Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng lúa bắc thơm 7 cải tiến

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐOÀN VĂN SƠN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ
KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ CỦA CÁC DÒNG
LÚA BẮC THƠM 7 CẢI TIẾN

Chuyên ngành :

Khoa học cây trồng

Mã số:

60.62.01.10

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Võ Thị Minh Tuyển
PGS.TS. Nguyễn Việt Long

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP – 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội. ngày

tháng

Tác giả luận văn

Đoàn Văn Sơn

năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng
và biết ơn sâu sắc TS. Võ Thị Minh Tuyển, PGS.TS. Nguyễn Việt Long đã tận tình
hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Canh tác học, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức tại Bộ môn Đột
biến và Ưu thế lai - Viện Di truyền Nông nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi
hoàn thành luận văn./.

Hà Nội. ngày

tháng

Tác giả luận văn

Đoàn Văn Sơn

ii

năm 2016


MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................................i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Mục lục ...................................................................................................................... iii
Danh mục viết tắt ......................................................................................................... vi
Danh mục bảng ...........................................................................................................vii
Danh mục hình ...........................................................................................................viii
Trích yếu luận văn ........................................................................................................ ix
Thesis abstract ............................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu ........................................................................................................... 1
1.1.

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

1.2.

Giả thuyết khoa học .........................................................................................2

1.3.

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

1.4.

Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................3

1.5.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.............................................................................3

Phần 2. Tổng quan tài liệu .......................................................................................... 4
2.1.

Đặc điểm nông sinh học của cây lúa ................................................................ 4

2.1.1.

Thời gian sinh trưởng ...................................................................................... 4

2.1.2.

Đặc điểm hình thái ........................................................................................... 5

2.1.3.

Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất .......................................................... 7

2.2.

Bệnh bạc lá ...................................................................................................... 8

2.2.1.

Nguồn gốc của bệnh bạc lá lúa ........................................................................ 9

2.2.2.

Nguyên nhân gây bệnh bạc lá lúa ..................................................................... 9

2.2.3.

Triệu chứng bệnh bạc lá ................................................................................. 11

2.2.4.

Tác hại do bệnh bạc lá lúa gây ra ................................................................... 12

2.2.5.

Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa ......................................................................... 12

2.2.6.

Quy luật và các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh, phát triển bệnh. ................... 13

2.2.7.

Các gene kháng bệnh bạc lá lúa ..................................................................... 14

2.3.

Chỉ thị phân tử và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá ....... 16

2.3.1.

Chỉ thị phân tử ............................................................................................... 16

2.3.2.

Ứng dụng chị thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá ............ 17

iii


Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 24
3.1.

Địa điểm nghiên cứu ...................................................................................... 24

3.2.

Thời gian nghiên cứu ..................................................................................... 24

3.3.

Vật liệu nghiên cứu........................................................................................ 24

3.4.

Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 25

3.4.1.

Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các dòng lúa Bắc
Thơm 7 cải tiến, xác định dòng lúa triển vọng ................................................ 25

3.4.2.

Nội dung 2: Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng Bắc
Thơm 7 cải tiến .............................................................................................. 26

3.5.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 26

3.5.1.

Phuơng pháp 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các dòng lúa
Bắc Thơm 7 cải tiến, xác định dòng lúa Bắc Thơm 7 cải tiến triển vọng ........ 26

3.5.2.

Phương pháp 2: Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng Bắc
Thơm 7 cải tiến .............................................................................................. 28

3.6.

phương pháp phân tích và xử lý số liệu .......................................................... 31

Phần 4. Kết quả và thảo luận .................................................................................... 32
4.1.

Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các dòng lúa Bắc Thơm 7 cải
tiến, xác định dòng lúa Bắc Thơm 7 cải tiến triển vọng .................................. 32

4.1.1.

Các giai đoạn sinh trưởng và thời gian sinh trưởng của các dòng lúa Bắc
Thơm 7 cải tiến .............................................................................................. 32

4.1.2.

Một số đặc điểm hình thái của các dòng lúa Bắc Thơm 7 cải tiến ................... 33

4.1.3.

Đánh giá một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng
lúa Bắc Thơm 7 cải tiến ................................................................................. 36

4.1.4.

Khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh ................................. 38

4.1.5.

Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông, sinh học chính của các dòng Bắc
Thơm 7 cải tiến triển vọng ở vụ xuân 2016 .................................................... 39

4.1.6.

Một số chỉ tiêu chất lượng hạt gạo của các dòng Bắc Thơm 7 cải tiến
triển vọng vụ xuân 2016 ................................................................................ 42

4.2.

Đánh giá về khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng Bắc Thơm 7 cải tiến ......... 44

4.2.1.

Kết quả đánh giá bằng chỉ thị phân tử liên kết với gene kháng bệnh bạc
lá: Xa4, Xa7, Xa21 ......................................................................................... 44

4.2.2.

Kết quả lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn gây bệnh bạc lá .............................. 47

iv


Phần 5. Kết luận và kiến nghị ................................................................................... 51
5.1.

Kết luận ......................................................................................................... 51

5.2.

Kiến nghị ....................................................................................................... 51

Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 52

Phụ lục ...................................................................................................................... 59

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

AND

Axit Deoxyribonucleic

MAS

Marker Assisted Selection – Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử

PCR

Polymerase Chain Reaction - Phản ứng chuỗi trùng hợp

QTL/QTLs

Quantity Trait Loci(s) - Locus kiểm soát tính trạng số lượng

SSR

Simple Sequence Repeat - Sự lặp lại của trình tự đơn giản

AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphism
Đa hình chiều dài các đoạn được nhân bản chọn lọc

DSBs

Double strand breaks - Phá vỡ sợi đôi

HR

Homologous recombination - Tái tổ hợp tương đồng

NHEJ

Nonhomologous end-joining- Kết thúc không tương đồng

EMS

ethyl methane sulphonate

TILLING

Targeting Induced Limited Lesions IN Geneomes

ĐBSCL

Đồng bằng sông cửu long

CTPT

Chỉ thị phân tử

dNTP

Deoxynucleotide triphosphate

NST

Nhiễm sắc thể

TBE

Tris-Boric Acid-EDTA

RAPD

Random Amplification of Polymorphic DNA
Đa hình ADN được nhân bản ngẫu nhiên

RFLP

Restriction Fragment Length Polymorphism
Đa hình chiều dài mảnh phân cắt giới hạn

STS

Sequence Tagged Site – Xác định vị trí trình tự đã được đánh dấu

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

Đ/C

Đối chứng

BT7

Bắc thơm 7

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

vi


DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Chỉ thị ADN sử dụng phân tích PCR .........................................................25
Bảng 3.2. Thành phần các chất dùng cho mỗi phản ứng PCR với mồi SSR................30
Bảng 3.3. Chương trình chạy của phản ứng PCR .......................................................30
Bảng 4.1. Các giai đoạn sinh trưởng và thời gian sinh trưởng của các dòng Bắc
thơm 7 cải tiến trong vụ mùa 2015.............................................................32
Bảng 4.2. Một số đặc điểm hình thái của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến trong vụ

mùa 2015 ..................................................................................................34
Bảng 4.3. Đặc điểm, hình dạng lá đòng của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến trong
vụ mùa 2015 ..............................................................................................35
Bảng 4.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng Bắc thơm 7
cải tiến, vụ mùa 2015.................................................................................36
Bảng 4.5. Kết quả đánh giá khả năng chống chịu của các dòng Bắc thơm 7 cải
tiến trong vụ mùa 2015 ..............................................................................39
Bảng 4.6. Đánh giá đặc điểm hình thái của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến triển
vọng trong Vụ xuân 2016 ..........................................................................40
Bảng 4.7. Một số đặc điểm trỗ bông và hạt thóc của các dòng Bắc thơm 7 cải
tiến triển vọng trong vụ xuân 2016 ............................................................41
Bảng 4.8. Năng suất thực thu và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng
Bắc thơm 7 cải tiến triển vọng trong vụ xuân 2016 ....................................41
Bảng 4.9. Một số chỉ tiêu chất lượng hạt gạo của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến
triển vọng trong vụ xuân 2016 ...................................................................43
Bảng 4.10. Đánh giá chất lượng cơm của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến triển vọng
trong vụ xuân 2016 ....................................................................................43
Bảng 4.11. Tổng hợp kết quả đánh giá bằng chỉ thị phân tử các dòng Bắc thơm 7
cải tiến.......................................................................................................47
Bảng 4.12. Kết quả lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn gây bệnh bạc lá. .........................49

vii


DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1. Biểu đồ năng suất thực thu của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến ....................38
Hình 4.2. Sản phẩm PCR của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến với chỉ thị pTA248
liên kết với gene Xa21 ...............................................................................45
Hình 4.3. Sản phẩm PCR của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến với chỉ thị P3 liên

kết với gene Xa7 .......................................................................................46
Hình 4.4. Sản phẩm PCR của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến với chỉ thị Pr MP1-2
liên kết với gene Xa4 .................................................................................46
Hình 4.5. Phản ứng của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến với chủng vi khuẩn số 2 .........49

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Đoàn Văn Sơn
Tên luận văn: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh
bạc lá của các dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến.
Ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 60.62.01.10

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá các đặc tính nông sinh học của các dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến.
- Đánh giá kết quả lây nhiễm nhân tạo và xác định chỉ thị phân tử liên kết chặt
với các gene kháng bạc lá để xác định dòng mang gene kháng.
Phương pháp nghiên cứu
Các giống lúa được cấy theo phương pháp khảo sát tuần tự không nhắc lại, mật
độ cấy 45 khóm/m2 được tiến hành trong vụ mùa năm 2015 và vụ xuân năm 2016.
Trong nghiên cứu này, 10 dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến, thế hệ BC3F5 được chọn từ tổ
hợp lai Bắc thơm 7/ IRBB62 được đánh giá sơ bộ về đặc điểm nông sinh học chính,
sàng lọc bằng chỉ thị phân tử và lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn bạc lá.
Kết quả chính và kết luận
Kết quả cho thấy qua đánh giá các đặc điểm nông sinh học chính trên đồng
ruộng đã chọn được 3 dòng có triển vọng (BT-3, BT-6, BT-9) có thời gian sinh trưởng

ngắn ngày (vụ mùa: 102-105 ngày, vụ xuân: 126-128 ngày), năng suất cao từ 63,6 66,1 tạ/ha và chống chịu tốt. Đánh giá chất lượng cơm gạo cho thấy 3 dòng triển vọng
đều có hạt gạo dài, chất lượng cơm ngon, dẻo. 2 dòng BT-6 và BT-9, cơm có mùi thơm
tương đương giống Bắc thơm 7. Sàng lọc bằng chỉ thị phân tử cho thấy có: 5/10 dòng
Bắc thơm 7 cải tiến mang 3 gen kháng bệnh bạc lá Xa4, Xa7 và Xa21 là các dòng BT-3;
BT-4; BT-5; BT-8; BT-10, có 2 dòng Bắc thơm 7 cải tiến (BT-1 và BT-2) mang 2 gen
Xa7 và Xa4 đồng hợp , 3 dòng BT-6, BT-7 và BT-9 mang 3 gen kháng trong đó có
đồng hợp tử gen Xa4 và Xa7, dị hợp tử gen Xa21. Lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn gây
bệnh bạc lá cho thấy các dòng mang 2-3 gen kháng phản ứng kháng tốt hơn các dòng
mang 1 gen. 5 dòng BT-3; BT-4; BT-5; BT-8; BT-10 thể hiện cấp dộ kháng cao (HR)
và phổ kháng rộng với cả 2 chủng vi khuẩn lây nhiễm.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Doan Van Son
Thesis title: Reseach Agricultural anh Biological characteristics anh ability
blight resistance of lines improvements Bac thom 7.
Major: Plant science

Code: 60.62.01.10

Educational organization: Vietnam National University of Agricuture
(VNUA).
Research Objcctives.
- Assess the biological characteristics of the shallow North aromatic rice lines 7
improvements.
- Evaluate the results of artificial infection and identify molecular markers
tightly linked with blight resistance genes to determine lines carrying resistance genes.
Materials and Methods.

The variety was grown by the method of the survey is not repeated sequentially,
implants density 45 clump/m2 season and spring. In this study, MAS (Marker –
Assisted Selection) and greenhouse inoculation were used to screen Bacterial Blight
(BB) resistance in 10 improvement Bac thom7 lines that was selected from a cross
between Bac thom7/ IRBB62, BC3F5 generation.
Main findings and conclusions.
Three promissing lines (BT-3; BT-6; BT-9) have been selected by field
agronomic traits evaluating. These lines have short duration (102-105 day in summer
season and 126-128 day in spring season), higher yield (6,36-6,61 tons/ha), good
tolerance to stress conditions, long grain and good quality. Two lines BT-6 and BT-9
have aroma and cooking qualities similar to the Bac thom7 variety. The result of
screening by MAS showed that: five improvement BT7 lines (BT-3; BT-4; BT-5; BT-8;
BT-10) carried 3 BB resistance genes (Xa4, Xa7, Xa21) and 2 lines (BT-1 and BT-2)
carried 2 BB resistance genes (Xa4, Xa7), 3 lines (BT-6, BT-7 and BT-9) carried 3 BB
resistance genes (Xa4, Xa7 and heterozygous Xa21). Greenhouse inoculation with
bacterial blight races were used to screen bacterial leaf blight resistance in improvement
Bac thom7 lines. The result indicated that the improvement Bac thom7 lines carried 2-3
bacterial blight resistance genes (Xa21, Xa7, Xa4) showed high resistance than it carried
1 gene. Five lines (BT-3; BT-4; BT-5; BT-8; BT-10) showed high resistance and broad
spectrum with two races bacterial blight.

x


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Một trong những khó khăn của sản xuất nông nghiệp hiện nay là diện tích
đất dành cho canh tác ngày càng bị thu hẹp. Theo thống kê của Cục trồng trọt,
diện tích đất trồng lúa năm 2014 đã giảm so với năm 2013 là 96.800 ha (Cục
Trồng trọt, 2014). Cùng với đó là tài nguyên nước cạn kiệt, tình hình lũ lụt, hạn

hán xảy ra thường xuyên và ngày càng nghiêm trọng. Sâu bệnh hại thì bùng phát
không theo chu kỳ nên không ít vụ mùa bị thất thu. Đứng trước yêu cầu của thực
tiễn nêu trên, chọn tạo giống hiện nay cần tập trung vào các giống ngắn ngày,
năng suất cao; mặt khác chúng phải có tính chống chịu với điều kiện bất thuận,
ổn định năng suất, góp phần xây dựng một nền nông nghiệp bền vững, thân thiện
với môi trường.
Bệnh bạc lá do vi khuẩn (Xanthomonas oryzea pv. Oryze ) là một trong
những bệnh gây hại nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến năng suất lúa. Hiện nay vẫn
chưa có thuốc đặc hiệu để phòng trừ bệnh bạc lá nên chọn tạo giống lúa có khả
năng chống chịu với bệnh bạc lá trong thâm canh lúa là biện pháp quan trọng
được các nhà chọn giống quan tâm. Sử dụng giống lúa kháng một mặt làm giảm
thiệt hại năng suất, tiết kiệm chi phí phòng trừ, mặt khác hạn chế được việc dùng
thuốc hoá học gây ô nhiễm môi trường và góp phần ổn định môi trường sinh thái.
Hiện nay trên thế giới đã phát hiện và lập bản đồ 40 gene kháng bệnh bạc
lá lúa (Kim SM et al., 2015); điều này chính là cơ sở khoa học và là nền tảng cho
công tác chọn tạo các giống lúa mới kháng bệnh. Phương pháp chọn giống bằng
chỉ thị phân tử (MAS) đang được rất nhiều nước trên thế giới quan tâm. Các
giống lúa kháng bệnh mang 1 hay nhiều gene kháng đã được chọn theo phương
pháp này một cách dễ dàng, nhanh chóng và chính xác. Đã có nhiều giống lúa
mới được quy tụ từ 2 gene kháng bệnh bạc lá trở lên. Các tác giả Zhang và cộng
sự,(2006) đã sử dụng chỉ thị phân tử pTA248 và MP12 để đưa 2 gene kháng
Xa21 và Xa4 vào giống lúa Mianhui725…
Vi khuẩn bạc lá Xanthomonas oryzae pv. Oryzae rất đa dạng về số chủng.
Đối với mỗi vùng sinh thái và vào những thời điểm khác nhau trong năm tùy
thuộc vào điều kiện khí hậu và các yếu tố khác, thành phần cũng như cấu trúc của
quần thể vi khuẩn biến động khác nhau. Ở Nhật Bản phát hiện thấy có 12 chủng,
Philippine có 6 chủng, Ấn Độ có 9 chủng, trong khi đó tại Việt Nam số chủng
bạc lá đã lên đến con số 15 (Bùi Trọng Thủy và cs., 2009).

1

Ở miền Bắc Việt Nam, hiện nay đã và đang trồng một số giống lúa nhập
nội của Trung Quốc, các giống lúa này chủ yếu đều chứa gene Xa14 - một gene
theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học nước ta khẳng định là bị nhiễm bởi
hầu hết các chủng bạc lá ở miền Bắc. Chính vì vậy mà các giống lúa nhập nội từ
Trung Quốc vào trồng ở miền Bắc Việt Nam đều bị nhiễm rất nặng bệnh bạc lá
giống lúa mang genee kháng bệnh bạc lá chọn tạo trong nước thì (Phan Hữu Tôn,
2005). Các còn rất khiêm tốn đặc biệt là các giống lúa mang đa genee kháng. Do
vây, chọn tạo các giống lúa mang các gene kháng hữu hiệu với các chủng bạc lá
ở miền Bắc Việt Nam, đặc biệt là chọn tạo các giống lúa mang đa gene kháng
bệnh bạc lá đang là nhu cầu rất cần thiết hiện nay.
Giống lúa Bắc thơm 7 là giống lúa chất lượng nhập nội đang được trồng
rộng rãi tại các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ. Giống lúa chất lượng này được rất nhiều
bà con nông dân và người tiêu dùng các tỉnh phía Bắc rất ưa chuộng do giống có
khả năng thích ứng rộng, năng suất ổn định, chất lượng gạo ngon có mùi thơm,
tuy nhiên, những năm gần đây giống lúa Bắc Thơm 7 đang bị nhiễm bệnh bạc lá
rất nghiêm trọng. Sử dụng phươg pháp lai trở lại và chỉ thị phân tử liên kết chặt
với gene kháng bệnh bạc lá trong cải tiến giống lúa Bắc Thơm 7 là một trong
những hướng đi đúng đắn hiện nay.
Xuất phát từ những lý do nêu trên chúng tiến hành thực hiện đề tài
“Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh bạc lá của các
dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến” nhằm chọn tạo ra giống lúa ngắn ngày năng suất
và kháng bệnh bạc lá cho Việt Nam phục vụ nội tiêu và xuất khẩu.
1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Bệnh bạc lá do vi khuẩn (Xanthomonas oryzea pv. Oryze ) là một trong
những bệnh gây hại nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến năng suất lúa. Sử dụng giống
lúa kháng một mặt làm giảm thiệt hại năng suất, tiết kiệm chi phí phòng trừ, mặt
khác hạn chế được việc dùng thuốc hoá học gây ô nhiễm môi trường và góp phần
ổn định môi trường sinh thái.

Phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử (MAS) đang được rất nhiều
nước trên thế giới quan tâm. Các giống lúa kháng bệnh mang 1 hay nhiều gene
kháng đã được chọn theo phương pháp này một cách dễ dàng, nhanh chóng và
chính xác. Đã có nhiều giống lúa mới được quy tụ từ 2 gene kháng bệnh bạc lá
trở lên. Các tác giả Zhang và cộng sự,(2006) đã sử dụng chỉ thị phân tử pTA248
và MP12 để đưa 2 gene kháng Xa21 và Xa4 vào giống lúa Mianhui725…

2


Ở đề tài này, chúng tôi sàng lọc bằng chỉ thị phân tử được 5/10 dòng BT7
cải tiến mang 3 gen kháng lá Xa4, Xa7 và Xa21 là các dòng BT-3; BT-4; BT-5;
BT-8; BT-10. Lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn gây bệnh bạc lá cho thấy các
dòng mang 2-3 gene kháng phản ứng kháng tốt hơn các dòng mang 1 gene.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá các đặc tính nông sinh học của các dòng Bắc thơm 7 cải tiến.
- Đánh giá kết quả lây nhiễm nhân tạo và xác định chỉ thị phân tử liên kết
chặt với các gene kháng bạc lá để xác định dòng mang gene kháng.
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đề tài được tiến hành trong thời gian từ tháng 7/2015 – 6/2016(vụ mùa
năm 2015 và vụ xuân năm 2016)
- Đề tài tiến hành thí nghiệm trên các dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến.
- Địa điểm: phuờng Thượng Cát, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá, đặc
biệt trong chọn tạo giống lúa mang đa gene kháng đã rút ngắn thời gian chọn tạo
giống tăng độ chính xác cao và giảm chi phí, công lao động trong quá trình chọn
tạo giống mới.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Đề tài đã chọn ra các dòng lúa Bắc thơm 7 cải tiến có triển vọng có chất
lượng gạo ngon, mang gene kháng bệnh bạc lá phục vụ cho sản xuất làm giảm
chi phí sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cho bà con nông dân và không gây tác hại
đến môi trường.
- Đề tài cung cấp nguồn vật liệu mang gene kháng bệnh bạc lá phục vụ
cho nghiên cứu chọn tạo giống lúa thuần và lúa lai.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÂY LÚA
Lúa là loại cây trồng trải dài trên nhiều vĩ độ do chúng đa dạng về kiểu
hình mỗi giống khác nhau có những đặc điểm hình thái riêng biệt chính vì vậy
chúng ta có thể dựa vào đó để phân biệt các giống qua các yếu tố như: thời gian
sinh trưởng, khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây …
2.1.1. Thời gian sinh trưởng
Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ lúc nảy mầm cho đến khi
chín thường thay đổi từ: 90 - 180 ngày tùy theo giống và điều kiện ngoại cảnh
(Nguyễn Hữu Tề và cs., 1997). Trong canh tác lúa hiện đại các nhà nông học hết
sức quan tâm đến thời gian sinh trưởng của các giống lúa.Vì đây là yếu tố có
tương quan chặt đến năng suất và việc bố trí thời vụ, cơ cấu luân canh của người
nông dân trong cả một năm.
Quy phạm khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của
giống lúa (DUS - 10 TCN 554-2002) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
ban hành năm 2002 phụ lục II. Tính trạng 45 (thời gian chín, giống cảm ôn): Từ gieo
đến khi có 85 % số hạt chín có quy định rõ về cách phân nhóm giống như sau:
Phân
nhóm
giống

Cực ngắn

Các tỉnh phía Bắc
Xuân
Tên gọi

Mùa
Số ngày

Tên gọi

Các tỉnh phía Nam

Số ngày

Tên gọi

Số ngày

<100

A0

< 90

-

< 115

-

Ngắn

Xuân muộn

115-135

Mùa sớm

100-115

A1

90-105

Trung bình

Xuân CV

136-160

Mùa trung

116 -130

A2

106-120

Dài

Xuân sớm

>160

Mùa muộn

>130

B

>120

Theo Nguyễn Văn Luật (2009), những giống mẫn cảm với nhiệt độ được
phân chia như sau:
Nhóm giống lúa dài ngày (nhóm B): Đó là những giống có thời gian sinh
trưởng từ 125-150 ngày (IRRI ký hiệu là M- Medium).
Nhóm giống lúa chín sớm (Nhóm A): Nhóm này bao gồm:
Nhóm A2: Nhóm trung ngày có thời gian sinh trưởng khoảng 105-125
ngày (IRRI ký hiệu là E – early).
Nhóm A1: Nhóm ngắn ngày có thời gian sinh trưởng khoảng 90-105 ngày
(IRRI ký hiệu là VE – very early).

4


Nhóm A0: Nhóm cực ngắn ngày nhóm này bao gồm các giống lúa có thời
gian sinh trưởng trong điều kiện đồng bằng sông Cửu Long khoảng 85 đến 95
ngày. Đây là nhóm giống lúa mới ở Việt Nam được chọn tạo bởi Viện nghiên
cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long (các giống lúa có tên OMCS) những giống lúa

do Học viện Nông Nghiệp Việt Nam tạo ra (Việt Lai 20. TH 3-3).
Theo Yosida (1981) cho rằng thời gian sinh trưởng ở cây lúa chia làm 2
giai đoạn chính là giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.
Tuy nhiên có thể chia thành 3 giai đoạn là sinh trưởng sinh dưỡng, sinh thực và
chín. Thời gian sinh trưởng của cây lúa thường chiếm từ 90 - 180 ngày từ khi nảy
mầm cho đến khi chín thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc vào giống và môi
trường sinh trưởng. Trong điều kiện nhiệt đới giai đoạn sinh trưởng sinh thực
(thời kỳ làm đòng) cần khoảng 30 ngày, thời kỳ chín chiếm 30 ngày và thời gian
còn lại dành cho giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng . Như vậy thời gian sinh
trưởng của cây lúa dài hay ngắn phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng dinh dưỡng.
Thời gian sinh trưởng của cây lúa còn phụ thuộc tính cảm quang hay cảm
ôn của giống. Khi gieo cấy vào thời vụ khác nhau với điều kiện ngoại cảnh khác
nhau tùy theo giống sẽ có thời gian sinh trưởng dài ngắn khác nhau. Trong điều
kiện ở miền Bắc nước ta do ảnh hưởng của của điều kiện nhiệt độ thấp ở đầu vụ
Xuân, thời gian sinh trưởng của cùng một giống lúa nếu gieo cấy vào vụ Xuân
thường sẽ dài hơn gieo cấy trong vụ Mùa. Trong cùng một vụ nếu thời vụ gieo
cấy sớm hay muộn thì thời gian sinh trưởng của một giống lúa cũng thay đổi.
Ngay cả trong cùng một thời vụ gieo cấy ở vụ Đông Xuân năm nào trời rét lúa
trỗ muộn thời gian sinh trưởng kéo dài, năm nào ấm thì ngược lại. Trong vụ
Mùa nhiệt độ ít thay đổi qua các năm nên thời gian sinh trưởng của các giống lúa
tương đối ổn định.
2.1.2. Đặc điểm hình thái
Chiều cao cây
Chiều cao cây lúa là một chỉ tiêu hình thái có liên quan đến nhiều chỉ tiêu
khá. đặc biệt là tính chống đổ; cây lúa có thân ngắn và cứng có khả năng kháng
đổ tốt hơn (IRRI, 1976). Theo tiêu chuẩn đánh giá cấy lúa của IRRI 2002 chiều
cao cây được đánh giá theo thang điểm như sau:
- Điểm 1: bán lùn (vùng trũng < 110cm; vùng cao < 90cm).
- Điểm 5: trung bình (vùng trũng 110-130cm; vùng cao 90-125cm).
- Điểm 9: cao (vùng trũng > 110cm; vùng cao > 125cm).

Chiều cao cây là một trong những tính trạng quan trọng liên quan đến khả

5


năng chống đổ khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chịu phân bón của giống.
Thân rạ cao dễ đổ ngã sớm bộ lá rối tăng hiện tượng bóng rợp tạo điều kiện cho
sâu bệnh cư trú gây cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt làm
cho hạt bị lép lửng và giảm năng suất. Chiều cao cây lúa thích hợp từ 90-100cm
có thể cao đến 120cm trong một số điều kiện nào đó được coi là lý tưởng về năng
suất (Bahmaniar et al., 2007). Thân cây lúa dày hơn thì khả năng tích lũy chất
khô tốt hơn. Thân cứng và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống đổ ngã
và dẫn tới chỉ số thu hoạch cao hơn. Nếu thân lá không cứng khoẻ không dày thì
dễ đổ ngã tán lá che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh hại dẫn đến năng
suất giảm. Sự phát triển của các lóng đốt quyết định đến chiều cao cây và liên
quan tới khả năng chống đổ. Hiện nay các giống lúa mới thấp cây đang dần thay
thế các giống lúa cao cây vì chúng có khả năng chống đổ tốt hơn khi đầu tư thâm
canh để đạt năng suất cao.
Khả năng đẻ nhánh
Khả năng đẻ nhánh là một đặc điểm của cây lúa đặc điểm này có ảnh
hưởng đến năng suất lúa. Trong quá trình sinh trưởng nhánh lúa là những cành
mọc lên từ nách lá của mỗi đốt trên thân chính hoặc trên các nhánh khác trong
thời gian sinh trưởng dinh dưỡng cây lúa đẻ nhánh theo quy luật chung. Tuy
nhiên các giống lúa khác nhau thì thời gian đẻ nhánh khác nhau Nguyễn Văn
Hiển (2000), nghiên cứu các tổ hợp lai có nhận xét rằng kiểu đẻ nhánh chụm và
đứng thẳng là lặn, kiểu đẻ nhánh xòe là trội. Các kết quả nghiên cứu cho rằng
tính đẻ nhánh khỏe là tính trạng di truyền số lượng, có hệ số di truyền từ thấp đến
trung bình và chịu ảnh hưởng rõ rệt của các điều kiện ngoại cảnh. Theo Bùi Huy
Đáp (1970), khi nghiên cứu về đặc tính đẻ nhánh cho biết “Nhánh không bao giờ
phát triển khi lá tương đương với nó vẫn chưa phát triển xong nhánh không bao

giờ phát triển nữa khi lá bị khô”. Những giống lúa đẻ rải rác thì trỗ bông không
tập trung dẫn đến lúa chín không đều nên không có lợi cho quá trình thu hoạch
và làm giảm năng suất (Đinh Văn Lữ, 1978). Như vậy các giống lúa có khả năng
đẻ nhánh khỏe, tập trung sẽ rất cần thiết để đạt được năng suất cao vì giảm đáng
kể nhánh vô hiệu và thuận lợi cho quá trình thu hoạch. Khả năng đẻ nhánh sớm
là một đặc tính tốt của cây lúa, không làm cây lúa phát triển quá mạnh ở các giai
đoạn sau và gây hiện tượng che khuất lẫn nhau giữa các tầng lá. Số nhánh mang
đặc tính di truyền số lượng, khả năng đẻ nhánh sớm liên quan với khả năng sinh
trưởng mạnh và sớm của các giống lúa lùn cải tiến nhưng nó lại di truyền độc lập
với nhiều đặc tính quan trọng khác. Ở giống lúa cải tiến, người ta thường chọn cá
thể đẻ nhánh sớm hơn (Yoshida, 1981).
6


Số nhánh
Số nhánh là một tính trạng nông sinh học rất quan trọng trong sản xuất lúa
gạo. Số nhánh hữu hiệu trên một đơn vị diện tích quyết định số bông ảnh hưởng
trực tiếp tới năng suất các thể, số hạt trên bông và khối lượng 1000 hạt. Do vậy
giảm số nhánh vô hiệu là một biện pháp quan trọng cải thiện năng suất lúa. Theo
báo lalqilla-rice nông dân Trung Quốc đã giảm được 20% lượng đạm bón và
thuốc trừ sâu, tăng 10% năng suất lúa nhờ công nghệ 3 kiểm soát (3CT- three
controls technology): kiểm soát lượng phân bón, số nhánh vô hiệu và sâu bệnh.
Bộ lá
Theo Yosida (1981), cho rằng một lá lúa hoàn chỉnh bao gồm: bẹ lá, bản
lá, tai lá và thìa lìa. Các giống lúa chín sớm và chín trung bình có từ 10 - 18 lá
trên thân chính, các giống mẫn cảm với chu kỳ quang có số lá ổn định trong hầu
hết các điều kiện. Thông thường sự phát triển của 1 lá lúa cần khoảng 100 độ
ngày ở thời kỳ trước khi phân hóa đòng và cần 170 độ ngày sau khi phân hóa
đòng. Thời gian sống của từng lá cũng rất khác nhau; các lá phía trên có thời gian
sống lâu hơn các lá phía dưới. Như vậy lá đòng có thời gian sống lâu nhất.

2.1.3. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất
Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất lúa được tạo bởi 4 yếu tố đó là:
Số bông trên đơn vị diện tích, số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000
hạt (Yoshida, 1981).
Trong các yếu tố trên thì số bông trên đơn vị diện tích có tính quyết định
và hình thành sớm nhất yếu tố này phụ thuộc vào mật độ cấy, khả năng đẻ nhánh
và khả năng chịu phân bón. Các giống lúa mới thấp cây lá đứng đẻ khỏe, chịu
thâm canh có thể cấy tăng mật độ để tăng số bông trên đơn vị diện tích (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2009). Số bông có thể đóng góp 74% năng suất; trong khi đó số hạt và
khối lượng hạt đóng góp 26% (Phạm Văn Cường và cs., 2015).
Số hạt trên bông là yếu tố phụ thuộc vào kiểu genee của giống, điều kiện
ngoại cảnh, lượng phân bón và kỹ thuật bón phân. Số hạt trên bông nhiều hay ít
tùy thuộc vào số gié, số hoa phân hoá, số hoa thoái hoá. Toàn bộ quá trình này
nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm đòng đến trỗ). Điều kiện nhiệt độ
và cường độ ánh sáng quá thấp ở giai đoạn này sẽ làm tăng số hạt lép và làm
giảm năng suất hạt. Tổng số hạt trên bông do tổng số hoa phân hoá và số hoa
thoái hóa quyết định. Số hoa phân hóa càng nhiều, số hoa thoái hóa càng ít thì
tổng số hạt trên bông sẽ nhiều. Tỷ lệ hoa phân hóa có liên quan chặt chẽ với chế

7


độ chăm sóc. Số gié cấp 1, đặc biệt là số gié cấp 2 nhiều thì số hoa trên bông
cũng nhiều. Số hoa trên bông nhiều là điều kiện cần thiết để đảm bảo cho tổng số
hạt trên bông lớn (Yoshida, 1981).
Tỷ lệ hạt chắc được quyết định trực tiếp bởi 3 thời kỳ là thời kỳ giảm
nhiễm, trỗ và chín sữa để có tỷ lệ hạt chắc cao phải bố trí thời vụ gieo cấy hợp lý
sao cho khi lúa làm đòng, trỗ bông và chín gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi và
cây lúa phải được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cũng như chế độ tưới tiêu phải
hợp lý. Tăng lượng vận chuyển carbohydrate không cấu trúc ở thân và bẹ lá về

bông từ giai đoạn trỗ đến chín hoàn toàn làm chắc hạt (Đỗ Thị Hường và cs.,
2014). Muốn có sự vận chuyển tổng hợp tốt hơn thì bộ lá có cấu tạo dày, xanh
đậm hơn, tuổi thọ lá kéo dài là một đặc tính rất quan trọng và cần thiết. Bộ lá
thẳng đứng thì cây lúa sử dụng ánh sáng hữu hiệu tốt hơn. Tỷ lệ hạt chắc trên
bông được quyết định ở thời kỳ sau trỗ gặp điều kiện bất lợi ở thời kỳ này sẽ làm
giảm quang hợp quần thể ruộng lúa và tăng tỷ lệ hạt lép (Phạm Văn Cường
và cs., 2015).
Khối lượng 1000 hạt chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của giống mà ít bị
tác động của điều khiện ngoại cảnh. Tuy nhiên trong thời kỳ từ lúc lúa trỗ bông
cho đến chín sữa nếu cây lúa gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi: đủ nước, đủ
phân bón, không bị sâu bệnh gây hại, không đổ ngã, bộ lá lúa nhất là lá đòng còn
xanh thì khối lượng 1000 hạt sẽ cao. Khối lượng hạt phụ thuộc vào chiều dài hạt,
chiều rộng hạt, tỉ lệ dài/rộng và độ dày hạt (Tan et al., 2000) trong đó khối lượng
hạt có tương quan thuận và chặt nhất với chiều dài hạt (Huang et al., 2013).
2.2. BỆNH BẠC LÁ
Bệnh bạc lá lúa tiếng Anh là Bacterial blight, tên khoa học đầy đủ là
Xanthomonas oryzae (Ishiyama) pv. oryzae, Swings. Năm 1922 do Ishiyama đầu
tiên định nghĩa là Bacterium oryzay Ishiyama, năm 1939 Dowson đổi tên là
Xanthomonas oryzae (Ishiyama) Dowson, năm 1978 Dye đặt tên là X.campestris
pv. oryzae (Ishiyama) Dye; Năm 1990 Swings phục hồi lại tên Xanthomonas
oryzae. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá là Xanthomonas oryzae pv. oryzae, viết tắt là
Xoo (David et al., 2006).
Bệnh bạc lá lúa được phát hiện đầu tiên tại Nhật bản vào khoảng năm
1884-1885. Sau đó Takashi (1908) và Bokusha (1911), đã nghiên cứu và phân
lập thành công vi khuẩn và tiến hành lây bệnh nhân tạo bằng vi khuẩn phân lập.
Tiếp sau Nhật Bản, một loạt các nước đã thông báo về bệnh bạc lá ở nước mình.

8

Ở Việt Nam, bệnh bạc lá đã được phát hiện từ lâu trên các giống lúa mùa cũ đặc
biệt từ năm 1965-1966 trở lại đây bệnh thường xuyên phá hoại một cách nghiêm
trọng ở các vùng trồng lúa trên các giống nhập nội có năng suất cao cấy trong vụ
Chiêm Xuân và đặc biệt ở vụ Mùa (Lê Lương Tề và cs., 2007). Mức độ tác hại
của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ bị bệnh của cây sớm hay muộn và mức độ
bị bệnh nặng hay nhẹ. Các nghiên cứu về mức độ thiệt hại chỉ ra rằng thiệt hại về
năng suất biến động rất rộng tùy thuộc vào giai đoạn bị nhiễm bệnh, tính độc của
từng chủng vi khuẩn, mức độ nhiễm của giống, điều kiện thời tiết và môi trường
khi bệnh diễn ra, biến động từ 20-30% có khi tới 50% thậm chí 80-90% (Deng et
al., 2006).
2.2.1. Nguồn gốc của bệnh bạc lá lúa
Bệnh bạc lá lúa tiếng Anh là Bacterial blight, tên khoa học đầy đủ là
Xanthomonas oryzae (Ishiyama) pv. oryzae, Swings. Năm 1922 do Ishiyama đầu
tiên định nghĩa là Bacterium oryzay Ishiyama, năm 1939 Dowson đổi tên là
Xanthomonas oryzae (Ishiyama) Dowson, năm 1978 Dye đặt tên là X.campestris
pv. oryzae (Ishiyama) Dye; Năm 1990 Swings phục hồi lại tên Xanthomonas
oryzae. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá là Xanthomonas oryzae pv. oryzae, viết tắt là
Xoo (David et al., 2006), (Swings et al., 1990).
Khi mới xuất hiện ở Nhật Bản, người ta cho rằng bệnh có nguồn gốc sinh
lý, do đất chua gây nên. Đến khi Takaishi (1908) và Boukara (1911), đã tìm thấy
vi khuẩn trong giọt dịch và lây bệnh lại được cho cây thì nguyên nhân gây bệnh
đã được giải đáp .
Vi khuẩn gây bệnh bạc lá đã được nhiều tác giả nghiên cứu và đã từng
được đặt nhiều cái tên khác nhau:
Pseudomonas oryzae Uyeda et Ishiyama hoặc Phytomanas oryzae Magrou
Xanthomonas campeitris p.v. oryzae
Xanthomonas kresek Schure
Xanthomonas oryzae (Ishiyama) Dowson
Hiện nay vi khuẩn này được biết đến với cái tên Xanthomonas oryzae.
Pv.oryzae (Ishiyama).

2.2.2. Nguyên nhân gây bệnh bạc lá lúa
* Đặc điểm vi khuẩn bạc lá
Vi khuẩn hình gậy hai đầu hơi tròn, có một lông roi ở một đầu, kích thước
1- 2 x 0,5-0,9 µm, sống trên môi trường có khuẩn lạc hình tròn, màu vàng sáp, rìa

9


nhẵn, vi khuẩn nhuộm gram âm, không có khả năng khử NO3, không có dịch hoá
gelatin, không tạo ra NH3, indol, có khả năng tạo H2S.
Nhiệt độ thích hợp nhất cho vi khuẩn sinh trưởng 26 – 30oC, nhiệt độ tối
thiểu 0 – 5oC, tối đa 40oC. Nhiệt độ gây chết là 53oC trong 10 phút, có thể sống
trong phạm vi pH 5,7 – 8,5 ; thích hợp nhất ở pH 6,8 – 7,2.Vi khuẩn xâm nhiễm
qua thuỷ khổng, lỗ khí ở trên mút lá và đặc biệt qua vết thương xây xát trên lá.
Khi đã tiếp xúc với bề mặt có màng nước ướt, vi khuẩn dễ dàng di động tiến vào
bên trong các lỗ khí, qua vết thương mà sinh sản nhân lên về số lượng qua các bó
mạch dẫn lan rộng đi (Nguyễn Công Khoái, 2002).
Trong điều kiện mưa ẩm thuận lợi cho việc phát triển của vi khuẩn, trên mặt
lá bệnh tiết ra những giọt keo vi khuẩn thông qua sự va chạm giữa các lá lúa nhờ
mưa gió mà truyền lan tới các lá, các cây khác để tiến hành lây nhiễm lặp lại trong
nhiều đợt sinh trưởng. Cho nên tuy là một loại bệnh có cự ly truyền nhiễm lây lan
hẹp, song nó còn tùy thuộc vào mưa gió, giông bão xảy ra trong vụ mùa mà bệnh
có thể truyền lan với phạn vi không gian khá rộng, giọt keo vi khuẩn với số lượng
nhiều, đó chính là một nguyên nhân quan trọng làm bệnh sau những đợt mưa gió
vào cuối vụ lúa xuân và trong suốt vụ mùa ở nước ta (Phan Hữu Tôn, 2004).
* Nguyên nhân gây bệnh
Về nguồn bệnh bạc lá, các tác giả Nhật Bản cho rằng nguồn bệnh tồn tại
chủ yếu trên một số cỏ dại họ Hoà thảo, nói cách khác một số cỏ dại là ký chủ
phụ của vi khuẩn X. oryzae.
Ở nước ta phát hiện thấy vi khuẩn hại trên lúa và trên các ký chủ cỏ dại,

tàn dư rơm rạ của cây bệnh, lúa chét, cỏ môi, cỏ lồng vực, cỏ gừng bò (Lê
Lương Tề, 1980).
Mỗi vùng khác nhau thì cũng có sự khác nhau về thành phần và số lượng
chủng X.oryzae: Nhật Bản đã xác định được 5 chủng, Philippine đã xác định
được 6 chủng, Indonesia đã xác định được 9 chủng, miền Bắc Việt Nam đã xác
định được 4 chủng với nhiều Isolates .
Về nguyên nhân gây bệnh có thể kể đến một số nguyên nhân chính sau:
- Một số giống mẫn cảm với bệnh bạc lá như một số giống tạp giao và một
số giống chất lượng. Do thời tiết nóng ẩm, mưa to gió lớn xảy ra trong thời kỳ
lúa cần quang hợp cao.
- Do biện pháp canh tác làm đất, cây lúa nhiễm bệnh vàng lá sau lập thu, bón
thêm phân cấp cứu vàng lá, cây lúa ra lớp rễ mới phát triển lá non nên gặp mưa
dông dễ nhiễm bệnh bạc lá.

10


- Bệnh thường mẫn cảm với lượng đạm dư trong lá, những ruộng bón đạm
nhiều, bón muộn, bón lai rai, bón không cân đối giữ đạm, lân và kaly, những
ruộng trũng hẩu dồn đạm cuối vụ, do biện pháp thâm canh gieo cấy, chăm bón
không đúng kỹ thuật.
2.2.3. Triệu chứng bệnh bạc lá
Vi khuẩn Xoo gây ra 3 triệu chứng điển hình của bệnh bạc lá lúa là: bạc lá,
vàng nhợt, héo xanh (còn được gọi là Kresek). Cho đến nay mối quan hệ giữa 3
triệu chứng này vẫn chưa được làm sáng tỏ, nhiều thí nghiệm trong nhà lưới đã
chứng minh hiện tượng Kresek và bạc lá khác nhau rõ rệt mặc dù chúng đều là
triệu chứng ban đầu của sự nhiễm bệnh. Các giống lúa khác nhau có thể biểu
hiện triệu chứng nhiễm Kresek hoặc bạc lá. Triệu chứng vàng nhợt là ảnh hưởng
sau, là hậu quả của sự bạc lá hay Kresek gây nên hoặc cũng có thể là do độc tố
(toxin) của vi khuẩn sản sinh ra.

Theo Lê Lương Tề (1980), thì ở Việt Nam, bệnh bạc lá lúa phát sinh phá
hại suốt từ thời kỳ mạ đến chín nhưng có triệu chứng điển hình là ở thời kỳ lúa
cây trên ruộng từ sau đẻ - trỗ, chín sữa.
Trên mạ triệu chứng thể hiện không đặc trưng như ở trên lúa do đó cũng dễ
nhầm lẫn với các triệu chứng khác. Chủ yếu vi khuẩn hại mạ gây ra triệu chứng ở
mút lá hoặc mép lá mạ những vết dài ngắn khác nhau màu xanh vàng rồi nâu bạc,
lá dễ bị khô.
Trên lá lúa triệu chứng bệnh thể hiện rõ hơn tuy có thể biến đổi ít nhiều tuỳ
theo giống lúa và điều kiện bên ngoài nhưng nói chung vết bệnh có những đặc
điểm điển hình sau đây:
- Vết bệnh ở mép lá, mút lá lan dần vào phiến lá hoặc lan thẳng xuống gân
chính, ở một số trường hợp vết bệnh có khi bắt đầu ở ngay giữa phiến lá.
- Vết bệnh lan rộng theo đường gợn sóng hoặc thẳng, mô bệnh xanh tái
vàng lục cuối cùng cháy khô có màu nâu xám.
- Thông thường ranh giới giữa mô bênh với mô khỏe trên phiến lá rất rõ rệt,
có giới hạn theo đường gợn sóng vàng hoặc không vàng, có khi chỉ một đường
viền màu nâu sẫm, đứt quãng hay không đứt quãng.
Có thể căn cứ vào những đặc điểm triệu chứng trên để phát hiện bệnh. Tuy
nhiên nhiều khi vết bệnh quá cũ hoặc biến đổi quá nhiều theo giống và điều hiện
bên ngoài, nhất là ở mạ do vậy có thể nhầm lẫn với những hiện tượng khô đầu lá
sinh lý (Bùi Trọng Thủy và cs., 2007).

11


2.2.4. Tác hại do bệnh bạc lá lúa gây ra
Bệnh bạc lá do vi khuẩn Xoo được tìm thấy ở tất cả các vùng trồng lúa
trên thế giới. Hàng năm, theo thống kê năng suất lúa toàn thế giới giảm từ 1020% do các bệnh vi khuẩn, trong đó 50% là do bệnh bạc lá gây nên (Mew et
al., 1982).
Ở Việt Nam bệnh đã được phát hiện từ lâu trên các giống lúa mùa cũ (Hà

Bích Thu và cs., 2002). Hiện nay, bệnh gây hại trên cả lúa lai và lúa thuần, đặc
biệt gây hại nặng trên các giống lúa lai nhập nội từ Trung Quốc. Tác hại của bệnh
nặng hay nhẹ tuỳ thuộc vào giống lúa, thời điểm cây bị nhiễm bệnh và mức độ
nhiễm nặng hay nhẹ. Tác hại của bệnh chủ yếu là làm cho lá đòng sớm tàn khô
xác, giảm quang hợp, tăng lượng hạt lép dẫn đến giảm năng suất lúa. Theo
nghiên cứu Mew, 1987 năng suất giảm chủ yếu do sự thay đổi về số nhánh, số
hạt chắc trên bông và khối lượng 1000 hạt.
2.2.5. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa
Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa được nhiều nhà nghiên cứu, phân lập nên nó
được gọi với nhiều tên khác nhau. Trước đây vi khuẩn bạc lá lúa có tên là
Pseudomonas oryzae Uyeda et Ishiyama, hoặc Phytomonas oryzae Magrou. Đến
năm 1982 vi khuẩn được đặt tên là Xanthomonas campestris pv.oryzae (Uyeda et
Ishiyama) Dowson. Về sau Dowson đổi tên lại là Xanthomonas oryzae pv.
Oryzae (Ishiyama) Dowson.
Dựa theo hệ thống phân loại của Bergey (1939) và Gorlenco (1966) thì
loài Xanthomonas oryzae thuộc chi Xanthomonas, họ Pseudomonadaceae, bộ
Eubacteriales, lớp Schizomycetes (Eubacteria).
Tuy nhiên hệ thống phân loại này còn có nhiều tiêu chí chưa được nghiên
cứu đầy đủ nên hệ thống chưa có được sự thống nhất toàn diện. Trong những
năm gần đây, phân loại vi khuẩn hiện đại dựa trên các nghiên cứu và phân tích
trực tiếp cấu trúc ADN. Các cá thể, các isolate khác nhau nhưng cùng một loài sẽ
có cấu trúc di truyền tương tự nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hàm lượng
các nucleotit G+C đặc trưng cho mỗi loài và được sử dụng làm 1 trong những chỉ
tiêu phân loại. Theo đó, các kế quả nghiên cứu cũng cho thấy hàm lượng G+C
của những loài trong chi Erwinia là 50-54%; Corynebacterium: 54-55%;
Pseudomonas: 58-63%; còn ở Xanthomonas là 63-69% (Vũ Triệu Mân, 2007).
Trên môi trường nhân tạo, khuẩn lạc của vi khuẩn có dạng hình tròn, màu
vàng sáp, rìa nhẵn, bề mặt khuẩn lạc ướt, háo khí, nhuộm gram âm. Vi khuẩn
không có khả năng phân giải nitrat, không dịch hoá gelatin, không tạo NH3, indol,
nhưng tạo H2S, tạo khí nhưng không tạo axit trong môi trường có đường. Nhiệt độ

12


thích hợp cho vi khuẩn sinh trưởng là từ 26 - 30oC, nhiệt độ tối thiểu 0 - 5 oC, nhiệt
độ làm vi khuẩn chết là 53 oC. Vi khuẩn có thể sống trong phạm vi pH khá rộng từ
5,7 – 8,5, thích hợp nhất là pH 6,8 – 7,2 (Lê Lương Tề và cs., 2007).
2.2.6. Quy luật và các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh, phát triển bệnh.
a. Quy luật phát sinh, phát triển.
Bệnh bạc lá phát sinh phát triển mạnh ở vụ mùa các tỉnh phía Bắc. Bệnh
phát triển, lây lan nhanh trong điều kiện nhiệt độ 26-29°C, ẩm độ 90 %, đặc biệt
khi có mưa to và gió lớn làm rập nát lá lúa tạo thuận lợi cho bệnh truyền lan
(Phan Hữu Tôn, 2004). Vì thế vụ mùa bệnh thường gây tác hại nặng hơn vụ
xuân. Vụ chiêm xuân bệnh phát triển mạnh vào tháng 5-6, còn vụ mùa là tháng
8-9 khi có nhiều mưa bão gây tổn thương cho lá lúa.
Nhìn chung, bệnh phát triển mạnh nhất vào giai đoạn lúa làm đòng đến
chín sữa vì đây là giai đoạn lúa mẫn cảm nhất với bệnh bạc lá.
Từ các nghiên cứu gần đây về vi khuẩn bạc lá Xoo cho thấy ở mỗi vùng,
lãnh thổ lại có một số chủng vi khuẩn bạc lá đặc trưng. Sự có mặt của các chủng
vi khuẩn bạc lá phụ thuộc vào cơ cấu các giống lúa và điều kiện tự nhiên của mỗi
vùng. Như ở Philipin tồn tại 6 chủng, Nhật Bản 12 chủng, Ấn Độ 9 chủng
(Leung et al., 1993). Còn ở Việt Nam, theo nghiên cứu của Phan Hữu Tôn và
cộng sự năm 2002 đã phân lập và xác định được ở miền Bắc Việt Nam có 10
chủng đang tồn tại. Gần đây, trong nghiên cứu về bệnh bạc lá ở 15 tỉnh miền
Bắc, Nguyễn Văn Viết và cs. (2005) đã nhận thấy các nhóm chủng Xoo thường
xuất hiện đan xen, ở một địa phương có thể xuất hiện nhiều nhóm chủng, trái lại
một nhóm chủng có thể hiện diện ở nhiều địa phương. Trên một vết bệnh đôi khi
có thể tồn tại một hoặc một số chủng vi khuẩn nhất định.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển bệnh.
Có nhiều yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sự phát sinh phát triển của
bệnh. Ẩm độ và lượng mưa là hai yếu tố quyết định cho sự phát sinh phát triển

của bệnh bạc lá, lượng mưa lớn và nhiều kèm theo gió bão không những làm tổn
thương đến lá khiến vi khuẩn dễ dàng xâm nhập mà còn tạo điều kiện cho vi
khuẩn sinh sản nhanh, tạo nhiều giọt dịch vi khuẩn và lây lan nhanh chóng.
Phân bón và thời kỳ bón cũng là yếu tố ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát sinh
phát triển của bệnh. Lượng đạm bón lớn làm thân lá phát triển mạnh, cây mềm
yếu và dễ bị tổn thương nên dễ bị nhiễm bệnh. Bón sớm, tập trung sẽ giảm khả
năng bị bệnh hơn so với bón muộn, rải rác. Bón đạm cân đối với lân và kali cũng

13


làm giảm khả năng nhiễm bệnh. Tuy nhiên, nếu bón quá nhiều đạm (>120 kg N/
ha) thì bón thêm lân và kali cũng không còn tác dụng.
Đất màu mỡ nhiều chất hữu cơ thì bệnh phát triển hơn ở chân đất cằn cỗi.
Những nơi đất chua, ngập úng, nhiều mùn, lúa bị che bóng bệnh cũng phát triển
mạnh hơn.
Giống cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh phát triển của bệnh
bạc lá. Các giống lúa cũ, lúa địa phương nhiễm bệnh nhẹ hơn so với các giống
lúa nhập nội có thời gian sinh trưởng ngắn, phàm ăn. Theo điều tra của Viện bảo
vệ thực vật thì các giống lúa lai Trung Quốc nhập nội từ năm 1993 – 1997 hầu
hết đều bị nhiễm bệnh bạc lá với mức tỷ lệ bệnh 50-80%, cấp phổ biến là 5-7,
nếu bệnh nặng năng suất giảm 20-50%.
2.2.7. Các gene kháng bệnh bạc lá lúa
Những nghiên cứu có tính chất hệ thống về gene kháng bệnh bạc lá lúa
được thực hiện tại Nhật Bản vào đầu thập kỷ 60 (Wu et al., 2008). Cho đến
những năm 80 của thế kỷ XX, Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế đã xác định bản
chất di truyền tính kháng bệnh là do gene quy định. Điều này được khẳng định
chắc chắn nhờ vào những nghiên cứu của các nhà khoa học cùng những kỹ thuật
hiện đại. Những gene kháng chủ lực từ nhiều nguồn tài nguyên di truyền đã được
xác định (Singh et al., 2007). Cho đến nay (năm 2015), có 40 gene (được ký hiệu

theo thứ tự lần lượt từ Xa1 đến Xa40) điều khiển tính kháng bệnh bạc lá ở lúa
được công bố (Yang, 2003), (Chen et al., 2011), (Kim SM et al., 2015). Các
gene kháng bạc lá có thể bị kiểm tra bởi một gene đơn trội (Xa1, Xa7, Xa21...)
hoặc một gene đơn lặn (xa5, xa13, xa24...) hoặc do hai gene liên kết với nhau
như : Xa1/Xa4, Xa1/Xa7, Xa1/Xa10...Một số gene kháng có cấu trúc Protein
tương đối giống nhau, chúng có trình tự axitamin giống nhau tới 53%, các nhà
khoa học kết luận là do chúng liên kết chặt hoặc do chúng allen với nhau như
Xa26 có protein gần giống Xa21, Xa22(t), Xa3 (Wang et al., 2006), (Xiang et
al., 2006). Phần lớn các gene này đã được phát hiện từ loài phụ Indica, hoặc
từ lúa hoang dại O. longistaminata, O. rufipogon, O. minuta và O. officinalis,
chỉ có một số ít được phát hiện từ loài phụ Japonica hoặc được tạo ra do sự
thay đổi di truyền (Zhang et al., 2009).
Một số gene kháng bạc lá và các chỉ thị phân tử liên kết gần với các gene
này đã được định vị trên bản đồ nhờ sử dụng các phương pháp RFLP, RAPD,
STS, SSR..(Sengsai et al., 2007). Các gene này được xác định nằm trên các nhiễm
sắc thể khác nhau như: Trên nhiễm sắc thể 1 có gene (Xa29t và xa34) (Chen et al.,

14