lượng kém, góp phần thúc ñẩy sản xuất lúa lai cả về diện tích và năng
suất ở phía Bắc nước ta.
1.3. Yêu cầu của ñề tài
- ðánh giá các ñặc ñiểm nông học của các giống thí nghiệm.
- ðánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống
thí nghiệm.
- ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại lúa chính và một số ñiều kiện tự
nhiên bất thuận của các giống tham gia thí nghiệm.
- ðánh giá chất lượng xay xát, chất lượng dinh dưỡng và chất lượng
nấu nướng của các giống thí nghiệm.
- ðánh giá khả năng thích ứng và ñộ ổn ñịnh của các giống tại một số
vùng sinh thái khác nhau.
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
ðây là công trình nghiên cứu nhằm tuyển chọn và xác ñịnh ñược các tổ
hợp lúa lai 2 dòng mới, phù hợp với một số ñiều kiện sinh thái của Việt Nam,
góp phần làm ña dạng bộ giống lúa lai 2 dòng trong sản xuất.
Kết quả nghiên cứu của ñề tài ñã ñánh giá ñược các giống nghiên cứu
có nhiều ñặc ñiểm nông học tốt, tiềm năng năng suất cao trong ñó 5 giống có
phản ứng kháng vừa ñến kháng với rầy nâu; 1 giống có năng suất ổn ñịnh
trong vụ Mùa và 3 giống ổn ñịnh trong vụ Xuân; 2 giống thích hợp với môi
trường thuận lợi, thâm canh cao và 1 giống thích hợp với vùng khó khăn; ñặc
biệt có 3 giống chất lượng gạo hơn hẳn các giống ñối chứng ñang ñược gieo
trồng phổ biến tại các ñịa phương.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
4


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI


2.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới
Ưu thế lai (Heterosis) là một thuật ngữ ñể chỉ hiện tượng con lai F
1
thu
ñược bằng cách lai giữa bố, mẹ khác nhau về mặt di truyền, tỏ ra hơn hẳn bố,
mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sinh sản, khả
năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các ñặc tính khác
[49], [52]. Việc sử dụng rộng rãi các giống lai F
1
vào sản xuất ñã làm tăng thu
nhập và hiệu quả kinh tế của sản xuất nông nghiệp (Yuan L.P., 1995) [100].
Lúa lai (Hybrid rice) là thuật ngữ dùng ñể gọi các giống lúa sử dụng
hiệu ứng ưu thế lai ñời F
1
. Hạt giống lúa lai (hạt F
1
) chỉ sử dụng một lần khi
mà hiệu ứng ưu thế lai thể hiện mạnh nhất [13].
Hiện tượng ưu thế lai ñược các nhà khoa học phát hiện khá sớm trên
các giống cây trồng và vật nuôi (Beall, 1878; Sull, 1904). Người ta ñã khai
thác hiệu ứng ưu thế lai, tạo ra các giống cây trồng cao sản như ngô, bắp cải,
hành tây, cà chua các giống vật nuôi lớn nhanh như lợn lai kinh tế, vịt lai,

gà công nghiệp sử dụng ưu thế lai thương phẩm ñã ñem lại lợi ích kinh tế vô
cùng lớn lao cho ngành chăn nuôi và trồng trọt [52], [13], [52], [57].
Ở cây lúa, J.W. Jone (1926) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế
lai trên những tính trạng số lượng và năng suất. Sau Jones, có nhiều công
trình nghiên cứu khác xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về năng suất, các yếu
tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977; Li, 1977; Lin và Yuan, 1980 ), về
sự tích luỹ chất khô (Rao, 1965; Jenning, 1967; Kim, 1985 ), về sự phát triển
của bộ rễ (Anonymous, 1974; Tian và cộng sự, 1980 ), về một số ñặc tính
sinh lý như cường ñộ quang hợp, cường ñộ hô hấp, diện tích lá (Deng,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
5


1980; MC. Donal và cộng sự, 1971; Wu và cộng sự, 1980; K. Ramiah, 1995)
[9], [52], [71], [72].
Tạo giống ưu thế lai là con ñường nhanh và hiệu quả nhằm phối hợp
ñược nhiều ñặc ñiểm có giá trị của các giống bố mẹ vào con lai F
1
, tạo ra
giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt (Nguyễn Hồng Minh, 2006)
[41]. Có nhiều công trình nghiên cứu tập trung vào các vấn ñề như: bản chất
di truyền của sự biểu hiện ưu thế lai và các phương pháp khai thác ưu thế lai
[57]. Tuy nhiên trong một thời gian dài, ưu thế lai ở lúa vẫn chưa ñược sử
dụng rộng rãi như ở những cây trồng khác vì lúa là một cây tự thụ nghiêm
ngặt, khả năng nhận phấn ngoài rất thấp, do ñó khai thác ưu thế lai ở lúa gặp
khó khăn chủ yếu ở khâu sản xuất hạt lai F
1
[15], [16], [57]. ðã có nhiều
nghiên cứu ñể tìm phương pháp sản xuất hạt lai F
1

ñược thực hiện khá sớm.
Kadam bắt ñầu nghiên cứu vấn ñề này từ năm 1937, tiếp ñến Richharia
(1962), Stansel và Craigmiles (1966), Shinjyo và Omura (1966), Amand và
Murty (1968), Sawaminathan và cộng sự (1972), Carnahan và cộng sự (1972);
Athwal và Virmani (1972), song tất cả họ không thành công vì chưa tìm ra
phương pháp sản xuất hạt lai phù hợp [13].
Năm 1958, các nhà khoa học Nhật Bản là Kastuo và Mizushima ñã
phát hiện ra bất dục ñực tế bào chất (CMS) ở Oryza sativa spontanea và tạo
ra ñược dòng lúa bất dục ñực di truyền tế bào chất, nhưng dòng này ñến nay
vẫn chưa ñược dùng ñể sản xuất hạt lai F
1
. Sau ñó các nhà khoa học Mỹ
(1969) và IRRI (1972) công bố về việc tạo ra các dòng CMS nhưng việc ứng
dụng vào sản xuất chưa có kết quả.
Những phát hiện ra hiện tượng bất dục ñực ở lúa, khai thác và sử dụng
những vật liệu này chỉ ñược giải quyết khi Yuan Long Ping cùng các ñồng
nghiệp bắt ñầu nghiên cứu lúa lai tại ñảo Hải Nam năm 1964. Họ ñã phát hiện
ñược cây lúa bất dục ñực di truyền tế bào chất (CMS) trong loài lúa dại Oryza
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
6


fatua spontanea và cho rằng ñây là công cụ di truyền quan trọng ñể nghiên
cứu phát triển lúa lai. Sau 9 năm nghiên cứu, họ ñã thành công trong việc
chuyển gen bất dục ñực dạng dại vào lúa trồng, tạo ra các dòng lúa bất dục
ñực di truyền tế bào chất tương ñối ổn ñịnh mở ñường cho công tác khai thác
ưu thế lai thương phẩm. Các nhà khoa học Trung Quốc ñã chọn tạo thành
công nhiều dòng CMS có tính bất dục ổn ñịnh như Nhị 32A, D62A, Kim
23A, Zenshan 97A và dòng B, dòng R, hoàn thiện công nghệ nhân dòng bất
dục ñực, sản xuất hạt giống lúa lai F

1
và ñưa ra sản xuất nhiều tổ hợp lai có
năng suất cao ñánh dấu sự ra ñời của hệ thống lúa lai “ba dòng”, mở ra bước
ngoặt trong lịch sử sản xuất và thâm canh cây lúa (Yuan L.P., 1992) [99].
Năm 1973, Trung Quốc là nước ñầu tiên trên thế giới thành công trong
việc sản xuất hạt lai F
1
của 3 dòng bố mẹ. Những dòng phục hồi ñầu tiên như
Taiyin1, IR24, IR661 ñã ñược sử dụng. Năm 1974 những tổ hợp lai “ba dòng”
cho ưu thế lai cao như: Nanyou2 (Erjiunan 1A/IR24), Nanyou3 (Erjiunan
1A/IR661) ñã ñược ñưa vào sản xuất. Các quy trình công nghệ từ nhân dòng
bất dục ñực, sản xuất hạt lai F
1
và gieo cấy lúa lai thương phẩm trong thời gian
này cũng ñược các nhà khoa học Trung Quốc hoàn thiện. Năm 1975, quy trình
kỹ thuật sản xuất hạt lai “ba dòng” ñược giới thiệu ra sản xuất [39], [57], [78].
Năm 1976, diện tích lúa lai ba dòng của Trung Quốc ñạt 140.000 ha,
năng suất bình quân là 6,9 tấn/ha, so với lúa thuần năng suất bình quân chỉ ñạt
5,4 tấn/ha, nên diện tích trồng lúa lai liên tục tăng năm sau so với năm trước
và năng suất lúa cũng tăng theo. Năm 2002, diện tích gieo trồng lúa lai ở
Trung Quốc là 15,821 triệu ha chiếm 53% tổng diện tích lúa, sản lượng ñạt
113,67 triệu tấn chiếm trên 60%, năng suất bình quân 7,17 tấn/ha, vượt 20%
so với lúa thường tốt nhất (Yang Geng, 2002) [96]. Trồng lúa lai làm tăng sản
lượng mỗi năm là 22,5 triệu tấn, tạo ñiều kiện ñể Trung Quốc giảm 6 triệu ha
trồng lúa mỗi năm, hiện nay chỉ còn 27 triệu ha lúa (Virmani, 2004) [92]. Qui
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
7


trình nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F

1
ngày càng hoàn thiện và ñạt năng
suất cao. Với những thành công này của Trung Quốc ñã mở ra triển vọng to
lớn về phát triển lúa lai trên thế giới (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [57].
Vào năm 2000, Trung Quốc ñã trồng 240.000 ha siêu lúa lai, năng suất
bình quân ñạt 9,6 tấn/ha. Năm 2002 ñã trồng 1,4 triệu ha với năng suất 9,1
tấn/ha (Trần văn ðạt, 2005) [6], và hiện nay ñã có hàng chục giống lúa lai ñạt
năng suất cao và siêu cao, ñược trồng trên diện tích rộng, năng suất tăng 10%
so với giống lúa lai hiện có. ðây là kết quả của chương trình tạo giống “siêu
lúa lai” của Trung Quốc gồm hai giai ñoạn: giai ñoạn 1 bắt ñầu từ năm 1996,
ñã tạo ra siêu lúa lai ñạt năng suất 10,5 tấn/ha vào năm 2000 và giai ñoạn 2
năng suất ñạt 12 tấn/ha vào năm 2005, ở diện tích thí nghiệm các giống “siêu
lúa lai” ñạt tới 19,5 tấn/ha (tổ hợp Kim 23A/Q661) [102].
ðồng thời với việc phát triển lúa lai ba dòng, một số kết quả trong
nghiên cứu lúa lai hai dòng ñã ñược công bố. Năm 1973, Shi Ming Song ñã
phát hiện ñược dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ
(PGMS) từ quần thể Nông Ken 58S (Yin Hua Qi, 1993; Zhou CS, 2000) [78],
[98], [106]. Năm 1991, Maruyama và cộng sự (Nhật Bản) ñã tạo ra ñược dòng
bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ Norin PL12 bằng phương
pháp gây ñột biến nhân tạo [82].
Bằng phương pháp lai chuyển gen các nhà chọn giống lúa lai Trung
Quốc ñã tạo ñược các dòng EGMS mới từ nguồn Nông ken 58S. Những dòng
PTGMS mới này (N504S, 31111S, WD1S, 7001S, Peiai 64S…) có những ñặc
tính nông sinh học mới mà Nông ken 58S không có. Ngoài các dòng EGMS
phát triển từ nguồn Nông ken 58S còn có các dòng 5460S, AnnongS-1 ñược
chọn tạo do lai giữa Indica và Indica; dòng HennongS-1 do lai xa giữa Indica
và lúa dại; dòng Xinguang do lai giữa Indica và Japonica. Các tác giả Zeng
và Zhang khi xử lý dòng Peiai 64S ở các mức nhiệt ñộ khác nhau và chọn lọc
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
8

qua 10 thế hệ ñã chọn ñược các dòng ñồng nguồn từ Peiai 64S, nhưng khác
nhau về ngưỡng nhiệt ñộ chuyển ñổi tính dục: P2364S, P2464S, P2664S,
P2864S [30].
Giống lúa lai hai dòng ñược ñưa ra trồng ñại trà ñầu tiên của Trung
Quốc là Pei ai 64S/Teqing ñã cho năng suất rất cao (ñạt 70 tạ/ha) và ñược
gieo cấy trên diện tích 0,13 triệu ha [39]. Các tổ hợp lúa lai hai dòng ñã cho
năng suất cao hơn lúa lai ba dòng bình quân từ 5 - 10%, chất lượng hạt tốt
hơn, thời gian sinh trưởng ngắn hơn và dễ chuyển ñược ñặc tính chống chịu
sâu bệnh hại tốt hơn [78], [102]. Một số tổ hợp lai hai dòng rất ưu việt như
Hương 125S/Dòng 68 mới ñưa vào sản xuất năm 1999 ñã ñạt tới diện tích
60.000 ha năm 2000, năng suất bình quân 7,5 tấn/ha cao hơn lúa lai “ba dòng”
là 10% [52]. Hầu hết các tổ hợp lai hai dòng ñều cho năng suất cao và phẩm
chất tốt hơn so với các tổ hợp lai ba dòng (Yuan L.P., 1997) [101]. Sự ra ñời
của lúa lai hai dòng ñã mở ra một hướng ñi mới trong lai tạo ñó là lai xa giữa
các loài phụ ñể tạo ra các giống siêu lúa lai.
Chương trình lai xa giữa các loài phụ Indica/Japonica ñược bắt ñầu từ
năm 1987 nhờ sự phát hiện và sử dụng gen tương hợp rộng, mở ra tiềm năng
năng suất cao cho các giống lúa lai hai dòng, năng suất của các tổ hợp này lên
tới hơn 10 tấn/ha trên diện tích ñại trà, cao nhất có thể ñạt 14,8 - 17,1 tấn/ha ở
các tổ hợp Peiai 64S/E32, Peiai 64S/9311 [52], [39].
Hướng nghiên cứu lúa lai “một dòng” là mục tiêu cuối cùng rất quan
trọng trong công tác chọn giống lúa lai với ý tưởng sử dụng thể vô phối
(Apromixis) và cố ñịnh ưu thế lai ñể sản xuất “hạt lai thuần” (True-bred
hybrid rice) (Yuan L.P., 1997) [101]. Lúa lai “một dòng” ñã ñược Trung
Quốc và một số nước như Mỹ, Nhật Bản… nghiên cứu theo hướng chuyển
các gen Apromixis từ cỏ dại sang cây lúa, tạo ra giống ña phôi kết hợp với
chọn giống truyền thống là giải pháp hiệu quả ñể tạo ra giống lúa lai “một
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp

9


dòng” (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002) [52]. Ngoài ra, các nhà khoa học
còn sử dụng một số phương pháp khác như: cố ñịnh ưu thế lai bằng phương
pháp nuôi cấy tế bào soma, duy trì ưu thế lai bằng sử dụng hệ thống “cân bằng
chết”, sử dụng thể vô phối của lúa ña phôi ñể phát triển “lúa lai thuần” [57],
hay các nhà khoa học Trung Quốc còn ñưa ra biện pháp sử dụng lúa chét ñể
cố ñịnh ưu thế lai (Yuan L.P. và Xi Q.F., 1995) [100].
Vấn ñề nghiên cứu lúa lai “một dòng” chưa có kết quả ứng dụng cụ thể,
tuy nhiên có nhiều ñề tài nghiên cứu quan trọng ñang ñược tiến hành như: gây
tạo các dòng bất dục ñực ña phôi với tỷ lệ phôi vô phối cao ñể sản xuất hạt vô
phối, xác ñịnh các gen kiểm soát tính trạng vô phối, phương pháp phân lập vô
phối… ñây là chiến lược phát triển bền vững có cơ sở khoa học và giá trị thực
tiễn cao.
Trung Quốc là nước mở ñường và ñạt ñược nhiều thành tựu to lớn
trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai. Hạt giống lúa lai của Trung
Quốc ñã ñược ñưa sang trồng thử tại IRRI năm 1979, Indonesia, Ấn ðộ năm
1980, Mỹ năm 1983 ñều cho năng suất cao hơn các giống ñịa phương một
cách tin cậy.
Công nghệ sản xuất lúa lai của Trung Quốc ñã ñược ứng dụng rộng rãi
ở nhiều nước trên thế giới. ðã có 17 nước ngoài Trung Quốc nghiên cứu và
sản xuất lúa lai, diện tích trồng lúa lai chiếm khoảng 10% tổng diện tích lúa
và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng lúa toàn thế giới. Lúa lai ñã mở ra
hướng phát triển mới ñể nâng cao năng suất và sản lượng, góp phần giữ vững
an ninh lương thực trên phạm vi toàn cầu [52], [57], [89]. Tại Hội nghị lúa lai
Quốc tế lần thứ tư tổ chức tại Việt Nam ñã tổng kết: Từ năm 1996 ñến năm
2002, diện tích trồng lúa lai ở các nước ngoài Trung Quốc như Việt Nam, Ấn
ðộ, Philippines, Bangladesh, Myanmar…ñã tăng từ 200.000 ha lên 700.000
ha. Một số nước như Indonesia, Mỹ ñã ứng dụng công nghiệp hoá trong vấn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
10


ñề sản xuất hạt giống lúa lai. Theo các nhà khoa học Trung Quốc ñến năm
2002, diện tích lúa lai chiếm 60% diện tích trồng lúa và diện tích lúa lai hai
dòng ñạt 2,67 triệu ha [68].
Thành tựu về lúa lai có thể coi như cuộc cách mạng xanh lần thứ hai
trong nông nghiệp, góp phần ñảm bảo an ninh lương thực thế giới và tăng thu
nhập của người nông dân trong các biện pháp kỹ thuật hiện nay (Leocadio S.,
Sebastian Flordeliza H., Bordey, 2005) [77].
2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai
Ưu thế lai ñã ñược sử dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng. Tuy
nhiên các nhà khoa học chưa ñưa ra ñược một thuyết duy nhất ñể giải thích
hiện tượng ưu thế lai. Hiện nay có nhiều giả thiết ñể giải thích hiện tượng
này [9], [53]. Trong ñó, nhiều tác giả coi ưu thế lai của con lai F
1
là do tương
tác gen giữa các bố mẹ khác nhau tạo ra [53], [55], [98]. Gần ñây với kỹ thuật
lập bản ñồ và phân tích di truyền, Qifa Zhang và Zhikang Li (2001) ñã khẳng
ñịnh cơ sở di truyền của ưu thế lai ñời F
1
là do tác ñộng dị hợp tử trên các
locus ñơn và tác ñộng qua lại giữa tính trội và siêu trội [39].
2.2.1. Thuyết tính siêu trội
Thuyết này do Shull và East (1908) ñề xuất. Các tác giả cho rằng ưu thế
lai do tính dị hợp gây nên. Ở trạng thái dị hợp tử theo các allen, mỗi gen trội và
lặn ñều giữ một chức năng khác nhau do sự phân hoá khác nguồn của các
alen. Do tác ñộng tương hỗ, 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 các loại mang

allen ñồng hợp tử [57]. Với giả thiết này thì con lai càng có ñộ dị hợp cao thì
ưu thế lai càng lớn, giảm ñộ dị hợp tử thì cũng giảm ưu thế lai.
Sơ ñồ: a
1
a
1
< a
1
a
2
> a
2
a
2
; aa < Aa > AA


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
11


2.2.2. Thuyết tính trội
Do Davenport (1908), Bruce (1910), Keeble và Pellew (1910) ñề xuất.
Theo thuyết này thì tính trội ñược hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh
vật. Các gen trội có lợi lấn át các gen lặn có hại gây hiệu quả xấu. Có nghĩa là
gen trội át chế tác ñộng gây hại của gen lặn tương ứng cùng locus trên nhiễm sắc
thể tương ñồng. Ưu thế lai là kết quả của sự tác ñộng tương hỗ giữa các gen
trội khác nhau, con lai càng có nhiều allen trội thì ưu thế lai càng cao [39],
[42], [52], [91].
♀ ♂

AAbb x aaBB

F
1
: AaBb
F
1
: AaBb tốt hơn AAbb, aaBB do A > a; B > b (gen trội ức chế gen lặn)
2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền
Do Turbin ñưa ra năm 1971. Thuyết cân bằng di truyền cho rằng ưu thế
lai là một hiện tượng về tính ưu thế của con lai ñối với mức ñộ phát dục của
tính trạng này hay tính trạng khác so với bố mẹ. Ngoài ra, thuyết cân bằng di
truyền ñặc biệt chú ý ñến quan ñiểm giải thích cơ chế ñiều hoà di truyền sự
phát dục của các tính trạng và làm sáng tỏ mối quan hệ nhân quả giữa các
nhân tố di truyền với các tính trạng ñược kiểm soát. Theo 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 thích ứng với ñiều kiện sống. Khi ñem lai hai cơ thể có
hai kiểu cân bằng di truyền khác nhau trong loài, trạng thái cân bằng mới
ñược thiết lập, có thể là cân bằng di truyền mới tốt hơn thì sẽ xuất hiện những
tính trạng mới tốt hơn bố mẹ và ngược lại thì con lai có ưu thế lai thấp hơn so
với bố mẹ [52], [53], [57], [91].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
12


Ưu thế lai không chỉ bị chi phối bởi các gen nhân mà còn liên quan tới
các gen trong tế bào chất. Theo nghiên cứu của một số nhà khoa học, ở một
vài tổ hợp biểu hiện ưu thế lai ở con lai lai F
1
khi lai thuận và lai nghịch là

không giống nhau. Lúa lai ñược gây tạo nhờ kết hợp kiểu gen nhân với nền tế
bào chất khác nhau cũng bộc lộ các mức ñộ ưu thế lai khác nhau. Tác ñộng
của các gen nhân mạnh hơn sơ với các gen tế bào chất và tương tác giữa các
allen trong nhân là nhân tố chính tạo ra ưu thế lai.
Theo Yuan Long Ping và nhiều tác giả khác ñã rút ra nhận xét có tính
quy luật về năng suất của các con lai giữa các loài phụ như sau:
Indica/Japonica > Indica/Javanica > Japonica/Javanica > Indica/Indica >
Japonica/Japonica. ðiều ñó có nghĩa là bố mẹ càng khác xa nhau về mặt di
truyền thì ưu thế lai thể hiện càng cao nhưng dễ dẫn ñến hiện tượng bất dục
và bán bất dục do tương tác gen nhân và tế bào chất [51], [78], [91], [101].
2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa
Ưu thế lai xuất hiện ngay từ khi hạt mới nảy mầm cho ñến khi hoàn
thành quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Sự biểu hiện của ưu thế lai
ở các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực (Nguyễn Văn
Hiển, 2000) [12]. Sự biểu hiện ấy có thể ñược quan sát ở các tính trạng hình
thái, ñặc tính sinh lý, hóa sinh, năng suất, chất lượng, khả năng thích ứng và
chống chịu
2.3.1. Ưu thế lai ở hệ rễ
Các kết quả nghiên cứu ñã xác nhận rằng ở con lai F
1
số lượng rễ ra
sớm, ra nhiều, nhanh, ăn sâu và lan rộng hơn bố mẹ chúng. Chất lượng rễ
ñược ñánh giá thông qua ñộ dày của rễ, trọng lượng khô, số lượng rễ phụ, số
lượng lông hút và hoạt ñộng hút chất dinh dưỡng từ rễ lên cây (Anonymous
1977; Tian và cộng sự 1980 ) [57].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
13


Nhiều nghiên cứu cũng ñã ñề cập ñến sự phát triển và hoạt ñộng mạnh

của hệ rễ lúa lai (Akitas, 1998; Anandakumas CR và Srurangasumy SR, 1984;
Ekanayake IJ và cộng sự, 1986). Chính vì thế mà lúa lai có tính thích ứng
rộng với những ñiều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, phèn mặn [57], [59],
[63], [66]. Hệ rễ của lúa lai hoạt ñộng mạnh ngay từ khi cây lúa bắt ñầu nảy
mầm, ñẻ nhánh ñến khi lúa chín, vì vậy người ta ñã nghiên cứu lợi thế này ñể
làm lúa chét trên ruộng trồng lúa lai thương phẩm.
2.3.2. Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh:
ða số các giống lai hiện nay ñều có ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh.
Con lai F
1
ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ nhánh mạnh, ñẻ tập trung và có tỷ lệ nhánh
hữu hiệu cao [57]. ðặc ñiểm ñẻ nhánh khoẻ không chỉ ở cây lai F
1
mà còn
ñược thể hiện ở ngay dòng A. Các dòng A như Zhenshan 97A, U1A, BoA,
Kim 23A, II-32A ñẻ sớm (từ khi xuất hiện lá thứ 4) và ñẻ ñều trên tất cả các
mắt nên thường chỉ sau khi cấy 20 ngày các dòng A ñã ñẻ từ 10 - 15 nhánh
trong khi các dòng B tương ứng chỉ ñẻ 5 - 10 nhánh. Nghiên cứu của P.R.
Jennings và cộng sự (1979) ñối với lúa thường cho rằng số nhánh ñẻ của một
cá thể di truyền số lượng, có hệ số di truyền từ thấp ñến trung bình. Các
nghiên cứu khác cho rằng ña số giống lúa cổ truyền có khả năng ñẻ nhánh
khoẻ, khi lai chúng với các dạng lùn ñể rút ngắn chiều dài thân thường không
làm giảm khả năng ñẻ nhánh mà còn làm tăng lên. Nếu 1 trong 2 bố mẹ có
khả năng ñẻ nhánh khoẻ thì con lai ñẻ khoẻ và ở các thế hệ phân ly sẽ xuất
hiện những cá thể ñẻ khoẻ với tần số cao.
2.3.3. Ưu thế lai về chiều cao cây
Chiều cao cây là một tính trạng số lượng do ña gen kiểm soát. Nhiều
công trình nghiên cứu công bố rằng ưu thế lai về chiều cao cây ở lúa thường
biểu hiện hiệu ứng dương với giá trị thấp hoặc hiệu ứng trung gian (hiệu ứng
cộng). Chiều cao cây của lúa lai cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào ñặc

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
14


ñiểm của bố mẹ. Tùy từng tổ hợp, chiều cao cây của F
1
có lúc biểu hiện ưu thế
lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố mẹ, có lúc xuất hiện ưu thế lai âm. Vì
chiều cao cây có liên quan tới tính chống ñổ trên ñồng ruộng nên khi chọn bố
mẹ phải chú ý chọn các dạng nửa lùn ñể con lai có dạng cây nửa lùn [57].
2.3.4. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng
Lin và Yuan (1980) cho rằng ña số con lai F
1
có thời gian sinh trưởng
khá dài và thường dài hơn bố mẹ sinh trưởng dài nhất. Xu và Wang (1980) ñã
xác nhận thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh
trưởng của dòng bố. Một số kết quả nghiên cứu khác xác ñịnh thời gian sinh
trưởng của con lai gần giống thời gian sinh trưởng của dòng bố hoặc dòng mẹ
chín muộn (Ponnuthurai, 1984). Theo Nguyễn Thị Trâm và cộng sự (1994) thì
thời gian sinh trưởng của con lai F
1
hệ ba dòng dài hơn cả dòng mẹ và dòng
phục hồi ở cả 2 vụ trong năm.
2.3.5. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý
Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng
diệp lục trên một ñơn vị diện tích lá cao do ñó hiệu suất quang hợp cao. Trái
lại cường ñộ hô hấp của lúa lai thấp hơn lúa thường. Con lai F
1
có cường ñộ
quang hợp cao hơn dòng bố khoảng 35%, cường ñộ hô hấp thấp hơn lúa

thường từ 5 - 27%, con lai có ưu thế lai trung bình và ưu thế lai thực cao hơn
ñáng tin cậy ở chỉ tiêu tích lũy chất khô và chỉ số thu hoạch.
Hiệu suất tích lũy chất khô của lúa lai có ưu thế hơn hẳn lúa thường
nhờ vậy mà tổng lượng chất khô trong một cây tăng, trong ñó lượng vật chất
tích lũy vào bông hạt tăng mạnh còn tích luỹ vào các cơ quan sinh dưỡng như
thân lá lại giảm mạnh (Kasura K., 2007) [73].
Kim (1985, Ponnuthurai và cộng sự (1984), Virmani (1981) ñã xác
ñịnh con lai có ưu thế lai thực và ưu thế lai giả ñịnh cao hơn ñáng tin cậy ở
chỉ tiêu tích lũy chất khô và chỉ số thu hoạch. Lin và Yuan (1980), Wang và
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp
15


Yoshida (1984) cho rằng sức sinh trưởng của con lai mạnh hơn hẳn bố mẹ ở
thời kỳ ñầu của quá trình sinh trưởng.
2.3.6. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh hoá
Kết quả nghiên cứu của Chao (1972) công bố rằng có ưu thế lai dương
về hàm lượng protein ở con lai F
1
thuộc nhóm Japonica chín sớm nhưng
không xuất hiện ở lúa Indica hay nhóm Japonica chín muộn. Theo Juliano
B.O. (1993), các nhà chọn giống ñã có nhiều cố gắng ñể nâng cao hàm lượng
protein trong các giống lúa mới nhưng ít thành công, bởi vì sự di truyền tính
trạng protein trong hạt gạo rất phức tạp và chịu sự chi phối mạnh mẽ bởi ñiều
kiện môi trường. Ở lúa lai có sự vận chuyển các chất về hạt nhiều hơn, hoạt
ñộng tổng hợp tinh bột từ ngày thứ sáu sau khi trỗ tới ngày thứ hai mươi sau
trỗ của lúa lai cao hơn nhiều so với lúa thuần, còn hoạt tính men ở lúa thuần
bắt ñầu giảm từ ngày thứ mười một sau trỗ.
2.3.7. Ưu thế lai về khả năng chống chịu
Con lai F

1
có khả năng chống chịu với những ñiều kiện bất thuận: lạnh,
hạn, ngập, mặn, chua Sức chịu lạnh của lúa lai cao ở thời kỳ mạ tuy nhiên
lại chịu lạnh kém ở thời kỳ chín sáp [74]. Lúa lai có khả năng tái sinh chồi và
khả năng chịu nước sâu cao (Sirajul Islam, 2007) [86]. Một số công trình
nghiên cứu còn cho thấy lúa lai có xu thế vượt trội về tính chịu mặn, chịu
chua và chịu hạn (Akbar M. và Yabuno T.T., 1975; Chauhan J.C. và cộng sự,
1978); có khả năng chống chịu với một số loại sâu bệnh như rầy nâu, ñạo ôn,
bạc lá và thích ứng nhiều vùng sinh thái (Senadhira, 1987). Ở Việt Nam, một
số tác giả ñã công bố các giống lúa lai có ưu thế về tính chống ñổ, chịu rét,
kháng ñạo ôn, khô vằn và khả năng thích ứng rộng [51], [52]. Các nhà chọn
giống ñã tạo ñược giống lúa lai kháng bạc lá cao như Việt Lai 24 (Nguyễn
Văn Hoan, 2007) [17], chịu nóng, chịu chua mặn, chịu ñất xấu khá hoặc một