khảo sát chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá tập đoàn các mẫu giống lúa nếp mới thu thập bằng chỉ thị phân tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC





BÁO CÁO
THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
Khảo sát chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá tập đoàn
các mẫu giống lúa nếp mới thu thập bằng chỉ thị phân tử
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS. Phan Hữu Tôn
KS. Tống Văn Hải
Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng
Khoa Công nghệ sinh học - Trường ĐHNN HN
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hồng Nhung
Mã sinh viên : 510281
Lớp : CNSH - K51
“Khóa luận đệ trình Khoa CNSH, Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội là một
phần yêu cầu của trình độ đại học ngành Công nghệ sinh học".
HÀ NỘI - 2010
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn
PGS.TS. Phan Hữu Tôn, người đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện
khóa luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo KS. Tống Văn Hải và các thầy cô giáo
Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tạo
điều kiện thuận lợi và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng tôi xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn ủng

hộ, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày tháng năm 2010
Sinh viên
Nguyễn Thị Hồng Nhung
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
TÓM TẮT vii
PHẦN I
MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích và yêu cầu 2
1.2.1. Mục đích 2
1.2.2. Yêu cầu 2
PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Nguồn gen lúa địa phương và vấn đề bảo quản nguồn gen cây lúa. 3
2.1.1. Đặc điểm của lúa địa phương 3
2.1.2. Hiện trạng và việc sử dụng nguồn gen địa phương 3
2.1.3. Các hướng sử dụng nguồn gen lúa địa phương 4
2.2. Nghiên cứu về chất lượng gạo 5
2.2.1. Nghiên cứu về tính trạng mùi thơm 5
2.2.2. Nhiệt độ hóa hồ và độ phá hủy kiềm 8
2.2.3. Chiều dài, chiều rộng và tỉ lệ dài/rộng của hạt 9
2.3. Nghiên cứu về bệnh bạc lá 10

2.3.1. Tác hại của bệnh 10
2.3.2. Triệu chứng bệnh 11
2.3.3. Nguyên nhân gây bệnh 12
2.3.4. Đặc điểm phát sinh phát triển bệnh bạc lá 13
2.3.5. Biện pháp phòng trừ 14
2.4. Cơ sở khoa học của chọn giống lúa kháng bạc lá 15
2.4.1. Cơ sở di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa 15
2.4.3. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu và chọn giống
kháng bệnh bạc lá 18
PHẦN III
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
3.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 22
3.1.1. Vật liệu nghiên cứu 22
3.1.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 22
3.2. Nội dung nghiên cứu 23
ii
3.3. Phương pháp nghiên cứu 23
3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ngoài đồng ruộng 23
3.3.2. Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học cơ bản 23
3.3.3. Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá 24
3.3.4. Phương pháp đánh giá chất lượng 28
PHẦN IV
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31
4.1. Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá 31
4.1.1. Kết quả lây nhiễm nhân tạo 31
4.1.2. Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bạc lá 34
4.1.3. So sánh kết quả PCR với kết quả lây nhiễm nhân tạo 37
4.2. Kết quả đánh giá chất lượng 40
4.2.1. Kết quả chất lượng thương trường của gạo 40
4.2.2. Kết quả đánh giá mùi thơm và khả năng mang gen mùi thơm 44

4.3. Kết quả đánh giá các tính trạng nông sinh học 47
4.3.1. Thời gian sinh trưởng 47
4.3.2. Chiều cao cây 50
4.3.3. Khả năng đẻ nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu 51
4.3.4. Đặc điểm hình thái của lá đòng 53
4.3.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 54
4.3.6. Đặc điểm chiều dài bông 57
4.3.7. Đặc điểm hình thái hạt 58
4.4. Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu 59
4.4.1. Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu kháng bệnh bạc lá 59
4.2.2. Kết quả chọn lọc nguồn vật liệu chất lượng tốt 60
PHẦN V
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63
5.1. Kết luận 63
5.2. Đề nghị 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 63
iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
- BAC Bacterial Artificial Chromosome - nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn.
- BAD2 Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase 2.
- EAP External antisense primer - mồi ngoại biên của cặp mồi phát hiện gen fgr.
- ESP External sense primer- mồi ngoại biên của cặp mồi phát hiện gen fgr.
- GBSS Grainule bound starch synthase - enzyme tổng hợp amylose
- IFAP Internal fragrant antisense primer - mồi nội biên của cặp mồi phát hiện
gen fgr.
- INSP Internal non-fragrant sense primer- mồi nội biên của cặp mồi phát hiện
gen fgr.
- IRRI International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa quốc tế
- KDML Giống lúa Khao Dawk Mali

- NST Nhiễm sắc thế.
- PCR Polymerase chain reaction - phản ứng chuỗi trùng hợp, kĩ thuật chỉ thị
phân tử nhằm nhân một đoạn DNA đã biết trước trình tự.
- RFLP Restriction fragment length polymorphism - sự đa hình về chiều dài của
những đoạn cắt giới hạn.
- SNPs Single nucleotide polymorphisms - hiện tượng đa hình đơn nucleotide.
- SS Starch synthase - enzyme tổng hợp tinh bột
- SSRs simple sequence repeats - kỹ thuật chỉ thị phân tử nhằm nhân hoặc lai
các đoạn lặp DNA lặp đi lặp lại trong genome.
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Phản ứng của các dòng đẳng gen với các chủng vi khuẩn 31
Bảng 2. So sánh kết quả xác định gen kháng bằng PCR và kết quả lây
nhiễm nhân tạo của các mẫu giống 37
Bảng 3. Chất lượng xay xát của gạo 40
Bảng 4. Kích thước hạt gạo 41
Bảng 5. Nhiệt độ hóa hồ và độ phá hủy kiềm 43
Bảng 6. So sánh kết quả đánh giá mùi thơm bằng phương pháp sử
dụng KOH 1,7% và kết quả kiểm tra gen fgr bằng phương pháp PCR.
46
Bảng 7. Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống 48
Bảng 8. Chiều cao cây của các mẫu giống 50
Bảng 9. Số nhánh tối đa, số nhánh hữu hiệu, tỷ lệ nhánh hữu hiệu 52
Bảng 10. Chiều dài và chiều rộng lá đòng 53
Bảng 11. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 54
Bảng 12. Chiều dài bông lúa 57
Bảng 13. Chiều dài, chiều rộng hạt thóc và tỷ lệ Dài/Rộng 58
Bảng 14. Đặc điểm của 6 mẫu giống kháng bạc lá được chọn 59
Bảng 15. Đặc điểm của 3 mẫu giống chất lượng tốt được chọn 60
v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Hoạt động của bộ 4 mồi được mô tả trong nghiên cứu của Bradburry
và cộng sự (2005) 8
Hình 2. Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên đối chứng IR24 32
Hình 3. Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên đối chứng IRBB4 32
Hình 4. Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên đối chứng IRBB5 33
Hình 5. Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên đối chứng IRBB7 33
Hình 6. Điện di sản phẩm PCR phát hiện gen Xa4, sử dụng cặp mồi MP2 35
Hình 7. Điện di sản phẩm PCR phát hiện gen Xa7, sử dụng cặp mồi P3 36
Hình 8. Điện di sản phẩm PCR phát hiện gen xa5, sử dụng cặp mồi RG556
trước cắt enzym DraI 36
Hình 9. Điện di sản phẩm PCR phát hiện gen xa5, sử dụng cặp mồi RG556
sau khi cắt enzym DraI 37
Hình 10. Nhiệt độ hóa hồ và độ phá hủy kiềm của hạt gạo 44
Hình 11. Điện di sản phẩm PCR xác định mẫu giống mang gen fgr 45
vi
TÓM TẮT
Để đảm bảo an ninh lương thực thì việc chọn tạo giống lúa có năng suất cao
là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng suất là chưa đủ, nhu cầu về
giống lúa hiện nay phải là những giống hội tụ đủ 3 yếu tố năng suất cao, chất lượng
tốt và kháng sâu bệnh hiệu quả. Muốn chọn tạo giống lúa năng suất cao, chất lượng
tốt và kháng sâu bệnh thành công thì nguồn gen đóng vai trò rất quan trọng. Trong
nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá tập
đoàn các mẫu giống lúa nếp mới thu thập bằng chỉ thị phân tử DNA.
Chúng tôi tiến hành khảo sát, đánh giá các đặc điểm nông sinh học, các chỉ
tiêu chất lượng, gen mùi thơm, gen kháng bệnh bạc lá Xa4, xa5, Xa7. Từ đó tuyển
chọn một số mẫu giống triển vọng để khảo nghiệm và những mẫu giống có phẩm
chất tốt, khả năng kháng bạc lá và năng suất cao. Sử dụng chỉ thị MP2 phát hiện gen
kháng Xa4, chỉ thị RG556 phát hiện gen kháng xa5, chỉ thị P3 phát hiện gen kháng
Xa7, dùng cặp mồi ESP và IFAP phát hiện gen thơm fgr.

Kết quả đã phát hiện được 21 mẫu giống chứa gen Xa4, 6 mẫu giống chứa
gen xa5, 23 mẫu giống chứa gen Xa7 và 5 mẫu giống chứa gen thơm fgr. Lây nhiễm
nhân tạo cho thấy kết quả PCR là chính xác. Kết quả đánh giá chất lượng và đặc
điểm nông sinh học của các mẫu giống thấy các giống lúa địa phương vô cùng đa
dạng và phong phú. Từ đó tuyển chọn được 9 mẫu giống tương đối tốt, trong đó có
6 mẫu giống vừa có khả năng kháng bệnh vừa có tiềm năng cho năng suất cao và 3
mẫu giống có chất lượng tốt, có tiềm năng năng suất.
vii
PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Gạo nếp được sử dụng rất rộng rãi ở nước ta và nó là nguyên liệu không thể
thiếu trong các ngày lễ hội, các ngày tết, ma chay, chiếm 10% diện tích trồng lúa,
đặc biệt là ở nhiều vùng dân tộc thiếu số gạo nếp được sử dụng là lương thực chính
thay gạo tẻ, hơn nữa giá thành lúa nếp lại cao. Vì vậy, sản xuất lúa nói chung và lúa
nếp nói riêng đã, đang và vẫn còn là một ngành quan trọng nhất trong lĩnh vực nông
nghiệp và phát triển nông thôn nước ta.
Việt Nam là một trong những trung tâm khởi nguyên của cây lúa nên quỹ
gen lúa vô cùng phong phú. Đặc biệt ở nước ta cũng tồn tại rất nhiều giống lúa nếp
địa phương mang gen kháng bạc lá, có những tính trạng nông sinh học quý làm vật
liệu cho công tác chọn tạo giống. Thế nhưng ngày nay, do sức ép của sự gia tăng
dân số, cùng với quá trình hội nhập, và cũng do tập quán canh tác cũng thay đổi…
đã dẫn đến nguồn gen lúa địa phương đang có nguy cơ bị mất dần. Chính vì vậy
việc thu thập, bảo tồn các giống lúa địa phương làm vật liệu cho chọn giống là rất
cần thiết hiện nay.
Hàng năm năng suất lúa liên tục tăng nhưng vẫn không đáp ứng đủ nhu cầu
do dân số tăng nhanh. Vì vậy, để đảm bảo an ninh lương thực thì việc chọn tạo
giống lúa có năng suất cao là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng
suất là chưa đủ, nhu cầu về giống lúa hiện nay phải là những giống hội đủ 3 yếu tố
năng suất cao, chất lượng tốt và kháng sâu bệnh hiệu quả.

Vì vậy, đánh giá khách quan, chính xác và chi tiết các đặc điểm của nguồn
gen là việc làm rất cần thiết, từ đó nhà chọn giống có hướng để chọn tạo giống mới
thành công sau này.
Muốn biết được khả năng kháng bệnh của một giống, theo phương pháp
thông thường, người ta tiến hành đánh giá bệnh trong điều kiện tự nhiên và lây
nhiễm nhân tạo bằng phương pháp cắt đầu lá. Sau đó, chờ khi lúa biểu hiện bệnh sẽ
tiến hành đánh giá dựa trên phổ kháng nhiễm của các dòng đẳng gen. Tuy nhiên,
1
phương pháp này có nhiều nhược điểm: mất nhiều thời gian, tốn công sức và kết
quả đôi khi không chính xác do chịu tác động của điều kiện ngoại cảnh.
Trước đây để đánh giá mùi thơm của lúa thì người ta tiến hành ngửi mẫu lá
hoặc mẫu gạo bằng phương pháp hóa học. Phương pháp này cũng có nhược điểm tốn
nhiều công sức và kết quả cũng kém chính xác do dựa vào cảm quan của từng người.
Hiện nay, với sự phát triển của các kỹ thuật chỉ thị phân tử DNA đặc biệt là
kỹ thuật PCR thì việc tìm và phát hiện một đoạn DNA liên quan đếm một tính trạng
nào đó trở nên đơn giản và chính xác. Có thể đánh giá ngay ở giai đoạn cây non tiết
kiệm được rất nhiều thời gian và công sức.
Nhận biết được tầm quan trong của nguồn gen trong quá trình chọn tạo giống
cây trồng cũng như kỹ thuật PCR trong việc phát hiện gen nên được sự hướng dẫn
của PGS.TS Phan Hữu Tôn và KS. Tống Văn Hải chúng tôi tiến hành đề tài: “Khảo
sát chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá tập đoàn các mẫu giống lúa nếp
mới thu thập bằng chỉ thị phân tử”.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
- Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống lúa nghiên cứu.
- Khảo sát, đánh giá chất lượng
- Khảo sát, đánh giá gen mùi thơm
- Khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá và khả năng mang gen kháng bạc lá
Xa4, xa5, Xa7 trong tập đoàn mẫu giống lúa nếp.
- Tuyển chọn một số mẫu giống triển vọng để khảo nghiệm và những mẫu

giống có phẩm chất tốt, khả năng kháng bạc lá và năng suất cao
1.2.2. Yêu cầu
- Tiến hành thí nghiệm khảo sát tập đoàn giống nghiên cứu, đo, đếm, đánh
giá được một số đặc điểm nông sinh học.
- Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng.
- Xác định các mẫu giống có chứa gen kháng bệnh bạc lá và gen mùi thơm
bằng kỹ thuật PCR.
- Tiến hành lây nhiễm nhân tạo và đánh giá khả năng kháng nhiễm của các
giống nghiên cứu.
2
PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguồn gen lúa địa phương và vấn đề bảo quản nguồn gen cây lúa
Cây lúa được xem như là cây trồng đầu tiên trên thế giới được công bố hoàn
thành đọc chuỗi ký tự DNA, đó là bản đồ của mỗi gen định vị trên 12 nhiễm sắc thể
đã được xác định (Phan Hữu Tôn và cs, 2005). Với hệ gen phong phú Indica: 45
000 – 56 000 gen, Japonica 32 000 – 50 000 gen (2003), đây là nguồn vật liệu khởi
đầu quan trọng để các nhà chọn giống tiến hành lai tạo giống mới.
2.1.1. Đặc điểm của lúa địa phương
Các giống lúa địa phương được hình thành do quá trình chọn lọc tự nhiên và
nhân tạo trong điều kiện địa phương, do vậy chúng có một số đặc điểm cơ bản, đó
là: cho năng suất ổn định do thích nghi cao với điều kiện địa phương, có tính chống
chịu tốt với một số sâu bệnh nguy hiểm và điều kiện bất thuận của tự nhiên. Trong
quần thể các giống lúa địa phương tồn tại rất nhiều gen quý như: các gen quy định
tính kháng bệnh, gen quy định mùi thơm… Bên cạnh đó có một số nhược điểm như
thời gian sinh trưởng dài, năng suất chưa cao…
2.1.2. Hiện trạng và việc sử dụng nguồn gen địa phương
Nguồn gen cây trồng của Việt Nam rất phong phú. Theo thống kê nước ta có
tới 1810 giống ngô, 75 giống khoai lang, 33 giống đay, 114 giống lạc, 224 giống
đậu đỗ, 48 giống dâu… Là một trong những cái nôi của cây lúa nước, cả nước có

2000 giống lúa cổ truyền, trong đó có 206 giống lúa nếp. Hiện vẫn còn những loài
lúa hoang dại trong tự nhiên, qua quá trình chọn lọc, trồng cấy hàng nghìn đời nên
có khả năng thích nghi và chịu đựng tốt với môi trường đồng ruộng. Đây thực sự là
quỹ gen phong phú, đa dạng, một nguồn gen hết sức quý giá.
Tháng 1 năm 2001, tập đoàn thương mại nông nghiệp, Syneta công bố việc
hoàn thành đọc chuỗi ký tự gennom cây lúa, một công trình mang tính hợp tác quốc
tế với khoảng 50.000 gen. Bộ gennom cây lúa có 12 nhiễm sắc thể, bao gồm 430
3
triệu cặp base của phân tử DNA. Trung bình mỗi gen có khoảng 3.000bp. Nguồn gen
phong phú này chủ yếu tồn tại trong các giống lúa địa phương có thích nghi cao với
các điều kiện tự nhiên nhưng còn có một số đặc điểm như: thời gian sinh trưởng dài,
năng suất chưa cao…Do vậy các giống địa phương dần được thay thế bằng các giống
lúa lai có năng suất cao hơn. Vấn đề đặt ra cho toàn nhân loại là phải thường xuyên tiến
hành đánh giá, thu thập và bảo quản nguồn gen, dùng các biện pháp kỹ thuật thích hợp
để lai tạo giống mới dựa trên những tính trạng tốt của các giống địa phương.
IRRI đã hợp tác chính thức với Việt Nam từ năm 1975 trong chương trình thử
nghiệm giống lúa quốc tế (IRTP) trước đây và nay là chương trình đánh giá nguồn
gen cây lúa (INGER). Trong quá trình hợp tác, Việt Nam đã nhận được 279 tập đoàn
lúa gồm hàng ngàn mẫu giống mang nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, năng suất cao,
chất lương tốt, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận.
Việt Nam đã tiến hành công tác bảo tồn nguồn gen từ những năm 1987, kết
quả đã bảo tồn và lưu giữ được trên 13.500 giống thực vật tại Trung tâm tài nguyên
thực vật (Lưu Ngọc Trình, 2000), trên 450 giống lúa có khả năng chịu hạn, chịu úng
ngập và chống chịu sâu bệnh tốt (Trần Duy Quý, 2000), trên 480 giống cây ăn quả
và rau (Vũ Mạnh Hải, 2000).
2.1.3. Các hướng sử dụng nguồn gen lúa địa phương
Bằng nhiều phương pháp khác nhau và tùy vào từng điều kiện cụ thể, người
ta có nhiều cách để sử dụng nguồn gen địa phương làm sao để đạt kết quả tốt nhất.
- Dùng phương pháp chọn lọc trực tiếp: Từ quần thể địa phương, các nhà
khoa học tiến hành chọn lọc trực tiếp bằng cách chọn những cá thể tốt nhất với kiểu

sinh thái địa lý và gây thành giống mới. Ví dụ: Mộc tuyền được chọn từ giống Mộc
Khâm (Nguyễn Văn Hiển và cs, 2002).
- Dùng trong các tổ hợp lai: Các nhà khoa học sử dụng các giống lúa địa
phương có thương phẩm tốt như chống chịu sâu bệnh, chống chịu tốt với điều kiện
ngoại cảnh, mang gen mùi thơm để lai với các giống khác có tình trạng bổ sung
như: như thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao nhằm tạo giống mới.
- Dùng phương pháp gây đột biến: Các giống lúa địa phương mang tính trạng
4
quý nhưng còn có nhược điểm được sử dụng làm vật liệu gây đột biến nhằm cải tiến
tính trạng mong muốn. Ví dụ: đã gây đột biến tạo dòng nếp cải hoa vàng vừa mang
gen mùi thơm, vừa cấy được cả hai vụ, khắc phục được nhược điểm phản ứng với
ánh sáng ngày ngắn, dễ đổ…
2.2. Nghiên cứu về chất lượng gạo
2.2.1. Nghiên cứu về tính trạng mùi thơm
2.2.1.1. Bản chất hóa học của mùi thơm
Mùi thơm của lúa là kết quả tạo thành bởi một loạt các hợp chất hóa học khác
nhau (Widjaja và cộng sự, 1996). Bullard và Holguin, 1977, đã sử dụng phương pháp
sắc ký khí để xác định thành phần hóa học tạo nên mùi thơm. Họ thu được 70 chất và
xác định chính xác được 30 chất trong số đó, nhưng theo quan điểm của họ thì không
có một thành phần rõ ràng nào quy định tính thơm của gạo (Darrell và cs, 2000).
Buttery và cộng sự, năm 1983, đã chỉ ra rằng 2-acetyl-1- pyrroline (2-AP),
một chất dễ bay hơi, chính là thành phần chính tạo nên mùi thơm của lúa. 2-AP xuất
hiện trên tất cả các bộ phận của cây (thân, lá và hạt) ngoại trừ phần rễ (Buttery và
cs, 1983; Lorieux và cs, 1996; Yoshihashi và cs, 2002). 2-AP không hình thành
trong quá trình thu hoạch và nấu chín mà hình thành trong quá trình sinh trưởng của
cây. Chính vì vậy mà mùi thơm của lúa có thể được xác định trên cả hạt và mô lá
(Yoshiyashi và cs, 2002; Nguyen Loc Hien và cs, 2006). Kỹ thuật thu hoạch và bảo
quản cũng ảnh hưởng đến lượng 2-acetyl-pyroline, từ đó ảnh hưởng đến mùi thơm
của gạo (Goodwin và cs, 1994).
2.2.1.2. Di truyền của tính trạng mùi thơm

Cho đến nay, rất nhiều quan điểm khác nhau về di truyền tính trạng mùi thơm
đã được đưa ra, như là: Jodon, 1944, cho rằng tính trạng mùi thơm do 1 gen trội quy
định, nhưng trước đó Kandam và Paatanka, 1938, lại cho rằng tính trạng này do 2
gen quy định. Nagaraju, 1975, đưa ra quan điểm là có 3 gen tham gia quy định tính
trạng mùi thơm. Dhulappanavar, 1976, kết luận rằng tính trạng mùi thơm do 4 gen
quy định.
Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều kết luận rằng tính trạng mùi thơm của
5
lúa do 1 gen quy định (Sood và Siddiq,1980; Shekhar và Reddy, 1981; Berner và
Hoff, 1986; Bollich và cs, 1992; Ali và cs, 1993; Li và Gu, 1997; Sadhukhan và cs,
1997). Berner và Hoff , 1986, kết luận rằng 1 gen trội quy định tính trạng mùi thơm
của lúa và gợi ý phương pháp xác định mùi thơm của hạt bằng cách nếm thử một
nửa hạt gạo đồng thời giữ lại một nửa hạt có chứa phôi. Li và Gu, 1997, nghiên cứu
về di truyền và vị trí của gen quy định mùi thơm trên giống lúa Shenxiangjing và
phát hiện ra mùi thơm được điều khiển bởi 1 gen lặn. Ngoài ra, từ kết quả lai thuận
nghịch giữa các giống lúa thơm, họ cũng đi đến kết luận rằng gen quy định mùi
thơm di truyền đa allen. Tiến hành lai chéo WX (một giống lúa thơm) với các dòng
tam bội có nguồn gốc từ IR36 và WJ (cũng là một giống lúa thơm), Li và Gu kết
luận gen quy định mùi thơm nằm trên nhiễm sắc thể số 8. Trước đó, sử dụng kỹ
thuật RFLP, Ahn và cs, 1992, cũng đã định vị được gen này trên nhiễm sắc thể số 8
(R.K. Singh và cs, 2000).
Kato và Itani, 1996, tiến hành nghiên cứu về sự liên quan di truyền của mùi
thơm và các tính trạng nông sinh học khác bằng cách nghiên cứu trên các tổ hợp
của thế hệ F8 bằng phương pháp chọn lọc một hạt của tổ hợp lai giữa BGT x
Koshihiraki. Sau khi so sánh sự khác biệt của các cặp tính trạng giữa nhóm có mùi
thơm và nhóm không có mùi thơm, họ đưa ra kết luận gen quy định mùi thơm di
truyền hoàn toàn độc lập.
Khush và Dela Cruz, 1998, đã nhấn mạnh trong các nghiên cứu của họ là tính
trạng mùi thơm của lúa là một tính trạng số lượng với một dãy biến dị rộng.
L. Bradbury và cs, 2005, đã công bố một nghiên cứu về vị trí, cấu trúc và cơ

chế của gen fgr quy định tính trạng mùi thơm của lúa. Trong nghiên cứu này,
Bradburry và cộng sự đã phát hiện 8 đột biến mất đoạn và 3 SNPs trên exon của
gene mã hóa tổng hợp betaine aldehyde dehydrogenase 2 (BAD2) chính là nguyên
nhân hình thành tính thơm trên các giống luá thơm Basmati (Louis M. T. Bradbury
và cs, 2005). Các giống lúa không thơm sẽ có bản gen mã hóa BAD2 đầy đủ, trong
khi các giống lúa thơm sẽ có bản gen mã hóa BAD2 chứa đột biến mất đoạn và các
SNPs. Hậu quả của sự thay đổi cấu trúc này sinh ra một mã dừng làm mất tác dụng
6
của enzyme BAD2. Ngoài ra, các tác giả đã sử dụng các Bacterial Artificial
Chromosome (nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn) để kiểm tra vị trí của gen fgr và
đã phát hiện được vị trí chính xác của gen này trên NST 8.
Kết quả của nghiên cứu này đã được công nhận rộng rãi và được sử dụng trong
rất nhiều nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử trong chọn tạo các giống lúa thơm.
2.2.1.3. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu mùi thơm của gạo
Đến nay, nhiều chỉ thị phân tử như SNPs (single nucleotide polymorphisms)
hay SSRs (simple sequence repeats) có liên kết với tính thơm đã được áp dụng
trong chọn lọc giống lúa thơm (Cordeiro và cs, 2002).
Ahn và cs, 1992, đưa ra một chỉ thị phân tử kí hiệu là RG28 nằm trên nhiễm
sắc thể số 8 có liên kết gần với gen thơm (fgr). Họ cũng gợi ý rằng chỉ thị phân tử
này có thể áp dụng để dự đoán sớm sự có mặt của mùi thơm trên một giống lúa,
đồng thời có thể phân biệt được tính trạng đồng hợp hay dị hợp thể của gen thơm và
chỉ thị này rất hữu dụng trong việc phát hiện nhanh tính trạng thơm trong các dòng
lai (Ahn và cs, 1993). Sau đó, đã có rất nhiều nghiên cứu khác nhau với mục đích
nghiên cứu sâu hơn về hoặc ứng dụng chỉ thị này trong công tác chọn tạo giống lúa
thơm. Nghiên cứu của Li và cs, 1996, với kết luận tính trạng mùi thơm do 1 gen lặn
nằm trên NST số 8 đã củng cố thêm quan điểm RG28 là một chỉ thị đặc hiệu cho
gen thơm. Pandey và cs, 1994, 1995, nghiên cứu về liên kết giữa RG28 và thơm
bằng cách nghiên cứu tổ hợp lai chéo giữa Pusa 751 (có mùi thơm) X IR72 (không
thơm) đã đưa ra kết luận RG28 có khoảng cách là 10cM với gen thơm thay vì
4,5cM như kết luận của Ahn (Pandey và cs, 1994, 1995).

Các cặp mồi thiết kế từ RG28 đã được ứng dụng rộng rãi trong việc phát hiện
nhanh lúa thơm (Lang và Buu, 2002; Cordeido và cs, 2002; Jin và cs, 2003). Tuy
nhiên nhược điểm lớn nhất của các mồi này là chúng chỉ liên kết với gen thơm ở
một mức độ nào đó nên không thể chính xác đến 100% (Garland và cs, 2000; Hien
và cs, 2005; Louis M. T. Bradbury và cs, 2005).

L. Bradbury và cộng sự, 2005, nghiên cứu về cấu trúc và cơ chế hình thành
của gen thơm chính là cơ sở để thiết kế một loại mồi thật sự hoàn hảo cho việc xác
định mùi thơm trên lúa. Dựa trên cấu trúc phân tử của gen quy định tính trạng mùi
7
thơm, một bộ mồi đã được thiết kế, gồm 2 cặp mồi cùng nhân lên trên 1 vùng của
DNA mục tiêu, trong đó 1 cặp mồi này lại nhân 1 đoạn nằm trong đoạn nhân của
cặp mồi kia.
Bộ 4 mồi này gồm có: 1 cặp mồi nhân không đặc hiệu nhân lên đoạn nằm
ngoài khu vực xuất hiện đột biến trong cả trường hợp thơm và không thơm và 1 cặp
mồi còn lại phân biệt 2 allen của gen thơm.
Hai mồi ngoại biên đóng vai trò như một nhân tố kiểm soát dương tính, nhân
lên một đoạn khoảng 580bp nằm trên cả kiểu gen thơm (577bp) và kiểu gen không
thơm (585bp). Từng chiếc riêng lẻ của cặp mồi nội biên (kí hiệu ESP và EAP) bắt
cặp với các mồi ngoại biên (kí hiệu IFAP và INSP) để tạo ra các sản phẩm đặc
trưng cho kiểu gen.
Với mồi này, phản ứng PCR sẽ tạo được 4 đoạn nhân như sau: 1 đoạn 580bp
sẽ xuất hiện ở cả hai trường hợp thơm và không thơm, 1 đoạn 355bp xuất hiện ở
trường hợp đồng hợp thể trội Fgr/Fgr (không thơm), một đoạn 257bp xuất hiện ở
trường hợp đồng hợp thể lặn fgr/fgr (thơm) và đối với trường hợp dị hợp thể
Fgr/fgr (không thơm) sẽ xuất hiện đồng thời cả 2 đoạn 355bp và 257bp.
Bộ 4 mồi này có tính chính xác tới 100% do chúng được thiết kế từ trình tự
của chính gen mã hóa tổng hợp BAD2 (Robert Henr và Daniel Waters, 2006; Wakil
Ahmad Sarhadi và cs, 2008).
Hoạt động của bộ 4 mồi được minh họa ở hình dưới:

Hình 1. Hoạt động của bộ 4 mồi được mô tả trong nghiên cứu của Bradburry
và cộng sự (2005).
2.2.2. Nhiệt độ hóa hồ và độ phá hủy kiềm
8
Nhiệt độ hóa hồ (rice starch geltinization temperature) là một thành phần quan
trọng của chất lượng gạo do nó có liên quan chặt chẽ đến thời gian nấu chín và chất
lượng của cơm (Maningat và cs, 1978).
Những nghiên cứu về bản chất phân tử của gen đã xác định rằng gen chính
quy định độ bền gel và độ phá hủy kiềm đều nằm gần locus Wx trên NST6
(Umemotoet và cs, 2002; Gao và cs, 2003). Gen quy định độ phá hủy kiềm được
chứng minh là mã hóa enzyme phân hủy tinh bột SSIIa (starch-soluble
synthaseisoform), và một sự khác biệt về 1 cặp base chính là nguyên nhân của sự
khác biệt về độ phá hủy kiềm của 2 nhóm Japonica và Indica (Gao và cs, 2003;
Nakamura và cs, 2005). Cho đến nay, người ta vẫn chưa xác định được có bao
nhiêu alen của gen này tồn tại trên các giống lúa trồng. Umemoto và cs, 2004, đã
phân biệt được 4 alen của gen mã hóa SSIIa, tuy nhiên các alen này lại không có
nhiệt độ hóa hồ đặc trưng. Trong nghiên cứu về bản chất phân tử của gen quy định
nhiệt độ hóa hồ, Umemoto phát hiện ra sự khác biệt về cấu trúc phân tử của các
giống lúa có nhiệt hóa hồ khác nhau, theo đó trên exon 8 có 3 đột biến gồm có base
A thành G (dẫn đến acid amin methionin-ATG thành valine-GTG), GC thành TT
(dẫn đến leucine-CTC thành phenylalanine-TTC) và một SNPs (A/G). Khảo sát trên
các mẫu giống lúa trồng, Umenmoto phát hiện có 4 dạng alen tồn tại là G/G/GC,
A/G/GC, A/A/GC và A/G/TT. Tiếp tục so sánh về nhiệt hóa hồ giữa các dạng, họ
đưa ra kết luận dạng G/GC có nhiệt hóa hồ cao, 2 dạng A/GC và G/TT có nhiệt hóa
hồ thấp (Umemoto và cs, 2004). Từ kết quả nghiên cứu này một số chỉ thị phân tử
đã được thiết kế và ứng dụng trong các chương trình chọn tạo giống chất lượng cao
(R.K. Singh và cs, 2000 ).
2.2.3. Chiều dài, chiều rộng và tỉ lệ dài/rộng của hạt
Chiều dài, chiều rộng và tỉ lệ dài/rộng của hạt gạo là những đặc tính quan
trọng nhất là đối với các giống lúa chất lượng. Gạo được phân loại theo mục đích

thương mại thành dạng hạt ngắn, hạt vừa, hạt dài và hạt thon. Tuy nhiên, trên thị
trường dạng gạo thon dài là được ưa chuộng nhất.
Phần lớn các nghiên cứu đều kết luận rằng chiều dài chiều rộng của hạt chịu
9
tác động tổng hợp của nhiều gen. Hsieh và Wang, 1986, kết luận chiều dài của hạt
di truyền đa gen, được điều khiển bởi gen đa allen kí hiệu là Gl và mức độ trội của
các alen theo thứ tự Gl1>Gl2>gl, dạng hạt tròn trội so với dạng hạt dài và hình
dạng hạt cũng do gen 3 allen Gs quy định. Rao và Sang, 1989, đưa ra kết luận chiều
dài và chiều rộng của hạt gạo di truyền hoàn toàn độc lập, chịu sự điều khiển của
các gen khác nhau (R.K. Singh và cs, 2000 ).
Takeda, 1984, nghiên cứu di truyền kích thước hạt trên giống lúa Fusayoshi
của Nhật Bản và cho rằng tính trạng này do đa gen quy định và có một gen trội
không hoàn toàn kí hiệu là Lk-f là gen chính.
Sau đó, trong nghiên cứu bằng phương pháp phân tích quần thể phân li
Takeda và Saito, 1994, đã phát hiện ra chiều dài hạt được điều khiển bởi một gen
lặn kí hiệu lk-I (Phạm Văn Phượng, 2006).
2.3. Nghiên cứu về bệnh bạc lá
2.3.1. Tác hại của bệnh
Bệnh bạc lá được phát hiện lần đầu tiên ở Nhật Bản vào khoảng năm 1884-
1885. Bệnh phổ biến ở hầu hết các nước trồng lúa trên Thế giới đặc biệt là Châu Á
(Nhật Bản, Trung Quốc, Philippin, Ấn Độ ). Đã có rất nhiều những ghi nhận về
thiệt hại do bệnh gây ra. Theo Mew và cs, 1987, bệnh gây hại tới 60% năng suất hạt
mỗi năm (Mew T.W, 1987).
Ở nước ta bệnh này đã gây hại từ lâu trên các giống lúa mùa cũ, đặc biệt là từ
năm 1965- 1966 tới nay, bệnh phá hại một cách nghiêm trọng ở các vùng đồng bằng
trên các giống lúa mới nhập nội có năng suất cao ở vụ xuân và nhất là trong vụ
mùa. Theo báo cáo tổng kết của một số kết quả nghiên cứu lúa lai thì có những năm
nước ta có khoảng hơn 350 000 ha lúa bị nhiễm nặng ở vụ mùa và cả vụ xuân, trong
đó hàng trăm ha bị mất trắng như vụ mùa năm 2002 ở Đan Phượng, Phú Xuyên,
Bắc Ninh, Ninh Bình.Cũng theo số liệu năm 2004 trên tạp chí BVTV số 03, bệnh

bạc lá xuất hiện ở tỉnh Hà Nam, Hải Phòng, Phú Thọ, Điện Biên, Bắc Giang, Nghệ
An, Thanh Hóa với tổng diện tích là 3770 ha, trong đó diện tích nhiễm nặng là 560
ha.Tỉ lệ bệnh phổ biến là 8- 20% số lá, nơi cao là 50-70% số lá.
10
Mức độ tác hại của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ nhiễm của cây sớm
hay muộn và mức độ nặng hay nhẹ. Năm 1970 trên diện tích lúa mùa cấy giống
NN8 bị bệnh ở mức độ 60- 100%, giảm năng suất từ 30- 60%. Theo báo cáo của
phòng bệnh cây Viện Bảo Vệ Thực Vật, 1970, thì tác hại của bệnh ngày càng lớn
khi mức độ bị bệnh càng nặng (PGS.TS.Tạ Minh Sơn, 1996).
Điều cần chú ý là mức độ tác hại của bệnh phụ thuộc vào thời kỳ kí bệnh.
Nếu cây lúa bị bệnh ngay từ khi đẻ nhánh thì mức độ bị bệnh về sau thường rất
nặng, ảnh hưởng rõ rệt hơn tới năng suất, có thể làm giảm 41% trở lên, nếu bệnh bắt
đầu từ thời kỳ làm đòng trở lên thì tác hại có thể vẫn còn lớn, trung bình làm giảm
năng suất của cây lúa khoảng 30%. Nhưng đến thời kỳ cuối (chín sữa – chín chắc)
mới bị bệnh mức độ tác hại ít hơn, dưới 10% (Lê Lương Tề, 1980).
Tác hại chủ yếu của bệnh làm lá úa, đặc biệt là lá đòng sớm tàn, nhanh
chóng bị khô chết, bộ lá úa xơ xác ảnh hưởng tới hiệu quả quang hợp tích luỹ chất
khô, dẫn đến giảm khối lượng 1000 hạt, tỉ lệ lép cao, năng suất sút kém.
2.3.2. Triệu chứng bệnh
Bệnh bạc lá phát sinh và gây hại suốt từ thời kỳ mạ đến chín nhưng có triệu
chứng điển hình là ở thời kỳ lúa cấy trên ruộng từ sau đẻ nhánh - trỗ, chín sữa.
Vết bệnh ở mép lá, mút lá lan dần vào phiến lá hoặc lan thẳng xuống gân
chính, ở một số trường hợp vết bệnh có khi bắt đầu ngay ở giữa phiến lá. Vết bệnh
lan rộng theo đường gợn sóng hoặc thẳng, mô bệnh xanh tái, vàng lụi, cuối cùng
cháy khô có màu nâu xám. Trên một số giống lúa ngắn ngày, được bón nhiều phân
đạm thì vết bệnh thể hiện nhanh, phiến lá đột ngột xanh xẫm khô tái đi, lá mất sắc
bóng có màu xanh mờ đục, mô bệnh không chuyển kịp sang màu vàng rực mà đã
khô sắc, nâu bạc chết lụi táp đi.
Thông thường ranh giới mô bệnh với mô khỏe trên phiến lá rất rõ rệt, có
giới hạn theo đường gợn sóng vàng hoặc không vàng, có khi có một đường chỉ viền

màu nâu xẫm, đứt quãng hay không đứt quãng.
Trong điều kiện ẩm, nhiệt độ tương đối cao thì trên vết bệnh xuất hiện
những giọt dịch vi khuẩn hình tròn, nhỏ, keo đặc lại có màu hơi vàng đục, khi rắn
11
cứng có màu nâu hổ phách, màu mật ong (GS.TS. Vũ Triệu Mân, PGS.TS. Lê
Lương Tề, 2001).
2.3.3. Nguyên nhân gây bệnh
Nguyên nhân gây ra bệnh là do vi khuẩn xanthomonas oryzae p.v oryzae.
Trước đây vi khuẩn này còn được gọi với nhiều tên khác: Bacillus oryzae hori et
Bokura (Bokura, 1911), Pseudomonas oryzae uyeda et ishiyama(ishiyama, 1922),
Xanthomonas campestris p.v oryzae.
Vi khuẩn hình gậy 2 đầu hơi tròn, có lông roi ở một đầu, kích thước 1-2 ×
0,5- 0,9 µm. Khuẩn lạc có dạng hình tròn, màu vàng sáp, rìa nhẵn, bề mặt ướt, háo
khí, nhuộm gram âm, không có khả năng khử NO
3
, không dịch hoá gelatin, không
tạo NH
3
, Indol, có khả năng tạo H
2
S.
Nhiệt độ thích hợp nhất cho vi khuẩn sinh trưởng là 26 - 30
0
C nhiệt độ tối
thiểu 0 - 5
0
C, tối đa 40
0
C. Nhiệt độ gây chết là 53
0

C trong 10 phút, có thể sống
trong phạm vi PH ( 5.7 - 8.5), thích hợp nhất PH (6.8 -7.2).
Vi khuẩn xâm nhiễm một cách thụ động qua thuỷ khổng, lỗ khí ở trên mút
lá, mép lá và đặc biệt qua vết thương sây sát trên lá. Khi đã tiếp xúc với bề mặt lá
có màng nước ướt, vi khuẩn dễ dàng di động tiến vào bên trong các lỗ khí, qua vết
thương mà sinh sản nhân lên về số lượng, qua các bó mạch dẫn lan rộng đi. Trong
điều kiện mưa ẩm thuận lợi cho việc phát triển của vi khuẩn, trên bề mặt lá bệnh tiết
ra những giọt keo vi khuẩn, thông qua sự va chạm giữa các lá lúa nhờ mưa gió mà
truyền lan tới lá, cây khác để tiến hành xâm nhiễm lặp lại nhiều đợt trong thời kỳ
sinh trưởng. Cho nên tuy là một loại bệnh có cự ly truyền nhiễm lây lan hẹp song
với phạm vi không gian khá rộng, giọt keo vi khuẩn hình thành với số lượng nhiều,
đó chính là một trong những nguyên nhân quan trọng làm bệnh phát triển mạnh sau
những đợt mưa gió vào cuối vụ xuân và trong suốt vụ mùa ở nước ta.
Ở nước ta phát hiện thấy vi khuẩn hại trên lúa và trên các ký chủ cỏ dại, cỏ
môi, cỏ lồng vực, cỏ gừng bò Ở Nhật Bản có một số cỏ dại thuộc họ hoà thảo (
leersia oryzoides và leersia sayanaka) là ký chủ phụ của vi khuẩn bạc lá lúa, cho
nên ở đây cỏ dại là nguồn dự trữ bệnh qua đông rất quan trọng. Mặt khác đất và
12
nước ruộng cũng là một phần dự trữ bệnh ban đầu. Ở Trung Quốc những công trình
nghiên cứu của Phương Trung Đạt khẳng định nguồn bệnh chủ yếu là ở hạt giống
(GS.TS. Vũ Triệu Mân, PGS.TS. Lê Lương Tề, 2001).
2.3.4. Đặc điểm phát sinh phát triển bệnh bạc lá
Xét về từng điều kiện riêng biệt thì bệnh phát sinh phát triển mạnh truyền
lan nhanh trong điều kiện nhiệt độ tương đối cao 26 - 30
0
C, ẩm độ cao từ 90% trở
lên. Sự biến động nhiệt độ quá lớn cũng không thuận lợi cho bệnh phát triển nhanh.
Trong suốt thời gian mà nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của bệnh thì độ ẩm
cao, lượng mưa lớn, rải đều liên tiếp sẽ là yếu tố có ý nghĩa quyết định mức độ bệnh
nặng hay nhẹ. Nhìn chung ở Miền Bắc nước ta, bệnh bạc lá có thể phát sinh, phát

triển trong các mùa vụ, vào vụ chiêm xuân, bệnh thường phát sinh trong tháng 3- 4
và phát triển mạnh vào tháng 5 – 6, vụ mùa phát triển mạnh tháng 8 - 9. Những đợt
mưa to gió lớn thường xảy ra trong tháng 8 – 9 không những có tác động gây nên
vết thương cọ xát trên lá mà còn tạo điều kiện cho vi khuẩn sinh sản mạnh, số lượng
dịch vi khuẩn tiết ra nhiều trên lá, làm cho vi khuẩn xâm nhiễm dễ dàng, không
những thế nó còn là yếu tố trực tiếp giúp bệnh lan truyền đi nhanh và xa cùng với
sự tác động của nước chảy trên các cánh đồng (GS.TS. Vũ Triệu Mân, PGS.TS. Lê
Lương Tề, 2001).
Ảnh hưởng của kỹ thuật trồng trọt đối với sự phát sinh phát triển của bệnh
cũng tương đối phức tạp. Một mặt ảnh hưởng trực tiếp tới tình hình sinh trưởng làm
tăng hay giảm sức chống chịu bệnh, mặt khác cũng làm ảnh hưởng tới tiểu khí hậu
của ruộng. Những vùng đất màu mỡ, chứa nhiều chất hữu cơ làm bệnh thường phát
triển nhiều hơn ở những chân đất xấu, bón ít phân, lúa cằn cỗi. Trong các yếu tố kỹ
thuật thì phân bón nhất là phân đạm vô cơ có ảnh hưởng rất rõ rệt đến mức độ phát
sinh của bệnh. Các dạng đạm vô cơ dễ làm cây lúa nhiễm bệnh mạnh hơn các dạng
đạm hữu cơ. Trong phân hữu cơ thì phân xanh (điền thanh, bèo hoa dâu, lạc) bón
vùi trong ruộng dễ làm cây lúa bị bệnh nặng hơn khi bón phân chuồng ủ hoai mục
(Mai Văn Quyền, 1970).
Bón đạm cân đối với lân và kali thì bệnh nhẹ hơn nhiều so với bón đạm đơn
13
thuần, tuy nhiên nếu bón đạm vô cơ với lượng quá cao 100N/ha hoặc 120N/ha trở lên
đối với các giống lúa nhiễm thì dù có bón thêm lân và kali về sau tác dụng cũng
không rõ rệt, bệnh vẫn có thể phát triển nặng. Tác dụng của kali thường chỉ có ý
nghĩa hạn chế rõ rệt trong điều kiện bón đạm vừa phải vì vậy mức bón đạm và bón
đạm cân đối với kali ngay từ ban đầu có ý nghĩa quan trọng trong việc phòng ngừa
bệnh và hạn chế tác hại của bệnh (Mai Văn Quyền, 1970).
Trong điều kiện đất chua, úng, ngập nước hoặc mực nước sâu đặc biệt là ở
vùng đất hầu mùn, hàng lúa bị bóng cây ven đường che bóng thì bệnh có thể phát
triển sớm và mạnh hơn. Mực nước ruộng ngập sâu, cây dễ bị bệnh nặng (khi giữ ở
mực nước 5cm). Kozaka và Soto cũng cho rằng vi khuẩn xâm nhiễm dễ dàng hơn

trong điều kiện ruộng ngập nước.
Giống cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh phát triển của bệnh
bạc lá. Các giống thuần và lúa lai có nguồn gốc từ Trung Quốc được trồng ở nhiều
vùng hiện nay đều nhiễm bệnh bạc lá rất nghiêm trọng, các giống lúa cũ, lúa địa
phương nói chung không có giống nào miễn dịch với bệnh bạc lá, nhưng mức độ
kháng bệnh có khác nhau. Phần lớn các giống lúa mới, thấp cây hoặc cao cây, lá to
bản, thời gian sinh trưởng dài hay ngắn đều có thể bị bệnh.
Theo PGS.TS Tạ Minh Sơn, vụ đông xuân 1997 sau đợt mùa đông bệnh
phát sinh mạnh, tỉ lệ TB là 20%, nơi cao là 70 - 90% chủ yếu trên các giống lúa lai
Trung Quốc (PGS.TS.Tạ Minh Sơn, 1996).
Tuy nhiên mức độ bị bệnh của các giống cũng như mức độ tác hại của bệnh
trên các giống có thể thay đổi tuỳ theo điều kiện địa lý và canh tác. Nói chung các
giống lúa có tính chống chịu bệnh cao thường là các giống lúa đẻ tập trung, giai
đoạn đòng – trỗ tiến hành nhanh, lá nhỏ.
2.3.5. Biện pháp phòng trừ
Xuất phát từ những cơ sở nói trên, nhất là về đặc điểm của nguồn bệnh đầu
tiên, đặc điểm phát triển của bệnh thì biện pháp cơ bản nhất để phòng trừ bệnh bạc
lá là dùng giống kháng bệnh, xây dựng ruộng nhân giống không bệnh và điều chỉnh
sinh trưởng của lúa bằng các biện pháp canh tác, nhất là kỹ thuật bón phân và nước.
14
Đồng thời trên cơ sở các biện pháp đó trong các trường hợp cụ thể cần kết hợp làm
tốt khâu xử lý hạt giống và dùng vôi, kali, phân hữu cơ, bón lót, bón thúc sớm, giữ
nước nông, để phòng ngừa bệnh bạc lá và các bệnh khác.
Cho đến nay thì thì biện pháp sử dụng giống kháng bệnh vẫn là biện pháp
hiệu quả nhất và có một ý nghĩa rất lớn.
2.4. Cơ sở khoa học của chọn giống lúa kháng bạc lá
2.4.1. Cơ sở di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa
2.4.1.1. Nghiên cứu về chủng nòi và sự phát triển của bệnh bạc lá
Từ những kết quả của các nghiên cứu gần đây về vi khuẩn bạc lá
Xanthomonas Oryzae P.v Oryzae. Cho thấy mỗi vùng, mỗi lãnh thổ lại có một số

chủng vi khuẩn bạc lá đặc trưng. Sự có mặt của các chủng bạc lá phụ thuộc vào cơ
cấu các giống lúa và điều kiện tự nhiên của mỗi vùng: ở Philippin đã phát hiện có 6
race đang tồn tại, Nhật Bản có 12 phathotype, và ở Ấn Độ có 9 type (TikaB.
Adhikavr Iw Mew và cs, 1999; Tika B.Adhikari TW và cs, 1999)
Ở Việt Nam, theo kết quả nghiên cứu của một số tác giả, vào thập kỷ 90 có
4 nòi sinh lý phổ biến ở Miền Bắc, đến năm 2006 theo kết quả nghiên cứu của TS
Phan Hữu Tôn trên các mẫu bệnh thu thập ở các tỉnh Miền Bắc đã phân lập được
154 Isolate và xác định được 10 chủng vi khuẩn gây bệnh khác nhau. Trong đó có 2
chủng, chủng 2 và 3 là phổ biến ở vùng Đồng Bằng Sông Hồng, song những chủng
còn lại vẫn có tiềm năng gây nguy hiểm cho dù xuất hiện với tần suất thấp hơn tuy
nhiên chúng vẫn có khả năng gây bệnh cho các giống lúa. (Phan Hữu Tôn, 2006).
Và gần đây nhất, trong chiến lược chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá ở
Miền Bắc của Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội dùng phương pháp thu thập mẫu
bệnh, ứng dụng công nghệ sinh học phân lập nuôi cấy và phân biệt gen kháng bệnh
bằng PCR đã xác định được 16 chủng vi khuẩn Xanthonas Oryzae P.v oryzae gây
bệnh khác nhau (Tạp chí KHKT, 2009).
Điều này cho thấy số lượng các chủng bạc lá ở Miền Bắc nước ta đang tăng
lên nhanh chóng và đa dạng hơn, vì vậy mà đòi hỏi phải tạo ra những giống lúa
mang nhiều gen kháng bệnh có tính kháng ngang bền vững hơn.
15
2.4.1.2. Nghiên cứu về di truyền khả năng kháng bệnh bạc lá
Nghiên cứu về di truyền khả năng kháng bệnh bạc lá, các nhà khoa học Nhật
Bản là những người đi đầu trong lĩnh vực này. Nisimura, 1961, đã có những nghiên
cứu đầu tiên về di truyền khả năng kháng bệnh bạc lá. Trong khi nghiên cứu về sự
luân chuyển các giống lúa trồng ở Nhật Bản, ông đã phát hiện khả năng kháng bệnh
bạc lá ở hai giống lúa trồng Kogyoku và kaganeman, được điều khiển bởi một gen
trội nằm trên NST số 11 (Theo hệ thống thứ tự NST của ông).
Tiếp theo đó IRRI cũng đã tiến hành đánh giá khả năng kháng bệnh của các
giống lúa nhiệt đới, đồng thời tiến hành nghiên cứu về bản chất di truyền của khả
năng kháng bệnh bạc lá là do gen quy định (Tsugufumi Ogawa, 1997).

Ngày nay, người ta đã xác định được 29 gen kháng bạc lá lúa ký hiệu từ Xa1
đến Xa29 (Kinoshita và cs, 2005, zhang và cs.2005). Gồm có 22 gen trội và 7 gen
lặn là: xa5, xa8, xa13, xa15, xa19, xa20, xa24 (N.furuya và cs).
Các gen kháng thu thập từ nhiều nguồn khác nhau: gen kháng nguyên thuỷ
có sẵn trong các giống lúa trồng, gen kháng được tạo bởi đột biến như xa19, xa20,
Xa25, hoặc các gen kháng có nguồn gốc từ các giống lúa dại như Xa21, Xa23 từ
O.longistaminata (K.s. lee và cs).
Tính kháng bệnh bạc lá có thể được kiểm tra bởi một gen trội, một gen lặn
hoặc gen trội không hoàn toàn, hay do nhiều gen cùng liên kết quy định. Tuy nhiên,
các gen kháng bạc lá dù là gen trội (Xa) hay gen lặn (xa) đều có ý nghĩa đối với
chọn giống. Những gen lặn chỉ được dùng trong chương trình chọn giống lúa thuần
do chúng chỉ biểu hiện được khả năng kháng khi ở dạng đồng hợp, còn những gen
trội lại có ý nghĩa đối với cả việc chọn giống lúa lai và giống lúa thuần.
Tính kháng bệnh bạc lá cũng tuân theo học thuyết “gen đối gen” nghĩa là
alen kháng của ký chủ chỉ hoạt động khi ký sinh mang alen không gây bệnh (Nguyễn
Văn Hiển và cs, 2002). Điều này đã giải thích vì sao những giống kháng bệnh rất
hiệu quả ở vùng này lại bị nhiễm nặng ở vùng khác. Dựa vào thuyết này, người ta đã
thiết kế một bộ giống thử gồm các dòng đẳng gen mang đơn gen kháng và đa gen
kháng nhằm xác định các chủng nòi vi khuẩn có ở một vùng. Mặt khác dựa trên các
16