khóa luận Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của một số mẫu giống nếp cẩm địa phương vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm- Hà Nội

Bảng 4.13 Tình hình nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các mẫu giống nếp cẩm Bảng 4.14 Chiều dài vết bệnh và mức phản ứng của các mẫu giống nếp cẩm với 3 chủng vi khuẩn lây nhiễm Bảng 4.15 Ản

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản thân,tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của rất nhiều thầy, cô giáo, người thântrong gia đình và bạn bè

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫnTh.S Ngô Thị Hồng Tươi, người đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thựchiện khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Di truyền vàChọn giống cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuậnlợi và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả bạn bè và gia đình,những người đã hết lòng giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốtnghiệp này

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 1 năm 2015

Học viên

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.4 Mối quan hệ kí sinh – kí chủ, thuyết “gen đối gen”

2.5 Di truyền tính kháng bệnh bạc lá

2.6 Tình hình nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa

2.6.1 Những nghiên cứu về bệnh bạc lá ở Việt Nam

2.6.2 Các gen kháng bệnh bạc lá lúa

2.6.3 Tình hình chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá ở các nướcPHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu

3.1.3 Thời gian nghiên cứu

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.3.2 Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học cơ bản

3.3.3 Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá lúa bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo

3.3.4 Các công thức sử dụng

3.3.5 Phương pháp xử lí số liệu

PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa 2014

4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa

2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

4.4 Động thái tăng trưởng số nhánh của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.5 Động thái ra lá của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.6 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.7 Một số tính trạng số lượng của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.8 Một số chỉ tiêu về chất lượng gạo của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.9 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống lúa nếp cẩm4.10 Đánh giá chất lượng xay xát của một số mẫu giống lúa lúa nếp cẩm

4.11 Đánh giá mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính đồng ruộng của các mẫu giống lúa nếp cẩm

4.12 Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ mùa

2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

4.13 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất4.14 Giới thiệu một số mẫu giống triển vọng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Cách dự đoán tính kháng nhiễm của cây ký chủ

Bảng 3.1 Danh sách các isolate sử dụng trong lây nhiễm

Bảng 3.2 Đánh giá khả năng kháng/nhiễm dựa theo chiều dài vết bệnh

Bảng 4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tạiGia Lâm - Hà Nội

Bảng 4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các mẫugiống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống nếp cẩm vụMùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.4 Động thái đẻ nhánh của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại GiaLâm – Hà Nội

Bảng 4.5 Động thái ra lá của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm– Hà Nội

Bảng 4.6 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014Bảng 4.7 Một số đặc điểm hình thái hạt thóc của các mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa

2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.8: Một số tính trạng số lượng của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.9 Chiều dài, chiều rộng hạt thóc các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014Bảng 4.10: Hàm lượng anthocyanin trong các mẫu giống nếp cẩm nghiên cứu Bảng 4.11 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống nếpcẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.12 Chất lượng xay xát của một số mẫu giống lúa nếp cẩm vụ Mùa 2014tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.13 Tình hình nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các mẫu giống nếp cẩm

Bảng 4.14 Chiều dài vết bệnh và mức phản ứng của các mẫu giống nếp cẩm với

3 chủng vi khuẩn lây nhiễm

Bảng 4.15 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá tới một số yếu tố cấu thành năng suất vànăng suất của một số mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

Bảng 4.16 Đặc điểm của một số mẫu giống nếp cẩm triển vọng

DANH MỤC ĐỒ THỊ.

Đồ thị 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống nếp cẩm

Đồ thị 4.2 Động thái tăng trưởng số nhánh của các mẫu giống nếp cẩm

Đồ thị 4.3 Động thái tăng trưởng số lá của các mẫu giống nếp cẩm

Đồ thị 4.4 Năng suất cá thể của các mẫu giống nếp cẩm thí nghiệm

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AND: Axit dezoxyribonucleic

bp: base pair (cặp nucleotide)

BVTV: Bảo vệ thực vật

cM: centimorgan (đơn vị chiều dài bản đồ di truyền)

FAO: Food And Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức Nônglương của liên hợp quốc)

IRRI: International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa Quốc tế)

NST: Nhiễm sắc thể

NILs: Nearly Isogenic Lines (Những dòng đẳng gen)

RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphismn (Đa hình chiều dài mảnhphân cắt giới hạn)

RAPD: Randomly Amplified Polymorphic DNAs (Đa hình các đoạn ANDkhuyếch đại ngẫu nhiên)

SSR: Simple Sequence Repeats (Chỉ thị vi vệ tinh)

STS: Sequence Tagged Site (Vị trí được đánh dấu bởi trình tự)

TGST: Thời gian sinh trưởng

Xoo: Xanthomonas oryzae pv oryzea (Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa)

Phần I MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Trên thế giới cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong 3 cây lương thực quan

trọng nhất không thể thiếu được trong đời sống hàng ngày của con người Đặcbiệt là ở các nước Đông Nam Á, lúa là cây lương thực nuôi sống hơn ½ dân sốtrên toàn cầu Sản xuất lúa không những đáp ứng được nhu cầu lương thực củangười dân trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu đem lại nguồn thu ngoại tệlớn cho ngân sách quốc gia

Ở Việt Nam, cây lúa được coi là cây lương thực quan trọng nhất trong nềnsản xuất nông nghiệp, diện tích trồng lúa chiếm 61% diện tích trồng trọt của cảnước và hơn 80% nông dân Việt Nam là người trồng lúa (Bùi Bá Bổng, 2011).Năm 2012, theo số liệu sơ bộ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diệntích gieo trồng lúa là 7.750.000 ha chiếm trên 90% tổng diện tích đất trồng câylương thực có hạt, với sản lượng là 43 triệu tấn được trồng tập trung chủ yếu ởđồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long Hơn nữa, lượng gạo xuất khẩunăm 2012 đạt 7,75 triệu tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,23 tỉ đô la Mỹ, tăng15,4% về lượng và 21,2% về giá trị so với năm 2011 (theo số liệu của Hiệp hộiLương thực Việt Nam (VFA) – tháng 10/ 2012)

Trong tất cả các loại lúa thì lúa nếp nói chung và lúa nếp cẩm nói riêng làmột trong những nhóm lúa đặc sản lâu đời của nhân dân Việt Nam và được sửdụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nấu xôi, làm các loại bánh cổ truyềnnhư bánh chưng, bánh dày, bánh dẻo, làm đồ uống như rượu vang nếp cẩmBlack Queen, rượu nếp cẩm bình gốm, …và nhiều loại đồ ăn khác như cháo nếpcẩm, sữa chua nếp cẩm , bánh mỳ hấp nếp cẩm vị sữa, kem nếp cẩm dạng cây,bột gạo nếp cẩm….Đặc biệt lúa nếp cẩm có giá thành cao hơn các giống lúakhác và các sản phẩm từ chúng đã góp phần làm nên hương vị độc đáo, giàu tínhnhân văn của văn hóa ẩm thực Việt Nam

Tuy nhiên trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa bị cácloài sâu hại như sâu cuốn lá, sâu đục thân, sâu cắn gié….và nhiều loại bệnh hạikhác như bệnh bạc lá lúa, bệnh khô vằn, bệnh đạo ôn….Trong đó bệnh bạc lá

lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae gây ra là một trong những bệnh

gây hại nặng nhất đối với cây lúa trên toàn thế giới và một số khu vực châu Á

(Mew,1987) trong cả vụ Xuân và vụ Mùa, đặc biệt là vụ Mùa Theo Mew et al

(1982) thì bệnh có thể làm giảm tới 60% năng suất hạt hàng năm Tại Ấn Độhàng năm có tới hàng triệu ha lúa bị bệnh bạc lá nặng, làm cho năng suốt giảmtới 60% (Sarivatava,1972) Tại Việt Nam lúa bị bệnh bạc lá hại nặng khoảng300.000 ha, bệnh đã từng gây hại nặng ở Bắc Giang (1956-1957), Quảng Ninh(1961) và trở thành dịch bệnh ở Đồng bằng sông Hồng những năm 1968-1975.Trong những năm gần đây bệnh bạc lá càng nghiêm trọng và có nguy cơphát triển cả về diện tích và mức độ gây hại Cho đến ngày nay biện pháp đểphòng trừ bệnh bạc lá ưu việt hơn cả là chọn giống kháng bệnh vừa cho hiệu quảkinh tế cao, vừa cho sản phẩm sạch, lại không gây ô nhiễm môi trường Xuhướng chọn giống kháng bệnh hiện nay là khai thác tính kháng bệnh bền vững,hay còn gọi là tính kháng ngang, kháng không hoàn toàn Một giống lúa có tínhkháng bền vững với bệnh có thể tồn tại lâu hơn, phạm vi tính kháng rộng hơn,

có tính kháng không bị suy giảm đột ngột; khi sử dụng các giống kháng này cóthể hạn chế được rủi ro khi có dịch xảy ra Như vậy, việc nghiên cứu chọn lọcnguồn gen cây lúa đặc biệt là gen kháng bạc lá có ý nghĩa quan trọng trong côngtác chọn tạo giống lúa chất lượng cao

Nhìn chung, quá trình chọn tạo giống thực chất là quá trình tập hợp cáctính trạng có ích vào một cây trồng theo mục đích của nhà chọn tạo giống Vìvậy, thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào số lượng vàchất lượng vật liệu khởi đầu Vật liệu khởi đầu càng nhiều và chất lượng càngtốt, cơ hội để tạo ra giống mới càng nhanh Việt Nam là một trong những trungtâm khởi nguyên của cây lúa nên quỹ gen hay nguồn gen vô cùng phong phú.Đặc biệt nước ta cũng tồn tại rất nhiều giống lúa nếp cẩm đặc sản, có những tínhtrạng nông sinh học quý, chống chịu tốt với sâu bệnh và là vật liệu rất phongphú cho công tác chọn tạo giống Tuy nhiên do không được quan tâm đúng mức,

do sức ép của sự gia tăng dân số cùng với quá trình hội nhập, tập quán canh tácdần thay đổi …đã làm cho nguồn gen nếp cẩm bị mất dần đi Do vậy việc thuthập bảo tồn, đánh giá nguồn gen lúa nếp cẩm là rất cần thiết Với mục tiêu tậphợp nguồn gen phong phú phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa cẩm mới

đề tài: “Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của một số mẫu giống nếp cẩm

địa phương vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm- Hà Nội” nhằm chọn lọc ra một số mẫu

giống có năng suất, chất lượng cao và kháng bệnh bạc lá để làm vật liệu khởiđầu trong quá trình chọn tạo giống lúa cẩm mới

1.2 Mục đích, yêu cầu

1.2.1 Mục đích của đề tài

Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn mẫu giống lúa nếp cẩmnghiên cứu

Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá trong tập đoàn lúa nếp cẩm

Tuyển chọn một số mẫu giống triển vọng có phẩm chất tốt, khả năngkháng bạc lá và năng suất cao

1.2.2Yêu cầu của đề tài

Bố trí thí nghiệm khảo sát, theo dõi các chỉ tiêu nông sinh học của các

mẫu giống nếp cẩm địa phương

Thu thập xử lý số liệu phục vụ cho kết quả nghiên cứu

Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các mẫu giống lúa nếpcẩm địa phương

Xác định mức độ lây nhiễm và đánh giá tác hại của bệnh bạc lá lúa tớinăng suất, phẩm chất của các mẫu giống nếp cẩm nghiên cứu

Đánh giá năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá của cácmẫu giống lúa nếp cẩm địa phương

Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Để đảm bảo an ninh lương thực thì việc chọn tạo giống lúa có năng suấtcao là vô cùng quan trọng Tuy nhiên, chỉ nâng cao năng suất là chưa đủ, nhucầu về giống lúa hiện nay phải là những giống hội tụ đủ ba yếu tố năng suất cao,chất lượng tốt và kháng sâu bệnh hiệu quả Muốn chọn tạo giống lúa năng suấtcao, chất lượng tốt và kháng sâu bệnh thành công thì việc thu thập nguồn genquý là rất cần thiết Và trong quá trình nghiên cứu chọn tạo giống lúa năng suất,chất lượng và đặc biệt là khả năng kháng bệnh bạc lá thì nguồn vật liệu khởi đầuđóng vai trò vô cùng quan trọng Một trong những nguồn vật liệu phong phú phục

vụ cho công tác chọn tạo giống đó là nguồn gen các giống lúa địa phương có ýnghĩa to lớn Trong quần thể các giống lúa địa phương tồn tại rất nhiều gen quýnhư: các gen quy định tính kháng sâu bệnh, gen quy định mùi thơm… Vấn đề đặt

ra là phải thường xuyên tiến hành đánh giá thu thập và bảo quản nguồn gen, dùngcác biện pháp kỹ thuật thích hợp để lai tạo giống mới dựa trên những tính trạng tốtcủa các giống lúa địa phương Vì vậy trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hànhkhảo sát một số đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và khảo sátkhả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn lúa nếp cẩm địa phương nhằm mục đíchchọc lọc ra những mẫu giống có năng suất phẩm chất tốt và kháng bệnh bạc lá đểlàm vật liệu khởi đầu cho quá trình chọn tạo giống

2.1 Tổng quan về lúa nếp cẩm

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và một số đặc điểm của nếp cẩm

Nếp cẩm là giống lúa cổ truyền của Việt Nam, là giống lúa cảm quangđược trồng chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc như: Hoà Bình, Sơn La, rải rác ở cácvùng khác như: Phú Thọ, Ninh Bình và trồng nhiều ở miền Tây Nam Bộ vùngĐồng bằng sông Cửu Long với hai tỉnh Long An và Cần Thơ… Tuy nhiên,giống lúa này có năng suất thấp và thường chỉ trồng duy nhất một vụ trong nămnên chưa đáp ứng được nhu cầu xã hội ngày càng cao hiện nay

Lúa nếp cẩm có tên khoa học là Oryza sativa L Glutinosa Tanaka Về mặt phân loại thực vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (họ hòa thảo), tộc

Oryzeae, chi Oryza (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

Lúa nếp cẩm là loại ngũ cốc có màu tím đen, có hương vị hấp dẫn đặc

biệt, khác hẳn với nhiều loại lúa nếp thường (Bounphanousay et al., 2008).

Trong gạo nếp cẩm có chứahàm lượng giá trị dinh dưỡng cao như: hàm lượngprotein trong gạo nếp cẩm cao hơn 6,8%, chất béo cao hơn 20% so với gạokhác, ngoài ra trong gạo nếp cẩm còn chứa carotin, 8 loại axit amin (đặc biệt làanthocyanin) và các nguyên tố vi lượng (sắt, kẽm) cần thiết cho cơ thể (UnitedPress International – UPI, 2010) có tác dụng chống oxy hóa, ngăn chặn tácđộng nguy hại của các gốc tự do, rất ích lợi cho sức khỏe người sử dụng (Defaand Meizu, 2006) Vì thế mà nếp cẩm còn có tên gọi khác là bổ huyết mễ Mầmlúa được báo cáo là chứa hàm lượng cao các vitamin, khoáng, phytate và xơ cótác dụng ngừa ung thư đường ruột; tăng các axit amin như lysine gấp 3 lần,gamma-amino-butyric acid gấp 10 lần; tocotrienol factor (TRF) chống oxi hóa,bảo vệ các thể lipoprotein-cholesterol trong máu: LDL, HDL… (USDA, 2000).Hiện nay gạo nếp cẩm còn được dùng trong việc tạo ra các thương hiệu rượunổi tiếng, được ví như là một siêu thực phẩm, có tác dụng chống ung thư (Hiệphội hóa học quốc gia Mỹ tại Boston,2010) cũng như các bệnh liên quan đến tim

- Hạt hầu như không có đuôi

- Vỏ trấu ít lông và lông ngắn

- Hạt dễ rụng

- Tính cảm quang rất thay đổi

2.2 Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa

2.2.1 Phân loại

Vi khuẩn bạc lá lúa có tên khoa học là Xanthomonas oryzae pv Oryzea.

Dựa trên hệ thống phân loại của Bergey (1939) and Gorlenco (1966) thì

Xanthomonas oryzea thuộc chi Xanthomonas, họ Pseusomonadaceae, bộ Eubacterriales, lớp Schizomycetes ( Eubacteria).

Trong những năm gần đây, phân loại vi khuẩn hiện đại dựa trên các nghiêncứu và phân tích trực tiếp cấu trúc ADN Các cá thể, các isolate khác nhaunhưng cùng một loài sẽ có cấu trúc di truyền tương tự nhau Các nghiên cứu đãchỉ ra rằng, hàm lượng các nucleotit G+C đặc trưng cho mỗi loài và được sửdụng làm 1 trong những chỉ tiêu phân loại Theo đó, các kết quả nghiên cứu

cũng cho thấy hàm lượng G+C của những loài trong chi Erwinia là 50-54%;

Corynebacterium: 54-55%; Pseudomonas: 58-63%; còn ở Xanthomonas là

63-69% (Vũ Triệu Mân, 2007)

Xanthomonas gồm có 3 loài: Xanthomonas oryzea pv oryzea,

Xanthomonas axonopodis pv Citri, Xanthomonas campestis pvv Campestris.

2.2.2 Đặc điểm hình thái

Vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae có dạng hình gậy, hai đầu hơi

tròn, có một lông roi ở một đầu, kích thước 1-2 x 0,5-0,9 µm Trên môi trườngnhân tạo, khuẩn lạc của vi khuẩn có dạng hình tròn, màu vàng sáp, rìa nhẵn, bềmặt khuẩn lạc ướt, háo khí, nhuộm gram âm Vi khuẩn không có khả năng phângiải nitrat, không dịch hoá gelatin, không tạo NH3, indol, nhưng tạo H2S, tạo khínhưng không tạo axit trong môi trường có đường Nhiệt độ thích hợp cho vikhuẩn sinh trưởng là từ 26-30oC, nhiệt độ tối thiểu 0-5oC, nhiệt độ làm vi khuẩnchết là 53oC Vi khuẩn có thể sống trong phạm vi pH khá rộng từ 5,7-8,5, thích

hợp nhất là pH 6,8-7,2 Vi khuẩn X oryzea có thể xâm nhập qua thủy khổng, lỗ

khí trên mép lá, đặc biệt qua vết thương xây xát trên lá Khi tiếp xúc trên bề mặtlá trong điều kiện độ ẩm lá cao, vi khuẩn dễ dàng di chuyển và xâm nhập vàobên trong qua các lỗ khí và các vết thương xây xát sau đó nhân lên về số lượng

và theo các bó mạch lan rộng ra (Lê Lương Tề và cs., 2007)

đó chuyển nâu bạc rồi khô xác Trên lúa cấy, triệu chứng bệnh thể hiện rõ rệt

Vết bệnh từ mép lá, đầu lá lan dần vào trong phiến lá hoặc kéo dài theo gânchính; nhưng cũng có vết bệnh từ ngay giữa phiến lá lan rộng ra Vết bệnh lanrộng theo đường gợn sóng màu vàng; mô bệnh ban đầu xanh tái, vàng lục, nâubạc rồi khô xác.

Theo kết quả nghiên cứu của Bộ môn Bệnh cây [2010] , Học viện Nôngnghiệp Việt Nam, có hai loại hình triệu chứng của bệnh bạc lá lúa là: bạc lá gợnvàng và bạc lá tái xanh Loại hình bạc lá gợn vàng phổ biến trên hầu hết cácgiống và các mùa vụ; còn loại hình bạc lá tái xanh thường chỉ thấy xuất hiện trênmột số giống lúa, đặc biệt đối với các giống lúa ngắn ngày, chịu phân, phiến lá

to, thế lá đứng, ví dụ như giống T1, X1, NN27… Ngoài ra, theo kết quả nghiêncứu của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, khi vi khuẩn xâm nhập vào câylúa qua rễ và gốc, cây có thể biểu hiện ngay triệu trứng Kresek: lá và toàn bộ câylúa bị héo Đôi khi lá bệnh của giống lúa dễ nhiễm bệnh có màu nhạt Lá già có

vẻ bình thường và có màu xanh, lá non có màu vàng trắng đồng đều hoặc vànghoặc sọc vàng pha xanh (Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam, 2010)

2.3 Các chủng vi khuẩn

Vi khuẩn bạc lá rất phong phú và đa dạng về thành phần nòi Các nghiêncứu để phân chia các nòi thành các chủng sinh lý đều dựa trên độc tính gây bệnhcủa chúng trên các giống lúa khác nhau Tuy nhiên, mỗi quốc gia lại gieo trồngcác giống khác nhau vì thế để phân nhóm và so sánh các chủng sinh lý giữa cácquốc gia, các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) và NhậtBản xây dựng nên hệ thống các dòng lúa phục vụ cho mục đích này Hệ thốngnày bao gồm các dòng đẳng gen (NIL) được tạo ra dựa vào việc lai chuyển cácgen kháng bạc lá vào nền gen của 3 giống IR24, Toyonishiki và Milyang 23(NIAS, 2010) Các dòng NIL này còn được gọi là differential và được dùng đểphân nhóm các chủng vi khuẩn bạc lá Ngoài ra, các dòng NIL còn là nguồndonor gen kháng nữa Hiện nay các nhà khoa học trên thế giới công bố có 30

chủng vi khuẩn Xoo gây bệnh trên lúa (Liu et al., 2006; Xia et al., 2012).

Ở Nhật Bản, nghiên cứu nòi vi khuẩn bạc lá được tiến hành từ năm 1957,khi phát hiện thấy giống Aisacase chống bệnh trở nên nhiễm bệnh Họ đã xácđịnh được ở Nhật Bản có 12 chủng vi khuẩn Phillipin đã xác định được 6 nhóm

nòi, Ấn Độ xá định được 9 chủng và ở Indonexia có 9 chủng (Swamy et al.,

2006) Còn ở Việt Nam dựa trên 11 dòng chỉ thị mang gen kháng Xa1, Xa2,

Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa12, Xa14, Xa21 trước kia đã xác định 10

nhóm nòi vi khuẩn (Tạ Minh Sơn, 1987) Gần đây, thành phần nòi được xácđịnh đã lên đến con số 12 nhóm nòi (Bùi Trọng Thuỷ và cs., 2007), hoặc theokết quả nghiên cứu về sự đa dạng di truyền của một số chủng vi khuẩn gây bệnh

ở miền bắc bằng cặp mồi XOR đặc hiệu cho thấy 47 chủng phân lập được phânthành 13 nhóm nòi (Cục BVTV, 2010) Điều đó chứng tỏ thành phần các chủngnòi sinh thái ở miền Bắc Việt Nam rất đa dạng và phong phú

2.4 Mối quan hệ ký sinh – ký chủ, thuyết “gen đối gen”

Vào khoảng những năm 40 của thể kỉ XX, Flor đã tiến hành một thí

nghiệm nhằm tìm hiểu cách thức kháng bệnh ở cây trồng Ông cho lây nhiễmnhân tạo rất nhiều các chủng nấm gây bệnh gỉ sắt trên số lượng lớn các giốnglanh khác nhau rồi đánh giá phản ứng của cây trồng với bệnh theo các mức:miễn dịch, kháng, kháng trung bình và nhiễm Sau đó ông tiếp tục cho lai cácgiống lanh với nhau và lai các chủng nấm với nhau, rồi tiến hành lây nhiễm đểtìm hiểu sự tương tác giữa ký sinh và ký chủ Qua thu thập, xử lý kết quả Flor đãkết luận rằng cả tính kháng ở cây trồng cũng như tính gây bệnh ở ký sinh đều cótính di truyền Ông cũng phát biểu rằng, cho dù cây trồng có chứa tác nhânkháng thì nó cũng chỉ kháng được nếu tác nhân gây bệnh tấn công vào chúng cótác nhân đặc biệt (nay gọi là gen không độc) Flor cũng nhận định rằng, tronghầu hết trường hợp ông quan sát, gen kháng ở trạng thái trội sẽ không bị nhiễmbệnh và gen độc ở trạng thái trội sẽ không độc (Flor sử dụng thuật ngữ “factor”thay vì “gene”) (Flor, 1955; Flor, 1971)

Dựa trên các kết quả của Flor, các nhà khoa học sau này đã đưa ra thuyết

“gen đối gen” được phát biểu như sau: cứ mỗi một gen R quy định tính kháng ở giống cây ký chủ thì có một gen a quy định tính độc ở nòi ký sinh, không trước thì sau gen độc a tương ứng này sẽ vượt qua được gen kháng R dẫn đến tình trạng nhiễm bệnh Đồng thời, cứ mỗi một gen kháng R ở giống cây ký chủ cũng

sẽ có một gen A tương ứng ở ký sinh để kích hoạt cây ký chủ hình thành các phản ứng tự vệ chống lại gen A đó dẫn đến tình trạng không nhiễm bệnh.

Từ kiểu gen của cây ký chủ và kiểu gen của ký sinh ta có thể dự đoán được

Bảng 2.1: Cách dự đoán tính kháng nhiễm của cây ký chủ

Kiểu gen kí chủ

(R) Đối với ký sinh, chủng ký sinh nào có thể gây hại được trên một giống cây

ký chủ có gen kháng R thì trong hệ genom của chủng đó phải có ít nhất một gen độc a có thể vượt qua được gen R, khi đó gen độc a được coi là gen độc tương ứng với gen kháng R ( Flor, 1971) Theo mô hình của Flor, các gen kháng đều

có tính trội Tuy nhiên, mô hình này chưa giải thích được trường hợp gen kháng

là gen lặn

Sau Flor có một số nhà khoa học nghiên cứu về vấn đề này trên một sốđối tượng khác và thấy rằng thuyết “gen đối gen” đúng trong nhiều trường hợp

Từ đó giúp đưa ra một số nhận định về mối quan hệ ký sinh-ký chủ:

Cứ mỗi gen kháng dọc ở cây ký chủ (có một gen kháng) thì có một genđộc tương ứng ở ký sinh có khả năng vượt gen kháng đó để lây nhiễm

Chủng ký sinh nào chỉ có thể nhiễm trên cây ký chủ không có gen kháng

là chủng ký sinh không có gen độc Ngược lại giống nào nhiễm bởi bất kỳ chủngnào trong quần thể ký sinh đó là giống không có gen kháng (hay là giống chuẩnnhiễm)

Chủng ký sinh nào có thể nhiễm trên tất cả các loài cây ký chủ thì nó làchủng có tất cả các gen độc của loài ký sinh đó và là chủng độc nhất tại thờiđiểm đó Giống ký chủ nào bị nhiễm bởi một chủng ký sinh duy nhất trong quầnthể ký sinh sẽ là giống có đầy đủ các gen kháng hiện có mặt cũng tại thời điểm

đó

Trong cuộc đấu tranh đồng tiến hóa này, cây trồng luôn tìm cách chốnglại sự xâm nhập của ký sinh, còn ký sinh thì luôn biến đổi vượt qua hàng rào bảo

vệ để có thể gây bệnh Trong quá trinh biến đổi, thích ứng trong mối quan hệ kýsinh-ký chủ luôn diễn ra trong tự nhiên và không bao giờ ngừng nghỉ (David,2006)

2.5 Di truyền tính kháng bệnh bạc lá

Vào những năm 80, IRRI đã xác định bản chất di truyền tính kháng bệnhbạc lá là do gen quy định Cơ chế chống bệnh bạc lá là cơ chế chủ động

Cũng như các loài vi sinh vật khác, vi khuẩn Xanthomonas oryzea cũng

tồn tại nhiều nòi sinh lý khác nhau ở một vùng sinh thái Trong số các chủng vikhuẩn ở mỗi vùng sinh thái thì có chủng gây bệnh phổ biến, có chủng ít phổbiến Nếu giống đưa vào sản xuất chỉ chứa gen chống vi khuẩn phổ biến (đơngen) mà không chống được các chủng ít phổ biến thì các chủng ít phổ biến sẽ có

cơ hội sinh sôi và phát triển mạnh Điều này cho thấy một giống chứa đa gen sẽkháng bệnh bền vững hơn những giống chứa đơn gen Vì vậy trong công tácchọn tạo giống chứa đa gen kháng, giống có tính kháng ngang hơn là giống cótính kháng dọc

Kháng dọc có tác dụng làm giảm nguồn bệnh ban đầu và trì hoãn sự bùng

nổ của dịch bệnh Thời gian tồn tại của kháng dọc phụ thuộc và sự đa dạng ditruyền của quẩn thể kí sinh Kháng ngang không làm giảm bớt nguồn bệnh banđầu nhưng lại làm giảm tốc độ phát triển của dịch bệnh Do đó tính kháng ngang

có tính bền vững hơn tính kháng dọc

2.6 Tình hình nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa

2.6.1 Những nghiên cứu về bệnh bạc lá ở Việt Nam

Ở Việt Nam, bệnh bạc lá lúa đã thực sự gây tác hại từ lâu trên các giốnglúa mùa cũ, nhưng đặc biệt từ những năm 1965-1966 trở lại đây, bệnh thườngxuyên phá hoại nghiêm trọng trên các giống lúa mới nhập nội 34 có năng suấtcao ở vụ xuân, nhất là vụ mùa

Mức độ tác hại của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ cây bị bệnh sớmhay muộn và mức độ bị bệnh nặng hay nhẹ Năm 1970 trên diện tích lúa mùa cũcấy giống nông nghiệp 8 bị bệnh ở mức độ 60 - 100%, giảm năng suất từ 30 -

độ của bệnh càng nặng (Lê Lương Tề, 1986) Điều cần chú ý là mức độ tác hạicủa bệnh phụ thuộc vào thời kỳ bị bệnh, nếu cây lúa bị bệnh ngay từ khi đẻnhánh thì mức độ của bệnh về sau thường rất nặng, ảnh hưởng rõ rệt hơn tớinăng suất, có thể giảm tới 41% năng suất trở lên (Lê Lương Tề, 1987) Còntheo Phan Đình Phụng (1987), bệnh bạc lá làm giảm khả năng quang hợp củacây, làm cây mềm yếu kéo dài thời gian trỗ, bông bé làm tăng tỷ lệ lép cao, gạonát và làm tăng cường độ hô hấp Tác hại chủ yếu của bệnh là làm cho lá lúa,đặc biệt là lá đòng chóng tàn, nhanh chóng khô chết, bộ lá xơ xác, ảnh hưởngđến hiệu suất quang hợp, tỷ lệ hạt lép cao và năng suất giảm sút rõ rệt

Về phân nhóm các nòi vi khuẩn bạc lá ở Việt Nam, theo tác giả Lê Lương

Tề thì ở Đồng bằng sông Hồng có ít nhất 3 chủng bạc lá (Lê Lương Tề, 1987).Tác giả Tạ Minh Sơn sử dụng tổng hợp bộ giống chỉ thị nòi của Nhật Bản và

IRRI (dựa trên 8 dòng chỉ thị mang các gen kháng Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7,

Xa10, Xa11, Xa14) đã xác định ở Việt Nam có 10 nhóm nòi vi khuẩn đặt tên từ

1 đến 10 Tác giả còn cho biết các nhóm nòi ở Việt Nam có đặc tính khác hẳn ởNhật Bản và Philippin (Tạ Minh Sơn, 1987)

Gần đây, các nghiên cứu của các nhà khoa học Học viện Nông nghiệpViệt Nam về thành phần nhóm nòi vi khuẩn bạc lá của tác giả Nguyễn Văn Viết

và cs (2002), Bùi Trọng Thuỷ và cs (2007) Dựa trên 11 dòng chỉ thị mang các

gen kháng Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa12, Xa14, Xa21, các

tác giả đã nhóm các nòi bạc lá phân lập trong giai đoạn 2001-2005 thành 12 race(Bùi Trọng Thuỷ và cs., 2007) Trong giai đoạn 2007-2008, tác giả Bùi TrọngThuỷ và 35 cộng sự đã phát hiện thêm 3 race mới vi khuẩn bạc lá ở Nam Định,Bắc Ninh và Hà Nội, nâng tổng số các race vi khuẩn bạc lá lên con số 15 (BùiTrọng Thuỷ và cs., 2008) Theo kết quả nghiên cứu của Cục Bảo vệ Thực vật về

sự đa dạng di truyền một số chủng vi khuẩn gây bệnh ở miền Bắc bằng cặp mồiXOR đặc hiệu cho thấy 47 chủng phân lập vi khuẩn bạc lá được phân chia thành

13 nhóm nòi (Cục BVTV, 2010) Điều đó chứng tỏ thành phần các chủng, nòisinh thái ở miền Bắc Việt Nam rất đa dạng và phong phú

Khác với các tác giả khác phân nhóm vi khuẩn bạc lá trên cơ sở phản ứngkháng nhiễm của các dòng chỉ thị (tester - các dòng NIL mang các gen khángkhác nhau) đối với các nòi vi khuẩn, tác giả Nguyễn Văn Viết và cộng sự đã sử

dụng một kỹ thuật mới - đó là kỹ thuật nghiên cứu đa dạng di truyền trên cơ sở

đa hình 2 gen 16S- và 13S- rDNA đặc thù cho vi khuẩn bạc lá Các dữ liệu vềđồng dạng di truyền của 60 chủng vi khuẩn bạc lá phân lập ở miền Bắc ViệtNam được xử lý trên chương trình NTSYS cho thấy các chủng bạc lá được phânthành 13 nhóm, trong đó nhóm 2 và 3 có tần xuất lớn nhất - chiếm tới 14,89%(Nguyễn Văn Viết và cs (2008a) Về các gen kháng và giống lúa kháng bệnhbạc lá Trong những năm 70-80 của thế kỷ 20, nước ta sử dụng nhiều giống lúa

mang gen Xa4 có nguồn gốc từ IRRI như các giống lúa: IR20, IR22, IR26, IR30, IR32, NN2A, NN3A, NN4A, NN8A, TN73-2, CN2 (Khush et al., 1989).

Trong những năm cuối thế kỷ 20 - đầu thế kỷ 21, nước ta nhập nội nhiều giốnglúa lai, lúa thuần từ Trung Quốc Phần lớn những giống lúa này mang gen kháng

bạc lá Xa4 Ngoài ra, theo Taura and Yoshimura, Đại học Kuyshu, Nhật Bản về phân bố của 5 gen kháng bệnh trên thế giới (Xa3, Xa4, xa5, Xa10 và Xa14) cho thấy ở Trung Quốc và Malaixia phần lớn các giống lúa đều chứa gen Xa14, một

gen theo kết quả nghiên cứu của Phan Hữu Tôn và cs (2005) bị nhiễm bởi hầuhết các chủng bạc lá ở miền Bắc Điều này có thể giải thích tại sao các giống lúanhập nội từ Trung Quốc vào trồng ở miền Bắc Việt Nam đều bị nhiễm rất nặngbệnh bạc lá

Theo kết quả nghiên cứu của Phan Hữu Tôn (2005), áp dụng kỹ thuật chỉthị phân tử đã xác định được trong 145 giống địa phương nghiên cứu có 12

giống chứa gen xa5, không có giống nào chứa gen xa13 và Xa21 Bốn gen Xa3,

Xa4, xa5 và Xa10 đều có mặt trong các giống lúa địa phương của Việt Nam với

tần suất khá ngang nhau, trong đó chỉ có xa5 là kháng được hầu hết các nòi phân

lập hiện tại (Phan Hữu Tôn, 2005) Các tác giả của Học viện Nông nghiệp Việt

Nam đã điều tra sự hiện diện của gen Xa7 trong 120 giống lúa địa phương thu từ các tỉnh vùng núi phía Bắc, kết quả phát hiện có 8 giống chứa gen Xa7 (Phan

Hữu Tôn và cs., 2005) Tác giả Nguyễn Văn Viết và cộng sự đã tiến hành đánhgiá đặc tính kháng bệnh bạc lá, cũng như sàng lọc (bằng chỉ thị phân tử) các genkháng bạc lá ở 89 giống lúa địa phương Kết quả cho thấy có 18 giống mang gen

Xa4, có 1 giống mang gen xa5, có 4 giống mang gen Xa7, không có giống lúa

nào mang gen Xa21 (Nguyễn Văn Viết và cs., 2008b)

Nam trước kia đã cho thấy rằng tổ hợp 2-3 gen trong số các gen xa5, Xa7, Xa21

có thể chống chịu được hầu hết các nòi bạc lá ở đồng bằng Bắc Bộ Các gen nàyđều đã được lập bản đồ phân tử và các chỉ thị phân tử liên kết chặt với các gennày được sử dụng trong việc quy tụ gen kháng bạc lá vào lúa (Trần Bích Lan vàcs., 2001) Các tác giả ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam, khi nghiên cứu khả

năng kháng bệnh bạc lá của các dòng chỉ thị (tester) chứa đơn gen kháng (Xa1,

Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, Xa11, Xa14, Xa21) đối với 7 chủng vi khuẩn

bạc lá ở miền Bắc, cho thấy gen Xa4 kháng được với 5/7 chủng, các gen xa5,

Xa7 và Xa21 kháng tốt hoặc kháng cao với tất cả 7/7 chủng Các gen còn lại

kháng rất kém hoặc không kháng với 7 chủng bạc lá trên ( Phan Hữu Tôn và BùiTrọng Thuỷ., 2003) Các nghiên cứu tiếp theo về khả năng kháng của tổ hợp 2-3

gen kháng (tổng số 37 có 9 gen kháng Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10,

Xa11, Xa14 được thử nghiệm) đã được tiến hành Nếu trong tổ hợp 2-3 gen có

chứa gen xa5 hoặc Xa7, tổ hợp đó kháng cao đối với các chủng bạc lá Các tổ hợp với các gen khác ngoài xa5 hoặc Xa7 đều kháng rất kém đối với các chủng

bạc lá (Bùi Trọng Thuỷ và Phan Hữu Tôn, 2004)

Ở Đồng bằng sông Cửu Long, các cán bộ nghiên cứu đã sử dụng 10 racebạc lá lây nhiễm cho 166 mẫu lúa và 25 dòng bố mẹ lúa lai Kết quả cho thấy có

5 giống lúa địa phương phản ứng tương tự dòng NIL mang gen Xa21, 3 giống tương tự xa5 và 58 giống - tương tự xa13 (Nguyen Thi Pha and Nguyen Thi

-Lang, 2004) Các nghiên cứu sâu hơn về phản ứng của các dòng NIL đối với vikhuẩn bạc lá lây nhiễm tự nhiên ngoài đồng ở Cần Thơ cho thấy một bức tranh

khác hẳn các nòi vi khuẩn bạc lá ở miền Bắc: các dòng NIL mang gen xa13 và

Xa14 đều bị nhiễm bệnh; các gen xa5 và Xa7: nhiễm nhẹ; các gen Xa1, Xa3, Xa4, Xa10, Xa11, Xa21: kháng vừa Ngoài ra, không có gen đơn nào kháng cao

với bệnh bạc lá, chỉ có tổ hợp nhiều gen kháng Xa4+xa5+xa13+Xa21 (trong IRBB60), Xa4+Xa7+Xa21 (trong IRBB62) và xa5+Xa7+xa13 (trong IRBB63)

là kháng khá cao với vi khuẩn bạc lá (Le Cam Loan et al., 2006)

Như vậy hiệu lực của các gen kháng bạc lá đối với các nòi vi khuẩn bạc láphân lập ở các vùng khác nhau là không giống nhau - một gen có thể kháng vớinòi bạc lá ở vùng này nhưng lại nhiễm với nòi ở vùng khác Để tạo ra giống lúakháng bền vững với bệnh bạc lá, cần thiết phải quy tụ vài gen kháng hiệu quả

vào 1 giống lúa.

2.6.2 Các gen kháng bệnh bạc lá lúa

Những nghiên cứu có tính chất hệ thống về gen kháng bệnh bạc lá lúa

được thực hiện tại Nhật Bản vào đầu thập kỷ 60 (Wu et al., 2008) Cho đến

những năm 80 của thế kỷ XX, Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế đã xác định bảnchất di truyền tính kháng bệnh là do gen quy định (Mew, 1987) Điều này đượckhẳng định chắc chắn nhờ vào những nghiên cứu của các nhà khoa học cùngnhững kỹ thuật hiện đại Những gen kháng chủ lực từ nhiều nguồn tài nguyên di

truyền đã được xác định Cho đến nay (tính đến năm 2012), có 36 gen (từ Xa1 đến Xa36) điều khiển tính kháng bệnh bạc lá ở lúa được công bố (Lin et al., 1996; Nagato and Yoshimura, 1998; Zhang et al., 1998; Khush and Angeles, 1999; Chen et al., 2002; Lee et al., 2003; Yang et al 2003; Nino-Lui et al., 2006; Singh et al., 2007; Wu et al., 2008; Wang et al., 2009; Korinsak et al., 2009); Chun Xia et al., 2012) Trong số 36 gen kháng bạc lá có 25 gen trội và 10 gen lặn Các gen lặn bao gồm xa5, xa8, xa13, xa15, xa19, xa20, xa24, xa28,

xa31 và xa33) Phần lớn các gen này đã được phát hiện từ loài phụ Indica, hoặc

từ lúa hoang dại O longistaminata, O rufipogon, O minuta và O officinalis, chỉ có một số ít được phát hiện từ loài phụ Japonica (Brar and Khush, 1997; Lee

et al., 2003) Riêng ba gen lặn xa15, xa19 và xa20 được tạo ra bởi đột biến cảm

ứng (Ogawa, 1996; Lee et al., 2003).

Tất cả 36 gen kháng bạc lá đều đã được định vị trên nhiễm sắc thể lúa và

lập bản đồ với các chỉ thị phân tử liên kết NST số 1 có 2 gen: Xa29 và xa34 (Chen et al., 2011; Tan et al., 2004); NST số 2 có 1 gen là xa24 (Wu et al., 2008); NST số 3 có chứa một gen là xa11; NST số 4 chứa 7 gen kháng bạc lá, trong đó có các gen Xa1, Xa2, Xa12, Xa14,Xa 25, Xa30, Xa31( Xa25, Xa30, Xa

31 đã được định vị trên NST nhưng chưa được khẳng định chắc chắn) (Gu et

al , 2004; Wu et al , 2008; Yshimura et al., 1998; Chun Xia et al., 2012) NST

số 5 có chứa 1 gen xa5 (Guo et al., 2010); NST số 6 chứa 3 gen kháng: Xa7,

Xa27 và xa33(t) (Gu et al., 2004; Wu et al., 2008; Yshimura et al., 1998; Chun

Xia et al., 2012) NST số 7 có 1 gen là xa8 và NST số 8 có 1 gen là xa13 (China Papers 69035, 2010; Chu et al., 2004) NST số 11 chứa tới 10 gen kháng:

Xa36(t) (Arif et al., 2008; Wang et al., 2003; Jiang et al., 2006) NST số 12 có 1

gen Xa32 (Chen et al., 2000) Trong 36 gen kháng bạc lá đã có 28 gen và các chỉ

thị phân tử liên kết gần với các gen này đã được định vị trên bản đồ di truyền

gen nhờ sử dụng các phương pháp RFLP, RAPD, STS, SSR… (Sengsai et al.,

2007)

Cho đến nay đã có 6 gen kháng bạc lá được lập bản đồ vật lý (physicalmapping) đồng thời được phân lập, tách dòng trên cơ sở bản đồ (map-basedcloning) và xác định rõ chức năng gen Đó là các gen (liệt kê theo thứ tự thời

gian) Xa21, Xa1, Xa26, xa5, Xa27 và xa13 (Song et al., 1995; Yoshimura et al., 1998; Sun et al., 2004; Iyer and McCouch, 2004; Gu et al., 2005; Chu et al.,

2006)

(Ghi chú: t-tentative: Đã được định vị trên NST nhưng chưa được khẳng định chắc chắn) Qua rất nhiều nghiên cứu các nhà khoa học đã kết luận rằng: các gen xa5,

Xa7, Xa21 là các gen kháng hữu hiệu có thể kháng được nhiều chủng bạc lá

khác nhau trên thế giới tại thời điểm hiện tại (Lang et al., 2008).

Một trong những gen được nhiều nơi sử dụng làm nguồn cho (donor) gen

kháng bạc lá đó là Xa7 Gen Xa7 được phát hiện từ giống lúa DV85 của Viện lúa Quốc tế IRRI và được định vị trên nhiễm sắc thể số 6, sau đó được lập bản

đồ trên cơ sở tổ hợp lai IR24xIRBB7 thông qua kỹ thuật AFLP Tiếp theo, các

chỉ thị phân tử M1, M3 và M4 được xác định có liên kết gần với gen Xa7, trong

đó M3 và M4 nằm cách gen Xa7 với khoảng cách tương ứng là 0,5 và 1,8 cM (Porter et al., 2003) Một số tác giả Trung Quốc tiến hành lập bản đồ vật lý cho

1 gen ở giống lúa Zhenhui 084 cùng alen với Xa7 (Zhang et al., 2009) Gen Xa7 biểu hiện tính kháng rộng đối với nhiều chủng vi khuẩn bạc lá (Cruz et al., 2000) Giống lúa mang gen kháng Xa7 được thử nghiệm tính kháng bạc lá trong

11 năm (22 vụ) liên tiếp với 1 chủng vi khuẩn bạc lá Sau 22 vụ liên tiếp, thànhphần quần thể vi khuẩn thay đổi, trong đó nhóm gây độc tăng lên Mặc dù vậy,

gen Xa7 vẫn tỏ ra kháng khá hiệu quả đối với vi khuẩn bạc lá, nhất là khi nhiệt

độ môi trường tương đối cao, trong khi các gen kháng khác dường như không

chịu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, hoặc giảm tính kháng ở nhiệt độ cao (Webb et

al., 2010).

Gen kháng xa13 là một gen lặn, được định vị trên nhiễm sắc thể số 8,

được lập bản đồ tính (fine map) thông qua kỹ thuật map-based cloning trên 291đoạn ADN dài 14,8 kb Phân tích trình tự ADN cho thấy có 2 gen dự tuyển cómặt trong vùng này Đó là gen tương tự extensin và gen tương đồng với nodulin

MtN13 (Chu et al., 2006) Tiếp theo, gen xa13 được phân lập từ 1 đoạn ADN

dài 9,2 kb (chứa 1gen dự tuyển) trên 1 BAC clone Cuối cùng, bằng các kỹ thuậtbiến nạp gen và kỹ thuật RNAi đã chứng minh được gen dự tuyển này chính là

gen kháng (lặn) xa13 (China Papers 69035, 2010).

Gen Xa21 nằm trên nhiễm sắc thể số 11 và là gen kháng bạc lá đầu tiên được phân lập và xác định chức năng gen Gen Xa21 là một thành viên của một

họ đa gen, mã hoá cho 1 protein tương tự kinaza thụ cảm (Song et al., 1995; Song et al., 1997) Gen Xa21 là gen kháng hiệu quả với nhiều chủng vi khuẩn

bạc lá và được nhiều nơi sử dụng làm nguồn cho gen kháng trong chương trình

chọn tạo giống lúa kháng bạc lá Gen Xa21 cũng là gen kháng bạc lá đầu tiên

được thiết kế vectơ để biến nạp vào cây lúa Đến nay, rất nhiều phòng thí

nghiệm trên thế giới đã thu được cây lúa chuyển gen kháng bạc lá Xa21.

Gen Xa25 được lập bản đồ trên giống lúa Minghui 63, được xác định nằm

gần vùng tâm động của nhiễm sắc thể số 12, kẹp giữa chuỗi NBS1109 và chỉ thị

G1314 với khoảng cách tương ứng là 2,5 và 7,3 cM (Chen et al.,2002) Ở bên cạnh gen kháng bạc lá Xa25 còn có các gen kháng đạo ôn Pi-ta và Pi-ta2 nữa.

Gen Xa26 đã được lập bản đồ di truyền từ giống lúa Minghui 63 Nó được

xác định là đồng phân ly với chỉ thị phân tử R1506 và nằm kẹp giữa 2chỉ thịphân tử RM224 và Y6855RA với khoảng cách tương ứng là 0,21 và1,47 cM

Gen Xa26 còn liên kết chặt với các gen Xa3, Xa4 và Xa22 trên nhiễm sắc thể số

11, qua đó hình thành 1 chuỗi đa gen Ngoài ra còn có 2 gen kháng đạo ôn Pi-1

và Pi-44(t) nằm ngay bên cạnh chuỗi gen kháng bạc lá này nữa (Yang et al., 2003) Năm 2004, gen Xa26 đã được phân lập thông qua kỹ thuật map-based

cloning và nghiên cứu chức năng Một đoạn ADN dài 67,2 kb trên cùng 1 BACcontig chứa 4 thành viên gen dự tuyển RKa, RKb, RKc và RKd thuộc 1 họ đagen (multi-gen family) đã được phân lập Thông qua kỹ thuật chuyển gen đã xác

định RKb chính là gen Xa26 Gen Xa26 mã hoá cho 1 protein giống như protein

của gen Xa21, và sự biểu hiện gen diễn ra liên tục Đó là protein tương tự kinaza thụ cảm giàu lơxin lặp lại (LRR receptor kinase-like protein) (Sun et al., 2004).

Gen Xa30 được phát hiện từ lúa hoang dại O nivara bởi các nhà khoa học

Ấn Độ Gen Xa30 nằm trên nhiễm sắc thể số 4, kẹp giữa 2 chỉ thị STS ở 2 vị trí LOC_Os04g53060 và LOC_Os04g53120 nằm cách nhau 38,4 kb (Cheema et

al., 2008)

Gen Xa31 được các nhà khoa học Trung Quốc định vị gần đầu mút của

vai dài nhiễm sắc thể số 4, cách 0,2 cM đối với chỉ thị G235 và cách 0,2 cM đốivới chỉ thị C600 nằm ở 2 phía của gen Các tác giả còn lập bản đồ vật lý và xác

định gen Xa31 nằm trên 1 BAC clone có kích thước xấp xỉ 100 kb (Wang et al.,

2009)

Gen kháng Xa32 được phát hiện từ lúa hoang dại O australiensis (Zheng

et al., 2009) Các tác giả Trung Quốc đã lập bản đồ gen này trên nhiễm sắc thể

số 11, xác định gen Xa32 nằm cách chỉ thị ZCK24 khoảng 0,5 cM (về phía cuối

vai dài) và cách chỉ thị RM6293 khoảng 1,5 cM (về phía tâm động)

Gen xa33 là gen kháng bạc lá được phát hiện vào năm 2010 Gen này

được lập bản đồ bởi các tác giả Thái Lan trên cơ sở tổ hợp lai giữa giống lúaBa7 (mang gen kháng) và Pin Kaset

Gen xa33 là gen lặn không hoàn toàn, nghĩa là ở trạng thái dị hợp tử nó

biểu hiện trạng thái trung gian giữa kháng và nhiễm Chỉ thị phân tử RM20590 ởgần đầu mút vai dài của nhiễm sắc thể số 6 liên kết chặt với gen này (Korinsak

et al., 2009) Ngoài ra, gen Xa7 nằm ngay sát gen xa33, còn gen Xa27 nằm ở

khoảng giữa vai dài của nhiễm sắc thể số 6, cách gen xa33 hơn 40 cM.

Các gen kháng Xa30, Xa31, Xa32, xa33, xa 34 là những gen kháng mới được phát hiện gần đây (Korinsak et al., 2003), (Zeng et al., 2009).

Gen Xa35 là gen kháng vi khuẩn bạc lá được phát hiện bởi các nhà khoa học Trung Quốc trên loài lúa hoang dại Oryza minuta, được lập bản đồ cách chỉ thị RM6293 0,7cM và cách chỉ thị RM7654 1,1 cM trên NST số 11 Xa35 được xác định là có tính kháng cao với các chủng bạc lá của Trung Quốc (Guo et al.,

2010)

Như vậy 36 gen kháng bạc lá nói trên đã được nghiên cứu và định vị trêncác nhiễm sắc thể Hầu hết đã được lập bản đồ ở mức độ phân tử Những kết quả

nghiên cứu này là các công cụ hữu hiệu cho chương trình chọn giống nhờ chỉ thịphân tử, tạo điều kiện đáng kể cho việc khai thác và sử dụng gen kháng mộtcách có hiệu quả trong việc chọn tạo giống lúa mới kháng bệnh bạc lá.

2.6.3 Tình hình chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá ở các nước

Chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá đã được nhiều nước trên thế

giới quan tâm và nghiên cứu.

Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã thành công chuyển gen quý vàocác giống lúa trồng bằng phương pháp lai trở lại và chọn lọc nhờ MAS Kết quả

đã tạo ra các giống lúa năng suất cao và có khả năng chống chịu với những điềukiện bất thuận Cũng nhờ phương pháp này mà các nhà khoa học của IRRI đãquy tụ được nhiều gen kháng bạc lá vào một số dòng như IRBB64 (chứa gen

Xa4, xa5, Xa7 và Xa21), dòng IRBB63 chứa các gen xa5, Xa7 và Xa13 (Chen et

al , 2011).

Ở Philippines, đã quy tụ thành công 3 gen kháng trội vào dòng mẹ TGMS1

(Loida et al , 2008).

Ở Ấn Độ, quy tụ 2 gen Xa4 và Xa21 vào cùng một giống, chuyển gen pi5

và Xa21 vào giống IR50, quy tụ gen Xa21 và xa13 vào giống Basmati 1 Theo Sing et al., (2007), sử dụng MAS để quy tụ 3 gen xa5, xa13 và Xa21 vào giống

PR106

Các nhà khoa học Trung Quốc đã sử dụng MAS trong chọn tạo giống lúa và

đã quy tụ được các gen chủ yếu như xa5, Xa7 và Xa21 vào cùng một giống lúa Như dòng phục hồi Shuhui đã quy tụ được 2 gen Xa4 và Xa21 (Wang et al ,

Japonica có phổ kháng rộng đối với các chủng bạc lá Các nhà khoa học

Hàn Quốc còn sử dụng các chỉ thị phân tử STS và SNP liên kết với các gen

kháng Xa1, Xa4, xa5, xa13 và Xa21 trong chọn tạo giống lúa thơm kháng bạc lá (Kim et al., 2009).

Tại Việt Nam, lúa lai có Nam ưu 1 của Công ty cổ phần giống cây trồngmiền Nam, Việt Lai 24 của Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Bắc ưu 253KBLcủa công ty cổ phần giống cây trồng Hải Dương Lúa thuần có HUA7 của Họcviện Nông nghiệp Việt Nam

Võ Thị Minh Tuyển (2012): Chọn lọc được DT45 (mang gen xa5) DT47 (mang gen Xa7).

Phần III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu

- Gồm 32 giống lúa nếp cẩm được kí hiệu N1- N42 (Phụ lục 1)

- IR24 là giống chuẩn nhiễm

- Danh sách 3 isolate vi khuẩn X Oryzae được sử dụng trong nghiên cứu.

Bảng 3.1: Danh sách 3 isolate sử dụng trong lây nhiễm

XoTN1 An Khánh, Đại Từ, Thái Nguyên 7/10/2013 U17

XoTH1 TT Giống Thọ Xuân, Thanh Hóa 7/9/2013 Nam ưu 730 XoND3 Giao Thịnh, Giao Thủy, Nam Định 14/9/2014 Q.ưu 45

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Khu thí nghiệm đồng ruộng, Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng,Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

3.1.3 Thời gian nghiên cứu

Thời vụ: Vụ mùa 2014

Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 6/2014 – 12/2014

3.2 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các mẫu giống nếp cẩm địaphương

Đánh giá một số tính trạng nông sinh học của tập đoàn nếp cẩm nghiêncứu

Đánh giá khả năng kháng một số loại sâu bệnh đồng ruộng như sâu đụcthân, sâu cuốn lá, rầy nâu, bạc lá, đạo ôn…

Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất.

3.3 Phương pháp nghiên cứu

+ Cây cách cây 15 cm, cấy 1 dảnh/ khóm

+ Bón phân và chăm sóc như đại trà thực hiện theo quy trình của Bộ môn

Di truyền - Chọn giống, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

3.3.2 Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học cơ bản

Các đặc điểm nông sinh học được đánh giá theo thang điểm của IRRI,

(2002) Mỗi giống theo dõi 10 cây, theo dõi 7 ngày/1 lần

* Thời kì mạ

- Gieo riêng từng dòng, cắm thẻ ở mỗi dòng, quây nilon chống chuột

- Khi mạ được 3 lá thì bắt đầu đánh dấu số lá: lá thứ 3 đánh dấu một chấmsơn trắng, lá thứ 5 đánh dấu 2 chấm, lá thứ 7 đánh dấu 3 chấm, theo dõi đếnkhi ra lá đòng ghi số liệu số lá/ thân chính

- Mỗi dòng đánh dấu 20 cây, chọn cấy 10 cây để theo dõi

- Theo dõi khả năng đẻ nhánh của cây mạ ở mỗi dòng

- Theo dõi tình hình nhiễm sâu bệnh trên ruộng mạ, ghi tên sâu hoặc bệnh,cho điểm để đánh giá mức độ gây hại nếu có

- Màu sắc lá mạ

- Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của cây mạ thông qua chỉ tiêu:

số lá mạ trước khi cấy, chiều cao cây mạ, khả năng đẻ nhánh ( Đếm số nhánhtrên thân mạ)

* Thời kì lúa

 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng

- Tuổi mạ: được tính từ khi gieo đến khi cấy

- Ngày hồi xanh: Khi có 80% số cây bén rễ hổi xanh

- Ngày bắt đầu đẻ: 10% số cây đẻ nhánh dài 1cm nhô ra khỏi bẹ lá

- Ngày thu hoạch.

* Các chỉ tiêu sinh trưởng:

- Động thái đẻ nhánh: Theo dõi 7 ngày/lần, theo dõi 10 cây/giống

- Động thái ra lá: Theo dõi 7 ngày/lần

- Động thái tăng trưởng chiều cao cây: theo dõi 7 ngày/lần Đo từ mặtđất đến mút lá cao nhất

 Theo dõi số lá/ thân chính

Hàng tuần đánh dấu các lá theo số lẻ mới xuất hiện, khi ra lá đòng thì ghi

số liệu của cả 10 cây, cộng và tính giá trị trung bình

 Mô tả đặc điểm hình thái

Chỉ tiêu và phương pháp đo đếm các chỉ tiêu:

- Chiều cao cây cuối cùng (cm): Đo từ mặt đất đến hạt đỉnh bông cao nhất,không kể râu

- Chiều dài cổ bông (cm): Đo từ cổ lá đòng đến đốt cổ bông

+ Nếu cổ bông vươn ra ngoài cổ lá đòng ký hiệu dấu (+)+ Nếu cổ bông nằm trong bẹ lá ký hiệu dấu (-)

- Chiều dài lá đòng (cm): Đo từ gối lá đến mút đầu lá tính đến 0,1 đo chiều dàilá của 10 cây/ 1 dòng, tính giá trị trung bình

- Chiều rộng lá đòng (cm) : Đo từ mép lá bên này đến mép lá bên kia chỗ rộngnhất

- Chiều dài bông (cm) : Đo khi bông lúa đã chín, bắt đầu từ đốt cổ bông có giéđến mút bông không kể râu

- Số bông/ khóm: Đếm tất cả các bông có hạt chắc và lép

- Số hạt /bông : Đếm số bông/khóm sau đó đếm số hạt của từng bông Đếm sốhạt của 10 cây/1 dòng sau đó lấy giá trị trung bình

- Tổng số hạt/ bông: Là số hoa đã hình thành, đếm cả số hạt chắc và hạt lép trên

- Năng suất cá thể: Cân khối lượng hạt khô của 10 khóm/mẫu giống.

- Năng suất lý thuyết: NSLT = số bông/khóm x số khóm/m2 x số hạt/bông x tỷ lệhạt chắc x khối lượng 1000 hạt x 10-4 (tạ/ha)

3.3.3 Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá lúa bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo.

 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo:

Lây bệnh theo phương pháp sát thương cơ giới cắt đầu lá của Furuya.

(2003): Dùng kéo đã khử trùng nhúng vào dung dịch chứa vi khuẩn gây bệnhbạc lá (mỗi chủng vi khuẩn dùng một kéo vô trùng) cắt lên đầu lá lúa một đoạndài khoảng 3 – 5 cm và lây nhiễm vào giai đoạn lúa làm đòng - trỗ, mỗi chủngmột cây, trên một cây cắt toàn bộ lá xanh trên đó

Trước khi lây nhiễm, tiến hành làm thí nghiệm để xác định khả năng duytrì độ độc tính của các chủng vi khuẩn trong quá trình bảo quản bằng cách lâythử lên dòng mẫm cảm IR24 Sau 5 ngày thấy đầu lá héo xanh và tái đi chứng tỏcác chủng vi khuẩn này có độ độc tính và có thể dùng để lây nhiễm được

 Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá

Sau khi lây nhiễm được 18 – 20 ngày tiến hành đo chiều dài vết bệnh theoJica, 2003 Đo toàn bộ các lá lây nhiễm Đo từ đầu vết cắt xuống phía dưới đến

hết vết bệnh, tính trung bình Dựa vào chiều dài vết bệnh để đánh giá tínhkháng, nhiễm của giống theo 3 cấp như sau:

Bảng 3.2: Đánh giá khả năng kháng/nhiễm theo chiều dài vết bệnh

 Đánh giá các chỉ tiêu sau khi lây nhiễm:

Đánh giá các chỉ tiêu về năng suất: Đánh giá mức độ thiệt hại về năng suất

do bệnh bạc lá gây ra: Tỉ lệ hạt chắc, khối lượng 1000 hạt, năng suất cá thể củacá thể lây nhiễm với cá thể không lây nhiễm nhân tạo

Theo dõi thời gian từ bắt đầu trỗ đến trỗ 10%, 50% và chín hoàn toàn: Khi95% số hạt trên bông chuyển vàng lấy mỗi dòng 10 cây gồm 5 cây bị bệnh và 5cây không bị bệnh, xác định:

+ Tỉ lệ nhánh hữu hiệu

+ Chiều cao cây cuối cùng: Đo từ vết cắt ở gốc đến mút đầu bông, không kể râu+ Chiều dài bông

+ Chiều dài cổ bông

+ Năng suất cá thể

- Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh

+ Loại sâu bệnh, mức độ gây hại của các đối tượng dịch hại như bệnh khô vằn,bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá, sâu đục thân, sâu cuốn lá, rầy nâu… đánh giá theothang điểm của IRRI (2002)

3.3.4 Các công thức sử dụng

- Công thức tính giá trị trung bình: X = Xi n

- Công thức tính phương sai: S2 = ( )

2 1



i

- Hệ số biến động: CV(%) = X S x100

Trong đó:

n: là số mẫu quan sát

X : là giá trị trung bình của tính trạng quan sát

S2 : là phương sai mẫuXi: là giá trị thực của tính trạng quan sát ở tính trạng thứ i

3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu được xử lí bằng phần mềm Microsoft Excel 2010 và Irristart

Phần IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống nếp cẩm

Đối với cây lúa, giai đoạn mạ là giai đoạn đầu tiên của quá trình sinhtrưởng phát triển Thời kì này được tính từ khi gieo mạ đến khi cấy Thời kì nàydài hay ngắn tùy thuộc chủ yếu vào giống, phương thức làm mạ, điều kiện ngoạicảnh và mùa vụ gieo trồng Nhìn chung thời gian sinh trưởng của cây lúa ở giaiđoạn mạ không dài nhưng nó lại là thời kì hết sức quan trọng đối với sinhtrưởng, phát triển của cây lúa quyết định đến sức sống và năng suất của cây lúasau này

Cây mạ sinh trưởng và phát triển khỏe sẽ tạo tiền đề cho cây lúa sau cấynhanh bén rễ hồi xanh, sớm đẻ nhánh, tạo đà cho cây lúa sinh trưởng và pháttriển tốt ở những giai đoạn tiếp theo

Tiêu chuẩn để đánh giá một ruộng mạ tốt đó là mạ phải cứng cây, đanhrảnh, bộ rễ phát triển, tuổi mạ không quá già và không bị sâu bệnh Vì vậy khitiến hành thí nghiệm chúng tôi đánh giá tình hình sinh trưởng và phát triển củacây mạ theo các chỉ tiêu: Chiều cao cây mạ, số lá mạ, màu sắc lá mạ, số nhánh,sức sinh trưởng của cây mạ theo thang điểm của IRRI: Kết quả theo dõi tình hình sinh trưởng của cây mạ được trình bày ở bảng 4.1

Bảng 4.1 Đặc điểm giai đoạn mạ của các mẫu giống nếp cẩm vụ Mùa 2014

tại Gia Lâm - Hà Nội

STT hiệu Kí Tuổi mạ (Ngày) Chiều cao cây mạ

(cm)

Số lá mạ trước khi cấy

Số nhánh Sức sinh trưởng

(Điểm)

Màu sắc lá mạ

mạ mọc nhanh và đều trở lại Qua bảng 4.1, ta thấy sức sinh trưởng của các mẫugiống nếp cẩm được chia thành 3 nhóm đó là: Nhóm các mẫu giống có sức sinhtrưởng mạnh (điểm 3) gồm 26 mẫu chiếm tỉ lệ 81,3%; 3 mẫu (chiếm 9,4%) cósức sinh trưởng yếu ở mức điểm 5 là N9, N10, N18; 3 mẫu giống có sức sinhtrưởng rất mạnh (điểm 1) gồm N22, N38 và N42 chiếm tỉ lệ 9,3%

Màu sắc lá mạ là một chỉ tiêu để xác định sức sinh trưởng và phát triểncủa mạ Dựa trên đặc điểm này chúng ta có thể đánh giá được khả năng chốngchịu sâu bệnh của cây Ngoài ra việc quan sát màu sắc lá mạ còn cho ta thấyđược cây mạ thiếu hay thừa dinh dưỡng Trong số 32 mẫu giống lúa nếp cẩmtham gia thí nghiệm, chúng tôi phân chia màu sắc lá mạ của chúng thành 3nhóm: Nhóm có màu xanh đậm gồm 9 mẫu giống là N6, N10, N16, N18, N21,N22, N24, N32, N42; nhóm có màu xanh gồm 14 mẫu đó là N1, N7, N8, N11,N13, N14, N15 9 mẫu giống có màu xanh nhạt là N2, N3, N9, N17, N23, N28,N29, N31 và N38

Ở giai đoạn này tất cả các mẫu giống tham gia thí nghiệm đều sinh trưởng

và phát triển tốt, không bị sâu bệnh hại Các mẫu giống đều có tuổi mạ là 17ngày với chiều cao trung bình đạt từ 26,8 – 52cm Trong đó N42 có chiều caocây mạ thấp nhất (26,8 cm); N22 có chiều cao lớn nhất (52,0 cm) Số lá mạ củacác mẫu giống nếp cẩm dao động trong khoảng từ 3,0 – 5,2 lá N3 có số lá mạthấp nhất đạt 3 lá và N38 có số lá mạ lớn nhất với 5,2 lá

Qua theo dõi quần thể mạ chúng tôi thấy có một số mẫu giống nghiên cứu

đẻ nhánh khá sớm là N2, N7, N8, N17, N22, N24, N38, và N22 có số nhánh cao(trung bình đạt 1,8 và 1,7 nhánh/cây) Đa số các mẫu giống còn lại đều chưa đẻnhánh Các mẫu giống sinh trưởng và phát triển khá đồng đều, có N13, N31,N36, N38, N42 mạ phát triển tốt Nhìn chung mạ của tất cả các mẫu giống đều

đủ tiêu chuẩn để đưa ra ngoài ruộng cấy

4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ khi gieo mạ cho đến khi

lúa chín hoàn toàn Các giống khác nhau có thời gian sinh trưởng khác nhau tùythuộc vào đặc điểm di truyền của từng giống Tuy nhiên thời gian sinh trưởngcủa cây lúa còn phụ thuộc và chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh như: chế

phương có tổng thời gian sinh trưởng dài hơn các giống lúa được cải tiến.

Nhìn chung thì tổng thời gian sinh trưởng quá dài hay quá ngắn đều ảnhhưởng tới năng suất Vì nếu thời gian sinh trưởng quá dài thì sẽ dễ gây lốp đổ vàkhông tránh khỏi ảnh hưởng của thiên tai, còn thời gian sinh trưởng quá ngắn sẽlàm giảm hàm lượng chất khô được tích lũy vào hạt

Độ dài thời gian sinh trưởng của các giống chủ yếu phụ thuộc vào thờigian hoàn thành giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, còn giai đoạn sinh trưởngsinh thực của các giống lúa nhìn chung là ổn định, không có sự khác biệt lớn Việc xác định thời gian sinh trưởng của cây lúa có ý nghĩa rất to lớn chocông tác chọn tạo giống lúa, giúp các nhà chọn giống sắp xếp các giống vào cácnhóm có thời gian sinh trưởng dài ngắn khác nhau Từ đó giúp cho việc xác định

cơ cấu mùa vụ trong hệ thống canh tác và có những biện pháp kỹ thuật tác độngphù hợp ở từng giai đoạn sinh trưởng, nhằm đem lại năng suất cao nhất, xácđịnh được các giống lúa thích hợp trồng trong các thời vụ khác nhau

Để chọn lọc được các giống tốt làm nguồn vật liệu cho chương trình chọntạo giống kháng bệnh bạc lá chúng tôi tiến hành theo dõi thời gian qua các giaiđoạn sinh trưởng: bén rễ hồi xanh, bắt đầu đẻ nhánh, kết thúc đẻ nhánh, bắt đầutrỗ, kết thúc trỗ, chín hoàn toàn Kết quả theo dõi thời gian sinh trưởng của cácmẫu giống nếp cẩm được trình bày trong bảng 4.2:

Bảng 4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các mẫu

giống nếp cẩm vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội

STT

Kí

hiệu

Tuối mạ (Ngày)

Thời gian từ cấy đến …

(Ngày)

Thời gian trỗ

(Ngày)

Thời gian chín (Ngày)

Thời gian sinh trưởng (Ngày)

Bén

rễ hồi xanh

Bắt đầu đẻ

nhánh

Kết thúc đẻ

nhánh

Bắt đầu trỗ

Thời gian bén rễ hồi xanh: Sau khi cấy gặp điều kiện thời tiết thuận lợicây lúa sẽ bén rễ hồi xanh trong khoảng thời gian từ 4-7 ngày Nếu thời tiết lạnh,

âm u, thiếu ánh sáng thì thời gian để cây lúa hồi xanh có thể kéo dài từ 15-20ngày tùy từng giống hoặc thậm trí có thể dài hơn

Qua số liệu bảng 4.2 cho thấy: thời gian từ cấy đến bén rễ hồi xanh củacác mẫu giống lúa trong thí nghiệm dao động trong khoảng từ 4-8 ngày, do thờitiết sau khi cấy râm mát nên cây mạ bén rễ hồi xanh nhanh Trong số 32 mẫugiống nếp cẩm khảo sát có 3 mẫu thời gian bén rễ hồi xanh ngắn nhất là N2, N7

và N42 (4 ngày) N6, N18 và N21 có thời gian hồi xanh kéo dài nhất (8 ngày).Các mẫu giống nghiên cứu có thời gian hồi xanh ngắn sẽ sớm bước sang giaiđoạn đẻ nhánh rút ngắn được thời gian sinh trưởng

Thời gian từ cấy đến khi bắt đầu đẻ nhánh là một đặc trưng của giống,ngoài ra nó còn phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh như thời tiết, chế độ dinhdưỡng….các giống khác nhau thì thời gian từ cấy đến bắt đầu đẻ nhánh cũngkhác nhau

Qua theo dõi chúng tôi thấy, đa số các mẫu giống lúa trong thí nghiệm cóthời gian bắt đầu đẻ nhánh từ 6-13 ngày

+ N7, N13, N17, N22, N42 có thời gian từ cấy đến bắt đầu đẻ nhánh sớmnhất (6 ngày)

+ N6, N14, N15 và N27 thời gian từ cấy đến bắt đầu đẻ nhánh khá muộn(12-13 ngày)

+ Các mẫu còn lại thời gian bắt đầu đẻ nhánh dao động trong khoảng từ

7-10 ngày sau cấy

Thời gian từ cấy đến kết thúc đẻ nhánh là thời gian quyết định đến sốbông/ đơn vị diện tích Thông thường thì các dòng đẻ nhánh sớm và tập trung thì

sẽ cho số bông/đơn vị diện tích cao và ngược lại

Bảng số liệu 4.2 cho thấy, các mẫu giống lúa thí nghiệm có thời gian từcấy đến kết thúc đẻ nhánh biến động từ 30-57 ngày Trong đó N27 có thời giankết thúc đẻ nhánh sớm nhất (30 ngày), thời gian kết thúc đẻ nhánh của N42 (31ngày) Các mẫu N3, N10, N15 thời gian kết thúc đẻ nhánh khá muộn (50 ngàysau cấy) Lâu hơn cả là N19 thời gian kết thúc đẻ nhánh lâu nhất (57 ngày saucấy)

Thời gian từ cấy đến bắt đầu trỗ được tính từ khi gieo đến khi dòng, giốnglúa có câycó 1 bông nhô ra ngoài bẹ lá đòng 3-5 cm Thời gian này dài hay ngắnphụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm di truyền của giống, ngoài ra còn phụ thuộc vàothời vụ cấy và kĩ thuật thâm canh Kết quả theo dõi cho thấy các mẫu giống khácnhau có thời gian từ cấy đến bắt đầu trỗ cũng khác nhau

Thời gian từ cấy đến bắt đầu trỗ của các mẫu giống nếp cẩm dao động từ45-82 ngày N38 có thời gian từ cấy đến trỗ ngắn nhất với 45 ngày N17 và N13

có thời gian từ cấy đến bắt đầu trỗ dài nhất lần lượt là 78 và 82 ngày

Thời gian trỗ của các mẫu giống nếp cẩm dao động trong khoảng từ 5-10ngày N10 có thời gian trỗ ngắn nhất (5 ngày), N29 có thời gian trỗ là 6 ngày.N42 và N16 có thời gian trỗ kéo dài nhất (10 ngày) Các mẫu giống còn lại cóthời gian trỗ dao động trong khoảng từ 7-9 ngày

Thời gian từ khi lúa kết thúc trỗ đến chín thu hoạch: Thời kì chín đặctrưng cho các hoạt động sinh lí của hạt, sự tăng lên về cả kích thước lẫn khốilượng của hạt, sự biến đổi về màu sắc của vỏ hạt và sự tàn lụi của lá Ở thời kìnày, các chất dinh dưỡng được tích luỹ về hạt, hình thành nên nội nhũ Do vậythời gian này cây cần có bộ lá xanh (đặc biệt là lá đòng và lá công năng) để giúpcho quá trình tích luỹ tinh bột được thuận lợi, tạo điều kiện nâng cao năng suấtlúa Thời gian từ lúa trỗ đến chín thu hoạch của các mẫu giống nếp cẩm daođộng từ 26 -38 ngày N24, N26 có thời gian chín ngắn nhất (26 ngày), N42 cóthời gian chín dài nhất (38 ngày) Nhìn chung, các mẫu giống lúa nghiên cứu cóthời gian chín chênh lệch không nhiều

Tổng thời gian sinh trưởng của các mẫu giống nếp cẩm nghiên cứu: Thờigian sinh trưởng là tổng thời gian của các giai đoạn sinh trưởng tính từ khi gieohạt đến khi lúa chín hoàn toàn Nghiên cứu thời gian sinh trưởng của giống giúpchúng ta phân biệt được giống dài ngày, giống trung ngày hay giống ngắn ngày,

là cơ sở để bố trí thời vụ hợp lý, xây dựng cơ cấu cây trồng thích hợp giúp tăng

vụ, tăng năng suất ở các vùng trồng khác nhau, phát huy được những đặc tính tốtcủa giống

Các giống lúa khác nhau có thời gian sinh trưởng cũng khác nhau Đa sốcác mẫu giống lúa thí nghiệm thuộc nhóm trung ngày Thời gian sinh trưởng của

các mẫu giống lúa biến động từ 99-134 ngày N38 có thời gian sinh truởng ngắnnhất (99 ngày), dài nhất là N13 (134 ngày).

Nhìn chung các mẫu giống nếp cẩm thí nghiệm có TGST chênh lệch khálớn Sự khác nhau về TGST của các mẫu giống nếp cẩm chủ yếu là do sự khácnhau về thời gian từ khi cấy đến lúc bắt đầu trỗ

Qua kết quả bảng 4.2 cho thấy: Trong cùng một điều kiện các giống khácnhau có thời gian sinh trưởng khác nhau do đặc điểm di truyền của giống Trongnghiên cứu này chúng tôi nhận thấy rằng có một số mẫu giống nếp cẩm phảnứng chặt với điều kiện ánh sáng ngày ngắn Đó là N7, N13, N17, N22 và N29

4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao cây

Chiều cao cây là một hình thái quan trọng, nó là một đặc điểm di truyềncủa giống, có liên quan chặt chẽ đến khả năng chống đổ, khả năng chịu thâmcanh cao, khả năng tăng mật độ gieo cấy và khả năng đẻ nhánh của các giống.Các giống cao cây có khả năng chống đổ, chịu thâm canh và khả năng đẻ nhánhthấp hơn so với các giống thấp cây Chiều cao cây là tính trạng tương đối ổnđịnh, khi một số giống đã thuần thì sự tác động của điều kiện ngoại cảnh hay kĩthuật canh tác đều có ít ảnh hưởng

Trong điều kiện vụ Mùa 2014, nhìn chung động thái tăng trưởng chiềucao cây của các mẫu giống nếp cẩm có tốc độ tăng nhanh Kết quả nghiên cứuđộng thái tăng trưởng chiều cao của các mẫu giống lúa thí nghiệm qua các giaiđoạn được trình bày ở bảng 4.3 và đồ thị 4.1