LAI tạo và TUYỂN CHỌN DÒNG lúa THƠM CHỊU mặn từ HAI GIỐNG lúa sỏi và TP5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

DƯƠNG HOÀI TƯỚC

LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA
THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG
LÚA SỎI VÀ TP5

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG

Cần Thơ, tháng 01 năm 2013


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA
THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG
LÚA SỎI VÀ TP5

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ GIỐNG CÂY TRỒNG

Cán bộ hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

PGs. Ts. Võ Công Thành

Dương Hoài Tước

Ths. Quan Thị Ái Liên

MSSV: 3093049

Cần Thơ, tháng 01 năm 2013


Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công
nghệ giống cây trồng với đề tài:

LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA
THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG
LÚA SỎI VÀ TP5

Do sinh viên Dương Hoài Tước thực hiện.
Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.

Cần Thơ, ngày ...….tháng…….năm 2013
Cán bộ hướng dẫn

PGs. Ts. Võ Công Thành

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN DI TRUYỀN – GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt Kỹ sư ngành
Khoa học cây trồng – Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng với đề tài:

LAI TẠO VÀ TUYỂN CHỌN DÒNG LÚA
THƠM CHỊU MẶN TỪ HAI GIỐNG
LÚA SỎI VÀ TP5


Do sinh viên Dương Hoài Tước thực hiện và bảo vệ trước Hội Đồng.

Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp...................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Luận văn tốt nghiệp được đánh giá ...................................................................
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013
Hội đồng

.......................................

..........................................
DUYỆT KHOA
Trưởng Khoa Nông Nghiệp

ii

.....................................


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây.

Tác giả luận văn

Dương Hoài Tước

iii


TIỂU SỬ CÁ NHÂN

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và tên: Dương Hoài Tước

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 26/03/1991

Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: huyện Ô môn, tỉnh Cần Thơ
Cha: Dương Công Hầu
Mẹ: Trần Thị Thủy
Địa chỉ thường trú: số 239, Thạnh Phú 2, Trung Hưng, Cờ Đỏ, Cần Thơ
Điện thoại: 01649544682
Email:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
1. Tiểu học:

Thời gian đào tạo: 1998 - 2002
Trường: Tiểu học Nông Trường Sông Hậu điểm 2
Địa chỉ: xã Thới Long, huyện Ô môn, Cần Thơ
2. Trung học cơ sở:
Thời gian đào tạo: 2002 - 2006
Trường: Trung học phổ thông và cơ sở Trần Ngọc Hoằng
Địa chỉ: xã Thới Long, huyện Ô môn, Cần Thơ
3. Trung học phổ thông:
Thời gian đào tạo: 2006 - 2009
Trường: Trung học phổ thông và cơ sở Trần Ngọc Hoằng
Địa chỉ: xã Thới Hưng, huyện Cờ Đỏ, Tp. Cần Thơ
Ngày

iv

tháng
năm 2013
Người khai

Dương Hoài Tước


LỜI CẢM TẠ

Kính dâng
-

Cha mẹ đã hết lòng yêu thương, dạy dỗ và nuôi con khôn lớn nên
người.

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
-

PGs. Ts. Võ Công Thành người thầy đáng kính đã tận tình hướng dẫn,
gợi ý và cho tôi những lời khuyên vô cùng bổ ích trong việc nghiên cứu
và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

-

Ths. Quan Thị Ái Liên người thầy đáng quí đã trực tiếp hướng dẫn, dẫn
dắt và giúp đỡ tôi trong từng việc chi li nhất, nhỏ nhặt nhất trong suốt
quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Xin chân thành cảm ơn
-

Tập thể cán bộ, nghiên cứu viên của phòng thí nghiệm “Di Truyền
Chọn Giống Thực Vật” Bộ Môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp: Ths.
Trần Ngọc Quý, Ks. Nguyễn Thị Mai Hạnh, Ks Nguyễn Thị Ngọc Hân,
Ks. Trần Thị Phương Thảo, Ktv Đái Phương Mai, Ktv Đặng Thị Ngọc
Nhiên, Ktv Võ Quang Trung đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đở tôi trong
suốt quá trình thực hiện thí nghiệm của luận văn này.

-

Các bạn sinh viên Võ Minh Quân, Liên Quỳnh Phụng, Nguyễn Hoàng
Hưng, Trần Thị Trúc Phương, các bạn sinh viên khóa 35 và các em sinh
viên khóa 36, khóa 37 tại phòng thí nghiệm Chọn giống và ứng dụng
CNSH, Bộ môn Di truyền Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông nghiệp và
SHƯD – ĐHCT đã giúp đở tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận

văn.

v


DƯƠNG HOÀI TƯỚC, 2013. “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu
mặn từ hai giống lúa Sỏi và TP5”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Khoa học cây
trồng - Chuyên ngành Công nghệ giống cây trồng, trường Đại học Cần Thơ.
Cán bộ hướng dẫn PGs. Ts. Võ Công Thành, Ths. Quan Thị Ái Liên.

TÓM LƯỢC
Hiện nay, tình hình xâm nhập mặn và nước biển dâng ngày càng nghiêm trọng, ảnh
hưởng và làm suy giảm diện tích sản xuất lúa của Việt Nam, đặc biệt là đồng bằng
sông Cửu Long. Bên cạnh đó, mức sống của người dân càng được nâng cao thì nhu
cầu về phẩm chất hạt gạo cũng cao mà tính trạng thơm là yêu cầu hàng đầu. Trước
tình hình trên, đề tài “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống
lúa Sỏi và TP5” được thực hiện nhằm mục tiêu tạo ra từ 1-2 dòng lúa có khả năng
chịu mặn ≥ 6‰, hàm lượng amylose ≤ 20%, hàm lượng protein ≥ 9%. Ngoài sử dụng
phương pháp lai truyền thống, thì kỹ thuật điện di SDS-PAGE được áp dụng nhằm
nâng cao hiệu quả chọn giống giúp rút ngắn thời gian chọn giống. Qua kết quả lai
tạo, đến thế hệ F3 đã chọn được 1 dòng lai ưu tú đáp ứng được mục tiêu đề tài là
THL01-01-01 với đặc điểm như sau: THL01-01-01 có thời gian sinh trưởng 97 ngày,
chiều cao cây 131 cm, hàm lượng amylose 15,08%, hàm lượng protein 9,33%, dạng
hạt thon dài, có mùi thơm, khả năng chống chịu mặn 15‰.

vi


MỤC LỤC

TÓM LƯỢC ................................................................................................. vi
MỤC LỤC.................................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG.................................................................................... ix
DANH SÁCH HÌNH...................................................................................... x
MỞ ĐẦU........................................................................................................ 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................. 2
1.1 Thế nào là lúa mùa?.............................................................................. 2
1.2 Phương pháp cải tiến giống lúa ............................................................ 2
1.2.1 Chọn lọc quần thể........................................................................ 3
1.2.2 Chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần................................... 3
1.2.3 Lai tạo ......................................................................................... 3
1.3 Đặc tính nông học của cây lúa .............................................................. 4
1.3.1 Thời gian sinh trưởng .................................................................. 4
1.3.2 Chiều cao cây .............................................................................. 5
1.3.3 Khả năng nở buội ........................................................................ 5
1.3.4 Số bông/m2................................................................................... 6
1.3.5 Số hạt chắc/bông ......................................................................... 6
1.3.6 Trong lượng 1000 hạt .................................................................. 7
1.4 Một số chỉ tiêu vật lý và hình thái lúa .................................................. 8
1.5 Khả năng thích ứng với điều kiện mặn của cây lúa............................. 8
1.5.1 Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa............................................. 8
1.5.2 Di truyền tính chống chịu mặn ................................................... 10
1.6 Một số chỉ tiêu đánh giá phẩm chất hạt gạo ...................................... 11
1.6.1 Hàm lượng Amylose................................................................... 11
1.6.2 Hàm lượng Protein .................................................................... 11
1.6.3 Nhiệt trở hồ ............................................................................... 12
1.6.4 Độ bền thể gel............................................................................ 13
1.6.5 Mùi thơm ................................................................................... 14
1.7 Kỹ thuật điện di SDS-PAGE .............................................................. 14
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ...................................................... 16

2.1 Phương tiện nghiên cứu...................................................................... 16
2.1.1 Cây cha mẹ ban đầu................................................................... 16
2.1.2 Vật liệu, dụng cụ và hóa chất thí nghiệm ................................... 16
2.3 Phương pháp nghiên cứu.................................................................... 17
2.2.1 Nội dung nghiên cứu.................................................................. 17
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể................................................. 17
KẾT QUẢ THẢO LUẬN ............................................................................ 28
3.1 Đặc điểm cây cha mẹ ban đầu ............................................................ 28
3.2 Thế hệ F1 ............................................................................................. 30
3.3 Thế hệ F2 ............................................................................................. 31

vii


3.3.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất ................................ 31
3.3.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F2 ............. 33
3.4 Thế hệ F3 ............................................................................................. 35
3.4.1 Một số chỉ tiêu nông học của cây F3.......................................... 36
3.4.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F3 ............ 38
3.4.3 Một số chỉ tiêu về phẩm chất của các dòng thế hệ F3 ................ 42
3.4.4 Đánh giá độ thuần bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE..... 48
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.......................................................................... 49
4.1 Kết luận ............................................................................................... 49
4.2 Đề nghị................................................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 50

viii


DANH SÁCH BẢNG

Bảng
1.1
1.2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12

Tên bảng
Hướng chọn giống năng suất cao trong tương lai (Fischer, 1996)
Phân nhóm lúa theo hàm lượng Amylose (IRRI,1998)
Một số chỉ tiêu nông học của TP5 và Lúa Sỏi
Công thức pha dung dịch tạo gel
Phân nhóm lúa theo hàm lượng Amylose (IRRI, 1988)

Bảng phân cấp nhiệt trở hồ của gạo( IRRI ,1986)
Đánh giá độ trở hồ theo thang điểm của IRRI (1986)
Phân cấp độ bền thể gel theo thang đánh giá của IRRI (1996)
Tiêu chuẩn đánh giá (SES) ở giai đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI,
1997)
Một số chỉ tiêu nông học của cây F1 (giá trị trung bình của 20 cá thể)
Một số chỉ tiêu nông học của 8 cá thể F2
Đánh giá khả năng chịu mặn của 8 dòng lai ưu tú và cha mẹ so với đối
chứng
Chỉ tiêu nông học của 13 dòng F3
Khả năng chống chịu mặn của dòng THL01-01-01 ở 15‰
Khả năng chống chịu mặn của dòng THL01-01-02 ở 12‰
Khả năng chống chịu mặn của các dòng thế hệ F3 ở 8‰
Khả năng chống chịu mặn của các dòng thế hệ F3 ở 6‰
Hàm lượng amylose và protein các dòng thế hệ F3
Độ trở hồ và độ bền thể gel của các dòng thế hệ F3 so với cha mẹ
Chiều dài và rộng hạt của các dòng thế hệ F3 so với cha mẹ
Kết quả trắc nghiệm mùi thơm bằng KOH 1,7% 9 dòng ở thế hệ F4

ix

Trang
7
11
16
20
22
24
24
25

27
30
31
35
36
38
39
40
41
43
45
46
47


DANH SÁCH HÌNH

Hình
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11

Tên hình
Phổ điện di protein tổng số của giống Lúa Sỏi
Phổ điện di protein tổng số của giống TP5
Hạt F1 của THL Lúa Sỏi x TP5
Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn dòng THL01-01-01 ở 15‰
Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn dòng THL01-01-02 ở 12‰
Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F3 ở 8‰
Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F3 ở 6‰
Hình độ trở hồ của THL01-01-01 (15‰)
Hình độ bền thể gel của THL01-01-02 (12‰)
Chiều dài và rộng hạt của THL01-01-01 (15‰)
Phổ điện di protein tổng số của dòng THL01-01-01

x

Trang
28
29
30
39
40
40
41
43
44
46
48


1

MỞ ĐẦU

Theo đánh giá của Chương trình Phát triển Liên hiệp quốc (UNDP), Việt Nam
nằm trong những nước đứng đầu thế giới dễ bị ảnh hưởng nhất đối với biến
đổi khí hậu. Nếu mực nước biển tăng 1 mét ở Việt Nam sẽ mất 5% diện tích
đất đai, 11% người mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu
nhập quốc nội GDP. Nếu mực nước biển dâng lên là 3-5 m thì điều này đồng
nghĩa với "có thể xảy ra thảm họa" ở Việt Nam.
Hiện tại chúng ta đang sống ở thế kỉ XXI, cuộc sống ngày càng được nâng cao
vì thế nhu cầu sống và sinh hoạt cũng tăng theo. Trong đó có nhu cầu về ăn
uống hàng ngày, thời trước con người sống với nhu cầu “ăn no mặc ấm”
nhưng đối với cuộc sống hiên tại thì điều đó không còn phù hợp vì nhu cầu
hiện tại là “ăn ngon mặc đẹp”. Do đó, việc tạo ra các giống lúa có phẩm chất
tốt như: dẻo, chứa nhiều hàm lượng protein,… trong đó phẩm chất thơm của
lúa cũng có nhu cầu cao và được ưu tiên.
Trước nhu cầu ngày càng cao của con người và tình hình biến đổi khí hậu toàn
cầu đã khiến cho diện tích đất nông nghiệp nói chung trong đó có đất trồng lúa
ngày càng bị thu hẹp, đang đe dọa đến nền an ninh lương thực trong nước và
thế giới.
Lúa Sỏi là giống lúa mùa thuộc tập đoàn giống lúa mùa của Bộ môn Di truyền
giống nông nghiệp, có khả năng chịu mặn giai đoạn mạ 12,5‰, đã được trồng
khảo nghiệm ở huyện Hồng Dân, Bạc Liêu cho năng suất cao và thích nghi với
điều kiện thực tế địa phương (Nguyễn Văn Cường, 2012).
TP5 là giống lúa cao sản có những phẩm chất tốt với hàm lượng amylose thấp
13,5%, protein cao 13,3%, có mùi thơm, cho năng suất cao và thích nghi tốt
với điều kiện huyện Cờ Đỏ, Cần Thơ, thuộc tập đoàn giống lúa của Bộ môn Di
truyền giống nông nghiệp (Theo Báo Nông Nghiệp, 2008).
Vì vậy, đề tài “Lai tạo và tuyển chọn dòng lúa thơm chịu mặn từ hai giống Lúa
Sỏi và TP5” được thực hiện nhằm mục tiêu chọn được 1, 2 dòng lúa thơm chịu

mặn  6‰, hàm lượng amylose ≤ 20% và hàm lượng protein  9%.


2

CHƯƠNG 1
LƯỢC THẢO TÀI LIỆU
1.1 Thế nào là lúa mùa?

Lúa mùa là loại cây ngày ngắn, tức là cây lúa chỉ cảm ứng ra hoa trong điều
kiện quang kỳ ngắn.
Lúa mùa là nhóm lúa có cảm ứng quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ngày
ngắn thích hợp, nghĩa là trổ và chín theo mùa. Tùy vào mức độ quang cảm mà
người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn.
Các giống lúa cảm ứng yếu với quang kỳ sẽ bắt đầu ra hoa khi ngày ngắn bắt
đầu dần sang thu phân (khoảng 23/9), tức là trổ vào tháng 9-10 dương lịch và
cho thu hoạch vào tháng 19-11 dương lịch như giống lúa Tẻ tép, Sóc so, Ba
trăng,… Các giống này là giống lúa mùa sớm.
Nhóm giống lúa mùa lỡ là những giống lúa có phản ứng trung bình đối với
quang kỳ, trổ vào tháng 11 dl (dương lịch) và thu hoạch vào tháng 12 dl. Ba
thiệt, Nàng nhuận, Một bụi,… thuộc nhóm này.
Nhóm giống lúa mùa muộn là những giống lúa phản ứng chặt với quang kỳ.
Các giống lúa này chỉ trổ khi quang kỳ ngắn nhất vào tháng 12 hoặc có khi
đến đầu tháng 1 dl. Tiêu biểu cho nhóm này là giống Tài nguyên, Nàng thơm
muộn, Nanh chồn,… (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

1.2 Phương pháp cải tiến giống lúa

Có nhiều phương pháp cải tiến giống lúa. Tùy mục đích, cở sở vật chất và
phương tiện chúng ta sẵn có mà ta sẽ quyết định sử dụng phương pháp cải tiến

giống lúa nào cho phù hợp.


3

1.2.1 Chọn lọc quần thể

Chọn lọc quần thể là chọn và thu hoạch các cá thể gần giống nhau có những
tính trạng mong muốn từ quần thể ban đầu. Hạt của các cá thể được tuyển
chọn trộn chung và gieo vào vụ sau. Trồng và so sánh quần thể mới tuyển
chọn với quần thể ban đầu và giống đối chứng. Nếu quần thể mới tuyển chọn
tốt hơn quần thể đối chứng thì nhân lên làm giống sản xuất (Nguyễn Phước
Đằng, 2010).

1.2.2 Chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc dòng thuần

Chọn lọc dòng thuần là chọn cá thể ưu tú, đem trồng và cho tự thụ phấn qua
nhiều thế hệ. Một giống được chọn bằng phương pháp chọn lọc dòng thuần sẽ
đồng đều hơn một giống được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc cá thể, vì tất
cả các cây đều trong một giống cùng kiểu gen (với giả định cá thể được chọn
ban đầu phải đồng hợp tử ở tất cả các locus) (Nguyễn Phước Đằng, 2010).

1.2.3 Lai tạo

Phương pháp này nhằm tạo ra những biến dị di truyền mới và tái tổ hợp các
kiểu gen mong muốn bằng cách lai nhân tạo. Các dòng lai sau đó cho tự thụ và
chọn lọc theo nhiều cách khác nhau.
Lai đơn
Trong lai đơn chỉ có sự tham gia của một bố và một mẹ và phép lai chỉ tiến
hành một lần; phép lai đơn giản được sử dụng rộng rãi vì bố và mẹ được

nghiên cứu tỉ mỉ thông qua các tính trạng. Người ta tiến hành phép lai giữa hai
bố mẹ có các tính trạng bổ sung. Lai đơn có thể tiến hành trong loài (lai gần),
nhưng cũng có thể thực hiện phép lai khác loài phụ hoặc khác loài.
Nếu kí hiệu các dạng bố mẹ là A, B, C, D,… thì có thể biểu diễn lai đơn là: A
x B; C x D; B x D…


4

Nguyên tắc bổ sung các tính trạng cần thiết
Một số giống cây trồng tốt sẽ được nhân rộng ra nhiều vùng địa lí khác nhau.
Nhờ đặc điểm này mà một giống tốt được tạo ra không còn bó hẹp trong từng
nước. Nhập nội giống cây trồng có các tính trạng tốt là phương pháp nhanh để
đưa giống vào sản xuất. Tuy nhiên, các giống cây trồng mới tạo ra khi di
chuyển từ vùng sinh thái này sang vùng sinh thái khác tỏ ra còn khiếm khuyết
hoặc thiếu một tính trạng quang trọng nào đó như kém chịu rét, dễ bị đỗ ngã,
chất lượng chưa cao. Trên tổng thể các giống cây mới được tạo ra theo các
phương pháp tạo giống hiện đại đều là các kiểu gen tốt, chúng chỉ còn thiếu 1
số tính trạng, nếu được bổ sung thì sẽ là một giống hoàn chỉnh.
Trong các phép lai, nguyên tắc bổ sung các tính trạng, sửa chữa khiếm khuyết
luôn được áp dụng triệt để và bằng cách này các giống cây trồng ngày càng
hoàn thiện hơn (Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó, 2006).

1.3 Đặc tính nông học của cây lúa

1.3.1 Thời gian sinh trưởng

Võ Tòng Xuân (1979) cho rằng các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 110135 ngày luôn cho năng suất cao hơn các giống lúa chín sớm hơn và các giống
muộn hơn ở phần lớn các điều kiện canh tác. Tuy nhiên, theo Yosida (1972)
(được biên dịch bởi Trần Minh Thành, 1981), các giống lúa có thời gian sinh

trưởng khoảng 90 ngày, nếu cấy khoảng 100 ngày là thời gian ngắn nhất, hợp
lý nhất để đạt năng suất cao.
Thời tiết và tập quán canh tác sẽ quyết định phần lớn đến số ngày từ khi gieo
đến thu hoạch lúa. Tập đoàn giống có số giống khác nhau rất nhiều về thời
gian sinh trưởng. Theo Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997), các giống có thời
gian sinh trưởng quá ngắn có thể cho năng suất không cao vì sự sinh trưởng
dinh dưỡng bị hạn chế, còn những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng
không cho năng suất cao vì sự dinh dưỡng dư có thể gây đỗ ngã.
Đối với các giống lúa ngắn ngày do có thời gian sinh trưởng ngắn, cần sử
dụng nhiều hơn về mặt dinh dưỡng, năng lượng ánh sáng mặt trời để tạo năng


5

suất nên phải chú ý tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng (Bùi Chí Bửu,
1998).

1.3.2 Chiều cao cây

Theo Jenningss và ctv. (1979), chiều cao thân rạ và độ cứng là hai nhân tố
quyết định tính đỗ ngã. Thân rạ cao, ốm yếu, dễ đỗ ngã sớm làm rối bộ lá, tăng
hiện tượng rợp bóng, cản trở sự chuyển vị các dưỡng liệu và các chất quang
hợp làm cho hạt bị lép và giảm năng suất. Thân rạ ngắn và dày cũng sẽ chống
lại sự đỗ ngã. Tuy nhiên, không phải tất cả thân ngắn đều cứng rạ. Nó còn phụ
thuộc vào các đặc tính như đường kính thân, độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm
lấy các lóng,…
Thân cây lúa dày hơn thì có nhiều bó mạch hơn, nó sẽ cung cấp và tạo khả
năng vận chuyển chất khô tốt hơn. Cải thiện hình dạng cây nhằm tạo điều kiện
cho chúng tiêu thụ một khối lượng dinh dưỡng khá lớn trong đất để đạt năng
suất cao. Theo Akita (1989), cây cao từ 90-100 cm được coi là lý tưởng về

năng suất. Nếu thân lá không khỏe, thân không dày, mặc dù tổng hợp chất
xanh tăng cũng sẽ dẫn đến đỗ ngã, tán che khuất vào nhau dẫn đến giảm năng
suất.
Chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gen và chịu ảnh hưởng của hoạt động
cộng tính (Kailaimani và ctv., 1987). Bùi Chí Bửu và ctv. (1992) kết luận có ít
nhất năm nhóm gen điều khiển tính trạng chiều cao của cây lúa.

1.3.3 Khả năng nở buội

Yoshida (1972) (được trích dẫn bởi Trần Minh Thành, 1981) thì năng suất hạt
tăng theo mật độ cây, thích hợp nhất là từ 182-242 cây/m 2. Khả năng đâm chồi
mạnh cần cho sự đạt năng suất tối đa ở sự trồng lúa cấy.
Ở lúa cấy khoảng cách thường dùng là 20x20 cm (25 buội/m2) hoặc 30x30 cm
(16 buội/m 2), các dạng đâm chồi mạnh và sớm có lợi ở những điều kiện như
thế. Tuy nhiên, khi sạ thẳng ở lượng hạt thường dùng, khả năng đâm chồi ít
ảnh hưởng đến năng suất hạt vì số bông/m 2 tùy thuộc vào thân chính hơn số


6

chồi. Điều này trái ngược với ý kiến của Võ Tòng Xuân (1979), ông cho rằng
giống có nhiều chồi rất cần thiết để cho sản lượng tối đa trong quần thể dày
hoặc trung bình. Tuy nhiên, khả năng đâm chồi trung bình cũng được xem là
tốt cho những giống lúa năng suất cao.
1.3.4 Số bông/m2

Nguyễn Đình Giao và ctv. (1997) đã khẳng định số bông có quan hệ nghịch
với số hạt trên bông và trọng lượng hạt. Nên khi tăng mật độ số bông trên một
đơn vị diện tích sẽ tăng nhưng số hạt trên bông và trọng lượng hạt sẽ giảm.
Nếu mật độ quá dày, đầu tư phân bón sẽ cao nhưng dễ dẫn đến gia tăng sâu

bệnh trên ruộng lúa. Vì vậy để cho năng suất cao cây lúa cần có số bông/m2
vừa phải, gia tăng số hạt chắc/bông trên một đơn vị diện tích là biện pháp gia
tăng năng suất tốt hơn là gia tăng số bông/m2 (Nguyễn Đình Giao và ctv,
1997; Nguyễn Ngọc Đệ, 1998). Ở các giống lúa cải thiện thấp cây có số
bông/m2 trung bình đạt 500-600 bông, đối với lúa sạ hoặc lúa cấy 350-450
bông mới có thể cho năng suất cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

1.3.5 Số hạt chắc/bông

Đặc tính số hạt trên bông chịu tác động rất lớn của điều kiện môi trường. Số
hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié hoa phân hóa và số gié hoa
không phân hóa.
Nguyễn Ngọc Đệ (1998) cho rằng, lúa sạ có trung bình từ 80-100 hạt trên
bông và 100-120 hạt trên bông đối với lúa cấy là tốt trong điều kiện ở Đồng
bằng Sông Cửu Long. Trên cùng một cây lúa những bông chính thường có
nhiều hạt, những bông phụ phát triển sau nên ít hạt hơn.
Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê Thị Dự (2000) cho rằng hoạt động của gen
không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc trên
bông. Ngoài ra, tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý
của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh. Thường số hoa


7

trên bông quá nhiều dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp. Muốn có năng suất cao, tỷ lệ
hạt chắc phải đạt trên 80% (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998).

1.3.6 Trọng lượng 1000 hạt

Nguyễn Ngọc Giao và ctv. (1997), đối với lúa, người ta thường biểu thị trọng

lượng bằng trọng lượng của 1000 hạt với đơn vị là gram. Đặc tính trọng lượng
1000 hạt chịu tác động của điều kiện môi trường và hệ số di truyền rất cao, nó
phụ thuộc hoàn toàn vào giống. Nguyễn Ngọc Đệ (1998) đã khẳng định, trọng
lượng hạt được quyết định ngay từ thời kỳ phân hóa hoa cho đến khi lúa chín.
Trọng lượng hạt tùy thuộc vào cỡ hạt và độ dày mẩy (no đẩy) của hạt lúa.
Trọng lượng 1000 hạt của một giống có thể thay đổi trong một giới hạn nhất
định nhưng giá trị trung bình thì luôn ổn định. Phần lớn các giống lúa, trọng
lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-30g (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).


8

1.4 Một số chỉ tiêu vật lý và hình thái lúa

Bảng 1.1 Hướng chọn giống lúa năng suất cao trong tương lai (Fischer,1996)

Cây/bộ
phận
Chiều cao
cây
Lá
Số chồi
Thân
Bông
Số hạt trên
bông
Chỉ số thu
hoạch
Thời gian

sinh trưởng
Năng suất
Hệ thống rễ
Tính kháng
Kỹ thuật
canh tác

Giống cao cây
Lớn hơn 120-150
cm
Dài, rũ

Giống hiện đại (nửa Dạng mới (super
lùn)
rice)
90-110 cm
90-110 cm

Cao, mỏng mãnh
12-15 bông/cây
90-100 hạt

Ngắn hơn, nhỏ hơn và
đứng
Chồi đứng, tụ lại cho
nhiều chồi hơn
Ngắn, cứng
15 bông/cây
80-100 hạt

Dày, ngắn, nhỏ,
đứng, xanh đậm
Chồi vô hiệu
không có
Ngắn, cứng
8 bông/cây
200-250 hạt

0,3

0,5-0,55

0,55-0,6

160-200 ngày

110-140 ngày

100-130 ngày

3-4 tấn/ba
X
Tính kháng thay
đổi tùy theo giống
Gieo thẳng, cấy
giâm

6-10 tấn/ha
Mạnh
Kháng nhiều loại sâu,

bệnh
Sạ thẳng, cấy

10-13 tấn/ha
Mạnh
Kháng nhiều loại
sâu, bệnh
Sạ thẳng

Số chồi thấp

1.5 Khả năng thích ứng với điều kiện mặn của cây lúa

1.5.1 Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa

Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa được biết thông qua nhiều công trình
nghiên cứu rất nổi tiếng (Akbar và ctv., 1972, Korkor và Abdel-Aal, 1974,
Maas và Hoffman, 1977, Mori và ctv., 1987). Mặn ảnh hưởng đến hoạt động
sinh trưởng của cây lúa dưới những mức độ thiệt hại khác nhau ở từng giai
đoạn sinh trưởng phát triển khác nhau (Maas và Hoffman, 1977). Nhiều
nghiên cứu ghi nhận rằng tính chống chịu mặn xảy ra ở giai đoạn hạt nẩy
mầm, sau đó trở nên rất mẫn cảm trong giai đoạn mạ (tuổi lá 2-3), rồi trở nên


9

chống chịu trong giai đoạn tăng trưởng, kế đến nhiễm trong thời kỳ thụ phấn
và thụ tinh, cuối cùng thể hiện phản ứng chống chịu trong thời kỳ hạt chín
(Pearson và ctv., 1966; IRRI, 1967). Tuy nhiên, một vài nghiên cứu ghi nhận ở
giai đoạn lúa trổ, nó không mẫn cảm với stress do mặn (Kaddah và ctv., 1975).

Do đó, người ta phải chia ra nhiều giai đoạn để nghiên cứu một cách đầy đủ cơ
chế chống chịu mặn của cây trồng. Thiệt hại do mặn thể hiện trước hết là giảm
diện tích lá. Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng
lên trong một thời gian, sau đó giảm nghiêm trọng do suy giảm diện tích lá.
Trong điều kiện thiệt hại nặng hơn, trọng lượng khô của chồi và của rễ suy
giảm tương ứng với mức độ thiệt hại. Ở giai đoạn mạ, lá già hơn sẽ mất khả
năng sống sớm hơn lá non (Akita, 1986). Thiệt hại do mặn được gây ra bởi sự
mất cân bằng áp suất thẩm thấu và sự tích tụ nhiều ion Cl- (Iwaki và ctv.,
1953; Ota và Yasue, 1958; Shimose, 1963; Tagawa và Ishizaki, 1963; Murty
và Janardhan, 1971). Thiệt hại do mặn còn được ghi nhận bởi hiện tượng hấp
thu một lượng quá thừa sodium, và độc tính của sodium làm cho clor trở thành
anion trơ (neutral), có tác dụng bất lợi với một phổ rộng về nồng độ (Clarkson
và Hanson, 1980). Sự mất cân bằng Na-K cũng là yếu tố làm hạn chế năng
suất (Devitt và cvt., 1981). Ion kali có một vai trò quan trọng làm kích hoạt
enzyme và đóng mở khí khổng tương ứng với tính chống chịu mặn của cây
trồng, thông qua hiện tượng tích lũy lượng kali trong chồi thân
(Ponnamperuma 1984).
Đối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý rất phức
tạp, thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây (Akbar và
Yabuno 1972, 1975, 1977). Tính trạng bất thụ trên bông lúa khi bị stress do
mặn được điều khiển bởi một số gen trội, nhưng các gen này không tiếp tục
thể hiện ở các thế hệ sau cùng. Phân tích diallel về tính trạng chống chịu mặn,
người ta ghi nhận cả hai hoạt động gen cộng tính và không cộng tính với hệ số
di truyền thấp 19,18%, và ảnh hưởng của môi trường rất lớn (Moeljopawirio
và Senadhira 1993, Akbar và ctv., 1985, Gregorio và Senadhira 1993). Năng
suất và tính chống chịu mặn ở giai đoạn phát dục thể hiện rất khác nhau giữa
các giống lúa so với tính chống chịu mặn ở giai đoạn mạ (Ikehashi và
Ponnamperuma 1978, Mishra và ctv., 1990). Trong quá trình bị nhiễm mặn,
nồng độ ion K+ trong tế bào được điều tiết tương thích với cơ chế điều tiết áp

10

suất thẩm thấu và khả năng tăng trưởng tế bào (Ben-Hayyim và ctv., 1987).
Hoạt động này sẽ giúp cây duy trì một lượng lớn K+ và hạn chế hấp thu Na+.

1.5.2 Di truyền tính chống chịu mặn

Trong phân tích di truyền số lượng thông qua lai diallel 6x6, năng suất lúa thể
hiện tính hoạt động của nhóm gen cộng tính không có ý nghĩa trong điều kiện
bình thường, nhưng trở nên có ý nghĩa trong điều kiện xử lý mặn (Narayanan
và ctv. 1990). Năng suất lúa bị giảm là do ảnh hưởng của mặn. Một giống lúa
có ưu thế hoạt động gen cộng tính đối với năng suất sẽ là điều kiện thuận lợi
cho chọn lọc giống trong môi trường mặn. Trong phân tích di truyền số lượng
thông qua lai diallel 9x9, tính trạng chống chịu mặn được xem xét qua tỉ lệ
thấp của Na / K ở trong chồi, tính trạng này được kiểm soát bởi hoạt động của
cả hai nhóm gen cộng tính và không cộng tính. Tính trạng Na / K thấp còn thể
hiện ảnh hưởng siêu trội và được điều khiển bởi ít nhất hai nhóm gen trội. Ảnh
hưởng của môi trường rất có ý nghĩa và hệ số di truyền thấp (19,18%)
(Gregorio và Senadhira 1993). Từ đó, các tác giả đề nghị quần thể con lai phải
thật lớn và việc tuyển chọn nên được thực hiện ở các thế hệ sau cùng, dưới
điều kiện mặn được kiểm soát chặt chẽ, giảm thiểu thấp nhất ảnh hưởng biến
động của môi trường.
Nghiên cứu di truyền số lượng cho thấy cả hai ảnh hưởng hoạt động của gen
cộng tính và gen không cộng tính đều có ý nghĩa trong di truyền tính chống
chịu mặn (Mishra và ctv. 1990, Gregorio và Senadhira 1993, Lee 1995). Trong
giai đoạn mạ của cây lúa, các tính trạng chiều dài chồi, hàm lượng Na và K ở
trong chồi, trọng lượng khô của chồi và rễ thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa
giữa giống kháng và giống nhiễm, tính trạng này chủ yếu được điều khiển do
hoạt động của nhóm gen cộng tính. Hệ số di truyền tính chống chịu thông qua

các tính trạng như vậy rất thấp (Teng 1994). Trong giai đoạn trưởng thành của
cây lúa, tính trạng chiều cao cây, năng suất trong điều kiện xử lý mặn được
điều khiển bởi nhóm gen cộng tính (Moeljopawiro và Ikehashi 1981, Akbar và
ctv. 1986, Mishra và ctv. 1990).


11

1.6 Một số chỉ tiêu đánh giá phẩm chất hạt gạo

1.6.1 Hàm lượng Amylose

Amylose là phần tinh bột không phân nhánh có trong gạo. Hàm lượng
amylose ảnh hưởng chủ yếu lên đặc tính của cơm, nó tương quan nghịch với
độ dẻo, độ mềm cơm và độ nở của gạo. Tùy vào hàm lượng amylose của các
giống lúa có thể phân thành các nhóm:

Bảng 1.2 Phân nhóm lúa theo hàm lượng Amylose (IRRI,1998)

STT
1
2
3
4

Phân nhóm
Nếp
Lúa dẻo cơm
Lúa mềm cơm
Lúa cứng cơm

Amylose (%)
1-2
8-20
21-25
>25

Cấp độ
Rất thấp
Thấp
Trung bình
Cao

Dù cơ chế di truyền về hàm lượng amylose chưa rõ nhưng dường như loại
hàm lượng amylose cao và amylose thấp là do một gen quy định. Hạt dị hợp tử
có hàm lượng amylose trung bình nhưng không ổn định. Nếu cần có một loại
gạo có hàm lượng amylose thấp thì cha hoặc mẹ hoặc cả hai cha mẹ có hàm
lượng amylose thấp.

1.6.2 Hàm lượng Protein

Các thành phần protein trong hạt lúa chia làm 4 loại: albumin, globulin,
prolamin, glutelin.
Albumin: tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao (7080%) Theo Yamagata và ctv. (1982) trong lúa thành phần albumin có hàm
lượng lysine cao nhất, kế đến là glutelin và prolamin. Hai thành phần albumin
và globulin tập trung ở lớp aleuron, không giữ được ở gạo xay chà trắng
(Fecson và ctv., 1971).


12

Globulin: không tan hoặc tan rất ít trong nước, trong dung dịch muối trung hòa
NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4. Thành phần globulin tập trung ở lớp aleuron của
hạt (Juliano, 1972)
Prolamin: tan trong cồn 70-80%. Nó chiếm khoảng 18-20% protein tổng số
trong nội nhũ của hạt lúa và được tổng hợp ở mạng lưới nội chất (Juliano,
1972)
Glutelin: tan trong dung dịch kiềm và acid loãng. Đây là thành phần protein
chiếm tỷ lệ cao nhất trong tổng số protein trong nội nhũ (Juliano, 1972).
Theo Jenningss và ctv. (1979) hàm lượng protein trong hạt tùy thuộc vào sự
chuyển vị đạm trong hạt đang phát triển. Chúng chịu ảnh hưởng của điều kiện
môi trường, mức độ bón phân và thời gian sinh trưởng. Lượng protein di
truyền một cách phức tạp, ở lúa người ta chưa tìm ra được gen đơn nào làm
tăng một một loại acid amin nào đó. Chang và Somrith (1979) thì cho rằng
tính trạng protein do đa gen điều khiển và có hệ số di truyền khá thấp.
Ngoài ra hàm lượng protein cũng chịu ảnh hưởng bởi bức xạ mặt trời. Giống
lúa ở vùng nhiệt đới trong giai đoạn chín, đặc biệt giai đoạn 14-21 ngày sau
khi trổ có ảnh hưởng đến tính chất tinh bột và hàm lượng protein (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008). Tương tự Gomez và De Datta (1975) cũng cho rằng hàm
lượng protein có khuynh hướng giảm khi bức xạ mặt trời cao trong thời gian
hạt đang phát triển hàm lượng protein cũng giảm theo thời gian tồn trữ, do đó
khâu bảo quản sau thu hoạch thì rất quan trọng (Nguyễn Phước Tuyên, 1997)
So với amylose thì protein là một yếu tố thứ yếu trong phẩm chất hạt, nhưng
nó đóng góp rất cơ bản vào chất dinh dưỡng của gạo. Gạo có hàm lượng
protein càng cao càng có giá trị dinh dưỡng cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

1.6.3 Độ trở hồ

Gạo có độ trở hồ cao cần nhiều nước và thời gian để nấu hơn là gạo có độ trở
hồ thấp hay trung bình. Độ trở hồ phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. Nhiệt độ

không khí cao sau khi trổ làm tăng độ trở hồ (phẩm chất hạt giảm) và nhiệt độ
không khí thấp làm giảm độ trở hồ (Jenningss và ctv., 1979). Tính di truyền


13

của độ trở hồ chưa được phân tích rõ. Theo Jenningss và ctv. (1979) thì độ trở
hồ được điều khiển bởi một hoặc hai gen.
Độ trở hồ trung bình của tinh bột hạt gạo là tính trạng biểu thị nhiệt độ cần
thiết để gạo nấu thành cơm và không hoàn nguyên (Bùi Chí Bửu và Nguyễn
Thị Lang, 2000). Độ trở hồ thường từ 55-750C và được chia làm ba nhóm
chính:
Thấp: dưới 700C
Trung bình: 70-740C
Cao: trên 740C

1.6.4 Độ bền thể gel

Độ bền thể gel đo lường xu hướng cứng cơm khi để nguội, trong nhóm có
cùng hàm lượng amylose, các giống có độ bền thể gel mềm thì được ưa thích
hơn vì mềm cơm (Jenningss và ctv., 1979).
Độ bền thể gel là giá trị đo lường đặc tính chảy của hồ (10mg) trong 20ml
KOH 0,2N và được thể hiện bằng chiều dài hồ nguội đặc theo chiều ngang,
tính bằng mm trong ống nghiệm 13 x 100mm. Nó được chia làm ba loại theo
theo chiều dài thể gel (Cagampang và ctv., 1980)
• 25-40mm: cứng cơm
• 41-60mm: trung bình
• 61-100mm: mềm cơm
Hiện nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất về qui luật di truyền độ bền thể gel.
Chang và Li (1981) thì cho rằng nó do gen điều khiển, trong đó gen cứng trội

hơn gen mềm. Tang và ctv., (1991) lại cho rằng độ bền thể gel do gen đơn
điều khiển và có nhiều gen phụ bổ sung.
Tuy nhiên môi trường cũng góp phần ảnh hưởng không nhỏ đến tính trạng
này. Nó biến động rất lớn giữa hai vụ Đông-Xuân và Hè-Thu và giữa các vùng
canh tác khác nhau (Bùi Chí Hửu và Nguyễn Thị lang, 2000).