Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng tốt cho vùng đồng bằng sông hồng

Mục đích nghiên cứu của luận án: - Xác định được các tiêu chí gạo chất lượng tốt, phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của cư dân vùng ĐBSH làm định hướng cho công tác chọn giống trong thời g

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày…tháng….năm 2015

Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Khanh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Hoan và

TS Phạm Đồng Quảng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn chỉnh luận án

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Cây lương thực

và Cây thực phẩm, Ban Quản lý đào tạo, các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã giúp

đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin trân trọng cảm ơn các cán bộ Trung tâm Nghiên cứu lúa thuần, Bộ môn Chọn giống lúa cho vùng khó khăn, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm

đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ các phương tiện, trang thiết bị và kinh phí để thực hiện đề tài nghiên cứu này

Sau cùng là gia đình đã luôn động viên khích lệ, tạo điều kiện về thời gian, công sức và kinh tế để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn./

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả

Nguyễn Trọng Khanh

2.3.2 Nghiên cứu về tác động của các yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác

4.2.2 Phân nhóm các mẫu giống lúa chất lƣợng cao theo tính trạng 74

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Giống lúa Bắc thơm kháng bạc lá

Đồng bằng sông Hồng Điểm kháng sâu bệnh hại, điều kiện bất thuận, theo thang điểm của IRRI

Đột biến

(General Combining Ability)

(Wide Compatibility Gene)

(Simple sequence repeats)

(Single nucleotide polymorphisms)

RIL Dòng tự thụ tái tổ hợp

(Recombinant inbred lines)

DANH MỤC CÁC BẢNG

giống lúa có gạo được tiêu thụ nhiều trên thị trường vùng đồng bằng

Hồng với đồng bằng sông Cửu Long và một số thị trường tiêu thụ gạo

4.13 Phân nhóm các mẫu giống lúa nghiên cứu theo thời gian sinh trưởng,

4.38 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của các dòng lúa tham gia thí nghiệm

DANH MỤC CÁC HÌNH

TRÍCH YẾU CỦA LUẬN ÁN

1 Tóm tắt mở đầu:

- Tên tác giả: Nguyễn Trọng Khanh

- Tên luận án: Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng tốt cho vùng Đồng bằng song Hồng

- Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng

- Mã số: 62 62 01 11

- Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

2 Nội dung bản trích yếu

2.1 Mục đích nghiên cứu của luận án:

- Xác định được các tiêu chí gạo chất lượng tốt, phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của

cư dân vùng ĐBSH làm định hướng cho công tác chọn giống trong thời gian tiếp theo

- Thiết lập tập đoàn nguồn gen lúa phù hợp cho công tác chọn giống lúa chất lượng tốt

- Chọn tạo được 1-2 giống lúa chất lượng tốt có thời gian sinh trưởng 90-115 ngày, chất lượng gạo tốt, năng suất đạt 55-70 tạ/ha, ít nhiễm sâu bệnh hại chính, phù hợp với cơ câu luân canh của các tỉnh ĐBSH

- Khảo nghiệm và phát triển sản xuất một số giống lúa chất lượng tốt tại các tỉnh ĐBSH

2.2 Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng:

- Điều tra, đánh giá thị hiếu tiêu dùng gạo chất lượng cao tại một số vùng đô thị, nông thôn vùng ĐBSH sử dụng phương pháp phỏng vấn sở thích tiêu thụ các loại gạo khác nhau của người tiêu dùng thuộc các nhóm đối tượng có thu nhập khác nhau kết hợp với thu thập và phân tích chất lượng các mẫu gạo

- Thu thập và đánh giá nguồn gen lúa chất lượng cao được Bố trí thí nghiệm theo phương pháp khảo sát tập đoàn không nhắc lại

- Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học của các giống lúa được đánh giá và phân nhóm theo tiêu chuẩn “Đánh giá nguồn gen cây lúa” của IRRI (2002)

- Phương pháp đánh giá sự đa dạng di truyền: Hệ số tương đồng di truyền Jaccard và phương pháp UPGMA trong NTSYSpc 2.1 được sử dụng để phân tích, đánh giá sự đa dạng di truyền, và phân nhóm (cây di truyền) các mẫu giống lúa nghiên cứu

dựa trên 10 tính trạng nông học (thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu/khóm, số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt, năng suất thực thu, chiều dài hạt, tỷ lệ D/R, tỷ lệ gạo xát, hàm lượng amylose, hàm lượng Protein)

- Các phương pháp được áp dụng để nghiên cứu đặc điểm di truyền của một số tính trạng chất lượng dinh dưỡng ở một số giống lúa chất lượng tốt, cụ thể:

+ Nghiên cứu đặc điểm di truyền của tính trạng hàm lượng Protein:

* Phân tích hiệu quả kiểu gen, tương tác gen & môi trường theo phương pháp của Bửu-Lang (2002) và Diễn-Tú (1995)

* Sử dụng PCR để bước đầu xác định mối liên hệ về vật chất di truyền giữa bố

mẹ và con lai của các tổ hợp lai có hàm lượng protein cao

* Phương pháp phân tích và nhận dạng ADN của quần thể F2 bằng chỉ thị SSR

+ Nghiên cứu mức độ trội của một số tính trạng chất lượng gạo: Phương pháp

xác định mức độ trội - lặn của các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng gạo được tính theo công thức của Belli and Atkius (1966)

-Lai tạo, đánh giá và chọn giống lúa chất lượng tốt: lai hữu tính, chọn lọc theo phương pháp gia hệ

- Khảo nghiệm và phát triển sản xuất các giống lúa mới có triển vọng: thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản theo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị

canh tác và giá trị sử dụng của giống lúa” (QCVN 01-55:2011/BNNPTNT)

2.3 Các kết quả, phát hiện chính và kết luận:

Đã cung cấp cơ sở dữ liệu đã được hệ thống hoá về tiêu chuẩn gạo chất lượng tốt phù hợp với thị hiếu tiêu dùng ở vùng ĐBSH

Một số tính trạng liên quan đến chất lượng như: hàm lượng protein, hàm lượng amylose, chiều dài hạt gạo được nghiên cứu về đặc điểm di truyền là dữ liệu khoa học quan trọng để các nghiên cứu về chất lượng gạo tiếp theo tham khảo

Thu thập được 1040 mẫu giống lúa, đây là nguồn gen phong phú, có giá trị cho công tác chọn tạo giống lúa ở Việt Nam

Chọn tạo thành công và phát triển sản xuất được 02 giống lúa Gia Lộc 105, Gia Lộc 159 có năng suất khá, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại góp phần đa dạng hóa

bộ giống trong cơ cấu giống lúa tại các tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), thương mại lúa gạo toàn cầu tăng 2,4% hàng năm từ năm 2007 đến 2016 Đến năm 2016 thương mại lúa gạo toàn cầu đạt mức 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002 Trong những năm tới gạo trắng, hạt dài dự tính chiếm khoảng 75% thị trường lúa gạo toàn cầu Gạo trắng, hạt dài sẽ được nhập khẩu bởi nhiều nước Nam và Đông Nam Á, Trung Đông và phần lớn các nước vùng Sahara Châu Phi và các nước Châu Mỹ la tinh Gạo hạt ngắn và hạt trung bình dự kiến tăng 10-12% thương mại toàn cầu, với các nước nhập khẩu chủ yếu là Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Thổ Nhĩ Kỳ, Jordan, Papue New Guine v.v

Trong những năm gần đây, thị trường gạo thế giới mua bán khoảng 30 triệu tấn/năm, giá trị khoảng 10 tỷ USD; thị phần gạo thơm khoảng 2-3 triệu tấn, trong đó gạo thơm Thái Lan chiếm khoảng 1,6-1,8 triệu tấn, gạo Basmati Ấn Độ chiếm khoảng 300 ngàn tấn (FAO, 2012)

Năm 2013, xuất khẩu gạo của Việt Nam đạt 6,68 triệu tấn và đứng thứ hai thế giới Song về chất lượng, đa số gạo xuất khẩu của nước ta thuộc loại thấp và một ít đạt loại trung bình nên hiệu quả kinh tế không cao, đời sống người dân trồng lúa rất chậm cải thiện Trong khi đó, Thái Lan xuất khẩu hàng năm 5,0-7,0 triệu tấn gạo (luôn đứng đầu thế giới), gạo thơm chất lượng chiếm 25,0-30,0%, giống chủ lực là Khao Dawk Mali 105, RD15, Jasmine, Basmati , các giống này đều đã có thương hiệu trên thị trường Quốc tế Mặt khác, nhu cầu gạo thơm ngon của người tiêu dùng trong nước ngày càng tăng, giá của các loại gạo thơm truyền thống như Tám thơm, Tám xoan, Dự hương… còn cao do các giống lúa thơm này còn nhiều hạn chế như thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp, chống chịu sâu bệnh yếu, không đáp ứng được nhu cầu sản xuất (Hiệp hội Lương thực Việt Nam, 2014)

Ở Việt Nam, lúa chất lượng cao, lúa thơm được khuyến khích trồng để xuất khẩu và sử dụng trong nước không có giới hạn Tuy nhiên bộ giống lúa chất lượng cao của Việt Nam hiện nay chưa đa dạng, tính thích ứng còn hẹp, các giống lúa thơm, lúa nếp, japonica nhập nội có tiềm năng năng suất khá, gạo thơm

ngon nhưng nhiễm nhiều loại sâu bệnh (rầy, bạc lá, đạo ôn ) nên việc mở rộng diện tích vẫn khó khăn Công tác chọn tạo và phát triển giống lúa thơm, nếp, japonica trong thời gian qua còn mang tính chất nhỏ lẻ, không đồng bộ, đầu tư không đầy đủ vì vậy các giống lúa thơm, lúa nếp, japonica chọn tạo ra chưa đáp ứng được yêu cầu sản xuất Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính và lớn nhất nước là đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL); trong đó vùng ĐBSCL có diện tích trồng lúa lớn nhất cả nước, đóng góp hơn 50% sản lượng lúa của Việt Nam và cung cấp khoảng trên 90% lượng gạo xuất khẩu, tỷ trọng lúa hàng hóa chiếm 57,2- 60% so với tổng sản lượng lúa hàng hóa

cả nước (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013)

Ngoài ra còn có các vùng khác (Trung du và miền núi phía Bắc, Bắc Trung

bộ và Duyên hải miền Trung và Tây Nguyên, Đông Nam bộ), tuy nhiên các vùng này diện tích và sản lượng thấp, chủ yếu dành cho tiêu thụ tại chỗ, lượng lúa hàng hóa không nhiều (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011)

Tại vùng ĐBSH, diện tích canh tác các giống lúa ngắn ngày, năng suất khá, chất lượng tốt, đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng, nâng cao giá trị hàng hóa của sản phẩm lúa gạo như BT7, LT2, P6, AC5, RVT, Nàng xuân, BC15, Thiên ưu 9, HT1 đang ngày càng tăng lên Canh tác lúa của các tỉnh ĐBSH có nhiệm vụ chính là đảm bảo an ninh lương thực, đáp ứng tiêu thụ nội địa Tuy nhiên, do sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế vùng, thu nhập của người tiêu thụ tăng lên trong những năm qua nên đòi hỏi của người tiêu dùng về gạo chất lượng cao cũng ngày tăng

Để xây dựng thương hiệu gạo chất lượng tốt, Bộ Nông nghiệp và PTNT

đã đề ra một số giải pháp cụ thể như chọn tạo ra thêm các giống lúa có chất lượng cao mới, tổ chức sản xuất lúa hàng hóa tập trung, xây dựng "cánh đồng mẫu lớn”, vùng nguyên liệu tập trung, canh tác theo tiêu chuẩn GAP, nhằm tạo ra khối lượng lúa gạo lớn và đồng bộ Bên cạnh đó, phát triển công nghệ sau thu hoạch, xây dựng quy chuẩn về các nhà máy xay xát gạo xuất khẩu, hệ thống kho

dự trữ gạo Đồng thời, hình thành hệ thống thu mua lương thực, khuyến khích hợp đồng tiêu thụ giữa doanh nghiệp chế biến xuất khẩu và người sản xuất Trên

cơ sở đó, công ty kinh doanh lúa gạo chịu trách nhiệm về thương hiệu của công

ty (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013)

Xuất phát từ yêu cầu của thực tiễn sản xuất, việc tiến hành nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng tốt là cấp thiết, đáp ứng đòi hỏi của sản xuất giống

lúa mới chất lượng tốt cho các tỉnh ĐBSH

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Xác định được các tiêu chí gạo chất lượng tốt, phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của cư dân vùng ĐBSH làm định hướng cho công tác chọn giống trong thời gian tiếp theo

- Thiết lập tập đoàn nguồn gen lúa phù hợp cho công tác chọn giống lúa chất lượng tốt

- Chọn tạo được 1-2 giống lúa chất lượng tốt có thời gian sinh trưởng

90-115 ngày, chất lượng gạo tốt, năng suất đạt 55-70 tạ/ha, ít nhiễm sâu bệnh hại chính, phù hợp với cơ câu luân canh của các tỉnh ĐBSH

- Khảo nghiệm và phát triển sản xuất một số giống lúa chất lượng tốt tại các tỉnh ĐBSH

1.3 TÍNH MỚI VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Hệ thống hoá các tiêu chí gạo chất lượng tốt phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của cư dân vùng ĐBSH từ đó định hướng cho các nhà nghiên cứu tạo giống lúa thích hợp

- Từ tập đoàn giống thu thập gồm 1040 mẫu giống, trong đó 840 mẫu giống được đánh giá và phân loại, giúp các nhà chọn tạo giống lúa có cơ sở dữ liệu để tham khảo, khai thác cho công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao ở Việt Nam

- Các nghiên cứu về đặc điểm di truyền các tính trạng liên quan đến chất lượng như: hàm lượng protein, amylose, chiều dài hạt gạo…là dữ liệu khoa học quan trọng để các nhà tạo giống lúa tham khảo, định hướng trước khi lai tạo để chọn giống lúa chất lượng

- Các giống lúa mới chọn tạo như Gia Lộc 105, Gia Lộc 159 có chất lượng cao, năng suất khá, ít nhiễm sâu bệnh hại sẽ góp phần đa dạng hóa bộ giống lúa thuần, gia tăng diện tích và sản lượng gạo chất lượng tốt đáp ứng đòi hỏi của sản xuất lúa tại các tỉnh vùng ĐBSH

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

- Đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu đã được hệ thống hoá về tiêu chí gạo chất lượng tốt phù hợp với thị hiếu tiêu dùng ở vùng ĐBSH

- Một số tính trạng liên quan đến chất lượng như: hàm lượng protein, hàm lượng amylose, chiều dài hạt gạo được nghiên cứu về đặc điểm di truyền là dữ liệu khoa học quan trọng để các nghiên cứu về chất lượng gạo tiếp theo tham khảo

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Thu thập được 1040 mẫu giống lúa, đây là nguồn gen phong phú, có giá trị cho công tác chọn tạo giống lúa ở Việt Nam

- Chọn tạo thành công và phát triển sản xuất được 02 giống lúa Gia Lộc

105, Gia Lộc 159 có năng suất khá, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại góp phần đa dạng hóa bộ giống trong cơ cấu giống lúa tại các tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng

1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.5.1 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu thị hiếu tiêu dùng gạo chất lượng tốt vùng ĐBSH được thực hiện trên đối tượng là người tiêu dùng tại các thành thị, nông thôn vùng ĐBSH

- Nghiên cứu nguồn gen, quá trình chọn lọc, kỹ thuật canh tác được thực hiện trên đối tượng là các giống lúa thuần thu thập trong và ngoài nước và các giống lúa mới do bản thân tác giả tạo ra

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ LÖA GẠO TRÊN THẾ GIỚI

VÀ VIỆT NAM

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới

2.1.1.1 Nghiên cứu nhu cầu tiêu dùng lúa gạo

Nghiên cứu người tiêu dùng đối với các sản phẩm lương thực phụ thuộc vào tâm lý, cảm quan tại thời điểm mua, trong quá trình sử dụng sản phẩm Phản ứng của người tiêu dùng khác nhau đối với cùng 1 loại lương thực, thực phẩm cũng rất khác nhau Do đó, hầu như những nghiên cứu người tiêu dùng chỉ tập trung nghiên cứu cảm quan (Garber, 2003) Cũng có rất nhiều những nghiên cứu

về sở thích, phân tích thị hiếu của người tiêu dùng nhằm để định lượng, phân tích

và giải thích về sở thích của người tiêu dùng đối với những sản phẩm nhất định Hori (1996) đã sử dụng phân tích thị hiếu người tiêu dùng đối với các loại gạo thơm khác nhau tại Anh Mục đích nhằm nghiên cứu thái độ của người tiêu dùng đối với việc lựa chọn giữa gạo truyền thống và gạo nhập khẩu Tương tự, Azabagaoglu (2009) cũng sử dụng phương pháp phân tích thị hiếu người tiêu dùng dựa trên các cuộc thảo luận nhóm và phân tích định lượng các kết quả điều tra người tiêu dùng để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến thị hiếu của người tiêu dùng tai Thổ Nhĩ Kỳ đối với gạo trong nước và nhập khẩu Kết quả từ các cuộc thảo luận nhóm chỉ ra rằng, gạo nhập khẩu từ Mỹ sẽ có hình dáng đẹp hơn, sạch hơn, nấu ngon hơn vì vậy mà người tiêu dùng sẵn sang trả giá cao hơn so với gạo địa phương Đồng thời, kết quả phân tích định lượng cũng chỉ ra rằng giữa các loại gạo nhập khẩu, người tiêu dùng cũng sẵn sàng trả mức giá khác nhau dựa trên độ bóng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, độ đồng đều của hạt gạo và dễ

dàng nấu chín (Hayatnia et al., 2013)

Đối với tiêu dùng lúa gạo, đã có rất nhiều nghiên cứu như Nourri (2005)

sử dụng mô hình hệ thống cầu tương đối lý tưởng (AIDS – Almost Ideal Demand System) đã xác định giá mà người tiêu dùng bỏ ra để mua gạo phụ thuộc chính vào giá thành sản xuất, giá gạo trên thế giới và tỷ lệ lạm phát Dilip and Nasiruddine (2004) sử dụng mô hình hàm thỏa dụng gián tiếp (Translog indirect Utility

function model) để nghiên cứu cầu gạo tại Ấn Độ Rejesus et al., (2012) đã sử

dụng mô hình AutoRegressive Model (AR) để nghiên cứu và dự báo nhu cầu tiêu

thụ gạo trên toàn cầu và gần đây nhất là Lantican et al., (2013) đã sử dụng mô hình

AIDS để xác định nhu cầu tiêu dùng gạo của Philippines

Việc đánh giá diễn biến, xu hướng sản xuất tiêu thụ gạo của các nước sẽ giúp Việt Nam hiểu và có được định hướng chung cho các sản phẩm lúa gạo của mình (Đào Thế Anh và cs.,2012)

2.1.1.2 Sản xuất và tiêu thụ gạo tại một số nước sản xuất lúa gạo và thị trường tiêu thụ chính

Tổ chức FAO đánh giá thương mại gạo năm 2012/2013 tăng lên 37,5 triệu tấn, chủ yếu khoảng 60-70% là gạo trắng, hạt dài, chất lượng cao; thị phần gạo thơm chiếm khoảng 2-3 triệu tấn chiếm khoảng 10%, trong đó gạo thơm Thái Lan chiếm khoảng 1,6-1,8 triệu tấn, gạo Basmati Ấn độ chiếm khoảng 300 ngàn tấn (FAO, 2013)

Theo Bộ Thương mại Thái Lan ở thời điểm tháng 10/2013 loại gạo có giá cao nhất là gạo thơm hạt dài, trong đó gạo basmati 2% tấm của Ấn Độ có giá 1.515-1.525 USD/tấn, gạo Thai Hommali 92% có giá 1.075-1.085 USD/tấn, còn gạo Jasmine của Việt Nam có giá từ 530-540 USD/tấn (Thailand Ministry of Commerce , 2013)

Theo VFA thì gạo thơm, hạt dài luôn có giá cao hơn gạo trắng hạt dài từ 2-3 lần và gạo thơm Jasmine của Việt Nam cũng chỉ có giá trị tương đương với mức giá cao nhất của chủng loại gạo trắng, hạt dài chất lượng cao của thế giới Các giống lúa thơm của Thái Lan, Ấn Độ và Pakistan là giống lúa Khao Dawk Mali 105 và Basmati

Theo đánh giá của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, dự báo trong giai đoạn

2007-2017, các nước sản xuất gạo ở Châu Á sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp gạo xuất khẩu chính của thế giới: bao gồm Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ Riêng xuất khẩu gạo của hai nước Thái Lan và Việt Nam sẽ chiếm khoảng nửa tổng lượng gạo xuất khẩu của thế giới (USDA, 2013)

Dự báo thị phần xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ trên thị trường thế giới sẽ giảm từ 12% năm 2007 xuống chỉ còn khoảng 10% vào năm 2017 Lý do, tăng nhu cầu trong nước và mở rộng sản xuất ở các vùng có diện tích hẹp, năng suất tăng chậm làm ảnh hưởng đến xuất khẩu gạo của Hoa Kỳ (FAO, 2012)

Trong các nước xuất khẩu gạo với khối lượng nhỏ hơn như Úc, Achentina, các nước Nam Mỹ khác (Uruguay, Guyana, Surinam) dự kiến sẽ tăng xuất khẩu

trong giai đoạn tới Úc dự kiến sẽ tăng xuất khẩu từ 150 nghìn tấn năm 2007/08 lên 220 nghìn tấn vào năm 2008/09 Xuất khẩu gạo Achentina dự kiến sẽ tăng 3-4% năm trong giai đoạn 2007/08 đến 2016/17, do sản lượng gạo tăng dự kiến vượt nhu cầu gạo nội địa Xuất khẩu gạo của các nước Nam Mỹ (chủ yếu từ Uruguay) dự báo tăng 2-3% mỗi năm, do tăng trưởng sản lượng thấp hơn mức tăng tiêu dùng (FAO, 2012)

Ai Cập và EU cũng xuất khẩu gạo, nhưng dự báo xuất khẩu gạo của Ai Cập dự báo sẽ giảm trong 10 năm tới, do tăng trưởng tiêu dùng gạo mạnh vượt mức tăng sản lượng Xuất khẩu gạo EU dự báo không tăng và ổn định trong suốt giai đoạn 2008/09 đến 2016/17 EU không cạnh tranh về giá trên thị trường gạo thế giới Hầu hết xuất khẩu gạo EU tới các thị trường Bắc Phi, Trung Đông, Trung Á và các nước châu Âu khác (FAO, 2007)

2.1.1.3 Giá của một số loại gạo tại các thị trường chính

Efferson (1995) dựa trên yêu cầu về chất lượng gạo của từng thị trường đã phân thị trường lúa gạo trên thế giới ra làm 6 loại như sau:

- Thị trường yêu cầu loại gạo hạt dài, chất lượng cao

- Thị trường yêu cầu loại gạo hạt dài, chất lượng trung bình khá

- Thị trường yêu cầu loại hạt ngắn và trung bình

- Thị trường ưa sử dụng gạo xát (gạo lật), nấu cơm bằng cách hấp, hơi sượng

- Thị trường ưa sử dụng gạo có mùi thơm

- Thị trường thích sử dụng gạo dẻo, gạo nếp

Gạo hạt dài chất lượng cao (dưới 4% tấm) được tiêu thụ chủ yếu tại thị trường châu Âu, Trung Đông Trong khi đó châu Á là thị trường tiêu thụ chính của loại gạo hạt dài, chất lượng trung bình khá (trên 4% tấm) Loại gạo có hạt ngắn là yêu cầu riêng biệt mang tính đặc thù cao của nhiều vùng, thị trường trên thế giới Người tiêu dùng vùng Trung Đông và châu Phi ưa thích sử dụng loại gạo phù hợp với hấp (cơm đồ), cơm hơi sượng

Theo Tolentino and Noveno (2001), giá gạo trên thị trường thế giới khác biệt rất lớn giữa các quốc gia và các vùng, giá gạo cao nhất được ghi nhận tại thị trường Nhật Bản, với khoảng 4 lần đắt hơn giá chung của thị trường thế giới Giá gạo phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, đó là:

- Chất lượng gạo đáp ứng theo yêu cầu của từng vùng

- Giá lao động, giá của các nguyên liệu đầu vào khác như: giống, phân

bón, thuốc trừ sâu bệnh, tưới tiêu

- Chính sách của Nhà nước trong việc hỗ trợ hay không cho việc sản xuất, chế biến, tiêu thụ gạo

2.1.1.4 Các thị trường nhập khẩu gạo chính trên thế giới

Các nghiên cứu thị trường những năm gần đây cho thấy hiện nay các thị trường nhập khẩu gạo chủ yếu trên thế giới phân theo vùng lãnh thổ như sau:

Châu Phi: Theo dự báo năm 2012 nhập khẩu gạo của châu Phi khoảng

10,5 triệu tấn, giảm 2% so với năm 2011 (Giraud, 2010) Do nguồn cung dồi dào khiến một số nước như Benin, Guinea, Sierra Leone và Tanzania cắt giảm lượng gạo nhập khẩu Tổ chức FAO (2012) cũng dự báo lượng gạo nhập khẩu của Ai Cập khoảng 100 nghìn tấn, giảm so với mức 350 nghìn tấn năm 2011 Trong khi đó, một số thị trường lớn khác trong khu vực như Senegal dự kiến sẽ tăng 4% lượng gạo nhập khẩu lên ở mức 780 nghìn tấn; Cote d’Ivoire và Nam Phi tăng lên ở

mức tương ứng là 900 nghìn và 950 nghìn tấn

Các nước Mỹ Latinh và Caribe: nhập khẩu gạo của các nước châu Mỹ

Latinh và vùng Caribe dự báo cũng tăng 6% lên 3,7 triệu tấn trong năm 2012 Dự báo sản lượng trong nước giảm khiến Brazil phải tăng lượng gạo nhập khẩu lên 800 nghìn tấn, cao hơn 200 nghìn tấn so với năm 2011 Thiếu hụt sản lượng tại Haiti, Mexico, Panama và Peru cũng buộc các quốc gia phải nhập khẩu gạo nhiều hơn Trong khi đó, sản lượng tại Colombia có những dấu hiệu phục hồi là yếu tố khiến lượng gạo nhập khẩu năm 2012 của nước này trở về mức bình thường (khoảng 20 nghìn tấn) Đất nước Cuba, với dự báo sản lượng sẽ giảm 5% nên lượng gạo nhập khẩu dự báo năm 2012 vào khoảng 570 nghìn tấn Phù hợp với mục tiêu tự cung tự cấp, giới quan chức Cuba thông báo nước này đang hướng tới việc thay thế 117 nghìn tấn gạo nhập khẩu bằng lượng gạo sản xuất trong nước (Bloomberg, 2013)

Châu Âu, dự báo lượng gạo nhập khẩu của 27 nước EU vào khoảng 1,3

triệu tấn, tăng 8% so với năm 2011 Kể từ tháng 1 năm 2012, châu Âu đã tăng cường các biện pháp nghiêm ngặt hơn đối với gạo và các sản phẩm làm từ gạo có nguồn gốc từ Trung Quốc, sau hàng loạt vụ phát hiện các loại gạo biến đổi gen (GMO) kể từ năm 2010 Theo quy định mới, tất cả các thương nhân phải gửi thông báo nếu nhập khẩu gạo từ Trung Quốc, thời gian đến và địa điểm nhập hàng, tiến hành kiểm tra các lô hàng trước và sau khi giao hàng xem có bất kỳ loại sinh vật biến đổi gen trái phép nào không Quy định này sẽ được tiến hành rà

soát lại sau 6 tháng có hiệu lực và được coi là quy định có giá trị cao nhất trong

số các quy định tương tự có hiệu lực từ năm 2008, thời điểm lô hàng đầu tiên của Trung Quốc bị phát hiện là thuộc loại gạo biến đổi gen Theo số liệu dự báo chính thức, năm 2012 là năm thứ hai liên tiếp lượng gạo nhập khẩu của châu Âu

từ Hoa Kỳ tăng 650.000 tấn, trong đó theo tổ chức FAO dự báo Liên bang Nga tiếp tục mua thêm 180.000 tấn trong năm nay (Bloomberg, 2013)

Châu Á, đây là khu vực sản xuất nhiều láu gạo nhất trên thế giới nhưng cũng

là nơi tiêu thụ nhiều lúa gạo nhất Nhu cầu của Trung Quốc thực tế vẫn tiếp tục tăng

đã góp phần quan trọng làm hạn chế đà giảm của giá gạo, theo USDA nhận định, nhập khẩu gạo của Trung Quốc sẽ tăng 6,3%, lên mức 3,4 triệu tấn trong niên vụ 2013/2014 Các nước khác cũng có nhu cầu cao về lúa gạo tại Châu An như Iran cũng tiếp tục có xu hướng ra tăng lượng nhập khẩu lúa gạo Mặc dù, nhu cầu lúa gạo tiếp tục tăng ở nhiều nước châu Á, nhưng giá xuất khẩu lại không tăng nhiều do nguồn cung có xu hướng tăng mạnh hơn cầu về lúa gạo (Bloomberg, 2013)

2.1.1.5 Định hướng nghiên cứu và phát triển lúa gạo đáp ứng nhu cầu của từng thị trường

Nghiên cứu chọn tạo và sản xuất lúa gạo chất lượng cao là một trong những ưu tiên hàng đầu của hầu hết các nước sản xuất lúa gạo trên thế giới, đặc biệt là khi kinh tế phát triển, nhu cầu gạo trên đầu người giảm dần về số lượng, người tiêu dùng có đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng Tại Nhật trong bốn thập

kỷ gần đây lượng gạo tiêu thụ trên đầu người đã giảm từ 120 kg xuống còn 60

kg, nhưng gạo chất lượng cao lại được tiêu thụ tăng lên một cách rõ rệt Để thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng, việc nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chất lượng cao được ưu tiên hàng đầu và hầu hết các giống lúa trong sản xuất đều là các giống có hạt gạo trong, ít bạc bụng, hàm lượng amylose thấp (từ 15-20%), cơm mềm, dẻo, ngon, đó là xu hướng chung đã và đang diễn ra tại các nước sử dụng lúa gạo là cây lương thực chính như Đài Loan, Hàn Quốc (Ito, 2004) Tại Trung Quốc, các giống lúa dạng Japonica cho cơm mềm, dẻo ngon đã và đang được phát triển mạnh (Chen, 2004) Htike and Myo (2008) cho biết Myanma cũng đang chuyển từ việc nghiên cứu và sản xuất các giống lúa năng suất cao, chất lượng thấp sang các giống lúa tuy cho năng suất thấp hơn, nhưng chất lượng cao, cần lượng đầu tư phân bón thấp hơn nhưng có thể mang lại lợi nhuận cao hơn gấp 5-7 lần các giống lúa khác Tại Hàn Quốc công tác chọn tạo các giống lúa chất lượng cao đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng đang được đặt lên là ưu tiên

hàng đầu trong công tác nghiên cứu và sản xuất lúa (Lý Hoàng Mai và cs., 2007) Trong chương trình nghiên cứu về lúa chính phủ Úc cũng đã dành tới 49% kinh phí cho nghiên cứu và chọn tạo giống lúa mới, đặc biệt là các giống lúa cho năng suất cao, ổn định trong điều kiện thay đổi thời tiết, khí hậu và có chất lượng cao thỏa mãn tiêu chí xuất khẩu, nhất là cho thị trường Nhật Bản (Blakeney, 2008) Nghiên cứu và sản xuất lúa chất lượng cao cũng đặc biệt được quan tâm tại Thái Lan Để tăng cường tính cạnh tranh trên thị trường lúa gạo thế giới, Thái Lan đã có những chương trình nghiên cứu lớn, hàng năm đầu tư hàng triệu đô la Mỹ cho việc phát

triển các giống lúa thơm, hạt dài và có chất lượng cao (Vanavichit et al., 2004)

Tại Thái Lan, theo Forssel (2009), chính phủ Thái Lan đã có nhiều chính

sách tác động đối với thị trường lúa gạo nước này để hỗ trợ cho hàng triệu nông dân Thái, trong đó nổi bật là chương trình trợ giá của chính phủ Thái cho người trồng lúa vào tháng 11/2011 nhằm đảm bảo người trồng lúa bán được gạo giá cao nhất Chương trình được xây dựng dựa trên mốt số công đoạn Đầu tiên nông dân

sẽ vận chuyển thóc tới các trung tâm thu mua lúa của chính phủ đặt tại các nhà máy xay xát , tại đây, lúa sẽ được xác định độ ẩm, chất lượng và cung cấp chứng nhận về số lượng và chất lượng lúa cho nông dân Nông dân sẽ được cầm các giấy chứng nhận đó để ra các ngân hàng quốc doanh nhận tiền dưới dạng nguồn vốn vay Vào cuối vụ, người nông dân có thể bán lúa của mình ra thị trường và trả lại khoản vay hoặc là bán lúa của mình cho chính phủ Thái để trả nợ Với mức giá được đưa ra từ trước vụ thu hoạch, năm 2012 rất nhiều nông dân đã chọn phương

án bán thóc cho chính phủ Thóc sau khi được các cơ sở xay xát thành gạo sẽ được vận chuyển để bảo quản tại các kho dự trữ lương thực quốc gia Thái Do giá lúa gạo năm 2012 trên thị trường rất thấp nên lượng thóc mà chính phủ Thái phải mua với giá cao để lưu kho rất lớn Điều này có ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng xuất

khẩu của gạo Thái Lan (Boonsirichai et al., 2013)

2.1.2 Các kết quả nghiên cứu tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo chất lượng tốt của Việt Nam

2.1.2.1 Đánh giá hiện trạng sản xuất và tiêu thụ lúa gạo của Việt Nam

Trong những năm gần đây, Việt Nam là nước luôn giữ vị trí nhì về xuất khẩu gạo trên thế giới và trong khu vực Tuy nhiên, chất lượng gạo xuất khẩu còn kém so với các nước như Thái Lan, Myanmar, Pakistan, Ấn Độ… nên giá trị xuất khẩu không cao

Năm 2012 diện tích sản xuất lúa của cả nước đạt khoảng 7,76 triệu ha, tăng 117.000 ha so với năm 2011 Tổng sản lượng ước đạt khoảng 43,96 triệu

tấn, tăng 1,64 triệu tấn so với năm 2011 Đặc biệt, xuất khẩu gạo đạt sản lượng cao nhất từ trước đến nay với hơn 7,7 triệu tấn gạo, tăng hơn 630.000 tấn so với năm 2011 Theo đánh giá của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2012): việc sản xuất lúa của các địa phương đã tập trung và có bước đột phá mạnh mẽ trong khâu tổ chức sản xuất, nhất là chú trọng việc xây dựng cánh đồng mẫu lớn Lợi nhụân bình quân chung của bà con nông dân vẫn đạt được 30%

Nền kinh tế Việt Nam đến năm 2007 đã chính thức hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu, nhưng người nông dân sản xuất gạo Việt Nam đã tham gia vào thị trường toàn cầu trước đó hai thập niên Từ năm 1989, Việt Nam đã trở thành một nhà cung cấp gạo quan trọng trên thị trường gạo thế giới, hiện nay đứng thứ hai thế giới (Phạm Văn Bính, 2007) Giai đoạn 1989-1995, Việt Nam xuất khẩu bình quân hàng năm trên 3 triệu tấn gạo sang 128 quốc gia, đạt mức đỉnh 5.2 triệu tấn vào năm 2005

và năm 2006- nay đã có một kỷ lục mới trên 7.0 triệu tấn gạo xuất khẩu Năm 1989, kinh ngạch xuất khẩu trên 300 triệu USD, sau 10 năm phá mốc 1 tỉ USD và đạt mức

kỷ lục 2.9 tỉ USD vào năm 2008, và đến 2012 đã đạt 3,8 tỉ (chưa tính gạo xuất tiểu ngạch khoảng gần 1 triệu tấn) Ngành hàng lúa gạo không chỉ tạo an ninh lương thực vững chắc để Việt Nam yên tâm đẩy mạnh công nghiệp hoá mà còn trực tiếp đóng góp vào tiến trình này thông qua tạo ra một lượng ngoại tệ thặng dư cho đất nước nhập khẩu máy móc, trang thiết bị hiện đại hoá cho nhiều ngành công nghiệp (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011)

Năm 2011, Việt Nam thắng lợi trong xuất khẩu gạo, đạt kỷ lục hơn 7 triệu tấn với kim ngạch xuất khẩu hơn 3,7 tỷ USD Số lượng xuất khẩu tăng, nhưng giá trị lại thấp hơn so với các đối thủ cạnh tranh Làm sao để nâng cao chất lượng

và giá trị gạo xuất khẩu? là câu hỏi và là thách thức trong những mùa vụ mới

Năm 2012 được nhiều chuyên gia dự báo, thị trường lúa gạo sẽ cạnh tranh khốc liệt về giá và chất lượng do có một số quốc gia tham gia xuất khẩu lúa gạo trở lại như Ấn Độ, Mi-an-ma, Pa-ki-xtan Tuy nhiên, Việt Nam có rất nhiều cơ hội xuất khẩu gạo chất lượng cao Các thị trường mới là Trung Quốc và ở châu Phi như:

Bờ Biển Ngà, Xê-nê-gan, Gha-na… đang mở rộng cửa cho gạo chất lượng cao của Việt Nam Điều quan trọng là Việt Nam cần chú trọng nâng cao chất lượng để có thể nâng cao giá trị gạo xuất khẩu Mới đây, Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA) đã đưa ra dự báo, năm 2012 nhu cầu sử dụng gạo chất lượng cao phục vụ cho xuất khẩu

sẽ tăng vọt Việt Nam có thể xuất khẩu được khoảng 600 nghìn tấn sang các thị trường Hồng Công (Trung Quốc) và một số thị trường khó tính khác

Đến tháng 8/2013, Hiệp hội Lương thực Việt Nam cho biết, đến thời điểm này cả nước đã xuất khẩu được khoảng 4,2 triệu tấn gạo, trị giá 1,9 tỉ USD, bình quân đạt 445 USD/tấn, giảm 7,7% so với cùng kỳ năm 2012 Xuất khẩu gạo tăng trưởng mạnh, đạt 1,135 triệu tấn với trị giá đạt xấp xỉ 472,4 triệu USD, tăng 27,8%

về khối lượng và tăng 24,1% về giá trị so với cùng kỳ năm ngoái (VFA, 2013)

Theo đánh giá của Hiệp hội lúa gạo (20140 thì năm 2013 và một số năm tới đây, Việt Nam vẫn giữ được vị trí thứ 2 thế giới về xuất khẩu gạo, thế nhưng cũng như hơn 20 năm qua Việt Nam xuất khẩu gạo xếp vào hạng nhất nhì thế giới với hàng trăm giống lúa nhưng vẫn chưa tạo dựng được một loại gạo chất lượng cao có thương hiệu tầm cỡ quốc gia Từ đầu năm đến nay, trong khi thị trường gạo trầm lắng, thì ngược lại, chỉ với hai loại gạo chất lượng cao mang thương hiệu đặc trưng của mình, Thái Lan, Ấn Độ vẫn xuất khẩu khá mạnh với giá lên đến 700 – 1.000 USD/tấn, cao hơn gấp đôi so với loại gạo trắng hạt dài vốn chiếm 80 – 90% sản lượng của Việt Nam

Hiện nay cơ hội cho xuất khẩu gạo của Việt Nam vào thị trường Trung Quốc, Hongkong là rất lớn: xuất khẩu gạo, đặc biệt là gạo thơm của Việt Nam vào thị trường Hồng Kông trong 2 năm 2011-2012 đã có một cuộc bứt phá ngoạn mục Số liệu của Hiệp hội nhập khẩu gạo Hồng Kông cho biêt: từ chỗ chỉ chiếm khoảng 1% lượng nhập khẩu vào Hồng Kông trong năm 2008, đến hết năm 2011, Việt Nam đã chiếm một thị phần tương đương 30%, khoảng 100.000 tấn gạo Nhập khẩu gạo Việt Nam vào thị trường này chủ yếu dành cho tiêu thụ nội địa Người tiêu dùng Hồng Kông ưa chuộng gạo thơm, và gạo thơm Thái đã chiếm lĩnh thị trường trong suốt một thời gian dài Tuy nhiên tình hình đã thay đổi trong

3 năm trở lại So với gạo Thái thì chất lượng của gạo Việt Nam còn thấp hơn gạo thơm Thái nhưng vấn đề quan trọng là giá cả thì giá gạo Việt Nam đang ngày càng trở nên hấp dẫn so với gạo Thái Ưu thế này đang ngày càng trở nên đáng

kể trong bối cảnh chính phủ Thái tuyên bố duy trì chính sách trợ giá lúa, khiến giá gạo không có khả năng giảm giá (VFA, 2013)

Với thị trường Trung Quốc trong 3 năm gần đây gạo Việt Nam đã chiếm thị phần đáng kể và phát triển ổn định: thị trường xuất khẩu gạo thời gian qua có nhiều thay đổi, trong đó thị trường Trung Quốc tăng gấp 5,2 lần về lượng và 4,4 lần về giá trị so với cùng kỳ năm trước và trở thành thị trường nhập khẩu gạo lớn nhất của Việt Nam (VFA, 2013)

2.1.2.2 Định hướng mục tiêu cho ngành hàng lúa gạo chất lượng tốt

Cho dù Việt Nam có nhiều cơ hội để nâng sức cạnh tranh trên thị trường thế giới nhưng dự báo trong vòng năm năm nữa lượng gạo xuất khẩu của VN chỉ đạt trong khoảng 6,5-7 triệu tấn/năm Trong đó, khoảng 70% lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam là gạo 25% tấm (loại phẩm cấp thấp) trong khi gạo 5% tấm của VN cũng chưa sánh được với gạo Thái Lan, trong khi gạo cấp thấp thì đang mất dần thị trường do gạo Ấn Độ và Myanmar cạnh tranh Trong dài hạn, gạo

VN khó có thể vượt qua Thái Lan dù dự báo xuất khẩu gạo của Thái Lan giảm hoặc xuống dưới mức 7 triệu tấn/năm Thị trường gạo thế giới còn chịu tác động của những yếu tố khác như: lượng tồn kho của thế giới, thiên tai mất mùa làm mất cân đối cục bộ; biến động tiền tệ và lạm phát giá lương thực; tác động của chính sách lương thực ở các nước xuất và nhập khẩu lớn, nhất là chính sách nâng giá lúa và tự túc lương thực (VFA, 2013)

Thị trường gạo chất lượng nội địa có nhu cầu 8 chữ: gạo đẹp, cơm mềm,

vị đậm, mùi thơm Thị trường gạo xuất khẩu cần có thương hiệu và đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng tốt, đồng nhất Những năm gần đây chúng ta đã có cố gắng chọn tạo bộ giống lúa đa dạng theo hướng chất lượng tốt, ngắn ngày, kháng sâu bệnh và thích ứng rộng

Gạo chất lượng trên thị trường được xem xét theo 5 tiêu chuẩn là chất lượng nấu nướng (cooking quality) như cơm mềm, dễ nấu; chất lượng xay xát (milling quality) như tỉ lệ gạo nguyên, tỉ lệ gạo/lúa; chất lượng dinh dưỡng (eating quality) như mùi thơm, cơm đậm; chất lượng thương mại (trading quality) như gạo đẹp, không bạc bụng, hạt dài và chất lượng sản xuất theo công nghệ an toàn, như VietGAP, 3G3T, ICM (Juliano, 2004)

Theo Bộ Nông nghiệp và PTNT (2014), nước ta hiện chỉ đáp ứng được 30% nhu cầu giống lúa chất lượng tốt, điều đó cho thấy công tác chọn - tạo giống lúa vẫn là thách thức đối với các nhà khoa học, kinh doanh và người nông dân nước ta

Thách thức lớn Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo đứng thứ hai trên thế giới với khoảng 4-5 triệu tấn/năm và có mức tăng kỷ lục vào năm 2009 (6 triệu tấn) Tuy nhiên, tại hệ thống chợ đầu mối, siêu thị ở Việt Nam, sản phẩm của quốc gia xuất khẩu gạo số 1 thế giới là Thái Lan, vẫn xuất hiện với số lượng lớn Mặt khác, giá xuất khẩu gạo của Việt Nam thường thấp hơn so với gạo Thái Lan Lý giải tình

trạng này ta thấy có nhiều nguyên nhân để gạo Việt Nam có giá bán thấp hơn so với gạo Thái Lan, trong đó có nguyên nhân từ việc chọn giống chưa tốt Thống kê nhập khẩu gạo chính ngạch cho thấy, năm 2011 tổng lượng gạo nhập khẩu vào Việt Nam

là 5.800 tấn, năm 2012 là 27.600 tấn, 6 tháng đầu năm 2013 mới nhập gần 13.000 tấn Nếu so với mức tiêu thụ gạo trong nước khoảng 19- 20 triệu tấn/năm, thì lượng gạo nhập khẩu không đáng kể Từ những con số này cũng có thể nhận ra lượng gạo lớn được gắn mác ngoại trên thị trường là sự nhập nhèm biến hóa gạo nội thành gạo ngoại để lừa người tiêu dùng Điều này cũng phản ánh tâm lý tiêu dùng hướng ngoại của một bộ phận người tiêu dùng, nhưng xét cho cùng thì nguyên nhân sâu xa là do chất lượng gạo của Việt Nam chưa cao (VFA, 2014)

Góp ý kiến cho định hướng phát triển lúa gạo chất lượng tốt của Việt Nam, Viện IPSARD (2013) đề xuất: Cần nâng cao khả năng cạnh tranh của cây lúa thông qua việc nâng cao năng suất, năng lực cạnh tranh bằng đầu tư nghiên cứu, hỗ trợ khuyến nông, giống mới đặc biệt những giống chất lượng tốt, gạo thơm, giống chống chịu biến đổi khí hậu Dần dần từng bước hỗ trợ các DN xuất khẩu lớn xây dựng thương hiệu gạo của Việt Nam

2.2 ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ TÍNH TRẠNG LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT LƯỢNG

2.2.1 Di truyền và các yếu tố ảnh hưởng đến tính thơm

2.2.1.1 di tru ền tính thơm của l a

Prathepha (2008) nghiên cứu trên lúa hoang (O rufipogon) đã phát hiện 16

cá thể thu thập ở Lào và một cá thể thu ở Campuchia có sự hiện diện của đột biến mất đoạn 8 bp Quan sát này ủng hộ cho giả thuyết alen thơm đã hiện diện trong lúa hoang và tính trạng này được nông dân chọn lọc trong suốt lịch sử canh tác

Di truyền của tính trạng thơm khá phức tạp, Dhulappanavar (1976) cho rằng tính thơm do 4 gen bổ sung kiểm soát, trong đó một liên kết với màu sắc vỏ

trấu và một liên kết với màu sắc đỏ của mỏ hạt Singh et al.(2010) xác định tính

thơm do ba gen trội bổ sung Trong trường hợp đột biến, Nguyễn Minh Công và

cs (2007) xác định tính thơm cúa lúa Tám Xuân Đài được kiểm soát bởi ít nhất 2 gen lặn tác động cộng tính Tám Thơm Hải Hậu đột biến mất thơm hoặc thơm nhẹ là do đột biến trội phát sinh từ các locus khác nhau

Nghiên cứu của các tác giả như: Sood and Siddiq (1978), Ding et al (2009), Lorieux et al (1996), Kato and Itani (1996), Wanchana et al (2005), Bradbury et al

(2005), Jinhua et al (2006), Sarhadi et al (2007) và Sun et al (2008) đều cho rằng

mùi thơm được kiểm soát bởi một gen lặn

Pinson et al (1994) giải thích rằng có nhiều lý do dẫn đến sự khác nhau

trong nhận xét trên Một trong những lý do đó là các tác giả trên đã sử dụng những giống khác nhau ng gieo trồng 6 giống lúa: Jasmine 85, A-301, Della-X2 và PI 457917, Dragon Eyeball 100 và Amber để phân tích gen thơm và nhận xét các giống Jasmine 85, A-301, Della-X2, PI 457917 chứa một gen lặn, mỗi giống chứa một gen kiểm soát tính thơm và chúng là những cặp alen với nhau; Dragon Eyeball 100 và Amber chứa hai gen lặn và một trong chúng là dạng alen với Jasmine 85, A-301, Della-X2 và PI 457917 Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Lâm Quang Dụ và cs (2004) cho rằng mùi thơm của giống DT122 và DT21 do một gen lặn kiểm soát, trong khi mùi thơm của giống CM6

và Dragon Eyeball do 2 gen lặn kiểm soát

Reddy et al (1987) cũng cho biết mùi thơm được kiểm soát bởi một gen

lặn Hơn nữa, họ còn phát hiện thấy sự vắng mặt của một esterasse isozyme đặc biệt Rf 0.9 có liên quan đến tính trạng mùi thơm của lúa Những giống bố mẹ thơm đều không có enzyme này nhưng lại có mặt trong những dòng F2 không thơm, chứng tỏ có một đột biến esterasse isozyme gây ra sự tích lũy một số ester làm tiền đề tổng hợp chất thơm

Nghiên cứu về gen thơm, Fitzgerald et al (2008) phân tích 464 mẫu lúa

thơm nhận thấy một số giống có nguồn gốc ở Nam và Đông Nam Á không có đột biến mất đoạn 8 bp vẫn có 2-AP nên kết luận không chỉ duy nhất đột biến mất đoạn

8 bp gây ra tích lũy AP mà còn có ít nhất một đột biến khác gây ra sự tích lũy

2-AP Một đột biến mất đoạn 7 bp trên exon 2 của NST số 8 cũng được Shi (2008) phát hiện trên quần thể lúa thơm của Trung Quốc được ký hiệu là alen badh 2.2 Vai trò của BADH1 trên NST số 4 được Niu (2007) nghiên cứu cho thấy BADH1 chỉ hoạt động mạnh trong điều kiện mặn Trong khi đó, badh 2.1 không đóng vai trò tích

cực đối với phản ứng tính chịu mặn của lúa (Fitzgerald et al., 2008) Dựa vào chức năng sinh hóa, đột biến mất chức năng của gen badh1, Bradbury et al (2008) cho

rằng gen badh1 cũng có thể kiểm soát mùi thơm tương tự như badh 2.1 trong điều kiện mặn và thiếu nước Tuy nhiên, Singh (2010) cho biết đột biến mất chức năng của badh 2.1 là yếu tố cơ bản để hình thành đầy đủ chất thơm ở lúa thơm, hoạt động của badh1 là cung cấp tiền đề để hình thành 2-AP (Bảng 2.1)

Bảng 2.1 Mười alen được phát hiện kiểm soát mùi thơm của các giống lúa

Thơm Chợ Đào

Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam

Mất đoạn 8 bp

Shao et al (2011) cũng đã có những nghiên cứu về alen thơm trên giống Zaimiaoxiangnuo và cho thấy gen thơm thuộc alen bahd2-E7 (gen Badh2 mất

8bp trong đoạn exon7) Giải trình tự và phân tích BLAST alen này cho thấy giống Zaimiaoxiangnuo là một thể đột biến mới, nghĩa là bị mất 803 bp giữa đoạn exon 4 và 5 Cùng với hai chỉ thị đã được công bố trước đây, chỉ thị FMbadh2-E4-5 được phát triển để phát hiện vị trí mất đoạn mới trong gen thơm

và đánh giá di truyền của gen thơm trong 22 giống lúa thơm và 4 giống lúa không thơm Sự mất đoạn này không có mặt trong tất cả các giống lúa không thơm nhưng có 4 giống lúa thơm đã cho kết quả dương tính với chỉ thị FMbadh2-E4-5 Phát hiện ra chỉ thị này cũng được xem là rất hữu hiệu trong việc chọn tạo các giống lúa thơm

2.2.1.2 Thành phần mùi thơm ở lúa

Trong hương thơm của gạo có hơn 100 chất đã được phát hiện Ở Jasmine

85 có ít axit ferulic hơn Goolarah, Jasmine 85 và Goolarah lại có nhiều indole, Goolarah và YRF9 chứa nhiều 2-acetyl-1-pyrroline hơn lúa Pelde, trong lúc Basmati chứa nhiều nhất 2-phenylethanol và thấp nhất là hexanal trong tất cả các giống quan sát, giống YRF9 và Goolarah có mùi thơm dứa trong lúc Basmati có mùi bắp nổ

(Widjaja et al., 1996)

Hương thơm của lúa thường có mùi thơm nhẹ hoặc thơm ngát của các loại lúa Basmati hoặc Jasmine Phân tích hóa học trên một phổ rộng các giống lúa

thơm và không thơm cho thấy có rất nhiều các thành phần khác nhau và có sự thay đổi của các thành phần này trong quá trình bảo quản Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh mùi vị của gạo có liên quan tới thời gian bảo quản, trong lúa mới được xác định có các hợp chất tạo thành mùi thơm 1- butanal, 1- hexanal, 1- heptanal, methyl ethyl ketone, 1 pentalnal và propanal, sau một thời gian bảo quản chỉ thấy còn butanal và 1- heptanal Hàm lượng của hexanal trong gạo cân bằng tuyến tính với nồng độ của axit linoleic đã oxi hóa trong gạo (Shin

et al., 1986), khi được bảo quản ở nhiệt độ 35oC trong hai tuần, một vài loại gạo

đã giảm hàm lượng pentanal, hexanal và petanol đáng kể so với các loại gạo khác

(Suzuki et al., 1999)

Tại hội nghị lúa quốc tế lần thứ 3 tại Hà Nội, Calingacion et al (2010) báo

cáo có 519 chất bay hơi ở gạo Jasmine mới và basmati dự trữ, trong đó có 66 chất đóng vai trò chính trong mùi thơm của Jasmine Nghiên cứu về mùi thơm

trên các giống lúa địa phương, Mathure et al (2010) cho biết các chất 2-AP,

penta decanal, guaiacol, benzyl alcohol, indole và vanilin đóng vai trò chính tạo nên mùi thơm của nhóm gạo Basmati, Ambemohar, Kolam, Indrayani ở Ấn Độ Theo Yang (2008), guaiacol, indole, p-xylene, axit myristic, nonanal, caproic axit, penta decanal và pelargonic ảnh hưởng lớn đến sự khác biệt mùi thơm giữa gạo lứt đen và gạo trắng Riêng axit myristic, nonanal, (E)-β-ocimene và 6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone là chất chủ yếu ở gạo lứt đỏ (Sukhontha, 2009)

Trong thành phần hỗn hợp, chất 2-AP đóng vai trò chính trong mùi thơm của lúa Chất này hiện diện ở lá, chồi, vỏ trấu, vỏ cám và gạo trắng nhưng không

có trong rễ lúa (Yoshihashi, 2002) Nồng độ của chất 2-AP có từ 0,006 ppm tới 0,09 ppm ở gạo trắng và nồng độ từ 0,1 ppm đến 0,2 ppm ở gạo lứt (Louis, 2009)

Các giống lúa thơm đều có 2-AP nhưng độ thơm của các giống khác nhau

do nồng độ 2-AP trong gạo Trong cùng một giống, mùi thơm có tương quan thuận với thời gian sinh trưởng và tương quan nghịch với số hạt chắc/bông (Mathure, 2010) Cho đến nay, nhiều tác giả đánh giá lúa thơm dựa trên nồng độ 2-AP bằng nhiều phương pháp khác nhau, tuy nhiên chưa có kết quả báo cáo nào xác định được khoảng nồng độ 2-AP tương ứng với cấp thơm Vì vậy, trong nghiên cứu người ta vẫn phải mô tả định tính về mùi thơm là: thơm đậm, thơm, thơm nhẹ và không thơm

Hình 2.1 Vị trí gen thơm trên NST số 8

Ghi chú: A) Khoảng cách giữa gen thơm và các chỉ thị trên NST số 8, B) Vùng NST số 8 trên BAC đƣợc kẹp giữa 2 chỉ thị RM515 và SSR-J07, C) AP004463 BAC clone mô tả những gen nằm trong vùng này (công bố bởi KOME) bao gồm gen thơm fgr (J023088C02) và các chỉ thị SSR-J02 và RSP04

Nguồn: Louis (2009)

Bản đồ di truyền của chỉ thị phân tử và gen thơm đƣợc mô tả ở hình 2.1 cho thấy gen thơm fgr nằm giữa hai chỉ thị RM515 và SSR-J07 Khoảng cách giữa RM515 và SSRJ07 là 386591bp Số liệu cho thấy gen thơm fgr nằm gần chỉ thị RM515 hơn SSRJ07 Kiểm tra cẩn thận dữ liệu trên bản đồ bằng NST nhân tạo của vi khuẩn BAC (clone AP004463, hình 1.2) phần lớn chứa đựng gen thơm Giải trình tự 17 gen trên BAC này phát hiện trình tự khác biệt chỉ ở một gen có đa hình còn các gen khác có mức đa hình rất thấp Phân tích này cho thấy có 6 đa hình trong đó 3 ở exons, 1 đa hình lớn với vị trí trên exon đƣợc công bố trên Oryza Molecular Biological Encyclopaedia (KOME) web site as cDNA clone J023088C02 mã hóa betaine aldehyde dehydrogenase Đa hình lớn này chứa đựng 6 SNPs và mất 8 nucleotit với 25bp gây ra việc dừng mã hóa (hình 2.2) Nhƣ vậy, việc đột biến mất đoạn là lý do chính làm mất chức năng tổng hợp Protein do enzyme BAD tác động Điều này phù hợp với giải thích là tính thơm do gen lặn điều khiển nhƣng do gen tổng hợp BAD bị đột biến mất

chức năng Phân tích trình tự của vùng này của 14 giống thơm và 64 giống không thơm đã tìm thấy trên 14 giống thơm có sự đa hình tương tự như giống lúa thơm Kyeema trong khi đó 64 giống lúa không thơm có trình tự giống như giống lúa không thơm Nipponbare đã được công bố

Hình 2.2 Cấu trúc của gen thơm fgr

Ghi chú: J023088C02 mô tả codon khởi điểm (ATG), 15 exon, 14 intron và vị trí kết thúc (ATT) Trình

tự nucleotide của exon 7 cho thấy có cả ở giống thơm và không thơm Đối với giống thơm cho thấy mất một đoạn rộng và có 3SNP (TAA) kết thúc mã hóa (màu đỏ) Protein bị loại bỏ được mã hóa trong giống lúa thơm được mã hóa bởi exon 8, 9 và 10

Nguồn: Louis (2009)

Trình tự amino acid được dự đoán đối với việc mã hóa bởi gen fgr được

mô tả ở hình 2.3 Trình tự một peptide (VTELGGKSP) và dư lượng cysteine (dự lượng của 28 amino acid bao gồm cả betaine aldehyde ehydrogenase 1 BAD1 và BAD2) được tìm thấy đối với những gen từ giống lúa không thơm có aldehyde dehydrogenases cao Những phân tử được lưu giữ bị mất ở những protein có cấu trúc ngắn hơn mã hóa bởi gen có trong giống lúa thơm BADs cũng chứa đựng những peptide bị lưu giữ EGCRLGSVVS được tìm thấy ở giống lúa không thơm BAD được cho là chất nền đặc biệt đối với hình thành amino acid và những hợp

chất liên quan (Trossat et al., 2009; Livingstone et al., 2003), nhiều những hợp

chất này có cấu trúc tương tự như 2-acetyl-1-pyrroline Các chất nền của BAD bao gồm: 3-aminopropionaldehyde, 4-aminobutyraldehyde, 4-guanidinobutyraldehyde

và khác biệt hơn một chút như delta-1-pyrroline, delta-1-pyrroline tồn tại ở trạng thái cân bằng với 4-aminobutyraldehyde BAD1 ở trong lúa mã hóa bởi gen nằm trên NST số 4 Ở lúa mạch cho thấy có 2 enzym BAD Barley has been shown to

contain two BAD isozymes, có thể là chất nền đặc trưng (Nakamura et al., 2001)

Gen fgr đối nhau với gen mã hóa BAD2 ở lúa mạch So sánh trình tự amino acid

của hai enzyme BAD có từ lúa mạch phát hiện rằng isozymes BAD2 mất C trong trình tự SKL chuyển thành isozyme BAD1 và được hiểu như một phần của kiểu 1 tính hiệu muc tiêu (1 peroxisomal targeting signals- PTS1) Ngược lại, cả BAD1

và BAD2 trong lúa gạo chứa C ở trình tự cuối SKL, thúc đẩy cho cả những Protein được hình thành peroxisome Việc xác định này cho rằng mặc dù ở cả lúa gạo và lúa mạch BAD2 protein có tác dụng tương tự trong môi trường in vitro, chúng có những chức năng khác trong in vivo như chúng xuất hiện ở những bộ phận dưới mức tế bào Như vậy có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc hình thành PTS1 bao gồm cả Protein, những ảnh hưởng này của BAD1 và BAD2 protein có cả ở lúa gạo và lúa mạch Sản phẩm của cả hai tiểu đơn vị khác nhau cũng giống như sự ngăn cản dưới mức tế bào cho phép hình thành những heterodimers Sự có mặt của heterodimers có thể là những chất nền đặc trưng cho BAD ở lúa gạo

Hình 2.3 Trình tự amino acid BAD1 protein được mã hóa trên NST số 4

Ghi chú: BAD2 protein trên giống lúa không thơm được mã hóa trên NST số 8 và trình tự amino acid được dự đoán đã bị cắt bớt của BAD2 protein từ giống lúa thơm

Nguồn: Louis (2009)

2.2.1.3 Ảnh hưởng của môi trường đến tính thơm

Mùi thơm phụ thuộc theo mùa vụ gieo trồng, loại đất, địa điểm và độ phì của đất Lúa thơm trồng các vùng sinh thái khác nhau sẽ có độ thơm khác nhau

Sự hình thành và duy trì mùi thơm được gia tăng nếu trong giai đoạn hạt vào chắc nhiệt độ xuống thấp và phụ thuộc vào biên độ nhiệt Hàm lượng 2-AP còn

bị ảnh hưởng bởi khô hạn Khô hạn trong giai đoạn chín sữa làm tăng hàm lượng 2-AP nhưng khô hạn ở giai đoạn chín vàng thì không tăng và hàm lượng 2-AP tăng cao nhất trong khoảng 4-5 tuần sau trổ, sau đó giảm dần (Yoshihashi, 2002)

Goufo et al (2010) cho biết cần thu hoạch sớm để có mùi thơm đậm nhưng có

thể năng suất giảm do hạt chưa chín đều và tác giả cũng cho biết cấy mật độ dầy hơn bình thưởng sẽ làm giảm mùi thơm

Bahmaniar et al (2007), phân và bón phân cho lúa là cần thiết để tăng năng

suất và sản lượng, bón phân đạm cho lúa thơm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và hương vị của cơm nấu

Shao et al (2010) đã phát hiện một QTL qGL7-2 nằm giữa chỉ thị phân tử RM351 và RM234 trên NST số 7 Fan et al (2009) xác định QTL GS3 nằm ở tâm

động của NST số 3 là QTL đóng vai trò chính Sự đột biến thay thế một nucleotít C thành A ở exon số hai của GS3 (A alen) đã điều khiển tăng chiều dài hạt và A alen

chỉ thể hiện ở Oryza sativa, Oryza nivara và Oryza rufipogon (Takano-Kai et al., 2010) Qin et al (2008) cũng xác định 3 QTL (qGL 1, qGL 3 và qGL 10) kiểm soát

chiều dài hạt tuần tự nằm trên NST số 1, 3 và 10 Lou (2009) cũng nghiên cứu qGL

3 nằm trong khoảng RM3204 và RM16 trong các dòng lúa ở thế hệ F8 của tổ hợp lai Chuan7/Nanyangzhan và cho biết qGL 3 cùng locus với GS3 và cho rằng nên dựa

vào QTL này để chọn giống lúa chất lượng Ramkumar et al (2010) thiết kế hệ

thống chỉ thị phân tử có tên là DRR-GL sử dụng phương pháp PCR với hai cặp mồi gồm cặp mồi ngoài (EFP and ERP) và cặp mồi trong (IRSP và IFLP) phục vụ cho chọn giống nhờ chỉ thị phân tử

Jennings et al (1979) cho rằng chiều dài và hình dạng hạt di truyền số

lượng Hạt F1 có kích thước trung bình giữa bố mẹ, F2 phân ly vượt trội cho cả hạt dài lẫn hạt tròn, chiều dài hạt và hình dạng hạt được ổn định rất sớm trong các thế

hệ phân ly Nếu kiểu hạt mong muốn không xuất hiện ở thế hệ F2 thì khó có thể tìm ra dạng hạt tốt hơn ở F3 Ngược lại nếu kiểu hạt ưa thích đã xuất hiện ở F2 thì ít khi phân ly ở thế hệ kế tiếp Điều này cho thấy rằng phải chọn ngay ở thế hệ F2 của các cặp lai đơn hoặc trên quần thể F1 của các cặp lai lại, lai ba, lai kép Surek và Beser (2005) cũng cho rằng chọn kích thước hạt gạo ở thế hệ phân ly sớm sẽ thu được kết quả mong muốn (Ramkumar, 2010)

2.2.3 Di truyền hàm lượng amylose

Singh et al (2000) đã thống kê cho thấy hàm lượng amylose được kiểm

soát bởi một gen và một gen phụ bổ sung, hai gen bổ sung hoặc ảnh hưởng số lượng alen (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Kiểu gen kiểm soát di truyền hàm lượng amylose

(1973), Somrith (1974), Chang and Li (1981), Chauhan and Nanda (1983), Huang and Li (1990)

and Rutger (1983)

Hai gen trội với hàm lượng

amylose cao có tính trội hơn

amylose thấp

Heda and Reddy (1986)

Okuno et al (1983), Okuno and Yano (1984), Shen et

al (1990), Lin (1989), Zhang and Peng (1996)

Huang and Lin (1990) xác định hàm lượng amylose được kiểm soát bởi một gen chính và một số gen phụ Hàm lượng amylose cao và trung bình trội

hoàn toàn so với hàm lượng amylose thấp Shen et al(1990) cho rằng hàm lượng

amylose do một gen kiểm soát, gen kiểm soát hàm lượng amylose cao trội hoàn

toàn với gen kiểm soát hàm lượng amylose thấp khi lai giữa nhóm Indica có hàm

lượng amylose cao và lúa nếp Tuy nhiên, trong tổ hợp lai giữa lúa Indica có hàm

lượng amylose thấp và lúa nếp thì tính di truyền amylose được kiểm soát bởi đa gen Độ dẻo được kiểm soát bởi một gen lặn wx (Lin, 1989), nên nội nhũ của gạo nếp chỉ chứa amylopectin với kiểu gen 3n=wxwxwx, ngược lại ở gạo tẻ bao gồm

cả amylose và amylopectin được kiểm soát bởi gen trội Wx Hoạt động tính trội của alen Wx không bị ảnh hưởng do thay đổi hàm lượng amylose của cây bố, nhưng số lượng alen trội Wx ảnh hưởng đến hàm lượng amylose trong nội nhũ (Heu and Park, 1976) Alen Wxa quy định hàm lượng amylose cao, trội không hoàn toàn so với alen Wxb quy định hàm lượng amylose thấp Wxa hiện diện ở hầu

hết lúa Indica và Wxb ở lúa Japonica (Zhao et al., 2010) Ngoài ra, người ta còn

thấy các alen khác như: Wxin do sự thay thế serine từ tyrosine ở exon 6 phân biệt được giống có hàm lượng amylose cao và trung bình; alen Wxop do sự thay thế

aspartate sang glycin ở exon 4 gây ra nội nhũ mờ đục (Fitzgerald et al., 2008)

Chọn cá thể có hàm lượng amylose mong muốn, cần tiến hành ở thế hệ phân ly đầu (F2) sẽ cho hiệu quả tốt hơn Chọn lọc con lai đang phân ly ở thế hệ muộn có hàm lượng amylose trung bình sẽ không có hiệu quả, bởi vì ảnh hưởng tích luỹ về lượng của amylose sẽ xảy ra ở các thế hệ sau đó Môi trường gây nên

sự biến động đến hàm lượng amylose Hàm lượng amylose có thể biến đổi khoảng 6% ở cùng một số giống khi chuyển vùng trồng từ nơi này đến nơi khác hay từ vụ này sang vụ khác Hàm lượng amylose trong tinh bột nội nhũ bị ảnh hưởng bởi

nhiệt độ môi trường (Zhao et al., 2010)

Cấu trúc của hạt gạo liên quan đến hàm lượng amylose và amylopectin trong nội nhũ hạt gạo, ảnh hưởng đến nhiệt độ gelatin hóa (GT) của hạt gạo từ đó dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng của gạo Mối liên quan giữa nhiệt độ gelatin hóa của tinh bột gạo và các enzym sinh tổng hợp tinh bột đã được thiết lập khi phát hiện được gen chủ đạo điều khiển nhiệt độ gelatin hóa thông qua cấu trúc

của amylopectin (Umemot et al., 2002) Phân tích các dòng đẳng gen (NIL),

vùng cận gen mã hóa SSIIa của giống có GT cao (Kasalash, 2007) được lai nhập gen với giống Nipponbare có GT và phân tích Western về sự có mặt của SSIIa trong cả hai giống lúa đã hỗ trợ cho giả thuyết SSIIa là enzym ảnh hưởng đến sự

biến đổi tự nhiên của GT thấp (Umemoto et al., 2002) Phân tích trình tự DNA

của gen mã hóa SSIIa cho thấy một số đa hình đơn nucleotit (SNP) trong gen

này, hai trong số đó liên quan đến phân lớp GT (Waters et al., 2006) Các giống

lúa thuộc lớp có GT cao có G/GC kiểu đơn trong khi các giống lúa thuộc lớp GT thấp chỉ có A/GC hoặc G/TT ở các vị trí chủ chốt của SNP

Tính trạng dẻo của gạo được quyết định bởi hàm lượng amylose có trong nội nhũ hạt, amylose chiếm khoảng 16-30% trong tinh bột gạo và nó là yếu tố quyết định của tính dẻo, dính và trắng bóng của hạt gạo (Juliano, 2003) Gạo có hàm lượng amylose cao thường cứng và khô cơm, khi nấu hạt gạo rời nhau Gạo

có hàm lượng amylose thấp thường dẻo, dính và bóng cơm Sự tổng hợp của amylose là do sự thủy phân của enzym granule-bound starch synthaza (GBSS),

enzym này được mã hóa bởi gen Wx Các giống lúa phi sáp (không dẻo) có chứa

2 alen ở locus waxy được gọi là Wx a và Wx b Alen Wx a chủ yếu có mặt trong các

giống lúa Indica trong khi đó alen Wx b là trội trong giống lúa Japonica Qua

nghiên cứu của mình, Wang và cộng sự đã chỉ ra rằng sự khác biệt về cơ sở phân

tử của thành phần amyloza trong nội nhũ của hạt là do sự điều khiển sau phiên

mã của alen Wx Ở những giống lúa có trình tự AGGTATA ở đầu nối 5’ của đoạn intron đầu tiên thuộc gen Wx cho thấy sự phiên mã ở mức cao, do đó dẫn đến hàm lượng cao của amylose trong nội nhũ hạt Trong khi đó, các giống lúa

có trình tự AGTTATA ở đầu nối 5’ cho mức độ phiên mã của gen Wx thấp, dẫn

đến hàm lượng amylose trong nội nhũ thấp Ở một nghiên cứu khác, Hirano và cộng sự đã chỉ ra rằng trình tự AGGTATA ở đầu nối 5’ trùng với sự có mặt của

alen Wx a , trong khi đó trình tự AGTTATA trùng với sự có mặt của alen Wx b Tuy nhiên, chỉ với hai alen này không đủ để giải thích được sự khác nhau về hàm lượng amylose của tất cả các giống lúa (Hirano, 1996)

Theo Nguyễn Thành Tâm và cs (2012), cho rằng có sự khác nhau về tỷ lệ bạc bụng giữa các vị trí hạt trên cùng một bông hoặc giữa các bông trên cùng một bụi hoặc giữa các bụi khác nhau Tỷ lệ bạc bụng cao nhất ở phần cổ bông, kế đến là phần giữa bông và thấp nhất ở phần chót bông Tỷ lệ bạc bụng không ảnh hưởng đến độ trở hồ của hạt gạo trong cùng một giống Tỷ lệ bạc bụng không ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng amylose của giống Hàm lượng amylose cao nhất ở phần chót bông và sau đó chúng giảm dần đến phần cổ bông

2.2.4 Di truyền tính trạng hàm lượng protein

Hàm lượng protein là một chỉ tiêu quan trọng đối với chất lượng dinh dưỡng của hạt gạo Protein có trong gạo được đánh giá cao hơn so với các loại ngũ cốc khác vì lượng lysine chiếm trung bình khoảng 4% protein Hàm lượng protein của lúa thường trung bình khoảng 7% ở gạo xát trắng và 8% ở gạo lứt (Vũ Tuyên Hoàng và cs, 2006) Phẩm chất protein của gạo tuỳ thuộc vào lượng protein trong hạt Khi lượng protein tăng, do di truyền hay do canh tác, thì

lượng protein mất trong lúc xay xát cũng giảm, chứng tỏ phần lớn protein tăng thêm không phải ở trong cám Như vậy, về mặt dinh dưỡng gạo có protein cao

tốt hơn gạo có lượng protein bình thường (Jennings et al., 1979) Các nhà chọn

giống đã cố gắng nâng cao hàm lượng protein trong hạt nhưng ít thành công Nghiên cứu của Chang and Somrith (1979) cho biết di truyền tính trạng protein

do đa gen điều khiển có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng tương tác mạnh mẽ giữa kiểu gen và môi trường Trong quá trình canh tác nếu không bón hay bón ít đạm, thì các giống lúa cao sản chỉ chứa một lượng protein tương đương với lúa địa phương Nhưng khi được bón nhiều đạm và áp dụng các biện

pháp kỹ thuật canh tác thì hàm lượng protein sẽ tăng (Jennings et al., 1979)

Theo Li et al (2009), các giống lúa có hàm lượng amylose thấp (<10%)

nằm giữa lúa nếp và lúa dẻo được gọi chung là “lúa mềm - soft rice” Có sự tương quan nghịch giữa hàm lượng amylose và protein giữa các giống lúa trên (Song and Zhang, 1992) Kết quả phân tích gen anti-Waxy làm tăng hàm lượng protein thì làm giảm hàm lượng amylose (Okagaki and Wessler, 1988; Shimada

et al., 1993; Terada et al., 2000; Chen et al., 2002; Liu et al., 2003) Theo Li

et al (2009) khuyến cáo nên chuyển gen anti-Waxy vào các giống lúa japonica

năng suất cao để có được giống có hàm lượng protein cao

2.2.5 Di truyền tính trạng nhiệt độ hóa hồ

Khi hạt tinh bột được tác động bởi nhiệt độ hoặc hóa chất thì các phân tử tinh bột bị phá vỡ thông qua sự nóng chảy hay còn gọi là nhiệt độ hóa hồ Nhiệt

độ hóa hồ có thể liên quan một phần với lượng amylose của tinh bột Nhiệt độ hóa hồ thấp không liên hệ chặt với lượng amylose cao, thấp hay trung bình Gạo

có nhiệt độ hóa hồ cao có phẩm chất kém (Jennings et al., 1979)

Bảng 2.3 Kiểu gen kiểm soát di truyền nhiệt độ hóa hồ

Nguồn: Singh et al (2000)