Luận văn thạc sĩ Tạo dòng CMS bằng phương pháp lai Backcros

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Lúa là một trong những cây lương thực quan trong nhất
trên thế giới và cũng là cây lương thực hàng đầu của các nước
Châu Á trong đó có Việt Nam.
Ở nước ta, nền nông nghiệp lúa nước đã hình thành và
phát triển rất lâu đời. Cây lúa không chỉ nuôi sống con người
mà còn là một mặt hàng xuất khẩu mang lại nhiều hiệu quả
kinh tế cho đất nước tăng thu nhập cho người dân. Chính vì
vậy, việc nâng cao năng suất và chất lượng lúa luôn là một
vấn đề được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Hiện nay, để tăng năng suất lúa người ta tiến hành chọn
tạo giống lúa theo nhiều phương hướng khác nhau như: lúa
thuần và lúa lai. Với khoa học phát triển như ngày nay, thì
việc chọn tạo ra các giống lúa lai có năng suất và chất lượng
là rất cần thiết.
Suốt từ những năm 60 của thế kỷ 20 các nhà khoa học
đã nghiên cứu chọn tạo ra rất nhiều giống lúa lai có ưu thế lai
cao để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực của thế giới.
Để tạo chọn giống ưu thế lai cao các nhà chọn giống có
thể tạo rất nhiều những dạng lúa lai 3 dòng, 2 dòng, 1 dòng .
Trong số chúng đều có những ưu điểm riêng. Trong đó, Lúa lai
ba dòng, là hệ thống sử dụng ba dòng khác nhau để sản xuất
hạt lai F1: dòng bất dục đực tế bào chất (dòng A), dòng duy trì

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

(dòng B) và dòng phục hồi hữu dục (dòng R). để tạo ra được
những tổ hợp lai cho năng xuất cao, chất lượng tốt và khả
năng chống chịu với điều kiện bất lợi thì điều kiện đầu tiên
cần có sự đa dạng các dòng này. Muốn vậy, chúng ta cần tạo
ra được sự đa dạng về nguồn gen quy định các tính trạng
trên.
Mặc dù vậy lúa lai 3 dòng là hệ thống được nghiên cứu
và đưa vào sử dụng sớm nhất, cho đến nay nó vẩn chiếm đa
phần diện tích lúa lai đưa vào sản suất. Do nó khắc phục được
nhiều nhược điểm của lúa lai 2 dòng và có nhiều ưu điểm vượt
trội như:
– Lúa lai 3 dòng có tính bất dục đực do gen trong nhân
tương tác với gen ở tế bào chất gây ra, nên ít chịu ảnh hưởng
của nhiệt độ, ánh sáng, nên đã giúp độ thuần của hạt lai 3
dòng rất cao, có thể khai thác tối đa hiệu ứng của ưu thế lai
của tổ hợp lai.
– Lúa lai 3 dòng không những cho năng suất cao, mà còn
có phẩm chất tốt có khả năng chống chịu sâu bệnh khá cao
và đặc biệt có thời gian sinh trưởng ngắn rất thuận tiện cho
việc bố trí mùa vụ gieo trồng tăng vòng quay của đất.
– Lúa lai 3 dòng thích ứng rộng, đạt năng suất cao không
chỉ ở những vùng nơi mà cả ở những vùng khó khăn (lạnh
nghèo dinh dưỡng). Do đó gieo cấy được nhiều địa phương trê
cả nước.

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

Bên cạnh đó lúa lai 3 dòng cũng có nhiều nhược điểm
như: Số lượng các dòng CMS tìm ra khá nhiều song số dòng sử
dụng được rất ít, chủ yếu vẩn là WA dẫn tới hiện tượng đồng
tế bào chất rất nhiều. Do đó để khắc phục được nhược điểm
đó người ta phải tạo ra sự đa dạng nguồn CMS. Sự thu hẹp
phổ di truyền do đồng tế bào chất đã làm giảm khả năng
chống chịu, thích ứng, để lại sâu bệnh hại quy trình CMS lại
rất nghiêm ngặt, cồng kềnh, tốn kém trải qua hai lần lai mới
thu được F1 và có hạt di trì phải tiến hành phép lai giữ dòng A
với dòng duy trì B
Nhiều nghiên cứu đã kết luận khi lai hai loài phụ Indica
và Japonica thì tạo được con lai F1(bất dục) và cứ tiếp tục lai
lại với dòng bố như vậy sẻ tạo được dòng CMS mới và duy trì
tương ứng. ngoài ra người ta còn ghép cặp giữa các dòng CMS
với các giống lúa khác tạo được con lai F 1 bất dục cứ tiếp tục
lai lại như vậy ta cũng tạo được dòng CMS nhân mới.
Do đó để có hiều tổ hợp lúa lai 3 dòng cho ưu thế lai cao
thì việc tìm và tạo ra các dòng CMS là rất cần thiết, nhất là
những dòng được tạo ra từ các giống lúa địa phương Việt Nam
có ý nghĩa hơn do phù hợp với điều kiện ngoại cảnh nước ta.
Chính vì vậy được sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Phan
Hữu Tôn, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài : “Tạo dòng CMS
bằng phương pháp lai Backcros”

1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài.
1.2.1. Mục đích.


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

Tạo ra các dòng CMS mới và duy trì tương ứng bằng
phương pháp lai backrcos và phương pháp ghép cặp
1.1.2. Yêu cầu.
– Tiến hành lai giữa hai loài phụ Indica và Japonica
– Tiến hành ghép cặp các dòng CMS với các giống lúa cải tiến
và địa phương
– Tiến hành lai Backcros
– Tiến hành soi hạt phấn và bao cách ly

PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
Ở cây lúa J.W.Jones là người đầu tiên báo cáo về sự xuất
hiện ưu thế lai trên các tính trạng số lượng và năng suất. Sau
Jones có rất nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất
hiện ưu thế lai về năng suất như: Anonymous, 1977; Li, 1977;
lin và Yuang, 1980, và các yếu tố cấu thành năng suất. Tuy
nhiện, lúa là cây tự thụ phấn điển hình, khả năng nhận phấn

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

ngoài là rất thấp, do đó nó rất khó khăn để sản xuất hạt F 1.
nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu từ khá sớm nhằm tìm ra
cách sản xuất hạt lai, như ở Ấn Độ Kadam (1937), Amand và
Murti (1968), ở Mỉ Stansel và Craijmiles (1966), Cranahan và
cộng sự (1972), Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI có Athwal và
Vimnami (1972) … Song họ chưa tìm ra phương pháp thích
hợp để sản xuất hạt lai. Các công trình nghiên cứu này khẳng
định khai thác ưu thế lai ở lúa là một hướng rất có triển vọng.
Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu với lúa lai muộn hơn
nhưng là nước đầu tiên trên thế giới áp dụng thành công ưu
thế lai trong sản xuất đại trà.
Những năm đầu của thập kỷ 60 Yuan Long Ping (trung
quốc) cùng đồng nghiệp phát hiện được cây lúa bất dục trong
loài lúa dại: Oryza fatua spontanea tại đảo Hải Nam. Sau đó
họ đã lai chuyển thành công tính bất dục dạng này vào lúa
trồng và tạo ra những vật liệu di truyền mới giúp cho việc
khai thác ưu thế lai thuận lợi và cho hiệu quả kinh tế cao. Vật
liệu đó là các dòng bất dục được, các dòng duy trì và phục hồi
tương ứng.
Năm 1973 đã sản xuất được lô hạt giống F 1 đầu tiên với
sự tham gia của ba dòng bố mẹ là: dòng bất dục đực tế bào
chất (Cytoplasmic Male Sterile (CMS)_Dòng A), dòng duy trì
bất dục ( Maintainer_ dòng B), dòng phục hồi hữu dục

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

(Restores line_dòng R). Nó đã đánh dấu sự ra đời của hệ
thống lúa lai “3 dòng”
Năm 1974 Trung Quốc đã đưa ra nhiều tổ hợp lúa lai có
ưu thế lai cao.
Năm 1975 đưa quy trình sản xuất hạt lai : “3 dòng”.
Năm 1976 đã sản xuất đủ hạt lai F 1 để gieo cấy trên diện
tích 140.000 ha.
Năm 1990 đã cấy thêm được 5 triệu ha lúa lai thương
phẩm.
Năm 1996 đã đưa diện tích lên tới 17,6 triệu ha chiếm
55% tổng diện tích gieo cấy cả nước.
Hiện nay, kỷ thuật sản xuất lúa lai ở Trung Quốc đã phát
triển ở mức độ cao. Năng suất hạt F 1 đạt bình quân 2,5 tấn
/ha trên phạm vi cả nước. Nhiều dòng CMS có tỷ lệ thụ phấn
chéo cao từ 85%- 90%, có phảm chất gạo tốt đã được tạo ra
như: II32A, ZhiA, You-IA….Từ đó nhiều tổ hợp lai mới chất lượng
gạo tốt, chống chịu được nhiều loại sâu bệnh cũng đã được
tạo ra và đưa vào sản xuất đại trà.
Quy trình nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F 1 ở Trung
Quốc ngà càng hoàn thiện. Do đó năng suất hạt giống dòng
bố, dòng mẹ và của tổ hợp lai F 1 tăng lên rõ rật. Theo Yuan.L.P
từ năm 1976 – 1994 nhờ trồng lúa lai mà Trung Quốc đã làm
tăng tổng sản lượng lúa thêm 300 triệu tấn, có nơi ở diện tích
hẹp 0,1 ha đã đạt được năng suất kỷ lục 17,6 tân/ha/vụ. Trên

B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

diện tích 1000 ha đạt bình quân 11.2 tấn/ha/vụ (lúa lai thương
phẩm). năng suất hạt lai F1 đạt 2,5 tấn/ha/vụ trên phạm vi cả
nước.
Qua hơn 30 năm nghiên cứu, Trung Quốc đã tạo ra được
hơn 600 dòng bất dục đực tế bào chất (dòng A) và dòng duy
trì tương ứng (dòng B), hơn 3000 dòng phục hồi để tạo ra
nhiều tổ hợp lai trong đó có hơn 200 tổ hợp được gieo trồng
phổ biến ngoài sản xuất.
Trung Quốc cũng đã đạt được thành tựu trong việc tạo
giống siêu lúa lai. Có hai tổ hợp siêu lúa lai mới tạo ra là:
Peiai64S/E32 và Peiai64S/9311. Hai giống này cho năng suất
cao từ 14,8 – 17,1 tấn/ha, năng suất trung bình trên diện rộng
năm 2002 của các giống này là 9,6 – 9,8 tấn/ha. Trung Quốc
cũng đã tạo được tổ hợp lúa lai siêu cao sản thế hệ mới với
năng suất trên diện tích nhỏ đạt 19,5 tấn/ha, trên diện rộng
đạt từ 10 – 12 tấn/ha. Diện tích sản xuất hạt lai F 1 là 15.000
ha, năng suất trung bình 2,5 tấn/ha.
Ấn Độ bắt đầu nghiên cứu và sản xuất lúa lai từ những
năm 1970. Tuy nhiên, mãi tới năm 1989, nhờ sự trợ giúp của
nhà nước và các tổ chứ quốc tế thì trương trình nghiên cứu,
phát triển lúa lai mới được tăng cường. Vụ mùa 1996, Ấn Độ
trồng trên 60.000ha lúa lai ở các vùng sinh thái khác nhau. Từ
năm 1994- 1996, 6 giống lúa lai 3 dòng của các cơ quan
nghiên cứu nhà nước đã được công nhận và đưa vào sản xuất

đại trà. Đó là các giống ải-1, ải PH-2, MGR-1, KRH-1, CNRH-,
và DRRH-1. Trong các thử nghiệm trên đồng ruộng những tổ
hợp này cho năng suất cao hơn những giống lúa thuần từ 1645%. Hiện nay, kỷ thuật sản xuất hạt F 1 của Ấn Độ đã đạt


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

được những thành tựu bước đầu. Năng suất hạt F 1 đạt trung
bình từ 1,5- 2,0 tấn /ha trên diện tích rộng.
2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt nam.
Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1980 tại
viện khoa học kỷ thuật Nông Nghiệp, viện lúa đồng bằng sông
Cửu Long và viện duy truyền Nông Nghiệp. nguồn vật liệu chủ
yếu nhập nội từ IRRI. Bước đầu chúng ta chỉ đánh giá được
các dòng CMS, xây dựng các quy trình sản xuất hạt lai F 1 và
đánh giá ưu thế lai để tìm những tổ hợp lai có triển vọng.
Từ năm 1994, trung tâm nghiên cứu lúa lai thuộc viện
khoa học kỷ thuật nông nghiệp Việt Nam cũng được thành
lập. Việt Nam nhập vào các dòng A, B, và R để tạo ra tổ hợp
Shán ưu 6, tiến hành đánh giá 24 dòng CMS và 8 dòng phục
hồi R là Minh Hui 61, quế 99, Minh hui 67, trắc 64, minh
Dương 46, R544742…
Sau một thời gian ngắn thực hiện chương trình nghiên cứu
lúa lai, Việt Nam đã đạt được một số kết quả như sau:
– Cùng với việc nhập nội các giống lúa lai từ trung quốc và
IRRI. Chúng ta cũng đã sử dụng các dòng A,B và R nhập nội
để tạo ra các tổ hợp lúa lai mới có triển vọng trong sản xuất.

– Khoảng 200 tổ hợp lai đã dược tạo ra tại trung tâm
nghiên cứu lúa lai, Viện bảo vệ thực vật đã lai tạo được 2 tổ
hợp lai mang gen kháng rầy nâu Biotype 1 và 2.
– Nhiều tổ hợp cho năng xuất khá cao cũng được tạo ra.
Tiêu biểu là tổ hợp BoA/DT12 cho năng suất đạt 7,5- 8,9 tấn/
ha, có khả năng thích ứng rộng và đã được chọn lựa để đưa ra
sản xuất thử.


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

Bên cạnh việc nhập nội các giống lúa lai, và các dòng bố
mẹ từ Trung Quốc. Chúng ta còn tiến hành nghiên cứu để tạo
dòng CMS mới. Chúng ta đã tạo được 8 dòng CMS mới từ 5
nguồn lúa dại, với nhân của các giống IR66, IR70, PMS23,
V20B, 4 dòng còn lại là OMS1, OMS2, OMS4, RPMS2 có kiểu
bất dục giao tử thể rất khác với dạng bất dục đực của Trung
Quốc.
– Khả năng chống chịu sâu bệnh cũng như nhu cầu phân
bón của lúa lai cũng được các nhà khoa học việt nam tiến
hành nghiện cứu. Đến nay, Việt Nam đã triển khai được một
mạng lưới sản xuất hạt lai F1 tại 16 tỉnh thành trong cả nước.
Theo Phạm Đồng Quảng (2006) tính đến năm 20032004 Việt nam đã sản xuất được trên 600 nghìn ha lúa lai,
trong đó vẩn chủ yếu là lúa lai 3 dòng. Vì vậy, FAO coi Việt
Nam là nước áp dụng thành công công nghệ sản suất lúa lai
vào sản xuất đại trà và Việt Nam đã trở thành nước thứ 2 sau
Trung Quốc sản xuất thành công lúa lai trên diện tích rộng.

Ngoài việc thu nhập các dòng CMS, Trung tâm nghiên
cứu và phát triển lúa lai thuộc viện khoa học kỷ thuật Nông
Nghiệp Việt Nam đã tạo được nhiều tổ hợp 3 dòng có triển
vọng như: HYT56, HYT57, HYT82, HYT83, trong đó HYT57và
HYT83 đã được công nhận cho khu vực hóa.
Mặc dù vậy, một thực tế cũng được đặt ra. Tuy là nước có
diện tích sản xuất láu lai lớn nhưng có tới hơn 80% giống lúa
lai của Việt Nam được hập nội từ Trung Quốc. Chúng ta cũng
chưa tự sản xuất được các dòng bố mẹ. vẩn chưa có một tổ


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

hợp lai 3 dòng nào hoàn toàn do Việt Nam tạo ra, được đưa
vào sản xuất trên diện rộng thực sự đêm lai hiệu quả kinh tế
cao
Với mục tiêu đến năm 2010 nước ta muốn chủ động
được khâu sản xuất hạt giống cho khoảng 1 triệu ha lúa lai thì
đòi hỏi các nhà chọn giống lúa lai trong đó có lúa lai 3 dòng
phải đặc biệt lổ lực hơn nữa. Việt Nam cần phải tạo ra nhiều
tổ hợp lúa lai 3 dòng nội địa cho năng suất cao thích ứng
rộng, chất lượng tốt và chống chịu sâu bệnh cao. Muốn vậy
phải tạo ra được nhiều dòng CMS nội địa, dòng duy trì, và
dòng phục hồi tương ứng. Đây là vấn đề cấp bách đang đặt ra
cho các nhà chọn giống lúa lai Việt Nam.
2.3. Đặc điểm di truyền hệ thống lúa lai 3 dòng.
2.3.1. Khái niệm về hệ thống lúa lai 3 dòng.

Lúa lai 3 dòng là hệ thống lúa lai khi sản xuất hạt lai F 1
phải sử dụng 3 loại dòng có bản chất di truyền khác nhau:
dòng bất dục đực tế bào chất CMS (Cytoplasmic Male
Sterility) còn được gọi là dòng A, dòng duy tri bất dục đực
(Maintainer Line) được ký hiệu là dòng B và dòng phục hồi
tính hữu dục đực (Restorer Line) được gọi là dòng R.
2.3.2. Dòng bất dục đực tế bào chất.
Dòng A: là dòng có nhụy phát triển bình thường nhưng
hạt phấn bị thui chột hoàn toàn, nó không tự thụ phấn như lúa
thường mà muốn kết hạt phải nhờ vào phấn của dòng bố khác
chứa gen phục hồi. Nếu nhuộm hạt phấn bằng dung dịch I- KI
(1%) và soi trên kính hiển vi thì hạt phấn của các dòng này


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

không nguộm màu, có hình dạng bất thường: hình tam giác,
hình thoi… Nhìn bằng mắt thấy bao phấn có màu trắng , rung
cây lúc hoa nở không có phấn tung ra, nếu bao cách ly dòng A
khi trổ bông thì hạt bị lép hoàn toàn, nếu dùng phấn của cây
lúa khác rủ vào nhụy hoa dòng A thì dòng A có thể kết được
hạt.
Cơ chế di truyền của sự bất dục là sự tương tác giữa gen
ở nhân và gen trong tế bào chất gây ra. Cây bất dục kiểu này
biểu hiện tính bất dục cần đảm bảo đủ 2 điều kiện: chứa dạng
tế bào chất bất dục (S) và một hay 2 gen lặn nằm trong nhân
là (rffr) để duy trì tính bất dục đực. cây bất dục đực phải có

kiểu gen S.rfrf. Ở những cây này sản phẩm của gen trong
nhân không thể bù đắp được sự thiếu hụt về mặt năng lượng
trong những ty thể bất dục gây nên. Hạt phấn sinh ra ở những
cây này thường không tích lũy được năng lượng, hạt phấn bị
ép, méo mó biến dạng, không có khả năng nảy mầm và thụ
tinh.
2.3.3. Một số dạng bất dục phổ biến.
Hiện nay có 3 dạng bất dục đực tế bào chất đang được
sử dụng rộng rải trong sản xuất hạt lai đó là:
– Dạng bất duch đực “WA”.
Dạng bất dục đực WA là dạng được sử dụng chủ yếu
trong sản xuất hạt lai thương mại. Nó chiếm tới 95% tổng số
lượng hạt giống F1 đưa vào sản xuất, thuộc dạng bất dục bào
tử thể. Dạng này được tạo ra bằng cách lai giữa giống lúa dại
với giống lúa thuộc loài phụ Indica chín sớm như: Er- Jiu – nam


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

1, Zhen Shan 97, V20 v V41. Cỏc ging lỳa lựn thuc loi
ph Indica chớn sm Trung Quc cú th dựng lm cỏc dũng
duy trỡ, v cỏc ging lỳa trng ụng Nam nh: Tai Yin 1,
IR24, IR26 v Indonexia s 6 v cỏc ging Indica chớn mun
nam Trung Quc nh: Xue- Gu- Zao v Zhu Ai cú th c
dựng lm cỏc dũng phc hi.
T s nghiờn cu bn cht di truyn ca kiu bt dc
ny Gao (1981), Hu v Li (1985), Lei v cng s (1984) ó xỏc

nh tớnh bt dc ca kiu ny c kim soỏt bi gen bt dc
c trong t bo cht liờn quan cht vi hai cp gen ln trong
nhõn.
Bt dc c kiu Hng Liờn.
Dng ny thuc dng bt dc c giao t th. c hỡnh
thnh do lai gia loi lỳa trng Liờn Tang Giao vi lỳa di
rõu : Mi quan h gia dũng phc hi v dũng duy trỡ kiu
Hng Liờn ngc vi kiu WA.Cỏc dũng duy trỡ kiu WA
li phc hi mnh cho dng Hng Liờn. Trỏi li mt s dũng
phc hi mnh cho dng Hng Liờn. Trỏi li mt s dũng
phc hi mnh cho kiu WA nh Tai 1 li duy trỡ c cho
kiu Hng Liờn. Cỏc ging lỳa thun ca vin nghiờn cu lỳa
quc t nh: IR24, IR26 cú th phc hi mt phn ht phn
cho kiu nay.
Tớnh bt dc kiu Hng Liờn c kim tra bi b gen
nm trong t bo cht v mt cp gen ln nm trong nhõn t
bo


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

Bt dc c kiu BT.
L kiu bt dc c c trnng cho loai ph Japonica,
kiu ny bao gm nhiu dũng CMS nh: tai chung 65, Liming,
Tien 1, Tien 3, Hu ht cỏc ging lỳa thuc loi ph Japonica
cú th duy trỡ kiu bt dc BT. Cỏc gen phc hi u cú
ngun gc t Indica nhng ó c lai chuyn sang Japonica.

Mt s ging lỳa Indica ca vựng nỳi cao Võn Nam Trung
Quc, iu khin.
2.3.4. Dũng duy trỡ bt dc.
Dũng duy trỡ (dũng B): L dũng t th phn, khi dựng
phn ca nú th phn cho dũng A thỡ cõy F 1 thu c s bt
dc y ht c tớnh dũng m ca nú. Ngha l cõy lỳa mc t
ht dũng A th h sau li bt dc phn hon ton. Dũng B lm
nhim v duy trỡ tớnh bt dc ca dũng A. Mi dũng A ch cú
mt dũng B duy trỡ tớnh bt dc tng ng vi nú.
V mt di truyn: Cỏc gen trong t bo cht kim soỏt
tớnh hu dc (t bo cht dng E), gen trong nhõn l gen ln
kim soỏt tớnh bt dc phn. Do vy, dũng duy trỡ luụn cho
ht phn hu dc v quỏ trỡnh th phn th tinh bỡnh thng
nờn luụn cho t l kt ht t th cao. Cụng thc kiu gen ca
dũng duy trỡ l F.rfrf. khi lai dũng ny vi dũng bt dc S.rfrf
s thu c dũng CMS ging ht dũng ban u. Cũn v kiu
gen thỡ gen nhõn ca dũng CMS v dũng duy trỡ cú hon ton
ging nhau. Do vy, biu hin tớnh trng hỡnh thỏi ca dũng
CMS nhn c sau khi th phn bi dũng B s ging ht
dũng CMS ban u v khụng xy ra s phõn ly cỏc tớnh trng


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

dũng CMS. Nh vy, dũng B v dũng A l mt cp song sinh
ch khỏc nhau tớnh trng hu dc ht phn.
2.3.5. Dũng phc hi hu dc.

Phc hi tớnh hu dc l kh nng ca mt dũng, ging
khi lai vi mt dũng, ging bt dc c no ú s cho con lai
hu dc bỡnh thng.
Dũng phc hi hu dc l dũng cho phn dũng A sn
ht lai F1. Ht lai F1 khi gieo s cho cỏc cõy F 1 ng nht v
kiu hỡnh v mi tớnh trng nụng sinh hc ng thi cho u
th lai cao v nng sut , cht lng v kh nng chng
chu.Dũng R thng cú nhiu c im nụng sinh hc tt cú
nng sut khỏ cao, cht lng tt cú kh nng phc hi hu
dc cao cho dũng A. Dũng phc hi hu dc úng vai trũ vụ
cựng quan trng trong tchng trỡnh chm to ging nhm
khai thỏc tớnh bt dc c dc thự nh mt cụng c di truyờn
mi l dũng CMS.
Gen trong t bo cht ca dũng phc hi cú th l gen
kim soỏt tớnh hu dc c hoc bt dc c (S hoc F)
nhng gen trong nhõn l dng ng hp t tri (RfRf) hoc
dng d hp t (Rfrf) kim soỏt tớnh hu dc phn. Do gen
trong nhõn hai trng thỏi khỏc nhau nờn khi lai vi dũng
CMS s gõy nờn hin tng phc hi hon ton hoc phc hi
mt phn.
C ch ca hin tng phc hi cú th da trờn nhiu c
s khỏc nhau:


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

Như chúng ta đã biết hoạt động của các gen trong nhân

và trong ty thể có liên quan tương hổ với nhau. Nhiều loại
emzyme có mặt trong ty thể nhưng lại chịu sự chi phối của cả
gen trong nhân. Với hiện tượng bất dục đực tế bào chất như
đã nêu ở trên có thể do đơn gen hoặc đa gen kiểm soát. Hoạt
động của chúng hình thành và bổ khuyết những khiếm khuyết
trong chuổi hô hấp để dẫn tới sự phục hồi chức năng tạo ra
năng lượng của ty thể đảm bảo cho hạt phấn phát triển bình
thường. Nhiều tác giả cho rằng khi cây trồng biểu hiện tính
bất dục đực có nghĩa là ty thể không nạp đủ năng lượng cho
các enzyme hay các cấu phần của enzyme do các gen nhân
điều khiển mà các enzyme nay tham gia và chu trình hô hấp
cung cấp năng lượng cho tế bào. khả năng phục hồi có thể
xảy ra theo các phương hướng sau:
– Làm thay đổi cấu trúc không gian hoặc sự thiếu hụt liều
lượng các enzyme. Trong trường hợp này các gen phục hồi có
tác dụng chấn chỉnh lại cấu trúc và bổ khuyết những thiếu hụt
của enzyme. Kết quả ty thể được nạp đủ enzyme và các hoạt
động của nó diển ra bình thường.
– Các gen phục hồi chấn chỉnh các biến cố ở màng ty thể
hoặc chức năng hoạt động của vận chuyển peptit.
– Nếu hệ thống phục hồi do đa gen kiểm soát có khả năng
sẻ liên quan tới những thay đổi số lượng và mức độ cung cấp
năng lượng biểu hiện ở sự sai khác về độ lớn của hạt phấn độ
bắt màu hình dạng hạt phấn và mức độ phục hồi cũng khác
nhau.


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

Theo Jone (1950- 1957) đưa ra hai cơ chế giải thích tác
động của các alen trội đối với quá trình hình thanh tính hữu
dục:
– Đó là các alen trội của các gen phục hồi có khả năng
điều hoà mới tương tác giữa nhân và tế bào chất để đảm bảo
cho hạt phấn hữu dục phát triển và loại trù sự phát triển của
các hạt phấn bất dục.
– Các alen trội có khả năng kiềm chế các tác động bất dục
đực do vậy hạt phấn hình thành và phát triển bình thường.
2.4. Một số phương pháp chọn tạo các dòng bố mẹ hệ ba dòng.
2.4.1. Chọn tạo dòng CMS và dòng duy trì tương ứng.
 Nhập nội: Bằng cách nhập nội giống F 1 và đặc biệt là các
dòng vật liệu bố mẹ và quy trình chon tạo, sản xuất giống
giúp chúng ta rút ngắn được thời gian và đạt hiệu quả cao.
Các dòng vật liệu được nhập nội vào Việt Nam cần tiến hành
nghiên cứu chọn tạo, phân lập, đánh giá khả năng thích ứng
của chúng để đưa chúng vào sử dụng có hiệu quả theo trình
tự sau:
– Vườn đánh giá sơ bộ: các dòng được gieo từ 50 -100 hạt
để theo dỏi một số chỉ tiêu về sinh trưởng phát triển, số lá,
khả năng đẻ nhánh, thời gian từ gieo đến chổ, đặc điểm chổ
bông nở hoa, đặc điểm bất dục, hữu dục, khả năng nhận phấn
ngoài, phản ứng của chúng với các loại sâu bệnh gây hại
trong điều kiện mới, khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu
ở nơi được gieo trồng. Trong vườn này cần gieo nhiêu thời vụ


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp

TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

nhằm xác định thời vụ tốt nhất đồng thời cũng xác định đúng
đặc điểm của các dòng trong những điều kiện khác nhau.
– Vườn lai thử: gieo các dòng CMS nhập nội gieo cây cùng
với tập đoàn giống lúa thường của cơ sở nghiên cứu sẳn có.
Khi các dòng CMS chổ bông, tiến hành chọn các dòng, giông
lúa thường có các đặc tính nông sinh học tốt lai thử nhiều tổ
hợp, mổi tổ hợp lai thử từ 100- 500 hạt lai để gieo ở vườn
quan sát nhằm đánh giá các tổ hợp cho vụ sau.
– Vườn đánh giá con lai F1: Gieo tất cả các tổ hợp lai thử
theo phương pháp đánh giá tập đoàn, mổi tổ hợp cấy kèm
theo hàng bố và cứ 10 – 15 tổ hợp cấy một đối chứng. Trong
quá trình quan sát phải so sánh các tổ hợp lai mới với giống
đối chứng. Khi lúa trổ, quan sát đánh giá các tổ hợp lai để
phân loại về đặc điểm bất dục, hữu dục. Đánh giá khả năng
thích ứng, năng suất và phẩm chất.
Từ kết quả đánh giá ở vườn trên có thể phân loại các
dòng CMS nhập nội để định hướng sử dụng trực tiếp hay gián
tiếp các dòng này.
 Tạo dòng CMS mới đồng tế bào chất.
thu nhập các dòng CMS sản có trong nước và nhập nội dùng
làm mẹ để lai với nhiều dòng hoặc giống lúa thường có tính
trạng tốt. Chọn những tổ hợp lai F1 bất dục hoàn toàn lai trở
lại với chính dòng bố của tổ hợp đó để thu hạt và gieo ở vụ
sau. Vụ sau tiếp tục quan sát các tổ hợp lai

kể trên nếu

chúng bất dục tiến hành lai lại với bố tương ứng làm như vây


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

qua 5 – 6 vụ liền sẻ thu được con lai lại thuần về tính bất dục
và có các tính trạng nông sinh học di truyền nhân giống như
các tính trạng của dòng bố lai lại. Khi đó sẻ có dòng CMS mới
và dòng B tương ứng
 Gây tạo dòng CMS mới.
Gây tạo dòng CMS mới hoàn toàn, cần nhiều thời gian
công sức và kinh phí. Theo tổng kết của Trung Quốc có các
phương pháp tạo dòng CMS mới sau đây:
– Phương pháp lai xa giữa các loài phụ hoặc lai lúa dại với
lúa trồng.
Trong các tổ hợp lai xa huyết thống hoặc lai xa địa lý, thường
quan sát thấy con lai xa bất dục ngay từ thế hệ F 1, có thể xuất
hiện một số cá thể bất dục trong quần thẻ phân ly F 2. Mổi loại
bất dục đều do những nguyên nhân khác nhau gây nên. muốn
tìm ra các dạng bất dục đực di truyền tế bào chất trước hết
cần chọn được bố mẹ phù hợp. theo tổng kết kinh nghiệm của
các chuyên gia chon giống trung Quốc cần chọn các dạng
Indica nguyên thuỷ làm mẹ lai vôứi một số cải tiến trong
nhóm Indica chin sớm, chín trung bình và các giống Japonica
sẻ xuất hiện nhiều cá thể bất dục. chọn những các thể bất
dục có nhiều tính trạng nông sinh học tốt lai thử với dòng bố

khởi đầu. Nếu con lai bất dục thì tiến hành lai trở lại rồi đánh
giá độ thuần cuối cùng sẻ thu được dòng CMS mới và dòng


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

duy trỡ tng ng mi. Cỏc kiu bt dc c di truyn t bo
cht hin ny ang c s dng Trung Quc c lai to
bng phng phỏp lai xa, ú l kiu bt dc c WA ( lai
gia lỳa di vi lỳa trng : Ya fatua Spontanea Oryza.sativa.L
Subspecies Indica); kiu Hng Liờn (lai gia lỳa di rõu
-liờng tang ziao); kiu bt dc BT (lai gia Indica v japonica).
T mt s t hp lai gia cỏc ging trong cựng loi ph cú
ngun gc a lý xa nhau cng cú th chn c cỏc dng bt
dc mi. Kiu bt dc kiu G, Zhedin28A thu c t cỏc t
hp lai trong loi nhng b m cú ngun gc a lý sinh thỏi
khỏc xa nhau.
Phng phỏp gõy t bin.
Dựng phng phỏp x lý t bin bng tỏc nhõn vt lý,
hoỏ hc cú th to ra cỏc dũng t bin bt dc khỏc nhau
trong qun th. Mun tỡm c dũng CMS trong cỏc dng bt
dc ú cn phi lai th cỏc cỏ th bt dc vi dũng vt liu
khi u cha x lý t bin hoc cỏc ging lỳa thng khỏc
nhau, cú cỏc tớnh trng m nh chn ging mong i. Sau khi
tin hnh ỏnh giỏ F1 v la chn cỏc t hp lai bt dc c.
Cp no n nh bt dc cao l cp A/B mi, cú ngun t bo
cht v nhõn hon ton khỏc bit vi nhng dũng bt dc sn

cú.


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

2.4.2. Chọn dòng duy trì bất dục.
Trong tập đoàn lúa tồn tại một số dòng duy trì ở mỗi
dạng CMS khác nhau, tuy nhiên không thể phân biệt giữa
dòng duy trì và các giống lúa thường khác bằng quan sát hình
thái. Muốn tìm được dòng B trong tập đoàn lúa có dòng bất
dục đực tế bào chất để lai thử. Gieo các tổ hợp lai để đánh
giá, tốt nhất là vào lúc bắt đầu chổ tiến hành kiểm tra hạt
phấn ở tất cả các cá thể nếu tỷ lệ hạt phấn bất dục cao trên
80% thì dòng cho phấn có khả năng là dòng B. Dòng B trong
tập đoàn giống địa phương chiếm tỷ lệ không cao và thường
mớ,i dòng B chỉ duy trì tốt nhất cho một dòng A nhất định
hoặc có thể duy trì cho một số dòng A cùng kiểu. Khi nào
muốn cải tạo dòng A mới đồng tế bào chất thì mới sử dụng
dòng duy trì khác.
Khi cần cải tiến một tính trạng nào đó của dòng A, trước
hết phải cải tạo tính trạng tương ứng của dòng B. có thể sử
dụng phương pháp lai bổ sung tính trạng cho dòng B trước,
sau đó lựa chọn các cá thể phân ly trong quần thể F 2 có
những đặc điểm mong muốn, lai cá thể được chọn lọc với
dòng A. Cây lai nếu cho hạt phấn bất dục chứng tỏ những gen
quy định tính trạng bất dục của dòng B khởi đầu đã được
chuyển cho con cháu. Khi đó vừa tiến hành chọn lọc cá thể ở

dòng bố duy trì, vừa tiến hành lai trở lại để chuyển toàn bộ


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

cỏc c im mong mun sang dũng A, nh vy s thu c
cp A/B ci tin. ngoi ra cú th s dng phng phỏp t
bin hay hoỏ hc ci tin nhng tớnh trng ca dũng B.


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

2.4.3. Chn to dũng phc hi hu dc.
Hin nay cú ba phng phỏp ó c s dng gõy to
dũng phc hi nh sau:
Phõn lp dũng phc hi trong qun th t nhiờn bng lai
th.
phỏt hin cỏc dũng phc hi hu dc trong qun th t
nhiờn, nh chn ging phi s dng cỏc dũng A thuc cỏc
kiu bt dc c khỏc nhau lm m lai th vi cỏc ging trong
tp on nh chn. Lai ln lt dũng m vi tt c cỏc ging,
s lng ht lai ca mi t hp phi thu c t 50 100 ht.
Gieo cỏc t hp lai th theo hng, cy kốm theo vi cỏc ging
b. khi lỳa ch quan sỏt cõy lai ỏnh giỏ cỏc ch tiờu sau.

c im hỡnh thỏi: vo thi k tr quan sỏt tt c cỏc cỏ
th trong t hp lai v tr thoỏt, khi hoa n quan sỏt bao
phn m ht phn tung v mu sc ht phn lm c s
ỏnh giỏ hu dc ca ht phn. Phõn lp cỏc t hp cú t
l bao phn m trờn 90% (i vi cỏc t hp cú dũng m l
bo t th) hoc xp x 50% (i vi cỏc dũng m l giao t
th).
Kh nng phc hi: t l u ht ca cỏc t hp lai bỡnh
thng trờn 80%, my cao, khi lng ht nng chng t
dũng b cú kh nng phc hi tt. Nhng t hp chn c
theo tiờu chun trờn tin hnh gieo v lai th v sau: mi t
hp lai th cn th 300 500 ht lai. Sau ú tin hnh lai v
ỏnh giỏ cỏc ch tiờu sau: s m ca bao phn, ht phn hu


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

dc, t l u ht t th. nu cỏc ch tiờu theo dừi ang c
nh v trc chng t dũng b cú kh nng phc hi, cú th
s dng lm dũng R. Nu quan sỏt thy cú s phõn ly gia cỏc
cỏ th trong t hp lai F1 v hu dc v cỏc c im nụng
sinh hc khỏc chng t rng dũng b cha thun, khi ú cn
chn lc cn thn dũng b ri lai th giỳp nh chn ging
phõn lp c cỏc dũng phc hi tt. Phng phỏp lai th
giỳp nh chn ging phõn lp c cỏc dũng phc hi sn cú
trong tp on. Trờn c s cỏc kt qu thu c cú th ch
ng lp k hoỏch nghiờn cu, ci to s dng cú hiu qu

cỏc dũng phc hi trong trng trỡnh chn ging lỳa lai.
To dũng phc hi bng lai hu tớnh.
Cỏc dũng CMS ang c s dng cú ph phc hi tng
i hp vỡ vy vic tỡm ra dũng R tt l rt khú khn. Tin
hnh phõn lp dũng R trong tp on lỳa miờu t nh trờn
khụng th to ra c nhiu dũng R tt. ci tin cỏc tớnh
trng nụng sinh hc, cỏc tớnh trng cu thnh nng sut,
nõng cao sỳc chng chu, nõng cao kh nng phc hi mi
bng phng phỏp lai to chn lc cỏc th cỏc th h phõn
ly. Mt s phng phỏp lai cú th s dng.
Lai cỏc dũng phc hi vi nhau: chn hai dũng R cú cỏc
c tớnh nụng sinh hc tng phn cú th b sung cho nhau.
Tin hnh lai vi nhau v chn cỏ th t th h phõn ly F 2.
Cỏc cỏ th c chn phi cú mt s tớnh trng mong mun
m nh chn ging d nh t c t khi chn lc b m.
Tin hnh lai th sm vi dũng CMS ỏnh giỏ kh nng


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
Tiến CNSHK2

Doãn Văn

phc hi. Chn dũng thun v lai th tin hnh song song liờn
tc mt s th h n khi dũng b n nh c v kh nng
phc hi v tớnh trng nụng sinh hc, ú l dũng R mi. Qua
trỡnh lai cỏc dũng R vi nhau ci to tớnh trng cú th thc
hin theo s :
R mnh R mnh
R mnh R yu v ngc li

R yu R yu v ngc li
Lai dũng phc hi vi cỏc ging khụng cú kh nng phc
hi,cú nhng c im nụng sinh hc tt cú th b sung cho
dũng phc hi sn cú nh tim nng nng sut cao, chng
chu tt vi sõu bnh, thớch ng rng... m nh chn ging
mong i. Sau khi lai c cỏc t hp mi, tin hnh chn lc
ph h th h F2 v cỏc th h phõn ly. Chn cỏc th cú
nhng c trng c tớnh mong mun v tin hnh lai th sm
vi dũng A quan sỏt kh nng phc hi thụng qua ỏnh giỏ
con lai F1. Dũng cú kh nng phc hi tt s tip tc chn
thun. Nu khi chn lc b m lai hon ton ngu nhiờn,
khụng chỳ ý n kh nng phc hi thỡ t l phõn ly th h
sau v kh nng phc hi l thp.
To dũng phc hi mi bng phng phỏp x lý ht phn
Cỏc tỏc nhõn t bin vt lý v cỏc hoỏ cht gõy t
bin cú tỏc dng to ra cỏc dũng phc hi hu dc mi hoc
lm tng kh nng phc hi ca cỏc dũng sn cú. Theo nhng


B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp
TiÕn CNSHK2

Do·n V¨n

kết quả mới đây nhất cho thấy, phương pháp gây đột biến
vừa tạo ra được dòng R mới, vừa góp phần cải tạo tính trạng
của các dòng R sẵn có, bổ sung các tính trạng chống chịu sâu
bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất lợi.
2.4.5. Nhược điểm của các phương pháp trên.
– Sử dụng các phương pháp trên đòi hởi các nhà chọn giống

mất nhiều thời gian và công sức để tạo ra một giống mới,
thường mát ít nhất từ 7 – 10 năm.
– Tạo ra những giống có phổ di truyền hẹp, ít có khả năng
chống được nhiều loại sâu bệnh và các điều kiện xấu của môi
trường, khả năng thích ứng hẹp.
– Kết quả chọn lọc phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi
trường và kiểu hình.
2.5. Nhận biết cây lúa bất dục
Cây lúa bất dục có thể nhận biết bằng các phương pháp
sau đây:
- Quan sát bằng mắt thường.
Căn cứ vào dặc điểm hình thái của cây lúa khi trỗ bông,
tìm những cây trỗ nghen đòng, khi lúa nở hoa quan sát thấy
bao phấn nhỏ, nép màu vỏ bao vàng ngà hay trắng sữa,
không có hạt phấn tung ra, những cá thể như vây có thể là
bất dục