Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐOÀN THANH QUỲNH

TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC
GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO
PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐOÀN THANH QUỲNH

TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC
GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO
PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành : Khoa học cây trồng
Mã số

: 9.62.01.10

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Trần Văn Quang

PGS.TS. Vũ Thị Thu Hiền

HÀ NỘI - 2017


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 dùng để bảo vệ
lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn,
các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017
Tác giả luận án

Đoàn Thanh Quỳnh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết
ơn sâu sắc PGS.TS. Trần Văn Quang và PGS.TS. Vũ Thị Thu Hiền đã tận tình hướng
dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập
và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam

đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Nghiên cứu và
Phát triển cây trồng – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban Giám hiệu, cán bộ, giảng
viên và sinh viên Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Điện Biên, Trường Cao đẳng
Nghề Điện Biên đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./.

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2017
Nghiên cứu sinh

Đoàn Thanh Quỳnh

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ............................................................................................................................ iii
Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi
Danh mục bảng ............................................................................................................... vii
Danh mục hình .................................................................................................................. x
Danh mục sơ đồ và đồ thị ................................................................................................. x
Trích yếu luận án ............................................................................................................. xi
Thesis abstract................................................................................................................ xiii
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 3

1.3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 3

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 3
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 3
1.4.

Những đóng góp mới của luận án ......................................................................... 4

1.5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 4

1.5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .................................................................................. 4
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .................................................................................. 4
Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 5
2.1.

Vai trò, giá trị của cây lúa nếp .............................................................................. 5

2.1.1. Vai trò, giá trị của cây lúa nếp trên thế giới.......................................................... 5
2.1.2. Vai trò, giá trị của cây lúa nếp ở Việt Nam .......................................................... 7
2.2.

Nguồn gốc và đa dạng di truyền ở cây lúa............................................................ 8

2.2.1. Nguồn gốc cây lúa ................................................................................................ 8
2.2.2. Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa và lúa nếp ................................................ 10
2.3.

Một số nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp ở Việt Nam ..................................... 20

2.4.

Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa ........................................................ 24

2.4.1. Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa trên thế giới ................................... 24
2.4.2. Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cây lúa và lúa nếp ở Việt Nam ............ 31

iii


2.5.

Điều kiện tự nhiên và hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên...................... 40

2.5.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Điện Biên................................................................ 40
2.5.2. Hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên ........................................................ 41
Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 44
3.1.

Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................................... 44

3.1.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 44

3.1.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 44
3.2.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 44

3.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 46

3.3.1. Nội dung 1: Đánh giá thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên ..................... 46
3.3.2. Nội dung 2: Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp thu thập dựa
trên kiểu hình và chỉ thị phân tử. ........................................................................ 46
3.3.3. Nội dung 3: Tuyển chọn giống lúa nếp địa phương ngắn ngày, năng suất
cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh. ............................................................ 49
3.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số kỹ thuật canh tác đến sinh
trưởng và năng suất của giống lúa nếp địa phương mới tuyển chọn .................. 50
3.3.5. Nội dung 5: Xây dựng mô hình trình diễn kỹ thuật cho giống lúa nếp địa
phương mới tuyển chọn tại tỉnh Điện Biên......................................................... 55
3.4.

Phương pháp phân tích số liệu ............................................................................ 55

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................................... 57
4.1.

Đánh giá hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên.......................................... 57

4.1.1. Hiện trạng sử dụng đất ........................................................................................ 57
4.1.2. Hiện trạng cơ cấu diện tích, năng suất và giống trong sản xuất lúa ................... 59
4.1.3. Hiện trạng canh tác lúa ....................................................................................... 62

4.2.

Kết quả đánh giá nguồn gen lúa nếp ................................................................... 64

4.2.1. Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp dựa trên kiểu hình .................... 64
4.2.2. Ðánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp bằng chỉ thị phân tử .................. 75
4.3.

tuyển chọn giống lúa nếp địa phương ngắn ngày, năng suất cao, chất
lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh ............................................................................ 79

4.3.1. Kết quả tuyển chọn các mẫu giống lúa nếp có triển vọng .................................. 79
4.3.2. Kết quả đánh giá các mẫu giống lúa nếp có triển vọng ...................................... 81
4.4.

Nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho giống lúa nếp cẩm mới ĐH6 ........................ 93

iv


4.4.1. Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ gieo thẳng đến giống lúa nếp cẩm ĐH6
trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ....................................................................... 93
4.4.2. Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân và Kali đến năng suất giống lúa
nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ................................................ 97
4.4.3. Ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh đến sinh trưởng, năng suất và chất
lượng giống lúa nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2015 .................... 105
4.5.

Kết quả trình diễn giống nếp cẩm mới ĐH6 ..................................................... 111

4.5.1. Kết quả trình diễn giống nếp cẩm mới ĐH6 ..................................................... 111
4.5.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống lúa nếp cẩm ĐH6 ................................... 114
Phần 5. Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 117
5.1.

Kết luận ............................................................................................................. 117

5.2.

Đề nghị .............................................................................................................. 118

Danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án ........................................ 119
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 120
Phụ lục .......................................................................................................................... 133

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

ADN

Axit dezoxyribo nucleic

CV%

Hệ số biến động (Coefficient of variation)

CGR

Tốc độ tích luỹ chất khô (Crop growth rate)

D/R

Dài/rộng

đ/c

Đối chứng

FAO

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and
Agriculture Organization of the United Nations)

IRRI

Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (International Rice Research Institute)

IPGRI

Viện Tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế (International Plant
Genetic Resources Institute)

KL

Khối lượng

LAI

Chỉ số diện tích lá (Leaf area index)

LSD0,05

Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa với mức ý nghĩa 0,05 (Least Significant
Difference)

MĐ

Mật độ

NST

Nhiễm sắc thể

NC&PTCT

Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

PCR

Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase Chain Reaction)

PIC

Hàm lượng thông tin đa hình (Polymorphic Information Content)

QTL

Locus tính trạng số lượng (Quantitative trait loci)

RAPD

Ða hình các đoạn AND khuếch đại ngẫu nhiên (Randomly Amplified
Polymorphic DNAs)

SSR

Những trình tự lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeats)

STS

Vị trí được đánh dấu bởi trình tự (Sequence Tagged Site)

SPAD

Chỉ số ước tính hàm lượng diệp lục trong lá (Soil and Plant Analyzer
Development)

TB

Trung bình

TV

Thời vụ

TGST

Thời gian sinh trưởng

TTTNTV

Trung tâm tài nguyên thực vật

vi


DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1.

Số NST, genome và phân bố địa lý của các loài trong chi Oryza .................... 11

3.1.

Phân nhóm hàm lượng anthocyanin ................................................................. 55

4.1.

Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Điện Biên năm 2015 ............................................ 57

4.2.

Diện tích, sản lượng cây lương thực lấy hạt của tỉnh Điện Biên (giai
đoạn 2013-2015) ............................................................................................... 58

4.3.

Diện tích lúa của các địa phương thuộc tỉnh Điện Biên năm 2015 .................. 59

4.4.

Diện tích, năng suất lúa cả năm của tỉnh Điện Biên (2013-2015) .................... 60

4.5.

Cơ cấu diện tích gieo trồng lúa của tỉnh Điện Biên (2013-2015) ..................... 61

4.6.

Hiện trạng cơ cấu sản xuất giống lúa nếp tại Điện Biên năm 2015 .................. 62

4.7.

Cơ cấu mùa vụ ở tỉnh Điện Biên ...................................................................... 63

4.8.

Mật độ cấy, gieo thẳng và mức phân bón cho lúa ở tỉnh Điện Biên................. 64

4.9.

Kết quả phân loại mẫu giống lúa cảm ôn, cảm quang trong vụ Xuân
2013 tại Điện Biên ............................................................................................ 65

4.10.

Kết quả phân loại nhóm lúa nếp/lúa tẻ và loài phụ của các mẫu giống
lúa thu thập trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên ................................................ 66

4.11.

Phân nhóm các mẫu giống lúa nếp theo thời gian sinh trưởng ......................... 67

4.12.

Một số đặc điểm hình thái và nông sinh học của các mẫu giống lúa nếp
trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên .................................................................... 68

4.13.

Phân nhóm chiều cao cây và số nhánh hữu hiệu của các mẫu giống lúa
nếp trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên ............................................................. 71

4.14.

Phân nhóm các mẫu giống lúa nếp theo khối lượng 1000 hạt trong vụ
Xuân 2013 tại Điện Biên .................................................................................. 71

4.15.

Phân nhóm một số tính trạng hình dạng hạt của các mẫu giống
lúa nếp trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên ....................................................... 72

4.16.

Một số đặc điểm hình dạng hạt gạo của các mẫu giống lúa nếp ...................... 73

4.17.

Số alen và hệ số PIC của 38 cặp mồi SSR........................................................ 75

4.18.

Kết quả chọn các mẫu giống lúa nếp bằng chỉ số chọn lọc .............................. 79

vii


4.19.

Một số đặc điểm tính trạng của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn trong
vụ Xuân 2013.................................................................................................... 80

4.20.

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống lúa nếp
tuyển chọn trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 ............................................ 82

4.21.

Một số đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn
trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 ............................................................... 84

4.22.

Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn .................. 86

4.23.

Mức độ nhiễm sâu bệnh hại tự nhiên của các mẫu giống lúa nếp triển
vọng vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 ............................................................... 88

4.24.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống lúa nếp
triển vọng trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 .............................................. 90

4.25.

Chỉ tiêu chất lượng gạo của các mẫu giống lúa nếp triển vọng ........................ 92

4.26.

Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ đến một số đặc điểm nông học của
giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014 ............................................. 94

4.27.

Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ gieo trồng đến mức độ nhiễm sâu
bệnh của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ................................... 95

4.28.

Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ đến năng suất và các yếu tố cấu thành
năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ........................... 96

4.29.

Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân, Kali đến một số đặc điểm
nông học của giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014 ....................... 99

4.30.

Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân, Kali đến mức độ nhiễm sâu
bệnh của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ................................. 100

4.31.

Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm đến năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014........... 101

4.32.

Ảnh hưởng của mức bón phân Lân đến năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014................ 103

4.33.

Ảnh hưởng của mức bón phân Kali đến năng suất và các yếu tố
cấu thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 ......... 104

4.34.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số đặc điểm nông
sinh học của giống nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2015 ............... 105

viii


4.35.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến chỉ số diện tích lá
(LAI) ở các thời kỳ sinh trưởng giống nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và
Mùa năm 2015 ................................................................................................ 106

4.36.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến chất khô tích lũy
của giống nếp cẩm ĐH6 qua các thời kỳ sinh trưởng..................................... 107

4.37.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của giống nếp cẩm ĐH6 ............................................ 108

4.38.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số chỉ tiêu cơ lý
và màu sắc hạt gạo của giống nếp cẩm ĐH6 .................................................. 109

4.39.

Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số chỉ tiêu hóa
sinh của giống nếp cẩm ĐH6 .......................................................................... 110

4.40.

Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện
Điện Biên trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 .................................................. 112

4.41.

Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện
Tuần Giáo trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 ................................................. 113

4.42.

Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện
Mường Chà trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 ............................................... 114

4.43.

Hiệu quả kinh tế của giống nếp cẩm ĐH6 tại các điểm trình diễn sản
xuất lúa vụ Xuân 2016 .................................................................................... 115

4.44.

Hiệu quả kinh tế của giống nếp cẩm ĐH6 tại các điểm trình diễn sản
xuất lúa vụ Mùa 2016 ..................................................................................... 116

ix


DANH MỤC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

2.1.

Mô tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng ............................................. 9

4.1.

Phân nhóm di truyền 42 mẫu giống lúa nếp địa phương dựa trên các tính
trạng kiểu hình .................................................................................................. 74

4.2.

Phân nhóm di truyền của 42 mẫu giống lúa nếp dựa trên phân tích ADN
với 35 chỉ thị phân tử SSR ................................................................................ 77

4.3.

Sản phẩm PCR của các mẫu giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM316 ......... 78

4.4.

Sản phẩm PCR của các mẫu giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM510 ......... 78

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
TT

Tên sơ đồ, đồ thị

Trang

3.1.

Quá trình triển khai các nội dung nghiên cứu của đề tài .................................. 45

3.2.

Bố trí thí nghiệm đánh giá nguồn gen .............................................................. 47

3.3.

Bố trí thí nghiệm thời vụ và mật độ .................................................................. 51

4.1.

Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên 2013-2015 ................................................... 60

x


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Đoàn Thanh Quỳnh

Tên Luận án: Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương
chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam.
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 9.62.01.10
Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn và khai thác được các
giống lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa tại tỉnh
Điện Biên.
- Xác định được ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất, chất
lượng của các giống lúa nếp địa phương có triển vọng, từ đó xây dựng qui trình canh tác
phù hợp.
Phương pháp nghiên cứu
- Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp theo phương pháp của IPGRI
(2001) và phương pháp UPGMA trong phần mềm NTSYS 2.1.
- Các chỉ tiêu theo dõi trên đồng ruộng được đánh giá theo tiêu chuẩn đánh giá
nguồn gen cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI (2002).
- Phân loại mẫu giống lúa nếp, lúa tẻ dựa theo phản ứng bắt màu với dung dịch KI
1% (Lưu Ngọc Trình, 1997). Phân loại giống lúa cảm ôn, cảm quang theo phương pháp của
Yoshida (1985). Phân loại loài phụ indica, japonica theo phương pháp của Oka (1958).
- Tuyển chọn giống lúa nếp thông qua thí nghiệm so sánh giống.
- Các thí nghiệm xác định ảnh hưởng của biện pháp kỹ thuật được bố trí theo
phương pháp của Gomez and Gomez (1984) và đánh giá các chỉ tiêu theo phương pháp
của IRRI (2002).
- Số liệu thí nghiệm được xử lý thống kê bằng chương trình Excel và phân tích
phương sai (ANOVA) bằng phần mềm IRRISTAT ver 5.0.
Kết quả chính và kết luận
- Điện Biên là một trong hai tỉnh có diện tích lúa lớn của vùng Tây Bắc, năng
suất lúa trung bình đạt 3,45 tấn/ha, bằng 81,5% năng suất trung bình của vùng và bằng
61,8% năng suất trung bình của cả nước. Năng suất lúa thấp là do: diện tích trồng lúa

nương chiếm 47,4% và năng suất quá thấp đạt 1,46 tấn/ha; kỹ thuật canh tác lúa còn
nhiều hạn chế đặc biệt là canh tác lúa nương và lúa nếp. Chính vì vậy cần tăng diện tích
lúa nước, tuyển chọn giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt, giống lúa đặc sản để
sản xuất hàng hóa và áp dụng kỹ thuật canh tác phù hợp.
- Các mẫu giống lúa nếp thu thập đa dạng về thời gian sinh trưởng, chiều cao cây,
cấu trúc bông, kích thước hạt và khối lượng 1000 hạt. Dựa trên các tính trạng kiểu hình

xi


chia 42 mẫu giống lúa nếp thành 11 nhóm khác biệt về kiểu hình. Dựa vào sự đa hình
chỉ thị SSR đã chia 42 mẫu giống thành 2 nhóm lớn khác biệt di truyền. Sự đa hình của
35/38 chỉ thị SSR đã thu được 106 alen khác nhau, số alen trung bình đạt 3,03
alen/locus, hệ số PIC là 0,5 và hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,63 đến 0,97.
Phân nhóm di truyền dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử có sự tương đồng nhau về thứ
tự sắp xếp các mẫu giống trên sơ đồ hình cây.
- Thông qua đánh giá 11 mẫu giống lúa nếp có triển vọng đã chọn được giống
Nếp cẩm ĐH6 có triển vọng nhất. Giống ĐH6 có thời gian sinh trưởng trung bình, trong
vụ Xuân 132-138 ngày, trong vụ Mùa 115-117 ngày, cây cao trung bình, thân cứng, bản
lá hẹp, lá đòng lòng mo, bông dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao đạt 6,84 tấn/ha
trong vụ Xuân, 5,84 tấn/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm lượng amylose
3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu tím, phù hợp với
điều kiện canh tác của tỉnh Điện Biên.
- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ, liều lượng phân bón và mật độ cấy
đến sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, năng suất của giống lúa ĐH6 tại Điện
Biên đã xác định được: để giống ĐH6 đạt năng suất cao, trong vụ Xuân gieo thẳng sau
ngày 27/12 với lượng giống 100 kg/ha, trong vụ Mùa gieo thẳng sau ngày 26/6 với
lượng giống 90 kg/ha. Trong cả vụ Xuân và Mùa, để giống ĐH6 cho năng suất cao nhất
nên bón phân với lượng: 8 tấn phân chuồng + 62 kg N + 45 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha,
hoặc 8 tấn phân chuồng + 60 kg N + 68 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha.

- Liều lượng phân hữu cơ vi sinh sông Gianh không ảnh hưởng đến thời gian sinh
trưởng, chiều cao cây, chiều dài bông, khối lượng 1000 hạt, chiều dài, chiều rộng hạt
gạo, nhiệt độ hóa hồ và độ bền thể gel của giống ĐH6. Liều lượng phân hữu cơ vi sinh
ảnh hưởng rõ rệt đến chiều dài lá dòng, chỉ số diện tích lá, khả năng tích lũy chất khô và
năng suất thực thu, đặc biệt ảnh hưởng đến hàm lượng amylose, protein và anthocyanin.
Khi tăng lượng phân hữu cơ vi sinh đã làm giảm hàm lượng amylose nhưng làm tăng
hàm lượng protein và hàm lượng anthocyanin. Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh
+ 60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát triển
tốt, đạt năng suất cao và có chất lượng gạo tốt nhất.
- Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại 03 huyện của
tỉnh Điện Biên cho thấy giống có thời gian sinh trưởng 132-136 ngày trong vụ Xuân và
107-112 ngày trong vụ Mùa. Giống lúa ĐH6 có năng suất từ 6,36-6,89 tấn/ha trong vụ
Xuân và 5,42-5,87 tấn/ha, cao hơn giống nếp 97 từ 0,18-0,37 tấn/ha. Hiệu quả sản xuất
giống ĐH6 cao hơn hẳn so với giống nếp 97 từ 37.920.000 đồng đến 42.340.000 đồng
trong vụ Xuân và từ 24.670.000 đồng đến 28.680.000 đồng trong vụ Mùa.

xii


THESIS ABSTRACT
PhD. candidate: Doan Thanh Quynh
Thesis title: Selection and cultivation technical research of local glutinous rice varieties
with high quality in Northwest mountain region Vietnam.
Major: Crop Science
Code: 9.62.01.10
Education organization: Vietnam National University of Agriculture
Research Objectives
- To evaluate local glutinous rice accessions for selection and utilization of such
as short growth duration, high yield and high quality to develop in the Dien Bien
province.

- To determine the influence of cultivation technical measures to the yield, quality
of promising local glutinous rice varieties to set up cultivation process.
Materials and Methods
- Evaluation of genetic diversity of local glutinous rice resources by the method of
IPGRI (2001) and the UPGMA method in 2.1 NTSYS software.
- Evaluation of agronomical characteristics, morphology, pest and yield according
to the method of the International Rice Research Institute (2002).
- Classification of glutinous rice, non-glutinous rice varieties based on the
response color with the KI solution 1% (Luu Ngoc Trinh, 1997). Classification of rice
varieties for thermosensitive and photoperiod sensitive by the method of Yoshida
(1985). Classification subspecies indica, japonica by the method of Oka (1958).
- Selection of glutinous rice varieties through comparing experiments.
- The experiments determined the impact of cultivation technical measures are
arranged according to the method of Gomez and Gomez (1984) and evaluation
agronomical characteristics according to IRRI's method (2002).
- Experimental data were statistically analyzed by Excel and IRRISTAT ver 5.0.
software.
Main findings and Conclusions
- Dien Bien is one of the two large rice areas of the province in the Northwest
mountain region, the average rice yield reached 3.45 tons per hectare, with 81.5% of the
average yield of this region and by 61.8% of the average yield of the country. The
reason of low yield: upland rice cultivation area accounted for 47.4% and yield is too
low reaching 1.46 tons per hectare; rice cultivation techniques also many limitations
especially for upland rice and glutinous rice. Therefore, in order to get that purpose to
increase paddy rice area, selection rice varieties with high yied, good quality, specialty
black glutinous rice varieties to produce goods and apply congruous cultivation
techniques.
- The glutinous rice accessions have been varied in growth duration, plant height,
panicle structure, grain size and 1000 grain weight. Based on the phenotype traits to

xiii


divide 42 accessions into 11 groups with distinct phenotypes. Based on the polymorphic
of SSR marker has divided the accessions into two groups. The polymorphism of 35/38
SSR markers has obtained 106 alleles, the number of average 3.03 alleles/locus, PIC
index is 0.5 and genetic similarity coefficient index ranges from 0.63 to 0.97. The
division genetic group based on phenotypic and molecular marker have the same on the
tree diagram.
- The results of evaluation 11 glutinous rice varieties have selected best prospects
black rice variety ĐH6. ĐH6 has medium growth duration, 132-138 days in spring
season, 115-117 days in summer season, good phenotype, light infection for pests, high
yield get 6.84 tons per hectare in spring season, 5.84 tons per hectare in summer season,
milling rice rate 62.7%, amylose content 3.79%, high gelatinization temperature, soft
boil rice, purple color, suitable for cultivation condition of Dien Bien province.
- Research results influence of the crops season, dosage of fertilizers and density
of transplanting to growth, pest resistant, yield of rice varieties ĐH6 in Dien Bien
province have identified: in spring season should be sowing after 27th December with
100 kilogram seed per hectare, in summer season sowing after 26th June with 90
kilogram seed per hectare. In both the spring and summer season to applied 8 tons
animal manure + 62 kg N + 45 kg P2O5 + 80 kg K2O/hectare or 8 tons animal manure +
60 kg N + 68 kg P2O5 + 80 kg K2O/hectare.
- The microbial organic fertilizer dose Song Gianh does not affect the growth
duration, plant height, panicle length, 1000 grain weight, grain size, gelatinization
temperature and gel consistency of DH6 variety . The microbial organic fertilizer doses
affected to leaf length, leaf area index, the ability of accumulation of dry mass and
actual yield, particularly affecting content of protein, amylose and anthocyanin. When
increasing the amount of microbial organic fertilizer reduced amylose content but
increases protein content and anthocyanin content. Fertilizer doses: 900 kg microbial
organic fertilizer + 60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/hectare is suitable ĐH6 for

strong growth, high yield and good quality.
- Results of demonstration model black rice variety ĐH6 in three districts of the
Dien Bien province shows that ĐH6 has growth duration 132-136 days in spring season
and 107-112 days in summer season, yield from 6.36-6.89 tons per hectare in spring
season and 5.42-5.87 tons per hectare, higher than check variety Nep 97 from 0.18-0.37
tons per hectare. The economical efficiency of black rice variety ĐH6 has higher than
check variety Nep 97 from 37,920,000 VND to 42,340,000 VND in spring season and
from 24,670,000 VND to 28,680,000 VND in summer season.

xiv


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lúa nếp là một loại lúa trồng rất quan trọng ở Châu Á, đột biến trong
intron 1 gen Waxy làm thay đổi tinh bột trong nội nhũ dẫn đến cơm dính và dẻo.
Lúa nếp không những là cây lương thực quan trọng mà nó còn gắn liền với tập
quán và văn hóa ở các nước vùng Đông Nam Á (Kenneth and Michael, 2002).
Vùng Nam và Đông Nam châu Á được coi là trung tâm phát sinh và nguồn gốc
của lúa nếp trồng, nếp cẩm đặc sản. Các giống nếp này thuộc hai loài phụ indica
và japonica. Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào là quốc gia sản xuất và tiêu thụ
lúa nếp lớn nhất trong vùng. Ở Việt Nam, vùng núi Tây Bắc có diện tích trồng và
tiêu thụ lúa nếp lớn nhất cả nước (Bounphanousay, 2007).
Lúa nếp đã có giá trị về kinh tế và văn hóa đối với Việt Nam và một số
nước khu vực châu Á như Trung Quốc, Lào, Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan,… Gạo
nếp có hương thơm, mềm được nhiều dân tộc thiểu số sử dụng làm lương thực
chính. Hơn nữa, lúa nếp được chọn làm nguyên liệu để chế biến thành lễ vật dâng
cúng thần linh và tổ tiên của hầu hết các dân tộc ở Việt Nam trong ngày lễ, tết. Ở
nước ta, lúa nếp được trồng chủ yếu ở miền núi, nơi dân tộc Mường, Thái,
H’mông… sinh sống để phục vụ trong gia đình và trao đổi hàng hóa mang tính

chất vùng miền, nhỏ lẻ. Gạo nếp dùng chế biến các loại sản phẩm mang tính chất
lễ vật như: bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh khảo, các loại xôi,
cốm rượu. Vì vậy, các giống lúa nếp hiện nay càng được quan tâm phát triển và
trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân (Nguyễn
Văn Luật và cs., 2001).
Ngoài những mục tiêu phục vụ nhu cầu bó buộc trong không gian nhỏ, ngày
nay, các sản phẩm từ lúa gạo nếp đang được phổ biến trên thị trường, đặc biệt là
các sản phẩm nếp đặc sản như nếp cẩm. Nếp cẩm hay nếp Than, chúng được tạo
nên từ nhiều giống lúa nếp khác nhau và được trồng chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc
như: Hoà Bình, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, rải rác ở các vùng khác như:
Thanh Hóa, Phú Thọ, Ninh Bình và vùng Đồng bằng sông Cửu Long với 2 tỉnh
Long An và Cần Thơ. Nguồn gen nếp cẩm của các tỉnh miền núi phía Bắc nước
ta có mức đa dạng cao nhất cả nước nhưng đang bị xói mòn nghiêm trọng nên

1


cần khai thác, phát triển và bảo tồn nguồn gen quý hiếm phục vụ phát triển nông
nghiệp của đất nước (Trần Thị Lương và cs., 2013).
Hiện nay, nhu cầu sử dụng thực phẩm sạch, an toàn và có giá trị dinh dưỡng
cao đang ngày một tăng. Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp
cẩm và làm phong phú thêm các sản phẩm từ giống nếp này, thì việc tạo ra
những giống lúa nếp có thời gian sinh trưởng ngắn, không cảm quang, năng suất
khá sẽ làm tiền đề cho phát triển và khai thác nguồn thực phẩm này ngày càng tốt
hơn (Đoàn Thị Thùy Linh và cs., 2013).
Theo Zhang et al. (2012), để giống lúa nếp đạt năng suất và chất lượng cao
cần quản lý hài hòa và cân đối dinh dưỡng N, P, K trên từng loại đất, mùa vụ và
mực nước. Đặc biệt, cần có các nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng cho từng thời
kỳ sinh trưởng, ảnh hưởng của mực nước khi bón phân để hạn chế tối đa việc
thừa và rửa trôi dinh dưỡng. Vilayvong et al. (2015) cho rằng để cung cấp dinh

dưỡng hợp lý cho 2 giống lúa nếp TDK8 và TDK11, tác giả đã xây dựng mô hình
quản lý dinh dưỡng dựa vào thời gian sinh trưởng, kích thước bộ rễ, thời vụ gieo
cấy, mật độ cấy.
Điện Biên là một tỉnh miền núi vùng Tây Bắc, có địa hình độ dốc lớn, cao
dần từ Đông sang Tây, từ Nam lên Bắc, độ cao trung bình 800-1000 mét so với
mực nước biển. Điện Biên có khí hậu đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa
của miền Bắc Việt Nam, mùa Hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa Đông lạnh và khô.
Địa hình tạo lên sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn (9-120C), là cơ sở để phát
triển nền nông nghiệp chất lượng cao. Đất nông nghiệp chiếm gần 80% diện tích
tự nhiên, trong đó có cánh đồng Mường Thanh rộng lớn nổi tiếng vùng Tây Bắc.
Điện Biên có diện tích trồng lúa là 49.445,1 ha, trong đó diện tích lúa nước là
12.940,4 ha (chiếm 26,2%). Các huyện có diện tích lúa lớn là Điện Biên, Tuần
Giáo, Điện Biên Đông, Nậm Pồ, Mường Nhé. Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên
đạt 3,54 tấn/ha thấp hơn nhiều so với trung bình cả nước (5,73 tấn/ha) và thấp
hơn trung bình các tỉnh vùng Tây Bắc (4,36 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2016).
Nguyên nhân dẫn đến năng suất thấp do: 1- Diện tích lúa nương, lúa nếp lớn
nhưng cơ cấu giống nghèo nàn; 2- Bộ giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt đặc
biệt là lúa nếp đặc sản còn hạn chế; 3- Canh tác lúa nước gieo với mật độ dày,
bón phân ít; canh tác lúa nương theo hình thức chọc lỗ bỏ hạt.

2


Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp cẩm và làm phong phú
thêm các sản phẩm từ giống nếp tại tỉnh Điện Biên, thì việc tuyển chọn những
giống nếp cẩm có nhiều đặc điểm tốt, có thời gian sinh trưởng ngắn, gieo cấy
được hai vụ trong năm, năng suất khá, phổ thích nghi rộng và xây dựng biện
pháp kỹ thuật canh tác phù hợp là hết sức cần thiết.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn và khai thác

được các giống lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản
xuất lúa tại tỉnh Điện Biên.
- Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất, chất
lượng giống lúa nếp địa phương được tuyển chọn, từ đó xây dựng qui trình canh
tác phù hợp.
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Sử dụng các mẫu giống lúa nếp thu thập tại vùng Tây Bắc, Việt Nam bao
gồm 20 mẫu giống lưu của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học
Nông nghiệp Việt Nam, 10 mẫu giống lưu của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây
trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và 12 mẫu giống do tác giả thu thập tại
các tỉnh Tây Bắc.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tập trung đánh giá đặc điểm nông sinh học, xác định sự đa dạng di
truyền nguồn gen lúa nếp địa phương; tuyển chọn giống lúa nếp địa phương cảm
ôn, ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh. Đồng thời
nghiên cứu ảnh hưởng một số kỹ thuật canh tác và xây dựng mô hình trình diễn kỹ
thuật thâm canh cho giống lúa nếp địa phương được tuyển chọn tại tỉnh Điện Biên.
- Thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa
phương được triển khai tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện
Nông nghiệp Việt Nam và tại tỉnh Điện Biên.
- Các thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học, tuyển chọn giống,
nghiên cứu ảnh hưởng một số kỹ thuật canh tác và xây dựng mô hình trình diễn
được triển khai tại một số huyện của tỉnh Điện Biên.
- Thời gian triển khai các thí nghiệm từ năm 2012 đến năm 2016.

3


1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Đánh giá đa dạng di truyền của 42 mẫu giống lúa nếp địa phương thông
qua kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR. Kết quả đánh giá giúp cho các nhà tạo
giống định hướng trong khai thác, phát triển và lai tạo giống lúa nếp mới phù hợp
với điều kiện Việt Nam.
- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6 có TGST trung bình, 132-138
ngày trong vụ Xuân, 115-117 ngày trong vụ Mùa, cây cao trung bình, thân cứng,
bản lá hẹp, lá đòng lòng mo, bông dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao đạt 6,84
tấn/ha trong vụ Xuân, 5,84 tấn/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm
lượng amylose 3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu
tím, phù hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Điện Biên.
- Xác định được ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh sông Gianh đến hàm
lượng amylose, protein và anthocyanin của giống ĐH6. Khi tăng lượng phân hữu
cơ vi sinh đã làm giảm hàm lượng amylose nhưng làm tăng hàm lượng protein và
hàm lượng anthocyanin. Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh sông Gianh +
60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát
triển tốt, đạt năng suất cao và có chất lượng gạo tốt nhất.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Thông tin về đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa phương
vùng Tây Bắc giúp cho các nhà chọn giống lúa định hướng trong sử dụng nguồn
vật liệu này để lai tạo, chọn lọc giống lúa nếp đặc sản.
- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trong canh
tác giống lúa nếp cẩm ĐH6 góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học và vai trò của
thời vụ, mật độ gieo cấy và liều lượng phân bón đối với năng suất và chất lượng
giống lúa nếp cẩm địa phương.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6, đồng thời xác định được thời
vụ, mật độ gieo và lượng phân bón thích hợp để giống lúa nếp này đạt năng suất
cao ở chân đất canh tác 2 vụ lúa, chủ động nước tưới tại tỉnh Điện Biên và các
tỉnh vùng núi Tây Bắc có điều kiện thời tiết, đất đai, nước tưới tương tự.

- Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại một số
địa phương góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tiến tới xây dựng vùng nguyên
liệu cho sản xuất lúa hàng hóa của tỉnh Điện Biên.

4


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. VAI TRÒ, GIÁ TRỊ CỦA CÂY LÚA NẾP
2.1.1. Vai trò, giá trị của cây lúa nếp trên thế giới
Theo Jin et al. (2013) gạo không chỉ là ngũ cốc quan trọng như một loại
lương thực lớn trên toàn thế giới mà còn là nguồn các chất dinh dưỡng có giá trị
cho sức khỏe con nguời, một trong những yếu tố chính quyết định việc ăn uống,
chế biến và chất lượng dinh dưỡng của gạo là Protein. Hàm lượng protein trong
gạo nếp cao hơn so với gạo tẻ, hàm lượng protein trong gạo nếp dao dộng 8,69,7% trong gạo xay và 8,1-8,5% trong gạo xát.
Các giống lúa cổ truyền có một vị trí quan trọng trong đời sống, văn hóa
của con người. Từ xưa, lúa đặc sản đã được dùng làm lương thực và thực phẩm,
đặc biệt vào những ngày lễ hội, cưới hỏi. Một vài giống lúa thơm như Basmati
hoặc Jasmine có mùi thơm khá đặc thù, được dùng trong công nghệ chế biến
làm ra những sản phẩm đặc biệt có mùi thơm kiểu chocolate. Gạo màu không
những được dùng trong những ngày lễ hội lớn và trong công nghiệp chế biến
thực phẩm mà nó còn được dùng làm các loại bánh và các loại mỳ sợi
(Chaudhary and Tran, 2001).
Các giống lúa nếp cẩm có các màu sắc khác nhau ở vỏ trấu và vỏ cám như
màu đỏ, tía hoặc đen thường có hàm lượng các chất hữu cơ đặc thù như chất
kháng oxy hóa anthocyanin, vitamin, các vi lượng có lợi cho sức khỏe của con
người và có thể ngăn ngừa một số bệnh nguy hiểm nên đã thu hút nhiều nhà
nghiên cứu trong những năm gần đây. Anthocyanin là chất có khả năng kháng
oxy hóa cao và có hàm lượng cao trong lúa cẩm, hiện nay đang được nghiên cứu
nhiều ở các nước trồng lúa (Kristamtini et al., 2012).

Trong gạo có các chất hoạt tính sinh học bao gồm acid phytic, isovitexin,
γ-oryzanol, phytosterols, octacosanol, squalene, γ-aminobutyric axit (GABA),
tocopherol, dẫn xuất tocotrienol,... trong số đó, γ-oryzanol là chất chống oxy hóa,
ức chế quá trình oxy hóa cholesterol, làm giảm mức cholesterol huyết thanh ở
động vật, có hiệu quả trong điều trị các bệnh viêm, ức chế tăng trưởng khối u,
làm giảm huyết áp (Kim et al., 2013).
Jahirul et al. (2016) đã phân tích chất lượng của 12 giống lúa nếp địa
phương cho thấy trong gạo xát có chất khô (86,8%), protein (6,3-8,3%), chất xơ

5


(0,15-0,63%), chất béo (0,09-2,90%), carbohydrate (76,33-81,87%), năng lượng
chuyển hóa (2834,31-3017,27 Kcal/Kg), khoáng chất như Natri (69,07-118,87
mg%), Kali (0,38-3,41, Canxi (0,1-1,85mg%), Magiê (0,13-0,61mg%), Sắt
(0,0003-0,0005mg%), Phốt pho (0,52-2,33mg%).
Nếp cẩm là loại lúa nếp vỏ màu đen, đỏ hoặc tía được trồng và tiêu thụ ở
nhiều nước Châu Á, mặc dù nếp cẩm không chiếm tỷ lệ lớn trong sản xuất lúa,
nhưng những hộ nông dân quy mô nhỏ ở vùng núi sản xuất như là một loại sản
phẩm đặc sản cho tiêu dùng tại địa phương và thị trường bên ngoài. Sản phẩm
nếp cẩm sử dụng rất đa dạng như kẹo, thực phẩm chức năng, đồ uống và mỹ
phẩm. Lúa cẩm là một trong các loại lúa được coi là thực phẩm chức năng có lợi
cho sức khỏe con người. Lúa cẩm có chứa nhiều anthocyanin ở vỏ hạt gạo và
thường có màu tím. Sắc tố anthocyanin có tác dụng làm giảm cholesterol trong
cơ thể con người. So với lúa trắng, lúa cẩm chứa nhiều khoáng chất hơn, bao
gồm Fe, Zn, Mn và P (Sosana et al., 2013).
Yếu tố quan trọng nhất và tạo nên thương hiệu cho nếp cẩm bởi giá trị
dinh dưỡng của nó có chứa khoảng 70% tinh bột, với hàm lượng chất khoáng có
tỉ lệ đồng chứa 24ppm, kẽm 23,6ppm và sắt 16,2 ppm. Ngoài ra trong gạo cẩm
chứa nhiều axít amin mà đặc biệt trong vỏ nếp cẩm có chứa lượng lớn axit amin

anthocyanin có khả năng chống oxi hoá, và các nhân tố có lợi cho sức khỏe,
chống viêm nhiễm, hạn chế sự phát triển của tế bào ung thư. Ngoài ra ăn gạo nếp
cẩm kết hợp với một số thức ăn như rau xanh, hoa quả, thịt nạc sẽ có thể tăng sự
hấp thu sắt cho cơ thể (Hiroaki et al., 2014).
Các thành phần anthocyanin chính của hai giống gạo thơm đen (Chakhao
Poireiton và Chakhao Amubi) được xác định, trong giống Chakhao Poireiton có
4 chất anthocyanin chủ yếu là delphinidin 3-galactozyd, delphinidin 3arabinoside, Cyanidin 3-galactoside và cyanidin 3-glucoside được xác định, trong
giống Chakhao Amubi có 3 anthocyanins chính là Delphinidin 3-galactozyd,
delphinidin 3-arabinoside và Cyanidin 3-galactozyd. Trong cả 2 giống,
delphinidin 3-galactoside chiếm phần lớn hơn. Tổng lượng anthocyanin của
Chakhao Poireiton là 740 mg/kg và Chakhao Amubi là 692 mg cyanidin 3glucoside/kg. Hàm lượng phenolic trong 2 giống lần lượt là 577 và 500 mg/100g
chất khô (Asem et al., 2015).

6


2.1.2. Vai trò, giá trị của cây lúa nếp ở Việt Nam
Lúa gạo cung cấp lượng calo nhiều nhất trong các loại cây ngũ cốc.
Những chỉ tiêu chính được dùng để đánh giá giá trị dinh dưỡng của lúa gạo là:
hàm lượng protein, amylose, chất khoáng và độ bền thể gel; trong đó chỉ tiêu
hàm lượng protein và amylose được quan tâm hàng đầu. Amylose của tinh bột có
liên quan mật thiết đến đặc tính của cơm như: độ nở, độ cứng, độ bóng, độ mềm
và độ dẻo dính. Các giống lúa đặc sản Việt Nam có kích thước hạt và hình dạng
hạt nhỏ hơn so với các giống nhập nội và giống lúa mới. Các giống lúa đặc sản
miền Bắc nói chung có hạt nhỏ hơn và hương thơm hơn so với các giống đặc sản
miền Nam (Lê Doãn Diên và cs., 1996).
Theo Nguyễn Thị Mai Phương và cs. (2015) thì protein cám gạo là loại
protein thực vật có giá trị dinh dưỡng vượt trội do có khả năng chống ung thư và
không gây dị ứng cho người sử dụng. Protein này vẫn chưa được thương mại phổ
biến trên thị trường, đặc biệt là ở Việt Nam vì các phương pháp tách chiết đang

sử dụng hiện nay chưa cho phép thu được sản phẩm có chất lượng cao với giá
thành phù hợp. Quy trình công nghệ thu nhận protein từ cám gạo xây dựng được
gồm 8 bước. Protein thu được từ quy trình này có hàm lượng đạt 41,77% và hiệu
suất là 13,41%.
Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn các giống lúa tẻ (trung
bình đối với các giống lúa nếp khoảng 7,94%; biến động từ 7,25-8,56%). Ðiều
này được giải thích bởi khả năng sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hạt gạo
nếp tốt hơn, dẫn đến hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn gạo tẻ. Nội nhũ
của các giống nếp chứa tinh bột chủ yếu ở dạng amylopectin có cấu tạo phân
nhánh, còn tinh bột bình thường của gạo tẻ thì chủ yếu ở dạng amylose có cấu tạo
không phân nhánh. Chính sự khác biệt trong cấu trúc của tinh bột gạo nếp và gạo
tẻ đã gây ra sự khác nhau về sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hai loại gạo
này (Nguyễn Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo, 2007).
Lúa nếp đã có giá trị về kinh tế và văn hóa đối với Việt Nam và một số
nước khu vực Châu Á như Trung Quốc, Lào, Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan… Gạo
nếp có hương thơm, mềm được nhiều dân tộc ít người sử dụng làm lương thực
chính. Hơn nữa, lúa nếp được chọn làm nguyên liệu để chế biến thành lễ vật dâng
cúng thần linh và tổ tiên của hầu hết các dân tộc ở Việt Nam trong ngày lễ, tết. Ở
nước ta lúa nếp được trồng chủ yếu để phục vụ nội tiêu trong gia đình và trao đổi

7


hàng hóa mang tính chất vùng miền, nhỏ lẻ. Gạo nếp dùng chế biến các loại sản
phẩm mang tính chất lễ vật như bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh
khảo, các loại xôi, cốm rượu. Vì vậy, các giống lúa nếp hiện nay càng được quan
tâm phát triển và trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người
nông dân (Nguyễn Văn Vương, 2013).
2.2. NGUỒN GỐC VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY LÚA
2.2.1. Nguồn gốc cây lúa

Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng xuất hiện sớm và tồn tại lâu đời,
đặc biệt ở Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước châu Á trong đó có Việt Nam.
Second (1986) khi nghiên cứu tiến hoá của chi Oryza cho rằng hai loài phụ của
loài lúa trồng châu Á (O. sativa) là O. indica và O. japonica đã xuất hiện cách
đây từ 2 đến 3 triệu năm ở dãy núi Himalaya, sau đó được di thực, phát tán đến
các nơi khác trên thế giới. Dựa trên phân tích mẫu hoá thạch Hemudu cho rằng
lúa trồng xuất hiện ở Trung Quốc khoảng 7100 năm đã xác nhận lúa trồng ở
châu Á xuất hiện cách đây khoảng 8000 năm. Chi Oryza có thể đã phát sinh
130 triệu năm trước đây ở Trung Ấn Độ sau đó do sự phân rã lục địa đã hình
thành các loài khác nhau theo vùng sinh thái (Khush, 1997). Trong cuốn sách
“Cây lúa, cổ xưa và lịch sử - Rice: Origin, Antiquity and History”, Sharma
(2010) cho rằng lúa trồng được thuần hóa đầu tiên ở lưu vực sông Dương Tử Trung Quốc cách đây 9000 năm và sau đó được trồng trọt ở Đông Nam Á và
lục địa Ấn Độ; từ Trung Quốc phát tán đến Nhật Bản, Triều Tiên và từ Ấn Độ
phát tán đến Tây Á và châu Âu.
Nguồn gốc tiến hóa của lúa trồng từ lúa dại vẫn đang là một câu hỏi lớn
đối với các nhà khoa học, bởi vì nghiên cứu genome của lúa trồng có thể bắt
nguồn từ bộ genome lúa dại khác nhau. Tuy nhiên, gần đây phân tích gen sh4
về tính trạng rụng hạt cho thấy mức độ giảm rụng từ lúa dại đến lúa trồng, như
vậy có thể chúng có cùng một tổ tiên (Sang and Ge, 2013). Năm 2012, các nhà
khoa học Trung Quốc đã chứng minh thông qua lập bản đồ genome lúa cho
rằng loài phụ O. japonica lần đầu tiên được thuần hóa từ loài lúa dại O.
rufipogon ở miền Nam Trung Quốc. Loài phụ O. indica là kết quả phát triển từ
lai giữa japonica và lúa dại khi các giống lúa ban đầu phát triển đến Đông Nam
và Nam châu Á (hình 2.1).

8


Hình 2.1. Mô tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng
Theo Huang et al. (2012)

Lúa dại (Oryza rufipogon) có hạt màu đỏ do sự tích lũy của
proanthocyanidins, trong khi hầu hết lúa trồng (Oryza sativa) có hạt trắng gây ra
bởi một alen bị khiếm khuyết trong gen helix-loop-helix (bHLH). Mặc dù nguồn
gốc và sự lan rộng của các lúa đen vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ nhưng màu
đen của các giống ở châu Á là do tích lũy anthocyanin. Tính trạng màu đen bắt
nguồn từ biển hiện của gen Kala4 (Oikawa et al., 2015)
Theo Zou et al. (2015) trong chi lúa (Oryza), có khoảng một nửa số loài là
đa bội thể. Những loài này không chỉ là nguồn tài nguyên quan trọng cho việc
chọn giống lúa mà còn là vật liệu để nghiên cứu sự tiến hóa của các loài đa bội.
Kết quả giải trình tự 4 loci trong nhân tế bào của 3 loci ở tế bào chất của các
dòng bố mẹ và con lai F1 cho thấy cả dạng đơn bội và tứ bộ có bộ genome B và
C thuộc chi này. Kết quả nghiên cứu cũng phát hiện ít nhất ba nguồn gốc độc lập
của ba loài tứ bội BC, cụ thể, dạng nhị bội O. punctata (B-genome) và O.
officinalis (C-genome) là các tổ tiên của O. minuta và O. malampuzhaensis. Tất
cả các loài BBCC có nguồn gốc phát sinh khoảng một triệu năm trước.
Lúa nếp có tổ tiên lâu đời, có thể thích ứng với nhiều điều kiện khí hậu
khắc nghiệt như lạnh, khô hanh. Lúa nếp nương là dạng khởi nguồn của lúa trồng

9