Khả năng thích nghi của một số dònggiống lúa đột biến chịu mặn với môi trường ngập mặn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN BÍCH HÀ VŨ

KHẢ NĂNG THÍCH NGHI CỦA MỘT SỐ
DÒNG/GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHỊU MẶN
Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Ngành: Khoa học cây trồng
Mã ngành: 62 62 01 10

TÓM TẮT LUẬN ÁN NÔNG NGHIỆP

2016
1


Nghiên cứu đƣợc thực hiện tại Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng,
Đại học Cần Thơ

Thực hiện: Nguyễn Bích Hà Vũ
Hƣớng dẫn: PGs. Ts. Võ Công Thành

Phản biện 1: PGs. Ts. Phạm Văn Hiền
Phản biện 2: PGs. Ts. Lê Việt Dũng

Luận án đƣợc bảo vệ ở hội trƣờng B007, Khoa Nông nghiệp và Sinh học
Ứng dụng, trƣờng Đại học Cần Thơ, lúc 8:00 ngày 14 tháng 11 năm 2015.

Có thể tham khảo luận án tại:

Trung tâm học liệu-Đại học Cần Thơ
Thƣ viện quốc gia

2


CHƢƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết
Tình hình biến đổi khí hậu hiện nay diễn ra ngày càng phức tạp.
Lƣợng khí nhà kính CO2 tăng lên 28% từ năm 1975 đến nay (IPCC, 2001),
làm cho nhiệt độ trái đất tăng cao, ngập lụt vào mùa mƣa và hạn hán vào
mùa khô ngày càng nghiêm trọng.
Việt Nam có hai vùng sản xuất lúa chính là Đồng bằng sông Cửu
Long (51%) và Đồng bằng sông Hồng (15%) (Pham Quang Ha và Nguyen
Van Tuat, 2010). Tuy nhiên, do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu, cùng với
sự dâng lên của nƣớc biển thì diện tích đất canh tác lúa của các vùng ven
biển đang ngày càng thu hẹp lại. Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 1,7
triệu ha (chiếm khoảng 45% diện tích) chịu ảnh hƣởng của nƣớc mặn
(Reiner và ctv., 2004). Việc chọn giống lúa có khả năng chống chịu mặn
đƣợc cho là cách làm hữu hiệu và có kinh tế để thích ứng với điều kiện biến
đổi khí hậu hiện nay.
Trong khi đất nhiễm mặn là một trong những yếu tố môi trƣờng
ảnh hƣởng nặng đến năng suất cây trồng, vì hầu hết các loại cây trồng đều
bị ảnh hƣởng bởi nồng độ cao của muối trong đất. Lúa là cây lƣơng thực rất
mẫn cảm với môi trƣờng mặn (Ashraf, 2009). Mặn gây ra những chịu
chứng chính cho cây lúa nhƣ: sinh trƣởng của cây bị ức chế, số chồi thấp,
rễ kém phát triển, lá cuộn lại hay đầu lá trắng xuất hiện cùng cháy chóp lá,
số hạt trên bông thấp, năng suất hạt giảm (IRRI, 2000). Sự gia tăng nồng độ
muối cũng sẽ làm giảm trọng lƣợng khô của cây, khả năng hấp thu dƣỡng

chất và năng suất hạt lúa (Zelensky, 1999). Do cây lúa trồng trong đất mặn
phải đối mặt với stress thẩm thấu cao, nồng độ cao của các ion độc nhƣ Na +
và Cl- mà cuối cùng gây ra sự giảm sinh trƣởng (Martinez and Lauchli,
1993).
Bên cạnh những thành tựu mà phƣơng pháp lai tạo truyền thống
mang lại thì phƣơng pháp xử lý đột biến cũng đã có những thành tựu vƣợt
bậc (Mba và ctv., 2007). Kết quả chọn tạo giống do tác nhân vật lý mang
lại thì sự lợi ích của tác nhân hóa học cũng đƣợc biết đến. Một trong những
hóa chất đƣợc sử dụng để gây đột biến ở cả động vật và thực vật là 2,4Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) (Pavlica và ctv., 1991; Ateeq và ctv.,
2002).

3


1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Chọn tạo ra giống lúa đột biến mới có khả năng chống chịu mặn
12,5-15,6 dS/m, thời gian sinh trƣởng ngắn (100-120 ngày) phù hợp cho
mô hình lúa-tôm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Tạo dòng đột biến ngắn ngày chịu mặn bằng cách xử lý đột biến
giống lúa Nàng Quớt Biển bằng hóa chất 2,4-D. Nhân chọn dòng lúa đột
biến ngắn ngày (100-120 ngày), đánh giá khả năng chống chịu mặn, khả
năng kháng rầy nâu, các chỉ tiêu nông học và phẩm chất của các dòng đột
biến đến thế hệ M4.
Tìm hiểu khả năng thích nghi của cây lúa thông qua sự biến đổi cấu
trúc ở lá và rễ.
Khảo nghiệm cơ bản các giống/dòng lúa đột biến chống chịu mặn
trong mô hình canh tác lúa-tôm tại vùng đất nhiễm mặn thuộc huyện Cần
Đƣớc, tỉnh Long An và và huyện Phú Tân, tỉnh Cà Mau.
1.4 Ý nghĩa khoa học của luận án

Chọn tạo đƣợc giống đột biến mới có thời gian sinh trƣởng ngắn,
chống chịu mặn thích hợp cho vùng canh tác lúa-tôm. Bên cạnh đó, tìm
hiểu khả năng thay đổi cấu trúc tế bào để thích nghi với môi trƣờng mặn.
1.5 Ý nghĩa thực tiễn của luận án
Cung cấp nguồn vật liệu để tiếp tục chọn tạo giống lúa có khả năng
thích nghi cho vùng trồng lúa-tôm ven biển Đồng bằng sông Cửu Long.
1.6 Một số điểm mới của luận án
Một số điểm mới của đề tài so với tiêu chuẩn trong nƣớc và thế
giới trình bày qua Bảng 1.1.
Phƣơng pháp tạo giống lúa bằng phƣơng pháp xử lý đột biến với
hóa chất 2,4 D là cơ sở cho việc khai thác tập đoàn giống lúa mùa chống
chịu mặn đã đƣợc sƣu tập và thích nghi điều kiện địa phƣơng với ƣu điểm
của phƣơng pháp này là nhanh, rẽ tiền, dễ áp dụng.

4


Bảng 1.1: Một số điểm mới của đề tài
Đơn vị Điểm mới
Trong nƣớc
đo
của đề tài

TT Chỉ tiêu
1

Chống chịu mặn giai
đoạn mạ

dSm-1

2

Thời gian sinh trƣởng

Ngày

3

Hàm lƣợng amylose

4

Năng suất thực tế

5

Tác nhân gây đột biến

19

Thế giới

8

8

97

120

120

%

19,19

20 – 25

20 – 25

tấn/ha

3,35

2–4

2–4

(cấp 5)

hóa chất
2,4 D
CHƢƠNG 2

LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về vùng nghiên cứu
2.1.1 Đặc điểm chung của tỉnh Long An và Cà Mau
Đây là 2 tỉnh có đất bị nhiễm mặn đặc trƣng cho Đồng Bằng Sông
Cửu Long (ĐBSCL), với tỉnh Long An nằm ở Bắc sông Hậu và tỉnh Cà

Mau nằm ở Nam sâu Hậu. Cả 2 tỉnh đều bị nhiễm mặn ở các tháng mùa
khô và mức độ mặn giảm mạnh vào các tháng mùa mƣa. Do đó, mô hình
canh tác, cũng nhƣ các ruộng lúa tại ĐBSCL đều bị tác động bởi mức độ và
thời gian xâm nhập mặn, lƣợng mƣa và thời gian mƣa, hệ thống nƣớc tƣới,
chính sách nhà nƣớc, và thu nhập của nông hộ. Mức độ mặn và lƣợng mƣa
có mối tƣơng quan nghịch với nhau. Mƣa thấp vào mùa khô (từ tháng 12
dến tháng 4), lúc mà độ mặn nƣớc sông tại các con kênh tăng cao (từ tháng
1 đến tháng 6) (Dang Kieu Nhan và ctv., 2012).
2.1.2 Mô hình lúa-tôm trên đất nhiễm mặn
Mô hình canh tác lúa-tôm là một mô hình canh tác đặc thù của
vùng bị nhiễm mặn theo mùa trong hơn 50 năm qua (Nguyễn Bảo Vệ và
ctv., 2005). Nhiều nông dân đã biết thích ứng với điều kiện tự nhiên bằng
cách trồng lúa trong mùa mƣa, rồi sử dụng ruộng lúa để nuôi tôm sú
(Penaneus monodon) trong mùa khô. Hệ thống canh tác này đã mang lại lợi
ích kinh tế cho ngƣời dân ở vùng này nhờ giá trị cao của con tôm sú, đồng
5


thời có thêm nguồn thu nhập từ lúa trong hệ thống. Lợi nhuận trung bình
của toàn hệ thống đạt từ 20-30 triệu đồng/ha (Nguyễn Thị Thanh Tâm,
2010). Diện tích của hình thức sản xuất này lên đến 120.000 ha và sẽ phát
triển đến 200.000 ha trong các năm tiếp theo nhƣ kế hoạch của ngành nông
nghiệp (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2004a).
Nét đặc thù của mô hình này là tôm sú đƣợc thả nuôi trong mùa
khô theo phƣơng thức quảng canh cải tiến (khi nguồn nƣớc trên sông bị
nhiễm mặn) và việc canh tác lúa đƣợc thực hiện trong mùa mƣa (độ mặn đã
giảm). Mặc dù cho năng suất thấp, thậm chí bị lỗ khi xét riêng lẻ, nhƣng lúa
có tác động rất tích cực đến năng suất tôm ở vụ nắng liền sau đó nhờ các
tác động về môi trƣờng nƣớc và dinh dƣỡng trên ruộng tôm tốt hơn, mang
lại lợi nhuận cho toàn hệ thống tốt hơn rất nhiều so với không trồng lúa (Lê

Cảnh Dũng, 2012).
2.2 Đất mặn và ảnh hƣởng bất lợi của đất mặn
2.2.1 Đặc điểm của đất mặn
Theo Akbar và Ponnamperuma (1982) thì đất mặn có tính chất vật
lý và hóa học rất đa dạng. Sự biến đổi này phụ thuộc vào nguồn gốc gây
mặn, pH đất, hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất, chế độ thủy văn và nhiệt độ.
Đất mặn chứa một lƣợng lớn muối hòa tan trong nƣớc ở vùng rễ của cây
trồng mà chủ yếu là NaCl, làm thiệt hại đến hoạt động sinh trƣởng của cây.
Mức độ gây hại phụ thuộc vào giống, thời gian sinh trƣởng, các yếu tố môi
trƣờng đi kèm theo và tính chất của đất.
Ngoài việc gây mất cân bằng các ion trong cây thì thách thức chính
của đất mặn đối với cây lúa là ảnh hƣởng của chúng lên mối quan hệ giữa
nƣớc và cây. Muối dƣ thừa trong vùng rễ làm giảm lƣợng nƣớc hữu dụng
cho cây và là nguyên nhân làm cho cây tốn nhiều năng lƣợng để loại bỏ
muối và hấp thu nƣớc tinh khiết (Brady và Weil, 2002). Do đó, ngoài việc
chọn tạo giống lúa có khả năng chống chịu mặn cao thì việc áp dụng các
biện pháp canh tác thích hợp để góp phần làm giảm lƣợng muối trong vùng
rễ cũng là điều cần thiết.
2.2.2 Sự gây hại của stress mặn ở mức độ sinh lý
Đất mặn là đất có sự vƣợt quá nồng độ của muối hòa tan chủ yếu
gồm calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), natri (Na+), kali (K+), chloride (Cl), bicarbonate (HCO3-) hoặc sulfate (SO42-) (McCauley, 2005). Stress mặn
là do sự kết hợp của một số các yếu tố tạo nên. Trong những yếu tố đó thì
stress thẩm thấu và stress ion là quan trọng nhất. Sự hạn chế về nƣớc còn
đƣợc gọi là stress thẩm thấu, gây trở ngại trong việc hấp thu nƣớc. Trong
6


khi stress ion gây trở ngại trong việc hấp thu dinh dƣỡng khoáng và là
nguyên nhân trực tiếp gây ngộ độc Na+ và Cl- (Araya và ctv., 1991). Do đặc
điểm tác động lên cây khác nhau nên gây hại cũng khác nhau. Stress thẩm

thấu làm giảm chồi mới và tốc độ gây hại nhanh. Trong khi stress ion làm
tăng sự già yếu của lá thì thời gian gây hại lại chậm hơn (Munns và Tester,
2008).
Stress thẩm thấu
Triệu chứng đầu tiên khi cây trồng trong đất mặn có biểu hiện nhƣ
trồng trong điều kiện khô hạn. Stress thẩm thấu làm giảm nƣớc hấp thu vào
trong rễ. Kết quả là sự sinh trƣởng của cây bị ngăn cản do khả năng hấp thu
nƣớc của cây giảm và sự sinh trƣởng trở nên chậm hơn (Diedhiou, 2006).
Song và ctv. (2005) cũng cho thấy rằng sự nảy mầm bị hạn chế vì stress
thẩm thấu. Khả năng nảy mầm đƣợc cải thiện khi làm giảm mức độ mặn.
Vì vậy, để tồn tại trong điều kiện này thì cây phải hạn chế sự mất nƣớc bởi
sự điều hòa bốc hơi nƣớc hoặc thích nghi với thế năng nƣớc của nó.
Stress mặn có thể làm giảm khả năng quang hợp là có liên quan
đến stress thẩm thấu (Munns, 2002; Riwalli và ctv., 2002). Sự trở ngại
trong việc hấp thu nƣớc trong đất mặn sẽ làm giảm lƣợng bốc thoát hơi
nƣớc, cũng nhƣ giảm khả năng đồng hóa CO2 và sự sinh trƣởng của mô.
Thực nghiệm cũng chứng minh rằng sự ức chế quang hợp hay giảm sinh
trƣởng là do giảm hàm lƣợng chlorophyll dƣới điều kiện mặn (Shabala và
ctv., 2005).
Stress ion (Ionic stress)
Sự ức chế sinh trƣởng của cây có thể đƣợc quan sát do ảnh hƣởng
của Na+ và Cl- làm giảm sự hấp thu của các ion khác và dinh dƣỡng cần cho
sinh trƣởng. Trong khi Na+ cạnh tranh với K+, Ca2+, Mg2+ và Mn2+ thì Clhạn chế hấp thu NO3-, PO43- và SO42- (Romero và ctv., 1994; Summart và
ctv., 2010). Chính sự cạnh tranh này đã gây nên tình trạng thiếu hụt dinh
dƣỡng ở cây, cùng với sự thiếu nƣớc do stress thẩm thấu thì tình trạng
nhiễm mặn của cây lúa càng nghiêm trọng hơn và dẫn đến cái chết. Sự hấp
thu quá nhiều Na+ trong tế bào chất sẽ gây độc và làm nhiễu loạn quá trình
trao đổi chất chủ yếu ở tế bào nhƣ sinh tổng hợp protein, hoạt động của
enzyme và quang hợp (Yeo và Flowers, 1984; Blaha và ctv., 2000). Do đó,
stress ion gây nên sự lão hóa sớm ở lá lúa với các triệu chứng nhƣ vàng úa

và hoại tử, kéo theo giảm sinh trƣởng và mất năng suất (Munns và ctv.,
2006). Bên cạnh đó, ion K+ tích lũy trong không bào để điều hòa áp suất
thẩm thấu giúp thích nghi với stress thẩm thấu. Nhƣng ảnh hƣởng của Na +
7


gây nên mất cân bằng Na-K trong cây, làm cho khả năng chống chịu của
cây với stress thẩm thấu giảm đi (Ponnamperuma, 1984).
2.3 Phƣơng pháp đột biến trong chọn giống
Trong điều kiện tự nhiên, tần số đột biến xuất hiện rất thấp và thay
đổi tùy thuộc vào loại cây trồng và từng gen chuyên biệt (Kurata và ctv.,
2005). Tần số đột biến đã rất thấp và đột biến có lợi cho sản xuất thì còn
thấp hơn rất nhiều lần. Do đó, không thể chọn lọc giống dựa vào đột biến tự
nhiên mà cần có cách làm tăng tần số đột biến để tạo nguồn vật liệu cho
chọn giống. Vì vậy, việc chọn giống đột biến nhân tạo ngày càng đƣợc
quan tâm. Tuy có nhiều hạn chế nhƣng chọn giống đột biến đã và đang
đóng góp vào thành công của chọn giống. Đến cuối thế kỷ 20 thì có hơn
2.200 giống cây trồng đƣợc tạo ra bằng phƣơng pháp đột biến, trong đó có
khoảng 434 giống lúa (Maluszynski và ctv., 2000). Theo thống kê của
FAO/IAEA (2009) thì Việt Nam đã cho ra 35 giống lúa đột biến.
Đột biến là một trong những kỹ thuật giúp cải thiện giống cây trồng
(Roychowdhury và Tah, 2011). De Vries (1905) đã đề nghị dùng bức xạ để
tạo thể đột biến. Muller (1927) đã sử dụng tia X trên cây Drosophila và
Stadler (1928) cũng dùng tác nhân này để gây đột biến trên cây ngũ cốc.
Auerbach và Robson (1947) đã tăng tần số đột biến không phải bằng bức
xạ mà bằng hóa chất. Sau đó, tác nhân gây đột biến ngày càng đƣợc phát
hiện nhiều hơn. Tuy có nhiều tác nhân gây đột biến nhƣng trong chọn
giống hiện nay thì đƣợc chia thành tác nhân lý học và tác nhân hóa học (Vũ
Đình Hòa và ctv., 2005).
Thành tựu của chọn giống bằng phương pháp đột biến

Hiện nay, trên thế giới đã có hơn 2.158 giống cây trồng đƣợc đƣa
vào sản xuất bởi phƣơng pháp gây đột biến bằng hóa chất, trong đó có 429
giống lúa (FAO/IAEA, 2011). Ở Việt Nam, một số giống lúa đƣợc chọn tạo
bằng phƣơng pháp đột biến đƣợc đƣa vào sản xuất nhƣ: Khang Dân đột
biến, OM2717, VND99-3, DT21, MT-6, NN22-98,… Một số giống ƣu tú
đƣợc đƣa vào sản xuất với diện tích lớn ở Đồng bằng sông Cửu Long nhƣ
VND95-19, VND95-20, VND99-3, TNDB-100. VND95-20 đã nằm trong
năm giống lúa đƣợc xuất khẩu nhiều nhất và đƣợc trồng với diện tích hơn
300.000 ha/năm ở ĐBSCL (Do Khac Thinh, 2009).
Phần lớn các giống đột biến đƣợc đƣa vào sản xuất là những dạng
có thay đổi về kiểu hình, thời gian sinh trƣởng ngắn, tăng năng suất, phẩm
chất, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất lợi của môi trƣờng. Từ
năm 2007 đến 2012, trên thế giới đã chọn tạo ra nhiều giống mới với đặc
8


tính vƣợt trội nhờ vào phƣơng pháp đột biến. Ở Bangladesh, giống BRRI
dhan29 đƣợc gây đột biến và tạo ra giống mới không chịu ảnh hƣởng của
quang kỳ. Ở Indonesia, Sobrizal đã kết hợp phƣơng pháp lai và gây đột
biến để cải thiện giống lúa có phẩm chất tốt và năng suất cao từ hai giống
thuộc hai nhóm indica và japonica. Nishimura ở Nhật cũng dùng đột biến
để làm giảm hàm lƣợng amylase trong gạo (Nakai, 2013).
Cùng với thế giới, Việt Nam cũng đạt đƣợc một số thành tựu trong
chọn tạo giống lúa bằng phƣơng pháp gây đột biến. IR64 là giống lúa có
phẩm chất tốt nhƣng có thời gian sinh trƣởng dài. Giống đột biến VND9520 đƣợc tạo ra từ IR64, có thời gian sinh trƣởng ngắn và khả năng thích
nghi tốt hơn. VND95-19 là một giống đột biến khác từ IR64 có tiềm năng
năng suất cao (11 tấn/ha), chịu phèn và điều kiện bất lợi của môi trƣờng
(Do Khac Thinh và ctv., 1999). Bằng cách gây đột biến, đặc tính cảm ứng
quang kỳ của giống lúa Nàng Hƣơng đã đƣợc loại bỏ và cho ra giống
VND99-3 có thời gian sinh trƣởng ngắn, chống chịu với phèn và khô hạn ở

miền Nam Việt Nam (Do Khac Thinh và ctv., 2005). Nguyen Thi Lang và
ctv. (2007) cũng sử dụng phƣơng pháp đột biến để chọn tạo giống lúa có
hàm lƣợng acid phytic thấp, là chất làm giảm khả năng hấp thu sắt và kẽm,
cũng nhƣ một số khoáng chất khác.
Ứng dụng 2,4-D trong chọn tạo giống đột biến
Chất 2,4-D (2,4-Dichlorophenoxyacetic acid) có khả năng gây đột
biến cả ở tế bào thực vật và động vật có vú. Ở chóp rễ cây hành, chất 2,4-D
làm rối loạn sự phân chia tế bào nguyên nhiễm, cũng nhƣ làm thay đổi cấu
trúc nhiễm sắc thể (Pavlica và ctv., 1991). Ateeq và ctv. (2002) cũng chứng
minh rằng 2,4-D làm thay đổi kiểu hình của cây hành tây (Allium cepa) ở
nồng độ từ 5 đến 20 ppm. Trên cây lúa, hạt đƣợc xử lý với các mức 100,
200 và 300 ppm trong 4 h và đƣợc gieo ra đồng. Kết quả cho thấy rằng tần
số đột biến tăng lên khi tăng nồng độ xử lý. Nghiên cứu đã chứng minh
rằng 2,4-D là một chất có khả năng gây đột biến (Kumari và Vaidyanath,
1989). Trần Thị Phƣơng Thảo (2013) cũng đã ứng dụng 2,4dichlorophenoxyacetic acid để phá tính quang cảm ở giống lúa mùa Nàng
Quớt Biển.

9


CHƢƠNG 3
PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
3.1 Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài đƣợc thực hiện từ tháng 9 năm 2012 đến tháng 6 năm 2015.
Các thí nghiệm trong phòng đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm
Di truyền-Chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di
Truyền-Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Khảo nghiệm các dòng lúa chọn tạo đƣợc ở huyện Cần Đƣớc, tỉnh

Long An và huyện Phú Tân, tỉnh Cà Mau. Điểm thí nghiệm thứ nhất ở
huyện Cần Đƣớc, tỉnh Long An đại diện cho vùng đất nhiễm mặn ở Bắc
sông Hậu. Điểm thí nghiệm thứ hai ở huyện Phú Tân, tỉnh Cà Mau đại diện
cho vùng đất nhiễm mặn ở Nam sông Hậu.
3.1.2 Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu thí nghiệm gồm 7 giống lúa đƣợc ghi nhận nguồn gốc ở
Bảng 3.1.
Bảng 3.1: Nguồn gốc giống lúa thí nghiệm
Stt
Giống/dòng
Nguồn
Đƣợc tuyển chọn tại phòng thí nghiệm Chọn
Nàng Quớt
1
giống Thực Vật, Bộ môn Di Truyền Giống
Biển
Nông Nghiệp. ĐHCT
Đốc phụng (đối
Phòng thí nghiệm Chọn giống Thực Vật, Bộ
2
chứng mặn)
môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp. ĐHCT
IR 28 (chuẩn
Phòng thí nghiệm Chọn giống Thực Vật, Bộ
3
nhiễm mặn)
môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp. ĐHCT
BN2 (đối
Phòng thí nghiệm Chọn giống Thực Vật, Bộ
4

chứng rầy)
môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp. ĐHCT
TN1 (chuẩn
Phòng thí nghiệm Chọn giống Thực Vật, Bộ
5
nhiễm rầy)
môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp. ĐHCT
OM4900 (đối
6
chứng địa
Thu thập tại địa phƣơng
phƣơng)


7

CTUS4

Lúa sỏi đột biến đƣợc tuyển chọn tại phòng thí
nghiệm Chọn giống Thực vật, Bộ môn Di
Truyền Giống Nông Nghiệp. ĐHCT

3.1.3 Thiết bị và hóa chất
Thiết bị thí nghiệm: Máy đo độ mặn, máy ly tâm, máy vortex, cân
phân tích, máy lắc, máy water bath, máy đo quang phổ,…
Dụng cụ: ống tube, pipet, khay nhựa, tấm xốp, đĩa petri và một số
dụng cụ khác.
Các hóa chất: NaCl, HCl, NaOH 1N, Ethanol 95%, Iod, KOH,
Thymolblue, Na2CO3, CuSO4 ...
3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể
* Nội dung 1: Chọn tạo dòng lúa Nàng Quớt Biển đột biến bằng 2,4-D.
Mục tiêu: chọn đƣợc ít nhất một dòng lúa Nàng Quớt Biển đột biến
(NQBĐB) ở thế hệ M4, có thời gian sinh trƣởng ngắn hơn giống đối chứng
(không ảnh hƣởng quang kỳ) nhƣng vẫn giữ đƣợc khả năng chống chịu
mặn (chịu mặn ≥ 15 dS/m).
Thế hệ M0: Sau khi ngâm ủ thì chọn 100 hạt Nàng Quớt Biển đã
nẩy mầm để xử lý đột biến bằng 2,4-D. Các nghiệm thức đƣợc trình bày ở
Bảng 3.2.
Nồng độ ( ppm )
100
200
300
400
500
Đối chứng ngâm trong nƣớc cất

Thời gian ( phút )
30
NT1
NT3
NT5
NT7
NT9

60
NT2
NT4
NT6
NT8

NT10

Bảng 3.2: Các nghiệm thức xử lý đột biến
Thế hệ M1: Các cá thể còn sống sau khi xử lý đột biến đƣợc trồng
trong chậu, theo dõi và ghi nhận các chỉ tiêu nông học. Cá thể có thời gian
sinh trƣởng ngắn hơn đối chứng đƣợc chọn và thu hoạch riêng.


Thế hệ M2: Lấy 30 hạt từ mỗi dòng ƣu tú đem trồng, chọn những
cá thể có thời gian trổ sớm. Thu hoạch riêng từng cá thể và ghi nhận các chỉ
tiêu nông học. Chọn lọc 2-3 dòng ƣu tú về năng suất và phân tích hàm
lƣợng amylose, protein.
Thế hệ M3: Tiếp tục lấy 30 hạt từ 2-3 dòng ƣu tú đem trồng và
chọn lọc theo hƣớng có thời gian sinh trƣởng ngắn. Thu hoạch riêng từ cá
thể và ghi nhận các chỉ tiêu nông học, phân tích các chỉ tiêu về phẩm chất,
đánh giá khả năng chống chịu mặn ở các nồng độ lần lƣợt là 12, 15, 19 và
23 dS/m và chọn những dòng có khả năng chống chịu mặn cao nhất ở mỗi
nồng độ (đạt từ cấp 1 đến 5).
Thế hệ M4: Đánh giá các chỉ tiêu nông học các dòng đột biến chọn
đƣợc. Tiếp tục đánh giá lại khả năng chống chịu mặn của các dòng đột biến
theo từng nồng độ ở thế hệ M3. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu, phân tích
hàm lƣợng chlorophyll trong lá và các chỉ tiêu phẩm chất.
Do giống đối chứng Nàng Quớt Biển là giống lúa mùa nên ở một
số thế hệ trồng không ngay vụ thì cây sẽ không trổ. Vì vậy, ở những thế hệ
mà giống đối chứng không trổ thì sẽ sử dụng hạt của vụ trƣớc để phân tích
phẩm chất để so sánh với những dòng đột biến.
* Nội dung 2: Khảo sát khả năng thích nghi đối với điều kiện mặn của cây
lúa ở giai đoạn mạ.
Mục tiêu: Xác định những giá trị thích nghi về hình thái và cấu trúc
của cây lúa trong những điều kiện mặn khác nhau phục vụ cho công tác

chọn giống.
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo thể thức lô phụ, 2 lần lặp lại:
-Lô chính gồm 5 nghiệm thức ở các mức độ mặn khác nhau là 0;
12,50; 15,63; 18,75 và 21,88 dS/m;
-Lô phụ gồm 5 giống/dòng: IR28, NQBĐB 1-2-1-1, NQBĐB 2-1-62, CTUS4 và NQB mùa.
Sau 8 ngày thử mặn theo phƣơng pháp của Glenn và ctv. (1997) thì
tiến hành nhuộm kép tiêu bản phiến lá ở đoạn từ 0 đến 20 cm tính từ chóp
lá nơi xuất hiện giọt nƣớc vào buổi sáng để xác định khả năng tiết muối.
Bên cạnh nhuộm kép tiêu bản phiến lá thì tiêu bản rễ lúa cũng đƣợc
nhuộm kép để xác định vị trí tẩm lignin và suberin ở nội bì và ngoại bì.
Mẫu đƣợc cắt thành lát mỏng theo từng đoạn 5, 10, 15, 20, 25, 30 mm.


Thêm vào đó, tiến hành điện di protein trong rễ, lá và bẹ lá lúa sau
khi kết thúc quá trình kiểm tra khả năng chống chịu mặn.
* Nội dung 3: Khảo nghiệm ngoài đồng các dòng lúa đột biến tuyển chọn
được.
Mục tiêu: chọn ra đƣợc ít nhất một giống/dòng có khả năng chống
chịu mặn và rầy nâu tốt hơn giống đối chứng địa phƣơng OM4900 cho
vùng canh tác lúa-tôm tại huyện Cần Đƣớc, tỉnh Long An và huyện Phú
Tân, tỉnh Cà Mau.
Trƣớc khi khảo nghiệm thì các giống/dòng đƣợc kiểm tra khả năng
chống chịu mặn, cũng nhƣ khả năng kháng rầy nâu ở giai đoạn mạ. Sau đó,
khảo nghiệm cơ bản đƣợc tiến hành ngoài đồng dựa theo quy phạm khảo
nghiệm giống VCU của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2011).
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 lần lặp
lại, 5 nghiệm thức với 5 giống/dòng lúa, trong đó có 4 giống chống chịu
mặn, 1 giống đối chứng chuẩn nhiễm mặn IR28 và giống OM4900 làm
giống đối chứng địa phƣơng. Diện tích ô thí nghiệm là 22 m2 (4 x 5,5 m).
Mạ đƣợc cấy với khoảng cách 15 x 20 cm khi có 4 đến 4,5 lá.

Bón phân cho lúa theo công thức 100 N-60 P2O5-50 K2O. Bón lót
50% N, 100% P2O5, 30% K2O. Bón thúc đợt 1 khi cây bén rễ hồi xanh 30%
N, 35% K2O. Bón thúc đợt 2 hết lƣợng phân còn lại lúc cây lúa tƣợng khối
sơ khởi.
Mẫu đất đƣợc thu thập dƣới độ sâu 20 cm vào các thời điểm trƣớc
khi cấy, trổ và thu hoạch để phân tích các chỉ tiêu nhƣ đạm tổng số, lân
tổng số, kali tổng số, CEC,… tại Phòng thí nghiệm chuyên sâu, trƣờng Đại
học Cần Thơ. Bên cạnh đó, độ mặn của nƣớc ruộng (EC) cũng đƣợc đo
bằng máy MS-802 APEL.
Sau khi thu hoạch, các dòng cũng đƣợc phân tích một số chỉ tiêu
phẩm chất ở trong phòng thí nghiệm nhƣ hàm lƣợng amylose, protein, độ
trở hồ, độ bền thể gel, chiều dài và dạng hạt gạo.
3.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu chung
3.2.2.1 Phương pháp điện di protein tổng số
3.2.2.2 Phân tích một số chỉ tiêu phẩm chất
-Chiều dài và rộng hạt gạo theo phƣơng pháp của IRRI (1996).


-Độ bền thể gel theo phƣơng pháp của Tang et al. (1991)
-Độ trở hồ theo phƣơng pháp của IRRI (1996)
-Hàm lƣợng amylose theo phƣơng pháp của Cagampang và
Rodriguez (1980).
-Hàm lƣợng protein (%) theo phƣơng pháp của Lowry.O.H và ctv.
(1951)
-Màu sắc hạt gạo: lột vỏ trấu, quan sát màu sắc hạt gạo và miêu tả.
3.2.2.3 Phân tích hàm lượng chlorophyll trong lá (Cagampang và
Rodriguez 1980).
3.2.2.4 Đánh giá khả năng chống chịu mặn (Glenn và ctv., 1997)
3.2.2.5 Phương pháp đánh giá khả năng kháng rầy nâu (IRRI, 1996)
3.2.2.6 Phương pháp nhuộm tiêu bản phiến lá và rễ lúa

-Nguyên tắc nhuộm mẫu: son phèn sẽ nhuộm hồng tế bào có vách
bằng cellulose và lục iod nhuộm xanh tế bào có vách tẩm mộc tố kể cả lớp
cutin và suberin.
-Cách thực hiện
Mẫu lá sau khi đƣợc cắt thành lát mỏng sẽ đƣợc thực hiện lần lƣợt
theo các bƣớc sau:
+ Ngâm mẫu vào nƣớc javen 15 phút để tẩy nội dung tế bào.
+ Rửa lại với nƣớc cất cho sạch javen từ 3-4 lần.
+ Ngâm vào acid acetic khoảng 5 phút để loại hết nƣớc javen còn
sót lại.
+ Rửa lại với nƣớc cất từ 3-4 lần.
+ Nhuộm bằng thuốc nhuộm kép son phèn-lục iod, giữ khoảng 3-5
phút cho vi mẫu bắt màu.
+ Rửa nƣớc cho sạch phẩm nhuộm và giữ phẫu thức trong đĩa đồng
hồ có chứa nƣớc cất.
+ Quan sát mẫu đã nhuộm trong giọt Glycerin.
+ Chụp hình các mẫu quan sát.


-Sau 8 ngày thử mặn khảo sát lá ở đoạn 0-20 cm tính từ chóp lá nơi
xuất hiện giọt nƣớc vào buổi sáng.
Sau 8 ngày thử mặn, chọn những rễ non còn chóp rễ có chiều dài
khoảng 5-50mm, khảo sát rễ ở vùng 0-30mm tính từ đỉnh rễ. Mẫu đƣợc cắt
thành lát mỏng theo từng đoạn 5mm, 10mm, 15mm, 20mm, 25mm và
30mm. Thực hiện các bƣớc làm tiêu bản tƣơng tự nhƣ ở lá.
Quan sát tiêu bản dƣới kính hiển vi, xác định vị trí tẩm suberin ở
ngoại bì của rễ, vị trí tẩm lignin và suberin ở nội bì của rễ.
3.2.2.7 Phương pháp đánh giá theo khảo nghiệm giống VCU (Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011)
3.2.3 Xử lý số liệu

Dùng thống kê mô tả để tính các giá trị trung bình và các số đo
biến động. Phân tích phƣơng sai ANOVA (phép thử F và Duncan) để so
sánh các số liệu trung bình giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5%.
CHƢƠNG 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Chọn tạo dòng lúa NQB đột biến
4.1.1 Thế hệ M1
4.1.1.1 Tỷ lệ sống sau khi xử lý 2,4-D
Bảng 4.1: Số cây và tỷ lệ cây sống sau khi xử lý 2,4-D
Số cây sống Tỷ lệ cây sống
STT
Nghiệm thức
(cây)
(%)
1
NT1 (100 ppm-30p)
19
19
2
NT2 (100 ppm-60p)
8
8
3
NT3 (200 ppm-30p)
2
2
4
NT4 (200 ppm-60p)
2
2

5
NT5 (300 ppm-30p)
0
0
6
NT6 (300 ppm-60p)
0
0
7
NT7 (400 ppm-30p)
0
0
8
NT8 (400 ppm-60p)
0
0
9
NT9 (500 ppm-30p)
4
4
10
NT10 (500 ppm-60p)
3
3


11

Đối chứng (không xử lý)

98

98

Qua kết quả xử lý đột biến bằng 2,4-D (Bảng 4.1) cho thấy rằng tỷ
lệ sống của hạt lúa ở các nghiệm thức là khác nhau. Tỷ lệ sống phụ thuộc
vào nồng độ xử lý 2,4-D, nồng độ 2,4-D càng cao thì tỷ lệ sống càng giảm.
Bên cạnh đó, ở cùng nồng độ 100 ppm thì thời gian xử lý dài hơn cũng làm
giảm khả năng sống của mầm. Điều đó cho thấy rằng nồng độ và thời gian
xử lý 2,4-D đã tác động đến khả năng mọc mầm hay làm chết mầm. Kết
quả ở Bảng 4.1 cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Kumari và
Vaidyanath (1989).
Các cá thể còn sống đƣợc trồng riêng trong từng chậu cùng với đối
chứng. Theo dõi, ghi nhận các chỉ tiêu nông học, đặc biệt là thời gian sinh
trƣởng. Trong quá trình sinh trƣởng, có 9 cá thể ở NT1, 4 cá thể ở NT2 và 1
cá thể ở NT9 chết do bệnh vàng lá chín sớm hoặc bọ xít đen tấn công. Các
cá thể khác đều sinh trƣởng bình thƣờng. Kết quả thu đƣợc bốn cá thể ở
bốn nghiệm thức khác nhau (NT1, NT2, NT4 và NT9) có thời gian trổ bông
ngắn hơn đối chứng (Bảng 4.2). Theo Nguyễn Ngọc Đệ (1998) thì thời gian
trổ bông đƣợc tính từ khi gieo đến khi bông đầu tiên thoát cổ bông hoàn
toàn.
Qua kết quả ở Bảng 4.2, các cá thể ở bốn nghiệm thức có thời gian trổ
ngắn hơn đối chứng nhƣng lại có sự chênh lệch ở các nghiệm thức. Cá thể
của NT2 và NT9 có thời gian trổ ngắn hơn hết (lần lƣợt là 91 và 104 ngày).
Cho thấy thời gian trổ bông của hai cá thể này đƣợc rút ngắn rất nhiều so
với đối chứng (143 ngày) và có tiềm năng rút ngắn thời gian sinh trƣởng.
Có sự khác biệt giữa thời gian trổ ở các nghiệm thức là do nồng độ hóa chất
và thời gian xử lý khác nhau dẫn đến sự biến đổi về gen cũng khác nhau
(Asencion, 2001; Khan và ctv., 2009). Vì vậy, hai cá thể ở NT2 và NT9
đƣợc chọn để theo dõi tiếp về thời gian sinh trƣởng và các chỉ tiêu khác.

Hai cá thể ở NT2 và NT9 đƣợc kí hiệu lần lƣợt là NQBĐB 1 và NQBĐB 2.
Bảng 4.2: Thời gian trổ, số cây sống của các cá thể ở thế hệ M1
Số cây sống
Thời gian trổ
STT
Nghiệm thức
cho đến trổ
(ngày)
1
NT1 (100 ppm-30p)
10
112
2
NT2 (100 ppm-60p)
4
91
3
NT3 (200 ppm-30p)
2
149
4
NT4 (200 ppm-60p)
2
122


5
6
7

NT9 (500 ppm-30p)
NT10 (500 ppm-60p)
Đối chứng (không xử lý)

3
3
98

104
152
143

4.1.1.2 Một số chỉ tiêu nông học của cá thể được chọn
Bảng 4.3: Một số chỉ tiêu nông học của cá thể M1
Cao
Số Số hạt
Tỷ lệ Trọng lƣợng
Tên
STT
cây bông/
chắc/ hạt chắc
1.000 hạt
giống/dòng
(cm)
bụi
bông
(%)
(g)
1
NQBĐB 1

170,5
15
143
86
27,0
2
NQBĐB 2
173,8
21
134
82
26,5
3
Đối chứng
185,4
11
110
77
25,8
Một số chỉ tiêu nông học của 2 dòng có thời gian sinh trƣởng ngắn
đƣợc trình bày ở Bảng 4.3. Các chỉ tiêu nông học cho thấy rằng tiềm năng
cho năng suất của 2 dòng này tốt hơn giống đối chứng, biểu hiện ở những
chỉ tiêu nhƣ số bông/bụi, số hạt chắc/bông,…
Màu sắc hạt
Hai cá thể đột biến sau khi thu hạt và lột vỏ trấu để quan sát thì có
sự phân ly về màu sắc hạt gạo. Hạt của cá thể NQBĐB 1 có màu đỏ đậm
tƣơng đƣơng với giống đối chứng. Trong khi hạt gạo của NQBĐB 2 có
màu trắng nhƣng vẫn có vài hạt ánh lên màu hồng nhạt (Hình 4.1). Sự thay
đổi màu sắc hạt gạo của các dòng đột biến cũng đƣợc ghi nhận, hạt gạo đổi
từ đỏ sang trắng (Tran và ctv., 2006) hay từ trắng sang đỏ (Quan Thị Ái

Liên và ctv., 2013).

Hình 4.1: Màu sắc hạt của đối chứng và NQBĐB 2
4.1.1.3 Kết quả điện di Protein-SDS PAGE ở thế hệ M1


Qua kết quả điện di protein tống số của hai cá thể đột biến (Hình
4.2), mức độ ăn màu với thuốc nhuộm CBBR-250 của băng protein ở các
giếng không đồng đều nhau. Băng protein waxy 60 kDa ở giếng 1 và 2
(giống đối chứng) đậm hơn các giếng còn lại, chứng tỏ hàm lƣợng protein
waxy của giống đối chứng cao hơn các cá thể đột biến. Băng waxy nhạt
tƣơng quan với hàm lƣợng amylose thấp hay gạo sau khi nấu sẽ mềm cơm.
Các hạt có băng protein waxy nhạt đƣợc chọn để nhân dòng ở thế
hệ M2. Kết quả sau khi điện di protein tổng số đã chọn đƣợc 10 hạt của
NQBĐB 1 và 15 hạt của NQBĐB 2.

Hình 4.2: Phổ điện di protein của hai cá thể đột biến
4.1.2 Thế hệ M4
Áp dụng cách chọn lọc nhƣ ở thế hệ M1 (có thời gian sinh trƣởng
ngắn và tiềm năng cho năng suất cao) cho các thế hệ tiếp theo. Kết thúc thế
hệ M4, có 2 dòng đƣợc chọn (NQBĐB 1-2-1-1 và NQBĐB 2-1-6-2) với
các đặc điểm ƣu tú nhƣ có tiềm năng cho năng suất cao, khả năng chịu mặn
tốt, có phẩm chất gạo nấu cao và kháng rầy tốt hơn các dòng còn lại.
4.1.2.1 Một số chỉ tiêu nông học của 2 dòng được chọn
Thời gian sinh trƣởng của 2 dòng NQBĐB 1-2-1-1 và NQBĐB 21-6-2 lần lƣợt là 97 và 110 ngày so với giống đối chứng Nàng Quớt Biển là


162 ngày (chịu sự ảnh hƣởng của quang kỳ) (Bảng 4.4). Theo Peng và ctv.
(2005) thì giống lúa lý tƣởng cho năng suất cao là giống có thời gian sinh
trƣởng nằm trong khoảng 100 đến 130 ngày. Đối với mô hình lúa-tôm thì

ngoài việc có khả năng chống chịu mặn thì giống có thời gian sinh trƣởng
ngắn cũng đƣợc xem là một trong những đặc tính tốt giúp cây tránh sự gây
hại của mặn (Nguyen Thi lang và ctv., 2001).
Kết quả thử rầy đƣợc ghi nhận sau 8 ngày (tính từ khi thả rầy vào)
khi giống chuẩn nhiễm TN1 chết hết. Qua kết quả đánh giá ở Bảng 4.19,
hai dòng đƣợc đánh giá cao nhất là NQBĐB 1-2-1-1 và NQBĐB 2-1-6-2 là
hơi kháng (cấp 3), so với đối chứng thì khả năng kháng rầy đã đƣợc cải
thiện rất nhiều. Theo Kurata và Yamazaki (2006), Lã Tuấn Nghĩa và ctv.
(2008) thì cây lúa có khoảng 72 gen kiểm soát tính trạng kháng côn trùng
và các gen này có thể biểu hiện khi có một tác nhân gây đột biến.
Bảng 4.4: Một số chỉ tiêu nông học của 2 dòng đƣợc chọn
STT Chỉ tiêu
NQBĐB 1-2- NQBĐB 21-1
1-6-2
1
TGST (ngày)
97
110
2
Cao cây (cm)
100
103
3
Số bông/bụi
17
12
4
Số hạt chắc/bông
152
145

5
Tỷ lệ hạt chắc (%)
82,1
66,8
Trọng lƣợng 1.000
6
26,0
23,6
hạt (g)
Khả năng chống
Cấp 5 (ở 19
Cấp 5 (ở 15
7
chịu mặn
dS/m)
dS/m)
8
Kháng rầy (cấp)
3
3

Đối
chứng
162
169
22
139
83,7
25,6
Cấp 5 (ở

19 dS/m)
9

4.1.2.2 Một số chỉ tiêu phẩm chất của 2 dòng được chọn
Kết quả phân tích hàm lƣợng amylose cho thấy dòng NQBĐB 2-16-2 có hàm lƣợng amylose thấp hơn giống đối chứng (Bảng 4.5). Giống có
hàm lƣợng amylose cao thì cơm sẽ khô và cứng hơn giống có hàm lƣợng
amylose thấp. Bên cạnh đó, giống có hàm lƣợng amylose cao thì cơm sẽ
cứng sau khi nấu (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000). Ngoài amylose
thì hàm lƣợng protein cũng là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá phẩm chất hạt gạo. Gạo có hàm lƣợng protein càng cao thì giá trị dinh
dƣỡng càng cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).


Độ trở hồ của 2 dòng đột biến đƣợc xếp vào cùng cấp với giống đối
chứng (cấp 4) và đƣợc phân vào nhóm trung bình, nhiệt độ cần thiết để nấu
thành cơm là 70-74oC. Bên cạnh đó, dòng NQBĐB 1-2-1-1 và NQBĐB 21-6-2 có độ bền thể gel lần lƣợt là cấp 3 (phân nhóm mềm) và 1 (phân
nhóm rất mềm), so với đối chứng là cấp 3. Trong cùng một nhóm có hàm
lƣợng amylose giống nhau thì giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn thì
giống đó sẽ đƣợc ƣa chuộng hơn (Juliano và Duff, 1991). Theo Bùi Chí
Bửu và Nguyễn Thị Lang (2000) thì các dòng này đều đạt phẩm chất tối
hảo.
Chiều dài hạt gạo là một trong những chỉ tiêu phân loại gạo xuất
khẩu. Đối với những thị trƣờng yêu cầu gạo hạt dài thì chiều dài hạt gạo
phải lớn hơn hoặc bằng 7 mm (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
Theo đó thì NQBĐB 1-2-1-1 có chiều dài hạt gạo trung bình là 7,8 mm và
đƣợc phân vào nhóm thon dài.
Bảng 4.5: Kết quả phân tích phẩm chất 2 dòng đƣợc chọn
STT Chỉ tiêu
NQBĐB 1-2- NQBĐB 2- Đối chứng
1-1

1-6-2
1
Amylose (%)
19,19
16,04
19,05
2
Protein (%)
7,52
7,18
7,15
3
Độ trở hồ (cấp)
4
4
4
Độ bền thể gel
4
3
1
3
(cấp)
Chiều dài hạt gạo
5
7,8
6,9
6,9
(mm)
Chiều rộng hạt gạo
6

2,4
2,6
2,6
(mm)
7
Dạng hạt gạo
Thon dài
Trung bình Trung bình
8
Màu sắc hạt gạo
Đỏ
Trắng
Đỏ
4.1.2.3 Đánh giá độ thuận bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE
Qua phổ điện di protein tổng số của hai dòng NQBĐB 1-2-1-1 và
NQBĐB 2-1-6-2, mức độ ăn màu giữa các băng protein tƣơng đối đồng đều
nhau, điều này chứng tỏ cả hai dòng đều có độ thuần về mặt protein tích trữ
trong hạt khá cao. Kết hợp với một số chỉ tiêu nông học khác thì có thể kết
luận hai dòng này tƣơng đối thuần về mặt di truyền. Theo Allard (1960) thì
ở thế hệ F3 trở đi, đa số gen trong quần thể phân ly đã đạt trạng thái đồng
hợp. Qua phổ điện di protein cũng cho thấy các băng waxy 60 kDa có màu


nhạt, chứng tỏ có hàm lƣợng amylose thấp. Điều này phù hợp với kết quả
phân tích hàm lƣợng amylose ở Bảng 4.5.

Hình 4.3: Phổ điện di protein tổng số của
dòng NQBĐB 1-2-1-1 và NQBĐB 2-1-6-2
4.2.2 Khảo sát khả năng tiết muối qua lá
Bảng 4.6: Nồng độ mặn của giọt nƣớc ở lá sau 8 ngày

Nồng độ mặn của giọt nƣớc (dS/m)
Trung bình
Giống
giống (A)
12,50
15,63
18,75
21,88
117,2
117,2
125,0
148,4
IR28
126,3a
78,1
125,0
105,5
113,3
CTUS4
105,5b
NQBĐB 1117,2
114,1
97,7
105,5
109,4b
2-1-1
NQBĐB 297,7
113,3
89,8
100

100,2b
1-6-2
72,7
101,6
79,7
71,1
NQB mùa
81,3c
Trung bình
96,6c
114,2a 99,5bc 107,7ab
mặn (B)
*
FA
*
FB
ns
FAxB
9,48
CV(%)


Ghi chú: Các số trung bình trong cùng một cột thể hiện nồng độ mặn trung bình
giọt nước trên lá của từng giống; các số trung bình trong cùng một hàng thể hiện
nồng độ mặn trung bình giọt nước trên lá của giống ở các nồng độ thử mặn; các số
có chữ theo sau giống nhau là khác biệt không có ý nghĩa thống kê qua phép thử
Duncan ở mức ý nghĩa 5% (*), ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê.

Kết quả Bảng 4.6 cho thấy rằng khi tăng nồng độ muối thì nồng độ
mặn của giọt nƣớc tiết qua lá cũng tăng theo. Thêm vào đó, giống có khả

năng chống chịu mặn thì lại có nồng độ mặn của giọt nƣớc nhỏ hơn giống
nhiễm mặn. Pannaga và ctv. (2009) cũng cho thấy sự xuất hiện của tinh thể
muối ở bẹ lá, phiến lá và tai lá của giống chống chịu mặn ít hơn giống
nhiễm mặn. Điều này có thể là do giống chống chịu mặn có khả năng ngăn
cản sự hấp thu muối vào cây nên lƣợng muối tiết qua giọt nƣớc trên lá cũng
ít hơn.
Quan sát lát cắt ngang phiến lá ở đoạn xuất hiện giọt nƣớc mặn thì
không tìm thấy tuyến tiết muối nhƣ các cây chịu mặn. Tuy nhiên, tại vị trí
này thì xuất hiện nhiều khí khẩu (Hình 4.4A). Bên cạnh đó, lớp biểu bì mặt
dƣới lá nơi xuất hiện giọt nƣớc cho kết quả tƣơng tự ở các giống. Biểu bì
mặt dƣới lá xuất hiện các khí khẩu có hình dạng biến đổi khác hơn bình
thƣờng (Hình 4.4B).
Theo Nguyễn Bá (2007) thì giọt nƣớc xuất hiện ở chóp lá vào buổi
sáng là do nƣớc đƣợc tiết ra ngoài qua thủy khẩu, là dạng biến đổi của khí
khẩu. Một phần lƣợng muối đƣợc hấp thu từ rễ sẽ vận chuyển lên lá, dự trữ
và tiết ra ngoài qua khí khẩu (Singh, 2006). Do đó, mỗi buổi sáng có thể
quan sát đƣợc những giọt nƣớc mặn ứ đọng ở chóp lá và mặt dƣới lá.

Mũi tên vàng: khí khẩu
Mũi tên xanh: khí khẩu biến đổi thành hai lỗ thoát nƣớc ở giữa

Hình 4.4: (A) Lát ngang chóp lá, nơi xuất hiện giọt nƣớc, vật kính 40X
(B) Biểu bì mặt dƣới lá ở vật kính 100X


4.2.3 Sự biến đổi cấu trúc rễ để thích nghi điều kiện mặn
Trong điều kiện 0 dS/m, có sự khác nhau ở vị trí tẩm suberin và
lignin ở các giống lúa. Khi tăng nồng độ mặn lên thì vị trí hình thành
suberin và lignin ở rễ giảm xuống (tế bào ngấm suberin và lignin gần đỉnh
rễ hơn hay quá trình suberin và lignin hóa xảy ra nhanh hơn) (Hình 4.5).

Đặc biệt ở giống IR28, vị trí hình thành suberin ở ngoại bì vẫn không giảm
khi tăng nồng độ mặn. Sự hình thành lớp tế bào ngấm suberin ở ngoại bì
làm tăng khả năng chống chịu mặn của cây. Lớp tế bào này giúp ngăn cản
sự hấp thu muối vào cây theo con đƣờng apolast (Cai và ctv., 2011). Trong
khi sự suberin và lignin hóa ở nội bì cũng giúp hạn chế hấp thu các ion độc
theo đƣờng apolast (Yeo và Flowers, 1984). Thêm vào đó, sự lignin hóa
mạch gỗ giúp duy trì cấu trúc toàn vẹn của hệ thống mạch gỗ trong điều
kiện mặn. Ngoài việc tăng cƣờng tính bền vững cơ học, nó còn giúp cây
giữ đƣợc nƣớc trong điều kiện khô hạn (Hà Thị Lệ Ánh, 2006). Do đó, nó
có khả năng giúp cây chống chịu với stress thẩm thấu (thiếu nƣớc) đƣợc
gây ra bởi mặn.

Hình 4.5: Vị trí tẩm suberin và lignin ở ngoại bì (A), nội bị (B)
và mạch gỗ (C) của rễ; (D) vị trí hình thành mô khí ở rễ


Sự hình thành lớp suberin sẽ lắp đầy các khoảng gian bào và tăng
cƣờng cản trở con đƣờng hấp thu apolast ở rễ. Sự ngăn cản này làm cho các
chất và nƣớc muốn hấp thu vào cây thì phải đi xuyên qua tế bào hay xuyên
qua màng tế bào trƣớc khi vào mạch gỗ, vì vậy mà có tính chọn lọc cao
hơn. Tính hấp thu có chọn lọc của màng tế bào sẽ làm giảm sự hấp thu Na +
vào trong cây, giúp cây chống chịu với điều kiện mặn tốt hơn
(Krishnamurthy và ctv., 2009. Một số nghiên cứu khác cũng cho rằng môi
trƣờng mặn và các stress phi sinh học khác cũng cảm ứng hình thành nên
những yếu tố ngăn cản con đƣờng hấp thu apolast. Tuy nhiên, quá trình này
thƣờng xảy ra chậm và phải mất vài ngày (Shannon và ctv., 1994;
Reinhardt và Rost, 1995).

Hình 4.6: Lát cắt ngang rễ của giống NQB mùa

Hình 4.7: Lát cắt ngang của giống IR28
Bên cạnh đó, vị trí hình thành mô khí (aerenchyma) ở các giống
dƣờng nhƣ không có khác nhau và khi tăng nồng độ mặn thì vị trí hình
thành các mô khí này rút ngắn lại. Khi sống trong môi trƣờng mặn, các tế
bào nhu mô ỏ lớp ngoại bì hòa tan màng tế bào, tạo thành các mô khí nhanh
hơn khi không có mặn (Lee và ctv., 2013). Krishnamurthy và ctv. (2009)
cũng nhận thấy rằng khi cây lúa đƣợc xử lý với mặn thì các aerenchyma sẽ
đƣợc hình thành ở gần đầu rễ hơn cả ở hai giống Pokkali (chống chịu) và
IR20 (nhiễm mặn).
4.2.4 Sự tích lũy protein ở rễ, bẹ lá và lá

Hình 4.8: Phổ điện di protein tổng số (A) NQB mùa và (B) IR28