Nghiên cứu đánh giá các xác định độ thuần của các dòng đột biến lúa ưu việt ở thế hệ thứ 7

Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Lời cảm ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa sinh - KTNN, các thầy
cô giáo trong tổ bộ môn Di truyền - Tiến hoá và các bạn sinh viên đã động
viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài. Đặc biệt tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo - Th.S Nguyễn Như Toản,
người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để
hoàn thành đề tài này.
Để đề tài được hoàn thiện hơn tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến, bổ
sung của các thầy cô giáo và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2007
Người thực hiện

Trần Đức Tuân

Khoa Sinh - KTNN

1

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân
Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan những gì trình bày trong luận văn tốt nghiệp này đều
là sự thực, tất cả các số liệu đều được thu thập từ thực nghiệm và qua xử lý
thống kê, không có sự sao chép và không trùng với bất cứ tài liệu nào.
Trong đề tài của tôi có trích dẫn một số dẫn liệu trong đề tài của một số
tác giả khác. Tôi xin phép tác giả được trích dẫn để bổ sung cho khoá luận của
mình.

Khoa Sinh - KTNN

2

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân
Mục lục
Trang

Lời cảm ơn.......................................................

1

Lời cam đoan

2

Mục lục

3

Danh mục các bảng biểu và các kí hiệu viết tắt ..

5

Mở đầu ..

7

1. lý do chọn đề tài.

7

2. mục đích nghiên cứu...

9

3. nội dung nghiên cứu...

9

4. ý nghĩa của đề tài

9

Chương 1. tổng quan tài liệu
1.1. nguồn gốc và giá trị kinh tế của cây lúa.

10

1.1.1. nguồn gốc cây lúa ..

10

1.1.2. giá trị của cây lúa

10

1.2. đặc điểm sinh học của cây lúa.

11

1.2.1. Đặc điểm phân loại .
1.2.2. Đặc điểm hình thái .
1.2.3. Quá trình sinh trưởng và phát triển..

11
12
13

1.3. ứng dụng của đột biến trong quá trình chọn tạo
giống lúa

15

1.3.1. lược sử nghiên cứu của đột biến thực nghiệm

15

1.3.2. tác dụng của các tác nhân đột biến lên cây lúa...

16

1.4. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và Việt
Nam

17

1.4.1. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới

17

1.4.2. tình hình nghiên cứu lúa ở việt nam

17

Khoa Sinh - KTNN

3

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Chương 2. đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. đối tượng nghiên cứu...

19

2.2. phương pháp nghiên cứu.

19

2.2.1. phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

19

2.2.2. phương pháp thu thập số liệu

19

2.2.3. phương pháp xử lý số liệu

20

2.2.4. địa điểm và thời gian nghiên cứu.

21

Chương3. kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. khả năng sinh trưởng của các dòng lúa đột
biến.

22

3.1.1. tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót

22

3.1.2 . khả năng đẻ nhánh...

23

3.1.3. chiều cao cây lúa.

25

3.2. đặc điểm các yếu tố cấu thành năng suất.

27

3.2.1. chiều dài bông .

27

3.2.2. số bông/khóm...

29

3.2.3. số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.

31

3.2.4. trọng lượng 1000 hạt và ..

33

Kết luận và đề nghị

2. đề nghị..

35
37

Tài liệu tham khảo................................................................

38

1. kết luận...

Phụ lục

Khoa Sinh - KTNN

4

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Danh mục các bảng biểu và các kí hiệu viết tắt
1. Các bảng
Bảng 3.1. Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót.

Bảng 3.2. khả năng đẻ nhánh.
Bảng 3.3. chiều cao cây.
Bảng 3.4. Chiều dài bông.
Bảng 3.5. số bông/khóm.
Bảng 3.6. số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.
Bảng 3.7. trọng lượng 1000 hạt và năng suất lý thuyết .
2. Các biểu đồ
Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót.
Biểu đồ 3.2. Khả năng đẻ nhánh.
Biểu đồ 3.3. chiều cao cây.
Biểu đồ 3.4. Chiều dài bông.
Biểu đồ 3.5. Bông/khóm.
Biểu đồ 3.6. Số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc.
Biểu đồ 3.7. Trọng lượng 1000 hạt và năng suất lý thuyết.

Khoa Sinh - KTNN

5

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

3.Danh mục các chữ viết tắt
And: Axít deroxiribonucleic.
Arn: Axít ribonucleic.
CNSH: Công nghệ sinh học.

Irri: Viện nghiên cứu lúa quốc tế.
Fao:T chức nông lương thế giới.
TGST: Thời gian sinh trưởng.
P1000 : Khối lượng 1000 hạt.

Khoa Sinh - KTNN

6

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay dân số thế giới đang gia tăng một cách mạnh mẽ, tính đến
năm 2005 dân số thế giới đã là trên 6 tỉ người. Đây chính là áp lực đối với
ngành nông nghiệp sản xuất lương thực, thực phẩm. Vì thế tất cả quốc gia hiện
nay đều có những chương trình phát triển cây lương thực để đảm bảo vấn đề
an ninh lương thực cho quốc gia mình. Trong chiến lược đó cây lúa nước
(Oryza sativa) là một trong những đối tượng được tập trung nghiên cứu, phát
triển nhiều nhất bởi vì trên thế giới có tới 65% dân số thế giới coi lúa gạo là
nguồn lương thực chính (theo thống kê của tổ chức FAO).
Sự bùng nổ dân số cũng làm tăng nhanh nhu cầu về nhà ở, nhu cầu đô
thị hoá, công nghiệp hoá... làm diện tích đất nông nghiệp, đất trồng lúa ngày
càng bị thu hẹp. Đây cũng là một khó khăn đối với ngành nông nghiệp. 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 hai biện pháp kĩ thuật, đó 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 cho nhu cầu lương thực.
chỉ có biện pháp thứ hai là sử dụng giống mới có năng suất, chất lượng cao
hơn thay cho giống cũ trong sản xuất mới có khả năng làm tăng sản lượng lúa
đáp ứng nhu cầu lương thực cho nhân loại.
Việc tìm ra giống mới để áp dụng vào sản suất là một khâu rất quan
trọng trong biện pháp này. phương pháp truyền thống trong việc tạo ra giống
mới là lai giữa các dòng với nhau để tạo ra con lai có những đặc tính tốt của cả

Khoa Sinh - KTNN

7

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

bố và mẹ, có năng suất và chất lượng tốt hơn. phương pháp này tuy đơn giản
nhưng chậm có kết quả, hiệu quả kém.
Một phương pháp nữa để tạo ra giống mới đó là áp dụng kĩ thuật chuyển
gen tạo ra những giống lúa biến đổi gen. thành tựu của phương pháp này đã
rõ ràng, đã tạo ra những giống mới có năng suất cao trong thời gian nghiên
cứu ngắn. tuy nhiên những giống lúa này chưa được người tiêu dùng chấp

nhận vì độ an toàn của sản phẩm, đồng thời đây là phương pháp đòi hỏi kĩ
thuật cao, những nước đang phát triển rất khó thực hiện (Phạm Xuân Hội,
Trần Duy Quý, 2002), [5].
Phương pháp tạo giống mới hiện nay được áp dụng rộng rãi là phương
pháp chọn dòng đột biến. Phương pháp này kết hợp giữa tạo dòng đột biến sau
đó chọn lọc đánh giá qua các thế hệ. ưu điểm của phương pháp này là không
quá phức tạp, dễ áp dụng, thời gian cho kết quả ngắnmột số công trình
nghiên cứu đã được ghi nhận về chọn tạo giống lúa đột biến như các công
trình của trần duy quý, bùi huy thuỷ, đào xuân tântrên các đối tượng
lúa khác nhau (Đào Xuân Tân, 1996), [11].
Để góp phần công sức vào việc 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, đánh giá và xác định độ
thuần của các dòng đột biến lúa ưu việt ở thế hệ thứ 7.

Khoa Sinh - KTNN

8

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

2. Mục đích nghiên cứu
2.1. nghiên cứu, đánh giá và xác định độ ổn định ở thế hệ thứ 7 của các dòng
đột biến lúa ưu việt, cụ thể là các dòng: CL2, CL3, CL5, d52-10, d52-11,
d52-12, d52-13, d52-14, d52-15.

2.2. chọn tạo một số dòng đột biến lúa ưu việt có độ ổn định cao về năng suất,
chất lượng, thời gian sinh trưởng, khả năng thích nghi từ đó tạo các dòng
thuần và tạo ra các giống mới thích nghi với điều kiện ở nhiều vùng sinh thái
khác nhau.
3. nội dung nghiên cứu
3.1. Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của các cá thể thu được về các chỉ
tiêu như: tỉ lệ nảy mầm, khả năng sống sót, khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây,
chiều dài bông, các yếu tố cấu thành năng suất, thời gian sinh trưởng...
3.2. lựa chọn một số cá thể có tiềm năng về năng suất, chất lượng làm cơ
sở cho việc tạo dòng thuần và tạo giống mới.
4. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. ý nghĩa khoa học
- 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.
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.

Khoa Sinh - KTNN

9

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

chương 1. Tổng quan tài liệu
1.1. nguồn gốc và giá trị kinh tế của cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Lúa nước (Oryza sativa) là cây lương thực có vị trí quan trọng trên thế
giới. Về nguồn gốc cây lúa, các nhà khoa học như: A.G.Haudricourt,
LouisHedin (1944), E.Werth (1954), H.Wismann (1957) lập luận vững chắc
và đưa ra giả thiết cho rằng vùng Đông nam á là nơi khai sinh ra cây lúa nước
hiện nay. Bởi vì khu vực này có khí hậu ẩm, có nhiều điều kiện lí tưởng cho
phát triển nghề trồng lúa. Cùng với kết quả khảo cổ học trong thời gian gần
đây ở khu vực Đông nam á, ấn Độ, Trung quốc đã tìm ra nhiều cổ vật
chứng minh rằng quê hương đầu tiên của cây lúa nước là ở vùng đông nam á.
Các bằng chứng cho thấy cây lúa nước đã có ở vùng này đã có cách đây
khoảng 10000 năm, ở Trung Quốc chỉ cách đây khoảng 5900 năm đến 7000
năm. từ đông nam á, nghề trồng lúa được du nhập vào Trung Quốc rồi lan
sang Nhật Bản, Hàn Quốc, châu âu, châu mĩ, châu phi(WiKipedia), [17].
Hiện này vùng Đông Nam á vẫn còn mọc rải rác một số loài lúa dại là
tổ tiên của cây lúa hiện nay như: Oryza fatua, Oryza oficialis, Oryza
minuta... đây cũng là cơ sở để các nhà khoa học khẳng định rằng nguồn gốc
của cây lúa là ở Đông nam á sau đó mới lan ra khắp thế giới. Ngày nay châu
á vẫn là vùng trồng lúa nước tập trung với diện tích lớn nhất trên thế giới.
1.1.2. giá trị kinh tế của cây lúa
Lúa nước là cây lương thực quan trọng được gieo trồng ở 112 nước trên
thế giới, cung cấp lương thực cho hơn 65% dân số thế giới.
ở những nước đang phát triển như nước ta thì số lượng lao động hoạt
động trong nghề nông nghiệp mà chủ yếu là trồng lúa chiếm phần rất lớn (hơn
80%). Như vậy, cây lúa cũng góp phần giải quyết vấn đề việc làm cho một

Khoa Sinh - KTNN

10

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

lượng lớn lao động. Hiện nay, sản xuất lúa gạo của nước ta không những đã đủ
cung cấp trong nước mà còn xuất khẩu ra thế giới góp phần làm tăng thu nhập
cho người lao động. Năm 2005, Việt Nam đã xuất khẩu 5,2 triệu tấn gạo, thu
về 1,4 tỷ USD cho nền kinh tế quốc dân.
Ngoài ra các phụ phẩm của cây lúa rơm, rạ, trấu, cám... đều được sử
dụng một cách triệt để nhằm giảm chi phí trong nông nghiệp: dùng làm chất
đốt, làm phân bón, chăn nuôi gia súc hoặc sử dụng vào sản xuất các sản
phẩm giúp tăng thu nhập ví dụ: sản xuất nấm thực phẩm, sản xuất giấy, cồn
tân dược.... hiện nay, khoa học công nghệ đang mở rộng hướng sản xuất cồn
từ rơm rạ làm nguyên liệu để thay thế xăng, dầu có thể giảm chi phí và chống
ô nhiễm môi trường.
Xét về thành phần sinh hoá, lúa gạo giàu tinh bột và đường hơn bất cứ
cây lương thực nào, ngoài ra lúa gạo còn chứa khoảng 5 - 6 % protein trong đó
có nhiều axit amin cần thiết cho cơ thể như: lizin, triptophan, methiônin... có
thể nói lúa gạo có thành phần dinh dưỡng phong phú.
Hiện nay, các nhà khoa học đã tạo ra những giống lúa đặc biệt có giá trị
dinh dưỡng cao như: các giống lúa có hạt gạo chứa nhiều sắt, chứa nhiều
vitamin a, protein
1.2. đặc điểm sinh học của cây lúa

1.2.1. đặc điểm phân loại
Cây lúa nước (Oryza sativa) nằm trong họ lúa (Poacaes), bộ lúa
(Poales) thuộc phân lớp một lá mầm cùng với các cây lương thực khác như:
lúa mì, ngô, kê(Hoàng Thị Sản), [16].
Có nhiều cách phân loại lúa. cụ thể:
- dựa vào thành phần sinh hoá, hình thái, cấu tạo của hạt lúa có các
loại: lúa nếp, lúa tẻ, lúa hạt tròn, lúa hạt dài

Khoa Sinh - KTNN

11

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

- dựa vào thời gian sinh trưởng có các loại: lúa chín sớm, lúa chín
muộn
- Dựa vào thời vụ gieo trồng có các loại như: lúa chiêm, lúa mùa, lúa vụ
xuân, lúa hè thu...
- ngoài ra một số giống lúa được phân loại và gọi tên theo đặc tính
riêng, nguồn gốc xuất xứ hoặc do tác giả đặt tên. ví dụ: giống ir64, khang
dân, tám thơm
1.2.2. đặc điểm hình thái
Cây lúa nước (oryza sativa ) là cây thân cỏ, sống một năm, gồm các bộ
phận như: thân, lá, rễ. Sau giai đoạn làm đòng cây lúa có thêm bộ phận là
bông lúa để mang hạt lúa.

thân lúa

Cây lúa có thân khí sinh phát triển từ thân mầm. Thân hình trụ, không
phân nhánh, chia các gióng rỗng (khoảng 5 gióng ), giữa hai gióng có các mấu
phân cách.
Thân lúa là nơi ra rễ, lá, bông là bộ phận vận chuyển nước, muối
khoáng, các chất dinh dưỡng từ bộ phận này đến bộ phận khác của cây. thân
lúa còn là nơi chứa các chất dự trữ trước khi các chất này được đưa lên hạt
(Nguyễn Đình Giao, 1999), [3].
lá lúa

Lá lúa được hình thành từ mầm lá ở các mấu trên thân. lá mọc cách
xếp hai dãy dọc theo thân cây. lá lúa có phiến lá dài hình dải hẹp, mép lá có
răng cưa, bẹ lá to, dài ôm lấy thân cây, hai mép của bẹ không dính nhau
(Hoàng Thị Sản), [16].
Có hai loại lá lúa :

Khoa Sinh - KTNN

12

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

+ Lá không hoàn toàn (lá bao): là loại lá chỉ có bẹ lá ôm lấy thân (lá
xuất hiện ngày sau khi hạt nảy mầm).

+ Lá hoàn toàn (lá thật) là loại lá có đủ bộ phận như phiến lá, bẹ lá, cổ
lá, thìa lá....
Lá lúa là bộ phận thực hiện quang hợp tạo ra chất hữu cơ cho toàn bộ
cây lúa sử dụng và để dự trữ trong hạt lúa sau này.
rễ lúa

Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, gồm hai loại rễ là rễ mầm và rễ phụ:
- rễ mầm: được hình thành từ phôi, chỉ hoạt động trong thời gian đầu
để cung cấp nước cho mầm lúa khi chưa hình thành rễ phụ, sau đó rễ mầm sẽ
teo đi.
- Rễ phụ: mọc ra từ các mấu phía dưới (gần đất) của cây lúa. Trên rễ
phụ còn mọc ra các rễ nhỏ khác vì thế tổng chiều dài hệ rễ của một cây lúa ở
thời kì trỗ bông có thể đạt 168m [4]. Càng về sau số lượng rễ phụ càng nhiều.
bông lúa

Sau giai đoạn làm đòng cây lúa xuất hiện thêm bộ phận gọi là bông lúa.
Bông lúa gồm có: cuống bông, cổ bông, thân bông, gié lúa, hoa lúa và hạt
thóc. vì đây là bộ phận trực tiếp mang hạt cho lên nó ảnh hưởng trực tiếp đến
năng suất mùa vụ. để có năng suất cao bông lúa phải có một độ dài tương đối
để có thể mang được nhiều hạt.
1.2.3. quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Các yếu tố cần cho sinh trưởng và phát triển 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 mức 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).

Khoa Sinh - KTNN

13

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

- Thời kì sinh trưởng cần lượng mưa vào khoảng 125 mm/tháng.
- Thời kì lúa phơi màu, thời tiết cần khô ráo, mát mẻ để khả năng thụ
phấn, kết hạt cao.
- Thời kì thu hoạch cần nhiều nắng để bảo quản sản phẩm.
Xét về thời gian sinh trưởng (TGST) của cây lúa dài hay ngắn tuỳ thuộc
vào từng giống và điều kiện ngoại cảnh. những giống ngắn ngày có tgst
vào khoảng 90 - 100 ngày, giống dài ngày có tgst khoảng 150 - 180 ngày,
có những giống tgst còn dài hơn tới 270 ngày.
Theo viện nghiên cứu lúa quốc tế irri, quá trình sinh trưởng và phát
triển của cây lúa được chia làm 2 thời kì và 9 giai đoạn:
- thời kì sinh trưởng sinh dưỡng:
1. Giai đoạn nảy mầm.
2. Giai đoạn mạ.
3. Giai đoạn đẻ nhánh.
4. Giai đoạn vươn lóng.
- thời kì sinh trưởng sinh thực:
5. Giai đoạn làm đòng.
6. Giai đoạn trỗ bông.
7. Giai đoạn chín sữa.
8. Giai đoạn vào chắc.
9. Giai đoạn chín hoàn toàn.

Thời kì 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 kì 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 sinh trưởng sinh dưỡng mạnh mẽ thì mới tạo được một số

Khoa Sinh - KTNN

14

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

nhánh phù hợp, tạo được bông đủ dài, từ đó mới có nhiều hạt giúp năng suất
mùa vụ tăng cao.
1.3. ứng dụng của đột biến trong chọn tạo giống lúa
1.3.1. Lược sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm
Lần đầu tiên năm 1925, tại viện radium leninggrad, naxon và
philipop đã phát hiện 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.
Còn khả năng gây đột biến của các hoá chất thì lần đầu tiên được
stubbe (1930) và xakharov (1932) phát hiện ra. Nhưng chỉ sau những công
trình của rapoport và auerbach (1943) thì vấn đề này mới được nghiên cứu

mạnh mẽ và được ứng dụng dần vào thực tiễn.
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 sớm. Delone và didut trong những năm từ 1927 1938 đã tạo ra hàng trăm
dạng đột biến có giá trị ở lúa mì, lúa mạch( Lê Duy Thành), [12].
tuy nhiên trong thời gian đầu việc sử dụng phóng xạ, hoá 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, muler, stadler và 20 năm sau những phát kiến của rapoport và
auerbach (1943) kỉ nguyên của chọn giống đột biến bằng phóng xạ - hoá chất
mới bắt đầu chứng minh rõ ràng tác dụng ưu việt của đột biến trong chọn tạo
giống mới. Theo thống kê của tổ chức nông lương thế giới (FAO), năm1960
thế giới đã có tới 1870 sinh vật đột biến gen đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho
nhân loại.

Khoa Sinh - KTNN

15

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

1.3.2. 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 2580

A0 có tác dụng cực mạnh lên phân tử ADN vì ở bước sóng này bức xạ được
ADN hấp thụ mạnh nhất (Phan Cự Nhân, 2001), [9].
Nhóm tia bức xạ gây ion hoá gồm tia Rơnghen(X), tia gamma( ), tia

beta( ), tia anpha( ) Các tia này tham gia vào các phản ứng gây biến đổi
trong vật chất di truyền (AND, ARN) (Phan Cự Nhân, 2001), [9].
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: Yamaha,
Nacamura, 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 ĐH Tổng Hợp) nghiên cứu tác
động của tia đến giống lúa NN8 (Đặng Việt Hà), [4].
Năm 1983, giống lúa DT-205 (nếp cái hoa vàng đột biến) của Viện
Khoa học Việt nam đã được đưa vào gieo trồng đại trà ở nhiều tỉnh thu được
nhiều kết quả khả quan (Đào Xuân Tân, 1996), [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 chiếu xạ 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

Khoa Sinh - KTNN

16

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

1.4. tình hình nghiên cứu lúa trên thế giới và Việt Nam

1.4.1. 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%). Tuỳ từng vùng và tuỳ 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
10tấn/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.
Gần đây các nhà Khoa học tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đang
có những chương trình nghiên cứu nhằm tìm ra dạng cây lúa mới có năng suất
chất lượng cao hơn hẳn giống hiện tại để đưa vào sản xuất đại trà đáp ứng nhu
cầu lương thực cho nhân loại. Cụ thể đã tạo ra được dòng IR60819-34-2-1 là
dòng có nhiều hạt/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 Genetics (công ty CNSH ở Utah Mỹ) công bố bản đồ
gen của cây lúa gần như hoàn chỉnh ngày 26- 1- 2001 có thể giúp các nhà
chọn giống sớm đưa ra những giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt (Trần

Thành Vinh, 2001), [15].
1.4.2. 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 một thập kỷ trước 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.

Khoa Sinh - KTNN

17

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

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 một số
giống lúa như IR8 hay Thần Nông 8 vào những năm 70 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 có năng suất cao từ 4 7 tấn/ha chiếm
trên 80% diện tích đất canh tác của cả nước. Những giống lúa lai hiện đưa vào
sản xuất có năng suất bình quân cao hơn năng suất của các giống lúa địa
phương từ 20 40% (Vũ Mai Nam, 2000), [8]. Không những thế các giống
lúa lai này còn góp phần làm tăng chất lượng hạt gạo, ví dụ: từ 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 protein trong hạt gạo cao hơn hạt gạo cổ truyền 1,5 lần
(Nguyễn Văn Khôi, 2003), [6].
Tuy vậy khó khăn của Việt Nam hiện nay đó là chất lượng hạt gạo còn
kém do dư lượng thuốc hoá học bảo vệ thực vật còn cao, canh tác còn sử dụng
nhiều phân hoá học 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.

Khoa Sinh - KTNN

18

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của chúng tôi là những dòng đột biến lúa ưu việt
trong tập đoàn các cá thể lúa đột biến thu được từ việc xử lý tia gamma
(nguồn Co60) lên các giống gốc KD18 và A20 ở thế hệ thứ 7 được chúng tôi
đặt tên là:
- CL2, CL3, CL5 xuất phát từ giống gốc là KD18.
- D52-10, D52-11, D52-12, D52-13, D52-14, D52-15 xuất phát từ giống
gốc là A20.

2.2 phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng (26/6 10/10/2006)
- Các dòng tuyển chọn đem ngâm ủ, cho nảy mầm, gieo từng lô theo
phương pháp mạ sân.
- Mạ đủ tuổi (3 - 4 lá thật) đem cấy tại ruộng thuộc xã Cao Minh - Phúc
Yên - Vĩnh Phúc. Mỗi giống bố trí cấy trên các ô Latinh (5m2 - 10m2)
- Hình thức cấy: 1 rảnh/ khóm, từ 36-42 khóm/m2.
- Chăm sóc theo thời vụ và quy trình chung.
2.2.2. Phương pháp thu thập số liệu
Theo dõi, lấy số liệu về đặc điểm hình thái và yếu tố cấu thành năng
suất của các dòng nghiên cứu vào các thời điểm định kỳ trong quá trình phát
triển của cây lúa như thời kỳ mạ, thời kỳ đẻ nhánh (sau khi cấy từ 30 - 35
ngày), làm đòng, trỗ bông, chín.... Mỗi dòng thu số liệu ngẫu nhiên với số cá
thể mẫu lớn hơn 30.
Các số liệu về đặc điểm hình thái gồm.
1. Tỷ lệ nảy mầm.
2. Khả năng sống sót.
3. Khả năng đẻ nhánh.
4. Chiều cao cây.

Khoa Sinh - KTNN

19

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Các yếu tố cấu thành năng suất gồm:
1. Chiều dài bông.
2. Số bông/khóm.
3. Số hạt chắc/bông (tỷ lệ % hạt chắc).
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu thu được đem xử lý thống kê toán học, lý thuyết xác suất,
lấy giá trị trung bình.
Một số công thức đã dùng:
n

Trung bình mẫu:

X=

Xi

(n > 30)

i 1

n

n

Độ lệch chuẩn:

=

(X

i

X)2

i 1

n 1

( n<30)

n

=

(X

i

X)2

i 1

n

Hệ số biến dị:

Cv% =

x 100%
X

Sai số trung bình:

m=


n

(n > 30)

Trong đó:
m: hệ số trung bình.
Cv%: hệ số biến dị.
X: giá trị các biến số.
n: số lượng cá thể mẫu.

Khoa Sinh - KTNN

20

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Thang chuẩn của hệ số biến dị dược đánh giá như sau:

Cv% < 10%: sự biến dị không đáng kể.
10% Cv% 20%: sự biến dị trung bình.
Cv% > 20%: sự biến dị cao.
Công thức tính năng suất lý thuyết( NSLT):
NSLT = (số khóm/m2) x (số bông/khóm) x (số hạt chắc/bông) x P1000 x 10-5
(tấn/ha)
2.2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.2.4.1. Địa điểm nghiên cứu
- Tại đồng ruộng thuộc xã Cao Minh - Phúc Yên - Vĩnh Phúc.
- Tại phòng thí nghiệm khoa Sinh - KTNN.
2.2.4.2. Thời gian nghiên cứu
Tiến hành thực nghiệm vụ mùa năm 2006 từ 26/6 đến 10/10/2006.

Khoa Sinh - KTNN

21

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. khả năng sinh trưởng của các dòng
3.1.1. Tỷ lệ nảy mầm và khả năng sống sót
Đây là giai đoạn đầu tiên trong quá trình phát triển của cây lúa, là giai
đoạn hạt thóc chuyển từ trạng thái ngủ, nghỉ sang trạng thái phát triển. Giai
đoạn này chịu sự chi phối của nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, ánh

sáng.....Tỉ lệ này phản ánh phẩm chất của từng dòng lúa. Trong quá trình thực
nghiệm, mỗi dòng thí nghiệm được ngâm ủ thành những lô riêng biệt trong
điều kiện như nhau. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.1.
Khả năng sống sót được xác định bằng cách tính tỷ lệ cây lúa còn sống
và phát triển tốt sau 30 - 35 ngày kể từ ngày cấy. Lúc này cây lúa đã vào giai
đoạn phát triển tương đối ổn định vì vậy kết quả thu dược lúc này là rất tin
cậy. Chỉ số này nói lên phẩm chất của giống và khả năng thích nghi của giống
với điều kiện đồng ruộng, điều kiện chăm sóc ở địa phương.
Qua nghiên cứu ta thu được kết quả ở bảng 3.1
Bảng 3.1. Tỷ lệ nảy mầm và khả năng sống sót
STT

Tên dòng

Tỉ lệ nảy mầm (%)

Khả năng sống sót (%)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

CL2
CL3
CL5
KD18-ĐC
D52-10
D52-11
D52-12
D52-13
D52-14
D52-15
A20-ĐC

98,0
97,6
98,5
99,0
93,5
96,0
97,4
96,5
97,0
98,2
98,0

98,8
99
99,2
98
99,4
97,8

99,6
98,4
99,2
99,5
95,1

Khoa Sinh - KTNN

22

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Từ bảng số liệu ta có biểu đồ như sau:
Tỷ lệ nảy mầm
và khả năng
sống sót (%)
Tỉ lệ nảy mầm

100

Khả năng sông
sót

99
98

97
96
95
94
93
92
91
90
CL2

CL3

CL4

KD 18 -ĐC

D52 -10

D52 -11

D52 -12

D52 -13

D52 -14

D52 -15

A20-ĐC

Tên dòng

Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ nảy mầm và khả năng sống sót.
Qua bảng số liệu và biểu đồ ta thấy:
- Tỷ lệ này mầm của các dòng từ 93,5 - 99% (rất cao) chứng tỏ giống có
chất lượng tốt, có sức chống chịu cao, phù hợp với yếu tố tự nhiên ngoài đồng
ruộng gieo trồng. Các dòng xuất phát từ KD18 có tỉ lệ nảy mầm cao nhất ở
dòng CL5 đạt 98,5%. Các dòng xuất phát từ A20 tỉ lệ nảy mầm cao nhất ở
dòng D52-15 đạt 98,2%.
- Tỷ lệ sống sót biến động từ 95,1 99,6% (rất cao), chứng tỏ sức
chống chịu của giống với điều kiện môi trường, nổi bật là dòng: CL5 (99,2%),
D52-12 (99,6%), D52-15 (99,5%)
3.1.2. Khả năng đẻ nhánh
Sau khi cấy từ 30 - 35 ngày lúa bắt đầu đẻ nhánh. khoảng thời gian này
khác nhau tuỳ từng giống. Với những giống lúa ngắn ngày sẽ đẻ nhánh sớm
hơn những giống lúa dài ngày. Khả năng đẻ nhánh sẽ làm cho số nhánh/khóm

Khoa Sinh - KTNN

23

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

nhiều hay ít từ đó sẽ ảnh hưởng tới số bông/khóm và ảnh hưởng tới năng suất
mùa vụ.

Tuy vậy, không phải cứ số nhánh/khóm nhiều thì số bông/khóm nhiều
và năng suất sẽ cao. Nếu số nhánh/khóm quá nhiều làm giảm khả năng sinh
trưởng của khóm, các nhánh lúa cạnh tranh với nhau về ánh sáng, dinh
dưỡnglàm các nhánh mảnh, yếu các loai bệnh dễ phát triển như: nấm, đạo
ôn, bọ rầy, sâu ăn lá... từ đó năng suất thấp. Nếu số nhánh/khóm ít, số bông sẽ
ít, lãng phí diện tích, phân bón cũng dẫn đến năng suất thấp.
Khả năng đẻ nhánh của lúa không những phụ thuộc vào gen di truyền
mà còn phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh, yếu tố chăm sóc như: thời vụ,
ánh sáng, nhiệt độ, lượng nước trong thời kì đẻ nhánh, loại phân bónVì thế
chúng ta có thể điều chỉnh khả năng đẻ nhánh của các dòng lúa bằng cách tác
động vào khâu chăm sóc, thời vụ để số nhánh/khóm ở mức độ vừa phải.
Kết quả khảo sát khả năng đẻ nhánh được thể hiện qua bảng 3.2
Bảng 3.2. Khả năng đẻ nhánh
ST
T

Tên dòng

1
2
3

CL2
CL3
CL5

4
5

KD18-ĐC

D52-10

6
7

D52-11
D52-12

8
9

D52-13
D52-14

6,9 0,43
6,2 0,56
7,4 0,70

10
11

D52-15
A20-ĐC

6,8 0,16
7,7 0,23

Khoa Sinh - KTNN

Khả năng đẻ nhánh(nhánh/khóm)

Cv%
X m
7,9 0,23
6,8 0,77
6,9 0,43
7,8 0,24
7,1 0,21
6,7 0,48

24

8,2
7,5
8,9
9,0
6,1
5,0
7,1
6,8
8,5
8,7
6,5

Lớp K29A Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Đức Tuân

Từ bảng số liệu ta có biểu đồ như sau:
Khả năng đẻ
nhánh

Khả năng đẻ
nhánh

8
7
6
5
4
3
2
1
0
CL2

CL3

CL5

KD 18 -ĐC

D52 -10

D52 -11

D52 -12

D52 -13

D52 -14

D52 -15

A20-ĐC

Tên dòng

Biểu đồ 3.2. khả năng đẻ nhánh.
Từ bảng số liệu và biểu đồ chúng ta thấy:
số nhánh/khóm của các dòng dao động từ 6,2 0,56 đến 7,9 0,23. các
dòng xuất phát từ KD18 có số nhánh/khóm cao nhất là ở dòng CL2 đạt
7,9 0,23 nhánh/khóm. các dòng xuất phát từ A20 có số nhánh/khóm cao
nhất là dòng D52-14 đạt 7,4 0,70 nhánh/khóm. Ta cũng thấy sai số trung
bình m 0,77 và chỉ số Cv% < 9% ta có thể khẳng định độ thuần của các dòng
nghiên cứu về tính trạng này.
Số nhánh của các dòng dao động với tỉ lệ như trên là số lượng nhánh
phù hợp, không quá nhiều nhưng đủ để cho một năng suất cao.
3.1.3. Chiều cao cây
Đây là tính trạng do gen quy định nhưng phụ thuộc nhiều vào điều kiện
môi trường, điều kiện dinh dưỡng... Chiều cao cây lúa phản ánh sức sinh

Khoa Sinh - KTNN

25

Lớp K29A Sinh