đánh giá ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất ruộng nhân dòng mẹ và sản xuất hạt lai f1 tổ hợp lúa lai ba dòng th17

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI LÊ VĂN THÀNH ðÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ðẾN NĂNG SUẤT RUỘNG NHÂN DÒNG MẸ VÀ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP LÚ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LÊ VĂN THÀNH

ðÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ðẾN NĂNG SUẤT RUỘNG NHÂN DÒNG MẸ VÀ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP LÚA LAI BA DÒNG TH17

LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội, 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LÊ VĂN THÀNH

ðÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ðẾN NĂNG SUẤT RUỘNG NHÂN DÒNG MẸ VÀ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP LÚA LAI BA DÒNG TH17

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

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng hoặc công bố trong bất kì công trình nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Lê Văn Thành

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

Tôi xin ñược gửi lời chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo bộ bôn Di truyền

và chọn giống cây trồng, các thầy cô giáo Khoa nông học – Trường ðại học nông nghiệp hà nội

Tôi cũng xin ñược chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Công nghệ lúa lai, cán bộ Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng ñã nhiệt tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện ñề tài

Bên cạnh ñó tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả người thân, bạn bè những người luôn bên cạnh ñộng viên giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Hà Nội, ngày 14 tháng 4 năm 2014

Tác giả luận văn

Lê Văn Thành

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

MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC ðỒ THỊ ix

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT x

PHẦN I MỞ ðẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Lịch sử nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở cây lúa 3

2.1.1 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới 3

2.1.2 Nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Việt Nam 6

2.2 Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 10

2.2.1 Thuyết siêu trội 10

2.2.2 Thuyết tính trội 11

2.2.3 Thuyết cân bằng di truyền 11

2.3 Một số nghiên cứu và sử dụng ƯTL ở lúa 12

2.3.1 ƯTL ở rễ lúa 12

2.3.2 ƯTL về số lá trên cây 13

2.3.3 ƯTL về số nhánh và khả năng ñẻ nhánh 13

2.3.4 ƯTL về chiều cao cây 14

2.3.5 ƯTL về thời gian sinh trưởng 14

2.3.6 ƯTL về khả năng chống chịu 15

2.3.7 ƯTL về các tính trạng sinh lý 16

2.3.8 ƯTL về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 16

2.4 Cơ sở khoa học sản xuất hạt giống lúa lai ba dòng 18

2.4.1 ðặc ñiểm của các dòng vật liệu bố mẹ hệ “ba dòng” 18

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

2.5 Kỹ thuật nhân dòng bất dục ñực (CMS) 21

2.6 Các biện pháp nâng cao chất lượng hạt giống 24

2.7 Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật trong nhân dòng và sản xuất hạt lúa lai F1 26

PHẦN III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.1 Vật liệu 31

3.2 Nội dung nghiên cứu 31

3.3 Phương pháp nghiên cứu 31

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

4.1 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñặc ñiểm sinh trưởng, mức ñộ nhiễm sâu bệnh và năng suất ruộng nhân dòng mẹ II32A/B 39

4.1.1 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến thời gian từ gieo ñến trỗ của cặp dòng II32A/B ở ruộng nhân dòng trong vụ xuân 2013 39

4.1.2 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñộng thái ñẻ nhánh của dòng mẹ II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 40

4.1.3 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến chiều cao cây của cặp dòng II32A/B trước và sau khi phun GA3 trong vụ Xuân 2013 45

4.1.4 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến tính dục và tỷ lệ thò vòi nhụy của cặp dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 47

4.1.5 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñộ dài lóng, bộ lá và cấu trúc bông của dòng II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 48 4.1.6 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 201350 4.1.7 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 51

4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học và năng suất ruộng nhân dòng II32A/B 54

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

4.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến một số ựặc ựiểm nông sinh học của dòng II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 54

4.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A trong vụ Xuân 2013 56

4.3 Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến sinh trưởng phát triển của các dòng bố mẹ và năng suất sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lúa lai ba dòng TH17 trong vụ mùa 2013 59

4.3.1 đánh giá một số chỉ tiêu ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ mùa 2013 59

4.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến một số ựặc ựiểm nông sinh học của dòng mẹ II32A ở ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 59

4.3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 61

4.4 Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến ựặc ựiểm nông sinh học và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lúa lai ba dòng TH17.63 4.4.1 Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến ựặc ựiểm nông sinh học của các dòng bố mẹ ở ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 63

4.4.2 Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến mức ựộ nhiễm sâu bệnh hại tự nhiên của ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ Mùa 2013 68

4.4.3 Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ Mùa 2013 69

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 73

5.1 Kết luận 73

5.2 đề nghị 74

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

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

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến thời gian từ gieo

ñến trỗ của cặp dòng II32A/B ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 39 Bảng 4.2a Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñộng thái ñẻ

nhánh của dòng mẹ II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 41 Bảng 4.2b Ảnh hưởng mật ñộ cấy ñến ñộng thái ñẻ nhánh của dòng mẹ II32A ở

ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 43 Bảng 4.2c Ảnh hưởng của mức phân bón khác nhau ñến ñộng thái ñẻ nhánh của

dòng mẹ II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 44 Bảng 4.3a Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến chiều cao cây của

cặp dòng II32A/B trước và sau khi phun GA3 trong vụ Xuân 2013 45 Bảng 4.3b Ảnh hưởng của mức phân bón khác nhau ñến chiều cao cây của cặp

dòng II32A/B trước và sau khi phun GA3 trong vụ Xuân 2013 46 Bảng 4.4 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến tính dục và tỷ

lệ thò vòi nhụy của cặp dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 47 Bảng 4.5 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñộ dài lóng, bộ lá và

cấu trúc bông của dòng II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 49 Bảng 4.6 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến mức ñộ nhiễm

sâu bệnh tự nhiên của ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 201350 Bảng 4.7a Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến các yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 51 Bảng 4.7b Ảnh hưởng của mức phân bón khác nhau ñến các yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 52 Bảng 4.7c Ảnh hưởng mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

ruộng nhân dòng II32A/B trong vụ Xuân 2013 53 Bảng 4.8 Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ñến một số

ñặc ñiểm nông sinh học của dòng II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 54 Bảng 4.9a Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ñến các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A trong vụ Xuân 2013 56

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

Bảng 4.9b Ảnh hưởng của lượng GA3 khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A trong vụ Xuân 2013 57 Bảng 4.9c Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng mẹ khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất ruộng nhân dòng II32A trong vụ Xuân 2013 57 Bảng 4.10 đánh giá một số chỉ tiêu ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong

vụ mùa 2013 59 Bảng 4.11 Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến một số ựặc

ựiểm nông sinh học của dòng mẹ II32A ở ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 60 Bảng 4.12a Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 khác nhau ựến các yếu tố

cấu thành năng suất và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 61 Bảng 4.12b Ảnh hưởng tỷ lệ hàng bố mẹ khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 62 Bảng 4.12c Ảnh hưởng lượng GA3 khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng suất

và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 62 Bảng 4.13a Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến ựặc ựiểm nông sinh học

của các dòng bố mẹ ở ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 65 Bảng 4.13b Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến ựặc ựiểm nông sinh học

của các dòng bố mẹ ở ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ Mùa 2013 66 Bảng 4.14 Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến mức ựộ nhiễm sâu

bệnh hại tự nhiên của dòng mẹ II32A trong ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 vụ Mùa 2013 68 Bảng 4.15a Ảnh hưởng mật ựộ và mức phân bón khác nhau ựến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất của ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ Mùa 2013 70 Bảng 4.15b Ảnh hưởng mật ựộ khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng suất và năng

suất của ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ Mùa 2013 71 Bảng 4.15c Ảnh hưởng mức phân bón khác nhau ựến các yếu tố cấu thành năng

suất và năng suất của ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH17 trong vụ Mùa 2013 71

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

DANH MỤC ðỒ THỊ

ðồ thị 1 Ảnh hưởng mật ñộ cấy và mức phân bón khác nhau ñến ñộng thái ñẻ

nhánh của dòng mẹ II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 42

ðồ thị 2 Ảnh hưởng mật ñộ cấy khác nhau ñến ñộng thái ñẻ nhánh của dòng mẹ

II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 43

ðồ thị 3 Ảnh hưởng mức phân bón khác nhau ñến ñộng thái ñẻ nhánh của dòng

mẹ II32A ở ruộng nhân dòng trong vụ Xuân 2013 45

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

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

CMS: Cytoplasmic Male Sterile – Bất dục di truyền tế bào chất

EGMS: Emviromental Genic Male Sterile – Bất dục ñực chức năng di truyền nhân

mẫn cảm với ñiều kiện môi trường

ƯTL: Ưu thế lai

TGMS: Thermosensitive Genic Male Sterile - Bất dục ñực chức năng di truyền

nhân mẫn cảm với ñiều kiện nhiệt ñộ

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

PHẦN I

MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Ở Việt Nam sản xuất lúa nước vẫn là một trong những ngành quan trọng, truyền thống trong nền nông nghiệp Hiện nay diện tích dành cho trồng lúa ñang giảm nhanh, ñể ñảm bảo ñủ sản lượng lúa phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu thì chúng ta cần nghiên cứu chọn tạo giống mới và áp dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật ñể nâng cao năng suất, trong số ñó việc nghiên cứu và phát triển lúa lai là một trong những giải pháp khả thi hơn cả

Trong những năm gần ñây công tác chọn tạo giống lúa lai ở Việt Nam ñạt ñược những thành tựu nhất ñịnh, nhiều giống lúa lai hai dòng, ba dòng mang thương hiệu Việt ñã ra ñời, với lúa lai ba dòng có 8 giống ñược công nhận chính thức: HYT57, HYT83, HYT100, Nam ưu 603, Nam ưu 604, Bác ưu 903KBL, LC25, CT16 và các giống ñược công nhận sản xuất thử: HYT 92, TH17 Với lúa lai hai dòng có 11 giống ñược công nhận chính thức: VL20, VL24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, HC1, Thanh ưu 3, LC212, LC270, TH7-2, HYT108, và 7 giống ñược công nhận sản xuất thử, LHD6, TH5-1, HYT102, HYT103, TH7-5, TH8-3, TH3-7, ngoài ra còn nhiều tổ hợp lúa lai ñang khảo nghiệm, có triển vọng mở rộng sản xuất (Cục trồng trọt, 2013)

Tuy nhiên việc sản xuất hạt lai F1 mới chỉ ñáp ứng ñược 20-25% nhu cầu hạt giống lai cần trong mỗi vụ, số còn lại phải nhập khẩu từ nước ngoài Hơn nữa, một

số giống lai sản xuất trong nước như Nhị ưu 838, Bác ưu 253 vẫn phải nhập bố

mẹ từ Trung Quốc Muốn chủ ñộng sản xuất hạt lai trong nước, chúng ta cần nghiên cứu chọn tạo giống mới song song với việc nghiên cứu sản xuất hạt giống

bố mẹ ñạt ñộ thuần ổn ñịnh và năng suất cao Giống lúa lai ba dòng TH17 do Phòng Công nghệ lúa lai chọn tạo ñã ñược công nhận sản xuất thử năm 2012, có bố

mẹ là II32A/B và R17 ðể mở rộng diện tích thử nghiệm TH17 trong sản xuất,

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

chúng tôi thực hiện ựề tài: Ộđánh giá ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật

ựến năng suất ruộng nhân dòng mẹ và sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp lúa lai ba dòng TH17Ợ

1.2 Mục tiêu

- Xác ựịnh ựược một số biện pháp kỹ thuật thắch hợp ựể nhân dòng mẹ II32A/B ựạt

ựộ thuần tốt và năng suất cao

- đánh giá ựược ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật ựến năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lúa lai ba dòng TH1-7

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

- Các biện pháp kỹ thuật cơ bản ựể duy trì dòng II32A/B và sản xuất hạt lai F1 ựạt năng suất cao là cơ sở phát triển giống lúa lai ba dòng TH17 ở Việt Nam

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

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Lịch sử nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở cây lúa

2.1.1 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới

Ưu thế lai (Heterosis) là một thuật ngữ ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các ñặc tính khác (Giáo trình chọn giống cây trồng, 2013) Việc sử dụng rộng rãi các giống lai F1 vào sản xuất ñã làm tăng thu nhập và hiệu quả kinh tế của sản xuất nông nghiệp (Hoàng Tuyết Minh, 2005; Nguyễn Thị Trâm, 2002)

Năm 1926 nhà di truyền học người Mỹ J.W.Jones (1926) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai ở lúa trên những tính trạng số lượng và năng suất Sau ông có nhiều công trình nghiên cứu khác xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977; Lin và Yuan, 1980…), về sự tích lũy chất khô (Jenning, 1967; Kim, 1985…), sự phát triển của

bộ rễ (Anonymous, 1974; Tian và cộng sự, 1980…), về một số ñặc tính sinh lý như cường ñộ quang hợp, cường ñộ hô hấp, diện tích lá… (Lin và Yuan, 1980; Wu và cộng sự, 1980; K Ramiah, 1995)

Năm 1964, Yuan Long Ping và cộng sự ñánh dấu sự bắt ñầu nghiên cứu lúa lai ở Trung Quốc bằng việc phát hiện ra cây lúa dại bất dục trong loài lúa dại

Oryzae fatuaspontanea, và ñem lai với lúa trồng Indica Sau 9 năm lai tạo chọn lọc

họ ñã chuyển ñược tính bất dục ñực hoang dại vào lúa trồng và tạo ra vật liệu di truyền hoàn toàn mới giúp cho việc khai thác ưu thế lai thương phẩm Quy trình sản xuất lúa lai ba dòng ñược bắt ñầu thử nghiệm Năm 1973 lô hạt giống F1 ñầu tiên ñược sản xuất ra với sự tham gia của 3 dòng là: dòng bất dục ñực di truyền tế bào

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

chất (Cytoplasmic Male Sterile- CMS), dòng duy trì bất dục (Maintainer-B), dòng phục hồi hữu dục (Restorer-R) (Hoàng Tuyết Minh, 2002) Từ ñây khởi ñầu cho sự phát triển như vũ bão công nghệ lúa lai của Trung Quốc cũng như thế giới

Năm 1976, Trung Quốc ñã sản xuất ñược hạt lai F1 và gieo cấy 140.000 ha lúa lai Diện tích trồng lúa lai liên tục năm sau tăng hơn năm trước, năng suất lúa cũng tăng theo Năm 1990, Trung Quốc ñã trồng ñược 15 triệu ha lúa lai chiếm 49% tổng diện tích lúa Năng suất vượt 20% so với lúa thường tốt nhất Qui trình nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 ngày càng hoàn thiện và ñạt năng suất cao Với những thành công này của Trung Quốc ñã mở ra triển vọng to lớn về phát triển lúa lai trên thế giới (Yuan L.P and Xi Q.F, 1995)

Song song với việc phát triển lúa lai ba dòng, một số kết quả trong nghiên cứu lúa lai hai dòng ñã ñược công bố Năm 1973, Shiming Song (Trung Quốc) ñã phát hiện ñược dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm ñộ dài chiếu sáng (HPGMS) từ giống Nông Ken 58, ở ñộ dài ngày trên 14h chúng thể hiện tính bất dục, ở ñộ dài ngày dưới 13h45’ chúng lại biểu hiện hữu dục Qua nghiên cứu ông thấy tính trạng này do một cặp gen lặn trong nhân ñiều khiển Theo Yuan L.P., dòng Nongken 58 ñặc trưng cho dạng bất dục PGMS cảm ứng mạnh với ánh sáng

và cảm ứng yếu với nhiệt ñộ, giới hạn chuyển hoá là 13h45' Theo Shi Mingsong (1973), thời kỳ mẫn cảm là phân hoá gié cấp 1 ñến hình thành tế bào mẹ hạt phấn (10-12 ngày trước trỗ) trích dẫn theo Quách Ngọc Ân (2002)

Năm 1988, Maruyama và cộng sự ñã phát hiện dòng AnnongS thông qua chọn lọc trong quần thể ñột biến tự nhiên Dòng TGMS này bất dục ñực khi gặp nhiệt ñộ >270C và hữu dục khi nhiệt ñộ <240C ở thời kỳ phân chia tế bào mẹ hạt

phấn AnnongS là dòng TGMS ñược phát hiện ñầu tiên thuộc loài phụ indica, bất

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

dục trong ñiều kiện nhiệt ñộ cao và hữu dục trong ñiều kiện nhiệt ñộ thấp.(Quách Ngọc Ân, 2002)

Giống lúa lai hai dòng ñược ñưa ra trồng ñại trà ñầu tiên của Trung Quốc là Pei ải 64S/Teqing Năm 1992, diện tích gieo trồng lúa lai hai dòng ở Trung Quốc là 15.000 ha với năng suất 9-10 tấn/ha, năng suất cao nhất ñạt 17 tấn/ha ðến năm

1997 ñã có 640.000 ha năng suất trung bình cao hơn lúa lai ba dòng từ 5-15 % Hầu hết các tổ hợp lai hai dòng ñều cho năng suất cao và phẩm chất tốt hơn so với các

tổ hợp lai ba dòng (Nguyễn Công Tạn, 2002)

Hạt giống lúa lai của Trung Quốc ñã ñược ñưa sang trồng thử tại IRRI năm

1979, Indonesia, Ấn ðộ năm 1980, Mỹ năm 1983 ñều cho năng suất cao hơn các giống ñịa phương (Quách Ngọc Ân và cộng sự, 1998)

Như vậy thành công của công nghệ sản xuất lúa lai của Trung Quốc ñã ñược ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Hiện nay có 17 nước ngoài Trung Quốc nghiên cứu và sản xuất lúa lai Tổng diện tích lúa lai của thế giới chiếm khoảng 10% tổng diện tích trồng lúa và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng lúa của toàn thế giới Lúa lai ñã mở ra hướng phát triển mới ñể nâng cao năng suất và sản lượng, góp phần giữ vững an ninh lương thực trên phạm vi toàn thế giới Tại Hội nghị lúa lai Quốc tế lần thứ năm tổ chức tại Hồ Nam, Trung Quốc 2008 ñã tổng kết trồng lúa lai ở các nước ngoài Trung Quốc tới năm 2007 là 2.521.000 ha, trong ñó

Ấn ðộ (1.100.000 ha), Việt Nam (650.00 ha), Philippines (341.000 ha), Bangladesh (300.000 ha), Indonesia (130.000 ha) (Fangming Xie, 2008) (Fangminh Xie, 2008) Diện tích này còn tiếp tục tăng những năm sau Một số nước như Indonesia và Mỹ ñã tiến hành sản xuất lúa lai trên quy mô công nghiệp

Từ năm 1997 ñến 2000 Yuan L.P và cộng sự ñã nghiên cứu và phát triển 240.000 ha siêu lúa lai, năng suất bình quân ñạt 9,6 tấn/ha, ñến năm 2002, trồng 1,4

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

triệu ha, năng suất 9,1 tấn/ha (Trần Văn ðạt, 2005), và hiện nay ñã có hàng chục giống lúa ñạt năng suất cao và siêu cao, ñược trồng trên diện tích rộng, năng suất tăng 10% so với giống lúa lai hiện có, ñạt năng suất 10,5 tấn/ha (năm 2000) và giai ñoạn 2 năng suất ñạt 12 tấn/ha (năm 2005), ở diện tích thí nghiệm nhỏ “siêu lúa lai” ñạt tới 19,5 tấn/ha (tổ hợp kim 23A/Q661) (.Yuan L.P., 2002)

Thành tựu về lúa lai có thể xem là cuộc cách mạng nông nghiệp xanh lần thứ hai, góp phần ñảm bảo an ninh lương thực thế giới và tăng thu nhập của người nông dân trong các biện pháp kỹ thuật hiện nay (Leocadio S., Sebastian Flordeliza H., Boedey, 2005)

2.1.2 Nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Việt Nam

Nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai trong sản xuất lúa tại Việt Nam là một mốc quan trọng, ñánh dấu cuộc cách mạng mới trong nghề trồng lúa Chương trình phát triển lúa lai ñã mang lại kết quả và triển vọng to lớn, góp phần ñảm bảo an ninh lương thực trong một hệ sinh thái bền vững

Việt Nam ứng dụng thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai của Trung Quốc từ năm 1991 Chương trình nghiên cứu phát triển lúa lai ñược Chính phủ ñầu

tư và ñã thu ñược nhiều thành tựu ñáng khích lệ Diện tích gieo cấy lúa lai thương phẩm tăng liên tục từ 100 ha (năm 1991), lên 600 ngàn ha (2003), năm 2009 ñạt trên 710 ngàn ha và Việt Nam trở thành quốc gia có diện tích lúa lai lớn thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Ấn ðộ Năm 2011 diện tích lúa lai có giảm nhưng vẫn ñạt

595 nghìn ha (Cục trồng trọt, 2012)

So với diện tích lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%, tuy nhiên lúa lai ñóng vai trò quan trọng ở phía Bắc với diện tích chiếm 32-33% trong vụ ñông xuân và khoảng 17-20% trong vụ hè thu, vụ mùa, ñặc biệt ở các tỉnh TDMNPB, BTB Các tỉnh phía Bắc có diện tích lúa lai lớn trong vụ ñông xuân là Thanh Hóa 57-60% diện

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

tích, Nghệ An 72-73%, Lào Cai 80%, Tuyên Quang 60-70%, Yên Bái 60-65% và Phú Thọ khoảng 50% (Cục trồng trọt, 2012)

Bảng 2.1: Diện tích sản xuất lúa lai qua các năm (từ 2001 – 2012)

Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào một số lĩnh vực như chọn tạo, ñánh giá các ñặc tính của các dòng TGMS Tiến hành lai thử ñể tìm tổ hợp lai cho ưu thế

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

lai cao, ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô trong chọn giống lúa lai hai dòng, xây dựng quy trình nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lai F1 Một số tác giả ñã có các nghiên cứu ban ñầu về bản chất di truyền và khả năng phối hợp của một số vật liệu hiện

có, tuy nhiên phạm vi nghiên cứu còn hạn chế

Theo tổng kết của cục trồng trọt (2012) các nhà khoa học Việt Nam ñã chọn tạo và tuyển chọn ñược 26 dòng bất dục (CMS, TGMS), 10 dòng duy trì, nhiều dòng phục hồi, ñặc biệt các nhà chọn tạo giống lúa lai trong nước ñã chọn tạo ñược một số dòng TGMS (dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiêt ñộ) thích hợp với ñiều kiện Việt Nam, có tính bất dục ổn ñịnh, nhận phấn ngoài rất tốt; một số dòng bố có khả năng kháng bệnh bạc lá tốt, khả năng kết hợp và cho ưu thế lai

Trong giai ñoạn 2001 - 2005, Viện KHKTNN Việt Nam ñã lai tạo ñược 3 dòng TGMS mới: AMS31S, AMS32S, AMS33S từ các tổ hợp lai: CL64S/VN292, CL64S/BM9820, phục vụ cho công tác chọn tạo giống Phân lập từ vật liệu phân ly nhập nội chọn tạo ra các dòng TGMS: CL64S, P47S, 7S, AMS27S, 11S, 534S (AMS29S), 827S (AMS30S) ñưa vào lai tạo giống lúa lai 2 dòng (Nguyễn Trí Hoàn, Nguyễn Thị Trâm, Hà Văn Nhân, Phạm Ngọc Lương và các ctv, 2006)

Việc tạo các dòng TGMS mới thông qua nuôi cấy túi phấn, ở Viện khoa học Nông nghiệp ñã tạo ñựơc 9 dòng TGMS mới bằng nuôi cấy túi phấn, qua nghiên cứu chọn tạo ñược 2 dòng tốt nhất CNSH1 và CNSH2 ñưa vào sử dụng Viện cây lương thực và cây thực phẩm tạo ñược dòng TGMS H20 và TGMS H7 Qua nuôi cấy hạt phấn con lai TGMS x lúa thuần, Viện di truyền Nông Nghiệp ñã thành công trong việc tạo TGMS mới như TGMS CN1 và TGMS CN2 Cả hai dòng này ñều cho TGST ngắn, số lá thân chính 13- 13,7 lá, ñộ bất dục hạt phấn tốt (100%), ñặc biệt tỷ

lệ thò vòi nhụy cao >80% ðây là những dòng dễ sản xuất hạt lai ñạt năng suất cao (Bùi Chí Bửu, 2007)

Lần ñầu tiên ở Việt Nam ñã chọn tạo thành công dòng bất dục ñực cảm ứng quang chu kỳ ngắn P5s mở ra hướng mới trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng (Trần Văn Quang, 2008) ðồng thời với việc chọn tạo các dòng TGMS, các cơ

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

quan nghiên cứu cũng chọn ñược hơn 200 dòng R mới trong ñó có 22 dòng kháng ñược rầy nâu, bệnh bạc lá và ñạo ôn Hàng nghìn tổ hợp lai ñược lai tạo và ñánh giá, một số tổ hợp lai có triển vọng ñang ñược khảo nghiệm, trình diễn và mở rộng sản xuất như: Việt lai 20, TH3-3, TH3-4, TH3-5, Việt lai 24, HC1, HYT100, HYT102, Bác ưu 903KBL… (công nhận giống quốc gia); TM4, VN01/D212, TH5-

1, TH7-2, HYT92, HYT103, LC212… (công nhận cho sản xuất thử) và hàng loạt các giống có triển vọng như Việt lai 45, Việt lai 50, VL1, LHD4 ( Nguyễn Thị Trâm, 2009; Nguyễn Như Hải, 2006, 2007; Phạm Ngọc Lương, 2005)

Bảng 2.2: Tổng hợp kết quả chọn tạo các dòng bố mẹ và các tổ hợp lai

của một số ñơn vị nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước

T9S, T10S

3 dòng: 11A

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R15, R16, R18, R20, R50, R75

- VL20, VL24, TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH5-1, TH7-2, TH8-3, VL50, TH7-5, TH3-7 (2 dòng)

- CT16, TH17, TH18

2 Trung tâm Nghiên

cứu và PT lúa lai

Viện KHNN Việt

Nam

- CMS: AMS72A, AMS 6A

- TGMS: AMS 35S-1, AMS 35S-2, AMS 36S-7, AMS 34S-

10, AMS 35S-11, AMS 37S-76

- TGMS (gen WC): D51S, D52S, D59S, D60S, D116S

RTQ5, R527, Q99, PM3, R242, GR10, R108

HYT83, HYT100, HYT92, HYT102, HYT103, HYT108, HYT106

3 TT Giống nông lâm

nghiệp Lào Cai

136A; 137A 100 dòng bố LC25, LC212,

LC270

4 TT WD KHKT nông

lâm nghiệp Thanh Hóa

TX1A 10 dòng bố Thanh ưu 3,

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

ðể công tác chọn tạo giống lúa lai hai dòng ñạt hiệu quả tốt, cần phải có ñược các vật liệu bố mẹ mới phù hợp với ñiều kiện trong nước, có ñặc tính nông sinh học tốt, khả năng kết hợp cao, ổn ñịnh và dễ sản xuất hạt lai Trên cơ sở ñó chọn tạo và ñưa vào sử dụng các tổ hợp lai mới có thương hiệu riêng, cho năng suất cao và ổn ñịnh, chất lượng gạo tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái nước ta (Nguyễn Trí Hoàn, 2003)

2.2 Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai

Ưu thế lai (ƯTL) ñã ñược sử dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa ñưa ra ñược một thuyết duy nhất ñể giải thích hiện tượng ưu thế lai Hiện nay có nhiều giả thiết ñể giải thích hiện tượng này Trong ñó có nhiều tác giả coi ƯTL của con lai F1 là do tương tác gen giữa các

bố mẹ khác nhau tạo ra (Nguyễn Thị Gấm, 2003) Gần ñây với kỹ thuật lập bản

ñồ gen và phân tích di truyền ñã khẳng ñịnh cơ sở di truyền của ƯTL ở con lai F1 là do tác ñộng dị hợp tử trên các locus ñơn và tác ñộng qua lại giữa tính trội siêu trội (Hoàng Tuyết Minh, 2005)

2.2.1 Thuyết siêu trội

Thuyết này do Shull và East công bố năm 1908 (Nguyễn Hồng Minh, 1999) Các tác giả cho rằng ưu thế lai gây nên do kết quả của tác ñộng qua lại giữa các alen khác nhau cùng vị trí Ở trạng thái dị hợp tử theo các alen, mỗi gen trội và lặn ñều giữ một chức năng khác nhau do sự phân hoá khác nguồn của các alen Do tác ñộng tương hỗ giữa các alen trong cùng một locus sẽ tạo ra những ảnh hưởng làm cho con lai dị hợp tử có sức sống vượt xa bất kỳ dạng ñồng hợp thể nào: a1a1 <a1a2

> a2a2 hoặc AA < Aa > aa Với giả thiết này thì con lai càng có ñộ dị hợp cao thì ưu thế lai càng lớn, giảm ñộ dị hợp tử thì cũng giảm ưu thế lai

Thuyết siêu trội ñược nhiều công trình chứng minh, tuy nhiên vẫn có những thực nghiệm ñối lập thuyết này Ở cây tự thụ phấn, các con lai giữa các dòng, giống khác nhau về mặt di truyền không phải luôn luôn cho ƯTL cao hơn bố mẹ ñồng hợp tử (Nguyễn Hồng Minh, 2006)

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

2.2.2 Thuyết tính trội

Thuyết tính trội do Davenport ñề xuất năm 1908, sau ñó Bruce Keeble và Pellew bổ sung vào năm 1910 (Nguyễn Hồng Minh, 1999) Theo thuyết này các alen trội là những alen có lợi còn các alen lặn ñồng vị của chúng có hại, làm giảm sức sống Ưu thế lai là kết quả của sự tác ñộng tương hỗ giữa các gen trội có lợi ñược hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh vật, cũng theo thuyết này thì con lai càng có nhiều alen trội thì ưu thế lai càng cao

2.2.3 Thuyết cân bằng di truyền

Thuyết cân bằng di truyền do Turbin ñưa ra năm 1971 Theo thuyết này mỗi

cơ thể sinh vật ở trạng thái cân bằng di truyền nhất ñịnh, do các gen nằm trong nhân và tế bào chất quyết ñịnh, ñảm bảo một khả năng thích ứng với môi trường xung quanh Khi lai các cá thể có trạng thái cân bằng di truyền khác nhau trong loài thì ở F1 cân bằng cũ bị phá vỡ, tạo nên một cân bằng di truyền mới tốt hơn hoặc xấu hơn cân bằng cũ Nếu kiểu hình mới tốt hơn thì tạo ra ưu thế lai dương Gần ñây với kỹ thuật lập bản ñồ và phân tích di truyền Qifa Zhang và Zhikang Li (2001)

ñã khẳng ñịnh cơ sở di truyền của ưu thế lai ñời F1 là do tác ñộng dị hợp tử trên các locus ñơn và tác ñộng qua lại giữa tính trội và siêu trội (Ngô Thế Dân, 2002)

Theo các nhà khoa học sự biểu hiện ưu thế lai ở các tổ hợp khác nhau do các

cơ chế khác nhau là không giống nhau Nhìn chung các tác ñộng của gen nhân

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

mạnh hơn gen tế bào chất và tương tác giữa các alen trong nhân là nhân tố chính tạo ra ưu thế lai Tương tác giữa các dạng không alen liên quan chặt chẽ với khả năng tổ hợp riêng, còn hiệu ứng trội có nhiều ảnh hưởng hơn tới khả năng tổ hợp chung

2.3 Một số nghiên cứu và sử dụng ƯTL ở lúa

ƯTL xuất hiện ngay từ khi hạt nảy mầm cho ñến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng và phát triển của cây Sự biểu hiện ƯTL ở các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng, sinh trưởng sinh thực và có thể quan sát ñược ở các tính trạng hình thái, ñặc tính sinh lý, hóa sinh, năng suất, chất lượng, khả năng thích ứng chống chịu (Nguyễn Văn Hiển và cs, 2000)

Cây lúa có kiểu hình khoẻ ñẹp là cơ sở cho năng suất cao và là mục tiêu của các nhà chọn giống nhằm tạo ra ñược các giống có kiểu cây lý tưởng Năm 1980, các nhà chọn giống lúa Nhật Bản ñã ñề xuất kiểu hình cho giống lúa siêu cao sản với năng suất vượt lên 25% sau 15 năm cải tiến giống Donald (1986) là người khởi xướng ñầu tiên về kiểu cây lý tưởng, Huang cho rằng sinh trưởng nhanh mạnh, ñẻ nhiều cho ưu thế lai vượt trội về năng suất, Zhou cho rằng kiểu cây lý tưởng phải

có bông to Yuan L.P (1997) ñặc biệt nhấn mạnh ñến việc tạo ra kiểu hình ñạt ñến

sự hài hoà giữa “nguồn” và “sức chứa”, ông tạo ra tổ hợp lai Peiai64S/E32 với kiểu cây lý tưởng, năng suất ñạt 13,9 tấn/ha (Ngô Thế Dân, 2002)

2.3.1 ƯTL ở rễ lúa

Rễ lúa là bộ phận giúp cây lúa gắn kết vào ñất ñồng thời hút chất dinh dưỡng

và nước nuôi sống cây vì vậy hoạt ñộng của bộ rễ rất quan trọng với sự phát triển của cây lúa và là ñịnh hướng lai tạo giống lúa mới Kết quả thực nghiệm ở trường ñại học Vũ Hán chứng tỏ rằng hoạt ñộng của rễ ở lúa lai bao giờ cũng cao hơn so với 2 dòng bố mẹ từ giai ñoạn ñẻ nhánh ñến giai ñoạn trỗ Các kết quả nghiên cứu xác nhận rằng ở con lai số lượng rễ ra sớm ra nhiều và nhanh hơn bố mẹ chúng

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

Chất lượng rễ ñược ñánh giá thông qua ñộ dài rễ, trọng lượng chất khô, số lượng rễ phụ, số lượng lông hút và hoạt ñộng hút chất dinh dưỡng từ rễ lên cây

Rễ lúa lai có khả năng hấp thu, vận chuyển dinh dưỡng gấp 2-3 lần rễ lúa thường Khác với lúa thường, tuy bộ rễ của lúa lai phát triển mạnh song rất dễ lan,

dễ mục sau khi thu hoạch nên dễ làm ñất, ñất xốp, ñể lại nhiều chất hữu cơ cho ñất lúa Hệ rễ lúa lai hoạt ñộng mạnh ngay từ khi cây lúa bắt ñầu nảy mầm, ñẻ nhánh ñến khi lúa chín

2.3.2 ƯTL về số lá trên cây

Tổng số lá trên cây có liên quan ñến thời gian sinh trưởng và diện tích quang hợp của quần thể Theo Nguyễn Văn Hiển (2000) nhóm giống lúa ngắn ngày thường có khoảng 12-15 lá, có thời gian sinh trưởng từ 90-120 ngày, trong ñó có nhiều giống cực ngắn khoảng 12-13 lá, nhóm trung bình có 16-18 lá, có thời gian sinh trưởng 140-160 ngày và nhóm dài ngày có khoảng 20-21 lá và thời gian sinh trưởng là 170-200 ngày

Yuan Long Ping (1995) và các nhà chọn giống lúa Trung Quốc cho rằng lá ñòng dài, rộng vừa phải, bản lá lòng mo, dày, ñứng và xanh ñậm là lý tưởng

Lá ñứng ñược kiểm tra bởi 1 gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này có tác dụng ña hiệu vừa gây nên thân ngắn, vừa làm cho bộ lá ñứng thẳng, cứng và ngắn, ñộ dài lá có quan hệ ña hiệu với gen xác ñịnh chiều cao cây, nhưng còn bị chi phối của ñiều kiện môi trường, ñộ dày lá có quan hệ chặt với tiềm năng năng suất lúa (Nguyễn Thị Gấm, 2003)

2.3.3 ƯTL về số nhánh và khả năng ñẻ nhánh

Số nhánh lúa và ñộng thái ñẻ nhánh là một trong những mục tiêu mà nhà chọn giống ñưa ra ñể chọn tạo giống mới Số nhánh hữu hiệu cao quyết ñịnh ñến số bông/khóm là một yếu tố cấu thành nên năng suất hạt sau này Trong ñiều kiện cấy 1-2 dảnh và cấy thưa cây lúa có thể ñẻ ñược 20-30 nhánh

Theo kết quả nghiên cứu cho rằng ñối với lúa thì số nhánh ñẻ của một cá thể

có di truyền số lượng với hệ số di truyền thấp ñến trung bình Nếu một trong hai bố

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

mẹ có khả năng ñẻ nhánh khoẻ thì con lai ñẻ khoẻ và ở các thế hệ phân ly sẽ xuất hiện những cá thể ñẻ khoẻ với tần số cao (Ngô Thế Dân, 2002)

Nghiên cứu các tổ hợp lai cho nhận xét rằng kiểu ñẻ nhánh chụm và ñứng thẳng là do gen lặn quy ñịnh còn kiểu ñẻ nhánh xoè là trội (Nguyễn Thị Gấm, 2003) Con lai F1 ñẻ nhánh sớm, sức ñẻ nhánh mạnh Theo ñề xuất của Yuan Long Ping (1990), cây lúa vừa phải ñẻ nhánh trung bình, khi chín ñầu bông uốn cong cách mặt ruộng 60cm, lá ñòng luôn che khuất bông

2.3.4 ƯTL về chiều cao cây

Theo Jenning (1979), chiều cao cây có liên quan tới tính ñổ ngã, tỷ lệ hạt và rơm, tính cảm ứng với phân ñạm và tiềm năng cho năng suất cao Thân rạ cao, dễ

ñổ ngã sớm, bộ lá rối tạo ñiều kiện cho sâu bệnh cư trú gây hại cản trở quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp về hạt làm hạt bị lửng và giảm năng suất Theo Jenning (1979) cây có chiều cao thích hợp từ 80-100cm và có thể ñến 120cm Nếu thân không cứng khoẻ, thân không dày, mặc dù tổng hợp chất xanh tăng cũng sẽ dẫn tới ñổ ngã, tán che khuất lẫn nhau làm gia tăng một số bệnh dẫn tới năng suất giảm (Nguyễn Văn Hoan, 2006)

Theo Guliere P (1975) xác ñịnh có 4 gen kiểm tra chiều cao cây Khi nghiên cứu các dạng lùn tự nhiên và ñột biến ông nhận thấy có trường hợp tính lùn ñược kiểm tra bởi 1 cặp gen, có trường hợp bởi 2 cặp gen và ña số trùng hợp do 8 cặp

gen kiểm tra là d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 và d8 (Trích theo Nguyễn Thị Gấm,

2003)

Chiều cao của lúa lai cao hay thấp phụ thuộc vào ñặc ñiểm của bố mẹ, tùy từng trường hợp, chiều cao của F1 có lúc biểu hiện ưu thế lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố và mẹ có lúc lại xuất hiện ưu thế lai âm

2.3.5 ƯTL về thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa tính từ khi hạt thóc nảy mầm cho ñến khi chín, thay ñổi từ 90-180 ngày tuỳ theo giống và ñiều kiện ngoại cảnh Nắm ñược quy luật thay ñổi thời gian sinh trưởng của cây lúa là cơ sở chủ yếu ñể xác ñịnh

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

thời vụ gieo cấy, cơ cấu giống, luân canh tăng vụ ở các vùng khác nhau

Thời gian sinh trưởng ñược chia làm hai giai ñoạn là giai ñoạn sinh trưởng sinh dưỡng và giai ñoạn sinh trưởng sinh thực (sinh sản) Giai ñoạn sinh sản thường kéo dài trung bình khoảng 27 - 35 ngày, trung bình 30 ngày Hầu hết các giống lúa

ở vùng nhiệt ñới có giai ñoạn chín khoảng 30 ngày

Thời gian sinh trưởng của lúa bị ảnh hưởng môi trường như ngày dài, nhiệt

ñộ và ñiều kiện ñất, ñã có 15 QTL ñược xác ñịnh trên quần thể lai giữa Nipponbare

và Kasalath; trong ñó 9 QTL: Hd1(Se1), Hd2, Hd3a, Hd3b, Hd4, Hd5, Hd6, Hd8,

Hd9 di truyền theo Mendel (Uga et al., 2007) Roonsattham et al (2006) nghiên

cứu giống lúa thơm Khao Dawk Mali 105 cho biết có 3 gen Hd1, Hd3a, Hd6 ñiều khiển phản ứng quang chu kỳ của giống này

Dựa trên phân tích theo di truyền số lượng, Kiều Thị Ngọc (2002) cho rằng gen cộng tính và siêu trội ñiều khiển tính trạng thời gian sinh trưởng ðồng thời, Uga (2007) cũng cho rằng các locus liên quan ñến phản ứng quang chu kỳ có tác ñộng cộng tính

Lúa lai có thời gian sinh trưởng ngắn hơn các giống lúa thường vì hầu hết các dòng mẹ ñang sử dụng hiện nay có thời gian sinh trưởng cực ngắn ñến ngắn khi lai dòng R sinh trưởng trung bình, con lai có thời gian sinh trưởng trung gian giữa

bố và mẹ Thời gian sinh trưởng của cây lúa biến ñộng trong phạm vi rộng, là tính trạng số lượng do nhiều gen cùng kiểm soát Khi lai hai giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau, con lai F1 của ña số tổ hợp lai biểu hiện hiệu ứng cộng tính Quần thể F2 phân ly tăng tiến âm hoặc dương, chín sớm hơn bố mẹ ngắn nhất hoặc muộn hơn bố mẹ dài nhất (Ngô Thế Dân, 2002; Nguyễn Thị Gấm, 2003) Theo Nguyễn Thị Trâm (2002) cho rằng thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của dòng phục hồi (dòng R)

2.3.6 ƯTL về khả năng chống chịu

ðặc tính chống sâu bệnh ở lúa lai ña số do gen trội hoặc trội không hoàn toàn kiểm tra Nếu một trong hai bố mẹ mang gen chống chịu sâu bệnh thì sau ñó

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

ñược truyền cho con lai F1 và mất ñi nhanh chóng ở các thế hệ tiếp theo (Nguyễn Trí Hoàn, 2002)

Nếu bố mẹ có những ñặc ñiểm tốt ñược lai với nhau có thể giữ lại tính trạng

ñó ở ñời sau làm cho con lai F1 hoàn thiện hơn, ví dụ dòng mẹ Shan ưu 6 có ñặc ñiểm nổi bật như kháng ñạo ôn, thời gian sinh trưởng ngắn, ñẻ nhánh yếu, khối lượng 1000 hạt cao Dòng bố IR26 chống bạc lá, thời gian sinh trưởng dài, ñẻ nhánh khoẻ, khối lượng 1000 hạt nhẹ, khi lai hai dòng trên với nhau cho con lai F1

có các tính trạng ñược bổ sung khá hoàn thiện là: vừa kháng ñạo ôn, vừa kháng bạc

lá, có thời gian sinh trưởng trung bình, ñẻ nhánh khoẻ, khối lượng 1000 hạt nặng (Lê Duy Thành, 2001)

Một số nghiên cứu còn cho thấy rằng con lai F1 có khả năng chống chịu với những ñiều kiện bất thuận: lạnh, hạn, ngập, mặn, chua (Virmani S.S, 1996) Ở Việt Nam, các nhà chọn giống ñã tạo ñược giống lúa lai kháng bạc lá như Việt Lai

24 (Nguyễn Văn Hoan và cs, 2007), chịu nóng, chịu chua mặn, chịu ñất xấu khá hoặc một số giống lúa lai mới có tính thích ứng rộng như TH3-3, TH3-4 (Nguyễn Thị Trâm, 2005)

2.3.7 ƯTL về các tính trạng sinh lý

Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng diệp lục trên một diện tích lá cao, do ñó có hiệu suất quang hợp cao (Phạm Văn Cường, 2005) Trái lại cường ñộ hô hấp của lúa lai thấp hơn lúa thường Hiệu suất tích lũy chất khô của lúa lai có ưu thế hơn hẳn lúa thường nhờ vậy mà tổng hợp chất khô trong một cây tăng, trong khi ñó lượng vật chất tích lũy vào bông hạt tăng mạnh còn tích lũy vào các cơ quan sinh dưỡng như thân lá giảm mạnh Lin và Yuan Long Ping (1980) cho rằng sức sinh trưởng của con lai mạnh hơn hẳn bố mẹ ở thời kỳ ñầu của quá trình sinh trưởng

2.3.8 ƯTL về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

Khi gieo cấy trên diện rộng người ta thấy rằng con lai F1 có năng suất cao hơn bố mẹ từ 20-70% và ưu việt hơn hẳn lúa nửa lùn cải tiến tốt nhất từ 20-30%

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

Con lai F1 thể hiện ưu thế lai cao hơn bố mẹ về số bông/khóm, khối lượng trung bình bông của con lai cao hơn lúa thường do có khối lượng hạt nặng và tỷ lệ hạt chắc cao (Nguyễn Văn Hoan, 2002)

Theo Yuan Long Ping, cho rằng kiểu cây lý tưởng phải có kích thước bông

và số lượng bông trung bình lớn Bông trung bình có khoảng 180 hạt chắc, khối lượng 1000 hạt từ 25-30g, hạt/bông xếp sít, có nhiều gié cấp 1 trên trục bông chính (Nguyễn Công Tạn, 2002)

* Số bông/khóm

Theo nghiên cứu của ðại học Vân Nam (1995), ở lúa lai, các nhánh ñẻ ra từ ñốt thứ nhất có tỷ lệ thành bông 100%, ở ñốt thứ 2 là 93%, ở ñốt thứ 3, thứ 4 tương ứng là 86,6 và 77,7%, còn ở ñốt thứ 5 thì chỉ có 20% số nhánh thành bông và bông lúa rất bé (Trích theo Nguyễn Văn Hoan, 2002)

Các giống lúa lai hiện nay có khả năng ñẻ nhánh khỏe, số nhánh hữu hiệu cao từ 14-15 nhánh cho bông hữu hiệu, còn lại là nhánh vô hiệu Cây lúa chỉ cần có

số bông vừa phải, tăng số hạt chắc trên bông thì tốt hơn là tăng số bông trên ñơn vị

diện tích (Bùi Chí Bửu và cs., 1998) Vấn ñề thâm canh ở lúa lai ñể tăng số bông

hữu hiệu là quan trọng, muốn vậy cần bón phân ñầy ñủ, cân ñối và bón sớm

Số hoa trên bông nhiều là ñiều kiện cần thiết ñể ñảm bảo cho số hạt trên bông lớn

Ở lúa lai, số gié cấp 1 có thể ñạt 14, gié cấp 2 ñạt 30 trong khi ñó, lúa thường chỉ có từ 6-7 gié cấp 1 và 12 – 17 gié cấp 2, các ñốt bông ñều có gié, ñặc biệt ñốt sát cổ bông thường có 2-3 gié (Nguyễn Văn Hoan, 2002)

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

Ahamadi et al.(2008) cho biết có ñến 19 QTL nằm trên các NST số 1, 2, 3, 4,

5 ,6, 9, 11 và 12 kiểm soát số hạt trên bông Trong ñó, SPP1 nằm trên NST số 1, SPP3a, SPP3b nằm trên NST số 3, SPP7 trên NST số 7 và SPP8 trên NST số 8 (Liu

et al., 2010)

* Tỷ lệ hạt chắc

Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng ñến năng suất lúa rõ rệt, tỷ lệ hạt chắc còn phụ thuộc vào lượng tinh bột ñược tích luỹ trên cây Trước khi trổ bông nếu cây lúa sinh trưởng tốt, quang hợp thuận lợi hàm lượng tinh bột ñược tích luỹ và ñược vận chuyển lên hạt nhiều thì tỷ lệ hạt chắc cao Sau khi trổ 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 (Nguyễn Văn Hoan, 2006)

* Khối lượng hạt

Khối lượng hạt cũng là một ñặc tính quan trọng góp phần nâng cao năng suất

lúa Theo nghiên cứu về các thông số di truyền của Gonzales et al (1998) cho rằng

khối lượng 1000 hạt chịu tác ñộng rất ít bởi các yếu tố môi trường ðể tăng khối lượng hạt trước lúc trổ 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

2.4 Cơ sở khoa học sản xuất hạt giống lúa lai ba dòng

2.4.1 ðặc ñiểm của các dòng vật liệu bố mẹ hệ “ba dòng”

a) Dòng A (bất dục ñực di truyền tế bào chất - CMS)

Là dòng có nhụy phát triển bình thường nhưng hạt phấn bị thui chột hoàn toàn, nên không có khả năng tự thụ phấn như lúa thường mà phải nhận phấn từ các giống lúa khác Nếu sử dụng dung dịch Iốt (dung dịch KI 1%) ñể nhuộm và soi trên kính hiển vi thì hạt phấn không chuyển màu xanh ñen vì không tích lũy ñược tinh bột, có hình dạng bất thường: hình tam giác, hình thoi, hình méo mó,… bao phấn

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

có màu trắng sữa hay vàng ngà, rung cây lúc nở hoa không có phấn tung ra, cách ly dòng A khi trỗ bông thì hạt bị lép hoàn toàn, nếu dùng phấn của cây lúa khác rũ vào nhụy của dòng A thì dòng A kết hạt ñược (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

Cơ quan sinh sản cái của dòng A hoàn toàn khỏe mạnh, có những bộ phận tỏ

ra có sức sống cao hơn giống bình thường như: nhụy to hơn, cuống nhụy dài hơn, ñầu vòi nhụy phân làm nhiều nhánh và vươn dài hơn Thời gian nhận phấn kéo dài,

có thể kéo dài ñến ngày thứ 4 và thứ 5 sau khi nở hoa Khi trỗ bông dòng A thường

bị nghẹn ñòng (1/3 bông nằm trong bẹ lá ñòng) Hiện tượng này ñược các nhà khoa học giải thích do có sự liên kết giữa gen kiểm soát tính bất dục với gen quy ñịnh làm ngắn chiều dài lóng giáp cổ bông Hoạt ñộng liên kết giữa 2 gen này không làm ảnh hưởng ñến sự vươn dài của bẹ lá ñòng (Nguyễn Thị Trâm, 2002) Các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng như rễ, thân, lá, phát triển bình thường, phần lớn các dòng A có thời gian sinh trưởng ngắn, ñẻ nhánh sớm Các dòng A ñược chọn tạo và

sử dụng trong sản xuất hạt lai F1 khá nhiều: Zhenshan 97A, BoA, V20A, Kim 23A, V41A, II32A, U1A,… khoảng hơn 200 dòng A ñược chọn tạo và sử dụng ñể sản xuất hạt lai F1, trong ñó ña số dòng thuộc kiểu bất dục ñực WA và DI, các kiểu bất dục khác ñang ñược khai thác tích cực

Theo Nguyễn Thị Trâm (2002) một dòng A muốn sử dụng ñược trong sản xuất hạt lai F1 cần ñạt những yêu cầu sau:

- Hạt phấn bất dục hoàn toàn và ổn ñịnh qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ hạt phấn thoái hoá ñạt 100% và không bị thay ñổi khi gieo trồng trong ñiều kiền thời tiết khí hậu có biến ñộng

- Phải tương ñối dễ phục hồi, biểu hiện cụ thể là:

- Phổ phục hồi rộng nghĩa là nhiều giống lúa thường khi lai với dòng A cho con lai F1 hữu dục cao > 80%, trên cơ sở ñó có thể chọn ra ñược tổ hợp lai tốt, có ưu thế lai cao hơn về năng xuất và chất lượng

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

- Khả năng ñậu hạt khi lai với dòng phục hồi phải cao và ổn ñịnh trong các ñiều kiện ngoại cảnh khác nhau

- Có cấu trúc hoa và tập tính nở hoa tốt, cụ thể là thời gian nở hoa sớm tương

tự như lúa thuần, góc mở của hoa rộng, thời gian mở vỏ trấu lâu, vòi nhụy dài, vươn ra ngoài vỏ trấu bông trỗ thoát khỏi bẹ lá ñòng

c) Dòng R (Dòng phục hồi tính hữu dục - fertility restoration)

Là dòng cho phấn dòng A ñể tạo ra hạt lai F1, cây lúa mọc từ hạt lai F1 có phấn hữu dục, ñồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có ưu thế lai cao Các dòng phục hồi ñang ñược sử dụng trong sản xuất ñại trà như: Ce64, Minh khôi 63, Quế 99, PK 838… Mức ñộ ưu thế lai của con lai F1 phụ thuộc rất lớn vào khả năng phục hồi phấn của dòng R và khả năng kết hợp giữa dòng A và dòng R Do vậy cần phải chọn lọc dòng R phục hồi tốt nhất cho mỗi dòng A

ðặc ñiểm phục hồi tính hữu dục ñược kiểm soát bởi 1 hoặc 2 cặp gen trội nằm trong nhân tế bào Gen trội này tác ñộng lên tế bào chất của chính nó làm lấn

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

át hoàn toàn tắnh bất dục do tế bào chất gây nên, vì vậy khi chuyển cặp gen trội RR vào bất kỳ giống nào dù trong tế bào chất có nhân tố gây bất dục hay không thì dòng ựó vẫn trở nên hữu dục Kết quả nghiên cứu ựã công bố của các nhà khoa học

Trung Quốc cho rằng, trong các giống lúa thuộc loài phụ Indica nguyên thủy có thể

dễ dàng tìm ựược gen trội phục hồi tắnh hữu dục đặc biệt là các giống lúa có nguồn gốc phát sinh ở vùng nhiệt ựới ẩm, nơi có vĩ ựộ thấp, dễ tìm dòng phục hồi

hơn đáng chú ý là các giống Indica dài ngày, có phản ứng quang chu kỳ chặt và

các giống trung ngày dễ tìm dòng phục hồi hơn so với các giống thuộc loài phụ

Japonica nguyên thủy hoặc cải tiến

Dòng phục hồi tốt cần phải có các ựặc ựiểm sau:

- Có khả năng phục hồi mạnh, tỉ lệ ựậu hạt của con lai cao ngang với lúa thuần hoặc cao hơn 80%

- Có ựặc tắnh nông sinh học tốt, khả năng phối hợp cao, cho ưu thế lai cao ựáng tin cậy

- Cây cao, khỏe hơn dòng A, thời gian sinh trưởng tương ựương hoặc dài hơn dòng A

- Bao phấn mẩy, chứa nhiều hạt phấn, tập tắnh nở hoa tốt, bao phấn mở, tung phấn tập trung Những dòng R tốt trong một bao phấn có chứa tới 3000 hạt phấn, trong khi các giống lúa thuần chỉ chứa khoảng 600-1000 hạt phấn (Nguyễn Thị Trâm, 2002)

2.5 Kỹ thuật nhân dòng bất dục ựực (CMS)

a) đảm bảo cho lúa trỗ và phơi màu vào thời kỳ an toàn

* Gieo ựúng thời vụ ựể ựảm bảo trỗ và thụ phấn an toàn

Thường duy trì dòng A tốt nhất vào vụ Xuân hoặc vụ đông Xuân vì: dòng bất dục ựực và dòng duy trì của lúa lai Ộba dòngỢ hiện trồng ựều thuộc loại lúa tiên

(Indica) ngắn ngày, có tắnh cảm ôn, thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng ngắn, thời gian

từ gieo ựến trỗ 10% ở vụ xuân ngắn Cuối vụ Xuân nhiệt ựộ tăng dần, thời gian chiếu sáng trong ngày dài dần, thời kỳ mạ nhiệt ựộ thấp hơn có tác dụng Ộhuấn

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

luyện” nên mạ ñẻ nhánh khỏe, cây phát triển mạnh, số lá trên thân chính tăng nhanh (Trần Ngọc Trang, 2002)

Mặt khác, lúa vụ Xuân trỗ và phơi màu ở ñiều kiện khá thuận lợi, ñộ ẩm vừa phải, tỷ lệ trỗ thoát của dòng A cao, nở hoa thụ phấn tốt, tỷ lệ hạt dị giao cao Theo quan sát của Viện KHKTNN Hồ Nam, thời gian mở vỏ trấu khi hoa nở và góc mở ở

vụ Xuân tốt hơn tạo ñiều kiện thuận lợi cho thụ phấn kết hạt

Thời vụ gieo dòng A và B dựa vào thời gian sinh trưởng, thời kỳ trỗ phát triển thuận lợi, vào ñộ ẩm không khí, lượng mưa, số ngày mưa lúc trỗ, phơi màu và thời gian chín, thu hoạch… vụ Xuân nên gieo cấy vào 25/2-20/3 cho ñồng bằng Sông Hồng và Thanh Hóa, từ 15/3-5/4 cho các tỉnh miền Trung và ñồng bằng song Cửu Long Vụ mùa gieo cấy vào ñầu tháng 8 ñến 20/8 là thích hợp (Trần Ngọc Trang, 2002)

* Bố trí gieo lệch thời gian giữa dòng A và B

Thời gian từ gieo ñến lúc trỗ 10% của dòng A dài hơn dòng B tương ứng khoảng 3-4 ngày, từ trỗ 10% ñến trỗ xong dài hơn khoảng 6-8 ngày, do vậy cần gieo cấy dòng B thành 2-3 ñợt tạo ñiều kiện cho A và B nở hoa trùng khớp Tùy vụ

mà ñợt gieo B thứ 1 và 2 bố trí trước và sau khi dòng A trỗ 3-5 ngày, khi dòng bất dục ñực ñạt 0,5 lá gieo dòng duy trì lần thứ nhất, dòng A ñạt 1,2 lá thì gieo dòng duy trì lần hai

b) Sử dụng GA3 và một số hoá chất

Hoóc môn sinh trưởng thực vật ñược sử dụng và mang lại hiệu quả kinh tế to

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

lớn cho nghề sản xuất lúa lai ñó là GA3 với tác dụng chủ yếu là:

- Làm cho dòng mẹ trỗ thoát

- Kéo dài vòi nhụy tạo ñiều kiện cho ñầu nhụy thò ra ngoài vỏ trấu sau khi

2 mảnh vỏ trấu khép lại

- Tăng thời gian nở hoa, tăng ñộ mở của góc lá ñòng

- ðiều chỉnh chiều cao của dòng bố mẹ

Tác dụng tổng hợp của GA3 ñã làm tăng tỷ lệ giao phấn và kết quả là năng suất hạt lai F1 tăng lên (Yuan L.P và Xi Q.F, 1995)

Tại Ấn ðộ, lượng GA3 ñược dung thấp hơn so với Trung Quốc từ 45 – 60 gam/ha (Kumar.R.V, 1996)

Liều lượng GA3 dùng trong các tổ hợp có dòng mẹ là Pei ải 64s ñã ñược một

số tác giả ñề xuất sử dụng như sau: tùy theo tổ hợp mà liều lượng GA3 dao ñộng từ 180 - 200g/ha, chia làm 3 lần phun liên tục trong 3 ngày

- Lần 1: pha 40g + (300 - 400) lít nước phun khi lúa trỗ 10 - 15%

- Lần 2: pha 60 - 70g + (600 - 700) lít nước

- Lần 3: pha 80 - 90g + (600 - 800) lít nước

Khi phun GA3 người ta có thể bổ sung thêm một số chất làm tăng ñộ bám dính như: xà phòng trung tính, ñường, gluco… nhằm tăng ñộ bám dính của GA3 trên lá ðồng thời có thể phun kết hợp với một số hoá chất khác như axít boric, urê… Kết quả nghiên cứu ở Trung Quốc cho thấy: thời gian phun GA3 tốt nhất là buổi sáng kết thúc 9 giờ 30 phút (trước khi lúa nở hoa)

Kích thước hạt của dung dịch GA3 khác nhau thì hiệu quả sử dụng dung dịch này cũng khác nhau Phun 15g GA3 bằng bình phun cực nhỏ kết quả là chiều cao cây, tỉ lệ ñậu hạt và năng suất hạt lai ñều tương ñương với phun 45g GA3 bằng bình bơm tay thường

c) Thụ phấn bổ sung

Dòng A có ñặc ñiểm trỗ bông không thoát hết, có lúc trỗ không trùng nhau

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

làm ảnh hưởng ñến số hạt chắc/bông Thời kỳ ñầu sản xuất giống ở Trung Quốc áp dụng nhiều biện pháp giúp cho ñòng trỗ thoát, hoa ñược nhận phấn kết hạt như cắt

lá, bóc bẹ lá ñòng… nhưng tốn nhiều công, giá thành hạt giống cao mà còn làm cho lúa quang hợp kém, gây thương tích cho lá, bệnh dễ xâm nhập, hạt bị lép lửng nhiều, năng suất giảm Muốn tăng năng suất trên ruộng duy trì cần thụ phấn bổ sung dùng sào ñể gạt hoặc dùng dây ñể kéo, tiến hành thụ phấn bổ sung 5-7 ngày liên tục, mỗi ngày rung 2-3 lần

2.6 Các biện pháp nâng cao chất lượng hạt giống

+ Cách ly thời gian: Khoảng thời gian cách ly là 20 ngày, nghĩa là trước và sau khi dòng mẹ trỗ 20 ngày không có giống khác xung quanh trỗ bông (Yuan L.P

và Xi Q.F, 1995)

+ Cách ly bằng vật cản: Các ñiều kiện ñịa hình rừng núi ñảm bảo cách ly lý tưởng Nếu không có các ñiều kiện trên có thể trồng các loại cây có chiều cao vừa phải như ngô, mía… trên một dải rộng 30m làm vật cản phấn ngoại lai

b) Khử lẫn

Sự biểu hiện ưu thế lai của con lai F1 cũng phụ thuộc vào ñộ thuần của hạt giống Theo tiêu chuẩn hạt giống của Trung Quốc thì hạt lai F1 ñạt cấp xác nhận phải có ñộ thuần 98% ðể ñạt ñược yêu cầu trên, ngoài vấn ñề cách ly phải ñược chú ý loại bỏ các cây khác dạng, cây của dòng B và cây bán bất dục ở trong dòng

mẹ

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

Cây dòng B thường trỗ trước dòng mẹ 3 - 4 ngày, có bao phấn mẩy, căng, hạt phấn vàng, tung phấn khi nở hoa và cổ bông thoát khỏi bẹ lá ñòng khi trỗ

Cây khác dạng dễ dàng ñược loại bỏ do ngoại hình khác hẳn với dòng bố mẹ Cây bán bất dục thường có bao phấn mầu vàng nhạt, lượng phấn ít, chỉ nhị dài hơn dòng A, loại này khó phát hiện cần quan sát kĩ ñể loại bỏ triệt ñể

Công việc khử lẫn phải ñược tiến hành từ giai ñoạn mạ tới khi thu hoạch, tốt nhất hoàn thành trước khi dòng mẹ trỗ bông và nở hoa (Yuan L.P và Xi Q.F, 1995)

c) Thu hoạch và làm sạch

Thu hoạch ruộng sản xuất giống lúa lai khác với thu hoạch lúa thương phẩm hay lúa thường vì nó bao gồm cả dòng bố và dòng mẹ (mang hạt lai) ðể tránh lẫn tạp dòng bố trong lô hạt giống thì cần thu hoạch dòng bố trước, sau ñó mới thu hoạch hạt lai ðiều cần lưu ý là hạt lai thường có vỏ trấu hở nên rất dễ bị nảy mầm trên cây, sâu bệnh gây hại nên khi lúa chín cần thu hoạch kịp thời ñể ñảm bảo năng suất và phẩm chất hạt giống Thời ñiểm thích hợp khi thu hoạch là có 90% số hạt

mà vỏ trấu có mầu, ñộ ẩm hạt 20% hoặc thấp hơn Hạt giống sau khi thu hoạch cần phải phơi hoặc sấy ñể hạ ñộ ẩm xuống dưới hoặc bằng 13% Làm sạch hết tạp chất, hạt lép, lửng, gẫy, ñảm bảo lô giống có phẩm chất tốt (Virmani S.S.,1993)

d) Bảo quản

Hạt giống cần ñược bảo quản sau khi ñã phơi khô và làm sạch ñể giữ ñược

ñộ nảy mầm và sức sinh trưởng cho tới vụ gieo trồng sau Nhìn chung bảo quản trong ñiều kiện lạnh là tốt nhất

Giảm ñộ ẩm hạt xuống 1% thì thời gian bảo quản tănglên gấp ñôi

Cứ mỗi nấc giảm 5,50C thì thời gian bảo quản cũng tăng gấp ñôi

Nghiên cứu phương pháp bảo quản hạt giống bằng cách bảo quản khô che phủ (vôi bột và túi nilon) cho hiệu quả cao

Sau một vụ bảo quản, tỉ lệ nảy mầm vẫn ñạt 88 - 92%, sau hai vụ vẫn ñạt 83

- 87% (Virmani S.S., 1993)

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

2.7 Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật trong nhân dòng và sản xuất hạt lúa lai F1

a Nghiên cứu về tỷ lệ hàng bố mẹ

Yuan L.P, YangZ.Y, YangJ.B (1994) cho biết: Trong phạm vi nhất ñịnh nếu tăng số hàng mẹ có thể nâng cao năng suất hạt lai F1 Tuy nhiên, phải căn cứ vào ñặc trưng, ñặc tính của dòng R: Chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, số lượng phấn

ñể xác ñịnh tỷ lệ này hợp lý Nguyên tắc chung là: Dòng R có chiều cao cây cao hơn dòng mẹ, sinh trưởng mạnh, thời gian sinh trưởng dài, nhiều phấn, thì có thể tăng số lượng hang mẹ và ngược lại Kumar R.V (1996) cho rằng: Xác ñịnh tỷ lệ hàng bố mẹ cần phải quan tâm ñến ñặc tính của dòng mẹ, thời gian nở hoa, số hoa

nở rộ, cấu trúc hoa, tỷ lệ thò vòi nhụy và trình ñộ thâm canh của cơ sở sản xuất

Ở Ấn ðộ, tỷ lệ hàng R:A thích hợp cho các tổ hợp ngắn ngày, trung bình và dài tương ứng là 2R:8A; 2R:10A; 2R:12A (Viraktamath và Ramesha, 1996) Nghiên cứu tại IRRI cho thấy tỷ lệ hàng xác ñịnh là 2R:8A; 2R:10A và 2R:12A (Viraktamath và Ramesha, 1993)

Ở Việt Nam nghiên cứu tỷ lệ hàng bố mẹ với tổ hợp Shan ưu Quế 99 là 2R:14A (Trần Văn Chiến, 1996; Ngô Thế Dân (2002), 2R:16A với tổ hợp Bắc ưu

64 (Nguyễn Viết Toàn, 1997) Tỷ lệ 2R:12A cho các tổ hợp HYT57, HYT83, HYT100 (Nguyễn Trí Hoàn, 2006) Theo Nguyễn Thị Trâm (2009), tỷ lệ hàng R

và A của tổ hợp nhị ưu 718 (CT16) là 2R:12A Theo Trần Thị Minh Ngọc và cộng

sự (2011), tỷ lệ hàng A/B thích hợp nhất trên ruộng nhân dòng II32A/B là 2B:10A

b Nghiên cứu về mật ñộ và số dảnh cấy

Mật ñộ và số dảnh cơ bản trên khóm là yếu tố ảnh hưởng ñến năng suất hạt lai F1 Mật ñộ cấy và số dảnh cơ bản phụ thuộc vào ñặc ñiểm của dòng bố mẹ, ñộ phì nhiêu của ñất, trình ñộ kỹ thuật thâm canh Việc tăng mật ñộ hợp lý, ñảm bảo

số dảnh cơ bản khi cấy ñược coi là yếu tố quan trọng quyết ñịnh số bong hữu hiệu, như vậy cần phải có biện pháp ñể ñể cây lúa ñẻ sớm, giúp cho chúng trỗ tập trung

và rút ngắn thời gian nở hoa

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

Theo Yuan L.P và Xi Q.F (1995) ñể ñạt năng suất hạt lai F1 cao cần cấy dòng mẹ ñủ 3 triệu dảnh cơ bản/ha, cấy 3-4 hạt thóc mạ/khóm; dòng bố cấy 2-3 hạt thóc mạ/khóm Doãn Hoa Kỳ (1996), ñối với sản xuất hạt giống lúa lai tại Việt Nam ñể ñạt năng suất cao cần ñảm bảo: 2,5-2,8 triệu bông/ha

Ở Ấn ðộ, dòng R có mật ñộ cấy 30cmx15cm, dòng A là 15cmX15cm (Kumar, 1996)

Theo Nguyễn Thị Trâm (2009) khoảng cách cấy mẹ trong sản xuất lúa lai 3 dòng phổ biến tại Việt Nam là 13cmx13cm (59,17 khóm/m2)

c Nghiên cứu về sử dụng GA3

Giberilin là một loại phytohormon nội sinh trong của thực vật nói chung Chúng tham gia vào quá trình phân bào của thực vật làm kéo dài tế bào thực vật và làm cho thực vật chủ yếu tăng trưởng chiều cao

Giberilin ñược phát hiện lần ñầu tiên trên các cây lúa von 1960, ñến nay ñã phát hiện ñược khoảng 160 loại GA khác nhau kí hiệu từ GA1,GA2, GA3, trong

ñó GA3 là hợp chất có tác dụng sinh lý lớn nhất và ñược ứng dụng rộng rãi nhất trong ngành nông nghiệp

Sử dụng GA3 ñã trở thành một biện pháp kỹ thuật quan trọng không thể thiếu trong sản suất hạt lai Bởi lẽ, khi sử dụng GA3 ñứng lúc ñúng cách ñúng liều lượng

sẽ loại bỏ ñược hầu hết các yếu tố cản trở ñến việc thụ phấn chéo hơn nữa nó còn nâng cao ñược khả năng nhận phấn như:

Việc tăng cường chiều cao của cả dòng bố và dòng mẹ thông qua việc kéo dài lóng ñốt của các lóng ñốt Từ ñó tạo ra một tư thế truyền phấn tồt nhất : bố cao hơn

mẹ từ 15- 20 cm

Tác dụng kéo dài các lóng ñốt ñặc biệt là lóng cổ bông làm cho các dòng bất dục trỗ thoát Nguyễn Công Tạn, (2002) cho rằng khi dòng bất dục trỗ thoát thì năng suất hạt lai từ nên từ 32% - 52% Theo Hoàng Tuyết Minh (2002) khi nâng cao tối ña ñộ dài lóng cổ bông có thể làm năng suất hạt lai tăng tối ña nên ñến 75% Trước kia ñể làm tăng ñộ trỗ thoát của cổ bông của các dòng bất dục người ta

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

thường sử dụng các biện pháp như cắt lá dòng, bóc bẹ lá dòng nhưng rất tốn công lao ñộng và tăng chi phí trong quá trình sản xuất hạt lai dẫn ñến giá thành của sản xuất hạt lai cao Nhờ kỹ thuật sử dụng GA3 ñã làm giảm tối ña công lao ñộng và chi phí sản xuất hạt lai thương phẩm F1 mà còn nâng cao năng suất hạt lai ñể giảm giá thành hạt giống

Theo nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học, việc sử dụng GA3 ñã tạo ta một

tư thế truyền phấn tốt nhất như: tạo ra chênh lệch giữa chiều cao của dòng bố và mẹ

là 15 - 20, mở rộng góc lá dòng làm giảm chướng ngại vật của quá trình giao phấn GA3 cũng có tác dụng ñến góc mở vỏ trấu của các dòng bất dục làm tăng khả năng nhận phấn của các hoa trên bông ngay sau khi nở hoa và kéo dài thời gian mở

vỏ trấu của hoa ñó tạo ñiều kiện tăng xác suất nhận phấn của hoa

Tác dụng GA3 ñến với dòng mẹ ñặc biệt quan trọng quyết ñịnh ñến năng suất hạt lai là tăng cường tỷ lệ thoát vòi nhụy và sức sống của vòi nhụy ñồng thời làm tăng khả năng nhận phấn của vòi nhụy

Năng suất hạt lai cao do sử dụng GA3 là do sự tăng cường sức sống vòi nhụy

và tỷ lệ thoát vòi nhụy cùng với sự trỗ thoát của cổ bông

Sức sống vòi nhụy ñược tăng cuờng chứng tỏ khả năng dưỡng vòi nhụy của GA3 Trong kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 ñể tăng sức sống của vòi nhụy người ta ñã

sử dụng nhiều biện pháp như phun mật ong, sử dụng hoá chất như ñiều hoa bảo, IAA, NAA trong ñó, dưỡng vòi nhụy bằng GA3 là một biện pháp kỹ thuật ñem lại nhiều lợi ích

Ngoài ra, khi sử dụng GA3 vòi nhụy cũng dài hơn so với bình thường nên sắc xuất nhận phấn cũng ñược tăng cường

* Liều lượng phun GA3

Liều lượng phun cho một tổ hợp lai là rất quan trọng quyết ñịnh lớn ñến năng suất hạt lai Liều lượng phun cho mỗi tổ hợp lai phụ thuộc vào ñặc ñiểm và sự phản ứng khác nhau của các dòng bố và dòng mẹ với GA3