Khảo sát đánh giá năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá nguồn gen các lúa nếp bằng chỉ thị phân tử DNA

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp vii DANH MỤC CÁC BẢNG 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam gạo 142.1 Diện tắch lúa ựặc sản theo Mùa Ờ vụ ở các

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

MAI THỊ HƯƠNG

KHẢO SÁT ðÁNH GIÁ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ NGUỒN GEN CÁC

LÚA NẾP BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ DNA

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ SỐ: 60.42.02.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHAN HỮU TÔN

HÀ NỘI - 2014

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp i

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Mai Thị Hương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành ñến PGS.TS Phan Hữu Tôn, Trưởng Bộ môn SHPT&CNSH ứng dụng, khoa CNSH trường ñại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong việc ñịnh hướng ñề tài cũng như trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên trong Bộ môn SHPT&CNSH ứng dụng, ñã giúp ñỡ, tạo mọi ñiều kiện về vật chất và thời gian

ñể tôi hoàn thành ñề tài và khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong Phòng ñào tạo sau ñại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp

ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài

Qua ñây, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia ñình, người thân, bạn bè, là những người luôn ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả

Mai Thị Hương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp iii

2.1.2 Một số tính trạng nông sinh học ñặc trưng của cây lúa tẻ và lúa nếp 6

2.2 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo lúa nếp ở trên thế giới và

2.2.1 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp trên thế giới 17 2.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng lúa nếp ở trong nước 18 2.2.3 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống lúa nếp ở trong nước 22

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp iv

2.4.2 Ứng dụng CNSH trong nghiên cứu và chọn giống kháng bệnh

3.3.3 Phương pháp ñánh giá một số ñặc ñiểm nông sinh học cơ bản 37 3.4 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo ñánh giá khả năng kháng bạc lá 39 3.5 Phương pháp xác ñịnh gen mùi thơm, kháng bệnh bạc lá Xa4,

3.5.2 Phương pháp xác ñịnh gen thơm bằng PCR 41 3.5.3 Kiểm tra khả năng mang gen kháng Xa4, Xa7 bằng PCR 42

3.6.1 Phương pháp ñánh giá cảm quan mùi thơm 43

4.1 Kết quả ñánh giá các tính trạng nông sinh học 47 4.1.1 Thời gian sinh trưởng, ñộ dài giai ñoạn trỗ, chiều cao cây 47 4.1.2 Khả năng ñẻ nhánh, tỉ lệ nhánh hữu hiệu 51 4.1.3 Chiều dài bông, ñộ thoát cổ bông, ñộ cứng cây 54

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp v

4.1.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 60 4.2 Kết quả ựánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá 64

4.2.2.Kết quả PCR kiểm tra gen kháng bệnh bạc lá 66 4.2.3 So sánh kết quả PCR với kết quả lây nhiễm nhân tạo 68

4.3.1 Chiều dài, chiều rộng và hình dạng gạo xay 74

4.3.4 độ phân hủy trong kiềm (như một chỉ tiêu biểu thị cho nhiệt ựộ

4.4 Kết quả ựánh giá mùi thơm và khả năng mang gen mùi thơm 81 4.4.1 đánh giá cảm quan mùi thơm lá, hạt gạo 81 4.4.2 Kết quả ựánh giá mùi thơm bằng phương pháp dùng chỉ thị phân tử 85 4.4.3 So sánh kết quả ựánh giá mùi thơm bằng phương pháp cảm quan

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

EDTA Ethylendiamine tetra acetic acid

PCR Polymerase chain reaction – phản ứng chuỗi trùng hợp, kỹ thuật chỉ

thị phân tử nhằm nhân một ñoạn DNA ñã biết trước QTL Quantative trait locus – locus tính trạng số lượng

RFLP Restriction fragment length polymorphism – sự ña hình về chiều dài

của những ñoạn cắt giới hạn SDS Sodium dodecyl sulphate

SNPs Single nucleotide polymorphisms – hiện tượng ña hình ñơn nucleotide

SSRs Simple sequence repeats – kỹ thuật chỉ thị phân tử nhằm nhân hoặc

lai các ñoạn lặp DNA nguyên bản Tris-HCl (Tris hydroxylmethyl) amino methane

2-ACP 2-acetyl-1-pyrroline

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam gạo 142.1 Diện tắch lúa ựặc sản theo Mùa Ờ vụ ở các vùng (2000-2001) 202.2 Diện tắch gieo trồng của một số loại lúa ở miền Bắc và miền Trung 202.3 Diện tắch các giống lúa nếp trong Danh mục giống ựược phép sản

xuất kinh doanh ở các vùng phắa Bắc năm 2009 (ha) 21

3.4 đánh giá nhiệt ựộ hóa hồ và ựộ phân hủy theo thang ựiểm IRRI

4.1 Thời gian sinh trưởng, ựộ dài giai ựoạn trỗ, chiều cao cây cuối

4.2 Số nhánh tối ựa, số nhánh hữu hiệu, tỷ lệ nhánh hữu hiệu của các

4.3 Chiều dài bông, ựộ thoát cổ bông, ựộ cứng cây của các mẫu

4.4 Chiều dài, chiều rộng lá ựòng của các mẫu giống thắ nghiệm 584.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp viii

4.9 Tỉ lệ gạo lật, nhiệt ñộ hóa hồ, dạng nội nhũ và màu sắc hạt của

4.10 Kết quả ñánh giá cảm quan mùi thơm trên lá và hạt gạo của các

4.11 Sự ña dạng của các locus mùi thơm giữa các mẫu giống lúa 854.12 So sánh kết quả ñánh giá mùi thơm bằng KOH 1,7% và kết quả

4.13 Một số mẫu giống có tính trạng tốt nổi trội 88

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp ix

DANH MỤC HÌNH

1.2 Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin dạng mạch (α-

1.3 Nội nhũ của lúa nếp và tẻ khi nhuộm KI [23] 17 4.1 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IR24 65 4.2 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB7 65 4.3 Kết quả lây nhiễm nhân tạo trên ñối chứng IRBB4 65 4.4 ðiện di sản phẩm PCR gen Xa4 sử dụng cặp mồi Npb181 67 4.5 ðiện di sản phẩm PCR gen Xa7 sử dụng cặp mồi P3 67

4.7 Thí nghiệm xác ñịnh nhiệt ñộ hóa hồ, ñộ phân hủy kiềm 78 4.8 ðiện di sản phẩm PCR ñột biến trong gen BADH2 sử dụng cặp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 1

PHẦN 1 MỞ đẦU

1.1 đặt vấn ựề

Từ xa xưa ựến nay, cây lúa nếp ựã có giá trị rất lớn về kinh tế và ựa dạng văn hoá ẩm thực không chỉ với người Việt ta mà của một số dân tộc ở châu Á như Lào, Inựonesia, Ấn ựộ Tập tục ăn cơm nếp/xôi thay cho cơm nay còn thấy ở Lào Gạo nếp

có hương thơm, hiếm hơn gạo tẻ nên ựược chọn làm nguyên liệu ựể chế biến thành lễ vật dâng cúng thần linh và tổ tiên Ở nước ta, lúa nếp ựược trồng chủ yếu ựể phục

vụ nhu cầu của người dân, nhiều sản phẩm ựược làm từ lúa nếp như bánh chưng, bánh dày, bánh tét, bánh rán, bánh phu thê, bánh khảo, bột dinh dưỡng, các loại xôi, cốm, rượu,Ầtồn tại ngày càng ựa dạng trong cuộc sống của người dân Việt trong và ngoài nước Xã hội phát triển các lễ hội ngày càng nhiều, nhu cầu về các sản phẩm lúa nếp ngày càng gia tăng Chúng ta ựã qua ựược thời sản xuất lương thực bằng mọi giá, ựến thời sản xuất phải có lời, và ựang xuất hiện những mô hình sản xuất vừa có lời, vừa bền vững cho môi trường sinh thái trong lành

Sử dụng các sản phẩm chế biến từ gạo nếp là một tập quán lâu ựời của hầu hết những người nông dân đông Nam Á nói chung và Việt Nam nói riêng đối với các tỉnh vùng đBSH bản sắc ẩm thực có những nét chung của khu vực nhưng ựi sâu

ta thấy có những nét riêng biệt, nhiều sản phẩm ựược chế biến từ gạo nếp ựã trở thành những món ăn truyền thống trong những dịp lễ tết như bánh trưng trong dịp tết cổ truyền, bánh trôi, bánh chay trong dịp ngày 3/3 âm lịch, bánh dẻo, bánh nướng trong dịp tết trung thuẦNhiều vùng có những sản phẩm nổi tiếng ựược chế biến từ gạo nếp như vùng Thường Tắn- Hà đông nổi tiếng với bánh Dầy Quán Gánh, đình Bảng- Bắc Ninh nổi tiếng với bánh Su sê,Ầ Nhiều người dân Việt Nam thường dùng bữa ăn sáng là sản phẩm ựược chế biến từ gạo nếp Có vùng trên thế giới người nông dân coi gạo nếp là nguồn lương thực chắnh như ở Lào

Càng ngày cuộc sống của người dân ựược cải thiện thì nhu cầu về các sản phẩm ựược chế biến từ gạo nếp càng tăng nên tuy nhiên hiện nay sản lượng lúa Nếp mới chiếm khoảng 5-10% trong sản lượng lúa (Lê Vĩnh Thảo, 2004) để tăng sản

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 2

lượng lúa Nếp hàng năm thì công tác chọn tạo giống lúa nếp mới có năng xuất cao, phẩm chất tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái khác nhau là ñiều cần thiết

ðể tạo giống thành công thì việc có ñược nguồn gen càng ña dạng phong phú, chứa nhiều tính trạng tốt bao gồm các gen mục tiêu có ý nghĩa quyết ñịnh Nguồn gen các mẫu giống lúa, trong ñó có lúa nếp của nước ta rất phong phú và ña dạng, có nhiều giống chất lượng rất cao, cơm dẻo lâu và thơm, có tiềm năng năng suất cao, có nhiều giống vẫn ñược ñồng bào các dân tộc miền núi giữ lại trồng Tuy nhiên, các tính trạng tốt này lại nằm rải rắc trong từng giống, nên cần ñược thu thập lại nhằm tạo ra một giống vừa có năng suất khá, chất lượng tốt, cảm ôn (cấy ñược nhiều vụ trong năm), cơm dẻo, thơm mà lại kháng bệnh bạc lá, ñạo ôn, rầy nâu tốt

Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv oryzae (Xoo) ñang gây

hại nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn ñến năng suất, chất lượng của cây lúa

Chọn lọc ra các gen quy ñịnh những tính trạng chất lượng, gen kháng bệnh, ñặc biệt là bệnh bạc lá ñể lai chuyển vào cây lúa là một chiến lược quan trọng trong việc tạo ra các giống lúa tốt, chất lượng cao và kháng ñược sâu bệnh hại

Ngày nay, các gen quy ñịnh mùi thơm, gen kháng bệnh bạc lá ñược nghiên cứu và tìm ra các chỉ thị phân tử liên kết với chúng Phương pháp chọn lọc nhờ các chỉ thị phân tử liên kết với gen mục tiêu ñã trở thành công cụ hữu hiệu có thể chọn nhanh, sớm, chính xác, cùng một lúc tiến hành ñược nhiều tính trạng và không phụ thuộc vào môi trường

Xuất phát từ cơ sở trên, ñể phục vụ công tác chọn tạo các dòng giống lúa nếp

chất lượng cao, kháng bệnh bạc lá, chúng tôi tiến hành ñề tài: “Khảo sát ñánh giá năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh bạc lá nguồn gen các giống lúa nếp bằng chỉ thị phân tử DNA”

1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 3

- Xác ựịnh sự có mặt của các gen kháng bệnh bạc lá Xa4, Xa7 và gen mùi

thơm ở các giống lúa nếp sử dụng các PCR Ờ based marker

- Lựa chọn một số giống lúa triển vọng hội tụ nhiều ựặc ựiểm quý: gen kháng bạc lá, gen thơm, năng suất cao, chất lượng tốt, ngắn ngày phù hợp cho cơ cấu mùa

vụ ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của ựề tài

- đánh giá ựược những ựặc ựiểm cơ bản của các giống lúa nếp bằng kết hợp phương pháp truyền thống và phương pháp chỉ thị phân tử

- đề xuất ựược các giống lúa mang gen kiểm soát các tắnh trạng liên quan

chất lượng các giống lúa nếp cho công tác chọn tạo giống lúa nếp mới

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của ựề tài

- đánh giá nhanh ựược nguồn vật liệu chọn giống trên cơ sở xác ựịnh khả năng mang gen mùi thơm bằng phương pháp cảm quan và chỉ thị phân tử

- Chọn lọc ựược những dòng/giống lúa nếp có ựặc tắnh năng suất, chất lượng

và chống chịu sâu bệnh nhằm khai thác trong các chương trình lai tạo giống lúa nếp chất lượng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 4

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Nghiên cứu chung về cây lúa, lúa nếp

2.1.1 Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp

Có rất nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc cây lúa và lúa nếp Theo

(Chang T.T, 1985), các tổ tiên của loài lúa (Oryza sativa) trồng ở châu Á ựã

xuất hiện vào thời kỳ ựồ ựá mới cách ựây 10.000- 15.000 năm tại vùng chân núi phắa Nam dãy Hymalaya, tại miền Nam và đông Nam châu Á Sự thay ựổi thời tiết ựã ựẩy nhanh quá trình tiến hoá của các loài lúa hàng năm, tồn tại ở miền đông Bắc và đông của Ấn độ, ở miền Bắc của đông Nam châu Á và miền Nam của Trung Quốc Theo (Nguyễn Văn Hiển, 2000), lúa trồng ở châu Á xuất hiện

cách ựây 8000 năm và tổ tiên trực tiếp của cây lúa trồng Châu Á (Oryza sativa L) vẫn chưa có kết luận chắc chắn

Theo (Watanabe, 1973) ựã phát hiện rằng cây lúa ở đông Dương phát triển theo hai hướng: từ Lào theo sông Mê Kông ựi xuống phương Nam và một hướng khác từ

Ấn độ qua vịnh Bengal ựến bờ biển đông Dương

Theo (Nguyễn Hữu Tề và cộng sự, 1997), ở Việt Nam, cây lúa ựược coi là cây trồng từ lâu ựời Với ựiều kiện khắ hậu nhiệt ựới, Việt Nam cũng có thể là cái nôi hình thành cây lúa nước Từ lâu, cây lúa ựã trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế, xã hội của nước ta

Theo (Lê Doãn Diên, 1990), cây lúa ựược trồng từ hàng ngàn năm trước ở Việt Nam và nơi ựây cũng ựược coi là biểu tượng của nền văn minh lúa nước Vùng ựồng bằng Bắc Bộ là một trong những vùng sinh thái có các nguồn gen ựa dạng và phong phú của nước ta Nhiều tư liệu ựưa ra cơ sở tiến hóa của các loài lúa trồng hiện nay, tuy nhiên (Khush, 1997), cho rằng: sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới ựược thể hiện trong sơ ựồ dưới ựây:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 5

Tổ tiên chung

Nam và đông Nam Á Tây Phi Châu

Lúa dại ựa niên O rufipogon O longistaminata

Lúa dại hàng niên O nivara O breviligulata

Lúa trồng O sativa O sativa O glaberrima

Indica Japonica

ôn ựới nhiệt ựới

Hình 1.1 Sự phân bố lúa trồng trên thế giới

Lúa nếp có tổ tiên lâu ựời, có thể thắch ứng với nhiều ựiều kiện khắ hậu khắc nghiệt như lạnh, khô hanh (Watabe, 1976) cho rằng: lúa nếp có nguồn gốc từ Lào, vùng đông Bắc và Bắc Thái Lan Có một số vùng quan trọng khác ựối với việc canh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 6

tác lúa nếp bao gồm: vùng Shan và Kachin của Myanmar, vùng Kwangsichuang và Yunnan của Trung Quốc, vùng giáp biên giới giữa Campuchia, Thái Lan và Lào, vùng núi của Việt Nam giáp với Lào Giống lúa nếp ựược phát hiện ở những nước vùng đông Nam châu Á và ựã có lịch sử lâu ựời về việc canh tác giống lúa Di tắch khảo cổ

ựã chứng minh sự canh tác lúa sớm nhất bắt ựầu nguồn từ phắa đông Bắc Thái Lan và khoảng 4000 năm trước công nguyên

Các tác giả (Chaudhary R.C và D.V.Tran, 2001) cho rằng: Lào và đông Bắc Thái Lan là Trung tâm xuất xứ của lúa nếp và Lào là nước sản xuất và tiêu thụ lúa nếp lớn nhất thế giới với khoảng 85% sản lượng lúa nếp hàng năm

2.1.2 Một số tắnh trạng nông sinh học ựặc trưng của cây lúa tẻ và lúa nếp

2.1.2.1 Thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa là thời gian ựể cây lúa thực hiện một chu

kỳ sống, ựược tắnh từ nảy mầm cho ựến khi chắn Các giống lúa ở các mùa vụ gieo cấy khác nhau có thời gian sinh trưởng khác nhau, thường kéo dài từ 90- 160 ngày

Thời gian sinh trưởng của lúa ựược nhiều tác giả nghiên cứu từ rất lâu, gồm hai giai ựoạn là: sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực Các giống lúa mùa cảm ứng với ánh sáng ngày ngắn mạnh phải chờ ựến quang kỳ thắch hợp mới bắt ựầu phân hóa ựòng ựể trỗ bông Giai ựoạn phân hóa ựòng thường kéo dài từ 27 Ờ 33 ngày, trung bình 30 ngày Hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt ựới có thời gian

từ khi lúa trỗ ựến chắn khoảng 30 ngày Giống lúa có thời gian sinh trưởng cực ngắn

ựã ựược chọn tạo nhằm bổ sung vào cơ cấu sản xuất và góp vào thị phần xuất khẩu

ở miền Nam (Nguyễn Văn Luật, 2008)

Nhiều giống lúa nếp cổ truyền Việt nam có thời gian sinh trưởng dài

(140-160 ngày), phản ứng với ánh sáng ngày ngắn như nếp cau, nếp cái hoa vàng, nếp Quýt Tuy nhiên cũng có giống nếp cực ngắn chỉ 85 ngày như: đS101, N87-2 có thời gian sinh trưởng 108-112 ngày để ựáp ứng yêu cầu sản xuất hiện nay, công tác chọn tạo giống nếp cần quan tâm ựến yếu tố thời gian sinh trưởng ngắn Vì thế, công tác ựánh giá tập ựoàn cần chú ý các vật liệu có thời gian sinh trưởng ngắn và

có khả năng kết hợp cao về tắnh trạng này

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 7

Dựa trên phân tắch di truyền số lượng (Kiều Thị Ngọc, 2002) cho rằng: tác ựộng của gen cộng tắnh liên quan ựến tắnh trạng thời gian sinh trưởng đồng thời (Uga, 2007) cũng cho rằng: các locus liên quan ựến phản ứng quang chu kỳ có tác ựộng cộng tắnh (Nguyễn Minh Công và cộng sự, 2007) ựã nghiên cứu di truyền của các ựột biến làm mất tắnh cảm ứng quang chu kỳ ở một số giống lúa thơm ựặc sản miền Bắc, cho biết: các ựột biến làm mất tắnh cảm ứng quang chu kỳ là các ựột biến lặn, khả năng biểu hiện ở F1 không phụ thuộc vào hướng lai; các ựột biến gây ra chắn sớm trong vụ mùa là các ựột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo ựịnh luật Mendel trong lai ựơn

2.1.2.2 Chiều cao cây

đây là một trong những tắnh trạng quan trọng liên quan ựến khả năng chống

ựổ, khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chịu phân bón của giống

Thân rạ cao dễ ựổ ngã sớm, bộ lá rối tăng hiện tượng bóng rợp, tạo ựiều kiện cho sâu bệnh cư trú, gây cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt làm cho hạt bị lép, lửng và giảm năng suất Chiều cao cây lúa thắch hợp từ 90-100

cm, có thể cao ựến 120 cm trong một số ựiều kiện nào ựó ựược coi là lý tưởng về năng suất Thân cây lúa dày hơn thì khả năng tắch lũy chất khô tốt hơn Thân cứng

và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống ựổ ngã và dẫn tới chỉ số thu hoạch cao hơn Nếu thân lá không cứng khoẻ, không dày, thì dễ ựổ ngã, tán lá che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh hại dẫn ựến năng suất giảm

Theo (đào Thế Tuấn, 1977): muốn nâng cao năng suất lên 60 tạ/ha thì phải

sử dụng giống lúa thấp cây So với lúa tẻ, các giống nếp cổ truyền thường cao cây hơn, có những giống nếp cao gần 200cm như: nếp Mây, nhưng cũng có giống nếp chỉ cao trên 90 cm như: đS101, IRi352 để chọn tạo giống nếp năng suất cao, chống ựổ tốt cần thiết phải tạo các giống nếp có chiều cao cây vừa phải (100-120cm) là thắch hợp

2.1.2.3 Khả năng ựẻ nhánh

đẻ nhánh là ựặc tắnh sinh học của cây lúa, quyết ựịnh số bông trên ựơn vị diện tắch và năng suất lúa Ngoài ra, ựặc tắnh ựẻ nhánh còn liên quan ựến các ựặc trưng khác như chiều cao cây, chế ựộ phân bónẦ: chiều cao cây thường tỷ lệ nghịch với

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 8

khả năng ñẻ nhánh, các giống cao cây thường ñẻ nhánh ít hơn các giống thấp cây Theo (Vũ Tuyên Hoàng, Luyện Hữu Chỉ và Trần Thị Nhàn, 2000), những giống lúa

ñẻ sớm, tập trung sẽ có khả năng cho năng suất cao hơn Khả năng ñẻ nhánh sớm là một ñặc tính tốt của cây lúa Khả năng ñẻ nhánh sớm quan trọng cho cả lúa sạ lẫn lúa cấy vì nó làm giảm sự cạnh tranh của cỏ dại, ñền bù một phần cho các cây bị mất hay

sạ với mật ñộ thấp Số nhánh mang ñặc tính di truyền số lượng, khả năng ñẻ nhánh sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa lùn cải tiến, nhưng nó lại di truyền ñộc lập với nhiều ñặc tính quan trọng khác Ở giống lúa cải tiến, người ta thường chọn cá thể ñẻ sớm, vì lúa lùn không có chỉ số diện tích lá tối

ưu nên nhiều nhánh không sợ gây ra tán lá xum xuê và bóng rợp (Ahamadi J và cộng

sự, 2008) ñã ñánh giá ảnh hưởng của chiều dài bông, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông ñến năng suất của các giống lúa

Thông thường khả năng ñẻ nhánh ở các giống lúa nếp kém hơn ở các giống lúa

tẻ, ñặc biệt là ở các giống lúa nếp cổ truyền Tuy nhiên trong thực tế vẫn có một số giống lúa nếp thấp cây như: N97, N98 có khả năng ñẻ nhánh tốt, ñạt 5-7 dảnh/khóm như các giống lúa tẻ Chọn tạo giống nếp mới có năng suất cao cần quan tâm ñến khả năng ñẻ nhánh của giống mới Sử dụng các vật liệu có khả năng ñẻ nhánh tốt, có khả năng kết hợp về tính trạng này cao là ñiều cần quan tâm trong tạo giống

2.1.2.4 Một số yếu tố cấu thành năng suất

Tất cả các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của cây lúa ñều liên quan ñến việc tạo năng suất hạt; thể hiện ở sơ ñồ dưới ñây:

Gieo hạt → ðẻ nhánh → Phân hoá ñòng → Trỗ bông → Chín

↓ ↓ ↓ ↓

N/S hạt = Số bông/m2 x Số hạt/bông x Tỷ lệ hạt chắc/bông x Khối lượng1000 hạt

*Số bông trên ñơn vị diện tích: hình thành bởi 3 yếu tố: số nhánh (số dảnh)

hữu hiệu, ñiều kiện ngoại cảnh và biện pháp kỹ thuật (mật ñộ cấy, tưới nước, bón phân ) ðể khai thác số nhánh ñẻ tối ña, tăng số bông trên ñơn vị diện tích cần có biện pháp kỹ thuật tốt tác ñộng vào giai ñoạn ñẻ nhánh và sinh trưởng thân lá Các giống lúa thấp cây, lá ñứng ñẻ khoẻ, chịu ñạm có thể cấy dày ñể tăng số bông trên ñơn vị diện tích ( Nguyễn Hữu Tề và cs, 1997)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 9

Theo (Nguyễn Văn Hoan, 2006): sự tương quan giữa năng suất và số bông/khóm ở mỗi giống lúa là khác nhau, ở những giống thuộc nhóm bán lùn có tương quan chặt (r = 0,85), nhóm lùn (r = 0,62), nhóm cao cây (r = 0,54) Sự tương quan giữa năng suất và số hạt trên bông thì ngược lại, nhóm cao cây (r = 0,96), nhóm lùn (r = 0,66), nhóm bán lùn (r = 0,62) Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất thực thu (NSTT) thực chất là mối quan hệ giữa cá thể và quần thể Mối quan hệ này có hai mặt: khi mật ñộ hay số bông/m2 tăng trong phạm

vi nào ñó thì khối lượng bông giảm ít nên năng suất cuối cùng tăng - ñó là quan hệ thống nhất Nhưng số bông/m2 tăng cao quá sẽ làm khối lượng bông giảm nhiều, lúc

ñó năng suất sẽ giảm - ñó là quan hệ mâu thuẫn Vì vậy cần phải ñiều tiết mối quan

hệ này sao cho hợp lý ñể năng suất cuối cùng là cao nhất

* Số hạt trên bông: nhiều hay ít tuỳ thuộc vào số gié, số hoa phân hoá, số hoa

thoái hoá Toàn bộ quá trình này nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực (từ làm ñòng ñến trỗ) ðiều kiện nhiệt ñộ và cường ñộ ánh sáng quá thấp ở giai ñoạn này sẽ làm tăng số hạt lép và làm giảm năng suất hạt Tổng số hạt trên bông do tổng số hoa phân hoá và số hoa thoái hoá quyết ñịnh Số hoa phân hoá càng nhiều, số hoa thoái hoá càng ít thì tổng số hạt trên bông sẽ nhiều Tỷ lệ hoa phân hoá có liên quan chặt chẽ với chế ñộ chăm sóc (Nguyễn Văn Hoan, 2006) Số gié cấp 1, ñặc biệt là số gié cấp 2 nhiều thì số hoa trên bông cũng nhiều Số hoa trên bông nhiều là ñiều kiện cần thiết ñể ñảm bảo cho tổng số hạt trên bông lớn

* Tỷ lệ hạt chắc trên bông: ñược quyết ñịnh ở thời kỳ sau trỗ, nếu gặp ñiều kiện

bất thuận ở thời kỳ này tỷ lệ hạt lép sẽ rất cao Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng ñến năng suất lúa rõ rệt, ngoài ra tỷ lệ hạt chắc còn phụ thuộc vào lượng tinh bột ñược tích luỹ trên cây và ñặc ñiểm giải phẫu của cây Trước khi trỗ bông, nếu cây lúa sinh trưởng tốt, quang hợp thuận lợi thì hàm lượng tinh bột ñược tích luỹ và vận chuyển lên hạt nhiều, làm cho tỷ lệ hạt chắc cao Mạch dẫn vận chuyển tốt thì quá trình vận chuyển tinh bột tích luỹ trong cây ñến hạt ñược tốt làm tỷ lệ hạt chắc sẽ cao Tỷ lệ hạt chắc còn chịu ảnh hưởng của quá trình quang hợp sau khi trỗ bông Sau khi trỗ bông, quang hợp ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình tích luỹ tinh bột trong phôi nhũ; ở giai ñoạn này, nếu ñiều kiện khí hậu không thuận lợi cho quá trình quang hợp thì tỷ lệ hạt chắc giảm rõ rệt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 10

Nguyễn Văn Hoan, 2006)

* Khối lượng 1000 hạt: là yếu tố cuối cùng tạo năng suất lúa, yếu tố này ít biến

ñộng so với các yếu tố khác, ít chịu tác ñộng của ñiều kiện môi trường và nó phụ thuộc chủ yếu vào giống Tuy nhiên, nếu áp dụng kỹ thuật canh tác không hợp lý, bón phân thiếu cân ñối sẽ làm cho cây yếu, dễ ñổ, hạt lép lửng, năng suất hạt giảm rõ rệt (Wilson

E, 1963)

Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy khối lượng 1.000 hạt ở lúa tẻ

và lúa nếp ñều chịu tác ñộng rất ít bởi các yếu tố môi trường (Gonzales O.M anh Ramirez R, 1998) ðể tăng khối lượng hạt, trước lúc trỗ bông, cần bón nuôi ñòng ñể làm tăng kích thước vỏ trấu Sau khi trổ bông, cần tạo ñiều kiện cho cây sinh trưởng tốt ñể quang hợp ñược tiến hành mạnh mẽ, tích luỹ ñược nhiều tinh bột thì khối lượng hạt sẽ cao

*Tỷ lệ nhánh hữu hiệu: Khả năng ñẻ nhánh sớm là một ñặc tính tốt của cây lúa,

nếu chúng không làm cây lúa phát triển quá mạnh ở các giai ñoạn sau và gây hiện tượng che khuất lẫn nhau giữa các tầng lá Số nhánh mang ñặc tính di truyền số lượng, khả năng ñẻ nhánh sớm liên quan với khả năng sinh trưởng mạnh và sớm của các giống lúa lùn cải tiến, nhưng nó lại di truyền ñộc lập với nhiều ñặc tính quan trọng khác Ở giống lúa cải tiến, người ta thường chọn cá thể ñẻ nhánh sớm hơn (Jennings P.R, 1979)

Cũng như ở lúa tẻ, các yếu tố cấu thành năng suất ñóng vai trò hết sức quan trọng trong việc chọn giống lúa nếp năng suất cao Các yếu tố: số bông trên khóm, số hạt trên bông và khối lượng 1.000 hạt có tính quyết ñịnh năng suất của giống lúa nếp mới Một giống lúa nếp mới có khả năng ñiều tiết hợp lý ba yếu tố này sẽ có khả năng cho năng suất cao Vì vậy, theo dõi các tính trạng yếu tố cấu thành năng suất, khả năng kết hợp của chúng trong quá trình lai tạo là hết sức quan trọng ñối với công tác chọn tạo giống nếp mới ñạt năng suất cao

2.1.2.5 ðặc ñiểm mùi thơm ở lúa tẻ và lúa nếp

Mùi thơm của lúa là một trong những ñặc ñiểm quan trọng Các nhà chọn tạo giống lúa ñã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau ñể ñánh giá

(Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2006) bằng phương pháp lấy hạt lúa ñược bóc vỏ trấu và xát trắng bằng máy test miller trong 1 giờ, hạt gạo ñược nghiền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 11

bằng máy Wil grinder, tốc ựộ trung bình Mẫu ựược xử lý với KOH 1,7% ựể ở nhiệt

ựộ phòng trong 30 phút Sau ựó ựánh giá bằng phương pháp ngửi cảm quan với 4 cấp: không thơm, thơm nhẹ, thơm và thơm ựậm đánh giá mùi thơm trên lá với 3 cấp là: thơm, thơm nhẹ và không thơm và cho rằng: kết quả ựánh giá mùi thơm trên

lá và hạt không chênh lệch nhiều Tuy nhiên, có những giống thể hiện mùi thơm trên lá nhưng không thể hiện trên hạt và ngược lại Trong chương trình tạo giống lúa năng suất và chất lượng cao cho các tỉnh miền Bắc từ năm 2005 ựến 2010, các tác giả thuộc Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm (Nguyễn Xuân Dũng và cs, 2010) ựã chọn tạo ựược một số giống lúa tẻ thơm mới như: AC5, T10, HT6, TL6, HT9, HT18, PC5 có chất lượng cao phục vụ cho vùng ựồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ

(Nguyễn Song Hà và cộng tác viên, 2009), nghiên cứu ựộ thơm của 893 mẫu giống cho thấy: 50% các mẫu giống ựược ựánh giá là có ựộ thơm, trong ựó có tới 10% các giống lúa rất thơm Hàm lượng amylose có giá trị trung bình ở lúa tẻ là 25,3% và lúa nếp 3,4 %

(Trần Thị Xuân Mai và cộng sự, 2008) ựã sử dụng các cặp mồi chuyên biệt (BAD2) ựể xác ựịnh nhanh các giống lúa thơm, rút ngắn thời gian tạo giống

(Sha và Linscombe, 2004) cho biết: sử dụng phương pháp nhai hạt gạo sẽ hữu hiệu trong chọn lọc lúa có mùi thơm ựậm trên ựồng ruộng, 100% mẫu lúa thơm ựậm và thơm ựều ựược nhận diện chắnh xác so với phương pháp ựịnh lượng 2-AP (Sha X và Linscombe, 2007) ựã phóng thắch giống lúa thơm Jazzman Giống lúa này có hàm lượng amylose là 14,5% trong khi KDM 105 có hàm lượng amylose là 11,8%

(Ahmad và cộng sự, 2010) cho rằng: các ựiều kiện sinh thái có ảnh hưởng rất lớn ựến tắnh thơm của giống lúa basmati Bên cạnh ựó, (Amarawathi Y, 2008) ựã thu ựược kết quả mong muốn trong việc xác ựịnh các gen quy ựịnh chất lượng của giống lúa basmati

(Boonsirichai K và cộng sự, 2007) ựã nghiên cứu tắnh thơm của giống lúa KDML105 và các ựột biến KDML không phản ứng với ánh sáng ngày ngắn bằng kỹ thuật DNA

(Bradbury LMY và cộng sự, 2008) cho rằng: 1 amino aldehyde dehydrogenase

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 12

là enzym chủ đạo trong sự hình thành mùi thơm của lúa

Nghiên cứu về gạo thơm đã được Yajima và cộng tác viên thực hiện trong những năm 70 của thế kỉ trước Bằng phương pháp thu nhận những chất bay hơi, phân tách bằng sắc ký và sau đĩ xác định những thành phần này bằng sắc ký khối phổ, tác giả đã xác định được 114 thành phần cĩ trong gạo thơm, trong đĩ cĩ 21 acid, 14 ester của các acid béo, 15 alcohol, 18 aldehyde, 17 ketone, 18 hydrocarbon

và một vài hợp chất vịng khác như pyridine và furan So sánh gạo khơng thơm với gạo thơm, Yajima đã rút ra kết luận: trong gạo khơng thơm, hàm lượng

4 vinylphenol, 1 hexanol và 1 hexanal cao hơn so với gạo thơm, tuy nhiên lại cĩ hàm lượng indole thấp hơn Vào giữa năm 1988, Buttery và ctv đã xác định được những thành phần chính tạo nên mùi thơm của gạo thơm California là: 2 - acetyl - 1

- pyrroline; (E,E) - deca - 2,4 - dienal; nonanal; hexanal; (E) - non - 2 - enal; octanal; decanal; 4 - vinyl - guaiacol và 4 - vinylphenol

(Lang Nguyên Thị, 2010) xác định 16 giống lúa địa phương và 49 giống lúa cải tiến đều chứa gen thơm và cĩ mùi thơm

(Mathure S và cộng sự, 2011), nghiên cứu sự tương quan giữa mùi thơm đối với các đặc điểm nơng sinh học và chất lượng của các vật liệu nghiên cứu trong tập đồn quỹ gen cho thấy: cĩ sự tương quan yếu giữa màu sắc vỏ trấu và tính thơm (Yi M và cộng sự, 2009) đã lai giống lúa thơm Basmati 370 với giống Manawthukha (giống địa phương của Myanmar) để chuyển alen badh 2.1 vào giống mới, sau đĩ sử dụng PCR với mồi aromarker để xác định tính thơm

(Giraud G, 2010) cho rằng: nguồn gen cĩ tác động rất lớn đến chất lượng và thương mại lúa thơm trên thế giới

(Harold C, 2010) cho rằng: tính thơm là một thước đo để đánh giá chất lượng

ăn uống của các giống lúa gieo trồng Tác giả (Hien Nguyen Loc và cộng sự, 2006) cũng khẳng định về ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đến tính thơm và chất lượng gạo của các giống lúa ở châu Á thơng qua hợp chất 2-AP

(Goufo P và cộng sự, 2010) cho rằng: một số yếu tố ảnh hưởng đến mức độ thơm ở các giống lúa gieo trồng ở phía Nam Trung Quốc Lượng đạm, kali bĩn cĩ ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ của chất 2- acetyl-l-pyrroline trong thành phần của các chất

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 13

tạo nên mùi thơm của 2 giống lúa thơm ñang ñược gieo trồng tại vùng này Ông cũng cho rằng: sử dụng các chất ñiều hoà sinh trưởng sẽ làm giảm tính thơm ở lúa Công tác chọn tạo giống lúa thơm tại Việt Nam ñược nhiều nhà khoa học tại các Viện, Trường quan tâm nghiên cứu (Trần Tấn Phương và cộng sự, 2010) ñã thành công trong việc sử dụng phương pháp lai kết hợp nhiều giống bố mẹ ñể chọn tạo các giống lúa thơm và thu ñược nhiều giống lúa thơm hạt dài thích ứng cho vùng ñồng bằng sông Cửu Long Dương Xuân Tú (2010) chọn tạo ñược nhiều dòng/giống lúa thơm có năng suất triển vọng bằng phương pháp dùng chỉ thị phân

tử Bên cạnh ñó, tác giả (Nguyễn Thanh Tuyền và cộng sự, 2007) cũng chọn tạo thành công giống lúa Tẻ thơm số 10 thích ứng cho các tỉnh ñồng bằng sông Hồng Tác giả (Nguyễn Thị Trâm và cs, 2006) chọn tạo thành công giống lúa thơm Hương Cốm (Lê Vĩnh Thảo và cs, 2004) ñã chọn tạo nhiều giống lúa thơm, ngắn ngày, năng suất cao như: HT1, HT6, HT9, HT18 ñang ñược ứng dụng trong sản xuất tại các tỉnh miền Bắc và miền Trung Lê Vĩnh Thảo, Nguyễn Văn Vương và Thái Thị Hòe ñã chọn tạo thành công giống nếp thơm BM9603 (ñược Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận giống quốc gia năm 2000), ñang ñược gieo trồng ở nhiều vùng thuộc miền Bắc nước ta

Chọn giống nếp ngắn ngày, năng suất cao và có mùi thơm là mục tiêu của ñề tài Tính thơm ñược di truyền lặn vì vậy công tác chọn lọc cá thể mang gen thơm sau thế hệ F2 hoặc lai lại với vật liệu mang gen thơm là cần thiết trong tạo giống nếp thơm

2.1.2.6 Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo

Lúa gạo là lương thực chính của nhiều nước trên thế giới 80% nhu cầu calo của người dân châu Á lấy từ lúa gạo Ở châu Âu và Nam Mỹ, lúa gạo cũng ñang dần trở thành loại lương thực quan trọng ( Chaudhary R.C và D.V.Tran, 2001) Theo (Juliano B.O, 1993) thành phần hoá sinh trung bình của lúa gạo (% chất khô) ñược tính như sau: tinh bột 63,0%; protein 7,0%; dầu 2,3%; xellulose 12,0%; ñường tan 3,6%; tro 6,0% và gluxit khác 2.0% Ngoài thành phần hoá sinh kể trên, trong lúa gạo còn chứa 1,6-3,2% lipít và một số Vitamin như: Vitamin nhóm B (chủ yếu là B1), Vitamin PP, Vitamin E ngoài ra, còn có nhiều chất khoáng Protein trong lúa gạo có giá trị dinh dưỡng cao và có sự cân bằng giữa các axit amin không thay thế

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 14

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam gạo

Cacbonhydrat (g)

Chất khoáng (mg) Loại gạo Nước

(g)

Protein (g)

Chất béo (g) ðường Fibra Ca P Fe Na K Gạo lật 15,5 4,4 3,0 71,8 1,0 10 300 1,1 2,0 250 Gạo xát 15,5 6,8 1,3 75,6 0,3 6 140 0,5 2,0 110

Nguồn: Nguyễn ðăng Hùng,1993)

Lúa gạo cung cấp lượng calo nhiều nhất trong các loại cây ngũ cốc (Nguyễn

ðăng Hùng,1993) Những chỉ tiêu chính ñược dùng ñể ñánh giá giá trị dinh dưỡng

của lúa gạo là: hàm lượng protein, amylose, chất khoáng và ñộ bền thể gel; trong ñó chỉ tiêu là: hàm lượng protein và amylose ñược quan tâm hàng ñầu Amylose của tinh bột có liên quan mật thiết ñến ñặc tính của cơm như: ñộ nở, ñộ cứng, ñộ bóng,

ñộ mềm và ñộ dẻo dính (Nguyễn Thanh Thủy và cs, 1999)

Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn các giống lúa tẻ (trung bình ñối với các giống lúa nếp khoảng 7,94%; biến ñộng từ 7,25 - 8,56%) ðiều này ñược giải thích bởi khả năng sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hạt gạo nếp tốt hơn, dẫn ñến hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn gạo tẻ Nội nhũ của các giống nếp chứa tinh bột chủ yếu ở dạng amylopectin có cấu tạo phân nhánh, còn tinh bột bình thường của gạo tẻ thì chủ yếu ở dạng amylose có cấu tạo không phân nhánh Chính sự khác biệt trong cấu trúc của tinh bột gạo nếp và gạo tẻ ñã gây ra sự khác nhau về sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hai loại gạo này ( Nguyễn Hữu Nghĩa và cs, 2007) Theo (Jin-woong Kim, 2013) Gạo không chỉ là ngũ cốc quan trọng như một loại lương thực lớn trên toàn thế giới mà còn là nguồn cung cấp các chất dinh dưỡng có giá trị cao cho sức khỏe con người Protein là một trong những yếu tố chính quyết ñịnh việc ăn uống, chế biến và chất lượng dinh dưỡng của gạo Hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn so với gạo tẻ, hàm lượng protein trong gạo nếp dao ñộng 8,6-9,7 % trong gạo xay và 8,1-8,5 % trong gạo xát

2.1.3 Phân loại cây lúa

Việc phân loại cây lúa nói riêng và cây trồng nói chung nhằm tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nguồn gen ñể phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống Các nhà khoa

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 15

học Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) trước ựây ựã nghiên cứu và thống nhất xếp

lúa trồng ở châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hoà thảo (graminae), có bộ nhiễm sắc thể

2n =24 (Nguyễn Văn Hoan, 2006)

2.1.3.1 Phân loại theo ựiều kiện sinh thái

Chia lúa trồng thành hai nhóm lớn là Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa

tiên) Lúa tiên thường phân bố ở vĩ ựộ thấp như: Trung Quốc, Ấn độ, Việt Nam, Indonesia là loại hình cây to, lá nhỏ xanh nhạt, bông xoè, hạt dài, vỏ trấu mỏng, cơm khô nở nhiều, chịu phân kém, dễ lốp ựổ nên năng suất thường thấp Lúa cánh thường phân bố ở vĩ ựộ cao như: Nhật Bản, Triều Tiên, Bắc Trung Quốc, châu Âu là loại hình cây có lá to, xanh ựậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, cơm thường dẻo, ắt nở, thắch nghi với ựiều kiện thâm canh, chịu phân tốt, thường cho năng suất cao

2.1.3.2 Phân loại theo ựịa lý

(Nguyễn Văn Hoan, 2006) phân chia lúa trồng thành các nhóm sinh thái ựịa lý sau: Nhóm đông Á: Bao gồm Triền Tiên, Nhật Bản, phắa Bắc Trung Quốc đặc trưng của nhóm là chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng

Nhóm Nam Á: Bắt ựầu từ Pakistan sang vùng bờ biển phắa Nam Trung Quốc ựến bắc Việt Nam đặc ựiểm nổi bật của nhóm sinh thái ựịa lý này là chịu lạnh kém, phần lớn có hạt dài và nhỏ

Nhóm Philippin: Nhóm lúa ựiển hình nhiệt ựới không chịu lạnh Toàn bộ vùng đông Nam Á, miền Nam Việt Nam nằm trong nhóm này

Nhóm Trung Á: Bao gồm các nước Trung Á đặc ựiểm nổi bật của lúa vùng này là hạt to, khối lượng 1000 hạt ựạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng khá

Nhóm Iran: Gồm toàn bộ các nước Trung đông xung quanh Iran đây là nhóm sinh thái ựịa lý với các loại hình chịu lạnh tốt, hạt gạo to, ựục, cơm dẻo

Nhóm châu Âu: Bao gồm các nước trồng lúa ở châu Âu như: Nga, Italia,

Bungaria đây là nhóm sinh thái với các loại hình japonica chịu lạnh, hạt to, cơm

dẻo, chịu nóng kém

Nhóm châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima

Nhóm châu Mỹ La Tinh: Gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ Nhóm lúa cao cây, thân to, hạt gạo lớn, gạo trong và dài, chịu ngập và chống ựổ tốt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 16

2.1.3.3 Phân loại theo quan ñiểm canh tác học

Qua quá trình thuần hoá và thích nghi với ñiều kiện sống và ñiều kiện canh tác của từng vùng, cây lúa trồng ñược phân thành các nhóm:

Lúa cạn: Lúa ñược trồng trên ñất cao, không có khả năng giữ nước, cây lúa sống hoàn toàn nhờ nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển

Lúa có tưới: Lúa ñược trồng trên những cánh ñồng có công trình thuỷ lợi, chủ ñộng về nước tưới trong suốt thời gian sinh trưởng, phát triển

Lúa nước sâu: Lúa ñược trồng trên những cánh ñồng thấp, không có khả năng rút nước sau mưa hoặc lũ Tuy nhiên, nước không ngập quá 10 ngày và nước không cao quá 50 cm

Lúa nổi: Lúa ñược gieo trồng trước Mùa mưa; khi mưa lớn, cây lúa ñã ñẻ nhánh; khi nước lên cao cây lúa vươn khỏi mặt nước khoảng 10 cm/ngày ñể ngoi theo Ở Việt Nam tồn tại cả 4 nhóm lúa trên

2.1.3.4 Phân loại lúa nếp và lúa tẻ

Từ lâu, các nhà khoa học ñã dựa vào dạng nội nhũ ñể phân biệt các giống lúa nếp hay tẻ, các ñặc ñiểm hình thái, sinh lý ñể nhận biết các dạng lúa Theo (IRRI ,1996), gạo nếp thường có hàm lượng amylose < 3% Theo (Ming- Hsuan Chena ,2008 hàm lượng amyloza của gạo nếp khoảng từ 0-5 % Việc phân biệt dạng nội nhũ của các giống ñịa phương giúp cho các nhà quản lý nguồn gen xác ñịnh kỹ thuật bảo quản nguồn gen ñó (lúa nếp có tuổi thọ ngắn hơn so với lúa tẻ trong bảo quản)

Amyloza

Amylopectin

Hình 1.2 Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin dạng mạch

(αα- 1,4 và αα -1,6) [23]

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 17

Hình 1.3 Nội nhũ của lúa nếp và tẻ khi nhuộm KI [23]

Căn cứ chủ yếu ựể phân chia thành lúa nếp và lúa tẻ dựa trên cấu tạo tinh bột của nội nhũ Nội nhũ của lúa tẻ tắch luỹ tinh bột dạng amyloza gồm từ 200 ựến 1.000 ựơn vị gluco, nối với nhau bởi các nối α 1,4 glocozit với khối lượng phân tử

từ 10.000 ựến 100.000 ựơn vị gluco Phân tử có cấu trúc xoắn với 6 glucose nối thành vòng, amyloza nhuộm màu xanh với Iốt

Nội nhũ của lúa nếp ựược tắch luỹ dưới dạng amylozapectin có phân tử lớn hơn gồm 20 ựến 25 ựơn vị gluco sắp xếp thành nhánh liên kết với nhau bởi cả hai nối α- 1,4

và α -1,6- glocozit với khối lượng phân tử 50.000 ựến 1.000.000 ựơn vị gluco, phản ứng với Iốt chuyển màu ựỏ tắa để phân biệt lúa nếp và lúa tẻ, người ta nhuộm tinh bột bằng dung dịch KI 1% (đinh Thế Lộc, 2004)

2.2 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo lúa nếp ở trên thế giới và trong nước

2.2.1 Tình hình sản xuất, nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp trên thế giới

Viện lúa IRRI ựã tạo ra ựược hàng nghìn giống lúa dạng cải tiến Ngày nay, với việc ựẩy mạnh nghiên cứu giống lúa ở các quốc gia, các giống cải tiến ựã ựược trồng với diện tắch khoảng 65% diện tắch lúa thế giới (Khush, GS anh comparator, 1994), trong ựó, có giống nếp IRi352 ựang ựược trồng khá phổ biến ở một số vùng của Việt Nam

Ở Thái Lan, lúa là cây lương thực chủ yếu, lúa ựược trồng rải rác ở các vùng

và tập trung chủ yếu ở vùng đông Bắc sau ựó ở miền Trung, vùng phắa Nam diện tắch

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 18

trồng lúa không ựáng kể Thái Lan trồng nhiều giống lúa cổ truyền ựịa phương có chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu Giống lúa cải tiến ngắn ngày, năng suất cao chiếm tỷ lệ thấp (Sha X., Linscombe, 2007)

Ở Campuchia có rất nhiều giống lúa nếp ựược gieo trồng chiếm 8% tổng

số các giống lúa gieo cấy Các giống lúa nếp, lúa dẻo dắnh ựều là các giống cảm quang, trỗ bông vào ựầu tháng 10, chất lượng ngon Một số giống ựược gieo trồng phổ biến ở nước này là: Damnoeub Kansengsoth và Damnoeub Krachakses (Sarom M, 2001)

Lào là nước có sản lượng lúa nếp lớn nhất trong khu vực đông Nam Á Ở Lào, ước tắnh 85% trong sản lượng lúa gạo là các loại lúa nếp (Chaudhary R.C và D.V.Tran, 2001), vùng ựất thấp, ựất có tưới ở miền Bắc có sản lượng lúa nếp cao hơn

so với vùng cao Chương trình thu thập nguồn gen lúa ở quốc gia này bắt ựầu từ năm

1945 ựến ựầu năm 1999, kết quả ựã thu thập ựược 12.555 mẫu giống lúa gieo trồng

và 236 mẫu giống lúa dại (Appa Rao, S., 1999), trong ựó giống lúa nếp chiếm 85,9%

số mẫu thu thập ựược ( 87% ở vùng ựất thấp và 84,6% ở vùng ựất cao) mẫu giống thu thập ựược là lúa nếp Ở vùng ựất thấp (lưu vực sông Mê Kông), khoảng 70% diện tắch lúa ựược gieo trồng bởi các giống lúa cải tiến, còn ở vùng ựất cao thì những giống lúa cổ truyền vẫn ựược trồng phổ biến Năm 1993 diện tắch gieo trồng lúa nếp cải tiến chiếm 10%, ựến năm 1999 diện tắch gieo trồng lúa nếp cải tiến lên tới 70%

2.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng lúa nếp ở trong nước

2.2.2.1 Tập ựoàn lúa nếp và tình hình sản xuất lúa nếp ở trong nước

Việt Nam có một bề dày về nền văn minh lúa nước, lúa là cây lương thực chắnh Sản xuất lúa gạo không chỉ tạo ra kinh tế, ổn ựịnh chắnh trị - xã hội mà còn tạo ra những giá trị văn hoá, tinh thần Xây dựng vùng lúa có phẩm chất gạo cao phục vụ cho tiêu dùng và xuất khẩu là chiến lược lâu dài Việc chọn tạo giống lúa

có phẩm chất gạo cao ựáp ứng xuất khẩu, ựáp ứng mở rộng vùng sản xuất hàng hoá chất lượng cao là nhiệm vụ lớn của các nhà tạo giống ở nước ta (Bùi Bá Bổng, 1995) Ở Việt Nam, diện tắch lúa chiếm 50% diện tắch ựất nông nghiệp và trên 60% tổng diện tắch ựất gieo trồng hàng năm, vùng trồng lúa Việt Nam chủ yếu tập trung

ở ựồng bằng sông Cửu Long và ựồng bằng sông Hồng với tổng diện tắch trên 7 triệu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 19

ha (Viet Nam, 2000) Có khoảng 80% hộ gia ñình nông thôn trong cả nước tham gia sản xuất lúa gạo (Nguyễn Thị Trâm và cs, 2006) Việt Nam từ một nước thiếu lương thực trước năm 1985, ñến năm 1989 ñã có thể tự túc ñược lương thực và duy trì lượng gạo xuất khẩu ngày một tăng, ñược cộng ñồng quốc tế ñánh giá cao về những thành tựu trong việc giải quyết các vấn ñề về an ninh lương thực

ðiều ñáng chú ý là trong khi diện tích lúa giảm từ 7.666,3 nghìn ha năm 2000 xuống còn 7.651,4 nghìn ha năm 2011, nhưng sản lượng lúa vẫn không ngừng tăng lên từ 32.529,5 nghìn tấn năm 2000 lên 42.324,9 nghìn ha năm 2011 (Tổng cục thống

kê, 2011) Ở ñồng bằng sông Hồng cũng tương tự như cả nước, diện tích lúa giảm nhưng sản lượng vẫn tăng ðiều ñó chứng tỏ rằng, sản lượng lúa hàng năm tăng do năng suất tăng và nguyên nhân chủ yếu do người trồng lúa ñã biết áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật và giống lúa mới là chủ lực

Lúa nếp ñược trồng từ Bắc ñến Nam, mỗi vùng có giống lúa nếp ñặc sản ñặc trưng Miền Bắc có những giống nếp rất thơm và dẻo như: nếp cái hoa vàng, nếp Quýt, nếp Mơ, nếp Nàng Hương, nếp nương, nếp Cái Lào, nếp Cơm trắng, nếp Mây

…; miền Trung có các giống nếp ñược trồng ở khu vực ven bờ biển như: nếp Kỳ lân, nếp Suất, nếp Hạt cau, nếp Hương bầu, nếp Trâu, nếp Bò…; miền Nam có các giống nếp như: nếp Mướp, nếp Than, nếp Sáp, nếp Tàu Hương, nếp Mống chim, nếp Huyết hồng, nếp Mỡ, nếp Lùn, nếp Bồ câu, nếp ðỏ… Tuy nhiên, diện tích trồng các giống lúa nếp này ít, mang tính chất ñơn lẻ, tự cung tự cấp

Những năm gần ñây, một số giống nếp ñặc sản, cổ truyền của ñịa phương như: nếp cái hoa vàng (Hải Dương), nếp Nàng Hương (Xí Mần), nếp Tú Lệ (Yên Bái) … ñược quy hoạch thành từng vùng trồng như: hộ gia ñình, hợp tác xã Hầu hết các tỉnh trồng lúa ñều có gieo trồng lúa nếp thơm ñể phục vụ nội tiêu hàng ngày

và các tục lệ lễ tết cổ truyền (Nghĩa Nguyễn Hữu, 2010)

Những năm trở lại ñây khi nhu cầu về các sản phẩm từ lúa nếp ngày càng tăng cả số lượng giống và diện tích các giống lúa ñặc sản, lúa nếp trong cả nước không ngừng ñược gia tăng nhưng vẫn còn chưa ñáng kể Như vậy, có thể thấy rằng việc sản xuất lúa nếp vẫn chưa ñược quan tâm nhiều, theo xu hướng của xã hội ta ngày nay và nhu cầu gạo nếp trên thế giới; nhất là những nước phật giáo nhu cầu gạo nếp và các sản phẩm từ gạo nếp sẽ còn tăng mạnh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 20

Số liệu bảng 1.2 và bảng 1.3 cho thấy: lúa nếp ñược gieo trồng, sản xuất còn rất ít, chỉ chiếm hơn 5% diện tích ñất trồng lúa ở miền Bắc và 3,53% diện tích trồng lúa của cả nước Mặt khác tập trung chủ yếu ở miền Bắc, còn các vùng miền khác thì rất ít

Bảng 2.1 Diện tích lúa ñặc sản theo Mùa – vụ ở các vùng (2000-2001)

% diện tích lúa ñặc sản/ Tổng diện tích lúa Vùng sinh

thái Mùa vụ Diện tích lúa ñặc sản Diện tích lúa nếp

(Nguồn: Dự án ñiều tra giống lúa cả nước 2000-2001 TTKKNGCTTƯ)

Lúa nếp ñược trồng chủ yếu ở miền núi, ở những nơi có ñiều kiện sinh thái bất lợi, thậm chí ở các khu vực thâm canh cao, chiếm hơn một nửa diện tích trồng lúa nương Ở các vùng trồng lúa nếp, chất lượng, hương vị ngon là tiêu chuẩn ưu tiên mà người nông dân chọn một giống lúa nếp Các giống nếp bản ñịa thường có chất lượng cao, ñược người dân chọn ñể trồng ( Lê Vĩnh Thảo và cs, 2004)

Bảng 2.2 Diện tích gieo trồng của một số loại lúa ở miền Bắc và miền Trung

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 21

Lúa nếp ở ñồng bằng Bắc Bộ ñược ñánh giá là dẻo và có mùi rất thơm Ngày nay, có thể những ñặc ñiểm và chất lượng của chúng ñã bị thay ñổi bởi quá trình

tiến hoá tự nhiên, thoái hoá và chọn lọc nhân tạo Lúa nếp ở vùng này, lúa Japonica nhiều hơn lúa Indica Miền Trung có ñặc thù thường bị thiên tai bất thường, do vậy,

các giống lúa sử dụng cho vùng này yêu cầu có thời gian sinh trưởng ngắn nhằm tránh bão lụt Các giống tẻ thơm, nếp gieo trồng ở miền Trung ñược mở rộng trong

6 năm trở lại ñây như: Bắc thơm số 7, HT1, N97, N99

Năm 2009, diện tích gieo cấy lúa nếp có trong Danh mục giống cây trồng ñược phép sản xuất kinh doanh ở các tỉnh phía Bắc ñạt 113.370 ha, chiếm tỷ lệ 4,54% tổng diện tích gieo cấy lúa Trong ñó một số giống lúa nếp có diện tích gieo cấy lớn như IRi352 (trên 41 ngàn ha); N97 (trên 35 ngàn ha); nếp cái hoa vàng (khoảng 14 ngàn ha); sau ñó ñến các giống Nếp 415, BM9603, ðN20, TK90, Nếp tan

Bảng 2.3 Diện tích các giống lúa nếp trong Danh mục giống ñược phép sản

xuất kinh doanh ở các vùng phía Bắc năm 2009 (ha)

TT Tên giống lúa Diện tích gieo cấy (ha) Tỷ lệ %

(Nguồn: Kết quả ñiều tra, rà soát các giống lúa có trong Danh mục giống cây trồng ñược

phép sản xuất kinh doanh ở các tỉnh phía Bắc năm 2009- Cục Trồng trọt)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 22

2.2.2.2 Các sản phẩm làm từ gạo nếp

Từ xưa ựến nay, các ựịa phương ở Việt Nam vẫn còn giữ nhiều nét văn hoá, phong tục, tập quán truyền thống và những hoạt ựộng này luôn luôn gắn liền với những sản phẩm ựược chế biến từ gạo nếp như: tập quán làm bánh chưng, bánh dày, bánh trôi, bánh chay, bánh tét, bánh su sê Ngoài ra, người ta còn sử dụng gạo nếp

ựể chế biến những món bánh quà, quà ăn sáng như xôi (ựậu xanh, ựậu ựen, ngô, lạc, xéo, ựậu, gấc, dành ), cơm nếp, bánh gai, bánh dẻo, bánh khúc, bánh nếp, bánh rán, bánh tro, bánh xèo, các loại kẹo, cốm Người dân vùng cao do thường làm nương xa nên họ sử dụng cơm nếp ựể ăn trưa Xã hội ngày càng phát triển, ựời sống vật chất ựược ựảm bảo, ựời sống tinh thần ựược nâng cao, khi ựó ngoài nhu cầu giải trắ, du lịch nhu cầu giải trắ tâm linh: tham quan, vãng cảnh ựền chùa, lễ hội diễn ra ngày càng nhiều và nhu cầu về gạo nếp và các sản phẩm làm từ gạo nếp ngày càng trở nên ựa dạng và phong phú Như vậy, có thể nói không chỉ ngày lễ tết, hội hè, lễ cưới, lễ tang mới cần sử dụng các sản phẩm chế biến từ gạo nếp mà ngay cả ngày thường người ta vẫn sử dụng các chế phẩm từ gạo nếp Và các sản phẩm ựược làm

từ gạo nếp trở lên thiết yếu sử dụng hàng ngày của người dân

Khắp các miền ựất nước, những ngày Tết cổ truyền như: Tết Nguyên đán, Tết đoan Ngọ (5 tháng 5 âm lịch), Tết Vu Lan (15-7 âm lịch) và nhiều ngày lễ liên quan ựến phong tục, ựến sản xuất như lễ thượng ựiền, lễ hạ ựiền, hội cơm mới, tục cúng tổ, hội làng, hội nghềẦ ựã ựược thực hiện với các sản phẩm truyền thống từ gạo ựặc sản, cách sử dụng gạo ựặc sản của Việt Nam cũng vô cùng phong phú Gạọ nếp ựặc sản dùng ựể nấu xôi, nấu rượu, làm kẹo mạch nha, làm cốm, làm rượu nếp Gạo nếp ựặc sản còn ựể làm ra hàng trăm loại bánh khác nhau như: bánh chưng, bánh dầy, bánh tầy, bánh tét, bánh su sê, bánh gai, bánh dẻo, bánh ắt, bánh khúc, bánh nếp, bánh rán, bánh trôi, bánh chay, bánh tro Ầựến các loại bánh ngọt kiểu mới ( Nguyễn Hữu Nghĩa và cs, 2007)

2.2.3 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống lúa nếp ở trong nước

(Nguyễn Hữu Nghĩa và cs, 2007) khi nghiên cứu về lúa ựặc sản ựịa phương ở

Việt Nam ựã chứng minh: Các giống lúa nếp ựịa phương và lúa Japonica ựược gieo

trồng rộng khắp ở cả ựồng bằng và miền núi trên cả hai miền Nam và Bắc Việt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 23

Nam Xét cả 3 vùng: miền núi thấp, trung du và ñồng bằng, diện tích lúa nếp ngày càng bị thu hẹp, chủng loại các giống lúa nếp ngày càng ít ñi, các giống lúa nếp ñịa phương truyền thống hiện ñang còn trong sản xuất lẫn tạp nhiều, chất lượng kém,

năng suất thấp ðối với lúa nếp, các giống thuộc nhóm indica có sự ña dạng di truyền lớn hơn và có ñộ dẻo hơn các giống nhóm japonica

Những năm gần ñây, nhiều tác giả ở các cơ quan, Viện nghiên cứu, các Trường ñại học khác nhau tăng cường nghiên cứu chọn tạo các giống lúa nếp và ñã

có nhiều thành tựu ñóng góp cho sự ña dạng nguồn tài nguyên di truyền lúa nếp, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng lúa nếp Các nhà chọn giống ñã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như lai tạo, xử lý ñột biến, nhập nội… ñể chọn tạo ra giống lúa nếp mới và ñã thu ñược nhiều kết quả ñáng khích lệ:

Các giống lúa nếp mới chọn tạo vẫn còn bộc lộ nhiều hạn chế, biểu hiện như: các giống N87, N97, IRi352, K12 cho năng suất cao, chống ñổ tốt nhưng lại không thơm, các giống nếp còn lại có chất lượng khá (thơm) nhưng khả năng chống ñổ từ trung bình ñến kém, giống N415 có chất lượng tốt nhưng tỷ lệ gạo nguyên thấp Bên cạnh ñó, công tác nghiên cứu chọn tạo lúa nếp cho ñến nay vẫn chưa ñược chú trọng nhiều Mặc dù vậy, với những phương pháp chọn tạo hiện có, bước ñầu ñã cho những kết quả khả quan và chúng vẫn còn phát huy khá tốt cho ñến ngày nay

2.2.3.1 Chọn lọc giống từ giống nếp ñịa phương

Giống lúa nếp TK90 do Bộ môn Côn trùng – Viện Bảo vệ thực vật chọn lọc

từ giống nếp ñịa phương Hoà Bình, ñược công nhận chính thức năm 1992 Một số ñặc tính chủ yếu của giống TK90: Giống gieo cấy ñược trong vụ xuân và vụ mùa Trong vụ xuân, thời gian sinh trưởng của giống là 135 – 140 ngày, giai ñoạn mạ chịu rét tốt Trong vụ mùa sớm, thời gian sinh trưởng của giống là: 110 – 120 ngày Chiều cao cây 95 – 105 cm, khả năng ñẻ nhánh khá Dạng hạt bầu, khối lượng 1000 hạt 29 – 30g Xôi dẻo, thơm Khả năng cho năng suất trung b ình 34 – 40 tạ/ha, cao

50 – 55 tạ/ha, chống ñổ trung bình, cổ bông hơi dài Nhiễm rầy và ñạo ôn trung bình, nhiễm khô vằn từ trung bình cho ñến nặng

Giống lúa nếp Lang Liêu do Công ty cổ phần Nông nghiệp nhiệt ñới chọn lọc từ giống lúa nếp Hải Phòng (nếp ñịa phương) từ năm 2003 Một số ñặc tính chủ

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 24

yếu của giống nếp Lang Liêu: Giống nếp Lang Liêu là giống cảm ơn, thuộc nhĩm ngắn ngày 135 – 140 ngày (vụ xuân) ; 110- 115 ngày (vụ mùa) Thời vụ gieo trồng:

vụ xuân muộn, mùa sớm Khả năng sinh trưởng khá, độ thuần khá, khả năng chống

đổ và chịu rét trung bình Trong điều kiện tự nhiên, giống nếp Lang Liêu nhiễm nhẹ bệnh đạo ơn, bạc lá, rầy nâu; nhiễm nhẹ đến trung bình bệnh khơ vằn Nếp Lang Liêu cĩ các chỉ tiêu chất lượng gạo, cơm khá: tỷ lệ gạo lật cao (81,2%), gạo xát 70%, xơi dẻo và thơm

Giống lúa nếp ðN20 do Trung tâm Khảo nghiệm giống cây trồng Hải Dương bắt đầu chọn lọc năm 2000 từ giống nếp địa phương cĩ tên “Sao vàng lùn”, được cơng nhận nhận chính thức năm 2009 Một số đặc tính chủ yếu của giống lúa nếp ðN20: là giống lúa nếp thơm, cảm ơn, cĩ thời gian sinh trưởng vụ mùa 115 – 120 Giống ðN20 chống đổ trung bình, cổ bơng dài, độ thuần khá, trỗ tập trung, chịu rét tốt Chiều cao cây trung bình 115- 120 cm, dạng hình gọn, bản lá nhỏ cĩ màu xanh nhạt, nhiễm nhẹ sâu bệnh Dạng hạt bầu, xếp xít, khối lượng 1.000 hạt: 27 - 28 gam Năng suất trung bình từ 45-50 tạ/ha, cao đạt 55- 60 tạ/ha Giống cĩ tính khác biệt với giống tương tự nhất (giống nếp Sao vàng lùn) ở tính trạng số 27 (thân: đường kính thân) và tính trạng số 51 (hạt thĩc: chiều rộng)

Ngồi ra, bằng phương pháp chọn lọc dịng thuần từ tập đồn các giống lúa địa phương như: nếp cái hoa vàng, nếp Quýt, nếp Hồ Bình, nếp Cái, nếp Dầu Hương, nếp Lý, nếp Xoắn, nếp Trắng Bắc Ninh, nếp Thái Bình, nếp Khẩu lếch đã

cĩ nhiều giống triển vọng được các địa phương chấp nhận và mở rộng trong sản xuất ðây là phương pháp sử dụng phổ biến ở Việt Nam và rất cĩ giá trị trong cơng tác phục tráng các giống lúa cổ truyền Gần đây nhất là chương trình phục tráng giống lúa nếp cái hoa vàng tại Hải Dương, nếp Tú lệ

2.2.3.2 Chọn giống bằng phương pháp nhập nội

Phương pháp nhập nội được thực hiện rất nhiều đối với các giống lúa tẻ, tuy nhiên các giống lúa nếp thì rất ít Một số giống lúa nếp cĩ nguồn gốc nhập nội như:

Giống lúa nếp IRi352 do Cục Trồng trọt và Viện Bảo vệ thực vật nhập nội, được cơng nhận chính thức năm 1990 Một số đặc tính chủ yếu của giống lúa nếp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 25

IRi352: cấy ñược trong vụ xuân muộn, mùa sớm, có thời gian sinh trưởng vụ xuân

135 – 140 ngày, vụ mùa 110-115 ngày Giống nếp IRi352 cứng cây, có dạng hình thâm canh, chiều cao cây 85 – 90 cm Khả năng ñẻ nhánh khá, dạng hạt bầu, số hạt/bông 170 – 220 hạt, số hạt chắc/bông cao 110 – 120 hạt, khối lượng 1.000 hạt

24 – 25 gam, xôi dẻo Năng suất trung bình 40 – 45 tạ/ha, năng suất cao ñạt tới 55 –

60 tạ/ha Nhiễm bệnh ñạo ôn trung bình, kháng bạc lá và rầy nâu khá, chống ñổ khá, giai ñoạn mạ chịu rét yếu, nhiễm khô vằn từ trung bình ñến nặng,

Giống lúa nếp N98 do Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm chọn lọc từ dòng nhập nội từ IRRI, ñược công nhận sản xuất thử năm 2008 Một số ñặc tính chủ yếu của giống lúa nếp N98: có thời gian sinh trưởng vụ mùa 113 – 118 ngày, vụ xuân muộn: 135 – 145 ngày Cây cao 105 – 110 cm, cứng cây, chống ñổ, kháng bệnh ñạo ôn, khô vằn , bạc lá, ñẻ nhánh khoẻ, bông dài, số hạt: 190 – 230 hạt/bông, khối lượng: 25 – 26 g/ 1000 hạt Năng suất trung bình 6 tấn/ ha, thâm canh tốt ñạt 8 tấn/ ha/ vụ

2.2.3.3 Chọn giống lúa nếp bằng phương pháp lai hữu tính

Những năm qua ñã có nhiều giống lúa nếp ñược chọn tạo ra bằng phương pháp lai hữu tính như:

Giống lúa nếp N415 do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chọn tạo từ tổ hợp lai VN72 với một dòng thuộc loại hình Japonica ðược công nhận là giống lúa quốc gia năm 1987 Một số ñặc tính chủ yếu của giống: gieo cấy ñược ở cả 2 vụ: mùa sớm và xuân muộn Vụ mùa sớm có thời gian sinh trưởng 110 – 115 ngày và

vụ xuân muộn 135 – 145 ngày Chiều cao cây 95 – 105 cm Khả năng ñẻ nhánh khá, hạt bầu, khối lượng 1000 hạt 28 – 30 gram, xôi dẻo, thơm Năng suất trung bình 30 –

35 tạ/ha, năng suất cao ñạt tới 40 – 45 tạ/ha Chống ñổ trung bình, nhiễm ñạo ôn, nhiễm khô vằn từ trung bình ñến nặng, nhiễm bạc lá và rầy từ nhẹ ñến trung bình, giai ñoạn

mạ chịu rét khá

Giống lúa nếp BM9603 do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chọn tạo bằng phương lai hữu tính và chọn lọc phả hệ Giống ñã ñược công nhận chính thức năm 2000 Giống BM9603 là giống lúa nếp thơm trung ngày, có thời gian sinh trưởng 145 – 150 ngày (vụ xuân) và 118 – 124 ngày (vụ mùa) Chiều cao cây 100 cm,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 26

chiều dài bông 24 cm, lá ñòng 25 cm, số bông/khóm 6,0 – 6,5, số hạt chắc/bông 118 hạt, tỷ lệ lép 14,3%, khả năng ñẻ nhánh khỏe Hạt dạng bầu, khối lượng 1000hạt ñạt 26g Hàm lượng prôtêin cao 8,97%, hàm lượng amylose 3,61%, cơm dẻo, thơm Năng suất trung bình 5,5 – 6,5 tấn/ha Chịu rét tốt, chống ñổ trung bình, nhiễm rầy nâu, bạc

lá, khô vằn nhẹ: ñiểm 1 – 3, bị nhiễm nhẹ bệnh ñạo ôn cổ bông

Giống lúa nếp N44 do Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội chọn tạo từ cặp lai Nếp hoa vàng × (nếp bầu × VN 72) từ năm 1986 Một số ñặc tính chủ yếu của giống N44: chiều cao cây trung bình là 100 – 105 cm, thời gian sinh trưởng vụ xuân

150 – 170 ngày, vụ mùa 120 – 125 ngày, năng suất trung bình 35 – 40 tạ/ha Giống

có hạt to bầu, màu vàng nhạt hơi xám, có rãnh trên vỏ, nhiều lông, không có râu, khối lượng 1.000 hạt: 30 – 31 g, cơm dẻo, thơm, chất lượng hơn hẳn IRi352, giống nhiễm ñạo ôn, khô vằn và rầy nâu nhẹ, chịu rét tốt, chịu thâm canh trung bình, chống ñổ hơi yếu, hạt không bị nảy mầm trên bông khi bị ñổ ngập

Giống lúa nếp DT21 do Viện Di truyền nông nghiệp lai tạo từ tổ hợp lai ðV2 (nếp hoa vàng ñột biến) x N415 bằng phương pháp chọn lọc phả hệ Giống ñã ñược công nhận giống chính thức năm 2000 Giống có thời gian sinh trưởng vụ xuân 170 –

175 ngày, vụ mùa 135 – 140 ngày, chiều cao cây 95 – 105 cm, cổ bông hơi dài, khả năng ñẻ nhánh trung bình, phiến lá dài yếu Giống có hạt bầu, màu vàng rơm, khối lượng 1.000 hạt: 25 – 26 g, xôi dẻo, thơm, ñậm, năng suất trung bình 30 – 35 tạ/ha, cao

40 – 45 tạ/ha Giống DT21 có khả năng chống ñổ hơi yếu, nhiễm ñạo ôn trong vụ xuân, chịu rét tốt giai ñoạn mạ

2.2.3.4 Chọn giống bằng xử lý ñột biến

Giống lúa nếp TK106 ñược Trường ðại học Sư phạm Hà Nội và Trường ðại học

Sư phạm Hà Nội II chọn tạo bằng phương pháp chiếu xạ bằng tia Gramma (Co60) liều lượng 15 Krad vào hạt nảy mầm của giống TK90 ở thời ñiểm 69 giờ (kể từ khi ngâm cho hút nước bão hoà trong 36h rồi vớt ra mang ủ cho nảy mầm, ở nhiệt ñộ 30 – 320C) chọn lọc theo phương pháp phả hệ Giống ñược công nhận tạm thời năm 2002 Giống có thời gian sinh trưởng vụ xuân từ 160 – 165 ngày, vụ mùa từ 120 – 125 ngày, vụ hè thu ở Nghệ An, Hà Tĩnh từ 95 – 110 ngày, chiều cao cây 110 – 120 cm, phiến lá màu xanh ñậm, góc lá ñòng và góc lá công năng ñứng, bẹ lá màu xanh Khả năng ñẻ nhánh yếu,

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 27

bơng trỗ thốt, chiều dài bơng từ 20 – 25 cm, số hạt/bơng 100 – 110 hạt, dạng bơng chụm, hạt xếp sít, hạt màu vàng nhạt, khơng cĩ râu, vỏ trấu dày và phủ nhiều lơng, tỷ lệ dài/rộng 1,75, vỏ cám màu trắng ngà, gạo xát cĩ màu trắng đục, nội nhũ dẻo Tỷ lệ hạt lép 18 – 22%, khối lượng 1.000 hạt là 28 – 31 g, hạt khĩ nảy mầm trên bơng hơn so với giống gốc Năng suất trung bình 40 – 42 tạ/ha, chất lượng cơm rất dẻo và thơm Giống lúa nếp TK106 nhiễm bệnh đạo ơn ở mức trung bình, nhiễm bệnh khơ vằn và bạc lá ở mức độ nhẹ, chịu hạn khá tốt, chịu rét tốt

Giống lúa nếp PD2 do Trường ðại học Sư phạm Hà Nội II; Viện Di truyền nơng nghiệp chọn tạo cĩ nguồn gốc từ: Xử lý đột biến giống N415, sau đĩ chọn lọc

và đánh giá, thu được một thể đột biến M6 Lai giống TK90 với thể đột biến M6, sau đĩ chọn lọc cá thể và chọn lọc theo tập đồn thu được dịng BN1 đặt tên là PD2, được cơng nhận chính thức năm 2010

Giống nếp OM4662 tạo ra từ biến dị xoma trên giống nếp Ơmơn Giống nếp OM4672 tạo ra từ biến dị soma trên giống nếp Thái Lan do Viện lúa đồng băng sơng Cửu Long tạo ra và được cơng nhận là các giống lúa triển vọng năm 2003 (Nguyễn Thị Lang và cs, 2006) đã sử dụng kỹ thuật đánh dấu STS và SSR để đánh giá giống kháng rầy và đã tuyển chọn thành cơng một số dịng/giống lúa nếp thích ứng cho vùng đồng bằng sơng Cửu Long

Qua các kết quả nghiên cứu cho thấy: phần lớn các giống lúa nếp được chọn tạo ra trong thời gian gần đây là do phương pháp lai truyền thống, phương pháp nhập nội

Trong thời gian vừa qua, cơng tác chọn tạo giống lúa nếp đã được các nhà khoa học quan tâm, tuy nhiên vẫn chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu của sản xuất, lượng giống lúa nếp được chọn tạo mới cịn rất hạn chế, số lượng giống được cơng nhận cịn hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu Do vậy việc tiếp tục đầu tư, nghiên cứu nhằm chọn tạo ra được những giống lúa nếp cĩ chất lượng, năng suất khá và cĩ thời gian sinh trưởng ngắn là điều cần thiết, đáp ứng kịp thời nhu cầu thực tế hiện nay, đặc biệt đối với các tỉnh miền Bắc ðồng thời cũng đáp ứng yêu cầu chỉ đạo của

Bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn là tăng cường mở rộng diện tích gieo cấy lúa

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 28

trà xuân muộn, mùa sớm bằng các giống lúa ngắn ngày, có năng suất cao, chất lượng tốt nhằm thắch ứng với ựiều kiện biến ựổi khắ hậu, tăng hiệu quả sản xuất

2.3 Chọn giống lúa chất lượng cao

2.3.1 Nghiên cứu về tắnh trạng mùi thơm

2.3.1.1 Nghiên cứu về tắnh trạng mùi thơm

a Bản chất hóa học của mùi thơm

Trên thế giới, tắnh trạng mùi thơm ựã ựược nghiên cứu khoảng từ thập kỷ 80 của thế kỷ XX Mùi thơm hay còn gọi là bột thơm, khi nấu cơm mùi vị bốc hơi cho thấy một hợp chất chắnh của formaldehydes, ammonia, hydrogen sulfide Theo (Lorrieux và

cs, 1996) cho biết mùi thơm ựược tạo nên bởi hơn một trăm loại chất dễ bay hơi như hydrocarbon, aldehydes, ketons, acids, esters, phenols, pyridines, pyrazines, 2-acetyl-1-pyrroline và thành phần khác khi nấu cơm đã có rất nhiều phương pháp giúp có thể xác ựịnh ựược mùi thơm của lúa bao gồm cả ựịnh tắnh và ựịnh lượng

Các phương pháp ựịnh tắnh như nếm hạt giúp người nếm cảm nhận ựược mùi thơm của hạt gạo khi nhai, phương pháp ngửi mùi mẫu lá hoặc hạt gạo ngâm trong dung dịch KOH 1,7% hoặc I2-KI theo (Sood và cs, 1978) Các phương pháp ựịnh lượng ựược xây dựng dựa trên việc xác ựịnh thành phần chắnh của mùi thơm

Theo (Buttery và cs, 1983) thì 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) là chất bay hơi và là thành phần chắnh tạo nên mùi thơm ở lúa Các phương pháp giúp xác ựịnh hàm lượng 2AP gồm có: gas chromatography-flame ionization Detector( GC-FID) (Butterry và cs, 1986), (Hien và cs, 2006) ựã xác ựịnh hàm lượng 2AP trong các giống lúa thơm cho thấy trong giống Jasmine 85 có 212ppb, Khao Dawk Mali 105 có 332,2ppb, Nàng Thơm Chợ đào2 có 83,6ppb

Cấu tạo 2-acetyl-1-pyrroline:

2AP có cấu tạo gồm vòng pyrroline và nhóm methyl-keton Trên cây lúa, 2AP

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 29

được tạo thành trong điều kiện nhiệt độ bình thường và được tạo ra ở tất cả các bộ phận phía trên mặt đất L-proline là acid amin khởi đầu cho sự tổng hợp ra 2AP vì khi bổ sung acid amin này vào đất trong giai đoạn cây con thấy hàm lượng 2AP tăng gấp 3 lần đối chứng Ngồi ra cũng (Yoshihashi và cs, 2004) thì 2AP được dự trữ trong phần kị nước của các hạt tinh bột

b Di truyền của tính trạng mùi thơm và ứng dụng cơng nghệ sinh học trong nghiên cứu mùi thơm của gạo

Nghiên cứu di truyền đầu tiên, được thực hiện bởi nhĩm của Tankskey (Ahn

và cs, 1992), đã đưa ra kết luận rằng vùng gen kiểm sốt mùi thơm hoặc gen frg

nằm trên cánh tay dài của NST số 8 Sau đĩ, Lorieux và cs (1996) đánh dấu gen này như một gen chính và là gen lặn để đánh giá locus tính trạng số lượng (QTL) trong cùng một vùng, nhưng giới hạn trong khoảng 12cm khơng gian di truyền, trong (IR64xAzucena) quần thể đơn bội kép nơi cĩ nhiều vùng của giống Azucena truyền thống tạo nên mùi thơm Lần đầu tiên, nghiên cứu này đã chứng minh rằng 2-ACP phát hiện bằng các phương pháp nhạy và phương pháp gas chromatography (GC) cĩ tương quan hồn hảo và sự biến đổi về số lượng lớn đã được quan sát trong đường quần thể đơn bội kép thơm Hơn nữa, trong nghiên cứu này, hai QTL nhỏ khác được xác định trên NST 4 và NST 12, điều này cĩ thể ảnh hưởng đến mùi thơm Kể từ đĩ, một số báo cáo của các tác giả chủ yếu là xác định chỉ thị phân tử (đánh dấu SSR,

PCR) liên kết với locus frg cĩ thể được sử dụng phân biệt thơm và khơng thơm để lựa

chọn chỉ thị phù hợp nhất (Garland và cs, 2000; Cordeiro và cs, 2002; Jin và cs, 2003) Ahn và cs (1992) đưa ra một chỉ thị phân tử kí hiệu là RG28 nằm trên nhiễm sắc

thể số 8 liên kết gần với gen thơm (frg) Chỉ thị phân tử này cĩ thể áp dụng để dự đốn

sớm sự cĩ mặt của gen quy định mùi thơm trên một giống lúa, đồng thời cĩ thể phân biệt được tính trạng đồng hợp tử hay dị hợp tử của gen thơm và chỉ thị này rất hữu dụng trong việc phát hiện nhanh mùi thơm trong các dịng lai (Ahn và cs, 1993) Gần đây hơn, (Bradbury và cs, 2005) đã cơng bố một nghiên cứu về vị trí, cấu

trúc và cơ chế của gen frg quy định tính trạng mùi thơm của lúa Trong nghiên cứu này,

Bradburry và cộng sự đã phát hiện 8 đột biến mất đoạn và 3 SNPs trên exon của gene

mã hĩa tổng hợp betaine aldehyde dehydrogenase 2 (BAD2) chính là nguyên nhân