Nghiên cứu mức độ ổn định di truyền ở thế hệ sau của một số dòng lúa đột biến ưu việt

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình về
tinh thần, kiến thức cũng như cơ sở vật chất của các thầy cô giáo, các nhà
khoa học, các cơ sở nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu
sắc tới:
TS. Khuất Hữu Trung – Viện Di Truyền Nông Nghiệp,
TS. Nguyễn Như Toản – giảng viên khoa Sinh – KTNN, Trường ĐHSP
Hà Nội 2 đã giao đề tài, tận tình chỉ bảo hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong suốt thời gian làm khóa luận.
Các thầy cô giáo, cán bộ khoa Sinh - KTNN, trường ĐHSP Hà Nội 2,
đặc biệt là các thầy cô trong tổ bộ môn Di truyền - Tiến hóa.
Các anh chị trong bộ môn chọn tạo giống lúa viện Di truyền Nông
nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã
luôn sát cánh ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa
luận.
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Người thực hiện
Vũ Thị Hà


LỜI CAM ĐOAN
Sau một thời gian nghiên cứu, bằng sự nỗ lực, cố gắng của bản thân và
sự định hướng của TS. Khuất Hữu Trung và TS. Nguyễn Như Toản, khóa
luận của tôi đã được hoàn thành.
Tôi xin cam đoan: khóa luận này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi,
kết quả này không trùng với kết quả của bất kỳ tác giả nào đã được công bố.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Sinh viên
Vũ Thị Hà

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT, BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài...................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................ 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc cây lúa trồng ...................................................................... 4
1.2. Phân loại cây lúa .................................................................................. 5
1.3. Vai trò của cây lúa ............................................................................... 6
1.4. Đặc điểm nông sinh học của một số tính trạng .................................... 7
1.5. Tình hình nghiên cứu lúa chất lượng trên thế giới và ở Việt Nam .... 13
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 17
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 17
2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................... 19
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm nông sinh học của 6 dòng đột biến .................................... 20
3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất ......................................................... 30
3.3. Một số đặc điểm liên quan đến chất lượng hạt .................................. 38
3.4. Thời gian sinh trưởng ......................................................................... 41
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận ............................................................................................. 43

4.2. Kiến nghị ........................................................................................... 44
PHỤ LỤC BẢNG .......................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 48
PHỤ LỤC ẢNH


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
+ IRRI: Viện nghiên cứu lúa quốc tế
+ NSLT: Năng suất lý thuyết
+ P1000: Khối lượng 1000 hạt
+ TGST: Thời gian sinh trưởng
+ D: Dài (chiều dài hạt)
+ R: Rộng (chiều rộng hạt)
+ FAO: Tổ chức nông lương thế giới
+GDP: Tổng thu nhập quốc dân


DANH M ỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Chiều dài hạt (l) .............................................................................. 12
Bảng 1.2: Hình dạng hạt (d) ............................................................................ 12
Bảng 3.1: Khả năng đẻ nhánh ......................................................................... 21
Bảng 3. 2: Chiều cao cây................................................................................. 24
Bảng 3.3: Chiều dài lá đòng ............................................................................ 26
Bảng 3.4: Chiều rộng lá đòng ......................................................................... 27
Bảng 3.5: Chiều dài bông ................................................................................ 29
Bảng 3.6: Số bông/khóm ................................................................................. 31
Bảng 3.7: Số hạt chắc/bông và tỷ lệ hạt chắc/bông ........................................ 34
Bảng 3.8: P1000 hạt và NSLT ........................................................................ 36
Bảng 3.9: Chiều dài và chiều rộng hạt thóc .................................................... 39
Bảng 3.10: Thời gian sinh trưởng ................................................................... 41

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1: Khả năng đẻ nhánh ........................................................................ 22
Biểu đồ 2: Chiều cao cây ................................................................................ 24
Biểu đồ 3: Chiều dài lá đòng ........................................................................... 26
Biểu đồ 4: Chiều rộng lá đòng ........................................................................ 28
Biểu đồ 5: Chiều dài bông ............................................................................... 30
Biểu đồ 6: Số bông/khóm................................................................................ 32
Biểu đồ 7.1: Số hạt chắc/bông ........................................................................ 34
Biểu đồ 7.2: Tỷ lệ hạt chắc/bông .................................................................... 35
Biểu đồ 8.1: Khối lượng 1000 hạt ................................................................... 37
Biểu đồ 8.2: NSLT (tấn/ha)............................................................................. 37
Biểu đồ 9.1: Chiều dài hạt ............................................................................... 39
Biểu đồ 9.2: Chiều rộng hạt ............................................................................ 40
Biểu đồ 10: Thời gian sinh trưởng .................................................................. 42


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay, cây lúa (Oryza Sativa L.) là 1 trong 3 loại cây lương thực
chính của hơn một nửa dân số thế giới tập trung tại các nước Châu Á, Châu
Phi, Châu Mỹ La Tinh. Do vậy cây lúa có vai trò đặc biệt quan trọng đối với
đời sống con người.
Trong khi dân số thế giới tăng thì diện tích đất dùng cho trồng lúa lại
không tăng. Theo dự đoán của các chuyên gia về dân số học, nếu dân số thế
giới tiếp tục tăng trong vòng 20 năm tới thì sản lượng lúa gạo phải tăng 80%
mới đáp ứng nhu cầu sống còn của dân cư mới [12].
Ngoài ra, thế giới còn phải gánh chịu những biến đổi về khí hậu toàn
cầu như: hạn hán, bão lụt, sa mạc hóa... Những biến đổi trên đã gây ra những

bất lợi lớn cho nền nông nghiệp thế giới.
Các yếu tố trên đã gây áp lực rất lớn cho ngành sản xuất lương thực,
thực phẩm. Vì thế phát triển cây lương thực trở thành vấn đề được đặt lên
hàng đầu của mỗi quốc gia, trong đó cây lúa nước là đối tượng được chú
trọng nghiên cứu và đầu tư nhiều nhất, bởi trên thế giới có tới 65% dân số coi
lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu (theo thống kê của tổ chức FAO).
Ở Việt Nam, cây lúa là cây lương thực đã có từ lâu đời, gắn bó mật
thiết với người nông dân và có vai trò quan trọng trong ngành trồng trọt. Nhờ
áp dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào công tác chọn tạo giống lúa mà
Việt Nam đã có những bước tiến lớn trong ngành sản xuất lương thực. Từ một
nước thiếu lương thực triền miên, đến nay trong nhiều năm Việt Nam đã vươn
lên đứng thứ hai về xuất khẩu gạo sau Thái Lan [11].


Tuy nhiên năng suất lúa bình quân ở nước ta so với các nước khác vẫn
còn quá thấp (bình quân chưa đạt 4,0 tấn/ha/vụ), phẩm chất gạo nhìn chung
còn kém chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế.
Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng trên là do nhiều năm qua chúng ta
chưa thực sự chú trọng đến công tác chọn tạo giống lúa có chất lượng và
thương phẩm tốt, nhất là những giống lúa đặc sản.
Do vậy, nhiệm vụ đặt ra cho các nhà khoa học và các nhà chọn giống là
tạo ra được các giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt, phổ thích ứng rộng,
khả năng chống chịu sâu bệnh cao. Xuất phát từ tình hình thực tiễn, đồng thời
với hy vọng được góp phần công sức vào việc chọn tạo giống lúa mới có năng
suất cao, chất lượng tốt chúng tôi mạnh dạn tiến hành: “Nghiên cứu mức độ
ổn định di truyền ở thế hệ sau của một số dòng lúa đột biến ưu việt”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu mức độ ổn định di truyền ở thế hệ sau của các dòng lúa
đột biến ưu việt.
- Tiến hành phân lập và tuyển chọn chọn một số dòng lúa đột biến ưu

việt có độ ổn định cao về năng suất, thời gian sinh trưởng... Từ đó góp phần
tạo giống và tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa mới
thích nghi với điều kiện ở nhiều vùng sinh thái khác nhau.
3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của các cá thể thu được về các
chỉ tiêu như: khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây, kích thước lá đòng, kích
thước hạt, số bông/khóm, số hạt chắc/bông và tỷ lệ hạt chắc, P1000 hạt và
NSLT.
- Lựa chọn một số dòng 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
- Đánh giá được mức độ ổn định di truyền của một số tính trạng ở thế
hệ sau của các dòng lúa đột biến ưu việt tại vùng sinh thái Nam Định.
- Tìm hiểu hiệu quả của đột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo
giống nói chung và giống lúa nói riêng...
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xác định khả năng di truyền của các dòng đột biến ở các mức độ khác
nhau, từ đó đưa ra phương hướng sử dụng, đặc biệt áp dụng vào chương trình
chọn tạo các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt để thay thế các giống
cũ kém hơn tiến tới việc gieo trồng đại trà trên nhiều vùng sinh thái khác
nhau.


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc của cây lúa trồng
Cây lúa trồng (Oryza Sativa L.) (2n = 24) là cây lương thực có vị trí
quan trọng trên thế giới, là loài thân thảo sinh sống hàng năm. Thời gian sinh

trưởng của các giống lúa dài, ngắn khác nhau và nằm trong khoảng từ 60 250 ngày [3].
Về nguồn gốc cây lúa, nhiều nhà khoa học như Louis Hedin (1944), E.
Werth (1954), H.Wismann (1957) đã cho rằng: vùng Đông Nam Á là nơi khai
sinh ra cây lúa hiện nay. Bởi vì khu vực này có khí hậu ẩm, có nhiều điều
kiện lí tưởng để phát triển nghề trồng lúa. Theo kết quả khảo cổ học trong vài
thập niên qua đã tìm ra nhiều cổ vật cho thấy quê hương đầu tiên của cây lúa
là vùng Đông Nam Á. Các bằng chứng cho thấy cây lúa nước đã có ở vùng
này cách đây khoảng 1000 năm, ở Trung Quốc chỉ cách đây khoảng 5900 7000 năm. Hiện nay vùng Đông Nam Á vẫn còn mọc rải rác một số loài lúa
dại là tổ tiên của cây lúa hiện nay như: Oryza fatia, Oryza offciadis, Oryza
minuta... Đây 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.
Về phương diện thực vật học, lúa trồng hiện nay là do lúa dại
Oryzafatma hình thành thông qua quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài. Họ
hàng với các cây lúa trồng là các loài trong chi Oryza. Người ta đã khảo sát và
thấy có 22 loài trong chi Oryza với 24 hoặc 48 NST.
Trong số 22 loài của chi Oryza chỉ có 2 loài là chi Oryza Sativa và
Oryza glaberrima là lúa trồng nhưng Oryza glaberrima chỉ được trồng với
diện tích nhỏ ở Tây Phi [3].


1.2. Phân loại cây lúa
- Theo hệ thống phân loại học thực vật thì cây lúa có vị trí phân loại như
sau:
Giới (Re grum): Plante - thực vật
Ngành (Divisio): Angiospermac - thực vật có hoa
Lớp (Classic): Monocotyledunes - lớp một lá mầm
Bộ (Ordines): Poales (Graminasles)- Hòa thảo có hoa
Họ (Familia): Pcacoe (Graminac) - Hòa thảo
Chi (Genus): Oryza - lúa

Loài (Species): Oryza Sativa - Lúa trồng
Việc phân loại Oryza Sativa L có nhiều quan điểm khác nhau:
- Theo Kato (1931) chia Oryza Sativa L thành hai loài là:
+ Oryza Sativa Sub. Sp. Japonica Kato (loài phụ Nhật Bản).
+ Oryza Sativa Sub. Sp. Indica Kato (loài phụ Ấn Độ).
- Theo Gout chin (1934, 1943) trên quan điểm thực vật học phân loại
thành 3 loài phụ: Indica, Javanica, Japonica. Javanica là loại hình trung gian
giữa Indica và Japonica nhưng gần với Indica hơn.
- Ngoài ra còn có một số cách phân loại như:
+ Căn cứ theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng chia
ra làm lúa mùa và lúa chiêm.
+ Theo thành phần tinh bột chia ra làm lúa nếp (glutinosa) và lúa tẻ
(utilissma).
+ Theo hình dạng hạt chia ra làm hạt lúa dài và hạt lúa tròn.
Ở nước ta, lúa trồng được phân bố rộng khắp cả nước, từ ven biển đến
đồng bằng, từ trung du đến miền núi, đa số các giống lúa trồng ở nước ta
thuộc dạng lúa miền nhiệt đới (loài Indica), một số giống lúa miền núi có tính
trung gian giữa loài Indica và loài Japonica.


1.3. Vai trò của cây lúa
Lúa là một trong 3 loài cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mì, lúa
gạo, ngô. Lúa được trồng ở 112 nước trên thế giới, cung cấp lương thực cho
hơn 65% dân số thế giới.
Ở những nước có nền kinh tế đang phát triển như nước ta thì số lượng
lao động phục vụ trong nông nghiệp mà chủ yếu là trồng lúa chiếm phần rất
lớn (hơn 80%). Như vậy cây lúa góp phần vào việc giải quyết việc làm cho
một lượng lớn lao động và giải quyết vấn đề an ninh lương thực thế giới.
Trên thế giới, khoảng 65% dân số thế giới coi lúa gạo là nguồn lương
thực chính, 25% sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực hàng ngày.

Như vậy cây lúa đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề an ninh
lương thực thế giới.
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học kết
hợp với những tiến bộ của khoa học kĩ thuật (KHKT), các nhà khoa học đã
chọn tạo ra các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống
chịu cao đã đưa nước ta lên một bước tiến lớn trong ngành sản xuất lúa gạo.
Đặc biệt nước ta đã trở thành nước đứng thứ 2 sau Thái Lan về xuất khẩu gạo
và hàng năm đã góp phần lớn vào tổng thu nhập quốc dân (GDP).
Năm 2008 xuất 4,7 triệu tấn đóng góp 2,9 tỉ USD vào GDP, năm 2009 là
6 triệu tấn mang lại 2,6 tỉ USD.
Các sản phẩm của cây lúa bao gồm nhiều chất dinh dưỡng rất cần thiết
cho đời sống con người như: tinh bột, protein, xenlulozơ, các loại vitamin B1,
B2, B6. Các sản phẩm của cây lúa còn được sử dụng trong chăn nuôi, trong
công nghiệp chế biến thực phẩm mang lại giá trị kinh tế cao.
- Gạo là nguồn cung cấp tinh bột chủ yếu cho con người, ngoài ra còn sử
dụng trong sản xuất rượu, bia.


- Tấm: Sản xuất tinh bột, rượu cần, axeton, phấn mịn và thuốc chữa
bệnh.
- Cám: dùng để sản xuất thức ăn cho gia súc. Trong công nghệ được sản
xuất vitamin B1 chữa bệnh tê phù. Dầu cám có chất lượng cao, dùng chữa
bệnh, chế tạo sơn cao cấp, làm mỹ phẩm, chế xà phòng ...
- Trấu: dùng để sản xuất nấm men làm thức ăn gia súc, sản xuất vật liệu
đóng lót hàng, dùng để độn chuồng làm phân bón có SiO2 cao, làm chất đốt.
- Rơm rạ: có thể sử dụng vào sản xuất các sản phẩm giúp tăng thu nhập
như: sản xuất nấm thực phẩm, sản xuất giấy, cồn tân dược... Giá trị dinh
dưỡng của lúa gạo so với một số cây lương thực khác:
+ Tinh bột: Hàm lượng tinh bột 62,4%, là nguồn chủ yếu cung cấp calo.
+ Protein: Các giống lúa Việt Nam có hàm lượng Protein vào khoảng 7 8%. Các giống lúa nếp có hàm lượng Protein cao hơn lúa tẻ.

+ Lipit chủ yếu ở lớp vỏ gạo. Nếu ở gạo xay là 2,02% thì ở gạo đã xát
chỉ còn 0,52%.
+ Vitamin: trong lúa gạo còn có một số vitamin nhất là vitamin nhóm B
như: B1, B2, B6... Lượng vitamin B1 là 0,45 mg/100 hạt (trong đó ở phôi là
47%, vỏ cám là 34,5%, hạt gạo là 3,8%) [10].
1.4. Các đặc điểm nông sinh học của cây lúa
1.4.1. Chiều cao cây
Chiều cao cây là một tính trạng nông học quan trọng liên quan đến tính
chống đổ và trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất của cây lúa.
Theo “Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá nguồn gen lúa” (Inger,
1996) [9], chiều cao cây lúa được chia làm 3 loại chính:
+ Nửa lùn (vùng thấp < 100cm; vùng cao < 90cm)
+ Trung gian (vùng thấp: 110-130cm; vùng cao: 90-125cm)
+ Cao (vùng thấp > 130cm; vùng cao > 125cm)


Theo Chang (1964), chiều cao cây lúa được kiểm tra bởi một số gen
tương tác theo kiểu cân bằng như: D, Sm, md, dw, T và d. Mức độ chi phối
chiều cao cây lúa của chúng theo thứ tự: D > Sm > dw > md. Bên cạnh đó,
gen át chế của T là I, nên cây có kiểu gen I-T- sẽ có dạng lùn [4].
Gen lặn đột biến lần đầu tiên được phát hiện ở giống lúa lùn Calrose-76
(một giống lúa đột biến từ giống lúa cao cây Calrose của bang Califonia- Mỹ)
là sd1, tiếp theo là các alen của nó ở giống lúa nửa lùn Deo- Geo- Woo- Gene
(DGWG). Các công trình nghiên cứu sau đó tập trung phát hiện các gen và
các alen lùn của các giống lúa khác, xác định mối quan hệ của chúng với sd1.
Hee-Jong-Koh và cộng sự (1993), Kuo-Hai-Tsai (1998) đã công bố các
gen và các alen mới bổ sung vào các gen lùn đã có ở lúa.Những nghiên cứu
này còn đề cập đến quan hệ liên kết, cũng như tác động qua lại của các gen
này với các gen đã biết hoặc tính đa hiệu của chúng [4].
Từ nhiều nghiên cứu, Khush và Toennissen (1991) thống kê tới hơn 50

gen liên quan đến tính lùn hoặc rút ngắn bộ phận nào đó của cây lúa. Hầu hết
các gen liên quan đến tính lùn là gen lặn, chỉ có 2 gen trội là D 53 (Dk- 3)
thuộc NST số 9, nhóm liên kết 11 và gen D-h phát hiện ở một dòng đột biến
lùn từ một giống Japonica Nhật Bản. Trừ NST số 7, các gen quy định tính lùn
nói trên phân bố trên 11 NST còn lại. Mỗi kiểu gen cụ thể sẽ quy định hình
dạng lùn nhất định [4].
Theo nghiên cứu của Đào Xuân Tân (1994) và Đỗ Hữu Ất (1997) trên
một số giống lúa nếp và 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 là dạng thấp hơn
dạng gốc (lùn và nửa lùn) và dạng cao hơn dạng gốc (tùy vào đặc điểm của
giống và liều lượng phóng xạ). Theo hai tác giả này, tương tác cân bằng giữa
2 locus I và T vốn có của các giống lúa cổ truyền tạo nên sự ổn định của tính
trạng này. Đột biến đã phá vỡ sự cân bằng giữa các locus kiểm tra chiều cao


cây. Do vậy sự biến đổi của locus I và T hoặc một trong các locus D sẽ tạo ra
các dòng đột biến có chiều cao cây khác nhau và khác với giống gốc [1], [6].
1.4.2. Khả năng đẻ nhánh
Sự tăng khả năng đẻ nhánh tạo điều kiện tăng số bông hữu hiệu trên
khóm.
Theo Chang (1963), Khush và cộng sự (1991) cho biết khả năng đẻ
nhánh liên quan trực tiếp đến sự tổ hợp của các alen thuộc 3 locus “ Ti-1”,
“Ti-2”, “Ti-3”, đẻ nhánh khỏe là tính trạng lặn và được kiểm soát bởi các alen
ti1, ti2, ti3 [4].
Đào Xuân Tân (1994), Đỗ Hữu Ất (1997), Nguyễn Minh Công và cộng
sự (2001) cho biết những cây đồng hợp tử về các alen trội của các locus “Ti1”, “Ti-2”, “Ti-3” đẻ nhánh rất yếu hoặc không đẻ nhánh. Tùy theo số cặp
alen trong kiểu gen nhiều hay ít mà khả năng đẻ nhánh mạnh hay yếu bằng
phương pháp chiếu xạ hạt giống, các tác giả trên đã thu được các đột biến làm
tăng khả năng đẻ nhánh ở mức độ khác nhau: đẻ nhánh khỏe hoặc rất khỏe từ
các giống lúa đẻ nhánh trung bình. Các đột biến này di truyền sang M 2 theo tỉ

lệ phân li của các phép lai đơn [1], [6], [2].
Theo Jones (1936), Ramiah (1953), và Grist (1968), khả năng đẻ
nhánh của của cây lúa được kiểm tra bởi ít nhất 3 gen đa phân và tính
trạng này chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường [4].
1.4.3. Góc lá, chiều dài, chiều rộng lá đòng
Theo Yuan Long Ping, yếu tố cần thiết để nâng cao năng suất lúa là
nguồn và sức chứa. Sức chứa là bông to còn nguồn là lá. Cần có sự cân đối
giữa nguồn và sức chứa tức là bông to hạt nhiều thì bộ lá cần phải lớn, lá dài
đứng và rộng [7].
Lá là trung tâm hoạt động sinh lý của cây lúa, đó là các hoạt động quang
hợp, tích lũy chất khô, thoát hơi nước, điều tiết nhiệt độ… Với các chức năng


như vậy thì lá lúa đóng vai trò quan trọng đối với quá trình sinh trưởng và
phát triển cũng như năng suất của cây lúa. Trong đó lá đòng là loại lá được
các nhà khoa học hết sức chú ý quan tâm và là một trong những chỉ tiêu để
đánh giá hình thái của cây lúa.
Trên một nhánh lúa, các lá lúa ra kế tục nhau và được sắp xếp so le. Số
lượng lá lúa trên thân chính tùy thuộc vào giống. Giống có thời gian sinh
trưởng dài thì số lá nhiều và ngược lại. Trong quá trình phát triển của cây lúa
lá hình thành đầu tiên (sau lá mầm) là lá nguyên thủy, lá này không có phiến
lá mà chỉ có bẹ lá. Lá hình thành cuối cùng là lá đòng. Trong đời sống cây
lúa, lá thứ 2 tính từ trên xuống luôn hoạt đông mạnh nhất nên lá này gọi là lá
công năng. Lá đòng là lá cuối cùng và trên một nhánh lúa thì nó là lá trên
cùng, vì vậy nó tiếp nhận nhiều ánh sáng nhất.Từ sau khi lúa trổ, lá đòng hoạt
động không kém lá công năng nhưng do ra sau, trẻ hơn và ở phía trên nên có
vai trò lớn nhất nuôi dưỡng bông lúa [4].
Murai và cộng sự (1987) sử dụng phương pháp phân tích diallen về
chiều dài phiến lá (từ lá đòng đến lá thứ 3) chiều rộng lá đòng và góc lá đòng
của các cây F1 tạo ra từ phép lai diallen (không thuận nghịch) giữa 5 giống lúa

ở Hokaido. Kết quả cho thấy ở mỗi tính trạng phương sai do tác động cộng
tính của các gen là lớn hơn phương sai do hiệu ứng trội. Đối với lá thứ 2 và lá
thứ 3, nói chung phiến lá dài là trội vì hầu hết các cây F 1 đều có giá trị lớn
hơn giá trị trung bình giữa 2 dạng bố mẹ. Đối với chiều rộng lá đòng thì
ngược lại, phiến lá hẹp là trội vì F2 là trội và F1 nhỏ hơn trung bình giữa 2 bố
mẹ. Kết quả này ngược lại với kết quả của Kramer (1974) (phiến lá rộng là
trội không hoàn toàn) [4].
Mitra (1962) 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, hẹp. Kết quả cho thấy, tất cả cây lai


F1 đều có phiến lá dài, rộng còn ở F2 phân li 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 của phép lai diallen giữa 7 giống lúa Kramer (1974) đã kết
luận: tính trạng góc lá đòng và tính trạng góc lá công năng được kiểm soát bởi
2 hệ thống gen khác nhau. Góc lá đòng là trội hơn so với góc lá đòng hẹp,
ngược lại góc lá công năng hẹp là trội so với góc lá công năng rộng.
1.4.4. Chiều dài bông, dạng bông.
Bông lúa là kết quả của mọi hoạt động trong đời sống cây lúa là bộ phận
tạo ra hạt lúa – cơ quan duy trì nòi giống cây lúa và tạo ra chu trình mới trong
quá trình tồn tại và phát triển của cây lúa. Tùy từng giống mà bông lúa có
chiều dài cũng như dạng bông khác nhau.Chiều dài bông liên quan đến sức
chứa hạt của bông, là yếu tố cấu thành năng suất.
Theo Syakudo (1958) cho biết: tính trạng chiều dài bông do 6 gen đa
phân chi phối nhưng chưa rõ các gen cụ thể, tính trạng này phụ thuộc rất
nhiều vào điều kiện môi trường [4].
Năm 1991 Khush và cộng sự cho rằng: gen lặn đột biến đánh dấu “Sp”

xác định bông dài phát sinh từ dạng ban đầu. Dưới tác động của phóng xạ,
locus “Sp”(hay còn gọi là Lp) có thể phát sinh đột biến lặn theo nhiều hướng
khác nhau, có hướng tăng cường chiều dài bông ở mức độ khác nhau.Ví
dụ:Sp->sp1; Sp->sp2…
Theo Vanderstock J.E (1910), Jones (1982) và Ramiah (1930) khi lai
giữa giống lúa bông dài và giống lúa bông ngắn cho thấy: kiểu hình bông dài
là trội so với kiểu hình bông ngắn và phân ly theo kiểu gen đa phân. Điều đó
chứng tỏ có nhiều gen chi phối tính trạng chiều dài bông.


Theo Đào Xuân Tân (1994), đột biến lặn đã xuất hiện ở locus Lp (hay
Sp) đã tạo ra alen lp (hay sp), ở M2 có dạng bông dài lplp (hay spsp).Tùy theo
sự có mặt của một trong hai cặp gen trên hoặc cả 2 cặp mà ở M 2 xuất hiện các
thể đột biến có dạng bông ngắn khác nhau [6].
Lưu ý rằng: chiều dài bông cần kết hợp hài hòa với chiều dài cổ bông.
Bông dài mà cổ bông cũng dài thì dễ gẫy.Bông dài mà cổ bông trỗ không
thoát (cổ bông không thoát khỏi bẹ lá đòng) thì tỷ lệ lép cao, giảm năng suất.
Bông dài vừa, hạt xếp xít, số gié nhiều là xu thế chung được nhiều nhà chọn
tạo giống quan tâm.
1.4.5. Kích thước và hình dạng hạt
Theo “Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá nguồn gen lúa” (Inger 1996)
[9], kích thước hạt được xác định như sau:
Bảng 1.1: Chiều dài hạt (l)
Hình dạng
Rất dài
Dài
Trung bình
Ngắn

Kích thƣớc

l > 7,5 mm
7,5 mm ≥ l > 6,6 mm
6,6 mm ≥ l > 5,5 mm
5,5 mm ≥ l

Điểm
1
3
5
7

Bảng 1.2: Hình dạng hạt gạo (d), d= chiều dài hạt/ chiều rộng hạt
Hình dạng
Thon
Trung bình
Bầu
Tròn

Kích thƣớc
d > 3,0 mm
3,0mm ≥ d ≥ 2,1 mm
2,0 mm ≥ d ≥ 1,1 mm
1,1 mm > d

Điểm
1
3
5
9

Năm 1933 Ramiash phát hiện một gen lặn “lk” quy định tính trạng hạt
dài. Nhưng đến năm 1943, Morinaga và cộng sự cho biết: Tính trạng hạt dài
của giống Koto (Nhật Bản) được kiểm tra bởi 5 gen cộng gộp, kết quả này
phù hợp với nhận xét của Takita (1985).


Theo Chang (1964 – 1974) cho rằng, chiều dài hạt do 2 hoặc nhiều gen
xác định; chiều rộng do 3-5 gen kiểm soát [4]. Một số tác giả khác như Murai
và Kinoshta (1986), Tseng (1977), Kado (1989) đều kết luận: chiều dài hạt
biến đổi theo kiểu biến dị liên tục, chứng tỏ nó được kiểm soát bởi nhiều gen.
Theo Trần Duy Quý (1986) hình dạng hạt ngắn, tròn là các đột biến trội,
phân li theo quy luật Menden trong phép lai đơn. Đột biến này được kiểm soát
bởi gen trội Kr thuộc NST số 8 (Jodon 1955, 1956) [5].
Như vậy sự tổ hợp theo những cách thức khác nhau của các gen thuộc
các locus khác nhau biểu hiện tác động theo kiểu tác động cộng gộp hoặc bù
trừ làm cho độ dài hạt gạo ở các giống lúa không giống nhau.
+ Trong 10 locus kiểm soát kích thước và hình dạng hạt gạo có 5 locus
chính, thường gặp ở các giống lúa trồng hiện nay thuộc 2 loài phụ Indica và
Japonica. Trong đó locus Lk–f được nghiên cứu nhiều nhất, đây là locus rất
dễ bị đột biến và có tác động đa hiệu.
+ Các alen đột biến làm thay đổi chiều dài hoặc hình dạng hạt gạo phát
sinh ở một số giống lúa di truyền theo quy luật Menden trong phép lai đơn, có
quan hệ trội lặn hoàn toàn hoặc không hoàn toàn so với alen kiểu dại.
1.5. Tình hình nghiên cứu lúa chất lƣợng trên thế giới và Việt Nam
1.5.1. Tình hình nghiên cứu lúa chất lượng trên thế giới
Gần đây các nhà khoa học tại viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đang
có chương trình nghiên cứu nhằm tìm ra dạng cây lúa mới có năng suất chất
lượng cao hơn hẳn giống lúa hiện tại để đưa vào sản xuất đại trà đáp ứng nhu
cầu lương thực cho nhân loại. Kết quả đã tạo ra dòng IR 60819-34-2-1 là
dòng có nhiều hạt trên bông, năng suất đạt 10 tấn/ha đối với vùng nhiệt đới,

và 15 tấn/ha đối với vùng ôn đới.
Theo Chandler (1972), sau nhiều năm nghiên cứu ở viện nghiên cứu lúa
Quốc tế đã lai tạo thành công giống lúa nửa lùn tai chung Nativel có năng suất


cao, giống này được gieo trồng ở rất nhiều nước, đến năm 1966 giống IR8 ra
đời cho năng suất vượt hẳn các giống khác [4].
Theo Yosida (1979) các giống lúa thấp cây và ngắn ngày là hướng chọn
tạo giống lúa mới trên thế giới, đặc điểm chính của bộ giống lúa này là:
+ Chín sớm có tổng tích ôn nhỏ hơn các giống chín muộn.
+ Thấp cây có chiều hướng đẻ nhiều nhánh hơn.
+ Thời gian để phát triển 1 bông lúa ở giống lúa chín sớm ngắn hơn các
giống lúa chín muộn.
+ Giống chín sớm sử dụng nước có hiệu quả hơn giống lúa chín muộn.
+Những giống có phản ứng đạm cao, lá thẳng, ngắn, hẹp, dày, xanh đậm,
chịu thâm canh cao.
+ giống có thân ngắn cứng cây giúp lúa chống đổ tốt [4].
Gần đây tại hội nghị di truyền Quốc tế về cây lúa được tổ chức ở Bắc
Kinh (Trung Quốc) năm 2002 nghiên cứu của Yang Huisc và cộng sự (2002)
đề xuất 8 đặc điểm di truyền và sinh lý của giống lúa siêu cao sản:
+ Các giống lúa cao sản phải có năng suất sấp xỉ 16.000 kg/ha/vụ.
+ Phải có nhiều gié trên bông, số gié cấp 1 và cấp 2 nhiều dẫn đến mật
độ hạt cao.
+ Năng suất của giống lúa siêu cao sản tăng tuyến tính với vật chất khô.
+ Tổng giá trị sinh vật chất khô của thân lá và sự sự tích lũy vật chất khô
sau khi trổ bông có tương quan dương và rất chặt chẽ với năng suất hạt.
+ Hầu hết các giống lúa siêu cao sản có khả năng đẻ nhánh vừa phải
hoặc yếu nhưng tỷ lệ bông hữu hiệu cao.
+ Giống phải có khả năng chống đổ.
Các đặc điểm trêm chỉ ra rằng: kích thước cây giảm mạnh và sản phẩm

sinh khối cao là hai yếu tố cực kì quan trọng để đánh giá tiềm năng, năng suất
của các giống lúa siêu cao sản và cũng là hướng chọn tạo giống mới [4].


1.5.2. Tình hình nghiên cứu lúa chất lượng ở Việt Nam
Việt Nam là nước đứng thứ 4 trong khu vực về nghiên cứu thực nghiệm
và sử dụng vào công tác chọn giống cây trồng. Việt Nam đã tạo ra được hơn
40 giống cây trồng, trong đó có 27 giống lúa, còn lại là ngô, lạc, cà chua, đậu
tương... Trong các giống lúa được tạo ra bằng đột biến, có giống DT-10 đã
từng đứng hàng đầu về cả 3 mặt (diện tích, năng suất, sản lượng).
Từ năm 1989, Việt Nam trở thành một nước cung cấp lúa gạo quan trọng
trên thị trường thế giới. Giai đoạn 2001 - 2007 xuất khẩu bình quân hàng năm
trên 4,2 triệu tấn sang 128 quốc gia. Năm 2008 là 4,7 triệu tấn, năm 2009 đạt
kỉ lục mới trên 6 triệu tấn và đến năm 2010 là 6,5 triệu tấn. Để có kết quả
thuận lợi này là nhờ một phần không nhỏ của khoa học chọn giống, thay thế
giống cũ bằng các giống mới có chất lượng cao hơn, phẩm chất tốt hơn.
Trong những năm qua trên đối tượng cây lúa đã có những công trình khoa học
ra đời trong đó phải kể đến:
Đột biến cảm ứng trong giai đoạn tiền phôi (Phan Khải, 1978).
Chọn giống lúa đột biến (Trần Duy Qúy, Đào Xuân Tân, 1983). Tuy còn
khá mới mẻ nhưng chọn giống đột biến đã thu được nhiều thành tựu.
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. Bằng phương
pháp xử lí đột biến (Nguyễn Minh Công, trường Đại học sư phạm Hà Nội 1)
đã chọn tạo thành công lúa Tám Thơm từ một giống lúa cảm quang chỉ cấy
được vụ mùa ra giống lúa Tám mới cảm ôn, cứng cây, lá dày hơn và cấy được
2 vụ trong năm mà vẫn giữ nguyên được phẩm chất.
Nói về giống lúa lai không thể không nhắc tới “hoa hậu lúa lai” hay “quả
bom nguyên tử 10 tỷ”…, những từ ngữ mà gần đây báo chí nói về giống lúa
TH3- 3, thành quả của công trình nghiên cứu về lúa lai 2 dòng của PGS.TS

Nguyễn Thị Trâm thuộc viện Sinh học Nông Nghiệp. Đây là giống lúa lai 2


dòng đầu tiên củaa Việt Nam được sử dụng rộng rãi ở đồng bằng Sông Hồng,
đây là bước phát triển của lúa lai ở Việt Nam [13].
Bên cạnh những thuận lợi là những khó khăn là chất lượng gạo còn kém
do dư lượng thuốc hóa học bảo vệ thực vật còn cao, canh tác còn sử dụng
nhiều phân bón hóa học…Vì thế, giá xuất khẩu gạo không cao và không được
thị trường thế giới chấp nhận. Một khó khăn nữa là chi phí cho nghề trồng lúa
ngày một cao, đây là khó khăn mà Việt Nam phải vượt qua.


CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

- 6 dòng lúa đột biến: XH-1, XH-3, HD1, HD2, TDB06, CL-8, thu được
là do TS.Nguyễn Như Toản và Viện Công Nghệ Sinh Học cung cấp.
Giống đối chứng BT7 là giống lúa thuần ngắn ngày,chất lượng cao, có
mùi thơm, nhập nội từ Trung Quốc vào năm 1992 và được gieo trồng khá phổ
biến ở nhiều nơi thuộc các tỉnh phía Bắc. BT7 có thời gian sinh trưởng trong
vụ xuân là 128 -140 ngày, vụ mùa từ 105-110 ngày. Chiều cao cây lúa trung
bình từ 99.6 -108 (cm), đẻ nhánh thấp, hình thái gọn, bông có nhiều hạt (160180 hạt/ bông), khối lượng 1000 hạt (21-24 g), dạng hạt nhỏ, thon dài, gạo
trong, cơm mềm, có mùi thơm, năng suất trung bình từ 5- 7 tấn/ ha, khả năng
chống đổ từ trung bình đến kém, nhiễm rầy nâu, đạo ôn, khô vằn từ nhẹ đến
trung bình, nhiễm bạc lá nặng (vụ mùa).
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng ruộng
- Mạ của các dòng được gieo thành từng ô theo phương pháp mạ khung,
khi mạ có 3-4 lá thật thì đem cấy.
- Ruộng làm đất kĩ, san phẳng và chia thành từng ô ngẫu nhiên

(100m2/ô), với 3 lần nhắc lại.
- Mật độ cấy 40 khóm/m2, cấy 1 dảnh/khóm.
- Gieo ngày 12/06/2010
- Cấy ngày 30/06/2010
- Gặt ngày 20/09/2010-25/09/2010
Chăm sóc theo mùa vụ và quy trình chung.
2.2.2. Phương pháp thu thập số liệu
Theo dõi và thu thập một số biến dị hình thái sinh trưởng và phát triển,
các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa đột biến. Các đặc tính nông -


sinh học: (được xác định theo “hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa”
của IRRI năm 1996) (phụ lục bảng).
Theo tài liệu trên, quá trình phát triển cá thể ở cây lúa gồm các giai đoạn
sau:
1. Giai 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 trỗ bông.
7. Giai đoạn chín sữa.
8. Giai đoạn vào chắc.
9. Giai đoạn chín hoàn toàn.
2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu
Các số liệu đã có được xử lí theo phương pháp thống kê toán học, gồm
các tham số:
- Trung bình mẫu
n

X=

 Xi
i 1

n

- Độ lệch chuẩn
n



 ( Xi  X )

2

n  30

i 1

n

n



 ( Xi  X )
i 1

n 1

2

n< 30


- Hệ số biến động
CV% =


X

100%

Nếu CV% < 10% : sự biến động không đáng kể,
Nếu CV% = 10% – 20% : sự biến động trung bình,
Nếu CV % > 20% : sự biến động cao.
- Sai số trung bình
m= 


n

- Năng suất lí thuyết:
NSLT = số khóm/m2 × số bông/khóm × số hạt chắc/bông × P1000 hạt
× 10-5 (tấn/ha).
Với: n: số mẫu lấy
Xi: biến số

2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.3.1. Địa điểm nghiên cứu
+ HTX Trực Nội – Trực Ninh – Nam Định
+ Trung tâm giống cây trồng Nam Định
+ Phòng thí nghiệm Khoa Sinh – KTNN, trường ĐHSP Hà Nội 2.
2.3.2. Thời gian nghiên cứu
Tiến hành vào vụ mùa năm 2010.