Kết quả lai thuận nghịch các giống lúa nếp 415, PD2, TK90

Kho¸ luËn tèt

Bïi Thïy Liªn –

TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN

BÙI THUỲ LIÊN

KẾT QUẢ LAI THUẬN NGHỊCH CÁC GIỐNG LÚ
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 0105

Hướng dẫn khoa học: ĐÀO XUÂN TÂN

Hà Nội - 2007

1


MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC..............................................................................................................1
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 2
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................... 2
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.......................................................... 4
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................4
NỘI DUNG.............................................................................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..................................................................................5

1. Nguồn gốc cây lúa trồng..........................................................................5
2. Phân loại cây lúa......................................................................................6
3. Vị trí kinh tế của cây lúa..........................................................................6
4. Đặc điểm nông sinh học của cây lúa.......................................................7
5. Đăc điểm di truyền một số tính trạng của cây lúa.................................11
6. Các phương pháp về lai tạo giống cây trồng.........................................13
7. Thành tựu về chọn lọc và lai tạo giống.................................................16
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI - ĐỊA ĐIỂM - THỜI GIAN
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................17
1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................17
2. Phạm vi nghiên cứu...............................................................................19
3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.........................................................19
4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................19
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ...........................................................24
1. Các tính trạng nghiên cứu ở 3 giống lúa nếp 415, PD2, TK90.............24
2. Đánh giá các tính trạng ở 3 giống lúa nếp 415, PD2,TK90..................26
3. Kết quả lai thuận nghịch ở 3 giống lúa nếp 415, PD2, TK90...............37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................42



MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
An toàn lương thực không chỉ là vấn đề sống còn của mỗi quốc gia mà
là của cả nhân loại. Với tốc độ tăng dân số hiện nay, đặc biệt là ở các nước
đang phát triển và chậm phát triển – nơi mà dân số chiếm tới trên 2/3 dân số
thế giới nhưng sản phẩm nông nghiệp chỉ chiếm 1/3 – thì nạn đói thường
xuyên xảy ra là điều không thể tránh khỏi [4].
Theo tính toán của các chuyên gia kinh tế và xã hội học, dân số thế giới

đến năm 2010 sẽ là 8 tỷ người nên nhu cầu lương thực cần phải tăng lên 75%
so với hiện nay. Vì thế, không thể giải quyết vấn đề trên nếu như không áp
dụng kỹ thuật hiện đại vào chọn giống trong nông nghiệp [5].
Hiện nay, trong những cây lương thực chính như lúa, lúa mì, ngô,
khoai, sắn…thì lúa nước (Oryza sativa) có vị trí đặc biệt vì nó là nguồn lương
thực có giá trị cao về mặt kinh tế và dinh dưỡng. Theo thống kê của tổ chức
nông lương thế giới (FAO - The Food and Agricultural Organization) có
khoảng 48% dân số coi lúa gạo là nguồn lương thực chính, 25% dân số thế
giới sử dụng lúa gạo trên 1/2 khẩu phần lương thực của mình.
Tuy nhiên sự gia tăng dân số, nhu cầu nhà ở, sự phát triển của công
nghiệp hoá, đô thị hoá đã làm diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp. Việc luân
canh tăng vụ cũng không đáp ứng được nhu cầu lương thực cho toàn xã hội
không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới. Chính vì vậy, giải quyết vấn dề
lương thực thoả đáng cho nhu cầu của con người là rất quan trọng và cấp
thiết. Các nước có dân số đông nhất hành tinh như Ấn Độ, Trung Quốc đã
chọn công nghệ lúa lai làm giải pháp giải quyết vấn đề an toàn lương thực cho
quốc gia của họ.



Lúa lai - một công nghệ cao đã tạo ra cuộc “cách mạng xanh” lần thứ
hai trên thế giới với xu thế làm tăng tiềm năng năng suất của lúa trên toàn cầu
trong thế kỷ 21[4].
Đất nước chúng ta đã trải qua những năm đổi mới, nhờ có sự thay đổi
về chính sách quản lý nhà nước trong lĩnh vực nông nghiệp, đặc biệt là lĩnh
vực chọn tạo giống cây trồng. Nhìn lại những thập niên gần đây, chúng ta
thấy: năm 1975 đến năm 1980, sản xuất thóc gạo của nước ta chỉ xung quanh
10 – 11 triệu tấn, thiếu hụt 1,6 đến 1,7 triệu tấn gạo. Năm 1990, chúng ta đã
dư 0,8 triệu tấn gạo với sản lượng thóc là 19,2 triệu tấn. Năm 2005, chúng ta
đạt trên 36 triệu tấn thóc và xuất khẩu 4,1 triệu tấn gạo, nhiều năm Việt Nam

được xếp thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo [3].
Các nghiên cứu trong chọn tạo giống lúa hiện nay chủ yếu là giống lúa
tẻ mà ít quan tâm đến các giống lúa nếp. Có thể vì tỉ lệ trồng lúa nếp rất ít chỉ
chiếm khoảng 5 – 10% trong cơ cấu mùa vụ của nền nông nghiệp Việt Nam.
Nhưng lúa nếp lại có vai trò rất to lớn trong ngành công nghiệp sản xuất bánh
kẹo, rượu, bia, sử dụng trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong dịp lễ tết
góp phần tạo nên sự đa dạng của ẩm thực Việt Nam…
Tuy nhiên, nhiều giống lúa nếp cổ truyền như nếp cái hoa vàng, nếp
quýt, nếp rồng…rất thơm và dẻo nhưng thời gian sinh trưởng dài, dễ đổ khi
gặp mưa bão, năng suất thấp, cây yếu…
Do vậy, rất cần thiết phải tạo được giống lúa nếp mới có năng suất cao,
chống chịu được điều kiện bất lợi của môi trường, thời gian sinh trưởng ngắn,
có giá trị kinh tế cao.
Xuất phát từ những lý do trên tôi đã tiến hành đề tài: “Kết quả lai
thuận nghịch các giống lúa nếp 415, PD2, TK90”.


2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục đích
Lai thuận nghịch các giống lúa nếp 415, PD2, TK90.
2.2. Nội dung
a) Gieo trồng và chọn lọc dòng thuần 3 giống lúa nếp: 415, PD2, TK90 làm bố,
mẹ.
b) Lai và đánh giá kết quả từ các phép lai
* ♀ PD2
* ♀ PD2
* ♀ 415
* ♀ 415
* ♀ TK90
* ♀ TK90

x
x
x
x
x
x

♂ TK90
♂ 415
♂ TK90
♂ PD2
♂ 415
♂ PD2

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Cơ sở khoa học
Biến dị tổ hợp có thể tạo ra nhiều tổ hợp mới, qua chọn lọc có thể tạo
được giống lai (ưu thế lai) hoặc giống thuần.
3.2. Cơ sở thực tiễn
Đã có nhiều giống lúa được tạo ra nhờ phương pháp lai vừa có năng
suất cao phẩm chất tốt, vừa chống chịu được sâu bệnh và các điều kiện bất lợi
của môi trường, thích nghi được nhiều vùng sinh thái khác nhau.


NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Nguồn gốc cây lúa
1.1. Nguồn gốc
Cây lúa trồng Oryza sativa L. là một cây thân thảo sinh sống hàng năm.

Thời gian sinh trưởng của các giống lúa dài ngắn khác nhau và nằm trong
khoảng 60 – 250 ngày [3].
Lúa dại là tổ tiên của các loài lúa trồng hiện nay, được thuần hoá sau đó
phát triển lan ra các vùng lân cận và đi khắp thế giới cùng với sự giao lưu của
con người. Về sau nhiều giống được hình thành do lai tạo và xử lý đột biến [3].

Về phương diện thực vật học thì lúa trồng hiện nay là do lúa dại Oryza
fatua hình thành qua quá trình chọn lọc lâu dài, loại lúa dại này thường gặp ở
Ấn Độ, Campuchia, Việt Nam, vùng Đông Nam Á, Trung Quốc, Thái Lan và
Myanma. Họ hàng với cây lúa trồng là các loài trong chi Oryza, người ta đã
khảo sát thấy có 22 loài trong chi Oryza với 24 hoặc 48 NST [3].
1.2. Trung tâm phát sinh cây lúa
Lúa là một trong những loài cây trồng cổ xưa nhất. Sự tiến hoá của cây
lúa gắn liền với lịch sử tiến hoá của loài người đặc biệt là ở châu Á. Theo
nhiều tài liệu đã ghi chép được thì cây lúa đã được trồng ở Trung Quốc
khoảng 2800 – 2700 năm trước công nguyên. Ở Ấn Độ, các hạt thóc hoá
thạch tìm được ở Harthinapur (bang Utarpradesh) có tuổi 1000 – 750 năm
TCN [3].
Nhiều bằng chứng đã chứng tỏ cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á
mà Myanma là một trung tâm. Tại Thái Lan: cây lúa đã được trồng vào cuối
thời kỳ đồ đá mới đến đầu thời kỳ đồ đồng (4000 năm TCN).


Ở nước ta, theo tài liệu công bố thì cây lúa được trồng phổ biến và nghề
trồng lúa đã khá phồn thịnh ở thời kỳ đồ đồng (4000 – 3000 năm TCN).
Có nhiều ý kiến khác nhau song có thể đi đến một quan điểm chung:
Đông Nam Á là nơi cây lúa đã được trồng sớm nhất, ở thời đại đồ đồng nghề
trồng lúa đã rất phồn thịnh.
2. Phân loại cây lúa
2.1 Theo hệ thống phân loại học thực vật

Ngành – Divisio: Angiospermae - Thực vật có hoa
Lớp – Classic: Monocotyledones - Lớp một lá mầm
Bộ - Ordines: Poales (graminales) – Hoà thảo có hoa
Họ - Familla: Pcacae (graminae) – Hoà thảo
Họ phụ - Subfarailia: poidae – Hoà thảo ưa nước
Chi – Genus: Oryza – lúa
Loài - Species: Oryza sativa – Lúa trồng
Loài phụ - Subspecies:
Subsp: japonica – Loài phụ Nhật Bản
Subsp: indica – Loài phụ Ấn Độ
Subsp: javanica – Loài phụ java
Biến chủng: Varietas: Var.Mutica - Biến chủng hạt mỏ cong
Loài Oryza sativa gồm 3 loài phụ 8 nhóm biến chủng và 248 biến chủng.

2.2 Theo cấu tạo của tinh bột:
Theo cấu tạo tinh bột, người ta phân biệt ra 2 loại: lúa nếp (glutinosa)
và lúa tẻ (utilissima) [3].
3. Vị trí kinh tế của cây lúa
Cây lúa là cây lương thực lâu đời nhất, phổ biến nhất trên thế giới. Tuy
diện tích gieo trồng đứng thứ 2 sau lúa mỳ và cũng đứng thứ 2 về sản lượng
sau ngô. Cây lúa được trồng ở 112 nước, cung cấp lương thực cho ít nhất là


2,5 tỷ nguời dân sống ở châu Á và hàng trăm triệu người sống ở các châu lục
khác. So với một số cây lương thực khác, sản phẩm của lúa gạo có giá trị cao,
cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết như tinh bột (62,5%), protein
(7,6%), lipit (2,2%), xenluloza (10,9%), nước (11%), khoáng (5,8%); gạo
cũng chứa các loại axit amin cần thiết như lizin (4,26%), triptophan (1,63 –
2,14%), methyonin (1,44% - 1,77%), treonin (3,39% - 4,42%).
Gạo không chỉ là nguồn lương thực chính của con người mà còn là

nguồn nguyên liệu rất quan trọng trong ngành dược phẩm. Khối lượng chính
trong viên nén của thuốc tân dược là tinh bột gạo; sản phẩm phụ của cây lúa
như rơm, cám, thóc lép là nguồn thức ăn quý giá cho gia súc gia cầm. Ngoài
ra người dân còn sử dụng phế phẩm rơm, rạ, trấu…cho các ngành sản xuất
công nghiệp nhẹ như giấy, trồng nấm, sản xuất phân sinh học…
Xuất khẩu hàng năm đã thu được nguồn ngoại tệ đáng kể cho kinh tế
Việt Nam. Hiện tại, phần lớn diện tích trồng lúa ở Việt Nam vẫn gồm các
giống lúa thuần trong nước lai tạo, chọn lọc; diện tích lúa lai ước tính 30%
cũng góp phần quan trọng trong an ninh lương thực cho quốc gia.
Khoa học chọn tạo giống lúa có vai trò quyết định cho sự phát triển của
nền nông nghiệp Việt Nam.
4. Đặc điểm nông sinh học của cây lúa
4.1. Đời sống của cây lúa
4.1.1. Thời gian sinh trưởng
Thời gian sinh trưởng của cây lúa tính từ khi nảy mầm đến khi chín,
kéo dài từ 60 - 250 ngày. Tuỳ thuộc vào từng giống, điều kiện ngoại cảnh,
điều kiện chăm sóc mà thời gian cây lúa hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng
là khác nhau. Về mặt nông học, người ta chia đời sống cây lúa làm 3 giai
đoạn: giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, giai đoạn sinh trưởng sinh thực và
giai đoạn chín.


Nắm được quy luật sinh trưởng của cây lúa là cơ sở chúng ta xác định
thời vụ gieo cấy cũng như xây dựng kế hoạch thâm canh, tăng vụ.
4.1.2. Thời kỳ sinh trưởng của cây lúa
- Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng
Là thời kỳ cây lúa hình thành nhánh lá và một phần thân. Cần có sự cân
đối giữa sinh trưởng nhánh và sinh trưởng lá sao cho số nhánh mới sinh ra
đều có khả năng ra được số lá gần với tổng số lá vốn có của giống. Các nhánh
ra muộn số lá ít sẽ không có khả năng chuyển sang thời kỳ sinh trưởng sinh

thực và trở thành nhánh vô hiệu.
- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực
Là thời kỳ cây lúa hình thành hoa, tập hợp nhiều hoa thành bông lúa.
Nếu chăm sóc chu đáo từ thời kỳ thứ nhất, thời tiết thuận lợi thì số hoa của
bông lúa sẽ được hình thành tối đa, tiền đề để có nhiều hạt trên một bông.
- Thời kỳ chín
Sau khi hoa lúa được thụ tinh, sẽ xảy ra quá trình tích luỹ tinh bột và
phát triển hoàn thiện phôi. Nếu dinh dưỡng đủ, không bị sâu bệnh phá hoại,
thời tiết thuận lợi thì các hoa đã được thụ tinh phát triển thành hạt chắc - sản
phẩm chủ yếu của cây lúa [3].
Theo IRRI (International Rice Research Institute -Viện nghiên cứu
lúa Quốc tế), sự sinh trưởng của cây lúa được chia làm 9 giai đoạn:
1. Giai đoạn nảy mầm

6. Giai đoạn trỗ bông

2.Giai đoạn mạ

7. Giai đoạn chín sữa

3. Giai đoạn đẻ nhánh

8. Giai đoạn vào chắc

4. Giai đoạn vươn lóng

9. Giai đoạn chín hoàn toàn

5. Giai đoạn làm đòng

4.2. Đặc điểm hình thái cây lúa
4.2.1. Rễ lúa
- Rễ lúa thuộc loại rễ chùm, có 2 loại đó là rễ mầm và rễ phụ:
+ Rễ mầm (rễ phôi): hình thành từ phôi hạt, sau khi nảy mầm rễ mầm
chỉ có một rễ không phân nhánh, chỉ phát triển một thời gian rồi teo đi.
+ Rễ phụ: mọc từ đốt dưới đất của thân mẹ hoặc thân nhánh. Trên rễ
phụ mọc ra rễ nhỏ. Trên một rễ phụ, đoạn rễ đầu màu trắng làm nhiệm vụ hút
nước, dinh dưỡng; đoạn rễ màu vàng chuyển sang giai đoạn kéo dài; đoạn
màu đen không còn khả năng hoạt động hút nước.
4.2.2. Thân lúa
- Thân lúa phát triển từ thân mềm, có hình ống. Thân lúa bao gồm thân giả
và thân thật.
- Thân lúa làm trụ giá đỡ để nâng đỡ cho rễ, lá, nhánh và bông lúa phát
triển làm nhiệm vụ vận chuyển dự trữ nước, muối khoáng, oxy lên lá và
vận chuyển sản phẩm quang hợp từ lá đến các bộ phận rễ, nhánh, bông,
hạt. Dự trữ và vận chuyển tinh bột về hạt ở thời kỳ sau trỗ.
- Phần cuối của thân là bông lúa.
4.2.3. Lá lúa
- Lá mọc ở bên thân chính. Gồm 2 loại:
+ Lá không hoàn toàn (lá bao) là lá chỉ có bẹ ôm lấy thân, phát triển
ngay sau khi hạt nảy mầm.
+ Lá hoàn toàn (lá thật) gồm bẹ lá, cổ lá, thìa lìa, tai lá và phiến lá.
- Lá lúa là nơi diễn ra hoạt động sinh lý quan trọng của cây. Tại đây diễn
ra hoạt động quang hợp, hô hấp, tích luỹ chất khô, thoát hơi nước, điều
tiết nhiệt độ, nhận oxy của không khí vào thân rồi xuống rễ, bẹ lá còn
giúp cho thân chống đỡ; lá lúa còn là nơi dự trữ đường, tinh bột tạm
thời trước khi trỗ bông.

- Tùy theo vị trí trên thân mà lá có tên gọi và chức năng khác nhau.
Lá chia làm 3 loại theo chức năng:
+ Chức năng sinh trưởng sinh dưỡng thúc đẩy quá trình đẻ nhánh: lá 3
đến lá 7.
+ Chức năng phát triển thúc đẩy thân và tạo bông: lá 8 đến lá 10.
+ Chức năng sinh trưởng bông hạt: lá thứ 11 trở đi.
4.2.4. Bông lúa
Bông lúa làm nhiệm vụ dự trữ dinh dưỡng (đường, tinh bột), làm nhiệm
vụ sinh sản và phần lớn để cho con người sử dụng.
Bông lúa phát triển từ đốt cuối cùng của thân trải qua thời kỳ phân hoá,
trỗ, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh, chín sữa và chín hoàn toàn.
Bông lúa gồm có cuống bông, cổ bông, thân bông, gié cấp 1, gié cấp 2,
hoa (hạt thóc sau khi thụ tinh).
- Cuống bông: phần dưới của thân bông; thân bông và cuống bông được nối
với nhau bằng đốt cổ bông,
- Thân bông: có 5 đến 10 đốt mỗi đốt có gié cấp 1 và gié cấp 2. Mỗi gié cấp
1 và cấp 2 được chia làm nhiều chẽ, mỗi chẽ đính 1 hoa.
- Hoa lúa là hoa lưỡng tính, gồm đế hoa, lá bắc, vảy cá, nhị và nhụy:
+ Lá bắc có 4 lá, hai lá phía trong phát triển thành 2 vỏ trấu, 2 lá phía
ngoài là mày hoa.
+ Vảy cá là màng mỏng không màu hình vảy cá nằm giữa bầu nhị và
vỏ trấu, điều khiển quá trình đóng mở của vỏ trấu khi hạt lúa phơi màu.
+ Nhị: có 6 nhị, mọc xen kẽ thành 2 vòng, bao phấn có 4 ngăn chứa hạt
phấn. Hạt phấn có 2 loại tế bào và có lỗ để nảy mầm.
+ Nhụy hoa có hình trứng dài, đầu nhụy có 3 nhánh: 2 nhánh phát triển
và 1 nhánh bị thoái hoá.
- Hạt thóc gồm mày, vỏ trấu, hạt gạo, thai mộng, có thể có râu hoặc không.


5. Đặc điểm di truyền một số tính trạng của cây lúa

5.1. Tính trạng chiều cao cây
Chiều cao cây lúa là một đặc tính quan trọng. Nó quyết định rất lớn khả
năng thích nghi của cây lúa ở vùng sinh thái khác nhau. Đặc biệt khả năng
chịu thâm canh và tính chống đổ của cây.
Gubiaep (1975): xác định có 4 gen kiểm tra chiều cao cây, khi nghiên
cứu các dạng lùn và các dạng đột biến ông nhận thấy có trường hợp là 2 cặp
gen lặn và đa số 8 cặp gen kiểm tra là d1, d2,...d8 [5].
Thân lúa có vai trò quy định chống chịu của cây. Theo Bùi Huy Đáp:
chiều cao cây là một tính trạng quý có liên quan tới đặc tính khác của cây.
Chiều cao cây có liên quan tới tính chống đổ. Cây thấp thường có tính chống
đổ tốt [1].
5.2. Tính trạng khả năng đẻ nhánh
Khả năng đẻ nhánh là đặc tính quyết định số bông lúa sau này. Tuỳ
thuộc từng loại giống, điều kiện ngoại cảnh, chế độ dinh dưỡng mà có khả
năng thâm canh khác nhau.
Theo Tanaka (1981): giống cao cây đẻ nhánh tốt hơn giống thấp cây.
Giống thấp cây đẻ nhánh ít có khả năng chịu phân tốt hơn giống thấp cây đẻ
nhiều [5].
Theo Yoshida (1979): thời gian đẻ nhánh ảnh hưởng đến năng suất của
giống. Dạng đẻ gọn thì hiệu suất quang hợp tăng, thường dẫn đến năng suất
cao. Lí do là: các giống đẻ nhánh gọn, tập trung thì nhánh phát triển đều có
khả năng cho tỷ lệ bông hữu hiệu cao, khống chế đẻ nhánh vô hiệu nhằm tăng
cường khối lượng (P1000).
Theo Bùi Huy Đáp: nhánh không bao giờ phát triển khi lá tương ứng
của nó chưa phát triển xong, cũng như khi bộ lá của nó bị khô [1].


5.3. Tính trạng lá lúa
Lá lúa là bộ phận quan trọng nhất trong đời sống cây lúa. Là nơi diễn ra
quá trình quang hợp, hô hấp, tích luỹ dinh dưỡng. Vì vậy sự phát triển của lá

lúa liên quan tới đặc tính khác của cây. Đánh giá bộ lá qua chiều dài, chiều
rộng lá, độ dày mỏng, kiểu lá, góc của 3 lá cuối đặc biệt là lá đòng.
Theo Tanaka và Yoshida (1964): về khả năng quang hợp, sự sinh
trưởng của lá thẳng đứng kết hợp với lá ngắn sẽ giảm mạnh hiện tượng che
cớm lẫn nhau, có thể sử dụng ánh sáng hiệu quả nhất [5].
Theo T. Sunoda: từ lá thứ 8 đến lá đòng có vai trò vận chuyển, tích luỹ
dinh dưỡng đến bông hạt, lá thứ 8 trở xuống vận chuyển đến thân và rễ. Sau
khi lúa trổ bông thì lá đòng và lá dưới đòng (lá công năng) quyết định 2/3 chất
dinh dưỡng cho bông [5].
Theo Đào Thế Tuấn (1980): muốn đạt năng suất cao thì phải đạt diện
tích bộ lá cao, lá lúa đứng và nhỏ. Hiệu quả quang hợp sau trỗ cao, bông lúa
to chứa nhiều dinh dưỡng [5].
Theo Bùi Huy Đáp: ruộng lúa có năng suất cao thường là ruộng lúa
chín lúc còn xanh hay vàng. Những ruộng có tỷ lệ hạt lép, hạt lửng cao
thường là ruộng có diện tích lá giảm nhanh sau khi trỗ và tàn sớm [1].
5.4. Tính trạng chất lượng hạt
- Chiều dài hạt gạo do 1 gen hay nhiều gen kiểm tra.
- Độ trong của nội nhũ, phụ thuộc hàm lượng Amylose của hạt, tỷ lệ này
khác nhau ở mỗi giống.
- Hương thơm là sự tương tác của nhiều gen.
5.5. Tính chống chịu bệnh
Bệnh đạo ôn: giống có 3 cặp gen Pi1, Pi2, Pi3 chống được loại bệnh
này; Chống chịu bệnh đốm nâu: 1 hoặc 2 gen hoạt động độc lập.


5.6. Tính chống sâu bệnh
Rầy nâu: Bph1; Bph4 chống với kiểu biểu hiện chính là kháng sinh.
Rầy xanh: Glh2; Glh4 chống với kiểu biểu hiện là kháng sinh.
Cây lúa bị sâu bệnh phá hoại sẽ làm thiệt hại năng suất, giảm chất lượng
hạt gạo. Chính vì vậy, tìm hiểu đặc điểm di truyền chống sâu bệnh ở lúa sẽ giúp

tăng năng suất, giảm chi phí để phòng trừ sâu hại.

6. Các phương pháp lai tạo giống cây trồng
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và của công nghệ nói chung, của di
truyền học nói riêng đã có những ảnh hưởng không nhỏ đến các phương pháp
chọn lọc và lai tạo giống cây trồng, bởi sự hiểu biết về quy luật di truyền đã giúp
cho công tác chọn lọc và lai tạo, tạo nên các kiểu gen mới một cách có định
hướng.
Lai giống là phương pháp nhằm kết hợp kiểu gen của bố mẹ trên cơ sở đó
có thể có các tổ hợp gen mới, từ đó quy định các tính trạng và các đặc điểm tốt
của giống cây trồng. Đây là phương pháp cơ bản có hiệu quả cao, chủ động nên
được sử dụng rộng rãi để tạo giống mới.

6.1. Lai cùng loài – lai gần
Là phép lai giữa các cá thể khác nhau của cùng một loài. Tuỳ mục tiêu
chọn giống mà ta có thể chọn cặp bố mẹ đem lai dựa vào:

- Đặc điểm các loại hình sinh thái nhằm mục đích thống nhất các đặc trưng
và đặc tính được phân cách giữa các giống và các dạng xa nhau về phương diện
địa lý và sinh thái trong cùng một giống mới.

- Chọn bố mẹ dựa vào sự phân tích tính phát dục theo giai đoạn nhằm mục đích tạo
ra con lai có thời gian sinh trưởng ngắn tiến tới tạo giống chín sớm.

- Chọn bố mẹ dựa vào khả năng chống bệnh.
Ưu thế lai thể hiện rõ nhất ở con lai F1. Ở cây lúa ưu thế lai thể hiện ở các
đặc tính hình thái như: bộ rễ khoẻ, khả năng đẻ nhánh cao, bông lớn, hạt nặng
hơn. Biểu hiện ở các đặc điểm sinh lý như: bộ rễ hoạt động mạnh hơn, diện

quang hợp và cường độ quang hợp mạnh hơn. Bên cạnh đó ưu thế lai còn thể
hiện ở năng suất hạt, khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu hạn.
Tuỳ vào mục đích cụ thể người ta áp dụng các kiểu lai khác nhau.
Lai đơn: là lai một lần giữa hai dạng bố mẹ. Nếu quy ước các giống, dòng
lai bằng các chữ cái thì phép lai đó được thể hiện bằng công thức sau:
P:

A x B

Kiểu lai này có ý nghĩa rất lớn khi lai giữa các loài, đôi khi để nhận dạng
một tổ hợp các dấu hiệu cần thiết thì ở các con lai một lần không đủ.
Lai thuận nghịch: là kiểu lai trong trường hợp này dùng dạng cây này
làm bố, trong trường hợp khác lại dùng làm cây mẹ, nghĩa là một trong hai thành
phần bố, mẹ được sử dụng một lần làm bố, một lần làm mẹ. Nhằm xác định mối
quan hệ giữa nhân và tế bào chất của các dạng bố mẹ, được biểu hiện bằng công
thức sau:
Lai thuận:

P: bố AA x mẹ BB

Lai nghịch: P: bố AA x mẹ BB
Lai phức tạp: là phép lai hơn hai dạng bố mẹ tham gia hoặc thế hệ con lai
được giao phối lại với một trong hai dạng bố hoặc mẹ.
Lai trở lại: là kiểu lai đem con lai nhận được lai trở lại với một trong các
dạng bố mẹ.
Áp dụng trong các trường hợp để khắc phục tính bất dục của cây lai F1
khi lai xa, tăng cường trong hệ lai những tính trạng cần thiết của bố mẹ.
Phép lai này thể hiện ở sơ đồ sau:
Lai giữa bố và mẹ:

P: mẹ A x bố B

Thế hệ lai trở lại thứ nhất:

mẹ (A x B) x bố A

Thế hệ lai trở lại thứ hai:

mẹ ((A xB) x A) x bố A.

Thế hệ lai trở lại thứ ba:

mẹ (((A x B) x A) x A) x bố A.

Thế hệ lai trở lại thứ tư:

Nhân có 15A : 1B


Lai hồi quy: là phương pháp dựa trên cơ sở của phép lai trở lại theo
từng cặp của những thể lai khác nhau cùng với một thể nhận, mục đích để di
truyền đồng thời một vài tính trạng quý.
Sơ đồ lai hồi quy được mô tả như sau:
’

P: A x B -> C

P: B x A -> C

P: C x B -> D

P: C x A -> D

P: D x B -> E

P: D x A -> E

’
’

P: E x E

’

’

’

Lai nhiều bậc: là phương pháp lai mà con lai của những lần lặp lại
được lai với dòng hay giống thứ ba và nếu như cần thiết thì có thể tiếp tục lai
với dòng, giống thứ tư, thứ năm…như vậy trong phép lai này có sự tham gia
của nhiều cây bố mẹ mà nó lần lượt theo bậc được đưa vào tổ hợp lai.
Công thức lai nhiều bậc: ((A x B) x C) x D x…
Phương pháp này được sử dụng cả khi lai xa để tạo giống mới.
Lai hỗn tạp: là phép lai giữa các con lai với nhau, bản chất của cách lai
này là quần thể được tạo ra từ một nhóm lớn các dạng bố mẹ, đồng thời
những cá thể F1 cũng được lai ngay với những dòng lai khác.
6.2. Lai khác loài – lai xa: là phép lai giữa các cá thể khác loài, khác chi hoặc
xa hơn nữa.
* Lai xa có một số ưu thế:

Có thể tạo đựơc giống có năng suất cao hơn hẳn khi lai cùng loài.
Tạo được một số dạng có khả năng chống bệnh, chống rét, chống hạn,
chống mặn khá hơn.
Có thể nâng cao được phẩm chất của giống như tăng hàm lượng
protein, vitamin đối với cây họ hoà thảo…
Tạo ra một số cây trồng lâu năm.


Tuy vậy, trong lai xa còn gặp một số khó khăn như hạt phấn không có khả
năng thụ tinh, hạt lai không có khả năng nảy mầm, con lai bất thụ.

7. Một số thành tựu về chọn lọc và lai tạo giống
7.1. Trên thế giới
Từ những năm 1930, Viện sĩ Sixin đã tiến hành lai thành công giữa loài
cỏ băng với lúa mì và với nhiều loài khác nữa. Giống lúa này trồng trong sản
xuất và phát triển mạnh vì có năng suất cao, chịu lạnh, chống được bệnh gỉ sắt…
Sau này, hàng loạt các công trình nghiên cứu về lai xa được tiến hành
mạnh mẽ ở các nước như Mỹ, Canađa, Áo, Úc, Ấn Độ….
Vài thập kỷ nay, với thành tựu về công nghệ sản xuất lúa lai và sử dụng
thành tựu ưu thế lai ở lúa với các giống lai nổi tiếng như Shan ưu quế 99, Shan
ưu 63, Bắc ưu 64,…có năng suất cao, phẩm chất khá, thích ứng rộng…

7.2. Ở Việt Nam
Người đầu tiên lai thành công lúa O.sativa. Sub. Indica với O.sativa.Sub.
japonica là bác sĩ nông học Lương Đình Của (1951 – 1953). Chính ông là người
đầu tiên ở châu Á thu được những kết quả quan trọng khi lai các loài phụ ở lúa.
Phương pháp này hiện nay đã được các viện nghiên cứu lúa của Việt Nam ứng
dụng rộng rãi, đặc biệt là ở Viện Di truyền Nông nghiệp. Những công trình của
Hoàng Tuyết Minh, Trần Duy Quý và các cộng sự đã thu được những con lai
hữu thụ khi lai lúa trồng O.sativa L. Indica với O.sativa L. Sub Japonica, giữa

O.sativa với lúa dại O.latiforlia, O.officinalis ... [5].
Viện cây lương thực và thực phẩm đã tạo ra được các giống lúa có biến dị
tổ hợp đáp ứng nhu cầu thâm canh hiện nay như NN75-1, NN75-6; giống ngô
DT6, DT12,…; Giống đậu tương DT83, DT84, DT90…


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI - ĐỊA ĐIỂM - THỜI GIAN
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: 3 giống lúa nếp TK90, 415, PD2.
1.1. Giống lúa nếp TK90
1.1.1. Nguồn gốc
Do bộ môn Côn trùng - Bảo vệ thực vật chọn từ giống nếp địa phương
Hoà Bình. Đã qua khảo nghiệm quốc gia và được công nhận là giống Quốc
gia năm 1991.
1.1.2. Những đặc tính chủ yếu
Chiều cao cây từ 95 – 100cm.
Gieo cấy được trong vụ xuân và vụ mùa, trong trà xuân chính vụ thời
gian sinh trưởng từ 165 – 170 ngày. Giai đoạn mạ chịu rét tốt.
Trong trà mùa sớm thời gian sinh truởng 110 – 125 ngày. Khả năng đẻ
nhánh khá.
Dạng hạt bầu, khối lượng 1000 hạt 29 – 30 gam, xôi dẻo, thơm.
Năng suất trung bình từ 35 – 40 tạ/ha, cao từ 50 – 55 tạ/ha. Chống đổ
trung bình, cổ bông hơi dài.
Nhiễm rầy và đạo ôn trung bình, nhiễm khô vằn từ trung bình đến nặng.

1.2. Giống lúa nếp 415
1.2.1. Nguồn gốc
Do cố PGS. Phan Hùng Diêu và CTV - Viện khoa học kỹ thuật Nông
Nghiệp Việt Nam chọn tạo từ đó tổ hợp lai VN72 với một dòng thuộc loại

hình Japonica. Được công nhận giống Quốc gia năm 1987.


1.2.2. Những đặc tính chủ yếu
Giống lúa nếp 415 gieo cấy được cả 2 vụ: mùa sớm và mùa muộn. Vụ
mùa sớm có thời gian sinh trưởng 110 – 115 ngày và vụ xuân muộn 135 – 145
ngày giai đoạn mạ chịu rét khá.
Chiều cao cây từ 95 – 105cm, khả năng đẻ nhánh khá. Hạt bầu khối
lượng 1000 hạt 28 – 30 gam, xôi dẻo, thơm.
Năng suất trung bình 30 – 35 tạ/ha, năng suất cao đạt 40 – 45 tạ/ha.
Chống đổ trung bình, nhiễm đạo ôn, khô vằn từ trung bình đến nặng,
nhiễm bạc lá và rầy từ nhẹ đến trung bình, dễ bị von trong vụ mùa.
1.3. Giống lúa nếp PD2
1.3.1. Nguồn gốc
Giống lúa nếp PD2 (hay BN1) do T.S. Đào Xuân Tân thuộc Bộ môn Di
truyền khoa Sinh – KTNN, trường ĐHSP Hà Nội 2 chọn tạo từ năm 1995.
Được Bộ NN & PTNT công nhận tháng 07/2004.
PD2 là con lai của một thể đột biến từ nếp 415 với nếp TK90. Từ năm
2000 đến năm 2002. Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống cây trồng TW đã
khảo nghiệm cơ bản 3 vụ tại nhiều tỉnh đồng bằng, trung du và miền núi phía
bắc như: Bắc Ninh, Ninh Bình, Bắc Giang, Vĩnh Phúc…
1.3.2. Những đặc tính chủ yếu
Giống nếp PD2 gieo cấy được cả 2 vụ trong năm, hình thái gọn, cây
cao trung bình từ 95 – 110cm đẻ nhánh khoẻ cấy 1 - 2 dảnh/khóm.
Phát triển rất mạnh từ sau khi phân hoá dòng, lá đòng ngắn, gốc lá nhỏ,
xanh bền, hạt bầu vỏ trấu màu vàng, hạt xếp xít, trung bình có 90 – 116 hạt
chắc/bông, P1000 đạt 26 – 29 gam.
Năng suất trung bình đạt 42 – 47 tạ/ha; nếu thâm canh tốt, đúng kỹ
thuật có thể đạt 54 – 60 tạ/ha. Có thể gieo cấy 2 vụ/năm.

PD2 cho xôi dẻo, thơm; Chịu rét tốt ở giai đoạn mạ, chịu hạn và chịu
nóng khá, nhiễm khô vằn và bạc lá nhẹ.
PD2 có khả năng chống đổ tốt hơn nhiều giống lúa nếp khác, vì vậy có
thể gieo cấy vào chân vàn trũng.
2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng và phát triển của
3 giống nếp: TK90, 415, PD2, chọn lọc khóm tốt, cây tốt, bông tốt làm bố mẹ
trong các phép lai ở vụ mùa 2006.
3. Địa điểm và thời gian
Địa điểm gieo cấy 3 giống: PD2, 415, TK90 tại nhà lưới trường ĐHSP
Hà Nội 2, Phường Xuân Hoà - Thị Xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc.
Thời gian gieo cấy vào 2 vụ: vụ xuân 2006 và vụ mùa 2006 (từ tháng
01/2006 đến tháng 11/2006).
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
Hạt giống được ủ theo đúng quy trình chung. Sau khi hạt nảy mầm đem
gieo mạ, khi mạ được 3 - 4 lá thật thì đem cấy.
Đất ruộng làm kỹ san phẳng, chia 2 luống mỗi luống rộng 1,2m, dài
10m và tiến hành cấy với mật độ 40 - 45 khóm/1m². Mỗi khóm 1dảnh.
Tiến hành chăm sóc, tưới tiêu nước đầy đủ, phân bón hợp lý, phòng trừ
sâu bệnh đúng quy trình và tiến hành thu thập, xử lý số liệu.
* Vụ xuân 2006: gieo 3 giống, chọn bông tốt, đúng giống làm bố mẹ
cho các phép lai ở vụ mùa 2006
4.2. Phương pháp thu thập số liệu
Theo dõi và thu thập số liệu về một số tính trạng về các đặc điểm sinh
trưởng, phát triển ở giai đoạn 1 - 9 của 3 giống: 415, PD2, TK90.


Căn cứ để xác định các chỉ tiêu dựa vào “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá

cây lúa” của IRRI - Viện nghiên cứu lúa quốc tế - Xuất bản năm 1996.
Theo IRRI thì quá trình phát triển của cây lúa được chia làm 9 giai
đoạn với những chỉ tiêu khác nhau; trong khuôn khổ đề tài chúng tôi tập trung
nghiên cứu một số tính trạng cơ bản của 3 giống lúa nếp làm bố mẹ trong các
phép lai.
4.3. Phương pháp xử lý số liệu
Sau khi thu thập được số liệu, tôi đã tiến hành xử lý các số liệu thống
kê (bằng phương pháp xử lý số liệu trên máy tính - chương trình Excel
Microsoft) như sau:
n

- Giá trị trung bình: x 

X
i1

i

n

n

- Độ lệch chuẩn : δ = 



i1

(xi  x)

n > 30

2

n
n

Hoặc

δ= 



i1

(xi  x)

2

n < 30

n 1

- Sai số trung bình : m = ± n
- Hệ số biến dị (HSBD): C v =
Được đánh giá như sau:
+ Cv < 10%:



.100%

X

biến dị không đáng kể.

+ Cv: 10 – 20% biến dị trung bình.
+ Cv > 20%:

biến dị cao.

Trong đó Xi : giá trị các biến số.
n: số lượng các cá thể khảo sát


Năng suất lý thuyết = số khóm/m² x số bông/khóm x hạt chắc/bông x
-5

khối lượng 1000 hạt x 10 (tấn/ha) [5].
4.4. Phương pháp lai
* Vụ mùa 2006: các hạt lai đã chọn ở vụ xuân được gieo thành từng
dòng riêng rẽ.
Địa điểm trồng và lai giống tại nhà lưới trường ĐHSP Hà Nội 2,
Phường Xuân Hoà - Thị Xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc.
Nếu thực hiện lai tạo tại đồng ruộng rất bất tiện vì rất khó khăn trong
việc đem phấn hoa rắc lên bông đã khử đực, kéo và dụng cụ khác rất dễ bị rơi
xuống nước thường xuyên, khó đứng vững chân trong ruộng và những bông
đã lai có thể bị thiệt hại do bệnh côn trùng và những loại gặm nhấm.
Vì vậy một nhà lưới đơn giản, với hệ thống tưới tiêu đầy đủ sẽ phù hợp
với điều kiện nhiệt đới, đảm bảo ngăn ngừa được chuột và chim. Do trong nhà

lưới chưa xây dựng cho việc gieo trồng từng loại cây, nên khi gieo trồng lúa,
chúng tôi đã tiến hành lót ni lông và ngăn khoang riêng tiện lợi cho việc giữ
nước ngay tại đó mà không phải sử dụng chậu để tách cây.
4.4.1. Khử nhị đực
Khử nhị đực là tiến hành lấy nhị đực ra khỏi hoa lúa. Những cây bị khử
nhị đực dùng làm mẹ. Hoa lúa có thể khử bằng nhiều cách khác nhau. Kỹ
thuật đơn giản nhất và hiệu quả nhất là cắt vỏ trấu và rút nhị đực bằng cặp kẹp
nhỏ, với vật liệu cần thiết như kéo nhỏ: sắc bén, nhọn mũi; cặp kẹp: nhỏ,
không nhọn mũi; giấy bóng mờ: cỡ 5 x 15cm; kẹp giấy; bút viết; thẻ ghi tên
giống.
Dưới đây là các bước thực hiện (trong phương pháp khử đực áp dụng ở
IRRI và CIAT) [7]:
- Chọn cây: lựa cây tốt tươi tiêu biểu cho giống. Cột thẻ vào cây, có ghi tên
giống và số lô.


- Chọn bông: bông phải trổ khỏi bẹ 50% – 60%. Cẩn thận tách bông được
chọn ra khỏi các bông xung quanh để dễ làm. Lột bỏ nhẹ lá, không làm gãy
cuống bông.
- Bỏ những hoa trên và hoa dưới: dùng kéo cắt bỏ hoa đã nở từ chóp bông
(nhị đực đã phơi ra) và hoa còn non ở cuối bông là những hoa mà nhị đực
bên trong chưa nhô lên tới nửa bề cao của vỏ trấu.
- Cắt vỏ trấu: dùng kéo cắt xiên bỏ đi từ 1/3 – 1/2 vỏ trấu để lộ ra những
túi phấn. Không nên cắt thấp quá sẽ làm tổn thương nhụy cái. Nếu cắt cao sẽ
khó khử nhị đực và phấn đem thụ sẽ khó rơi xuống đến đầu nhụy hoa cái.
- Loại bỏ nhị đực: dùng mũi nhọn của một cạnh kẹp ấn nhẹ các túi phấn vào vỏ
trấu và vít chúng ra ngoài, phải cẩn thận để không làm thiệt hại đến nhụy
cái. Phải chắc chắn cả 6 túi phấn đều được loại bỏ.
- Ghi ký hiệu trên bao: dùng bao giấy bóng mờ ghi ngày khử đực và tên viết tắt
của người khử đực.

- Bao bông lúa: khi tất cả các hoa đã được khử, bao cả bông lúa bằng bao
giấy bóng mờ, xếp túm phần miệng bao lại và kẹp chỗ đó vào gần cổ
bông để giữ bao cho chắc.
4.4.2. Thụ phấn
Thời kỳ tung phấn bắt đầu 1 hay 2 tiếng đồng hồ trước khi mặt trời
đứng bóng. Thời điểm nở hoa bị chậm lại hoặc tạm thời bị ngăn cản vào
những ngày trời lạnh, âm u hoặc mưa. Việc khử nhị rất may rủi, nên thực hiện
vào sáng sớm trước khi tung phấn, nếu khử đực vào buổi chiều sau thời gian
nở hoa thì như thế phấn sẽ tung ra bất ngờ khi đang khử đực và sẽ tự thụ cho
hoa.
Khi sự nở hoa bắt đầu, chọn bông từ những cây đại diện tốt có nhiều
hoa nở, vài hoa ở chóp bông đã tung phấn. Cắt bông lúa ở một độ dài thuận