Nghiên cứu đặc điểm di truyền một số tính trạng khi lai các dòng lúa đuợc tạo ra bằng đột biến với giống gốc TDB06

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN
**********

VÀNG THỊ TRỊNH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN
MỘT SỐ TÍNH TRẠNG KHI LAI
CÁC DÒNG LÚA ĐƢỢC TẠO RA BẰNG
ĐỘT BIẾN VỚI GIỐNG GỐC TDB06

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Di truyền - Chọn giống

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. ĐÀO VIỆT ANH
TS. NGUYỄN NHƢ TOẢN

HÀ NỘI - 2012

1


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự hướng
dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình về tinh thần, kiến thức cũng như cơ sở vật chất của
các thầy cô giáo trong khoa sinh – kỹ thuật nông nghiệp (KTNN). Nhân dịp
này với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới:
Ban giám hiệu nhà trường ĐHSP Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa sinh –
KTNN .
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ts. Đào Việt Anh ở

viện cây lương thực, thực phẩm và Ts. Nguyễn Như Toản cán bộ giảng dạy
bộ môn di truyền thuộc khoa sinh – KTNN, Ts. Đào Việt Anh viện cây lương
thực, thực phẩm và các thầy cô giáo trong tổ di truyền và các bộ phòng thí
nghiệm khoa sinh – KTNN trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tận tình, giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn các bạn trong nhóm đề tài đã luôn sát cánh, ủng hộ,
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm khóa luận.
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Sinh viên
Vàng Thị Trịnh

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: các nội dung trong khóa luận này là do tự bản thân
tôi tự nghiên cứu, tìm tòi, tổng hợp cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của Ts.
Đào Việt Anh ở viện lương thực, thực phẩm và T.s Nguyễn Như Toản.
Đề tài này chưa được công bố trong bất kì công trình nghiên cứu khoa
học nào khác.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Sinh viên
Vàng Thị Trịnh

3


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
BDLT: Biến dị liên tục

Ctv: Cộng tác viên
FAO: Tổ chức nông lương thế giới
IRRI: Viện nghiên cứu lúa quốc tế
MĐT: Mức độ trội
Nxb: Nhà xuất bản
PLTTD: Phân ly tăng tiến dương
STT: Số thứ tự

4


DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU
STT

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1

Phương pháp xác định một số chỉ tiêu

15

Bảng 3.1

Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều cao cây

20

(cm) của P và F1
Bảng 3.2

Sự phân ly tính trạng chiều cao cây ở F2

21

Bảng 3.3

Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài lá đòng

23

(cm) của P và F1
Bảng 3.4
Bảng 3.5

Sự phân ly chiều dài lá đòng ở F2
Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều rộng lá

24
26

đòng (cm) của P và F1
Bảng 3.6

Sự phân ly tính trạng chiều rộng lá đòng ở F2

27

Bảng 3.7

Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài bông

29

(cm) của P và F1
Bảng 3.8

Sự phân ly tính trạng chiều dài bông ở F2

5

30


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn cuả đề tài ...................................................... 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và Giá trị kinh tế của cây lúa .................................................. 3
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa ........................................................................ 3
1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa ............................................................. 4
1.2.Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới và Việt Nam ......... 5
1.2.1. Trên thế giới .................................................................................. 5
1.2.2. Ở Việt Nam ................................................................................... 6

1.3. Các phương pháp lai tạo giống cây trồng .................................................. 7
1.3.1. Lai cùng loài – lai gần ................................................................... 7
1.3.2. Lai khác loài – lai xa ..................................................................... 9
1.4. Đặc điểm di truyền một số tính trạng của cây lúa.................................... 10
1.4.1. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều cao cây .............................. 10
1.4.2. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài, chiều rộng lá đòng ...... 11
1.4.3. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài bông ............................. 12
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 13
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 13
2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 13

6


2.3.1. Chọn lọc giống và các dòng đột biến .......................................... 13
2.3.2. Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng ruộng ................................ 13
2.3.3. Phương pháp lai hữu tính ............................................................ 14
2.3.4. Phương pháp theo dõi, thu thập số liệu ....................................... 15
2.3.5. Phương pháp sử lý số liệu .......................................................... 16
2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu............................................................ 18
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Sự di truyền tính trạng chiều cao cây ....................................................... 19
3.2. Sự di truyền tính trạng chiều dài lá đòng ................................................. 22
3.3. Sự di truyền tính trạng chiều rộng lá đòng............................................... 25
3.4. Sự di truyền tính trạng chiều dài bông ..................................................... 28
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận .................................................................................................... 31
4.2. Kiến nghị .................................................................................................. 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 33
PHỤ LỤC

7


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, nước ta là một nước nông nghiệp, 80% dân số
hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp. Trong đó lúa là cây lương thực chủ yếu
và có vai trò quan trọng trong ngành trồng trọt của nước ta. Là một trong ba
cây trồng chủ yếu của thế giới. Hiện nay diện tích trồng lúa vào khoảng 147,5
triệu ha. Lúa gạo là nguồn lương thực được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới.
Việt Nam là một nước nhiều năm triền miên lương thực vươn lên vị trí thứ 2
về xuất khẩu gạo (chỉ sau Thái Lan) từ năm 1989 và vị trí đó luôn được giữ
vững cho đến nay. Lúa gạo là nguồn thu nhập lớn nhất đóng góp quan trọng
vào tổng thu nhập quốc dân: năm 2001 – 2007 xuất khẩu 4 – 5 triệu tấn/năm
tương đương với 1.1 tỉ USD/năm.
Hiện nay, có khoảng 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm nguồn
lương thực chính và 25% dân số sử dụng lúa gạo trong một nửa khẩu phần ăn
hàng ngày [3]. Nhưng với sự gia tăng dân số chóng mặt như những thập kỉ
gần đây (dân số thế giới hiện nay là hơn 6 tỷ người và sẽ đạt 7 tỷ vào năm
2012) thì việc đảm bảo cung cấp lương thực cho con người là vấn đề cấp
bách. Bởi theo đánh giá của FAO năm 2009 có hơn 1 tỷ người trên thế giới bị
thiếu ăn [3].
Trong khi dân số thế giới tăng thì diện tích đất trồng lại giảm. Theo dự
đoán của các nhà chuyên gia về dân số học nếu dân số tiếp tục tăng trong 20
năm tới thì sản lượng lúa gạo phải tăng lên 80% mới đáp ứng nhu cầu sống
của dân cư [20].
Do vậy để đáp ứng các nhu cầu của con người, đảm bảo an toàn lương

thực và phát triển nền kinh tế nông nghiệp thì việc nâng cao năng suất cây
trồng, chất lượng gạo là giải pháp hữu hiệu nhất hiện nay. Nhiệm vụ đặt ra
cho các nhà khoa học và các nhà chọn giống là tạo ra các giống lúa có năng

8


suất cao, phẩm chất tốt, phổ thích ứng rộng, chống chịu sâu bệnh cao. Đặc
biệt là nhận thức được tầm quan trọng của cây lúa và cùng mục đích phục vụ
cho chương trình chọn tạo giống lúa mới đáp ứng nhu cầu về lương thực, góp
phần đảm bảo vế đề ANLT quốc gia, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu đặc điểm di truyền một số tính trạng khi lai các dòng lúa được
tạo ra bằng đột biến với giống gốc TDB06”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng di truyền của các dòng lúa đột biến từ
giống gốc.
- Khảo sát các chỉ tiêu nông sinh học của các dòng lúa chất lượng cao
để rút ra một số đặc điểm và bản chất di truyền của chúng.
- Tìm hiểu và đánh giá được một số cặp lai triển vọng có thể dụng
trong chọn tạo giống lúa năng suất và chất lượng cao.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1.Ý nghĩa khoa học
- Xác định được đặc điểm di truyền và sự biểu hiện của một số tính
trạng: chiều cao cây, chiều dài lá đòng, chiều rộng lá đòng, chiều dài bông….
- Làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc sử dụng các phương pháp lai tạo
trong lĩnh vực sinh học và công tác chọn giống.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá được khả năng di truyền của các dòng đột biến ở các mức
khác nhau từ đó đưa ra phương hướng sử dụng. Đặc biệt đưa vào chương
trình lai tạo các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt.

- Xác định được một số cặp lai có triển vọng là cơ sở cho việc chọn tạo
một số giống lúa có năng suất, phẩm chất tốt bổ sung vào bộ giống lúa ở các
vùng sinh thái.

9


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và giá trị của cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa
Loài lúa trồng Oryza sativa L. là loài thân thảo sống hàng năm, cây
lương thực hạt cốc chính của các nước Châu Á. Thời gian sinh trưởng của các
giống lúa dài, ngắn khác nhau nằm trong khoảng 60 – 250 ngày tùy từng loài.
Lúa là cây trồng thuộc nhóm ngũ cốc và cũng là lương thực chính của 1,3 tỷ
người nghèo nhất thế giới, là kế sinh chủ yếu của người nông dân [11]. Về
nguồn gốc cây lúa có nhiều khoa học đã nghiên cứu và đưa ra nhiều

ý kiến

khác nhau:
Theo Candalle (1886) cây lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ.
Theo Roscleviez (1931) Cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á.
Theo Sampath (1973) xác định có viết tích cây lúa ở Thái Lan [6], [8], [18].
Tổ tiên của lúa Châu Á Oryza là một loại lúa hoang phổ biến (Oryza
rufipogon) dừơng như có nguồn gốc tại khu vực xung quanh chân núi
Himalaya, với Oryza sativa thứ indica ở phía Ấn Độ và Oryza sativa thứ
japonica ở phía Trung Quốc.
Tuy chưa thống nhất về nguồn gốc cây lúa nhưng các nhà khoa học đều
công nhận cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á [1]. Vì vậy ta có thể khẳng
định chắc chắn rằng: Cây lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ Đông Nam Á.

Vì đây là vùng có diện tích trồng lúa tập trung lớn nhất trên thế giới, có khí
hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với cây lúa, là nơi lúa được trồng sớm nhất và
hơn nữa ở đây dễ tìm thấy bộ gen đầy đủ của cây lúa. Người Đông Nam Á
xưa đã gây tạo ra cây lúa nổi tiếng và đã tích lũy được vốn kỹ thuật trồng lúa
khá phong phú. Từ đây cây lúa và kỹ thuật trồng lúa mới được lan tràn tới các
vùng khác trên thế giới.

10


1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa
Trên thế giới, Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu (lúa mì, lúa
và ngô) được 250 triệu nông dân trồng. Diện tích đất trồng lúa trên thế giới
xếp thứ 2 sau lúa mì và chiếm 2/3 diện tích dất trồng trọt có nước tưới.
Lúa gạo có trong khẩu phần ăn của 65% dân số thế giới. Còn ở Việt
Nam, với dân số trên 80 triệu và 100% người dân sử dụng lúa gạo làm lương
thực chính.
Lúa là một trong những cây lương thực có giá trị dinh dưỡng cao.
- Tinh bột là thành phần chủ yếu của lúa gạo (62,4%). Là nguồn chủ yếu
cung cấp calo. Tinh bột được cấu tạo bởi amylose và amylopectin, đây là hai
yếu tố ảnh hưởng đến thành phần và tính chất của gạo:
Amylose cấu tạo mạch thẳng (gạo tẻ).
Amylopectin có cấu tạo mạch ngang (gạo nếp).
- Protein: Hàm lượng protein trong lúa gạo tuy thấp (7 - 8%) nhưng chứa
đầy đủ các loại axitamin không thay thế.
- Lipit: Tập trung chủ yếu trong lớp vỏ gạo, nếu gạo xay thì tỷ lệ này là
2,02%, còn nếu gạo sát thì tỷ lệ này còn 0.52%.
- Xenlulozo (11,8%): Tập trung chủ yếu trong vỏ chấu và có hàm lượng
cao hơn trong các loại ngũ cốc khác.
- Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B (B1, B2, B6...) lượng vitamin B1 là

0,45mg/100 hạt (trong đó ở phôi chiếm 47%, vỏ cám 34,5%, hạt gạo 3,8%).
Như vậy chúng ta có thể nói cây lúa có các chất dinh dưỡng rất cần
thiết cho đời sống con người, chăn nuôi, công nghiệp, mang lại giá trị kinh tế
to lớn. Hầu hết toàn bộ cây lúa được sử dụng vào nhiều mục đích như:
+ Gạo : Làm thức ăn cho người, gia súc, gia cầm, sản xuất rượi bia...
+ Tấm : Sản suất tinh bột, rượu cồn, vốtca, axeton, phấn mịn, thuốc
chữa bệnh.

11


+ Cám: Dùng sản xuất thức ăn cho gia xúc. Trong y học dùng sản xuất
vitamin B1 chữa bệnh tê phù.
+ Trấu: Sản xuất nấm men, làm thức ăn cho gia súc, sản xuất vật liệu
đóng lót hàng, dùng để độn chuồng, làm phân bón, làm chất đốt.
+ Rơm rạ: Với thành phần chủ yếu là xenluloza có thể dùng sản xuất
giấy, dây thừng, mũ, giầy dép. Dùng làm thức ăn gia súc, làm vật liệu nuôi
trồng một số loại nấm ăn, nấm dùng làm dược liệu, dùng làm chất đốt...
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Trên thế giới
Hội nghị lúa lai tổ chức tại Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI với 38 tổ
chức tư nhân và chính phủ năm 2008, đến năm 2010, con số này phát triển lên
47 tổ chức với mục tiêu tăng cường trao đổi thông tin và hợp tác giữa các tổ
chức nghiên cứu tư nhân và nhà nước trong phát triển kỹ thuật lúa lai. Kỹ
thuật này là chìa khóa để gia tăng năng suất sản lượng lúa từ thập niên 1970,
đến năm 2008 diện tích trồng lúa lai trên thế giới lên đến 20 triệu ha, trong đó
có 3 triệu ha ở những nước ngoài Trung Quốc.
Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI đã hợp tác với các cơ quan nghiên
cứu trong việc tìm nguồn hỗ trợ tài chính, vật liệu lai tạo, phổ biến các giống
mới. Nghiên cứu lúa lai bắt đầu ở các cơ quan nghiên cứu để tìm các nguyên

lý cơ bản khoa học, giải quyết các trở ngại trong kỹ thuật, kinh tế và chính
sách hỗ trợ. Với sự tiến bộ kỹ thuật, các công ty tư nhân ngày càng tham gia
tích cực trong việc nghiên cứu và phát triển lúa lai, đầu tư ngày càng nhiều
trong việc kinh doanh hạt giống lúa lai. Việc chuyển dịch từ nghiên cứu kinh
điển sang thương mại cần thiết có sự hợp tác chặt chẽ giữa bộ phận nhà nước
và tư nhân để không ngừng cải tiến và thương mại hóa lúa lai cho nông dân.
Các công ty giống của bộ phận tư nhân đã có tiến bộ đáng kể trong việc tổ
chức sản xuất, chế biến và tiếp thị hạt giống trên diện rộng, là những lĩnh vực

12


là IRRI và các cơ quan nghiên cứu không thể vươn tới. Những cơ quan này
tập trung vào lĩnh vực nghiên cứu khoa học, tổ chức đánh giá các cặp lai, phát
triển quỹ gen, phát triển kỹ thuật và xây dựng cơ sở vật chất. Kết hợp 2 thế
mạnh của bộ phận nhà nước và tư nhân sẽ giúp cho lúa lai phát triển ngày
càng bền vững. Trong các năm qua, những thành viên của Hiệp hội phát triển
lúa lai quốc tế họp lệ thường niên tại IRRI. Họ thảo luận và thống nhất giải
quyết những trở ngại trong phát triển lúa lai, những trở ngại trong bộ phận
nhà nước và tư nhân để tạo cơ chế hợp tác bền vững.
Trung Quốc là nước phát triển lúa lai nhất thế giới. Đến năm 2010, diện
tích lúa lai Trung Quốc lên 20 triệu ha, chiếm 70% diện tích canh tác lúa, đến
năm 2005 đã đưa ra 210 giống lúa lai, đã góp phần đưa năng suất lúa của
Trung Quốc từ 4,32 tấn/ha của năm 1979 lên 6,58 tấn/ha năm 2009, trong khi
năng suất lúa trung bình của thế giới chỉ có 3,74 tấn/ha (FAOSTAT 2011).
1.2.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam lúa là cây trồng chính, cung cấp lương thực và là ngành
sản xuất truyền thống trong nông nghiệp. Mục tiêu sản xuất lúa đến năm 2010
của Việt Nam là duy trì diện tích trồng lúa ở mức 3,96 triệu ha và sản lượng
lúa đạt 40 triệu tấn, tăng 5,5 triệu tấn so với năm 2003 (QĐ 150/2005/QĐTTG ngày 20/06/2005). Để tăng sản lượng lúa, khả năng mở rộng diện tích

không nhiều và còn gây ảnh hưởng không tốt đến hệ sinh thái, do đó chủ yếu
vẫn dựa vào tăng năng suất. Trong hệ thống các biện pháp kỹ thuật tăng năng
suất thì giống là biện pháp quan trọng và có hiệu quả nhất.
Từ năm 1992, Việt Nam đã nhập nội nhiều giống lúa tốt từ Trung
Quốc, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã tiếp thu những thành tựu nghiên cứu và
thực hiện phương châm “đi tắt đón đầu” tiến bộ kỹ thuật về lúa lai thông qua
hệ thống khuyến nông để mở rộng ra sản xuất. Lúa lai đã góp phần tăng năng
suất lúa, tăng thu nhập cho nông dân thông qua xuất khẩu gạo trong hơn 10

13


năm qua. Trong tương lai sản xuất lúa gạo ở Việt Nam vẫn là ngành sản xuất
lớn trong nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá, phát triển bền vững về
năng suất, chất lượng và có sức cạnh tranh cao trên thị trường quốc tế. Lúa
lai là kỹ thuật chìa khóa để gia tăng năng suất, sản lượng lúa. Trung Quốc là
nước phát triển lúa lai nhất thế giới. Đến năm 2010, diện tích lúa lai Trung
Quốc lên 20 triệu ha, chiếm 70% diện tích canh tác lúa của Trung Quốc, đã
góp phần đưa năng suất lúa từ 4,24 tấn/ha của năm 1979 lên 6,58 tấn/ha năm
2009, trong khi năng suất lúa trung bình của thế giới chỉ có 4,32 tấn/ha
(FAOSTAT, 2011), Diện tích lúa lai của các nước ngoài Trung Quốc trên 3
triệu ha, trong đó Việt Nam khoảng 600.000 ha, chủ yếu trồng ở các tỉnh phía
Bắc và một số tỉnh miền Trung, Tây Nguyên. Các dòng lai giữa Indica và
Japonia đều cho năng suất trên 9 tấn/ha. Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
đã lai tạo ra Việt Lai 20 vào năm 2004 đã được công nhận là giống quốc gia
đầu tiên của Việt Nam. Từ đó đến nay, có nhiều giống lúa lai khác được ra
đời như TH3-3, TH5-1, TH3-4 và Việt Lai 24, những giống này cũng đã được
công nhận là giống quốc gia và đang được sản xuất trên diện tích hàng chục
nghìn héc-ta là những thành công ban đầu của canh tác tự lai tạo và sản xuất
hạt giống lúa lai tại Việt Nam.

1.3. Các phƣơng pháp lai tạo giống cây trồng
1.3.1. Lai cùng loài – lai gần
Là phép lai giữa các cá thể có quan hệ họ hàng gần. Lai gần là nhằm
củng cố một tính trạng mong muốn nào đó. Nhưng lai gần liên tiếp qua nhiều
thế hệ sẽ dẫn đến thoái hóa giống, vì dị hợp giảm, đồng hợp tăng, các gen lặn
đột biến có điều kiện tổ hợp gặp nhau tạo ra kiểu hình không bình thường có
hại cho sinh vật.
Tùy vào mục đích cụ thể mà người ta áp dụng các kiểu lai khác nhau:

14


 Lai đơn
Lai đơn là phép lai được tiến hành một lần giữa hai dạng bố, mẹ.
Giả sử hai dạng bố, mẹ là A và B thì phép lai được biều diễn như sau:
P: A x B

 Lai thuận nghịch
Lai thuận nghịch cũng là một phép lai đơn. Lai thuận nghịch là phép lai
có sự thay đổi vai trò làm bố, mẹ nhằm xác định tính trạng đang xét do gen
trong nhân hay trong tế bào chất quy định. Khi đó phép lai được biểu diễn
như sau:
Lai thuận:

♂A x ♀ B

Lai nghịch:

♂ B x ♀ A

 Lai phức tạp
Là phép lai nhiều hơn 2 dạng bố, mẹ tham gia của thế hệ con lai được
giao phối trở lại với 1 trong 2 dạng bố, mẹ. Nhằm củng cố tính trạng mong
muốn nào đó.

 Lai trở lại
Là phép lai trong đó con lai được lai trở lại với 1 trong các dạng bố,
mẹ. Áp dụng trong các trường hợp để khắc phục tính bất dục của lai khi lai
xa, tăng cường trong thế hệ lai những tính trạng cần thiết của bố, me.
Phép lai trở lại được thể hiện như sau:
Lai giữa bố, mẹ:

P: (♂ A x ♀ B )

Thế hệ lai trở lại thứ nhất: P: ((♂ A x ♀ B) × ♂ A)
Thế hệ lai trở lại thứ hai:

P: (((♂ A x ♀ B) × ♂ A) × ♂ A)

Thế hệ lai trở lại thứ ba:

P: ((((♂ A x ♀ B ) × ♂ A) × ♂ A) × ♂

Thế hệ lai trở lại thứ tư: P: ((((♂ A x ♀ B ) × ♂ A) × ♂ A) × ♂ A) × ♂ A)

15


 Lai hồi quy
Là phép lai dựa trên cơ sở của phép lai trở lại theo từng cặp của các thể

lai khác vùng cùng với một thể nhận, mục đích để di truyền đồng thời một vài
tính trạng quý.
Phép lai được thể hiện như sau:
P: A x B → C

P: B x A → C’

P: B x C → D

P: C’ x A → D’

P: D x B → F

P: D’ x A → F’
P: F x F’

 Lai nhiều bậc
Là phép lai mà con lai của những lần lặp lại được lai với dòng hoặc
giống thứ 3 nếu cần thiết thì có thể tiếp tục lai với dòng, giống thứ 4, thứ 5…
Phép lai được biểu diễn như sau:
((( A × B) × C) × D) × E) × ….

 Lai hỗn hợp
Là phép lai giữa các con lai với nhau. Bản chất của các lai này là quần
thể được tạo ra từ một nhóm lớn các bố mẹ, đồng thời những cá thể F1 cũng
được lai ngay với những dòng lai khác.
1.3.2. Lai khác loài – lai xa
- Là phép lai giữa các cá thể khác loài, khác chi hoặc xa hơn nữa. Lai
xa ở thực vật nói chung và ở lúa nói riêng thường gặp phải một số khó khăn
sau:

+ Hạt phấn khác loài không nảy mầm trên vòi nhụy của loài khác hay
nảy mầm được nhưng chiều dài ống phấn không phù hợp với chiều dài của
vòi nhụy nên không thụ tinh được.
+ Chu kì sinh sản của 2 loài khác nhau là khác nhau.
Tuy nhiên bên cạnh khó khăn đó lai xa cũng có nhiều ưu thế như:

16


+ Có thể tạo ra được những dạng có khả năng chống chịu tốt hơn.
+ Góp phần nâng cao chất lượng giống.
+ Tạo ra được giống cây trồng lâu năm.
1.4. Đặc điểm di truyền một số tính trạng của cây lúa
1.4.1. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều cao cây
Chiều cao cây là một trong những tính trạng nông học quan trọng, liên
quan đến tính chống đổ và trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất của cây lúa.
Tính trạng chiều cao cây phản ánh sức sinh trưởng mạnh mẽ, của cơ quan
sinh dưỡng của cây lúa, là nơi dự trữ chất dinh dưỡng trước khi đưa đến hạt.
Nếu thân lúa quá cao dễ bị đổ do tác động của môi trường như gió,
mưa…Thông thường cây lúa hay bị đổ vào thời kì vào chắc. Nguyên nhân do
trọng lượng bông ngày càng tăng, khả năng chống đỡ kém, nếu cây lúa quá
cao dễ gây đổ, làm giảm năng suất rõ rệt. Tuy nhiên, cây lúa ở những vùng
sâu, chũng, dễ ngập úng thì thân cây lúa cao lại tỏ ra có ưu thế.
Do vậy trong công tác chọn giống các nhà nghiên cứu hết sức quan tâm
đến đặc điểm chiều cao cây, vì chiều cao cây có liên quam đến khẳ năng chịu
đựng của cây lúa, đặc biệt là thời kì vào chắc và chín.
Theo “ Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá cây lúa”, (Inger. 1996),
[10] chiều cao cây lúa được chia làm 3 loại chính sau:
Nửa lùn:
Trung gian:

Cao:

Vùng thấp < 110cm; vùng cao < 90cm
Vùng thấp: 110 – 130 cm; vùng cao: 90 – 125 cm
Vùng thấp > 130 cm; vùng cao > 125 cm

Theo nghiên cứu của Đào Xuân Tân (1995) [14] và Đỗ Hữu Ất (1997)
[1]. Trên một số giống lúa tẻ đặc sản (loại hình Indica cây cao) đều kết luận:
Đột biến lặn về chiều cao cây có thể xuất hiện theo 2 hướng: Một là dạng thấp
hơn dạng gốc (lùn và nửa lùn); hai là dạng cao hơn dạng gốc (tùy thuộc vào
đặc điểm của giống và liều lượng phóng xạ). Theo hai tác giả, tương tác cân

17


bằng giữa hai locut I và T vốn có ở các giống lúa cổ truyền tạo nên sự ổn định
của tính trạng này. Đột biến chắc chắn làm phá vỡ sự cân bằng giữa các locut
I và T, hoặc trong các locut D, sẽ tạo ra các dòng đột biến có chiều cao cây
khác nhau và khác với giống gốc.
1.4.2. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài, chiều rộng lá đòng
Trên một nhánh lúa, các lá lúa ra kế tiếp nhau và được xếp so le. Số
lượng lá trên thân chính tùy thuộc vào giống lúa. Giống lúa có thời gian sinh
trưởng dài thì số lá lúa càng nhiều và ngược lại.
Mitra (1996) phân tích sự biểu hiện chiều dài và chiều rộng của phiến
lá lúa và cây lai F1 thuộc tổ hợp lai giữa giống Charmock có phiến lá ngắn,
rộng với giống lúa Potani – 23 có phiến lá dài và hẹp. kết quả cho thấy, tất cả
cây lai F1 đều có phiến lá dài, rộng còn ở F2 phân ly tăng tiến cả về chiều dài
và chiều rộng lá. Từ đó các tác giả kết luận: Chiều dài và chiều rộng lá được
kiểm soát bởi hệ thống di truyền khác nhau và mỗi tính trạng được kiểm soát
bởi nhiều gen.

Từ kết quả phép lai dialen giữa 4 giống lúa Kramer (1974) đã kết luận:
tính trạng góc lá đòng được kiểm soát bởi hệ thống gen. Góc lá đòng rộng là
trội hơn so với góc lá đòng hẹp.
Kikuchi và cs (1978) đo chiều rộng lá đòng ở cây F1 thuộc tổ hợp lai
giữa giống lúa Sasanishiki (lá hẹp) với giống lúa Norin – mochi 4 (lá rộng),
kết quả cho thấy: Lá đòng ở F1 rộng hơn trung bình giữa 2 bố mẹ nhưng thiên
về dạng có lá đòng rộng, ở F2 có hiện tượng phân ly tăng tiến theo hướng tăng
chiều rộng phiến lá. Dựa trên kết quả thực nghiệm này, các tác giả đã kết luận
rằng: phiến lá rộng là trội không hoàn toàn, tính trạng chiều dài lá đòng được
kiểm soát bởi nhiều gen.
Như vậy chúng ta có thể khẳng định các tính trạng chiều dài, chiều
rộng lá đòng được kiểm soát bởi nhiều gen.

18


1.4.3. Đặc điểm di truyền tính trạng chiều dài bông
Bông lúa là kết quả của mọi hoạt động trong đời sống cây lúa, bông lúa
là bộ phận tạo ra hạt lúa – cơ quan duy trì nòi giống của cây lúa và tạo ra chu
trình mới trong quá trình tồn tại và phát triển của cây lúa. Tùy từng giống lúa
mà bông lúa có chiều dài cũng như dạng bông khác nhau.
Chiều dài bông lúa là một trong những yếu tố đảm bảo cho sức chứa
hạt của bông. Chiều dài bông thay đổi tùy từng giống. Bông lúa từ khi trổ cho
đến lúc bắt đầu chín cũng đóng vai trò quan trọng trong quan hệ quần thể.
Theo Vandertok (1910), Jones (1982) và Ramiash (1930), khi lai giữa
giống lúa bông dài và bông ngắn cho kết quả như sau: Kiểu hình bông dài là
trội so với kiểu hình bông ngắn và phân ly theo kiểu gen đa phân. Điều này
chứng tỏ có nhiều gen chi phối tính trạng chiều dài bông.
Theo Đào Xuân Tân (1994), đột biến lặn đã xuất hiện ở locut Lp (hay
Sp) đã tạo ra alen Lp (hay Sp), mở M2 có dạng bông dài Lplp (hay Spsp). Tùy

theo sự có mặt của một trong hai cặp gen trên hoặc cả hai cặp mà ở M 2 xuất
hiện các thể đột biến có dạng bông ngắn khác nhau. [13]
Syakudo (1958) cho rằng: Tính trạng chiều dài bông do 6 gen đa phân
chi phối nhưng chưa rõ các gen cụ thể, chỉ cho biết tính trạng này phụ thuộc
rất nhiều vào điều kiện môi trường.

19


CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Chúng tôi sử dụng một số dòng lúa đột biến có triển vọng và đặt tên là
TDB06-1, TDB06-2, TDB06-3, TDB06-4, TDB06-5 và tiến hành lai các dòng
này với giống gốc TDB06. Quá trình lai do bộ môn đột biến và ưu thế lai viện
di truyền nông nghiệp, phòng thí nghiệm di truyền, Ts. Đào Việt Anh, Ts.
Nguyễn Như Toản cùng tác giả tham gia thực hiện.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Xác định đặc điểm và bản chất di truyền một số tính trạng nông sinh
học: Chiều cao cây, chiều dài bông, chiều dài lá đòng, chiều rộng lá đòng…
của một số giống lúa TDB06-1, TDB06-2, TDB06-3, TDB06-4, TDB06-5.
- Nghiên cứu sự sai khác về một số chỉ tiêu hình thái giải phẫu có liên
quan đến năng suất giữa các giống gốc với các giống và dòng đột biến.
- Xác định một số tổ hợp lai cần thiết cho quá trình chọn tạo giống lúa
chất lượng tốt.
2. 3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1.Chọn lọc giống và các dòng đột biến
- Trước khi cho lai, các giống và các dòng đột biến đều được kiểm tra
độ thuần chủng bằng phương pháp lai phân tích.
2.3.2 Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng ruộng

- Chuẩn bị giống: Hạt giống được chọn kĩ, đem xử lý theo quy trình
chung. Các dòng được tuyển chọn đem ngâm ủ, nảy mầm rồi gieo theo các lô
riêng rẽ cho từng dòng, khi mạ được 3 – 4 lá thật thì đem cấy.
Mật độ cấy: Cấy 1 rảnh/ khóm, từ 40 – 45 khóm/ m2

20


Kỹ thuật chăm sóc: theo mùa vụ và quy trình chung của nhà nông như:
Tiến hành chăm sóc, tưới tiêu nước đầy đủ, bón phân hợp lí, theo dõi và
phòng trừ sâu bệnh kịp thời, hợp lí.
- Chuẩn bị đất: Đất ruộng được cày, bừa kỹ, san phẳng, chia thành các
luống rộng 1,2m; dài 8m.
- Thu hoạch: Khi số hạt trên bông lúa chín khoảng 85% thì tiến hành
thu hoạch và xử lý số liệu.
2.3.3. Phương pháp lai hữu tính
Tiến hành lai thuận và lai nghịch giữa các cặp bố, mẹ thuộc các giống
đột biến với nhau theo quy trình cải tiến giống lúa.
Hạt giống lúa được gieo làm 5 trà (cách nhau 5 ngày, sau 20 ngày tuổi
chọn những cây mạ đạt yêu cầu về các chỉ tiêu nông – sinh học ở các trà mạ
của cây mẹ đem cấy vào vại sành hoặc xô nhựa (mỗi trà 5 vại, mỗi vại 3 cá
thể) số còn lại đem cấy trên ruộng thí nghiệm theo đúng kỹ thuật. khi lúa chín
bố trí cách ly các vại, tiến hành lai theo các bước:
- Khử đực: Khi cây mẹ trổ bông (2/3) bông nhô khỏi bẹ lá đòng) tiến
hành khử đực.
+ Thời gian khử đực: Buổi chiều trước ngày lai.
+ Tiến hành khử đực: Trên bông lúa định lai, cắt bỏ những gié quá non,
những hoa đã nở trước và tỉa thưa hoa trên gié. Giữ lại 25 – 30 hoa có độ
thành thục vừa phải trên một bông để khử đực bằng nhiều biện pháp: Đầu tiên
cắt mở vỏ trấu rồi dùng panh gắp 6 bao phấn bỏ đi, các hoa đều mở và chỉ nhị

vươn dài đẩy bao phấn ra ngoài, dùng panh nhặt bỏ hết bao phấn. Sau khi khử
đực xong bao cách li từng bông.
- Thụ phấn:
+ Thời gian thụ phấn: Thụ phấn sáng hôm sau, sau ngày khử đực.

21


+ Tiến hành thụ phấn: Sáng hôm sau (6h – 7h) thu những bông của
giống làm lúa (3 – 5 bông cho một tổ hợp) các bông đã trỗ 2/3. Các bông thu
để lấy phấn cắt bỏ hết phần lá và cắm vào cốc nước, để nơi kín gió, có ánh
sáng mặt trời ở nhiệt độ từ 28º - 32ºC (khoảng 9h – 10h sáng) các hoa đều nở.
Lấy từng bông đang nở hoa, đưa vào bao cách li bông cây mẹ đã khử đực và
rũ phấn. Thao tác rũ phấn cần lặp đi lặp lại 3 – 4 lần để các hoa cây mẹ đều có
thể nhận phấn. Sau 25 – 30 ngày thu được hạt lai, phơi khô nơi bóng râm [8].
2.3.4. Phương pháp theo dõi, thu thập số liệu
- Theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của các giống, dòng và con lai
được thực hiện liên tục từ khi gieo đến khi thu hoạch.
- Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi tiến hành khảo sát và thu thập
số liệu bằng phương pháp quan sát đo điếm. Nghiên cứu về các tính trạng:
Chiều cao cây, chiều dài bông, chiều dài lá đòng, chiều rộng lá đòng…
phương pháp xác định các chỉ tiêu này được thể hiện qua bảng 2.1.
Bảng 2.1. phƣơng pháp xác định một số chỉ tiêu
STT Chỉ tiêu khảo Thang xác định tính trạng Cách xác
sát
định
1
Chiều cao Đo từ mặt đất đến đầu mút bông
cây
2

Cm

của 30 cây/ 30 khóm.

Đo

Cm

Đo

Cm

Đo

Cm

Chiều rộng lá Đo chỗ rộng nhất giữa 2 mép lá
đòng

4

Đo

Chiều dài lá Đo từ cổ lá đến đầu mút lá đòng
đòng

3

cao nhất của 30 cây/30 khóm.

Đơn vị

đòng.

Chiều dài Đo từ cổ bông đến đầu mút bông
bông

cao nhất của 30 cây/ 30 khóm.

22


2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu được xử lý bằng phần mềm MS theo chương trình Exel
nhằm thu thập các chỉ số:
+ Trung bình mẫu:
n

X

 Xi
i 1

n

+ Độ lệch chuẩn:




 ( Xi  X )

2

n ≥ 30

n

 ( Xi  X )
n

2

n < 30

+ Sai số trung bình:

m


n

Trong đó: Xi: Giá trị của các biến số
n: số lượng cá thể các mẫu ( ≥ 30).
- Xác định mức độ trội lặn:
Nghiên cứu sự biểu hiện của các tính trạng ở thế hệ F1 bằng mức độ trội
(hp) và được tính theo công thức của Beili và Atkius (1996):

hp 

F  mp
P  mp

23


Trong đó:
F – giá trị trung bình tính trạng nghiên cứu của F1
Mp – giá trị trung bình tính trạng của hai bố mẹ.
P – giá trị trung bình tính trạng nghiên cứu của hai bố mẹ trội hơn.
hp = 0 (Không trội).
hp = 1 hoặc = - 1(trội hoàn toàn).
- 1 < hp < 0 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có giá trị số tuyệt đối
của tính trạng nhỏ hơn, biểu hiện ưu thế lai âm).
0 < hp < 1 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có giá trị tuyệt đối của
tính trạng lớn hơn, biểu hiện ưu thế lai dương).
hp < - 1 (siêu trội âm)
hp > 1 (siêu trội dương)
- Để đánh giá độ tin cậy của các số liệu thực nghiệm ở F2, chúng tôi dùng
phương pháp phân tích phương sai χ2 (khi bình phương) theo công thức:

(0  E )2
 
E
2

Trong đó: 0 – số liệu thực nghiệm.
E – dự kiến lý thuyết.
∑ - tổng số theo tất cả các lớp so sánh trong thực nghiệm.

- Xác định độ tin cậy P theo χ2 tương ứng với (n – 1) bậc tự do.
- Phương pháp nghiên cứu sự di truyền: Chiều cao cây, chiều dài, chiều rộng
lá đòng, chiều dài bông:
+ Thực hiện 10 tổ hợp lai.
+ Đo để thu thập số liệu ở thế hệ lai F1.
+ Trồng hạt cây F1 để theo dõi và phân loại kiểu hình.

24


2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.4.1. Địa điểm nghiên cứu
- Các thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn di truyền
khoa sinh – KTNN trường ĐHSP Hà Nội 2.
- Các con lai và các dạng bố được gieo cấy tại đồng ruộng xã Cao Minh
– Phúc Yên – Vĩnh Phúc.
2.4.2. Thời gian nghiên cứu
- Vụ xuân – mùa 2011

25