Nghiên cứu cải tiến một số giống lúa nếp đặc sản và cao sản bằng chiếu xạ tia gamma (co60) vào hạt nảy mầm

1

MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa gạo là cây lương thực chính, cung cấp lương thực cho hơn một nửa
dân số thế giới (G.Li et al., 2017)[96], nhất là cho người dân các nước châu
Á. Trong những năm qua, khi nhu cầu về gạo dẻo và thơm tăng mạnh, các
nước xuất khẩu gạo chính trên thế giới đã chuyển hướng tập trung nghiên
cứu, phát triển các giống lúa chất lượng, chống chịu sâu bệnh thì ở Việt Nam
vẫn chủ yếu phát triển các giống lúa năng suất cao, ít chú trọng đến chất
lượng. Do đó, mặc dù luôn đứng trong tốp 2-3 nước xuất khẩu gạo hàng đầu
trên thế giới nhưng giá trị ngoại tệ thu được còn thấp, chưa tương xứng với vị
trí đó.
Từ lâu, lúa nếp đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống
kinh tế, xã hội đặc biệt là đời sống tinh thần của người dân Việt Nam. Lúa nếp
chủ yếu được trồng nhằm phục vụ nhu cầu về lương thực, sử dụng trong các
lễ hội cổ truyền (lễ hội, cưới hỏi, đặc biệt không thể thiếu trong ngày tết
nguyên đán)
Tuy nhiên, diện tích gieo trồng lúa nếp ngày càng thu hẹp (chiếm
khoảng 7% diện tích trồng lúa), đặc biệt là các giống lúa nếp cổ truyền, cho
xôi dẻo, thơm và rất ngon. Do năng suất thấp, cây cao, dễ đổ, lại chỉ gieo
trồng được ở vụ mùa nên nhiều giống đã mất đi trong sản suất, một số khác
chỉ được trồng trên diện tích rất nhỏ, phục vụ nhu cầu của gia đình. Các giống
lúa nếp được gieo trồng nhiều với diện tích lớn đều là các giống cải tiến, năng
suất khá cao, gieo trồng được nhiều vụ trong năm như: N98, IRi352,… lại
không thơm hoặc thơm rất nhẹ.
Trong những năm qua, nhiều giống lúa nếp mới đã được tạo ra nhưng
mỗi giống lại có những nhược điểm nhất định nên chưa thực sự được mở rộng
trong sản suất như: N97, N98, ĐT52,… cho năng suất cao nhưng không
thơm; TK106, DT21, DT23, BM9603,… cho xôi dẻo và thơm ở mức độ khác

2

nhau nhưng năng suất còn hạn chế (Nguyễn Văn Vương, 2013)[65]
Ứng dụng phương pháp gây đột biến thực nghiệm, hoặc đột biến thực
nghiệm kết hợp với phương pháp lai truyền thống và chọn lọc, các nhà khoa
học trên thế giới và ở Việt Nam đã tạo được nhiều giống cây trồng đột biến
mới phục vụ cho sản xuất như: Tám thơm đột biến, nếp Phú Quý, ….
Nhằm góp phần tạo ra giống lúa nếp mới ngắn ngày, cho năng suất cao,
gieo trồng được nhiều vụ trong năm, cho xôi dẻo và thơm chúng tôi chọn đề
tài: “Nghiên cứu cải tiến một số giống lúa nếp đặc sản và cao sản bằng chiếu
xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm”
1.2.
i.

Mục tiêu nghiên cứu
Xác định được ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng (vụ xuân và vụ mùa)
thế hệ thứ nhất (M1) đến sự phát sinh một số đột biến về hình thái, nông
học có ý nghĩa cải tiến giống lúa cũ và tạo giống lúa mới ở M2.

ii.

Xác định được mối tương quan giữa tần số phát sinh một số kiểu đột
biến diệp lục với sự phát sinh một số đột biến có ý nghĩa cải tiến giống
lúa cũ và tạo giống lúa mới ở M2.

iii.

Xác định được sự khác nhau về hiệu quả gây đột biến khi chiếu xạ bằng
tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến.

iv.

Đánh giá được một số dòng đột biến phát sinh từ hai giống lúa nếp đặc
sản (Nếp cái Hoa vàng và Nếp Đuôi trâu) khi chiếu xạ bằng tia gamma
(Co60) vào hạt nảy mầm của hai giống lúa nói trên và tuyển chọn được
một số dòng ưu tú.

v.

Tạo được một số dòng đột biến ưu tú phát sinh từ dòng đột biến tự nhiên, mất
tính cảm quang (từ giống lúa Nếp cái Hoa vàng: HV-H) và tuyển chọn được dòng
ưu tú nhất được đặt tên là “giống lúa khảo nghiệm Nếp cái Hoa vàng đột biến”

1.3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài sử dụng 2 giống lúa nếp đặc sản: Nếp cái Hoa vàng và Nếp Đuôi


3

trâu; 3 giống lúa nếp cải tiến: Nếp Phú quý, Nếp N87, Nếp Lang liêu và 3
dòng đột biến HV-H, M50 và TK97
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
i.

Nghiên cứu sự cạnh tranh giữa các tế bào bình thường và các tế
bào đột biến khi gieo trồng M 1 ở các mùa vụ khác nhau. Mức độ
cạnh tranh được đánh giá bằng tần số và phổ đột biến (chỉ thực
hiện trên 3 giống gieo trồng M 1 ở vụ xuân và vụ mùa).

ii.

Nghiên cứu hiệu quả đột biến khi chiếu xạ bằng tia Gamma (Co60)
vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến (chỉ sử dụng 3
giống và 3 dòng đột biến)

iii.

Đánh giá đa dạng di truyền về mặt hình thái của 2 tập đoàn dòng đột
biến phát sinh từ 2 giống lúa nếp đặc sản

iv.

Đánh giá sự biểu hiện mùi thơm, tính ổn định và thích nghi của các
dòng đột biến có triển vọng tại các địa điểm nghiên cứu

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
Luận án đã có những đóng góp mới về lý luận cho khoa học trong lĩnh
vực Di truyền và chọn giống lúa đột biến như sau:
- Điều kiện mùa vụ (đặc biệt là các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, chế độ chiếu
sáng) gieo trồng thế hệ thứ nhất (M1) có ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát sinh các
đột biến có ý nghĩa cải tiến giống lúa cũ và tạo giống lúa mới ở thế hệ thứ 2
(M2); gieo trồng M1 ở vụ mùa thì cho tần số cao và phổ đột biến rộng hơn ở
M2 so với khi gieo trồng M1 ở vụ xuân.
- Tần số đột biến diệp lục kiểu bạch tạng (Albina) phát sinh ở M 2 có mối
tương quan thuận và chặt với tổng tần số và phổ của một số đột biến có ý
nghĩa cải tiến giống lúa cũ và tạo giống lúa mới cùng phát sinh ở thế hệ này

4

- Chiếu xạ hạt của các dòng đột biến cho hiệu quả phát sinh đột biến cao
hơn so với trường hợp chiếu xạ vào hạt giống gốc. Khi chiếu xạ vào hạt của
dòng đột biến (thuần chủng) vẫn phát hiện được các đột biến cũ và một số đột
biến mới phát sinh mở ra khả năng tăng cường số lượng đột biến khi chiếu xạ
nhiều lần vào hạt của cùng một dòng đột biến.
•Ý nghĩa thực tiễn
- Đã cải tiến được giống lúa nếp Đuôi trâu (dòng ĐT 4) về các đặc điểm
như: mất tính cảm quang, có cây thấp hơn, lá đòng đứng và xanh thẫm hơn,
năng suất cao hơn nhưng vẫn giữ được phẩm chất của gạo đặc sản, cho xôi
dẻo và thơm như giống gốc.
- Đã cải tiến được giống Nếp Phú quý (dòng PQ3) về các đặc điểm như:
hạ thấp chiều cao cây và rút ngắn thời gian sinh trưởng để trở thành giống lúa
nếp có thời gian sinh trưởng ngắn, cho năng suất cao nhưng vẫn giữ được chất
lượng gạo và mùi thơm
- Đã tạo chọn được giống lúa khảo nghiệm Nếp cái Hoa vàng đột biến đã
mất tính cảm quang, cho năng suất tương tự với giống nếp cao sản không có
mùi thơm được gieo trồng phổ biến ở các vùng trong cả nước nhưng vẫn duy
trì chất lượng gạo và mùi thơm gần như giống gốc.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU


5

1.1. Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo lúa, lúa nếp
1.1.1. Trên thế giới

Trong những năm qua, sản suất lúa gạo trên thế giới không ngừng tăng
về diện tích, sản lượng và năng suất (hình 1.1), theo thống kê của tổ chức
lương thực thế giới (FAO) năm 2015, tổng sản lượng lúa gạo toàn thế giới
khoảng 749,1 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2014 (741,8 triệu tấn). Trong đó,
khu vực Châu Á (677,7 triệu tấn) chiếm khoảng 90% sản lượng toàn thế giới.

Hình 1.1. Diện tích và sản lượng lúa toàn cầu giai đoạn 2006 - 2015
Hiện nay, có khoảng 114 nước trồng lúa, tập chung chủ yếu ở Châu Á
với hơn 90% về diện tích cũng như sản lượng lúa hàng năm. Do đó, Châu Á
được xem như vựa lúa của thế giới, sản suất lúa gạo tại Châu Á tập chung chủ
yếu ở Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Pakistan và Việt Nam (bảng 1.1)
Bảng 1.1. Sản lượng lúa của Việt Nam và một số nước chủ yếu trong
khu vực, giai đoạn 2010- 2014
Stt

Quốc gia

1
2

Malaysia
Lào

2010
2,465
3,071

Sản lượng thóc (triệu tấn)
2012
2013

2,599
2,604
3,489
3,415

2014
2,645
4,002


6

3
4
5
6
7
8
9
10

Campuchia
Philippin
Myanma
Thái Lan
Việt Nam
Indonexia
Ấn Độ
Trung Quốc

8,245
9,291
9,390
15,772
18,032
18,439
32,580
26,217
26,372
34,409
38,000
36,762
40,006
43,738
44,039
66,469
69,056
71,280
143,963
157,800
159,200
197,212
205,936
205,202
Niên giám thống kê, 2016 [36]

9,324
18,968
26,413
32,620

44,975
70,846
157,200
208,140

Theo Nguyễn Thị Sinh (2016) [41], hiện nay, cứ sau 14 năm dân số thế
giới tăng 1 tỷ người, với mức tiêu thụ 65 triệu tấn gạo cho 1 tỷ người/năm
(khoảng 100 triệu tấn thóc), để đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu thì đến
năm 2035, tổng sản lượng thóc phải tăng thêm 114 triệu tấn/năm. Tuy nhiên,
do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu nên trong những năm tới diện tích trồng
lúa sẽ giảm, năng suất trung bình tăng chậm, vấn đề đặt ra với ngành sản xuất
lúa gạo nói chung và với các nhà nghiên cứu nói riêng phải tiếp tục duy trì
năng suất, lấy chất lượng bù số lượng. Đặc biệt là cải tiến các giống lúa có
sẵn, thêm các tính trạng chống chịu với sâu bệnh và các mùa vụ bất thuận, rút
ngắn thời gian sinh, tăng vụ, luân canh cây trồng và phát triển nông nghiệp
bền vững.
Trong những năm qua, Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã tạo ra
được hàng ngàn giống lúa mới, với khoảng 65% diện tích lúa toàn thế giới,
trong đó, giống Nếp Iri352 đang được trồng khá phổ biến ở một số vùng của
Việt Nam.
Ở Thái Lan, các giống lúa cổ truyền chất lượng cao được gieo trồng
nhiều trong khi các giống lúa cải tiến ngắn ngày, năng suất cao chiếm tỷ lệ
thấp. Thái Lan đứng đầu thế giới về xuất khẩu gạo với các loại gạo hạt thon
dài, trắng trong, cơm thơm, ngon và gạo nếp với 4/6 loại gạo chất lượng chính


7

trên thị trường thế giới là Indica hạt dài chất lượng tốt, Indica hạt dài trung
bình chất lượng tốt, lúa thơm và lúa nếp.

Ngược lại, ở Lào chủ yếu trồng các giống lúa nếp cải tiến, ngắn ngày,
năng suất cao tại các vùng đất thấp, chủ động nước tưới, các giống cổ truyền
được trồng với diện tích nhỏ ở vùng đất cao không chủ động được nước tưới.
Đây là nguyên nhân chính gây hiện tượng xói mòn nguồn gen lúa nếp cổ
truyền ở Lào. Với khoảng 85 % sản lượng lúa cả nước, Lào là nước có sản
lượng lúa nếp lớn nhất khu vực Đông Nam Á (Chaudhary R.C và D.V.Tran,
2001)[63].
Ở Campuchia gieo trồng rất nhiều giống lúa nếp với khoảng 8% tổng
số các giống lúa gieo cấy, các giống lúa nếp đều cảm quang, trỗ bông vào đầu
tháng 10 với chất lượng cao.
1.1.2. Ở Việt Nam
1.1.2.1. Tình hình sản xuất lúa nếp
Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa và bờ biển dài (khoảng
3000km), địa hình phức tạp nên hình thành nhiều vùng canh tác lúa khác
nhau. Tùy mùa vụ tự nhiên, tập quán canh tác, phương pháp gieo trồng và
mùa vụ mà nghề trồng lúa hình thành và phát triển với 3 vùng chính: Đồng
bằng sông Hồng, Đồng bằng ven biển miền Trung và Đồng bằng Nam Bộ
Bảng 1.2. Diện tích và sản lượng lúa của Việt Nam giai đoạn 2005- 2016
Năm
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013

Diện tích (Triệu ha)

Tổng
ĐX
HT
M
7,329 2,942 2,349 2,037
7,324 2,995 2,317 2,011
7,207 2,988 2,203 2,015
7,400 3,013 2,368 2,018
7,437 3,060 2,358 2,017
7,489 3,085 2,436 1,967
7,655 3,096 2,589 1,969
7,761 3,124 2,659 1,977
7,902 3,105 2,810 1,986

Sản lượng (Triệu tấn)
Tổng
ĐX
HT
M
35,832 17,331 10,436 8,065
35,849 17,588 9,693 8,567
35,942 17,024 10,140 8,777
38,729 18,326 11,395 9,007
38,950 18,695 11,212 9,042
40,005 19,216 11,686 9,102
42,398 19,778 13,402 9,217
43,737 20,291 13,958 9,487
44,039 20,069 14,623 9,346

8

2014
2015
Sơ bộ - 2016

7,816
7,830
7,790

3,116 2,734 1,965 44,974 20,850 14,479 9,644
3,112 2,783 1,934 45,105 20,696 14,971 9,438
3,082 2,806 1,901 43,609 19,404 15,010 9,195

Ghi chú: ĐX: đông xuân; HT: hè thu; M: mùa (Niên giám thống kê 2016[36])

Diện tích trồng lúa của nước ta hàng năm đạt hơn 7 (triệu ha) và không
ngừng tăng lên từ 7,207 triệu ha (năm 2007) đến 7,902 triệu tấn (năm 2013).
Do ảnh hưởng của biến đổi khí nên năm 2014, 2015 và 2016 có phần giảm so
với 2013. Tuy nhiên, do sử dụng các giống lúa cải tiến, năng suất cao với kỹ
thuật thâm canh phù hợp nên sản lượng lúa vẫn tăng, từ 35,942 triệu tấn (năm
2007) đến 45,105 triệu tấn (năm 2015). Lúa được sản suất trong 3 vụ: đông
xuân, hè thu và mùa, trong đó vụ đông xuân chiếm khoảng 45% sản lượng
hàng năm (bảng 1.2).
Việt Nam với nền văn minh lúa nước lâu đời, sản xuất lúa gạo không
chỉ tạo ra giá trị kinh tế mà còn là một phần không thể thiếu trong đời sống
tinh thần của người Việt Nam. Trong những năm qua, nước ta có những bước
tiến vượt bậc về sản xuất lúa gạo, từ nước thiếu đói trở thành nước xuất khẩu
gạo hàng đầu trên thế giới. Theo Nguyễn Văn Bộ, 2016,[5], Trong nhiều năm
nay, Việt Nam luôn đứng trong tốp 2-3 nước xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế

giới, với thị phần toàn cầu gần 20% (bảng 1.3)
Bảng 1.3. Xuất khẩu gạo toàn cầu và của một số nước chủ lực (1.000 tấn)
Quốc gia
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Ấn Độ
4.637
10.250
10.480
11.588
11.046
9.000
Campuchia
860
900
1.075
1.000
1.150
900
Mỹ
3.246
3.298
3.295
2.998
3.472
3.350

Pakistan
3.414
3.339
4.126
3.600
4.000
4.400
Thái Lan
10.647
6.945
6.722
10.969
9.779
9.800
Việt Nam
7.000
7.717
6.700
6.325
6.606
7.000
Toàn cầu
36.486
39.967
49.493
44.115
42.799
41.353
Trong 35 năm qua năng suất trung bình của Việt Nam tăng 3,68 tấn/ha,
tương đương 169,6%, gấp 5,75 lần Thái Lan, 46 lần Ấn Độ và bằng 3 lần

trung bình thế giới (bảng 1.4.).


9

Bảng 1.4. Năng suất lúa Việt Nam và Thế giới
Năng suất (tấn/ha)
Quốc gia/vùng
Thế giới
Châu Á
Mỹ
Trung Quốc
Ấn Độ
Pakistan
Nhật Bản
Hàn Quốc
Thái Lan
Việt Nam

1980

2015

2,75
2,79
4,95
4,13
3,49
2,43
5,13

4,85
1,89
2,17

4,43
4,57
8,37
6,89
3,57
3,33
6,63
7,22
2,53
5,85

2015 so với 1980
Năng suất tăng
Tăng trung
Tấn/ha
%
bình năm (%)
1,68
61,1
1,75
1,78
63,8
1,82
3,42
69,1
1,97

2,76
66,8
1,91
0,08
2,29
0,07
0,90
37,0
1,06
1,50
29,2
0,83
2,37
48,9
1,40
0,64
33,9
0,97
3,68
169,6
4,85

Theo Nguyễn Văn Bộ, 2016,[5],

Tuy nhiên, giá trị xuất khẩu lại thấp hơn đáng kể so với các nước khác, do
hạn chế về chất lượng nên giá gạo xuất khẩu loại 5% và 25% của ta luôn thấp
hơn Thái Lan và thấp hơn nhiều so với gạo basmatis của Pakistan (bảng 1.5).
Bảng 1.5. Giá gạo xuất khẩu của một số nước, USD/tấn
Năm
2011

2012
2013
2014
2015
Tháng 1
Tháng 2
Tháng 3
2016
Tháng 4
Tháng 5
Tháng 6

Thái

Việt

Thái

Việt

US, #

Pakistan

Thái Hom,

5%
549
573
518

423
386
369
384
384
393
433
441

5%
505
432
391
410
353
353
344
357
364
365
358

25%
511
560
504
382
373
361
374

375
383
415
422

25%
467
397
363
377
334
340
330
341
345
346
337

1.4%
821
718
692
1007
857
775
770
745
691
658
610

basmatis Mali grade A
1.060
1.054
1.137
1.091
1.372
1.180
1.324
1.150
849
1.008
734
783
745
795
681
793
679
797
750
802
825
830

Theo Trần Xuân Định và cs (2016)[16], Tính đến tháng 5 năm 2015, cả
nước có 379 giống lúa được phép sản xuất kinh doanh, với 21 giống lúa nếp.


10

Trong đó, 122 giống không còn trong sản suất. Trong thực tế một số giống
mới đã được công nhận chính thức nhưng do thoái hóa nên ít được bà con
gieo trồng, thậm chí không còn trong sản xuất. Ngược lại, có nhiều giống địa
phương, đặc sản được gieo cấy nhiều năm, nhưng không có hồ sơ nên không
được thống kê, trong đó chủ yếu là các giống lúa nếp. Theo thống kê, cả nước
hiện đang gieo cấy 18 giống lúa nếp với diện tích 176 ngàn ha với 5 giống có
diện tích trên 10.000 ha là: N97, N98, N87, nếp Cái Hoa Vàng và nếp Bè,
trong đó giống N97 có diện tích lớn nhất với 58.000 ha.
Lúa nếp được trồng chủ yếu ở Đồng bằng sông Hồng, Trung du miền
núi phía Bắc và Bắc Trung Bộ. Trong đó, Đồng bằng sông Hồng gieo trồng 17
giống với diện tích 78,6 nghìn ha, chiếm 7% diện tích, Trung du miền núi
phía Bắc gieo trồng 14 giống với diện tích 35,5 nghìn ha, chiếm 5,61% diện
tích (bảng 1.6) theo Trần Xuân Định và cs (2016)[16]
Bảng 1.6. Số lượng, diện tích và tỉ lệ % gieo trồng của lúa nếp
Khu vực/ vùng
Trung du miền núi phía Bắc
Đồng bằng sông Hồng
Bắc trung bộ
Duyên hải nam trung bộ
Tây nguyên
Đông nam bộ

Số giống
Nếp
Tổng
14
144
17
133

10
117
3
74
3
84
2
52

Diện tích

Tỷ lệ % theo

(103 ha)
35,5
78,6
38,8
2,05
0,61
15,84

khu vực
5,61
7,0
5,6
0,6
0,2
0,4

Ở mỗi khu vực, số giống, loại giống và diện tích gieo trồng khác nhau

(bảng 1.6), lúa nếp được trồng chủ yếu ở vụ mùa và đông xuân, ít được gieo
trồng ở vụ hè thu và thu đông. Các giống nếp cổ truyền chiếm một tỷ trọng
nhất định ở mỗi khu vực, đây là các giống được trồng lâu đời, do đó, thích
ứng với mùa vụ khí hậu tại địa phương. Tuy nhiên, do năng suất thấp và thời
gian sinh trưởng dài, dễ đổ,... nên diện tích ngày càng thu hẹp. Theo chúng


11

tôi, mỗi địa phương cần lựa chọn một hay một số giống chủ lực và gieo trồng
tập chung để dễ quản lý và lúa nếp có thể trở thành mặt hàng có giá trị


12

ĐBSCL

BTB

ĐBSH

TDMNPB

Bảng 1.7. Diện tích gieo cấy các giống lúa nếp chủ lực ở các khu vực chủ yếu
STT

Tên giống

1
2

3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1

IR 352 (N87)
N97
Nếp cái Hoa vàng
Nếp Lang liêu
Giống địa phương
Các giống khác
N 97 (Nếp 97)
Nếp cái Hoa vàng

IR 352 (N87)
Nếp 415
BM 9603
Giống địa phương
N98
N97
IR352 (N87)
Nếp cái Hoa vàng
Phú Quý
Lang Liêu
BM 9603
ĐT 52
Các giống khác
Giống địa phương
Cái Bè

Tổng
9,472
9,119
2,264
2,004
5,847
4,054
40,83
6,51
6,00
4,39
3,65
3,40
12,60

7,50
2,64
1,80
1,40
0,80
0,37
3,20
1,09
7,45
10,680

2

Giống địa phương

5,155

Diện tích gieo trồng (1000 ha)
Đông xuân mùa Hè thu Thu đông
3,766
5,706
2,539
6,580
0,394
1,870
0,690
1,314
0,761
5,086
1,549

2,505
19,98
20,84
0,0
6,51
2,44
3,57
2,28
2,13
2,09
1,55
0,73
3,27
6,35
6,25
4,94
1,00
1,56
1,11
1,53
1,00
0,60
0,80
0,50
0,30
0,19
0,18
1,17
0,50
1,52

0,36
0,30
0,43
4,50
2,95
3,560
3,560
3,560
3,660

-

1,495

-

1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp
Theo Trần Xuân Định (2013)[15], trong những năm qua, số giống lúa
gửi khảo nghiệm tăng nhanh (nhanh nhất trong tất cả các giống cây trồng) với
số lượt giống trong vụ xuân 2010; 2011, 2012 là: 149 – 156 – 243 và 132 – 161
– 188 trong vụ mùa. Điều này cho thấy, công tác nghiên cứu, chọn tạo giống lúa
đã và đang được chú trọng, hơn nữa việc nghiên cứu, chọn tạo giống mới không
chỉ ở các cơ quan nghiên cứu, các Viện, Trung tâm mà một lượng lớn giống


13

tham gia khảo nghiệm do các công ty sản suất, kinh doanh trong lĩnh vực giống
cây trồng, các công ty liên doanh và do cá nhân thực hiện
Theo Nguyễn Văn Tuất và cs (2013)[60], giai đoạn 2011 – 2013, Viện

khoa học nông nghiệp Việt Nam được công nhận chính thức 10 giống lúa mới
(PC6; CH208; P371; P6ĐB; PĐ211; P9; HDT8; HT18; gia lộc 102 và DT57)
và nhiều dòng triển vọng đang đề nghị công nhận cho sản xuất. Trong giai
đoạn này, Viện di truyền Nông nghiệp đã chọn tạo được 6 dòng lúa triển vọng
mang gen kháng bạc lá bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn (NC24; NC39;
NC93; NC 96; NC 97; NC 198) và 11 dòng lúa đột biến triển vọng từ 237
dòng đột biến kháng bạc lá, đạo ôn, chịu mặn. Đặc biệt giống lúa đột biến
triển vọng, chịu mặn DT80 đang được đăng ký khảo nghiệm.[67]
Theo báo cáo của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam[68], thành tựu
nổi bật trong nghiên cứu tạo giống lúa nếp của Viện CLTCTP là đã tạo ra các
giống lúa N87, N98, N100… Đây là các giống có TGST ngắn: 105-115 ngày,
năng suất đạt 55-70 tạ/ha/vụ, có thể gieo cấy cả 2 vụ trong năm. Hiện nay,
khoảng 80% diện tích canh tác lúa nếp tại các tỉnh miền Bắc và miền Trung
được gieo cấy bằng các giống lúa nếp của Viện CLTCTP.
Tuy nhiên, các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung nghiên cứu
theo hướng tăng năng suất, chưa thực sự chú trọng vào chất lượng, đặc biệt là
lúa nếp.
Gần đây, khi đời sống kinh tế có nhiều chuyển biến, nhu cầu sử dụng
gạo dẻo và thơm ngày càng tăng, đặc biệt là gạo nếp. Do đó, đã thu hút được
sự quan tâm của một số nhà nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống cây
trồng. Ông Huỳnh Nguyệt Ánh và cs, (2012)[1], nghiên cứu mức độ ổn định
của 18 giống lúa nếp tại Đồng bằng sông Cửu Long, đã xác định được các
giống lúa nếp thích ứng cho từng vùng ở mỗi mùa vụ, phụ vụ cho việc bảo tồn
và phát triển các giống lúa nếp ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Ngô


14

Thị Hồng Tươi và cs (2014)[64], Nghiên cứu đa dạng di truyền của 46 dòng
giống lúa cẩm, trong đó có 32 giống nếp cẩm địa phương, 12 giống tẻ cẩm và

2 giống nhập nội. Kết quả cho thấy: Hầu hết các giống nếp cẩm thuộc loại
hình japonica, một số có hàm lượng Anthocyanin cao, kết quả này cung cấp
những thông tin hữu ích cho công tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa đặc sản.
Trần Văn Minh, Đỗ Thị Diệu Hạnh (2015)[30], Đánh giá thực trạng sản xuất
và xác định rõ đặc điểm Nông - sinh học của các giống lúa nếp địa phương
(Nếp Ba tháng, Nếp Lân và Nếp Ngự) được trồng lâu đời tại tỉnh Ninh Bình.
Từ đó, đề xuất phương án phục tráng lại các giống này nhằn bảo tồn và tiếp
tục phát triển chúng trong sản xuất.
Nhằm cung cấp các thông tin hữu ích cho công tác phục tráng cũng như
chọn tạo các giống lúa nếp mới từ nguồn nếp cổ truyền, Đoàn Thanh Quỳnh
và cs (2016)[40], đã nghiên cứu đánh giá 42 mẫu giống lúa nếp địa phương tại
Điện Biên. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các mẫu này rất đa dạng về kiểu
hình và kiểu gen, là nguồn vật liệu quý cho các nghiên cứu chọn tạo giống lúa
nếp mới; Trần Thị Lợi và cs (2013)[27], đã nghiên cứu, phục tráng thành công
giống lúa nếp đặc sản Nếp Ba tháng cho tỉnh Ninh Bình, xây dựng thành công
quy trình kỹ thuật gieo cấy, nhằm tiếp tục mở rộng trong sản xuất; Phan Hữu
Tôn (2016)[54], khảo sát đánh giá khả năng kháng bệnh đạo ôn, bạc lá và rầy
nâu của giống lúa nếp Đèo Đàng bằng cách lây nhiễm nhân tạo 10 chủng gây
bệnh bạc lá ở miền Bắc Việt Nam, 2 quần thể rầy nâu và 3 isolate nấm gây bệnh
đạo ôn, đồng thời sử dụng chỉ thị phân tử để xác định các gen kháng. Kết quả
cho thấy, giống Nếp Đèo đàng có gen xa7 kháng bạc lá và pi-ta kháng đạo ôn và
có khả năng kháng tốt với các bệnh tương ứng; Nguyễn Thị Hảo và cs (2015)
[18], nghiên cứu xác định ảnh hưởng của lượng phân bón và mật độ cấy đến sinh
trưởng, phát triển và năng suất của giống nếp Cẩm ĐH6, đã xác định được liều


15

lượng phân bón và mật độ cấy thích hợp với giống nếp Cẩm ĐH6, cung cấp tư
liệu quý cho việc hoàn thiện quy trình kỹ thuật phục vụ cho sản xuất.

Sản xuất lúa nếp ở nước ta trong những năm qua chưa được quy hoạch
hợp lý, chủ yếu do nhu cầu tự phát, phục vụ nhu cầu sử dụng của gia đình.
Gần đây, do nhu cầu sử dụng tăng cao, đặc biệt là giá trị của lúa nếp cao hơn
từ 1,2- 1,5 lần so với lúa tẻ nên người dân bắt đầu chuyển sang trồng lúa nếp
thay cho lúa tẻ khiến diện tích gieo trồng lúa nếp tăng mạnh ở một số địa
phương như: An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Tiền Giang…
Trong vài năm gần đây, sản lượng xuất khẩu lúa nếp tăng nhanh, từ 0,5
triệu tấn (năm 2015) đến khoảng 1 triệu tấn (năm 2016), dự kiến năm 2017,
diện tích gieo trồng lúa nếp có thể đạt 356.000ha với sản lượng xuất khẩu
khoảng 1,2-1,3 triệu tấn (tăng 20-30% so với 2016).

Hình 1.2. Sản lượng lúa nếp xuất khẩu của Việt Nam 2015-2017
Theo báo cáo của ngân hàng thế giới tại hội nghị thường niên của hiệp
hội các Viện nghiên cứu Nông nghiệp châu á Thái Bình Dương (APAARI) tại
Bangkok tháng 9/2015 thì Việt Nam đầu tư cho nghiên cứu, phát triển trong
lĩnh vực nông nghiệp hàng năm thấp (chiếm 0,2% GDP), tỷ lệ này ở Braxin là
1,8% (2006), Trung Quốc là 0,5% (2007). Hiệu quả sản xuất trong lĩnh vực
trồng trọt còn thấp, đầu ra bấp bênh, giá cả không ổn định nên thu nhập của
nông dân, đội ngũ cán bộ làm công tác nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ kỹ
thuật trong nông nghiệp thấp hơn nhiều so với các ngành khác.


16

Trong những năm tới, việc nghiên cứu chọn tạo các giống cây trồng nói
chung và cây lúa nói riêng tập trung theo hướng năng suất cao, chất lượng tốt,
theo yêu cầu thị trường, có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu, chống
chịu tốt với mùa vụ bất lợi của môi trường: hạn, úng, mặn, phèn và chống
chịu các loại sâu bệnh hại chính, đồng thời phục hồi, khai thác và phát triển

giống cây trồng bản địa, đặc sản.
1.2. Nguồn gốc và phân loại cây lúa, lúa nếp
1.2.1. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp
Lúa trồng (O.sativa L) thuộc họ hoà thảo Poaceae (Gramineae), chi
Oryza. Ngoài loài lúa trồng O.sativa L và O.glaberrima còn 21 loài lúa dại
phân bố khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới. Hầu hết các giống
lúa trồng hiện nay thuộc loài O.sativa L. Từ O.sativa L phân hoá ra 2 dạng
điển hình là: lúa Tiên (Indica) và lúa Cánh (Japonica), ngoài ra còn một dạng
trung gian (Javanica).
Có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc cây lúa. Theo Sampth và
Rao (1951), Ting (1993), lúa trồng châu Á (O.sativa L) có nguồn gốc từ
Trung Quốc và Ấn Độ. Chang T.T (1985), lại cho rằng tổ tiên của loài lúa
trồng ở Châu Á xuất hiện vào thời kỳ đồ đá mới cách đây khoảng 10- 15
nghìn năm tại vùng chân núi phía Nam dãy Hymalaya, miền Nam và Đông
Nam châu Á. Theo Phan Phước Hiền (2008)[19], lúa trồng ở châu Á xuất hiện
cách đây khoảng 8 nghìn năm, tuy nhiên vẫn chưa có kết luận chắc chắn về tổ
tiên trực tiếp của nó. Theo Huang X et al., (2015)[106], Civsavn P et al.,
(2015)[86], lúa trồng châu Á đã trải qua quá trình tiến hóa lâu dài để thích
ứng với các môi trường khác nhau và được phân chia thành 3 nhóm chính là:
Indica, Japonoca (Sinica) và Javanica (Japonica nhiệt đới), giữa chúng có
một số đặc điểm về hình thái thân, lá, hạt có thể dùng để nhận biết, đặc biệt là
hàm lượng Amyloza và Amylopectin và khả năng chị hạn, lạnh thể nhận biết


17

được. Các giống lúa Japonica thường có năng suất cao hơn lúa indica khaongr
0,5-1tấn/ha (Hoang Tuyết Minh và cs 2016)[32]
Takane Matsuo (1997), cho rằng lúa nếp Nương là dạng khởi nguồn
của lúa trồng vì nó được tìm thấy đầu tiên ở Assam-Yunnan, nơi lúa nếp

chiếm ưu thế.
Watabe (1976), cho rằng: lúa nếp có nguồn gốc từ Lào và vùng Bắc,
Đông bắc Thái Lan. Ngoài ra, vùng Shan và Kachin của Myanmar;
Kwangsichuang và Yunnan của Trung Quốc; khu vực biên giới Campuchia, Thái
Lan và Lào; vùng núi, khu vực biên giới Việt Nam và Lào là những vùng trồng
nhiều lúa nếp. Cùng quan điểm đó, Chaudhary R.C. và D.V.Tran (2001)[81],
cho rằng: Lào và Đông Bắc Thái Lan là Trung tâm xuất xứ của lúa nếp.
Tuy nhiên, quan điểm của Khush (1997), về sự tiến hóa của hai loại
lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới (hình 1.3) được nhiều nhà khoa
học thừa nhận


18

Tổ tiên chung
Nam và Đông Nam Á

Tây Phi Châu

Lúa dại đa niên

O. rufipogon

O. longistaminata

Lúa dại hàng niên

O. nivara

O. breviligulata

Lúa trồng

O. Sativa

Indica
ôn đới

O. sativa

O. glaberrima

Japonica
nhiệt đới

Hình 1.3. Nguồn gốc của lúa trồng (Khush (1997)
1.2.2. Phân loại lúa, lúa nếp
Theo Đặng Quang Hào và cs (2006) [17], từ lâu các nhà khoa học đã
dựa vào dạng nội nhũ để phân biệt lúa nếp với lúa tẻ. Dựa trên các đặc điểm
hình thái, sinh lý để nhận biết các dạng lúa. Theo IRRI (1996) [109], gạo nếp
có hàm lượng Amylose thấp (< 5%). Việc phân biệt dạng nội nhũ của các
giống địa phương giúp cho các nhà quản lý nguồn gen xác định kỹ thuật bảo
quản phù hợp với nguồn gen đó (lúa nếp có tuổi thọ ngắn hơn so với lúa tẻ
trong bảo quản).
Theo Nguyễn văn Vương, 2013)[65], cấu tạo tinh bột của nội nhũ là căn cứ
chủ yếu để phân chia lúa thành lúa nếp và lúa tẻ. Nội nhũ lúa tẻ tích luỹ tinh bột
dạng amyloza, mỗi phân tử amyloza gồm 200 đến 1000 đơn vị glucose, nối với


19

nhau bởi các liên kết α-1,4 glocozit. Amyloza có cấu trúc xoắn, cứ 6 phân tử
glucose nối thành vòng với khối lượng phân tử dao động từ 10.000 đến 100.000 đơn
vị, amyloza chuyển thành màu xanh khi nhuộm với với Iốt. Nội nhũ lúa nếp tích luỹ
tinh bột dạng amyloza pectin có phân tử lớn, gồm từ 20 đến 25 đơn vị glucose xếp
thành nhánh liên kết với nhau bởi liên kết α- 1,4 và 1,6- glocozit, phản ứng với Iốt
chuyển màu đỏ tía. Vì vậy, để phân biệt lúa nếp và lúa tẻ người ta nhuộm tinh bột
bằng dung dịch KaliIotđua (KI) 1% .

Amyloza

Amylopectin
Hình 1.4. Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin

Hình 1.5. Nội nhũ của lúa nếp và lúa tẻ khi nhuộm KI

1.3. Các phương pháp tạo chọn giống lúa mới


20

1.3.1. Lai hữu tính
Lai giống là sự giao phối (thụ phấn, thụ tinh) giữa hai hay nhiều dạng
bố mẹ có nền di truyền khác nhau nhằm tạo ra biến dị tái tổ hợp theo mục tiêu
chọn giống. Lai hữu tính tạo giống mới thường được áp dụng với các loại cây
trồng có cấu tạo hoa hoàn chỉnh. Hiện nạy, có rất nhiều phương pháp lai được
áp dụng để tạo các thể lai F1 như:
• Lai đơn (single cross): là lai một lần giữa 2 dạng bố mẹ với nhau (A x B)
• Lai ba (three – Way cross) là lai giữa con lai F1 của cặp lai đơn với 1 bố
hoặc mẹ khác (A x B) x C;

• Lai kép (double cross) là lai giữa 2 con F1 của 2 phép lai đơn (A x
B)x(CxD)
• Lai đỉnh (top cross) là lai tất cả các dòng/giống với vật liệu thử gọi là tester,
trong1 phép lai ít nhất phải có 2 tester, vật liệu thử luôn làm mẹ và phải ổn
định về mặt di truyền, có khả năng kết hợp chung thấp, phổ di truyền rộng
(Arnel R. Hallauer và cs,. 2010).
• Lai dialen (dialen cross) là lai lần lượt các dòng, giống với nhau nhằm xác
định khả năng kết hợp riêng (SCA-Specific Combining Ability) hoặc luân giao
lần lượt thực hiện cả lai thuận, lai nghịch và tự phối;
• Lai trở lại (back cross) là sử dụng con lai F1 của phép lai đơn, lai trở lại với
bố mẹ của chúng. Lai trở lại nhằm chuyển một gen mong muốn vào một
giống hay một dòng ưu tú nào đó, có thể tiến hành 1 hay nhiều lần, đến khi
đạt mục tiêu thì dừng lại
• Lai trở lại nhờ marker (MAB- Marker Assisted Bachkcrossing) là phương
pháp kết hợp giữa phương pháp truyền thống với hiện đại, sau khi tiến hành
lai trở lại, ngay ở thế hệ đầu các con lai sẽ được sàng lọc bằng kỹ thuật
marker phân tử.


21

• Lai hồi quy (Conservatative cross) là thực hiện hai hãy phép lai trở lại, một
dãy lai trở lại với bố, một dãy lai trở lại với mẹ đến BC6F1 thì dừng lại và lai
con lai của hai dãy với nhau.
• Lai nhiều bậc (Convergent cross) là sử dụng con lai trong phép lai đơn, lai
với một giống có tính trạng mong muốn, con lai nhận được có thể tiến hành
lai với một giống khác có đặc tính mới. Cứ như thế có thể tiếp tục lai với
nhiều giống khác nhau mà mỗi giống có ưu điểm riêng nhằm tập trung các ưu
điểm đó trong con lai.
• Lai nhiều bố mẹ (multi – parent hibridization) là lai nhiều cặp bố mẹ với

nhau, sau đó lai các con lai của chúng với nhau theo từng cặp và cứ tiếp tục
như thế đến khi còn con lai duy nhất ở thế hệ sau cùng.
• Lai quy tụ gen dụa trên marker phân tử (marker- assisted gene pyramiding)
là việc sử dụng các phép lai nhằm quy tụ các gen mong muốn. Để thực hiện
được việc này trước hết cần chọn được một giống có nền di truyền tốt, giống
này được tiến hành lai lần lượt với các giống khác “thể cho” với các tính trạng
cần quy tụ như: thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, kháng bệnh… Sau
mỗi phép lai nhờ marker phân tử lên kết chặt với các gen cần quy tụ kiểm tra
và sàng lọc để thu được con lai mong muốn.
Ngoài các phương pháp lai nói trên còn có phương pháp lai tế bào
xoma (xomatic hibridization) cũng góp phần lớn trong công tác chọn tạo
giống cây trồng.
Ưu điểm: kỹ thuật đơn giản, dễ làm, không tốn kém
Nhược điểm: tạo nhiều biến dị tổ hợp, mức độ phân ly ở các thế hệ sau cao
1.3.2. Đột biến thực nghiệm
Đột biến là sự thay đổi trong vật chất di truyền của tế bào, ở mức lớn
hơn là phá vỡ sự sắp xếp của nhiễm sắc thể (NST), có thể di truyền lại cho
con cái ở các thế hệ sau (Vũ Văn Liết và cs, 2013 [24]).


22

Ưu điểm:
Tạo ra nguồn biến dị di truyền vô cùng phong phú cho chọn giống.
Có khả năng tạo ra giống mới, nhanh, ổn định, không phân ly, có nhiều
đặc tính, tính trạng quý như: chín sớm, không cảm quang (Tám Thơm
đột biến), năng suất cao, chống chịu sâu bệnh, tăng hàm lượng protein,
lipid, glucid trong sản phẩm; các dòng bất dục đực dùng trong tạo giống ưu
thế lai.
Làm mất đi mối liên kết cũ, xây dựng mối liên kết mới dẫn đến

làm tăng khả năng tổ hợp của gen.
Nhược điểm: Đột biến tạo ra các biến dị rời rạc, không định hướng;
không xác định được vị trí hay số lượng gen bị biến đổi; phần lớn đột biến là
các biến dị có hại, tỷ lệ biến dị có lợi thấp.
Hugo de Vries là người đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống về
đột biến, các nghiên cứu được thực hiện từ năm 1880 đến năm 1991 ông đã
đưa ra “học thuyết đột biến”. Từ đó đến nay rất nhiều các nhà khoa học trong
và ngoài nước nghiên cứu ứng dụng đột biến trong chọn giống cây trồng nói
chung và giống lúa nói riêng với nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Đến nay,
hàng trăm dòng/ giống lúa đã được tạo ra nhờ đột biến, riêng ở Việt Nam
hàng chục giống lúa đột biến đã được các nhà chọn giống tạo ra với nhiều
giống có giá trị như: Tám thơm đột biến, Khang Dân đột biến,…
1.3.3. Nuôi cấy bao phấn
Quy trình nuôi cấy bao phấn (Vũ Văn Liết và cộng sự (2013)[24]
Bước 1: Lựa chọn kiểu gen: có vai trò quan trọng quyết định đến sự thành
công của việc nuôi cấy, bao phấn của các loài khác nhau có tỷ lệ tạo callus
khác nhau.
Bước 2: Trồng và chăm sóc cây cho phấn trong mùa vụ thích hợp, trong một
số trường hợp có thể trồng và chăm sóc trong nhà kính, nhà lưới,..


23

Bước 3: Chuẩn bị môi trường nuôi cấy: tùy theo đối tượng bao phấn của các
loài khác nhau mà sử dụng môi trường phù hợp.
Bước 4: Thu nụ hoa, khử trùng và bảo quản: nụ hoa được thu trong giai đoạn
hình thành tiểu bào tử đơn nhân. Silva.T.D và W.J. Ratnayakr (2009)[141] cho
rằng: thời điểm thu hoa là khi bông lúa vẫn còn trong bẹ lá đòng. Sau khi thu
hoa cần xác định thời điểm nuôi cấy cho phù hợp và khử trùng để bảo quản
chờ nuôi cấy.

Bước 5: Nuôi cấy callus và tái sinh cây: môi trường nuôi cấy bao phấn thường
là MS hoặc N6 có cải tiến phù hợp với mỗi loại cây trồng
Bước 6: Chuyển cây ra giá thể, ngoài đất và đánh giá chọn lọc dòng:
trồng cây ra chậu đất chứa dinh dưỡng phù hợp hoặc trong đất trong nhà kính,
nhà lưới, quan sát đánh giá các dặc điểm hình thái, nông học và xác định độ
bội.
Ưu điểm: Rút ngắn thời gian tạo dòng thuần và tạo giống cây trồng mới;
giống mới sạch bệnh và có độ thuần di truyền cao.
Nhược điểm: Kỹ thuật nuôi cấy phức tạp và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố
như: kiểu gen, tuổi hạt phấn, trạng thái sinh lý của túi phấn, hạt phấn,...kết
quả nuôi cấy có thể hình thành nên cây đơn bội, lưỡng bội hay đa bội nên cần
sàng lọc sau nuôi cấy. Cây đơn bội không có khả năng sinh sản hữu tính, do
đó, để tạo thành giống hoàn chỉnh cần tiến hành lưỡng bội hóa tạo cây đơn
bội kép.
Đặc biệt, nuôi cấy bao phấn ở lúa gặp nhiều khó khăn do khả năng tạo
callus của hạt phấn rất thấp và sai khác lớn khi tái sinh cây (Niizeki vaf Oono,
1968, Harn, 1969, Iyer vaf Raina, 1972). Tuy nhiên, bằng phương pháp nuôi
cấy bao phấn đã tạo được một số giống như: Khao 85, Khao 1105, VH2, DR1,
DR2, DR3


24

1.3.4. Nhập nội
Là phương pháp nhập giống của quốc gia, vùng lãnh thổ khác về trồng
trong nước, trong môi trường mới, các giống cây trồng này được trồng, chăm
sóc và chọn lọc nhằm tạo ra dòng, giống mới, phù hợp với mùa vụ gieo trồng
trong nước. Lê Quốc Thanh và Cs (2015)[45], nghiên cứu đánh giá 9 dòng
/giống lúa japonica nhập nội tại các tỉnh Đồng bằng sông Hồng và miền núi
phía Bắc đã chọn được 4 giống lúa: ĐS1, ĐS3, J01, J02 có năng suất cao hơn

hẳn các giống Japonoca khác.
1.3.5. Tạo giống mới bằng kỹ thuật gen
Kỹ thuật di truyền hay kỹ thuật tái tổ hợp ADN (Recombinant DNA
technology) là hệ thống kỹ thuật nhằm kết hợp một gen hay một số gen của
loài này vào hệ gen của loài khác và chuyển ADN tái tổ hợp đến nơi nó sẽ
được tái bản và biểu hiện
Ưu điểm: có thể chuyển một hay một số gen quý và cơ thể mới vẫn đảm bảo
sự hoạt động của nó như: gen kháng thuốc diệt cỏ, kháng côn trùng,…
Nhược điểm: đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, chi phí khá lớn. Đặc biệt, khi mặc
dù chưa có bằng chứng về tác hại của các cây chuyển gen song vẫn tiềm ẩn
các nguy cơ, do đó khó được thị trường chấp nhận.
Ngoài ra, các nhà khoa học còn sử dụng các phương pháp khác như: dung hợp
tế bào trần (Lai tế bào) hay kết hợp giữa các phương pháp tạo giống truyền
thống với phương pháp phân tử đã đem lại những kết quả đáng ghi nhận như:
tạo thành công giống Bắc thơm 7 kháng bạc lá (BT7 kháng bạ lá).
1.4. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến
Đột biến tự nhiên được phát hiện đầu tiên năm 1900 – 1905 bởi nhà bác
học người Áo Hugo De Vries ở cây Oenothera lamarkiana, ông đã nghiên cứu
quy luật phát sinh các đột biến tự nhiên và khái quát thành thuyết đột biến.


25

Năm 1927, H.J. Muller chứng minh hiện tượng đột biến có thể gây ra
một cách nhân tạo, ông đề nghị sử dụng việc chiếu xạ (tia X) để gây đột biến
nhân tạo trong công tác chọn tạo giống cây trồng. Năm 1928, L. J. Stadler đã
mô tả hiệu ứng gây đột biến của tia X và tia Gamma trên lúa mạch và ngô,
đây là công trình nền tảng mở đầu cho khoa học chọn tạo giống cây trồng
bằng đột biến.
Trần Duy Quý và cs., 2009) [29] cho rằng: chọn giống đột biến tạo ra

sự đa dạng về di truyền của vật liệu khởi đầu nhanh và hiệu quả, chỉ làm thay
đổi một hoặc một vài tính trạng mà không làm ảnh hưởng tới những tính trạng
khác của cây trồng. Hiện nay, đột biến thực nghiệm được áp dụng rộng rãi
trong chọn tạo giống cây trồng bằng xử lý các tác nhân vật lý - hóa học (tia
Gamma, Rơntghen, Alpha, Beta và các hợp chất alkyl hóa, các đồng đẳng của
base nitơ…) nhằm tạo ra những đột biến có lợi cho chọn giống (Lê Duy
Thành, 2001 [34]; Khuất Hữu Thanh, 2003[33]).
1.4.1. Tác nhân phóng xạ gây đột biến
Tia X, tia Gamma, tia tử ngoại,… là những tác nhân phóng xạ đã và
đang được xử dụng rộng rãi trong công tác chọn tạo giống cây trồng. Trong
khi các tác nhân hóa học chủ yếu được sử dụng để gây đột biến điểm thì tác
nhân vật lý gây nên những biến đổi lớn như làm đứt, gãy và cấu trúc lại nhiễn
sắc thể [114]. Dựa vào đặc tính oxi hóa người ta chia thành 2 nhóm
• Nhóm bức xạ không ion hóa: khi xuyên qua các mô của cơ thể sinh vật,
không gây ion hóa mà chỉ kích động phân tử, sức xuyên thấu yếu nên thường
dùng để xử lý hạt phấn và bào tử.
• Nhóm phóng xạ ion hóa: mang năng lượng cao, có khả năng xuyên sâu vào
các mô sống gây ra phản ứng hóa phóng xạ, tạo các cặp ion hóa trong môi
trường mà chúng thâm nhập, cũng như gây ra sự kích động phân tử. Nhóm
phóng xạ ion hóa gồm 2 nhóm phụ là nhóm bức xạ hạt và nhóm bức xạ sóng
điện từ.