Khảo sát tập đoàn các dòng giống lúa tẻ triển vọng mới chọn tạo có năng suất cao, chât lượng tốt và kháng bệnh bạc lá

HỌC
C VIỆN
VIỆ NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUY
NGUYỄN
THỊ HỒNG LUÂN

KHẢO SÁT TẬP
ẬP ĐOÀN CÁC DÒNG/ GIỐNG
NG LÚA T
TẺ
TRIỂN VỌNG
NG MỚ
MỚI CHỌN TẠO CÓ NĂNG SUẤT
ẤT CAO,
CHẤT LƯỢNG
ỢNG T
TỐT VÀ KHÁNG BỆNH BẠC
ẠC LÁ

LUẬN
ẬN VĂN
V
THẠC
ẠC SĨ

HÀ NỘI - 2015


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ HỒNG LUÂN

KHẢO SÁT TẬP ĐOÀN CÁC DÒNG/ GIỐNG LÚA TẺ
TRIỂN VỌNG MỚI CHỌN TẠO CÓ NĂNG SUẤT CAO,
CHẤT LƯỢNG TỐT VÀ KHÁNG BỆNH BẠC LÁ

Chuyên ngành

: Công nghệ sinh học

Mã số

: 60 42 02 01

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phan Hữu Tôn

HÀ NỘI - 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được
cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Nếu
có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hồng Luân

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được
sự giúp đỡ tận tình của rất nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới thầy PGS.TS.
Phan Hữu Tôn, là người thầy hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy ThS. Tống Văn Hải và ThS. Nguyễn Quốc
Trung cùng toàn thể các cán bộ đang công tác tại bộ môn Sinh học phân tử và Công
nghệ sinh học ứng dụng - Học viện Nông Nghiệp Việt đã giúp đỡ và tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Qua đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị và bạn bè đã
giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình đã luôn là chỗ dựa
vững chắc cho tôi để tôi hoàn thành khóa học này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng năm 2015

Học viên

Nguyễn Thị Hồng Luân

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục những từ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình

vii

Trích yếu

viii

Abstract ix
PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục tiêu nghiên cứu

2

1.3

Phạm vi nghiên cứu

2

1.4

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3

1.4.1

Những đóng góp mới của luận văn

3

1.4.2

Ý nghĩa khoa học

3

1.4.3

Ý nghĩa thực tiễn

3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

2.1

Nghiên cứu về cây lúa

4

2.1.1

Nguồn gốc

4

2.1.2

Phân loại

5

2.1.3

Bộ gen của cây lúa và triển vọng

6

2.2

Cơ sở khoa học và những kết quả nghiên cứu về tuyển chọn giống lúa

8

2.2.1

Nghiên cứu về những đặc điểm nông sinh học của cây lúa

8

2.2.2

Nghiên cứu về các yếu tố cấu thành năng suất của cây lúa

10

2.2.3

Nghiên cứu về chất lượng gạo, cơm và các yếu tố ảnh hưởng

13

2.2.4

Những nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống lúa

18

2.3

Bệnh bạc lá và cơ sở khoa học về chọn giống kháng bệnh bạc lá

24

2.3.1

Vi khuẩn gây bệnh bạc lá ở lúa

24

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


2.3.2

Triệu chứng bệnh

24

2.3.3

Tác hại của bệnh

25

2.3.4

Cơ sở của tính kháng bệnh bạc lá

25

2.3.5

Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu và chọn giống kháng bệnh

bạc lá

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

26
29

3.1

Địa điểm nghiên cứu

29

3.2

Thời gian nghiên cứu

29

3.3

Vật liệu nghiên cứu

29

3.4

Nội dung nghiên cứu

30

3.5

Phương pháp nghiên cứu

30

3.5.1

Bố trí thí nghiệm ngoài đồng ruộng

30

3.5.2

Sử dụng chỉ thị phân tử DNA phát hiện gen kháng Xa4, Xa7

33

3.5.3

Phương pháp lây nhiễm nhân tạo

34

3.5.4

Phương pháp xử lý số liệu

35

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

36

4.1

Kết quả nghiên cứu

36

4.1.1

kết quả khảo nghiệm các dòng/ giống lúa vụ xuân 2015

36

4.1.2

Kết quả khảo nghiệm các dòng/ giống lúa vụ mùa 2015

45

4.1.3

Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bệnh bạc lá

50

4.1.4

Kết quả lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá lúa

51

4.2

Thảo luận chung

55

PHẦN 5KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

60

5.1

Kết luận

60

5.2

Kiến nghị

60

TÀI LIỆU THAM KHẢO

61

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

BNN&PTNT
CNSH

: Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn
: công nghệ sinh học

DNA

: Deoxyribonucleic acid

EDTA

: Ethylenediaminetetraacetic acid

HH

: Hữu hiệu

IRRI

: The International Rice Research Institute - Viện Nghiên cứu lúa quốc tế

KH

: Ký hiệu

mRNA

: Messenger ribonucleic acid

NST

: Nhiễm sắc thể

NSTN

: Năng suất tiềm năng

P

: Khối lượng

PCR

: Polymerase Chain Reaction - phản ứng khuếch đại gen

RAPD

: Randomly Amplified Polymosphic DNA – sự đa hình
của các đoạn DNA khuyếch đại ngẫu nhiên.

RFLP

: Restriction Fragment Length Polymorphisms – sự đa hình
về chiều dài của các đoạn DNA dựa trên điểm cắt các enzyme giới hạn

SDS

: Sodium dodecyl sulphate

SHPT&CNSH UD : Sinh học phân tử và Công nghệ sinh học ứng dụng
SNP

: Single nucleotide polymorphism – Sự đa hình của các nucleotide đơn

SSR

: Simple Sequence Repeats – đoạn trình tự lặp lại

STS

: Sequence tagged site – đoạn DNA ngắn đã biết trình tự và vị trí

TE

: Tris-EDTA

TGST

: Thời gian sinh trưởng

TLGL

: Tỷ lệ gạo lật

TLGX

: Tỷ lệ gạo xát

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

3.1

Danh sách và nguồn gốc các dòng/ giống lúa thí nghiệm

29

3.2

Thông tin của các chủng vi khuẩn thí nghiệm

30

4.1

Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng/ giống lúa vụ xuân

37

4.2

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các dòng/ giống lúa vụ xuân

39

4.3

Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các dòng/ giống lúa vụ xuân

42

4.4

Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các dòng/ giống lúa vụ xuân (tiếp)

44

4.5

Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng/ giống lúa vụ mùa

46

4.6

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các dòng/ giống lúa vụ mùa

47

4.7

Một số đặc tính chất lượng của các dòng/ giống lúa vụ mùa

49

4.8

Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bạc lá Xa4, Xa7

51

4.9

Kết quả lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá

52

4.10

Những đặc điểm cơ bản của các giống lúa triển vọng (vụ mùa)

57

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

2.1

Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng

4.1

Hình ảnh điện di sản phẩm PCR kiểm tra gen Xa4

50

4.2

Hình ảnh điện di sản phẩm PCR kiểm tra gen Xa7

50

4.3

Hình ảnh nhiễm bệnh của giống T11182(1) sau 18 ngày lây nhiễm nhân tạo

54

4.4

Hình ảnh nhiễm bệnh của giống T2 sau 18 ngày lây nhiễm nhân tạo

54

4.5

Hình ảnh một số giống lúa triển vọng

59

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

5

Page vii


TRÍCH YẾU
Giống tốt có vai trò hết sức quan trọng đối với nông nghiệp.Giống lúa tốt cần có thời
gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chất lượng tốt và chống chịu nhiều loại sâu bệnh
hại.Trong nghiên cứu này, 23 dòng/ giống lúa có triển vọng được Trung tâm Bảo Tồn và
Phát Triển nguồn gen cây trồng, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam mới chọn tạo và đối
chứng Khang dân 18 được khảo sát về đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượngtrong

vụ xuân và vụ mùa năm 2015. Đồng thời, phát hiện khả năngchứa gen kháng bệnh bạc lá
hữu hiệu Xa4, Xa7bằng chỉ thị phân tử DNA và đánh giá khả năng kháng/ nhiễm bệnh bạc
lá bằng lây nhiễm nhân tạo sử dụng 10 chủngvi khuẩn gây bệnh phổ biến ở Miền Bắc Việt
Nam. Kết quả, đã tuyển chọn được 7 giống tốt nhất là T23, T25, T44-2, T49-1, T2, 11044
và BS1, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất tiềm năng > 9,5 tấn/ ha, chất lượng gạo
tốt, gạo trong hoàn toàn không bạc bụng, cơm mềm dẻo, thơm ngon ăn đượm. Thực hiện
phản ứng PCR sử dụng chỉ thị Npb181, P3lần lượt kiểm tra gen kháng Xa4, Xa7, kết quả
thu được 14 giống mang gen Xa4, 5 giống mang gen Xa7, trong đó giống T23, T25, T44-2,
11044 mang gen Xa4;giống T2, BS1 mang gen Xa7, giống T49-1 mang cả 2 gen Xa4,
Xa7.Kết quả lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lácho thấy, chủng1 và 4 có độc tính cao, giống
T2 và 11044 có khả năng kháng tốt với tỷ lệ kháng/ nhiễm lần lượt là 10R/0M/0S và
9R/1M/0S và kháng được cả 2 chủng gây độc mạnh.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page viii


ABSTRACT
Good varieties play an important role in agriculture. Good rice varieties should have
short growth duration, high yield, good grain quality and strong resistance to many
diseases and insects. In this study, 23 promising rice lines/varieties developed by the
Center of Conservation and Development of Crop genetics resources, Viet Nam National
University of Agriculture were investigated some agro-biological characteristics, yield and
grain quality in two crops 2015 with Khang dan 18 as a control. Efective resistance genes
Xa4 and Xa7 contained in the varieties were detected by using DNA assisted markers,
Npb181 and P3, respectively and the resistance ability to bacterial leaf blight disease were
investigated by artificial inoculation. As the results, 7 best varieties such as T23, T25, T442, T49-1, T2, 11044 and BS1 with high yield, good grain quality were selected in both crop
seasons. 14 varieties carrying Xa4, 5 varieties carrying Xa7 and one variety carrying both
Xa4 and Xa7 genes. All 7 best varieties have the resistant gene. The strain 1 and 4 have

high virulence. T2 and 11044 variety had strong resistance with ratio 10R and 9R/1M, to
both the high virulence disease strains.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ix


PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây lúa (Oryza sativa L.) là loại cây lương thực chính có từ lâu đời cùng với
sự phát triển của xã hội loài người. Ở Việt Nam, tập quán canh tác cây lúa đã đi vào
văn hóa, xã hội và hình thành nên nền văn hóa trồng lúa nước đặc sắc, riêng biệt với
những nấc thăng trầm trong lịch sử phát triển của đất nước. Ngoài ra, sản phẩm từ
lúa gạo là thức ăn không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của người dân Việt Nam
nói riêng và của đông đảo cộng đồng dân cư trên thế giới nói chung.
Việt Nam là một nước nông nghiệp với trên 75% dân số sống phụ thuộc chủ
yếu vào nông nghiệp và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực
chính. Tính đến năm 2014, diện tích đất trồng lúa ở nước ta là 7,8 triệu ha, tổng sản
lượng lúa đạt 44,84 triệu tấn, năng suất trung bình đạt 57,4 tạ/ha. Vì vậy, chúng ta
không những có đủ lương thực tiêu dùng trong nước, đảm bảo an ninh lương thực
mà còn đứng thứ ba thế giới về xuất khẩu lúa gạo, sau Thái lan và Ấn Độ. Góp phần
vào thành tích to lớn trên trước hết phải kể đến sự đóng góp quan trọng của các
giống lúa mới cùng với việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và chủ trương chính
sách của Nhà nước về phát triển nông nghiệp.
Một giống lúa tốt ra đời phải đáp ứng được nhu cầu của thị trường như năng
suất cao: trên 7 tấn/ha, thời gian sinh trưởng ngắn hoặc trung bình, chất lượng tốt:
hàm lượng amylose 17-23%, gạo thơm, hạt gạo trong, tỷ lệ gạo nguyên cao, độ bạc
bụng điểm 0-1, nhiệt độ hóa hồ thấp hoặc trung bình… đồng thời kháng được nhiều

loại sâu bệnh hại.
Nước ta có khí hậu nhiệt đới là điều kiện thuận lợi cho nhiều loại sâu bệnh
hại phát triển.Trong đó, bệnh bạc lá là một bệnh nguy hiểm đối với cây lúa, làm
giảm năng suất nghiêm trọng, có khi thiệt hại lên đến 30-60%, có thể dẫn đến mất
trắng.Theo Cục Bảo vệ thực vật, hiện nay chưa có thuốc đặc trị bệnh bạc lá, một số
thuốc chủ yếu là phòng bệnh, hiệu quả không cao.Vì vậy, giải pháp quan trọng nhất
để phòng bệnh bạc lá lúa là sử dụng các giống chống chịu bệnh và áp dụng các biện
pháp canh tác. Do vậy, việc tạo ra các giống lúa kháng bệnh bạc lá đồng thời cho
năng suất, chất lượng tốt đang là nhu cầu cấp thiết.
Trên thế giới, các nhà khoa học đã xác định được hơn 30 gen Xa có khả năng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


kháng được bệnh bạc lá (Kim et al., 2009). Nhưng thực tế là vi khuẩn Xanthomonas
oryzae pv.oryzae gây bệnh có tính đa dạng, hình thành các nhóm nòi có độc tính
gây bệnh rất khác nhau. Do đó có gen kháng được một chủng nhất định, có gen lại
kháng được nhiều chủng. Theo Phan Hữu Tôn và cs (2004a), các gen Xa4, Xa7 có
khả năng kháng hữu hiệu với nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa ở Việt Nam.
Theo đuổi các mục tiêu trên, Trung tâm Bảo Tồn và Phát Triển nguồn gen cây
trồng đã lai tạo và ứng dụng chỉ thị phân tử DNA, chọn tạo ra được rất nhiều giống lúa
tẻ khác nhau. Thông qua các chỉ tiêu đánh giá thì các giống lúa này đã thuần chủng.
Tuy nhiên, trước khi đưa giống ra sản xuất thì cần thiết phải khảo sát, đánh
giá chi tiết các đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng và khả năng chống
chịu.Từ đó có thể xây dựng được các biện pháp trồng trọt hoặc sử dụng giống trong
việc lai tạo ra các giống kháng mới. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Khảo
sát tập đoàn các dòng/ giống lúa tẻ triển vọng mới chọn tạo có năng suất cao,
chất lượng tốt và kháng bệnh bạc lá”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tuyển chọn được các dòng/ giống lúa tẻ có năng suất cao, chất lượng tốt và
kháng bệnh bạc lá.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đề tài tập trung nghiên cứu nguồn vật liệu 23 giống lúa tẻ thuần mới chọn tạo.
- Nghiên cứu về đặc điểm nông sinh học, tiềm năng cho năng suất, chất
lượng của 23 giống lúa tẻ mới. Thí nghiệm được thực hiện trong 2 vụ (vụ xuân và
vụ mùa năm 2015), được bố trí tại Trung tâm Bảo Tồn và Phát Triển nguồn gen cây
trồng, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam.
- Sử dụng chỉ thị phân tử DNA phát hiện sự có mặt của các gen kháng bệnh
bạc láXa4, Xa7trên 23 giống lúa.Thí nghiệm được thực hiện tại bộ môn Sinh học
phân tử và Công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, Học viện
Nông Nghiệp VN.
- Thực hiện lây nhiễm nhân tạo 10 chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá để đánh
giá khả năng kháng của 23 giống lúa. Thí nghiệm được tiến hành vào vụ mùa ở giai
đoạn làm đòng, trỗ bông.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.4.1 Những đóng góp mới của luận văn
Đề tài đã khảo sát được đặc điểm nông sinh học, khả năng chứa gen kháng
Xa4, Xa7 và khả năng kháng các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá của 23 dòng/
giống lúa mới chọn tạo tại Trung tâm Bảo Tồn và Phát Triển nguồn gen cây trồng.
Cụ thể:
- Đã tuyển chọn được 7 giống lúa ưu tú là: T23, T25, T44-2, T49-1, T2,
11044 và BS1 có năng suất cao, cơm mềm dẻo, thơm ngon.
- Phát hiện được gen kháng Xa4, Xa7 ở cácdòng/ giống lúa mới, trong đó

có 14 giống mang gen Xa4, 5 giống mang gen Xa7, 1 giống mang cả 2 gen Xa4
và Xa7.
- Xác định được độc tính của 10 chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá, thu thập từ
miền Bắc Việt Nam: chủng 1 và 4 có độc tính cao.
- Đáng giá được mức độ kháng/ nhiễm các chủng vi khuẩn bạc lá trên các
dòng/ giống lúa.
1.4.2 Ý nghĩa khoa học
- Khẳng định được khả năng kháng hữu hiệu với các chủng vi khuẩn bạc lá
của các giống chứa gen khángXa4, Xa7.
- Cung cấp những dẫn liệu khoa học của 23 dòng/ giống lúa mới chọn tạo
phục vụ công tác nghiên cứu, lai tạo ra các giống lúa mới khác.
1.4.3 Ý nghĩa thực tiễn
- Đã tuyển chọn được 7 giống lúa mới là: T23, T25, T44-2, T49-1, T2,
11044, BS1 có năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá, phù hợp thị hiếu thị
trường hiện này và có khả năng xuất khẩu.
- Cung cấp nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 NGHIÊN CỨU VỀ CÂY LÚA
2.1.1 Nguồn gốc
Lúa nước (Oryza sativa) là một trong những cây trồng có lịch sử trồng trọt lâu
đời nhất, phổ biến nhất. Hai loài lúa trồng từ thời cổ đại đến ngày nay là Oryza sativa
L. ở Châu Á và Oryza glaberrima Steud. ở Châu Phi. Loài lúa trồng ở châu Phi đã
được xác định nguồn gốc ở vùng thung lũng thượng nguồn sông Niger. Nguồn gốc loài

lúa trồng Châu Á hiện vẫn là đề tài tranh luận của các nhà khoa học thế giới.
Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ
đào được ở vùng Penjab, Ấn Độ. Vavilov (1926), trong nghiên cứu nổi tiếng của
ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng, cho rằng lúa trồng được xem
như phát triển từ Ấn Độ. Roschevicz (1931) phân các loài Oryza thành 4 nhóm:
Sativa, Granulata, Coarctata và Rhynchoryza, đồng thời khẳng định nguồn gốc của
Oryza sativa là một trường hợp của nhóm Sativa.
Theo Grist D.H, cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc.
Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đông Dương là cái
nôi của lúa trồng.
De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn Độ mới là nơi xuất phát chính
của lúa trồng. Đinh Dĩnh (Trung Quốc) dựa vào lịch sử phát triển lúa hoang ở trong
nước cho rằng lúa trồng có xuất xứ ởTrung Quốc. Một số nhà nghiên cứu Việt Nam
lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia.
Tại Việt Nam, lúa hoang dại rất phong phú và hiện diện rải rác khắp lãnh thỗ,
từ miền Nam đến miền Trung và miền Bắc. Lúa hoang dại đa niên O. rufipogon và
lúa hoang dại hàng niên O. Nivara là những loài nguyên thủy, tổ tiên của các giống
lúa trồng ngày nay (Indica và Japonica), đã hiện diện lâu đời ở nước ta. Đó là một
trong những yếu tố quan trọng xác nhận cây lúa có nguồn gốc ở Việt Nam.
Chang (1976), nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên Cứu lúa Quốc Tế
(IRRI) đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng lúa trồng có thể đã bắt
nguồn từ nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân
phía đông của dãy núi Himalayas Ấn Độ, ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan,
Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc. Ông đã tổng kết nhiều tư liệu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4


nghiên cứu và đưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng hiện nay ở Châu Á và

Châu Phi như trong hình sau.

Hình 2.1. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng
2.1.2 Phân loại
Cây lúa thuôc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Linnaeus là
người đầu tiên phân loại Oryza (1735). Cho đến nay việc phân loại Oryza có nhiều
ý kiến khác nhau: Roshevits (1931) chia Oryza làm 19 loài, Richharia (1960) chia
làm 18 loài, viện lúa Quốc tế IRRI (1963) phân chia Oryza làm 19 loài. Riêng loài
lúa trồng Oryza Sativa cũng có nhiều cách phân loại khác nhau, song trong thực tế
sản xuất hiện nay có thể chia lúa trồng thành 4 loại hình lúa tiêu chuẩn khác nhau:
- Theo mùa vụ gieo cấy trong năm và thời gian sinh trưởng: lúa chiêm và
lúa mùa.
- Theo điều kiện tưới và gieo cấy: lúa nước và lúa cạn.
- Theo điều kiện sinh thái và vĩ độ địa lý: Indica (lúa tiên), Japonica (lúa cánh).
a. Kiểu Indica
Kiểu này có nguồn gốc phân bố ở những vùng có vĩ độ thấp như Ấn Độ,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


Nam Trung Quốc, Việt Nam,… Những giống này có đặc điểm chính là cao cây, lá
nhỏ, xanh nhạt, thân rạ yếu, mẫn cảm với quang chu kỳ, bông xòe, hạt dài, vỏ trấu
mỏng, hạt dễ rụng. Ngoài ra một số giống còn có đặc tính ngủ nghỉ. Lúa Indica chịu
phân kém, dễ lốp đổ và cơm thường khô.
b. Kiểu Japonica
Kiểu này được phân bố ở những vùng có vĩ độ cao như Nhật Bản, Triều Tiên,
Bắc Trung Quốc, châu Âu,… Lúa Japonica được hình thành từ vùng Đông Nam Á,
Trong quá trình tiến hóa, kiểu cây này đã tạo ra nhiều loại hình chống lạnh tốt, được
trồng nhiều ở châu Á, châu Âu, Bắc Mỹ,… Khác với dạng Indica, dạng Japonica

thấp cây, lá to, xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, ít rụng hạt.
Về phẩm chất, dạng cơm này thường dẻo, dính, ít nở do hàm lượng amylose
trong hạt thấp. Nói chung lúa Japonica thích nghi tốt với điều kiệnthâm canh chịu
phân tốt nên có khả năng cho năng suất cao.
Ngày nay, do nhu cầu về giao lưu buôn bán, nghiên cứu, việc phân bố của
lúa Indica và Japonica không nguyên dạng như ban đầu. Ở nước ta đã tiến hành
nhập nội một số giống Japonica và đã tiến hành lai với các giống Indica tạo ra
nhiều giống lúa như NN1, VN10,…có khả năng chịu rét tốt, có thể trồng được vào
vụ xuân.
c. Kiểu Javanica
Kiểu này là kiểu trung gian giữa Japonica và Indica, có nguồn gốc từ
Indonesia, được trồng nhiều ở Indonesia, Malaysia, Philipin… Kiểu Javanica có
đặc điểm là cây cao, lá to, đẻ nhánh kém, thân dài, ít rụng hạt, hạt thưa và rộng, có
râu dài, thường cho năng suất thấp.
2.1.3 Bộ gen của cây lúa và triển vọng
Lúa gạo là nguồn lương thực quan trọng cho hơn 65% dân số thế giới. Việc
sản xuất và tiêu dùng lúa gạo chủ yếu ở châu Á. Trên thế giới có khoảng 150 nước
trồng lúa trong đó châu Á chiếm 90,3% diện tích trồng lúa trên thế giới và với năng
suất tương đối cao, sản lượng lúa châu Á cũng chiếm 92% sản lượng lúa thế giới.
Các nước Á châu cũng sản xuất khoảng 92% tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới.
Hiện nay dân số thế giới tiếp tục gia tăng, dự báo với tốc độ gia tăng như
hiện nay, dân số thế giới có thể đạt 8 tỷ người vào năm 2050. Trong khi đó, vấn đề
đô thị hóa đang làm thu hẹp dần diện tích đất sản xuất nông nghiệp. Ngoài ra, thiên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


tai dịch bệnh cũng ảnh hưởng không nhỏ tới năng suất lúa. Do đó, vấn đề lương
thực đang được đặt ra như là một mối đe dọa đến sự an ninh và ổn định của thế giới

trong tương lai. Theo dự đoán của các chuyên gia về dân số học, nếu dân số thế giới
tiếp tục gia tăng trong vòng 20 năm tới, thì sản lượng lúa gạo phải tăng 80% mới
đáp ứng cho nhu cầu sống còn của cư dân mới. Trong điều kiện eo hẹp đó, người ta
phải suy nghĩ đến một chiến lược để tăng sản lượng lúa gạo. Một trong những chiến
lược quan trọng là ứng dụng công nghệ sinh học vào việc tạo ra giống mới và qua
đó, hi vọng sẽ đem lại cho thế giới một nguồn thực phẩm mới, an toàn hơn, và có
giá trị dinh dưỡng cao.
Tuy nhiên, muốn tạo giống mới một cách an toàn, người ta cần phải biết cấu
trúc sinh học của cây lúa. Cũng giống như con người, gene đóng một vai trò cực kỳ
quan trọng trong việc điều hành sự sinh trưởng, tồn tại, chống lại các mối đe dọa từ
thiên nhiên. Gen có chức năng gửi các tín hiệu hóa học đi đến tất cả các nơi trong
cây lúa. Những tín hiệu này có chứa đầy đủ các thông tin, các chỉ thị cụ thể cho các
cơ quan trong cây lúa phải hoạt động ra sao. Việc tìm hiểu số lượng gene cũng như
cơ cấu tổ chức của gene trong cây lúa là một điều tất yếu để mang lại những tiến bộ
mới và quan trọng của bộ môn sinh học.
Hai nhóm nghiên cứu gồm Viện Nghiên cứu Di truyền Bắc Kinh (Beijing
Genomic Institute, viết tắt là BGI) và Công ty sinh học Syngenta (San Diego, Mỹ),
công bố rằng họ đã gần hoàn tất công trình tìm hiểu cơ cấu tổ chức của hệ thống di
truyền trong cây lúa (Yu et al., 2002). Nhóm Bắc Kinh cộng tác cùng một nhóm
gồm các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Di truyền thuộc Trường Đại
học Washington (Seattle) nghiên cứu giống lúa có tên là Indica, trong khi Công ty
Syngenta thì tập trung vào nghiên cứu một giống lúa Japonica có hình dạng ngắn
hơn giống Indica (Goff et al, 2002). Đây là một công trình nghiên cứu quan trọng
trong khoa học, vì là lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, con người có toàn bộ cấu
trúc di truyền của cây lúa. Khám phá của công trình nghiên cứu này còn có ý nghĩa
mang tầm vóc thế giới. Vì trong tương lai các ứng dụng dựa vào các dữ kiện này sẽ
có ảnh hưởng đến hàng tỷ người trên toàn cầu. Một số điểm nổi bật trong công trình
của hai nhóm nghiên cứu này có thể được tóm gọn như sau:
Số lượng gen trong cây lúa còn nhiều hơn cả con người. Theo nhóm nghiên
cứu BGI, giống lúa Indica có khoảng 45000 đến 56000 gen, còn nhóm Syngenta thì

cho rằng giống lúa Japonica có khoảng 32000 đến 50000 gen.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ TUYỂN
CHỌN GIỐNG LÚA
2.2.1. Nghiên cứu về những đặc điểm nông sinh học của cây lúa
Lúa là cây trồng đa dạng kiểu hình, mỗi giống có những đặc điểm riêng mà
ta có thể dựa vào đó để nhận biết như chiều cao cây, kích thước lá, màu sắc thân lá,
dạng bông, dạng hạt, màu sắc hạt, thời gian sinh trưởng (Nguyễn Văn Hiển, 2000).
Các nhà chọn tạo và khảo nghiệm giống trước khi chuẩn bị cho bất kỳ chương trình
chọn tạo và khảo nghiệm giống nào cũng cần có những thông tin đầy đủ về các đặc
điểm nguồn vật liệu khởi đầu của giống. Do vậy, việc nghiên cứu đặc điểm hình
thái, đặc điểm nông học, khả năng chống chịu của các giống lúa đã được tiến hành
từ lâu và thu được nhiều kết quả có ý nghĩa.
Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ lúc nảy mầm cho đến khi
chín, thường thay đổi từ 90 - 180 ngày tùy theo giống và điều kiện ngoại cảnh.
Trong canh tác lúa hiện đại, các nhà nông học hết sức quan tâm đến thời gian sinh
trưởng của các giống lúa vì đây là yếu tố có tương quan chặt đến năng suất và việc
bố trí thời vụ, cơ cấu luân canh của người nông dân trong cả một năm.
TheoSuichi Yoshida (1985), thời gian sinh trưởng ở cây lúa chia làm 2 giai
đoạn chính là giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Tuy
nhiên, có thể chia thành 3 giai đoạn là sinh trưởng dinh dưỡng, sinh thực và chín.
Thời gian sinh trưởng của cây lúa thường chiếm từ 90 - 180 ngày từ khi nảy mầm
cho đến khi chín, thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc vào giống và môi trường
sinh trưởng. Trong điều kiện nhiệt đới, giai đoạn sinh trưởng sinh thực (thời kỳ làm
đòng) cần khoảng 30 ngày, thời kỳ chín chiếm 30 ngày và thời gian còn lại dành
cho giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng. Như vậy, thời gian sinh trưởng của cây lúa

dài hay ngắn phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng dinh dưỡng.
Yoshida (1981) cho rằng những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn
thì không thể cho năng suất cao do sinh trưởng dinh dưỡng bị hạn chế. Ngược lại,
những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá dài thì cũng cho năng suất thấp vì dễ
bị lốp đổ và chịu nhiều tác động của điều kiện ngoại cảnh bất lợi, các giống có thời
gian trong khoảng 120 ngày có khả năng cho năng suất cao. Như vậy, thời gian sinh
trưởng ngắn đến mức nào thì không ảnh hưởng đến tiềm năng năng suất. Theo
Yoshida (1981) cho biết đối với lúa gieo thẳng cần khoảng 90 ngày và 100 ngày đối
với lúa cấy.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8


Thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc tính cảm quang hay cảm ôn
của giống. Khi gieo cấy vào thời vụ khác nhau với điều kiện ngoại cảnh khác nhau
tùy theo giống sẽ có thời gian sinh trưởng dài ngắn khác nhau. Trong điều kiện ở
miền Bắc nước ta, do ảnh hưởng của của điều kiện nhiệt độ thấp ở đầu vụ xuân, do
đó thời gian sinh trưởng của cùng một giống lúa nếu gieo cấy vào vụ xuân thường
sẽ dài hơn gieo cấy trong vụ mùa. Trong cùng một vụ, nếu thời vụ gieo cấy sớm hay
muộn thì thời gian sinh trưởng của một giống lúa cũng thay đổi. Ngay cả trong cùng
một thời vụ gieo cấy ở vụ xuân, năm nào trời rét lúa trỗ muộn, thời gian sinh trưởng
kéo dài, năm nào ấm thì ngược lại. Trong vụ mùa, nhiệt độ ít thay đổi qua các năm
nên thời gian sinh trưởng của các giống lúa tương đối ổn định.
Chiều cao cây lúa là một chỉ tiêu hình thái có liên quan đến nhiều chỉ tiêu
khác, đặc biệt là tính chống đổ, cây lúa có thân ngắn và cứng có khả năng chống đổ
tốt hơn (IRRI, 1976). Theo các nhà nghiên cứu của IRRI (1996), đối với vùng đất
cao, chiều cao cây được đánh giá theo thang điểm như sau: điểm 1 (bán lùn, < 90
cm), điểm 5 (trung bình, 90-125 cm), điểm 9(cao, > 125 cm).
Chiều cao cây là một trong những tính trạng quan trọng liên quan đến khả

năng chống đổ, khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chịu phân bón của giống.
Thân rạ cao dễ đổ ngã sớm, bộ lá rối tăng hiện tượng bóng rợp, tạo điều kiện cho
sâu bệnh cư trú, gây cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt làm
cho hạt bị lép, lửng và giảm năng suất. Chiều cao cây lúa thích hợp từ 90-100 cm,
có thể cao đến 120 cm, trong một số điều kiện nào đó được coi là lý tưởng về năng
suất (Bahmaniar and Ranjbar, 2007). Thân cây lúa dày hơn thì khả năng tích lũy
chất khô tốt hơn. Thân cứng và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống đổ
ngã và dẫn tới chỉ số thu hoạch cao hơn (Cuong et al., 2004). Nếu thân lá không
cứng khoẻ, không dày, thì dễ đổ ngã, tán lá che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số
bệnh hại dẫn đến năng suất giảm (Vergara,1988).
Sự phát triển của các lóng đốt quyết định đến chiều cao cây và liên quan tới
khả năng chống đổ. Hiện nay, các giống lúa mới thấp cây đang dần thay thế các
giống lúa cao cây vì chúng có khả năng chống đổ tốt hơn khi đầu tư thâm canh để
đạt năng suất cao (Bùi Huy Đáp, 1970).
Khả năng đẻ nhánh là một đặc điểm của cây lúa có ảnh hưởng lớn đến năng
suất. Trong quá trình sinh trưởng, nhánh lúa là những cành mọc lên từ nách lá của
mỗi đốt trên thân chính hoặc trên các nhánh khác trong thời gian sinh trưởng dinh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


dưỡng, cây lúa đẻ nhánh theo quy luật chung. Tuy nhiên, các giống lúa khác nhau
thì thời gian đẻ nhánh khác nhau.
Theo Yoshida (1981), lúa đẻ nhánh sớm, tập trung sẽ tạo tiền đề cho diện
tích lá phát triển nhanh và sớm, tăng tỷ lệ nhánh hữu hiệu. Đẻ nhánh gọn cho
phép tăng mật độ cấy mà không ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của bộ lá,
dẫn đến năng suất cao hơn.
Các nhà khoa học thuộc viện nghiên cứu IRRI qua phân tích kiểu cây lý
tưởng đã cho rằng: số nhánh đẻ thích hợp là 8 – 10 nhánh/ cây đối với lúa cấy, từ 3

– 4 nhánh/ cây đối với lúa gieo thẳng và không có nhánh vô hiệu.
Nguyễn Văn Hiển (2000) nghiên cứu các tổ hợp lai có nhận xét rằng kiểu đẻ
nhánh chụm và đứng thẳng là lặn, kiểu đẻ nhánh xòe là trội. Các kết quả nghiên cứu
cho rằng tính đẻ nhánh khỏe là tính trạng di truyền số lượng, có hệ số di truyền từ
thấp đến trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của các điều kiện ngoại cảnh.
Theo Bùi Huy Đáp (1970) khi nghiên cứu về đặc tính đẻ nhánh cho biết
“Nhánh không bao giờ phát triển khi lá tương đương với nó vẫn chưa phát triển
xong, nhánh không bao giờ phát triển nữa khi lá bị khô”.
Đinh văn Lữ (1978) cho rằng những giống lúa đẻ rải rác thì trỗ bông không
tập trung dẫn đến lúa chín không đều nên không có lợi cho quá trình thu hoạch và
làm giảm năng suất.
Như vậy, các giống lúa có khả năng đẻ nhánh khỏe, tập trung sẽ rất cần thiết
để đạt được năng suất cao vì giảm đáng kể nhánh vô hiệu và thuận lợi cho quá trình
thu hoạch. Khả năng đẻ nhánh sớm là một đặc tính tốt của cây lúa, không làm cây
lúa phát triển quá mạnh ở các giai đoạn sau và gây hiện tượng che khuất lẫn nhau
giữa các tầng lá. Số nhánh mang đặc tính di truyền số lượng, khả năng đẻ nhánh
sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa lùn cải tiến,
nhưng nó lại di truyền độc lập với nhiều đặc tính quan trọng khác. Ở giống lúa cải
tiến, người ta thường chọn cá thể đẻ nhánh sớm hơn (Jenning et al., 1979).
2.2.2. Nghiên cứu về các yếu tố cấu thành năng suất của cây lúa
Năng suất lúa được tạo thành bởi 4 yếu tố: số bông/đơn vị diện tích, số
hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông và khối lượng 1000 hạt.
Số bông trên một đơn vị diện tích bị tác động bởi 3 yếu tố: số nhánh hữu
hiệu, điều kiện ngoại cảnh và biện pháp kỹ thuật (mật độ cấy, tưới nước, bón
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10


phân...). Số bông có tính quyết định đến năng suất. Yếu tố này phụ thuộc nhiều vào

mật độ gieo cấy, khả năng đẻ nhánh, khả năng chịu đạm. Các giống lúa mới thấp
cây, lá đứng, đẻ khỏe, chịu đạm có thể gieo cấy dày để tăng số bông trên đơn vị
diện tích (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Số bông có thể đóng góp 74% năng suất, trong
khi đó số hạt và khối lượng hạt đóng góp 26% (Nguyễn Đình Giao, 2001).
Trên ruộng lúa cấy, số bông/m2 phụ thuộc nhiều vào năng lực đẻ nhánh. Chỉ
tiêu này xác định chủ yếu vào khoảng 10 ngày sau khi đẻ nhánh tối đa. Ở ruộng lúa
gieo thẳng số bông/m 2 phụ thuộc nhiều vào lượng hạt gieo và tỷ lệ mọc mầm
(Suichi Yoshida, 1985).
Theo Nguyễn Văn Hoan (2006): Sự tương quan giữa năng suất và số
bông/khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau, ở những giống thuộc nhóm bán lùn có
tương quan chặt (r = 0,85), nhóm lùn có tương quan vừa (r = 0,62) và nhóm cao
cây có tương quan vừa (r = 0,54). Sự tương quan giữa năng suất và số hạt trên
bông thì ngược lại, nhóm cao cây có tương quan rất chặt (r = 0,96), nhóm bán
lùn và lùn có tương quan vừa (r = 0,62 - 0,66). Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu
thành năng suất, năng suất thực thu thực chất là mối quan hệ giữa cá thể và quần
thể. Mối quan hệ này có hai mặt: khi mật độ hay số bông/m2 tăng trong phạm vi
nào đó thì khối lượng bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng, đó là quan hệ
thống nhất. Nhưng số bông/m2 tăng cao quá sẽ làm khối lượng bông giảm nhiều,
lúc đó năng suất sẽ giảm, đó là quan hệ mâu thuẫn. Vì vậy cần phải điều tiết mối
quan hệ này sao cho hợp lý để năng suất cuối cùng là cao nhất.
Số hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié, số hoa phân hoá, số hoa
thoái hoá. Toàn bộ quá trình này nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm
đòng đến trỗ). Điều kiện nhiệt độ và cường độ ánh sáng quá thấp ở giai đoạn này sẽ
làm tăng số hạt lép và làm giảm năng suất hạt (Benito and Vergara, 1979). Tổng số
hạt trên bông do tổng số hoa phân hoá và số hoa thoái hóa quyết định. Số hoa phân
hóa càng nhiều, số hoa thoái hóa càng ít thì tổng số hạt trên bông sẽ nhiều. Tỷ lệ
hoa phân hóa có liên quan chặt chẽ với chế độ chăm sóc (Nguyễn Văn Hoan, 2006).
Số gié cấp 1, đặc biệt là số gié cấp 2 nhiều thì số hoa trên bông cũng nhiều. Số hoa
trên bông nhiều là điều kiện cần thiết để đảm bảo cho tổng số hạt trên bông lớn.
Việc tổng hợp carbohydrate ở thân lá cũng như việc vận chuyển tổng hợp những

chất khô vào hạt đòi hỏi ưu tiên trước hết trong việc làm chắc hạt. Muốn có sự vận
chuyển tổng hợp tốt hơn thì bộ lá có cấu tạo dày, xanh đậm hơn, tuổi thọ lá kéo dài
là một đặc tính rất quan trọng và cần thiết. Bộ lá thẳng đứng thì cây lúa sử dụng ánh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


sáng hữu hiệu tốt hơn (Yoshida, 1981).
Tỷ lệ hạt chắc trên bông được quyết định ở thời kỳ sau trỗ, nếu gặp điều kiện
bất lợi ở thời kỳ này tỷ lệ hạt lép sẽ rất cao. Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng đến năng
suất lúa rõ rệt, ngoài ra tỷ lệ hạt chắc còn phụ thuộc vào lượng tinh bột được tích
luỹ trên cây và đặc điểm giải phẫu của cây. Trước khi trỗ bông, nếu cây lúa sinh
trưởng tốt, quang hợp thuận lợi thì hàm lượng tinh bột được tích lũy và vận chuyển
lên hạt nhiều, làm cho tỷ lệ hạt chắc cao. Mạch dẫn vận chuyển tốt thì quá trình vận
chuyển tinh bột tích luỹ trong cây đến hạt được tốt làm tỷ lệ hạt chắc sẽ cao. Tỷ lệ
hạt chắc còn chịu ảnh hưởng của quá trình quang hợp sau khi trỗ bông. Sau khi trỗ
bông, quang hợp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tích lũy tinh bột trong phôi nhũ.
Ở giai đoạn này, nếu điều kiện khí hậu không thuận lợi cho quá trình quang hợp thì
tỷ lệ hạt chắc giảm rõ rệt (Nguyễn Văn Hoan, 2006). Phần trăm gié hoa chắc được
xác định trước, trong và sau khi trỗ gié. Những điều kiện thời tiết không thuận lợi
như nhiệt độ thấp hoặc cao vào giai đoạn phân bào giảm nhiễm và lúa trỗ, có thể
gây ra bất thụ. Các điều kiện thời tiết không thuận lợi lúc chín có thể ức chế sự sinh
trưởng tiếp của vài gié hoa cho ra những gié hoa lép (Pingali et al., 1997).
Vì vậy, để có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trí thời vụ gieo cấy hợp lý, sao cho
khi lúa làm đòng, trỗ bông và chín gặp được điều kiện ngoại cảnh thuận lợi và cây
lúa phải được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cũng như chế độ tưới tiêu phải hợp lý
(Nguyễn Đình Giao, 2001).
Khối lượng 1.000 hạt của một giống tương đối ổn định do kích thước hạt,
kích thước của vỏ trấu khống chế rất nghiêm ngặt. Tuy nhiên, kích thước vỏ trấu có

lệ thuộc vào sự biến đổi chút ít bởi bức xạ mặt trời trong 2 tuần trước khi nở hoa
(Suichi Yoshida, 1985).
Khối lượng 1.000 hạt là yếu tố cuối cùng tạo năng suất lúa, yếu tố này ít biến
động so với các yếu tố khác, ít chịu tác động của điều kiện môi trường và nó phụ
thuộc chủ yếu vào đặc điểm di truyền của giống. Nếu áp dụng kỹ thuật canh tác
không hợp lý, bón phân thiếu cân đối sẽ làm cho cây yếu, dễ đổ, hạt lép lửng, năng
suất hạt giảm rõ rệt (Wilson, 1963).
Để tăng khối lượng hạt, trước lúc trỗ bông, cần bón nuôi đòng để làm tăng
kích thước vỏ trấu. Sau khi trổ bông, cần tạo điều kiện cho cây sinh trưởng tốt để
quang hợp được tiến hành mạnh mẽ, tích luỹ được nhiều tinh bột thì khối lượng hạt
sẽ cao .
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


Chiều dài bông là một đặc điểm di truyền của giống, nó được tính từ đốt cổ
bông đến đầu mút bông không kể râu. Chiều dài bông là một tính trạng liên quan
trực tiếp đến số hạt/bông, nó quyết định một phần năng suất của giống. Chiều dài
bông do cả gen trội và gen lặn quy định. Chiều dài cổ bông có ý nghĩa gián tiếp đến
năng suất của giống. Chiều dài cổ bông do các gen trội điều khiển và có độ biến
động rất lớn, có liên quan đến chiều dài lóng đốt cuối cùng và biểu hiện ở tính trỗ
thoát của bông. Trong nghiên cứu về lúa lai các nhà khoa học đã phát hiện gen lặn
eui có khả năng kéo dài lóng đốt cuối cùng mạnh nhất làm cổ bông dài ra nhưng
không kéo dài các lóng ở bên dưới (Rutger and Mackil, 1988). Những giống lúa có
bông trỗ thoát hoàn toàn thường cho tỷ lệ hạt chắc cao hơn và ngược lại (Nguyễn
Văn Hiển, 2000).
2.2.3 Nghiên cứu về chất lượng gạo, cơm và các yếu tố ảnh hưởng
Chất lượng gạo chịu tác động mạnh mẽ của 4 yếu tố: bản chất của giống,
điều kiện sinh thái, kỹ thuật canh tác và các vấn đề sau thu hoạch. Tại cuộc hội thảo

của các nhà di truyền chọn giống, các nhà hóa sinh học đến từ tất cả các nước trồng
lúa trên thế giới tại viện lúa Quốc tế IRRI (tháng 10/1978), người ta đã chia chất
lượng lúa gạo thành bốn nhóm: 1) Chất lượng xay xát (Milling quality); 2) Chất
lượng thương phẩm (Market quality); 3) Chất lượng nấu nướng và ăn uống
(Cooking and eating quality); 4) Chất lượng dinh dưỡng (nutritive quality). Đây là
cơ sở cho các nhà chọn giống nghiên cứu, đánh giá chất lượng của các dòng, giống
lúa triển vọng.
* Chất lượng xay xát:
Bao gồm các chỉ tiêu như tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát và tỷ lệ gạo nguyên…
nói chung là hệ số thu hồi sản phẩm sau chế biến. Trong đó, tỷ lệ gạo nguyên là chỉ
tiêu quan trọng nhất và cũng là yếu tố chịu ảnh hưởng của môi trường nhiều nhất, tỷ
lệ gạo lật và gạo xát chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi bản chất của giống.
Xay xát thực chất là quá trình loại bỏ vỏ trấu, phôi và vỏ cám.Khi loại bỏ
các thành phần này thì hàm lượng của cellulose và lipid bị giảm xuống rõ rệt.Khi
giảm hàm lượng cellulose ở ngoài sẽ giúp tăng khả năng tiêu hoá, còn khi giảm
hàm lượng lipid sẽ làm tăng khả năng bảo quản. Việc loại bỏ phôi và vỏ cám
cũng sẽ làm giảm hàm lượng protein, có thể làm giảm được sự mất mát nhiều
dinh dưỡng do xay xát bằng kỹ thuật xử lý thuỷ nhiệt, ngâm vớt thóc, hấp phơi
khô rồi mới xát. Tỷ lệ vỏ trấu trung bình từ 20- 22% và có thể thay đổi từ 16Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


26%.Cám và phôi hạt chiếm khoảng 10%. Do đó tỷ lệ gạo trắng thường ở
khoảng 70% (Khush et al., 1979).
Tỷ lệ gạo nguyên tính theo % trọng lượng gạo xát. Thóc có chất lượng xay
xát tốt là thóc sau khi xát cho tỷ lệ gạo tổng số và gạo nguyên cao.Tỷ lệ gạo
nguyên biến động rất lớn. Đây là một tính trạng di truyền và chịu nhiều ảnh
hưởng của môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm trong thời gian chín và sau
thu hoạch (Khush et al., 1979).

Nắng nóng, sự thay đổi đột ngột của ẩm độ không khí, những điều kiện
không thuận lợi của môi trường trong suốt thời gian chín đều là những nguyên nhân
làm xuất hiện những vết rạn trong hạt và làm tăng tỷ lệ gẫy của hạt gạo khi xát. Tỷ
lệ gạo nguyên thường đạt cao nhất khi lúa chín từ 28 - 30 ngày sau trỗ, thu hoạch
sớm quá (20 ngày sau trỗ) hay muộn quá (35 ngày sau trỗ trở đi) đều làm giảm tỷ lệ
gạo nguyên (Lê Doãn Diên, 1995), (Huysmans, 1965).
Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc vào thời điểm tuốt lúa sau khi gặt. Nghiên
cứu trên giống Khao dawk mali 105 cho thấy thời điểm tuốt lúa sau thu hoạch 5 - 10
ngày không ảnh hưởng đến tỷ lệ gạo nguyên nhưng nếu để sau 10 - 15 ngày tỷ lệ
gạo nguyên giảm rõ rệt. Phân bón cũng là yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ gạo nguyên
trong đó ảnh hưởng rõ rệt nhất là lân (Khush et al., 1994).Tỷ lệ gạo trắng thường ít
biến động và nó cũng ít phụ thuộc vào môi trường (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị
Lang, 2000).
* Chất lượng thương phẩm:
Là các chỉ tiêu liên quan đến giá cả mua bán, trao đổi trong nước và quốc tế,
bao gồm kích thước, hình dạng hạt, độ trắng trong, độ bạc bụng, mùi thơm của
gạo…Trên thị trường thế giới cũng như ở thị trường trong nước dạng hạt gạo thon
dài và tỷ lệ trắng trong cao đang rất được ưa chuộng.
Kích thước hạt là tính trạng rất đặc trưng của giống, tùy từng giống khác
nhau mà hạt gạo có hình dáng thon dài, dài, bầu hay tròn.Khi nghiên cứu về hình
dạng và kích thước hạt gạo các nhà nghiên cứu cho rằng kích thước hạt gạo là tính
trạng di truyền số lượng được kiểm soát bởi đa gen. Ở lúa lai, kích thước hạt có sự
phân ly vượt trội đặc biệt là chiều dài hạt (Zhao and Yang, 1993).
Lúa đặc sản và lúa cổ truyền ở Việt Nam có kích thước và hình dạng hạt nhỏ
hơn so với các giống lúa cải tiến. Các giống lúa đặc sản miền Bắc thường có hạt
nhỏ hơn và hương thơm hơn so với các giống lúa đặc sản miền Nam (Lê Doãn
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14