tạo giống lúa thuần khoáng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI TẠO GIỐNG LÚA THUẦN KHÁNG RẦY

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

TẠO GIỐNG LÚA THUẦN KHÁNG RẦY NÂU BẰNG CÔNG NGHỆ

Trang 2

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

TẠO GIỐNG LÚA THUẦN KHÁNG RẦY NÂU BẰNG CÔNG NGHỆ

CHỈ THỊ PHÂN TỬ

Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Di truyền Nông nghiệp

Chủ nhiệm đề tài : TS Lưu Thị Ngọc Huyền

Hà Nội - 2010

Trang 3

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI/DỰ ÁN SXTN

I THÔNG TIN CHUNG

Họ và tên: Lưu Thị Ngọc Huyền

Ngày, tháng, năm sinh: 1958 Nam/ Nữ: Nữ

Học hàm, học vị: Tiến sĩ

Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính

Điện thoại: Tổ chức: 04-38363061 Nhà riêng: 04-38329739

Mobile: 0904 374 057

Tên tổ chức đang công tác: Viện Di truyền Nông nghiệp

Địa chỉ tổ chức: km2, đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số 20, ngõ 718, Hoàng Hoa Thám, Tây Hồ, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Di truyền Nông nghiệp

E-mail: vdt@agi.ac.vn

Website: Địa chỉ: km2, đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS Lê Huy Hàm

Số tài khoản: : 301.01.035.01.16

Trang 4

Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước huyện Từ Liêm

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng …./ năm ….đến tháng …/ năm…

- Thực tế thực hiện: từ tháng 01 /năm 2007 đến tháng 12/năm 2010

- Được gia hạn (nếu có): không

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

Trang 5

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

Trang 6

xưởng

Tổng cộng

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

Ghi chú

“Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020”

Trang 7

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

- Tuyển chọn và đánh giá vật liệu, tính kháng rầy, tiến hành lai và hồi giao

- Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và quy tụ gen phục vụ chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu cho ĐB sông Cửu Long

- 2 giống lúa gửi khảo nghiệm

- 15 dòng lúa triển vọng

2 Viện Bảo

vệ Thực

vật

Viện Bảo vệ Thực vật

- Phối hợp đánh giá tính kháng rầy nâu (Theo hợp đồng với chủ nhiệm đề tài)

-Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của quần thể lập bản đồ -Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của các dòng chọn lọc, dòng triển vọng và giống khảo nghiệm

Trang 8

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 TS Lưu Thị

Ngọc

Huyền

TS Lưu Thị Ngọc Huyền

Xây dựng thuyết minh, báo cáo kết quả

Tổ chức thực hiện

đề tài

Tham gia tất cả các nội dung của đề tài

Sản phẩm khoa học chính của đề tài

Chủ nhiệm

Xây dựng bản đồ liên kết phân tử cho

1 gen kháng rầy nâu

Xây dựng quy trình chọn tạo dòng lúa kháng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử

Bản đồ liên kết phân tử cho gen BphZ

Quy trình chọn tạo dòng lúa kháng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử

3 KS

Nguyễn

Trịnh Toàn

TS Thiều Văn Đường

- Lai tạo và chọn dòng lúa kháng rầy nâu

- Một số dòng lúa kháng rầy nâu

Trang 9

4 TS Lưu

Minh Cúc

TS Lưu Minh Cúc

Xây dựng thuyết minh, báo cáo kết quả

Tham gia lập bản

đồ, chọn tạo các dòng lúa, quy tụ gen kháng, nhân dòng và thử nghiệm

Bản đồ liên kết phân tử cho gen BphZ

Kết quả chọn tạo các dòng lúa bằng chỉ thị phân tử kết hợp chọn giống truyền thống

Đánh giá kiểu hình các cá thể của quần thể lập bản đồ

Đánh giá tính kháng rầy nâu của các dòng chọn lọc, các dòng triển vọng

Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của quần thể LBĐ và các dòng chọn lọc, các dòng triển vọng

6 KS

Nguyễn

Thị Hiền

Ths Trần Thị Thanh

Lai tạo các dòng F1, BC của quần thể lập bản đồ và quần thể chọn giống

Kết quả lai tạo các tổ hợp lai trong đề tài

7 KS Doãn

Thị Hoà

CN Vũ Thị Thu Hằng

Đánh giá kiểu gen của các cá thể quần thể lập bản đồ

Số liệu đánh giá kiểu gen bằng chỉ thị SSR

Đánh giá kiểu gen của các cá thể quần thể lập bản đồ

Số liệu đánh giá kiểu gen bằng chỉ thị SSR

- Chọn dòng lúa kháng rầy nâu bằng chỉ thị phân tử

02 dòng đã đưa đi khảo nghiệm

Lai tạo các dòng F1, BC của quần thể lập bản đồ và

Các thế hệ tổ hợp lai trong đề tài và kết quả chọn tạo

Trang 10

quần thể chọn giống Tham gia chọn tạo các dòng lúa, quy tụ gen kháng, nhân dòng

và thử nghiệm

các dòng lúa bằng chỉ thị phân tử kết hợp chọn giống truyền thống

- Lý do thay đổi ( nếu có): KS Nguyễn Trịnh Toàn chuyển sang thực hiện chính đề tài “Chọn tạo giống lúa thuần kháng bệnh bạc lá bằng công nghệ chỉ thị phân tử” KS Doãn Thị Hòa về hưu KS Nguyễn Thị Hiền tham gia một phần thí nghiệm nhỏ

1 Học tập phương pháp lập

bản đồ gen, QTL và phương

pháp nghiên cứu di truyền

ngược trong quần thể lập bản

-Thời gian: 01 tháng -Kinh phí: 147,5723 triệu đồng

-Trung tâm nghiên cứu Hermitage, Australia -1 đoàn và 2 người thực hiện

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

(Nội dung, thời gian, kinh

phí, địa điểm ) Ghi chú*

Hà Nam

2

Trang 11

Kinh phí tổ chức hội nghị đầu bờ tiết kiệm được 2.010.000 đồng

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát

trong nước và nước ngoài)

Người,

cơ quan thực hiện

1 Nội dung 1: Thu thập và đánh giá vật liệu

1.1 Thu thập các dòng/giống lúa

mang các gen kháng rầy nâu

(donor) và các dòng/giống

lúa thuần có tiềm năng năng

suất, chất lượng nhưng bị

nhiễm rầy nâu

12/2007 12/2007 1/2007- TS Lưu Thị Ngọc Huyền

1/2007-và cs Viện DTNN PGS.TS

Nguyễn Thị Lang và cs

Viện Lúa ĐBSCL

kháng/nhiễm rầy nâu của các

dòng/giống đã thu thập

12/2007

1/2007-TS Lưu Thị Ngọc Huyền

và cs Viện DTNN PGS.TS

Viện Lúa ĐBSCL 1.3 Kiểm tra độ kháng/nhiễm rầy

nâu của các donor nhằm xác

định donor tiềm năng hiệu

quả

1/2007-và cs Viện DTNN PGS.TS

Viện Lúa ĐBSCL 1.4 Chọn các cặp bố mẹ thích

hợp cho các nhiệm vụ lập bản

12/2007

Trang 12

đồ và lai quy tụ gen kháng

phân tử liên kết gần với các

gen kháng rầy nâu hiệu quả

đã biết

12/2007

và cs Viện DTNN

2 Nội dung 2 Lập bản đồ phân tử chi tiết cho 1 gen kháng rầy nâu hiệu quả

2.1 Chuẩn bị quần thể lập bản đồ

1/2007-12/2007 12/2007 1/2007- TS Lưu Thị Ngọc Huyền

và cs Viện DTNN 2.2 Thiết lập quần thể lập bản đồ 1/2007-

và cs Viện DTNN 2.3 Phân tích genotyping các cá

thể F2 phối hợp với đánh giá

phenotyping các họ F3

6/2009 1/2008 -9/2008 TS Lưu Thị Ngọc Huyền

1/2008-và cs Viện DTNN 2.4 Định vị nhóm liên kết gen

kháng rầy nâu trên nhiễm sắc

thể lúa thông qua thí nghiệm

bulk segregant analyis

(BSA)

7/2008 12/2008 7/2008 -12/2008 TS Lưu Thị Ngọc Huyền

-và cs Viện DTNN

2.5 Lập bản đồ phân tử chi tiết

cho locus gen kháng rầy nâu

12/2010

11/2010

và cs Viện DTNN

3 Nội dung 3: Chọn tạo các dòng lúa kháng rầy nâu trên cơ sở sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử

3.1 Chọn tạo các dòng lúa ưu tú

từ quần thể phân ly (F2 trở đi

đến F6) mang tổ hợp gen

mong muốn

1/2007-và cs Viện DTNN PGS.TS Nguyễn Thị Lang và cs Viện Lúa ĐBSCL 3.2 Chọn tạo các dòng lúa ưu

việt trên cơ sở hồi giao các

12/2009

Trang 13

dòng lúa ưu tú sẵn có và

được kết hợp thêm tính trạng

kháng rầy nâu

và cs Viện DTNN PGS.TS Nguyễn Thị Lang và cs Viện Lúa ĐBSCL

4 Nội dung 4: Quy tụ ít nhất 2 gen kháng rầy nâu hiệu quả vào chung

11/2010

và cs Viện DTNN PGS.TS Nguyễn Thị Lang và cs Viện Lúa ĐBSCL 2.2 Chọn tạo các dòng lúa ưu

việt trên cơ sở hồi giao các

dòng lúa ưu tú sẵn có và kết

hợp thêm tính trạng kháng

rầy nâu

12/2010

11/2010

và cs Viện DTNN PGS.TS Nguyễn Thị Lang và cs Viện Lúa ĐBSCL

5 Nội dung 5: Nhân dòng và

thử nghiệm ở quy mô đồng

ruộng

5.1 Nhân và thử, khảo nghiệm

các dòng lúa được chọn tạo

và quy tụ gen kháng rầy nâu

trên các vùng sinh thái khác

nhau của các tỉnh thuộc đồng

bằng sông Hồng

1/2010-và cs Viện DTNN

5.2 Nhân và thử, khảo nghiệm

các dòng lúa được chọn tạo

và quy tụ gen kháng rầy nâu

trên các vùng sinh thái khác

nhau của các tỉnh thuộc Đồng

Bằng sông Cửu Long

12/2010

11/2010

và cs Viện DTNN PGS.TS Nguyễn Thị

Trang 14

Lang và cs

Viện Lúa ĐBSCL

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

b) Sản phẩm Dạng II: Số liệu và cơ sở dữ liệu

Yêu cầu khoa học cần đạt

Số

hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú

1 Bản đồ phân tử chi tiết

cho 1 gen kháng hiệu

quả với rầy nâu

6-8 chỉ thị phân tử liên kết gần ở cả 2 phía của gen kháng rầy nâu, trong đó 3-4 chỉ thị có khoảng cách 1-5 cM

6-8 chỉ thị phân tử liên kết gần ở cả 2 phía của gen kháng rầy nâu, trong đó 3-4 chỉ thị có khoảng cách

để quy tụ các gen khác

Quy trình chuẩn theo tiêu chuẩn quốc tế Có thể áp dụng

để quy tụ các

gen khác

Trang 15

c) Sản phẩm Dạng III: Bài báo

Số

kế hoạch

Số lượng, nơi công bố

(Tạp chí, nhà xuất

bản)

kháng rầy nâu trên

hai loài lúa hoang (

Có ý nghĩa khoa học và được đăng

Tạp chí khoa học

và Công nghệ 10/2007 số 19,tr

Kết quả nghiên cứu khoa học và Công nghệ 2008 – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt nam – Nhà xuất bản Nông nghiệp

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,2009, số 7, tr

Tạp chí Khoa học

và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2010, số

Tạp chí khoa học

và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2010, số 9

Trang 16

d) Kết quả đào tạo:

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống

Ghi chú

2

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công

nghệ so với khu vực và thế giới…)

Sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống kháng rầy nâu đã cho thấy

hiệu quả cao khi đưa vào và kiểm tra sự có mặt của 2 gen kháng rầy nâu

cùng trên một nền gen ưu tú Nhờ chọn giống truyền thống kết hợp chỉ thị

phân tử, qua 4 năm thực hiện đề tài, chúng tôi đã thu được một số kết quả

sau: Đã chọn được 4 dòng triển vọng DT64R, DTE2-3 và DTH18 và

DTC1-3 mang 2 gen kháng rầy nâu BphDTC1-3 và BphZ, có đặc tính kháng rầy cao đồng

thời mang các đặc điểm nông sinh học tốt, tạm thời đáp ứng mục tiêu chọn

giống tại đồng bằng sông Hồng 2 dòng OM6071 và dòng OM 6877 triển

Trang 17

vọng kháng rầy cho ĐBSCL Đã đưa khảo nghiệm quốc gia VCU 4 dòng gồm OM6071 và dòng OM6877, DTC1-3 và DTH18 Các dòng này đều có thời gian sinh trưởng ngắn hoặc trung bình từ 85-95 ngày tại ĐBSCL 4 dòng cho ĐBSH có thời gian sinh trưởng từ 105-110 ngày tại ĐBSH vụ hè thu năm 2010 Năng suất TB đạt từ 5,5-7 tấn/ha Chất lượng gạo ngon Điểm kháng rầy đối với rầy nâu thu thập tại 5 vùng sinh thái đã khảo sát đạt từ điểm 2-4 Các dòng lúa nây được Trung tâm khảo nghiệm đánh giá là giống kháng rầy nâu triển vọng Tuy nhiên, các dòng DT64R, DTE2-3 và DTH18

và DTC1-3 còn chưa thuần, cần được chọn lọc tiếp trước khi đưa ra giống sản xuất

Thông qua việc thực hiện đề tài, đã xây dựng và hoàn thiện được quy trình chọn tạo giống lúa thuần kháng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử,

có thể áp dụng để quy tụ các gen khác trên lúa Kết quả của đề tài đã khằng định hiệu quả của việc áp dụng công nghệ chỉ thị trong chọn giống lúa thuần kháng rầy nâu

Đề tài đã xây dựng được một bản đồ phân tử chi tiết cho gen kháng rầy nâu hiệu quả BphZ trong đó 6-8 chỉ thị phân tử liên kết gần ở cả 2 phía của gen kháng rầy nâu, trong đó 3-4 chỉ thị có khoảng cách 1-5 cM Các chỉ thị phân tử liên kết này được sử dụng trong chọn giống lúa kháng rầy

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Tại Việt Nam, những thiệt hại do rầy nâu gây ra hàng năm làm mất khoảng 10% sản lượng lúa, đôi khi tới 30% hoặc hơn nữa tại những vùng bị dịch nặng Chính vì thế, việc ứng dụng thành công công nghệ chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa thuần kháng rầy nâu đã rút ngắn thời gian chọn tạo, Cho đến nay, kết quả chính của đề tài là chọn tạo được 4 dòng lúa kháng rầy nâu hiệu quả cho 2 vùng sinh thái đưa khảo nghiệm quốc gia Các dòng này đều thể hiện tính kháng rầy nâu cao, năng suất khá cao Ngoài ra, đề tài còn chọn ra được 30 dòng triển vọng kháng rầy Nhóm nghiên cứu hy vọng trong một thời gian ngắn tới sẽ đưa ra được ít nhất là 2 giống lúa kháng rầy nâu phục vụ sản xuất lúa gạo cho 2 vùng sinh thái nghiên cứu Với diện tích hàng nghìn hecta lúa bị cháy rầy hàng năm mặc dù đã phun 3-4 lần thuốc diệt rầy trong 1 vụ thì những giống lúa kháng rầy sẽ đáp ứng nhu cầu giống kháng của người sản xuất lúa gạo Làm giảm đáng kể sự thiệt hại về kinh tế cho người trồng lúa, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường

Nếu tính bình thường 1 hecta/vụ x 4 lần phun thuốc diệt rầy nếu trồng những giống lúa không kháng rầy Trung bình 160 nghìn đồng tiền thuốc /ha/lần phun, cộng 20.000đ công/lần phun/ha

Trang 18

Nếu trồng giống kháng rầy nâu, cho là giảm số lần phun thuốc diệt rầy xuống còn trung bình là 2 lần phun/vụ thì tiền thuốc diệt rầy giảm xuống cho

20.000 ha/vụ x 360.000 = 7.200.000.000 đ

Về năng suất, nếu tính năng suât trung bình là 5 tấn/ ha

Nếu dùng giống kháng, năng suất không bị mất khoảng 30% =1,5 tấn/ha= 7,5 triệu đồng

Trồng 20.000 ha giống mới kháng rầy thì sẽ không bị mất năng suất là: 20.000 x 7,5 triệu= 150 tỉ đồng/vụ

Ngoài ra, còn những lợi ích rõ ràng nhưng khó tính ra được là sức khỏe của người nông dân khi không phải phun thuôc hóa học, bảo vệ được các loại thiên địch, giảm ô nhiễm môi trường, chất lượng lúa gạo sạch hơn và đảm bảo sức khỏe của người tiêu dùng

nội dung nghiên cứu đã đề ra:

- Thu thập và đánh giá vật liệu cho

290 dòng/giống để chọn ra 20 dòng/ giống lúa ưu việt, 18 dòng/giống mang gen kháng rầy nâu

cho 01 gen kháng rầy nâu hiệu quả

- Lai tạo 10 tổ hợp lai để sử dụng cho chọn tạo các dòng lúa kháng rầy nâu trên cơ sở sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử

Lần 2: Báo cáo định kỳ

tình hình thực hiện đề

tài 6 tháng đầu năm

2008

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ kháng rầy nâu hiệu quả trên quần thể TN1xGC9

- Trên cơ sở các tổ hợp lai với các donor mang gen kháng rầy nâu hiệu quả, đánh giá và chọn dòng cá thể

từ thế hệ BC1F2 trở đi đến BC1F4

Trang 19

tài năm 2008

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ kháng rầy nâu hiệu quả -Chọn tạo các dòng lúa kháng rầy nâu trên cơ sở sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử, đã chọn được 213 dòng F4 từ 4 tổ hợp lai BC1F3 (H2,

KDĐB, Q5, IR64 x IS), có đặc tính kháng rầy cao và các đặc điểm nông sinh học đang được chọn lọc;

kháng rầy cao đồng thời mang các đặc điểm nông sinh học tốt tạm thời đáp ứng mục tiêu chọn giống tại đồng bằng Sông Hồng

- Khoảng 300 dòng lai BC2F1 đang được phát triển và chọn lọc tiếp trên đồng ruộng

2009

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ kháng rầy nâu hiệu quả

- Trên cơ sở các tổ hợp lai với các donor mang gen kháng rầy nâu hiệu quả, tiến hành hồi giao để qui tụ gen kháng vào nền gen các dòng bố

mẹ , tạo quần thể chọn giống từ BC2F1 đến BC3F1

tài năm 2009

-Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ kháng rầy nâu hiệu quả

- Trên cơ sở các tổ hợp lai với các donor mang gen kháng rầy nâu hiệu quả, tiến hành hồi giao để qui tụ gen kháng vào nền gen các dòng bố

mẹ , tạo quần thể chọn giống từ BC3F1 đến BC4F1.Hiện có khoảng

Trang 20

trên 40 dòng BC đang tiếp tục được chọn lọc

- Sử dụng kỹ thuật chỉ thị phân tử

để phát hiện các cá thể BC3F1 và BC4F1 mang gen kháng rầy nâu cần thiết

- Tiếp tục chọn lọc 16 dòng kháng rầy tạm thời có đặc điểm nông sinh học đáp ứng nhu cầu sản xuất

- Đã đưa khảo nghiệm quốc gia 2 dòng cho Đồng bằng sông Cửu Long, trong đó có dòng OM6877 đang đề nghị sản xuất thử

2010

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ kháng rầy nâu hiệu quả

- Nhân dòng để chuẩn bị hạt gửi khảo nghiệm của 2 dòng lúa kháng rầy

- Tiếp tục chọn lọc 30 dòng triển vọng

tài năm 2010

- Hoàn thiện quy trình chọn tạo giống lúa thuần kháng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen BphZ

- Gửi khảo nghiệm thêm 2 dòng lúa kháng rầy nâu là DTC1-3 và

DTH18

- Tiếp tục chọn lọc 30 dòng triển vọng

Trang 21

kỳ tình hình thực hiện

đề tài năm 2010

ra của năm 2010 và cần phải tiếp tục pha II để đưa ra các giống mới cho sản xuất

III Nghiệm thu cơ sở

12/2008 Đề tài hoàn thành các nội dung theo

thuyết minh của năm 2008

Lần 1: Đánh giá kết

quả thực hiện đề tài

năm 2009

1/2010 Đề tài hoàn thành các nội dung, đáp

ứng tiến độ đề ra của năm 2009

Lần 1: Đánh giá kết

quả thực hiện đề tài

năm 2010

ứng tiến độ đề ra của năm 2010

Trang 22

BẢNG THỐNG KÊ DANH MỤC SẢN PHẨM KHOA

5-10 5-10 10

cho lập bản đồ

Tổ hợp

b) Sản phẩm Dạng II: Số liệu và cơ sở dữ liệu

Số

hoạch

Ghi chú

1 Bản đồ phân tử chi tiết

cho 1 gen kháng hiệu

quả với rầy nâu

6-8 chỉ thị phân tử liên kết gần ở cả 2 phía của gen kháng rầy nâu, trong đó 3-4 chỉ thị có khoảng cách 1-5 cM

6-8 chỉ thị phân tử liên kết gần ở cả 2 phía của gen kháng rầy nâu, trong đó 3-4 chỉ thị có khoảng cách

để quy tụ các gen khác

Quy trình chuẩn theo tiêu chuẩn quốc tế Có thể áp dụng

để quy tụ các

gen khác

Trang 23

c) Sản phẩm Dạng III: Bài báo

Số

kế hoạch đạt được Thực tế

Số lượng, nơi công bố

(Tạp chí, nhà

xuất bản)

rầy nâu trên hai loài lúa

Tạp chí khoa học và Công nghệ

10/2007 số

19,tr 3-9

2 Introgression of a

resistance gene for

Brown plant hopper

( BPH)

Thai land ( 18-20/10 )

khoa học và được đăng

Hội nghị khoa học Thái Lan

3 Chọn giống lúa kháng

rầy nâu bằng chỉ thị vi

vệ tinh

Kết quả nghiên cứu khoa học và Công nghệ

2008 – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt nam – Nhà xuất bản Nông nghiệp

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,

Tạp chí Khoa học và Công nghệ 9/2010

Trang 24

d) Kết quả đào tạo:

Ghi chú

Trang 25

1.1 Rầy nâu và đặc tính kháng rầy nâu ở lúa 3

1.1.1.1 Tập tính sinh sống và qui luật phát sinh phát triển 4

1.1.1.2 Tình hình và mức độ gây hại 6

1.1.1.3 Cơ chế tính kháng đối với côn trùng 8

1.1.1.4 Các kiểu sinh học rầy nâu 11

1.1.2 Di truyền tính kháng rầy nâu ở lúa 13

1.2 Tình hình các giống lúa kháng rầy nâu trong sản xuất tại Việt Nam 16

1.2.1 Đánh giá và xác định các giống lúa kháng rầy nâu hiện trồng ở các

1.4.1 Phân tích đa dạng di truyền 22

1.4.2 Tìm chỉ thị phân tử liên kết gen và lập bản đồ gen ở lúa 23

1.4.3 Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (Marker Assisted Selection –MAS) 24

1.5 Những nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử liên kết gen kháng rầy

nâu và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu

26

1.5.1 Những nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử liên kết gen và lập bản

đồ gen kháng rầy nâu trên thế giới

26

1.5.2 Các nghiên cứu xác định chỉ thị phân tử liên kết gen và lập bản đồ

gen kháng rầy nâu trong nước

31

2.3.1 Phương pháp đánh giá khả năng kháng/nhiễm rầy nâu các

dòng/giống lúa

34

Trang 26

2.3.2 Phương pháp lai hồi giao qui tụ gen kháng rầy từ dòng/giống cho

gen vào giống lúa ưu việt

35

2.3.3 Phương pháp lập bản đồ phân tử gen kháng rầy nâu 37

2.3.3.1 Chuẩn bị và thiết lập quần thể lập bản đồ 37

2.3.3.2 Phân tích genotyping các cá thể F2 phối hợp với đánh giá

phenotyping các họ F3

37

2.3.3.3 Định vị nhóm liên kết gen kháng rầy nâu trên nhiễm sắc thể lúa 37

2.3.3.4 Lập bản đồ phân tử chi tiết cho locus gen kháng rầy nâu 38

2.3.4 Phương pháp chọn tạo các dòng lúa kháng rầy nâu trên cơ sở sử

dụng công nghệ chỉ thị phân tử

38

2.3.4.1 Chọn tạo các dòng lúa ưu tú từ quần thể phân li (F2 đến F6) mang

tổ hợp gen mong muốn

38

2.3.4.2 Chọn tạo các dòng lúa ưu việt trên cơ sở hồi giao các dòng lúa ưu tú

sắn có và được kết hợp thêm tính trạng kháng rầy nâu

38

3.1 Kết quả đánh giá tập đoàn giống lúa nghiên cứu 39

3.1.1 Đánh giá mức độ kháng rầy nâu trên bộ lúa mùa và cao sản 39

3.1.2 Đánh giá mức độ kháng rầy nâu trên bộ giống lúa trồng phổ biến

tại ĐBSH

46

3.2 Lập bản đồ gen kháng rầy nâu hiệu quả 50

3.2.1 Kiểm tra đặc điểm di truyền tính kháng ở gen BphZ 50

3.2.2 Chuẩn bị quần thể lập bản đồ 52

3.2.2.1 Kiểm tra độ thuần chủng của 3 dòng lúa TN1, Q5 và GC9 53

3.2.2.2 Kiểm tra đa hình ADN trên 12 nhiễm sắc thể của 3 dòng lúaTN1,

Q5 và GC9

54

3.2.2.3 Thiết lập quần thể lập bản đồ trên cơ sở tổ hợp lai TN1/GC9 56

3.2.3 Lập bản đồ phân tử chi tiết cho gen kháng rầy BphZ 57

3.2.3.1 Kết quả phenotyping các họ F3 57

3.2.3.2 Kết quả định vị nhóm liên kết gen kháng rầy nâu BphZ trên nhiễm sắc

thể lúa thông qua phân tích bulk segregant analyis (BSA)

57

3.2.3.3 Khảo sát đa hình ADN của cây bố mẹ trên NST số 4 58

3.2.3.4 Lập bản đồ phân tử chi tiết cho locus gen kháng rầy nâu BphZ 59

giống truyền thống

63

3.3.1 Kết quả thiết lập các quần thể chọn giống lúa kháng rầy nâu 63

3.3.2 Sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa kháng rầy nâu kết hợp

với chọn giống truyền thống

66

3.4 Xây dựng qui trình sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử để tạo giống

lúa kháng rầy nâu

Trang 27

3.4.2.2 Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử 111

3.4.3 Các kiểu quần thể chọn giống 114

3.4.3.1 Chọn giống quần thể phân ly - tự thụ (F2, F3, , Fn) 114

3.4.3.2 Chọn giống quần thể hồi giao (lai trở lại) 116

3.4.3.3 Chọn giống quần thể hỗn hợp 118

3.4.4 Nghiên cứu xây dựng quy trình 118

3.4.4.1 Vật liệu nghiên cứu 118

3.4.4.2 Phương pháp nghiên cứu 119

3.4.4.3 Kết quả xây dựng quy trình 119

3.4.5 Các bước của quy trình “Sử dụng chỉ thị phân tử để chọn tạo giống

lúa kháng rầy nâu”

Trang 28

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADN Axit deoxyribonucleic

ARN Axit ribonucleic

AFLP Đa hình độ dài đoạn cắt nhân bội (Amplified Fragment Length

Polymorphism)

bp cặp bazơ (base pair)

BSA Phân tích thể phân ly nhóm (Bulked segregant analysis)

CAP Đa hình nhân bội được cắt giới hạn (Cleaved Amplification

Polymorphism) cDNA ADN bổ trợ (complementary DNA)

cM centiMorgan (đơn vị khoảng cách bản đồ di truyền)

CTAB Cetyltrimethylammonium bromide

MAS Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (Marker-Assisted Selection)

Polymorphism) RGA Vùng tương đồng gen kháng (Resistance Gene Analog)

RIL Dòng cận phối tái tổ hợp (Recombinant inbred lines)

SRFA Nhân bội chọn lọc đoạn cắt giới hạn (Selective Restriction

Fragment Amplification) SSR Những trình tự lặp lại đơn giản (Microsatellite hay Simple

Sequence Repeats) STS Vị trí đánh dấu trình tự (Sequence Tagged Sites)

Trang 29

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.3 Sự tương quan giữa số thế hệ BCnF1 với tỉ lệ kiểu gen của dòng ưu tú nhận

gen kháng được chuyển vào con lai BCnF1

36

giống lúa cao sản

39

3.3 Phản ứng và chỉ số hại của rầy nâu trên bộ giống lúa cao sản 42

3.5 Một số kết quả đánh giá tính kháng, nhiễm rầy ở các tập đoàn dòng/ giống

3.10 Danh sách các dòng được chọn lọc trên ruộng TN của Trung tâm chuyển

giao công nghệ và khuyến nông Thanh trì Hà nội vụ mùa năm 2010

86

3.14 Một số chỉ tiêu yếu tố cấu thành năng suất của các dòng triển vọng vụ hè thu

2010 ở ĐBSCL

92

3.15 Các dòng lúa triển vọng trồng tại Trung tâm NC và PTNN Đồng Tháp

Mười vụ đông xuân năm 2010

93

3.17 Sự tương quan giữa số thể hệ BCnF1 với tỷ lệ kiểu gen của dòng ưu tú nhận

gen kháng được chuyển vào con lai BCnF1

116

3.18 Mức độ kháng nhiễm của một số dòng recipient và donor đối với quần thể

rầy nâu ở ĐBSH và ĐBSCL

120

Trang 30

DANH MỤC CÁC HÌNH

lúa được chọn lọc của Viện Di truyền trong nhà lưới tại Long An

2007

45

lúa được chọn lọc của Viện Di truyền trong khay đánh giá phản ứng

với rầy của các dòng lúa trong nhà lưới tại Long An

46

số 4 đánh giá đa hình các giống bố mẹ sử dụng trong chọn giống

69

chỉ thị trợ giúp

70

BphZ xác định các cá thể của dòng E2-3 mang gen kháng rầy

74

thể mang gen kháng của dòng DTE2-3

74

lọc các cá thể mang gen kháng của dòng DTE2-3

75

Trang 31

gen kháng của dòng KI5

của thế hệ BC2F2

76

xác định con lai BC1F1 mang gen kháng

77

3.24 Sử dụng chỉ thị phân tử RM588 liên kết với gen Bph3 để xác định cá

thể mang gen kháng ở thế hệ F2

78

xác định các cá thể của dòng 64R mang gen kháng

80

xác định các cá thể BC3F1 của tổ hợp SL10/RS mang gen kháng

3.33 Giống Q5 trên ruộng tại xã Đông Hưng Thái Bình bị cháy rầy khi đã

Đồng tháp Mười vụ đông xuân năm 2010

96

nghiệm của Trung tâm NC và PTNN Đồng tháp Mười vụ đông xuân

năm 2010

97

mang gen kháng tại ruộng TN của Trung tâm NC và PTNN Đồng Tháp

Mười 2007

98

gen kháng và dòng nhiễm TN1 tại ruộng thí nghiệm của Trung tâm NC

và PTNN Đồng Tháp Mười 2008

98

kháng tại ruộng thí nghiệm của Trung tâm NC và PTNN Đồng Tháp

Mười 2009

100

Trang 32

tại ruộng thí nghiệm của Trung tâm NC và PTNN Đồng Tháp Mười 2009

được trồng và so sánh tại TTKN Văn Lâm vụ hè thu 2010

102

Lâm vụ hè thu năm 2010

102

IS1.2 và H2

103

3.46 So sánh dòng quy tụ gen kháng DTC1-3 và dòng E1-4-7 cùng nguồn

3.48 Sơ đồ Quy trình “Sử dụng công nghệ chỉ thị phân tử để chọn tạo giống

Trang 33

MỞ ĐẦU

Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng cho khoảng 2/3 dân

số thế giới Ở Việt Nam, lúa là nguồn lương thực chủ yếu của hơn 80 triệu dân Theo thống kê của cơ quan Thực phẩm Liên hiệp quốc, trên thế giới có khoảng 147,5 triệu ha đất dùng cho việc trồng lúa, và 90% diện tích này thuộc các nước châu Á với sản lượng 92% tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới (Fao, 1995)[27]

Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) là một trong số các côn trùng gây

hại lúa nguy hiểm, làm giảm nghiêm trọng sản lượng lúa trồng ở hầu hết các nước trồng lúa trên thế giới Từ những năm 70 dịch rầy nâu hại lúa đã nổi lên như một vấn đề thời sự trong nghề trồng lúa ở châu Á (Nguyễn Công Thuật, 1989) [16] Ở Việt Nam, những thiệt hại do rầy nâu gây ra hàng năm làm giảm khoảng 10 % sản lượng lúa, đôi khi tới 30% hoặc hơn nữa tại vùng dịch, (Bộ Nông nghiệp và PTN (1998) [2], có khi “cháy rầy” làm mất trắng như ở Bắc bộ năm 1986 – 1987, 1992 – 1993 Năm 2000 ở Bắc bộ hơn 2000

ha lúa bị nhiễm rầy, ở Nam Bộ vụ hè thu 2006 gần 100 nghìn ha lúa bị nhiễm rầy, vụ đông 2006 bị nhiễm rầy 150 nghìn ha, nhiều vùng trồng lúa cũng bị rầy phá hoại nặng Ngoài tác hại trực tiếp, rầy nâu còn là môi giới truyền bệnh virus cho lúa như bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá (Nguyễn Công Thuật, 1989) [16] Cho đến nay, biện pháp chủ yếu để ngăn chặn dịch rầy nâu là sử dụng thuốc hoá học Tuy nhiên, việc sử dụng tràn lan các loại thuốc trừ sâu hay sử dụng thuốc trừ sâu không đúng liều còn là nguyên nhân gây bùng phát của loại côn trùng này như kết quả của sự thích nghi có chọn lọc (Ngô Lực Cường và ctv, 1998) [5] Sự thay đổi độc tính của các quần thể rầy nâu diễn ra thường xuyên để thích nghi với ký chủ mới, hoặc tạo ra các dạng

“biotype” mới do sức ép chọn lọc và việc độc canh một giống lúa trồng Chính vì vậy, việc sử dụng giống lúa kháng là biện pháp ưu việt góp phần

Trang 34

giảm chi phí phòng trừ, hạn chế dùng thuốc hoá học gây ô nhiễm môi trường, góp phần ổn định môi trường sinh thái

Định hướng tuyển chọn các giống lúa chống chịu sâu bệnh hại là yêu cầu thường xuyên với các nhà khoa học Các phương pháp chọn giống truyền thống thông thường để chọn thành công một giống lúa mới ít nhất phải mất từ 10-15 năm (Francia E và ctv 2005) [28] Hơn nữa, quá trình chọn lọc gặp nhiều khó khăn, tốn kém về sức người, sức của Hiện nay, nhờ sự phát triển của công nghệ sinh học nói chung và công nghệ chỉ thị phân tử (CTPT) nói riêng đã tạo ra một công cụ hữu ích cho các nhà chọn giống Phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử (MAS - Marker Assisted Seletion) sử dụng các chỉ thị phân tử liên kết với các gen mong muốn vừa nâng cao hiệu quả chọn lọc, vừa rút ngắn thời gian chọn giống Đến nay đã

có hơn 10.000 chỉ thị phân tử SSR ở lúa được phát hiện và thiết kế Các nghiên cứu về tìm chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng rầy nâu đã được tiến hành ở một số phòng thí nghiệm trên thế giới

Nhằm góp phần vào công tác chọn giống lúa kháng rầy nâu thì việc sử dụng chỉ thị phân tử liên kết với các gen kháng rầy nâu được coi là hiệu quả

và ưu việt Chính vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài “Tạo giống lúa thuần

kháng rầy nâu bằng công nghệ chỉ thị phân tử”

Mục tiêu của đề tài

- Lập bản đồ phân tử chi tiết cho 1 gen kháng rầy nâu hiệu quả

- Sử dụng công nghệ chọn giống nhờ chỉ thị phân tử để tạo 3-4 dòng lúa thuần ưu việt kháng ổn định với quần thể rầy nâu cho ĐB sông Hồng và ĐB sông Cửu Long

Trang 35

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 RẦY NÂU VÀ ĐẶC TÍNH KHÁNG RẦY NÂU Ở LÚA

1.1.1 Rầy nâu hại lúa

Rầy nâu (brown planthopper) là một loại côn trùng có tên khoa học là

Nilaparvata lugens Stal Đây là loài côn trùng có vòng đời tương đối ngắn và

khả năng sinh sản của chúng tương đối cao, dễ phát triển thành các quần thể sinh học mới Rầy nâu gây hại trực tiếp bằng cách hút nhựa cây, dẫn đến cháy rầy Ngoài ra rầy nâu còn gây hại gián tiếp thông qua việc truyền các bệnh virút cho cây như bệnh vàng lùn và lùn xoăn lá (Hồ Văn Chiến và ctv, 2000)[7] Loại côn trùng này đã làm giảm đáng kể sản lượng lúa trên thế giới Nạn dịch rầy nâu được coi là loại dịch côn trùng quan trọng nhất trên cây lúa ở Malaysia sau sự bùng nổ và lan rộng của dịch rầy nâu năm 1977 (Ooi, 1992) [51] Ngoài ra, dịch rầy còn phá hại nghiêm trọng mùa màng tại nhiều nước trồng lúa khác như Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Bangladesh, Srilanka, Thái Lan v.v Tại Việt Nam, những thiệt hại do rầy nâu gây ra hàng năm làm mất khoảng 10% sản lượng lúa, đôi khi tới 30% hoặc hơn nữa

Rầy nâu không phải là đối tượng gây hại chính trên cây lúa, mật số rầy nâu luôn bị khống chế bởi các loài thiên địch, ký sinh và ít khi xảy ra hiện tượng bộc phát trên diện rộng Nhưng kể từ cuộc cách mạng "xanh" cách mạng về giống lúa, các giống lúa ngắn ngày được lai tạo để đáp ứng nhu cầu thâm canh tăng vụ, giải quyết nhu cầu lương thực cho con người Do thâm canh tăng vụ, bón nhiều phân hoá học, đặc biệt là phân đạm đã tạo điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát sinh gây hại Việc phòng trừ sâu hại, đặc biệt là sâu ăn lá ở giai đoạn đầu của cây lúa (0 - 40 ngày sau sạ) đã giết chết các loài thiên địch, ký sinh và rầy nâu đã trở thành đối tượng gây hại chính trên cây lúa Trong những thập niên gần đây, ở nước ta rầy nâu đã bộc phát vào những năm 1980, 1990

Trang 36

Ikeda và Vaughan (2006) [38] cho rằng rầy nâu hiện nay có 4 biotype: Biotype 1phân bố rộng ở Ðông Á và Ðông Nam Á; Biotype 2 có nguồn gốc

ở Philipine sau khi sử dụng rộng rãi các giống có gen Bph1; Biotype 3 phát

sinh tại các phòng thí nghiệm ở Nhật Bản và Philipine, Biotype 4 chưa thấy

ở vùng Nam Á Theo công bố mới đây của Jena và ctv (2006) [41] tại IRRI

đã phát hiện ra gen kháng rầy Bph18 trên giống lúa hoang Oryza

australiensis Theo nhiều nghiên cứu cho thấy, quần thể rầy nâu ở Đồng

Bằng Sông Cửu Long có thể là sự pha trộn giữa hai loại biotype 2 và 3

1.1.1.1 Tập tính sinh sống và qui luật phát sinh phát triển

Rầy nâu có mặt trên khắp các nước trồng lúa Dịch rầy bùng phát mạnh từ năm 1977 đến nay gây thiệt hại trầm trọng tại Philippin, Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Malaysia, Đài Loan, Trung Quốc, Srilanka và Việt Nam

Ngoài cây lúa, rầy nâu còn tác hại trên các cây trồng khác như ngô, lúa

mì, lúa mạch, kê, cỏ gấu, cỏ lồng vực

Rầy trưởng thành thường tập trung thành từng đám ở trên thân cây lúa phía dưới khóm để hút nhựa Khi bị khua động thì lẩn trốn bằng cách bò ngang, nhảy sang cây khác hoặc nhảy xuống nước hay bay xa đến chỗ khác Ban ngày trưởng thành ít hoạt động ở trên lá lúa, chiều tối bò lên phía trên thân lúa hoặc lá lúa Khi lúa ở thời kỳ chín phần dưới cây lúa đã cứng khô nên chúng tập trung phía trên cây lúa hoặc gần chỗ non mềm của cuống bông

để hút nhựa Rầy trưởng thành có xu tính ánh sáng mạnh (trừ rầy trưởng thành dạng cánh ngắn) Do đó, vào đêm tối trời, lặng gió, trời bức chúng bay vào đèn nhiều nhất là khoảng 20-23 giờ

Tỷ lệ rầy cái và đực biến động và phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, độ

ẩm và trạng thái của cây lúa Thời kỳ lúa đẻ nhánh-ngậm sữa, lúc dảnh lúa còn non mềm thì tỷ lệ rầy cái 70-80%, khi thân lúa đã cứng (lúc lúa chín) thì

tỷ lệ rầy cái và rầy đực tương đương

Sự xuất hiện rầy cánh dài và cánh ngắn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt

độ, ẩm độ và dinh dưỡng Nhiệt độ thấp, ẩm độ cao, thức ăn phong phú thì

Trang 37

xuất hiện dạng cánh ngắn nhiều Rầy cánh ngắn có thời gian sống dài, tỷ lệ đực/cái cao, số lượng trứng cao hơn loại cánh dài Vì thế khi rầy cánh ngắn xuất hiện nhiều thì hiện tượng “cháy rầy” dễ xảy ra

Quá trình phát sinh của rầy như sau: đầu vụ dạng cánh dài di cư từ lúa chét, cỏ dại, mạ bay vào ruộng lúa, đại đa số chúng là dạng cánh dài Gặp lúa

đẻ nhánh chúng sinh ra rầy non mà đa số sau này hình thành rầy cánh ngắn

Sự thay đổi tỷ lệ hai loại hình trong quá trình phát triển của cây lúa như sau: đầu vụ 90-100% cánh dài, bắt đầu đẻ rộ 15-20% cánh ngắn, ngậm sữa 70-80% cánh ngắn và tới khi lúa chín tỷ lệ rầy cánh ngắn chỉ còn 20-25%

Hình 1.1 Vòng đời rầy nâu

(Nguồn: www.khuyennongvn.gov.vn/anh/vllxl.pdf)

Thời gian phát dục các giai đoạn của rầy nâu biến động phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh Rầy nâu có vòng đời ngắn trung bình từ 20-30 ngày Trong vụ xuân vòng đời là 25-30 ngày, trong vụ mùa vòng đời là 20-25

Trang 38

ngày Trung bình thời gian phát dục các giai đoạn của rầy nâu biến động như sau: trứng 5-7 ngày, rầy non lột xác 5 lần từ 12-14 ngày (mỗi tuổi 2-3 ngày), rầy trưởng thành từ 7-14 ngày

Rầy nâu phát sinh, gây hại đầu tiên thành từng vạt giữa ruộng, sau đó lan dần ra quanh ruộng Những ruộng trũng, đất tốt rầy thường phát sinh mạnh Khi mật độ rầy cao, trong ruộng thường xuất hiện “váng rầy” là váng mỏng lan toả trong ruộng Do rầy tiết ra chất đường mật nên nấm muội đen phát triển và bám vào thân lúa Qui luật phát sinh và mức độ gây hại liên quan đến nhiều yếu tố sinh cảnh Thường khi nhiệt độ không khí cao, ẩm độ cao, lượng mưa nhiều trong một thời gian, sau đó trời hửng nắng thì rầy nâu

80-85% là điều kiện thích hợp cho rầy nâu sinh sống và phát triển

1.1.1.2 Tình hình và mức độ gây hại

a/ Tình hình dịch rầy nâu hại lúa trong những năm gần đây tại Việt Nam:

Ở các tỉnh phía Bắc dịch rầy nâu bùng phát trong các năm:

1981-1984, 1986-1987, 1992-1993 Đặc biệt năm 2000: hơn 200 nghìn hecta lúa

bị nhiễm rầy, 66 nghìn hecta bị nhiễm nặng

Ở các tỉnh phía Nam dịch rầy nâu xảy ra thường xuyên hơn và gây thiệt hại hơn Dịch rầy xảy ra vào các năm 1977-1978, 1990-1991, 1996-

1997, đặc biệt là năm 1977-1978 có tới 1 triệu hecta lúa bị nhiễm rầy; 2000: 340 nghìn hecta, trong đó có 190 nghìn hecta bị nhiễm nặng

Đặc biệt ở đồng bằng Sông Cửu Long, vụ hè thu 1998: dịch rầy nâu

bùng phát trên diện tích 150 nghìn hecta lúa (Bộ NN và PTNT, 1998) [2]; vụ đông xuân 2005-2006 hơn 200 nghìn hecta lúa bị nhiễm rầy; vụ hè thu 2006 gần 100 nghìn hecta; vụ thu đông 2006: gần 150 nghìn hecta

b/ Mức độ gây hại

• Cháy rầy (hopper burn)

Trang 39

Rầy trưởng thành và rầy non dùng miệng chích vào thân cây lúa để hút dịch cây Vị trí gây hại và đẻ trứng của rầy nâu còn là cửa ngỏ cho nấm và vi khuẩn xâm nhập Rầy nâu tiết mật từ việc chích hút nhựa cây còn làm nấm mốc dễ phát triển

tượng "cháy rầy", cháy rầy xảy ra khi có mật độ rầy cao, rầy hút nhựa làm cây lúa bị héo vàng rồi chết, năng suất có thể giảm 50% thậm chí có thể bị mất trắng Thông thường khi bị hại nặng chúng tạo nên các vết hại màu nâu đậm Nếu bị rầy hại nặng thì phần dưới thân cây lúa có màu nâu đen, do tổ chức dẫn nhựa cây bị rầy phá hoại nghiêm trọng làm cho cây lúa bị khô héo

và chết Lúa ở thời kỳ làm đòng và trổ nếu bị rầy hại nặng thì tác hại càng nghiêm trọng hơn Rầy có thể hút nhựa ở cuống đòng non, đồng thời rầy cái chích rách mô thân cây để đẻ trứng Các vết thương cơ giới đó tạo điều kiện cho nấm bệnh xâm nhập tạo điều kiện làm cho cây lúa bị thối nhũn, đỗ rạp, gây nên hiện tượng bông lúa bị lép một nữa hoặc toàn bộ Hiện tượng cháy

vết cháy rầy lan toả rất nhanh tới một vài ha hoặc cả cánh đồng trong vòng một đến hai tuần

• Truyền bệnh virus

Rầy nâu có thể lấy được cả hai loại virus gây bệnh Vàng lùn và bệnh Lùn xoắn lá vào cơ thể và có thể truyền được đồng thời cả 2 triệu chứng của bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá (Bản Tin Khuyến Nông Hậu Giang, 2006) Theo Lương Minh Châu (1998)[6] bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá truyền bệnh

từ rầy nâu, nhưng không phải con rầy nào cũng mang virus này Theo điều tra chỉ có từ 1 - 1,5 % rầy mang virus

Một con rầy tuổi ba có thể truyền bệnh cho khoảng 200 cây lúa và truyền cùng lúc cả hai loại bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá vào cây lúa Quan

hệ giữa virus gây bệnh và rầy nâu với môi trường truyền bệnh được khẳng định là theo cơ chế bền vững

Trang 40

Khoảng 6 – 76 % rầy nâu có khả năng truyền virus (trung bình là 40

%) Virus nhân mật số trong rầy Rầy non có khả năng truyền virus mạnh hơn rầy trưởng thành Tỷ lệ truyền bệnh của rầy nâu không khác biệt rõ ràng giữa rầy đực và rầy cái hay giữa rầy cánh dài và rầy cánh ngắn

Hình 1.2 Cây lúa bị nhiễm RGSV và RRSV

Rầy vẫn tiếp tục truyền virus sau khi lột xác Sự truyền bệnh của rầy thường không liên tục trong suốt vòng đời mà thường bị gián đoạn Rầy có thể không truyền được bệnh trong 1 - 4 tuần hoặc cho đến khi chết Các biotype của rầy nâu đều có khả năng truyền bệnh như nhau Virus không được truyền qua trứng rầy

1.1.1.3 Cơ chế tính kháng đối với côn trùng

Theo Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2007)[4], sự phá hoại của côn trùng đối với mùa màng khác với bệnh cây về mặt cơ chế, bởi vì chúng thuộc sinh vật bậc cao (eukaryote) có đặc điểm thích nghi (fitness) với điều kiện mới khá mạnh mẽ và đa dạng

Rice plant infected with mixed RGSV and RRSV

Tiêu đề	Tạo Giống Lúa Thuần Kháng Rầy Nâu Bằng Công Nghệ Chỉ Thị Phân Tử
Tác giả	Lưu Thị Ngọc Huyền
Người hướng dẫn	PGS.TS. Lê Huy Hàm
Trường học	Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
Chuyên ngành	Khoa Học Nông Nghiệp
Thể loại	Báo Cáo Tổng Hợp Kết Quả Khoa Học
Năm xuất bản	2010
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	184
Dung lượng	6,59 MB