Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm (oryza sativa l ) kháng rầy nâu (nilaparvata lugenesstal) bằng dấu phân tử SSR
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (24.86 MB, 199 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NGUYỄN TRÍ YẾN CHI
NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THƠM
(Oryza sativa L.) KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata
lugens Stal.) BẰNG DẤU PHÂN TỬ SSR
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NGUYỄN TRÍ YẾN CHI
NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THƠM
(Oryza sativa L.) KHÁNG RẦY NÂU (Nilaparvata
lugens Stal.) BẰNG DẤU PHÂN TỬ SSR
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS.TS. TRƯƠNG TRỌNG NGÔN
2018
XAC NHAN CUA HQI DONG
CHAM LUAN AN TIEN SI CAP TRITCJNG
Luan an “Nghien cuu chon tao giong lua thorn ( Oryza sativa L.) khang
ray nau (Nilaparvata lugens Stal.) b3ng dau phan tu- SSR” do nghien cuu
sinh Nguyen Tri Yen Chi th\rc hien theo s\r hudng dan cua PGS.TS. Truong
Trong Ngon. Luan an da bao cao va dirge Hgi dong cham luan an tien si cap
truong thong qua ngay 20/03/2018. Nghien cuu sinh da hoan chinh luan an
theo Nghi quyet cua Hoi dong va duoc chu tich Hoi dong kiem tra phe duyet
theo sir uy nhi$m cua Hoi dong cham luan an tien si cdp trucmg.
Can Thcr, ngay 14 thang 06 nam 2018
NGHIEN CUTJ SINH
NGUYEN TRI YEN CHI
NGlTCH HIT6NG DAN KHOA HOC
PGS.TS. TRlTONG TRONG NGON
CHU TICH HOI DONG
I
PGS.TS. LE VIET DUNG
i
LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trương Trọng Ngôn - người hướng
dẫn đề tài, người Thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ, cung cấp tài
liệu, kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài.
Xin gửi lời cám ơn đến Ban Lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển
Công nghệ Sinh học đã cho phép, ủng hộ, tạo cơ hội cho tôi học tập, nghiên
cứu và hoàn thành luận án nghiên cứu sinh này.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Nhân Dũng đã tạo điều kiện và hỗ
trợ kinh phí cho quá trình nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Hồ Quang Cua đã cung cấp hai giống lúa
thơm ST5 và ST20 cho nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn TS. Trần Thị Xuân Mai đã giúp đỡ, chia sẽ kinh
nghiệm và cho tôi những góp ý chân thành trong quá trình thực hiện luận án.
Xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Pha, TS. Đỗ Tấn Khang, CN.
Trần Văn Bé Năm - cán bộ phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử và các anh chị
cán bộ của các ph ng th nghiệm của Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học đã chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện luận án.
Xin chân thành cám ơn các bạn sinh viên các anh chị nghiên cứu sinh
làm cùng phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử đã luôn giúp đỡ, chia sẽ buồn
vui trong quá trình làm thí nghiệm.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến gia đình, con vô cùng biết ơn đến bố
mẹ đã nuôi dạy và luôn ở bên con, động viên, hỗ trợ con trong những lúc khó
khăn vất vả. Cám ơn chồng đã yêu thương, thông cảm, chia sẽ, an ủi, khích lệ
tôi trong những lúc khó khăn khi thực hiện luận án, giúp tôi có thêm động lực
để hoàn thành chương trình học và thực hiện luận án nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Trí Yến Chi
ii
TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm Oryza sativa L. kháng rầy
nâu (Nilaparvata lugens Stal.) bằng dấu phân tử SSR” được thực hiện tại nhà
lưới và phòng thí nhiệm Sinh học Phân tử - Viện Nghiên cứu và Phát triển
Công nghệ Sinh học, Bộ môn Tài Nguyên Cây Trồng – Viện Nghiên cứu Phát
triển Đồng bằng Sông Cửu Long – Trường Đại học Cần Thơ, Bộ môn Bảo vệ
Thực vật – Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu Long từ tháng 7 năm 2013 đến
tháng 6 năm 2017.
Đề tài đã ứng dụng phương pháp lai truyền thống là lai hồi giao kết hợp
với dấu phân tử để tạo ra nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa
thơm (Oryza sativa L.) kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal.) với mục tiêu
(i) Tạo ra các tổ hợp lúa lai mang gen thơm và gen kháng rầy nâu, (ii) Chọn
lọc được các dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu dựa vào dấu
phân tử, (iii) Chọn lọc được một hai dòng lúa mang gen thơm và gen kháng
rầy nâu có triển vọng để phát triển thành giống lúa thơm mang gen kháng rầy
nâu, phục vụ cho sản xuất lúa ở vùng Đông Bằng Sông Cửu Long. Các thế hệ
lai F1 và các dòng lai hồi giao được phát triển từ hai giống lúa mang gen
kháng rầy OM4103 (bph4 và Bph10), OM10043 (bph4 và Bph18) và ba giống
lúa thơm ST5, ST20 và VD20 bằng phương pháp lai hồi giao. Các giống bố
mẹ, các quần thể lai đã được khảo sát bằng 4 mồi EAP, ESP, IFAP, INSP để
xác định sự hiện diện của gene mùi thơm và sáu cặp mồi RM225, RM586,
RM17, RM260, RM7376, RM3331 để xác định sự hiện diện của gen kháng rầy
nâu ở các giống bố mẹ và các dòng phân ly ở các thế hệ lai hồi giao.
Kết quả nghiên cứu tạo ra 2.573 cá thể từ 6 tổ hợp lai đơn và 18 tổ hợp
lai hồi giao BC1, BC2, BC3. Các tổ hợp lai này có mang gen thơm (fgr) và gen
kháng rầy nâu (bph4, Bph10 và Bph18). Chọn tạo được12 dòng lai hồi giao
BC3F2 mang gen thơm và gen kháng rầy nâu, trong đó có 5 dòng mang gen
thơm và hai gen kháng rầy nâu bph4, Bph10; 7 dòng mang gen thơm và hai
gen kháng rầy nâu bph4, Bph18. Kết quả khảo nghiệm đã chọn được hai dòng
B2-21 và D1-6 đáp ứng với mục tiêu đề ra, có thời gian sinh trưởng 97 ngày
(dòng D1-6) và 103 ngày (dòng B2-21), năng suất đạt 7,16 t/ha (dòng B2-21)
và 6,48 t/ha (dòng D1-6), hàm lượng amylose thấp hơn 20% (16,42% và 17,39%
tương ứng với dòng B2-21 và D1-6), có phản ứng hơi kháng với rầy nâu.
Từ khóa: dấu phân tử, hồi giao, kháng rầy nâu, lúa thơm.
iii
ABSTRACT
The research entitled “Study and selection aromatic rice verieties
Oryza sativa L. with brown planthopper resistance (Nilaparvata lugens
Stal.) based on SSR marker” was carried out at (1) the net house and the
Laboratory of Molecular Biology, Biotechnology Research and
Development Institute, (2) Department of Agricultural Systems, Cuu Long
Delta Rice Research Insitute, (3) Department of Plant protection, Mekong
Delta Development Research Institute from July 2013 to June 2017.
This study aims to select introgression rice lines for development of
aromatic varieties with resistance to brown planthopper (BPH) by using
marker-assisted backcrossing with the objectives: (1) creating hybrid
combinations with enhanced aromatic and brown planthopper resistance
gene, (2) choosing hybrids bringing the BPH-resistance gene and aromatic
gene based on molecular markers , (3) selection one or two dominant
aromatic lines with brown planthopper to develop new varieties for
production demand in the Mekong Delta. F1 and backcross hybrids were
derived from 2 paternal (OM4103 and OM10043) and 3 maternal (ST5,
ST20 and VD20) varieties. These rice varieties/lines were tested for the
presence of aromatic gene using 4 primers (EAP, ESP, IFAP and INSP) and
of BPH-resistance gene by using six primer pairs (RM225, RM586, RM17,
RM260, RM7376 and RM3331).
These results of experiment created 2.573 lines from 6 single-crosshybrid and 18 backcross hybrid combinations. These carried fgr, bph4, Bph10
and Bph18 gene. Based on phenotypic and genotypic characterizations, 6 of the
12 lines showing good agronomic traits were further chosen for field
evaluation. Under field conditions, two lines including B2-21 và D1-6
performing desirable characteristics, i.e., maturing in 97–103 days, grain
yield of 6.48–7.16 tons/ha, amylose content of 16,42–17,39% and moderate
resistance to BPH.
Keywords: aromatic rice, backcross, brown planthopper resistance,
moclecular marker.
iv
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
----------------
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm
(Oryza sativa L.) kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal.) bằng dấu
phân tử SSR” được thực hiện bởi chính bản thân nghiên cứu sinh
Nguyễn Trí Yến Chi với sự hướng dẫn của PGS.TS. Trương Trọng Ngôn.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa ai công bố
trong bất kỳ công trình nào.
Tác giả luận án
Nguyễn Trí Yến Chi
v
MỤC LỤC
TRANG XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG .......................................................... i
LỜI CẢM TẠ .................................................................................................... ii
TÓM TẮT ........................................................................................................ iii
ABSTRACT ..................................................................................................... iv
TRANG CAM ĐOAN KẾT QUẢ .................................................................... v
MỤC LỤC ........................................................................................................ vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ x
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... xii
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... xiv
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ........................................................................... 1
1.1. T nh cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1
1.2. Mục tiêu ..................................................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................... 2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................... 3
1.4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 3
1.5. Những đóng góp mới của luận án .............................................................. 4
CHƢƠNG 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 5
2.1. Nguồn gốc, phân loại và sự tiến hóa của các giống lúa ............................. 5
2.1.1. Nguồn gốc ............................................................................................... 5
2.1.2. Phân loại ................................................................................................. 5
2.1.3. Sự tiến hóa của các giống lúa ................................................................. 5
2.2. Giới thiệu về các giống lúa thơm ............................................................... 6
2.3. Chọn tạo giống bằng phương pháp lai hồi giao kết hợp với dấu phân tử ..... 10
2.3.1. Lai hồi giao ........................................................................................... 10
2.3.2. Phương pháp lai hồi giao có sự hỗ trợ của dấu phân tử (Maker-Assisted
Backcross Method – MABC) ......................................................................... 12
2.3.3. Một số kết quả ứng dụng dấu phân tử trong chọn giống lúa thơm kháng
bệnh.......................................................................................................... 12
2.4. Tính trạng mùi thơm trên lúa .................................................................... 14
vi
2.4.1. Những hợp chất tạo mùi thơm và sự biểu hiện của chúng trên các bộ
phận của cây lúa .............................................................................................. 14
2.4.2. Gen quy định t nh trạng mùi thơm ở lúa .............................................. 18
2.4.3. Di truyền t nh trạng mùi thơm trên lúa ................................................. 21
2.4.3.1. Mùi thơm trên lúa do một gen kiểm soát ........................................... 21
2.4.3.2. Mùi thơm trên cây lúa do đa gen kiểm soát ...................................... 22
2.4.3.3. Phương pháp đánh giá mùi thơm từ những phần khác nhau của cây lúa .. 24
a. Định tính ..................................................................................................... 24
b. Kỹ thuật sinh học phân tử . ......................................................................... 24
2.5. Nghiên cứu về gen kháng rầy nâu và dấu phân tử liên kết với gen kháng
rầy nâu trên lúa ............................................................................................... 28
2.5.1. Nguồn gốc và phân loại ........................................................................ 28
2.5.2. Các kiểu sinh học (biotype) của rầy nâu ............................................... 29
2.5.3. Đặc điểm truyền bệnh ............................................................................ 30
2.5.4. Những nghiên cứu về gen kháng rầy trên lúa ....................................... 30
2.5.5. Những nghiên cứu về giống lúa kháng rầy nâu .................................... 32
2.6. Năng suất cây lúa ...................................................................................... 36
2.6.1. Yếu tố cấu thành năng suất lúa ............................................................. 36
2.6.2. Sự tương quan giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất lúa. . 38
2.7. Đặc tính một số giống lúa làm nguyên liệu .............................................. 40
2.7.1. Giống lúa ST5 ........................................................................................ 40
2.7.1.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 40
2.7.1.2. Những đặc tính chủ yếu ...................................................................... 40
2.7.2. Giống lúa ST20 ...................................................................................... 40
2.7.2.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 40
2.7.2.2. Những đặc tính chủ yếu ...................................................................... 40
2.7.3. Giống lúa VD20 ..................................................................................... 40
2.7.3.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 40
2.7.3.2. Những đặc tính chủ yếu ...................................................................... 41
2.7.4. Giống lúa OM4103 ................................................................................ 41
2.7.4.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 41
vii
2.7.4.2. Những đặc tính chủ yếu ...................................................................... 41
2.7.5. Giống lúa OM10043 .............................................................................. 41
2.7.5.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 41
2.7.5.2. Những đặc t nh chủ yếu ...................................................................... 41
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP .............................. 42
3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 42
3.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 42
3.1.2. Thời gian nghiên cứu ............................................................................ 42
3.2. Phương tiện nghiên cứu ............................................................................ 42
3.2.1. Vật liệu .................................................................................................. 42
3.2.2. Dụng cụ ................................................................................................. 43
3.2.3. Hóa chất ................................................................................................ 43
3.3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 43
3.3.1. Nội dung 1: Lai các tổ hợp lai tạo d ng lúa mới theo mục tiêu ........... 43
3.3.2. Nội dung 2: Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng
rầy từ các thế hệ phân ly kết hợp với đánh giá kiểu hình để chọn dòng lúa
mới theo mục tiêu ................................................................................. 44
3.3.2.1. Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và kháng rầy từ các
thế hệ phân ly .......................................................................................... 45
3.3.2.2. Đánh giá kiểu hình ............................................................................. 47
3.3.3. Nội dung 3: Khảo nghiệm các d ng lai ưu tú ở điều kiện đồng ruộng 49
3.3.3.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................ 49
3.3.3.2. Ghi nhận chỉ tiêu................................................................................ 49
3.3.3.3. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo ............. 50
3.3.3.4. Xử lý số liệu ............. ......................................................................... 51
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ..................................................... 52
4.1. Kết quả lai các tổ hợp lai trong chọn giống lúa thơm mang gen kháng
rầy nâu ...................................................................................................52
4.2. Sử dụng dấu phân tử để nhận diện gen thơm và gen kháng rầy nâu trên
các dòng lai kết hợp với đánh giá kiểu hình ................................................... 53
4.2.1. Kết quả ly trích ADN tổng số ............................................................... 53
viii
4.2.2. Xác định sự hiện diện của gen thơm trên các giống bố mẹ và con lai .. 54
4.2.3. Xác định sự hiện diện của gen kháng rầy nâu trên các giống bố mẹ và
con lai ...................................................................................................... 58
4.2.3.1. Nhận diện gen kháng rầy nâu bph4 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3 ...................................................................... 59
4.2.3.2. Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph10 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3........................................................................... 62
4.2.3.3. Nhận diện gen kháng rầy nâu Bph18 trên các giống bố mẹ và các dòng
lai hồi giao BC1, BC2 và BC3........................................................................... 65
4.2.4. Kết quả đánh giá kiểu gen và kiểu hình con lai BC3F2 trong chọn lọc
d ng lúa thơm kháng rầy nâu .......................................................................... 69
4.2.4.1. Đánh giá kiểu hình .... ......................................................................... 69
4.2.4.2. Kết quả sử dụng dấu phân tử trong chọn lọc d ng lúa thơm kháng
rầy nâu ..................................................................................................... 76
4.2.5. Kết quả đánh giá kiểu hình con lai ở quần thể BC3F3 ........................... 80
4.3. Khảo nghiệm các d ng lai ưu tú tại Long Phú, Sóc Trăng ...................... 84
4.3.1. Đánh giá mùi thơm và khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo ... 85
4.3.1.1. Kết quả đánh giá cảm quan mùi thơm trên hạt .................................. 85
4.3.1.2 Kết quả đánh giá khả năng kháng rầy nâu trong điều kiện nhân tạo .. 86
4.3.2 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu nông học ................................................. 87
4.3.2.1 Các đặc t nh sinh trưởng ..................................................................... 87
4.3.2.2. Các đặc tính nông học ....................................................................... 89
4.3.2.3 Các chỉ tiêu chất lượng ....................................................................... 95
Chƣơng 5:KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ....................................................... 99
5.1 Kết luận ..................................................................................................... 99
5.2 Đề xuất ...................................................................................................... 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 100
PHỤ LỤC ..................................................................................................... 117
ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
2-AP
2-acetyl-1-pyrroline
ASA
Allele Specific Amplification
BC
Backcross
cds
Coding sequence
CTAB
Cetyltrimethylammonium bromide
CSH
chỉ số hại
DNA
Deoxyribonucleic acid
ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long
EAP
External Antisense Primer
EB
Extraction buffer
EDTA
Disodium ethylene ediaminetetra acetate
ESP
External Sense Primer
GC
Gas chromatography
GLC
Gas liquid chromatography
IFAP
Internal Fragrant Antisense Primer
INSP
Internal Non-fragrant Sense Primer
IRRI
International Rice Research Institute
MABC
Maker-Assisted Backcross
MAS
Marker Assisted Selection
NN&PTNT
Nông nghiệp và phát triển nông thôn
NST
Nhiễm Sắc Thể
PCR
Polymerase Chain Reaction
QTL
Quantitative Trait Loci
RAPD
Random Amplified Polymorphic DNAs
RFLP
Restriction Fragment Length Polymorphisms
SDS
Sodium Dodecyl Sulfate
SNP
Single Nucleotide Polymorphism
x
SSR
Simple Sequence Repeats
STS
Sequence Tagged Sites
TE
Tris-EDTA
TGST
Thời gian sinh trưởng
TLC
Thin layer chromatography
USDA
United States Department of Agriculture
xi
DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Những hợp chất thơm được xác định từ gạo nấu ............................ 15
Bảng 2.2: Vị trí nhiễm sắc thể của gen/QTL kháng rầy nâu trên lúa .............. 31
Bảng 3.1: Thành phần hóa chất của phản ứng PCR với các mồi kháng rầy ... 46
Bảng 3.2: Thành phần hóa chất phản ứng PCR với bốn mồi thơm ................. 47
Bảng 3.3: Phân nhóm lúa theo thời gian sinh trưởng ...................................... 48
Bảng 4.1: Danh sách các tổ hợp lai và tỷ lệ thụ tinh của các tổ hợp lai .......... 52
Bảng 4.2: Kết quả kiểm định χ2 tỷ lệ phân ly tính trạng mùi thơm trên quần thể
BC1................................................................................................................................................... 56
Bảng 4.3: Kết quả kiểm tra gen thơm fgr con lai F1, BC1 và BC2 của các tổ
hợp lai ...................................................................................... 57
Bảng 4.4: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng bph4 ở thế hệ BC1F1 của sáu tổ hợp lai
được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM225 và RM586 ............. 61
Bảng 4.5: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu bph4 ở con lai BC2 và BC3
của 6 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM225 và RM586 ................... 62
Bảng 4.6: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng Bph10 ở thế hệ BC1F1 của ba tổ hợp
lai được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM17 và RM260 .......... 64
Bảng 4.7: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph10 ở con lai BC2 và BC3
của 3 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM17 và RM260 ..................... 65
Bảng 4.8: Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng Bph18 ở thế hệ BC1F1 của ba tổ hợp
lai được nhận diện bằng hai dấu phân tử RM3331 và RM7376 .... 67
Bảng 4.9: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph18 ở con lai BC2 và BC3
của 3 tổ hợp lai với 2 dấu phân tử RM7376 và RM3331 ............... 67
Bảng 4.10: Kết quả cọn cá thể mang gen mục tiêu trên quần thể BC3F1 của các
tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2015 ................................................... 68
Bảng 4.11: Phân nhóm chiều cao cây các dòng lai ......................................... 71
Bảng 4.12: Kết quả kiểm đinh T-Test về giá trị trung bình của một số đặc tính
nông học trên các dòng lai............................................................ 73
Bảng 4.13: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu bph4 ở con lai BC3F2 của 6 tổ
hợp ................................................................................................ 76
Bảng 4.14: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph10 ở con lai BC3F2 của 3
tổ hợp ............................................................................................ 78
Bảng 4.15: Kết quả kiểm tra gen kháng rầy nâu Bph18 ở con lai BC3F2 của 3
tổ hợp ............................................................................................ 79
Bảng 4.16: Kết quả chọn cá thể mang gen mục tiêu trên quần thể BC3F2 của
các tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2015 ............................................ 80
Bảng 4.17: Thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của các giống/dòng lúa
khảo nghiệm vụ Đông Xuân 2016 tại Tam Bình – Vĩnh Long .... 81
Bảng 4.18: Kết quả kiểm định T-Test về giá trị trung bình của một số đặc tính
nông học trên các dòng lai............................................................ 82
xii
Bảng 4.19 : Thông số các dòng lúa lai ở thế hệ BC3F3.............................................. 84
Bảng 4.20 : Kết quả đánh giá mùi thơm của các giống/dòng lúa khảo nghiệm...... 85
Bảng 4.21: Phản ứng và cấp hại của rầy nâu trên các giống/dòng khảo nghiệm .... 86
Bảng 4.22: Kết quả phân t ch đặc t nh sinh trưởng của các giống/dòng lúa khảo
nghiệm ........................................................................................................ 88
Bảng 4.23: Kết quả phân tích các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các
giống/dòng lúa khảo nghiệm.................................................................... 90
Bảng 4.24: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng hạt gạo ............................ 95
Bảng 4.25: Thông số các d ng lai được chọn ............................................................ 98
xiii
DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng .............................................. 6
Hình 2.2. Giá trị trung bình của gen phục hồi qua từng thế hệ hồi giao ......... 11
Hình 2.3. Cấu tạo 2-acetyl-1-pyrroline ............................................................ 16
Hình 2.4 Sơ đồ về mối quan hệ giữa gen BAD2 và sự tổng hợp hợp chất 2AP . 17
Hình 2.5. Sự khác biệt trong đoạn gen tổng hợp BAD2 ở lúa thơm và lúa
không thơm..................................................................................... 19
Hình 2.6. Nguyên lý hoạt động của 4 primer EAP, ESP, IFAP, INSP ........... 28
Hình 2.7. Rầy nâu, Nilaparvata lugens ........................................................... 29
Hình 3.1: Sơ đồ lai chọn tạo giống lúa thơm kháng rầy nâu ........................... 44
Hình 3.2. Chu trình nhiệt phản ứng PCR với 4 mồi EAP, ESP, IFAP, INSP ..... 46
Hình 4.1. Kết quả kiểm tra chất lượng ADN sau khi ly trích trên gel agarose
0,8%......................................................................................... 53
Hình 4.2. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử BADH2 trên con
lai F1 ........................................................................................ 55
Hình 4.3. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 mồi ESP, IFAP, INSP và EAP
trên dòng lai BC1F1 của tổ hợp lai ST5/OM10043 ........................ 56
Hình 4.4. Kết quả điện di sản phẩm PCR với 4 mồi ESP, IFAP, INSP và EAP
trên dòng lai BC2F1. ....................................................................... 57
Hình 4.5. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM225 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ............................................................................... 60
Hình 4.6. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM586 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ........................................................................................................................ 60
Hình 4.7. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM17 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ............................................................................... 63
Hình 4.8. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM260 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ............................................................................... 64
Hình 4.9. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM7376 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ............................................................................... 65
Hình 4.10. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi RM3331 trên cây bố mẹ và
cây lai hồi giao ............................................................................... 66
Hình 4.11. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM225 (A),
RM586(B) trên các dòng BC3F2 .................................................... 77
Hình 4.12. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM17, RM260 trên
các dòng BC3F2 .............................................................................. 78
Hình 4.13. Kết quả điện di sản phẩm PCR với dấu phân tử RM3331, RM7376
trên các dòng BC3F2 ....................................................................... 79
xiv
Hình 4.14. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai A9-22 (ST5 x OM4103) ................................................... 92
Hình 4.15. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai B2-21 (ST5 x OM10043) ..................................................... 93
Hình 4.16. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai C12-14 (ST20 x OM4103) ................................................... 93
Hình 4.17. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai D1-6 (ST20 x OM10043) ..................................................... 94
Hình 4.18. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai E4-8 (VD20 x OM4103) ....................................................... 94
Hình 4.19. Biểu đồ phân bố một số đặc tính nông học ở quần thể BC3F4 của
dòng lai F13-13 (VD20 x OM10043) ................................................ 95
xv
CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nước nông nghiệp, phần lớn diện tích đất canh tác là
trồng lúa và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) được xem là một trong
những vựa lúa của cả nước. Từ một nước phải nhập khẩu lương thực vào những
năm 1980, đến nay Việt Nam là một trong ba quốc gia xuất khẩu gạo nhiều nhất
thế giới với sản lượng tăng từ 1,99 triệu tấn năm 1995 lên mức 3,48 triệu tấn
năm 2000 và 6,55 triệu tấn vào năm 2015 (Nguyễn Đức Thành và Đinh Tuấn
Minh, 2015; USDA, 2016). Mặc dù sản lượng có tăng nhưng thu nhập của
người nông dân lại không tăng, mà kèm theo nguy cơ đất trồng bị suy thoái và ô
nhiễm môi trường. Việc quá chú trọng đến sản lượng dẫn đến chất lượng của
lúa gạo Việt Nam trên thị trường quốc tế thường thấp hơn một số nước khác
như Ấn Độ và Thái Lan, đặc biệt có sự chênh lệch lớn giữa gạo đặc sản và gạo
thông thường. Nhìn vào thị trường tiêu thụ lúa gạo hiện nay cần phải đầu tư hơn
nữa trong việc nâng cao chất lượng gạo, thông qua nhiều con đường để rút ngắn
được thời gian và cung cấp kịp thời các giống cho sản xuất.
Tuy nhiên, theo nhận định của một số nhà khoa học, gạo càng thơm thì
khả năng nhiễm sâu bệnh càng cao, đặc biệt là rầy nâu, một loài côn trùng gây
hại lớn nhất đối với cây lúa ở nước ta cũng như các nước trồng lúa ở Châu Á.
Ngoài gây hại trực tiếp là chích hút nhựa làm lúa bị vàng, sinh trưởng kém,
nặng thì cháy rầy từng mảng, rầy nâu còn là môi giới truyền virus gây bệnh
vàng lùn và lùn xoắn lá (Rice ragged stunt virus) làm giảm năng suất đến 70%
hoặc làm mất trắng khi nhiễm rầy nặng và trên diện tích lớn (Lương Minh
Châu và ctv., 2006). Bên cạnh đó, độc tính của quần thể rầy nâu khác biệt
nhau ở các khu vực có sự tách biệt về sinh thái và hiện tại rầy nâu được xác
định là đang thay đổi độc tính để thích nghi với ký chủ mới hoặc tạo ra các
quần thể rầy nâu mới do độc canh một giống lúa trồng. Điều này tiềm ẩn nguy
cơ sẽ có nhiều đợt dịch mới xuất hiện, khó kiểm soát. Cho đến nay, các nhà
khoa học đã ghi nhận có bốn loại hình sinh học rầy nâu đã được công bố, riêng
ở Đồng bằng sông Cửu Long, quần thể rầy nâu đã được ghi nhận có sự pha
trộn giữa loại hình 2 và 3 (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2011).
Các biện pháp hiện nay dùng để đối phó với dịch rầy nâu là sử dụng
thuốc diệt rầy, luân canh và bón phân hợp lý. Mặc dù vậy, trong thực tế sử
dụng thuốc diệt rầy đang được nông dân áp dụng nhiều nhất, việc lạm dụng
thuốc trừ sâu hóa học đã làm giảm quần thể côn trùng có ích trên đồng ruộng,
gây mất cân bằng sinh thái và phát triển các nòi rầy nâu kháng thuốc. Vì vậy,
1
giải pháp cơ bản và lâu dài là sử dụng giống kháng. Việc sử dụng giống
kháng, một mặt làm giảm thiệt hại năng suất, tiết kiệm chi phí phòng trừ, mặt
khác hạn chế được việc dùng thuốc hóa học gây ô nhiễm môi trường và ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người dân. Tính bền vững về khả năng
kháng rầy nâu của các giống lúa kháng cũng được nhiều nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu. Gallagher et al. (1994), Xu et al. (2002) đã xác định rằng các
giống mang đa gen kháng có tính bền vững cao hơn các giống đơn gen kháng.
Trước đây, trong quá trình lai tạo, khả năng kháng rầy của các giống lúa
được đánh giá dựa vào sự biểu hiện về kiểu hình và phải tiến hành qua nhiều
vụ khác nhau. Việc làm này không những tốn kém về tiền bạc mà còn cả về
thời gian. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ sinh học đặc biệt là di
truyền phân tử và kỹ thuật di truyền đã tạo điều kiện cho việc ứng dụng những
phương pháp mới trong chọn giống cây trồng nói chung và giống lúa nói riêng
một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Dấu phân tử được sử dụng như là một
công cụ cho lai tạo và chọn lọc. Gen mong muốn ở các cá thể có thể xác định
được từ thế hệ rất sớm, rút ngắn thời gian lai tạo. Dựa vào phân tích kiểu gen
kiểm soát các tính trạng, các nhà chọn giống có thể chọn được giống mang
nhiều tính trạng mong muốn trong cùng thời điểm. Ngoài việc chọn lọc giống
lúa có khả năng kháng rầy nâu thì năng suất và chất lượng gạo cũng là mục
tiêu quan trọng cần được quan tâm hàng đầu trong công tác tuyển chọn.
Những giống lúa có ưu thế về chất lượng gạo như hàm lượng amylose thấp, có
mùi thơm, hạt gạo thon dài… là những giống lúa cần được khai thác. Như vậy,
việc chọn tạo các giống lúa vừa thơm, có chất lượng cao, vừa kháng rầy nâu ở
giai đoạn hiện nay được xem là vấn đề cấp bách và mang ý nghĩa quan trọng
về mặt chiến lược.
Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài “ Nghiên cứu chọn tạo giống
lúa thơm kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) bằng dấu phân tử SSR”
được thực hiện.
1.2 Mục tiêu
- Tạo ra các tổ hợp lúa lai mang gen thơm và gen kháng rầy nâu
- Chọn lọc được các dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu dựa
vào dấu phân tử.
- Chọn lọc được một hai dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu
có triển vọng để phát triển thành giống lúa thơm mang gen kháng rầy nâu,
phục vụ cho sản xuất lúa ở vùng Đông Bằng Sông Cửu Long.
2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
Công nghệ sinh học được coi như là phương tiện hữu hiệu để giải quyết
những vấn đề khó khăn mà công tác chọn giống truyền thống không thể thực
hiện được. Nhờ sự hỗ trợ của dấu phân tử sẽ góp phần rút ngắn thời gian trong
việc chọn lọc các dòng lai mang những gen tốt mong muốn. Kết quả thu được
của đề tài góp phần thúc đẩy ứng dụng dấu phân tử trong lai tạo các giống lúa.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Ứng dụng dấu phân tử để chọn lọc nhanh và chính xác nguồn gen mong
muốn góp phần làm giảm chi phí và thời gian trong công tác chọn tạo giống mới.
Những dòng lúa lai vừa mang gen thơm vừa có gen kháng rầy sẽ được
dùng làm vật liệu để tiếp tục nghiên cứu tạo ra những giống lúa thơm kháng
rầy nâu, góp phần giải quyết được nhược điểm của những giống lúa thơm là dễ
bị nhiễm rầy nâu, từ đó nâng cao diện tích lúa chất lượng cao. Những dòng lúa
này sẽ bổ sung thêm vật liệu vào bộ giống hiện có tại ĐBSCL.
1.4 Phạm vị nghiên cứu
Các thí nghiệm lai tạo của luận án được thực hiện từ tháng 6 năm 2013
đến tháng 6 năm 2015 tại nhà lưới Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ
Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ. Hai giống mang gen kháng rầy nâu
OM4103 (bph4 và Bph10) và OM10043 (bph4 và Bph18) được sử dụng làm vật
liệu cho gen kháng. Đây là hai giống có khả năng kháng vừa với nguồn rầy nâu
ở ĐBSCL với cấp kháng từ cấp 3-5 và được khuyến cáo sử dụng là nguồn vật
liệu lai theo kết quả nghiên cứu của đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ về sưu
tập, đánh giá và bảo tồn nguồn gen lúa kháng rầy nâu nhằm phục vụ công tác lai
tạo của Trần Nhân Dũng (2011). Ba giống lúa thơm ST5, ST20, VD20 làm vật
liệu nhận gen kháng. Đây là ba giống lúa thơm có chất lượng cao được Hiệp hội
Lương thực Việt Nam (VAF) khuyến cáo đưa vào sản xuất ở ĐBSCL, nhưng lại
có nhược điểm là nhiễm nặng với rầy nâu. Do đó, nghiên cứu đã tiến hành lai
tạo để chuyển gen kháng rầy nâu vào các giống lúa thơm.
Nội dung chính là sử dụng phép lai đơn để lai giữa giống lúa thơm và
giống lúa mang gen kháng rầy nâu tạo con lai F1. Sử dụng phép lai hồi giao để
chuyển một hoặc hai gen kháng rầy nâu bph4, Bph10 và Bph18 vào 3 giống
lúa thơm nhằm cải tạo tính kháng rầy nâu ở các giống lúa thơm. Sử dụng dấu
phân tử để nhận diện gen thơm và gen kháng rầy nâu ở con lai F1 và các dòng
lúa lai hồi giao. Thực hiện các thí nghiệm đánh giá chọn dòng để chọn ra
những dòng lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt để khảo nghiệm và đánh
3
giá sơ khởi trong điều kiện đồng ruộng. Các thí nghiệm đánh giá tổ hợp lai và
chọn dòng được thực hiện trong 2 vụ Hè Thu 2015, Đông Xuân 2016 tại Tam
Bình, Vĩnh Long. Thí nghiệm khảo nghiệm ngoài đồng được thực hiện trong
vụ Đông Xuân 2017 tại Long Phú, Sóc Trăng.
1.5 Những đóng góp mới của luận án
Nghiên cứu đã tạo ra được sáu tổ hợp lúa lai hồi giao mang gen thơm và
gen kháng rầy nâu.
Chọn tạo được 5 dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 +
Bph10, 7 dòng lúa mang gen thơm và gen kháng rầy nâu bph4 + Bph18.
Kết hợp đánh giá kiểu gen, kiểu hình và các đặc tính nông học đã chọn ra
được 6/12 dòng lúa có một số đặc tính nông sinh học tốt để khảo nghiệm
ngoài đồng. Kết quả khảo nghiệm đã chọn được hai dòng lúa đáp ứng với mục
tiêu chọn tạo là có năng suất đạt từ 6 – 7 t/ha, kháng với rầy nâu trong điều
kiện nhà lưới và có hàm lượng amylose thấp hơn 20%. Hai giống này sẽ được
tiếp tục khảo nghiệm tại các địa điểm khác ở ĐBSCL trong thời gian tới.
4
CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Nguồn gốc, phân loại và sự tiến hóa của các giống lúa
2.1.1 Nguồn gốc
Trong nghiên cứu nổi tiếng của Vavilov (1926) về sự phân bố đa dạng di
truyền của cây trồng cho rằng lúa trồng được xem như phát triển từ Ấn Độ.
Ting (1949) kết luận rằng có một số lượng lúa hoang được tìm thấy ở miền
Nam Trung Quốc, vì vậy lúa trồng cũng có thể bắt nguồn từ khu vực này và
lan rộng về phía Bắc. Lớp mày gạo tìm thấy ở sông Yangtse trong đất sét nung
đã được phân loại là O. sativa f. spontanea sp. Keng và có những đặc tính rất
giống với những giống lúa bây giờ được trồng ở miền Đông Trung Quốc.
Chang (1975) kết luận rằng lúa lần đầu tiên được thuần hóa trong khu vực
giữa miền Bắc Ấn Độ và bờ biển Thái Bình Dương tiếp giáp Việt Nam và
Trung Quốc. Theo nhận định của Grist (1986), cây lúa được trồng từ rất lâu
đời nhưng nguồn gốc của nó luôn là một vấn đề phỏng đoán. Ông cho rằng
bằng chứng về nguồn gốc của lúa được đưa ra từ các nhà thực vật học là dựa
vào môi trường sống của các loài hoang dại.
Mặc dù có rất nhiều ý kiến chưa thống nhất, nhưng căn cứ vào các tài
liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự
hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng
ý rằng cây lúa có nguồn gốc từ vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan dần
đi các nơi. Bên cạnh đó, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại
gắn liền với cây lúa và nghề trồng lúa đã minh chứng nguồn gốc của lúa trồng
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
2.1.2 Phân loại
Theo đặc tính thực vật học cây lúa thuộc họ Gramineae (hòa thảo), tộc
Oryzeae, chi Oryza. Chi Oryza có 25 loài được công nhận, trong đó có 23 loài
hoang dại và 2 loài trồng là O. sativa và O. glaberrima (Morishima, 1984;
Vaughan, 1994; Brar and Khush, 2003). O. sativa là loài thích nghi rộng rãi
nhất của hai loài canh tác. Nó được trồng trên toàn thế giới bao gồm cả châu
Á, Bắc và Nam Mỹ, Liên minh châu Âu, Trung Đông và châu Phi. Ngược lại,
O. glaberrima chỉ được trồng ở một số quốc gia thuộc Tây Phi và hiện đang bị
thay thế dần bởi Oryza sativa.
2.1.3 Sự tiến hóa của các giống lúa
Chang (1976) đã tổng kết nhiều tư liệu nghiên cứu và cho rằng cả 2 loài lúa
trồng đều có chung một tổ tiên, do quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên lâu đời,
5
đã phân hóa thành 2 nhóm thích nghi với điều kiện ở 2 vùng địa lý xa rời nhau là
Nam – Đông Nam Châu Á và Châu Phi nhiệt đới. Oryza sativa L. tiêu biểu nhóm
lúa trồng Châu Á có tổ tiên trực tiếp là Oryza nivara, một loài lúa hoang hằng niên.
Oryza glaberrima Steud. cũng tiến hoá từ một loài lúa hoang hằng niên khác,
thường gọi là Oryza breviligulata Chev. et Poehr. hoặc là Oryza barthii A. Chev..
Hai loài cỏ hằng niên O. spontanea và O. stapfii cũng có thể lai tạp với các loài lúa
hoang tổ tiên để cho ra các loài lúa trồng tương ứng. Hiện nay, nhiều nhà khoa học
tỏ ra đồng ý với quan điểm và giả thuyết này.
Hình 2.1. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng (Chang, 1976).
2.2 Giới thiệu về các giống lúa thơm
* Lúa thơm Ấn Độ: Basmati
Basmati là một giống lúa thơm đã có thương hiệu trên thị trường quốc tế
từ lâu, giống này được gieo trồng chủ yếu ở các nước Ấn Độ, Pakistan và
Nepan. Hiện nay năng suất gạo Basmati đạt từ 2,0 – 2,5 t/ha (Rohit, 2012).
Lúa Basmati có thân cao (165-175 cm), yếu và dễ đổ ngã, có thời gian
sinh trưởng dài (145-150 ngày) và rất dễ nhiễm với tất cả các loại sâu bệnh.
Gạo thơm có hạt nhỏ, thon và dài từ 6,8 đến 7,0 mm, tỉ lệ chiều dài và chiều
6
rộng từ 3,5 đến 3,7 và có hàm lượng amylose trung bình 20-22%. Mùi thơm
của Basmati hiện diện trên tất cả các cơ quan của cây lúa.
* Lúa thơm Thái Lan: Khao Dawk Mali (KĐML)
Khao Dawk Mali là một giống lúa thơm nổi tiếng của Thái Lan, đây là
một giống lúa truyền thống được tìm thấy bởi một nông dân ở tỉnh Chon Buri
ở miền Đông Thái Lan vào năm 1945 (Sarkarung et al., 2000). Các dòng lúa
này sau đó được tuyển chọn và khảo nghiệm tại trại thí nghiệm lúa Kok
Samrong thuộc tỉnh Lop Buri. Đến năm 1995 dòng thuần tốt nhất được xác
định là Khao Dawk Mali 4-2-105 và được đặt tên là Khao Dawk Mali 105 và
được đưa ra thị trường (Somrith, 1996).
KĐML 105 có thân mềm yếu, dễ nhiễm nhiều loại sâu bệnh như cháy lá,
cháy bìa lá, đốm vằn, rầy nâu…. Chiều cao dao động từ 140-150 cm, lá hẹp có
màu xanh nhạt. Hạt trong, chiều dài trung bình khoảng 7,5 mm, hàm lượng
amylose thấp hơn 20% nên hạt cơm sau khi nấu hạt còn hơi dính vào nhau và
có mùi thơm vừa. Năng suất bình quân đạt 1,7 t/ha, tuy nhiên nếu được canh
tác tốt năng suất có thể lên đến 4,5-5 t/ha (Anonymous, 1996).
* Một số giống lúa thơm khác trên thế giới
Các giống lúa thơm ở Myanmar được gieo trồng nhiều ở các tỉnh miền
Trung và chủ yếu được tiêu thụ ở trong nước. Một số giống lúa chất lượng
đang được gieo trồng phổ biến ở đây như: Namathalay, Basmati, Paw San Bay
Gyar (Chaudhary and Tran, 2001).
Ở Philippine có giống Milsagrosa và ở Trung Quốc có các giống Bắc
thơm, Quế hương chiêm, Qua dạ hương và Chi ưu hương là các giống lúa chất
lượng nổi tiếng trên thế giới.
Giống lúa Koshihikari là giống lúa cổ truyền của Nhật Bản, thuộc loài phụ
Japonica, có chất lượng cao, hương vị rất được ưa thích trong những bữa ăn chính
của người Nhật. Giống lúa Koshihikari được xem như là lúa Basmati của Nhật với
diện tích gieo trồng chiếm khoảng 30% tổng diện tích trồng lúa ở nước này.
* Lúa thơm ở Việt Nam
Là một quốc gia nông nghiệp, với cái nôi là nền văn minh lúa nước, lúa
gạo Việt Nam từ ngàn xưa đã có những loại nổi tiếng như Tám Thơm, Tám
Xoan, Dự Hương ở Miền Bắc, Nàng Thơm Chợ Đào ở Miền Nam…. và vẫn
được thị trường chấp nhận cho đến ngày nay. Các giống lúa thơm này có
chung đặc điểm là thời gian sinh trưởng dài, chỉ trồng được một vụ trong năm,
dễ nhiễm sâu bệnh và đổ ngã. Giống lúa Tám Hương, Tám Xoan có thời gian
sinh trưởng khoảng 150 ngày, hạt có màu vàng sẫm và dài, hạt gạo trong, đều,
7
cơm mềm dẻo, có mùi thơm đậm (Bùi Huy Đáp, 1999). Giống lúa Nàng Thơm
chợ Đào có thời gian sinh trưởng khoảng 170-185 ngày, cây cao khoảng 160180cm, hạt gạo dài, thẳng. Giống lúa này được trồng chủ yếu ở các huyện ven
biển thuộc phía Nam tỉnh Long An, tập trung tại Cần Đước, Tân Trụ, Thủ Thừa.
Trong những năm gần đây một số giống lúa thơm ngắn ngày được nhập
nội hoặc lai tạo như Jasmine (Mỹ), VD20 (Đài Loan), VNN97-6 (Trung Quốc),
MTL250 (IRRI), ST3 (chọn từ VD20), ST20 (được chọn ra từ 7 tổ hợp lai). Đây
là những giống có năng suất cao, thơm, hàm lượng amylose từ 19-22% và có
thể gieo cấy nhiều vụ trong năm, các giống này làm phong phú thêm nguồn gen
cây lúa ở ĐBSCL, góp phần đáp ứng nhu cầu của sản xuất và xuất khẩu.
Những nghiên cứu chọn tạo giống lúa đã tạo ra nhiều giống lúa có năng
suất cao. Tuy nhiên, chỉ một số ít giống lúa có chất lượng tốt, đáp ứng yêu cầu
xuất khẩu và thỏa mãn thị hiếu người tiêu dùng. Những giống lúa chất lượng
cao sau một thời gian lưu hành trong sản xuất trở nên nhiễm các loại sâu bệnh
chính như rầy nâu, bệnh đạo ôn. Do đó, khi các giống lúa OM4900, Đài thơm
8, OM7347, OM8017, Nàng hoa 9…với những đặc tính tốt như năng suất cao,
thơm và kháng sâu bệnh, những giống lúa này đã được nhiều nông dân chấp
nhận và lựa chọn để canh tác.
Giống lúa thuần OM 4900 đã được lai tạo chọn lọc bởi GS.TS.
Nguyễn Thị Lang và GS.TS. Bùi Chí Bửu tại Bộ môn di truyền chọn
giống thuộc Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long từ năm 2002. Giống
được tạo ra từ tổ hợp lai Jasmine 85 và C53 (Lemont). Trong quá trình
chọn lọc các đời con lai có áp dụng kỹ thuật trợ giúp của dấu chuẩn phân
tử (MAS). Giống OM 4900 có thời gian sinh trưởng từ 95-100 ngày, cao
114 cm, thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh khá, số bông trên khóm biến
thiên từ 8 đến 12, số hạt chắc trên bông là 156. Trọng lượng 1.000 hạt là
29,8 gram; chiều dài hạt gạo từ 7 đến 7,3 mm; độ bạc bụng cấp 0 (đánh
cấp từ 0-9); hàm lượng amylose từ 16- 16,8%; tỉ lệ protein đạt 8,4%, có
mùi thơm nhẹ, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu. Giống tương đối chịu mặn; chống
chịu khá tốt với rầy nâu, đạo ôn và bạc lá. Giống trồng được trong cả vụ
hè thu và đông xuân, phù hợp cho vùng đồng bằng sông Cửu Long và
Đông Nam bộ, năng suất biến thiên từ 5-7 tấn/ha, gia tăng 10-15% so với
các giống đối chứng đang được trồng phổ biến trong vùng
( />Giống lúa OM7347 được Bộ môn Di truyền - Chọn giống - Viện Lúa
đồng bằng sông Cửu Long thực hiện chọn tạo từ năm 2005 từ tổ hợp lai
KhaoDawMali/BL//BL, OM7347 kết hợp được các đặc tính quý của cây cha
8
