Nghiên cứu đánh giá các đặc tính sinh học của một số dòng đột biến lúa ưu việt ở thế hệ thứ 7 (m7)

NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN
TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN

NGUYỄN XUÂN TUẤN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC
TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ
DÒNG ĐỘT BIẾN LÚA ƯU VIỆT Ở
THẾ HỆ THỨ 7
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số: 010506
Hướng dẫn khoa học: NGUYỄN NHƯ TOẢN

Hà Nội - 2007
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

1


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

LỜI CẢM ƠN !
Bằng tấm lßng biết ơn s©u sắc t«i xin ch©n thành cảm ơn sự gióp đỡ tận
t×nh, đầy tr¸ch nhiệm của thầy gi¸o Ths. Nguyễn Như Toản khi t«i thực hiện
đề tài nghiªn cứu.

T«i cũng xin cảm ơn c¸c thầy c« gi¸o trong bộ m«n di truyền-phương
ph¸p giảng dạy cũng như c¸c bạn sinh viªn trong nhãm đ· cã những đãng gãp
quý b¸u cho đề tài nghiªn cứu để t«i hoàn thành tốt luận văn này.

Xuân Hoà, ngày 2 tháng 5 năm 2007

Sinh viên

NguyÔn xu©n tuÊn

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

2


Nguyễn Xuân Tuấn

Lớp K29B SINH-KTNN

MC LC
ề mục

Trang

Lời cảm ơn....

1

Mục lục.......................................................................................... 2
Lời cam đoan....

3

Mở đầu...

4

1. Lớ do chn ti... 4
2. Mc ớch nghiờn cu 5
3. í ngha ca ti. 5
Chng 1. Tng quan vn nghiờn cu...

6

1.1.Giỏ tr kinh t ca cõy lỳa 6
1.2.Ngun gc v mt s c im nụng sinh hc ca cõy lỳa. 6
1.3.Lc s nghiờn cu t bin thc nghim trờn lỳa. 10
1.4.Vai trũ ca t bin trong chn ging lỳa... 13
1.5.Thnh tu c bn ca vic chn ging t bin lỳa trờn th gii
v Vit Nam..
Chng 2.i tng v phng phỏp nghiờn cu

15
17

2.1.i tng nghiờn cu.. 17
2.2.Phng phỏp nghiờn cu. 17
2.3.Phm vi nghiờn cu. 20
Chng 3.Kt qu nghiờn cu v tho lun... 21
3.1.c im nụng sinh hc v quỏ trỡnh sinh trng ca cõy lỳa..

21

3.2.Cỏc yu t cu thnh nng sut...

26

Kt lun v kin ngh.. 33
Ti liu tham kho

35

Ph lc.... 37

Khoá luận tốt nghiệp Đại học

3


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

LỜI CAM ĐOAN
Luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Như
Toản.
Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong tài liệu này là do
công sức của bản thân tôi, kết quả này không trùng với kết quả của bất kỳ tác
giả nào đã được công bố.
Một số dẫn liệu trong đề tài tôi xin phép tác giả được trích dẫn để bổ

sung cho khoá luận của mình.
Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Xuân Hoà, ngày 2 tháng 5 năm 2007

Tác giả

NguyÔn xu©n tuÊn

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

4


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

MỞ ĐẦU
1.Lí do chọn đề tài
Việt Nam là một quốc gia nông nghiệp với hơn 70% dân số hoạt động
trong lĩnh vực này. Trong những năm gần đây ngành sản xuất nông nghiệp
Việt Nam nói chung cũng như sản xuất lúa nói riêng đã có nhiều tiến bộ.
Nước ta từ chỗ thiếu đói lương thực sau chiến tranh đã đảm bảo được nhu cầu
về lương thực trong nước đồng thời vươn lên đứng thứ 2 thế giới về xuất khẩu
gạo (Đào Xuân Tân, 2003)[13].
Tuy nhiên, theo các chuyên gia kinh tế xã hội học dự đoán dân số thế
giới tính đến 2010 là khoảng 8 tỉ người. Do vậy nhu cầu về lương thực cần
phải tăng lên 75% so với hiện nay. Theo đà tăng dân số như thế này thì dân số
Việt Nam sẽ tăng lên đạt 80 triệu người vào năm 2020. Sự gia tăng dân số

mạnh mẽ đã kéo theo sự tăng lên nhu cầu về nhà ở, cơ sở vật chất đặc biệt là
nhu cầu cao về lượng thức ăn tiêu thụ. Mặt khác ta lại thấy rằng diện tích đất
nông nghiệp không ngừng bị thu hẹp do nhu cầu của đô thị hoá, phát triển
công nghiệp, đất nông nghiệp được sử dụng để xây dựng nhà máy, khu công
nghiệp, khu dân cư…
Do vậy lương thực đã và sẽ còn là vấn đề thời sự và chiến lược cho mỗi
quốc gia. Không chỉ đủ lương thực cho con người trong điều kiện bình
thường, mà còn phải đủ đáp ứng nhu cầu ấy khi có biến động khí hậu xảy ra.
So với các nước trên thế giới, nhu cầu tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam được xếp
vào hàng thứ 5 (sau Trung Quốc, Inđônêxia, Ấn Độ, Băngladet). Vì vậy đòi
hỏi cấp thiết hiện nay là tăng năng suất, sản lượng lương thực lên nhiều lần và
phải tăng theo hướng lấy năng suất cây trồng, trong đó có sự đóng góp rất
quan trọng của cây lúa. Để làm được điều đó chúng ta phải đưa nhanh tiến bộ
khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, trong đó đất và giống cây trồng
là cơ sở quan trọng nhất.
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

5


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu, áp dụng các thành tựu
khoa học mới vào công tác chọn, tạo giống và kết quả là đã tạo ra nhiều giống
lúa mới mang đặc tính tốt, có giá trị kinh tế cao như thời gian sinh trưởng
ngắn, sống được trong các điều kiện khắc nghiệt, năng suất cao, chất lượng
tốt….Một trong các biện pháp tạo giống mới được nghiên cứu và sử dụng
hiện nay là gây đột biến thực nghiệm bằng các tác nhân lý hay hoá học trên

các giống hiện có, giống địa phương hoặc đang thoái hoá…, sau đó tiến hành
chọn lọc lai tạo qua các thế hệ để thu được một giống mới mang những đặc
điểm mong muốn.
Xuất phát từ tình hình thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu đánh giá các đặc tính sinh học của một số dòng đột biến lúa
ưu việt ở thế hệ thứ 7”.

2.Mục đích nghiên cứu
2.1. Phân tích, đánh giá các đặc tính nông sinh học và khả năng phân li
các tính trạng ở thế hệ sau của các thể đột biến lúa ưu việt.
2.2. Tuyển chọn một số dòng ưu việt về năng suất, chất lượng, thời
gian sinh trưởng, khả năng chống chịu, để tạo dòng thuần và nhân nhanh làm
giống.

3.Ý nghĩa của đề tài
Tìm hiểu cách thức và phương pháp chọn tạo những cá thể đột biến lúa
từ các cá thể ban đầu, từ đó tiến hành tuyển chọn để được những dòng ưu tú.
Góp phần nâng cao năng suất, chất lượng các giống lúa hiện nay bằng
cách sử dụng trồng thử nghiệm, nhân giống, đưa ra sản xuất đại trà.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

6


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Giá trị kinh tế của cây lúa
Lúa là cây lương thực đứng thứ 2 trên thế giới sau cây ngô (Nguyễn
Minh Công, 2000 )[2]. Theo những nghiên cứu gần đây khoảng 25% dân số
thế giới sử dụng lúa gạo trên ½ khẩu phần ăn hàng ngày. Ở Việt Nam lúa gạo
được sử dụng trong hầu hết các bữa ăn của người dân.
Sản xuất lúa gạo trong những năm gần đây có bước tăng trưởng mạnh
( 70% trong gần 30 năm). Ở Việt Nam lúa gạo đã trở thành một thế mạnh xuất
khẩu ( đứng hàng thứ 2 sau Thái Lan )( Đào Xuân Tân, 2003)[13]. Cây lúa đã
góp phần giải quyết tình trạng thiếu lương thực sau chiến tranh và hiện nay là
đảm bảo an ninh lương thực trong nước, mang lại lợi nhuận rất lớn.
Làm được điều đó là nhờ việc ứng dụng những thành tựu khoa học
công nghệ vào thực tiễn sản xuất. Qua nghiên cứu người ta đã tạo ra những
giống lúa mang nhiều đặc điểm tốt như: Chống lốp đổ, chín sớm, năng suất
cao, chống chịu hạn, sâu bệnh …, đặc biệt là còn có khả năng mang các hợp
chất rất quý như: Vitamin, Vacxin, ….
Các sản phẩm của lúa mang lại có giá trị kinh tế to lớn đối với đời sống
con người, cho chăn nuôi, sản xuất công nghiệp…

1.2.Nguồn gốc và một số đặc điểm nông sinh học của cây lúa
1.2.1.Nguồn gốc
Loài Oryza savita L được thuần hoá từ loài lúa dại rất nhiều năm trước
công nguyên.
Người ta cho rằng tổ tiên của chi lúa Oryza là một loài cây hoang dại
trên siêu lục địa Gondwana cách đây ít nhất 130 triệu năm và phát tán rộng
khắp các châu lục trong quá trình trôi dạt lục địa. Hiện nay có khoảng 21 loài

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

7

NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

cây hoang dại thuộc chi này và 2 loài lúa được đã thuần hoá là lúa châu Á
(Oryza sativa) và lúa châu Phi (Oryza glaberrima).
Lúa châu Phi đã được gieo trồng trong khoảng 3.500 năm. Trong
khoảng thời gian từ 1500 TCN đến 800 TCN thì O. glaberrima đã lan rộng từ
trung tâm xuất phát của nó là lưu vực châu thổ sông Niger và mở rộng tới
Sénégal. Tuy nhiên, nó không bao giờ phát triển xa khỏi khu vực nguồn gốc
của nó. Việc gieo trồng loài lúa này thậm chí còn suy giảm do các giống châu
Á, có thể đã được những người Ả Rập từ bờ biển phía đông đem tới châu Phi
đại lục trong thời gian khoảng từ thế kỷ 7 đến thế kỷ 11.
Tổ tiên của lúa châu Á O. sativa là một loại lúa hoang phổ biến (Oryza
rufipogon) dường như có nguồn gốc tại khu vực xung quanh chân núi
Himalaya, với O. sativa thứ indica ở phía Ấn Độ và O. sativa thứ japonica ở
phía Trung Quốc. Hiện nay đây là giống lúa chính được gieo trồng làm cây
lương thực trên khắp thế giới ( ) [18]. Nhiều giả thuyết
khác nhau về nơi đầu tiên tiến hành việc gieo trồng hay thuần hoá giống lúa
này.
Theo Candalle (1998) cây lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ.
Theo Roseleviez (1931) cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á, đặc biệt
là từ Ấn Độ và Đông Dương
Quan điểm được nhiều người công nhận nhất là cây lúa có nguồn gốc
từ Đông Nam Á.Vì đây là vùng có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới, có khí
hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với sự sinh trưởng của cây lúa, đây cũng là
nơi trồng lúa sớm nhất.
Các giống lúa trồng trên các vùng đất khô đã được đưa vào Nhật Bản
và Triều Tiên khoảng những năm 1000 TCN. Các giống lúa nước có mặt tại

Triều Tiên vào giữa thời kỳ đồ gốm Mumun (khoảng 850-550 TCN) và tới
Nhật Bản vào khoảng thời kỳ Yayoi (khoảng 300 TCN).
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

8


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

O. sativa đã thích nghi với việc gieo trồng tại Trung Đông và Địa
Trung Hải của châu Âu vào khoảng năm 800 TCN. Người Moor đã đem nó
tới bán đảo Iberia khi họ xâm chiếm vùng này vào năm 711. Thời gian nửa
sau của thế kỷ 15, thì lúa đã trải rộng tới Ý và sau đó là Pháp và sau đó là tất
cả các châu lục khác trong thời kỳ khám phá và chinh phục lớn của người
châu Âu. Năm 1694, lúa đã đến South Carolina, có lẽ có nguồn gốc từ
Madagascar. Người Tây Ban Nha đem các giống lúa tới Nam Mỹ vào đầu thế
kỷ 18. ( ) [18].

1.2.2.Đặc điểm sinh học của cây lúa
Lúa thông thường được gieo hay cấy trong các ruộng lúa nước - các
mảnh ruộng được tưới hay ngâm trong một lớp nước không sâu lắm với mục
đích đảm bảo nguồn nước cho cây lúa và ngăn không cho cỏ dại phát triển.
Khi cây lúa đã phát triển và trở thành chủ yếu trong các ruộng lúa thì nước có
thể tưới tiêu theo chu kỳ cho đến khi thu hoạch mùa màng. Các ruộng lúa có
tưới tiêu nước làm tăng năng suất, mặc dù lúa có thể trồng tại các vùng đất
khô hơn (chẳng hạn các ruộng bậc thang ở sườn đồi ) với sự kiểm soát cỏ dại
nhờ các biện pháp hóa học.
Một số bộ phận quan trọng của cây lúa:

+Rễ lúa
Rễ lúa thuộc loại rễ chùm gồm 2 loại: Rễ mầm và rễ phụ.
Rễ mầm phát triển từ khi hạt mới bắt đầu nảy mầm, chỉ có một chiếc duy
nhất. Rễ phụ được hình thành sau và được tạo ra trong suốt thời gian sinh
trưởng của cây lúa. Cả hai loại rễ đều có nhiệm vụ hút nước và muối khoáng
cho cây.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

9


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

+Thân lúa
Thân phát triển từ thân mầm, có dạng ống tròn gồm các đốt đặc và các
gióng rỗng.
Thân lúa làm nhiệm vụ vận chuyển và giữ nước, muối khoáng lên lá để
quang hợp, vận chuyển Oxi 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.
+Lá lúa
Lá lúa được hình thành từ các mầm lá ở mắt thân, mọc hai bên thân
chính.
Lá lúa có hai loại:
- Lá không hoàn toàn (lá bao): chỉ có ở bẹ ôm lấy thân, không có phiến
lá, phát triển ngay sau khi hạt nảy mầm.

- Lá hoàn toàn (lá thật): gồm bẹ lá, cổ lá, phiến lá, tai lá và thìa lá.
Lá lúa là trung tâm hoạt động sinh lý của cây lúa (hô hấp, quang hợp,
tích luỹ chất khô, thoát hơi nước…).
+Bông lúa
Gồm: cuống bông, thân bông, gié, hoa, hạt thóc.
- Cuống bông là phần cuối của thân bông.
- Thân bông có từ 5 đến 10 đốt, trên mỗi đốt mọc một gié chính gọi là
gié cấp 1, trên gié cấp 1 mọc gié cấp 2 chia thành nhiều chẽn, mỗi chẽn đính
một hoa.
Cuống bông và thân bông được nối với nhau bằng đốt cổ bông.
+Hoa lúa
Là hoa lưỡng tính gồm đế hoa, lá bắc, vảy cá, nhị và nhuỵ.
Lá bắc có 4 lá, 2 lá phía trong phát triển thành hai vỏ trấu, 2 lá phía
ngoài là mày hoa.
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 10 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Vảy cá là một màng mỏng không màu hình vảy cá nằm ở giữa bầu
nhuỵ và vỏ trấu, điều khiển sự đóng mở của vỏ trấu khi hạt lúa phơi màu.
Nhị có 6 bao phấn, mọc xen kẽ thành hai vòng, mỗi bao phấn có 4 ngăn
chứa nhiều hạt phấn. Hạt phấn có hai tầng tế bào và có hai lỗ để nảy mầm.
Nhuỵ ở giữa hoa, hình trứng dài, đầu nhuỵ có 3 nhánh nhưng chỉ có hai
nhánh phát triển còn một nhánh thoái hoá.
+Hạt thóc

Gồm có nội nhũ và phôi: nội nhũ chiếm phần lớn hạt gạo, phôi gồm rễ
phôi, trục phôi và lá phôi (Hoàng Thị Sản, 2006)[11].

1.2.3.Quá trình sinh trưởng
Quá trình sinh trưởng của cây lúa từ khi nảy mầm đến khi chín khoảng
90 – 180 ngày tuỳ từng giống và tuỳ điều kiện ngoại cảnh. Trong đời sống của
cây lúa có thể chia làm 2 thời kỳ sinh trưởng chủ yếu: thời kỳ sinh trưởng
sinh dưỡng và sinh trưởng thực.
Theo “Tiêu chuẩn đánh giá cây lúa IRRI “ các giai đoạn sinh trưởng
của 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
(IRRI,1996)[5].

1.3.Lược sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm trên lúa

Lịch sử nghiên cứu đột biến có thể chia làm 5 giai đoạn.
*Giai đoạn 1: Từ 1890 – 1927, ở giai đoạn này bắt đầu có những
nghiên cứu bước đầu về đột biến như: Công trình nghiên cứu về đột biến của
các nhà bác học người Hà Lan Huygo De Vries ở cây Lamarkiana với “thuyết
đột biến” công bố năm 1909. Hay công trình của Natxon và Philipop phát
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 11 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

hiện ra tia X có khả năng gây ra biến dị di truyền ở nấm hạ đẳng vào năm
1925, Muller sau đó đã phát hiện ra sự liên quan giữa đột biến và bản chất của
gen và đưa ra phương pháp phát hiện đột biến vào năm 1926 trên ruồi giấm.
*Giai đoạn 2: Bắt đầu từ 1927 đến đầu thế chiến thứ 2 ( 1939 ). Với các
cống hiến của Muller (1927), của Staler (1928), của Dilone, Xapeglin (19281930). Các ông đã phát hiện ra vai trò của tia X trong việc tạo các đột biến
trên ruồi giấm, ngô, lúa mạch…
*Giai đoạn 3: Từ 1939 đến 1953 giai đoạn này được đánh đấu bằng
hàng loạt các công trình phát hiện ra các chất gây đột biến của Xakhalop
(1938-1939), Rapoport (1940-1948). Các chất như Iôt, Ethyleimiler,
Diethylsulfate, Nitrozomethyl ure, Nitrozoethyl ure…gây đột biến trên nhiều
đối tượng khác nhau như: động vật, thực vật, vi sinh vật. Đặc biệt 1953
Watson J.D và Crick F.H.C đã đưa ra mô hình cấu trúc AND trên cơ sở đó
khẳng định AND chính là vật chất mang thông tin di truyền. Từ đó quá trình
phát sinh đột biến đã được xem xét ở mức độ phân tử liên quan đến cấu trúc
AND.
*Giai đoạn 4: Từ 1953-1965 giai đoạn này các nhà nghiên cứu tập

trung vào tìm hiểu thành phần cấu trúc hoá học của Axit Nuclêic, cơ chế phát
sinh đột biến, tiêu biểu là công trình của Brenrer S (1961) Henjing U (1962)
Loxless (1963-1965).
*Giai đoạn 5: Từ 1965 đến nay. Giai đoạn này đã diễn ra bước nhảy vọt
trong công nghệ sinh học và nghiên cứu các đột biến hàng loạt công trình
nghiên cứu về đột biến trên đối tượng động vật, thực vật, vi sinh vật được
công bố như: Kuzin (1965), Rapoport (1965-1968), Swaminathan (19651971) Andrev, Phan Phải (1970,1972,1979). Trần Minh Nam (1968, 1969,
1970, 1985),Trần Duy Quý và các cộng sự (1980,1983-1995), Trần Đình
Long (1978)…
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 12 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Ngày nay, người ta đã làm sáng tỏ bản chất của các đột biến, và đi sâu
nghiên cứu, ứng dụng phương pháp đột biến vào việc chọn tạo giống cây
trồng.
*Một số tác nhân đột biến thường dùng để gây đột biến thực nghiệm:
+ Gây đột biến bằng các tác nhân vật lí
Người ta sử dụng nhiều loại tác nhân gây đột biến khác nhau như: Tia
bức xạ, sốc nhiệt, từ trường…trong đó các tia bức xạ được nghiên cứu và sử
dụng rộng rãi nhất trong quá trình gây đột biến thực nghiệm.
Dựa vào khả năng gây Ion hoá vật chất hấp thụ phóng xạ R.Prakhen
(1959) phân chia các tia bức xạ thành hai nhóm:
Nhóm tia bức xạ không gây Ion hoá:
Ví dụ: Tia tử ngoại.

Do khả năng xuyên sâu hạn chế của tia tử ngoại người ta thường
sử dụng nó để sử lí hạt phấn và các Vi sinh vật.
Nhóm tia bức xạ gây Ion hoá:
Nhóm này lại chia thành hai loại:
Bức xạ sóng điện từ: Tia X (Rơnghen), Tia γ ( tia gamma).
Bức xạ hạt: Tia β , Proton hạt nhân nguyên tử Hidrogen, Trung
tử chậm và nhanh, tia α, các tia nặng khác.
Mặc dù các tia phóng xạ hạt chỉ làm cho các phân tử vật chất bị Ion
hoá trong thời gian rất ngắn 10-6 (s) nhưng chúng có nhiều khả năng tham gia
vào nhiều phản ứng hoá học với các chất trong vật chất nhiễm xạ để hình
thành hợp chất mới, gây ra những biến đổi trong vật chất di truyền (Phan Cự
Nhân, 2006)[8].

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 13 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

+ Gây đột biến bằng các tác nhân hoá học:
Cho đến nay người ta đã phát hiện hàng trăm chất hoá học có khả năng
gây đột biến. Dựa vào tác dụng của loại chất hoá học gây ra đối với vật chất
di truyền các nhà nghiên cứu chia chúng làm 5 loại là:
Các chất ức chế tạo tiền thân Axit Nuclêic: ví dụ 5-aminouraxin,
Azaserin.
Các chất đồng đẳng với các Baz nitrơ: ví dụ 5-bromuraxin.
Các chất màu: ví dụ như Iot.

Các chất có khả năng gây Oxi hoá.
Các chất Ankyl: ví dụ NMU (nitro zometyl ure), EI, EMS.
Các mutagen tác động lên vật chất di truyền là thay đổi cấu trúc hoặc
làm rối loạn quá trình tự nhân đôi của AND (Phạm Thành Hổ,2006)[4].
Ngoài ra con người cũng sử dụng kỹ thuật di truyền trong việc chọn tạo
giống cây trồng nói chung và chọn giống lúa nói riêng.
Hiện nay kỹ thuật di truyền đã trở thành ngành khoa học tiềm năng nhất
trong những ngành khoa học ứng dụng () [17].
Nhờ ứng dụng kỹ thuât di truyền mà người ta đã tạo ra nhiều giống cây
trồng đặc biệt. Bằng phương pháp chuyển gen người ta đã tạo ra cho một số
giống lúa khả năng tự tổng hợp một số hợp chất đặc biệt như: Vitamin,
vacxin, Axit amin….

1.4.Vai trò của đột biến trong chọn tạo giống lúa
TheoTS Trịnh Khắc Quang, phó vụ trưởng Vụ Khoa học - Công nghệ
(Bộ NN&PTNT) khẳng định: "Muốn đảm bảo được an ninh quốc gia thì việc
bảo đảm an ninh lương thực phải được đặt lên hàng đầu. Do vậy, việc giữ cho
nghề trồng lúa ổn định và phát triển là chiến lược quan trọng tầm quốc gia.
Trong đó, việc chọn tạo và phát triển các giống lúa mới có năng suất cao, chất
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 14 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

lượng tốt, phù hợp với các vùng sinh thái trên phạm vi toàn quốc được đánh
giá là vô cùng quan trọng"( )[19].

Gây tạo đột biến là một phương pháp có hiệu quả trong công tác cải
tiến giống cây trồng và đặc biệt là cây lúa. Đột biến giúp tạo ra nguồn nguyên
liệu phong phú cho công tác chọn giống. Người ta thường tiến hành sử lí đột
biến với những giống cây trồng hiện có, hay giống đang và đã thoái hóa để
tạo nên những thể đột biến mới. Đột biến thường xảy ra ở một vài tính trạng
về số lượng hay tính trạng chất lượng. Các đột biến nhỏ thường ít ảnh hưởng
đến khả năng sinh trưởng của cây lúa, thậm chí có thể có tác dụng ngược lại
là tăng khả năng sinh trưởng, tạo năng suất cao hơn giống ban đầu.
Những cây trồng đột biến là những dạng sinh thái mới nên việc theo
dõi, chọn lọc, bồi dưỡng giống là rất cần thiết (Nguyễn Hữu Đống, 1997)[3].
Nếu ta sử dụng phương pháp truyền thống thì muốn tạo ra một giống
mới có tiêu chuẩn đáp ứng yêu cầu phải cần từ 6 đến 10 thế hệ. Trong khi đó
bằng phương pháp chọn giống đột biến nhân tạo người ta chỉ cần 3 đến 6 thế
hệ. Như vậy sử dụng phương pháp chọn giống đột biến ta sẽ rút ngắn được
thời gian chọn lọc đồng thời có thể kết hợp chọn lọc đồng thời nhiều đặc điểm
tốt trên một đối tượng ban đầu.
Một số giống lúa mới đã được chọn tạo bằng phương pháp đột biến
thực nghiệm như:
Những giống lúa có năng suất, chất lượng cao như: DT122, DT16,
DT17, DT28, CT3, nếp PD2, nếp DT21, ĐC3, CL9, DT12, DT18 và ĐC-1.
Những giống trên đã được triển khai khảo nghiệm siêu lúa đối với giống
CV1, QV2 ở các địa phương: Hà Nam, Thái Bình, Bắc Giang, Nam Định,
Hưng Yên, Hà Tây và Vĩnh Phúc...quy mô 10.000 ha với vài ngàn hộ nông
dân tham gia.
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 15 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Một số tác giả thuộc bộ môn di truyền khoa Sinh – KTNN trường
ĐHSP Hà Nội 1 đã thành công trong việc tạo ra giống lúa T57 bằng tác nhân
phóng xạ, hoá học gây đột biến.
Hay một số tác giả thuộc viện KHKT NN Miền Nam chiếu xạ hạt khô
của giống lúa IR64 bằng tia γ(CO60) đã tạo ra giống lúa VND 25-29, VND
95-20 (2000).
Các tác giả thuộc bộ môn di truyền- tiến hoá khoa Sinh KTNN trương
ĐHSP Hà Nội 2 đã sử dụng tác nhân đột biến là tia γ(CO60) và trong thời gian
vừa qua tạo ra nhiều dòng lúa mang các đặc điểm nổi bật như các dòng PD2,
CL8, CL9, ...đang được sử dụng để cấy đại trà.
1.5.Thành tựu cơ bản của việc chọn giống đột biến lúa trên thế giới và Việt
Nam
1.5.1.Trên thế giới
Theo tổ chức nguyên tử quốc tế IAEA và tổ chức nông lương thế giới
FAO thì số lượng các giống mới tạo ra bằng phương pháp đột biến đã tăng lên
nhanh chóng cùng với đó là sự cải thiện về chất lượng các sản phẩm thu được.
Năm 1960 có 7 giống, năm 1968 có 50 giống, năm 1970 có 80 giống, 1975 có
145 giống…( Nguyễn Hữu Đống, 1997) [3].

1.5.2.Ở Việt Nam
Viện cây lương thực và thực phẩm đã tạo được nhiều giống lúa lai có
biến dị tổ hợp đáp ứng nhu cầu thâm canh của Việt Nam như: NN75-1,
NN75-6.
Viện Di truyền cũng nghiên cứu và đưa ra hàng loạt giống mới như:
DT 10, DT 13, DT 33.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 16 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Từ 1989 đến 2000 Viện Di truyền nông nghiệp Việt Nam đã công bố
một số giống quốc gia: DT 10, DT 11, DT 13, DT 16, Nếp thơm DT 21.
Viện khoa học kỹ thuật Miền Nam chiếu xạ hạt khô của giống IR64
bằng tia gamma ( Co60) đã tạo ra 2 giống lúa quốc gia VND95-19 và VND9520 (năm 2000). Kết quả khảo nghiệm sơ bộ giống nếp thơm TK106 qua 2 vụ
(vụ mùa năm 2000 và vụ xuân 2001) TK106 đã được đánh giá cao về tiến
triển sản xuất.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 17 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu ở đây là các dòng lúa: D51-1,D51-3, D52-1,D523,D52-4, D52-7, D53-2, D53-6, D53-7, D53-9 và A20 đối chứng.
Các dòng lúa D51, D52, D53 này chính là các dòng đột biến lúa thế hệ
thứ 7 đã được chọn tạo qua 6 thế hệ từ giống gốc A20 tại Viện di truyền Nông
nghiệp, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, thuộc bộ sưu tập lúa

đột biến của Th.s Nguyễn Như Toản Khoa Sinh- KTNN Trường ĐHSP Hà
Nội 2.
2.2.Phương pháp nghiên cứu
2.2.1.Phương pháp thí nghiệm trên đồng ruộng
*Phương pháp gieo cấy
Các giống lúa trên sau khi được đánh giá và tuyển chọn qua 6 thế hệ
được để riêng rẽ, ngâm ủ đúng quy trình kỹ thuật và gieo thành từng dòng
đánh số theo thứ tự.
Gieo mạ trên sân, khi mạ được khoảng 18 ngày thì đem cấy.
Khi làm đất phải thực hiện theo đúng quy trình chung. Cấy lúa thành các ô
hình chữ nhật diện tích bằng nhau (7,2 m2) có cắm biển ghi tên dòng. Cấy 1
dảnh/ khóm, 40 khóm/1m2.
Khi cấy phải đảm bảo nước tưới, bón đủ phân, sau đó theo dõi ghi chép
theo từng thời kỳ sinh trưởng của cây lúa và tình hình sâu bệnh để có biện
pháp xử lý kịp thời.
* Phương pháp thu thập số liệu
Sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa được chia làm 9 giai đoạn:
1.Giai đoạn nảy mầm
2.Giai đoạn mạ
3.Giai đoạn đẻ nhánh
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 18 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

4.Giai đoạn vươn lóng

5.Giai đoạn làm đòng
6.Giai đoạn trổ bông
7.Giai đoạn chín sữa
8.Giai đoạn vào chắc
9.Giai đoạn chín hoàn toàn
Chúng tôi đã đo đạc và thu thập số liệu về đặc điểm hình thái, các yếu
tố cấu thành năng suất của các dòng lúa đột biến ưu việt.
Việc xử lý số liệu và đánh giá tiến hành thông qua hệ thống tiêu chuẩn
đánh giá cây lúa IRRI-1996. Các chỉ tiêu khảo sát:
+ Đặc điểm nông sinh học về quá trình sinh trưởng của cây lúa
Tỉ lệ nảy mầm, khả năng sống sót.
Khả năng đẻ nhánh.
Chiều cao cây.
+ Các yếu tố cấu thành năng suất:
Chiều dài bông.
Số bông trên khóm .
Số hạt chắc trên bông.
Khối lượng 1000 hạt khô.
Năng suất lí thuyết.
2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu
-Số liệu thu thập được đem xử lý bằng phương pháp thống kê toán học
Một số công thức được sử dụng là:
n

 Xi
+Giá trị trung bình. X 
n: số cá thể khảo sát

i 1

n

Xi: Giá trị các biến số.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 19 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

+ Độ lệch chuẩn (  ).
n

 ( Xi  X )


2

i 1

(n ≤ 30)

n 1

n

 ( Xi  X )



2

i 1

n

(n>30)

+ Hệ số biến dị (Cv%).

Cv% 


X

100%

+ Sai số trung bình ( m ).

m


n

+ Năng suất lý thuyết NSLT (tấn/ha)
NSLT = Số khóm/m2  số bông/khóm  Số hạt chắc/bông  P1000  10-5.
2.2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Phòng thí nghiệm khoa Sinh-KTNN

- Thí nghiệm trên đồng ruộng xã Cao Minh- T.X Phúc Yên- Vĩnh Phúc.
- Thời gian gieo cấy: 26/06/2006 đến 10/10/2006.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 20 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

2.3. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu đặc tính sinh học của các dòng lúa đột biến: D51-1, D51-3,
D52-1, D52-3, D52-4, D52-7, D53-2, D53-6, D53-7, D53-9 được tạo ra từ
giống gốc A20. Qua đó đánh giá độ thuần của các giống lúa.
Nghiên cứu dựa vào các chỉ tiêu: Các đặc điểm hình thái và các yếu tố cấu
thành năng suất của các dòng lúa trên.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 21 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1.Đặc điểm nông sinh học về quá trình sinh trưởng của cây lúa

3.1.1 Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót
Khi hạt hấp thụ đủ nước sẽ bắt đầu nảy mầm, giai đoạn này là bước
khởi đầu cho các thời kỳ sinh trưởng của cây lúa. Khả năng nảy mầm phụ
thuộc vào chất lượng của hạt và các yếu tố khác như: nhiệt độ, ánh sáng, độ
ẩm….
Hạt thóc nảy mầm bên trong lòng đất nên không cần ánh sáng, ta cần
tạo điều kiện cho hạt nảy mầm thuận lợi nhất, khi đó việc nảy mầm phụ thuộc
hoàn toàn vào hoạt động sinh lý bên trong của hạt.
Khi hạt thóc nảy mầm thành công thì 1 cây lúa ra đời (hay còn gọi là
mạ) nhưng để phát triển thành cây lúa trưởng thành nó còn phải trải qua nhiều
giai đoạn sinh trưởng. Tỉ lệ những cây sống sót được trong những cây phụ
thuộc khá nhiều vào chất lượng giống lúa và điều kiện chăm sóc.
Qua nghiên cứu khảo sát tôi thu được kết quả (Bảng 3.1)
Chúng tôi nghiên cứu 2 chỉ số này nhất là khả năng sống sót vào thời
điểm 35 ngày sau khi cấy vì ở thời điểm này cây lúa đã trải qua phần lớn các
giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng.
Qua bảng 3.1 cho thấy tỉ lệ nảy mầm của hạt và khả năng sống sót của
cây lúa nhìn chung ở mức tương đối cao.
Tỉ lệ nảy mầm cao nhất là: D51-1( 100 %); D53-2( 99,98 %)
Tỉ lệ nảy mầm thấp nhất là: D51-2( 94,66 %); D53-7( 93,56 %)
Khả năng sống sót cao nhất là: D51-1(99,85 %); D53-2(100 %).
Khả năng sống sót thấp nhất là: D52-1(94,25 %).

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 22 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Bảng 3.1: Tỉ lệ nảy mầm, khả năng sống sót của các dòng lúa đột biến
Số TT

Tên dòng lúa

Tỉ lệ nảy mầm %

Khả năng sống sót %

01

D51-1

100

99,85

02

D51-2

94,66

97,80

03

D52-1

96,08

94,25

04

D52-3

97,40

99,61

05

D52-4

96,50

98,40

06

D52-7

97,73

98,96

07

D53-2

99,98

100

08

D53-6

98,51

98,94

09

D53-7

93,56

99,98

10

D53-9

99,81

99,97

11

A20 Đ.C

100

100

3.1.2 Khả năng đẻ nhánh
Khi thực hiện trồng lúa trên đồng ruộng ta có thể thấy tỉ lệ nhánh trên
mỗi khóm ở các giống lúa khác nhau rất khác biệt. Nhánh lúa được tạo ra nhờ
sự phát triển mạnh của mô phân sinh bên ở các đốt.
Nhánh lúa có 2 loại:
Nhánh có ích là những nhánh hình thành trong giai đoạn sinh
trưởng thân, lá. Những nhánh này sẽ cho bông lúa, chúng tôi tiến hành khảo
sát số nhánh đẻ tại thời điểm trước khi lúa trổ bông.
Nhánh không có ích là nhánh đẻ ra sau khi kết thúc giai đoạn
sinh trưởng thân lá. Các nhánh này sẽ không mang bông và chết lụi dần
trong các giai đoạn tiếp theo.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 23 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

Bảng 3.2 Khả năng đẻ nhánh của các dòng lúa đột biến
Khả năng đẻ nhánh
Số TT

Tên dòng lúa

X  m

Cv%

01

D51-1

7,1  0,13

9,8

02

D51-2

6,8  0,21

16,8

03

D52-1

5,1  0,13

14,2

04

D52-3

6,9  0,12

9,6

05

D52-4

6,5  0,11

9,6

06

D52-7

5,6  0,10

10,4

07

D53-2

6,2  0,10

8,9

08

D53-6

6,5  0,16

13,8

09

D53-7

7,4  0,29

21,6

10

D53-9

6,5  0,11

9,02

11

A20 Đ.C

5,8  0,10

9,9

Kết quả nghiên cứu ở bảng 3.2 cho thấy các dòng lúa được khảo sát đều
có khả năng đẻ nhánh trung bình, hầu hết các khóm đều có từ (5,1  0,13) đến
(7,4  0,29) dảnh, tuy nhiên ta lại thấy không đồng đều ở các dòng và Cv%
khá cao đa số vào khoảng 10% < Cv% < 21,6%.
Ta có thể sắp xếp thứ tự các dòng về khả năng đẻ nhánh như sau:
D52-1…Đây là tính trạng thay không ổn định của các dòng lúa nên ta cần tiếp
tục theo dõi ở các thế hệ tiếp theo.

Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 24 


NguyÔn Xu©n TuÊn

Líp K29B SINH-KTNN

3.1.3 Chiều cao cây
Chiều cao cây là 1 chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến việc tạo năng
suất của giống lúa. Khả năng sinh trưởng của cây lúa mạnh hay yếu phụ thuộc

vào bản chất di truyền của giống lúa đó và điều kiện dinh dưỡng.
Trong điều kiện khí hậu nước ta thường xuyên có gió trên cấp 4 chiều
cao cây không phải là ưu thế của những giống lúa có chiều cao tốt, vì quá cao
lại dễ bị đổ, hỏng. Một dòng lúa tốt phải có chiều cao tương đối và cứng cáp.
Chúng tôi trồng thử nghiệm các dòng lúa thực nghiệm này tại xã Cao Minh Phúc Yên – Vĩnh Phúc, đây là vùng có khí hậu điển hình.
Bảng 3.3: Chiều cao các dòng lúa đột biến
Số

Tên dòng lúa

TT

Chiều cao các dòng lúa

X m

Cv%

01

D51-1

130,0  1,9

8,20

02

D51-2

134,2  1,7

6,99

03

D52-1

132,8  2,7

11,2

04

D52-3

133,1  2,1

8,71

05

D52-4

137,4  1,7

6,64

06

D52-7

140,2  1,7

6,52

07

D53-2

140,5  1,5

6,08

08

D53-6

136,8  1,9

7,74

09

D53-7

134,3  2,3

9,65

10

D53-9

137,5  4,1

16,6

11

A20 Đ.C

136,2  1,7

7,01

Kết quả nghiên cứu cho thấy:
Kho¸ luËn tèt nghiÖp §¹i häc

 25 