Nghiên cứu sự phát sinh biến dị ở M1 và đột biến diệp lục thời kì mạ ở M2 của 6 giống lúa nếp khi sử lý tia Gamma Co60 lên hạt nảy mầm

Nhằm đóng góp một phần vào các nghiên cứu sự phát sinh một số biến dị bằng chiếu xạ tia gamma Co”°, nhằm tạo ra những giống lúa nếp mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chúng tôi tiến h

DINH THI MINH NGUYET

NGHIEN CUU SU PHAT SINH BIEN DI O M, VA DOT BIEN

DIEP LUC THOI KY MA OM, CUA

6 GIONG LUA NEP KHI XU LI TIA GAMMA Co” LEN HAT NAY MAM

KHOA LUAN TOT NGHIEP DAI HOC

Chuyén nganh: Di Truyén hoc

Giáo viên hướng dẫn:

TS PHAM XUÂN LIÊM, Viện KHNN Việt Nam

TS ĐÀO XUÂN TÂN, Trường ĐHSP Hà Nội 2

Hà Nội - 2011

MỤC LỤC Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Danh mục các thuật ngữ viết tắt

3 Nội dung nghiÊn CỨU «k1 E1 HT ngàn TT ng rưy 2

4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 2-2 +s2+2E+EE2E22E 22x 2Erxerxcex 2

5 Ý nghĩa của để tài cs 2s 2112 1 2221121121121121121121112 12211211 cre 2 Chuong 1: TONG QUAN TALI LIỆU 2-2- 55225552 3 1.1 Nguồn gốc và phân loại 2-2+2s+2E+EE+EE2EE2EE21121211 2122121 21 2 xe 3

1.2 Giá trị kinh tẾ của cây lúa -¿©-s+22+2222<221221221211211211 212122121 xe 3

1.2.1 Sản phẩm chính của cây lúa

1.2.2 Sản phẩm phụ của cây lúa

1.3 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam -2- 25+: 5 1.3.1 Trên thế giới -s 2c TH HE H21 221 11ere 5 P0, 0 Na 6 1.4 Tác nhân phóng xạ gây đột biến 252 S2S 2212112212121 e 6

1.4.1 Các loại tác nhân phóng xạ gây đột biến căccccciceercres 6 1.4.2 Tac dung cia tia gamma Co” lén vat chất di truyễn - 7 1.5 Luge sit nghién ctu hiéu qua gay dét bién cua tia gamma Co™ trén lúa trồng (O.Sativa L)

1.5.2 Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Có"° khi xử lí 0281.181.008.) NI ỗỗ h gaăaa.ẢẢ 9 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 2222EEEE2222222222222111212E2222121111/1112 222.000 1H

2.1 Đối tượng nghiên cứu 2 -©+2se+E2+EE+E2E2EEE7E2717127111 2111 xe 11

2.2.1 Xử lí đột biỂn 5c 2S TtETHEETH 2.2 2112 12

2.2.2 Thi nghiém GOng rUONng.ecccccecccssesseessesssessesssesseessesssessessesssessessessessses 12

2.2.3 Thụ thập số liỆM - 5 5c SE TT 1 112212210 rree 12 b8 ‹ï Tai 13

Chương 3: KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 14

3.1 Sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ nhất (M,) - 14 3.1.1 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia ganưna Co”? đến TLNM, TLSS thời kỳ

mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín của 6 giống lúa nếp ở ÌM,, - 14 3.1.2 Ảnh hưởng của liéu long chiéu xa tia gamma Co” lén su phat

sinh biến dị ở thế hệ thứ nhất của 6 giống lúa nếp -2-ccc555c-: 21 3.1.2.1 CGC Dig di Minh thd cccecceccccsscsssssscsssssssssssssssssssssessssssssssecssesssvess 21 3.1.2.2 Biến dị về sinh trưởng và phát triỂH se series 27 3.1.2.3 Biến dị về các yếu tổ cầu thành năng suất -cccccccccsces 30 3.2 Tan số và phô đột biến diệp lục thế hệ thứ hai (M;) 33 3.2.1 TLSS thời kỳ mạ ở ÌM; S555 2SS2212222152122111212211211112 1.1 e6 33

3.2.2 Tan số và phổ đột biến điệp luc 6 Mp 34

KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, -2222222cccctsttEEEEccee 38 TÀI LIỆU THAM KHÁO 2222222522tEEEE22211112cce 40 PHỤ LỤC 2-©2222222221222221112221112221111222112 221 2.11cee 41

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh "ở

LỜI CẢM ƠN

-000 -

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, đầy trách nhiệm của TS

Phạm Xuân Liêm - Viện KHNN Việt Nam, TS Đào Xuân Tân - Trường

ĐHSP Hà Nội 2

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tô bộ môn Di

truyền, khoa Sinh - KTNN, Trường ĐHSP Hà Nội 2 và các bạn đã giúp đỡ,

đóng góp ý kiến đề tôi hoàn thành tốt khóa luận này

Cuối cùng, xin cảm ơn tất cả các bạn trong nhóm và gia đình đã ủng hộ

tôi trong quá trình học tập và làm thí nghiệm đề khóa luận có ý nghĩa hơn

LỜI CAM ĐOAN

-000 -

Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của

TS Phạm Xuân Liêm - Viện KHNN Việt Nam, TS Đào Xuân Tân - Trường

ĐHSP Hà Nội 2

Tôi xin cam đoan:

Đây là kết quả nghiên cứu của bản thân

Kết quả này không trùng với bất kỳ kết quả nào của các tác giả đã công bó Tôi xin chịu trách nhiệm của mình trước Hội đông bảo vệ

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADN : Axit Dezoxiribo Nucleic

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bang 3.1 Anh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co” vào hạt nảy mầm đến

TLNM của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M;)

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”? đến TLSS ở thời kỳ mạ

của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M;)

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co?” đến TLSS ở thời kỳ đẻ

nhánh của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhat (M,)

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”” đến TLSS ở thời kỳ trỗ -

chín của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M;)

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”? đến tần số và phô biến dị

thấp cây của 6 giống lúa nép 6 M,

Bang 3.6 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”? đến tần số và phổ biến đị

chín sớm của 6 giống lúa nếp ở M¡

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co” đến tần số và phổ biến di

chín muộn của 6 giống lúa nếp ở Mị

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”” đến tần số và phổ biến dị

tăng số bông hữu hiệu/ khóm của 6 giống lúa nếp ở M;

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co”? đến tần số và phổ biến di

giảm số bông hữu hiệu/ khóm của 6 giống lúa nép 6 M,

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co?” đến TLSS ở thời kỳ mạ

của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ hai (M;)

Bảng 3.11 Tần số và phổ ĐBDL thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ

hai (M2)

Dinh Thi Minh Nguyệt - K33C - Sinh YH

DANH MỤC CÁC BIÊU DO

Biểu đồ 3.1 TUNM của 6 giống lúa nếp khi chiếu xa tia gamma Co” vao hat nay

mầm ở M,

Biéu dé 3.2: TLSS 6 théi ky ma ctia 6 giống lúa nếp khi chiếu xa tia gamma

Co” vao hat nay mam 6 M,

Biểu đồ 3.3: TLSS ở thời kỳ đẻ nhánh của 6 giống lúa nếp khi chiếu xạ tia

gamma Co” vao hat nay mam 6M,

Biéu dé 3.4: TLSS 6 thoi kỳ trỗ - chín của 6 giống lúa nếp khi chiếu xa tia

gamma Co” vao hat nay mam 6 M,

Biểu đồ 3.5: TLSS ở thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp khi chiếu xa tia gamma

Co” vao hat nay mầm ở M;

Dinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh YH"

DANH MUC CAC HiNH ANH

Hinh anh 3.1 : TLSS thời kỳ mạ của giống nếp PD2 và nếp BM 9603 & M,

Hình ảnh 3.2: BDDL 6 nép PD2 - 5 Krad 6 M,

Hinh anh 3.3: BDDL 6 nép Lang Liéu - 5 Krad 6 M,

Hình ảnh 3.4: Đột biến Albina của giống nếp PD2 - 10 Krad 6 thoi ky ma M, Hình ảnh 3.5: Đột biến của giống nếp PD2 - 15 Krad ở thời kỳ mạ M;

Hình ảnh 3.6: Đột biến Albina của giống nếp 97 - 5 Krad ở thời kỳ mạ M;

Hình ảnh 3.7: Đột biến Albina của giống nếp N§7 - 15 Krad 6 thời kỳ mạ M; Phụ lục

Hình ảnh 1: Thời kỳ trỗ - chin của giống nếp BM 9603 ở M;

Hình ảnh 2: Biến di chín sớm của giống nếp Lang Liêu - 5 Krad ở M;¡

Hình ảnh 3: Biến đị đẻ nhánh yếu của giống nếp BN4 - 10 Krad ở M¡

Hình ảnh 4: Biến dị đẻ nhánh yếu của giống nếp N§7 - 15 Krad ở M¡

Hình ảnh 5: Biến dị đẻ nhánh yếu của giống nếp Lang Liéu - 10 Krad 6 M,

Dinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh lŠ

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, với trên

90% diện tích được trồng ở Châu Á Lúa gạo có giá trị kinh tế về nhiều mặt:

giải quyết nhu cầu đinh dưỡng cho con người, cho chăn nuôi, cho công nghiệp chế biến Người đân Việt Nam với nền nông nghiệp lúa nước lâu đời

đã sử dụng lúa gạo là nguồn lương thực chính Hiện nay, Việt Nam là nước

đứng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo, sau Thái Lan

Ngày nay, do sự gia tăng dân số, sự phát triển của các ngành công nghiệp, sự đô thị hóa và phát triển cơ sở hạ tầng, sự chuyên đổi đất nông

nghiệp thành đất ở diện tích đất nông nghiệp trên thế giới ngày càng bị thu

hẹp, đặc biệt là các nước Châu Á Vì vậy, không thể tăng sản lượng lúa gạo

theo hướng mở rộng diện tích đất trồng lúa, mà chỉ có thể theo hướng nâng cao năng suất cây lúa

Với sự phát triển của xã hội, đời sống của con người ngày càng được nâng cao, con người không chỉ ăn no, mặc ấm mà còn có nhu cầu ăn ngon

hơn, mặc đẹp hơn và dé đảm bảo an ninh lương thực đòi hỏi các nhà khoa

học không ngừng nghiên cứu và cải tiến các giống lúa nhằm tạo ra nhiều giống có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của

con người

Bên cạnh lúa tẻ, lúa nếp cũng là sản phẩm nông nghiệp quan trọng và không thê thiếu trong những dịp lễ tết của dân tộc ta Từ gạo nếp tạo ra các

sản phẩm như: bánh, xôi, rượu

Nhằm đóng góp một phần vào các nghiên cứu sự phát sinh một số biến

dị bằng chiếu xạ tia gamma Co”°, nhằm tạo ra những giống lúa nếp mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chúng tôi tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu sự phát sinh biến dị ở M, và đột biến diệp lục thời kỳ

mạ ở M; của 6 giống lúa nếp khi xiv li tia gamma Co” lén hat nay mam”

1

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh

2 Mục đích nghiên cứu

- Xác định mức độ ảnh hưởng của tia gamma Co”? đến TLSS và phát sinh biến dị ở các giai đoạn phát triển của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất

(M,) khi gây đột biến bằng tia gamma

- Xác định mức độ ảnh hưởng của tia gamma Co”? đến TLSS và phát sinh ĐBDL của thời kỳ mạ ở thế hệ thứ hai (M;) của 6 giống lúa nếp nghiên cứu

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ tia gamma Co”? lên TLNM, TLSS qua các thoi ky cua Mj

- Nghiên cứu sự phát sinh biến đị một số đặc điểm hình thái, sinh

trưởng, phát triển của các giống lúa ở M; khi xử lí hạt bằng chiếu xạ tỉa

gamma Co” véi liều lượng khác nhau

- Nghiên cứu sự phát sinh ĐBDL thời kỳ mạ ở M¿

4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm Khu thí nghiệm của Trung tâm Hỗ trợ NCKH và CGCN Trường

ĐHSP Hà Nội 2, tại Xã Cao Minh — Thị xã Phúc Yên — Tỉnh Vĩnh Phúc, vụ xuân

2010 - thế hệ thứ nhất (M¡), vụ mùa 2010 - thế hệ thứ 2 (M;)

5 Ý nghĩa của đề tài

5.1 Ý nghĩa khoa học

Sử dụng phương pháp chiếu xạ gây đột biến làm thay đổi cấu trúc vật

chất di truyền, hình thái sinh lí, sinh hóa tạo ra những dạng đột biến có thể

phát triển thành các giống lúa mới

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Bằng phương pháp chiếu xạ tia Gamma Co” lam xuat hién cdc dang

đột biến mới có lợi cho con người có thể sử dụng làm giống mới hoặc tạo

nguồn nguyên liệu khởi đầu cho công tác tạo chọn giống mới

Những hiểu biết thực nghiệm về đột biến có thể cung cấp kiến thức cho

giảng day bộ môn di truyền học

———===e====== == -

Định Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh

Chuong 1: TONG QUAN TAI LIEU

1.1 Nguồn gốc và phân loại

Lúa trồng hiện nay là do lúa dại hình thành, do một quá trình chọn lọc

lâu dài Lúa trồng là loài cây hòa thảo, sống trong năm rồi chết

Theo hệ thống phân loại thực vật, cây lúa trồng thuộc ngành thực vật có hoa, lớp một lá mầm, bộ hòa thảo có hoa, họ hòa thảo, họ phụ hòa thảo ưa

nước, chỉ Oryza, loài Oryaza sativa L Lúa trồng được chia thành 3 loài phụ là Indica, Japonica và Javanica Dưới loài phụ là nhóm biến chủng và biến

chủng Hiện nay, loài lúa trồng có 3 loài phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến

chủng

Theo nguồn góc hình thành, cây lúa trồng được chia thành quần thê địa phương; quần thé lai; quan thé đột biến; quần thé tạo ra bằng công nghệ sinh

học; nhóm các dòng bắt thụ đực

Theo các tính trạng đặc trưng, các giống xếp cùng nhóm có chung một

tính trạng đặc trưng thuộc cùng một tập đoàn: Tập đoàn năng suất cao; tập

đoàn chất lượng cao; tập đoàn giống chống bệnh; tập đoàn giống chống chịu sâu bệnh; tập đoàn giống chống chịu hạn hoặc úng; tập đoàn giống chống chịu chua, mặn và phèn; tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù

Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng hạt lúa của loài O.sativa var glutinosa Tanka (lúa nếp) đề xử lí đột biến

1.2 Giá trị kinh tế của cây lúa

Lúa là lương thực chính của một số nước trên thế giới trong đó có Việt

Nam Lúa gạo là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, là sinh

kế chủ yếu của nông dân Hạt gạo được dùng làm lương thực, còn tat cả các

bộ phận khác của cây lúa đều được con người tận dụng để phục vụ nhu cầu

cân thiết của cuộc sông

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh

1.2.1 Sản phẩm chính của cây lúa Hạt gạo là sản phâm chính của cây lúa Hạt gạo dùng để nấu cơm, làm

bánh, nấu rượu, và rất nhiều thực phẩm khác được chế biến từ hạt gạo Gạo nếp được dùng để nấu xôi, nấu rượu và làm bánh Trên thị trường, gạo nếp

có giá trị kinh tế cao hơn gạo tẻ

Cây lúa cũng có giá trị dinh dưỡng khá lớn, hàm lượng tỉnh bột là 62,4% Hàm lượng protein 7 - 8% Hàm lượng lipit chủ yếu ở lớp vỏ gạo, ở gạo xay là 2,02%, ở gạo xát giảm xuống còn 0,52% Ngoài ra, trong lúa còn

có một số vitamin đặc biệt là vitamin nhóm B [9]

Giá trị dinh dưỡng của lúa tính theo % chất khô so với

một số cây lấy hạt khác

1.2.2 Sản phẩm phụ của cây lúa

Ngoài việc sử dụng hạt gạo làm lương thực chính, con người còn tận

dụng các phần phụ của cây lúa để chăn nuôi, sử dụng trong công nghiệp, trong y học và thực phẩm Các sản phẩm phụ đó là:

- Tắm: Sản xuất rượu côn, phan min, thuốc chữa bệnh, chăn nuôi,

- Cám: Sản xuất thức ăn tổng hợp cho chăn nuôi, sản xuất vitamin BI, chế tạo sơn cao cap,

- Trấu: Sản xuất men, vật liệu đóng lót hàng, chất đốt, chất độn chuồng cho chăn nuôi,

- Rơm rạ: sử dụng trong công nghệ sản xuất giày, bìa các tông xây

dựng, làm thức ăn cho gia súc, sản xuất thừng, chão, mũ,

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh

1.3 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Trên thế giới

Theo FAO (2008), cây lúa được trồng ở 114 nước trong đó có 18 nước có

diện tích trồng lúa lớn hơn 1.000.000 ha tập trung ở Châu Á, có 31 nước có diện

tích trồng lúa vào khoảng 100.000 ha - 1.000.000 ha Trong số 31 nước trên thì có

27 nước có năng suất lớn hơn 5 tắn/ha đứng đầu là Ai Cập (9,7 tắn/ha), Úc (9,5 tân/ha), Elsalvador (7,9 tan/ha) [8]

Diện tích, năng suất, sản lượng lúa các châu lục trên

thế giới năm 2007 (nguồn FAOSTAT, 2008 www.scribd.com)

10 nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới năm 2008, 2009 theo

thống kê và dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA):[13]

1.3.2 Ở Việt Nam si

Việt Nam là nước có nghê trông lúa nước từ lâu đời Tô tiên ta đã xây dựng nên nền văn minh lúa nước với việc thuần hóa cây lúa dại thành cây lúa trồng và phát triển đến ngày nay

Trước năm 1945, diện tích trồng lúa ở đồng bằng Bắc bộ là 1,8 triệu ha,

ở đồng bằng Nam bộ là 2,7 triệu ha với năng suất bình quân là 13 tạ/ha Thời

kỳ này, nông dân chủ yếu trồng các giống lúa cũ cao cây, ít chịu thâm canh, cay dé dé, nang suất thấp

Từ năm 1963 đến 1965, ở những vùng chuyên canh lúa do diện tích

nhiều nên có một số điện tích lúa bị cấy chậm và muộn thời vụ Nhờ tiến bộ

kỹ thuật, các nhà khoa học đã tìm được những giống lúa thấp cây, ngắn ngày

đưa vào sản xuất kịp thời vụ

Từ năm 1975 đến 1985, sản lượng lúa cả nước tăng từ 11,8 lên 15,9 triệu tắn, nguyên nhân là do ứng dụng giống mới, tăng diện tích trồng và năng suất của các giống lúa cũng tăng lên

Từ khi thực hiện đổi mới (năm 1986) đến nay, Việt Nam đã có những

tiến bộ vượt bậc trong sản xuất lúa, đưa nước ta từ chỗ là nước thiếu ăn triền

miên trở thành nước không những đảm bảo đủ lương thực cho nhu cầu của người dân trong nước mà còn xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới Tính riêng 2 năm 1988 và 1989 sản lượng lương thực tăng thêm 2 triệu tắn/năm Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, lượng gạo

xuất khâu năm 2010 đạt 6,88 triệu tắn, kim ngạch 3,23 tý USD [§]

1.4 Tác nhân phóng xạ gây đột biến

1.4.1 Các loại tác nhân phóng xạ gây đột biến

Dựa vào khá năng ion hóa vật chất bị nhiễm xạ có thể chia thành 2 nhóm sau:

+ Nhóm bức xạ hạt: Đặc trưng bởi khối lượng và điện tích khác nhau

Nhóm này gồm các hạt sơ cấp và dòng nguyên tử có vận tốc không đối

+ Nhóm bức xạ sóng điện từ: Đặc trưng bởi vận tốc lớn và độ dài bước sóng, được biểu hiện bởi công thức: CE=T.A

Trong đó: C: Vận tốc; T: Tần số; À: Bước sóng

Tia Gamma (y), tia Ronghen (tia X) thuộc nhóm này Do bước sóng rất

ngắn (10'?- 10° A°) va van téc lớn, không có khối lượng và điện tích, không

bị lệch điện trường nên chúng có sức xuyên sâu rất lớn Chúng không có khả năng điện ly trực tiếp mà chỉ có tác dụng gián tiếp Năng lượng của tia y tùy thuộc vào tần số sóng được biểu thị bằng công thức:

Trong đó: Hằng số Plăng: h = 6,62.10”” erg/s

T: Tần số sóng C: Tốc độ ánh sáng À: Bước sóng

1.4.1.2 Nhóm phóng xạ không gây ion hóa

Đại diện nhóm này là tia tử ngoại (.= 107+ 107 A') Khi xuyên qua

các mô của cơ thể sinh vật, nó không gây ion hóa mà chỉ kích động phân tử, sức xuyên thấu yếu nên thường dùng đề xử lí hạt phấn và bảo tử

1.4.2 Tac dung ctia tia gamma Co lén vat chất di truyền

1.4.2.1 Tác động lên vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN)

Sự tác động của tia gamma vào ADN sẽ gây ra những biến đổi chủ yếu:

- Gây nên sự đứt sợi đơn

- Tạo các phân tử phân nhánh

- Tạo các liên kết protein - ADN

- Biến tính ADN

- Gây hiện tượng nhị trùng phân Timin

- Phá hủy gốc dị vòng chứa Nitơ

- Hidrat hóa các bazơ nItơ

- Gây ra hiện tượng hỗ biến

1.4.2.2 Tác động lên vật chất di truyền ở cấp độ TB

a Tác động lên cấu trúc NST

Theo Svenson, bức xạ ion hóa có thể gây nên sự phan doan cua NST

Có hai kiểu phân đoạn NST là:

- Loại đứt thật: NST đứt rời thành từng đoạn nhỏ

- Loại tiềm tàng: NST chưa đứt rời mà có thể trở thành đột biến sau

một thời gian nhất định hoặc có thể phục hồi lại trạng thái ban đầu

b Tác động lên quá trình phân chia TB

- Đối với quá trình nguyên phân: Tia gamma tác động lên TB đang ở

thời kỳ nguyên phân có thê gây nên hiện tượng:

+ Làm kìm hãm hay dừng tạm thời quá trình nguyên phân

+ Làm dừng hoàn toàn quá trình nguyên phân nhưng không gây chét TB ma lam mat kha nang phan chia TB

+ Làm tăng độ nhớt và kết dinh NST dan dén sw chét TB

+ Tuy nhiên, với liều lượng chiếu xạ thấp có thể kích thích quá trình phân chia của TB

- Đối với quá trình giảm phân: Khi dùng tia X gây bức xạ ion hóa ở

Longiflorum, Mistra (1958) đã thu được kết quá:

+ Gây sai hình NST ở diplonem

+ Gây sai hình NST ở hậu kì I hoặc II

` EEE

Đỉnh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh

1.5 Lược sử nghiên cứu hiệu quá gây đột biến của tỉa gamma Co'° trên

1.5.2.1 Xử li bằng tia gamma Co” lén hat uét

Nhiều tác giả đã nghiên cứu hiệu quá gây đột biến của tia gamma Co”°

khi xử lí hạt ướt: Kawal 1965 - 1966, Guud, Fushuhara (1967), Janka va

Stamura (1968), Trần Duy Quý 1981 - 1988

Các tác giá đều đi đến kết luận chung: Hạt ướt cảm ứng phóng xạ cao

hơn, cho tần số đột biến hình thái, sinh trưởng và phát triển cao hơn so với xử

lí hạt khô

1.5.2.2 Xr li tia gamma Co” vào các thời điểm khác nhau trong quá trình hat nay mam

Nhiều tác giả đã chiếu xạ vào các loài thực vật khác nhau và đã xác

định được mức độ cảm ứng phóng xạ phụ thuộc vào các pha của chu kì TB,

xếp theo thứ tự Gạ> M > S > G¡ Các thời điểm nảy mầm của hạt ở Mụ sẽ

tương ứng với các pha khác nhau của chu kỳ nguyên phân đầu tiên của hạt lúa náy mầm và sẽ cảm ứng khác nhau đối với các tác nhân phóng xạ

Đào Xuân Tân (1994) [4], nghiên cứu sự phát sinh các đột biến lặn ở M¿ khi xử lí tia gamma vào các thời điểm khác nhau của hạt nảy mầm ở 5 giống lúa nếp đã kết luận:

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh

+ Phóng xạ vào thời điểm 72h và 75h cho tổng tần số ĐBDL cao nhất

+ Phóng xạ vào thời điểm 72h và 75h cho tần số đột biến lặn về hình

thái, về sinh trưởng và phát triển cao nhất, đặc biệt có ý nghĩa trong

chọn giống

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh

Chương 2: ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

* Nếp BN4: Do TS Đào Xuân Tân chọn tạo từ tô hợp lai giữa giống lúa nếp trắng Bắc Giang với một dòng đột biến của nó Cây cao (109 - 122 cm),

độ cứng cây, đẻ nhánh ít và kiểu đẻ nhánh hơi xòe Chống đồ khá, ít nhiễm

khô văn, bạc lá, nhiễm đạo ôn trung bình TGST từ 140 - 150 ngày (vụ xuân),

112 - 118 ngày (vụ mùa), hạt lúa có dạng bầu tròn, trọng lượng 1000 hạt lớn

(23 - 25g), chất lượng gạo thơm, ngon, xôi dẻo Số hạt 106 - 130 hạt/ bông Tỉ

lệ lép 7 - 11% Năng suất từ 43 - 50 tạ/ha, năng suất cao đạt 55 - 68 tạ/ha

* Nếp BM 9603: Được Viện KHNN chon tạo từ tô hợp lai 15/chianung

661020/TK90 Giống nếp BM 9603 có thể trồng cả 2 vụ, TGST 168 - 170 ngày (vụ xuân), 120 - 125 ngày (vụ mùa) Nếp BM 9603 cho năng suất khá

cao, ôn định Chất lượng gạo tốt, xôi dẻo, thơm Có khả năng chịu rét, chống chịu bạc lá, thích ứng với nhiều vùng sinh thái

* Nếp Lang Liêu: Cây cao 113 - 127 cm, dễ đồ ngã, khả năng đẻ nhánh khá, tỷ lệ lép trung bình, năng suất khá, nhiễm nhẹ khô vằn, bạc lá, sâu cuốn lá TGST 138 - 160 ngày

* Nép PD2: Do TS Đào Xuân Tan chon tao Cay cao 98 - 110 cm,

TGST 110 - 120 ngày (vụ mùa sớm), 150 - 160 ngày (vụ xuân chính) Năng suất trung bình đạt 39 - 45 tạ/ha, năng suất cao có thé dat 54 - 60 tạ/ha Xôi

dẻo, thơm PD2 có hình thái gọn, thấp cây, xanh bén, cuống bông dài Hạt không cần ngủ nghỉ, chống đồ khá, nhiễm khô vẫn, bạc lá nhẹ Chịu rét tốt ở giai doan ma

* Nép 97: Do bộ môn nghiên cứu chọn tạo giống lúa, Viện KHKTNN Việt Nam lai tạo từ tổ hợp nếp N87 và nếp 145 Cây cao 90 cm, cứng cây,

Đỉnh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh

chống đồ tốt, kháng bệnh đạo ôn, khô vằn, bạc lá Nếp 97 đẻ nhánh khỏe,

bông đài TGST 108 - 113 ngày (vụ mùa), 125 - 130 ngày (vụ xuân muộn) Số

hạt/ bông lớn (170 - 220 hạt/ bông) Trọng lượng 25 - 26 g/1000 hạt, xôi dẻo, không thơm nhưng ngon hơn nếp N§7

* Nép N87: Được nghiên cứu bởi Viện KHNN Việt Nam (VASI) Giống lúa N87 thuộc loại hình thấp cây dáng hình gọn, chiều cao cây trung

bình 100 - 110 cm, bông dài, số hạt 190 - 230 hạt/ bông Trọng lượng 1000

hạt 25 - 26g Năng suất trung bình 60 tạ/ha cao hơn nếp IR352 từ 10 - 20%

TGST: vụ xuân 115 - 130 ngày, vụ mùa 100 - 105 ngày Cây cứng, chống đồ

kha, khang ray tét, khang đạo ôn ,khô vằn khá, cơm dẻo, không thơm

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Xứ lí đột biến

- Mỗi giống lúa lấy 1000 hạt ngâm nước bão hòa ở nhiệt độ phòng ủ đến thời điểm xử lí 72h

- Chiếu xạ bằng tia Gamma CoẾ? với các liều lượng 5 Krad, 10 Krad,

15 Krad tại Trung tâm chiếu xạ Quốc gia Từ Liêm - Hà Nội

- Chiếu xạ vào vụ xuân 2010

2.2.2 Thí nghiệm đồng ruộng

- Vụ xuân 2010: Ngày gieo: 10/01/2010 Ngày cấy: 29/01/2010

- Vụ mùa 2010: Ngày gieo: 08/06/2010 Ngày cấy: 25/06/2010

- Gieo cay theo quy trinh thi nghiém chon giống đột biến tại Khu thí

nghiệm của Trung tâm Hỗ trợ NCKH và CGCN Trường ĐHSP Hà Nội 2

+ Chia ruộng theo từng lô, cay theo thtr ty DC, 5 Krad, 10 Krad, 15 Krad

+ Mat d6 cdy: 45 khom/ m’

Cách tính: Tính % ở mỗi thời kỳ

- Phát hiện các biến dị:

+ Biến di hình thái

+ Biến di về sinh trưởng và phát triển

+ Biến dị về các yếu tố cầu thành năng suất

Cách tính:

Tần số từng loại biến dị tính bằng phần trăm của số lượng cá thể mang biến đị/ tổng số cá thể sống sót trong lô tại thời điểm đó

* Thế hệ thứ hai (M;): Thu thập số liệu về TLSS thời kỳ mạ, tần số và

phé ĐBDL trong thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp

* Tinh tan số biến dị:

Theo Vati K.V và Tikhomirova M.M (1979) [4]

Chương 3: KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ nhất (M,)

3.1.1 Anh hwéng ctia chiéu xa tia gamma Co” dén TLNM, TLSS

thời kỳ mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín của 6 giống lúa nếp ở M,

Mức độ tác động của tác nhân đột biến lên cây trồng là một trong

những chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của đột biến thực nghiệm Với mục đích thu

nhận các biến dị có ý nghĩa về mặt kinh tế, chúng tôi đã tiến hành xử lí hạt

náy mầm ở giai đoạn 72h bằng tia gamma Co?" của Mụ với liều xạ là 5 Krad,

10 Krad, 15 Krad

Để theo dõi và nghiên cứu quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa

sau khi chiếu xạ thì cần chú ý đầu tiên là khả năng sống sót của cây mạ và cây

lúa mọc từ hạt bị chiếu xạ Các kết quả thu được cho thấy: Chiếu xạ bằng tia

gamma Co°° đều có ánh hưởng rõ rệt đến TLSS ở các thời kỳ của chu kỳ sống cây lúa trong các lô thí nghiệm

* TY 1é nay mam

Báng 3.1 Ảnh hướng của chiếu xạ tỉa gamma Co” vao hat nay mam đến

TLNM của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M;)

Liều xạ

Gió ng 5 Krad 10 Krad 15 Krad DC Nêp BN4 93,00+0,81 {| 84,00+1,16 | S1,00 +1,24 99,00 + 0,31 Nép BM 9603 90,00+0,95 | 82,1041,21 | 80,00 + 1,26 98,90 + 0,33 Nép Lang Liéu | 92,00+0,86 | 86,504 1,08 | 86,00 + 1,10 97,00 + 0,54 Nép PD2 91,00+0,90 | 90,00+0,95 | 79,00 + 1,29 98,00 + 0,44 Nêp 97 89,00 40,99 | 85,004 1,13 | 79,00 + 1,29 96,70 + 0,56 Nép N87 91,50+0,88 | 84,80+1,14 | 77,90+ 1,31 98,70 + 0,36

Bang 3.1 va biểu đồ 3.1 cho thấy:

- Ở liều xạ 5 Krad: TUNM cao nhất ở giống nếp BN4 (93,00 + 0,81)% TLNM thấp nhất ở giống nếp 97 (89,00 + 0,99)%

- Ở liều xạ 10 Krad: TUNM cao nhất ở giống nếp PD2 (90,00 + 0,95)% TLNM thấp nhất ở giống nếp BM 9603 (82,10 + 1,21)%

- Ở liều xa 15 Krad: TLNM cao nhất ở giống nếp Lang Liêu (86,00 +

Biểu đồ 3.1 TLNM của 6 giống lúa nếp khi chiếu xạ tia gamma Co”

vao hat nay mam 6 M,

* TLSS 6 thoi ky ma

Thời kỳ mạ là giai đoạn được tinh từ lúc bắt đầu gieo mạ đến khi cấy Kết quả về TLSS ở thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp được trình bày ở bảng 3.2 và biểu đồ 3.2 Kết quả này được xác định sau khi gieo 14 ngày Kết quả bảng 3.2 cho thấy:

- Ở liều xa 5 Krad: TLSS cao nhat ở giống nếp N§7 (87,00 + 1,06)%, trong khi ở ĐC là (94,10 + 0,75)% Tỷ lệ này thấp nhất ở giống nếp PD2 là

- Ở liều xạ 15 Krad: TLSS cao nhất cũng ở giống nếp PD2 (85,00 +

1,13)% và tý lệ này thấp nhất ở giống nếp BN4 (69,90 + 1,45)%

Bang 3.2 Anh huéng cua chiéu xa tia gamma Co™ đến TLSS ở

thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp ớ thế hệ thứ nhất (M,)

Nêp BN4 85,00 + 1,13 | 80,00 41,26 | 69,90+1,45 | 97,00 +0,54 Nếp BM 9603 | 86,90 + 1,07 | 79,00 + 1,29 | 72,00+ 1,42 | 95.00 +0,69

Nép lang liêu | 84,004 1,16 | 81,404 1,23 | 70,00 + 1,45 91,40 + 0,89 Nép PD2 81,00 + 1,24 | 85,0041,13 | 80,00 + 1,26 93,60 + 0,77 Nêp 97 83,00+1,19 |76,00+1,35 | 73,50 + 1,40 90,00 + 0,95 Nép N87 87,00 + 1,06 | 81,0041,24 | 75,00 + 1,37 94,10 + 0,75 Tính chung | 84,48+ 0,47 | 80,40+0,51 | 73,40 + 0,57 93,52 + 0,32

Như vậy, TLSS trong thời kỳ mạ của các giống lúa khác nhau là không

giống nhau ở các lô nghiên cứu, và tỷ lệ này được coi là tương đối én định

không phụ thuộc nhiều vào môi trường, vì đó là đặc tính đặc trưng của mỗi

giống Tuy nhiên, TLSS của mạ ở các liều xạ khác nhau của các giống thì thấy có sự biến đổi rõ rệt Liều xạ cao thì TLSS thường thấp hơn so với liều

xạ thấp

TLSS trong các lô thí nghiệm chiếu xạ thấp có thê giải thích là do tác

động ức chế sinh trưởng hoặc gây chết của tia gamma đối với các hạt nảy

mâm đem chiêu xạ

Dinh Thi Minh Nguyét - K33C - Sinh