Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng phân bón và mật độ cấy đến năng suất lúa lai thương phẩm TH-35 tại hưng yên

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





LƯƠNG THẾ ANH



NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG PHÂN BÓN
VÀ MẬT ðỘ CẤY ðẾN NĂNG SUẤT LÚA LAI
THƯƠNG PHẨM TH3 - 5 TẠI HƯNG YÊN







LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP



Chuyên ngành : Trồng trọt
Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học
:
TS. TRẦN VĂN QUANG




HÀ NỘI – 2012
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

i

LỜI CAM ðOAN

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

Hà Nội tháng năm 2012
Tác giả luận văn


LƯƠNG THẾ ANH
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Văn Quang-Trưởng
Bộ môn Di truyền và chọn Giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp
Hà Nội ñã tận tình hướng dẫn ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc Công Ty CP giống cây trồng
Hưng Yên ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập
nghiên cứu của mình.
Tôi xin cảm ơn các anh chị em cán bộ kỹ thuật của Công Ty CP giống cây
trồng Hưng Yên 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 tháng năm 2012
Tác giả luận văn


LƯƠNG THẾ ANH

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


iii

MỤC LỤC
Trang

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ vii
1. MỞ ðẦU 1

1.1. ðặt vấn ñề 1

1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 3

1.2.1. Mục ñích 3

1.2.2 Yêu cầu của ñề tài 3

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 4

1.3.1. Ý nghĩa khoa học 4

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn 4

1.4. Giới hạn của ñề tài 4

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài nước 5

2.1.1. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới 5

2.1.2. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước 9

2.2. Cơ sở khoa học của hiện tượng ưu thế lai 13

2.2.1. Cơ sở lý thuyết 13

2.2.2. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 14

2.3. Các phương pháp chọn giống lúa ưu thế lai 20

2.3.1. Phương pháp chọn tạo giống lúa lai ba dòng 21

2.3.2. Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hai dòng 23

2.4. Biện pháp kỹ thuật thâm canh lúa lai 25

2.4.1. ðặc ñiểm sinh trưởng của lúa lai 25

2.4.2. ðặc ñiểm sử dụng dinh dưỡng của lúa lai 28

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


iv

2.5. ðánh giá thực trạng tình hình sản xuất lúa lai tại Hưng Yên từ
Năm 2008 – 2012. 34

3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

3.1. Vật liệu nghiên cứu 35

3.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 35

3.2.1. ðịa ñiểm 35

3.2.2. Thời gian 35

3.3. Nội dung nghiên cứu 35

3.4. Phương pháp nghiên cứu 35

3.5. Các chỉ tiêu theo dõi 38

3.5.1. Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng 38

3.5.2. ðặc ñiểm nông sinh học 38

3.5.4. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh 39

3.5.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 40

3.6. Phương pháp ñánh giá các chỉ tiêu theo dõi 41

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

4.1. ðặc ñiểm nông sinh học của giống lúa lai TH3-5 trong vụ Xuân 2011 42

4.1.1. Một số ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển giai ñoạn mạ 42

4.1.2. Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của giống TH3-5 42

4.1.3. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng thái tăng
trưởng chiều cao của giống TH3-5 44

4.1.4. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng thái ñẻ
nhánh của giống lúa lai TH3-5 46

4.2. ðặc ñiểm nông sinh học của giống TH3-5 trong vụ Mùa năm 2011 57

4.3. Kết quả trình diễn lúa lai hai dòng TH3-5 tại một số ñịa phương 73

5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 77

5.1. Kết luận 77

5.2. ðề nghị 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC 85
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


v

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT Tên bảng Trang


Bảng 4.1. Ảnh hưởng của mật ñộ cấy và liều lượng phân bón ñến
các giai ñoạn sinh trưởng của TH3-5 trong vụ Xuân 2011
(ngày) 43

Bảng 4.2. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến tăng
trưởng chiều cao của giống TH3-5 trong vụ Xuân 2011 45

Bảng 4.3. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng
thái ñẻ nhánh của giống TH3-5 trong vụ Xuân 2011 47

Bảng 4.4. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng
thái ra lá của TH3-5 trong vụ Xuân 2011 49

Bảng 4.5. Một số ñặc ñiểm nông sinh học của TH3-5 trong vụ Xuân
2011 51

Bảng 4.6. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến tình
hình phát sinh phát triển sâu, bệnh trên giống TH3-5
trong vụ Xuân 2011 53

Bảng 4.7. Ảnh hưởng của mật ñộ và lượng phân bón ñến năng suất
và các yếu tố cấu thành năng suất của giống TH3-5 (vụ
Xuân 2011) 55

Bảng 4.8. Ảnh hưởng của mật ñộ cấy và liều lượng phân bón ñến
các giai ñoạn sinh trưởng của TH3-5 trong vụ Mùa năm
2011 (ngày) 57

Bảng 4.9. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến tăng
trưởng chiều cao của giống TH3-5 trong vụ Mùa 2011 59

Bảng 4.10. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng
thái ñẻ nhánh của giống TH3-5 trong vụ Mùa 2011 61

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


vi

Bảng 4.11. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến ñộng
thái ra lá của giống TH3-5 trong vụ Mùa 2011 63

Bảng 4.12. Một số ñặc ñiểm nông sinh học của TH3-5 trong vụ Mùa
2011 65

Bảng 4.13. Ảnh hưởng của mật ñộ và liều lượng phân bón ñến tình
hình phát sinh phát triển sâu, bệnh trên TH3-5 trong vụ
Mùa 2011 69

Bảng 4.14. Ảnh hưởng của mật ñộ và lượng phân bón ñến năng suất
và các yếu tố cấu thành năng suất của giống TH3-5 (vụ
Mùa 2011) 72

Bảng 4.15. ðặc ñiểm của TH3-5 tại một số ñiểm trình diễn (vụ Mùa
2011) 75

Bảng 4.16. ðặc ñiểm của TH3-5 tại một số ñiểm trình di

ễn
(vụ Xuân 2012) 76



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


vii

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ

STT Tên ñồ thị Trang


ðồ thị 4.1. ðộng thái tăng trưởng chiều cao của TH3-5 tại các công thức 46

ðồ thị 4.2. ðộng thái ñẻ nhánh của TH3-5 tại các công thức 48

ðồ thị 4.3. ðộng thái ra lá của TH3-5 tại các công thức 50

ðồ thị 4.4. ðộng thái tăng trưởng chiều cao của TH3-5 tại các công thức 60

ðồ thị 4.5. ðộng thái tăng trưởng số nhánh của TH3-5 tại các công thức 62

ðồ thị 4.6 ðộng thái ra lá của TH3-5 tại các công thức 64

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


1

1. MỞ ðẦU

1.1. ðặt vấn ñề
Cây lúa (Oryra sativa L.) là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên
thế giới: Lúa gạo, lúa mỳ và ngô. Sản phẩm lúa gạo là nguồn lương thực nuôi
sống hơn một nửa dân số trên thế giới nhất là ở các nước châu Á, châu Phi và
châu Mỹ La tinh.
ðể ñảm bảo cho cuộc sống con người trước tiên là ñủ lương thực rồi
ñến xoá ñói giảm nghèo thì việc tăng lượng lương thực nói chung và lúa gạo
nói riêng là nhiệm vụ sống còn của mỗi quốc gia. Song, vấn ñề ñặt ra hiện nay
là trong khi dân số thế giới tiếp tục gia tăng thì diện tích ñất dành cho việc
trồng lúa lại không tăng, nếu không muốn nói là giảm theo thời gian. Trong
bối cảnh ñó, vấn ñề lương thực ñược ñặt ra như một mối ñe dọa ñến an ninh
và ổn ñịnh của thế giới trong tương lai. Theo dự ñoán của các chuyên gia về
dân số học, nếu dân số thế giới tiếp tục gia tăng với tốc ñộ như hiện nay trong
vòng 20 năm tới thì sản lượng lúa gạo phải tăng 80% mới ñáp ứng ñủ cho nhu
cầu lương thực cho người dân. Trong ñiều kiện khó khăn ñó người ta phải suy
nghĩ ñến một chiến lược ñể tăng sản lượng lúa gạo.
Ở Việt Nam sản xuất lúa nước vẫn là một ngành quan trọng, truyền
thống trong nền nông nghiệp. Sản xuất lúa gạo ñã, ñang và sẽ tiếp tục là một
hướng ñể ñảm bảo an ninh lương thực.
Cây lúa phù hợp với ñiều kiện ñất ñai, khí hậu của Việt Nam và là cây
trồng chính trong hệ thống canh tác của hầu hết các vùng trong cả nước. Sản
xuất lúa gạo cũng là nghề truyền thống của nông dân Việt Nam. Tầm quan
trọng của nó ñược ghi nhận thông qua các nghi lễ và lễ hội truyền thống ñậm

ñà bản sắc dân tộc của các vùng quê Việt Nam.
Từ năm 1981, khi chuyển từ nền kinh tế kế hoạch hoá sang nền kinh tế
thị trường ñịnh hướng của nhà nước. Ngành nông nghiệp ñã phát triển nhanh
chóng với tốc ñộ 4,1-4,5% trên năm. Nhân tố chính tác ñộng ñến tăng trưởng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


2

trong ngành nông nghiệp là ngành sản xuất lúa gạo. Sản xuất lúa tăng hơn
6,5%/năm trong giai ñoạn 1980-1990, ñạt 6,9%/năm trong giai ñoạn 1990-
2000 và 7,1%/năm trong giai ñoạn 2000-2005. Năng suất lúa tăng từ 2,02
tấn/ha (1976-1980) lên 2,78 tấn/ha (1985), 3,19 tấn/ha (1995), 4,25 tấn/ha
(2000), 4,89 tấn/ha (2005) và 5,3 tấn/ha (2009). Tổng sản lượng lúa cũng tăng
tương ứng từ 19,2 triệu tấn năm 1990 lên 25,0 triệu tấn năm 1995, ñạt 32,5
triệu tấn năm 2000, ñạt 35,8 triệu tấn năm 2005 và 36,8 triệu tấn năm 2009.
Như vậy, Việt Nam ñã chuyển từ một nước sản xuất tự cung tự cấp,
thiếu ñói sang một nước ñảm bảo an ninh lương thực và vươn lên trở thành
nước xuất khẩu gạo ñứng thứ hai thế giới với sản lượng xuất khẩu hàng năm từ
4-5 triệu tấn gạo. Tuy nhiên, trong tương lai Việt Nam cần sản xuất lương thực
ñể ñáp ứng nhu cầu tăng dân số. Dân số Việt Nam ñã tăng 73% trong giai ñoạn
1960-1990 và dự kiến tăng 62% trong ba thập kỷ tới. Theo dự báo của Ngân
hàng thế giới (WB) ñến năm 2025 dân số Việt nam sẽ ñạt khoảng 116 triệu
người và tiếp tục tăng với tốc ñộ 1,1% năm, lúc ñó Việt Nam sẽ cần khoảng
33,6 tấn lương thực qui thóc ñể ñảm bảo nhu cầu trong nước thêm vào ñó là 4-
5 triệu tấn gạo phục vụ cho xuất khẩu hàng năm. ðây là thách thức rất lớn cho
ngành nông nghiệp Việt Nam.
Nằm phía nam ñồng bằng sông Hồng, Hưng Yên là tỉnh trọng ñiểm sản
xuất lúa gạo của vùng này. Năng suất lúa bình quân trong tỉnh ñứng hàng ñầu
cả nước với sản lượng lúa trong những năm qua ñạt xấp xỉ 1,0 triệu tấn/năm.

Bên cạnh ñó, Hưng Yên là tỉnh ñi tiên phong trong việc nghiên cứu, khảo
nghiệm, ứng dụng gieo cấy các tổ hợp lúa lai có năng suất và chất lượng
ñược chọn tạo trong nước ñem lại hiệu quả cho nông dân và tránh bị ñộng, giá
thành cao khi phải nhập nội.
ðể ñảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh chuyển một phần diện
tích canh tác lúa sang cây trồng khác và sản xuất công nghiệp, ñô thị, dịch
vụ thì tất yếu phải sử dụng các tổ hợp lúa lai có năng suất cao vào sản xuất
mới ñảm bảo sản lượng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


3

Hiện nay các tổ hợp lúa lai hai dòng ñược các nhà khoa học trong nước
chọn tạo ñang tỏ ra có ưu thế về nhiều mặt như: năng suất cao, ổn ñịnh, dễ sản
xuất và phù hợp cho chuyển ñổi cơ cấu giống cây trồng ba vụ. Một số tổ hợp
lai hai dòng như: TH3-3, TH3-4, TH3-5, VL20 ñang ñược nông dân ưa
chuộng thể hiện ổn ñịnh và phù hợp nhiều vùng sinh thái ñã ñáp ứng ñược
một phần nhu cầu của người dân trong tỉnh. Song với nhưng ưu việt nổi bật
trên thì cây lúa lai nói riêng trên ñịa bàn tỉnh có một số tồn tại: Qua thực tế
ñiều tra quy trình chăm sóc lúa lai của ñại ña số bà con nông dân ñược hỏi tại
các huyện, xã, thôn ñã có nhiều sai khác ñặc biệt là kỹ thuật bón phân, liều
lượng bón, thời gian bón… Kết quả cụ thể cho thấy năng suất lúa lai không
cao hơn lúa thuần là bao, ñạt từ 65-67tạ/ha (Năm 2008-2009) và 68,2 tạ/ha
(Năm 2010) mà trong khi ñó năng suất bình quân của lúa lai trung bình ñạt từ
80-90tạ/ha. Vì vậy việc tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện qui trình thâm canh
lúa lai thương phẩm giống lúa lai hai dòng mới có năng suất và chất lượng tốt
phù hợp với vùng sinh thái của tỉnh là hướng ñi hết sức ñúng ñắn và cần thiết.
Từ bối cảnh nêu trên chúng tôi tiến hành thực hiện ñề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của lượng phân bón và mật ñộ cấy ñến năng suất lúa lai thương

phẩmTH3-5 tại Hưng Yên “
1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài
1.2.1. Mục ñích
ðánh giá ảnh hưởng của lượng phân bón và mật ñộ cấy ñến năng suất
của giống lúa lai thương phẩm TH3-5 tại Hưng Yên ñể từ ñó thiết lập quy
trình canh tác giống lúa lai này tại tỉnh Hưng Yên.
1.2.2 Yêu cầu của ñề tài
ðánh giá ñược một số ñặc ñiểm nông sinh học, ñặc ñiểm hình thái, mức
ñộ nhiễm sâu bệnh và năng suất của giống lúa lai TH3-5 tại các mật ñộ cấy,
mức phân bón khác nhau trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2011 tại Hưng Yên.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


4

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả của ñề tài sẽ góp phần ñịnh hướng cho các nhà chọn tạo giống
tiến hành nghiên cứu, sản xuất giống lúa lai hai dòng thương phẩm và rút
ngắn thời gian trong việc xác ñịnh chế ñộ dinh dưỡng cho lúa lai hai dòng phù
hợp với tỉnh Hưng Yên.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của ñề tài sẽ góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật chăm sóc
giống lúa lai cho nông dân sản xuất lúa, mở rộng diện tích gieo cấy lúa lai hai
dòng, tăng sản lượng lương thực và thu nhập cho người dân trong tỉnh.
1.4. Giới hạn của ñề tài
Do thời gian có hạn nên chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu trên một
giống lúa lai hai dòng TH3-5, ñược lai tạo trong nước và thực hiện tại Công ty
Cổ phần giống cây trồng Hưng Yên và một số huyện trong tỉnh Hưng Yên.

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


5

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài nước
2.1.1. Nghiên cứu và 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 [38].
Lúa ưu thế lai (ƯTL), gọi tắt là lúa lai là các giống lúa ñược sản xuất

bằng hạt lai F1 do lai giữa một dòng làm mẹ (nhận phấn) và một dòng làm bố
(cho phấn) ñể tạo ra hạt lai. Hạt lai mang bản chất di truyền của hai dòng bố
và mẹ (kiểu gen 1/2 của dòng bố, 1/2 của dòng mẹ), nhưng kiểu hình biểu
hiện ñồng nhất, có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh khoẻ,
thích ứng rộng. Do kiểu hình chỉ biểu hiện ñồng nhất ở thế hệ F1 nên khác với
lúa thường, lúa lai chỉ sử dụng hạt giống một lần mới cho ƯTL cao, không thể
gieo lại lần thứ hai vì ở thế hệ này các cá thể phân ly ña dạng [32].
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). Năm 1763,
Kolreuter (người Nga gốc ðức) ñã phát hiện ñược ưu thế lai ở cây thuốc lá
khi trồng thuốc lá Nga cạnh ruộng thuốc lá Pêru. Vào những năm 1866-1867
Darwin sau khi nghiên cứu những biến dị của thực vật tự thụ phấn và giao
phấn ñã chỉ ra rằng ở ngô có ƯTL. ðầu thế kỷ XX, ƯTL của ngô ñược nghiên
cứu và sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Sau ñó, con người ñã khai thác ƯTL
ở cây bắp cải, hành tây, cà chua, bông, lúa v.v.[32].
Năm 1926, J.W. Jones (nhà thực vật học người Mỹ) lần ñầu tiên báo
cáo về sự xuất hiện ƯTL trên những tính trạng số lượng và năng suất lúa.
Tiếp sau ñó, có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ƯTL về
năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977; Li, 1977; Lin
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


6

và Yuan L.P., 1992). 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
[47], [49].

Nhiều nhà khoa học ñã nghiên cứu khá sớm nhằm tìm cách sản xuất hạt
giống lúa lai như các nhà khoa học Ấn ðộ Kadam (1937), Amand và Murti
(1968), Ricsharia (1962), Swaminathan và cộng sự (1972); các nhà khoa học
Mỹ Stansel và Craijmiles (1966), Cranahan và cộng sự (1972), các nhà khoa
học Nhật Bản như Shinjyo và Omura (1966), các nhà khoa học tại viện
nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) như Athwal và Virmani S.S. (1996) và nhiều
nhà khoa học ở nhiều nước khác. Song họ chưa tìm ra phương pháp thích hợp
ñể sản xuất hạt lai nên họ ñã không thành công. [32].
Những năm ñầu của thập kỷ 60, Yuan L.P. (Trung Quốc) ñã cùng ñồng
nghiệp phát hiện ñược cây lúa dại bất dục trong loài lúa dại (Oryza Fatua
Spontanea) tại ñảo Hải Nam. ðó là các dòng vật liệu ñặc biệt sau: Dòng bất
dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility: CMS, dòng A),
dòng duy trì tính bất dục ñực (Maintainer, dòng B), dòng phục hồi tính hữu
dục (Restorer, dòng R) [24].
Sau 9 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc ñã hoàn thiện
công nghệ nhân dòng bất dục ñực, công nghệ sản xuất hạt lai và ñưa ra
nhiều tổ hợp lai có năng suất cao ñầu tiên như Nam Ưu số 2, San Ưu số
2, Uỷ ưu số 6.
Năm 1973 ñã công bố nhiều dòng A (CMS), dòng B tương ứng và
dòng R, ñánh dấu sự ra ñời của hệ thống lai “ba dòng”, ñã mở ra bước ngoặt
trong lịch sử sản xuất và thâm canh cây lúa với giống lúa ưu thế lai và công
nghệ sản xuất hạt giống lúa lai.
Trung Quốc là nước ñầu tiên trên thế giới thành công trong việc sản
xuất hạt lai F
1
của 3 dòng bố mẹ. Khai thác ưu thế lai ở lúa thành công ở
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


7

Trung quốc từ giữa những năm 70 của thế kỷ XX, góp phần ñảm bảo an ninh
lương thực cho quốc gia có hơn một tỷ dân chiếm trên 22% dân số thế giới.
Tiến bộ kỹ thuật lúa lai ñược coi như mở ñầu cuộc cách mạng xanh lần thứ
hai trong nông nghiệp, ñã ñưa năng suất lúa tăng bình quân 20-30% so với
giống lúa nửa lùn cải tiến. Lúa lai không chỉ mở ra một tiềm năng phá thế
“kịch trần “ về năng suất lúa và mở rộng diện tích nhanh chóng ở Trung quốc,
mà còn phát triển mạnh mẽ ở các quốc gia trồng lúa khác như Ấn ñộ,
Philippin, Việt Nam…[24].

Năm 1976, diện tích lúa lai ba dòng của Trung Quốc ñạt 140.000 ha,
năng suất bình quân là 6,9 tấn/ha. 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 (Yuan L.P, 2002). 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 S.S.1991) [44] [50],

Nhờ mở rộng diện tích gieo cấy lúa lai nhanh chóng, nên mặc dù diện
tích lúa của Trung Quốc ñã giảm ñi một cách rõ rệt từ 36,5 triệu ha năm 1975
xuống còn 30,5 triệu ha năm 2000 nhưng sản lượng lúa tăng lên ñáng kể theo
các năm từ 128,726 triệu tấn (1975) lên 190,111 triệu tấn (2000), trong ñó
ñóng góp của lúa lai (tính ñến năm 1990) ñã làm tăng thêm 300 triệu tấn thóc,
nhờ vậy mà Trung Quốc vẫn có thể nuôi hơn 1 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 trên thế
giới). Chương trình lúa lai ñã góp phần ñẩy nhanh tốc ñộ tăng năng suất lúa
từ 3,5 tấn / ha lên 6,2 tấn / ha trong khoảng thời gian 25 năm. [48].
Malaixia, năm 1984 ñã bắt ñầu nghiên cứu lúa lai và ñã thu ñược năng
suất cao hơn giống truyền thống như IR5852025A/IR54791-19-2-3R ñạt năng

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


8

suất 4,86 tấn/ha so với giống lúa MR84 là cao hơn 58,6%; IR62829A/IR46R
có năng suất cao hơn MR84 là 26,1%, ñã chọn tạo ñược một số dòng CMS
ñịa phương như MH805A, MH1813A, MH1821A. ðến năm 1999, Malaixia
ñã xác ñịnh ñược 131 dòng phục hồi ñể sản xuất hạt lai. Những khó khăn
chính trong việc nghiên cứu lúa lai ở Malaixia là ñộ bất dục hạt phấn không
ổn ñịnh, thiếu nguồn CMS, khả năng lai xa thấp và yêu cầu lượng hạt giống
còn cao ñể ñáp ứng cho kỹ thuật gieo thẳng.[24].
Indonesia, theo Suprihetno B và cs (1994) nghiên cứu và phát triển lúa
lai bắt ñầu từ năm 1983 và ñánh giá sử dụng nhiều dòng CMS vào chương
trình chọn tạo lúa lai. Năm 1979, IRRI ñã tiến hành nghiên cứu lúa lai một
cách hệ thống [24].
Từ năm 1980-1985 ñã có 17 quốc gia nghiên cứu và sản xuất lúa lai.
Diện tích gieo trồng lúa lai ñạt tới 10% tổng diện tích lúa toàn thế giới chiếm
khoảng 20% tổng sản lượng.
Từ năm 1970-1980, Ấn ðộ ñã nghiên cứu về lúa lai và ñược tiến hành ở
các trường ñại học, các viện nghiên cứu. ðến năm 1989, chương trình nghiên
cứu lúa lai mới ñược phát triển. Năm 1990-1997, Ấn ðộ ñã công nhận 16
giống lúa quốc gia và ñưa vào sản xuất ñại trà như các giống APHR1, MGR1
và KRH1. Trong các thí nghiệm ñồng ruộng, các tổ hợp lai này cho năng suất
cao hơn các giống lúa thuần từ 16-40% [24].
Bên cạnh 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 (Virmani, 1996; Zhou CS, 2000) [45],[54].
Khai thác ưu thế lai hệ hai dòng có nhiều ưu ñiểm hơn hệ ba dòng.

Theo Zhang N .Y. (1996) hệ thống lai hai dòng có ưu ñiểm là [52]:
- Không cần dòng duy trì bất dục
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


9

- Khả năng tìm dòng cho phấn tốt là rất lớn
- Năng suất hạt lai của dòng mẹ luôn cao hơn dòng CMS
- Không chịu tác ñộng xấu của hiện tượng nghèo nàn về di truyền như
các dòng CMS.
Năng suất lúa lai hai dòng tại Trung quốc ñã vượt lúa lai 3 dòng bình
quân 10%. Do vậy chiến lược phát triển lúa lai tại Trung quốc trong những
năm ñầu thế kỷ XXI là phát triển hệ thống lúa lai hai dòng ñặc biệt là lai giữa
các loài phụ.
Lúa lai hai dòng ở Trung quốc ñược ñưa vào sản xuất ñại trà từ năm
1995. Thời gian ñầu tốc ñộ mở rộng diện tích còn chậm do chưa tìm ñược các
tổ hợp có ưu thế lai cao. Thành công của Trung tâm nghiên cứu và phát triển
lúa lai quốc gia Trung quốc trong việc tạo ra các tổ hợp siêu lúa lai ñã giúp
cho việc mở rộng diện tích lúa lai hai dòng rất nhanh chóng. Theo báo cáo của
Yuan Long Ping tại hội nghị lúa lai quốc tế 5/2002 diện tích lúa lai hai dòng
năm 2000 ở Trung quốc là 0,24 triệu ha với năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha.
Năm 2001 ñã mở rộng tới 1,2 triệu ha với năng suất bình quân là 9,2 tấn/ha.
Nhiều tổ hợp siêu lúa lai hệ hai dòng ñược ñưa vào sản suất trong ñó có
những ñiển hình năng suất lên ñến 19,5 tấn/ha/vụ (tổ hợp lai Peiai 64S/E32
năm 1999 ñạt 17,1 tấn/ha/vụ, năm 2001 ñạt 19,1 tấn/ha/vụ) [39],[50].
2.1.2. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước
Việt Nam bắt ñầu nghiên cứu lúa lai vào những năm ñầu thập kỷ 80 tại
Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, tiếp ñó là ở Viện lúa ðồng
bằng sông Cửu Long (1983-1984). Nhưng cho ñến tận năm 1992 chương

trình nghiên cứu lúa lai của quốc gia mới thực sự ñược hình thành [1].
Giữa những năm 80, Viện Nghiên cứu lúa ñồng bằng sông Cửu Long
ñã công bố về việc xác ñịnh ñược 2 tổ hợp lúa lai có ƯTL cao về năng suất
trong ñiều kiện miền Nam Việt Nam là: ƯTL1 và ƯTL2. Hai tổ hợp lai này
ñược chọn ra từ vườn ñánh giá năng suất lúa lai của IRRI. Lúc ấy Việt Nam
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


10
chưa có ñủ các dòng bất dục, duy trì, phục hồi, chưa có công nghệ nhân dòng
và sản xuất hạt lai [24].
Năm 1992, chương trình nghiên cứu lúa lai ñược tiến hành với sự tham
gia của các cơ quan nghiên cứu khác nhau như: Viện Di truyền Nông nghiệp,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Cây Lương thực và cây thực
phẩm, Viện Bảo vệ thực vật, Viện Nghiên cứu lúa ðồng bằng sông Cửu
Long, Viện Nông hoá thổ nhưỡng và Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây
trồng Trung ương. ðây cũng là năm ñề tài cấp nhà nước về lúa lai ñược hình
thành Trong 3 năm 1992- 1995, tại Viện KHKTNN Việt Nam ñã bước ñầu
ñạt ñược những kết quả trong công tác thu thập và tạo nguồn vật liệu cho
chọn giống lúa lai. Viện ñã chọn lọc và duy trì 9 dòng CMS có ñộ bất dục ổn
ñịnh, có ñặc tính nở hoa thuận lợi và có tiềm năng năng suất cao. Trong ñó có
4 dòng ñược nhập nội từ Trung Quốc (Z97A, BoA, TeA, Kim23A), ñây là các
dòng mẹ của các tổ hợp lai Shan ưu 63 (Tạp giao 1), San ưu Quế 99 (tạp giao
5), Kim ưu Quế 99, Bắc ưu 64 (tạp giao 4), ðặc ưu 63…[24].
Năm 1994, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quyết ñịnh thành
lập Trung tâm Nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp
Việt Nam thì công tác nghiên cứu lúa lai ñược ñịnh hướng rõ ràng. Các dòng
bất dục ñực tế bào chất, dòng duy trì và dòng phục hồi nhập nội từ Trung
Quốc và IRRI ñã ñược ñánh giá ñầy ñủ và nhiều thực nghiệm sản xuất hạt lai
F

1
ñược triển khai ở các ñịa phương [24], [6].
ðối với lúa lai ba dòng, các nhà nghiên cứu ñã thu thập và ñánh giá sự
thích ứng của 77 dòng mẹ bất dục ñực CMS, 77 dòng duy trì tương ứng và rất
nhiều dòng phục hồi từ Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), Trung Quốc, Ấn
ðộ. Các Viện, Trường ñã nghiên cứu và duy trì ñược các nguồn này. Những
dòng CMS, dòng bố tốt ñược sử dụng lai tạo ra các tổ hợp lúa lai mới thực
hiện ở Việt Nam, ñược sử dụng ngoài sản xuất: IR58025A, IRR58025B.
Những dòng CMS có ñộ bất dục ổn ñịnh ñược sử dụng lai tạo giống mới:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


11
Kim23A, IR68897A, IR68888A, IR70369A, Nhất A, BoA, BoII, IR58095A
[12], [24].
Hiện nay các dòng CMS ñang ñược sử dụng phổ biến ở Việt Nam là
BoA, II32A, 137A, IR58025A, IR68897A và các dòng duy trì tương ứng,
ñồng thời ñã chọn ñược hàng 100 dòng bố phục hồi phấn phục vụ cho chương
trình lai tạo .Từ năm 2005 ñã lai tạo ñược 3 dòng CMS thuần ổn ñịnh, bất dục
tốt như AMS71A, AMS72A và AMS73A. Các dòng này ñang ñược lai thử ñể
tìm tổ hợp lai mới. Các dòng khác ñang ñược tiếp tục lai lại ở thế hệ BC3,
BC7 ñể tạo các dòng CMS mới. Công việc lai lại cũng ñược tiến hành với 22
dòng B mới ñể tạo các dòng CMS mới (Nguyễn Trí Hoàn, 2007) [12].
Hàng năm Viện Cây lương thực và cây thực phẩm lai tạo khoảng
2000 tổ hợp lai, kết quả là ñã chọn tạo ñược một số tổ hợp lai cho năng
suất cao, chất lượng tốt như HYT56, HYT57, HYT92, HYT102, HYT103

(công nhận cho sản xuất thử); HYT83, HYT100 (công nhận giống Quốc
gia) và một số tổ hợp có triển vọng: HYT84, HYT101, HYT95… (Nguyễn
Trí Hoàn, 2007) [12].

Công ty CP Giống cây trồng Miền Nam cũng ñã nghiên cứu chọn tạo
thành công và ñưa ra sản xuất các tổ hợp lúa lai 3 dòng mới có năng suất cao,
chất lượng tốt như: Bác ưu 903 KBL, Nam ưu 1, PAC807 (công nhận giống
Quốc gia).
Bên cạnh những thành tựu nghiên cứu lúa lai 3 dòng các Việt nam cũng
ñạt ñược một số kết quả bước ñầu về nghiên cứu lúa lai hai dòng. Năm 1998
một số tổ hợp lúa lai hai dòng có nguồn gốc từ Trung Quốc ñã ñược nhập nội
và thử nghiệm tại Việt Nam như Bồi Tạp Sơn Thanh, Bồi Tạp 77, Bồi Tạp
49,… các tổ hợp này có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất trung bình 7,5-
8,0 tấn/ha, gạo ngon, chống chịu sâu bệnh khá (Nguyễn Thị Gấm, 2003) [6].
Trong giai ñoạn 2001- 2005, Viện KHKTNN Việt Nam ñã lai tạo ñược
3 dòng TGMS mới: AMS31S, AMS32S, AMS33S từ các tổ hợp lai:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


12
CL64S/VN292, CL64S/BM9820, phục vụ cho công tác chọn tạo giống. Phân
lập từ vật liệu phân ly nhập nội chọn tạo ra các dòng TGMS: CL64S, P47S,
7S, AMS27S, 11S, 534S (AMS29S), 827S (AMS30S) ñưa vào lai tạo giống
lúa lai 2 dòng (Nguyễn Trí Hoàn, Nguyễn Thị Trâm, Hà Văn Nhân,) [12],
[18], [30], [31].
Thông qua nuôi cây bao phấn, Viện cây lương thực và cây thực phẩm ñã
chọn ñược các dòng TGMS như: CNSH1, CNSH2, TGMSH20, TGMSH7; Viện
Di truyền nông nghiệp chọn ñược 2 dòng TGMSCN1 và TGMSCN2. Từ nguồn
vật liệu phân ly nhập nội ñã phân lập ñược các dòng TGMS: CL64S, T47S, 7S,
AMS27S, 11S, 534S, 827S ñể ñưa vào lai tạo giống lúa lai hai dòng [24].
Trong kết quả lai tạo bố mẹ có gen tương hợp rộng. Dòng Peiai 64S có
gen tương hợp rộng WCG ñược lai với các dòng TGMS (T1S-96, 7S, 21S,
827S, 534S). Kết quả cũng lai tạo ñược 7 dòng bố tốt có gen tương hợp rộng.
ðây là những vật liệu rất cần thiết cho phát triển lúa lai Indica/Japonica hay

còn gọi là lúa lai siêu cao sản trong những năm sắp tới. Ở Viện Di truyền
Nông nghiệp trong giai ñoạn 2001- 2005 ñã lai tạo ñược 4 dòng TGMS mới là
D101S, D102S, D103S và TGMS 18-2 (Trần Duy Quý, 2002) [23,].
Bước ñầu sử dụng dòng Pei ai 64S có gen tương hợp rộng ñể lai với các
dòng TGMS hoặc giống lúa thường, chọn ra các dòng TGMS có gen tương
hợp rộng phục vụ công tác chọn tạo giống lúa lai siêu cao sản trong những
năm tới. ðồng thời với việc chọn tạo các dòng TGMS, các cơ quan nghiên cứu
cũng chọn ñược hơn 200 dòng R và dòng bố mới trong ñó có 22 dòng kháng
ñược rầy nâu, bệnh bạc lá và ñạo ôn (Nguyễn Trí Hoàn, 2007)[12].
Hiện nay các nhà khoa học Việt Nam ñã chọn tạo ñược khoảng 20 dòng
bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ (TGMS) như: VN-TGMS1,
VN-TGMS 2, VN-TGMS 3, VN-TGMS 12, AMS31S, AMS32S, AMS33S
của Viện Cây lương thực và cây thực phẩm; 103S, T1S-96, T24S, T25S,
T26S, T27S, T29S, của Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội; TGMS-VN01,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


13
TGMS-VN1, D101S, D102S, D103S, TGMS18-2 của Viện Di truyền Nông
nghiệp; TG1, TG2, TG4, TG22 của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản
phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia [21,20, 24, 25].
Theo Phạm ðồng Quảng (2006) hiện nay Việt Nam ñã chọn ñược 20
dòng TGMS, tuy nhiên chỉ có dòng T1S-96 và 103S ñang ñược sử dụng rộng
rãi trong việc chọn tạo các tổ hợp lúa lai hai dòng mới, các dòng này cho con
lai có thời gian sinh trưởng ngắn, chất lượng gạo ngon, ñặc biệt dễ sản xuất
hạt lai, năng suất hạt lai cao, giá thành hạ [21].
Hàng nghìn tổ hợp lai ñược lai tạo và ñánh giá, một số tổ hợp lai có triển
vọng ñang sản xuất ñại trà như:
VL20, VL24, TH3-3, TH3-4, HC1, TH3-5
(công

nhận giống quốc gia); ñang ñược khảo nghiệm, trình diễn và mở rộng sản xuất
như TM4, VN01/D212, TH5-1,
TH7-2, Việt lai 50…
(công nhận cho sản xuất
thử) và hàng loạt các giống có triển vọng như Việt lai 45, VL1, LHD4 ðể phát
triển lúa lai, Việt Nam thực hiện phương châm ñi tắt ñón ñầu và ñề ra chiến lược
phát triển gồm các mục tiêu ngắn hạn, trung hạn và dài hạn [19], [21].
2.2. Cơ sở khoa học 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
. 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 . 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 (trích theo Nguyễn Văn Hiển, 2000)[7].
2.2.1. Cơ sở lý thuyết
* 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
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


14
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. 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 [7], [15], [25].
Sơ ñồ: a
1
a
1
< a
1
a
2
> a
2
a
2
; aa < Aa > AA
* 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 (trích
theo Nguyễn Hồng Minh, 1999; Ngô Hữu Tinh, 1996) [16], [27].
♀ ♂
AAbb x aaBB

F
1
: AaBb

F
1
: AaBb tốt hơn AAbb, aaBB do A > a; B > b (gen trội ức chế gen lặn)
Theo Yuan L.P. (1992) 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 [47].
2.2.2. 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 ấy có thể ñược
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


15
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
* Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng
Tính trạng thời gian sinh trưởng chịu sự tác ñộng mạnh mẽ của các yếu
tố môi trường: ñất, nước, phân bón, các yếu tố khí hậu thời tiết khác… Một số
tác giả cho rằng vào một thời gian sinh trưởng nhất ñịnh của cây lúa, nếu thoả
mãn ñược ñiều kiện môi trường thì ở lá sẽ hình thành một loại chất kích thích,
kích hoạt cho ARN polimeraza tham gia tổng hợp protein hình thành hoa (Li
và cộng sự, 1995; Ponnuthurai, 1984) [24].
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 (1996) 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 [30].
Li và CS ñã tìm ra 3 gen trội kiểm tra tính trạng thời gian sinh trưởng
của cây lúa là Hd3, Hd8 và Hd9 nằm trên nhiễm sắc thể số 3, số 8 và số 9; 3
gen này liên kết chặt chẽ với 3 gen quy ñịnh về chiều cao cây của chúng và có
hiệu ứng về thời gian sinh trưởng là 8,7 và 3,5 ngày. Tuy nhiên, ở con lai F1
ưu thế lai về thời gian sinh trưởng thường biểu hiện ưu thế lai dương và ưu
thế lai cộng. Một số tác giả Việt Nam công bố những kết quả tương tự (Hoàng
Tuyết Minh và CS, 1996) [17].
* Ưu thế lai về chiều cao cây
Chiều cao cây là một tính trạng số lượng do ña gen kiểm soát. Tính trạng
chiều cao cây của cây lúa là do một số gen trội ñược ký hiệu là Ph
1
, Ph
2
, Ph
3
,
Ph
8
, Ph
9
ñiều khiển (Ponnuthurai, 1984; Xiao G,1997), trong ñó gen Ph
2
và

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


16
gen Ph
3
nằm trên nhiễm sắc thể số 2 và nhiễm sắc thể số 3, ñó là những gen
chính, chúng quyết ñịnh 21-25% tính trạng chiều cao cây. Sự có mặt của các
gen khác Ph
1
, Ph
8
, Ph
9
làm chiều cao cây tăng thêm khoảng 7cm [24].
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 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. Theo ñánh giá của nhiều nhà khoa học thì chiều cao cây của cây lúa lý
tưởng nhất là 90- 100cm, do ñó mà con lai F1 cũng nên chọn trong phạm vi
biến ñộng này ( H.LSTandon và I,J Kimo, 1995) [35].
* Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suẩt và năng suất
Sự biểu hiện ưu thế lai cao về năng suất là do một hoặc nhiều yếu tố
cấu thành năng suất có giá trị ưu thế lai cao tạo nên. Theo Carnahan H. L

(1972), năng suất lúa lai tăng là do sự thể hiện ưu thế lai về số bông và số
hạt/bông. Kim (1985), tìm ra mối tương quan thuận giữa năng suất và số
hạt/bông (r= 0,78); giữa năng suất và khối lượng 1000 hat (r= 0,57), giữa
năng suất và số bông/khóm (r= 0,34). Như vậy, hai chỉ tiêu số hạt/bông và
khối lượng 1000 hạt có tương quan chặt chẽ hơn với năng suất [24].
Hầu hết các tác giả ñều phát hiện ñược rằng ưu thế lai về ñặc tính của
bông lúa di truyền theo hiệu ứng cộng (Ray, L. Yu, et al 1998), các tác giả
còn cho biết tính trạng chiều dài bông do 2 gen trội là Pl
2
và Pl
6
ñiều khiển
năm trên NST số 2 và số 6 quy ñịnh và chúng thường liên kết với tính trạng
chiều dài lá ñòng [24].
Shamsuddin (1982) nghiên cứu ñặc tính di truyền tính trạng hạt, bông
và năng suất ñã phát hiện hệ số di truyền của chúng khá cao. Số hạt trên bông
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


17
do 3 gen lăn ñiều khiển là tns
6
, tns
8
, tns
11
, các gen này năm trên nhiễm sắc thể
số 6, 8 và 11 (Nguyễn Trí Hoàn, 1996) [12].
Tính trạng khối lượng 1000 hạt cũng do 3 gen lặn tgwt
1

, tgwt
2
, tgwt
4
,
tgwt
5
, tgwt
10
nằm trên các nhiễm sắc thể khác quyết ñịnh (Ray, L. Yu, et al.
1996) . Vì vậy, người ta thường quan sát thấy biểu hiện ưu thế lai cộng ở con
lai F1 (Li. Xinqi, et al 1994) [24].
Các yếu tố cấu thành năng suất biểu hiện ưu thế lai cao rõ rệt. ða số các
tổ hợp lai có ưu thế lai cao về số bông/khóm. Khối lượng trung bình bông
cũng thường cho ưu thế lai cao do hạt nặng, tỷ lệ chắc cao. Kết quả nghiên
cứu của một số tác giả cho thấy con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ 21% -
70% khi gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn các giống lúa lùn cải tiến tốt nhất
từ 20% - 30% [24].
* 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.
Hiện nay người ta ñã tìm ñược khoảng 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 chặt chẽ với gen ñiều khiển tính trạng phát triển bộ rễ. Do
có hiện tượng ña gen nên con lai F1 thường xuất hiện hiệu ứng cộng, siêu trội
và tính trội (Ray, L. Yu, et al 1996; Wu. G. Zhang, 1996) [15].
Lúa lai ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ nhánh mạnh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao.

Thí nghiệm cấy 1 dảnh của trường ñại học Nông nghiệp Hồ Nam cho thấy 23
ngày sau khi cấy giống Nam ưu 2 (lúa lai) ñẻ 15,75 dảnh còn giống Quảng
xuân (lúa thuần) ñẻ 10,12 dảnh [24].
Từ thực tế thí nghiệm sản xuất cho thấy: con lai F1 có tốc ñộ ñẻ nhánh
cao hơn và sớm hơn so với các giống lúa thuần. Người ta xác ñịnh ñược 2 gen
quy ñịnh tính trạng này nằm trên NST số 4 và số 12 và liên kết với gen quy