Nghiên cứu chọn tạo một số dòng TGMS ngắn ngày để tạo giống lúa lai cực ngắn ở các tỉnh phía bắc

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN PHỤ THANH

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TGMS NGẮN NGÀY ĐỂ
TẠO GIỐNG LÚA LAI CỰC NGẮN Ở CÁC TỈNH PHÍA BẮC

Chuyên ngành : Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số
: 9620111

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn
2. TS. Hà Văn Nhân

Hà Nội - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu kết quả
nghiên cứu được nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ một công trình nào khác, các thông tin trích dẫn sử dụng trong
luận án đều ghi rõ nguồn gốc.
Hà nội, ngày 27 tháng 5 năm 2019
TÁC GIẢ

ii

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ban lãnh đạo Viện Cây
lương Thực và Cây thực phẩm, Viện khoa học Nông nghiệp Việt nam đã tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn, TS. Hà
Văn Nhân đã nhiệt tình hướng dẫn khoa học, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi
hoàn thành công trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Trâm, Cán bộ Viện
nghiên cứu cây trồng và Cán bộ Học viện nông nghiệp Việt Nam đã nhiệt tình
giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban đào tạo Viện khoa học nông nghiệp Việt
nam đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và đồng nghiệp tại Trung tâm
Nghiên cứu và Phát triển lúa lai đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn
thành luận án.
Luận án được hoàn thành còn có sự giúp đỡ tận tình của nhiều Thầy cô
giáo, bạn bè đồng nghiệp lớp cây trồng 41- Học viện Nông nghiệp Việt Nam,
Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học
Quốc gia Hà Nội, cùng sự hỗ trợ, động viên, khuyến khích vô cùng lớn lao
của Cha Mẹ và sự trợ giúp, ủng hộ nhiệt tình của Vợ, Con.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Hà nội, ngày 27/5/2019
TÁC GIẢ

Nguyễn Phụ Thanh

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ ii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. iii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ ix
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ x
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: CỞ SỞ KHOA HỌC VÀTỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ
TÀI .................................................................................................................... 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài: .................................................................... 5
1.1.1. Ưu thế lai và khai thác sử dụng ưu thế lai ở lúa ................................ 5
1.1.2.Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai ........................................... 5
1.1.3. Cơ sở phân tử của hiện tượng ưu thế lai ............................................ 7
1.1.4. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa. .............................................................. 7
1.1.5. Hệ thống bất dục đực sử dụng trong chọn giống lúa lai hai dòng ............... 8
1.1.5.1. Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ(TGMS) ................... 9
1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài .................................................................... 11
1.2.1. Điều kiện khí hậu thời tiết của các tỉnh phía Bắc Việt Nam. ............ 11
1.2.2. Cơ sở thực tế về sinh trưởng phát triển và gen của giống lúa cực
ngắn. ................................................................................................. 12
1.2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng bố với các dòng TGMS13
1.2.4. Tình hình nghiên cứu các dòng TGMS trên Thế giới và ở Việt nam. ......... 17
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu các dòng TGMS trên Thế giới .................... 17
1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu tạo dòng TGMS của Việt nam .................... 25
1.2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo tổ hợp lúa lai 2 dòng trên Thế giới và
Việt Nam. ..................................................................................................... 28
1.2.5.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo tổ hợp lúa lai 2 dòng trên Thế giới....... 28
1.2.5.2. Kết quả chọn tạo các tổ hợp lúa lai 2 dòng ở Việt nam. .............. 30

1.2.6. Tình hình phát triển lúa lai trên Thế giới ......................................... 34
1.2.7. Tình hình phát triển lúa lai của Việt Nam. ....................................... 39
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 44
iv


2.1. Vật liệu nghiên cứu (nguồn gốc phụ lục1) ........................................... 44
2.1.1. Vật liệu sử dụng cho chọn tạo TGMS mới, thu thập cho đánh giá và
sử dụng ........................................................................................................ 44
2.1.1.1. Vật liệu sử dụng cho chọn tạo TGMS mới ..................................... 44
2.1.1.2. Vật liệu TGMS thu thập cho đánh giá và sử dụng: T37S,T14S,
T256S, 4TGMS, T6S, 15TGMS, 12TGMS, 25S, Kim76S, TG1. .................. 44
2.1.2. Vật liệu TGMS cho đánh giá ngưỡng nhiệt độ, các đặc tính nông
sinh học, thử khả năng kết hợp: T37S, T14S, T256S, 4TGMS, TH17S-16,
TH3-3. ......................................................................................................... 44
2.1.3. Vật liệu làm bố cho lai tạo và tìm tổ hợp lai cực ngắn ngày mới: ... 44
2.1.4. Vật liệu cho nhân dòng mẹ, thử sức sống của vòi nhụy, đánh giá các
tổ hợp lai triển vọng: T256S, TH17S-16, RT201, RT205, RT203, LT3 ...... 44
2.2. Nội dung nghiên cứu. ........................................................................... 44
2.2.1. Nghiên cứu lai tạo, thu thập, chọn lọc và đánh giá các dòng TGMS
ngắn ngày. ................................................................................................... 44
2.2.1.1. Lai tạo và chọn lọc các dòng TGMS ngắn ngày ............................ 44
2.2.1.2. Thu thập và chọn thuần các dòng TGMS ngắn ngày..................... 44
2.2.2. Đánh giá tính bất dục, các đặc tính nông sinh học và khả năng kết
hợp của các dòng TGMS thuần ngắn ngày (được lựa chọn). ..................... 45
2.2.2.1. Đánh giá tính bất dục của các dòng TGMS thuần được lựa chọn 45
2.2.2.2. Đánh giá đặc tính hình thái và đặc tính nông sinh học của các
dòng TGMS thuần được lựa chọn ............................................................... 45
2.2.2.3. Đánh giá KNKH của các dòng mẹ TGMS mới và các dòng bố .... 45

2.2.3. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của dòng bố để chọn tạo các tổ hợp
lai cực ngắn; đánh giá so sánh một số tổ hợp lai được lựa chọn ............... 45
2.2.3.1. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của dòng bố để chọn tạo các tổ hợp
lai cực ngắn ................................................................................................. 45
2.2.3.2. Đánh giá một số tổ hợp lai cực ngắn ngày triển vọng được lựa chọn... 45
2.2.4. Nhân dòng mẹ và nghiên cứu sức sống vòi nhụy của dòng mẹ T256S,
TH17S-16, bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản xuất tổ hợp lai triển
vọng. ............................................................................................................ 45
2.2.4.1. Nhân dòng mẹ TGMS: T256S, TH17S-16. ..................................... 45
2.2.4.2. Nghiên cứu sức sống vòi nhụy của dòng mẹ T256S, TH17S-16 .... 45
v


2.2.4.3. Bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản xuất các tổ hợp lai triển
vọng. ............................................................................................................ 45
2.3. Phương pháp nghiên cứu: .................................................................... 45
2.3.1. Lai tạo, chọn lọc các dòng TGMS ................................................... 45
2.3.2. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học và đặc tính bất dục
của các dòng TGMS. ................................................................................... 48
2.3.3. Phương pháp đánh giá KNKHcác dòng bố mẹ trong TN Line xTester.
..................................................................................................................... 51
2.3.4. Phương pháp đánh giá so sánh tổ hợp lai triển vọng, nghiên cứu xây
dựng quy trình sản xuất hạt lai F1 và nhân dòng TGMS. .......................... 54
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 55
3.1. Nghiên cứu chọn tạo, thu thập, làm thuần và đánh giá các dòng
TGMS. ......................................................................................................... 55
3.1.1. Lai tạo, chọn lọc và đánh giá các dòng TGMS mới. ........................ 55
3.1.1.1. Lai tạo và chọn lọc các dòng TGMS mới ...................................... 55
3.1.1.2 Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng, hình thái của các dòng
TGMS mới chọn tạo .................................................................................... 66

3.1.2. Thu thập và chọn lọc các dòng TGMS ngắn ngày hiện có trong nước 72
3.2. Kết quả đánh giá độ bất dục hạt phấn và các đặc tính nông sinh học,
khả năng kết hợp của các dòng TGMS ngắn ngày tốt được lựa chọn ........ 74
3.2.1. Nghiên cứu đặc tính mẫn cảm nhiệt độ, độ bất dục của hạt phấn của
một dòng TGMS tốt được lựa chọn ............................................................. 74
3.2.2. Kết quả đánh giá các đặc tính hình thái và tính trạng nông sinh học
của các dòng TGMS được lựa chọn ............................................................ 79
3.2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng TGMS ngắn ngày triển
vọng được lựa chọn. .................................................................................... 86
3.2.3.1. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất
của các dòng bố mẹ trong nghiên cứu KNKH ............................................ 86
3.2.3.2. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất
của các tổ hợp lai F1 giữa các dòng bố mẹ trong NC KNKH .................... 88
3.2.3.3. Kết quả đánh giá KNKH chung (GCA) của các dòng bố mẹ ........ 91
3.2.3.4. Kết quả đánh giá KNKH riêng (SCA) của các dòng bố mẹ........... 95

vi


3.3. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của các dòng bố để tạo ra các tổ hợp
lai cực ngắn ngày , so sánh các tổ hợp lai được lựa chọn ....................... 105
3.3.1. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của các dòng bố để chọn tạo các tổ
hợp lai cực ngắn ........................................................................................ 105
3.3.2. Đánh giá một số tổ hợp lai cực ngắn ngày được lựa chọn............. 110
3.3.2.1. Kết quả đánh giá một số tổ hợp lai được lựa chọn...................... 110
3.3.2.2. Đánh giá chất lượng gạo củamột số tổ hợp lai triển vọng .......... 118
3.4. Nhân dòng mẹ, nghiên cứu sức sống của vòi nhụy dòng mẹ có KNKH
chung cao, bước đầu đưa ra quy trình sản xuất hạt lai F1 các tổ hợp triển
vọng. .......................................................................................................... 120
3.4.1. Bước đầu nhân thử dòng mẹ TGMS: T256S,TH17S-16. ................ 120

3.4.2. . Nghiên cứu sức sống vòi nhụy của 2 dòng mẹ : T256S, TH17S-16 và
bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản suất hạt lai các tổ hợp triển vọng.
................................................................................................................... 123
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 129
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ................................. 131
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.................................................................... 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 132

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TGMS:

Thermo-sensitive Genic male Sterility- Bất dục đực di
truyền nhân mẵn cảm với nhiệt độ, ký hiệu là dòng S

PGMS:

Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility- Bất dục
đực di truyền nhân mẵn cảm với quang chu kỳ.

P(T)GMS:

Photo-Thermo Sensitive Genic Male Sterile- Bất dục
đực di truyền nhân mẵn cảm với quang chu kỳ và nhiệt
độ.

Dòng B:

Maintainer line – Dòng duy trì bất dục đực cho dòng A

Dòng R:

Restorer line – Dòng phục hồi hữu dục cho dòng A.

GCA:

General Combining Ability- Khả năng kết hợp chung

SCA

Special Combining Ability- Khả năng kết hợp riêng

F:

Fertile: Hữu dục

S:

Sterile – Bất dục

T:

Temperature- Nhiệt độ

RCBD:

Randommized complete block design- Kiều khối ngẫu
nhiên đầy đủ.

KNKH:

Khả năng kết hợp.

Var gca:

Variance of general combining ability- Phương sai khả
năng kết hợp chung.

KNKHC:

Khả năng kết hợp chung

KNKHR:

Khả năng kết hợp riêng

TBNN:

Trung bình nhiều năm

TTDBKTTVTƯ: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Trung ương
BCĐPCLBTƯ:

Ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung ương

viii

DANH MỤC HÌNH
TT
Tên hình
Trang
hình
Hình 2.1: Sơ đồ chọn lọc các dòng TGMS theo phương pháp phả hệ ........... 46
Hình 3.1: Hình ảnh hoa nở của dòng mẹ T256S ........................................... 101
Hình 3. 2: Hình ảnh hoa nở của dòng mẹ TH17S-16 .................................. 101
Hình 3.3: Hình ảnh dòng mẹ T256S trên ruộng TN ..................................... 102
Hình 3.4: Hình ảnh dòng mẹ TH17S-16 trên ruộng TN ............................... 102
Hình 3.5: Ảnh dòng mẹ TGMS T256S trồng trong xô ................................. 103
Hình 3. 6: Ảnh dòng mẹTH17S-16 trồng trong xô ....................................... 104
Hình 3.7: Ảnh ruộng đánh giá, so sánh một số tổ hợp lai 2 dòng cực ngắn
ngày .............................................................................................................. 116
Hình 3.8: Tổ hợp lai F1 T256S/RT205 ........................................................ 117
Hình 3.9: Tổ hợp lai F1 T256S/RT201 ........................................................ 117
Hình 3.10: Ảnh tổ hợp TH17S-16/ RT203 vụ .............................................. 118
Hình 3.11: Hình ảnh dòng mẹ T256S khi nhân hạt, .................................... 122
Hình 3.12: Hình ảnh dòng mẹ TH 17S-16 khi nhân hạt, ............................. 122

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Danh sách các dòng bất dục nhiệt độ của một số nước từ năm
1986-2003........................................................................................................ 19
Bảng 1.2. Nguồn gốc và đánh giá các dòng TGMS ( Latha và CS, 2004) ..... 23
Bảng 1.3. Các dòng TGMS phát triển và sử dụng ở Việt Nam ...................... 26
từ 2001-2005 ................................................................................................... 26
Bảng 1.4. Các tổ hợp lúa lai được công nhận 2003 ........................................ 29

Bảng 1.5. Lúa lai 2 dòng của Việt Nam được công nhận 2007 ...................... 32
Bảng 1.6. Diện tích và năng suất trong sản xuất lúa lai đại trà của ................ 41
Việt Nam từ 2008-2018 .................................................................................. 41
Bảng 1.7. Diện tich và năng suất sản xuất hạt giống lúa lai F1 ở Việt Nam .. 42
giai đoạn 2008-2018. ....................................................................................... 42
Bảng 1.8. Công thức xử lý ngưỡng chuyển đổi tính dục các dòng ................. 50
Bảng 1.9. Công thức xử lý ngưỡng chuyển đổi tính dục các dòng TGMS .... 51
Bảng 3.1. Thời gian từ gieo đến trỗ của một số dòng R và dòng TGMS cho lai
tạo dòng TGMS mới, ...................................................................................... 56
Bảng 3.2. Mức độ cây bất dục đời F2 của một số tổ hợp được phân lập, ...... 59
Bảng 3.3. Độ bất dục hạt phấn và thời gian sinh trưởng của một số dòng bất
dục, .................................................................................................................. 60
Bảng 3.4. Đặc điểm của một số dòng bất dục từ F2 được tiếp tục chọn lọc ở
các thế hệ tiếp theo .......................................................................................... 61
Bảng 3.5. Kết quả phân lập cây F3 bất dục từ cây F2 hữu thụ ....................... 63
Bảng 3.6. Độ bất dục hạt phấn và thời gian từ gieo đến trỗ của một số cá
thểbất dục thế hệ F3 ........................................................................................ 64
Bảng 3.7. Sự thay đổi về thời gian sinh trưởng của các dòng TGMS qua quá
trình chọn lọc, qua các đời tự thụ. ................................................................... 65
Bảng 3.8. Một số đặc điểm sinh trưởng, hình thái của các dòng TGMS ........ 66
Bảng 3.9. Đặc điểm về lá đòng, màu sắc lá đòng ........................................... 68
Bảng 3.10. Đặc điểm về hạt phấn, vòi nhụy, màu sắc hoa, hạt, ..................... 69
Bảng 3.11. Đặc điểm về bông và hoa của các dòng TGMS .......................... 70
Bảng 3.12. Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh chính ........................ 71
x


Bảng 3.13. Kết quả đánh giá độ thuần của các dòng TGMS ngắn ngày, ....... 72
Bảng 3.14. Các dòng TGMS được thu thập và đánh giá sơ bộ ...................... 73
Bảng 3.15. Thời gian sinh trưởng, độ thuần, độ bất dục hạt phấn của các dòng

TGMS mới được lựa chọn .............................................................................. 74
Bảng 3.16. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ kết hạt của các dòng TGMS qua
các tháng trong điều kiện tự nhiên .................................................................. 76
Bảng 3.17. Thời kỳ cảm ứng nhiệt độ và tỷ lệ hạt phấn hữu dục (%) của các
dòng TGMS ở các chế độ nhiệt khác nhau ..................................................... 78
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các mức nhiệt độ xử lý đến sự chuyển hóa
hữudục hạt phấn của các dòng TGMS có triển vọng ...................................... 79
Bảng 3.19. Một số đặc tính hình thái của một số dòng TGMS thuần triển
vọng ................................................................................................................. 80
Bảng 3.20. Một số tính trạng các dòng TGMS triển vọng.............................. 81
Bảng 3.21. Đặc điểm số hoa trên bông, chiều dài cổ bông, tỷ lệ hoa ấp bẹ của
các dòng TGMS triển vọng ............................................................................. 82
Bảng 3.22. Đặc tính nở hoa và ngưỡng nhiệt độ bất dục của các dòng TGMS
triển vọng......................................................................................................... 84
Bảng 3.23. Đặc điểm về khả năng nhận phấn của các dòng TGMS triển vọng
......................................................................................................................... 85
Bảng 3.24. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng TGMS triển vọng trong
điều kiện đồng ruộng (điểm) ........................................................................... 86
Bảng 3.25. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và năng
suất củacác dòng bố mẹ................................................................................... 87
Bảng 3.26. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và năng
suất của các tổ hợp lai F1 giữa các dòng mẹ mới và các dòng bố .................. 90
Bảng 3.2. Giá trị khả năng kết hợp chung (GCA) ở một số tính trạng của các
dòng bố mẹ ...................................................................................................... 94
Bảng 3.28. Giá trị SCA của các dòng bố mẹ ở tính trạng năng suất thực thu 96
Bảng 3.29. Giá trị SCA ở tính trạng thời gian từ gieo đến trỗ ........................ 97
Bảng 3.30. Giá trị SCA ở tính trạng chiều cao cây ......................................... 99
Bảng 3.31. Đánh giá thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai so với bố mẹ.106
Bảng 3.32. Thời gian sinh trưởng của một số tổ hợp F1 so với bố mẹ ........ 109
xi

Bảng 3.33. Đánh giá so sánh một số tổ hợp lai triển vọng .......................... 111
Bảng 3.34. Đánh giá sâu bệnh các dòng trong điều kiện tự nhiên................ 112
Bảng 3.35. Đánh giá so sánh một số tổ hợp lai –.......................................... 113
Bảng 3.36. Tình hình sâu bệnh hại chính của một số tổ hợp lai triển vọng
trong điều kiện tự nhiên ................................................................................ 115
Bảng 3.37. Phân tích mẫu gạo thương phẩm ............................................... 119
Bảng 3.38. Kết quả nhân dòng mẹ T256S, TH17S-16 từ 11/2017-5/2018 .. 121
Bảng 3.39. Tỷ lệ kết hạt sau ngày nở hoa của dòng T256S và TH17S-16. .. 123
Bảng 3.40. Kết quả sản xuất thử một số tổ hợp lai vọng .............................. 128

xii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các tỉnh phía Bắc hàng năm thường có rét đậm, rét hại vào tháng cuối
năm trước đến tháng đầu năm sau (tháng 12, tháng 1), đặc biệt là các tỉnh
miền núi, có những năm rét sâu, nhiệt độ xuống dưới 00C. Các tỉnh miền núi
như Lào Cai, Lai Châu, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Cạn,Yên Bái, Hà Giang,
Lạng Sơn, Điện Biên đợt rét ngày 12 tháng 1 năm 2015 nhiệt độ trung bình
chỉ từ 10 - 150C, đợt rét ngày 25 tháng 1 năm 2016 các tỉnh đều có mưa tuyết
băng giá, nhiều nơi có sương muối (TTKTTVTƯ, 2015, 2016). Rét đậm rét
hại gây thiệt hại rất lớn cho sản xuất nông nghiệp, đặc biệt với cây lúa. Rét
đậm, rét hại thường dẫn đến lúa chết sau khi cấy, hoặc gieo cấy chậm lại làm
ảnh hưởng đến năng suất và làm chậm gieo cấy các vụ tiếp theo. Ngoài rét
đậm rét hại thì các tỉnh miền núi phía Bắc, các tỉnh Bắc Trung bộ còn hay xảy
ra ngập lũ, lũ thường bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 8 hàng năm, đây cũng là
yếu tố gây thiệt hại rất lớn cho đời sống và cho sản xuất lúa. Như vậy để tránh

rét đậm, rét hại vào đầu vụ Xuân của các tỉnh đồng bằng và các tỉnh miền núi
phía Bắc và né tránh ngập lũ cho vụ hè thu cho các tỉnh Bắc Trung bộ và các
tỉnh Miền Trung thì cần có các giống lúa cực ngắn ngày (TGST< 100 ngày
trong vụ Mùa), năng suất cao, đảm bảo gieo cấy vào tháng 2, tháng 3 thu
hoạch tháng 5, tháng 6 trong vụ Xuân muộn, hoặc gieo cấy cuối tháng 4,
tháng 5 thu hoạch tháng 8 trong vụ Hè thu, Mùa cực sớm. Lúa mùa cực sớm
còn đóng vai trò quan trọng trong chuyển đổi cơ cấu cây trồng, thuận lợi cho
sản xuất cây rau mầu vụ Đông có giá tri kinh tế cao ở các tỉnh phía Bắc
Hiện tại Việt Nam đã có các giống lúa thuần cực ngắn ngày nhưng
năng suất ở các tỉnh phía Bắc còn hạn chế, năng suất mới chỉ đạt 4,5-5,5
tấn/ha như giống P6ĐB, giống N25 năng suất 5,5-6,5 tấn/ha. Trong khi đó lúa
lai năng suất cao hơn lúa lùn cải tiến có thời gian sinh trưởng tương đương từ
20-30%. Do vậy việc nghiên cứu chọn tạo các giống lúa lai 2 dòng cực ngắn
ngày có năng suất cao là cần thiết cho các tỉnh phía Bắc.
1


Trước hạn chế là các dòng mẹ TGMS hiện có trong nước hầu hết có
thời gian sinh trưởng trung và dài ngày, nên không phù hợp cho lai tạo lúa lai
cực sớm. Để khắc phục những hạn chế trên của các dòng TGMS cho lai tạo
giống lúa lai cực sớm ở Việt Nam và đáp ứng được nhu cầu cấp thiết của sản
xuất chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chọn tạo một số
dòng TGMS ngắn ngày để tạo giống lúa lai cực ngắn ở các tỉnh phía Bắc”
2.Mục tiêu của đề tài
- Tạo và chọn lọc được các dòng TGMS ngắn ngày có các đặc tính
nông sinh học tốt, độ bất dục ổn định, có khả năng kết hợp cao để tạo được
các tổ hợp lúa lai hai dòng cực ngắn ngày (≤100 ngày trong vụ Mùa) năng
suất cao, chất lượng khá phục vụ cho sản xuất lúa ở các tỉnh phía Bắc.
3.Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Gồm các dòng mẹ TGMS (dòng bất dục đực

di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ), các dòng lúa thuần và một số tổ hợp lai
hai dòng được tạo ra từ các vật liệu nói trên.
- Phạm vi nghiên cứu
+ Đề tài được tiến hành tại một số tỉnh: Hà Nội, Hải Dương, Lào Cai.
+ Đề tài được tiến hành từ 10/2012 - 5/2019.
+ Đề tài tập trung nghiên cứu chọn tạo các dòng TGMS ngắn ngày,
đánh giá các đặc tính nông sinh học, độ bất dục, khả năng chống chịu sâu
bệnh trong điều kiện tự nhiên, khả năng kết hợp của các dòngTGMS thuần và
sức sống vòi nhụy của các dòng TGMS có KNKH chung cao. Chọn tạo các tổ
hợp lai hai dòng cực ngắn ngày ≤100 ngày (trong vụ Mùa) có năng suất cao,
chất lượng tốt.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1.Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp thêm luận cứ khoa học cho lai
tạo và chọn lọc các dòng mẹ bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ

2


có thời gian sinh trưởng ngắn ngày và các tổ hợp lúa lai cực ngắn ngày năng
suất cao.
- Luận án là tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu chọn tạo giống,
cho công tác giảng dạy tại các trường Đại học chuyên ngành sinh học và nông
nghiệp.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn.
- Đã chọn tạo được 2 dòng TGMS: T256S, TH17S-16 và 2 dòng bố
RT205, RT201 có khả năng kết hợp chung cao về năng suất. Dòng T256S còn
có khả năng kết hợp thấp về TGST và chiều cao cây cuối cùng, đặc tính này
rất phù hợp cho dòng mẹ của tổ hợp lúa lai cực sớm, chống đổ tốt.
- Chọn tạo được 3 tổ hợp lai triển vọng: T256S/RT205, T256S/RT201

và TH17S-16/RT203 có TGST cực sớm, năng suất cao, chất lượng khá là
nguồn giống tốt cho ứng phó với rét đậm, rét hại ở phía Bắc, né lũ và tiết
kiệm nước ở Miền Trung. Ngoài ra giống trồng trong vụ mùa cực sớm còn
tạo điều kiện cho sản xuất rau mầu, cây vụ Đông sớm có giá trị kinh tế cao
trên đất lúa của các tỉnh phía Bắc.
5. Những đóng góp mới của luận án
5.1.Những đóng góp mới về lý luận cho sự phát triển của khoa học
chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng.
- Để tạo dòng mẹ TGMS ngắn ngày mới: Dùng các dòng bố ngắn ngày
lai với các dòng mẹ TGMS và chọn lọc các tổ hợp lai F1 có thời gian sinh
trưởng ngắn, tiếp tục phân lập và chọn lọc cây bất dục và cây hữu dục từ thế
hệ F2, F3 có thời gian sinh trưởng cực ngắn theo phương pháp phả hệ sẽ chọn
được các dòng TGMS có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, cực ngắn ngày.
-

Để tạo các tổ hợp lai F1 có thời gian sinh trưởng cực ngắn ngày: thì

chọn dòng bố có TGST từ gieo đến trỗ nhỏ hơn hoặc bằng 75 ngày lai với
dòng mẹ có TGST cực ngắn ngày, sẽ tạo ra các tổ hợp lai cực ngắn ngày mới.
5.2. Những đóng góp mới phục vụ sản xuất
3


- Chọn tạo được dòng mẹ T256S, TH17S-16 và 3 tổ hợp lai cực ngắn
ngày T256/RT201, T256/RT205, TH17S-16/RT203 có năng suất cao, có chất
lượng tốt, có thời gian sinh trưởng cực ngắn ngày ≤ 100 ngày, có khả năng
đáp ứng tốt cho các vùng tránh lũ, cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng và là
giống dự phòng trong vụ Xuân sớm khi lúa Xuân sớm chết do gặp rét hại.

4

CHƯƠNG I
CỞ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI
1.1.

Cơ sở khoa học của đề tài:

1.1.1. Ưu thế lai và khai thác sử dụng ưu thế lai ở lúa
Ưu thế lai (heterosis) là một thuật ngữ để chỉ tính hơn hẳn của con lai
F1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức
sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng
và các đặc tính khác (Nguyễn Công Tạn và CS., 2002).
Ưu thế lai có thể là tích cực hay tiêu cực, cả hai ưu thế lai tích cực và
tiêu cực có thể hữu ích tùy thuộc vào đặc điểm và mục đích khai thác, ví dụ
về ưu thế lai tích cực là ưu thế lai cho năng suất còn ưu thế lai tiêu cực là thời
gian sinh trưởng. Từ quan điểm thực tế, ưu thế lai chuẩn là quan trọng nhất
bởi vì mục đích của chúng là phát triển các giống lai tốt hơn so với các giống
cao hiện có đang được phát triển thương mại trong sản xuất (Virmani, 1997).
Trong việc khai thác ưu thế lai ở lúa, lúa lai hai dòng đã tỏ ra có nhiều
ưu điểm hơn lúa lai ba dòng: khi nghiên cứu và sản xuất chỉ sử dụng hai dòng
bố mẹ, không cần dòng duy trì bất dục, cơ hội tìm dòng cho phấn dễ dàng
hơn, ưu thế lai cao hơn từ 5-10%, chất lượng gạo dễ cải thiện. Ngoài ra còn
tạo ra nhiều thuận lợi cho việc nghiên cứu ứng dụng ưu thế lai của các tổ hợp
Indica/Japonica (Nguyễn Việt Long, 2006).
Hệ thống lúa lai hai dòng liên quan đến dòng bất dục có thể là bất dục
chức năng, có thể là bất dục phấn phụ thuộc vào nhiệt độ hoặc ngày dài (Galal
Anis et al., 2017).
Điều kiện khí hậu Việt Nam có hai mùa nóng lạnh tương đối rõ rệt nên
có thể lợi dụng sự thay đổi nhiệt độ trong năm để duy trì các dòng TGMS và

sản xuất hạt giống lúa lai hệ hai dòng, thuận lợi cho việc nghiên cứu và ứng
dụng các dòng mẹ TGMS (bất dục di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ).
1.1.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai
5


Ưu thế lai đã được sử dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng. Tuy
nhiên các nhà khoa học chưa đưa ra được một thuyết duy nhất để giải thích
hiện tượng ưu thế lai. Hiện nay có nhiều giả thiết để giải thích hiện tượng
này nhưng có 2 giả thuyết quan trọng nhất là: Giả thuyết tính trội của
Davenport đưa ra năm 1908 và giả thuyết siêu trội của East đưa ra năm
1936 (trích theo Vũ Văn Liết và CS., 2013).
+ Giả thuyết về sự tác động tương hỗ giữa các gen trội (hay còn gọi là giả
thuyết tính trội) Giả thuyết này cho rằng ưu thế lai là kết quả của sự tác động
tương hỗ giữa các gen trội có lợi cho sự sinh trưởng.
Các tính trạng có lợi cho sự sinh trưởng của cơ thể do nhiều gen trội kiểm
soát, còn gen lặn tương ứng có tác dụng ngược lại. Khi đem giao phối chúng
với nhau, thì con lai ở nhiều vị trí gen, các gen trội sẽ lấn át các gen lặn, số vị
trí gen chứa gen trội sẽ tăng lên. Do vậy xuất hiện hiện tượng ưu thế lai, đồng
thời thể hiện tính đồng đều của con lai F1, do các con lai có kiểu gen giống
nhau chúng sẽ có hình thái giống nhau.
+ Giả thuyết tính siêu trội (hay còn gọi là giả thuyết dị hợp tử): Vì
thuyết tính trội chưa giải thích đầy đủ được một số trường hợp về ưu thế lai,
do vậy thuyết siêu trội được đưa ra và thu hút nhiều người chú ý.
Theo thuyết này thì chính bản thân dị hợp tử là nguyên nhân quan trọng
tạo nên ưu thế lai. Cơ sở của giả thuyết này là quan niệm cho rằng: Trong một
số trường hợp, mỗi tác động tương hỗ giữa 2 alen trong cùng một locus có thể
dẫn đến cơ thể di hợp tử Aa có sức mạnh vượt qua cả 2 thể đồng hợp tử AA
và aa.
Giả thuyết tính trội và siêu trội cho rằng ưu thế lai là do sự tương tác giữa

các allel trong một locus, giả thuyết lấn át gen cho rằng ưu thế lai là do tương
tác giữa các gen ở locus khác nhau.
Do tính chất phức tạp của ưu thế lai và mối liên quan nhiều mặt của nó
với các vấn đề khác của di truyền học, cho nên các giả thuyết đã nêu trên,
6


không những không bài trừ lẫn nhau mà còn bổ sung cho nhau để giải thích
hiện tượng ưu thế lai ở sinh vật (Nguyễn Công Tạn và CS., 2002).
1.1.3. Cơ sở phân tử của hiện tượng ưu thế lai
Ở mức phân tử có hai mô hình giải thích ưu thế lai: thứ nhất là do hai
alen khác nhau của hai gen khác nhau và cùng biểu hiện; thứ hai là sự tổ hợp
của các alen khác nhau tạo ra tương tác là cơ sở biểu hiện của ưu thế lai.
Thách thức của mô hình phân tử giải thích ưu thế lai là xác định chính xác
liên kết tương quan giữa kiểu hình và phân tử xảy ra trong con lai ưu thế lai (
Xu, 2010)
1.1.4. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa.
Ưu thế lai biểu hiện trên các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và sinh
trưởng sinh thực, những biểu hiện này thể hiện trên tất cả các tính trạng hình
thái và sinh lý như cường độ quang hợp, cường độ hấp thụ, diện tích lá…
- Ưu thế lai ở hệ rễ: Con lai F1 rễ ra sớm, số lượng nhiều, rễ ăn sâu và
rộng. Thể hiện ở độ dày của rễ, trọng lượng chất khô, số lượng rễ phụ, số
lượng lông hút và hoạt động của bộ rễ khi hút chất dinh dưỡng từ đất vào cây
(Burton,1983).
- Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh: Lúa lai F1 vừa đẻ khỏe vừa có tỷ lệ
nhánh hữu hiệu cao, đẻ sớm và tập trung (Lin và Yuan, 1980).
- Ưu thế lai về chiều cao cây: Tuỳ từng tổ hợp, chiều cao cây của F1 có
lúc biểu hiện ưu thế lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố mẹ, có lúc xuất
hiện ưu thế lai âm. Vì chiều cao cây có liên quan tới tính chống đổ trên đồng
ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý chọn các dạng nửa lùn để con lai có

dạng cây nửa lùn (Chang,1967)
- Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng: Lin và Yuan (1980) cho rằng đa
số con lai F1 có thời gian sinh trưởng khá dài và thường dài hơn bố mẹ sinh
trưởng dài nhất. Một số kết quả nghiên cứu khác xác định thời gian sinh
trưởng của con lai tương đương hoặc ngắn hơn thời gian sinh trưởng của dòng
bố hoặc dòng mẹ chín muộn (Ponnuthurai,1984).
7


- Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý: Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy
lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng diệp lục trên một đơn vị diện tích lá cao
do đó hiệu suất quang hợp cao. Trái lại cường độ hô hấp của lúa lai thấp hơn
lúa thường. Con lai F1 có cường độ quang hợp cao hơn dòng bố khoảng 35%,
cường độ hô hấp thấp hơn lúa thường từ 5-27%. Hiệu suất tích luỹ chất khô
của lúa lai hơn hẳn lúa thường nhờ vậy mà tổng lượng chất khô trong cây
tăng, trong đó lượng vật chất tích luỹ vào bông hạt tăng mạnh còn tích luỹ vào
các cơ quan như thân lá lại giảm mạnh (Kasura, 2007).
- Ưu thế lai về khả năng chống chịu: Con lai F1 có khả năng chống
chịu với những điều kiện bất thuận: lạnh, hạn, ngập, mặn, chua....Sức chịu
lạnh của lúa lai cao ở thời kỳ mạ nhưng lại chịu lạnh kém ở thời kỳ chín sáp.
Lúa lai có khả năng tái sinh chồi và khả năng chịu nước sâu cao (Sirajul
Islam, 2007).
- Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Kết quả
nghiên cứu của một số tác giả cho thấy con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ
21% - 70% khi gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn các giống lúa lùn cải tiến
tốt nhất từ 20% - 30%. Đa số các tổ hợp lai có ưu thế lai cao về số
bông/khóm, khối lượng trung bình bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000
hạt (Virmani, 1981).
1.1.5. Hệ thống bất dục đực sử dụng trong chọn giống lúa lai hai dòng
Bất dục đực là hiện tượng cây không có khả năng sản sinh ra hạt phấn,

hoặc sản sinh ra hạt phấn nhưng lại không có khả năng giải phóng hạt phấn,
hoặc sản sinh ra các hạt phấn bất dục, các hạt phấn bất dục thường dị dạng và
quan trọng nhất là chúng không có khả năng nảy mầm trên đầu nhụy, vì vậy
không thể thực hiện được quá trình thụ tinh. Tính bất dục của các dòng mẹ
của lúa lai hai dòng được kiểm soát bởi các gen trong nhân mẫm cảm với môi
trường.
Khác với phương pháp khai thác ưu thế lai ba dòng thì ở phương pháp
này người ta sử dụng 2 dòng bố mẹ để sản xuất hạt lai F1. Có 2 kiểu dòng mẹ
8


được dùng là: Kiểu (1) dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm
với nhiệt độ (Thermo-sensitive Genic Male Sterility – TGMS) và kiểu (2) là
dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng
(Photoperiodic – sensitive Genic Male Sterility – PGMS). Sự chuyển hóa tính
dục từ bất dục sang hữu dục (và ngược lại) của 2 kiểu dòng này gây ra bởi
điều kiện môi trường vì vậy mà kiểu bất dục này được gọi là bất dục đực chức
năng di truyền nhân mẫn cảm với điều kiện môi trường (Environmental
Sensitive Genetic Male Sterile – EGMS).
Do đề tài chỉ liên quan đến nghiên cứu dòng mẹ mẫn cảm với nhiệt độ
(TGMS) nên dưới đây chúng tôi chỉ đi sâu tìm hiểu về dạng bất dục nhân mẫn
cảm với nhiệt độ (TGMS).
1.1.5.1. Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (TGMS)
Dạng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) do yếu
tố nhiệt độ quyết định, ở nhiệt độ cao thì bất dục nhưng ở nhiệt độ thấp hữu
dục bình thường (Chen et al., 2010). Sự di truyền tính bất dục dạng TGMS do
cặp gen lặn tms trong nhân kiểm soát (Zhang et al., 2013).
Các dòng TGMS khác nhau thì có ngưỡng nhiệt độ chuyển hóa không
giống nhau. Nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc và một số nước
khác trên thế giới đã cho thấy nhiệt độ chuyển hóa của các dòng TGMS rất

khác nhau tùy thuộc vào bản chất gen của mỗi dòng. Dựa vào ngưỡng phản
ứng với nhiệt độ, các dòng TGMS có thể được xếp vào 3 nhóm sau:
Nhóm dòng có ngưỡng chuyển hóa nhiệt độ thấp: Đại diện cho nhóm
này là các dòng Peiai 64S, 735S, HN5-2S, 8906S, K14S…(Lu, 1994) ngưỡng
nhiệt độ chuyển hóa bất dục - hữu dục của nhóm này khoảng 23,50C. Vì vậy
nhóm này có đặc tính bất dục tốt, ổn định và an toàn trong sản xuất hạt lai.
Tuy nhiên khả năng nhân dòng TGMS là khó khăn và thường đạt năng suất
thấp.

9


Nhóm dòng TGMS có ngưỡng nhiệt độ chuyển hóa hữu dục cao
(260C): Các dòng bất dục nhóm này dễ duy trì và thường đạt năng suất cao
trong nhân dòng. Đại diện nhóm này là các dòng: 8902S, 5047S….
Nhóm dòng có ngưỡng nhiệt độ cao gây hữu dục và nhiệt độ thấp gây
bất dục. Sự chuyển hóa hữu dục cuả nhóm này được gây ra bởi độ dài chiếu
sáng trong một khoảng nhiệt độ ở thời kì phản ứng sáng, trong điều kiện tự
nhiên chúng hầu như bất dục hoàn toàn. Đại diện cho nhóm này gồm các
dòng: W6154S, W7415S, 8801S…. Trong nhóm này cũng có các dòng chỉ
mẫn cảm với nhiệt độ (Dianxin1A, 1VA Diannong S-1). Khi nhiệt độ thấp
hơn 240C thì chúng bất dục và nhiệt độ cao hơn 260C chúng hữu dục (Jiang
Yiming et al.,1997). Nghiên cứu về bản chất di truyền của sự thay đổi nhiệt
độ tới hạn cho bất dục phấn, Wu và cộng sự cho biết nhiệt độ chuyển hóa thấp
là tính trạng trội được kiểm soát bởi 2 gen trội L1, L2. Hai gen này có khả
năng làm giảm ngưỡng nhiệt độ chuyển hóa bất dục của dòng TGMS. Vì vậy
tùy thuộc vào kiểu gen của dòng TGMS khác nhau mà chúng duy trì nhiệt độ
tới hạn gây bất dục khác nhau (23-290C). Ngoài ra còn một số dòng TGMS
nghịch: Hữu dục trong điều kiện nhiệt độ cao và bất dục trong điều kiện nhiệt
độ thấp.

Giai đoạn cảm ứng nhiệt độ của các dòng TGMS khác nhau cũng khác
nhau do nguồn gen và cơ sở di truyền của từng dòng quyết định (Borkakati và
Virmani, 1997). Nhiều nghiên cứu cho thấy giai đoạn cảm ứng của dòng
TGMS từ giai đoạn 16 ngày đến 3 ngày trước trỗ. Giai doạn phân chia tế bào
mẹ hạt phấn (khoảng 11- 8 ngày trước trỗ) là giai đoạn mẫn cảm nhất với
nhiệt độ.
Các nhà khoa học cũng xác định có các gen ký hiệu là tms, tms2, tms,
tms4(t), tms6, tmsX kiểm soát tính trạng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ.
Gen tms1 phát sinh nhờ đột biến tự nhiên ở giống lúa IR54, nằm trên nhiễm
sắc thể thứ 8. Gen tms2 do Maruyama et al (1991) tạo ra bằng phương pháp
gây đột biến phóng xạ giống lúa Reimei, nằm trên nhiễm sắc thể số 7. Gen
10


tms3 do Subudhi tạo ra bằng phương pháp gây đột biến phóng xạ giống lúa
IR32364, nằm trên nhiễm sắc thể số 6 (Lê Duy Thành, 2001). Ở Việt Nam,
Phạm Văn Đồng (1999), đã dùng kỹ thuật sinh học phân tử (phương pháp
phân tích BSA kết hợp với kỹ thuật AFLP và RFLP) để định vị gen tms4(t) từ
dòng TGMSVN1, gen này nằm cạnh tâm động trên vai ngắn của nhiễm sắc
thể số 4. Gentms9 nằm trên NST số 2 được tìm thấy khi nghiên cứu dòng
Zhu1 l dòng TGMS có ngưỡng chuyển đổi tính dục thấp, khả năng kết hợp
cao, khi lập bản đồ gen tms9 cho thấy nó nằm ở đoạn chèn vào-mất đi (Indel)
của 2 chỉ thị Indel37 và Indel57, khoảng cách di truyền từ gen tms9 đến 2 chỉ
thị là 0.12 và 0.31cM, khoảng cách vật lý giữa 2 chỉ thị khoảng 107.2kb
(Sheng et al., 2013).
1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài
1.2.1. Điều kiện khí hậu thời tiết của các tỉnh phía Bắc Việt Nam.
Các tỉnh phía Bắc thường có rét đậm, rét hại vào tháng 1 và lạnh vào
tháng 12 năm sau và thường hay có lũ xảy ra từ tháng 6 đến cuối vụ Mùa, vụ
Hè thu hàng năm. Hai tác nhân rét đậm, rét hại và lũ lụt tồn tại từ nhiều năm

nay làm ảnh hưởng rất lớn đến đời sống và sản xuất, đặc biệt là việc trồng lúa
ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam.
Theo TTKTTVTƯ (các năm :2014, 2015, 2016, 2017 và 2018), hàng
năm đã xảy ra 5 đợt rét đậm, rét hại trên diện rộng ở các tỉnh Bắc Bộ và Bắc
Trung Bộ. Riêng năm 2017chỉ có 2 đợt rét đậm, rét hại xẩy ra. Tuy nhiên
trong năm 2013, chỉ xuất hiện 1 đợt rét đậm. Tổng số ngày rét đậm rét hại
hàng năm biến động từ 19 - 21 ngày cho các năm rét nhiều như năm 2014,
2015 và 2016. Vào những năm rét ít (2013, 2016 và 2018) rét đậm rét hại chỉ
xẩy ra trong 6 - 9 ngày.
Trong các đợt rét đậm, rét hại, số ngày kéo dài của từng đợt là không
giống nhau.
* Diễn biến mưa, lũ. Để thấy được tình hình mưa lũ ở các tỉnh phía Bắc,
chúng ta so sánh mức độ mưa lũ của năm 2014 (là năm có số trận lũ vừa và
11


lớn trên các sông toàn quốc ít hơn so với TBNN) so với số liệu trung bình
mưa lũ nhiều năm ở các tỉnh phía Bắc. Năm 2014 theo thống kê trên 20 sông
chính đã xảy ra 71 trận lũ với biên độ nước lên trên 1m, thấp hơn nhiều so
với TBNN (1997-2013: 101 trận); trong đó ở Bắc bộ đã xảy ra 48 trận lũ, ít
hơn mức TBNN: 20 trận; Trung bộ xảy ra 23 trận, ít hơn TBNN: 19 trận.
Trận lũ từ 17-19/9/2014 ngập lụt trên diện rộng đã xảy ra ở nhiều nơi thuộc
các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Cạn. Đợt mưa
diện rộng trên toàn Bắc bộ từ ngày 19-21/07/2014 đã gây đợt lũ khá lớn ở
thượng lưu hệ thống sông Hồng. Nhiều nơi trên hệ thống sông Hồng đã đạt
đỉnh lũ cao nhất năm. Lũ trên sông Đà đến hồ Sơn La và sông Chảy tại Bảo
Yên đều vượt mức BĐ3. Đỉnh lũ trên sông Thao tại Yên Bái, sông Lô tại Hà
Giang đều vượt mức BĐ2; Trong đợt mưa, lũ này đã có 10970 ha lúa bị thiệt
hại; 5.520 ha hoa mầu bị thiệt hại. Tổng thiệt hại khoảng 1262 tỷ đồng
(nguồn từ BCĐPCLBTƯ).

Qua số liệu và tình hình thời tiết rét đậm rét hại, lũ lụt của các tỉnh phía
Bắc trong 5 năm trở lại đây, chúng ta thấy cần phải nghiên cứu chọn tạo các
giống ngắn ngày để tránh rét đầu vụ Xuân và tránh lũ đầu vụ Mùa và cuối vụ
Hè thu ở các tỉnh phía Bắc. Trong thực tế đã có các giống lúa thuần cực ngắn
ngày đáp ứng được về mặt thời gian tránh rét, tránh lũ, song năng suất tại các
tỉnh phía Bắc còn hạn chế như: P6ĐB, N25 năng suất thấp hơn 6,5 tấn/ha.
1.2.2. Cơ sở thực tế về sinh trưởng phát triển và gen của giống lúa cực
ngắn.
Sinh trưởng phát triển của cây lúa chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn sinh trưởng
sinh dưỡng (từ nảy mầm đến hình thành hoa), giai đoạn sinh trưởng sinh thực
(hình thành hoa đến nở hoa), giai đoạn hình thành hạt (nở hoa đến chín). Ở
giống lúa chín sớm (giống cực ngắn) thì có sinh trưởng ngắn trong giai đoạn
sinh trưởng sinh dưỡng, một số giống có sự sinh trưởng ngắn trong cả giai
đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Giai đoạn nở hoa đến
12


chín có thể từ 25-40 ngày và cũng có thể 35 ngày ở vùng nhiệt đới và đến 65
ngày ở vùng thời tiết lạnh (Calvert et al., 2006).
Trong điều kiện ngày ngắn, protein Hd1 là chất hoạt hóa biểu hiện gene
Hd3a. Hệ thống tương tác OsGI-Hd1-Hd3a sẽ khởi động quá trình ra hoa.
Trong đó sự hoạt hóa promoter của gen Hd3a do sự tăng nồng độ protein sản
phẩm của gen Hd1 và PRR37 đã được kiểm chứng bởi Goretti et al (2017).
Một số giống lúa thuộc nhóm japonia thích nghi với điều kiện ngày dài
chỉ sinh trưởng và ra hoa vào mùa hè vùng ôn đới. Quá trình thích nghi từ
vùng nhiệt đới ngày ngắn di chuyển lên phía bắc là kết quả của sự thay đổi hệ
thống điều hòa các gen điều khiển ra hoa ở cây lúa (Naranjo et al., 2014).
Lin et al (1998) khi phân tích các tính trạng số lượng tương ứng với
thời gian trỗ trong phép lai giữa Nipponbare và Kasalath đã phát hiện 2 locus
tính trạng số lượng QTL là Hd-1 và Hd-2 nằm tương ứng trên NST 6 và 7. 2

locus này đều có vai trò rút ngắn thời gian từ gieo đến trỗ. Ngoài ra, 3 locus
phụ khác là Hd-3, Hd-4, Hd-5 có nguồn gốc từ Nipponbare cũng có tác động
giảm thời gian từ gieo đến trỗ.
1.2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng bố với các dòng TGMS
Khả năng kết hợp (combining ability) có liên quan tới khả năng của
một kiểu gen có thể chuyển những đặc tính tốt của nó sang cho thế hệ sau hay
khả năng phối hợp là khả năng cho ưu thế lai của các dòng tự phối trong các
tổ hợp lai (Trần Duy Quý, 2000).
Khả năng kết hợp chung (General Combining Ability) là sự biểu hiện
giá trị trung bình của bố mẹ trong một loạt các dạng lai. KNKHC được xác
định bằng giá trị trung bình ưu thế lai của tất cả các tổ hợp lai có mẫu tham
gia vào lai thử (Trần Duy Quý, 2000).
Khả năng kết hợp riêng (Specific Combining Ability) là sự lệch trong
biểu hiện của dạng lai trong sự biểu hiện được báo trước trên cơ sở khả năng

13