Thạc Sĩ Nghiên cứu khả năng phát triển lúa lai hai dòng tại một số tỉnh Tây Nguyên

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài . 1
2. Mục đích của đề tài . 2
3. Ý nghĩa của đề tài 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới . 3
1.2. Khí hậu, mùa vụ và thời vụ trồng lúa ở Việt Nam 5
1.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa . 7
1.4. Hệ thống lúa lai hai dòng 8
1.4.1. Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic-
sensitive Genic Male Sterility - PGMS) 9
1.4.2. Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (Thermo-sensitive Genic
Male Sterility - TGMS) . 10
1.4.3. Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS (Enviroment sensitive Genic
Male Sterile) 11
1.4.4. Phương pháp đánh giá các dòng EGMS . 16
1.4.5. Phương pháp chọn thuần và nhân các dòng EGMS . 19
1.4.6. Dòng phục hồi và gen tương hợp rộng . 20
1.4.7. Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng . 22
1.4.8. Ưu nhược điểm của hệ thống lúa lai hai dòng 23
1.5. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam . 24
1.5.1. Những thành tựu về nghiên cứu . 24
1.5.2. Phát triển lúa lai thương phẩm . 26
1.5.3. Sản xuất hạt giống lúa lai F1 27
1.5.4. Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai 28
1.5.5. Định hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới 28
1.6. Phát triển lúa lai ở Tây Nguyên 30
Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 32
2.1. Vật liệu nghiên cứu 32 iv
2.2. Nội dung nghiên cứu 33
2.3. Phương pháp nghiên cứu 33
2.3.1. Thí nghiệm 1 . 33
2.3.2. Thí nghiệm 2 . 35
2.3.3. Thí nghiệm 3 . 35
2.3.4. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu và sử lý số liệu . 35
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Kết quả đánh giá các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân
năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông . 37
3.1.1. Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố mẹ 37
3.1.2. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm 39
3.1.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông
Xuân năm 2008 41
3.1.4. Một số đặc điểm nông học của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm . 43
3.1.5. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ . 45
3.1.6. Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ trong thí nghiệm
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông . 46
3.1.7. Nhiệt độ trung bình ngày tháng 3 một số năm gần đây tại Cư Jút - Đắk
Nông . 47
3.1.8. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm trong vụ
Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 49
3.2 Kết quả đánh giá các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân 2009 . 50
3.2.1. Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 50
3.2.2. Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai . 53
3.2.3. Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk 54
3.2.4. Độ ổn định về thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các
điểm thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 56 v
3.2.5. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm tại 3 điểm 59
3.2.6. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ tại các điểm thí
nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 60
3.2.7. Một số đặc điểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân
năm 2009 tại các điểm thí nghiệm . 63
3.2.8. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm . 65
3.2.9. Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng TGMS ở điều kiện tự nhiên
trong vụ Đông Xuân năm 2010 . 67
3.2.10. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ Đông
Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm 70
3.3. Kết quả sản xuất thử tổ hợp TH3-3 tại 3 điểm vụ Đông Xuân năm 2009 71
3.3.1. Đặc điểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại
các điểm thí nghiệm 71
3.3.2. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp TH3-
3 tại các điểm thí nghiệm . 72
3.3.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của giống TH3-3
tại các điểm thí nghiệm . 73
3.4. Kết quả đánh giá một số giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm
2009 tại Cư Jút - Đắk Nông . 74
3.4.1. Đặc điểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm
2009 tại Cư Jút - Đắk Nông . 74
3.4.2. Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các giống lúa trong thí nghiệm vụ
Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 76
3.4.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa trong thí
nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông . 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 79
1 Kết luận 79
2. Kiến nghị . 80 vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
A : Dòng bất dục đực tế bào chất
B : Dòng duy trì tính bất dục đực tế bào chất.
CMS : Dòng bất dực đực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility)
EGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường
(Environment- sensitive Genic Male Sterility)
GA 3 : Gibberellic acid
HSHQ : Hệ số hồi quy
NSTT : Năng suất thực thu
PGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng
(Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility)
Phytotron : Buồng khí hậu nhân tạo
R : Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer)
TB : Trung bình
TGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ
(Thermo-sensitive Genic Male Sterility)
UTL : Ưu thế lai
WA : Bất dục đực hoang dại (Wild Abortive)
WC : Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút – Đắk Nông.
37
Bảng 3.2
Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
39
Bảng 3.3
Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
42
Bảng 3.4
Một số đặc điểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
44
Bảng 3.5
Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong
vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
46
Bảng 3.6
Số lượng vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
47
Bảng 3.7
Nhiệt độ trung bình ngày tháng 3 từ năm 2005 đến 2010 tại
Cư Jút - Đắk Nông
48
Bảng 3.8
Khoảng cách bố, mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ
Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
50
Bảng 3.9a
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút-Đắk Nông
51
Bảng 3.9b
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai
52
Bảng 3.9c
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk
55
Bảng 3.10a
Đánh giá độ ổn định về thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng
mẹ qua các điểm thí nghiệm
57
Bảng 3.10b
Đánh giá độ ổn định về thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng
bố qua các điểm thí nghiệm
58
Bảng 3.11
Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông
Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm
60
Bảng 3.12a
Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng mẹ tại các địa
điểm khác nhau
61
Bảng 3.12b
Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố tại các địa
điểm khác nhau
62
Bảng 3.13a
Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng mẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm
63 viii
Bảng 3.13b
Một số đặc điểm nông học của các dòng bố trong vụ Đông
Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm
64
Bảng 3.14a
Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng mẹ trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm
66
Bảng 3.14b
Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố trong vụ
Đông Xuân năm 2009 tại các điểm thí nghiệm
67
Bảng 3.15a
Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng TGMS ở điều
kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Nông
68
Bảng 3.15b
Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng TGMS ở điều
kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Lắk
69
Bảng 3.16
Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ
đông xuân năm 2009 tại 3 điểm thí nghiệm
70
Bảng 3.17
Đặc điểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 tại các điểm thí
nghiệm
72
Bảng 3.18
Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp
TH3-3 tại các điểm thí nghiệm
73
Bảng 3.19
Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của
giống TH3-3 tại các điểm thí nghiệm
74
Bảng 3.20
Đặc điểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè
Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
75
Bảng 3.21
Mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các giống lúa trong thí
nghiệm Vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
76
Bảng 3.22
Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa
thí nghiệm trong vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông
77 ix
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 1
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
38
Đồ thị 2
Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông
40
Đồ thị 3
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút-Đắk Nông
52
Đồ thị 4
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa-Gia Lai
54
Đồ thị 5
Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ
trong vụ Đông Xuân 2009 tại Ea Kar-Đắk Lắk
56 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây lúa (Oryza sativa L) là cây trồng có từ lâu đời, gắn liền với quá trình
phát triển của loài người, cây lúa đã trở thành cây lương thực chính của Châu Á
nói chung, người Việt Nam ta nói riêng và có vai trò quan trọng trong nét văn
hoá ẩm thực của dân tộc ta.
Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới thành công trong việc nghiên
cứu và phát triển lúa lai từ những năm 1976. Sau đó được mở rộng ra các nước
trồng lúa khác như: Ấn Độ, Việt Nam, Philippin, Indonesia, Malaisia, Thái Lan,
Mỹ, Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ai Cập, Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Triều
tiên ., Sau Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam được đánh giá là nước đạt được nhiều
thành tựu to lớn trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai, đồng thời là một
trong những nước sản xuất lúa gạo lớn nhất thế giới. Việc sản xuất lúa gạo đã đạt
những kết quả tốt về năng suất, sản lượng và chất lượng, đồng thời việc xuất
khẩu lúa gạo trong những năm gần đây đã góp phần nâng cao vị thế của Việt
Nam trên trường quốc tế.
Ở Việt Nam, nghiên cứu và phát triển lúa lai bắt đầu từ những năm 90 của
thế kỷ 20. Tuy nhiên cho đến nay, diện tích trồng lúa lai đạt gần 600.000 ha và
trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc, Trung bộ và một số tỉnh ở Tây Nguyên. Đặc
biệt là lúa lai hai dòng, diện tích trồng chỉ chiếm khoảng 100.000 ha và tập trung
chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc. Hiện nay và trong tương lai nghiên cứu chọn tạo
các giống lúa lai đặc biệt là lúa lai 2 dòng là một đòi hỏi tất yếu do hệ thống sản
xuất đơn giản, phổ phục hồi của hệ thống lúa lai 2 dòng rộng hơn hệ thống 3
dòng đồng thời chất lượng lúa gạo của hệ thống lúa lai 2 dòng dễ cải tiến hơn lúa
lai 3 dòng. Nước ta trải dài trên 15 vĩ độ (8 0 30’ Bắc đến 23 0 22’ Bắc), điều kiện
khí hậu phân hoá rất khác nhau giữa các vùng phía Nam và phía Bắc ngăn cách
bởi đèo Hải Vân: các tỉnh phía Nam đèo Hải Vân có nhiệt độ phân bố khá đồng
đều giữa các tháng. Ở phía Bắc sự phân hoá nhiệt độ khá rõ giữa mùa nóng và
mùa lạnh nên rất thuận lợi cho phát triển lúa lai 2 dòng. 2
Trong những năm gần đây nước ta đã chọn tạo thành công một số giống
lúa lai được sản xuất chấp nhận. Một số giống lúa lai hai dòng mới chọn tạo
trong nước được nông dân sử dụng trong vụ Xuân muộn, Mùa sớm và Hè Thu.
Vì vậy nhu cầu hạt giống ngày càng cao, nếu chỉ sản xuất hạt lai trong vụ mùa ở
miền Bắc thì không thể đáp ứng nhu cầu hạt giống cho cả ba vụ lúa nói trên, do
đó cần tìm thêm những vùng sản xuất thuận lợi hơn.
Để góp phần giải quyết những vấn đề trên chúng tôi tiến hành thực hiện
đề tài“Nghiên cứu khả năng phát triển lúa lai hai dòng tại một số tỉnh Tây
Nguyên”.
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm tính dục, tình hình
nhiễm sâu bệnh tự nhiên của một số dòng bố mẹ lúa lai 2 dòng của một số tổ hợp
lai đã và đang mở rộng ra sản xuất.
- Xác định thời vụ thích hợp để sản xuất hạt lai F1 tại các tỉnh Tây Nguyên
(Đắk Nông, Gia Lai, Đắk Lắk).
- Chọn ra giống lúa lai hai dòng có năng suất cao, chất lượng tốt nhằm phục
vụ cho sản xuất và làm vật liệu nghiên cứu tiếp theo.
3. Ý nghĩa của đề tài
- Xác định thời vụ thích hợp của một số dòng lúa bố mẹ lúa lai 2 dòng phục
vụ sản xuất hạt lai F1 tại Tây Nguyên.
- Xác định một số thông số kỹ thuật để thiết lập quy trình công nghệ sản
xuất hạt lai F1 của các tổ hợp lai TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH5-1, TH7-2, TH8-3
phù hợp điều kiện sinh thái của các tỉnh Tây Nguyên.
- Từ kết quả nghiên cứu của đề tài chọn ra một số tổ hợp lúa lai hai dòng có
năng xuất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với điều kiện
tự nhiên ở Tây Nguyên.