Nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng lúa lai ở thế hệ thứ 8 của tổ hợp lai giữa các dòng đột biến từ tám xuân đài và dự hải hậu

Để góp phần tạo ra những giống mới có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, đồng thời làm cho vốn gen của quần thể lúa ngày càng đa dạng, tạo nguồn nguyên liệu cho chọn giống tôi đã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Đinh Văn Tiên

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Đinh Văn Tiên

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm

Mã số : 604230

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN THỊ MONG

Thành phố Hồ Chí Minh – 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ Sinh học “Nghiên cứu đa dạng di truyền

của các dòng lúa lai ở thế hệ thứ 8 của tổ hợp lai giữa các dòng đột biến từ Tám Xuân Đài và Dự Hải Hậu.” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Các số liệu

trong luận văn là số liệu trung thực

Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2012

Đinh Văn Tiên

Học viên Cao học khóa 21 Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh

LỜI CẢM ƠN

Trong những ngày thực hiện luận văn bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, em luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình, và bạn bè

Có được thành quả này, trước hết em xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc nhất đến

TS Nguyễn Thị Mong về sự nhiệt tình và hết lòng giúp đỡ em trong suốt quá trình

thực hiện và hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cảm ơn gia đình dượng Tư, Anh Tú (ấp Phú Lợi, xã Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, TPHCM) đã giúp đỡ em trong suốt thời gian gieo trồng

và nghiên cứu đề tài

Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô ở phòng thí nghiệm Sinh lý thực,Vi sinh,

Di truyền, Sinh hóa đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn Cám ơn bạn Nguyễn Thị Như Ý, người bạn đã đồng hành cùng tôi trong suốt chặng đường gian khó vừa qua

Cuối cùng con xin cảm ơn bố, mẹ, cảm ơn gia đình yêu thương luôn che chở

và ủng hộ con tiến bước

Xin chân thành cảm ơn tất cả tình cảm của quý thầy cô, gia đình và bạn bè Kính chúc sức khỏe và thành công!

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các kí hiệu, chữ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các biểu vii

Danh mục các hình viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa của đề tài 2

5.1 Ý nghĩa lý luận 2

5.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tầm quan trọng của cây lúa 3

1 2 Sơ lược nguồn gốc và lịch sử hình thành cây lúa 3

1.2.1 Nguồn gốc xuất xứ 3

1.2.2 Nguồn gốc thực vật 5

1.3 Phân loại cây lúa 5

1.3.1 Theo sinh thái, địa lý 5

1.3.2 Theo đặc tính sinh lý - tính cảm quang 6

1.3.3 Theo điều kiện môi trường canh tác 7

1.3.4 Theo đặc tính sinh hóa hạt gạo 7

1.3.5 Theo đặc tính hình thái 8

1.4 Quan niệm mới về hình dạng lúa năng suất cao 8

1.5 Đa dạng nguồn gen lúa đối với an ninh lương thực và sản xuất nông nghiệp bền vững 9

1.6 Tình hình nghiên cứu về đa dạng di truyền ở Việt nam và thế giới 10

1.6.1 Đa dạng di truyền là gì 10

1.6.2 Nguồn gen lúa hiện nay 10

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu và đánh giá đa dạng di truyền 11

1.6.4 Đánh giá đa dạng di truyền lúa trên thế giới 12

1.6.5 Đánh giá đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam 14

1.7 Nghiên cứu sự di truyền một số tính trạng ở lúa trồng 16

1.7.1 Sự di truyền một số tính trạng hình thái 16

1.7.2 Sự di truyền một số tính trạng sinh lý 21

1.7.3 Sự di truyền một số tính trạng sinh hóa 23

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu 26

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm nông – sinh học 26

2.3.2 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu sinh hóa 27

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU và thẢO LUẬN 31

3.1 Một số đặc điểm hình thái và nông sinh học có giá trị chọn giống 31

3.1.1 Một số tính trạng hình thái thân 31

3.1.2 Một số tính trạng hình thái lá 35

3.1.3 Một số tính trạng hình thái bông 44

3.1.4 Một số tính trạng hình thái hạt 52

3.1.5 Thời gian sinh trưởng 54

3.2 Các yếu tố cấu thành năng suất 57

3.2.1 Số hạt chắc trên bông 57

3.2.2 Tỉ lệ hạt lép 59

3.2.3 Khối lượng 1000 hạt 62

3.2.4 Năng suất cá thể 63

3.2.5 Số bông hữu hiệu trên khóm 64

3.2 Một số đặc điểm sinh hóa 70

3.2.1 Mùi thơm 70

3.2.2 Độ hóa hồ 72

3.2.3 Độ bền thể gel 73

3.2.4 Hàm lượng protein 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC ix

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

SE: Sai số tiêu chuẩn

SSR: Simple sequence repeat

TB: Trung bình

TLHL: Tỉ lệ hạt lép

TT : Tính trạng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Tóm tắt thông tin thống kê về TT chiều cao cây vụ xuân 31

Bảng 3.2 Sự khác biệt về TT chiều cao cây vụ xuân 32

Bảng 3.3 Tóm tắt thông tin thống kê về tính trạng chiều dài lá đòng vụ xuân 35

Bảng 3.4 So sánh về TT chiều dài lá đòng của các dòng trong vụ xuân 35

Bảng 3.5 Tóm tắt thông tin thống kê về TT chiều dài lá công năng vụ xuân 37

Bảng 3.6 So sánh về TT chiều dài lá công năng của các dòng trong vụ xuân 38

Bảng 3.7 Tóm tắt thông tin thống kê về tính trạng chiều rộng lá đòng vụ xuân 40

Bảng 3.8 So sánh về TT chiều rộng lá đòng của các dòng trong vụ xuân 40

Bảng 3.9 Tóm tắt thông tin thống kê về TT chiều rộng lá công năng vụ xuân 42

Bảng 3.10 So sánh về TT chiều rộng lá công năng của các dòng trong vụ xuân 43

Bảng 3.11 Tóm tắt thông tin thống kê về TT dài bông vụ xuân 45

Bảng 3.12 So sánh về TT chiều dài bông của các dòng trong vụ xuân 46

Bảng 3.13 Tóm tắt thông tin thống kê về tính trạng dài cổ bông vụ xuân 48

Bảng 3.14 So sánh về TT chiều dài cổ bông của các dòng trong vụ xuân 48

Bảng 3.15 Thời gian sinh trưởng của dòng bố mẹ và các dòng lai (ngày) 55

Bảng 3.16 Tóm tắt thông tin thống kê về TT hạt chắc trên bông vụ xuân 58

Bảng 3.17 So sánh về TT hạt chắc trên bông của các dòng trong vụ xuân 59

Bảng 3.18 Tóm tắt thông tin thống kê về tính trạng tỉ lệ hạt lép 60

Bảng 3.19 So sánh về tỉ lệ hạt lép của các dòng trong vụ xuân 61

Bảng 3.20 Trọng lượng 1000 hạt của các dòng 62

Bảng 3.21 Tóm tắt thông tin thống kê về TT năng suất cá thể 63

Bảng 3.22 So sánh về năng suất cá thể của các dòng trong vụ xuân 64

Bảng 3.23 Tóm tắt thông tin thống kê về tính trạng số bông trên khóm 65

Bảng 3.24 So sánh về TT bông trên khóm của các dòng trong vụ xuân 65

Bảng 3.25 Các phương trình tương quan giữa các yếu tố cấu thành năng suất của vụ xuân và vụ mùa 69

Bảng 3.26 Tính trạng mùi thơm của các dòng lúa nghiên cứu 71

Bảng 3.27 Kết quả phân tích hàm lượng protein 75

DANH MỤC CÁC BIỂU

Biểu đồ 3.1 So sánh TT chiều cao cây giữa vụ xuân và vụ mùa 32

Biểu đồ 3.2 So sánh TT chiều dài lá đòng giữa vụ xuân và vụ mùa 36

Biểu đồ 3.3 So sánh TT chiều dài lá công năng giữa vụ xuân và vụ mùa 38

Biểu đồ 3.4 So sánh TT chiều rộng lá công năng giữa vụ xuân và vụ mùa 43

Biểu đồ 3.5 So sánh TT chiều dài bông giữa vụ xuân và vụ mùa 46

Biểu đồ 3.6 So sánh TT chiều dài cổ bông giữa vụ xuân và vụ mùa 49

Biểu đồ 3.7 So sánh TT hạt chắc trên bông giữa vụ xuân và vụ mùa 59

Biểu đồ 3.8 So sánh tỉ lệ hạt lép trên bông giữa vụ xuân và vụ mùa 61

Biểu đồ 3.9 So sánh năng suất cá thể giữa vụ xuân và vụ mùa 64

Biểu đồ 3.10 So sánh TT bông trên khóm giữa vụ xuân và vụ mùa 66

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Màu sắc thân các dòng lúa 31

Hình 3.2 Sự đa dạng về TT chiều cao cây của các dòng lúa 33

Hình 3.3 Bệnh cây lùn ở dòng D1.5 34

Hình 3.3 TT chiều dài lá đòng 37

Hình 3.4 Chiều dài lá công năng của các dòng lúa 39

Hình 3.5 TT chiều rộng lá đồng 41

Hình 3.6 TT chiều rộng lá công năng 42

Hình 3.7 Sự đa dạng về chiều dài bông của các dòng 47

Hình 3.8 TT chiều dài bông của D3.6 và D4.6 49

Hình 3.9 Sự đa dạng về chiều dài cổ bông 50

Hình 3.10 Hình dạng bông của dòng D4.5 51

Hình 3.11 Biến dị bông xòe ở D1.4 51

Hình 3.12 Hình dạng, kích thước hạt thóc của các dòng lúa 52

Hình 3.13 Sự đa dạng về màu sắc hạt thóc 53

Hình 3.14 Biến dị chín sớm ở D7.1 56

Hình 3.15 Biến dị về sự sắp xếp hạt dày của dòng 58

Hình 3.16 Số bông hữu hiệu trên khóm ở 2 dòng D9.9 và D7.1 66

Hình 3.17 Biến dị đẻ nhánh nhiều của D7.9 67

Hình 3.18 Đẻ nhánh vô hiệu và không đẻ nhánh 68

Hình 3.19 Khu thí nghiệm vụ xuân 70

Hình 3.20 Độ hóa hồ của các dòng 72

Hình 3.21 Sự đa dạng về độ bền thể gel của các dòng 73

MỞ ĐẦU

Lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất đối với con người Trên thế giới, cây lúa được xếp vào vị trí thứ 2 sau lúa mì về diện tích và sản lượng Năm 2004 được Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO) chọn là năm quốc tế về lúa gạo và khẩu hiệu “lúa là cuộc sống” đã một lần nữa khẳng định về vai trò của lúa gạo đối với cuộc sống của con người trên trái đất Cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống của người dân không ngừng được nâng cao Vì vậy, phẩm chất dinh dưỡng là chiến lược cần phải tiếp cận Với khẩu phần ít, nhưng năng lượng cao, dinh dưỡng tốt sẽ là lời giải của tương lai

Mặt khác, trước áp lực dân số không ngừng tăng nhanh, mà diện tích canh tác

có xu hướng ngày càng thu hẹp do quá trình đô thị hóa và chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở nhiều khu vực, nguy cơ xói mòn nguồn gen ngày càng hiện hữu, đặc biệt là các gen quý vì nếu những gen này bị mất đi thật khó có thể tìm lại được trong tương lai, vì vậy cần được đánh giá chi tiết để phục vụ công tác lưu giữ và khai thác nguồn gen

Việt Nam là một trong những nước có tài nguyên di truyền lúa phong phú và

đa dạng trên thế giới Dựa trên nghiên cứu về tiến hóa và sự đa dạng di truyền của

các loài thuộc chi lúa Oryza, các nhà khoa học đã khẳng định miền Bắc Việt Nam

nằm trong khu vực xuất xứ và đa dạng di truyền tối đa của loài lúa trồng châu Á

(Oryza sativa) (Chang TT, 1976)

Các giống lúa truyền thống của nước ta thường có nhiều đặc tính tốt như cơm dẻo, ngon lại có mùi thơm Tuy nhiên, các giống lúa này vẫn còn một số nhược điểm như thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp Để góp phần tạo ra những giống mới có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn, đồng thời làm cho vốn gen của quần thể lúa ngày càng đa dạng, tạo nguồn nguyên liệu cho chọn giống tôi đã chọn

đề tài: “Nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng lúa lai ở thế hệ thứ 8 của tổ

hợp lai giữa các dòng đột biến từ Tám Xuân Đài và Dự Hải Hậu”

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xác định đa dạng di truyền của các dòng lúa lai của tổ hợp lai giữa các dòng đột biến từ Tám Xuân Đài và Dự Hải Hậu nhằm giới thiệu nguồn biến dị tổ hợp có giá trị phục vụ cho việc bảo tồn và khai thác nguồn gen quý từ 2 giống lúa gốc Tám Xuân Đài và Dự Hải Hậu

Nghiên cứu tính đa dạng di truyền thông qua các tính trạng hình thái, sinh lí của các dòng lúa lai

So sánh và đánh giá một số chỉ tiêu nông – sinh học (hình thái, sinh lí, sinh hóa) với nhau, từ đó chọn lọc các thể có giá trị về chất lượng, năng suất và hiệu quả kinh tế cao

Nghiên cứu tính đa dạng di truyền về các tính trạng hình thái, sinh lý, sinh hóa

Đánh giá tiềm năng năng suất của các tổ hợp lai

C hương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Lúa gạo là loại lương thực chính được sử dụng lâu đời ở các nước Châu Á, Châu Phi, Châu Mĩ Latinh

Về sản xuất, trong những năm qua Châu Á chiếm tới 91% sản lượng lúa gạo trên toàn thế giới Trên thị trường thế giới, giá gạo xuất khẩu tính trên đơn vị trọng lượng cao hơn rất nhiều so với các loại hạt cốc khác, giá gạo xuất khẩu cao hơn gạo lúa mì từ 2-3 lần và hơn bắp từ 2 - 4 lần [2]

Giá gạo Việt Nam bán trên thị trường thế giới ở mức trung bình từ 220-290 USD/tấn và đây được xem là nguồn thu đổi ngoại tế lớn và quan trọng của nước ta Hơn nữa, Châu Á cũng là khu vực chiếm khoảng 90% tổng lượng tiêu thụ gạo toàn cầu, ở Việt Nam hiện nay, mức tiêu thụ gạo bình quân vẫn còn ở mức cao khoảng 120kg/người/năm

Về giá trị dinh dưỡng, so với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột và protein hơi thấp hơn, nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất béo hơn Ngoài các thành phần dinh dưỡng đầy đủ như các cây lương thực khác, gạo còn chứa rất nhiều vitamin đặc biệt là các vitamin nhóm B như B1, B2, B6, PP,… Tấm gạo gồm có mầm hạt lúa bị tách ra khi xay chà cũng là thành phần rất bổ dưỡng, chứa nhiều protein, chất béo, đường, chất khoáng và vitamin [2]

Ngoài cơm ra, gạo còn được dùng để chế biến nhiều loại bánh, làm môi trường nuôi cấy niêm khuẩn, men, cơm mẻ,… Gạo còn được dùng để cất rượu, cồn Cám hay đúng hơn là lớp vở ngoài của hạt gạo, do chứa nhiều protein, chất béo, chất khoáng, vitamin nên được dùng làm bột dinh dưỡng trẻ em và điều trị người bị bệnh phù thũng Trấu, ngoài công dụng làm chất đốt, chất độn chuồng còn dùng làm ván

ép, vật liệu cách nhiệt, cách âm, chế tạo carbon và silic…[2]

Về nguồn gốc cây lúa, đã có nhiều tác giả đề cập tới nhưng cho tới nay vẫn chưa có những dữ liệu chắc chắn và thống nhất

Phân loại chi Oryza

Số nhiễm sắc thể

O officinanis Wall ex Watt

O minuta Presl et Presl

CC

CC BB,BBCC CCDD CCDD CCDD

EE

FF Chưa rõ

Nguồn Vaughan, 1994

Makkey cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được ở vùng Penjab Ấn Độ, có lẽ các bộ lạc sống ở vùng này cách đây khoảng

2000 năm [9]

Vavilop (1926), trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng, cho rằng lúa trồng được xem như phát triển từ Ấn Độ [10]

Roschevicz (1931) phân các loài Oryza thành 4 nhóm: sativa, granulata,

coarctata, rhynchoryza , đồng thời khẳng định nguồn gốc của Oryza sativa là một trường hợp của nhóm sativa, có lẽ Oryza sativa f.spontanea, ở Ấn Độ, Đông Dương

hoặc Trung Quốc [9]

Lúa là cây hằng niên có tổng số NST 2n = 24 Cây lúa thuộc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza Oryza có khoảng 20 loài phân bố ở vùng nhiệt đới ẩm của Châu Phi, Nam và Đông Nam Châu Á, Nam Trung Quốc, Nam và Trung Mỹ và một phần ở Châu Úc (Chang, 1976 theo De Datta, 1981) Trong đó chỉ có 2 loài là lúa trồng, cả 2 thuộc loại nhị bội (2n = 24) có bộ gen là AA, còn lại

là lúa hoang hằng niên và đa niên Loài lúa trồng quan trọng nhất, thích nghi rộng

rãi và chiếm đại bộ phận diện tích lúa thế giới là Oryza sativa L Loài này hầu như

có mặt ở khắp nơi từ đầm lầy đến sườn núi, từ vùng xích đạo nhiệt đới đến ôn đới,

từ khắp vùng phù sa nước ngọt đến vùng đất cát sỏi ven biển nhiễm mặn phèn [2]

Một loài lúa trồng nữa là Oryza glaberrima Steud., chỉ được trồng giới hạn ở một số quốc gia Tây Phi Châu và hiện đang bị thay thế dần bởi Oryza sativa L [2]

Việc phân loại lúa là vấn đề phức tạp vì lúa phân bố rộng, được trồng trọt trong nhiều điều kiện khác nhau về thời tiết, đất đai… Song trong thực tế sản xuất,

có thể phân loại lúa theo các tiêu chuẩn sau:

Từ 200 năm trước công nguyên, các giống lúa ở Trung Quốc được phân thành

3 nhóm: “Hsien”, “Keng” và nếp 1928-1930, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã đưa

lúa trồng thành 2 loài phụ: “indica” và “japonica” trên cơ sở phân bố địa lý, hình

thái cây và hạt, độ bất dục khi lai tạo và phản ứng huyết thanh Sau đó, các nhà

nghiên cứu Nhật Bản đã thêm một nhóm thứ 3 “javanica” để đặt tên cho giống lúa

cổ truyền của Indonesia là “bulu” và “gundil” [9]

Đặc điểm

Nhóm Indica (lúa tiên)

Nhóm Japonica (lúa cánh)

Nhóm Javanica

Phân bố

Chủ yếu ở vùng nhiệt đới: Sri Lanka, Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Indonesia

Tập trung ở các vùng á nhiệt đới và ôn đới:

Bắc và Đông Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên,…

Giống lúa cổ truyền của Indonesia

Hình thái

Thân cao; nở bụi mạnh; lá rộng, xanh nhạt; hạt thon dài và hẹp,

dễ rụng

Thân cao trung bình;

nở bụi thấp; lá rộng, cứng, xanh nhạt; hạt to, dầy không có đuôi hoặc có đuôi dài, ít rụng

Thân thấp; nở bụi trung bình; lá hẹp, xanh đậm; hạt tròn, ngắn, không

có đuôi tới đuôi dài, ít rụng

rất thay đổi

Tính cảm quang rất yếu Tính cảm quang

rất thay đổi

Lúa nói chung là loại cây ngày ngắn chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang

kỳ (độ dài chiếu sáng trong ngày) ngắn Phản ứng đối với quang kỳ thay đổi tùy theo giống lúa Dựa vào mức độ cảm ứng đối với quang kỳ của từng giống lúa, người ta phân biệt 2 nhóm lúa chính: nhóm cảm quang và nhóm không cảm quang Nhóm lúa cảm quang: là nhóm lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp nên gọi là lúa mùa, tức là chỉ trổ và chín theo mùa Tùy mức độ mẫn cảm với quang kỳ nhiều hay ít, mạnh hay yếu người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn Phần lớn các giống lúa cổ truyền của ta đều là giống lúa cảm quang [9]

Đặc tính cảm quang rất hữu ích trong công tác chọn giống lúa thích nghi với chế độ nước ở một khu vực sản xuất cụ thể, tuy nhiên, đặc tính này sẽ gây trở ngại rất lớn cho việc thâm canh tăng vụ vì các giống lúa này chỉ có thể trồng được 1 vụ/năm mà thôi

Nhóm lúa không cảm quang: hầu như các giống lúa mới lai tạo phục vụ cho việc thâm canh tăng vụ hiện nay đều không cảm quang Các giống này lại ngắn ngày (90-120 ngày) hoặc trung mùa (120-150 ngày), có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi khi trồng trong các thời vụ khác nhau nên có thể trồng được nhiều vụ một năm và có thể trồng bất cứ lúc nào trong năm, miễn đảm bảo đủ nước tưới và yêu cầu dinh dưỡng [9]

Dựa vào điều kiện môi trường canh tác, đặc biệt là nước có thường xuyên ngập ruộng hay không, người ta phân biệt nhóm lúa rẫy hoặc lúa nước Trong lúa nước còn phân biệt lúa có tưới, lúa nước trời, lúa nước sâu hoặc lúa nổi [9]

Tùy theo đặc tính thích nghi với môi trường, người ta có lúa chịu phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn, lúa chịu mặn,…

Tùy theo chế độ nhiệt khác nhau, phân biệt thành lúa chịu lạnh (các giống

Japonica ), lúa chịu nhiệt (các giống indica) [9]

Tùy theo lượng amylose trong tinh bột hạt gạo, người ta phân biệt lúa nếp và lúa tẻ Chang (1980) đã phân cấp gạo dựa vào hàm lượng amylose như bảng sau:

1.3.5 Theo đặc tính hình thái

Dựa vào đặc tính hình thái cây lúa, người ta phân biệt theo:

‒ Cây: cao (>120cm) – trung bình (100 -120cm) – thấp (< 100cm)

‒ Lá: thẳng hoặc cong rũ, bản lá to hoặc nhỏ, dầy hoặc mỏng

‒ Bông: loại hình nhiều bông (nở bụi mạnh) hoặc to bông (nhiều hạt), dạng bông túm hoặc bông xòe, cổ bông hở hoặc kín, khoe bông hoặc giấu bông, dầy nách hay thưa nách,…

‒ Hạt lúa: dài, trung bình hoặc tròn (dựa vào chiều dài và tỉ lệ dài/ngang của hạt lúa)

‒ Hạt gạo: gạo trắng hay đỏ hoặc nâu, tím; có bạc bụng hay không; dạng hạt dài hay tròn [9]

Trong Hội nghị Di truyền quốc tế về cây lúa tổ chức tại Bắc Kinh năm 2002, Yang Huije và cộng sự đã đề xuất 8 đặc điểm di truyền và sinh lý của các giống lúa siêu cao sản:

‒ Các giống lúa siêu cao sản phải có năng suất xấp xỉ 16000 kg/ha/vụ

‒ Phải có nhiều gié/bông, nhờ số gié cấp 1 và cấp 2 nhiều dẫn đến mật độ hạt trên bông cao

‒ Năng suất tăng tuyến tính với sự tăng vật chất khô Trong khi đó, năng suất được tạo nên bước đầu từ sản phẩm sinh khối, chỉ số thu hoạch đóng góp ít cho năng suất hạt (từ 9% - 22%)

‒ Tổng giá trị sản sinh vật chất khô của thân, lá và sự tích lũy vật chất khô sau khi trổ có tương quan dương và rất chặt với năng suất hạt

‒ Hầu hết các giống lúa siêu cao sản có khả năng đẻ nhánh vừa phải hoặc yếu nhưng tỉ lệ nhánh hữu hiệu cao

‒ Năm lá cuối cùng phải có độ dài vừa phải và mọc đứng, có tương quan dương chặt chẽ giữa chiều dài, chiều rộng và diện tích lá tương ứng

‒ Có mối tương quan dương ở mức độ khác nhau giữa chiều dài của các lóng, giữa mặt cắt ngang thân và độ dày của thân ở các lóng khác nhau Độ dày của thân tương quan dương với số gié/bông; thân càng dày bông càng nhiều gié

‒ Phải có khả năng chống đổ

Các đặc điểm trên cho thấy: kích cỡ cây giảm mạnh và sản phẩm sinh khối cây càng cao là 2 yếu tố cực kì quan trọng để đánh giá sự tăng tiềm năng năng suất của các giống lúa Tuy nhiên, mức độ phát huy tiềm năng, năng suất của một giống còn phụ thuộc vào các điều kiện sinh thái thích hợp

bền vững

Gần đây trước sự tàn phá môi trường tự nhiên, khí hậu trái đất biến động theo chiều hướng bất lợi, người ta nói nhiều đến nông nghiệp bền vững Bởi vì nền nông nghiệp bền vững là cơ sở vững chắc cho nền văn minh bền vững Nền nông nghiệp bền vững là một nền nông nghiệp luôn thích ứng với sự thay đổi của ngoại cảnh, để không ngừng tăng sản lượng nhằm cung cấp nông sản đáp ứng nhu cầu của con người Một nền nông nghiệp bền vững trước hết phải đảm bảo an toàn lương thực nhất là trong điều kiện dân số số không ngừng tăng nhanh

Theo quan điểm của TSKH Trần Đình Long, nguyên lí cơ bản của nông nghiệp bền vững là: Bảo hộ tính đa dạng di truyền nếu không các hệ sinh thái sẽ bị phá vỡ, tôn trọng quyền sống của mọi loài, để cho các hệ sinh thái phát triển trong những điều kiện thay đổi, [dẫn theo 22]

Gần đây, vai trò của ĐDDT cây trồng nói chung, đặc biệt là nguồn gen cây lúa trong lĩnh vực phát triển nông nghiệp bền vững, đảm bảo an ninh lương thực và bảo

vệ môi trường đã được thế giới thừa nhận ĐDDT cây trồng là nguồn vật liệu ban đầu không thể thiếu đối với công tác giống cây trồng, đặc biệt là nguồn gen có khả năng chịu các điều kiện ngoại cảnh bất thuận [dẫn theo 22]

Trong sản xuất nông nghiệp, đa dạng hóa nguồn gen được thể hiện qua việc sử dụng đa dạng thành phần loài, đa dạng nguồn gen và kiểu gen trong mỗi loài và ngay cả đa dạng hóa nguồn gen trong từng giống

Trong sản xuất lúa, trên một đơn vị diện tích canh tác ở các vùng khác nhau càng sử dụng nhiều giống lúa khác nhau trong một loài, thì mức độ đa dạng hóa ở khu vực đó càng cao

Hiện nay, chúng ta đã và đang sử dụng sự đa dạng tài nguyên di truyền cây lúa

để cải tiến giống lúa một cách có hiệu quả theo xu hướng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm Cho nên việc đa dạng nguồn gen cây lúa là vấn đề cần thiết để đảm bảo an toàn lương thực và sản xuất lương thực bền vững

Đa dạng di truyền là biểu hiện sự đa dạng của các biến dị có thể di truyền trong 1 loài, 1 quần xã hoặc giữa các loài, các quần xã Xét cho cùng, đa dạng di truyền chính là sự biến dị của sự tổ hợp trình tự của 4 cặp bazơ cơ bản thành phần axit nucleic, tạo thành mã di truyền (Cục bảo vệ môi trường, 2007) [7]

Đa dạng di truyền là cơ sở cho việc tuyển chọn lai tạo những giống, loài mới;

đa dạng về loài thường là đối tượng khai thác phục vụ mục đích kinh tế; đa dạng về

hệ sinh thái có chức năng bảo vệ môi trường sống; đồng thời các hệ sinh thái được duy trì và bảo vệ chính là nhờ sự tồn tại của các quần thể loài sống trong đó Phần

đa dang sinh học do con người khai thác sử dụng gọi là đa dạng sinh học nông nghiệp (Lưu Ngọc Trình, 2005) [28]

Nguồn gen lúa đặc sản đang phổ biến ở Việt Nam là lúa nếp, lúa nương và lúa thơm

Hiện nay, trung tâm Tài nguyên di truyền thực vật của Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đang bảo quản hơn 5000 mẫu giống lúa địa phương ở các vùng miền khác nhau, trong đó có tập đoàn giống thơm

Phân loại nguồn gen lúa địa phương miền Bắc Việt Nam cho thấy trong 711 giống lúa địa phương có 68 giống lúa thơm, chiếm 9,6% tập đoàn nghiên cứu Tuy chiếm tỷ lệ không cao nhưng lúa thơm là nguồn vật liệu đặc sắc, có giá trị lớn trong công tác nghiên cứu nguồn gen cây lúa nói chung và phát triển giống lúa đặc sản

nói riêng Sự đa dạng và đặc sắc của nguồn tài nguyên di truyền lúa thơm cổ truyền Việt Nam được thể hiện đầy đủ ở các tỉnh phía bắc [15]

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu và đánh giá đa dạng di truyền

Nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp cung cấp cho người sử dụng các loại thông tin khác nhau Việc lựa chọn phương pháp đánh giá phụ thuộc vào mục đích của người nghiên cứu Có 2 phương pháp được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu và đánh giá đa dạng di truyền là nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền thông qua các tính trạng hình thái (kiểu hình) và thông qua các chỉ thị phân tử (kiểu gen)

‒ Nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền thông qua các tính trạng hình thái là phương pháp cổ điển, hiện nay vẫn được sử dụng phổ biến Phương pháp này giúp các nhà nghiên cứu nhận biết và phân biệt các giống khác nhau bằng mắt thường trên thực địa một cách nhanh chóng Các đặc điểm chính về hình thái như đa dạng thân cây, dạng lá, hình dạng, màu sắc, kích thước, dạng hoa, hạt vv…được xem như

là các tính trạng cơ bản để nhận biết giữa các giống với nhau Những tính trạng chất lượng thường là những cặp tính trạng tương phản được di truyền đơn gen, mỗi tính trạng có 2 hay nhiều các dạng tương phản xen kẽ (Trần Duy Quý, 2002) [21]

‒ Trong những năm vừa qua, viện tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (IPGRI) và Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã xuất bản các mẫu mô tả, đánh giá (Descriptors) để thống nhất chung trên toàn thế giới về phân biệt giữa các giống với nhau trong phạm vi loài (dẫn theo Nguyễn Thị Quỳnh 2004) [22]

‒ Nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền thông qua các chỉ thị phân tử là nghiên cứu, đánh giá ở mức độ phân tử Các phân tử được sử dụng chủ yếu trong nghiên cứu là các phân tử protein và ADN Các chỉ thị phân tử được sử dụng phổ biến trong đánh giá đa dạng di truyền lúa là chỉ thị đẳng men và chỉ thỉ ADN

Nghiên cứu đa dạng tài nguyên di truyền lúa thông qua chỉ thị đẳng men

Enzyme là những chất xúc tác sinh hóa để thực hiện quá trình trao đổi chất Các men đều có bản chất là protein và có tính đặc trưng rất cao Hoạt tính của men

có thể điều khiển được, người ta có thể làm mất đi khả năng xúc tác của men bằng cách thay đổi cấu trúc không gian hoặc phong bế điểm hoạt tính của nó

Mỗi enzyme trong cơ thể có các dạng cấu trúc phân tử khác nhau được gọi là đẳng men (isozyme) Các đẳng men của cùng một men có chức năng xúc tác như nhau, nhưng khác nhau về cấu trúc Các đẳng men có thể được nhận biết bằng điện

di hay bằng hoạt tính xúc tác của chúng Điều khiển các đẳng men là các gen định

vị trên nhiễm sắc thể Vị trí trên nhiễm sắc thể nơi 1 gen cụ thể định vị gọi là locut

của gen đó Mỗi locut đẳng men bao gồm nhiều alen Các alen của cùng một đẳng men có chức năng xúc tác như nhau

Phương pháp phân tích đẳng men là để xem xét sự có mặt của các alen trên nhiễm sắc thể, tức là xem xét các nhân tố di truyền thông qua các sản phẩm của nó

là protein Bởi vì mỗi protein được tạo ra phải do một hoặc nhiều alen điều khiển

Vì vậy, sự có mặt của các protein nào đó (mà đại diện là các đẳng men) chứng tỏ sự

có mặt của các alen đó trong bộ nhiễm sắc thể

Nghiên cứu đa dạng tài nguyên di truyền lúa thông qua chỉ thị ADN

Chỉ thị phân tử dựa trên ADN là công cụ hiệu quả vượt xa chỉ thị đẳng men và hình thái trong việc đánh giá đa dạng di truyền Lợi thế của các chỉ thị phân tử dựa trên ADN là có thể xác định được những khác biệt nhỏ nhất ở mức ADN, có khả năng tạo ra hàng chục, hàng trăm locut và trên mỗi locut có thể phát hiện được nhiều alen cùng một lúc Nhờ có chỉ thị ADN, ngày nay việc đánh giá đa dạng di truyền lúa đã trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn nhiều, tuy nhiên các kỹ thuật có liên quan đến chỉ thị ADN đòi hỏi đầu tư lớn và tốn kém

Kato là người đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học về phân loại dưới loài lúa trồng Châu Á Ông đã sử dụng các tính trạng hình thái nông học của 90 giống có nguồn gốc từ các nước Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và sử dụng tỷ lệ kết hạt khi lai các giống với nhau để thực hiện nghiên cứu của mình Kato chia lúa trồng Châu

Á thành 2 nhóm và đặt tên là lúa indica và lúa japonica [11]

Oka là người đầu tiên xây dựng phương pháp phân loại lúa indica và japonica

dựa trên các tính trạng hình thái, sinh lý như độ dài của trụ gian lá mầm (mescotyle), độ phân hủy kiềm, chiều dài/ rộng hạt… Đặc biệt sự phản ứng của hạt thóc với dung dịch phenol (sự bắt màu hoặc không bắt màu) Tác giả đã tiến hành chọn ngẫu nhiên 147 giống từ tập đoàn lúa địa phương trên 1000 giống thu từ các nước Ấn Độ, Đông Dương, Trung Quốc và Nhật Bản sau đó tiến hành quan sát 41 chỉ tiêu và tính trạng, trong đó có 11 tính trạng thể hiện biến dị lớn giữa các giống được sử dụng và phân loại Chỉ tiêu phản ứng của hạt thóc với dung dịch phenol là chỉ tiêu quan trọng nhất Qua phân tích tương quan 11 tính trạng thấy rằng các giống lúa nghiên cứu được chia thành 2 nhóm Nhóm bắt màu dung dịch phenol

(dạng hình indica) và nhóm không bắt màu với dung dịch phenol (dạng hình

japonica) [22]

Tác giả Chang và Cs (1979) [30] xác định tính trạng chiều dài hạt thóc và tỷ lệ

D/R hạt do đơn gen, hai gen hoặc trung gen điều khiển và có hệ số di truyền cao và được xem là tính trạng quan trọng để đánh giá đa dạng di truyền của cây lúa

Chang (1985) [23] đề nghị chia lúa trồng Châu Á thành 3 loài phụ indica,

japonica, và javanica Lúa indica được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, lúa

japonica trồng ở vùng ôn đới Lúa japonica có đặc tính chủ yếu: chịu hạn, hạt thóc

to dài và thô, bẹ lá dài, phiến lá rộng, lá đòng dài Lúa javanica được trồng chủ yếu

ở đảo Java thuộc Indonesia và các vùng đồi núi của các nước Đông Nam Á khác

Tác giả Khush (1994) [33] sử dụng các tính trạng hình thái và xử lí bằng các mô

hình toán thống kê sinh học để định hướng sử dụng vật liệu, dự kiến các quy trình chọn lọc sao cho đạt hiệu quả cao nhất

Phương pháp đẳng men dùng để đánh giá da dạng di truyền được sử dụng rộng rãi từ thập kỷ 70 của thế kỷ XX Nakagahra (1975) [23] nghiên cứu biến động các alen của Esterase trong 776 giống lúa trồng Châu Á cho thấy khu vực gồm các nước Nepan, Bhutan, Miến Điện, Việt Nam và Vân Nam của Trung Quốc có độ đa dạng

di truyền lúa cao nhất

Glaszmann (1987) [23] dựa trên sự tập trung các alen của 15 locut đẳng men

trong 1688 giống đại diện cho toàn bộ nguồn gen lúa trồng Châu Á, đã chia loài O

sativa thành 6 nhóm, trong đó nhóm indica và japonica là 2 nhóm đối cực

Fukuoka và cộng tác viên (1992) [23] sử dụng 36 mồi RADP để nghiên cứu đa dạng di truyền của 16 giống lúa Kết quả thu được 244 băng, trong đó có 116 băng được sử dụng để phân tích kết quả Kết quả phân tích chùm thấy có 2 nhóm lớn

hình thành, nhóm thứ nhất gồm 2 giống có nguồn gốc indica và nhóm thứ 2 có 12 giống lúa japonica và 2 giống lúa javanica, tuy nhiên 2 giống lúa javanica nằm cùng nhau và cách xa 12 giống lúa japonica Kết quả nghiên cứu phù hợp với phân

loại bằng đẳng men của Glaszmann

Kanno và cộng tác viên đã phát hiện thấy ở trong vùng ORF100 (open reading

frame 100) nằm trên đoạn Pst-12 của phân tử ADN lục lạp của lúa indica có một đoạn ADN khuyết 69bp so với ADN lục lạp của lúa japonica (Kanno và ctv, 1993)

[23] Đoạn bị khuyết này dễ dàng phát hiện bằng kỹ thuật PCR và được sử dụng

như một chỉ thị để phân biệt giữa loài phụ indica và loài phụ japonica

Chen và ctv (1994) [31] đã nghiên cứu 137 giống lúa trồng Châu Á và nhận

thấy phần lớn các giống lúa indica đều có đoạn ADN lục lạp khuyết

Việt Nam được coi là một trong những trung tâm khởi nguyên của cây lúa, tài nguyên di truyền lúa của nước ta phong phú cả về số lượng và chất lượng Từ xa xưa, nhân dân ta đã biết mô tả hình thái các giống lúa và thời vụ gieo trồng Lê Quý Đôn đã mô tả tỉ mỉ và có nhận xét về tính cứng cây, chống đổ và chiều cao, nhất là đối với những giống lúa chiêm “lúa Sài Đường, chiêm Di cây nhỏ mà yếu, dễ đổ; lúa Tám trâu, lúa Bồ lộ, lúa Thạch, lúa Màng hai, lúa Bột cây cứng thẳng; đặc biệt lúa chiêm vàng và lúa Đăng sơn cây cứng cao, bị mưa gió không đổ” [10]

Nghiên cứu đa dạng di truyền và phân loại một cách hệ thống lúa trồng ở Việt Nam còn hạn chế Tuy nhiên, trong những năm gần đây các nhà khoa học đã quan tâm đến vấn đề đánh giá đa dạng tài nguyên lúa nước ta

Theo Trần Văn Minh (2004) [19] các giống lúa thuộc loài phụ japonica có hạt

ngắn, lá ngắn màu đậm và cứng, không có râu đầu hạt thóc, bông ít phân nhánh, độ đóng hạt dày

Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã tiến hành đánh giá 24 tính trạng nông học của hơn 1800 giống lúa và đã đánh giá khả năng chống chịu một số loài sâu bệnh chính hại lúa, chống chịu với điều kiện bất thuận [4]

Theo tác giả Lưu Ngọc Trình (2007) [29], trong tổng số 6083 giống lúa đang bảo quản tại ngân hàng gen cây trồng quốc gia, trung tâm tài nguyên thực vật đã tiến hành đánh giá đầy đủ 60 tính trạng hình thái nông học của 1819 giống, đánh giá

40 -50 tính trạng của 1385 giống và từ 20 – 30 tính trạng của 2066 giống

Lưu Ngọc Trình (1995) [23] sử dụng chỉ thị isozyme để nghiên cứu đa dạng di truyền của 643 giống lúa, trong đó có 464 giống từ miền bắc Việt Nam Trong số

464 giống lúa miền Bắc Việt Nam thì có 412 giống (89%) thuộc nhóm lúa indica,

44 giống (9,5%) thuộc nhóm lúa japonica và 8 giống (1,5%) không phân loại được

Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền của 101 giống lúa địa phương bằng 9 locut thuộc của 5 enzymes thu từ huyện Nho Quan, Ninh Bình và huyện Đà Bắc,

Hòa Bình cho thấy 44 giống (43,6%) thuộc lúa indica và 57 giống (56,4%) thuộc lúa japonica (Trần Danh Sửu và ctv., 2004) [25]

Nguyen Van Tao (1999) [23] phân tích đa dạng di truyền 53 giống lúa miền Nam dựa trên 19 locut của 10 đẳng men cho thấy có 21 trường hợp có sự biến động

di truyền trong giống

Luu Ngoc Trinh (1999) [23] đã sử dụng phương pháp RAPD để nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen lúa và thấy rằng trong số 29 giống lúa nếp địa phương đại diện cho các vùng sinh thái khác nhau của Việt Nam có 20 giống (68,9%) là lúa

japonica Khi nghiên cứu đa dạng di truyền của 67 mẫu giống địa phương đại diện cho lúa Việt Nam, tác giả nhận thấy lúa nếp và lúa tẻ trong nguồn gen lúa Việt Nam

có sự đa dạng ngang nhau

Nguyễn Đức Thành và cộng tác viên (1999) [26] đã sử dụng 10 mồi RAPD,

50 cặp mồi SSR và 15 cặp mồi AFLP để nghiên cứu 72 giống lúa nương Kết quả

cho thấy các giống lúa nương có đa dạng di truyền cao và là nguồn vật liệu tốt cho công tác chọn giống

Trong kết quả phân loại nhóm lúa của Lưu Ngọc Trình cho thấy ở đồng bằng

sông Cửu Long không có lúa japonica (Lưu Ngọc Trình, 1995) [27]

Phạm Trung Nghĩa và cộng tác viên (1999) [23] khi so sánh phương pháp phân tích khoảng cách di truyền bằng chỉ thị RAPD và phương pháp phân tích khoảng cách di truyền bằng các tính trạng hình thái của các giống lúa đã cho thấy kết quả của 2 phương pháp gần giống nhau nhưng chỉ thị RAPD rõ ràng và chính xác hơn

Bùi Chí Bửu và cộng tác viên (1999) [3] sử dụng 20 mồi RAPD để đánh giá

đa dạng di truyền 72 giống lúa địa phương Trong 20 mồi thử nghiệm thuộc nhóm OPA kit, có 10 mồi cho kết quả tốt với 59 băng Kết quả có 2 nhóm chính và nhiều nhóm phụ được phân lập

Trần Danh Sửu và cộng tác viên (2001) [24] sử dụng kỹ thuật RAPD để nghiên cứu các giống lúa ở vùng Tây Bắc và Tây Nam nước ta cho thấy hầu hết các

giống lúa ở vùng Tây Bắc thuộc loài phụ japonica, còn giống lúa nước ở Tây Nam nước ta thuộc loài phụ indica

Tác giả Nguyễn Mạnh Cường (2004) [8] sử dụng 4 chỉ thị SSR liên kết với gen kháng đạo ôn để đánh giá tính kháng đạo ôn ở 100 giống lúa mùa địa phương Kết quả cho thấy có 55 giống kháng bệnh liên kết với gen Pi – 5 (t) và gen Pi-3 (t) Các tác giả Đặng Quang Hào và cộng tác viên (2006) [13] sử dụng 5 chỉ thị SSR để đánh giá bệnh bạc lá của 115 giống lúa địa phương Kết quả tìm ra 11 giống

có gen Xa-4 và 12 giống có gen Xa-5

1.7.1.1 Chiều cao cây và tính kháng đổ ngã

Chiều cao cây là một trong những tính trạng nông học quan trọng, có liên quan đến tính kháng đổ ngã và trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất

Tính kháng đổ ngã có liên hệ phần lớn đến tính thấp cây, còn phụ thuộc vào một số đặc tính khác như đường kính thân, độ dày thân rạ, mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng [16]

Theo “Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá cây lúa” IRRI [32], có thể phân loại chiều cao cây lúa như sau:

Có rất nhiều công trình nghiên cứu tìm hiểu tác động của gen lùn lên đặc điểm cấu trúc các tế bào ở đốt thân; hình thái, đặc tính sinh lý của rễ lúa Khush và Toennissen (1991) đã thống kê tới hơn 50 gen liên quan đến tính lùn hoặc rút ngắn

bộ phận nào đó của cây lúa, chúng phân bố trên 11 NST (trừ NST số 7) Do vậy, trong điều kiện tự nhiên cũng như khi xử lý đột biến, tần số xuất hiện các alen đột biến làm thay đổi chiều cao cây là rất cao

Theo nghiên cứu của Đào Xuân Tân (1995) và Đỗ Hữu Ất (1997) trên một số

giống lúa tẻ đặc sản (loại hình Indica cao cây) đều kết luận: Đột biến lặn về chiều

cao cây có thể xuất hiện theo hai hướng: dạng thấp cây hơn giống gốc (lùn và nửa lùn), dạng cao cây hơn giống gốc là tùy thuộc vào đặc điểm của giống, tùy thuộc vào thời điểm và liều lượng chiếu xạ Đột biến chắc chắn làm phá vỡ sự cân bằng giữa các locus kiểm soát chiều cao cây, đặc biệt là sự biến đổi ở gen I và T, hoặc trong các locus D sẽ tạo ra các dòng đột biến có chiều cao cây khác nhau và khác với giống gốc [1,5]

1.7.1.2 Tính t rạng hình thái lá

Tính thẳng đứng

Lá thẳng đứng là đặc điểm quan trọng nhất có quan hệ đến năng suất cao Lá đứng thẳng cho phép ánh sáng xâm nhập và phân bố đều trong ruộng lúa, do đó khả năng quang hợp cao hơn

Chiều dài, chiều rộng và bề dày của lá

Theo các nghiên cứu của Mitra (1962) thì chiều dài và chiều rộng lá được kiểm soát bởi hệ thống di truyền khác nhau và mỗi tính trạng được kiểm soát bởi nhiều gen

Kramer (1974) sử dụng phép lai diallel giữa 7 giống lúa khác nhau về chiều dài và chiều rộng phiến lá, kết quả cho thấy: lá đòng thường ngắn hơn lá công năng, đối với cả hai loại lá trên đều thấy hiện tượng siêu trội Tuy nhiên đối với lá đòng, hầu hết các gen trội tác động theo hướng làm cho phiến lá dài, trong khi đó ở lá công năng thì số gen trội và số gen lặn với số lượng tương đương thì tác động theo kiểu cộng gộp

Về chiều rộng lá, lá đòng và lá công năng được kiểm soát bởi hệ thống di truyền khác nhau Gen trội hoàn toàn đã có tác động làm cho phiến lá rộng ở lá đòng, còn gen trội không hoàn toàn tác động làm phiến lá rộng ở lá công năng Kikuchi và cộng sự (1978) đã kết luận rằng: phiến lá rộng là trội không hoàn toàn, tính trạng này được kiểm soát bởi nhiều gen, [dẫn theo 20]

1.7.1.3 Tính trạng góc lá đòng và góc lá công năng

Góc lá đòng và lá công năng

Lá thẳng đứng là tính trạng hình thái lá quan trọng nhất có quan hệ đến năng suất cao Lá thẳng đứng cho phép lá xâm nhập và phân bố đều trong ruộng lúa, do

đó khả năng quang hợp cao hơn.[16]

Chiều dài, chiều rộng lá đòng và lá công năng

Lá đòng là lá cuối cùng và trên một nhánh lúa thì nó là lá trên cùng Vì vậy nó tiếp nhận được nhiều ánh sáng nhất Từ khi trổ, lá đòng hoạt động không kém lá công năng, do ra sau, trẻ hơn và ở phía trên nên có vai trò lớn nhất trong nuôi dưỡng bông lúa [20]

Chiều rộng của lá ít biến đổi hơn chiều dài, dù vậy sự khác biệt cũng rất rõ cho

cả giống lúa lùn lẫn cao Lá hẹp thường được cho là góp phần tạo năng suất cao vì

nó phân bố đều hơn lá rộng, ít gây bóng rợp trong tán lá [16]

Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”, IRRI (1996), độ thoát cổ bông gồm 5 mức độ: thoát tốt, thoát trung bình, vừa đúng cổ bông, thoát một phần, không thoát được Nhìn chung khả năng trổ không thoát cổ bông được coi là một nhược điểm di truyền [32]

Chiều dài của bông

Chiều dài bông là một trong những yếu tố đảm bảo cho sức chứa hạt của bông Chiều dài bông thay đổi tùy từng giống

Khush (1991) đưa ra kết luận: gen lặn đột biến đánh dấu “sp” trực tiếp xác định bông dài ở dạng ban đầu Dưới tác dụng của phóng xạ, locus Sp có thể phát sinh đột biến lặn theo nhiều hướng khác nhau, có hướng tăng cường chiều dài bông (ví dụ: Sp1> sp1, sp2, sp3) ở các mức độ khác nhau

Theo nghiên cứu của Vanderstok J.E (1910), Jones (1928) và Ramiah (1930), kiểu hình bông dài là trội so với bông ngắn và phân ly theo kiểu đa phân, chứng tỏ

có nhiều gen chi phối tính trạng chiều dài bông

Năm 1958, Syakudo đề xuất: tính trạng chiều dài bông do 6 gen đa phân chi phối nhưng chưa rõ các gen cụ thể, chỉ cho biết tính trạng này phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường, [dẫn theo 20]

1.7.1.5 Đặc điểm của hạt

Theo Jenning và cộng sự (1979), chiều rộng và độ dày hạt rất ít thay đổi so với chiều dài Ảnh hưởng của môi trường đối với chiều dài hạt nói chung là nhỏ so với khối lượng hạt vì hệ số di truyền của chiều dài hạt là tương đối cao Chiều dài hạt là đặc điểm tốt nhất để phân tích sự di truyền kích thước hạt (Takeda, 1991)

Chiều dài hạt là tính trạng số lượng, được kiểm soát bởi nhiều gen, thứ tự mức

độ trội: hạt dài > hạt trung bình > hạt ngắn > hạt rất ngắn, [dẫn theo 20]

Ramiah (1993) phát hiện một gen lặn (kí hiệu lk) quy định tính trạng hạt dài

Sự tổ hợp theo cách thức khác nhau của các nhóm gen thuộc các locus khác nhau, biểu hiện tác động cộng gộp hoặc bù trừ làm cho độ dài hạt gạo ở các giống lúa không giống nhau Chiều rộng hạt được điều khiển bởi đa gen (Bollich, 1957; Chang, 1974) Hạt có kích thước hẹp có tính chất trội không hoàn toàn so với hạt có kích thước rộng (Bollich, 1957; Lin, 1978), [dẫn theo 20]

Trong số 10 locus kiểm tra kích thước và hình dạng hạt gạo, có 5 locus chính

thường gặp ở các giống lúa hiện nay (thuộc hai loài phụ Indica và Japonica), trong

đó locus Lk – f được nghiên cứu nhiều nhất Lk – f là một locus dễ bị đột biến và có tác dụng đa hiệu

Các alen đột biến làm thay đổi hình dạng hạt gạo và chiều dài hạt gạo, phát sinh ở một số giống lúa, di truyền theo phép lai đơn, có quan hệ trội lặn hoàn toàn hoặc không hoàn toàn so với alen kiểu dại [dẫn theo 20]

Râu trên hạt

Phần lớn các nhà chọn giống chọn hạt không râu vì râu thường cứng, dài và làm trở ngại việc đập và xay lúa Các dòng lúa có một ít hạt có râu trên bông, nhất

là các hạt ngoài cùng, không đặt thành vấn đề quan trọng và không nên loại bỏ chỉ

vì hình thái đó [17]

1.7.2.1 Tính trạng thời gian sinh trưởng

Theo IRRI, các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa như sau:

Thời gian sinh trưởng của một giống chuyên biệt cao theo vùng và theo mùa vì những tương tác giữa sự mẫn cảm quang chu kỳ và nhiệt độ của giống với điều kiện thời tiết Do đó, những thuật ngữ như chín sớm, chín vừa và chín muộn chỉ có ý nghĩa ở những vùng và mùa đặc biệt

Tính trạng này được nhiều tác giả nghiên cứu từ rất sớm: Ramiah (1993), Chandraratna (1951 – 1961), Nagao (1959), Chang (1964), Janathan (1976), Yoshida – Shuihi (1980-1984), Trần Duy Quý và cộng sự (1978 – 1983), Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự (1982 – 1993) Hầu hết các tác giả đều cho rằng: Tính trạng chín sớm hay chín muộn đều liên quan đến tuổi thọ của bộ lá và khả năng tạo hạt

Về bản chất di truyền của tính trạng này, theo Chang (1964) và Grist (1968),

tính chín sớm hay muộn của các giống lúa thuộc loại hình Indica là do một locus

trực tiếp xác định Còn theo Kuo – Hai – Tsai (1986), Khush và Toenniessen (1991), Dung và Sano (1997) đều cho rằng có hai nhóm gen điều khiển tính trạng thời gian sinh trưởng của lúa:

+ Nhóm gen điều khiển pha sinh trưởng cơ bản (BVP)

+ Nhóm gen điều khiển pha cảm ứng quang chu kỳ (PS)

Sự phối hợp tác động giữa các locus thuộc hai nhóm gen trên gây nên sự biến đổi về thời gian sinh trưởng ở các giống lúa khác nhau, [dẫn theo 20]

1.7.2.2 Khả năng đẻ nhánh

Đẻ nhánh là một đặc tính sinh học của cây lúa, liên quan chặt chẽ đến quá trình hình thành số bông và năng suất sau này, phụ thuộc vào phạm vi mắt đẻ và điều kiện ngoại cảnh [12]

Để đánh giá khả năng đẻ nhánh, IRRI đã đưa ra thang điểm:

+ Điểm 1: Rất cao (trên 25 nhánh/cây)

+ Điểm 2: Tốt (20 – 25 nhánh/cây)

+ Điểm 5: Trung bình (10 – 19 nhánh/cây)

+ Điểm 7: Thấp (5 – 9 nhánh/cây)

+ Điểm 9: Rất thấp (dưới 5 nhánh/cây) [32]

Theo Chang TT (1974), Khush G.S và Toenniessen G.H (1991) thì có ít nhất

3 locus Ti1, Ti2, Ti3 kiểm soát khả năng đẻ nhánh ở loài lúa trồng O.sativa L Các

alen tác động theo kiểu cộng tính (Polymery) Giống lúa đẻ nhánh rất khỏe có 3 cặp gen lặn ti1ti1ti2ti2ti3ti3 Sự có mặt của 3 cặp gen trội làm cho lúa có khả năng đẻ nhánh yếu nhất, [dẫn theo 20]

Kinosshita (1984), đã phát hiện một gen đột biến lặn, ký hiệu là rcn, tác động

đa hiệu làm giảm khả năng đẻ nhánh và gây nên tính lùn ở giống lúa đột biến AC –

11 trong điều kiện gieo trồng tự nhiên

Maekawa và cộng sự (1991) công bố 4 gen lặn đột biến không alen với ký hiệu là rcn – 1, rcn – 2, rcn – 3, rcn – 4, có tác động làm giảm số bông hữu hiệu/khóm, giảm chiều cao cây ở các mức độ khác nhau, trong đó có cả những gen biểu hiện phụ thuộc vào nhiệt độ (rcn – 1, rcn – 2, rcn – 4), [dẫn theo 6]

1.7.2.3 Tính cảm quang

Tính trạng thời gian sinh trưởng đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả như: Chandraratna (1951-1961), Nagao (1959), Chang (1964), Janathan (1976), Yoshida-Shuihi (1980-1984), Ramiah (1993), Trần Duy Quý và cs (1978-1983), Vũ Tuyên Hoàng và cs (1982 -1993) Hầu hết các tác giả đều cho rằng: Tính trạng chín sớm

hay muộn đều liên quan đến tuổi thọ của bộ lá và khả năng tạo hạt Còn theo

Nguyễn Minh Công và cs (1995), Lê Xuân Trình (2001), sự khác nhau về thời gian

sinh trưởng chủ yếu là giai đoạn sinh trưởng cơ bản; các giống chín sớm đều có giai đoạn sinh trưởng cơ bản ngắn và ngược lại

Thời gian sinh trưởng của lúa bị ảnh hưởng bởi môi trường như: thời lượng chiếu sáng/ngày hay độ dài ngày, nhiệt độ và điều kiện đất đai Đã có 15 QTL được xác định trên quần thể lai giữa Nipponbare và Kasalath, trong đó có 9 QTL là: Hd1

(Se1), Hd2, Hd3a, Hd3b, Hd4, Hd5, Hd6, Hd8, Hd9 di truyền theo Mendel (Uga và

cs., 2007), [dẫn theo 20]

Nghiên cứu di truyền của các đột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ ở một số giống lúa thơm đặc sản miền Bắc, Nguyễn Minh Công (2005) cho biết các đột biến làm mất tính cảm ứng quang chu kỳ là các đột biến lặn, khả năng biểu hiện

ở F1 không phụ thuộc vào hướng lai, được di truyền theo quy luật Mendel trong lai đơn Các đột biến chín sớm trong vụ mùa là các đột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo Mendel trong lai đơn Đây là các dạng đột biến có ý nghĩa lớn khi đưa vào gieo trồng ở Miền Bắc vì đảm bảo được tính mùa vụ

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

1.7.3.1 Hàm lượng protein tổng số

Hàm lượng prôtêin được điều khiển bởi đa gen, chịu ảnh hưởng bởi môi trường khá mạnh mẽ, Juliano (1990) Dù bị ảnh hưởng nhiều bởi giống và môi trường, hàm lượng prôtêin của lúa trung bình khoảng 7% ở gạo đã chà, và 8% ở gạo lức [17]

Hàm lượng prôtêin thấp thể hiện tính trội hơn hàm lượng prôtêin cao, Erickson (1969), Mohanty và Reddy (1972), HilleRisLamber và cộng sự (1973), Chang và Lin (1974), IRRI (1977) Di truyền tính trạng hàm lượng prôtêin trong hạt gạo do đa

gen điều khiển có hệ số di truyền khá thấp, có thể bị ảnh hưởng mạnh mẽ tương tác giữa kiểu gen và môi trường, Chang và Somrith (1979) Giống có hàm lượng prôtêin cao thường liên kết với đặc tính thời gian sinh trưởng ngắn và trọng lượng hạt nhẹ, HilleRisLamber và cộng sự (1973), Vijayachandra và Mohanty (1977) [10]

Hàm lượng prôtêin và amylose có thể được xem là kết quả tương tác giữa môi trường và tính trạng di truyền của từng cá thể, Gomez (1979) [10]

1.7.3.2 Độ hóa hồ

Độ hoá hồ biểu thị nhiệt độ cần thiết để làm chín tinh bột hoàn toàn Nhiệt độ hóa hồ dao động từ 55 – 79°C Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”, IRRI (1996), nhiệt độ hoá hồ thấp từ 55 – 69°C, nhiệt độ hoá hồ trung bình từ 70 – 74°C, nhiệt độ hoá hồ cao từ 75 – 79°C, [dẫn theo 20]

Nhiệt độ hóa hồ có thể liên hệ một phần với lượng amylose của tinh bột, là yếu tố chính quyết định phẩm chất gạo khi đã nấu và có tương quan thuận với thời gian để nấu cơm chín [17]

Quan điểm về sự di truyền tính trạng nhiệt độ hồ hóa chưa có sự thống nhất: + IRRI (1997), Mekenjie và Rutger (1983) cho rằng độ hóa hồ do một gen đơn điều khiển

+ Heu và Choi (1973) cho rằng độ hóa hồ được điều khiển bởi một gen đơn chính và một vài gen phụ

+ Theo Heda và Reddy (1980), độ hóa hồ được xác định bởi nhiều gen

+ Heu và Park (1979) cho rằng độ hóa hồ cao là trội so với độ hóa hồ thấp

Độ hóa hồ được điều khiển bởi nhiều alen tại một locus với các gen biến đổi Gen AKL điều khiển tính trạng độ hóa hồ cao biểu hiện trội hơn gen akla (độ hóa hồ trung bình) và gen aklb, [dẫn theo 20]

Độ hoá hồ là tính trạng rất dễ thay đổi bởi môi trường, đặc biệt là sự thay đổi nhiệt độ khi lúa trổ đến vào chắc hạt, nếu ở giai đoạn vào chắc mà nhiệt độ không

ổn định thì độ hóa hồ sẽ tăng hay giảm (Heu và cộng sự, 1976) [10]

1.7.3.3 Độ bền thể gel

Theo Tang và cộng sự (1991), độ bền thể gel được điều khiển bởi đơn gen Người ta đã tìm thấy dãy alen ở cùng một locus điều khiển độ bền thể gel, ký hiệu gecađiều khiển thể gel trung bình và gecb điều khiển thể gel cứng Dãy alen này có tính dại so với alen dại điều khiển thể gel cứng và geca thể hiện mức độ trội hơn gecb Kết quả phân tích ở các quần thể phân ly cho thấy: gen chủ lực, gen thứ yếu và gen phụ có tính chất cải tiến đều có ảnh hưởng đến việc thể hiện tính chất này, bên cạnh đó còn có hiện tượng vượt trội thể hiện ở quần thể con lai Giống lúa địa phương có ưu thế hơn hẳn các giống lúa cao sản về độ bền thể gel, chiều dài gel ghi nhận được thường rất lớn (80 – 100mm) [17]

Theo IRRI (1996), độ bền thể gel phân làm 4 loại:

+ Tính gel cứng (cơm rất cứng): chiều dài gel < 40mm

+ Tính gel trung bình (cơm cứng): chiều dài gel từ 41 – 60mm

+ Tính gel mềm (cơm mềm): chiều dài gel từ 60 – 80mm

+ Tính gel rất mềm (cơm rất mềm): chiều dài gel > 80mm [32]

1.7.3.4 Mùi thơm

Tính trạng hương thơm của gạo là một trong những tính trạng chất lượng quan trọng của lúa, quyết định đến chất lượng thương trường của các giống lúa khác nhau

Sự di truyền mùi thơm rất phức tạp, thay đổi tùy vật liệu dùng để nghiên cứu

nó Trong thực tế đã có nhiều công trình nghiên cứu về sự di truyền mùi thơm ở lúa nhưng lại đi đến các kết luận khác nhau, cụ thể như sau:

+ Mùi thơm do một gen trội kiểm soát (Jodon,1994)

+ Mùi thơm do một cặp gen lặn kiểm soát (Katare và Jambhale, 1995; Kato

và Itani, 1996; Li và Gu, 1997…)

+ Do một cặp gen lặn và gen át chế (Tsuzuki và Shimokava, 1990)

+ Do 2 hoặc 3 gen trội (Kadam và Patankar, 1983)

+ Do 2 gen trội tác động bổ sung (Tripathi và Rao, 1979)

+ Do nhiều gen (Richharia, 1965)

Trong các kết luận nêu trên, kết luận thứ hai được nhiều tác giả đồng tình nhất

C hương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

10 dòng lúa lai ở thế hệ thứ 8 của tổ hợp lai giữa các dòng đột biến từ Tám Xuân Đài và Dự Hải Hậu

Hạt giống của các dòng lai do PGS TS Nguyễn Minh Công (Trường ĐHSP

Hà Nội) cung cấp

Thời gian thực hiện

Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 11/2011 đến tháng 11/2012

Phần thực nghiệm: Ngoài đồng ruộng ở ấp Phú Lợi, xã Tân Phú Trung, huyện

Củ Chi, TPHCM

Gieo trồng vụ xuân từ: 1 tháng 1 đến 15 tháng 6 năm 2012

Gieo trồng vụ mùa từ: 2 tháng 7 đến 20 tháng 11 nằm 2012

Phân tích chỉ tiêu sinh hóa từ tháng 7/2012 đến tháng 08/2012

Tổng kết, xử lí số liệu, viết luận văn: tháng 02/2012 đến tháng 11/2012

Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm bố trí thí nghiệm: Ấp Phú Lợi, xã Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, TP HCM

2.3.1.1 Chuẩn bị và xử lí hạt giống

Ngâm hạt giống: Chọn các hạt có khả năng nảy mầm cao Ngâm các hạt này vào nước ấm (50 – 60OC) sau 24 giờ vớt ra để ráo, ủ ở nhiệt độ thích hợp tạo điều kiện cho hạt nảy mầm

2.3.1.2 Bố trí khu thí nghiệm và xử lí số liệu

Gieo 10 dòng lúa trên cùng một ruộng với các thành phần đất đai, chế độ chăm

sóc, dinh dưỡng là như nhau

Giai đoạn cấy: Sau khi gieo mạ khoảng 22 – 25 ngày tiến hành quá trình làm đất và cấy lúa Cấy 1 dảnh, mật độ 15 x 20cm (khoảng 30 cây/m2), khoảng cách giữa các lô thí nghiệm 40 x 40cm

Tiến hành các quá trình chăm sóc, bón phân, diệt côn trùng và sâu bệnh ở từng thời điểm thích hợp

Theo dõi sự sinh trưởng – phát triển của các giống được thực hiện liên tục từ khi gieo hạt đến khi thu hoạch và xác định các chỉ tiêu sau: chiều cao cây, hình dạng của lá, màu sắc cũng như hình dạng của hạt theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”, IRRI (1996), [32]

Thời gian sinh trưởng: Được tính từ khi gieo hạt đến lúc hạt chín (85% số hạt trên bông đã chín

Khả năng đẻ nhánh: Đếm số nhánh của từng khóm (30 khóm), vào giai đoạn sinh trưởng 5

Chiều cao cây: Đo từ gốc (sát đất) đến đầu mút bông dài nhất trong khóm, vào giai đoạn sinh trưởng 7 – 9

Chiều dài lá: Đo thực tế chiều dài lá và biểu thị bằng cm, vào giai đoạn sinh trưởng 6

Chiều rộng lá: Đo chỗ rộng nhất của lá và biểu thị bằng cm, vào giai đoạn sinh trưởng 6

Màu sắc lá, thân, màu vỏ hạt phân biệt bằng mắt

Sử dụng phần mềm Microsoft Excell 2007 và phần mềm Statgraphics 3.0 để

xử lý số liệu thu thập được

2.3.2.1 Phương pháp xác định mùi thơm

Theo phương pháp của “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa” (IRRI, 1996), [32] Mỗi mẫu sử dụng 30 hạt gạo, ngâm vào 20ml dung dịch KOH 0,1N trong 5 phút ở nhiệt độ 50°C Sau đó xác định độ thơm bằng cảm quan

Cấp 0 Không thơm Cấp 1 Hơi thơm Cấp 2 Thơm

2.3.2.2 Phương pháp xác định độ bền thể gel

Xác định theo phương pháp của Tang và cộng sự, 1991

Các mẫu để cùng phòng 2 ngày cho độ ẩm bằng nhau, nghiền mẫu và rây thành bột mịn 100 mesh Cách tiến hành:

‒ Cân mỗi mẫu 100mg cho vào ống nghiệm (mỗi mẫu lặp lại 3 lần) Cho vào ống nghiệm 0,1ml ethanol 95% có chứa 0,025% thymol blue Thêm 2ml KOH 0,2N Lắc trên máy Vortex genie ở tốc độ 6 để trộn, bịt ống nghiệm bằng giấy nhôm

‒ Đun các ống nghiệm trong nồi chưng cách thủy đang sôi trong 8 phút rồi lấy ra để yên 5 phút, sau đó làm lạnh trong nước đá 20 phút

‒ Đặt các ống nghiệm nằm ngang trên giấy kẻ ô, để gel chảy từ từ Sau 1 giờ đọc kết quả: đo chiều dài gel từ đáy ống nghiệm đến mí gel

Phân loại gel theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”, IRRI(1996), [32]

Xác định theo phương pháp của Little và cộng sự, 1958

Độ hóa hồ được xác định bằng dung dịch KOH 1,7% trong 23 giờ ở nhiệt độ 30°C: Dùng đĩa Petri xếp 6 hạt gạo đã chà trắng vào mỗi hộp, xếp các hạt gạo cách

nhau để khi các hạt gạo tan ra không đụng vào nhau Cho vào 10ml KOH 1,7%, đậy nắp hộp rồi để nguyên trong 23 giờ

Đánh giá độ hóa hồ theo tiêu chuẩn hệ thống đánh giá mẫu của “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa”, IRRI (1996), [32]

Hạt gạo còn nguyên, màu trắng bột 1 Cao

Hạt gạo phồng lên 2 Cao

Hạt gạo phồng lên, chưa rõ nét, hẹp trắng bột 3 Cao

Hạt gạo phồng, viền rộng, rõ nét, tâm nhòe trắng đục 4 Trung bình

Hạt gạo rã ra, nứt, tâm nhòe đục, viền rõ trong suốt 5 Trung bình

Hạt gạo tan ra bờ viền, tâm nhòe đục, viền rõ trong suốt 6 Thấp

Hạt gạo tan hết quyện vào nhau, tâm và viền trong suốt 7 Thấp

2.3.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng prôtêin

Xác đinh bằng phương pháp Micro – Kjeldahl (Yoshida et al., 1976), (Lê Doãn Diên, 2002) [11]

Cách tiến hành:

 Nguyên liệu – hóa chất – thiết bị

‒ Nguyên liệu: mẫu gạo lức xay nhuyễn được sấy khô tuyệt đối

‒ Hóa chất: hỗn hợp xúc tác là K2SO4/CuSO4 (9:1), H2SO4 0,01N, nước cất

vô đạm, cồn 96º, acid Tricloacetic (TCA), thuốc thử đỏ Methyl

‒ Thiết bị: bếp đun, máy cất đạm PARNAS – WARGNER

dung dịch trở nên trong suốt, để nguội và chuyển dung dịch sang bình định mức 100ml, tráng bình nhiều lần bằng nước cất 2 lần, cho nước đến vạch 100ml

‒ Cất đạm: Lấy 10ml dung dịch đạm đã vô cơ hóa pha loãng và 10ml NaOH 30% cho vào bình chưng cất (cho mẫu vào trước và tráng phễu sạch bằng nước cất rồi mới cho NaOH vào)

‒ Bình hứng NaOH: Cho vào bình 10ml 0,01N và 3 giọt Methyl đỏ (thuốc thử), lưu ý đặt bình hứng sao cho đầu ống sinh hàn ngập trong dung dịch H2SO40,01N

‒ Chuẩn độ bằng NaOH 0,01N, quá trình kết thúc khi dung dịch chuyển từ màu vàng đỏ sang màu vàng nhạt

Cách tính nitơ tổng số:

d a

b B

Trong đó: A: số ml H2SO4 cho vào bình hứng

B: số ml NaOH 0,01N chuẩn độ lượng H2SO4dư

a: số gram nguyên liệu đem thí nghiệm

b: tổng số ml dung dịch mẫu

d: số ml dung dịch mẫu cho vào máy cất

Công thức tính hàm lượng prôtêin thô:

% prôtêin = % Nts x 6,5 (hệ số quy đổi đối với lúa)