Tiến Sĩ Chọn tạo giống lúa lai thích nghi điều kiện sinh thái vùng núi đông bắc việt nam

Luận án tiến sĩ năm 2013
Đề tài: CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI THÍCH NGHI ĐIỀU KIỆN SINH THÁI VÙNG NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM

MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Những chữ viết tắt sử dụng trong luận án . vi
Danh mục các bảng . vii
Danh mụccác sơ đồ x
MỞ ĐẦU 1
1.Tính cấp thiết đề tài . 1
2. Mục đích yêu cầu đề tài . 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài . 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI . 5
1.1.Ưu thế lai ở lúa 5
1.1.1. Khái niệm ưu thế lai ở lúa và phương pháp đánh giá ưu thế lai . 5
1.1.2. Những nghiên cứu di truyền về ưu thế lai ở lúa . 7
1.1.3. Nghiên cứu tạo dòng bố mẹ lúa lai 8
1.2. Một số kết quả nghiên cứu tạo giống lúa ưu thế lai 15
1.2.1.Tạo giống lúa ưu thế lai hệ ba dòng . 15
1.2.2. Tạo giống lúa ưu thế lai hệ hai dòng 16
1.3. Ứng dụng kỹ thuật công nghệ cao chọn tạo giống lúa ưu thế lai 18
1.4. Các nghiên cứu dòng EGMS để giảm thiểu rủi ro trong sản xuất hạt F
1
. 20
1.5. Đánh giá khả năng kết hợp các dòng bố mẹ trong tạo giống cây trồng . 21
1.5.1. Khái niệm khả năng kết hợp . 21
1.5.2. Các mô hình thống kê phân tích khả năng kết hợp 22
1.5.3. Đánh giá khả năng kết hợp các dòng bố mẹ trong chọn tạo giống lúa lai . 23
1.6. Tương tác kiểu gen với môi trường . 27
1.7. Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai trên giới 29
1.7.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Trung Quốc 29
1.7.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Ấn Độ . 35
iv
1.7.3. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Philippines 36
1.7.4. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Bangladesh . 37
1.8. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở ViệtNam 38
1.8.1. Kết quả nghiên cứu lúa lai trong nước 38
1.8.2. Những hạn chế và định hướng phát triển lúa lai trong nước 41
1.9. Đặc điểm địa hình khí hậu và địa hình vùng núi Đông Bắc Bộ 42
Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45
2.1. Vật liệu nghiên cứu . 45
2.2. Nội dung nghiên cứu . 46
2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 46
2.4. Phương pháp nghiên cứu các nội dung 46
2.4.1. Nội dung 1: Đánh giá và tuyển chọn dòng bố mẹ lúa lai . 46
2.4.2. Nội dung 2: Đánh giá khả năng kết hợp một số dòng TGMS ưu tú . 47
2.4.3. Nội dung 3: Đánh giá các tổ hợp lai F
1
48
2.4.4. Nội dung 4: Khảo nghiệm sinh thái các tổ hợp lúa lai triển vọng. 49
2.4.5. Nội dung 5: Thiết lập quy trình nhân dòng TG10 và sản xuất hạt F
1
Thái ưu2 . 50
2.5. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu theo dõi . 52
2.5.1. Đánhgiá một số đặc điểm nông sinh học 52
2.5.2. Đánh giá đặc điểm bất dục đực . 54
2.5.3. Đánh giá chỉ tiêu một số đặc điểm hình tháicây lúa 56
2.5.4. Đánh giá khả năng chống chịu điều kiện bất thuận của cây lúa . 56
2.5.5. Đánh giá một số chỉ tiêu khác của cây lúa . 57
2.6. Phương pháp xử lý số liệu . 57
2.6.1. Một số phần mềm thống k ê sinh h ọc thông dụng sử dụng phân tích số liệu . 57
2.6.2. Một số phương pháp mới phân tích số liệu trong luận án 57
2.7.Tóm tắt quá trình thực hiện luận án . 60
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . 62
3.1. Kết quả đánh giá và tuyển chọn các dòng bố mẹ lúa laitại Thái Nguyên . 62
3.1.1. Kết quả đánh giá và tuyển chọn các dòng TGMS 62
v
3.1.2. Kết quả đánh giá các dòng TGMS ưu tú . 64
3.1.3. Kết quả đánh giá các dòng bố cho phấntại Thái Nguyên 75
3.2. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp các dòng TGMS ưu tú tại Thái Nguyên 82
3.3. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai F
1
tại Thái Nguyên . 90
3.3.1. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai trong thí nghiệm khảo sát ở vụ Xuân 20 08 92
3.3.2. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai ưu tú trong thí nghiệm so sánh sơ bộ ở vụ
Mùa 2008 95
3.3.3. Kết quả đánh giá các tổ hợp lai triển vọng trong thí nghiệm so sánh chính
quy ở vụ xuân 2009. 98
3.3.4. Đánh giá khả năng thích nghi và mức độ ổn định của các tổ hợp lai triển
vọng ở các mùa vụ gieo cấy tại Thái Nguyên 101
3.4. Kết quả đánh giá giống Thái ưu1 và Thái ưu2 trong khảo nghiệm các ở các
vùng sinh thái 104
3.4.1. Đặc điểm sinh trưởng phát triển giống Thái ưu1, Thái ưu2 ở vùng núi
Đông Bắc Bộ . 104
3.4.2. Kết quả đánh giá chất lượng gạo giống Thái ưu1 và Thái ưu2 107
3.4.3. Kết quả đánh giá năng suất giống Thái ưu1, Thái ưu2 ở các vùng khảo
nghiệm sinh thái. 108
3.5. Kết quả nghiên cứu thiết lập quy trình công nghệ sản xuất hạt F
1
giống Thái
ưu2tại Thái Nguyên 118
3.5.1. Kết quả đánh giá ảnh hưởng mật độ và lượng phân bón đến năng suất
nhân dòng TG10 ở vụ xuân 2011 tại Thái Nguyên 119
3.5.2. Kết quả đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ cấy hàng bố mẹ và lượng GA
3
đến
năng hạt F
1
Thái ưu2 ở vụ Mùa 2010 tại Thái Nguyên . 121
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 126
4.1. Kết luận 126
4.2. Đề nghị . 127
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
LUẬN ÁN 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 129
vi
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNGTRONG LUẬN ÁN
Chữviết tắt Nghĩa
AYT: Advanced yield trial Thí nghiệm so sánh chính quy
BTST Bồi tạp sơn thanh
CMS: Cytoplasmic Male Sterile Bất dục đực tếbào chất, ký hiệu là dòng A
CST: Critical Sterility-inducing
Temperature
Ngưỡng nhiệt độchuyển hóa tính dục
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
Dòng P: Polinaterline Dòngbốcho phấn trong lúa lai hai dòng
ĐBB Đông Bắc Bộ
EGMS: Environmental-Sensitive
Genic Male Sterility
Bất dụcđực di truyền nhân mẫn cảm với
điều kiện môi trường
GCA: General Combining Ability Khảnăng kết hợp chung
KNKH Khảnăng kết hợp
MLT: Multilocation yield trial Thí nghiệm khảo nghiệm sinh thái
NCPAFT: National Centre for Plant
and Fertilizer Testing
Trung tâm Khảo nghiệm giống, sản phẩm
phẩm cây trồng và phân bốn Quốc gia
OYT:Observation yied trial Thí nghiệm khảo sát
PGMS: Photoperiod-sensitive Genic
Male Sterile
Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với
quang chu kỳ
P(T)GMS: Photoperiod and
Thermo-Sensitive Genic Male
Sterile
Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với
quang chu kỳvà nhiệt độ
PYT: Preliminary yield trial Thí nghiệm so sánh sơ bộ
QTL: Quantitative Trait Loci Locus tính trạng sốlượng
SCA: Special Combining Ability Khảnăng kết hợp riêng
TGMS: Thermo-Sensitive Genic
Male Sterile
Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm
với nhiệt độ
T(P)GMS: Thermo and Photoperiod
sensitive Genic Male Sterile
Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với
nhiệt độvà quang chu kỳ.
WCG: Wide CompatibilityGene Gen tương hợp rộng
UTL Ưu thếlai
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
TT Tên bảng Trang
1.1 Đặc điểm khí hậu một sốtỉnh đại diện tiểu vùng sinh thái ởvùng núi
Đông Bắc Bộ
43
3.1 Một sốđặc điểm nông sinh học các dòng TGMS ởvụMùa 2005 tại
Thái Nguyên
63
3.2 Mức độbiểu hiện sâu bệnh hại trên đồng ruộng các dòng TGMS ởvụ
Mùa 2005 tại Thái Nguyên
63
3.3 Thời gian sinh trư ởng, phát triển của các dòng TGMS ưu tú ởvụMùa
2005 và vụxuân 2006 tại Thái Nguyên
65
3.4 .Một sốđặc điểm nông học dòng TGMS ưu tú ởvụMùa 2005 và vụ
Xuân 2006 tại Thái Nguyên
66
3.5 Đặc điểm hình thái của các dòng TGMS ưu tú ởvụMùa 2006 tại
Thái Nguyên
67
3.6 Đặc điểm hạt phấn của cácdòng TGMS ưu tú ởvụMùa 2005 và Xuân
2006 tại Thái Nguyên
68
3.7 Đặc điểm nởhoa dòng của các dòng TGMS ưu tú ởvụMùa 2005 và
Xuân 2006 tạThái Nguyên
69
3.8 Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng TGMS ưu tú trong điều
kiện tựnhiên ởvụXuân 2010 tại Thái Nguyên
71
3.9 Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng TGMS ưu tú trong điều
kiện tựnhiên ởvụMùa 2010 tại Thái Nguyên
74
3.10 Đặc điểm nông sinh học và yếu tốcấu thành năng suất của các dòng,
giống lúa thuần thu thập ởvụMùa 2005 tại Thái Nguyên 76
3.11 Mức độbiểu hiện sâu bệnh hại của các dòng, giống thu thập ởvụMùa
2005 tại Thái Nguyên
77
3.12 Một sốđặc điểm nông sinh học của 22 dòng, giống lúa ưu tú ởvụmùa
2005 tại Thái Nguyên
79
3.13 Các yếu tốcấu thành năng suất của 22 dòng, giống lúa ưu tú ởvụmùa
2005 tại Thái Nguyên
80
3.14 Một sốđặc điểm nông sinh học của các dòng bốmẹvà tổhợp lai F
1
trong thí nghiệm đánh giá KNKH ởvụXuân 2007 tại Thái Nguyên
83
3.15 Năng suất, các yếu tốcấu thành năng suất của các dòng bốmẹvà tổ
hợp lai F
1
ởvụXuân 2007 tại Thái Nguyên
84
3.16 Mức độbiểu hiện sâu bệnh của các dòng bốmẹvà tổhợp lai F
1
trong
thí nghiệm đánh giá KNKH ởvụXuân 2007 ởThái Nguyên
85
viii
3.17 Hệsốtương quan m ột sốtính trạng với năng suất con lai F
1
88
Phân tích biến động mối tương quan sốhạt trên bông v ới năng suất của
con lai F
1
89
3.19 Khảnăng kết hợp chung của các dòng bốmẹlúa lai ởmột sốtính
trạng có mối tương quan trung bình và m ạnh với năng suất
90
3.20 Năng suất của các tổhợp lai F
1
trong thí nghiệm khảo sát ởvụXuân
2008 tại Thái Nguyên
93
3.21 Một sốđặc điểm nông sinh học của các tổhợp lai được chọn trong thí
nghiệm khảo sát ởvụXuân 2008 tại Thái Nguyên
94
3.22 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển các tổhợp lai trong thí nghiệm so
sánh sơ bộ ởvụmùa 2008 tại Thái Nguyên
95
3.23 Độthuần đồng ruộng và các yếu tốcấu thành năng suất các THL trong
thí nghiệm so sánh sơ bộ ởvụMùa 2008 tại Thái Nguyên
96
3.24 Mức độbiểu hiện sâu bệnh hại và khảnăng chịu hạn của các tổhợp lai
trong thí nghiệm so sánh sơ bộ ởvụMùa 2008 tại Thái Nguyên
97
3.25 Một sốđặc điểm sinh trưởng và phát triển của các tổhợp lai trong thí
nghiệm so sánh chính quy ởvụXuân 2009 tại Thái Nguyên
99
3.26 Các yếu tốcấu thành năng suất và năng suất của các tổhợp lai trong thí
nghiệm so sánh chính quy ởvụXuân 2009 tại Thái Nguyên
100
3.27 Mức độbiểu hiện sâu bệnh hại và khảnăng chịu hạn của các tổhợp lai
trong thí nghiệm so sánh chính quy ởvụXuân 2009 tại Thái Nguyên
101
3.28 Chỉs ốthích nghi và ổn định của các tổhợp lai triển vọng qua các thời v ụ
gieo cấy: Xuân 2008, Mùa 2008 và v ụXuân 2009 tại Thái Nguyên
102
3.29 Đánh giá khảnăng thích nghi tổhợp lai triển vọng với các mùa v ụgieo
cấy ởThái Nguyên
103
3.30 Một sốđặc điểm sinh trưởng phát triển giống Thái ưu1 và Thái ưu2 ở
vùng núi Đông Bắc Bộtrong năm 2010
105
3.31 Một sốyếu tốcấu thành năng suất và độthuần đồng ruộng giống Thái
ưu1 và Thái ưu2 ởvùng núi ĐBB trong năm 2010
106
3.32 Mức độbiểu hiện sâu bệnh hại của giống Thái ưu1 và Thái ưu2 vùng
núi Đông Bắc Bộtrong năm 2010
10606
3.33 Chất lượng gạo giống Thái ưu1 và Thái ưu2 107
Đánh giá chất lượng cơm giống Thái ưu1 và Thái ưu2 108
3.35 Năng suất giống Thái ưu1 và Thái ưu2 ởcác điểm khảo nghiệm miền
Bắc và vùng núi Đông Bắc Bộtrong v ụXuân 2010
109
ix
3.36 Năng suất giống Thái ưu1 và Thái ưu2 ởcác điểm khảo nghiệm miền
Bắc và vùng núi Đông Bắc Bộtrong v ụMùa 2010
109
3.37 Ảnh hưởng mùa vụgieo cấy đến năng suất lúa ởcác vùng khảo
nghiệm qua 2 vụtrong năm 2010
110
3.38 Ảnh hưởng các vùng sinh thái và mùa vụđến năng suất giống Thái
ưu1, Thái ưu2 trong năm 2010
113
3.39 Năng suất giống Thái ưu1, Thái ưu2 ởcác địa điểm khảo nghiệm
vùng núi Đông Bắc Bộtrong vụXuân và vụMùa 2010
114
3.40 Khảnăng thích nghi và mức độ ổn định giống Thái ưu1 và Tháiưu2 ở
vùng sinh thái miền Bắc và vùng núi Đông Bắc Bộ
115
3.41 Tương tác giữa các giống với các địa điểm khảo nghiệm vùng núi Đông
Bắc Bộ
116
3.42 Ảnh hưởng mật độvà phân bón đến một sốyếu tốcấu thành năng suất
và năng suất nhân dòng TG10 ởvụXuân 2011
119
3.43 Ảnh hưởng mật độcấy đến sốhoa/bông, sốbông/khóm và năng suất
nhân dòng TG10 ởvụXuân 2011
120
3.44 Ảnh hưởng lượng phân bón đến năng suất nhân dòng TG10 ởvụXuân
2011 tại Thái Nguyên
121
3.45 Ảnh hưởng mật độcấy và phân bón đến năng suất nhân dòng TG10 ở
vụXuân 2011 tại Thái Nguyên
121
3.46 Một sốđặcđiểm nông sinh học của dòng mẹTG10 và dòng bốKD
trong sản xuất hạt F
1
giống Thái ưu2 ởvụMùa 2011 tại Thái Nguyên
122
3.47 Ảnh hưởng tỷlệhàng cấy dòng bốmẹvà liều lượng GA3 đến năng
suất hạt F1 giống Thái ưu2 ởvụMùa 2011 tại Thái Nguyên
123
3.48 Ảnh hưởng tỷlệcấy hàng bốmẹđến tỷlệhạt chắc trên bông và năng
suất hạt F
1
giống Thái ưu2 ởvụMùa 2011 tại Thái Nguyên
124
3.49 Ảnh hưởng liều lượng GA3 đến tỷlệhạt chắc trên bông và năng suất
hạt F1 giống Thái ưu2 ởvụMùa 2011 tại Thái Nguyên
125
3.50 Ảnh hưởng tỷlệcấy hàng bốmẹvà liều lượng GA
3
đến tỷlệchắc trên
bông và năng suất hạt F
1
giống Thái ưu2 ởvụMùa 2011 tại Thái
Nguyên
125
x
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
TT Nội dung Trang
2.1 Tóm tắt quá trình thực hiện đềtài 61
3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độthời kỳmẫn cảm đến tỷlệhạt phấn
hữu dục cácdòng EGMS ưu tú trong điều kiện vụxuân 2010
tại Thái Nguyên
72
3.2 Đồthịhình cây biểu thịquan hệdi truyền của 22 dòng bốưu
tú
81
3.3 Đồthịmối tương quan giữa sốhạt trên bông với năng suất
con lai F1
88
3.4 Đồthịbiểu hiện khảnăng thích nghi của các tổhợp lai triển
vọng với mùa vụgieo cấy ởThái Nguyên
103
3.5 Mối quan h ệ các đ ị a điể m khả o nghiệ m sinh thái miề n
Bắc ởvụXuân 2010
111
3.6 Mối quan h ệcác đị a điể m khảo nghi ệ m sinh thái miề n
Bắc ởvụMùa 2010
112
3.7 Đồthịbiểu hiện khảnăng thích nghi của Thái ưu1 và Thái
ưu2 vùng núi Đông Bắc Bộ ởvụXuân 2010
116
3.8 Đồthịbiểu hiện khảnăng thích nghi của Thái ưu1 và Thái
ưu2 vùng núi Đông Bắc Bộ ởvụMùa2010
117
1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết đề tài
Nông nghiệp Việt Nam được chia 8 vùng sinh thái: vùng Tây Bắc, vùng Đông
Bắc, vùng đồng bằng sông Hồng, vùng Bắc Trung bộ, vùng Nam Trung bộ, vùng
Tây Nguyên, vùng Đông Nam bộ, vùng Tây Nam bộ. Vùng núi Đông Bắc Việt
Nam hay còn gọi là vùng núi ĐôngBắc Bộ(ĐBB)nằm trong vùng sinh thái nông
nghiệp Đông Bắc Bộ. Theo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam -VAAS (VAAS,
2011) nước ta có3 vùng trồng lúa lớn: Đồng bằng sông Hồng, đồng bằng ven biển
Miền Trung vàđồng bằng Nam Bộ. Vùng núi ĐBBcó diện tích trồng lúa tuy ít
(664.200 ha) nhưng có ý nghĩa rất lớn trong đảm bảo an ninh lương thực và bảo vệ
môi trường sinh thái. Vùng núi ĐBB có các dãy núiđộ cao từ 1000 m ư < 3000 m,
phía tây giáp dãy núi Hoàng Liên Sơn, phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ. Do địa hình bị
chia cắt bởi dãy núi Tam Đảo và cánh cung Đông Triều nên vùng nàychia làm 2
vùng tiểu khí hậu : Khí hậu vùng Đông Bắc Bộ và vùng TrungNam Bắc Bộ
(Ngô Đạt Tam và Nguyễn Quý Thao, 2011).
Vùng núi ĐBBcó các dãy núi hình quạt theo các hướng Đông Bắc -TâyNam,
Bắc-Nam vàBắc Tây Bắc -Nam Đông Namchụm lại hướng về phía dãy núi Tam
Đảo(cánh cung Đông Triều, Bắc Sơn, Ngân Sơn, sông Gâm)các dãy núi này tạo
thành các sườn dẫn gió mùaĐông Bắc và gió Bắc thổi về mùađông. Độ cao các
dãy núi phân chia vùng núi ĐBB thành những tiểu vùng sinh thái trồng lúa khác
nhau. Vùng có diện tích và sản lượng lúa lớn nhấtnằm giữa các cánh cung sông
Ngân Sơn và Đông Triều, bao gồm phần đất của các tỉnh: Thái Nguyên, Bắc Giang,
Lạng Sơn, Cao Bằng và Quảng Ninh. Vùng có diện tích trồng lúa lớn thứ 2 nằm khu
vực ở giữa dãy núi Hoàng Liên Sơn và cánh cung sông Gâm, bao gồmcác tỉnh
Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái và Phú Thọ. Vùng có diện tíchtrồng lúa
đứng thứ 3 nằm giữa cánh cung sông Gâm và Ngân Sơn, bao gồm phần đất của các
tỉnhBắc Kạn và một phần Cao Bằng (Đặng Kim Sơn, 2004).
Vùng núi Đông Bắc Bộ chủ yếu gieo cấy các giống lúa thuần, chủ lực là giống
lúa Khang dân 18, diện tích gieo cấylúa lai còn thấp. Trong những năm gần đây
các giống lai được nhiều địaphương đưa vào gieo cấy, nhưng chỉ chiếm 15-20%
diện tích. Năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần 15-20%, có nơi đạt trên 30%(Nguyễn
2
Công Tạn, 2002). Nhưng việc mở rộng diện tích gieo trồng lúa lai ở vùng núi Đông
Bắc còn gặp nhiều hạn chế, do số lượng giống lúa lai phù hợp với vùng sinh thái
này còn ít, giá giống còncao và không ổn định, trình độ thâm canh lúa lai thương
phẩm còn thấp và không đồng đều ở các địa phương.
Năng suất lúa phụ thuộc rất lớn đến điều kiện thời tiết, đất đai và kỹ thuật canh
tác của người dân. Mỗi giống lúa lai chỉ thích nghi với điều kiện vùng sinh thái nhất
định(Nguyễn CôngTạn, 2002). Chọn tạo giống lúa lai thích nghiđiều kiện sinh
thái đang là hướng đi cần thiết của các nhà chọn tạo giống lúa lai trong và ngoài
nước hiện nay.
Lúa lai có khả năng chống chịu điều kiện bất thuận về thời tiết (rét, nóng)đất
đai (hạn)sâu bệnh hại (Dương Thị Thu Hằng, 2009). Lúa lai có khả năng thích nghi
rộng với điều kiện đất đai, khí hậu khác nhau và khả năng chịu hạn tốt hơn lúa
thường (Nguyễn Công Tạn, 2002). Thực tế sản xuấtlúa lai trong những năm qua ở
nước ta cho thấy năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần ở nhiều vùng sinh thái khác
nhau. Theo số liệuthống kê từ năm 1995-2010, năng suất bình quân lúa laicả nước
cao hơn lúa thuần từ 24,28% đến 66,39% (Nguyễn Thị Trâm, 2011) .
Do vậy, việc chọn tạo giống lúa lai thích nghiđiều kiện sinh thái vùng núi
Đông Bắc Bộ là hướng nghiên cứu cần thiết, hy vọng chọn tạo giống lúa lai thích
nghivùng sinh thái, góp phần tăng năng suất và sản lượng thóc cho vùng còn nhiều
khó khăn này.
2. Mục đích yêu cầu đề tài
2.1. Mục đích
+ Chọn lọc dòng mẹ TGMS và dòng bố cho phấnnhằm phục vụ phát triển
giống lúa ưu thế lai thích nghivới vùng núi Đông Bắc Bộ.
+ Chọn tạo được tổ hợp lúa lai mới triển vọng, thích nghiđiều kiện sinh thái
vùng núi Đông Bắc Bộ, góp phần phát triển sản xuất lúa lai vùng sinh thái này.
2.2. Yêu cầu
+ Chọn lọc dòngTGMS có đặc điểm nông sinh học phù hợp và có khả năng
sử dụng làm vật liệu chọn tạo giống lúa lai.
+ Chọn lọc dòngbố cho phấncó đặc điểm nông sinh học tốt, có khả năng sử
dụng làm dòng bố chọn tạo giống lúa lai hai dòng.
3
+ Đánh giá khả năng kết hợp của một sốdòng mẹ ưu túđể chọn dòngTGMS có
khả năng kết hợp chung cao .
+Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suấttổ hợp lai F
1
để
chọn tổ hợp triển vọng.
+ Khảo nghiệm các tổ hợpF
1
triển vọng để chọn tổ hợp lai thích nghiđiều
kiện sinh thái vùng núi Đông Bắc Bộ.
3. Ýnghĩa khoa học vàthực tiễn đề tài
3.1. Những đóng góp mới của luận án
- Đề tài chọn được 4 dòng TGMS và 22 dòng bố ưu tú làm vật liệu chọn tạo
giống lúa ưu thế lai cho vùng núi Đông Bắc Bộ.
-Chọn được giống Thái ưu2 có năng suấtcaovà ổn định, thích nghi điều
kiện bấtthuận môi trườngvùng núi Đông Bắc Bộ.
3.2.Ý nghĩa khoa học
+ Đây là công trìnhnghiên cứu đầu tiên ứng dụng các phương pháp chọn tạo
lúa lai hai dòng để tạo giống lúa lai thích nghiđiều kiện sinh thái vùng núi Đông
Bắc Bộ.
+ Kết quả đề tài bổ sung thêm cơ sở lý luận chọn lọc dòng bố mẹ và đánh giá
tổ hợplai.
+ Đề tài đã khai thác đượcgiốnglúa Khang dân 18làm dòng bố lúa lai.
Giống Khang dân 18 là giống chịu thâm canh,khả năng thích nghirộng, chống chịu
với điều kiện bất thuận tốtnhất trong các giống lúa thuần ở miền Bắc. Từ trước đến
naychưa có công trình nghiên cứu thành côngkhai thác giốnglúaKhang dân 18
làm bố trong chọn giống lúa ưu thế lai. Do vậy, giống Thái ưu2 hy vọng có nhiều
khả năng thích nghi rộng và chống chịu tốt điềukiện bất thuậnmôi trường.
3.3. Ý nghĩa thực tiễn
+ Chọn lọc được4dòng TGMS và22dòng bố có đặc điểm nông sinh học
tốt phục vụchọn tạo giống lúa ưu thế lai trong nước. Đánh giá và chọn lọcđược
dòng TG10và Peiải64Scó khả năng kết hợp chung cao, sửdụng làm dòng mẹđể
chọn tạo giống lúalai thích nghi vùng núi Đông Bắc Bộ.
4
+ Kết quả đề tài đã chọn thành công giống lúa Thái ưu2mới, giống đã khảo
nghiệm sinh thái2 vụ liên tiếp (vụ xuân và vụ mùa 2010)trong mạng lưới khảo
nghiệm quốc gia, được Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và
phân bón Quốc gia đánh giá là giống triển vọng.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu: gồm 7 dòng TGMS nhập từ Trung Quốc và 44 dòng bố
thu thập trong và ngoài nước.
4.2. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đã sửdụng các dòng bất dục TGMS nhậpnội từ
Trung Quốc và các dòng bố thu thập trong và ngoài nước. Tiến hành đánh giá chọn
lọccác dòng bố mẹ ưu tú, lai thử, đánh giá KNKH chọn dòng TGMS có KNKH
chung cao. Sử dụng dòng mẹ KNKH chung cao lai với các dòng bố ưu tú. Các tổ
hợp lai được đánh giá để chọn ra tổ hợpthích nghivùng núi Đông Bắc Bộ.
4.3.Thời gian và địa điểm nghiên cứu:
- Đề tàibắt đầu từ năm 2008 đến năm 2011, trên cơ sở kế thừa những kết quả
nghiên cứu từnhữngnăm 2005-2008.
- Quá trình lai tạo và chọn lọc giống lúa lai được thực hiện tại Trường Đại
học Nông lâm Thái Nguyên. Khảo nghiệm sinh thái được tiến hành ở một số tỉnh
đại điện cho vùng núi Đông Bắc Bộ và miền Bắc
5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀTÀI
1.1.Ưu thế lai ở lúa
1.1.1. Khái niệm ưu thế lai ở lúa và phương pháp đánh giá ưu thế lai
Theo Virmani(2003) ưu thế lai là hiện tượng con lai F
1
của hai bố mẹ khác
nhau biểu hiện vượt trội bố mẹ của chúng về sức sống, năng suất, kích thước bông,
sốhạt trên bôngvề khả năng đẻ nhánh. Ưu thế lai chỉ biểu hiện ở thế hệ đầu, mức
độ biểu hiện ưu thế lai ởtùy thuộc mức đa dạng của bố mẹ hoặc biểu hiệnưu thế lai
khác loài phụ của các dòng bố mẹ:lai giữa hai loài indicax japonicabiểu hiện ưu
thế lai tối đa, ưu thế lai biểu hiện giảm dần khi lai indica × japonica > indica ×
javanica > japonica ×javanica > indica × indica > japonica × japonica >
javanica × javanica. Ưu thế lai dương hoặc âm, cả ưu thế lai dương và âm đều hữu
ích,tùy thuộc vào tính trạng,ví dụ ưu thế lai dương năng suất, ưu thế lai âm thời
gian sinh trưởng.
Nhiều chứng minh hiện tượng ưu thế lai ở lúa, năng suất lúa lai F
1
khoảng 10
tấn/ha cả vùng nhiệt đới và ôn đới. Ưu thế lai năng suất hạt tăng 20 -30% ở các
điều kiện thuận lợi.Tuy nhiên năng suất biến động lớn ở các Mùavụ khác nhau
vùng nhiệt đới, ưu thế lai năng suất thấp hơn ở vùng ôn đới. Năng suất ưu thế lai cơ
bản trên số hạt/bông và khối lượng hạt cao hơn. Năng suất của lúa lai cao hơn hẳn
các giống lúa cải tiến thấp cây. Các giống lúa cải tiến đã kịch trần về năng suất, các
giống lai là cơ hội vượt qua trần năng suất và đã rất thành công ở các cây như ngô,
cao lương (Parvez, 2006) , (Stuber, 1994).
Khám phá hiện tượng bất dục đực CMS ở lúa là điều kiện để các nhà tạo
giống khai thác ưu thế lai ở lúa, nhưng ít được quan tâm(Athwalvà Virmani, 1972)
, (Erickson, 1970), (Shinjyo, 1969). Đến khiTrung Quốc thông báothành công tạo
giống và sản xuất hạt giống lúa lai ba dòngnăm 1977thì hiện tượng bất dục đực
CMS được quan tâm nghiên cứu nhiều. Những giống lúa lai của Trung Quốc sử
dụng dòng CMSđể sản xuất hạt lai F
1
cho năng suất cao hơn các giống truyền
thống từ 20 -30% (Akram, 1999).
6
Ưu thế lai năng suất và các đặc điểm khác ở lúa được Jones (1926) báo cáotừ
năm 1926 vàsau đó đượcChang (1973), Patnaik (1976), Virmani (1981) thông báo.
Một số kết quả nghiên cứu ưu thế lai ở lúa thực hiện nhưng năm 1970 tại Davis
Califforlia cho thấycó 11 trong 153 tổ hợp lai biểu hiện ưu thế lai năng suất ở mức
có ý nghĩa, ưu thế lai năng suất biến động từ 16 - 63% và trung bình là 41%.
Virmani (1981)đã phát hiện có sự biến động rộng của ưu thế lai (heterosis)
và ưu thế lai thực (heterobeltosis) ở lúa về năng suất và yếu tố tạo thành năng suất.
Ưu thế lai thực biến động trong phạm vi 39%đến 91% về năng suất, từ 55-70% về
số hạt/bông, từ 14 -31%về khối lượng 1000 hạt và từ 5% đến 45% về số
bông/khóm.
Nghiên cứu 4 tổ hợplúalai tại IRRI và Hàn Quốc năm 1984, kết quả cho
thấy có biểu hiện ưu thế lai dương về năng suất hạt: ưu thế lai trung bình (92%)ưu
thế lai thực ( >48%) và ưu thế lai chuẩn ( >43%) ở 3 mức phân bón (120N, 180N và
240N/ha). Trung bình trong 2 năm, 4 con lai F
1
biểu hiện ưu thế lai dương (74%)ưu
thế lai thực (25%) và ưu thế lai chuẩn (17%)năng suất trung bình đạt 10,4 tấn/ha
(Yang, 2003) .
Đánh giáưu thế lai ở lúa có thể sử dụng các phương pháp ưu thế lai trung
bình, ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn:
-Ưu thế lai trung bình (Mid-parent heterosis) là biểu hiện giá trị tính trạng
của con lai F
1
cao hơn trung bình bố mẹ.
-Ưu thế lai thực (Heterobeltiosis) biểu hiện giá trị tính trạng của con lai F
1
tăng lên hay giảm đi so với bố mẹ tốt nhất
-Ưu thế lai chuẩn (Standard heterosis) biểu hiện giá trị tính trạng của con lai
F
1
so với đối chứng tiêu chuẩn của vùng (Steel, 1980), (Nguyễn Thị Trâm, 2002).
Fonseca vàPatterson (1968)cũngxác định ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn
của con lai F
1
bằng công thức sau :
F
1
-BP
Ưu thế lai thực Hbp
= x 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2003), "Chương 7: Tương tác giữa kiểu gen
và môi trường”, Giáo trình di truyền số lượng, Đại học Nông lâm thành phố
HCM http://iasvn.org/content/tailieu.php?catid=114&subcatid=268&langid=0.
2. Nguyễn Văn Cương (2011), "Nghiên cứu các dòng lúa bất dục đực di truyền nhân
mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) dòng cho phấn và khả năng kết hợp của chúng
thông qua các tổ hợp lai F
1
”,Tạp chí Nông nghiệp & PTNT, k ỳ 2 tháng 5, tr. 3-12.
3. Nguyễn Văn Cương, Dương Văn Thắng (2011), "Nghiên cứu một số biện pháp
kỹ thuật trong sản xuất hạt lai F
1
và thâm canh lúa lai thương phẩm Việt lai
50”,Tạp chí Nông nghiệp & PTNT, Kỳ 2 tháng 6, tr.10-16.
4. Phạm Văn Cường, Chu Trọng Kế (2006),"Ảnh hưởng của nhiệt độ và ánh sáng đến
ưu thế lai về các đặc tính quang hợp của lúa lai F
1
(Oryza sativa .L) ở các vụ trồng
khác nhau”,Tạp chí KHKTNN, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội,số
(4+5); tr.9-16
5. Phạm Văn Cường, Nguyễn Thị Kim Liên và Tăng Thị Hạnh (2007),“ Ảnh
hưởng của thời vụ trồng đến ưu thế lai về hiệu suất sử dụng đạm của lúa lai
F
1
”, Tạp chí KHKTNN, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Số 3,tr. 7-12.
6. Phạm Văn Cường, Uông Thị Kim Yến (2007), “Ảnh hưởng của phương pháp
không bón lót N đến chất khô tích lũy và năng suất hạt của một số giống lúa
lai và lúa thuần”, Tạp chí KHKTNN, tập 5, số 2, tr.3-10,
http://www.hua.edu.vn:85/tc_khktnn/Upload%5C6171624807.pdf.
7. Nguyễn Văn Giang, Tống Văn Hải, Phan Hữu Tôn, Nguyễn Chí Thành (2011),
“ Ứng dụng chỉ thị phân tử ADN trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng kháng
bệnh bạc lá ” Tạp chí KH và PT, Đại học NN Hà Nội, Tập 9, số 2, tr.191 –197.
8. Nguyễn Như Hải (2008) "Nghiên cứu chọn tạo và khai thác một số vật liệu bố
mẹ trong chọn giống lúa lai hai dòng”, Luận án Tiến sỹ nông nghiệp, Trường
Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tr:68, 94-109.
9. Nguyễn Trí Hoàn, Nguyễn Thị Gấm (2003), "Nghiên cứu chọn tạo lúa lai dòng
TGMS7 và TGMS11", Tạp chí Nông nghiệp & PTNT (3) tr. 255-256.
130
10. Dương Thị Thu Hằng, Phạm Văn Cường (2009),"Ưu thế lai về khải năng
chịu hạn của một số tổ hợp lúa cạn và dòng mẹ lúa nước bất dục mẫm cảm
với nhiệt độ”, Tạp chí Nông nghiệp & PTNT(4),tr. 3-7.
11. Vũ Đình Hòa (2006), “Tương tác kiểu gen -môi trường, tính ổn định năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất củ ở khoai lang”, Tạp chí KHKTNN, Số 4+5.
http://www.hua.edu.vn:85/tc_khktnn/Upload%5Cvdhoa_nh4&52006.pdf
12. Nguyễn Văn Hoan, Vũ Hồng Quảng (2006) , “Gây tạo dòng phục hồi tiềm năng năng
suất cao cho hệ thống chọn giống lúa lai hai dòng”, Tạp chí KHKTNN, số 4+5.
http://www.hua.edu.vn:85/tc_khktnn/Upload%5Cnvhoan_vhquang_nh4&52006 .pdf
13. Nguyễn Thị Hảo, Trần Văn Quang, Đàm Văn Hưng, Nguyễn Tuấn Anh (2011),
“Đánh giá đặc điểm nông học và chất lượng một số tổ hợp lúa lai hi dòng
mới chọn tạo trong nước”, Tạp chí KHvà PT. Trường Đại học Nông nghiệp
Hà Nội, Tập 9, số 6, tr.884 –891.
14. Vũ Văn Liết (2009),"Thí nghiệm và phân tích thống kê nghiên cứu di truyền
chọn giống cây trồng”, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội , tr. 79-106.
15. Vũ Văn Liết Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang, Trần Thị Minh Ngọc (2009),
“Kết quả đánh giá một số tổ hợp lúa lai mới”, Tạp chí KHKTNN, Trường Đại
học Nông nghiệp Hà Nội, tr.158-165.
16. Phạm Ngọc Lương (2000),"Nghiên cứu chọn tạo một số dòng lúa bất dục cảm
ứng nhiệt độ phục vụ công tác chọn tạo giống lúa lai hệ hai dòng ở miền Bắc
Việt Nam”, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Viện KHKT NN, Hà Nội, tr. 51-76
17. Hoàng Tuyết Minh (2002), Lúa lai hai dòng, Nhà xuất bản Nông nghiệp, tr.73
18. Nguyễn Trí Ngọc (2011),“Báo cáo tình hình sản xuất lúa lai vụ đông Xuân
2010-2011 và kế hoạch sản xuất vụ Mùa 2011 tại các tỉnh phía Bắc”, Hội
thảo tư vấn định hướng NC và phát triển lúa lai Việt Nam giai đoạn 2011-2020, Hà Nội.
19. Hà Văn Nhân (2002),"Nghiên cứu các đặc trưng cơ bản của một số dòng lúa
bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ và ứng dụng trong chọn giống lúa lai hai
dòng”, Luận án tiến sĩ Nôngnghiệp, Viện KHKT NN, Hà Nội, tr. 54-78
20. Phạm Văn Ngọc, Vũ Văn Liết (2010), "Đánh giá KNKH của một số dòng bố
mẹ phục vụ chọn tạo lúa lai hai dòng tại Thái Nguyên”,Tạp chí KHvà PT,
Tập8, số 6, tr.907 –915.
131
21. Hoàng Văn Phần (1991)," Đánh giá khả năng kết hợp một số giống lúa trong
hệ thống lai diallel”, Luận án phó tiến sỹ khoa học nông nghiệp, Viện Khoa
học Kỹ thuật Nông nghiệp, tr.128-129.
22. Trần Văn Quang, Nguyễn Thị Trâm (2006), "Tìmhiểu đặc điểm bất dục của
dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ ngắn P5S", Tạp chí
KHKTNN (4+5),tr. 65.
23. Trần Văn Quang (2008),"Chọn tạo và sử dụng các dòng bất dục đực gen nhân
mẫm cảm với môi trường trong tạo giống lúa lai hai dòng ở Việt nam”, Luận
án Tiến sỹ nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tr.94-95, 137, 155.
24. Trần Văn Quang (2009), ” Kết quả nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất
hạt lai F
1
tổ hợp lúa lai 3 dòng Nhị ưu 718”, Tạpchí KHvà PT, Trường Đại
học Nông nghiệp Hà Nội,Tập 7, số 4, tr. 527 –532.
25. Phạm Đồng Quảng (2005),"Tình hình sử dụng giống lúa lai và kết quả khảo
kiểm nghiệm giống lúa lai ở Việt Nam giai đoạn 1997-2005”, Báo cáo tại
hội nghị lúa lai của Bộ NN& PTNT ngày 29/8/2005. Hà Nội.
26. Vũ Hồng Quảng, Nguyễn Văn Hoan (2011),"Chọn tạo dòng TGMS mới mang
gen tương hợp rộng”Tạp chí Nông nghiệp & PTNT, Kỳ 1 tháng 3, tr.3-9.
27. Trần Duy Quý (1997), "Các phương pháp mới trong chọn tạo giống cây trồng”,
Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 220.
28. Đặng Kim Sơn, Nguyễn Ngọc Quế và Đỗ Anh Tuấn (2004), “Tập bản đồ Nông
nghiệp Việt Nam”, Viện Chính sách và Chiến lược Phát triển Nông nghiệp
Nông thôn, Bộ NN&PTNT.
29. Ngô Đạt Tam và Nguyễn Quý Thao (2011),“Atlat địa lý Việt Nam”, Nhà xuất
bản Giáo dục Việt Nam. Hà Nội
30. Nguyễn Công Tạn (1992), Sản xuất hạt giống lúa lai và nhân dòng bất dục,
Trung tâm thông tin Bộ NN &PTNT, Hà Nội, tr.37.
31. Nguyễn Công Tạn, Ngô Thế Dân, Hoàng Tuyết Minh, Nguyễn Trí Hoàn, Quách
Ngọc Ân (2002), Lúa lai Việt Nam, Nhà xuất bản NN, Hà Nội, tr.261-298.
32. Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đ ình Hi ền (1996) , Các phương pháp lai thử và phân tích
kh ả năng kết hợp trong các thí nghiệm về ưu thế lai, NXB NN, Hà N ội, tr 76 - 85.
132
33. Lê Duy Thành (2001), Cơ sở di truyền chọn giống thực vật, Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr. 67-88.
34. Tổng Cục thống kê (2001
a
), “Bản đồ địa giới hành chính”, Tập bản đồ nông
nghiệp Việt Nam-Mô tả Tổng điều tra nông thôn, nông nghiệp và thủy sản
2001.http://agro.gov.vn/map3/program/mapitem.asp#.
35. Tổng cục Thống kê (2011
b
), Tổng số giờ nắng, mưa, nhiệt độ tại một số trạm quan
trắc. http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=386&idmid=3&ItemID=11525
36. NguyễnThị Trâm (2002), "Các phương pháp chọn tạo giống lúa lai", Lúa lai ở
Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp, tr.176-178, 195, 196.
37. Nguyễn Thị Trâm, Phạm Thị Ngọc Yến, Trần Văn Quang, Nguyễn Văn Mười,
Nguyễn Trọng Tú, Vũ Thị Bích Ngọc, Lê Thị Khải Hoàn (2006
a
), "Kết quả
chọn tạo giống lúa lai hai dòng mới TH 3-4”, Tạp chí KHKT NN, Trường Đại
học Nông nghiệp Hà Nội, số 3, tr. 1 -5.
38. Nguyễn Thị Trâm (2006
b
), "Tìm hiểu đặc điểm bất dục của dòng bất dục đực di
truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ ngắn P5S", Tạp chí KHKTNN,Trường
Đại học Nông nghiệp Hà Nội (4 +5),tr. 65.
39. Nguyễn Thị Trâm, Vũ Bình Hải, Trần Văn Quang, Nguyễn Bá Thông(2010),
"Nghiên cứu xác định vùng nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lúa lai F
1
hệ
hai dòng ở Việt Nam”Tạp chí Nông nghiệp & PTNT (3), tr.10-15
40. Nguyễn Thị Trâm (2011
a
), “Chọn tạo và sản xuất giống lúa lai góp phần giữ
vững an ninh lương thực ở miền Bắc Việt Nam”, Hội thảo tư vấn định hướng
nghiên cứu và phát triển lúa lai Việt Nam giai đoạn 2011-2020, Hà Nội.
41. Nguyễn Thị Trâm, Phạm Thị Ngọc Yến,Nguyễn Văn Mười, Trần Văn Quang,
Nguyễn Trọng Tú, Vũ Thị Bích Ngọc, Lê Thị Khải Hoàn(2011
b
)”,Kết quả
chọn tạo giống lúa lai hai dòng mới TH 8-3”, Tạp chí KHvà PT,Tập 9, số 1,
tr. 30-38.
42. Nguyễn Bá Thông , Nguyễn Thị Trâm, Vũ Đình Hòa (2006),“Ảnh hưởng của thời vụ
gieo cấy đến khả năng sản xuất hạt lúa lai F
1
tổ hợp Bồi tạp sơn thanh”, Tạp chí
KHKTNN,số 1, http://www.hua.edu.vn:85/tc_khktnn/Upload%5CVu_Dinh_Hoa.pdf .