Luận văn thạc sĩ đánh giá quần thể lai lại backcross phục vụ cho chọn giống lúa kháng rầy nâu tại đồng bằng sông cửu long

....

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

PHẠM THỊ THU HÀ

ðÁNH GIÁ QUẦN THỂ LAI LẠI (BACKCROSS)
PHỤC VỤ CHO CHỌN GIỐNG LÚA KHÁNG RẦY NÂU
TẠI ðỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số

: 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN VĂN HOAN

HÀ NỘI – 2011


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan số liệu và kết quả được nghiên cứu trong luận văn
này là hồn tồn trung thực và chưa ñược sử dụng trong bảo vệ bất kì một học
vị nào.
Tơi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn này đã
được cảm ơn và các trích dẫn trong luận văn đã ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

PHẠM THỊ THU HÀ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

i


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Văn Hoan –
cán bộ giảng dạy bộ môn Di truyền – Chọn giống cây trồng, Trường ðại học
Nơng nghiệp Hà Nội đã tận tình giúp đỡ tơi trong suốt q trình hồn thành
luận văn của mình. Tơi xin cảm ơn tới GS.TS Nguyễn Thị Lang trưởng bộ
môn Di truyền – chọn giống, và các cán bộ đồng nghiệp ở Viện Lúa ðồng
Bằng Sơng Cửu Long đã hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Di truyền – chọn
giống cây trồng và Viện Sau ñại học – trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội;
đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành tốt đề tài này.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân,
bạn bè đã ln ủng hộ, giúp đỡ, động viên tơi trong suốt q trình học tập,
nghiên cứu.
Tác giả luận văn

PHẠM THỊ THU HÀ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

ii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

v

Danh mục các bảng

vii

Danh mục các hình

viii

1

MỞ ðẦU

i

1.1

ðặt vấn đề

1

1.2

Mục ñích và yêu cầu của ñề tài

3

2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

4

2.1

Cây Lúa

4

2.2

Rầy nâu và gen kháng rầy nâu

7

2.3

Các loại ADN marker

22

2.4

Lập bản ñồ di truyền trên lúa nhờ marker phân tử

26

2.5

Lập bản ñồ cho gen kháng rầy nâu

26

2.6

Chọn giống nhờ marker phân tử (Theo Nguyễn thị Lang, 2006)

27

2.7

Ứng dụng SSR Và STS marker

29

3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

36

3.1

Vật liệu

36

3.2

Phương pháp nghiên cứu

40

4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

50

4.1

ðánh giá sự ña dạng của nguồn gen khang rầy nâu

50

4.1.1

ðánh giá ngồi đồng

50

4.1.2

Thanh lọc trong nhà lưới

50

4.1.3

Phân nhóm di truyền theo kiểu hình

52

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

iii


4.2

ðánh giá kiểu hình

53

4.2.1

Thanh lọc giai đoạn mạ 13 tổ hợp BC1F1

53

4.2.2

Thanh lọc giống bố mẹ

56

4.2.3

Phân tích ANOVA theo kiểu hình

57

4.2.4

ðánh giá quần thể ngồi đồng

57

4.3

ðánh giá kiểu gen

59

4.3.1

Kết quả kiểm tra chất lượng ADN

59

4.3.2

Kết quả chạy PCR

60

4.3.3

So sánh ñánh giá kiểu hình và đánh giá kiểu gen

62

5

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

64

5.1

Kết luận

64

5.2

ðề nghị

64

TÀI LIỆU THAM KHẢO

66

PHỤ LỤC 1

73

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AFLP

Amplified fragment length polymorphis

ALP

Amplicon length polymorphism

AP-PCR

Arbitrary primer - PCR

BC

Backross

BPH

Brown planthopper

DBTD

ðột biến tám dài

DBTDT

ðột biến tám dài thuần

ðBSCL

ðồng Bằng Sơng Cửu Long

HK

Hơi kháng

HN

Hơi nhiễm

IRRI

Viện lúa Quốc Tế

K

Kháng

KT

Kói thum

MAS

Marker-assisted selection

N

Nhiễm

NGD

Nàng gước đỏ

NN&PTNT

Nơng nghiệp và phát triển nơng thơn

EDTA

Disodium ethylen diamin tetraacetate

ETS

Expressed tagged sites

FISH

Fluorescent in situ hybridization

PCR

Polymerase chain reaction

PƯ

Phản ứng

QTL

Quantitative trait loci

RN

Rất nhiễm

RFLP

Restriction fragment length polymorphism

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

v


SDS

Sodium dodecyl sulfat

SSCP

Single strand conformation polymorphism

SSR

Simple sequence repeat ( microsatellite)

STS

Sequence - tagged sites

TRIS

Trizma base

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

2. 1

Các loại ADN marker thông dụng

23

2.2

Danh sách gen kháng rầy nâu ñược biết

27

3.1

Danh sách 7 tổ hợp lai và 7 giống lúa bố mẹ ñược tiến hành thí
nghiệm

36

3.2

Thành phần dung dịch loading buffer 10X

38

3.3

Thành phần TAE 50X

38

3.4

Các thành phần pha dung dịch PCR cho 1 phản ứng

47

3.5

Chu trình hoạt động của máy như sau:

48

4.1

Sự phân bố tính kháng rầy nâu trên 21 giống sau khi thanh lọc

50

4.2

Cấp phản ứng và chỉ số hại của rầy nâu trên 21 giống lúa

51

4.3

Sự phân bố cấp gây hại trên 13 tổ hợp BC1F1

54

4.4

phản ứng của rầy nâu trên 8 giống bố mẹ

56

4.5

Phản ứng rầy nâu trên 13 tổ hợp BC1F1

57

4.6

Xem xét tỷ lệ phân ly của các tổ hợp lai BC1F1 bằng phép thử

4.7

Chi bình phương

58

So sánh kiểu gen và kiểu hình

63

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

2.1

Rầy trưởng thành dạng cánh dài

12

2.2

Rầy trưởng thành dạng cánh ngắn

12

2.3

Ấu trùng của rầy nâu

13

2.4

Trứng rầy nâu

13

2.5

Vịng đời rầy nâu

14

3.1

Bộ dụng cụ để chiếc tách ADN

39

3.2

TN1

41

3.3

Lồng ni rầy

41

3.4

Rầy cám

41

3.5

Lúa được cấy trên khay bùn mịn

42

3.6

Khay lúa trước và sau khi chủng

43

3.7

Sơ ñồ phát triển quần thể con lai hồi giao

44

3.8

Lúa gieo ñược 7 ngày

44

3.9

Lúa ñược thả rầ

44

3.10

Khay lúa trước và sau khi chủng

45

3.11

Φ 174 marker cắt bởi enzyme Hinf I được tách trên gel agarose

49

4.1

Phân nhóm di truyền 21 giống lúa theo kiểu hình

52

4.2

Tỷ lệ gây hại của rầy nâu trên 13 tổ hợp lai

53

4.3

Sự biểu hiện cấp gây hại của 13 tổ hợp

55

4.4

Tỷ lệ gây hại của rầy nâu trên 13 tổ hợp lai BC1F1

59

4.5

Kết quả kiểm tra chất lượng DNA trên gel agarose 0,9%

60

4.6

Sản phẩm khuếch đại PCR với primer VL3,4

61

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

viii


1. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực quan
trọng, nuôi sống hơn 1/3 nhân loại trên thế giới. Riêng tại Việt Nam, cây lúa
không chỉ là cây lương thực thực phẩm mà cịn là cây trồng đóng góp lớn nhất
trong ngành nơng nghiệp (Nguyễn Văn Hoan, 2007). Trong q trình sinh
trưởng phát triển cây lúa chịu nhiều tác ñộng của bệnh hại và côn trùng tấn
công làm giảm năng suất và phẩm chất gạo. Côn trùng và bệnh hại cây trồng
là vấn ñề nan giải hàng ñầu trong sản xuất lúa (Hà Minh Trung, 1985) mà rầy
nâu là ñối tượng gây hại rất nguy hiểm.
Trong ñiều kiện thâm canh với giống lúa mới cao sản ngắn ngày,
chịu bón nhiều phân đạm kết hợp với khí hậu gió mùa nóng ẩm quanh năm
tạo ñiều kiện thuận lợi cho dịch hại phát triển, do đó mà cây lúa chịu nhiều
tác động của bệnh hại và côn trùng tấn công làm giảm năng suất và phẩm
chất gạo. Trong đó, rầy nâu (Nilaparvata Lugens Stal.) là loại dịch hại
nguy hiểm tại nhiều vùng sản xuất lúa trên thế giới và các nước Châu Á
trong đó có Việt Nam. Ngồi trực tiếp gây “cháy rầy”, rầy nâu còn là tác
nhân truyền bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá (Rice ragged stunt virus) là những
bệnh hại do virus gây hại nguy hiểm. ðể hạn chế tối ña thiệt hại năng suất
lúa do rầy nâu gây ra, ñồng thời góp phần thực hiện mục tiêu an tồn lương
thực Quốc gia và khu vực trên cơ sở an toàn cho mơi trường sinh thái,
chương trình sử dụng giống kháng cần ñược ñặt ra và giải quyết. Vì vậy,
nhiều nhà chọn giống đã cố gắng tìm nhiều vật liệu q để lai tạo với mục
đích tạo ra giống mới có năng suất cao, phẩm chất gạo tốt, kháng sâu bệnh,
chống chịu ñược với ảnh hưởng bất lợi của môi trường và giảm thiểu sử
dụng nông dược (Nguyễn Thị Lang et al., 2006).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

1


Trong thực tế cho thấy, ở những quần thể cây trồng nhiễm bệnh vẫn
cịn nhiều cá thể sống sót và phát triển dần từ năm này đến năm khác, hồn
tồn không bị tấn công hay bị tấn công nhẹ, mặc dù có sự phát tán nguồn
bệnh rất đồng đều, như vậy vẫn cịn một số gen kháng khác có thể bảo vệ cho
các cá thể trong quần thể đó được tồn tại (Bùi Chí Bửu, 2002).
Việc tổ chức nhân nhanh các giống lúa mới kháng rầy và có chất lượng
gạo tốt là một yêu cầu bức thiết mà ngành nông nghiệp phải quan tâm. Giải
pháp cơ bản và cần thiết ñể ñối phó với dịch hại rầy nâu là xác ñịnh và phổ
biến các giống lúa kháng rầy nâu trong sản xuất. Về sản xuất lâu dài, công tác
giống lúa cũng là quan trọng nhất và hiệu quả nhất và là cơng tác đi đầu trong
việc phịng trị rầy nâu, nhất là dịch rầy nâu ñang bọc phát hiện nay. Theo
PGS.TS Nguyễn Thị Lang (2002) thì lai lúa là phương pháp thơng dụng để
chủ động tạo ra giống mới theo mong muốn của người chọn giống.
Chọn giống cây trồng theo phương pháp truyền thống dựa trên cơ sở
chọn lọc kiểu hình trong quần thể con lai đang phân ly của một tổ hợp lai
nào đó. Phương pháp này thường gặp phải những khó khăn về tương tác
giữa kiểu gen và mơi trường (G x E). Hơn nữa, nhiều qui trình chọn lọc theo
theo phương pháp cổ truyền tốn rất nhiều thời gian nhưng khơng tìm ra
giống kháng...(Nguyễn Thị Lang, 2006).
Chọn giống nhờ marker phân tử là một chiến lược ñược thế giới ủng hộ
từ năm 1995, ñang ñược phát triển trong chọn giống lúa chống chịu với các
loài sâu bệnh hại chính, là phương pháp tác động mạnh đến hiệu quả chọn
giống với các đánh dấu có kết quả và kỹ thuật cao trên cơ sở PCR ñể ñánh giá
kiểu gen của tính trạng mục tiêu (Bùi Chí Bửu, 2002).
Phần lớn những giống lúa kháng rầy cao lại khơng có dạng hình đẹp và năng

suất cao. Mặt khác, để chọn giống kháng tốt, bền vững người ta tiến hành
chiến lược quy tụ nhiều gen kháng từ nhiều nguồn khác nhau

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

2


Do đó tính kháng của cây chủ là cách kiểm sốt rầy nâu có hiệu quả nhất
vì thế cơng tác chọn tạo và ñánh giá giống lúa kháng gầy nâu là công việc liên
tục và là mục tiêu quan trọng trong chương trình cải tiến giống lúa. Ngồi ra
tính kháng gầy nâu bị ảnh hưởng bởi di truyền (yếu tố bên trong) và sinh thái
học(yếu tố bên ngồi). Do đó, chúng sẽ bị chi phối bởi nguồn gen kháng,
chiến lược lai tạo, quá trình chọn lọc tự nhiên của quần thể rầy nâu.
Song song với việc chọn giống dựa trên kiểu hình thì việc đánh giá kiểu gen
cũng khơng thể thiếu. Do đó, chọn giống nhờ marker phân tử là một chiến
lược quan trọng trong chọn giống lúa kháng sâu bệnh hại chính, là phương
pháp tác động mạnh đến hiệu quả chọn giống với các đánh dấu có kết quả kỹ
thuật cao trên cơ sở PCR ñể ñánh giá kiểu gen của tính trạng mục tiêu. Sau đó
so sánh với kiểu hình tìm ra mức độ chính xác của phương pháp
Chính vì vậy, tìm nguồn gen kháng để tạo ra các giống có dạng hình
đẹp, năng suất cao đóng vai trị hết sức quan trọng. Chính vì vậy để giải quyết
các vấn ñề trên ñề tài: “ðánh giá quần thể lai lại (backcross) phục vụ cho
chon giống lúa kháng rầy nâu tạiằng Sơng Cửu Long” Nhằm đánh giá được
mức độ gây hại của rầy nâu trên tổ hợp lai của cây lúa để chọn ra tổ hợp lai có
mang gen kháng rầy nâu, làm cơ sở cho việc chọn lọc tìm ra các dịng mang
gen kháng để phục vụ tốt hơn cho cơng tác chọn giống.
1.2. Mục đích và u cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu vật liệu khởi đầu và chọn lọc một số dịng có khả năng rầy

nâu để phục vụ cho cơng tác chọn giống mang gen kháng rầy nâu.
1.2.2. Yêu cầu của ñề tài
- ðánh giá kiểu hình tìm bố mẹ
- Lai tạo tổ hợp lai lại (Backross)
- ðánh giá kiểu hình và kiểu gen (Ứng dụng marker phân tử ñể ñánh
giá rầy nâu trên tổ hợp lai.)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

3


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1 Cây Lúa
2.1.1. Giới thiệu chung về cây lúa
Cây lúa trồng (Oryza sativa L.) là một loài cây thân thảo sinh sống
hàng năm. Thời gian sinh trưởng của các giống dài ngắn khác nhau và nằm
trong khoảng 60 – 250 ngày. Cây lúa có chiều cao trung bình khoảng 50 –
100 cm. Phát hoa theo kiểu đẻ nhánh, bơng rủ xuống hay thẳng đứng, chiều
dài nhánh bông khoảng dưới 20 – 50 cm. Thụ phấn chủ yếu nhờ gió. Qua kết
quả thanh lọc rầy nâu trên các tổ hợp lai bước đầu tìm ra sự phân ly của từng
kiểu trong từng nhóm với phương thiết lập kiểu gen của các giống kháng rầy
nâu ñược thực hiện với phản ứng lai và đánh giá tìm vật liệu lai tốt nhất trong
chương trình chọn giống như IK01500, Babawee, IKO1537, IR 68077,
IR69726, IR68059 và OM 6602 là vật liệu khởi ñầu tốt trong thời ñiểm chống
chịu với rầy nâu tại ðBSCL tại thời ñiểm năm 2007, 2008 , 2009 (Lang và ctv
2009). Với 114 tổ hợp lai ñơn, các tổ hợp lai chọn lựa như
OM6468/OM4495F2-1,OM4102/VN95-20,OM6468/OM4495F2-3,
OM6468/OM6496 F2 mang gen kháng cao cấp 3. ðối với 42 tổ hợp lai
dialele đánh giá tỉ lệ kháng rất thấp chỉ có 2 tổ hợp NGD/ PTB33 và NGD/

KT cho tỉ lệ cây kháng cấp
Trong 6 tổ hợp lai BC thì chỉ có 1 cặp lai nhiễm, 5 tổ hợp cịn lại có
khuynh hướng mang gen kháng cần tiếp tục đánh giá thế hệ BC2 . Khai thác
sẽ tìm ra nhiều giống kháng rất tốt. Phần lớn các tổ hợp lai phân ly khơng tn
theo quy luật Mendel, điều này có thể do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại
cảnh, stress sinh học. Sự phân ly của các tổ hợp cũng rất ña dạng như : 15:1,
25:1, 23:1, 13:1, 9:1 , 13:3 , 3:1, 55:9 ,1:3 .
- Giống PTB33 có nguồn gốc từ Ấn ðộ, mang 2 gen kháng Bph-2 và Bph-3
ñược chọn làm giống chuẩn kháng rầy nâu.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

4


- Giống TN1 (Taichung Native 1), ñược dùng làm giống chuẩn nhiễm, nguồn
gốc ðài Loan, từ cặp lai DEE GEO WOOGEN/TSAI-YIAN-CHAN, là giống
nhiễm rầy nâu, rầy lưng trắng, khơng có gen kháng.
2.1.2 Tình hình sâu bệnh hại lúa
Theo Nguyễn ðức Khiêm (2006), trong hơn 10 năm qua, sản xuất
lương thực nước ta nhất là sản xuất lúa, ñã ñi vào thế ổn ñịnh cung cấp cho
nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. ðến tháng 12/2003, theo thống kê
diện tích lúa cả năm là 7.443.600 ha, năng suất đạt loại khá 46,6 tạ/ha, tổng
sản lượng lương thực ñạt 37,5 triệu tấn, tăng hơn 1,5% so với năm 2002 và
xuất khẩu được 3,8 triệu tấn lúa. Ngồi những thành tựu về sử dụng giống
mới, thâm canh cao, những thành tựu về bảo vệ cây lúa cũng đóng vai trị
quan trọng trong việc nâng cao sản lượng lúa. Tuy nhiên, vấn đề sâu bệnh hại
lúa nói chung, sâu hại và cơn trùng hại lúa nói riêng ngày càng trở nên phức
tạp, mức ñộ gây hại ngày một lớn hơn. Căn cứ tính chất tác hại và mức độ
phổ biến của các lồi sâu hại lúa có thể chia thành hai nhóm:

Nhóm I: Là những sâu hại chủ yếu trên cây lúa và gây tác hại quan
trọng ở nhiều nơi hoặc trong từng vùng. Chúng bao gồm rầy nâu, sâu cuốn lá
nhỏ, sâu đục thân hai chấm, bọ xít dài, sâu năn và sâu phao.
Nhóm II: Là sâu hại thứ yếu. Chúng gồm những sâu hại phổ biến ở
nhiều vùng và thường gặp trên ruộng lúa nhưng ít khi gây ra thiệt hại ñáng kể:
rầy lưng trắng, rầy xám, bọ trĩ, ruồi đục nỗn, sâu keo, bọ xít đen, bọ xít xanh,
sâu cắn gié, sâu ñục thân 5 vạch, sâu cắn gié, sâu đo xanh, sâu cuốn lá lớn
(Nguyễn Cơng Thuật, 1996).
Theo Lương Minh Châu (2010), trong vụ ðông Xuân 2009 – 2010,
diện tích nhiễm rầy nâu là 81.234 ha (tăng 10.258 ha so với cùng kỳ năm
trước). Rầy nâu xuất hiện trên trà lúa giai ñoạn ñẻ nhánh ñến trổ, mật số rầy
nâu phổ biến từ 1.000 – 1.500 con/m2, có 4.114 ha lúa nhiễm nặng với mật số

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

5


rầy cao 3.000 – 10.000 con/m2. Rầy nâu xuất hiện phổ biến ở các tỉnh Kiên
Giang, ðồng Tháp, Long An, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bạc Liêu, Bình Thuận…
Tỷ lệ rầy nâu nhiễm vi rút vẫn còn cao >70%. (Lương Minh Châu,
2010)
Diện tích nhiễm bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá trên lúa đã được chi cục
ðơng Xn 2009 – 2010 đã ñược Cục Bảo Vệ Thực Vật cập nhật liên tục
trong các thơng báo định kỳ của Ban chỉ đạo phịng chống rầy nâu, bệnh vàng
lùn, lùn xoắn lá các tỉnh phía Nam. Diện tích nhiễm bệnh lúc cao nhất lên ñến
223 ha, diện tích nhiễm bệnh nặng tập trung chủ yếu ở hai tỉnh Long An, Kiên
Giang (Bộ Môn Bệnh Cây – Viện lúa ðBSCL, 2010).
2.1.3.Phương pháp lai
● Phương pháp lai trong chọn tạo giống lúa

Lai là sự phối hợp của hai dạng cha mẹ khác nhau. Khi lai cây cha cung
cấp phấn hoa, cây mẹ tiếp nhận phấn hoa và tạo ra con lai.
Nhà chọn giống tạo ra nguồn biến dị mới để cải tiến giống lúa: thơng
qua lai tạo. Khi lai tạo ra thế hệ con lai F1 và ở thế hệ F2 trở đi có sự biến
thiên giữa các cá thể trong quần thể, người ta gọi ñó là sự phân ly. Nhà chọn
giống lợi dụng hiện tượng này để lựa chọn cây lúa mà mình mong muốn. Cá
thể trở nên thuần và ñồng ñều ở F7 - F8 (Nguyễn Thị Lang, 2002).
● Kỹ thuật lai giống
Kỹ thuật lai giống ở lúa bao gồm các bước tiến hành như: chuẩn bị vật
liệu lai, chuẩn bị cây lai và dụng cụ, tiến hành khử ñực và thụ phấn cho hoa.
Quyết định sự thành cơng của kỹ thuật lai lúa là khâu khử ñực. ðây là giai
ñoạn quan trọng trong cơng tác lai tạo. Việc chọn bơng lúa để khử và sự khéo léo
của thao tác khử bằng tay của người thực hiện là một yêu cầu khắt khe.
Bông lúa nên chọn khi vừa ló ra khỏi bẹ. Thời ñiểm này bảo ñảm hoa
lúa (nhụy) chưa ñược thụ và thao tác gấp bao phấn thực hiện cũng dễ dàng, tỷ
lệ cao.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

6


Ở thế hệ F2, người ta có thể áp dụng hai phương pháp chọn lọc: phương
pháp phả hệ và phương pháp trồng dồn. Các cá thể chọn lọc trở nên thuần và
ñồng ñều ở F7 -F8. Người ta chọn ra các dịng triển vọng, và xem xét chúng
thơng qua:
- Bộ giống quan sát (khơng có nghiệm thức lặp lại).
- So sánh năng suất sơ khởi.
- So sánh năng suất hậu kỳ.
Theo Nguyễn Thị Lang (2002) thành cơng của chương trình lai tạo

giống tùy thuộc vào:
- Mục tiêu lai tạo rõ ràng.
- Có phương pháp lai tạo giống phù hợp.
- Có sự tuyển chọn hợp lý với bố mẹ trong việc lai tạo.
- Có những tiêu chuẩn chọn lọc và các phương pháp kết hợp trắc
nghiệm kết hợp hài hịa.
Khi có mục tiêu lai tạo rõ ràng, chúng ta sẽ có một khái niệm đầy đủ về sự
phối hợp các tính trạng, và xác định vùng thích hợp với giống ấy.
● Phương pháp lai Backcross
Lai Backcross (lai lại) là phép lai trong đó F1 được lai trở lại với bố mẹ
với một số lần lặp lại cần thiết. Lai Backcross ñược sử dụng khi muốn bổ
sung một vài tính trạng khác để hồn thiện giống có hàng loạt tính trạng tốt.
Phép lai này cịn dùng phổ biến để truyền tính bất dục ñực tế bào chất cho
một giống nhằm tạo ra các dòng CMS mới sử dụng trong chọn giống ưu thế
lai hệ “3 dòng” (Nguyễn Thị Lang, 2002).
2.2 Rầy nâu và gen kháng rầy nâu
2.2.1 Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal. )
Tên khoa học Nilaparvata lugens Stal. , thuộc giống Nilaparvata, thuộc
họ rầy thân Delphacidea, thuộc bộ phụ cánh nhỏ Fulgoroidea, bộ cánh đều

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

7


Homoptera, có tới 16 lồi trong đó lồi gây hại trên lúa là Nilaparvata lugens
(Nguyễn Xuân Hiển et al., 1979).
Rầy nâu có mặt trên khắp các nước trồng lúa. Dịch rầy bùng phát
mạnh từ năm 1977 ñến nay gây thiệt hại trầm trọng tại Philippin, Thái Lan,
Indonesia, Ấn ðộ, Mã Lai, ðài Loan, Trung Quốc, Sri Lanka và Việt Nam.

Tại nước ta rầy nâu luôn luôn là tai hoạ nghiêm trọng và thường xun có mặt
từ Nam ra Bắc, đặc biệt là tại ðBSCL rầy nâu xuất hiện quanh năm (Lương
Minh Châu, 2006).
Ngồi cây lúa, rầy nâu cịn tác hại trên các cây trồng khác như: ngơ, lúa
mì, lúa mạch, kê, cỏ gấu, cỏ lồng vực...
2.2.1. 1 Tình hình gây hại trong và ngoài nước
Rầy nâu xuất hiện ở tất cả các nước trồng lúa ,nhất là các nước ở ñồng
bằng nhiệt ñới Á Châu. Dịch rầy nâu bộc phát mạnh từ 1977 ñến nay gây thiệt
hại trầm trọng ở Philippin, Ấn ðộ, ðài Loan, Thái Lan….
Ở nước ta, rầy nâu luôn là tai họa nghiêm trọng và thường xuyên từ
Bắc vào Nam, đặc biệt tại ðồng Bằng Sơng Cửu Long rầy nâu xuất hiện
quanh năm.
Năm 1931 với một vài trận dịch nhỏ tại Long An và Tiền Giang. ðến
năm 1965 các giống lúa mới ngắn ngày từ Viện lúa quốc tế (IRRI) ñã du nhập
vào Việt Nam, tạo tiền ñề cho việc thâm canh, tăng vụ, mở rộng diện tích
trồng lúa giúp cho rầy nâu gia tăng mật số. Diện tích lúa nhiễm rầy nâu đã
xuất hiện trong giai ñoạn 1971 – 1974 gần 100.000 ha, ñại dịch xảy ra vào
năm 1977 khoảng nửa triệu ha, năm 1991 với 1 triệu ha. Những năm 1992 –
1998 diện tích nhiễm rầy nâu giảm dần cịn 300.000 đến 650.000 ha (Nguyễn
Xn Hiển et al., 1979 ). Trong năm 2006, diện tích lúa Hè Thu bị rầy gây hại
tăng nhanh hơn vụ ðơng Xn 2005 - 2006 và có tính phân bố rộng ở nhiều
tỉnh trong vùng ðBSCL. Diện tích nhiễm rầy ñạt cao nhất là tháng 6 (53.593

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

8


ha) khi tồn bộ diện tích lúa Hè Thu đã xuống giống xong và ñang ở giai ñoạn
ñẻ nhánh ñến làm địng.

Trong khi đó, các tỉnh sản xuất lúa Hè Thu muộn như Trà Vinh, Bến Tre,
Bạc Liêu, Hậu Giang, Kiên Giang thì diện tích bị gây hại trong giai ñoạn ñầu
vụ là rất thấp do ñồng ruộng có thời gian nghỉ. Một số tỉnh khu vực ðông
Nam bộ như ðồng Nai, Tây Ninh, Bình Thuận vẫn chịu sự gây hại của rầy
nâu vào giai ñoạn này trên trà lúa ðơng Xn muộn. Kết quả điều tra cho thấy
hơn 70% diện tích bị thiệt hại do rầy nâu đều có sự kết hợp với bệnh vàng lùn
và lùn xoắn lá.
Cuối vụ Hè Thu và đầu vụ Thu ðơng có một sự chuyển tiếp dịch hại rầy
nâu giữa 2 vụ ở ðồng Bằng Sơng Cửu Long. Từ tháng 8, diện tích nhiễm rầy
nâu trên lúa Hè Thu giảm dần từ 11.142 ha (25/8/2006) cịn 1.570 ha
(8/9/2006); tuy nhiên diện tích nhiễm rầy lại tăng nhanh trên lúa Thu ðơng
đến 15.357 ha (15/9/2006). ðặc biệt là có sự tăng nhanh diện tích nhiễm rầy
nâu trên lúa Thu ðông và vụ Mùa ở vùng ðông Nam bộ từ 388 ha
(25/8/2006) lên 29.730 ha (15/9/2006). Giai đoạn sinh trưởng của cây lúa
đóng vai trị quan trọng trong sự tăng giảm này. Lượng rầy nâu tại vùng ðơng
Nam Bộ sẽ tăng mật số tích lũy và di chuyển đến lúa ðơng Xn ở ðBSCL sẽ
được gieo sạ vào tháng 11/2006. ðây là nguy cơ tiềm ẩn gây bộc phát rầy lần
hai tại khu vực phía Nam. Bên cạnh đó diện tích bị nhiễm rầy nâu cao trên trà
lúa Thu ðông tại ðBSCL là nơi lưu tồn mầm bệnh vi rút lây truyền khi các
ñợt rầy mới nở chích hút và di chuyển sang lúa ðơng Xuân vừa gieo sạ.
Bệnh vàng lùn - lùn xoắn lá phát hiện ñầu tiên trên trà lúa Hè Thu sớm
gieo sạ trong tháng 2 - 3 trùng với cuối vụ ðơng Xn chính vụ do rầy nâu di
chuyển từ lúa ðông Xuân sang gây hại, lượng rầy nâu gây hại trong vụ ðơng
Xn chủ yếu là nhân mật số, tích lũy tại chổ. Khi chuyển sang vụ Hè Thu
sớm và Hè Thu chính vụ chính những diện tích bị nhiễm bệnh vi rút là nguồn
lan truyền bệnh thông qua sự di chuyển của rầy nâu và kết quả là diện tích

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

9

nhiễm bệnh vàng lùn - lùn xoắn lá tăng lên không ngừng trong vụ Hè Thu và
Thu ðông ở cả hai vùng là ðBSCL và ðông Nam bộ.
Theo Cục Bảo Vệ Thực Vật phía Nam, vụ ðơng xn năm 2008 ở Nam
Bộ đã gieo 1.582.689 ha, trong đó, diện tích thu hoạch xong là 530.599 ha.
Diện tích vụ Xuân Hè ñã gieo 69.915 ha. Diện tích nhiễm rầy nâu vụ ðơng
Xn là 66.225 ha với mật độ rầy nâu phổ biến là 750 – 2.000 con/m2 (có
3.252 ha xuất hiện với mật ñộ cao nhất 5.000 – 10.000 con/m2 ). Rầy nâu trên
ñồng ruộng phổ biến là rầy cám tuổi 1 – 3. Diện tích nhiễm rầy nâu trong vụ
Xuân Hè là 8.042 ha với mật số phổ biến là 500 – 1.000 con/m2 (cao nhất
3.000 con/m2 ). Diện tích lúa Hè Thu ñã gieo sạ ñược 547.860 ha. Diện tích
lúa chín 14.037 ha. Diện tích nhiễm rầy nâu 13.499 ha, mật ñộ rầy phổ biến là
1.000 – 3.000 con/m2 (có nơi nặng nhất 6.000 – 12.000 con/m2 với diện tích là
1.311 ha). Tuổi rầy phổ biến từ 1 – 5.
Năm 2006 dịch rầy nâu, bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá hại lúa ñã lây lan
ra 21 tỉnh, thành, gây thiệt hại cho trên 500.000 ha và làm giảm sản lượng
825.000 tấn lúa, ước thiệt hại khoảng 2.000 tỷ ñồng.
Năm 2007, ở vụ hè thu diện tích nhiễm rầy nâu khoảng 29.300 ha. Cịn
diện tích lúa thu đơng và lúa mùa bị nhiễm khoảng 28.000 ha.
Năm 2008 có tới 210.000 ha lúa bị nhiễm bệnh trong đó có 26.500 ha bị
nhiễm nặng với mật ñộ 1.000-1.500 con/m2 (cá biệt có nơi nhiễm 10.000
con/m2) .
Hiện nay, tại các tỉnh phía Nam dịch rầy nâu cũng diễn biến khá phức tạp
diện tích lúa nhiễm rầy nâu gần 220 ngàn ha, giảm 32 ngàn ha so với cùng kỳ
năm trước. Mật ñộ rầy phổ biến từ 1.000-1.500 con/m2…
Bên cạnh đó Bộ NN&PTNT cho biết, ở các tỉnh phía Bắc, vùng bắc
Trung Bộ tình hình rầy nâu gây hại trên lúa ơm đồng, trổ bơng :
Cụ thể, tại các tỉnh phía Bắc mật ñộ rầy phổ biến từ 50-100 con/m2, có
nơi ñến 1.500-3.000 con/m2, trong dó có một số địa phương có diện tích

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

10


nhiễm nhiều như: Nghệ An có 5.785 ha, Huế có 643 ha, Quảng Trị có 350 ha
bị nhiễm rầy nâu và rầy lưng trắng.
Ở các tỉnh Bắc Trung bộ với tổng ñộ rầy phổ biến từ 400-1.500 con/m2, ở
Quảng Trị lên tới 2.000 con/m2. Vùng ðồng Bằng Bắc Bộ diện tích nhiễm
gần 4.000 ha, cao hơn cùng kì năm trước
2.2.1.2. Mức ñộ gây hại
Cháy rầy
Rầy trưởng thành và rầy non dùng miệng chích vào thân cây lúa để chích
hút dịch cây. Bị hại nhẹ các lá dưới có thể bị héo. Bị hại nặng chúng có thể
gây ra hiện tượng “cháy rầy”, cháy rầy xảy ra khi mật ñộ rầy cao. Cháy rầy sẽ
làm giảm năng suất ñáng kể thậm chí có thể mất trắng. hiện tượng cháy rầy
đầu tiên chỉ xuất hiện cục bộ một vài m2, nhưng nếu gặp ñiều kiện thuận lợi
vết cháy rầy lan tỏa rất nhanh tới một vài ha hoặc cả cánh ñồng trong vịng
một đến hai tuần.
Truyền bệnh vi rút
Rầy nâu là tác nhân gây ra bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá, do chúng có thể
lấy được cả hai loại vi rút gây bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá và chúng sẽ
truyền bệnh cho cây lúa khi chúng chích hút. Tuy nhiên không phải con rầy
nào cũng mang vi rút truyền bệnh
Rầy non có khả năng truyền vi rút mạnh hơn rầy trưởng thành. Một con
rầy tuổi ba có thể truyền bệnh cho khoảng 200 cây lúa. Tỷ lệ truyền bệnh của
rầy nâu không khác biệt giữa rầy cánh dài và rầy cánh ngắn. Rầy vẫn tiếp tục
truyền bệnh sao khi lột xác. Cây lúa khi bị vàng lùn và lùn xoắn lá thì khơng
phát triển được đều đó đã làm giảm năng suất lúa ñáng kể.

2.2.1.3. ðặc ñiểm sinh học của rầy nâu
● Nhận diện hình thái
- Thành trùng : có hai dạng cánh dài và ngắn .

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

11


+ Dạng cánh dài : con cái dài 4,5 – 5 mm bụng màu nâu vàng, đỉnh đầu
nhơ ra phía trước. Cánh trong suốt giữa cạnh sau của cánh trước có một đốm
đen, khi hai cánh xếp lại, hai đốm này chồng lên nhau tạo thành một ñốm ñen
to trên lưng. Dạng cánh dài thường xuất hiện vào cuối vụ lúa để di chuyển tìm
nguồn thức ăn mới.

Hình 2.1: Rầy trưởng thành dạng cánh dài
Mắt kép màu nâu nhạt, mắt đơn màu nâu đỏ. Gốc râu có hai đốt phình to; con
ñực dài 3,6 – 4,0 mm màu nâu ñậm bé hơn con cái, cuối bụng dạng loa kèn.
+ Dạng cánh ngắn : con cái dài 3,5 – 4 mm cánh trước kéo dài ñến ñốt
thứ sáu. Con ñực dài 2 – 2,5 mm, hình nhỏ màu đen nâu, cánh trước kéo dài
tới 2/3 chiều dài của bụng.

Hình 2.2: Rầy trưởng thành dạng cánh ngắn
- Ấu trùng: có 5 tuổi qua bốn lần lột xác, ấu trùng mới nở còn gọi là rầy cám,
kích thước lớn dần từ 0,5 đến 4 mm, màu sắc thay ñổi từ trắng ngà ñến vàng
nâu, bụng có màu trắng sữa, mầm cánh kéo dài ñến ñốt bụng 4.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

12

Hình 2.3: Ấu trùng của rầy nâu

Hình 2.4: Trứng rầy nâu
- Trứng: hình bầu dục dài hơi cong, đi hơi thon, ổ trứng có hình nải chuối,
nằm trong nhu mơ của bẹ lá.
● Vịng đời
Thành trùng rầy nâu hoạt động với biên ñộ nhiệt 10 – 32oC, con cái
cánh dài chịu ñựng nhiệt ñộ bất lợi cao hơn con ñực, chúng sống trong vòng
từ 10 – 20 ngày vào mùa hè và 30 – 50 ngày vào mùa thu. Con cái đẻ trong 21
ngày ở 20oC nhưng giảm chỉ cịn 3 ngày ở 30oC. Con cái thường ñẻ trứng vào
trong mô phân bào của bẹ và phiến lá với 4 – 10 trứng/ổ và 300 – 350
trứng/con cái. Con cái cánh ngắn ñẻ hơn con cái cánh dài. Thời kỳ ủ trứng 4 –
8 ngày, trứng phát triển nhanh ở nhiệt độ 25 – 30oC, nhưng khơng nở ở 33oC,
nhiệt ñộ tối hảo là 27oC. Ấu trùng có 4 lần lột xác kéo dài 14 – 21 ngày.
Lượng trứng và sự phát triển của rầy non cao nhất ở 27 - 28oC. Tuy nhiên rầy

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

13


non tuổi 4 - 5 có thể sống trong khoảng 12 - 31oC. Như vậy, vịng đời rầy nâu
biến thiên từ 20 - 50 ngày. Riêng tại ðBSCL , rầy nâu hồn tất chu kỳ sống
trong vịng 20 - 30 ngày, tùy theo mùa vụ, thời tiết và lượng thức ăn trên đồng
ruộng.

Hình 2.5: Vịng đời rầy nâu (Nguồn:
www.khuyennongvn.gov.vn/anh/vllxl.pdf)

● ðặc ñiểm sinh lý, sinh thái
Trong vùng nhiệt ñới ấm và ẩm, rầy nâu sống quanh năm và biến ñộng
mật số tuỳ vào giống lúa, hệ thiên ñịch và ñiều kiện môi trường. Sau khi lúa
gặt xong, rầy nâu di chuyển lên cỏ dại nhưng khơng sống tiềm sinh ở đó. Tuy
nhiên, chúng chỉ qua đơng với trứng và rầy non tuổi 5 trong vùng ơn đới như
Nhật Bản. Sau khi có lúa mới sạ hay cấy, rầy nâu di chuyển từ cỏ dại sang

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

14


ruộng lúa. Như vậy, sự xuất hiện theo mùa xảy ra ở vùng có giai đoạn hưu
miên và hoạt động quanh năm ở nơi khơng có miên kỳ nhưng phát triển mạnh
vào mùa khô từ tháng 9 – 10 và gối lứa liên tục.
Trong ñiều kiện dẫn thủy tốt, trồng lúa liên tục, thời vụ lai rai kéo dài,
gieo sạ dày với giống lúa nhiễm rầy lại bón nhiều phân ñạm, phun thuốc trừ
sâu bừa bải thì rầy nâu sẽ bùng phát mạnh do có tiểu khí hậu phù hợp như ẩm
độ cao, nhiệt độ tối hảo và khơng khí êm mát. Lũ lụt với các trận mưa lớn
trong hàng tháng trời sẽ làm rầy nâu bị suy kiệt, rầy cám trơi xuống nước,
đồng thời rầy cũng dễ bị nấm bệnh tấn công. Trong khi mưa nhỏ hay mưa
nắng xen kẻ, trời âm u rất thích hợp để rầy phát triển mật số. Ẩm độ thích hợp
đối với rầy nâu là từ 80 – 86%.
Rầy nâu có khả năng di chuyển xa khi có gió mùa, rầy bốc lên theo các
luồng gió và bị cuốn đi có thể đến những nơi rất xa, có thể đến hàng chục cây
số từ quần ñảo Philippin ñến miền Bắc Việt Nam rồi sang Trung Quốc và ñáp
xuống Nhật Bản.
Yếu tố thức ăn và thời tiết có ảnh hưởng đến sự hình thành số lượng rầy
cái hoặc ñực cũng như dạng cánh ngắn hay dài.
Thường có ba lứa rầy trong một vụ lúa ngắn ngày (100 – 110 ngày), vào các

giai ñoạn ñẻ nhánh, làm địng, chín sữa. Trong năm có hai đỉnh cao của rầy
nâu vào tháng 1, 2 và tháng 7, 8.
2.2.1.4 Phòng trừ rầy nâu
ðể phòng trị rầy nâu theo Lương Minh Châu (2006) & Trần Văn Hòa
(2000):
- Nên chọn trồng các giống kháng: ñây là biện pháp hàng ñầu và quan
trọng nhất.
ðể giảm áp lực chọn lọc của rầy nâu khi đưa các giống lúa kháng rầy
mới, nơng dân nên trồng các giống lúa kháng ngang hay kháng trung bình

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

15


cũng như cần bố trí 2 - 3 giống lúa khác nhau trên cùng cánh ñồng ñể tránh sự
phát triển ñộc tính của các quần thể rầy nâu.
- Nên trồng một số giống lúa kháng trung bình đã phổ biến trên diện
rộng như: OM1490, OM3536, AS996, OM4498, OM4495, OM576, OM
6162…
- Biện pháp canh tác:
+ Thời vụ: nên trồng lúa hàng loạt, tránh thời gian gieo xạ kéo dài tạo
ra nguồn thức ăn dồi dào cho rầy nâu.
+ Thường xuyên thăm ñồng và vệ sinh ñồng ruộng.
+ Luân canh: trồng thêm một vụ dưa, đậu, bắp, bơng vải…để cắt nguồn
thức ăn của rầy nâu.
+ ðiều chỉnh cách bón phân đạm: nên chia ra bón nhiều lần (> 3),
kết hợp bón phân cân đối NPK, tăng cường bón phân kali để tăng tính
chống sâu bệnh.
+ Tháo nước ra trong vịng 3 – 4 ngày.

- Biện pháp sinh học:
Bảo vệ các thiên ñịch và các loài ong ký sinh như: Bọ rùa, Nhện chân
dài, Chuồn chuồn kim, Bọ xít mù, Nhện đỏ, Trichogrammatid, Myraid,
Elendid ký sinh trên trứng và ấu trùng, các loài nhện bắt ấu trùng và thành
trùng ñể ăn, nên mật số rầy khơng cao được. Một số các lồi thiên ñịch
thường có cao ñiểm vào 30 - 40 ngày sau khi gieo sạ, do đó khơng nên phun
thuốc trừ sâu vào giai đoạn này để bảo vệ các lồi thiên địch. Ngồi ra có thể
thả vịt con một tháng tuổi với mật ñộ 150 - 200 con/ha hoặc thả cá rơ, cá chép
trong ruộng để ăn rầy nâu.
- Biện pháp hoá học:
+ ðối với giống nhiễm rầy nâu như ðS20, OMCS 2000, Jasmin 85 …
Chỉ phun thuốc khi ñến ngưỡng phịng trừ, khơng phun khi rầy ở giai đoạn
trứng, thành trùng hay rầy mới nở làm hủy diệt thiên ñịch.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………

16