Thạc Sĩ Nghiên cứu vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa nếp ở miền Bắc Việt Nam

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP
NĂM 2013

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT . vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ix
DANH MỤC HÌNH .xv
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .1
2. Mục tiêu nghiên cứu .2
3. Nội dung nghiên cứu 2
4. Những đóng góp mới của luận án 2
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn .3
6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ 4
KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .4
1.1. Nghiên cứu chung về cây lúa, lúa nếp 4
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp 4
1.1.2. Một số tính trạng nông sinh học đặc trưng của cây lúa tẻ và lúa nếp 6
1.1.2.1. Thời gian sinh trưởng .6
1.1.2.2. Chiều cao cây 7
1.1.2.3. Khả năng đẻ nhánh .8
1.1.2.4. Một số yếu tố cấu thành năng suất 9
1.1.2.5. Đặc điểm mùi thơm ở lúa tẻ và lúa nếp 12
1.1.2.6. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo .16
1.1.3. Phân loại cây lúa 18
1.1.3.1. Phân loại theo điều kiện sinh thái .18
1.1.3.2. Phân loại theo địa lý .18
1.1.3.3. Phân loại theo quan điểm canh tác học 19
1.1.3.4. Phân loại lúa nếp và lúa tẻ .20
1.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền phục vụ công tác chọn tạo giống lúa 21
1.2.1. Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền cây lúa trên thế giới .23
1.2.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền cây lúa ở Việt Nam 24
1.3. Lai diallel trong công tác chọn tạo giống lúa mới 25
1.3.1. Đánh giá khả năng kết hợp, tác động tương hỗ bằng phương pháp lai
diallel dựa trên mô hình toán thống kê sinh học của B Griffing (1956) 26
1.3.2. Đánh giá khả năng kết hợp chung 28
1.3.3. Khả năng kết hợp riêng 29
1.3.4. Tác động tương hỗ .30
1.4. Tương tác giữa kiểu gen và môi trường 30
1.5. Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo lúa nếp ở trên thế giới và trong
nước 31
1.5.1. Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp trên thế giới 31
1.5.2. Tình hình sản xuất và sử dụng lúa nếp ở trong nước .33
1.5.2.1. Tập đoàn lúa nếp và tình hình sản xuất lúa nếp ở trong nước 33
1.5.2.2. Các sản phẩm làm từ gạo nếp .37
1.5.3. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống lúa nếp ở trong nước .38
1.5.3.1. Chọn lọc giống từ giống nếp địa phương .39
1.5.3.2. Chọn giống bằng phương pháp nhập nội .41
1.5.3.3. Chọn giống lúa nếp bằng phương pháp lai hữu tính 42
1.5.3.4. Chọn giống bằng xử lý đột biến 44

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU47
2.1. Vật liệu nghiên cứu .47
2.2. Nội dung nghiên cứu của luận án 47
2.3. Phương pháp nghiên cứu .47
2.4. Thời gian nghiên cứu và địa điểm nghiên cứu 54
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .55
3.1. Kết quả điều tra tình hình sản xuất lúa nếp ở các tỉnh vùng Đồng bằng
sông Hồng từ năm 2005-2010 (Phụ lục 5, phụ lục 6 và phụ lục 7) .55
3.1.1. Diễn biến diện tích gieo trồng lúa nếp tại các tỉnh vùng ĐBSH giai đoạn
2005-2010 .55
3.1.2. Tỷ lệ diện tích gieo cấy lúa nếp .56
3.1.3. Năng suất trung bình của lúa nếp tại các tỉnh vùng ĐBSH giai đoạn
2005-2010 .57
3.1.4 Sản lượng lúa nếp giai đoạn 2005-2010 .57
3.2. Kết quả đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu 59
3.2.1. Kết quả đánh giá tập đoàn giống lúa nếp vụ mùa 2005 .59
3.2.1.1. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn giống lúa nếp thông
qua một số tính trạng hình thái ở vụ mùa 2005 59
3.2.1.2. Kết quả đánh giá tình hình sâu bệnh hại của một số loại sâu bệnh hại
chính trong điều kiện tự nhiên, độ thuần, tính trạng mùi thơm của các giống
lúa trong tập đoàn công tác ở vụ mùa 2005 tại Thanh Trì, Hà Nội. 62
3.2.2. Kết quả đánh giá tập đoàn các giống lúa nếp vụ mùa 2006 .65
3.2.2.1. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn các giống lúa nếp
thông qua một số tính trạng hình thái ở vụ mùa 2006 65
3.2.2.2. Kết quả đánh giá mức độ biểu hiện sâu bệnh hại ở các giống trong vụ
mùa 2006 tại Thanh Trì, Hà Nội .69
3.2.4. Một số đặc điểm chính của 9 giống tham gia thí nghiệm lai diallel năm
2006 tại Thanh Trì, Hà Nội 72
3.3. Kết quả phân tích phương sai khả năng kết hợp chung, khả năng kết hợp
riêng và tác động tương hỗ đối với một số tính trạng nông sinh học của các
giống lúa nếp tham gia thí nghiệm ở vụ xuân 2007 tại Thanh Trì Hà Nội 74
3.3.1. Tính trạng số bông/khóm .74
3.3.2. Số hạt chắc/bông 78
3.3.3. Khối lượng 1.000 hạt (g) 83
3.3.4. Tính trạng chiều dài bông (cm) 87
3.3.5. Tính trạng chiều cao cây lúa (cm) 92
3.3.6. Thời gian sinh trưởng (ngày) .97
3.3.7. Tính trạng năng suất khóm (g) .101
3.4. Kết quả chọn tạo giống lúa nếp khảo nghiệm N31 có thời gian sinh
trưởng ngắn, chất lượng tốt 108
3.4.1. Nguồn gốc và phương pháp chọn tạo 108
3.4.2. Kết quả khảo nghiệm tác giả giống lúa nếp N31 .108
3.4.2.1. Kết quả thí nghiệm so sánh giống tại Thanh Trì- Hà Nội vụ mùa
2010, xuân 2011 và mùa 2011 .108
3.4.2.2. Kết quả khảo nghiệm giống lúa nếp N31ở vụ xuân và vụ mùa năm
2012 tại một số điểm thí nghiệm 116
3.4.3. Kết quả khảo nghiệm quốc gia giống lúa nếp N31 ở vụ xuân 2013 119
3.4.4. Kết quả phân tích chất lượng giống lúa nếp N31 vụ xuân 2013 123
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 125
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .127
TÀI LIỆU THAM KHẢO 128
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa nếp được coi là giống lúa đặc sản được trồng từ lâu đời và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong đời sống dân sinh ở nước ta cũng như trên thế giới [27]. Tại Lào, người dân sử dụng các sản phẩm từ gạo nếp chiếm trên 85 % lúa gạo [60]. Trong quá trình hình thành, xây dựng và phát triển đất nước, nhiều lễ hội đã được hình thành tạo nên nền văn minh mang bản sắc văn hóa đặc sắc của Việt Nam mà trong đó sản phẩm làm từ gạo nếp đóng một vai trò không nhỏ, ở nông thôn cũng như thành thị, hầu như lễ hội nào cũng có mặt các sản phẩm được chế biến từ gạo nếp. Từ những chiếc bánh chưng trong ngày tết cổ truyền đầu năm của dân tộc, đến các loại xôi, bánh, rượu trong các bữa tiệc trọng đại của các gia đình, các loại cốm tiêu dùng thường ngày đều được làm từ các loại lúa nếp. Có thể nói, lúa nếp đó góp phần làm đa dạng văn hóa ẩm thực trong các lễ hội và tiêu dùng thường ngày của nước ta.
Trong những năm gần đây, diện tích, sản lượng lúa nếp ngày càng được mở rộng, tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng gạo nếp của người dân. Thực trạng cho thấy: các nghiên cứu về chọn tạo giống lúa nếp trong những năm qua chưa được quan tâm đúng mức, sự đa dạng bộ giống lúa nếp trong sản xuất cũng hạn chế. Hiện nay, trong sản xuất phần lớn diện tích lúa nếp đang được gieo trồng như các giống: IRi352, N97, N98, ĐT52 cho năng suất cao nhưng không thơm. Một số giống lúa nếp thơm, chất lượng tốt như BM9603, DT22, TK90, nếp cái hoa vàng, nếp Lang Liêu nhưng những giống lúa này cho năng suất thấp, chống đổ kém hạn chế việc mở rộng diện tích lúa nếp trong sản xuất. Do vậy công tác chọn tạo giống nếp ngắn ngày, năng suất cao, thích ứng rộng, chất lượng tốt là yêu cầu của sản xuất hiện nay.
Việc nghiên cứu, đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu nhằm xác định được các ưu, nhược điểm của các vật liệu, đặc biệt là đánh giá khả năng kết hợp về các tính trạng quan tâm để định hướng lai tạo giống nhằm tiết kiệm được thời gian và kinh phí trong công tác chọn tạo giống nếp mới ngắn ngày, có năng suất, chất lượng cao phục vụ cho sản xuất. Đây là khâu rất quan trọng trong công tác chọn tạo giống lúa nói chung và lúa nếp nói riêng. Xuất phát từ những yêu cầu trên, chúng tôi tiến hành đề tài:“Nghiên cứu vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa nếp ở miền Bắc Việt Nam”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá được vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa nếp có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất và chất lượng cao cho các tỉnh miền Bắc.
3. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra khảo sát tình hình sản xuất lúa nếp ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng; trên cơ sở đó, định hướng công tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp.
- Đánh giá được đa dạng di truyền thông qua một số chỉ tiêu hình thái của nguồn vật liệu khởi đầu.
- Xác định được khả năng kết hợp về một số tính trạng của một số giống lúa nếp và ứng dụng trong công tác chọn tạo giống lúa nếp.
- Tuyển chọn giống lúa nếp mới năng suất cao, chất lượng khá, chống chịu với sâu bệnh hại chính.
- Khảo nghiệm, đánh giá khả năng thích ứng của giống lúa nếp mới được chọn tạo tại một số vùng sinh thái, đáp ứng yêu cầu của sản xuất.
4. Những đóng góp mới của luận án
- Đánh giá được tình hình sản xuất lúa nếp ở một số tỉnh vùng ĐBSH
- Đánh giá được mức độ đa dạng di truyền tập đoàn giống nếp.
- Kết quả nghiên cứu đã xác định được khả năng kết hợp chung, khả năng kết hợp riêng và hiệu ứng lai thuận nghịch về một số tính trạng nông sinh học quan trọng của các giống lúa nếp tham gia thí nghiệm phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa nếp mới.
- Chọn tạo được giống lúa nếp mới triển vọng N31 có những đặc tính ưu việt so với giống đối chứng, góp phần bổ sung giống lúa nếp có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất khá, chất lượng khá vào sản xuất.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Phân tích được tính đa dạng di truyền của vật liệu khởi đầu của tập đoàn giống lúa nếp gieo trồng tại Bộ môn chọn tạo giống lúa đặc sản, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa thuần, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm.
- Xác định các vật liệu khởi đầu có khả năng kết hợp tốt với một số tình trạng cụ thể, làm cơ sở cho việc chọn tạo giống lúa mới có năng suất chất lượng