Tiến Sĩ Nghiên cứu đặc điểm biến dị và khả năng di truyền về sinh trưởng và một số tính chất gỗ của Bạch đàn

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NĂM 2014

MỤC LỤC
TT Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ iii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 6
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6
1 Trên thế giới 6
1.1 Phân bố và đặc điểm sinh học của Bạch đàn urô và pellita 6
1.2 Nghiên cứu về biến dị Bạch đàn urô và pellita 9
1.2.1 Biến dị giữa các xuất xứ 9
1.2.2 Khả năng di truyền 11
1.2.3 Hệ số tương quan giữa sinh trưởng và một số tính chất gỗ 12
1.2.4 Tương tác kiểu gen - hoàn cảnh 13
1.3 Nghiên cứu về lai giống trong các loài bạch đàn 14
1.4 Chọn lọc dòng vô tính và phát triển rừng trồng dòng vô tính 17
2 Ở Việt Nam 20
2.1 Biến dị giữa các xuất xứ và gia đình Bạch đàn urô và pellita 20
2.1.1 Bạch đàn urô 20
2.1.2 Bạch đàn pellita 22
2.2 Khả năng di truyền 23
2.2.1 Hệ số di truyền 23
2.2.2 Hệ số tương quan giữa sinh trưởng với khối lượng riêng của gỗ 24
2.2.3 Tương tác kiểu gen hoàn cảnh 25
2.2.4 Đánh giá cấu trúc di truyền quần thể chọn giống bạch đàn urô 26
2.3 Nghiên cứu về lai giống trong các loài Bạch đàn 27
2.4 Chọn lọc dòng vô tính và phát triển rừng trồng dòng vô tính 30
2.5 Nghiên cứu sâu bệnh hại 32
2.6 Một số nhận định 33

CHƯƠNG 2 35
NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35
2.1 Nội dung nghiên cứu 35
2.2 Vật liệu nghiên cứu 35
2.3 Phương pháp nghiên cứu 41
2.3.1 Phương pháp tiếp cận 41

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 41
2.3.3 Phương pháp thu thập số liệu 43
2.3.4 Phương pháp xác định khối lượng riêng và hàm lượng cellulose của gỗ 45
2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 47

CHƯƠNG 3 51
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51
3.1 Biến dị về sinh trưởng và chất lượng thân cây Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 51
3.1.1 Biến dị giữa các nguồn hạt giống Bạch đàn urô 52
3.1.2 Biến dị giữa các gia đìnhBạch đàn urô 53
3.1.3 Biến dị giữa các dòng vô tính Bạch đàn urô 60
3.1.4 Biến dị giữa các dòng vô tính Bạch đàn lai UP 64
3.1.5 Tổng hợp chung các dòng vô tính Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 67
3.2 Biến dị về khối lượng riêng và hàm lượng cellulose của Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 68
3.2.1 Biến dị về khối lượng riêng 70
a Biến dị giữa các gia đình Bạch đàn urô 70
b Biến dị giữa các dòng Bạch đàn urô 73
c Biến dị giữa các dòng Bạch đàn lai UP 75
3.2.2 Biến dị về hàm lượng cellulose giữa các dòng Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 77
3.3 Khả năng di truyền của các tính trạng sinh trưởng, độ thẳng thân . 80
3.3.1 Khả năng di truyền ở các gia đình Bạch đàn urô 81
3.3.2 Khả năng di truyền ở các dòng vô tính Bạch đàn urô 84
3.3.3 Khả năng di truyền ở các dòng vô tính Bạch đàn lai UP 86
3.4 Tương quan tính trạng – tính trạng của Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 88
3.4.1 Tương quan tính trạng – tính trạng của các gia đình Bạch đàn urô 88
3.4.2 Tương quan tính trạng – tính trạng của các dòng Bạch đàn urô 89
3.4.3 Tương quan tính trạng – tính trạng của các dòng Bạch đàn lai UP 91
3.5 Tương quan tuổi – tuổi của các tính trạng sinh trưởng trong các trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 và Bạch đàn urô 93
3.6 Tương tác kiểu gen – hoàn cảnh ở Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 94
3.6.1 Tương tác gia đình – hoàn cảnh ở Bạch đàn urô 95
3.6.2 Tương tác dòng - hoàn cảnh ở Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 97
3.7 Một số đề xuất cho cải thiện giống Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP 101
3.7.1 Cải thiện các tính trạng sinh trưởng và tính chất gỗ ở các chương
trình cải thiện giống Bạch đàn urô 101
3.7.2 Độ tuổi trong nghiên cứu chọn giống Bạch đàn urô 104
3.7.3 Phát triển các dòng Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP ưu việt 104
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 106
4.1 Kết luận 106
4.2 Tồn tại 110
4.3 Khuyến nghị 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các loài bạch đàn được nhập vào Việt Nam từ những năm 1930 và đến nay đã trở thành nhóm cây trồng chủ lực trong các chương trình trồng rừng tập trung và phân tán ở nước ta. Đến năm 2011, tổng diện tích rừng trồng Bạch đàn ở Việt Nam là 353,000 ha, chiếm 32% diện tích rừng trồng cả nước (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011) [1]. Rừng trồng bạch đàn đã góp phần đáng kể đáp ứng nhu cầu gỗ nguyên liệu cho công nghiệp giấy, ván dăm, gỗ trụ mỏ, gỗ xây dựng và đồ gỗ nội thất, góp phần tăng thu nhập của dân ở các nơi trồng rừng ở nước ta.
Bạch đàn urô (Eucalyptus urophylla S.T. Blake) là loài cây sinh trưởng nhanh, thích nghi tốt với điều kiện lập địa ở miền Bắc, miền Trung và khu vực Tây Nguyên. Gỗ của Bạch đàn urô thường được sử dụng làm gỗ nguyên liệu giấy và ván dăm. Trong khi đó, Bạch đàn pellita (Eucalyptus pellita F.Muel.) tuy mới được nhập vào Việt Nam nhưng cũng đã thể hiện là loài cây có triển vọng trong trồng rừng, có khả năng chịu hạn và sâu bệnh tốt, tính chất gỗ rất phù hợp cho đóng đồ mộc cao cấp.
Trong những năm gần đây, chọn tạo các giống bạch đàn lai và sử dụng trong trồng rừng là hướng đi mới có nhiều triển vọng và góp phần nâng cao năng suất rừng trồng ở Việt Nam (Lê Đình Khả và Nguyễn Việt Cường, 2000) [72]. Trong giai đoạn 2000 - 2005, kết hợp khảo nghiệm hậu thế thế hệ 1 với xây dựng vườn giống Bạch đàn urô, Trung tâm nghiên cứu Giống cây rừng (nay là Viện nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp) đã chọn được một số gia đình và cá thể tốt cho các nghiên cứu cải thiện giống tiếp theo. Tiếp nối chương trình cải thiện giống, trong giai đoạn 2006 - 2010,
Viện đã xây dựng các quần thể chọn giống thế hệ 2 cho Bạch đàn urô và các quần thể chọn giống thể hệ 1 cho Bạch đàn pellita, từ đó đã tạo được một số tổ hợp lai giữa hai loài này và đưa vào khảo nghiệm giống tại Ba Vì - Hà Nội,Nam Đàn - Nghệ An, Đông Hà - Quảng Trị. Tuy nhiên các nghiên cứu trước đây mới chỉ tập trung tiến hành các nghiên cứu đối với các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 1, còn các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 và khảo nghiệm dòng vô tính Bạch đàn lai UP mới nghiên cứu đánh giá về biến dị sinh trưởng. Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu biến dị di truyền về sinh trưởng và một số tính chất gỗ, nhằm đẩy nhanh quá trình chọn giống đối với Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP, tạo ra các giống vừa sinh trưởng nhanh vừa có chất lượng tốt là rất cần thiết. Đề tài “Nghiên cứu đặc điểm biến dị và khả năng di truyền về sinh trưởng và một số tính chất gỗ của Bạch đàn urô (E. urophylla ST. Blake) và một số dòng Bạch đàn lai tại Việt Nam” của nghiên cứu sinh là một phần trong đề tài “Nghiên cứu cải thiện giống nhằm tăng năng suất, chất lượng cho một số loài cây trồng rừng chủ lực” (giai đoạn 2005 - 2010 và 2011 - 2015), do TS. Hà Huy Thịnh làm chủ nhiệm, mà nghiên cứu sinh là một trong những cộng tác viên chính của đề tài.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả của luận án là cơ sở khoa học cho cải thiện giống bạch đàn theo hướng nâng cao năng suất và chất lượng gỗ cho trồng rừng gỗ xẻ.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
+ Dựa trên các kết quả nghiên cứu về biến dị và khả năng di truyền về sinh trưởng và chất lượng gỗ trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 và các khảo nghiệm giống lai UP, đề tài đã chọn được 11 dòng Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP có sinh trưởng tốt, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận là giống Quốc gia và giống tiến bộ kỹ thuật. Cụ thể: tại Ba Vì – Hà Nội trung bình 5 dòng (UP35; UP72, UP95, UP97 và UP99) vượt PN14 56,3% và vượt 52,5% so với dòng U6 về thể tích thân cây; tại Đông Hà – Quảng Trị là các dòng UP54, U892 vượt 54,9% tới 127% so với đối chứng
sản xuất đại trà; tại Nam Đàn – Nghệ An trung bình của 4 dòng (U821, U416, U262 và dòng U1088) vượt 23% so với dòng U6 về thể tích thân cây.
+ Đã xác định được giai đoạn 3 tuổi là phù hợp để đánh giá sinh trưởng và khối lượng riêng của gỗ Bạch đàn urô.
+ Kết quả đánh giá về sinh trưởng trong khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Là cơ sở để lựa chọn được tập đoàn các cây mẹ cung cấp hạt giống xây dựng vườn giống thế hệ kế tiếp, đồng thời cũng xác định được các cây, các gia đình cần tỉa thưa để chuyển hóa khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 thành vườn giống có chất lượng.
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung
Xác định được một số cơ sở khoa học phục vụ chọn giống bạch đàn.
- Mục tiêu cụ thể
+ Xác định được đặc điểm biến dị và khả năng di truyền của một số tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và một số tính chất gỗ.
+ Xác định được một số dòng Bạch đàn urô và Bạch đàn lai UP có năng suất cao và chất lượng thân cây tốt cho trồng rừng sản xuất.

4. Những điểm mới của luận án
- Là lần đầu tiến đánh giá một cách tổng hợp và toàn diện biến dị và khả năng di truyền về các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây, khối lượng riêng của gỗ và hàm lượng cellulose của các gia đình trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 và dòng vô tính Bạch đàn urô.
- Cung cấp một số cơ sở khoa học cho việc chọn giống Bạch đàn lai UP sinh trưởng nhanh, có tính chất gỗ tốt và xác định được một số dòng ưu việt Bạch đàn lai UP.
5. Đối tượng nghiên cứu
80 gia đình Bạch đàn urô trồng khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 tại Ba Vì –Hà Nội vào tháng 10 năm 2005 và tại Đông Hà – Quảng Trị trồng tháng 12 năm 2005; 47 dòng Bạch đàn urô trồng tháng 12 năm 2007 tại Nam Đàn – Nghệ An và 67 dòng tại Ba Vì – Hà Nội trồng tháng 8 năm 2008; 39 dòng Bạch đàn lai UP trồng tại Ba Vì tháng 8 năm 2008 và 34 dòng tại Đông Hà – Quảng Trị trồng
tháng 12 năm 2007.
6. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung
+ Nghiên cứu chỉ giới hạn trong việc tìm hiểu biến dị về sinh trưởng, chất lượng thân cây, khối lượng riêng của gỗ, hàm lượng cellulose.
+ Nghiên cứu tương quan giữa các tính trạng sinh trưởng, khối lượng riêng của gỗ và hàm lượng cellulose.
- Địa điểm nghiên cứu
+ Khảo nghiệm hậu thế (thế hệ 2) tại Ba Vì - Hà Nội.
+ Khảo nghiệm hậu thế (thế hệ 2) tại Đông Hà - Quảng Trị.