Khảo sát đánh giá năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá nguồn gen các lúa nếp bằng chỉ thị phân tử DNA

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





MAI THỊ HƯƠNG






KHẢO SÁT ðÁNH GIÁ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG VÀ
KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ NGUỒN GEN CÁC
LÚA NẾP BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ DNA








LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI




MAI THỊ HƯƠNG




KHẢO SÁT ðÁNH GIÁ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG VÀ
KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ NGUỒN GEN CÁC
LÚA NẾP BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ DNA

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 60.42.02.01



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS PHAN HỮU TÔN






HÀ NỘI - 2014
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

i

LỜI CAM ðOAN


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


Tác giả

Mai Thị Hương



















Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành ñến PGS.TS. Phan Hữu

Tôn, Trưởng Bộ môn SHPT&CNSH ứng dụng, khoa CNSH trường ñại học Nông
nghiệp Hà Nội ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong việc ñịnh hướng ñề tài cũng
như trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên trong Bộ môn
SHPT&CNSH ứng dụng, ñã giúp ñỡ, tạo mọi ñiều kiện về vật chất và thời gian
ñể tôi hoàn thành ñề tài và khóa học.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong Phòng ñào tạo sau
ñại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp
ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài.
Qua ñây, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia ñình, người thân,
bạn bè, là những người luôn ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Tác giả



Mai Thị Hương


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

iii

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu vi
Danh mục các bảng vii
Danh mục hình ix

PHẦN 1 MỞ ðẦU 1
1.1 ðặt vấn ñề 1
1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 2
1.2.1 Mục ñích 2
1.2.2 Yêu cầu 3
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3
1.3.1 Ý nghĩa khoa học của ñề tài 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 Nghiên cứu chung về cây lúa, lúa nếp 4
2.1.1 Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp 4
2.1.2 Một số tính trạng nông sinh học ñặc trưng của cây lúa tẻ và lúa nếp. 6
2.1.3 Phân loại cây lúa 14
2.2 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo lúa nếp ở trên thế giới và
trong nước 17
2.2.1 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp trên thế giới 17
2.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng lúa nếp ở trong nước 18
2.2.3 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống lúa nếp ở trong nước 22
2.3 Chọn giống lúa chất lượng cao 28
2.3.1 Nghiên cứu về tính trạng mùi thơm 28
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

iv

2.4 Chọn giống lúa kháng bệnh bạc lá 32
2.4.1 Giới thiệu về bệnh bạc lá lúa 32
2.4.2 Ứng dụng CNSH trong nghiên cứu và chọn giống kháng bệnh
bạc lá 33
PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
3.1 Vật liệu nghiên cứu 36

3.2 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 37
3.3 Phương pháp nghiên cứu 37
3.3.1 Bố trí thí nghiệm 37
3.3.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc 37
3.3.3 Phương pháp ñánh giá một số ñặc ñiểm nông sinh học cơ bản 37
3.4 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo ñánh giá khả năng kháng bạc lá 39
3.5 Phương pháp xác ñịnh gen mùi thơm, kháng bệnh bạc lá Xa4,
Xa7 bằng chỉ thị phân tử 40
3.5.1 Phương pháp tách chiết DNA 40
3.5.2 Phương pháp xác ñịnh gen thơm bằng PCR 41
3.5.3 Kiểm tra khả năng mang gen kháng Xa4, Xa7 bằng PCR 42
3.5.4 ðiện di sản phẩm PCR trên gel agarose 43
3.6 Phương pháp ñánh giá chất lượng gạo 43
3.6.1 Phương pháp ñánh giá cảm quan mùi thơm 43
3.6.2 Nhiệt hóa hồ 44
3.6.3 Một số chỉ tiêu liên quan ñến hạt 44
3.7 Phương pháp xử lý số liệu 46
PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47
4.1 Kết quả ñánh giá các tính trạng nông sinh học 47
4.1.1 Thời gian sinh trưởng, ñộ dài giai ñoạn trỗ, chiều cao cây 47
4.1.2 Khả năng ñẻ nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu 51
4.1.3 Chiều dài bông, ñộ thoát cổ bông, ñộ cứng cây 54
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

v

4.1.4 Chiều dài, chiều rộng lá ñòng 58
4.1.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 60
4.2 Kết quả ñánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá 64
4.2.1 Kết quả lây nhiễm nhân tạo 64

4.2.2.Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bệnh bạc lá 66
4.2.3 So sánh kết quả PCR với kết quả lây nhiễm nhân tạo 68
4.3 Một số chỉ tiêu xác ñịnh chất lượng gạo 74
4.3.1 Chiều dài, chiều rộng và hình dạng gạo xay 74
4.3.2 Dạng nội nhũ và màu sắc hạt gạo 77
4.3.3 ðánh giá tỉ lệ lật (gạo xay) 77
4.3.4 ðộ phân hủy trong kiềm (như một chỉ tiêu biểu thị cho nhiệt ñộ
hóa hồ) 78
4.4 Kết quả ñánh giá mùi thơm và khả năng mang gen mùi thơm 81
4.4.1 ðánh giá cảm quan mùi thơm lá, hạt gạo 81
4.4.2 Kết quả ñánh giá mùi thơm bằng phương pháp dùng chỉ thị phân tử 85
4.4.3 So sánh kết quả ñánh giá mùi thơm bằng phương pháp cảm quan
và kết quả dùng chỉ thị phân tử 87
4.5 Giới thiệu một số mẫu giống có tính trạng tốt nổi trội 87
PHẦN 5, KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 90
5.1 Kết luận 90
5.2 ðề nghị 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
PHỤ LỤC 98

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

Ký hiệu tắt Nội dung
CNSH Công nghệ sinh học
NST Nhiễm sắc thể
NSLT Năng suất lý thuyết

ðC, ñ/c ðối chứng
IRRI Internationnal Rice Research Institute – Viện nghiên cứu lúa quốc tế
BAC Bacterial Artificial Chromosome - nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn
BAD2 Enzyme betaine aldehyde dehydrogenase 2
EDTA Ethylendiamine tetra acetic acid
PCR
Polymerase chain reaction – phản ứng chuỗi trùng hợp, kỹ thuật chỉ
thị phân tử nhằm nhân một ñoạn DNA ñã biết trước
QTL Quantative trait locus – locus tính trạng số lượng
RFLP
Restriction fragment length polymorphism – sự ña hình về chiều dài
của những ñoạn cắt giới hạn
SDS Sodium dodecyl sulphate
SNPs Single nucleotide polymorphisms – hiện tượng ña hình ñơn nucleotide
SSRs
Simple sequence repeats – kỹ thuật chỉ thị phân tử nhằm nhân hoặc
lai các ñoạn lặp DNA nguyên bản
Tris-HCl (Tris hydroxylmethyl) amino methane
2-ACP 2-acetyl-1-pyrroline


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT Tên bảng Trang

1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam gạo 14

2.1 Diện tích lúa ñặc sản theo Mùa – vụ ở các vùng (2000-2001) 20
2.2 Diện tích gieo trồng của một số loại lúa ở miền Bắc và miền Trung 20
2.3 Diện tích các giống lúa nếp trong Danh mục giống ñược phép sản
xuất kinh doanh ở các vùng phía Bắc năm 2009 (ha) 21
3.1 Các mẫu giống lúa làm vật liệu ñánh giá 36
3.2 Thành phần dung dịch chiết tách 40
3.3 Thành phần dung dịch TE 41
3.4 ðánh giá nhiệt ñộ hóa hồ và ñộ phân hủy theo thang ñiểm IRRI
(1996) 44
4.1 Thời gian sinh trưởng, ñộ dài giai ñoạn trỗ, chiều cao cây cuối
cùng của các mẫu giống lúa thí nghiệm 49
4.2 Số nhánh tối ña, số nhánh hữu hiệu, tỷ lệ nhánh hữu hiệu của các
mẫu giống lúa thí nghiệm 52
4.3 Chiều dài bông, ñộ thoát cổ bông, ñộ cứng cây của các mẫu
giống lúa thí nghiệm 56
4.4 Chiều dài, chiều rộng lá ñòng của các mẫu giống thí nghiệm 58
4.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống
lúa thí nghiệm 61
4.6 Phản ứng của dòng ñẳng gen với các chủng vi khuẩn 64
4.7 So sánh kết quả xác ñịnh gen kháng bằng PCR và lây nhiễm
nhân tạo 69
4.8 Chiều dài, chiều rộng và hình dạng gạo xay của các mẫu giống
lúa thí nghiệm 74
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

viii

4.9 Tỉ lệ gạo lật, nhiệt ñộ hóa hồ, dạng nội nhũ và màu sắc hạt của
các mẫu giống lúa thí nghiệm 79
4.10 Kết quả ñánh giá cảm quan mùi thơm trên lá và hạt gạo của các

mẫu giống lúa thí nghiệm 82
4.11 Sự ña dạng của các locus mùi thơm giữa các mẫu giống lúa 85
4.12 So sánh kết quả ñánh giá mùi thơm bằng KOH 1,7% và kết quả
bằng phương pháp dùng chỉ thị phân tử 87
4.13 Một số mẫu giống có tính trạng tốt nổi trội 88


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

ix

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

1.1 Sự phân bố lúa trồng trên thế giới 5
1.2 Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin dạng mạch (α-
1,4 và α -1,6) [23] 16
1.3 Nội nhũ của lúa nếp và tẻ khi nhuộm KI [23] 17
4.1 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IR24 65
4.2 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB7 65
4.3 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB4 65
4.4 ðiện di sản phẩm PCR gen Xa4 sử dụng cặp mồi Npb181 67
4.5 ðiện di sản phẩm PCR gen Xa7 sử dụng cặp mồi P3 67
4.6 Các mẫu gạo khi thử với I-KI 77
4.7 Thí nghiệm xác ñịnh nhiệt ñộ hóa hồ, ñộ phân hủy kiềm 78
4.8 ðiện di sản phẩm PCR ñột biến trong gen BADH2 sử dụng cặp
mồi AR_5, AR_3 86

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

1

PHẦN 1. MỞ ðẦU

1.1. ðặt vấn ñề
Từ xa xưa ñến nay, cây lúa nếp ñã có giá trị rất lớn về kinh tế và ña dạng văn
hoá ẩm thực không chỉ với người Việt ta mà của một số dân tộc ở châu Á như Lào,
Inñonesia, Ấn ñộ. Tập tục ăn cơm nếp/xôi thay cho cơm nay còn thấy ở Lào. Gạo nếp
có hương thơm, hiếm hơn gạo tẻ nên ñược chọn làm nguyên liệu ñể chế biến thành lễ
vật dâng cúng thần linh và tổ tiên. Ở nước ta, lúa nếp ñược trồng chủ yếu ñể phục
vụ nhu cầu của người dân, nhiều sản phẩm ñược làm từ lúa nếp như bánh
chưng, bánh dày, bánh tét, bánh rán, bánh phu thê, bánh khảo, bột dinh dưỡng, các
loại xôi, cốm, rượu,…tồn tại ngày càng ña dạng trong cuộc sống của người dân Việt
trong và ngoài nước. Xã hội phát triển các lễ hội ngày càng nhiều, nhu cầu về các sản
phẩm lúa nếp ngày càng gia tăng. Chúng ta ñã qua ñược thời sản xuất lương thực
bằng mọi giá, ñến thời sản xuất phải có lời, và ñang xuất hiện những mô hình sản
xuất vừa có lời, vừa bền vững cho môi trường sinh thái trong lành.
Sử dụng các sản phẩm chế biến từ gạo nếp là một tập quán lâu ñời của hầu
hết những người nông dân ðông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng. ðối với
các tỉnh vùng ðBSH bản sắc ẩm thực có những nét chung của khu vực nhưng ñi sâu
ta thấy có những nét riêng biệt, nhiều sản phẩm ñược chế biến từ gạo nếp ñã trở
thành những món ăn truyền thống trong những dịp lễ tết như bánh trưng trong dịp
tết cổ truyền, bánh trôi, bánh chay trong dịp ngày 3/3 âm lịch, bánh dẻo, bánh
nướng trong dịp tết trung thu…Nhiều vùng có những sản phẩm nổi tiếng ñược chế
biến từ gạo nếp như vùng Thường Tín- Hà ðông nổi tiếng với bánh Dầy Quán
Gánh, ðình Bảng- Bắc Ninh nổi tiếng với bánh Su sê,… Nhiều người dân Việt Nam
thường dùng bữa ăn sáng là sản phẩm ñược chế biến từ gạo nếp. Có vùng trên thế
giới người nông dân coi gạo nếp là nguồn lương thực chính như ở Lào.

Càng ngày cuộc sống của người dân ñược cải thiện thì nhu cầu về các sản
phẩm ñược chế biến từ gạo nếp càng tăng nên tuy nhiên hiện nay sản lượng lúa Nếp
mới chiếm khoảng 5-10% trong sản lượng lúa (Lê Vĩnh Thảo, 2004). ðể tăng sản
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

2

lượng lúa Nếp hàng năm thì công tác chọn tạo giống lúa nếp mới có năng xuất cao,
phẩm chất tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái khác nhau là ñiều cần thiết.
ðể tạo giống thành công thì việc có ñược nguồn gen càng ña dạng phong
phú, chứa nhiều tính trạng tốt bao gồm các gen mục tiêu có ý nghĩa quyết ñịnh.
Nguồn gen các mẫu giống lúa, trong ñó có lúa nếp của nước ta rất phong phú và ña
dạng, có nhiều giống chất lượng rất cao, cơm dẻo lâu và thơm, có tiềm năng năng
suất cao, có nhiều giống vẫn ñược ñồng bào các dân tộc miền núi giữ lại trồng. Tuy
nhiên, các tính trạng tốt này lại nằm rải rắc trong từng giống, nên cần ñược thu thập
lại nhằm tạo ra một giống vừa có năng suất khá, chất lượng tốt, cảm ôn (cấy ñược
nhiều vụ trong năm), cơm dẻo, thơm mà lại kháng bệnh bạc lá, ñạo ôn, rầy nâu tốt
Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) ñang gây
hại nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn ñến năng suất, chất lượng của cây lúa.
Chọn lọc ra các gen quy ñịnh những tính trạng chất lượng, gen kháng bệnh,
ñặc biệt là bệnh bạc lá ñể lai chuyển vào cây lúa là một chiến lược quan trọng trong
việc tạo ra các giống lúa tốt, chất lượng cao và kháng ñược sâu bệnh hại.
Ngày nay, các gen quy ñịnh mùi thơm, gen kháng bệnh bạc lá ñược nghiên
cứu và tìm ra các chỉ thị phân tử liên kết với chúng. Phương pháp chọn lọc nhờ các chỉ
thị phân tử liên kết với gen mục tiêu ñã trở thành công cụ hữu hiệu có thể chọn nhanh,
sớm, chính xác, cùng một lúc tiến hành ñược nhiều tính trạng và không phụ thuộc vào
môi trường .
Xuất phát từ cơ sở trên, ñể phục vụ công tác chọn tạo các dòng giống lúa nếp
chất lượng cao, kháng bệnh bạc lá, chúng tôi tiến hành ñề tài: “Khảo sát ñánh giá
năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá nguồn gen các giống lúa

nếp bằng chỉ thị phân tử DNA”.
1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài
1.2.1. Mục ñích
Phát hiện nhanh ñược các mẫu giống lúa nếp năng suất cao, chất lượng tốt
ñồng thời chứa gen kháng bệnh bạc lá bằng can thiệp của phương pháp chỉ thị phân
tử ñể làm vật liệu lai tạo giống lúa nếp mới.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

3

1.2.2. Yêu cầu
- Khảo sát các ñặc tính nông sinh học, các chỉ tiêu chất lượng và bảo quản của
các mẫu giống
- ðánh giá ñược khả năng kháng bệnh bạc lá của các giống lúa nếp bằng
phương pháp lây nhiễm nhân tạo
- Xác ñịnh sự có mặt của các gen kháng bệnh bạc lá Xa4, Xa7 và gen mùi
thơm ở các giống lúa nếp sử dụng các PCR – based marker
- Lựa chọn một số giống lúa triển vọng hội tụ nhiều ñặc ñiểm quý: gen kháng
bạc lá, gen thơm, năng suất cao, chất lượng tốt, ngắn ngày phù hợp cho cơ cấu mùa
vụ ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của ñề tài
- ðánh giá ñược những ñặc ñiểm cơ bản của các giống lúa nếp bằng kết hợp
phương pháp truyền thống và phương pháp chỉ thị phân tử.
- ðề xuất ñược các giống lúa mang gen kiểm soát các tính trạng liên quan
chất lượng các giống lúa nếp cho công tác chọn tạo giống lúa nếp mới.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
- ðánh giá nhanh ñược nguồn vật liệu chọn giống trên cơ sở xác ñịnh khả
năng mang gen mùi thơm bằng phương pháp cảm quan và chỉ thị phân tử.
- Chọn lọc ñược những dòng/giống lúa nếp có ñặc tính năng suất, chất lượng

và chống chịu sâu bệnh nhằm khai thác trong các chương trình lai tạo giống lúa nếp
chất lượng.




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

4

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Nghiên cứu chung về cây lúa, lúa nếp
2.1.1. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp

Có rất nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc cây lúa và lúa nếp. Theo
(Chang T.T, 1985), các tổ tiên của loài lúa (Oryza. sativa) trồng ở châu Á ñã
xuất hiện vào thời kỳ ñồ ñá mới cách ñây 10.000- 15.000 năm tại vùng chân núi
phía Nam dãy Hymalaya, tại miền Nam và ðông Nam châu Á. Sự thay ñổi thời
tiết ñã ñẩy nhanh quá trình tiến hoá của các loài lúa hàng năm, tồn tại ở miền
ðông Bắc và ðông của Ấn ðộ, ở miền Bắc của ðông Nam châu Á và miền Nam
của Trung Quốc. Theo (Nguyễn Văn Hiển, 2000), lúa trồng ở châu Á xuất hiện
cách ñây 8000 năm và tổ tiên trực tiếp của cây lúa trồng Châu Á (Oryza sativa.
L) vẫn chưa có kết luận chắc chắn.
Theo (Watanabe, 1973) ñã phát hiện rằng cây lúa ở ðông Dương phát triển theo
hai hướng: từ Lào theo sông Mê Kông ñi xuống phương Nam và một hướng khác từ
Ấn ðộ qua vịnh Bengal ñến bờ biển ðông Dương.
Theo (Nguyễn Hữu Tề và cộng sự, 1997), ở Việt Nam, cây lúa ñược coi là cây
trồng từ lâu ñời. Với ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới, Việt Nam cũng có thể là cái nôi hình
thành cây lúa nước. Từ lâu, cây lúa ñã trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa

quan trọng trong nền kinh tế, xã hội của nước ta.
Theo (Lê Doãn Diên, 1990), cây lúa ñược trồng từ hàng ngàn năm trước ở
Việt Nam và nơi ñây cũng ñược coi là biểu tượng của nền văn minh lúa nước. Vùng
ñồng bằng Bắc Bộ là một trong những vùng sinh thái có các nguồn gen ña dạng và
phong phú của nước ta. Nhiều tư liệu ñưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng
hiện nay, tuy nhiên (Khush, 1997), cho rằng: sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ
biến hiện nay trên thế giới ñược thể hiện trong sơ ñồ dưới ñây:




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

5


Tổ tiên chung


Nam và ðông Nam Á Tây Phi Châu


Lúa dại ña niên O. rufipogon O. longistaminata


Lúa dại hàng niên O. nivara O. breviligulata


Lúa trồng O. sativa O. sativa O. glaberrima
Indica Japonica

ôn ñới nhiệt ñới

Hình 1.1. Sự phân bố lúa trồng trên thế giới

Lúa nếp có tổ tiên lâu ñời, có thể thích ứng với nhiều ñiều kiện khí hậu khắc
nghiệt như lạnh, khô hanh. (Watabe, 1976) cho rằng: lúa nếp có nguồn gốc từ Lào,
vùng ðông Bắc và Bắc Thái Lan. Có một số vùng quan trọng khác ñối với việc canh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

6

tác lúa nếp bao gồm: vùng Shan và Kachin của Myanmar, vùng Kwangsichuang và
Yunnan của Trung Quốc, vùng giáp biên giới giữa Campuchia, Thái Lan và Lào, vùng
núi của Việt Nam giáp với Lào. Giống lúa nếp ñược phát hiện ở những nước vùng
ðông Nam châu Á và ñã có lịch sử lâu ñời về việc canh tác giống lúa. Di tích khảo cổ
ñã chứng minh sự canh tác lúa sớm nhất bắt ñầu nguồn từ phía ðông Bắc Thái Lan và
khoảng 4000 năm trước công nguyên.
Các tác giả (Chaudhary R.C. và D.V.Tran, 2001) cho rằng: Lào và ðông Bắc
Thái Lan là Trung tâm xuất xứ của lúa nếp và Lào là nước sản xuất và tiêu thụ lúa nếp
lớn nhất thế giới với khoảng 85% sản lượng lúa nếp hàng năm.
2.1.2. Một số tính trạng nông sinh học ñặc trưng của cây lúa tẻ và lúa nếp.
2.1.2.1. Thời gian sinh trưởng
Thời gian sinh trưởng của cây lúa là thời gian ñể cây lúa thực hiện một chu
kỳ sống, ñược tính từ nảy mầm cho ñến khi chín. Các giống lúa ở các mùa vụ gieo
cấy khác nhau có thời gian sinh trưởng khác nhau, thường kéo dài từ 90- 160 ngày.
Thời gian sinh trưởng của lúa ñược nhiều tác giả nghiên cứu từ rất lâu, gồm
hai giai ñoạn là: sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Các giống lúa
mùa cảm ứng với ánh sáng ngày ngắn mạnh phải chờ ñến quang kỳ thích hợp mới

bắt ñầu phân hóa ñòng ñể trỗ bông. Giai ñoạn phân hóa ñòng thường kéo dài từ 27
– 33 ngày, trung bình 30 ngày. Hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt ñới có thời gian
từ khi lúa trỗ ñến chín khoảng 30 ngày. Giống lúa có thời gian sinh trưởng cực ngắn
ñã ñược chọn tạo nhằm bổ sung vào cơ cấu sản xuất và góp vào thị phần xuất khẩu
ở miền Nam (Nguyễn Văn Luật, 2008).
Nhiều giống lúa nếp cổ truyền Việt nam có thời gian sinh trưởng dài (140-
160 ngày), phản ứng với ánh sáng ngày ngắn như nếp cau, nếp cái hoa vàng, nếp
Quýt. Tuy nhiên cũng có giống nếp cực ngắn chỉ 85 ngày như: ðS101, N87-2 có
thời gian sinh trưởng 108-112 ngày. ðể ñáp ứng yêu cầu sản xuất hiện nay, công tác
chọn tạo giống nếp cần quan tâm ñến yếu tố thời gian sinh trưởng ngắn. Vì thế,
công tác ñánh giá tập ñoàn cần chú ý các vật liệu có thời gian sinh trưởng ngắn và
có khả năng kết hợp cao về tính trạng này.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

7

Dựa trên phân tích di truyền số lượng (Kiều Thị Ngọc, 2002) cho rằng: tác
ñộng của gen cộng tính liên quan ñến tính trạng thời gian sinh trưởng. ðồng thời
(Uga, 2007) cũng cho rằng: các locus liên quan ñến phản ứng quang chu kỳ có tác
ñộng cộng tính. (Nguyễn Minh Công và cộng sự, 2007) ñã nghiên cứu di truyền của
các ñột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ ở một số giống lúa thơm ñặc sản
miền Bắc, cho biết: các ñột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ là các ñột biến
lặn, khả năng biểu hiện ở F1 không phụ thuộc vào hướng lai; các ñột biến gây ra
chín sớm trong vụ mùa là các ñột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo ñịnh luật
Mendel trong lai ñơn.
2.1.2.2. Chiều cao cây
ðây là một trong những tính trạng quan trọng liên quan ñến khả năng chống
ñổ, khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chịu phân bón của giống.
Thân rạ cao dễ ñổ ngã sớm, bộ lá rối tăng hiện tượng bóng rợp, tạo ñiều kiện
cho sâu bệnh cư trú, gây cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt

làm cho hạt bị lép, lửng và giảm năng suất. Chiều cao cây lúa thích hợp từ 90-100
cm, có thể cao ñến 120 cm trong một số ñiều kiện nào ñó ñược coi là lý tưởng về
năng suất . Thân cây lúa dày hơn thì khả năng tích lũy chất khô tốt hơn. Thân cứng
và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống ñổ ngã và dẫn tới chỉ số thu
hoạch cao hơn. Nếu thân lá không cứng khoẻ, không dày, thì dễ ñổ ngã, tán lá che
khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh hại dẫn ñến năng suất giảm.
Theo (ðào Thế Tuấn, 1977): muốn nâng cao năng suất lên 60 tạ/ha thì phải
sử dụng giống lúa thấp cây. So với lúa tẻ, các giống nếp cổ truyền thường cao cây
hơn, có những giống nếp cao gần 200cm như: nếp Mây, nhưng cũng có giống nếp
chỉ cao trên 90 cm như: ðS101, IRi352. ðể chọn tạo giống nếp năng suất cao,
chống ñổ tốt cần thiết phải tạo các giống nếp có chiều cao cây vừa phải (100-
120cm) là thích hợp.
2.1.2.3. Khả năng ñẻ nhánh
ðẻ nhánh là ñặc tính sinh học của cây lúa, quyết ñịnh số bông trên ñơn vị diện
tích và năng suất lúa. Ngoài ra, ñặc tính ñẻ nhánh còn liên quan ñến các ñặc trưng
khác như chiều cao cây, chế ñộ phân bón…: chiều cao cây thường tỷ lệ nghịch với
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

8

khả năng ñẻ nhánh, các giống cao cây thường ñẻ nhánh ít hơn các giống thấp cây.
Theo (Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ và Trần Thị Nhàn, 2000), những giống lúa
ñẻ sớm, tập trung sẽ có khả năng cho năng suất cao hơn. Khả năng ñẻ nhánh sớm là
một ñặc tính tốt của cây lúa. Khả năng ñẻ nhánh sớm quan trọng cho cả lúa sạ lẫn lúa
cấy vì nó làm giảm sự cạnh tranh của cỏ dại, ñền bù một phần cho các cây bị mất hay
sạ với mật ñộ thấp. Số nhánh mang ñặc tính di truyền số lượng, khả năng ñẻ nhánh
sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa lùn cải tiến,
nhưng nó lại di truyền ñộc lập với nhiều ñặc tính quan trọng khác. Ở giống lúa cải
tiến, người ta thường chọn cá thể ñẻ sớm, vì lúa lùn không có chỉ số diện tích lá tối
ưu nên nhiều nhánh không sợ gây ra tán lá xum xuê và bóng rợp. (Ahamadi J và cộng

sự, 2008) ñã ñánh giá ảnh hưởng của chiều dài bông, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông
ñến năng suất của các giống lúa.
Thông thường khả năng ñẻ nhánh ở các giống lúa nếp kém hơn ở các giống lúa
tẻ, ñặc biệt là ở các giống lúa nếp cổ truyền. Tuy nhiên trong thực tế vẫn có một số
giống lúa nếp thấp cây như: N97, N98 có khả năng ñẻ nhánh tốt, ñạt 5-7 dảnh/khóm
như các giống lúa tẻ. Chọn tạo giống nếp mới có năng suất cao cần quan tâm ñến khả
năng ñẻ nhánh của giống mới. Sử dụng các vật liệu có khả năng ñẻ nhánh tốt, có khả
năng kết hợp về tính trạng này cao là ñiều cần quan tâm trong tạo giống.
2.1.2.4. Một số yếu tố cấu thành năng suất
Tất cả các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của cây lúa ñều liên quan ñến việc
tạo năng suất hạt; thể hiện ở sơ ñồ dưới ñây:
Gieo hạt → ðẻ nhánh → Phân hoá ñòng → Trỗ bông → Chín
↓ ↓ ↓ ↓
N/S hạt = Số bông/m
2
x Số hạt/bông x Tỷ lệ hạt chắc/bông x Khối lượng1000 hạt.
*Số bông trên ñơn vị diện tích: hình thành bởi 3 yếu tố: số nhánh (số dảnh)
hữu hiệu, ñiều kiện ngoại cảnh và biện pháp kỹ thuật (mật ñộ cấy, tưới nước, bón
phân ). ðể khai thác số nhánh ñẻ tối ña, tăng số bông trên ñơn vị diện tích cần có
biện pháp kỹ thuật tốt tác ñộng vào giai ñoạn ñẻ nhánh và sinh trưởng thân lá. Các
giống lúa thấp cây, lá ñứng ñẻ khoẻ, chịu ñạm có thể cấy dày ñể tăng số bông trên
ñơn vị diện tích ( Nguyễn Hữu Tề và cs, 1997).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

9

Theo (Nguyễn Văn Hoan, 2006): sự tương quan giữa năng suất và số
bông/khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau, ở những giống thuộc nhóm bán lùn có
tương quan chặt (r = 0,85), nhóm lùn (r = 0,62), nhóm cao cây (r = 0,54). Sự tương
quan giữa năng suất và số hạt trên bông thì ngược lại, nhóm cao cây (r = 0,96),

nhóm lùn (r = 0,66), nhóm bán lùn (r = 0,62). Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu
thành năng suất, năng suất thực thu (NSTT) thực chất là mối quan hệ giữa cá thể và
quần thể. Mối quan hệ này có hai mặt: khi mật ñộ hay số bông/m
2
tăng trong phạm
vi nào ñó thì khối lượng bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng - ñó là quan hệ
thống nhất. Nhưng số bông/m
2
tăng cao quá sẽ làm khối lượng bông giảm nhiều, lúc
ñó năng suất sẽ giảm - ñó là quan hệ mâu thuẫn. Vì vậy cần phải ñiều tiết mối quan
hệ này sao cho hợp lý ñể năng suất cuối cùng là cao nhất.
* Số hạt trên bông: nhiều hay ít tuỳ thuộc vào số gié, số hoa phân hoá, số hoa
thoái hoá. Toàn bộ quá trình này nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm
ñòng ñến trỗ). ðiều kiện nhiệt ñộ và cường ñộ ánh sáng quá thấp ở giai ñoạn này sẽ
làm tăng số hạt lép và làm giảm năng suất hạt. Tổng số hạt trên bông do tổng số hoa
phân hoá và số hoa thoái hoá quyết ñịnh. Số hoa phân hoá càng nhiều, số hoa thoái
hoá càng ít thì tổng số hạt trên bông sẽ nhiều. Tỷ lệ hoa phân hoá có liên quan chặt
chẽ với chế ñộ chăm sóc (Nguyễn Văn Hoan, 2006). Số gié cấp 1, ñặc biệt là số gié
cấp 2 nhiều thì số hoa trên bông cũng nhiều. Số hoa trên bông nhiều là ñiều kiện cần
thiết ñể ñảm bảo cho tổng số hạt trên bông lớn.
* Tỷ lệ hạt chắc trên bông: ñược quyết ñịnh ở thời kỳ sau trỗ, nếu gặp ñiều kiện
bất thuận ở thời kỳ này tỷ lệ hạt lép sẽ rất cao. Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng ñến năng
suất lúa rõ rệt, ngoài ra tỷ lệ hạt chắc còn phụ thuộc vào lượng tinh bột ñược tích luỹ
trên cây và ñặc ñiểm giải phẫu của cây. Trước khi trỗ bông, nếu cây lúa sinh trưởng tốt,
quang hợp thuận lợi thì hàm lượng tinh bột ñược tích luỹ và vận chuyển lên hạt nhiều,
làm cho tỷ lệ hạt chắc cao. Mạch dẫn vận chuyển tốt thì quá trình vận chuyển tinh bột
tích luỹ trong cây ñến hạt ñược tốt làm tỷ lệ hạt chắc sẽ cao. Tỷ lệ hạt chắc còn chịu
ảnh hưởng của quá trình quang hợp sau khi trỗ bông. Sau khi trỗ bông, quang hợp ảnh
hưởng trực tiếp ñến quá trình tích luỹ tinh bột trong phôi nhũ; ở giai ñoạn này, nếu ñiều
kiện khí hậu không thuận lợi cho quá trình quang hợp thì tỷ lệ hạt chắc giảm rõ rệt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

10

Nguyễn Văn Hoan, 2006).
* Khối lượng 1000 hạt: là yếu tố cuối cùng tạo năng suất lúa, yếu tố này ít biến
ñộng so với các yếu tố khác, ít chịu tác ñộng của ñiều kiện môi trường và nó phụ thuộc
chủ yếu vào giống. Tuy nhiên, nếu áp dụng kỹ thuật canh tác không hợp lý, bón phân
thiếu cân ñối sẽ làm cho cây yếu, dễ ñổ, hạt lép lửng, năng suất hạt giảm rõ rệt (Wilson
E, 1963).
Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy khối lượng 1.000 hạt ở lúa tẻ
và lúa nếp ñều chịu tác ñộng rất ít bởi các yếu tố môi trường (Gonzales O.M. anh
Ramirez R, 1998). ðể tăng khối lượng hạt, trước lúc trỗ bông, cần bón nuôi ñòng ñể
làm tăng kích thước vỏ trấu. Sau khi trổ bông, cần tạo ñiều kiện cho cây sinh trưởng
tốt ñể quang hợp ñược tiến hành mạnh mẽ, tích luỹ ñược nhiều tinh bột thì khối
lượng hạt sẽ cao .
*Tỷ lệ nhánh hữu hiệu: Khả năng ñẻ nhánh sớm là một ñặc tính tốt của cây lúa,
nếu chúng không làm cây lúa phát triển quá mạnh ở các giai ñoạn sau và gây hiện tượng
che khuất lẫn nhau giữa các tầng lá. Số nhánh mang ñặc tính di truyền số lượng, khả
năng ñẻ nhánh sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa
lùn cải tiến, nhưng nó lại di truyền ñộc lập với nhiều ñặc tính quan trọng khác. Ở giống
lúa cải tiến, người ta thường chọn cá thể ñẻ nhánh sớm hơn (Jennings P.R, 1979).
Cũng như ở lúa tẻ, các yếu tố cấu thành năng suất ñóng vai trò hết sức quan trọng
trong việc chọn giống lúa nếp năng suất cao. Các yếu tố: số bông trên khóm, số hạt trên
bông và khối lượng 1.000 hạt có tính quyết ñịnh năng suất của giống lúa nếp mới. Một
giống lúa nếp mới có khả năng ñiều tiết hợp lý ba yếu tố này sẽ có khả năng cho năng
suất cao. Vì vậy, theo dõi các tính trạng yếu tố cấu thành năng suất, khả năng kết hợp của
chúng trong quá trình lai tạo là hết sức quan trọng ñối với công tác chọn tạo giống nếp
mới ñạt năng suất cao.
2.1.2.5. ðặc ñiểm mùi thơm ở lúa tẻ và lúa nếp

Mùi thơm của lúa là một trong những ñặc ñiểm quan trọng. Các nhà chọn tạo
giống lúa ñã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau ñể ñánh giá.
(Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2006) bằng phương pháp lấy hạt lúa
ñược bóc vỏ trấu và xát trắng bằng máy test miller trong 1 giờ, hạt gạo ñược nghiền
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

11

bằng máy Wil grinder, tốc ñộ trung bình. Mẫu ñược xử lý với KOH 1,7% ñể ở nhiệt
ñộ phòng trong 30 phút. Sau ñó ñánh giá bằng phương pháp ngửi cảm quan với 4
cấp: không thơm, thơm nhẹ, thơm và thơm ñậm. ðánh giá mùi thơm trên lá với 3
cấp là: thơm, thơm nhẹ và không thơm và cho rằng: kết quả ñánh giá mùi thơm trên
lá và hạt không chênh lệch nhiều. Tuy nhiên, có những giống thể hiện mùi thơm
trên lá nhưng không thể hiện trên hạt và ngược lại. Trong chương trình tạo giống
lúa năng suất và chất lượng cao cho các tỉnh miền Bắc từ năm 2005 ñến 2010, các
tác giả thuộc Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm (Nguyễn Xuân Dũng và cs,
2010) ñã chọn tạo ñược một số giống lúa tẻ thơm mới như: AC5, T10, HT6, TL6,
HT9, HT18, PC5 có chất lượng cao phục vụ cho vùng ñồng bằng sông Hồng và Bắc
Trung Bộ.
(Nguyễn Song Hà và cộng tác viên, 2009), nghiên cứu ñộ thơm của 893 mẫu
giống cho thấy: 50% các mẫu giống ñược ñánh giá là có ñộ thơm, trong ñó có tới
10% các giống lúa rất thơm. Hàm lượng amylose có giá trị trung bình ở lúa tẻ là
25,3% và lúa nếp 3,4 %.
(Trần Thị Xuân Mai và cộng sự, 2008) ñã sử dụng các cặp mồi chuyên biệt
(BAD2) ñể xác ñịnh nhanh các giống lúa thơm, rút ngắn thời gian tạo giống.
(Sha và Linscombe, 2004) cho biết: sử dụng phương pháp nhai hạt gạo sẽ hữu
hiệu trong chọn lọc lúa có mùi thơm ñậm trên ñồng ruộng, 100% mẫu lúa thơm ñậm và
thơm ñều ñược nhận diện chính xác so với phương pháp ñịnh lượng 2-AP. (Sha X và
Linscombe, 2007) ñã phóng thích giống lúa thơm Jazzman. Giống lúa này có hàm
lượng amylose là 14,5% trong khi KDM 105 có hàm lượng amylose là 11,8% .

(Ahmad và cộng sự, 2010) cho rằng: các ñiều kiện sinh thái có ảnh hưởng rất
lớn ñến tính thơm của giống lúa basmati. Bên cạnh ñó, (Amarawathi Y, 2008) ñã thu
ñược kết quả mong muốn trong việc xác ñịnh các gen quy ñịnh chất lượng của giống
lúa basmati.
(Boonsirichai K. và cộng sự, 2007) ñã nghiên cứu tính thơm của giống lúa
KDML105 và các ñột biến KDML không phản ứng với ánh sáng ngày ngắn bằng kỹ
thuật DNA.
(Bradbury LMY và cộng sự, 2008) cho rằng: 1 amino aldehyde dehydrogenase
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

12

là enzym chủ ñạo trong sự hình thành mùi thơm của lúa.
Nghiên cứu về gạo thơm ñã ñược Yajima và cộng tác viên thực hiện trong
những năm 70 của thế kỉ trước. Bằng phương pháp thu nhận những chất bay hơi,
phân tách bằng sắc ký và sau ñó xác ñịnh những thành phần này bằng sắc ký khối
phổ, tác giả ñã xác ñịnh ñược 114 thành phần có trong gạo thơm, trong ñó có 21
acid, 14 ester của các acid béo, 15 alcohol, 18 aldehyde, 17 ketone, 18 hydrocarbon
và một vài hợp chất vòng khác như pyridine và furan. So sánh gạo không thơm với
gạo thơm, Yajima ñã rút ra kết luận: trong gạo không thơm, hàm lượng
4 vinylphenol, 1 hexanol và 1 hexanal cao hơn so với gạo thơm, tuy nhiên lại có
hàm lượng indole thấp hơn. Vào giữa năm 1988, Buttery và ctv ñã xác ñịnh ñược
những thành phần chính tạo nên mùi thơm của gạo thơm California là: 2 - acetyl - 1
- pyrroline; (E,E) - deca - 2,4 - dienal; nonanal; hexanal; (E) - non - 2 - enal;
octanal; decanal; 4 - vinyl - guaiacol và 4 - vinylphenol.
(Lang Nguyên Thị, 2010) xác ñịnh 16 giống lúa ñịa phương và 49 giống lúa
cải tiến ñều chứa gen thơm và có mùi thơm.
(Mathure S. và cộng sự, 2011), nghiên cứu sự tương quan giữa mùi thơm ñối
với các ñặc ñiểm nông sinh học và chất lượng của các vật liệu nghiên cứu trong tập
ñoàn quỹ gen cho thấy: có sự tương quan yếu giữa màu sắc vỏ trấu và tính thơm.

(Yi M. và cộng sự, 2009) ñã lai giống lúa thơm Basmati 370 với giống
Manawthukha (giống ñịa phương của Myanmar) ñể chuyển alen badh 2.1 vào giống
mới, sau ñó sử dụng PCR với mồi aromarker ñể xác ñịnh tính thơm.
(Giraud G, 2010) cho rằng: nguồn gen có tác ñộng rất lớn ñến chất lượng và
thương mại lúa thơm trên thế giới.
(Harold C, 2010) cho rằng: tính thơm là một thước ño ñể ñánh giá chất lượng
ăn uống của các giống lúa gieo trồng. Tác giả (Hien Nguyen Loc và cộng sự, 2006)
cũng khẳng ñịnh về ảnh hưởng của các ñiều kiện ngoại cảnh ñến tính thơm và chất
lượng gạo của các giống lúa ở châu Á thông qua hợp chất 2-AP.
(Goufo P. và cộng sự, 2010) cho rằng: một số yếu tố ảnh hưởng ñến mức ñộ
thơm ở các giống lúa gieo trồng ở phía Nam Trung Quốc. Lượng ñạm, kali bón có
ảnh hưởng lớn ñến tỷ lệ của chất 2- acetyl-l-pyrroline trong thành phần của các chất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

13

tạo nên mùi thơm của 2 giống lúa thơm ñang ñược gieo trồng tại vùng này. Ông
cũng cho rằng: sử dụng các chất ñiều hoà sinh trưởng sẽ làm giảm tính thơm ở lúa
Công tác chọn tạo giống lúa thơm tại Việt Nam ñược nhiều nhà khoa học tại
các Viện, Trường quan tâm nghiên cứu. (Trần Tấn Phương và cộng sự, 2010) ñã
thành công trong việc sử dụng phương pháp lai kết hợp nhiều giống bố mẹ ñể chọn
tạo các giống lúa thơm và thu ñược nhiều giống lúa thơm hạt dài thích ứng cho
vùng ñồng bằng sông Cửu Long. Dương Xuân Tú (2010) chọn tạo ñược nhiều
dòng/giống lúa thơm có năng suất triển vọng bằng phương pháp dùng chỉ thị phân
tử. Bên cạnh ñó, tác giả (Nguyễn Thanh Tuyền và cộng sự, 2007) cũng chọn tạo
thành công giống lúa Tẻ thơm số 10 thích ứng cho các tỉnh ñồng bằng sông Hồng.
Tác giả (Nguyễn Thị Trâm và cs, 2006) chọn tạo thành công giống lúa thơm Hương
Cốm. (Lê Vĩnh Thảo và cs, 2004) ñã chọn tạo nhiều giống lúa thơm, ngắn ngày,
năng suất cao như: HT1, HT6, HT9, HT18 ñang ñược ứng dụng trong sản xuất tại
các tỉnh miền Bắc và miền Trung. Lê Vĩnh Thảo, Nguyễn Văn Vương và Thái Thị

Hòe ñã chọn tạo thành công giống nếp thơm BM9603 (ñược Bộ Nông nghiệp và
PTNT công nhận giống quốc gia năm 2000), ñang ñược gieo trồng ở nhiều vùng
thuộc miền Bắc nước ta.
Chọn giống nếp ngắn ngày, năng suất cao và có mùi thơm là mục tiêu của ñề
tài. Tính thơm ñược di truyền lặn vì vậy công tác chọn lọc cá thể mang gen thơm sau
thế hệ F2 hoặc lai lại với vật liệu mang gen thơm là cần thiết trong tạo giống nếp thơm.
2.1.2.6. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo
Lúa gạo là lương thực chính của nhiều nước trên thế giới. 80% nhu cầu calo
của người dân châu Á lấy từ lúa gạo. Ở châu Âu và Nam Mỹ, lúa gạo cũng ñang
dần trở thành loại lương thực quan trọng ( Chaudhary R.C và D.V.Tran, 2001).
Theo (Juliano B.O, 1993) thành phần hoá sinh trung bình của lúa gạo (% chất khô)
ñược tính như sau: tinh bột 63,0%; protein 7,0%; dầu 2,3%; xellulose 12,0%; ñường tan
3,6%; tro 6,0% và gluxit khác 2.0%. Ngoài thành phần hoá sinh kể trên, trong lúa gạo còn
chứa 1,6-3,2% lipít và một số Vitamin như: Vitamin nhóm B (chủ yếu là B1), Vitamin PP,
Vitamin E ngoài ra, còn có nhiều chất khoáng. Protein trong lúa gạo có giá trị dinh
dưỡng cao và có sự cân bằng giữa các axit amin không thay thế.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

14

Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam gạo
Cacbonhydrat
(g)
Chất khoáng
(mg)
Loại gạo
Nước
(g)
Protein
(g)

Chất
béo
(g)
ðường

Fibra

Ca P Fe Na K
Gạo lật 15,5 4,4 3,0 71,8 1,0 10 300

1,1 2,0 250
Gạo xát 15,5 6,8 1,3 75,6 0,3 6 140

0,5 2,0 110
Nguồn: Nguyễn ðăng Hùng,1993)
Lúa gạo cung cấp lượng calo nhiều nhất trong các loại cây ngũ cốc (Nguyễn
ðăng Hùng,1993). Những chỉ tiêu chính ñược dùng ñể ñánh giá giá trị dinh dưỡng
của lúa gạo là: hàm lượng protein, amylose, chất khoáng và ñộ bền thể gel; trong ñó
chỉ tiêu là: hàm lượng protein và amylose ñược quan tâm hàng ñầu. Amylose của
tinh bột có liên quan mật thiết ñến ñặc tính của cơm như: ñộ nở, ñộ cứng, ñộ bóng,
ñộ mềm và ñộ dẻo dính (Nguyễn Thanh Thủy và cs, 1999).
Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn các giống lúa tẻ (trung bình
ñối với các giống lúa nếp khoảng 7,94%; biến ñộng từ 7,25 - 8,56%). ðiều này
ñược giải thích bởi khả năng sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hạt gạo nếp tốt
hơn, dẫn ñến hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn gạo tẻ. Nội nhũ của các
giống nếp chứa tinh bột chủ yếu ở dạng amylopectin có cấu tạo phân nhánh, còn
tinh bột bình thường của gạo tẻ thì chủ yếu ở dạng amylose có cấu tạo không phân
nhánh. Chính sự khác biệt trong cấu trúc của tinh bột gạo nếp và gạo tẻ ñã gây ra sự
khác nhau về sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hai loại gạo này ( Nguyễn Hữu
Nghĩa và cs, 2007). Theo (Jin-woong Kim, 2013) Gạo không chỉ là ngũ cốc quan

trọng như một loại lương thực lớn trên toàn thế giới mà còn là nguồn cung cấp các
chất dinh dưỡng có giá trị cao cho sức khỏe con người. Protein là một trong những
yếu tố chính quyết ñịnh việc ăn uống, chế biến và chất lượng dinh dưỡng của gạo.
Hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn so với gạo tẻ, hàm lượng protein trong
gạo nếp dao ñộng 8,6-9,7 % trong gạo xay và 8,1-8,5 % trong gạo xát.
2.1.3. Phân loại cây lúa
Việc phân loại cây lúa nói riêng và cây trồng nói chung nhằm tạo ñiều kiện thuận
lợi cho việc sử dụng nguồn gen ñể phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống. Các nhà khoa