Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 8 dòng đột biến từ giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 5

Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN

NGUYỄN THỊ HỢP

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG
SINH HỌC VÀ GIÁ TRỊ CHỌN GIỐNG
CỦA 8 DÒNG ĐỘT BIẾN TỪ GIỐNG
LÚA HT1 Ở THẾ HỆ THỨ 5

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Di truyền học

HÀ NỘI -2009

1


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian học tập tại khoa Sinh- KTNN- Trường ĐHSP Hà Nội 2,
để hoàn thành khoá luận tốt nghiệp, ngoài cố gắng nỗ lực học tập của bản
thân tôi còn được sự giúp đỡ của các Thầy, Cô và các bạn cùng gia đình. Tôi
xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

- Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2
- Ban chủ nhiệm, các thầy cô trong tổ bộ môn Di truyền - Tiến hoá
khoa Sinh - KTNN
Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GVC. TS. Đào Xuân Tân
đã tận tình chỉ bảo trong thời gian tôi thực hiện khoá luận.
Để đề tài được hoàn thiện hơn rất mong được sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô giáo và các bạn.
chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2009
Sinh viên

Nguyễn Thị Hợp

2


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những nội dung trình bày trong khoá luận tốt nghiệp
này đều là sự thực, tất cả các số liệu đều thu thập từ thực nghiệm và không
trùng với bất cứ tài liệu nào.
Đề tài có trích dẫn một số dẫn liệu của một số tác giả khác. Tôi xin phép
tác giả được trích dẫn, bổ sung cho khóa luận của mình.

Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2009
Sinh viên

Nguyễn Thị Hợp

3


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

2

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

3

1.1. Lí do chọn đề tài

3

1.2. Mục đích nghiên cứu

5

1.3. Nội dung nghiên cứu

5

1.4. Ý nghĩa của đề tài

5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế của cây lúa

6
6

2.1.1. Nguồn gốc cây lúa

6

2.1.2. Phân loại cây lúa

6

2.1.3. Giá trị kinh tế của cây lúa

7

2.2. Đặc điểm nông- sinh học của cây lúa

8

2.2.1. Đặc điểm hình thái- sinh học của cây lúa

8

2.2.2. Đặc điểm sinh trưởng- phát triển của cây lúa

11

2.3. Ứng dụng của đột biến trong quá trình chọn tạo giống lúa

12

2.3.1. Lịch sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm

12

2.3.2. Tác dụng của các tác nhân đột biến trên cây lúa

13

2.4. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và ở Việt Nam

14

2.4.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

14

2.4.2. Tình hình nghiên cứu lúa ở Việt Nam

14

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

16

3.1. Đối tượng nghiên cứu

16

3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

16

3.3. Phương pháp nghiên cứu

16

4


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

3.3.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

16

3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu

17

3.3.3. Phương pháp xử lí số liệu

19

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

20

4.1. Đặc điểm nông sinh học

20

4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất

28

4.3. Đặc điểm chất lượng hạt

37

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

41

5.1. Kết luận

41

5.2. Kiến nghị

42

TÀI LIỆU THAM KHẢO

43

PHỤ LỤC BẢNG

45

PHỤ LỤC ẢNH

47

5


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
+ ADN

: Axít Deroxiribo Nucleic

+ ARN

: Axít Ribo Nucleic

+ IRRI

: International Rice Research Institute - Viện
nghiên cứu lúa quốc tế

+ ĐC

: Đối chứng

+ NSLT

: Năng suất lý thuyết

+ P1000

: Khối lượng 1000 hạt

+ TGST

: Thời gian sinh trưởng

+D

: Dài (chiều dài hạt gạo)

+R

: Rộng (chiều rộng hạt gạo)

+ FAO

: Food and Agricuture Organnization - Tổ
chức Nông Lương thế giới

6


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1: Khả năng đẻ nhánh.
Bảng 2: Chiều cao cây.
Bảng 3: Chiều dài lá đòng
Bảng 4: Chiều rộng lá đòng
Bảng 5: Số bông/khóm
Bảng 6: Chiều dài bông
Bảng 7: Số hạt chắc/ bông và tỉ lệ hạt chắc/bông
Bảng 8: P1000 hạt và NSLT
Bảng 9: Chiều dài hạt gạo
Bảng 10: Chiều rộng hạt gạo

7

Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Trang

Biểu đồ 1: Khả năng đẻ nhánh
Biểu đồ: Chiều cao cây
Biểu đồ 3: Chiều dài lá đòng
Biểu đồ 4: Chiều rộng lá đòng
Biểu đồ 5: Số bông/khóm
Biểu đồ 6: Chiều dài bông
Biểu đồ 7: Số hạt chắc/bông
Biểu đồ 8: Tỉ lệ hạt chắc/bông
Biểu đồ 9: P1000 hạt (gr)
Biểu đồ 10: NSLT (tấn/ha)
Biểu đồ 11: Chiều dài hạt gạo
Biểu đồ 12: Chiều rộng hạt gạo

8


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Lý do chọn đề tài
Lúa là một trong ba cây lương thực chính của hơn một nửa dân số thế
giới, tập trung tại các nước Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ La Tinh. Lúa gạo có
vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và ổn định xã hội.
Theo dự báo của Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO - Food and Agricuture
Oryganization) nguy cơ thiếu hụt lương thực tại nhiều nước ngày càng tăng,
biến đổi khí hậu toàn cầu gây hiểm họa khô hạn, bão lụt, quá trình đô thị hóa
làm giảm đất lúa, nhiều nước phải dành đất để trồng cây nhiên liệu sinh học vì
sự khan hiếm nguồn nhiên liệu rất cần thiết cho nhu cầu đời sống và công
nghiệp phát triển. Chính vì vậy an ninh lương thực là vấn đề cấp thiết hàng
đầu của thế giới hiện tại và trong tương lai (Nguyễn Đình Giao, Nguyễn
Thiện Huyên, Nguyễn Hữu Tề, Hà Công Vượng, 2001) [3]
Trong khi dân số thế giới tiếp tục tăng thì diện tích đất dùng cho trồng
lúa lại không tăng, nếu không muốn nói là giảm theo thời gian. Theo dự đoán
của các chuyên gia về dân số học, nếu dân số thế giới tiếp tục gia tăng trong
vòng 20 năm tới, thì sản lượng lúa gạo phải tăng 80% mới đáp ứng cho nhu
cầu sống còn của cư dân mới. Trong điều kiện eo hẹp đó, người ta phải suy
nghĩ đến một chiến lược để tăng sản lượng lúa gạo (http://cay lua.com) [15].
Để đảm bảo cung cấp đủ lương thực cho dân số thế giới trong khi diện
tích đất nông nghiệp giảm, tổ chức FAO đã đưa ra 2 biện pháp kỹ thuật là:
- Luân canh tăng vụ
- Tạo giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt thay thế cho các giống cũ...
Trong đó việc áp dụng luân canh tăng vụ chỉ giải quyết được phần nào
về sản lượng lúa mà không thể giải quyết thoả đáng về nhu cầu lương thực.

9


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Chỉ có biện pháp sử dụng giống tốt mới có khả năng làm tăng sản lượng lúa
đáp ứng nhu cầu cho nhân loại.
Một phương pháp nữa để tạo ra giống mới đó là áp dụng kỹ thuật
chuyển gen tạo ra những giống lúa biến đổi gen. Thành tựu của phương pháp
này đã rõ dàng, đã tạo ra những giống mới có năng suất cao trong thời gian
ngắn. Tuy nhiên, những giống lúa này chưa được người tiêu dùng chấp nhận
rộng rãi vì độ an toàn của sản phẩm, đồng thời đây là phương pháp đòi hỏi kỹ
thuật cao, những nước đang phát triển cũng khó thực hiện (Trần Duy Quý,
1997) [9].
Một trong những phương pháp tạo giống hiện nay mang lại hiệu quả
cao được áp dụng rộng rãi ở nước ta và trên thế giới là phương pháp tạo dòng
đột biến. Ưu điểm của phương pháp là không quá phức tạp, dễ áp dụng, thời
gian cho kết quả ngắn...một số nghiên cứu đã được ghi nhận về chọn tạo
giống lúa đột biến như các nghiên cứu của Trần Duy Quý, Bùi Huy Thuỷ,
Hoàng Quang Minh [13]
Để góp phần vào việc chọn tạo giống lúa mới cho nông nghiệp và để
khẳng định phẩm chất của một số giống lúa được tạo ra từ việc xử lý đột biến
(Co60) chúng tôi tiến hành đề tài:
“ Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của 8 dòng đột
biến từ giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 5”.

10


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

1.2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá và xác định mức độ ổn định di truyền ở thế hệ thứ 5
của các dòng lúa đột biến từ giống gốc HT1, cụ thể là các dòng: HT2, HT4,
HT5, HT6, HT7, HT8, HT9, HT12.
- Tuyển chọn một số dòng có năng suất cao để tiếp tục khảo sát vụ tiếp theo
hoặc giữ lại để nhân giống.
1.3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát một số đặc điểm nông sinh học và giá trị chọn giống của các dòng
đột biến về các chỉ tiêu như: khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây, chiều dài
bông, thời gian sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất...theo tiêu chuẩn
của IRRI - 1996.
- Lựa chọn một số dòng có ưu thế và tiềm năng về năng suất, chất lượng...làm
cơ sở cho việc tạo dòng thuần và tạo giống mới.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Tìm hiểu hiệu quả của đột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo giống
nói chung và giống lúa nói riêng.
- Áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, góp phần nâng cao kiến thức về đột biến
trong giảng dạy phần di truyền học.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần vào việc tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo
giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn...để
thay thế các giống cũ kém hơn, tiến tới việc gieo trồng đại trà trên nhiều vùng
sinh thái khác nhau.

11


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế của cây lúa
2.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Cây lúa (tên khoa học là Oryza sativa) là một trong những cây ngũ cốc
có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất.
Về nguồn gốc xuất xứ của cây lúa có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu
và đưa ra ý kiến khác nhau như:
Theo WanG. 1908, Vavilop N.T. 1926, cây lúa có nguốn gốc từ Ấn Độ
Theo De CandolleA. 1885, Roshevits R.U. 1930, cây lúa xuất hiện đầu
tiên ở vùng Nam Trung Quốc
Theo Chevalier A. 1937, Komarov V.L. 1938, Erughin P.S. 1950, cây
lúa có nguồn gốc ở Việt Nam, Campuchia.
Mặc dù nguồn gốc xuất xứ của Oryza sativa có nhiều ý kiến khác nhau,
nhưng hiện nay các nhà khoa học đã đi đến thống nhất là nguồn gốc cây lúa ở
vùng Đông Nam Châu Á [15] vì vùng này là nơi có điều kiện lý tưởng cho
phát triển nghề trồng lúa. Theo kết quả khảo cổ trong vài thập niên qua cho
thấy quê hương của cây lúa là ở vùng Đông Nam Á và Đông Dương, những
nơi mà dấu ấn của cây lúa đã được ghi nhận là khoảng 10.000 năm trước công
nguyên [15]. Tại Trung Quốc, bằng chứng về cây lúa lâu đời nhất chỉ khoảng
5.900 đến 7.000 năm trước và thường thấy ở các vùng xung quanh sông
Dương Tử [15]. Từ Đông Nam Á, nghề trồng lúa được du nhập vào Trung
Quốc, rồi sang Nhật Bản, Hàn Quốc những nơi mà cư dân chỉ quen với nghề
trồng lúa mạch. Sau hết, ở vùng nào lúa gạo cũng được coi là nguồn lương
thực chính có liên quan đến đời sống của hàng triệu người.
2.1.2. Phân loại cây lúa

12

Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Cây lúa thuộc bộ hoà thảo (Graminales), họ hoà thảo (Gramineae), chi
Oryza, được phân bố rộng trên thế giới. Phân loại của Viện nghiên cứu lúa
quốc tế IRRI (1963) chia chi Oryza làm 19 loài, có loài sống một năm có loài
sống nhiều năm. Trong số 19 loài chỉ có hai loài lúa trồng:
- Loài Oryza sativa L được trồng phổ biến ở tất cả các châu lục
- Loài Oryza glaberrima được trồng ở một số nước Châu Phi
Việc phân loại Oryza sativa L có nhiều quan điểm khác nhau:
Theo Kato (1931) chia Oryza sativa L thành 2 loài phụ:
+ Oryza sativa sub. Sp. Japonica Kato (loài phụ Nhật Bản)
+ Oryza sativa sub. Sp. Indica Kato (loài phụ Ấn Độ)
Theo Goutchin (1934, 1943) đứng trên quan điểm thực vật học phân
loại thành 3 loài phụ: Indica, Javanica, Japonica. Javanica là loại hình trung
gian giữa Indica và Japonica nhưng gần với Indica hơn.
Ngoài ra, căn cứ vào mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh
trưởng Oryza sativa L còn được chia thành lúa chiêm và lúa mùa; theo điều
kiện tưới và gieo cấy chia thành lúa nước và lúa cạn; theo chất lượng và hình
dạng hạt chia ra lúa tẻ (utilissma) và lúa nếp (glutinosa), lúa hạt dài và lúa hạt
tròn.
Ở nước ta lúa trồng được phân bố từ Bắc vào Nam, từ ven biển đến
đồng bằng, từ trung du đến miền núi, đa số các giống lúa trồng ở nước ta
thuộc dạng lúa miền nhiệt đới (loài phụ Indica), một số giống lúa miền núi có
tính trung gian giữa loài phụ Indica và loài phụ Japonica.
2.1.3. Giá trị kinh tế của cây lúa
Lúa là một trong 3 cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mì, lúa và
ngô. Sản lượng lương thực toàn thế giới đầu những năm 80 là 460 triệu tấn

(lúa mì), 573 triệu tấn (lúa gạo) và 529 triệu tấn (ngô). Như vậy sản lượng lúa
tăng mạnh nhất rồi đến ngô và lúa mì. Khoảng 40% dân số thế giới coi lúa

13


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

gạo là nguồn lương thực chính, 25% sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần
lương thực hàng ngày. Như vậy lúa gạo có ảnh hưởng tới đời sống ít nhất
65% dân số thế giới (Nguyễn Đình Giao & cs, 2001) [3].
Sản xuất lúa gạo trong vài ba thập kỷ gần đây đã có mức tăng trưởng
đáng kể. Tuy tổng sản lượng của lúa tăng 70% trong 30 năm, nhưng do dân
số tăng nhanh nhất là ở các nước đang phát triển (châu Á, châu Phi, châu Mỹ
La Tinh), lúa đã đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết
vấn đề thiếu lương thực.
Những năm gần đây cùng với sự phát triển của sinh học đã tạo ra những
giống lúa tốt, có năng suất cao. Nước ta đã có những bước nhảy vọt trong sản
xuất lúa gạo, đặc biệt là xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới (sau Thái Lan)
hàng năm đã đóng góp phần lớn vào tổng thu nhập quốc dân (GDP).
Các sản phẩm của cây lúa có các chất dinh dưõng (tinh bột, prôtêin, lipít,
xenluloza, vitamin B1, B2, B6, PP...) cần thiết cho đời sống của con người,
cho chăn nuôi và cho công nghiệp chế biến mang lại giá trị kinh tế to lớn như:
- Gạo còn chế biến làm nguyên liệu sản xuất rượu, bia...
- Tấm: sản xuất tinh bột, rượu cồn, vốtca, axeton, phấn mịn và thuốc chữa
bệnh.
- Cám: dùng để sản xuất thức ăn cho gia súc. Trong công nghệ dược sản xuất
vitamin B1 chữa bệnh tê phù. Dầu cám có chất lượng cao dùng chữa bệnh,

chế tạo sơn cao cấp, làm mỹ phẩm, chế xà phòng….
- Trấu: sản xuất nấm men làm thức ăn gia súc, sản xuất vật liệu đóng lót hàng,
dùng để 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 xenluloza có thể sản xuất thành giấy, đồ
da dụng như dây thừng chão, mũ, dầy dép. Cũng có thể dùng rơm, rạ để sản

14


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

xuất thức ăn gia súc, trộn với cây họ đậu làm thức ăn ủ chua, sản xuất nấm
rơm, độn chuồng, chất đốt…
2.2. Đặc điểm nông - sinh học của cây lúa
2.2.1. Đặc điểm hình thái - sinh học của cây lúa.
a. Rễ lúa
Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, có hai loại:
- Rễ mầm (rễ mộng): hình thành từ phôi hạt sau khi nảy mầm, chỉ có một rễ,
không phân nhánh, phát triển một thời gian rồi teo đi.
- Rễ phụ: hình thành từ các mắt đốt gốc của thân cây (thân mẹ và thân nhánh).
Trên mỗi rễ phụ mọc ra các rễ nhỏ, rễ mầm phát triển một thời gian thì rễ phụ
mọc ra.
b. Thân lúa
Thân lúa phát triển từ thân mầm, có dạng hình ống tròn gồm các đốt đặc
và các gióng rỗng.
Chiều dài các gióng và số gióng làm thành chiều cao cây lúa giữ cho cây
đứng, là nơi ra rễ, lá, nhánh và bông lúa. Số lượng gióng và đốt của thân tùy

theo giống.
Thân lúa làm nhiệm vụ vận chuyển và dự trữ nước, muối khoáng lên lá
để quang hợp, vận chuyển O2 và các sản phẩm khác từ lá tới các bộ phận rễ,
nhánh, bông, hạt và là nơi dự trữ đường, tinh bột để chuyển về hạt ở thời kỳ
sau trỗ.
c. Lá lúa
Lá lúa được hình thành từ các mầm lá ở mắt thân, mọc 2 bên thân chính.
Lá lúa có 2 loại:
- Lá không hoàn toàn (lá bao): là loại lá chỉ có ở bẹ lá ôm lấy thân, không có
phiến lá, phát triển ngay sau khi hạt nảy mầm.

15


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

- Lá hoàn toàn (lá thật): là loại lá có bẹ lá, phiến lá, tai lá, cổ lá và lưỡi lá (thìa
lìa).
Lá lúa là trung tâm hoạt động sinh lý của cây lúa. Đó là hoạt động
quang hợp, hô hấp, tích luỹ chất khô, thoát hơi nước, điều tiết nhiệt độ, nhận
oxy của không khí vào qua thân rồi xuống rễ. Bẹ lá còn giúp cho thân chống
đỡ và làm nhiệm vụ như một kho dự trữ tinh bột, đường tạm thời trước khi trỗ
bông. Tuỳ theo vị trí trên cây mà lá có chức năng khác nhau.
Theo chức năng, lá lúa gồm 3 loại: lá sinh trưởng sinh dưỡng thúc
đẩy quá trình đẻ nhánh (từ lá thứ 3 đến lá thứ 7), lá quá độ thúc đẩy phát triển
thân và tạo bông hạt (từ lá thứ 8 đến lá thứ 10), lá sinh trưởng bông hạt (từ lá
thứ 11 trở đi). Theo Tulaka (1958), từ lá thứ 12 trở đi chuyển các chất đồng
hoá về bông hạt, ngược lại lá dưới thấp, từ lá thứ 8 trở xuống chuyển các chất

đồng hóa được cho rễ [14].
d. Bông lúa
Bông lúa gồm có: cuống bông, cổ bông, thân bông, gié, hoa, hạt thóc
+ Cuống bông là phần cuối của thân bông.
+ Thân bông có 5-10 đốt. Mỗi đốt mọc 1 gié chính (gié cấp 1). Trên gié chính
mọc gié phụ (gié cấp 2). Giữa gié và thân tạo thành góc có độ lớn tuỳ theo
giống. Mỗi gié cấp 1 và cấp 2 lại chia ra nhiều chẽn. Mỗi chẽn đính một hoa.
Mỗi bông có 80-180 hoa.
Thân bông và cuống bông nối với nhau bằng đốt cổ bông.
+ Hoa lúa: là hoa lưỡng tính gồm đế hoa, lá bắc, vảy cá, nhị và nhụy.
Lá bắc có 4 lá, 2 lá phía trong phát triển thành 2 vỏ trấu, 2 lá phía
ngoài là mày hoa.
Vảy cá là một màng mỏng không màu, hình vảy cá nằm ở giữa bầu
nhụy và vỏ trấu, điều khiển sự đóng mở của vỏ trấu khi hạt lúa phơi màu.

16


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Nhị có 6 bao phấn, mọc xen kẽ thành 2 vòng, mỗi bao phấn có 4
ngăn chứa nhiều hạt phấn. Hạt phấn có 2 tầng tế bào và có 2 lỗ để nảy mầm.
Nhụy ở giữa hoa, hình trứng dài, đầu nhụy có 3 nhánh nhưng chỉ có
2 nhánh phát triển còn một nhánh thoái hoá.
+ Hạt thóc: sau khi thụ tinh hoa lúa phát triển thành quả (hạt thóc), bao gồm
hạt nhũ và phôi: nội nhũ chiếm phần lớn hạt gạo.
Phôi gồm: rễ phôi, trục phôi và lá phôi.
Bông lúa làm nhiệm vụ dự trữ chất đường, bột để con người sử dụng

và làm nhiệm vụ sinh sản (hạt thóc) để tạo các thế hệ sau (làm giống). Bông
lúa được phát triển từ đốt cuối cùng của thân, trải qua thời kỳ phân hóa, trỗ,
phơi màu, thụ phấn, thụ tinh, chín sữa và chín [10].
2.2.2. Đặc điểm sinh trưởng- phát triển của lúa.
Các điều kiện cần cho sự sinh trưởng và phát triển tốt của cây lúa:
- Thời vụ cấy phải phù hợp để đảm bảo các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ,
lượng mưa…
- Mặt ruộng phải bằng phẳng, luôn có nước từ 10-15 cm để giúp cây lúa sinh
trưởng và phát triển tốt (thuận lợi là ở lưu vực các con sông lớn).
- Thời kỳ sinh trưởng cần lượng mưa vào khoảng 125 mm/tháng.
- Thời kỳ lúa phơi màu, thời tiết cần khô ráo, mát mẻ để tăng khả năng thụ
phấn, kết hạt cao.
- Thời kỳ thu hoạch cần nhiều nắng để bảo quản sản phẩm.
- Xét về thời gian sinh trưởng của cây lúa dài hay ngắn tuỳ thuộc vào từng
giống và điều kiện ngoại cảnh. Những giống ngắn ngày có thời gian sinh
trưởng vào khoảng 90-100 ngày, giống dài ngày có thời gian sinh trưởng
khoảng 150-180 ngày, có những giống thời gian sinh trưởng còn dài hơn tới
270 ngày.

17


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Theo IRRI, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa được chia
làm 2 thời kỳ và 9 giai đoạn:
- Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng:

- Thời kỳ sinh trưởng sinh

thực:
1.Giai đoạn nảy mầm

5. Giai đoạn làm đòng.

2. Giai đoạn mạ

6. Giai đoạn trỗ bông.

3. Giai đoạn đẻ nhánh

7. Giai đoạn chín sữa.

4. Giai đoạn vươn lóng

8. Giai đoạn vào chắc.
9. Giai đoạn chín hoàn toàn

Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng cây lúa chủ yếu phát triển cơ quan sinh
dưỡng như thân, lá, rễ, tích luỹ các chất dự trữ ở thân trước khi đưa lên quả
(hạt lúa)
Thời kỳ sinh trưởng sinh thực cây lúa tạo thêm cơ quan sinh sản như
đòng lúa, bông lúa, tạo quả, hạt...
Hai thời kỳ này có liên quan mật thiết với nhau và quyết định năng suất
vụ lúa. Cây lúa có thời gian sinh trưởng sinh dưỡng mạnh mẽ thì mới tạo
được một số giống phù hợp, tạo được bông đủ dài từ đó mới có nhiều hạt giúp
năng suất mùa vụ tăng cao.
2.3. Ứng dụng của đột biến trong quá trình chọn tạo giống lúa

2.3.1. Lịch sử nghiên cứu của đột biến thực nghiệm
Lần đầu tiên năm 1925, tại viện Radium Leningrad, Naxon và Philipop
đã phát hện khả năng gây đột biến của tia Rơnghen ở nấm hạ đẳng sau đó
Muller (1927) và Stadler (1928) cũng phát hiện hiệu quả này của tia Rơnghen
ở ruồi giấm và ngô [13].
Còn khả năng gây đột biến của các hoá chất thì lần đầu tiên đựơc Stubbe
(1930) và Xakharov (1932) phát hiện ra. Nhưng chỉ sau những công trình của

18


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Rapoport và Auer bach (1943) thì vấn đề này mới được nghiên cứu mạnh mẽ
và được ứng dụng dần vào thực tiễn [13].
Sau khi phát hiện ra hiệu quả gây đột biến của các dạng phóng xạ, các
nhà khoa học Liên Xô đã sử dụng chúng vào chọn giống ngay ở những thời
kỳ rất xớm. Đelone và Didut trong những năm 1927-1938 đã tạo ra hàng trăm
dạng đột biến có giá trị ở lúa mì, lúa mạch...[13].
Tuy nhiên trong thời gian đầu việc sử dụng phóng xạ hóa chất vào việc
chọn tạo giống mới chưa được phổ biến bởi nhiều nhà khoa học, nhiều nhà
chọn giống còn nghi ngờ tác dụng của đột biến, cho rằng đột biến chỉ gây ra
những biến đổi có hại. Nhưng chỉ 40 năm sau những phát minh của Naxon,
Philipop, Muller, Stadler và 20 năm sau những phát kiến của Rapoport và
Auerbach (1943) kỷ nguyên của chọn giống đột biến bằng phóng xạ - hoá
chất mới bắt đầu chứng minh rõ dàng tác dụng ưu việt của đột biến trong chọn
tạo giống mới. Theo thống kê của tổ chức Nông lương thế giới (FAO) năm
1960 thế giới đã có tới 1870 sinh vật đột biến gen đem lại hiệu quả kinh tế lớn

cho nhân loại.
2.3.2. Tác dụng của các tác nhân đột biến lên cây lúa
Một số tác nhân đột biến thường được sử dụng trong chọn tạo giống lúa
gồm các tác nhân: vật lý, hoá học, sinh học. Trong đó tác nhân vật lý có vị trí
rất quan trọng được sử dụng rộng rãi nhất. Tác nhân vật lý chia làm hai nhóm:
- Nhóm tia bức xạ không gây ion hoá (tia tử ngoại) có bước sóng dài (2580
A0) có tác dụng cực mạnh lên phân tử ADN vì bước sóng này bức xạ được
ADN hấp thụ mạnh nhất [9].
- Nhóm tia bức xạ gây ion hoá gồm tia Rơnghen (X), tia gamma (), tia bêta
(), tia anpha ()...các tia này tham gia vào các phản ứng gây biến đổi trong
vật chất di truyền (ADN, ARN)...[9].

19


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về việc sử dụng tác nhân vật lý trong
chọn tạo giống lúa. Mở đầu là công trình của các nhà khoa học Nhật Bản:
Yarmaha, Naêamma, Saiki nghiên cứu ảnh hưởng phóng xạ ion hoá (tia X, ,
, ...) lên cây lúa nước vào năm 1917-1918. Sau đó Sharma, Kimura nghiên
cứu ảnh hưởng của các tia phóng xạ lên hạt lúa. Ở Việt Nam năm 1967-1970,
hai tác giả Trịnh Bá Hữu và Lê Duy Thành (Trường Đại Học Tổng Hợp)
nghiên cứu tác động của tia gamma đến giống lúa NN8 [4].
Năm 1983, giống lúa DT-205 của Viện khoa học Việt Nam đã được đưa
vào gieo trồng đại trà ở nhiều tỉnh thu được nhiều kết quả khả quan [11]. Năm
2004 giống lúa nếp PD2 của TS. Đào Xuân Tân - Trường ĐHSP Hà Nội 2
được công nhận là giống quốc gia hiện đang gieo trồng đại trà ở nhiều tỉnh...

Một số các nghiên cứu khác đi tới kết luận rằng: khi xử lý tia  từ
nguồn Co60 lên hạt lúa có thể làm xuất hiện một số đột biến có lợi như cây
chín sớm, bông dài, hạt xếp sít...(Hoàng Quang Minh, Nguyễn Như Toản)

2.4. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và Việt Nam
2.4.1. Tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới
Lúa là cây lương thực quan trọng trên thế giới. Cây lúa nước được gieo
trồng trên 112 nước nhưng tập trung không đều, chủ yếu ở Châu Á (chiếm
khoảng 90%). Tùy từng vùng và tùy từng điều kiện canh tác của mỗi nước
khác nhau mà năng suất lúa khác nhau, dao động từ 3-7 tấn/ha. Những nước
có năng suất lúa cao như Australia (3,5-6,8 tấn/ha), Nhật Bản (5,6-6.8 tấn/
ha), đặc biệt có những giống lúa được gieo trồng ở một số nước năng suất đạt
10 tấn/ha...Thái Lan hiện nay là nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới (khoảng
6,5-7 triệu tấn/năm) nhờ việc tập trung đầu tư vốn, giống, khoa học kỹ thuật
trong nông nghiệp [3].

20


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

Gần đây các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đang
có những công trình nghiên cứu nhằm tìm ra dạng cây lúa mới có năng suất
chất lượng cao hẳn giống hiện tại. Cụ thể đã tạo ra được dòng IR 608 19-342-1 là dòng có nhiều hạt trên bông, năng suất đạt 10 tấn/ha đối với vùng nhiệt
đới và 15 tấn/ha đối với vùng ôn đới.
Ngay sau khi hai công ty Syngenta (công ty hạt giống và nông nghiệp
Nhật Bản) và Myriad Genetic S (công ty công nghệ sinh học ở Utah - Mỹ)
công bố bản đồ gen của cây lúa gần như hoàn chỉnh ngày 26-01-2001 có thể

giúp các nhà chọn giống sớm đưa ra những giống lúa có năng suất cao, chất
lượng tốt [6].
2.4.2. Tình hình nghiên cứu lúa ở Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam là nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới sau
Thái Lan với sản lượng 5,2 triệu tấn (năm 2005) thu về 1,4 tỷ USD cho nền
kinh tế quốc dân, mặc dù hơn trước 1989 Việt Nam vẫn lâm vào tình trạng
thiếu lương thực trầm trọng. Để có kết quả thắng lợi này là nhờ một phần
không nhỏ của khoa học chọn giống, thay thế giống cũ bằng những giống mới
có năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn.
Ở Việt Nam, những thành tựu của việc chọn tạo giống lúa trong vài ba
thập niên qua đã từng làm các đồng nghiệp quốc tế khâm phục. Từ giống lúa
IR8 hay Thần Nông 8 vào cuối thế kỉ XX với nỗ lực của giới khoa học nông
nghiệp Việt Nam, đến nay chúng ta đã có khoảng 70-80 giống lúa được công
nhận và phổ biến, năng suất hơn hẳn các giống lúa địa phương từ 20-40% [8].
Không những thế các giống lúa này còn có chất lượng cao, như tổ hợp lai
giữa giống IR2588 và Xuân số 2, Viện cây lương thực thực phẩm đã tạo ra
giống lúa P6 có hàm lượng prôtêin cao hơn hạt gạo cổ truyền 1,5 lần [3].
Nhiều giống lúa cải tiến có chất lượng tốt hơn được đưa ra thử nghiệm và sản
xuất ở phía Bắc như VĐ10, VĐ20, QC1, DT17, HR1, LT12...các giống lúa cổ

21


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

truyền địa phương (Tám, Dự, Nàng hương...) cũng đang được phục tráng và
mở rộng diện tích trong sản xuất [5].
Tuy vậy khó khăn của Việt Nam hiện nay là chất lượng gạo còn kém do

chưa có nhiều giống chất lượng cao, dư lượng thuốc hoá học bảo vệ thực vật
còn cao, sử dụng nhiều phân hoá học trong canh tác...vì thế giá xuất khẩu của
gạo không cao hoặc không được thị trường thế giới chấp nhận. Một khó khăn
nữa đó là chi phí cho nghề trồng lúa ngày một cao (do giá cả phân bón, giống
lúa mới rất cao) so với giá trị của hạt gạo. Đây là một trong những trở ngại
lớn mà nghề trồng lúa của Việt Nam phải vượt qua trong thời gian tới.

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: 8 dòng lúa đột biến HT2, HT4, HT5, HT6,
HT7, HT8, HT9, HT12 trong bộ sưu tập của TS. Đào Xuân Tân do xử lý tia
gamma (nguồn Co60) lên giống lúa HT1 ở thế hệ thứ 5.
Giống đối chứng HT1 là giống lúa thuần nhập nội từ Trung Quốc. Là
giống ngắn ngày, có thể gieo cấy ở vụ xuân muộn và mùa sớm. Sinh trưởng,
phát triển khá, đẻ nhánh trung bình; Bộ lá nhỏ, dài, thân cây cứng, lá đòng

22


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

nhỏ dài, hạt không có râu, vỏ trấu màu nâu. Gạo trong, cơm thơm ngon, khả
năng chống chịu trung bình, ít sâu bệnh, chịu thâm canh trung bình, thích hợp
với nhiều chân dất, thời gian sinh trưởng 120-130 ngày (vụ xuân muộn) và
100-105 ngày (vụ mùa sớm) [15].
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.2.1. Địa điểm nghiên cứu
- Phòng thí nghiệm Di truyền, Khoa Sinh - KTNN , Trường Đại học Sư

Phạm Hà Nội 2
- Xã Nam Viêm - Xuân Hoà - Phúc Yên - Vĩnh Phúc.
3.2.2. Thời gian nghiên cứu
Vụ xuân năm 2008.
3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng ruộng
- Mạ của các dòng được gieo thành từng lô theo phương pháp mạ dược, cấy
khi tuổi mạ đạt 15-20 ngày (mạ có 3-4 lá thật).
- Ruộng làm đất kỹ san phẳng chia thành luống (rộng 1,5m2, dài theo chiều
dài của luống).
- Mật độ cấy 45 khóm/m2, cấy 1 dảnh/khóm.
- Ngày gieo : 20/01/2008- 05/02/2008
- Ngày thu hoạch: 25/05/2008- 07/06/2008
Chăm sóc theo quy trình chung
3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu
Theo dõi và thu thập một số biến dị hình thái sinh trưởng và phát triển,
các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa đột biến.
Các chỉ tiêu được xác định theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn
gen lúa”-1996 của IRRI (phụ lục bảng).
Theo IRRI quá trình phát triển cá thể ở cây lúa gồm các giai đoạn sau:

23


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

1. Giai đoạn nảy mầm

5. Giai đoạn làm đòng

2. Giai đoạn mạ

6. Giai đoạn trỗ bông

3. Giai đoạn đẻ nhánh

7. Giai đoạn chín sữa

4. Giai đoạn vươn lóng

8. Giai đoạn vào chắc
9. Giai đoạn chín hoàn toàn

3.3.3. Phương pháp xử lí số liệu
Các số liệu thu được xử lí theo phương pháp thống kê toán học gồm các
tham số sau:
* Trung bình mẫu
n

 Xi
X 

i 1

n


n

* Sai số trung bình m = 

n

* Độ lệch chuẩn  

 ( Xi  X )

2

n  30

i 1

n
n

 ( Xi  X )
 

Với

2

i 1

n 1

n<30

n: số cá thể trong mẫu
Xi: giá trị các biến số

* Hệ số biến động: CV% =


x100%
X

CV% < 10%: sự biến động không đáng kể
CV% = 10-20%: sự biến động trung bình
CV% > 20%: sự biến động cao

24


Khóa luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Hợp – K31 C Sinh

* NSLT = số khóm/m2 x số bông/khóm x số hạt chắc/bông x
P1000hạt x 10 -5 tấn/ha

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Đặc điểm nông sinh học của 8 dòng đột biến từ giống lúa HT1
4.1.1. Khả năng đẻ nhánh (bảng 1, biểu đồ 1)
Xác định số nhánh của một dòng nghĩa là xét khả năng đẻ nhánh của dòng
đó. Khả năng đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt

25