Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền một số nguồn gen lúa gạo màu của việt nam

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỚI HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT
SỐ NGUỒN GEN LÚA CẠN GẠO MÀU CỦA VIỆT NAM
Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

60 62 01 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS. Lã Tuấn Nghĩa

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng
dẫn khoa học của Phó giáo sư tiến sĩ Lã Tuấn Nghĩa cùng với sự giúp đỡ của tập thể cán
bộ nghiên cứu thuộc Trung tâm Tài nguyên thực vật. Các số liệu và kết quả trong luận
văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Đới Hồng Hạnh

i


LỜI CẢM ƠN
Trước hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, Phó giáo sư tiến
sĩ Lã Tuấn Nghĩa, Giám đốc Trung tâm Tài nguyên thực vật, người đã tận tình giúp đỡ
và hướng dẫn tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc và tập thể cán bộ Bộ môn Dữ liệu và
Thông tin tài nguyên thực vật, Trung tâm Tài nguyên thực vật, đã giúp đỡ nhiệt tình, tạo
mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn Ban Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới các Thầy, Cơ giáo đã tận tình giảng dạy và giúp
đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu.
Xin cảm ơn chương trình Quỹ gen Quốc gia đã tài trợ kinh phí cho việc thực
hiện đề tài.
Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã ln động
viên, khuyến khích và giúp đỡ hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Đới Hồng Hạnh

ii


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

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

1.2.

Mục đích và yêu cầu của đề tài........................................................................... 2

1.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 2

1.4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ...................................................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài ............................................ 4
2.1.

Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................... 4

2.1.1.

Giới thiệu về cây lúa ........................................................................................... 4

2.1.2.

Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam ........................................... 8

2.1.3.

Hoá sinh hạt lúa ................................................................................................ 12

2.1.4.

Đặc điểm sinh học của cây lúa cạn. .................................................................. 13

2.2.

Tình hình sản xuất lúa cạn trên thế giới và ở Việt Nam....................................... 15

2.2.1

Tình hình sản xuất lúa cạn trên Thế giới .......................................................... 15

2.2.2.

Tình hình sản xuất lúa cạn ở Việt Nam ............................................................ 16

2.3.

Chỉ thị trong đánh giá đa dạng di truyền .......................................................... 16

2.3.1.

Đặc điểm nông sinh học ................................................................................... 17

2.3.2.

Chỉ thị hình thái ................................................................................................ 19

Phần 3. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................... 20
3.1.

Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 20

3.2.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 20

3.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 20

3.3.1.

Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng ............................................................... 20

iii


3.3.2.

Phương pháp phân tích các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng gạo................... 22

3.3.3.

Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 23

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................................... 24
4.1.

Đánh giá đa dạng di truyền đặc điểm nông học của nguồn gen lúa cạn gạo
màu ................................................................................................................... 24

4.1.1.

Đặc điểm hình thái và sinh trưởng của các mẫu nguồn gen lúa gạo màu ........ 24

4.1.2.

Các yếu tố cấu thành năng suất ........................................................................ 42

4.1.3.

Tương quan của các mẫu nguồn gen dựa trên tính trạng nơng, sinh học.............. 45

4.2.

Đánh giá đa dạng di truyền đặc điểm chất lượng của nguồn gen lúa cạn
gạo màu............................................................................................................. 47

4.2.1.

Đặc điểm chất lượng của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạp màu ....................... 47

4.2.2.

Tương quan của các mẫu nguồn gen dựa trên tính trạng chất lượng .................... 51

4.3.

So sánh đa dạng di truyền của nguồn gen lúa cạn gạo màu dựa trên đặc
điểm nông sinh học và đặc điểm chất lượng .................................................... 54

4.4.

Giới thiệu nguồn gen triển vọng cho nghiên cứu và chọn tạo giống lúa .............. 54

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 57
Kết luận .......................................................................................................................... 57
Kiến nghị......................................................................................................................... 58
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 59

iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng việt

D/R:

Dài/rộng

IPGRI:

International Plant Genetic Resources Institute
(Viện tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế

IRRI:

Interntional Rice Research Institute
(Viện nghiên cứu lúa quốc tế)

NSLT:

Năng suất lý thuyết

P 1.000:

Khối lượng 1.000 hạt

SĐK:

Số đăng ký tại Ngân hàng gen cây trồng
Quốc gia

TGST:

Thời gian sinh trưởng

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Tổng quan thị trường gạo thế giới năm 2014 ................................................ 9
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu theo dõi .................................................................................... 21
Bảng 4.1. Đặc điểm thân của các mẫu nguồn gen lúa gạo màu, 2015 ......................... 25
Bảng 4.2. Kích thước lá và thìa lìa của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu, 2015 .......28
Bảng 4.3. Phân nhóm mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu theo đặc điểm hình thái lá .... 30
Bảng 4.4. Đặc điểm hình thái hoa và bông của các mẫu nguồn gen lúa cạn
gạo màu, 2015 .............................................................................................. 35
Bảng 4.5.

Đặc điểm hình thái hạt thóc của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu, 2015 ...... 37

Bảng 4.6. Thời gian sinh trưởng của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu,
vụ mùa 2015 ................................................................................................. 42
Bảng 4.7. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các nguồn gen lúa cạn
gạo màu, vụ mùa 2015 ................................................................................. 44
Bảng 4.8. Phân loại các mẫu nguồn gen lúa theo lúa nếp, tẻ, 2015 ............................. 47
Bảng 4.9. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu liên quan đến chất lượng gạo của các
mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu, 2015 ........................................................ 49

Bảng 4.10. Phân loại các nguồn gen lúa theo loài phụ, 2015 ......................................... 51

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo tại Châu Á và giá gạo thế giới ............................. 7
Hình 2.2. Sản lượng và diện tích gieo trồng lúa trên thế giới ....................................... 10
Hình 4.1.

Chiều cao cây, đường kính ống rạ của các mẫu nguồn gen lúa cạn
gạo màu ............................................................................................................. 26

Hình 4.2. Một số đặc điểm hình thái thân của các nguồn gen lúa cạn gạo màu ........... 28
Hình 4.3. Đặc điểm hình thái lá của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu................... 31
Hình 4.4. Góc lá và góc lá địng của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu .................. 32
Hình 4.5. Màu cổ lá, màu tai lá, hình thái thìa lìa của các mẫu nguồn gen lúa cạn
gạo màu ......................................................................................................... 33
Hình 4.6. Đặc điểm hình thái bông của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu ............. 36
Hình 4.7. Râu đầu hạt thóc của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu .......................... 38
Hình 4.8. Đặc điểm hình thái hạt thóc của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu......... 39
Hình 4.9.

Kích thước, hình dạng hạt thóc của cácmẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu ....... 41

Hình 4.10. Sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ giữa các mẫu nguồn gen dựa trên
tính trạng nơng sinh học ................................................................................ 46
Hình 4.11. Chất lượng gạo của các mẫu nguồn gen lúa cạn gạo màu ............................ 50
Hình 4.12. Sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ giữa các mẫu nguồn gen dựa trên
tính trạng chất lượng ..................................................................................... 53

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Đới Hồng Hạnh
Tên Luận văn: Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền một số nguồn gen lúa cạn gạo
màu của Việt Nam
Ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 60 62 01 10

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Hiện nay, Trung tâm Tài nguyên thực vật đang lưu giữ xấp xỉ 3000 nguồn gen lúa
cạn, chiếm 34% trong tổng số xấp xỉ 10000 nguồn gen lúa nói chung tại Ngân hàng gen
cây trồng Quốc gia. Những nguồn gen lúa cạn này rất phong phú, trong đó có nhiều
nguồn gen khơng chỉ có khả năng chịu hạn cao, chất lượng rất tốt, mà còn là những loại
gạo đặc sản nổi tiếng ở nhiều địa phương. Để phân nhóm phục vụ mục tiêu bảo tồn,
khai thác và phát triển nguồn gen chúng ta cần đánh giá đa dạng di truyền nhóm nguồn
gen lúa cạn màu. Chính vì vậy chúng tơi tiến hành nghiên cứu đánh giá đa dạng di
truyền một số nguồn gen lúa cạn gạo màu của Việt Nam.
Thông qua phương pháp thí nghiệm đồng ruộng đánh giá tập đồn, tuần tự
khơng nhắc lại, các chỉ tiêu theo dõi được đánh giá theo “Biểu mẫu mô tả nguồn gen
lúa” do Trung tâm Tài nguyên thực vật biên soạn trên cơ sở tài liệu hướng dẫn của
IRRI và IPGRI, phương pháp phân tích các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng gạo cho
thấy sự đa dạng di truyền đặc điểm nông sinh học và đặc điểm chất lượng của 50 mẫu
giống lúa gạo màu có nguồn gốc thuộc khu vực phía Bắc đang được lưu giữ tại Ngân
hàng gen cây trồng Quốc gia.
50 mẫu giống lúa cạn gạo màu sử dụng trong nghiên cứu đều thuộc loại hình có

chiều cao cây trung bình đến cao cây, trong đó loại hình trung bình chiếm phần lớn
(30 mẫu giống, chiếm 60,0%); Đa số các mẫu giống có độ cứng cây ở mức yếu đến
yếu trung bình (44 mẫu giống, chiếm 88,0%); Đa số các mẫu giống lúa có chiều dài
hạt thóc ở mức rất dài chiếm 80,0%; hình dạng hạt thon chiếm tỷ lệ cao nhất với
22,0% (11 mẫu giống).
Hầu hết các mẫu giống nghiên cứu có dạng hạt thuộc loại trung bình đến to (14
mẫu giống loại hạt to, chiếm 28,0%); Có 4 mẫu giống có NSLT>6,5 tấn/ha đó là: Plề
bán cọng (SĐK 14654), Plề la (SĐK 14259), Kháu cao lan đạnh (SĐK 12593), Kháu
tăng sản chạ (SĐK 12565).

viii


Trong 50 mẫu giống lúa cạn gạo màu, có 1 mẫu giống lúa nếp (2,0%) và 49 mẫu
giống lúa tẻ (98,0%); 50 mẫu giống có 27 mẫu giống thuộc lồi phụ japonica (54,0%)
và 23 mẫu giống thuộc loài phụ indica (46,0%); Các mẫu giống lúa có hương thơm
chiếm 50,0 % với 25 mẫu giống trong tập đồn, trong đó 5 mẫu giống được xếp vào loại
lúa thơm (điểm 2) chiếm tỷ lệ 10,0%, số giống khơng có hương thơm là 25 mẫu giống
chiếm 50,0%. Phần lớn các mẫu giống lúa trong nghiên cứu đều có hàm lượng amylose
thấp (32 mẫu giống, chiếm 64,0%) và trung bình (18 mẫu giống, chiếm 36,0%).
Đã xác định được một số mẫu giống có những đặc điểm tốt làm vật liệu khởi đầu
cho công tác chọn tạo giống lúa: 5 mẫu giống theo hướng có hương thơm(Kháu cao lan
đạnh, SĐK 12593), (Blề mùa chua, SĐK 13010), (Khẩu ma cha, SĐK 14220), (Plề là già,
SĐK 14271), (Plề chưa, SĐK 14471); 5 mẫu giống lúa tẻ theo hướng có hàm lượng
amylose thấp: Khau tăng sản niệu (SĐK 12570), Plề mà mủ (SĐK 14413), Plề mà mủ
(SĐK 14414), Plề chứa chủa (SĐK 14418), Plề mà mủ (SĐK 14419); 2 mẫu giống có
khối lượng 1.000 hạt lớn: Khẩu pe lạnh (SĐK 14269), Plề mảng chính (SĐK 14482) 11
mẫu giống có hạt thóc dạng thon.

ix

THESIS ABSTRACT
Master candidate: Doi Hong Hanh
Thesis title: Research on evaluation of genetic diversity of colour upland rice in
Vietnam
Major: Crop Science

Code: 60 62 01 10

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

At present, the Center for Plant Resources is preserving approximately 3,000
upland rice gene sources, representing 34% of the approximately 10,000 total rice
genomes at the National Gene Bank. These rice germplasm sources are abundant, many
of which are not only highly drought tolerant, of excellent quality but also of wellknown specialty rice in many localities. To classify for the purpose of preserving,
exploiting and developing genetic resources, we need to evaluate the genetic diversity
of the exhausted rice gene pool. That is why we conduct research to evaluate the genetic
diversity of some colour upland rice of Vietnam.
Through the field evaluation methodology, the sequences are not repeated, the
monitoring indicators are evaluated according to the "Rice Genetic Resources
Descriptions Form", compiled by the Plant Resources Center on the basis of the
Whether IRRI and IPGRI guidelines, methods for analyzing indicators related to rice
quality, show genetic diversity of agro-biological characteristics and quality
characteristics of 50 native color rice varieties. The north is being kept at the National
Gene Bank.
50 samples of paddy rice used in the study were of medium to high plant height,
with the average size accounting for 30.0%; The majority of seed specimens had a weak
to medium stiffness (44 seed samples, accounting for 88.0%); The majority of rice
samples have a very long grain length of 80.0%; The tapered shape accounted for the

highest proportion with 22.0% (11 seed samples).
Most of the seed specimens were medium to large (14 seeds, 28.0%); There are
4 varieties with NSLT> 6.5 tons / ha that are: Selling style (14654), Style (14499),
Highland (12593), Increasing production (12565).
Of the 50 rice varieties, one sample was of sticky rice (2.0%) and 49 samples of
paddy (98.0%); 50 specimens had 27 specimens of Japonica subspecies (54.0%) and 23
indica subspecies (46.0%); The samples of aromatic rice accounted for 50.0% of the 25
samples in the group, of which 5 specimens were classified as aromatic rice (score 2),

x


accounting for 10.0%. 25 seed samples accounted for 50.0%. Most of the rice varieties
in the study were low in amylose content (32 seeds, 64.0%) and medium (18 seeds,
36.0%).
A number of good seed samples have been identified as starting materials for
rice breeding: 5 varieties of fragrant seeds (Sesame, 12593), (Seasonal, SĐK 13010),
(Code of the father, ID 14220), (The old is, old 14271), (Not yet, ID 14471); 5
specimens of lowland amylose in the direction of growth of rhizomes (PD 12570), pits
of pus (ID 14413), pits of pus (ID 14414), pits of papyrus (ID 14418), papules ID
14419); Two seedlings with a volume of 1,000 large seeds: Cold pean (14469), Main
Plate (ID 14482) 11 seed varieties with tapered grain.

xi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lúa gạo (Oryza sativa L.) là thực phẩm chính ni dưỡng hơn nửa dân số
trên thế giới, mà 95% sản phẩm là gạo lại được sản xuất tại Châu Á. Gạo lại có

nhiều màu sắc khác nhau như trắng, tím, đen, đỏ, và nâu. Khoa học đã xác nhận
rằng tám loại gạo trên có màu là do sự cấu thành bởi một chất gọi là
phytochemicals mà ra. Các Phytochemical mà khoa học đã chứng minh là tốt cho
sức khoẻ hơn cả và mọi người đều cảm nhận là chính nó đem lại những lợi ích
tuyệt vời cho sức khỏe con người [69]. Ngày nay khoa học đã khám phá là gạo
cẩm, gạo đỏ lại có nhiều dinh dưỡng hơn cho sức khoẻ con người so với gạo
trắng là nhờ có chất quan trọng nhất đó là anthocyanins [64]. Các nhà khoa học
khẳng định ăn gạo cẩm, gạo đỏ có thể giúp cơ thể ngăn ngừa một số bệnh như
ung thư, tiểu đường, tim mạch và bệnh giảm trí nhớ của người già [71].
Flavonoids và anthocyanins giúp gia tăng năng lượng trong cơ thể, làm
giảm huyết áp, giảm bớt hiện tượng Pakinson’s, giúp ngăn chặn sự hủy hoại của
thần kinh vận động, cải thiện trí nhớ, sa sút trí tuệ, kể cả sự nhận thức, ức chế và
ngăn chặn hữu hiệu các như ung thư vú, ruột già, prostate, cả ung thư phổi. Hoạt
chất này cịn có tác dụng cải thiện ung thư bao tử, và bảo vệ các bệnh liên quan
đến tim mạch. Ngồi ra, chúng cịn chống lại các tác động của vi sinh trong việc
bảo vệ răng, miệng, và nhiễm trùng.
Ở nước ta gạo màu nói chung và gạo cẩm nói riêng đã được người dân sử
dụng từ rất lâu đời chủ yếu để làm xôi, nấu rượu nếp cẩm đôi khi làm thuốc chữa
bệnh. Người dân cho rằng ăn gạo cẩm tốt cho máu, đặc biệt tốt cho phụ nữ sau
khi sinh. Trong mấy năm gần đây tiêu thụ gạo cẩm có xu hướng tăng lên do một
phần sản phẩm này được đưa vào bán ở các siêu thị, một phần người dân bắt đầu
quan tâm đến giá trị gạo này như một loại thực phẩm chức năng giúp tăng cường
sức khỏe. Thêm vào đó, sản phẩm “Sữa chua nếp cẩm” đã được sản xuất và bán
khá phổ biến tại các thành phố lớn và được tiêu thụ khá rộng rãi điều này phần
nào làm gia tăng tiêu thị gạo cẩm trên thị trường.
Hiện tại, Trung tâm Tài nguyên thực vật đang lưu giữ xấp xỉ 3000 nguồn
gen lúa cạn, chiếm 34% trong tổng số xấp xỉ 10000 nguồn gen lúa nói chung tại
Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia. Những nguồn gen lúa cạn này rất phong phú,

1

trong đó có nhiều nguồn gen khơng chỉ có khả năng chịu hạn cao, chất lượng rất
tốt, mà còn là những loại gạo đặc sản nổi tiếng ở nhiều địa phương. Để phân
nhóm phục vụ mục tiêu bảo tồn, khai thác và phát triển nguồn gen chúng ta cần
đánh giá đa dạng di truyền nhóm nguồn gen lúa cạn màu. Chính vì vậy chúng tơi
tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền một số
nguồn gen lúa cạn gạo màu của Việt Nam”.
Kết quả của đề tài sẽ cung cấp thông tin và cơ sở khoa học cho cơng tác bảo
tồn và sử dụng có hiệu quả nguồn gen lúa địa phương.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
* Mục đích
Đánh giá đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm nông sinh học và chất lượng
của một số nguồn gen lúa gạo màu phục vụ mục tiêu bảo tồn khai thác và phát
triển nguồn gen.
* Yêu cầu
Thông qua mô tả, đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất và chất lượng
nguồn gen tiến hành phân nhóm, chỉ ra một số nguồn gen triển vọng góp phần
bảo tồn, khai thác và phát triển nguồn gen lúa cạn màu ở Việt Nam.
1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
* Ý nghĩa khoa học
Đánh giá đa dạng di truyền các nguồn gen lúa cạn gạo màu trên cơ sở mô
tả đánh giá một số đặc điểm nơng sinh học và chất lượng góp phần bảo tồn, khai
thác và phát triển nguồn gen lúa cạn gạo màu ở Việt Nam.
* Ý nghĩa thực tiễn
Phân nhóm được các nguồn gen lúa cạn gạo màu để phục vụ mục đích lưu giữ
và nghiên cứu.
Những kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở khoa học để giới thiệu các
nguồn gen lúa có đặc tính tốt, triển vọng phục vụ cho công tác lai tạo và nghiên cứu.
1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

* Đối tượng nghiên cứu
- Bao gồm 50 nguồn gen lúa cạn gạo màu đang lưu giữ trong ngân hàng gen
cây trồng Quốc gia; các nguồn gen được dùng trong đề tài đảm bảo được yêu cầu
chất lượng hạt giống.

2


* Phạm vi nghiên cứu
Tại phịng thí nghiệm, khu thí nghiệm đồng ruộng của Trung tâm Tài
nguyên thực vật.
Thời gian: 2015-2016
Nghiên cứu một số đặc điểm về đặc điểm nông học, năng suất, chất lượng
của 50 mẫu giống lúa cạn gạo màu đang được lưu giữ tại Ngân hàng gen cây
trồng Quốc gia.
Bước đầu giới thiệu nguồn gen lúa triển vọng phục vụ cho công tác chọn
tạo giống và nghiên cứu.

3


PHẦN 2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU
VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
2.1.1. Giới thiệu về cây lúa
2.1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa
Cây lúa (Oryza sativa L.) còn được gọi là lúa châu Á vì nó được thuần hố
từ lúa dại ở ba trung tâm đầu tiên vùng Đông Nam Á: Assam (Ấn Độ), biên giới
Thái Lan– Myanmarr, Trung du Tây Bắc Việt Nam [26]. Theo tài liệu của Trung
Quốc thì khoảng năm 2800– 2700 TCN, ở Trung Quốc đã có nghề trồng lúa [7].

Markey và De Candolle, Roievich cho rằng nguồn gốc cây lúa trồng là ở Miền
Nam Việt Nam và Campuchia [26]. Có tài liệu lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là
ở Miền Nam Việt Nam và Campuchia [24] [26]. Có giả thuyết lại cho rằng tổ
tiên của lúa Oryza là một cây hoang dại trên siêu lục địa Gondwana cách đây ít
nhất 130 triệu năm và phát tán khắp các châu lục trong q trình trơi dạt lục địa
[72]. Gutschin cho rằng cái nôi của nghề trồng lúa là ở chân dãy Himalaya đổ
xuống các vùng đồng bằng Bengale, Assam, Thái Lan vì ở vùng này có nhiều
loại lúa hoang dại và các giống lúa trồng phong phú [7].
Tuy có nhiều các tài liệu khác nhau, các khảo cổ đã chứng minh nguồn gốc
khác nhau của cây lúa nhưng đa số các tài liệu đều cho rằng nguồn gốc cây lúa là
ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, có thể thuộc nhiều quốc gia khác nhau, sau đó do
khí hậu nhiệt đới nóng ẩm cây lúa đã lan rộng ra các vùng khác nhau [24], [26].
Lúa thuộc ngành thực vật có hoa (Angios Permes), lớp một lá mầm (Mono
Cotyledones), bộ hịa thảo có hoa (Graminales), họ hịa thảo (Graminae), lúa
trồng thuộc chi Oryza (có 24 hoặc 48 nhiễm sắc thể), có 23 lồi phân bố khắp
thế giới trong đó có hai lồi lúa trồng. Lồi Oryza sativa L. trồng phổ biến trên
thế giới và phần lớn tập trung ở Châu Á bao gồm ba loài phụ: Japonica phân bố
ở những nơi có vĩ độ cao (Bắc Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên), chịu rét cao,
ít chịu sâu bệnh. Indica (được trồng ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới như
Việt Nam, Thái Lan, Ấn Độ, Mianma), có đặc điểm hạt dài, thân cao, mềm dễ
đổ, chịu sâu bệnh, năng suất thấp, mẫn cảm với ánh sáng. Javanica có đặc điểm
trung gian, hạt dài, dày và rộng hơn hạt của Indica, chỉ được trồng ở vài nơi

4


thuộc Indonesia[24]. Lồi Oryza số hóa bởi Trung tâm gluberrima S. được trồng
với một diện tích nhỏ thuộc Tây Phi. Sự tiến hóa của cây lúa gắn liền với sự tiến
hóa của lồi người đặc biệt ở Châu Á [73].
Theo điều kiện sinh thái, cây lúa chia làm hai loại, lúa cạn và lúa nước. Lúa

cạn, được trồng vào mùa mưa trên đất cao, đất thoát nước tự nhiên, trên những
chân ruộng khơng đắp bờ hoặc khơng có bờ và khơng có nước dự trữ trên bề mặt.
Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì lúa cạn do lúa nước biến đổi thành và
những giống lúa này có khả năng trồng được ở những vùng khơ hạn, vẫn có khả
năng sinh trưởng phát triển bình thường trên ruộng có nước. Đây là một đặc tính
nơng học của lúa cạn, khác với cây trồng khác.
Hiện nay có thể chia lúa cạn thành hai nhóm:
Nhóm lúa cạn cổ truyền, bao gồm những giống lúa cạn địa phương, thích
nghi cao và tồn tại lâu đời, tính chống chịu cao, tuy nhiên giống lúa này có hạn
chế là năng suất thấp.
Nhóm lúa khơng chủ động nước hoặc sống nhờ nước trời. Loại này được
phân bố trên những nương bằng, chân đồi thấp với độ dốc dưới 5o. Đây là những
giống lúa cạn mới lai tạo, có khả năng chịu hạn trong những giai đoạn sinh
trưởng nhất định, hiệu suất sử dụng nước và tiềm năng năng suất cao [19].
Năng suất của các giống lúa cạn thường thấp do hai nguyên nhân chủ yếu:
Giống xấu và đất nghèo dinh dưỡng, phát triển trên những vùng dân trí thấp và
điều kiện canh tác kém [19]. Tuy năng suất lúa cạn khơng cao, trung bình đạt
1,5 tấn/ha, nhưng cây lúa cạn đã góp phần vào tổng sản lượng lúa một cách
đáng kể (từ 20% -40% ở những vùng sản xuất lương thực khó khăn), góp phần
giải quyết lương thực tại chỗ cho nhân dân, giảm được công vận chuyển và chủ
động lương thực trong một khoảng thời gian nhất định, phù hợp với điều kiện
của nhiều địa phương.
2.1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa
Với tình hình các quốc gia Bán cầu Bắc chuẩn bị bước vào giai đoạn hoàn
tất việc thu hoạch vụ lúa thứ hai thì mùa vụ năm 2013 đã gần như kết thúc. Dựa
trên những đánh giá mới nhất, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp
quốc (FAO) đã nâng mức sản lượng lúa gạo tồn cầu tháng 4 ước tính thêm 2,1
triệu tấn, đạt 747 triệu tấn gạo (trong đó gạo đã xay xát là 498 triệu tấn). Sự tăng
trưởng này chủ yếu đều nhờ sản lượng gia tăng tại các nước khu vực châu Á, đặc

5


biệt là Băng-la-đét, Trung Quốc, Ấn Độ, I-rắc, Mi-an-ma, Pa-kít-xtan và Xri
Lan-ca, ngồi ra cịn có Sát và Mali của khu vực Tây Phi. Tốc độ tăng trưởng
hàng năm 1,5% đã cao hơn mức tăng trưởng ước tính của tháng 4 (1,1%), tuy
nhiên vẫn chưa vượt qua năm 2000 (2%). Tổ chức FAO cho rằng sự gia tăng về
sản lượng lúa gạo năm 2013 có được là từ việc mở rộng diện tích canh tác mặc
dù năng suất vẫn giảm nhẹ.
Khác với năm 2013, dự báo sản lượng lúa gạo toàn cầu năm 2014 của FAO
đã phần nào giảm xuống từ tháng 4; theo đó giảm 120 nghìn tấn xuống cịn 750,9
triệu tấn gạo (trong đó gạo đã xay xát là 500,7 triệu tấn). Như vậy, sản lượng lúa
gạo chỉ tăng 0,5% (tương đương 3,9 triệu tấn gạo) so với số liệu năm 2013 ước
tính đã được điều chỉnh. Tuy nhiên, dù sản lượng lúa gạo có cao hơn mức bình
thường vào thời điểm này trong năm, triển vọng năm 2014 vẫn còn nhiều bất ổn
do tác động của hiện tượng El Nino. Chẳng hạn, nếu như El Nino tác động mạnh
trở lại vào quý cuối cùng của năm, mùa lúa gạo chính sẽ khơng bị ảnh hưởng
đáng kể do vào thời điểm này việc thu hoạch đã hoàn thành. Tuy nhiên, vụ lúa
thứ hai năm 2014 của các nước Bắc bán cầu và vụ đầu 2015 của các nước Nam
bán cầu sẽ gặp rất nhiều bất lợi do cả hai vụ đều được gieo vào cuối năm 2014
hoặc đầu năm 2015.
Ngay cả trong tình hình này, những triển vọng cho vụ 2014 cũng bị hạ
xuống do những cơn mưa mùa tới chậm khiến cho lượng mưa trong những tháng
tiếp theo trở nên vô cùng quan trọng. Mặc dù hầu như khơng có thay đổi gì đáng
kể từ tháng 4, sản lượng lúa gạo năm 2014 gia tăng được kì vọng sẽ bù đắp cho
lượng gạo thiếu hụt của các quốc gia. Đặc biệt, tình hình khơng chỉ tồi tệ đối với
các quốc gia như Ấn Độ, In-đơ-nê-xi-a, Phi-líp-pin và Xri Lan-ca mà cả các quốc
gia như Ác-ghen-ti-na, Úc, Bra-xin, Cơ-lơm-bi-a, Ê-cua-đo và Xê-nê-gan.
Ngun nhân chủ yếu là tình trạng thời tiết thất thường với hạn hán hay mưa lớn
không đúng thời điểm. Tuy nhiên, tổ chức FAO cũng đã nâng ước tính đối với

sản lượng lúa gạo của một số quốc gia Trung Quốc, Băng-la-đét, Cam-pu-chia,
Sát, Ai Cập, I-rắc, Lào, Mali, Mi-an-ma, Pa-kít-xtan, Pê-ru, Nga, Siera Leone,
Tan-za-ni-a và Việt Nam.
Trong số các khu vực, châu Á được đánh giá là khu vực có sự tăng trưởng
khiêm tốn với sản lượng lúa gạo năm 2014 là 679 triệu tấn, chỉ tăng 0,2%, tương
đương 1,1 triệu tấn so với năm 2013. Điều này phản ảnh sự tăng trưởng chậm ở
một số nước như Ấn Độ, In-đô-nê-xi-a, Nê-pan, Xri Lan-ca và Thái Lan. Trái lại,

6


Băng-la-đét, Trung Quốc, Mi-an-ma, Pa-kít-xtan, Phi-líp-pin và Việt Nam được
dự báo sẽ tăng trưởng tốt nhờ nhưng biện pháp hỗ trợ từ phía chính phủ. Triển
vọng tại khu vực châu Phi khá lạc quan với sản lượng tăng 3,8% (tương đương 1
triệu tấn) ở mức 28,3 triệu tấn (trong đó gạo đã xay xát là 18,5 triệu tấn). Đặc biệt
là sự phục hồi của Ma-đa-gát-xca từ vụ lúa thất bại năm 2013 nhờ lượng mưa
đầy đủ và tỷ lệ mắc sâu bệnh giảm. Tình hình cũng được cải thiện rõ rệt ở khu
vực Đơng Phi, với sản lượng ước tính tăng 3% so với năm 2013; khu vực Tây
Phi khiêm tốn hơn một chút.
Tổ chức FAO dự báo sản lượng lúa khu vực Mỹ La-tinh và vùng biển Cari-bê năm 2014 sẽ đạt 28,6 triệu tấn (trong đó gạo đã xay xát là 19,1 triệu tấn), ít
hơn 600 nghìn tấn so với tháng 4/2014, song vẫn tăng 1,3% so với năm 2013.
Sản lượng lúa gạo đặc biệt giảm mạnh ở Brazil, ngồi ra các nước Ác-hen-ti-na,
Bơ-li-vi-a, Cơ-lơm-bi-a và Ê-cua-đo, nơi mùa vụ chính của năm 2014 cũng đã
được thu hoạch hết. Do ảnh hưởng tiêu cực của lượng mưa nhiều và suy giảm về
giá nên sản lượng gạo tại Bô-li-vi-a, Cô-lôm-bi-a, Ê-cua-đo, Pê-ru và U-ru-guay
cũng bị giảm mạnh. Tuy nhiên, sản lượng tại Ác-hen-ti-na, Brazil, Cuba, Guy-ana và Pa-ra-guay được dự báo vẫn sẽ tăng so với 2013.

Hình 2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo tại Châu Á và giá gạo thế giới
Tại châu Âu, mặc dù diện tích canh tác bị thu hẹp nhưng năng suất được cải
thiện đã giúp sản lượng gạo trong khối EU được dự báo vẫn giữ ở mức ổn định,

đạt mức của năm 2013. Đặc biệt Nga được dự báo sẽ có sự phục hồi chính thức
về sản lượng.

7


Tại Bắc Mỹ, USDA đưa ra dự đoán sản lượng lúa gạo sẽ phục hồi 19% so
với năm trước nhờ có sự tăng trưởng tới 23% về diện tích canh tác, bất chấp việc
mùa vụ bắt đầu muộn do mưa trái mùa và nhiệt độ thấp dưới mức trung bình.
Tại khu vực châu Đại Dương, những đánh giá chính thức cho thấy mức sụt
giảm 29% về sản lượng ở Australia (nơi mùa vụ đã kết thúc). Đây là mức sụt giảm
khá mạnh so với kết quả năm 2013 do việc thiếu nước tưới tiêu trong gieo trồng.
2.1.2. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam
2.1.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới
Vào thời điểm này trong năm, vụ lúa 2014 diễn ra sớm hơn ở khu vực phía
nam và dọc đường xích đạo, nơi một số nước đã bắt đầu quá trình thu hoạch vụ
lúa chính. Ở Bắc Bán cầu, khu vực chiếm 87% lượng gạo thế giới, mùa vụ chỉ
vừa bắt đầu, phần lớn mới đang ở giai đoạn gieo trồng. Theo số liệu dự báo của
tổ chức FAO, sản lượng gạo thế giới năm 2014 có thể đạt 501,1 triệu tấn, chỉ
tăng 4 triệu tấn, tương đương 0,8% so với con số năm 2013 và cao hơn con số dự
báo tháng 6 là 500 nghìn tấn. Nếu đúng như vậy, đây sẽ là năm thứ ba liên tiếp
tăng trưởng về sản lượng gạo ở mức thấp mà nguyên nhân một phần là do khả
năng quay trở lại ở cường độ nhẹ của hiện tượng El Nino vào giữa năm 2014,
thời điểm quan trọng cho sự phát triển của cây lúa. Châu Á, trung tâm lúa gạo
của thế giới, là nơi thường bị hạn hán bởi hiện tượng El Nino; từ đó gây ra những
ảnh hưởng tiêu cực lên năng suất và đồng thời thúc đẩy sự chuyển đổi từ việc
canh tác lúa mùa khơ sang các loại cây trồng cần ít nước hơn [76].

8

Bảng 2.1. Tổng quan thị trường gạo thế giới năm 2014
2012-2013

2013-2014

2014-2015

Ước tính

Dự báo

Đơn vị: triệu tấn

Thay đổi
2014-2015 so với
2013-2014
(%)

THẾ GIỚI
Sản lượng

491,2

496,9

501,1

0,8

Thương mại1

37,2

39,3

39,2

-0,2

Tổng tiêu thụ

478,3

490,3

502,3

2,4

Thực phẩm

402,4

410,1

417,1

1,7

Dự trữ cuối mùa vụ

174,8

180,9

180,1

-0,4

CHỈ SỐ NGUỒN CUNG VÀ NHU CẦU
Tiêu thụ thực phẩm tính theo đầu người
Thế giới (kg/năm)

56,9

57,4

57,7

0,5

Các quốc gia thiếu lương thực,
thu nhập thấp (kg/năm)

63,2

64,0

64,7

1,1

Tỷ lệ dự trữ cho sử dụng (%)

35,7

36,0

35,1

Tỉ lệ giữa dự trữ cuối vụ của các
nhà xuất khẩu lớn so với tổng
lượng tiêu thụ2(%)

28,1

27,8

27,0

CHỈ SỐ GIÁ GẠO CỦA FAO

2012

2013

2014

231

233

Tháng 1 – 4

Thay đổi 2014 so
với 2013 (%)

235

-1,0

(1)

Kim ngạch xuất khẩu năm dương lịch (hiển thị năm thứ hai)

(2)

Các nhà xuất khẩu chính gồm Ấn Độ, Pa-kít-xtan, Thái Lan, Hoa Kỳ và

Việt Nam.
Sản lượng lúa gạo ở khu vực châu Á được dự báo đạt 453,2 triệu tấn trong
năm 2014, chỉ tăng 0,5% so với mùa vụ trước. Tốc độ tăng trưởng chậm chạp tại
khu vực này không chỉ là do những tác động của điều kiện thời tiết xấu mà cịn
do tình hình giá cả khơng thuận lợi. Sự tăng trưởng của khu vực có được chủ yếu
nhờ sự phục hồi của Trung Quốc sau mùa vụ năm 2013 bị ảnh hưởng nghiêm
trọng bởi thời tiết khô hanh và bão lớn. Trong năm 2014, chính phủ Trung Quốc

9

tái khẳng định sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho ngành thực phẩm ngũ cốc, đặc biệt là lúa
mỳ và lúa gạo. Theo đó, giá lúa hỗ trợ trong năm 2014 tiếp tục được tăng lên, dù
vẫn còn thấp hơn nhiều so với các năm trước. Tuy nhiên, với mức tương đương
440 – 504 USD/tấn, giá gạo hỗ trợ của Trung Quốc trong năm 2014 vẫn tiếp tục
giữ ở mức cao so với giá chuẩn Quốc tế.

Hình 2.2. Sản lượng và diện tích gieo trồng lúa trên thế giới
Sản lượng tại Ấn Độ được dự báo sẽ tăng 1% trong năm nay và thiết lập
một kỷ lục mới dù kết quả cuối cùng của mùa vụ sẽ phụ thuộc vào tình hình thời
tiết của mùa mưa. Các cơn mưa này thường đến vào ngày 1/6 trong năm, cũng là
khoảng thời gian vụ lúa đầu tiên bắt đầu được gieo trồng tại Ấn Độ. Những dự
báo ban đầu của Trung tâm khí tượng Ấn Độ cho thấy khả năng lượng mưa trên
mức thông thường là 35% và dưới mức thông thường là 33%. Điều này cho thấy
mối đe dọa về sự quay trở lại của El Nino. Năm 2009 là lần gần đây nhất El Nino
diễn ra mạnh mẽ và đã khiến sản lượng gạo tại Ấn Độ giảm 10%. In-đô-nê-xi-a,
khu vực sản xuất gạo lớn thứ ba thế giới, cũng được dự báo sẽ chịu ảnh hưởng
mạnh mẽ của El Nino. Tuy nhiên, mùa vụ năm 2014 diễn ra khá sớm tại nước
này và việc thu hoạch vụ lúa chính đã bắt đầu được tiến hành; do đó El Nino sẽ
nhiều khả năng ảnh hưởng đến vụ đầu năm 2015. Do gần 300 nghìn héc-ta bị hủy
hoại bởi trận lũ lụt trên diện rộng vào đầu năm và sự bùng phát trở lại của sâu
bệnh hại, chính phủ nước này đã hạ thấp mục tiêu sản lượng lúa gạo năm 2014
xuống còn 73 triệu tấn, tương đương 46 triệu tấn gạo xay xát; tuy nhiên, đây vẫn

10


là một con số tương đối cao. Tuy nhiên, tổ chức FAO lại dự báo sản lượng gạo
của In-đô-nê-xi-a khá thấp, chỉ đạt 45,4 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2013.
Ngoài ra, một số quốc gia trong khu vực như Băng-la-đét, Cam-pu-chia,

Mi-an-ma, Phi-líp-pin và Pa-kít-xtan đều được trơng đợi sẽ có sự tăng trưởng về
sản lượng lúa gạo. Tại Việt Nam, sản lượng có khả năng chỉ tăng nhẹ, do những
nỗ lực hiện tại của chính phủ trong việc khuyến khích chuyển đổi từ trồng lúa
sang trồng ngơ và đậu tương. Trái lại, triển vọng về sản lượng lúa gạo ở Xri Lanca năm 2014 không mấy khả quan, nơi vụ mùa chính đã được thu hoạch. Tại đây,
diện tích trồng lúa đã giảm xuống chỉ cịn một nửa so với năm ngối do điều kiện
thời tiết khơ hạn.
Sản lượng cũng được dự báo sẽ giảm mạnh tại Nhật Bản, Lào và Thái
Lan trong bối cảnh giá cả không thuận lợi. Tại Thái Lan, đợt thứ hai của chương
trình cam kết bảo hộ giá sản xuất gạo mùa vụ 2013/14 trên mức thị trường đã bị
đình chỉ vào tháng 2. Mặc dù chưa có thơng tin chắc chắn rằng chương trình này
có được hoạt động trở lại vào cuối năm nay hay khơng, song giá gạo được dự
đốn giảm sẽ khiến việc gieo trồng và sản lượng gạo năm 2014 của nước này
giảm 2%.
2.1.2.2. Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam
Việt Nam là một trong 10 nước sản xuất lúa gạo lớn nhất trên thế giới. Năm
1980 diện tích trồng lúa là 5,6 triệu ha, sản lượng là 23,5 triệu tấn. Đến năm
2007 diện tích trồng lúa là 7,30 triệu ha, năng suất đạt 36,56 triệu tấn.
Việt Nam là nước nơng nghiệp, trong đó nghề trồng lúa đóng vai trị chủ
đạo trong cơ cấu cây trồng, nên lúa có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế , xã
hội nước ta. Nằm trong vùng nhiệt đới nóng ẩm, lượng bức xạ mặt trời cao và đất
đai phù hợp cho trồng lúa nên Việt Nam có thể trồng nhiều vụ lúa trong năm và
với nhiều giống khác nhau. Cùng với việc áp dụng các biện pháp chọn, tạo giống
mới có năng suất, chất lượng cao và khả năng chống chịu tốt nên sản lượng lúa
gạo nước ta không ngừng tăng lên, đã góp phần quan trọng để bình quân lương
thực đầu người tăng lên. Năm 1994 bình quân lương thực đầu người nước ta đạt
359 kg/người/năm nhưng đến năm 2013 đã tăng lên 549 kg (chinhphu.vn).
Mặc dù diện tích trồng lúa ở nước ta giai đoạn 1990 -2007 không tăng
nhưng sản lượng và lượng gạo xuất khẩu không ngừng tăng [34], 74].

11

Năm 1990 Việt Nam xuất khẩu gạo được 1,62 triệu tấn, đến năm 2000
chúng ta đã đạt 3,50 triệu tấn. Năm 2007 Việt Nam có sản lượng gạo xuất khẩu
lớn nhất đạt 5,23 triệu tấn và giữ vững là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên Thế
giới. Năm 2008 tuy diện tích trồng lúa giảm xong năng suất và sản lượng đều
tăng điều đó đã khẳng định vị thế cây lúa của Việt Nam. Đặc biệt sản lượng xuất
khẩu gạo vẫn được duy trì ổn định ở mức trên 5 triệu tấn. Theo dự đốn của các
chun gia thì năm 2009 năng suất, sản lượng và giá trị xuất khẩu gạo của Việt
Nam sẽ giữ ở mức ổn định và có thể đạt 5,3 triệu tấn (theo dự báo của FAO).
2.1.3. Hố sinh hạt lúa
Trong hạt lúa khơ có 1,79 – 3,07 % lipit, 5,5 – 13% protein, 62,40 –
82,51% tinh bột, 5,7% tro và 0,48 – 1,19% đường. Ngồi ra cịn chứa một số
chất khống và vitamin, nhất là vitamin nhóm B như: B1, B2, B6, PP... lượng
vitamin B1 là 0,45mg/100g hạt, trong đó ở phơi chiếm 47%, vỏ cám 34,5%, ở
hạt gạo chi ̉ có 3,8% nên nếu khi xát kĩ hàm lượng B1 trong hạt gạo còn rất thấp
[22], [23], [24], [36].
Lipit chủ yếu tập trung ở vỏ gạo. Nếu ở gạo xay có hàm lượng lipit là
2,02% khối lượng khơ thì gạo xát lượng lipit chỉ còn 0,52%. Hàm lượng lipit liên
quan đến chất lượng trên hai phương diện là giá trị dinh dưỡng và giá trị
bảo quản. Hàm lượng lipit càng cao thì bảo quản càng phức tạp [16], [75].
Tinh bột chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần vật chất khô trong
hạt lúa, chiếm 62,4 – 82,51%, nó là nguồn chủ yếu cung cấp calo [22]. Tinh bột
được cấu tạo bởi amylose và amylopectin. Amylose có cấu tạo mạch thẳng có
nhiều ở gạo tẻ, độ dẻo thấp. Amylopectin có cấu tạo mạch nhánh có nhiều ở gạo
nếp tạo nên độ dẻo đặc trong ở cơm [3], [18].
Protein trong hạt lúa chiếm từ 5,5 - 13,0% khối lượng khô của hạt. Khoảng
80% protein là glutelin, 18 – 20% là prolalin, 2 – 8% là globulin, abumin chiếm
5%. Glutelin là một loại protein quan trọng, có thành phần axit amin cân đối với
gần 3% lizin, khối lượng phân tử lớn (20 - 22KDa và 35 - 37KDa). Prolamin gạo

là một trong những protein dễ tan, dạng chính là 13 KDa cịn lại là những thành
phần phụ, thành phần axit amin rất giàu glutamin, prolin, lơxin nhưng thấp về
metionin, cystein, threonin và tyrozin. Globulin là thành phần chính của protein
trong phơi hạt thóc, khối lượng phân tử 26 Kda [52]. Albumin trong gạo là loại
protein không đồng nhất, gồm nhiều thành phần điện di và phân li mạnh [45].

12


Trong lúa nước hàm lượng protein chiếm từ 5,50 – 10,77%, các giống lúa
cạn thì hàm lượng cao hơn từ 8,00 – 11,62%, lúa nếp cao hơn lúa tẻ và lúa thơm
cao hơn lúa thường. Hàm lượng protein trong hạt lúa khơng cao nhưng là protein
dễ tiêu hố và hấp thu với người và vật nuôi. Trong hạt lúa protein có 17 loại axit
amin trong đó có các axit amin không thay thế là: valine, lơxin, isolơxin,
metionin, phenylalanin, lizin, threonin [16].
Kỹ thuật điện di cho phép phân tách hỗn hợp phức hệ protein thành những
tiểu phần khác nhau dựa trên nguyên tắc tốc độ dịch chuyển khác nhau theo khối
lượng của tiểu phần đó. Dựa vào các băng điện di có thể so sánh thành phần điện
di giữa các mẫu nghiên cứu, xác định tính đa dạng sinh học trên cơ sở phân tích
đa hình protein [27], [28].
Khi nghiên cứu đặc điểm sinh hoá của các giống lúa cạn địa phương cho
thấy các giống lúa nghiên cứu có số băng điện di khác nhau dao động từ 17- 20
băng, trong đó cao nhất là giống nếp lai tẻ là 20 băng. Điều này chứng tỏ hàm
lượng của các tiểu phần protein hạt ở giống lúa nếp lai tẻ cao hơn so với các
giống lúa khác [45]. Nghiên cứu về thành phần hoá sinh hạt của một số giống lúa
cạn trồng phổ biến ở Bắc Kạn và Cao Bằng, kết quả phân tích thành phần điện di
protein dự trữ hạt đã xác định được sự khác nhau về số lượng các băng điện di
giữa các giống (17-21 băng), protein dự trữ hạt biểu hiện tính đa hình [30].
2.1.4. Đặc điểm sinh học của cây lúa cạn.
Thời gian sinh trưởng và phát triển của cây lúa kể từ khi tra hạt đến khi thu

hoạch gồm 3 thời kỳ. Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, thời kỳ sinh trưởng
sinh thực, thời kì hình thành hạt và chín [56].
Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, cây lúa hình thành nhánh, lá và một phần
thân, cần có sự cân đối giữa sinh trưởng nhánh và sinh trưởng lá sao cho số
nhánh mới sinh ra đều có khả năng tạo ra được số lá vốn có của giống, yếu tố này
rất quan trọng vì nó tạo ra số nhánh hữu hiệu tạo năng suất cho cây [56].
Thời kỳ sinh trưởng sinh thực, cây lúa hình thành hoa, tập hợp hoa thành
bơng lúa, thời tiết thuận lợi thì số hoa của bơng lúa sẽ hình thành tối đa tạo điều
kiện để có nhiều hạt trên bơng [56].
Thời kỳ chín, ở các hoa lúa được thụ tinh xảy ra q trình tích lũy tinh bột
và sự phát triển hồn thiện của phôi (nếu dinh dưỡng đủ, thời tiết tốt, khơng sâu
bệnh) – sự hình thành hạt chắc – sản phẩm chủ yếu của cây lúa sẽ cao [56].

13