Thạc Sĩ Ưu thế lai về các đặc tính nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của một số tổ hợp lúa lai F

Luận văn thạc sĩ năm 2011
Đề tài: Ưu thế lai về các đặc tính nông sinh học liên quan đến khả năng chịu hạn của một số tổ hợp lúa lai F1
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

MỤC LỤC
Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục chữviết tắt vi
Danh mục các bảng vii
Danh mục ñồthị ix
1 MỞ ðẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của ñềtài 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 Biến ñổi khí hậu – thách thức với vấn ñềsửdụng nước cho sản
xuất nông nghiệp 3
2.2 Hạn hán ảnh hưởng trực tiếp ñến sản xuất lúa gạo Thếgiới và
Việt Nam 4
2.3 ðặc ñiểm chống chịu hạn của cây lúa 8
2.4 Ưu thếlai và dòng bất dục ñực nhân mẫn cảm nhiệt ñộ(TGMS)
ởcây lúa 13
2.4.1 Ưu thếlai và những biểu hiện ưu thếlai ởcây lúa 13
2.4.2 Dòng bất dục ñực gen nhân mẫn cảm nhiệt ñộ(TGMS) ởcây lúa 21
2.5 Ưu thếlai vềkhảnăng chống chịu hạn của cây lúa 22
2.6 Chọn lọc tính trạng chống, chịu hạn ởcây lúa. 23
3 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
3.1 Nội dung 1: Ưu thếlai vềcác ñặc ñiểm quang hợp và nông học liên
quan ñến khảnăng chịu hạn của các con lai F1 ởgiai ñoạn trỗ 29
3.1.1 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 29
3.1.2 Phương pháp nghiên cứu 30
3.2 Nội dung 2: ƯTL vềcác ñặc tính của rễtrong ñiều kiện hạn giai
ñoạn nảy mầm các con lai F1. 32
3.2.1 Vật liệu, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 32
3.2.2 Phương pháp nghiên cứu 33
3.3 Phương pháp phân tích và xửlý sốliệu 34
4 KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN 35
4.1 Một sốchỉtiêu quang hợp và nông học và ưu thếlai vềcác chỉ
tiêu này ởF1, dòng bốmẹtại các giai ñoạn khác nhau khi xửlý
hạn ởthờikỳ trỗ 35
4.1.1 Cường ñộquang hợp và ưu thếlai vềcường ñộquang hợp 35
4.1.2 Cường ñộthoát hơi nước và ưu thếlai vềcường ñộthoát hơi n ước 39
4.1.3 Hiệu suất sửdụng nước và ưu thếlai vềhiệu suất sửdụng nước 43
4.1.4 ðộnhạy khí khổng và ưu thếlai về ñộnhạy khí khổng 47
4.1.5 Hàm lượng CO2 trong gian bào và ưu thếlai vềhàm lượng CO2
trong gian bào 51
4.1.6 ðộdẫn của tếbào thịt lá và ưu thếlai về ñộdẫn của tếbào thịt lá 55
4.1.7 Chỉ số SPAD (hàm lượng Chlorophyll) và ưu thế lai về chỉ số
SPAD của các con lai F1 và dòng bốmẹ 59
4.1.8 ðộcuộn, ñộthiếu bão hòa của lá ñòng và ưu thếlai về ñộcuộn,
ñộthiếu hụt bão hòa 63
4.1.9 Thếnăng giữnước trong thân chính và ưu thếlai vềthếnăng giữ
nước trong thân chính của các con lai F1 và dòng bốmẹtương
ứng trong ñiều kiện hạn nhân tạo tại giai ñoạn trỗ 66
4.1.9 Thếnăng giữnước trong thân chính và ưu thếlai vềthếnăng giữ
nước trong thân chính của các con lai F1 và dòng bốmẹtương
ứng trong ñiều kiện hạn nhân tạo tại giai ñoạn trỗ 66
4.1.10 Mối quan hệgiữa CðQH và một sốchỉtiêu sinh lý 68
4.2 Ưu thếlai vềmột sốchỉtiêu nông học của lúa lai F1 71
4.2.1 Chiều cao cây và ưu thếlai vềchiều cao cây của các con lai F1
và dòng bốmẹtương ứng qua các giai ñoạn sinh trưởng 71
4.2.2. Sốnhánh ñẻvà ưu thếlai vềsốnhánh trên khóm của các con lai
F1 và dòng bốmẹtương ứng qua các giai ñoạn sinh trưởng 75
4.2.3 Sốlá trên thân chính và ưu thếlai vềsốlá trên thân chính của các
con lai F1 và dòng bốmẹtương ứng qua các giai ñoạn sinh trưởng 78
4.2.4 Khối lượng chất khô tích lũy và ưu thếlai vềkhối lượng chất khô
tích lũy của các con lai F1 và dòng bốmẹtương ứng trong ñiều
kiện hạn nhân tạo tại giai ñoạn trỗ 81
4.2.5 Các yếu tốcấu thanh năng suất, năng suất cá thểvà ưu thếlai về
các yếu tốcấu thanh năng suất, năng suất cá thểcủa các con lai
F1 và dòng bốmẹtương ứng trong ñiều kiện hạn nhân tạo tại giai
ñoạn trỗ 85
5 KẾT LUẬN VÀ ðỀNGHỊ 96 5.1 Kết luận 96
5.2 ðềnghị 97
6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

1. MỞ ðẦU
1.1. Tính cấp thiết của ñềtài
Biến ñổi khí hậu toàn cầu ñang ngày càng ảnh hưởng nghiêm trọng ñến
sản xuất nông nghiệp và an ninh lương thực. Sự ấm lên toàn cầu dẫn ñến
các hiện tượng nước biển ấm lên (El Nino) hay lạnh ñi (La Nina), từ ñó
chúng làm biến ñổi vềcường ñộ, khối lượng của lượng mưa trên toàn thế
giới. Sựxuất hiện của El Nino dẫn ñến sựthay ñổi trong thời gian và phân
phối lượng mưa, kết quả gây nên các tr ận ngập lụt thường xuyên hơn,
nghiêm trọng hơn. Cùng với ñó thì hạn hán sẽ x ảy ra ở nhi ều khu vực
khác. Khu vực có lượng mưa lớn sẽ ñối mặt với lũ l ụt thường xuyên,
trong khi các khu vực khác sẽ bị gi ảm lượng mưa và hạn hán gia tăng
(Kundzewicz và cs, 2007; Bates và cs, 2008).
Lúa gạo là cây lương thực quan trọng ởChâu Á. Mặc dù sản lượng
lúa gạo tăng lên rất nhiều lần từsau cuộc cách mạng xanh, nhưng những
nhân tốluôn ảnh hưởng ñến sản xuất lúa gạo lại là hạn và lũlụt. Hạn là
nhân tốchính ảnh hưởng ñến sản xuất lúa gạo, ñặc biệt ởcác khu vực canh
tác dựa trên nguồn nước trời ởChâu Á và vùng ven sa mạc Sahara ởChâu
Phi. Ít nhất có 23 triệu ha lúa canh tác nhờnước trời (20% tổng diện tích
trồng lúa) ởChâu Á ñược xác ñịnh là dễxảy ra hạn hán. Cho dù hình thức
canh tác truyền thống có tưới tạo ra tới 75% sản lượng lúa thì hạn vẫn ñang
trởthành vấn ñềlớn bởi sựkhan hiếm nước ñang làm tăng nhu cầu và cạnh
tranh sửdụng nước (Pandey, 2007). Lúa lai là bước ñi ñột phá trong công
tác gây tạo giống lúa, tạo ra phương pháp có hiệu quả ñểtăng năng suất. Sử
dụng rộng rãi ưu thếlai (ƯTL) vào sản xuất ñã góp phần làm tăng năng suất
nhiều loại cây trồng ñặc biệt là cây lúa với năng suất cao và khảnăng chống
chịu cao hơn so với lúa ñịa phương và lúa cải tiến. Lúa lai F1 có ưu thếlai về
ña sốcác tính trạng so với lúa thuần nhưsinh trưởng mạnh, bộrễlớn, khả
năng về quang hợp tốt trong ñiều kiện bất thuận (nhiệt ñộ cao, ánh sáng
mạnh) (Pham và cs, 2004, 2005). Việc sửdụng các dòng bất dục ñực di
truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ(TGMS) ñểtạo ra các giống lúa lai hai
dòng như Vi ệt Lai 20, Vi ệt Lai 24, TH3-3 là hướng ñi ñã và ñang
mang lại hiệu quảcho phát triển lúa lai ởViệt Nam ( ). Ưu thếlai về
khảnăng chịu hạn của con lai F1 giữa dòng TGMSs và một sốgiống lúa
chịu hạn nhưBèo Diễn và IR71525 ñã ñược phát hiện (Dương Thị Thu
Hằng và Phạm Văn Cường, 2009). Do vậy, việc nghiên cứu biểu hiện
ƯTL ởlúa lai F1 giữa các giống lúa chịu hạn với dòng TGMS là việc làm
cần thiết giúp cho việc chọn tạo giống lúa lai chịu hạn. Xuất phát từyêu cầu
trên chúng tôi tiến hành ñềtài:
“Ưu thếlai vềcác ñặc tính nông sinh học liên quan ñến khảnăng chịu hạn
của một sốtổhợp lúa lai F1”
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- ðánh giá biểu hiện ƯTL vềmột số ñặc ñiểm quang hợp và nông học liên
quan ñến khảnăng chịu hạn của lúa lai F1 và dòng bốmẹ.
- ðánh giá ƯTL vềcác ñặc tính của rễtrong ñiều kiện hạn giai ñoạn nảy
mầm của các con lai F1 và dòng bốmẹ.
- Xác ñịnh một sốtổhợp lai có ƯTL và năng suất tốt trong ñiều kiện hạn
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp thêm dẫn liệu khoa học phục vụcho công tác chọn tạo và
canh tác lúa trong ñiều kiện hạn cho năng suất cao
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Chọn lọc ñược một sốtổhợp lai có ưu thếlai vềkhảnăng chịu hạn.

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Biến ñổi khí hậu – thách thức với vấn ñềsửdụng nước cho sản xuất
nông nghiệp
Trong những thập kỷ tiếp theo, sẽ có nhiều thách thức ñược ñặt vào
nguồn nước dành cho tưới tiêu cũng nhưcho canh tác dựa trên nước trời. Nhu
cầu sửdụng nước trong nông nghiệp sẽtiếp tục ởmức cao do sựtăng trưởng
kinh tếvà áp lực dân sốngày càng tăng. Nhu cầu nước cho sản xuất phi nông
nghiệp dựkiến sẽtăng nhanh hơn, gây sức ép lên nguồn cung cấp nước hiện
có dành cho tưới tiêu. Sửdụng nước ngầm làm nguồn cung cấp nước cho tưới
tiêu rất không bền vững và nó càng khiến cạn kiệt nguồn nước ngầm vốn ñã
ñang trởnên khan hiếm ởnhiều khu vực và trên toàn thếgiới. Nhu cầu sử
dụng nước cho các vấn ñề liên quan ñến môi trường cũng sẽ khiến nguồn
nước khan hiếm trong tương lai. ðiều này càng làm cho nguồn nước ngày
càng suy thoái và bịô nhiễm.
Biến ñổi khí hậu toàn cầu ảnh hưởng ñến chu trình thuỷvăn bằng nhiều
cách, và những thay ñổi này có ảnh hưởng nghiêm trọng cho sản xuất nông
nghiệp và an ninh lương thực. Phần lớn các tác ñộng thủy văn do biến ñổi khí
hậu sẽ ảnh hưởng ñến sản xuất nông nghiệp. ðiều này dẫn ñến sựcần thiết
phải có phương thức sửdụng nước phù hợp trong tất cảcác lĩnh vực kểcả
nông nghiệp ñểthích nghí với sựbiến ñổi khí hậu ñang diễn ra trên trái ñất.
Những biến ñổi khí hậu liên quan ñến nước chủyếu bao gồm những
thay ñổi vềcường ñộ, khối lượng, và biến ñổi của lượng mưa. Thay ñổi trong
thời gian và phân phối lượng mưa (ví dụ, lượng mưa biến ñổi) ñược kết hợp
với nhiều ngập lụt thường xuyên nghiêm trọng, và hạn hán ởnhiều khu vực.
Khu vực có lượng mưa dựkiến sẽtăng ñối m ặt với lũlụt thường xuyên hơn
và nghiêm trọng cũng nhưsựxói mòn và bồi lắng hồchứa tăng, trong khi khu
vực dựkiến giảm lượng mưa sẽgiảm lượng nước sẵn có và hạn hán gia tăng

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO
6.1 Tài liệu bằng tiếng Việt
1. Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998). Phân lập gen và chọn dòng chống
chịu ngoại cảnh bất lợi ởcây lúa. Nhà xuất bản Giáo dục và ðào tạo.
2. Phạm Văn Cường, Dương ThịThu Hằng, (2009). Ưu thếlai vềcác ñặc
tính quang hợp ởlúa lai F1 (Oryza SativaL.) ñược tào ra từdòng bốlà
các dòng lúa cạn và dòng mẹbất dục ñực mẫn cảm với nhiệt ñộ(TGMS)
trong ñiều kiện hạn. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số
tháng 7/2009.
3. Phạm Văn Cường và Hoàng Tùng, (2005). Mối quan hệgiữa ưu thếlai về
khảnăng quang hợp và năng suất hạt của lúa lai F1 (Oryza sativaL.).
Tạp chí Khoa học Nông Nghiệp, ðại học Nông nghiệp Hà Nội, (4) 253-261.
4. Vũ Tuyên Hoàng, Lại Văn Như, Nguy ễn ðình Cấp, (1996). ðặc ñiểm
sinh lý của một sốgiống lúa chịu hạn trên các nền phân bón khác nhau.
Kết quảnghiên cứu khoa học, Quyển VI_ Nhà xuất bản Nông nghiệp_ Hà
Nội.
5. Nguyễn ThịNương, Nguyễn ðức Hạnh, Nông Hồng Thái, Hoàng Tuyết
Minh, (1996). ðánh giá tiềm năng của tập ñoàn lúa chịu hạn IRRI. Kết
quảnghiên cứu khoa học, quyển VI. Nhà xuất bản Nông nghiệp_ Hà Nội.
6. Phạm Ngọc Lương, (1998). Nghiên cứu chọn tạo một sốdòng TGMS của
Việt Nam phục vụcho phát triển lúa lai hệ2 dòng. Luận án tiến sĩNông
nghiệp.
7. VũVăn Liết, Nguy ễn ThịBích Hạnh (2004). ðánh giá khảnăng chịu hạn
của một số giống lúa ñịa phương sau chọn lọc. Tạp chí Khoa học Kĩ
Thuật Nông nghiệp, tập 2 _ số5.
8. Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002. Lúa Lai Việt Nam. Nhà xuất bản
Nông nghiệp_ Hà Nội.
9. ðào ThếTuấn, (1990). Sinh lí ruộng lúa cho năng suất cao. Nhà xuất bản
Khoa học KĩThuật.
10. Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch và cs, (2000). Giáo trình sinh lý
thực vật. NXB Nông nghiệp.
11. Nguyễn Thị Trâm và cộng sự, 2000. Chọn giống lúa lai. Nhà xuất bản
Nông nghiệp_ Hà Nội.
12. Yoshida S., (1985). Những kiến thức cơbản của khoa học trồng lúa. NXB
Nông nghiệp, Hà Nội (Mai Văn Quy ền dịch).
6.2 Tài liệu bằng tiếng nước ngoài
13. AMS (American Meteorology Society), (1997). AMS policy statement on
meteorological drought. Boston, Mass. (USA): AMS. Online at
www.ametsoc.org.
14. Arnell NW, (1999). Climate change and global water resources. Glob.
Environ. Change 9: S31–49
15. Bank of Thailand, (2005). The inflation report. January 2005. Bangkok
(Thailand): The Bank of Thailand, 97p.
16. Barnet TP, Adam JC, Lettenmaier DP, (2005). Potential impacts of
awarming climate on water availability in snow-dominated regions.
Nature 438:303–9
17. Bates BC , Kundzewicz ZW, Wu S, Palutikof JP, et al, (2008). Climate
change and water. Tech. Pap. Intergov. Panel Clim. Change. IPCC Secr.,
Geneva.210 pp.
18. Cuong Van Pham., Murayama S., Ishimine Y., Kawamitsu Y., Motomura
K. and Tsuzuki E., (2004). Sterility of TGMS line, heterosis for grain yield
and related characters in F1 hybrid rice (Oryza sativa L.). Journal of
Plant Production Sciece 1 (4) : 22-29.