Nghiên cứu mức độ phát sinh biến dị ở các giống lúa chất lượng bằng đột biến cảm ứng

K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

LờI CảM ƠN!

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận
tình của Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, các thầy cô giáo trong tổ bộ
môn Di truyền học, các bạn sinh viên cùng nhóm, đặc biệt là của thầy giáo
Ths. NGUYễN NHƯ TOảN.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo cùng các bạn
sinh viên đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Xuân Hoà, ngày. Tháng Năm 2008.
Sinh viên

PHạM THị HUYềN

Khoá luận tốt nghiệp

1

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

LờI CAM ĐOAN

Luận văn của tôi được thực hiện dưới sự giúp đỡ của thầy giáo Ths.

NGUYễN NHƯ TOảN.
Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong tài liệu này là do công
sức của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của thầy giáo NGUYễN NHƯ TOảN,
tuyệt đối không sao chép của ai ở bất kỳ tài liệu nào và không trùng với đề tài
nào.
Một số dẫn liệu tôi xin phép các tác giả được trích dẫn để bổ sung cho
khoá luận của mình.
Tôi xin cam đoan những lời trên là đúng sự thật, nếu sai tôi hoàn toàn chịu
trách nhiệm.

Xuân Hoà, ngày..Tháng.Năm 2008.

Sinh viên

PHạM THị HUYềN

Khoá luận tốt nghiệp

2

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Mục lục

Đề mục

Trang

Lời cảm ơn

1

Lời cam đoan

2

Mục lục

3

Mở đầu
1- Lý do chọn đề tài

5

2- Mục tiêu nghiên cứu

7

3- ý nghĩa của đề tài.

7

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu và cơ sở KH của đề tài
1.1 Vai trò của giống lúa chất lượng cao đối với nền kinh tế

8

1.2 Hiệu quả của đột biến cảm ứng trong chọn tạo giống lúa

10

1.2.1 Lịch sử các vấn đề nghiên cứu

10

1.2.2 Hiệu quả tác động của tác nhân gây đột biến

11

1.2.3 Hiệu quả tác động của tác nhân hoá học

12

1.2.4 Hiệu quả tác động của tác nhân vật lý

13

1.2.5 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam

14

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1 Vật liệu

16

2.2 Nội dung

17

2.3 Phương pháp nghiên cứu

17

2.3.1 Phương pháp xử lý đột biến

17

2.3.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

17

2.3.3 Phương pháp thu thập số liệu

18

Khoá luận tốt nghiệp

3

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu

18

2.4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

19

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1 ảnh hưởng của bức xạ gamma lên tỷ lệ nảy mầm
và khả năng sống sót của cây lúa

20

3.2 Tác động bức xạ gamma lên khả năng sinh trưởng
và phát triển của cây lúa

23

3.2.1 ảnh hưởng lên tính trạng chiều cao cây
3.2.2 Các yếu tố cấu thành năng suet
3.3 Tác động của bức xạ gamma lên thế hệ M2

23
25
30

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

4.1 Kết luận

34

4.2 Kiến nghị

34

Tài liệu tham khảo

35

Phụ lục

Khoá luận tốt nghiệp

4

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Mở ĐầU
1. Lý do chọn đề tài
Mục tiêu của nước ta là đến năm 2020 đưa nước ta cơ bản trở thành nước
Công nghiệp (CN), chính vì thế mà nhà nước có rất nhiều ưu đãi đối với ngành
Công nghiệp, trong đó có việc mở rộng diện tích đất dành cho CN. Song song với

sự mọc lên của những khu CN, cụm CN là sự biến mất của những cánh đồng lúa
xanh tốt.
Trước đây Việt Nam được coi là một nước nhỏ ít dân nhưng ngày nay nước
ta đứng thứ 13 trên thế giới về dân số và trở thành nước nhỏ đông dân. Sự gia
tăng dân số kéo theo sự gia tăng về các nhu cầu sinh hoạt khác như nhà ở, trường
học, bệnh viện, khu vui chơi giải trílương thực, thực phẩm. Và để xây dựng các
cở sở hạ tầng đáp ứng nhu cầu sinh hoạt thì hàng triệu ha đất nông nghiệp bị thu
hồi. Theo thống kê của Bộ nông nghiệp thì trong 5 năm kể từ 2001-2005 diện
tích đất nông nghiệp đã thu hồi là 336,44 nghìn ha (chiếm 3,89% diện tích đất
đang sử dụng) trong đó diện tích đất nông nghiệp thu hồi để xây dựng các khu
công nghiệp và cụm công nghiệp là 39,56 nghìn ha; để xây dựng đô thị là 70,32
nghìn ha; xây dựng kết cấu hạ tầng là 136,17 nghìn ha. Sự chuyển đổi diện tích
đất nông nghiệp nhiều nhất ở Đồng bằng Sông Hồng (ĐBSH): 4,4%, ở Nam Bộ:
2,1%, ở các nơi khác khoảng 0.5%.
Bài toán mâu thuẫn giữa diện tích đất giảm nhưng nhu cầu về lương thực
lại tăng là một thách thức đối với ngành nông nghiệp nói chung và đối với các
nhà chọn tạo giống nói riêng. Chúng ta không thể phủ nhận thành tựu to lớn mà
ngành nông nghiệp đã đạt được là đưa nước ta từ chỗ phải nhập khẩu 0.8 triệu
tấn lương thực/năm đến chỗ tự túc lương thực cho hơn 70 triệu dân và đứng thứ 2
thế giới về xuất khẩu gạo (cây lương thực-Tập 1: cây lúa) [3]. Tuy xuất khẩu gạo

Khoá luận tốt nghiệp

5

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

với số lượng lớn nhưng số ngoại tệ thu về từ xuất khẩu lúa gạo lại không nhiều.
Thông thường gạo Việt Nam chỉ bán được với giá 300-350 USD/tấn trong khi
gạo Thái Lan 400-500USD/tấn. Tại sao vậy?
Trong những năm gần đây do chỉ quan tâm tới năng suất nên chúng ta quá
chú ý tài trợ trồng các giống lúa lai, các tỉnh ĐBSH, nhất là Nam Định trong
nhiều năm đã bỏ tiền ngân sách tài trợ trồng lúa lai mà bỏ quên chiến lược trồng
300.000 ha lúa chất lượng cao. (Vietnamnet.Vn/kinhte/congnongngunghiep).
Ngoài ra thực tế sản xuất còn cho thấy các giống lúa chất lượng cao thường
có thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp, khả năng chống chịu sâu bệnh, thích
ứng kém nên không hấp dẫn đối với bà con nông dân. Ví dụ điển hình cho điều
này là sự giảm đi nhanh chóng diện tích trồng lúa Tám thơm Nam Định khi xuất
hiện các giống Tám lai.
Từ nửa thế kỷ trở lại đây chất lượng cuộc sống của nhân dân đã được nâng
cao nhu cầu cuộc sống không còn là ăn no mặc ấm nữa mà chuyển thành ăn ngon
mặc đẹp, để đáp ứng nhu cầu đổi mới đó của xã hội ngành nông nghiệp đã ứng
dụng các thành tựu của ngành di truyền học hiện đại và công nghệ sinh học vào
trong sản xuất nhằm phát triển nông nghiệp hàng hoá theo hướng chất lượng cao.
Việc cải tiến và tạo ra dạng hình cây lúa lý tưởng (thân cứng, thấp vừa
phải, lá đứng, chịu thâm canh, cho năng suất 13 15 tấn/ha/vụ) là công việc
có tính chiến lược. Tuy nhiên, người ta biết chắc rằng chưa thể cùng lúc tạo ra
được kiểu hình đó, song con đường ngắn nhất có thể đạt được mục đích đó là vận
dụng phương pháp chọn giống đột biến. Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã
đánh giá: Việc khám phá ra phương pháp chọn giống bằng đột biến thực nghiệm
là một trong những thành tựu xuất sắc trong sản xuất nông nghiệp ở thế kỷ 20.
Với mục tiêu làm tăng cường và phát triển nguồn gen lúa thêm đa dạng và
phong phú để phục vụ cho trương trình cải tiến giống mới cho năng suất và chất
lượng cao tôi tiến hành đề tài: NGHIÊN CứU MứC Độ PHáT SINH BIếN
Dị ở CáC GiốNG LúA CHất lượng bằng đột biến cảm ứng.

Khoá luận tốt nghiệp

6

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu mức độ phát sinh biến dị của các giống gây đột biến.
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tia gamma lên sự sinh trưởng và phát triển ở
thế hệ M1, M2.

3.ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* ý nghĩa khoa học: Nhờ phương pháp gây đột biến bằng chiếu xạ tia
gamma có thể gây ra những biến đổi cấu trúc, vật chất di truyền, hình thái sinh
lý, sinh hoá, tạo ra những dạng đột biến mới.
* ý nghĩa thực tiễn: Việt Nam là nước đứng thứ 4 trong khu vực về nghiên
cứu đột biến thực nghiệm và sử dụng vào công tác chọn giống cây trồng. Phương
pháp chiếu xạ tia gamma làm xuất hiện những dạng đột biến mới có lợi sử dụng
làm giống mới hoặc tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn giống.

Khoá luận tốt nghiệp

7

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

CHƯƠNG 1: TổNG QUAN CáC VấN Đề NGHIÊN CứU
Và CƠ Sở KHOA HọC CủA Đề TàI
1.1 Vai trò của giống lúa chất lượng cao đối với nền kinh tế.
Theo GS.TS. Nguyễn Văn Luật, giống tốt được coi như một trợ thủ đắc lực
nhất giúp nông dân tăng nhanh hơn hàm lượng chất xám trong nông sản. Hiện
nay nước ta mới đạt có 17%, trong khi Trung Quốc đạt 48%, Mỹ đạt 82%. Sự
cạnh tranh được coi như quan toà xử thắng cho người sản xuất nào có sản
phẩm chất lượng cao nhất với giá thành hạ nhất. Khoahocphothong.com.vn [9].
Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới (lúa mì, ngô, lúa
gạo). Lúa gạo là thức ăn cho hơn 3 tỉ người trên thế giới trong đó khoảng 40%
dân số thế giới coi lúa gạo là nguồn lương thực chính, 25% sử dụng gạo trên 1/2
khẩu phần ăn hằng ngày. Như vậy lúa gạo ảnh hưởng tới đời sống của 65% dân
số thế giới.
Trong lúa gạo chất lượng cao có đầy đủ các chất dinh dưỡng như tinh bột
(72,5%), đường (11,8% celluloz), protein (7 - 8%), lipit, vitamin, đặc biệt là các
vitamin nhóm B, các axitamin không thay thế như lizin, metionin, triptophan...
nên có thể đáp ứng được đầy đủ nhu cầu thị trường trong nước và thế giới.
Đa số giống lúa chất lượng là các giống thuần mang nhiều tính trạng tốt
nên là nguồn nguyên liệu quí trong chọn tạo giống mới.
Tình hình xuất khẩu gạo chất lượng của Việt Nam trong những năm gần
đây liên tục tăng, tình hình xuất khẩu gạo từ năm 1999-2002 có thể được tóm tắt
qua bảng sau: vietnamnet.vn/kinhte/congnongngunghiep [10].

Khoá luận tốt nghiệp

8

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Năm

Gạo

Kim

xuất khẩu

ngạch

Phẩm

Phẩm

Phẩm

Tổng

(nghìn tấn)

(triệu

chất cao

chất TB

chất

số

USD)

thấp

1999

4.560

1.009

41

17

36

94

2000

3.394

616

42

26

24

92

2001

3.537

545

41

17

36

94

2002

3.200

590

40

30

20

90

Chú thích:
+ Phẩm chất cao: 5-10% tấm.
+Phẩm chất trung bình (TB): 15-20% tấm.
+Phẩm chất thấp: > 20% tấm.
Ngoài việc sử dụng làm lương thực lúa gạo còn được sử dụng trong các
ngành Công nghiệp: chế biến rượu, bánh kẹo, các sản phẩm phụ của cây lúa
còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như tấm, cám, trấu, rơm rạ. Như vậy
các sản phẩm của lúa mang lại giá trị kinh tế to lớn đối với đời sống con người,
cho chăn nuôi, sản xuất công nghiêp.
Theo TS Trịnh Khắc Quang phó vụ trưởng vụ KH- CN (bộ NN & PTNT)
khẳng định: Muốn đảm bảo an ninh quốc gia thì việc bảo đảm an ninh lương
thực phải đặt lên hàng đầu. Do vậy, việc giữ cho nghề trồng lúa ổn định và phát
triển là chiến lược quan trọng mang tầm quốc gia. Trong đó việc chọn tạo và phát
triển các giống lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với sinh thái
trên

phạm

vi

toàn

quốc

được

đánh

giá

vô

cùng

quan

trọng

() [11].

Khoá luận tốt nghiệp

9

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

1.2 Hiệu quả của đột biến cảm ứng trong chọn tạo giống lúa
1.2.1. Lịch sử các vấn đề nghiên cứu
* Lịch sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm
Theo Auerbach lịch sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm có thể chia làm 5
giai đoạn: (phương pháp mới trong chọn tạo giống cây trồng) [6].
Giai đoạn 1: Từ năm 1980 đến 1927: Năm 1927 Huygo-Devries, nhà khoa
học người Hà Lan quan sát thấy dạng biến đổi đầu tiên ở loài Lamakiana, dạng
đột biến khổng lồ này có tốc độ sinh trưởng mạnh và ông cũng là người đầu tiên
đưa ra thuật ngữ đột biến (di truyền học) [5]. Trong giai đoạn này đã bắt đầu
nghiên cứu về đột biến, phát hiện tia X có khả năng gây biến dị di truyền ở nấm
hạ đẳng vào năm 1925.
Giai đoạn 2: Từ 1927 đến 1939: 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: Phát hiện ra một loạt các chất gây đột
biến. Đặc biệt năm 1953 Watson J.D và Crick.F đã đưa ra giả thuyết về cấu trúc
xoắn kép của DNA trên cơ sở đó khẳng định DNA là vật chất mang thông tin di
truyền. Từ đó quá trình phát sinh đột biến được xem xét ở mức độ phân tử liên
quan đến cấu trúc DNA.
Giai đoạn 4: Từ 1953 đến 1965: Tập trung tìm hiểu các thành phần cấu
trúc, thành phần hoá học của DNA , cơ chế phát sinh đột biến.
Giai đoạn 5: Từ 1965 đến nay: Giai đoạn này diễn ra bước nhảy vọt trong
công nghệ sinh học và nghiên cứu các đột biến, cơ chế phân tử của việc phát sinh
đột biến, sử dụng phong phú các gen đột biến để tạo giống cây trồng và vi sinh
vật.

Khoá luận tốt nghiệp

10

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
* Lịch sử nghiên cứu thực nghiêm trên lúa

Vào những năm1917-1918: Yamaha, Naeamma, Saiki là những người đầu
tiên nghiên cứu về ảnh hưởng của phóng xạ ion hoá lên lúa nước.
Kowai <1965>, Gend <1967> nghiên cứu tác động của tia gama lên tỷ lệ
nảy mầm và rút ra kết luận tỷ lệ nảy mầm không tỷ lệ thuận với liều lượng chiếu
xạ.
Các công trình của Marie(1962-1963), Kosene (1965)đã tìm ra tần số
đột biến ở thế hệ M2, M3 tăng tuyến tính với liều lượng phóng xạ.
ở Việt Nam vào những năm 1967-1970 Trịnh Bá Hữu và Lê Duy Thành đã
nghiên cứu tác động của tia gamma đến lúa NN8
Năm 1972 Vũ Tuyên Hoàng bảo vệ luận án tiến sỹ về tác động của tia
gamma lên sự tổng hợp DNA và RNA.
Ngày nay có nhiều giống lúa đột biến đã đươc trồng rộng rãi trong cả nước
như DT10, DT11, DT13, DT33
1.2.2 Hiệu quả tác động của tác nhân đột biến
Các phương pháp gây đột biến cảm ứng có ý nghĩa quan trọng để tạo
nguồn vật liệu khởi đầu trong chọn giống các lọai cây trồng, đặc biệt là cây lúa.
Theo thông kê thì phần lớn các cây trồng đột biến trên thế giới là ngũ cốc: Lúa:
318 giống; Lúa mì: 162 giống; Lúa mạch: 130 giống; Ngô: 46 giống.
Trong đột biến thực nghiệm, hiệu quả của các tác nhân gây đột biến rất
khác nhau, xong chúng phụ thuộc vào 3 yếu tố chủ yếu cơ bản là:
+ Tính đặc hiểu của các tác nhân gây đột biến.

+ Tính đặc thù genotype của cơ thể (đối tượng nghiên cứu).
+ ảnh hưởng của các yếu tố môi trường.

Khoá luận tốt nghiệp

11

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Bằng phương pháp chọn giống đột biến nhân tạo không những phát huy
được những đặc điểm của chọn giống cổ điển là chọn được những giống có đặc
điểm quý mà còn khắc phục được nhược điểm của nó.
Rút ngắn thời gian tạo giống mới. Nếu bằng phương pháp truyền thống để
tạo được một giống mới phải cần từ 6 - 10 thế hệ thì bằng phương pháp gây đột
biến chỉ cần từ 3 - 6 thế hệ, thậm chí có thể chỉ 2 - 3 thế hệ như giống jaganath
của ấn độ.
Xử lý đột biến còn làm tăng sự sai khác di truyền trong quần thể sau đó
thông qua chọn lọc, lai tạo có thể tạo nên nhiều tổ hợp mới mang những đặc điểm
quý mà bản thân giống khởi nguyên chưa từng có.
Bằng đột biến thực nghiệm có thể làm tăng tính đa hình di truyền trong
quần thể trên cơ sở đó xuất hiện nhiều hướng chọn lọc mới.
Như vậy, đột biến có vai trò quan trọng trong chọn giống cây trồng nói
chung và chọn giống lúa nói riêng, nó tạo nên sự đa dạng phong phú giống cây
trồng.
1.2.3 Hiệu quả tác động của tác nhân hoá học

Nhiều chất hoá học đã được biết đến tỏ ra có tiềm năng gây đột biến trong
các công trình thử nghiệm như: EMS, EI, MMSCác chất hoá học gây đột biến
tác động trực tiếp lên DNA hay NST gây ra đột biến gen hoặc đột biến NST
nhưng thường là đột biến gen (học thuyết tiến hoá tập 2) [7].
Công trình nghiên cứu đầu tiên phải kể đến là của I.Igerarimoso đã nhận
được đột biến tăng gấp đôi bộ NST bằng nhiệt độ thấp hoặc chất gây mê
(clorojooc và clorohidrat) lên tảo xoắn năm 1892 nhưng công trình này bị lãng
quên. Năm 1932-1934 V.Xakharov và M.E.Lobasev đã nhận được thể đột biến
bằng iốt và nhiều chất khác một cách độc lập. Năm 1937 Blexli thu được thể đa

Khoá luận tốt nghiệp

12

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

bội bằng conchicin. Tuy nhiên những chất gây đột biến đầu tiên này có hiệu quả
thấp.
Năm 1960 - 1962, I.A.Rapeport đã phát hiện ra chất hoá học có khả năng
gây đột biến lớn gọi là chất siêu đột biến như: - NEU, NMU, EMS, NMS, EI,
1.4 - Bidiazoaxetylbutan, Nitrozometyl.
Năm 1969, Siddig đã chứng minh rằng: Tần số đột biến lúa hoặc các kiểu
sai hình khác nhau tuỳ vào nồng độ hoá chất khi xử lý.
ở Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu của trường Đại học Nông
Nghiệp I, Đại học sư phạm Hà Nội, Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam trên

cây lúa đã thu được nhiều kết quả khi xử lý bằng NMU ở các nồng độ khác nhau.
1.2.4 Hiệu quả tác động của tác nhân vật lý
Tác nhân vật lý gây đột biến gồm các tia bức xạ, sốc nhiệt, từ trường, trong
đó các tia bức xạ được nghiên cứu kỹ và sử dụng rộng rãi nhất trong đột biến thực
nghiệm
Thường dùng các tia phóng xạ ion hoá gồm tia phóng xạ điện từ như tia X,
tia , và các tia phóng xạ như tia , tia , chùm notron.
Hình thức sử dụng thường là chiếu xạ: Có thể chiếu xạ hạt (xử lý mô phân
sinh); cả cây; chiếu xạ hạt phấn giao tử và hợp tử; chiếu xạ lên mô, cơ quan.
Hiệu quả ion hoá là tạo ra những gốc tự do có hoạt tính sinh học cao. Kết
quả của ion hoá dẫn đến sai hình NST như: Mất đoạn, dính NST chị em, đột biến
gen do gãy sợi đơn, rối loạn quá trình nguyên phân, giảm phân, giảm khả năng
sinh sản và khả năng sống sót. Hiện nay với mục đích sinh học, người ta thường
sử dụng tia gamma (CO60).

Khoá luận tốt nghiệp

13

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
1.2.5 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam
* Trên thế giới

Việc sử dụng đột biến cảm ứng trong chọn giống đã tạo ra hàng loạt các
dạng đột biến có giá trị về mặt kinh tế và sau đó là các giống lúa có giá trị thương

phẩm cao. Một trong những đột biến như vậy có giá trị kinh tế cao nên được đưa
ra bán như là giống mới. Nó có khả năng sử dụng phân nitơ cao và phát huy hết
ưu điểm của mình ở vùng đất màu mỡ.
Theo FAO và IAEA (tổ chức nông lương thế giới và tổ chức năng lượng
nguyên tử thế giới), năm 1960 mới chỉ có 7 giống cây trồng được tạo ra bằng
phương pháp gây đột biến. Đến năm1965 là 30 giống.
Năm 1969, tại hội thảo về vấn đề: Bản chất tạo và sử dụng đột biến thực
nghiệm ở thực vật tổ chức tại Pullman (Mỹ) Sigurbjonsson và Micke công bố
danh sách 77 giống cây trồng đột biến.
Năm 1991, cũng các tác giả trên công bố tên 1330 giống cây trồng đột
biến.
Năm 1995, Maluszynsky và cộng sự công bố 1790 giống cây trồng được
tạo bằng phương pháp gây đột biến.
Tháng 12/1997, cũng theo thống kê của tác giả có 1847 giống trong đó
ngũ cốc: 1357 giống, trong số này giống trồng từ hạt là 1284 giống.
Mặc dù phương pháp đột biến thực nghiệm đã có những ứng dụng rộng rãi
trong thực tiễn chọn giống thực vật và hứa hẹn nhiều triển vọng lớn lao. Nhưng
hiện nay kết quả xử lý các đột biến nhân tạo còn chủ yếu trông cậy vào ngẫu
nhiên do đó còn nhiều hạn chế. Để có thể áp dụng rộng rãi và có hiệu quả hơn
phương pháp mới này các nhà khoa học phải giải quyết một vấn đề quan trọng và
khó khăn là phát sinh đột biến định hướng.

Khoá luận tốt nghiệp

14

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

*ở Việt Nam
ở Việt Nam bắt đầu áp dụng phương pháp chọn giống đột biến từ năm
1968. Hiện nay nước ta đã tạo được nhiều giống đột biến như các dòng Tám
thơm đột biến AC1, AC2, AC3Nếp cái hoa vàng đột biến: HV1, HV2
Trong số 14 giống lúa đột biến có diện tích trồng trên 10.000 ha Việt Nam có 3
giống là DT10, DT13, DT33.
Từ 1990-1998, viện cây lương thực và thực phẩm Việt Nam đã tạo được
nhiều giống quốc gia và khu vực bằng phương pháp đột biến: Xuân số 4, Xuân số
5, Xuân số 6 (1991), Xuân số 10 (1996), và N29 của tập thể tác giả Vũ Tuyên
Hoàng, Trương Văn Kính và cộng sự.
Từ 1989-2000 viện di truyền nông nghiệp Việt Nam đã công bố 6 giống
quốc gia: DT10, DT11 (1989 - 1990), DT13, DT33 (1991 - 1993), DT16 và Nếp
thơm DT21 (2000).
Trường Đại học sư phạm Hà Nội, Viện di truyền nông nghiệp đã tạo giống
lúa A20, được công nhận giống quốc gia vào năm 1991.
Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Miền Nam chiếu xạ khô giống IR64
bằng tia gamma (CO60), đã tạo ra 2 giống lúa quốc gia VN95 - 19 và VN95 - 20
(năm2000). Đặc biệt dòng Nếp thơm đột biến TK106 đã được trồng khảo nghiệm
và được đánh giá cao.
Là nước đứng thứ 4 trong khu vực về nghiên cứu và sử dụng đột biến thực
nghiệm. Chúng ta còn hàng vạn các đột biến khác nhau ở nhiều loại cây trồng
đang được trao đổi và sử dụng trong nghiên cứu di truyền. Trong những năm gần
đây, các tác giả tiến hành lai các giống lúa đột biến với nhau để tận dụng những
ưu thế của các dòng đột biến như công trình của thầy Nguyễn Minh Công, của
viện lúa đồng bằng sông Cửu Long.

Khoá luận tốt nghiệp

15

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

CHƯƠNG 2: VậT LIệU - NộI DUNG và
PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU
2.1. Vật liệu
Nguyên liệu: Bốn giống lúa chất lượng cao: Tám xoan, Tám cổ ngỗng, Bắc
thơm số 7 (BT7) và Hương thơm số 1 (HT1).
Tám xoan Nam Định: Hạt gạo Tám xoan thon dài, mỏng mình, màu trắng
xanh như cô con gái mỏng mày hay hạt. Đất trồng Tám xoan mưa dầm không
úng, nắng hạn không khô.
Tám cổ ngỗng Nam Định: Sản lượng nhiều nhưng vị thơm và dẻo thì
không bằng Tám xoan.
Hai giống Tám Nam Định nói chung có hàm lượng protein cao, độ dẻo,
mùi thơm hấp dẫn. Nhưng có nhiều nhược điểm như cao cây, thời gian sinh
trưởng dài (150 180), điều kiện canh tác khó khăn: Là giống lúa thích hợp với
đất thịt nặng, thịt trung bình, thịt nhẹ, nhưng tầng canh tác phải sâu là đất phù sa
trẻ ít chua, ảnh hưởng mặn tiềm tàng ở tầng dưới. Nếu không năng suất, độ thơm
giảm. Hai giống Tám này chỉ trồng ở 5 cánh đồng Đồng Chương, Thần Từ, Tiền
Đồng, Công Thổ và nhất là Truỳ Khê ở Xuân Đài - Xuân Trường - Nam Định
thì mới đúng là cơm kiến vua.
Hai giống BT7, HT1 là các giống nhập nội từ Trung Quốc có chất lượng
gạo tương đối ngon, nhưng cây yếu dễ gẫy đổ, hạt dễ rụng, năng suất chưa cao

Đây là các giống cao cây có thời gian sinh trưởng vụ xuân từ 130 150 ngày, vụ
mùa 105 110 ngày. Cây cao 96 100 cm, thân yếu bộ lá xanh, dạng hình gọn,
đẻ nhánh khoẻ, hạt có màu nâu thẫm, thon nhỏ, cơm dẻo có mùi thơm nhẹ, vị
đậm, cứng cơm, năng suất 47 52 tạ/hachống chịu sâu bệnh và các điều kiện
ngoại cảnh trung bình.
Tác nhân gây đột biến: Tác nhân vật lý tia gamma (nguồn CO60).

Khoá luận tốt nghiệp

16

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
2.2 Nội dung nghiên cứu

- ảnh hưởng của bức xạ tia gamma ( ) lên tỷ lệ nảy mầm và khả năng
sống sót.
- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của cây lúa dưới tác dụng
của tia gamma:
+ Chiều cao cây.
+ Các yếu tố cấu thành năng suất.
- Nghiên cứu mức độ phát triển biến dị ở rhế hệ M2: Mức độ phát sinh đột
biến diệp lục.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp xử lý đột biến
- Chiếu xạ hạt lúa khô ở trạng thái khô bằng bức xạ tia gamma.

- Từ 4 giống lúa: mỗi giống chọn 9 mẫu (mỗi mẫu 500 hạt), đưa và chiếu
xạ (3 lần nhắc lại) ở các liều lượng 15krad, 20krad, 25krad thực hiện tại
trung tâm chiếu xạ quốc gia Cầu Diễn.
2.3.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
- Hạt được ngâm ủ, gieo theo phương pháp gieo mạ nền cứng mỗi mẫu xử
lý gieo trên một ô thí nghiệm, đến khi được 3 - 4 lá thật thì đem cấy. Chăm sóc
theo qui trình kỹ thuật chung.
- Đo hoặc đếm ngẫu nhiên 30 cây.
- Theo dõi quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa sau chiếu xạ, các
dạng biến dị theo chỉ tiêu nông sinh học. Cách xác định các chỉ tiêu dựa vào
hệ thống tiêu chuẩn đánh giá gen lúa 1996 của IRRI. Cụ thể qua bảng:

Khoá luận tốt nghiệp

17

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
Các chỉ tiêu
STT quan sát

Giai

đơn vị

đoạn

Cách xác định

tính

khảo sát
1

Chiều cao

Khi thu

Đo từ sát mặt đất đến mút bông

cây

hoạch

cao nhất của khóm

Khả năng đẻ

Đẻ

Đếm số nhánh trên khóm

Cm

nhánh

nhánh

3

Kiểu bông

Chín

Quan sát

Nhánh

4

Chiều dài

Chín

Đo từ cổ bông đến đỉnh hạt thóc

Cm

2

bông
5
6

Số hat/bông

Cm

mút bông
Thu

Đếm số hạt trên bông, tính % hạt

hoạch

chắc, hạt lép

Trọng lượng

Thu

Cân 1000 hạt

1000 hạt

hoạch

Hạt
Gram

2.3.3. Phương pháp thu thập số liệu
Sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa được chia thành 9 giai đoạn: 1giai đoạn nảy mầm; 2- giai đoạn mạ; 3- giai đoạn đẻ nhánh; 4- giai đoạn vươn
lóng; 5- giai đoạn làm đòng; 6- giai đoạn trổ bông; 7- giai đoạn chín sữa; 8- giai
đoạn chín sáp; 9- giai đoạn chín hoàn toàn. Tôi tiến hành theo dõi và thu thập số
liệu về các chỉ tiêu:
+ Tỷ lệ nảy mầm.

+ Khả năng để nhánh.
+ Khả năng sống sót.
+ Các biến dị xuất hiện trong thế hệ M1, M2.
+ Các yếu tố cấu thành năng suất.

Khoá luận tốt nghiệp

18

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thu được, được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học theo
các công thức:
2.3.4.1 Gía trị trung bình ( X ):
n



Xi

i 1

X

n

2.3.4.2. Độ lệch chuẩn ( ):
n



i 1




2

(n 30)

n 1
n





X i X

2



X i X

i 1

(n > 30)

n

2.3.4.3. Sai số trung bình (m):
m=


n

Xi

Trong đó:

n

: Gía trị thứ i của đại lượng X
: số cá thể lấy mẫu

2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.4.1. Địa điểm
- Phòng thí nghiệm di truyền khoa Sinh KTNN Trường ĐHSP Hà Nội 2.
- Thí nghiệm đồng ruộng: Lúa được cấy trên đồng ruộng tại xã Cao Minh
huyện Mê Linh Vĩnh Phúc năm 2007-2008
2.4.2. Thời gian: Từ 06/2007 đến 02/2008.

Khoá luận tốt nghiệp

19

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Chương 3: kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. ảnh hưởng của bức xạ tia gamma ( ) lên tỷ lệ nảy mầm và khả năng
sống sót
Các cá thể thuộc các giống khác nhau có sức chịu đựng đối với tác dụng
phóng xạ không giống nhau. Để so sánh mức độ cảm ứng phóng xạ của các loài
sinh vật người ta dùng đơn vị là liều lượng gây chết 50%. ở thực vật, người ta
tính số cá thể sống sót đến thời kỳ ra hoa, ở lúa thường xác định khả năng sống
sót sau 35 ngày. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm được thể hiện trong bảng 3.1 và
hình 3.1 ảnh hưởng của bức xạ lên tỷ lệ nảy mầm của hạt.
* Tỷ lệ nảy mầm
Giống Tám cổ ngỗng: Tỷ lệ nảy mầm giảm so với đối chứng và tỷ lệ
nghịch với liều lượng chiếu xạ, liều lượng chiếu xạ càng cao thì tỷ lệ nảy mầm
càng thấp từ (86,3 1.49)% đối chứng giảm còn (85,47 1,73)% (liều lượng
chiếu xạ 15 krad), (78,06 1,56)% (liều lượng 20 krad) và chỉ còn (70,67
1,68)% ở 25krad.
Giống HT1: Tỷ lệ nảy mầm giảm nhẹ 1,6% ở liều lượng 15 krad từ (93,1
1,74)% đối chứng còn (91,5 1,58)%, sự chênh lệch tăng lên ở liều lượng 25krad
chỉ còn (81,5 1,58)%.
Giống BT7: Tuân theo quy luật chung là tỷ lệ nảy mầm giảm so với đối
chứng 1,2% (15 krad); 15,7% (20 krad); 21,2% (25 krad).
Giống Tám xoan: Tỷ lệ nảy mầm giảm từ (98,5 1.51)% liều lượng 15krad

xuống (65,8 1,35)% liều lượng 2,5 krad. Tuy nhiên ở liều lượng 15 krad không
những không gây ức chế khả năng nảy mầm mà ngược lại kích thích quá trình

Khoá luận tốt nghiệp

20

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

này tỷ lệ nảy mầm là 101,8% tăng so với đối chứng 1,89%. Hai liều lượng còn lại
giảm so với đối chứng 1,7% (liều lượng 20 krad) và 31,2% (liều lượng 25 krad).
Điều đó chứng tỏ tỷ lệ nảy mầm của hạt không chỉ phụ thuộc vào liều
lượng tác nhân đột biến mà còn phụ thuộc vào đặc tính di truyền của giống tham
gia trong công thức thí nghiệm. Kết quả thu được phù hợp với các nghiên cứu đã
được công bố trước đó của các tác giả Nguyễn Minh Công và cộng sự, (1995) Một số đột biến có triển vọng từ nếp 415, Hoàng Quang Minh, Nguyễn Như
Toản (2000 2001) - Tác động chiếu xạ của tia gamma lên hạt lúa và những
biến đổi trong thế hệ M1, M2.
* Tỷ lệ sống sót
Sau khi cấy 35 ngày (tại tời điểm cây lúa bắt đầu thời kỳ đẻ nhánh) tôi tiến
hành khảo sát tỷ lệ sống sót của cá giống lúa thí nghiệm. Từ thực nghiệm cho
thấy: Tỷ lệ sống sót của các giống lúa tỷ lệ nghịch với liều lượng chiếu xạ thể
hiện ở 3 giống Tám xoan, Tám cổ ngỗng và HT1.
Đối với cùng liều lượng chiếu xạ thì tỷ lệ sống sót ở các giống là khác
nhau. Khả năng sống sót của các giống được xếp theo thứ tự giảm dần ở các liều
lượng như sau:

Liều lượng 15krad: Tám xoan BT7 Tám cổ ngỗng = HT1
Liều lượng 20krad: Tám cổ ngỗng BT7 Tám xoan HT1
Liều lượng 25krad: Tám xoan Tám cổ ngỗng BT7 HT1.
Nhìn chung các giống đều có khả năng sống sót giảm so với đối chứng
trong đó HT1 giảm mạnh nhất ở liều lượng 25krad (giảm 24,6%) Tám xoan giảm
ít nhất ở liều lượng 15krad (giảm 7,1%). Tuy nhiên riêng với Tám cổ ngỗng ở
liều lượng 20krad thì khả năng sống sót cao hơn so với 15krad.
Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy tỷ lệ nảy mầm và khả năng sống sót
của lúa sau 35 ngày giảm dần khi liều lượng chiếu xạ tăng lên tuy nhiên mức độ
giảm còn phụ thuộc vào bản chất di truyền của giống.
Khoá luận tốt nghiệp

21

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Bảng 3.1: ảnh hưởng của bức xạ tia lên tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa
Chỉ tiêu nghiên cứu
Công thức thí nghiệm

Số hạt
nảy mầm

Tỷ lệ nảy mầm
%

So với
đối chứng

Tỷ lệ sống
sót sau 35
ngày %

Giống lúa Tám Xoan
Đối chứng
Tia

1453

96,7 1,32

100,0

99,5

15 krad

1478

98,5 1,51

101,8

92,4

20 krad

1283

85,5 1,43

88,42

87,5

25 krad

987

65,8 1,35

68,05

84,1

Giống lúa Tám cổ Ngỗng
Đối chứng
Tia

1294

86,3 1,49

100,0

99,6

15 krad

1282

85,5 1,73

99,07

86,1

20 krad

1171

78,1 1,56

90,49

89,7

25 krad

1060

70,7 1,68

81,92

83,5

Giống lúa Hương thơm số 1
Đối chứng
Tia

1396

93,1 1,74

100,0

99,1

15 krad

1372

91,5 1,58

98,28

85,6

20 krad

1309

87,3 1,47

93,77

77,2

25 krad

1222

81,5 1,56

87,54

74,5

Giống lúa Bắc thơm số 7
Đối chứng
Tia

1356

90,4 1,65

100,0

99,0

15 krad

1311

89,2 1,66

96,67

90,6

20 krad

1120

74,7 1,42

82,63

87,2

25 krad

1038

69,2 1,60

76,55

78,5

Khoá luận tốt nghiệp

22

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Hình 3.1: ảnh hưởng của bức xạ tia lên tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa

120
100
80
DC
15 krad
20 krad
25 krad

60
40
20
0
Tám
xoan

Khoá luận tốt nghiệp

Tám cổ
ngỗng

HT1

23

BT7

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

3.2. Tác động bức xạ gamma lên khả năng sinh trưởng và phát triển
3.2.1. ảnh hưởng lên tính trạng chiều cao cây
Chiều cao cây là một trong những tính trạng có ảnh hưởng trực tiếp đến
năng suất cây trồng, là một trong những yếu tố cấu thành năng suất. Tôi tiến
hành nghiên cứu chiều cao cây lúa tại hai thời điểm: Giai đoạn cuối mạ và khi
thu hoạch.
* Giai đoạn cuối mạ
Giống Tám xoan: Chiều cao cây giảm dần khi liều lượng chiếu xạ tăng từ
19,2 1,37 (đối chứng) xuống 18,3 1,24 (liều lượng chiếu xạ 25krad).
Giống Tám cổ ngỗng: Chiều cao cây giảm dần khi liều lượng chiếu xạ
tăng, HT1 và BT7 chiều cao cây tăng lên ở liều lượng 15krad và cao hơn đối
chứng: HT1 tăng từ 18,5 1,43 lên 19,8 1,37, BT7 tăng từ 19,2 1,29 lên 20,3
1,34.
Giống HT1 ở liều lượng chiếu xạ 25krad cây cao nhất nhưng vẫn thấp hơn
đối chứng, giống BT7 ở hai liều lượng chiếu xạ còn lại (20 và 25krad) chiều cao
cây giảm theo quy luật tỷ lệ nghịch với liều lượng chiếu xạ.
* Chiều cao cây khi thu hoạch
Tại thời điểm này cây lúa đạt chiều cao tối đa, chiều cao cây được tính từ

mặt đất tới đỉnh hạt thóc cuối cùng của bông dài nhất (không tính râu). Chiều cao
cây có mối liên hệ mật thiết đến năng xuất, điều kiện canh tác, nếu lúa quá cao
dễ bị đổ khi gặp gió, quá thấp dễ bị ngập khi úng lụt. Người ta thấy rằng nếu lúa
bị đổ trước thu hoạch 30 ngày thì năng suất giảm 75% do ảnh hưởng đến quá
trình vận chuyển, tổng hợp và dự trữ chất dinh dưỡng trong hạt.

Khoá luận tốt nghiệp

24

Trường ĐHSPHN 2


K30C - SINH-KTNN

PHạM THị huyền

Bảng 3.2: Những biến động chiều cao cây lúa ở thế hệ M1 do tác động của chiếu
xạ tia
Chiều cao cây lúa (cm)
Công thức
thí nghiệm

Cuối giai đoạn mạ**
Xm

So với ĐC,%

Khi thu hoạch
Xm

So với
ĐC,%

Giống Tám xoan
Đối chứng
Tia

19,2 1,37

100,0

170,3 1,70

100,0

15 krad

19,1 1,42

99,42

142,4 1,82

83,62

20 krad

17,9 1,50

93,23

157,5 1,75

92,48

25 krad

18,3 1,24

95,31

184,1 2,04

108,1

Giống lúa Tám cổ ngỗng
Đối chứng
Tia

21,2 1,33

100,0

177,7 2,23

100,0

15 krad

20,5 1,34

96,69

130,1 2,05

73,21

20 krad

19,7 1,45

92,92

158,1 2,43

88,97

25 krad

19,3 1,28

91,04

148,4 1,1

83,51

Giống Hương thơm số 1
Đối chứng

Tia

18,5 1,43

100,0

98,3 1,98

100,0

15 krad

19,8 1,37

107,0

99,4 2,11

101,2

20 krad

17,2 1,25

92,97

93,7 1,74

95,32

25 krad

18,3 1,42

98,92

87,5 1,79

89,01

Giống Bắc thơm số 7
Đối chứng

19,2 1,29

100,0

101,6 1,69

100,0

15 krad

20,3 1,34

105,7

99,3 1,87

97,73

20 krad

18,7 1,32

97,39

98,1 2,13

96,55

25 krad
94,27
18,1 1,37
89,8 1,91
** Cuối giai đoạn mạ là tính đến thời điểm cây lúa đã có 4 lá thật.

88,38

Tia

Khoá luận tốt nghiệp

25

Trường ĐHSPHN 2