Khảo sát đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 9 dòng lúa đột biến từ giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 7

Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh
Lời cảm ơn

Bằng tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành
cảm ơn: GVC.TS.Đào Xuân Tân – Giám đốc Trung tâm Hỗ trợ NCKH &
CGCN Trường Đại học Sư phạm Hà Nội II, đã trực tiếp hướng dẫn và
định hướng cho tôi trong suốt quá trình làm khóa luận.
Cảm ơn các thầy cô, các cán bộ phòng thí nghiệm khoa Sinh-KTNN,
các thầy cô trong tổ bộ môn Di Truyền và các anh chị, bạn bè đã ủng hộ,
động viên và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận.

Hà Nội, tháng 05 năm 2010
Người thực hiện

Trần Thị Thu Hương


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh
Lời cam đoan

Kết quả nghiên cứu trong khóa luận này với đề tài “Khảo sát đặc
điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 9 dòng lúa đột biến từ
giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 7” là của riêng tôi và không trùng với kết quả
nghiên cứu của bất kỳ tác giả nào khác.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về kết quả của đề tài trước Hội
đồng bảo vệ.

Hà Nội, tháng 05 năm 2010
Sinh viên
Trần Thị Thu Hương


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

 Danh mục các chữ viết tắt:
+ IRRI: Viện nghiên cứu lúa Quốc tế
+ FAO: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc
+ IAEA: Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế
+ MASIPAG: Hiệp hội Nông dân – Nhà Khoa học về Phát triển
+ P1000: Khối lượng 1000 hạt
+ TGST: Thời gian sinh trưởng
+ NSLT: Năng suất lý thuyết
+ KNĐN: Khả năng đẻ nhánh
+ D: Chiều dài hạt gạo
+ R: Chiều rộng hạt gạo
+ ĐB: Đột biến
+ Nxb: Nhà xuất bản
+ ANLT: An ninh lương thực
+ KHCN: Khoa học công nghệ
+ NCKH & CGCN: Nghiên cứu khoa học và chuyển giao
công nghệ

Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Biểu đồ:

Trang

Biểu đồ 3.1. Chiều cao cây…………………………………………...22
Biểu đồ 3.2. Chiều dài bông …………………………………………23
Biểu đồ 3.3. Chiều dài lá đòng……………………………………….24
Biểu đồ 3.4. Chiều rộng lá đòng……………………………………..26
Biểu đồ 3.5. Thời gian sinh trưởng…………………………………..31
Biểu đồ 3.6. Số bông/khóm…………………………………………..33
Biểu đồ 3.7. Số nhánh/khóm…………………………………………34
Biểu đồ 3.8. Số hạt/bông……………………………………………..36
Biểu đồ 3.9. Số hạt chắc/bông………………………………….…….37
Biểu đồ 3.10. Tỉ lệ hạt chắc/bông……………………………………38
Biểu đồ 3.11. P1000 hạt (g)……………………………………………40
Biểu đồ 3.12. Năng suất lý thuyết (tấn/ha)….………………………..41
Biểu đồ 3.13. Chiều dài hạt gạo xay…………………………………43
Biểu đồ 3.14. Chiều rộng hạt gạo xay………………………………..44
Biểu đồ 3.15. Hàm lượng protein của hạt gạo…………………….….46
Biểu đồ 3.16. Hàm lượng amylose của hạt gạo……………………....47
Biểuđồ 3.17. Tỉ lệ gạo lật………………………………………….....48


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Bảng:

Trang

Bảng 1.1. Diễn biến tình hình sản xuất lúa trên thế giới 1995-2003….…11
Bảng 1.2. Diễn biến tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam 2000-2008……..12
Bảng 2.1. Thang xác định đặc tính nông sinh học của lúa theo tiêu
chuẩn IRRI………………………………………………………....17
Bảng 3.1. Chiều cao cây, chiều dài bông………………………….……..22
Bảng 3.2. Chiều rộng lá dài lá đòng và chiều đòng…….………………...25
Bảng 3.3. Độ cứng cây, độ thoát cổ bông và độ tàn lá……..…………….28
Bảng 3.4 Râu đầu hạt, màu râu, màu vỏ trấu, độ phủ lông vỏ trấu……....29
Bảng 3.5. Thời gian sinh trưởng……………………………..………….. 30
Bảng 3.6. Số bông trên khóm, số nhánh trên khóm……..………………..32
Bảng 3.7 Số hạt trên bông, số hạt chắc trên bông, tỉ lệ phần trăm
hạt chắc…………………………………………………………35
Bảng 3.8. P1000 hạt và NSLT (tấn/ha)………………………………..……40
Bảng 3.9. Chiều dài hạt gạo, chiều rộng hạt gạo và hình dạng
hạt gạo (D/R)…………………………………………………....42
Bảng 3.10. Hàm lượng protein, hàm lượng amylose trong hạt gạo,
tỉ lệ gạo lật………………………………………………………45


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Mục lục

Trang
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài……………………………………………………1
2. Mục đích nghiên cứu………………………………………………..2
3. Nội dung nghiên cứu………………………………………………..2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………………...2
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài………………………………………..2
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài………………………………………..2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc cây lúa trồng……………………………………………3
1.2. Phân loại cây lúa……………………………………………………3
1.3. Vai trò cây lúa………………………………………………………4
1.4. Đặc điểm di truyền một số tính trạng nông học……………………5
1.5. Đặc điểm một số tính trạng hình thái của cây lúa………………….7
1.6. Đặc điểm di truyền tính trạng về chất lượng hạt gạo……………….8
1.7. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam…………….10
1.8. Nghiên cứu ứng dụng đột biến trong tạo giống lúa……………….12


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu……………………………………………..15
2.2. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………..15
2.3. Phạm vi nghiên cứu………………………………………………..20
2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu…………………………………20
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Đặc điểm nông sinh học của các dòng đột biến……………………21
3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất…………………………………….31
3.3. Đặc điểm chất lượng hạt gạo……………………………………….42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận…………………………………………………………….49
4.2. Kiến nghị……………………………………………………….......50
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………..51
PHỤ LỤC……………………………………………………………….52


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực lâu đời nhất, có vai trò
đặc biệt quan trọng đối với con người. Là một trong 3 loại cây lương thực
chủ yếu của thế giới (tổng sản lượng đứng thứ 3 sau lúa mỳ và ngô, diện
tích gieo trồng thứ 2 sau lúa mỳ. Lúa gạo là nguồn lương thực quan trọng
của khoảng 2/3 dân số thế giới (65% theo FAO).
Ở Việt Nam, 80% dân số hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp và
cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ lực của ngành trồng trọt. Là một
nước nhiều năm triền miên thiếu lương thực vươn lên vị trí thứ 2 về xuất
khẩu gạo (chỉ sau Thái Lan) từ năm 1989 và vị trí đó luôn được giữ vững

cho đến nay. Lúa gạo là nguồn thu nhập lớn đóng góp quan trọng vào tổng
thu nhập quốc dân: 2001-2007 xuất khẩu 4.2 triệu tấn/năm (tương đương
với 1.1 tỉ USD/năm), đến năm 2009 xuất khẩu 6 triệu tấn/năm (tương
đương với 2.5 tỉ USD/năm).
Trong nhiều năm qua, sản lượng lúa gạo trên thế giới tăng nhưng
không tăng nhanh bằng mức tăng dân số hiện nay (trung bình tăng 1 tỉ
người trên 14 năm) [10]; trong khi diện tích trồng trọt ngày càng giảm
(ước tính giảm 1.5 tỉ ha vào năm 2050) do đất nông nghiệp được chuyển
mục đích khác (đất công nghiệp, dịch vụ…). Theo FAO, tổng sản lượng
lương thực đã tăng từ 200 triệu tấn (1960) lên 460 triệu tấn (1987), 560
triệu tấn (1997), 661.841 triệu tấn (2008), 678 triệu tấn (2009) và mục tiêu
phải đạt được tới 760 triệu tấn (2020) mới có thể đáp ứng được mức gia
tăng dân số hiện nay và đảm bảo ANLT- một trong những vấn đề cấp thiết
hàng đầu của toàn xã hội.
1


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Ở Việt Nam, ứng dụng gây đột biến trong chọn tạo giống lúa đã tạo
nhiều giống lúa năng suất và sản lượng cao, phẩm chất tốt. Tuy nhiên khả
năng cạnh tranh còn kém, năng suất một số giống không ổn định, dễ mắc
sâu bệnh.
Nhận thức được tầm quan trọng của cây lúa và cùng mục đích phục
vụ cho chương trình chọn tạo giống lúa mới đáp ứng nhu cầu về lương
thực, góp phần đảm bảo vấn đề ANLT quốc gia, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu đề tài: ”Khảo sát đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn
giống của 9 dòng đột biến từ giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 7”.

2. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá và xác định độ ổn định ở thế hệ thứ 7 của các dòng đột
biến: C10, C8/3C, HT3/3, TQ2, TQ7, TQA, TQ2B, TQ14, T10.
Tuyển chọn một số dòng ưu tú có tiềm năng về năng suất, chất
lượng… làm cơ sở cho việc tạo dòng thuần và tạo giống mới.
3. Nội dung nghiên cứu
Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của các dòng đột biến thu
được về một số chỉ tiêu như: chiều cao cây, chiều dài bông, TGST, các yếu
tố cấu thành năng suất…
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Tìm hiểu đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 9 dòng
đột biến từ giống lúa HT1.
4.2 . Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần vào việc tạo dòng thuần cho công tác chọn tạo giống mới
có năng suất cao, phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn… bổ sung
vào bộ giống lúa ở các vùng lúa hàng hóa.
2


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc cây lúa trồng
Theo Nguyễn Văn Hoan, 1995 [6]: Cây lúa trồng (Oryza sativa L.) là
loài thân thảo sống hàng năm thời gian sinh trưởng của các giống lúa dài
ngắn khác nhau và trong khoảng 60–250 ngày.
Về nguồn gốc cây lúa có nhiều giả thuyết, nhưng một cách tổng thể 4

giả thuyết được đề cập nhiều nhất là:
+ Nguồn gốc Trung Quốc
+ Nguồn gốc Ấn Độ
+ Nguồn gốc Đông Nam Á
+ Nguồn gốc đa trung tâm
Đỗ Hữu Ất, 1997 [2]: Đến nay đã có sự thống nhất nguồn gốc cây lúa
từ Đông Nam Á.
Theo phương diện thực vật học, lúa trồng bắt nguồn từ lúa dại Oryza
fatma hình thành qua một quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài. Loài Oryza
fatma thường phân bố ở Ấn Độ, Campuchia, Nam Việt Nam, vùng Đông
Nam Trung Quốc, Thái Lan và Myanma.
Lúa trồng thuộc chi Oryza gồm 22 loài với 22 hoặc 48 NST, trong
đó chỉ có 2 loài lúa trồng là Oryza sativa hiện chiếm ưu thế trong sản xuất
và Oryza glaberrima chỉ được trồng với diện tích nhỏ ở Tây Phi [6].
1.2. Phân loại cây lúa
Việc phân loại cây lúa có nhiều quan điểm khác nhau:
* Theo phân loại học thực vật, cây lúa trồng Oryza sativa L. có vị trí
phân loại như sau:
Giới (Regrum): Plantae – Thực vật

3


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Ngành (Divisio): Angisermac – Thực vật có hạt
Lớp (Clasic): Monocotyledunes – Lớp Một lá mầm
Bộ (Ordo): Poales (Graminales) – Hòa thảo

Họ (Familia): Poaceae – Hòa thảo
Họ phụ (Pryzoideae) – Hòa thảo ưa nước
Chi (Grenus): Oryza – Lúa
Loài (Species): Oryza sativa - Lúa trồng
Việc phân loại lúa trồng Oryza sativa có quan điểm khác nhau:
+ Theo Goutehi (1934 -1943), lúa có các loài phụ sau:
Loài phụ Ấn Độ (Subsp. Indica)
Loài phụ Nhật Bản (Subsp. Japonica kato)
Loài phụ Java (Subsp. Javanica)
+ Kato (1931), phân loại cây lúa thành 2 loài phụ sau:
Loài phụ Ấn Độ (O. Subsp. Indica kato)
Loài phụ Nhật Bản (O. Subsp. Japonica kato)
* Theo cấu tạo tinh bột, người ta phân loại lúa thành lúa nếp
(Glutinosa) và lúa tẻ (Utilissma).
* Theo mùa vụ trong năm và TGST, Oryza sativa gồm lúa chiêm và
lúa mùa.
1.3. Gía trị kinh tế của cây lúa
Lúa là một trong ba loại cây lương thực chủ yếu của thế giới có vai
trò quan trọng đối với con người.
Những năm qua, nhờ ứng dụng KHCN trên cây lúa, Việt Nam đã tạo
nhiều giống lúa năng suất cao, phẩm chất tốt, sản lượng không chỉ đảm
bảo ANLT quốc gia mà còn luôn giữ vị trí thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu

4


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

gạo, đóng góp lớn vào tổng thu nhập quốc dân. Năm 2008, xuất khẩu 4,7
triệu tấn đóng góp 2,9 tỉ USD vào GDP; năm 2009 là 6 triệu tấn mang lại
2,6 tỉ USD.
Ngoài sản phẩm chính từ cây lúa là gạo thì cây lúa còn cho nhiều sản
phẩm phụ khác nhau, có giá trị kinh tế to lớn trong chăn nuôi, công
nghiệp, y tế… như:
- Tấm: sản xuất tinh bột, rượu cồn, vốtca, phân mịn và thuốc chữa bệnh.
- Cám: dùng để sản xuất thức ăn cho gia súc, trong công nghệ dược
dùng để sản xuất vitamin B1 chữa bệnh tê phù. Dầu cám có chất lượng cao
để chữa bệnh, chế tạo sơn cao cấp, làm mỹ phẩm, chế xà phòng...
- Trấu: sản xuất nấm men làm thức ăn cho gia súc, sản xuất vật liệu
đóng lót hàng, dùng độn chuồng làm phân bón có SiO2 cao, ở nông thôn
còn sử dụng làm chất đốt.
- Rơm rạ: Với thành phần chủ yếu là xenlulose có thể sản xuất thành
giấy; đồ gia dụng như dây thừng chão, mũ, giầy dép; làm thức ăn cho gia
súc; trộn với cây họ đậu làm thức ăn ủ chua…
1.4. Đặc điểm di truyền một số tính trạng nông sinh học
1.4.1. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều cao cây
Chiều cao cây là một tính trạng nông học quan trọng liên quan đến
tính chống đổ và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất.
Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa” (Inger, 1996)
[3], chiều cao cây lúa được chia thành 3 nhóm chính:
+ Nửa lùn (vùng thấp < 200 cm; vùng cao: 90-120 cm)
+ Trung gian (vùng thấp: 110-130 cm; vùng cao: 90-120 cm)
+ Cao (vùng thấp > 130 cm; vùng cao > 125 cm)

5


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Theo Jenning (1968), Swamirao, Could (1969): tính trạng chiều cao
cây bình thường là trội so với tính trạng lùn cây, tính trạng lùn cây do một
gen lặn điều khiển.
Nhiều nhà khoa học: Chang (1964), Hee –Joong –koh và cộng sự năm
(1993), Kuo-Hai và Tsai (1998) cho rằng: Tính trạng lùn do một gen điều
khiển, song sự biểu hiện của nó tùy thuộc vào sự tác động qua lại với một
hệ gen gây đột biến mạnh, yếu khác nhau.
Theo nghiên cứu của Đào Xuân Tân, 1994 [1] và Đỗ Hữu Ất, 1997 [2]
trên một số giống lúa nếp và lúa tẻ đặc sản (loại hình Indica cây cao) kết
luận: đột biến lặn về chiều cao cây có thể xuất hiện theo 2 hướng là dạng
thấp hơn dạng gốc (lùn và nửa lùn) và dạng cao hơn dạng gốc (tuỳ thuộc
vào đặc điểm của giống và liều lượng phóng xạ). Theo 2 tác giả, tương tác
cân bằng giữa 2 locut I và T vốn có ở các giống lúa cổ truyền tạo nên sự
ổn định của tính trạng này. Đột biến đã phá vỡ sự cân bằng giữa các locus
I và T hoặc một trong các locus D sẽ tạo ra các dòng đột biến có chiều cao
cây khác nhau và khác với giống gốc.
1.4.2. Đặc điểm di truyền khả năng đẻ nhánh (KNĐN)
Sự tăng KNĐN tạo điều kiện tăng số bông hữu hiệu trên khóm.
Theo Jones ,1963 [3], Khush và cộng sự ,1991 cho biết: KNĐN liên
quan trực tiếp đến sự tổ hợp về các alen trội của các locus “Ti-1”, “Ti-2”,
”Ti-3” đẻ nhánh rất yếu hoặc không đẻ nhánh. Tuỳ theo số cặp alen lặn có
trong kiểu gen nhiều hay ít mà KNĐN mạnh hay yếu, bằng phương pháp
chiếu xạ hạt giống, các tác giả trên đã thu được các đột biến làm tăng
KNĐN ở các mức độ khác nhau: Đẻ nhánh khoẻ hoặc rất khoẻ từ các
giống lúa đẻ trung bình. Các đột biến này di truyền sang M2 theo tỉ lệ
phân li của các phép lai đơn.
6

Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

1.5. Đặc điểm một số tính trạng hình thái lá lúa
1.5.1. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài, chiều rộng lá đòng
Trong đời sống của cây lúa, lá đòng là lá được hình thành cuối cùng và
trên một nhánh lúa thì nó là lá trên cùng, có vai trò lớn nhất nuôi dưỡng
bông lúa đặc biệt từ giai đoạn lúa trỗ.
Mitra ,1962 [3]: Chiều dài và chiều rộng lá được kiểm soát bởi hệ
thống di truyền khác nhau, mỗi tính trạng được kiểm soát bởi nhiều gen.
Kikuchi và cộng sự, 1978 [3]: Tính trạng chiều rộng lá đòng được kiểm
soát bởi nhiều gen, phiến lá rộng lá trội không hoàn toàn.
Murai và cộng sự năm, 1987 [3]: sử dụng phương pháp phân tích
diallen (không thuận nghịch) về các tính trạng này của cây F1 tạo ra từ
phép lai diallen giữa 5 giống lúa ở Hokaido. Kết quả cho thấy, tính trạng
chiều dài lá đòng thì phiến lá dài là trội; tính trạng chiều rộng lá đòng thì
phiến lá hẹp là trội (ngược lại với kết quả của Kramer, 1974).
1.5.2. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài bông
Tuỳ từng giống mà bông lúa có chiều dài bông khác nhau.
Chiều dài bông lúa liên quan đến sức chứa hạt của bông, là yếu tố cấu
thành năng suất.
Theo Vandertok J. E, 1910; Jones,1982 và Ramiash, 1930 [3]: khi lai
giữa giống lúa bông dài và bông ngắn cho thấy: Kiểu hình bông dài là trội
so với kiểu hình bông ngắn và phân ly theo kiểu gen đa phân. Điều đó
chứng tỏ có nhiều gen chi phối tính trạng chiều dài bông.
Syakudo (1958) cho biết, tính trạng chiều dài bông do 6 gen đa phân
chi phối nhưng chưa rõ các gen cụ thể, tính trạng này phụ thuộc rất nhiều

vào điều kiện môi trường.

7


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Theo Đào Xuân Tân, 1994 [1], đột biến lặn đã xuất hiện ở locus Lp
(hay Sp) đã tạo ra alen lp (hay sp), ở M2 có dạng bông dài lplp (hay spsp).
Tùy theo sự có mặt của 1 trong hai cặp gen trên hoặc cả hai cặp mà ở M2
xuất hiện các thể đột biến có dạng bông ngắn khác nhau.
1.6. Đặc điểm di truyền tình trạng về phẩm chất hạt
1.6.1. Đặc điểm di truyền kích thước và hình dạng hạt gạo xay.
Theo IRRI, 1996 [3]:
+ Chiều dài hạt gạo (D) chia thành các loại:
Rất dài: > 7.5 mm
Dài: 7.5 mm ≥ D > 6.6 mm
Trung bình: 6.6 mm ≥ D > 5.5 mm
Ngắn: D < 5.5 mm
+ Hình dạng hạt gạo (d): d= D/R
Thon: d > 3
Trung bình: 3.0 ≥ d > 2.0
Bầu: 2.0 ≥ d > 1.1
Ngắn: d < 1.1
Chang, 1964-1974 [3] cho rằng, chiều dài hạt do 2 hoặc nhiều gen
xác định; còn chiều rộng do 3 đến 5 gen kiểm soát.
Theo Trần Duy Quý, 1986 [8]: hình dạng ngắn tròn là các đột biến
trội, phân li theo quy luật Menden trong phép lai đơn. Đột biến này được

kiểm soát bởi gen trội Kr thuộc NST số 8.
Như vậy, sự tổ hợp những cách thức khác nhau của gen thuộc các
locus khác nhau biểu hiện tác động cộng hoặc bù trừ làm cho độ dài hạt
gạo ở các giống lúa không giống nhau.

8


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

+ Trong 10 locus kiểm soát kích thước và hình dạng hạt gạo có 5
locus chính, thường gặp ở các giống lúa trồng hiện nay thuộc hai loài phụ
Indica và Japonica. Trong đó, locus Lk-f được nghiên cứu nhiều nhất, đây
là locus rất dễ bị đột biến và có tác động đa hiệu.
+ Các alen đột biến làm thay đổi chiều dài hoặc hình dạng hạt gạo
phát sinh ở một số giống lúa, di truyền theo quy luật Menden trong phép
lai đơn, có quan hệ trội lặn hoàn toàn hoặc không hoàn toàn so với alen
kiểu dại.
1.6.2. Đặc điểm tính trạng hàm lượng protein của hạt gạo
Protein dự trữ ở hạt chủ yếu được tích luỹ trong nội nhũ tinh bột dưới
dạng protein khối gồm 2 dạng PB-I và PB-II và được chia thành 4 nhóm là
albumin, globumin, prolamin, glutein.
Thành phần các axitamin ở mỗi nhóm protein do yếu tố di truyền quy
định, không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh.
Trần Duy Quý, 1994 [8]: Protein ở lúa gạo Việt Nam có thành phần
các nhóm như sau: albumin 4%-10%, globumin 6%-12%, prolamin 5%9%, glutein 70.5%- 80%. Hàm lượng glutein cao chứng tỏ phẩm chất và
giá trị dinh dưỡng của lúa gạo Việt Nam. Các nhà khoa học đã xác định
hàm lượng protein thấp là tính trạng trội không hoàn toàn so với tính trạng

protein cao.
1.6.3. Đặc điểm tính trạng hàm lượng amylose của hạt gạo
Amylose thuộc thành phần của tinh bột. Hàm lượng tinh bột trong lúa
gạo dao động 50%-70%. Theo IRRI, 1996 [3]: Hàm lượng amylose được
xem là tính trạng quan trọng nhất quyết định cho cơm dẻo hay cứng.

9


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Hàm lượng amylose do nhiều gen quy định và có thể bị biến đổi theo
điều kiện môi trường, nhất là sự thay đổi của nhiệt độ trong thời kỳ lúa
vào chắc. Tuy nhiên, sự dao động này không quá 6%; hàm lượng amylose
chịu ảnh hưởng của cây mẹ rất rõ do phôi nhũ của hạt chứa 3n trong đó có
2n từ mẹ.
1.6.4. Đặc điểm tỉ lệ gạo lật
Gạo lật là phần còn lại của thóc sau khi đã tách bóc hết vỏ trấu.
Tỉ lệ gạo lật là một chỉ tiêu chất lượng hạt gạo, tỉ lệ này càng cao thì
chất lượng gạo tốt (chất lượng gạo tốt tỉ lệ này trên 80%).
1.7. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam.
1.7.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới.
Hiện nay trên thế giới cây lúa được phân bố ở trên 100 quốc gia (114
quốc gia năm 2008) và tập trung chủ yếu ở châu Á (90%). Quốc gia dẫn
đầu về diện tích trồng lúa là Trung Quốc và Ấn Độ.
Những năm 70 diện tích trồng lúa trên thế giới là 134,39 triệu ha, sản
lượng đạt 308,767 triệu tấn. Năm 1992, diện tích trồng lúa trên 148 triệu
ha chiếm hơn 10% diện tích canh tác trên toàn thế giới, sản lượng 520

triệu tấn. Tuy sản lượng lúa tăng 70% trong vòng 32 năm nhưng do sự
bùng nổ dân số nhất là các nước đang phát triển như ở châu Á, châu Phi và
Mỹ La tinh nên vấn đề ANLT vẫn là vấn đề cấp bách cần quan tâm.
Trong những năm sau đó (1995-2003), năng suất và sản lượng của
cây lúa không ngừng cải thiện theo thời gian trong khi diện tích trồng lúa
ngày càng giảm (từ giai đoạn 2001-2003).

10


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Bảng 1.1. Diễn biến tình hình sản xuất lúa trên thế giới 1995-2003
Năm

Diện tích (ha)

1995

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng(tấn)

149.446.707

36,608

547.101.106

1996

150.262.627

37,829

568.425.714

1997

151.408.479

38,242

579.017.121

1998

152.001.570

38,078

578.785.495

1999

156.462.321

38,845

670.779.929

2000

153.765.832

38,946

598.851.733

2001

155.000.000

37,858

586.800.000

2003

150.938.100

38,756

584.975.923

Năm 2008, sản lượng lúa đạt kỷ lục 661,841 triệu tấn, tăng khoảng
2,6 triệu tấn so với năm 2007; năm 2009 là 678 triệu tấn.
Về năng suất bình quân trên thế giới tăng từ 1,04 tấn/ha (1960) lên

4,25 tấn (2008). Năm 2008, nước có năng suất lúa cao nhất là Urugoay
(8,01 tấn/ha). Nước có sản lượng lúa cao nhất là Trung Quốc nhưng năng
suất chỉ đạt 6,61 tấn/ha. Việt Nam sản lượng đứng thứ 5 và năng suất đạt
4,48 tấn/ha.
1.7.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam
Từ năm 1989, Việt Nam trở thành một nước cung cấp lúa gạo quan
trọng trên thị trường thế giới. Giai đoạn 1989-2000, xuất khẩu bình quân
hàng năm trên 3 triệu tấn sang 128 quốc gia. Giai đoạn từ 2001-2007 là
4,2 triệu tấn. Năm 2008 là 4,7 triệu tấn; năm 2009 đạt kỷ lục mới trên 6
triệu tấn và ước tính năm 2010 là 6,9 triệu tấn gạo xuất khẩu.

11


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Theo Tổng Cục Thống Kê – 2009 [10]:
Bảng 1.2. Diễn biến tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam 2000-2008
Năm

Diện tích (ha) Năng suất lúa (tấn/ha)

Sản lượng thóc
(tấn)

2000

7.666.300

4,24

65.059.000

2001

7.492.700

4,29

64.216.800

2002

7.504.300

4,59

68.894.400

2003

7.452.200

4,64

69.137.600

2004

7.445.300

4,86

72.297.800

2005

7.329.200

4,89

71.665.800

2006

7.324.800

4,89

71.699.000

2007

7.207.400

4,99

71.885.400

2008

7.414.300

5,22

77.450.200

Đạt được những thành tựu đó là nhờ sự đóng góp quan trọng của các
nhà chọn tạo giống đã tạo ra nhiều giống lúa năng suất cao, phẩm chất tốt.
Tuy nhiên, trở ngại lớn của nghề trồng lúa Việt Nam là chất lượng
gạo còn chưa cao, khả năng cạnh tranh còn kém. Vì vậy, cần tập trung đầu
tư nghiên cứu phát triển nghề trồng lúa theo hướng chọn tạo giống là có
tính quyết định.
1.8. Nghiên cứu ứng dụng của đột biến trong chọn tạo giống lúa.
1.8.1. Lược sử nghiên cứu ứng đột biến thực nghiệm.
Từ lâu gây đột biến thực nghiệm đã được ứng dụng trong công tác
chọn giống cây trồng trên thế giới. Phương pháp này được biết đến vào
năm 1925 khi Natxon và Philippon phát hiện tia Rơnghen có khả năng gây

12


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

biến dị di truyền ở nấm Hạ đẳng. Từ năm 1926-1927, Di truyền học phóng
xạ trở thành nền tảng cho sự ra đời ngành chọn giống cây trồng đột biến,

trong đó tác nhân vật lý được sử dụng rộng rãi nhất: tia tử ngoại, tia
Rơnghen (X), tia ‫ﻻ‬, tia β, tia α... Theo FAO, 2003 chiếu xạ chiếm 88,8%,
hóa học chiếm 9,5% và tác nhân khác chiếm 1,7% tổng số các giống đột
biến được tạo ra.
Đến nay, các công trình nghiên cứu về ứng dụng gây đột biến
trong chọn giống đã khẳng định vai trò quan trọng của đột biến chọn tạo
giống mới: nghiên cứu tác dụng của tia Rơnghen trên ruồi giấm và ngô
(Muller, 1927 và Stadler, 1928); công trình nghiên cứu đầu tiên sử dụng
tác nhân vật lý trên cây lúa là của các nhà khoa học Nhật Bản Yamaha,
Nakamuza, Saiki (1917-1918).
Tác dụng gây đột biến của các hóa chất được phát hiện do nhà hóa
học Stubbe (1930) và Xakharov (1932), được nghiên cứu mạnh mẽ vào
thập kỷ 60 của thế kỷ XX – kỷ nguyên của chọn giống đột biến bằng
phóng xạ và hóa chất đã khẳng định hiệu quả của đột biến trong chọn tạo
giống mới.
1.8.2. Thành tựu
Theo FAO/IAEA: Năm 1960, mới có 7 giống cây trồng được tạo ra
bằng đột biến thực nghiệm; đến năm 1965 có 30 giống, năm 1970 có 80
giống; năm 1975 có 145 giống; năm 1980 có 500 giống; năm 1988 có
1200; năm 1992 có 1530 giống; năm 1997 có 1870 giống mới và cho đến
năm 2003 có 2717 giống mới được tạo ra trên phạm vi 60 nước, trong đó
có 1585 giống cây trồng được trực tiếp sử dụng gây đột biến và 667 giống
được sử dụng gián tiếp như vật liệu trong các phép lai. Năm 2009, thế giới
đã có 3100 giống cây trồng được tạo ra bằng đột biến.
13


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Một số giống đột biến như: cỏ Bermura, lê Nhật Bản, giống lúa nửa
lùn Remei Nhật Bản, khoai lang, khoai tây… Đặc biệt ở Trung Quốc,
giống lúa đột biến Zhefu 802 là một thành công nổi bật được trồng với
diện tích lớn nhất thế giới (trên 10,5 triệu ha).
Nhờ đột biến tạo giống cây trồng trong giai đoạn 1959-2001, Nhật
Bản đầu tư 68,9 triệu USD đã thu về hơn 61,5 tỉ USD (gấp gần 1000 lần).
Ở Việt Nam, Viện Di truyền Nông nghiệp đã tạo được 20 giống cây
trồng bằng phóng xạ, nhiều giống lúa đột biến với ưu điểm (năng suất cao,
chất lượng tốt, thời gian ngắn, chống đổ, chống sâu bệnh và điều kiện bất
lợi của môi trường) như: DT10, Khang Dân đột biến, Tám thơm đột biến,
lúa chịu mặn CM1, các giống lúa nếp DT21, DT22… Trong đó, DT10
được công nhận là giống quốc gia năm 1990 đã từng đứng đầu vể cả 3 mặt
(diện tích, năng suất, sản lượng).
Năm 1983, giống lúa DT205 (Nếp cái hoa vàng đột biến) của Viện
Khoa Học Việt Nam đã được đưa vào đại trà ở nhiều tỉnh và thu được kết
quả khả quan (Đào xuân Tân – 1996) [1].
Từ năm 2004, giống lúa nếp PD2 của T.S. Đào Xuân Tân chọn tạo
đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật và từ 2003 – 2009 đã được
gieo trồng hơn 1 vạn hecta; các giống lúa chất lượng cao CL9, CL8 của
các tác giả Hoàng Quang Minh, Nguyễn Như Toản đã được gieo trồng ở
nhiều tỉnh đồng bằng Trung du Bắc Bộ.
Từ năm 2000-2009, hàng loạt giống lúa đột biến tạo bằng phương
pháp chiếu xạ tia‫ ﻻ‬đã qua thực nghiệm đều đạt tiêu chuẩn quốc gia về
năng suất và đưa vào sản xuất: VN D95-20, OM2717… Trong đó, VN
D9-20 đã trở thành 1 trong 5 giống lúa chủ lực trong chương trình xuất
khẩu gạo Việt Nam.
14

Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
+ 9 dòng đột biến từ giống lúa HT1 đã được chon lọc tới M7 sau khi
xử lý tia Gamma (nguồn Co 60 ). Đó là các dòng: C10, C8/3C, HT3/3, TQ2,
TQ7, TQA, TQ2B, TQ 14, T10.
+ HT1 là dòng ĐC: Là giống lúa thuần nhập nội từ Trung Quốc, có
những ưu thế là giống ngắn ngày, TGST 120-130 ngày (vụ xuân muộn) và
100-105 ngày (vụ xuân sớm). HT1 sinh trưởng, phát triển khá; khả năng
đẻ nhánh trung bình; bộ lá nhỏ, dài; thân cây cứng; lá đòng nhỏ, dài; hạt
thóc không râu, vỏ trấu màu nâu; hạt trong, cơm thơm dẻo; khả năng
chống chịu sâu bệnh khá, thích ứng rộng trên nhiều chân ruộng khác nhau.
2.2. Phương pháp nghiên cứu.
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng ruộng
- Mạ của các dòng được gieo từng lô theo phương pháp mạ dược khi
mạ 3- 4 lá thật thì đem cấy.
- Ruộng làm đất kỹ san phẳng, chia ô latinh (5 m²-10 m²) x 3 lần lặp lại
- Mật độ cấy 40 khóm/m², cấy 1 dảnh/khóm
- Gieo ngày: 05/06/2009
- Cấy ngày: 20/06/2009
- Gặt ngày: 20/09 (HT1) – 10/09/2009 (HT3/3)
Chăm sóc theo quy trình chung
2.2.2. Phương pháp thu thập số liệu
- Các chỉ tiêu nông sinh học và các các đặc tính xác định giá trị chọn
giống được khảo sát theo tiêu chuẩn đánh giá cây lúa IRRI, 1996 [3] và
theo quy phạm khảo nghiệm giống lúa – Nxb Nông nghiệp, 2005.

15


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

- Các chỉ tiêu được khảo sát ở 9 giai đoạn sinh trưởng và phát triển:
Theo IRRI, 1996 [3]: Đời sống cây lúa được chia làm 9 giai đoạn:
1. Nảy mầm

4. Vươn lóng

7. Chín sữa

2. Mạ

5. Làm đòng

8. Vào chắc

3. Đẻ nhánh

6. Trỗ bông

9. Chín hoàn toàn

- Phương pháp xác định đặc tính chất lượng hạt gạo: Xác định hàm
lượng protein, hàm lượng amylose, tỉ lệ gạo lật theo TCVN 1643: 1992;
TCVN 5643: 1999; 10TCN425: 2000.

16


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh

Bảng 2.1. Thang xác định đặc điểm nông sinh học của lúa theo tiêu
chuẩn IRRI
Giai
STT

Cách Đơn

Các chỉ tiêu

đoạn

Thang xác định đặc tính

quan sát

khảo

nông sinh học

xác

vị

định

tính

Đo

cm

mút bông không kể râu của Đo

cm

sát
Đo từ gốc sát mặt đất lên
1

Chiều cao cây
lúa

9

đỉnh bông dài nhất, không
tính râu của 10 mẫu (1 mẫu
= 10 khóm)
Đo từ cổ bông đến đỉnh hạt

2

Chiều dài bông 8-9

các bông/5khóm
3

4

5

6

7

8

Chiều dài lá
đòng
Chiều rộng lá
đòng

6

6

Số bông/khóm 9
Số
nhánh/khóm
Số hạt/bông
Số hạt
chắc/bông

5

9

9

Đo từ cổ lá đến đầu mút lá

Đo

cm

Đo

cm

Đếm số bông/5 khóm

Đếm

Bông

Đếm số dảnh/khóm

Đếm

Dảnh

Đếm

Hạt

Đếm

Hạt

Đo ngang chỗ rộng nhất
của lá đòng

Đếm số hạt/5 khóm (tính cả
hạt chắc, lép)
Đếm số hạt chắc của tất cả
các bông/5 khóm

17


Khóa luận tốt nghiệp

Trần Thị Thu Hương K32C-Sinh
Số hạt chắc/Tổng số hạt

9

Tỉ lệ hạt chắc

9

của tất cả các bông thuộc 5 Đếm

%

khóm điển hình
10

Khối lượng
1000 hạt

9

Cân 500 hạt x 2 = P1000 hạt

Cân

Gr

NSLT=Số khóm/m² x số
11

NSLT

9

bông/khóm x hạt chắc/bông Cân
x P1000 hạt x 10 5

12

13

14

Chiều dài hạt
gạo xay (D)
Chiều rộng hạt
gạo xay (R)
Hình dạng hạt
gạo

9

9

9

Đo chiều dài hạt gạo xay
Đo ngang chỗ rộng nhất
của hạt gạo xay
Tỷ số chiều dài/chiều rộng
sau khi bóc vỏ trấu

Tấn/
ha

Đo

mm

Đo

mm

Đo

Số ngày từ khi gieo đến lúc
15

TGST

9

có 85% số hạt trên bông đã

Đếm

ngày

chín
Lay nhẹ các dảnh, ngược
16

Độ cứng cây

8-9

xuôi vài lần vào lúc trỗ

Quan

xong và ghi lại thế đứng

sát

của cây vào lúc chín
- Các tính trạng hình thái khác: độ thoát cổ bông, độ tàn lá, râu đầu hạt,
màu râu, màu vỏ trấu, độ phủ lông vỏ trấu xác định bằng phương pháp
quan sát và đánh giá theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa IRRI (1996).

18