Nghiên cứu sự phát sinh biến dị ở m1 và đột biến diệp lục thời kì mạ ở m2 của 6 giống lúa nếp khi sử lý tia gamma co60 lên hạt nảy mầm

ĐINH THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT SINH BIẾN DỊ Ở M 1 VÀ ĐỘT BIẾN DIỆP LỤC THỜI KỲ MẠ Ở M 2 CỦA 6 GIỐNG LÚA NẾP KHI XỬ LÍ TIA GAMMA Co 60 LÊN HẠT NẢY MẦM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠ

ĐINH THỊ MINH NGUYỆT

NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT SINH BIẾN DỊ Ở M 1 VÀ ĐỘT BIẾN

DIỆP LỤC THỜI KỲ MẠ Ở M 2 CỦA

6 GIỐNG LÚA NẾP KHI XỬ LÍ TIA GAMMA Co 60 LÊN HẠT NẢY MẦM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Di Truyền học

Giáo viên hướng dẫn:

TS PHẠM XUÂN LIÊM, Viện KHNN Việt Nam

TS ĐÀO XUÂN TÂN, Trường ĐHSP Hà Nội 2

Hà Nội - 2011

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Danh mục các thuật ngữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các biểu đồ

Danh mục các hình ảnh

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa của đề tài 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Nguồn gốc và phân loại 3

1.2 Giá trị kinh tế của cây lúa 3

1.2.1 Sản phẩm chính của cây lúa 4

1.2.2 Sản phẩm phụ của cây lúa 4

1.3 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt Nam 5

1.3.1 Trên thế giới 5

1.3.2 Ở Việt Nam 6

1.4 Tác nhân phóng xạ gây đột biến 6

1.4.1 Các loại tác nhân phóng xạ gây đột biến 6

1.4.2 Tác dụng của tia gamma Co 60 lên vật chất di truyền 7

1.5 Lược sử nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co60 trên lúa trồng (O.Sativa L) 9

1.5.1 Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co 60 khi xử lí trên hạt khô 9

1.5.2 Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co 60 khi xử lí

trên hạt nảy mầm 9

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

2.1 Đối tượng nghiên cứu 11

2.2 Phương pháp nghiên cứu 12

2.2.1 Xử lí đột biến 12

2.2.2 Thí nghiệm đồng ruộng 12

2.2.3 Thu thập số liệu 12

2.2.4 Xử lí số liệu 13

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 14

3.1 Sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ nhất (M1) 14

3.1.1 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co 60 đến TLNM, TLSS thời kỳ mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín của 6 giống lúa nếp ở M 1 14

3.1.2 Ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ tia gamma Co 60 lên sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ nhất của 6 giống lúa nếp 21

3.1.2.1 Các biến dị hình thái 21

3.1.2.2 Biến dị về sinh trưởng và phát triển 27

3.1.2.3 Biến dị về các yếu tố cấu thành năng suất 30

3.2 Tần số và phổ đột biến diệp lục thế hệ thứ hai (M2) 33

3.2.1 TLSS thời kỳ mạ ở M 2 33

3.2.2 Tần số và phổ đột biến diệp lục ở M 2 34

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 41

LỜI CẢM ƠN

-o0o -

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, đầy trách nhiệm của TS Phạm Xuân Liêm - Viện KHNN Việt Nam, TS Đào Xuân Tân - Trường ĐHSP Hà Nội 2

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Di truyền, khoa Sinh - KTNN, Trường ĐHSP Hà Nội 2 và các bạn đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành tốt khóa luận này

Cuối cùng, xin cảm ơn tất cả các bạn trong nhóm và gia đình đã ủng hộ tôi trong quá trình học tập và làm thí nghiệm để khóa luận có ý nghĩa hơn

LỜI CAM ĐOAN

-o0o -Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của

TS Phạm Xuân Liêm - Viện KHNN Việt Nam, TS Đào Xuân Tân - Trường ĐHSP Hà Nội 2

Tôi xin cam đoan:

Đây là kết quả nghiên cứu của bản thân

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

Hà Nội, tháng 5 năm 2011

Sinh viên

Đinh Thị Minh Nguyệt

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADN : Axit Dezoxiribo Nucleic

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 vào hạt nảy mầm đến

TLNM của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M1)

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến TLSS ở thời kỳ mạ

của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M1)

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến TLSS ở thời kỳ đẻ

nhánh của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M1)

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến TLSS ở thời kỳ trỗ -

chín của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M1)

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị

thấp cây của 6 giống lúa nếp ở M1

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị

chín sớm của 6 giống lúa nếp ở M1

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị

chín muộn của 6 giống lúa nếp ở M1

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị

tăng số bông hữu hiệu/ khóm của 6 giống lúa nếp ở M1

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị

giảm số bông hữu hiệu/ khóm của 6 giống lúa nếp ở M1

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến TLSS ở thời kỳ mạ

của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ hai (M2)

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

hai (M2)

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

gamma Co60 vào hạt nảy mầm ở M1

Biểu đồ 3.4: TLSS ở thời kỳ trỗ - chín của 6 giống lúa nếp khi chiếu xạ tia

gamma Co60 vào hạt nảy mầm ở M1

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

Co60 vào hạt nảy mầm ở M2

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình ảnh 3.1 : TLSS thời kỳ mạ của giống nếp PD2 và nếp BM 9603 ở M1

Hình ảnh 3.2: BDDL ở nếp PD2 - 5 Krad ở M1

Hình ảnh 3.3: BDDL ở nếp Lang Liêu - 5 Krad ở M1

Hình ảnh 3.4: Đột biến Albina của giống nếp PD2 - 10 Krad ở thời kỳ mạ M2Hình ảnh 3.5: Đột biến của giống nếp PD2 - 15 Krad ở thời kỳ mạ M2

Hình ảnh 3.6: Đột biến Albina của giống nếp 97 - 5 Krad ở thời kỳ mạ M2Hình ảnh 3.7: Đột biến Albina của giống nếp N87 - 15 Krad ở thời kỳ mạ M2

Phụ lục

Hình ảnh 1: Thời kỳ trỗ - chín của giống nếp BM 9603 ở M1

Hình ảnh 2: Biến dị chín sớm của giống nếp Lang Liêu - 5 Krad ở M1

Hình ảnh 3: Biến dị đẻ nhánh yếu của giống nếp BN4 - 10 Krad ở M1

Hình ảnh 4: Biến dị đẻ nhánh yếu của giống nếp N87 - 15 Krad ở M1

Hình ảnh 5: Biến dị đẻ nhánh yếu của giống nếp Lang Liêu - 10 Krad ở M1

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, với trên 90% diện tích được trồng ở Châu Á Lúa gạo có giá trị kinh tế về nhiều mặt: giải quyết nhu cầu dinh dưỡng cho con người, cho chăn nuôi, cho công nghiệp chế biến Người dân Việt Nam với nền nông nghiệp lúa nước lâu đời

đã sử dụng lúa gạo là nguồn lương thực chính Hiện nay, Việt Nam là nước đứng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo, sau Thái Lan

Ngày nay, do sự gia tăng dân số, sự phát triển của các ngành công nghiệp, sự đô thị hóa và phát triển cơ sở hạ tầng, sự chuyển đổi đất nông nghiệp thành đất ở… diện tích đất nông nghiệp trên thế giới ngày càng bị thu hẹp, đặc biệt là các nước Châu Á Vì vậy, không thể tăng sản lượng lúa gạo theo hướng mở rộng diện tích đất trồng lúa, mà chỉ có thể theo hướng nâng cao năng suất cây lúa

Với sự phát triển của xã hội, đời sống của con người ngày càng được nâng cao, con người không chỉ ăn no, mặc ấm mà còn có nhu cầu ăn ngon hơn, mặc đẹp hơn… và để đảm bảo an ninh lương thực đòi hỏi các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu và cải tiến các giống lúa nhằm tạo ra nhiều giống có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của con người

Bên cạnh lúa tẻ, lúa nếp cũng là sản phẩm nông nghiệp quan trọng và không thể thiếu trong những dịp lễ tết của dân tộc ta Từ gạo nếp tạo ra các sản phẩm như: bánh, xôi, rượu…

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

dị bằng chiếu xạ tia gamma Co60, nhằm tạo ra những giống lúa nếp mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chúng tôi tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu sự phát sinh biến dị ở M 1 và đột biến diệp lục thời kỳ

mạ ở M của 6 giống lúa nếp khi xử lí tia gamma Co 60 lên hạt nảy mầm”

2 Mục đích nghiên cứu

- Xác định mức độ ảnh hưởng của tia gamma Co60 đến TLSS và phát sinh biến dị ở các giai đoạn phát triển của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M1) khi gây đột biến bằng tia gamma

- Xác định mức độ ảnh hưởng của tia gamma Co60 đến TLSS và phát sinh ĐBDL của thời kỳ mạ ở thế hệ thứ hai (M2) của 6 giống lúa nếp nghiên cứu

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ tia gamma Co60 lên TLNM, TLSS qua các thời kỳ của M1

- Nghiên cứu sự phát sinh biến dị một số đặc điểm hình thái, sinh trưởng, phát triển của các giống lúa ở M1 khi xử lí hạt bằng chiếu xạ tia gamma Co60 với liều lượng khác nhau

- Nghiên cứu sự phát sinh ĐBDL thời kỳ mạ ở M2

4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm Khu thí nghiệm của Trung tâm Hỗ trợ NCKH và CGCN Trường ĐHSP Hà Nội 2, tại Xã Cao Minh – Thị xã Phúc Yên – Tỉnh Vĩnh Phúc, vụ xuân

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Bằng phương pháp chiếu xạ tia Gamma Co60 làm xuất hiện các dạng đột biến mới có lợi cho con người có thể sử dụng làm giống mới hoặc tạo nguồn nguyên liệu khởi đầu cho công tác tạo chọn giống mới

Những hiểu biết thực nghiệm về đột biến có thể cung cấp kiến thức cho giảng dạy bộ môn di truyền học

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nguồn gốc và phân loại

Lúa trồng hiện nay là do lúa dại hình thành, do một quá trình chọn lọc lâu dài Lúa trồng là loài cây hòa thảo, sống trong năm rồi chết

Theo hệ thống phân loại thực vật, cây lúa trồng thuộc ngành thực vật có hoa, lớp một lá mầm, bộ hòa thảo có hoa, họ hòa thảo, họ phụ hòa thảo ưa nước, chi Oryza, loài Oryaza sativa L Lúa trồng được chia thành 3 loài phụ là Indica, Japonica và Javanica Dưới loài phụ là nhóm biến chủng và biến chủng Hiện nay, loài lúa trồng có 3 loài phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến chủng

Theo nguồn gốc hình thành, cây lúa trồng được chia thành quần thể địa phương; quần thể lai; quần thể đột biến; quần thể tạo ra bằng công nghệ sinh học; nhóm các dòng bất thụ đực

Theo các tính trạng đặc trưng, các giống xếp cùng nhóm có chung một tính trạng đặc trưng thuộc cùng một tập đoàn: Tập đoàn năng suất cao; tập đoàn chất lượng cao; tập đoàn giống chống bệnh; tập đoàn giống chống chịu sâu bệnh; tập đoàn giống chống chịu hạn hoặc úng; tập đoàn giống chống chịu chua, mặn và phèn; tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù

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

1.2 Giá trị kinh tế của cây lúa

Lúa là lương thực chính của một số nước trên thế giới trong đó có Việt Nam Lúa gạo là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, là sinh

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

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

1.2.1 Sản phẩm chính của cây lúa

Hạt gạo là sản phẩm chính của cây lúa Hạt gạo dùng để nấu cơm, làm bánh, nấu rượu, và rất nhiều thực phẩm khác được chế biến từ hạt gạo Gạo nếp được dùng để nấu xôi, nấu rượu và làm bánh… Trên thị trường, gạo nếp

có giá trị kinh tế cao hơn gạo tẻ

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

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

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

1.2.2 Sản phẩm phụ của cây lúa

Ngoài việc sử dụng hạt gạo làm lương thực chính, con người còn tận dụng các phần phụ của cây lúa để chăn nuôi, sử dụng trong công nghiệp, trong y học và thực phẩm… Các sản phẩm phụ đó là:

- Tấm: Sản xuất rượu cồn, phấn mịn, thuốc chữa bệnh, chăn nuôi,…

- Cám: Sản xuất thức ăn tổng hợp cho chăn nuôi, sản xuất vitamin B1, chế tạo sơn cao cấp,…

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

- Rơm rạ: sử dụng trong công nghệ sản xuất giày, bìa các tông xây dựng, làm thức ăn cho gia súc, sản xuất thừng, chão, mũ,…

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

1.3.1 Trên thế giới

Theo FAO (2008), cây lúa được trồng ở 114 nước trong đó có 18 nước có diện tích trồng lúa lớn hơn 1.000.000 ha tập trung ở Châu Á, có 31 nước có diện tích trồng lúa vào khoảng 100.000 ha - 1.000.000 ha Trong số 31 nước trên thì có

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

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

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

Châu lục Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

1.3.2 Ở Việt Nam

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

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

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

kỳ này, nông dân chủ yếu trồng các giống lúa cũ cao cây, ít chịu thâm canh, cây dễ đổ, năng suất thấp

Từ năm 1963 đến 1965, ở những vùng chuyên canh lúa do diện tích nhiều nên có một số diện tích lúa bị cấy chậm và muộn thời vụ Nhờ tiến bộ

kỹ thuật, các nhà khoa học đã tìm được những giống lúa thấp cây, ngắn ngày đưa vào sản xuất kịp thời vụ

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

Từ khi thực hiện đổi mới (năm 1986) đến nay, Việt Nam đã có những tiến bộ vượt bậc trong sản xuất lúa, đưa nước ta từ chỗ là nước thiếu ăn triền miên trở thành nước không những đảm bảo đủ lương thực cho nhu cầu của người dân trong nước mà còn xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới Tính riêng 2 năm 1988 và 1989 sản lượng lương thực tăng thêm 2 triệu tấn/năm

Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, lượng gạo xuất khẩu năm 2010 đạt 6,88 triệu tấn, kim ngạch 3,23 tỷ USD [8]

1.4 Tác nhân phóng xạ gây đột biến

1.4.1 Các loại tác nhân phóng xạ gây đột biến

Dựa vào khả năng ion hóa vật chất bị nhiễm xạ có thể chia thành 2

nhóm sau:

- Nhóm phóng xạ ion hóa

- Nhóm phóng xạ không gây ion hóa

E = h.T hay E = h.C/λ Trong đó: Hằng số Plăng: h = 6,62.10-27 erg/s

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

1.4.1.2 Nhóm phóng xạ không gây ion hóa

Đại diện nhóm này là tia tử ngoại (λ = 10-7 ÷ 10-5 A0) Khi xuyên qua các mô của cơ thể sinh vật, nó không gây ion hóa mà chỉ kích động phân tử, sức xuyên thấu yếu nên thường dùng để xử lí hạt phấn và bào tử

1.4.2 Tác dụng của tia gamma Co 60 lên vật chất di truyền

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

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

- Gây nên sự đứt sợi đơn

- Gây đứt kép

- Tạo cầu nối giữa các phân tử ADN

- Tạo các phân tử phân nhánh

- Tạo các liên kết protein - ADN

- Biến tính ADN

- Gây hiện tượng nhị trùng phân Timin

- Phá hủy gốc dị vòng chứa Nitơ

- Hidrat hóa các bazơ nitơ

- Gây ra hiện tượng hỗ biến

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

a Tác động lên cấu trúc NST

Theo Svenson, bức xạ ion hóa có thể gây nên sự phân đoạn của NST

Có hai kiểu phân đoạn NST là:

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

- Loại tiềm tàng: NST chưa đứt rời mà có thể trở thành đột biến sau một thời gian nhất định hoặc có thể phục hồi lại trạng thái ban đầu

b Tác động lên quá trình phân chia TB

- Đối với quá trình nguyên phân: Tia gamma tác động lên TB đang ở thời kỳ nguyên phân có thể gây nên hiện tượng:

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

+ Làm dừng hoàn toàn quá trình nguyên phân nhưng không gây chết TB mà làm mất khả năng phân chia TB

+ Gây sai hình NST ở diplonem

+ Gây sai hình NST ở hậu kì I hoặc II

1.5 Lược sử nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co 60 trên lúa trồng (O.Sativa L.)

1.5.1 Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co 60 khi xử lí trên hạt khô

Cho tới nay, có hàng trăm công trình nghiên cứu được công bố theo hướng này: Suzuki 1964, Kawai 1965, Nguyễn Minh Công 1968, Trịnh Bá Hữu - Lê Duy Thành 1967 - 1970, Trần Minh Nam 1978, Hầu hết các tác giả đều đề cập tới hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co60 [6]

1.5.2 Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co 60 khi xử lí trên hạt nảy mầm

1.5.2.1 Xử lí bằng tia gamma Co 60 lên hạt ướt

Nhiều tác giả đã nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma Co60khi xử lí hạt ướt: Kawai 1965 - 1966, Guud, Fushuhara (1967), Janka và Stamura (1968), Trần Duy Quý 1981 - 1988

Các tác giả đều đi đến kết luận chung: Hạt ướt cảm ứng phóng xạ cao hơn, cho tần số đột biến hình thái, sinh trưởng và phát triển cao hơn so với xử

Đào Xuân Tân (1994) [4], nghiên cứu sự phát sinh các đột biến lặn ở

M2 khi xử lí tia gamma vào các thời điểm khác nhau của hạt nảy mầm ở 5 giống lúa nếp đã kết luận:

+ Phóng xạ vào thời điểm 72h và 75h cho tổng tần số ĐBDL cao nhất + Phóng xạ vào thời điểm 72h và 75h cho tần số đột biến lặn về hình thái, về sinh trưởng và phát triển cao nhất, đặc biệt có ý nghĩa trong chọn giống

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

* Nếp BN4: Do TS Đào Xuân Tân chọn tạo từ tổ hợp lai giữa giống lúa

nếp trắng Bắc Giang với một dòng đột biến của nó Cây cao (109 - 122 cm),

độ cứng cây, đẻ nhánh ít và kiểu đẻ nhánh hơi xòe Chống đổ khá, ít nhiễm khô vằn, bạc lá, nhiễm đạo ôn trung bình TGST từ 140 - 150 ngày (vụ xuân),

112 - 118 ngày (vụ mùa), hạt lúa có dạng bầu tròn, trọng lượng 1000 hạt lớn (23 - 25g), chất lượng gạo thơm, ngon, xôi dẻo Số hạt 106 - 130 hạt/ bông Tỉ

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

* Nếp BM 9603: Được Viện KHNN chọn tạo từ tổ hợp lai 15/chianung 661020/TK90 Giống nếp BM 9603 có thể trồng cả 2 vụ, TGST 168 - 170

ngày (vụ xuân), 120 - 125 ngày (vụ mùa) Nếp BM 9603 cho năng suất khá cao, ổn định Chất lượng gạo tốt, xôi dẻo, thơm Có khả năng chịu rét, chống chịu bạc lá, thích ứng với nhiều vùng sinh thái

* Nếp Lang Liêu: Cây cao 113 - 127 cm, dễ đổ ngã, khả năng đẻ

nhánh khá, tỷ lệ lép trung bình, năng suất khá, nhiễm nhẹ khô vằn, bạc lá, sâu cuốn lá TGST 138 - 160 ngày

* Nếp PD2: Do TS Đào Xuân Tân chọn tạo Cây cao 98 - 110 cm,

TGST 110 - 120 ngày (vụ mùa sớm), 150 - 160 ngày (vụ xuân chính) Năng suất trung bình đạt 39 - 45 tạ/ha, năng suất cao có thể đạt 54 - 60 tạ/ha Xôi dẻo, thơm PD2 có hình thái gọn, thấp cây, xanh bền, cuống bông dài Hạt không cần ngủ nghỉ, chống đổ khá, nhiễm khô vằn, bạc lá nhẹ Chịu rét tốt ở giai đoạn mạ

* Nếp 97: Do bộ môn nghiên cứu chọn tạo giống lúa, Viện KHKTNN

Việt Nam lai tạo từ tổ hợp nếp N87 và nếp 145 Cây cao 90 cm, cứng cây,

chống đổ tốt, kháng bệnh đạo ôn, khô vằn, bạc lá Nếp 97 đẻ nhánh khỏe, bông dài TGST 108 - 113 ngày (vụ mùa), 125 - 130 ngày (vụ xuân muộn) Số hạt/ bông lớn (170 - 220 hạt/ bông) Trọng lượng 25 - 26 g/1000 hạt, xôi dẻo,

không thơm nhưng ngon hơn nếp N87

* Nếp N87: Được nghiên cứu bởi Viện KHNN Việt Nam (VASI)

Giống lúa N87 thuộc loại hình thấp cây dáng hình gọn, chiều cao cây trung bình 100 - 110 cm, bông dài, số hạt 190 - 230 hạt/ bông Trọng lượng 1000 hạt 25 - 26g Năng suất trung bình 60 tạ/ha cao hơn nếp IR352 từ 10 - 20% TGST: vụ xuân 115 - 130 ngày, vụ mùa 100 - 105 ngày Cây cứng, chống đổ

khá, kháng rầy tốt, kháng đạo ôn ,khô vằn khá, cơm dẻo, không thơm

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Xử lí đột biến

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

- Chiếu xạ bằng tia Gamma Co60 với các liều lượng 5 Krad, 10 Krad,

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

- Chiếu xạ vào vụ xuân 2010

2.2.2 Thí nghiệm đồng ruộng

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

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

- Gieo cấy theo quy trình thí nghiệm chọn giống đột biến tại Khu thí nghiệm của Trung tâm Hỗ trợ NCKH và CGCN Trường ĐHSP Hà Nội 2

+ Chia ruộng theo từng lô, cấy theo thứ tự ĐC, 5 Krad, 10 Krad, 15 Krad + Mật độ cấy: 45 khóm/ m2

2.2.3 Thu thập số liệu

* Thế hệ thứ nhất (M 1 ):

- Theo dõi TLSS ở 3 thời kỳ: mạ, đẻ nhánh, trỗ - chín (%):

Cách tính: Tính % ở mỗi thời kỳ

- Phát hiện các biến dị:

+ Biến dị hình thái

+ Biến dị về sinh trưởng và phát triển

+ Biến dị về các yếu tố cấu thành năng suất

Cách tính:

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

* Thế hệ thứ hai (M 2 ): Thu thập số liệu về TLSS thời kỳ mạ, tần số và

phổ ĐBDL trong thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp

Trong đó: f: Số cá thể biến dị trong lô

n: Số lượng cá thể trong lô

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

10 Krad, 15 Krad

Để theo dõi và nghiên cứu quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa sau khi chiếu xạ thì cần chú ý đầu tiên là khả năng sống sót của cây mạ và cây lúa mọc từ hạt bị chiếu xạ Các kết quả thu được cho thấy: Chiếu xạ bằng tia gamma Co60 đều có ảnh hưởng rõ rệt đến TLSS ở các thời kỳ của chu kỳ sống cây lúa trong các lô thí nghiệm

* Tỷ lệ nảy mầm

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co 60 vào hạt nảy mầm đến

TLNM của 6 giống lúa nếp ở thế hệ thứ nhất (M 1 ) Liều xạ

Nếp BN4 93,00 ± 0,81 84,00 ± 1,16 81,00 ± 1,24 99,00 ± 0,31 Nếp BM 9603 90,00 ± 0,95 82,10 ± 1,21 80,00 ± 1,26 98,90 ± 0,33 Nếp Lang Liêu 92,00 ± 0,86 86,50 ± 1,08 86,00 ± 1,10 97,00 ± 0,54 Nếp PD2 91,00 ± 0,90 90,00 ± 0,95 79,00 ± 1,29 98,00 ± 0,44 Nếp 97 89,00 ± 0,99 85,00 ± 1,13 79,00 ± 1,29 96,70 ± 0,56 Nếp N87 91,50 ± 0,88 84,80 ± 1,14 77,90 ± 1,31 98,70 ± 0,36

Tính chung 91,08 ± 0,37 85,40 ± 0,46 80,48 ± 0,51 98,05 ± 0,18

Bảng 3.1 và biểu đồ 3.1 cho thấy:

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

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

- Ở liều xạ 15 Krad: TLNM cao nhất ở giống nếp Lang Liêu (86,00 ± 1,10)% TLNM thấp nhất ở giống nếp N87 (77,90 ± 1,31)%

0 20 40 60 80 100 120

Nếp BN4 Nếp BM 9603

Nếp Lang Liêu

Nếp PD2 Nếp N97 Nếp N87 Tính chung

Biểu đồ 3.1 TLNM của 6 giống lúa nếp khi chiếu xạ tia gamma Co 60

vào hạt nảy mầm ở M 1

* TLSS ở thời kỳ mạ

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

Kết quả bảng 3.2 cho thấy:

- Ở liều xạ 5 Krad: TLSS cao nhất ở giống nếp N87 (87,00 ± 1,06)%, trong khi ở ĐC là (94,10 ± 0,75)% Tỷ lệ này thấp nhất ở giống nếp PD2 là (81,00 ± 1,24)%, trong khi ở ĐC là (93,60 ± 0,77)%

- Ở liều xạ 10 Krad: TLSS cao nhất ở giống nếp PD2 (85,00 ± 1,13)%

Tỷ lệ này thấp nhất ở giống nếp 97 (76,00 ± 1,35)%

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

Tính chung 84,48 ± 0,47 80,40 ± 0,51 73,40 ± 0,57 93,52 ± 0,32

Như vậy, TLSS trong thời kỳ mạ của các giống lúa khác nhau là không giống nhau ở các lô nghiên cứu, và tỷ lệ này được coi là tương đối ổn định không phụ thuộc nhiều vào môi trường, vì đó là đặc tính đặc trưng của mỗi giống Tuy nhiên, TLSS của mạ ở các liều xạ khác nhau của các giống thì thấy có sự biến đổi rõ rệt Liều xạ cao thì TLSS thường thấp hơn so với liều

xạ thấp

TLSS trong các lô thí nghiệm chiếu xạ thấp có thể giải thích là do tác động ức chế sinh trưởng hoặc gây chết của tia gamma đối với các hạt nảy mầm đem chiếu xạ

0 20 40 60 80 100 120

Nếp BN4 Nếp BM 9603

Nếp Lang Liêu

Nếp PD2 Nếp N97 Nếp N87 Tính chung

Biểu đồ 3.2 TLSS ở thời kỳ mạ của 6 giống lúa nếp khi chiếu xạ tia

gamma Co 60 vào hạt nảy mầm ở M 1

Hình ảnh 3.1 TLSS thời kỳ mạ của giống nếp PD2 và nếp BM 9603 ở M1