nghiên cứu khả năng phát triển lúa lai hai dòng tại một số tỉnh tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
**********************





VŨ HOÀNG PHÚ





NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI
HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN





LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP








BUÔN MA THUỘT – 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
**********************




VŨ HOÀNG PHÚ




NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI
HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN

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


LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP




Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN THUỶ

BUÔN MA THUỘT - 2010



i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố
trong bất kỳ một công trình nào khác.



Người cam ñoan



Vũ Hoàng Phú

ii
LỜI CẢM ƠN

Kính thưa: Quý Thầy Cô trường Đại Học Tây Nguyên.
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này tôi xin chân thành tri ân và bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc ñến:
- Ban Giám hiệu trường Đại học Tây Nguyên.
- Ban lãnh ñạo khoa Nông - Lâm nghiệp
- Phòng sau Đại học, cùng toàn thể quý thầy, cô giáo.
Kính thưa Quý Thầy Cô. Sau 3 năm học tập chúng tôi ñược quý Thầy Cô
hướng dẫn, tận tình giảng dạy và truyền ñạt những kiến thức quý báu. Quý
thầy cô ñã hy sinh vất vả ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu
ñể giúp chúng tôi nâng cao kiến thức cũng như chuyên môn nghiệp vụ.
- Tôi muốn tỏ lòng biết ơn một cách ñặc biệt ñến thầy giáo-TS. Trần
Văn Thủy 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.

- Xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp,
anh em, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian
học tập và nghiên cứu.
- Cuối cùng xin thân ái gửi tới tất cả các bạn ñã nhiệt tình giúp ñỡ, ñộng
viên tôi trong suốt quá trình học tập tại trường cũng như làm luận văn tốt
nghiệp tâm tình biết ơn chân thành nhất.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.
Tác giả

Vũ Hoàng Phú



iii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của ñề tài 1
2. Mục ñích của ñề tài 2
3. Ý nghĩa của ñề tài 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 3
1.2. Khí hậu, mùa vụ và thời vụ trồng lúa ở Việt Nam 5
1.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 7
1.4. Hệ thống lúa lai hai dòng 8
1.4.1. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic-
sensitive Genic Male Sterility - PGMS) 9
1.4.2. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ (Thermo-sensitive Genic
Male Sterility - TGMS) 10

1.4.3. Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS (Enviroment sensitive Genic
Male Sterile) 11
1.4.4. Phương pháp ñánh giá các dòng EGMS 16
1.4.5. Phương pháp chọn thuần và nhân các dòng EGMS 19
1.4.6. Dòng phục hồi và gen tương hợp rộng 20
1.4.7. Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng 22
1.4.8. Ưu nhược ñiểm của hệ thống lúa lai hai dòng 23
1.5. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 24
1.5.1. Những thành tựu về nghiên cứu 24
1.5.2. Phát triển lúa lai thương phẩm 26
1.5.3. Sản xuất hạt giống lúa lai F1 27
1.5.4. Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai 28
1.5.5. Định hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới 28
1.6. Phát triển lúa lai ở Tây Nguyên 30
Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1. Vật liệu nghiên cứu 32
iv
2.2. Nội dung nghiên cứu 33
2.3. Phương pháp nghiên cứu 33
2.3.1. Thí nghiệm 1 33
2.3.2. Thí nghiệm 2 35
2.3.3. Thí nghiệm 3 35
2.3.4. Phương pháp ñánh giá các chỉ tiêu và sử lý số liệu 35
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Kết quả ñánh giá các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân
năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 37
3.1.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố mẹ 37
3.1.2. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm 39
3.1.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông
Xuân năm 2008 41

3.1.4. Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm 43
3.1.5. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ 45
3.1.6. Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ trong thí nghiệm
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 46
3.1.7. Nhiệt ñộ trung bình ngày tháng 3 một số năm gần ñây tại Cư Jút - Đắk
Nông 47
3.1.8. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm trong vụ
Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 49
3.2 Kết quả ñánh giá các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân 2009 50
3.2.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 50
3.2.2. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai 53
3.2.3. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk 54
3.2.4. Độ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các
ñiểm thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 56
v
3.2.5. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm tại 3 ñiểm 59
3.2.6. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ tại các ñiểm thí
nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 60
3.2.7. Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân
năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 63
3.2.8. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 65
3.2.9. Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều kiện tự nhiên
trong vụ Đông Xuân năm 2010 67
3.2.10. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ Đông
Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 70
3.3. Kết quả sản xuất thử tổ hợp TH3-3 tại 3 ñiểm vụ Đông Xuân năm 2009 71

3.3.1. Đặc ñiểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại
các ñiểm thí nghiệm 71
3.3.2. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp TH3-
3 tại các ñiểm thí nghiệm 72
3.3.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của giống TH3-3
tại các ñiểm thí nghiệm 73
3.4. Kết quả ñánh giá một số giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm
2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 74
3.4.1. Đặc ñiểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm
2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 74
3.4.2. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các giống lúa trong thí nghiệm vụ
Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 76
3.4.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa trong thí
nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79
1 Kết luận 79
2. Kiến nghị 80

vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

A : Dòng bất dục ñực tế bào chất
B : Dòng duy trì tính bất dục ñực tế bào chất.
CMS : Dòng bất dực ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility)
EGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường
(Environment- sensitive Genic Male Sterility)
GA
3
: Gibberellic acid
HSHQ : Hệ số hồi quy

NSTT : Năng suất thực thu
PGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng
(Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility)
Phytotron : Buồng khí hậu nhân tạo
R : Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer)
TB : Trung bình
TGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ
(Thermo-sensitive Genic Male Sterility)
UTL : Ưu thế lai
WA : Bất dục ñực hoang dại (Wild Abortive)
WC : Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene)















vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1
Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút – Đắk Nông.
37
Bảng 3.2
Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
39
Bảng 3.3
Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
42
Bảng 3.4
Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
44
Bảng 3.5
Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
46
Bảng 3.6
Số lượng vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
47
Bảng 3.7
Nhiệt ñộ trung bình ngày tháng 3 từ năm 2005 ñến 2010 tại
Cư Jút - Đắk Nông
48
Bảng 3.8
Khoảng cách bố, mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ

Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
50
Bảng 3.9a

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút-Đắk Nông
51
Bảng 3.9b

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai
52
Bảng 3.9c

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk
55
Bảng 3.10a

Đánh giá ñộ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng
mẹ qua các ñiểm thí nghiệm
57
Bảng 3.10b

Đánh giá ñộ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng
bố qua các ñiểm thí nghiệm
58
Bảng 3.11

Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông

Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm
60
Bảng 3.12a

Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng mẹ tại các ñịa
ñiểm khác nhau
61
Bảng 3.12b

Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố tại các ñịa
ñiểm khác nhau
62
Bảng 3.13a

M
ột số ñặc ñiểm nông sinh học của các d
òng m
ẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm
63
viii
Bảng 3.13b

Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố trong vụ Đông
Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm
64
Bảng 3.14a

Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng mẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm

66
Bảng 3.14b

Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm
67
Bảng 3.15a

Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều
kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Nông
68
Bảng 3.15b

Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều
kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Lắk
69
Bảng 3.16

Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ
ñông xuân năm 2009 tại 3 ñiểm thí nghiệm
70
Bảng 3.17

Đặc ñiểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 tại các ñiểm thí
nghiệm
72
Bảng 3.18

Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp
TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm

73
Bảng 3.19

Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của
giống TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm
74
Bảng 3.20

Đặc ñiểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè
Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
75
Bảng 3.21

M
ức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhi
ên c
ủa các giống lúa trong thí
nghiệm Vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
76
Bảng 3.22

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa
thí nghiệm trong vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
77

ix
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ


Đồ thị 1

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
38
Đồ thị 2

Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
40
Đồ thị 3

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút-Đắk Nông
52
Đồ thị 4

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa-Gia Lai
54

Đồ thị 5

Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân 2009 tại Ea Kar-Đắk Lắk
56















1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
Cây lúa (Oryza sativa L) là cây trồng có từ lâu ñời, gắn liền với quá trình
phát triển của loài người, cây lúa ñã trở thành cây lương thực chính của Châu Á
nói chung, người Việt Nam ta nói riêng và có vai trò quan trọng trong nét văn
hoá ẩm thực của dân tộc ta.
Trung Quốc là nước ñầu tiên trên thế giới thành công trong việc nghiên
cứu và phát triển lúa lai từ những năm 1976. Sau ñó ñược mở rộng ra các nước
trồng lúa khác như: Ấn Độ, Việt Nam, Philippin, Indonesia, Malaisia, Thái Lan,

Mỹ, Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ai Cập, Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Triều
tiên , Sau Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam ñược ñánh giá là nước ñạt ñược nhiều
thành tựu to lớn trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai, ñồng thời là một
trong những nước sản xuất lúa gạo lớn nhất thế giới. Việc sản xuất lúa gạo ñã ñạt
những kết quả tốt về năng suất, sản lượng và chất lượng, ñồng thời việc xuất
khẩu lúa gạo trong những năm gần ñây ñã góp phần nâng cao vị thế của Việt
Nam trên trường quốc tế.
Ở Việt Nam, nghiên cứu và phát triển lúa lai bắt ñầu từ những năm 90 của
thế kỷ 20. Tuy nhiên cho ñến nay, diện tích trồng lúa lai ñạt gần 600.000 ha và
trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc, Trung bộ và một số tỉnh ở Tây Nguyên. Đặc
biệt là lúa lai hai dòng, diện tích trồng chỉ chiếm khoảng 100.000 ha và tập trung
chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc. Hiện nay và trong tương lai nghiên cứu chọn tạo
các giống lúa lai ñặc biệt là lúa lai 2 dòng là một ñòi hỏi tất yếu do hệ thống sản
xuất ñơn giản, phổ phục hồi của hệ thống lúa lai 2 dòng rộng hơn hệ thống 3
dòng ñồng thời chất lượng lúa gạo của hệ thống lúa lai 2 dòng dễ cải tiến hơn lúa
lai 3 dòng. Nước ta trải dài trên 15 vĩ ñộ (8
0
30’ Bắc ñến 23
0
22’ Bắc), ñiều kiện
khí hậu phân hoá rất khác nhau giữa các vùng phía Nam và phía Bắc ngăn cách
bởi ñèo Hải Vân: các tỉnh phía Nam ñèo Hải Vân có nhiệt ñộ phân bố khá ñồng
ñều giữa các tháng. Ở phía Bắc sự phân hoá nhiệt ñộ khá rõ giữa mùa nóng và
mùa lạnh nên rất thuận lợi cho phát triển lúa lai 2 dòng.
2
Trong những năm gần ñây nước ta ñã chọn tạo thành công một số giống
lúa lai ñược sản xuất chấp nhận. Một số giống lúa lai hai dòng mới chọn tạo
trong nước ñược nông dân sử dụng trong vụ Xuân muộn, Mùa sớm và Hè Thu.
Vì vậy nhu cầu hạt giống ngày càng cao, nếu chỉ sản xuất hạt lai trong vụ mùa ở
miền Bắc thì không thể ñáp ứng nhu cầu hạt giống cho cả ba vụ lúa nói trên, do

ñó cần tìm thêm những vùng sản xuất thuận lợi hơn.
Để góp phần giải quyết những vấn ñề trên chúng tôi tiến hành thực hiện
ñề tài“Nghiên cứu khả năng phát triển lúa lai hai dòng tại một số tỉnh Tây
Nguyên”.
2. Mục ñích của ñề tài
- Đánh giá ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển, ñặc ñiểm tính dục, tình hình
nhiễm sâu bệnh tự nhiên của một số dòng bố mẹ lúa lai 2 dòng của một số tổ hợp
lai ñã và ñang mở rộng ra sản xuất.
- Xác ñịnh thời vụ thích hợp ñể sản xuất hạt lai F1 tại các tỉnh Tây Nguyên
(Đắk Nông, Gia Lai, Đắk Lắk).
- Chọn ra giống lúa lai hai dòng có năng suất cao, chất lượng tốt nhằm phục
vụ cho sản xuất và làm vật liệu nghiên cứu tiếp theo.
3. Ý nghĩa của ñề tài
- Xác ñịnh thời vụ thích hợp của một số dòng lúa bố mẹ lúa lai 2 dòng phục
vụ sản xuất hạt lai F1 tại Tây Nguyên.
- Xác ñịnh một số thông số kỹ thuật ñể thiết lập quy trình công nghệ sản
xuất hạt lai F1 của các tổ hợp lai TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH5-1, TH7-2, TH8-3
phù hợp ñiều kiện sinh thái của các tỉnh Tây Nguyên.
- Từ kết quả nghiên cứu của ñề tài chọn ra một số tổ hợp lúa lai hai dòng có
năng xuất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với ñiều kiện
tự nhiên ở Tây Nguyên.



3
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới
Ưu thế lai (UTL) là một thuật ngữ ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so
với 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. Việc sử dụng rộng rãi các giống lai F1 vào sản xuất ñã làm tăng thu nhập
và hiệu quả kinh tế của sản xuất nông nghiệp (Yuan L.P., 1995) [82]. Tạo giống
UTL 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 F1, tạo ra giống cây trồng có năng suất
cao, chất lượng tốt (Nguyễn Hồng Minh, 1999) [25].
Hiện tượng UTL ñược các nhà khoa học phát hiện khá sớm trên các giống
cây trồng và vật nuôi. 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 (Nguyễn Công Tạn và cộng sự,
2002) [28].
J.W. Jone (1926) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện UTL ở lúa trên
những tính trạng số lượng và năng suất. Tiếp sau ñó, có nhiều công trình nghiên
cứu xác nhận sự xuất hiện UTL về năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất
(Lin và Yuan, 1980); về tích luỹ chất khô; về sự phát triển của bộ rễ; về cường
ñộ quang hợp, cường ñộ hô hấp, diện tích lá (Lin và Yuan, 1980; Deng, 1980,
MC Donal và cộng sự, 1971; Wu và cộng sự, 1980) [11], [55]. Tuy nhiên, lúa là
cây tự thụ phấn ñiển hình khả năng nhận phấn ngoài rất thấp, do ñó khai thác ưu
thế lai ở lúa ñặc biệt khó khăn ở khâu sản xuất hạt lai F1. Đã có nhiều nghiên
cứu tìm phương pháp sản xuất hạt lai F1 ñược thực hiện khá sớm, từ năm 1937,
Kadam ñã bắt ñầu 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 [51], [69].
4
Năm 1964, Yuan Long Ping cùng các ñồng nghiệp ñã phát hiện ñược cây
lúa bất dục ñực trong loài lúa dại Oryza fatua spontanea tại ñảo Hải Nam. Sau
ñó họ ñã thành công trong việc chuyển gen bất dục ñực tế bào chất vào lúa trồng,
tạo ra các dòng lúa bất dục ñực CMS (Cytoplasmic Male Sterility). Sau 9 năm
nghiên cứu các nhà khoa học Trung Quốc ñã chọn tạo thành công nhiều dòng

CMS, dòng B, dòng R, hoàn thiện công nghệ nhân dòng bất dục ñực, sản xuất
hạt giống lúa lai F1 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” (Yuan L.P.,1992) [80].
Năm 1976, Trung Quốc ñã gieo cấy 140.000 ha lúa lai, diện tích trồng
liên tục tăng năm sau so với năm trước và năng suất lúa cũng tăng theo. Năm
1990, Trung Quốc ñã trồng ñược 15 triệu ha lúa lai chiếm 49% tổng diện tích
lúa, năng suất vượt 20% so với lúa thường tốt nhất. Qui trình nhân dòng bố mẹ
và sản xuất hạt lai F1 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; Yuan L.P., 1993) [31], [81].
Đồng 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, Shiming 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. Năm 1991, Maruyama và cộng sự ñã tạo ra ñược dòng
bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ(TGMS), Norin PL12 bằng
phương pháp gây ñột biến nhân tạo (Yin Hua Qi, 1993) [75].
Giống lúa lai hai dòng ñược ñưa ra trồng ñại trà ñầu tiên của Trung Quốc
là Pei ai 64S/Teqing. Năm 1992, diện tích gieo trồng lúa lai hai dòng ở Trung
Quốc là 15.000 ha với năng suất 9-10 tấn/ha, năng suất cao nhất ñạt 17 tấn/ha.
Đến năm 1997 ñã có 640.000 ha năng suất trung bình cao hơn lúa lai ba dòng từ
5-15 %. 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) [83].
Hạt giống lúa lai của Trung Quốc ñã ñược ñưa sang trồng thử tại IRRI
năm 1979, Indonesia, ấn Độ năm 1980, Mỹ năm 1983 ñều cho năng suất cao hơn
5
các giống ñịa phương một cách tin cậy (Quách Ngọc Ân, 1998) [1].
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 Độ, Philippines, Bangladesh, Myanmar…ñã tăng từ 200.000
ha lên 700.000 ha [46]. Đến hội nghị lúa lai Quốc tế lần thứ năm tổ chức tại

Trung Quốc thì diện tích lúa lai ở Trung Quốc năm 2007 là 19 triệu ha, các nước
ngoài Trung Quốc 2,521 triệu ha [44]. Diện tích lúa lai của Việt Nam năm 2007
là 610.000 ha năng suất bình quân 6,72 tấn/ha [61].
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 ñể cố
ñịnh UTL và sản xuất lúa lai thuần. Lúa lai “một dòng” ñược Trung Quốc và một
số nước như Mỹ, Nhật Bản… nghiên cứu theo hướng chuyển các gen Apomixis
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 dòng” (Nguyễn Công Tạn và
cộng sự, 2002) [28].
Vấn ñề này 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.
1.2. Khí hậu, mùa vụ và thời vụ trồng lúa ở Việt Nam
Dựa theo ñiều kiện tự nhiên, khí hậu Việt Nam ñược chia thành 7 vùng
khác nhau: Vùng khí hậu Đông Bắc, khí hậu Đồng bằng và Trung du Bắc bộ,
Vùng khí hậu Tây Bắc, Vùng khí hậu Bắc Trung Bộ, Vùng khí hậu Nam Trung
Bộ, Vùng khí hậu Tây Nguyên và Vùng khí hậu Nam Bộ. Mỗi vùng lại ñược
chia ra các tiểu vùng tuỳ theo ñiều kiện ñịa hình (Đoàn Văn Điếm, 2005) [7].
Căn cứ vào yếu tố khí hậu, sự phân hoá theo không gian lãnh thổ và sự
dao ñộng theo thời gian trong năm cũng như qua nhiều năm khí hậu Việt Nam
ñược chia thành 2 miền: Miền khí hậu phía Bắc và miền khí hậu phía Nam. Mỗi
6
miền lại phân hoá thành các vùng khác nhau (Nguyễn Văn Luật, 2002) [24].
Căn cứ vào ñiều kiện tự nhiên, tập quán canh tác, sự hình thành mùa vụ và
phương thức gieo trồng, nghề trồng lúa ñược hình thành và phân chia thành 3
vùng trồng lúa lớn: Đồng bằng sông Hồng, ñồng bằng ven biển miền Trung và
ñồng bằng Nam Bộ [36].

Vùng ñồng bằng sông Hồng do hệ thống sông Hồng và hệ thống sông
Thái Bình tạo thành. Thời tiết khí hậu chia làm 4 mùa (Xuân, Hạ, Thu, Đông),
mùa Đông lạnh, mùa Xuân ấm, mùa Thu mát mẻ, mùa Hạ nóng, ñịa hình ít bằng
phẳng. Vùng này có 2 vụ lúa cổ truyền là lúa mùa và lúa chiêm, từ năm 1963 ñã
ñưa vào cơ cấu các giống lúa xuân nên hình thành 2 vụ chính là vụ lúa chiêm
xuân và vụ lúa mùa (Nguyễn Văn Luật, 2002) [24], [36].
Vùng ñồng bằng ven biển miền Trung kéo dài từ Thanh Hóa tới Bình
Thuận, cực Nam Trung bộ, ñược chia thành 2 vùng chính: Vùng ñồng bằng ven
biển Bắc Trung bộ với ñiều kiện thời tiết khí hậu và canh tác cơ bản giống vùng
ñồng bằng sông Hồng. Vùng ñồng bằng ven biển Trung bộ và Nam Trung bộ với
ñồng bằng nhỏ hẹp do bị kẹp bởi dãy núi Trường Sơn phía Tây và biển phía
Đông. Vì vậy, các sông thường ngắn, ñộ dốc lớn, chế ñộ thuỷ văn phức tạp. Mùa
khô dễ bị hạn, mùa mưa dễ bị lũ lớn. Đất có thành phần cơ giới cát nhẹ, hàm
lượng dinh dưỡng thấp, vùng ñất cát ven biển chịu ảnh hưởng của mặn. Điều
kiện thời tiết khí hậu càng vào phía trong càng ấm dần. Từ ñèo Hải Vân (Huế)
trở ra còn có gió mùa Đông Bắc, từ Đà Nẵng trở vào chỉ có mùa khô và mùa
mưa. Vùng ñồng bằng ven biển Trung bộ có 3 vụ lúa trong năm: vụ Đông Xuân,
Hè Thu và vụ mùa (còn gọi là vụ ba, vụ tám và vụ mười).
Vùng ñồng bằng sông Cửu Long (ñồng bằng Nam bộ), là vùng mới ñược
khai thác khoảng 500-600 năm trở lại ñây. Nhiệt ñộ bình quân hàng năm cao và
ít biến ñộng, không có mùa ñông giá lạnh và ñầy ánh sáng. Mùa khô thường khô
hơn vì không có mưa phùn ẩm ướt vào tháng 2-3 như ở phía Bắc. Mùa mưa từ
tháng 5-7, lượng mưa hàng năm 1500-2000 mm. Độ ẩm không khí bình quân
82%. Vùng này có ñiều kiện tự nhiên, ñất ñai và khí hậu rất thuận lợi cho sản
7
xuất nông nghiệp, ñặc biệt cho sản xuất lúa gạo. Các vụ lúa chính ở ñồng bằng
sông Cửu Long: Vụ mùa bắt ñầu vào mùa mưa (tháng 5-6) và kết thúc vào cuối
mùa mưa (tháng 11), gồm các giống lúa ñịa phương dài ngày và thích nghi với
nước sâu. Vụ Đông Xuân là vụ lúa mới, ngắn ngày, bắt ñầu vào cuối mùa mưa
tháng 11-12 và thu hoạch ñầu tháng 4. Vụ Hè Thu bắt ñầu từ tháng 4 và thu

hoạch vào trung tuần tháng 8. Trồng lúa ở vùng ñồng bằng sông Cửu Long theo
2 phương thức lúa cấy và lúa sạ, phần lớn diện tích ở ñồng bằng sông Cửu Long
chủ yếu là gieo sạ, cuối vụ vẫn còn một số diện tích lúa nổi [24], [36].
1.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa
Có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai trên các cơ
quan sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực, sự biểu hiện ấy có thể ñược
quan sát ở các ñặc tính hình thái, ñặc tính sinh lý, hóa sinh, năng suất, chất lượng,
khả năng thích ứng, chống chịu,… Ưu thế lai biểu hiện ngay từ khi hạt lúa bắt ñầu
nảy mầm ñến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng và phát triển của cây.
- Ưu thế lai ở hệ rễ: Kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan (1980) cho thấy
con lai F1 có số lượng rễ ra sớm, ra nhiều và nhanh hơn bố mẹ chúng. Chất
lượng rễ ñược ñánh giá bằng ñộ dày, trọng lượng khô, số lượng rễ phụ, số lượng
lông hút và hoạt ñộng hút chất dinh dưỡng của bộ rễ từ rễ lên cây, hệ rễ của lúa
lai hoạt ñộng mạnh nhất khi lúa bắt ñầu ñẻ nhánh. Chính vì thế mà lúa lai có tính
thích ứng rộng với những ñiều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, phèn mặn.
- Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh: Con lai F1 ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ
nhánh khoẻ, tập trung và có tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao (Lin S.C, 1980) [55].
- Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng: Lin và Yuan (1980) cho rằng ña số
con lai F1 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. Theo Nguyễn Thị Trâm và cộng sự
(1994) thì thời gian sinh trưởng của con lai F1 hệ ba dòng dài hơn cả dòng mẹ và
dòng phục hồi ở cả 2 vụ trong năm.
8
- 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 F1 có cường ñộ quang hợp cao hơn dòng bố khoảng 35%, cường
ñộ hô hấp thấp hơn lúa thường từ 5-27%. Hiệu suất tích luỹ chất khô của lúa lai
hơn hẳn lúa thường nhờ vậy mà tổng lượng chất khô trong cây tăng, trong ñó

lượng vật chất tích luỹ vào bông hạt tăng mạnh còn tích luỹ vào các cơ quan như
thân lá lại giảm mạnh (Kasura K.,2007) [50].
- Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Kết quả
nghiên cứu của một số nhà khoa học 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%. Đa số các tổ hợp lai có ưu thế lai cao về số bông/khóm,
khối lượng trung bình bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000 hạt. Ở Việt Nam,
Bộ nông nghiệp và PTNT ñã tổng kết cho thấy năng suất bình quân của lúa lai ở
các tỉnh miền Bắc phổ biến ở mức 7-8 tấn/ha/vụ, năng suất cao nhất ñạt 12-14
tấn/ha/vụ ở Điện Biên, Lai Châu nên cần ñưa nhanh lúa lai vào sản suất và tiếp
tục khẳng ñịnh các vùng sinh thái phù hợp nhất (Nguyễn Công Tạn, 2002) [28].
1.4. Hệ thống lúa lai hai dòng
Khai thác ưu thế lai ở lúa nhờ vào dòng bất dục ñực tế bào chất (CMS -
dòng A), dòng duy trì (B) và dòng phục hồi (R) của hệ thống “Ba dòng”; dòng
bất dục ñực nhân mẫn cảm môi trường (Enviroment sensitive Genic Male
Sterile-EGMS) và dòng phục hồi (R) của hệ thống “Hai dòng”; sử dụng thể vô
phối (Apomixis) của lúa lai “Một dòng” ñã ñem lại lợi ích to lớn cho nhân loại,
xóa ñói giảm nghèo, nâng cao hiệu quả cho người trồng lúa và an ninh lương
thực. Tuy nhiên mỗi phương pháp khai thác, bên cạnh những ưu ñiểm vẫn tồn tại
một số hạn chế. Lúa lai “Ba dòng” có ưu ñiểm có năng suất cao, chống chịu sâu
bệnh tốt nhưng lại có hạn chế dòng CMS có phổ phục hồi hẹp, qui trình nhân
dòng mẹ phức tạp Đối với lúa lai “Hai dòng” dòng mẹ có phổ phục hồi rộng,
nhân dòng mẹ ñơn giản hơn nhưng hạn chế bởi chi phối của ñiều kiện thời tiết
9
nên ñộ thuần hạt lai không cao, làm giảm ưu thế lai của tổ hợp. Lúa lai “Một
dòng” về nguyên lý là duy trì ưu thế lai nhờ thể vô phối nhưng ñến nay những
nghiên cứu và sử dụng thể vô phối chưa thành công.
1.4.1. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic-
sensitive Genic Male Sterility - PGMS)
Tính bất dục của dòng PGMS ñược kiểm soát bởi cặp gen lặn nằm trong

nhân tế bào (pms). Gen này ñược ñược hoạt ñộng với hai chức năng: gây bất dục
khi pha sáng trong ngày dài và có khả năng hình thành hạt phấn hữu dục khi pha
sáng ngắn. Giai ñoạn mẫn cảm quang chu kỳ chỉ xảy ra khi dòng bất dục ñang
phân chia giảm nhiễm tế bào mẹ hạt phấn tương ứng với bước 4 ñến bước 6 của
phân hóa ñòng, còn các giai ñoạn khác thì sự thay ñổi quang chu kỳ không gây
ảnh hưởng ñến gen kiểm soát tính bất dục ñực (Nguyễn Thị Trâm, 2000) [31].
Thời gian pha sáng dài hay ngắn là yếu tố chính gây nên sự bất dục hay
hữu dục của hạt phấn và pha sáng chỉ ñược tính khi cường ñộ ánh sáng ñạt ít
nhất 50lux, giới hạn nhiệt ñộ cảm quang của các dòng PGMS khác nhau. Nhiệt
ñộ ñóng vai trò rất quan trọng trong thời kỳ mẫn cảm của dòng PGMS trong một
giới hạn nhiệt ñộ nhất ñịnh thì ñộ dài ngày có thể không hiệu quả ñối với quá
trình chuyển hóa tính dục của dòng PGMS. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy
gen mẫn cảm quang chu kì có bản chất di truyền giống như gen mẫn cảm nhiệt
ñộ (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002) [28].
Các nhà khoa học Trung Quốc, Nhật Bản, Việt Nam và Ấn Độ ñã xác
ñịnh có 3 gen pms1, pms2 và pms3 nằm trên nhiễm sắc thể số 7, 3 và số 12 [59].
Các nhà khoa học cho rằng gen qui ñịnh tính bất dục ñực ở các dòng PGMS có ở
6 trong số 12 nhiễm thể của lúa ñó là nhiễm sắc thể số 3, 5, 6, 7, 11 và 12 (Mei
et al, 1999) [63].
Các nhà nghiên cứu cho rằng có khoảng 25% số dòng PGMS của Trung
Quốc ñược tạo ra bằng nuôi cây bao phấn. Hai dòng PGMS 93920S và 93926S
cũng ñược tạo ra nhờ phương pháp này, chúng có tính bất dục ñực ổn ñịnh hơn
và ñộ thuần cao hơn ( Niu J., 1997) [62].
10
1.4.2. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ (Thermo-sensitive
Genic Male Sterility - TGMS)
Dòng TGMS biểu hiện bất dục khi gặp nhiệt ñộ trung bình ngày cao và
hữu dục khi gặp nhiệt ñộ trung bình ngày thấp vào thời kỳ lúa phân hoá ñòng từ
cuối bước 3 ñến bước 6. Thời kỳ này ñược gọi là thời kỳ mẫn cảm. Gen kiểm
soát tính mẫn cảm là một cặp gen lặn ký hiệu là tms. Gen này hoạt ñộng hai chức

năng: ñiều khiển sự hình thành hạt phấn hữu dục khi gặp nhiệt ñộ thấp và hình
thành hạt phấn bất dục khi gặp nhiệt ñộ cao (Nguyễn Công Tạn và cộng sự,
2002) [28].
Theo Nguyễn Thị Trâm (2000), thời kỳ mẫn cảm của các dòng TGMS bắt
ñầu từ ngày thứ 18 ñến 10 ngày trước khi lúa trỗ bông tương ứng với thời kỳ
phân hoá ñòng từ bước 5 ñến cuối bước 6 là thời kỳ tế bào mẹ hạt phấn hình
thành ñến khi kết thúc phân chia giảm nhiễm [31]. Theo Hoàng Tuyết Minh và
Nghiêm Thị Nhạn (2002), thì giai ñoạn mẫn cảm từ 20 ngày ñến 10 ngày trước
khi lúa trỗ [47]. Theo Borkakali và Virmani (1997) giai ñoạn mẫn cảm của dòng
TGMS Norin PL12 vào thời ñiểm 6 ñến 15 ngày trước khi trỗ, còn của dòng
IR32364S vào 6-10 ngày trước khi trỗ [39]. Trong thời kỳ mẫn cảm của các
dòng TGMS mà nhiệt ñộ ñang cao lại xuống thấp dưới ngưỡng tới hạn gây bất
dục từ 2-4 ngày liên tục thì sẽ tạo ra phấn hữu dục với một tỷ lệ nhất ñịnh, ñủ ñể
sinh ra hạt tự thụ phấn [28]. Wang F. và cộng sự (1997) khi nghiên cứu ảnh
hưởng của 3 ngày nhiệt thấp vào giai ñoạn chuyển ñổi tính dục từ bước 4 ñến
bước 6 phân hoá ñòng của 4 dòng P/TGMS Pei ai 64S, Anxiang S, Sui 35S và
GD-2S cho thấy có ảnh hưởng lớn nhất ở giai ñoạn bước 5 [74].
Dựa vào ñặc ñiểm bất dục ñực của hạt phấn, người ta ñã chia dòng
TGMS thành 2 kiểu bất dục ñực: Kiểu thứ nhất: Bất dục ñiển hình, hạt phấn có
hình thoi, tam giác, vỏ nhăn nheo giống như dòng CMS; Kiểu thứ hai: Bất dục
không hạt phấn, bao phấn rỗng không có hạt phấn, khi lúa trỗ thấy bao phấn có
màu trắng. Dòng TGMS có một số ñặc ñiểm quí như: vòi nhuỵ dài, ñầu nhuỵ to
phân ra rất nhiều nhánh và còn khả năng nhận phấn ñến ngày thứ 6 sau khi nở
11
hoa. Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của dòng TGMS thường cao hơn các
dòng CMS (Virmani S.S., 1996) [70].
Các nhà khoa học ñã xác ñịnh ñược 5 gen qui ñịnh tính bất dục ñực mẫn
cảm với nhiệt ñộ ñó là tms1, tms2, tms3, tms4 và tms5 nằm trên nhiễm sắc thể số
8, 7, 6, 9 và 2 (Dong S.L., 2005; Lu X.G et al, 2002) [43], [59].
Các dòng TGMS ñược chọn tạo và sử dụng trong nghiên cứu và phát

triển lúa lai thường có ngưỡng chuyển ñổi tính dục từ 23,5-26,5
0
C. Vì vậy, ñiều
quan trọng nhất ñể một dòng TGMS sử dụng có hiệu quả là nhiệt ñộ gây bất dục
phải khá thấp và sự chuyển hóa từ bất dục sang hữu dục và ngược lại phải triệt
ñể. Các dòng ñược chọn ở nước ta có giới giới hạn chuyển ñổi tính dục an toàn
là 24
0
C, có nghĩa là trong ñiều kiện nhiệt ñộ từ 19-24
0
C dòng TGMS sẽ hữu dục,
nếu nhiệt ñộ lớn hơn 24
0
C thì dòng TGMS sẽ bất dục hoàn toàn. Các dòng
TGMS thuộc nhóm này là dòng T1S-96, 103S, T25S, T29S và VN01 [34].
Theo Nguyễn Văn Hoan (2003), miền Bắc nước ta có 2 mùa lúa trong ñó
có thời vụ có thể bố trí nhân dòng và có thời vụ ñể bố trí hạt lai F1. Khi bố trí
gieo cấy phải tính toán sao cho ở vụ xuân thời kỳ mẫn cảm xảy ra từ 10/3-30/3, ở
vụ mùa từ 15/10-20/11. Trong giai ñoạn này, dòng TGMS phân hóa thì sẽ trỗ
bông vào thời kì tương ñối thuận lợi, trong ñó giai ñoạn từ ngày 10/3 ñến 30/3 là
thuận lợi và chắc chắn hơn [13].
Nguyễn Thị Trâm cho rằng, trong ñiều kiện miền Bắc Việt Nam chỉ nên
sử dụng các dòng TGMS ñể sản xuất hạt lai ở vụ mùa vì vụ mùa luôn có nhiệt
cao, ổn ñịnh nên rất dễ bố trí tuy nhiên vụ mùa lại hay gặp mưa bão. Sản xuất
trong vụ mùa phải bố trí thời vụ sao cho lúa trỗ từ 28/8 ñến 10/9 là phù hợp. Nếu
ñiều khiển trỗ muộn hơn 10/9 có thể gặp một số ngày lạnh sẽ làm cho dòng mẹ
tự thụ, ảnh hưởng ñến chất lượng của lô hạt giống [27].
1.4.3. Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS (Enviroment sensitive Genic
Male Sterile)
Để chọn tạo ñược một dòng EGMS phù hợp cần nghiên cứu qui luật diễn

biến nhiệt ñộ, ñộ dài ngày của vùng cần sử dụng các dòng EGMS ñó ñể ñưa ra
12
hướng chọn tạo và sử dụng. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho rằng dòng
PGMS có giá trị sử dụng nhiều hơn cho vùng Ôn ñới, dòng TGMS thích hợp cho
vùng nhiệt ñới. Các tỉnh phía Nam Trung Quốc và phía Bắc Việt Nam có sự thay
ñổi lớn về nhiệt ñộ giữa các vùng núi cao và ñồng bằng, giữa các mùa trong năm
nên thích hợp cho việc sử dụng các dòng TGMS (Nguyễn Thị Trâm, 1996; Mou
T.M., 2000) [30], [64].
Tuy nhiên trong ñiều kiện Việt Nam, một dòng PGMS có thể sử dụng
ñược nếu nó bất dục ñực hoàn toàn khi thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn
12 giờ 30 phút và nhiệt ñộ cao, có phấn hữu dục và ñậu hạt khi ñộ dài chiều sáng
trong ngày giảm xuống dưới ngưỡng ñó. Kết quả các nhà chọn giống lúa Việt
Nam ñã tìm ra dòng P5S với ngưỡng chuyển ñổi tính dục 12 giờ 16 phút. Như
vậy có thể nhân dòng PGMS và sản xuất hạt lai F1 ở cả miền Bắc và miền Nam
(Nguyễn Thị Trâm, 2002; Trần Văn Quang, 2007) [31], [26].
Theo Yuan L.P có một số phương pháp chọn tạo dòng EGMS sau:
1.4.3.1. Phân lập các dòng EGMS có trong tự nhiên
Trong tập ñoàn vật liệu chọn giống lúa có thể tồn tại các cá thể bất dục
ñực do ñột biến tự nhiên gây nên. Quan sát ruộng lúa ở giai ñoạn trỗ bông ñến
chín có thể phát hiện cây bất dục ñực. Thu nhận, duy trì và theo dõi sự chuyển
ñổi tính dục của chúng bằng lúa chét. Khi gặp ñiều kiện ngoại cảnh thuận lợi như
nhiệt ñộ hạ thấp hoặc thời gian chiếu sáng ngắn dần lúa chét sẽ phục hồi hữu
dục. Từ kết quả cụ thể theo dõi ñược có thể kết luận là dòng TGMS hoặc PGMS
ñồng thời xác ñịnh ngưỡng chuyển ñổi tính dục, thời kỳ mẫn cảm và giá trị sử
dụng của từng dòng trong phát triển tổ hợp lai. Có thể xác ñịnh nhanh ñặc ñiểm
mẫn cảm của các cá thể ñược chọn bằng Phytotron (Yin Hua Qi, 1993) [75].
1.4.3.2. Tạo dòng TGMS bằng phương pháp lai
Để ña dạng các dòng EGMS trong vườn vật liệu chọn giống có thể sử
dụng phương pháp lai chuyển gen ñể chuyển các gen EGMS vào các giống thích
hợp ở ñịa phương hoặc cải tiến các dòng EGMS sẵn có với mục ñích tập hợp

13
nhiều tính trạng quý khác nhau vào một giống ñể tăng hiệu quả sử dụng (Yuan
L.P., 1995) [82].
* Lai ñơn và chọn lọc cá thể
Sử dụng nguồn gen tms (hoặc pms) sẵn có làm mẹ ñể lai với các dòng
giống lúa thường khác nhau, thu hạt lai, gieo và ñánh giá con lai F1. Hạt F1 tự
thụ tiếp tục gieo ñể có quần thể F2. Khi gieo cần tính toán sao cho quần thể này
ở thời kỳ phân hoá ñòng bước 3 ñến bước 6 có nhiệt ñộ cao (hoặc pha sáng dài)
trên ngưỡng chuyển ñổi tính dục. Khi lúa trỗ chọn các cá thể bất dục ñực có kiểu
hình mong muốn, cắt chét và chăm sóc cẩn thận. Sau khi cắt chét ñược 7-10
ngày, chồi ra ñược 1-3 lá ñưa xử lý nhiệt ñộ thấp dưới 24
0
C (hoặc ánh sáng
ngắn) từ 10-12 ngày rồi trồng trong nhà lưới ñể theo dõi. Khi lúa trỗ tiến hành
kiểm tra hạt phấn. Nếu hạt phấn của cá thể nào ñó hữu dục chứng tỏ cá thể ñó là
EGMS. Xử lý nhiệt ñộ thấp hoặc ánh sáng ngắn có thể ñưa lên vùng núi có ñộ
cao trên 900 m so với mức nước biển hoặc Phytotron. Nếu không có ñiều kiện
thực hiện hai cách trên có thể nhân các chồi theo hệ vô tính liên tục chờ ñến mùa
ñông, nhiệt ñộ xuống thấp dưới 24
0
C hoặc ánh sáng ngày ngắn, hệ vô tính này
hữu dục, thu ñược hạt tự thụ, dòng ñó là EGMS (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [31].
* Lai trở lại ñể tạo dòng EGMS mới
Sử dụng phương pháp này ñể lai tích luỹ các ñặc tính mong muốn vào
dòng EGMS mới. Vì tính bất dục ñực của dòng EGMS ñều ñược kiểm soát bởi
gen lặn nên bắt ñầu lai lại ngay từ F1, tính bất dục ñực giữ ñược ñến các thế hệ
sau. Có thể chuyển gen MS giữa các giống không cùng loài phụ hoặc giữa các bố
mẹ không tương hợp di truyền nhờ phương pháp này. Qui trình chọn tạo EGMS
bằng phương pháp lai của Yin Hua Qi (1993) [75].
1- Lai dòng EGMS ổn ñịnh ñã ñược xác ñịnh rõ ràng ngưỡng chuyển hoá

với các dòng giống ñịa phương có các ñặc tính mà dòng EGMS cần bổ sung.
2- Trồng F1 ở ñiều kiện bình thường ñể thu hạt
3- Chọn cây bất dục ở thế hệ F2 trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao và ngày dài
14
4- Thế hệ F3 trồng theo dòng ở ñiều kiện thích hợp. Đến giai ñoạn mẫn
cảm thì chuyển vào nhà sinh trưởng ñể xử lý với chế ñộ T hoặc P theo mục ñích
chọn EGMS.
5- Thế hệ F4-F6 trồng trong ñiều kiện hữu dục bình thường ñể chọn một số
ñặc tính khác như: chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh, tỷ
lệ thò vòi nhuỵ, chất lượng hạt.
6- Thế hệ F7 trồng trong nhà sinh trưởng nhân tạo với ngưỡng chuyển hoá
bất dục T và P ñược thiết lập theo mục ñích chọn EGMS. Chọn những cây bất
dục hoàn toàn sau ñó duy trì bằng chét ñể lấy hạt. Hạt này dùng cho nghiên cứu
tiếp theo trên ñồng ruộng và trong nhà sinh trưởng.
Qui trình chọn dòng EGMS của Mou T.M. (2000) [64] cũng tương tự qui
trình của Yin Hua Qi nhưng có ñiểm khác là ở thế hệ F2 cần ñược trồng trên núi
cao khoảng 800 m so với mức nước biển, có nhiệt ñộ 24
0
C ñể chọn cây bất dục.
Sau ñó các cá thể bất dục ñược duy trì bằng chét ở ñiều kiện nhiệt ñộ thấp dưới
24
0
C và ngày ngắn ñể thu hạt.
Qui trình chọn dòng EGMS của Viraktamath B.C.(2000) [68] áp dụng ở
những nơi ñiều kiện môi trường không thuận lợi cho sự hữu dục hạt phấn như sau:
1- Chọn các dòng cho gen EGMS ñã ổn ñịnh và ñược xác ñịnh ngưỡng
chuyển hoá tính dục ñể lai với các dòng giống ở ñịa phương có các ñặc tính mà
dòng EGMS cần bổ sung.
2- Trồng cây F1 ở ñiều kiện bình thường ñể thu hạt F2
3- Trồng quần thể F2 trong ñiều kiện ngày dài và nhiệt ñộ cao, chọn cây

hữu dục mang nhiều ñặc tính mong muốn của bố và mẹ.
4- Từ ñời F3 ñến F5 trồng theo dòng trong ñiều kiện ngày dài, nhiệt ñộ cao.
Chọn ở mỗi dòng 8 ñến 10 cá thể hữu dục mang nhiều ñặc tính mong muốn từ
bố và mẹ.
5- Trồng F6 cũng trong ñiều kiện ngày dài, nhiệt ñộ cao. Chọn những cây
bất dục sau ñó trồng chét ở ñiều kiện hữu dục ñể thu hạt tự thụ.