Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)

Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam (LA tiến sĩ)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐOÀN THANH QUỲNH

TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐOÀN THANH QUỲNH

TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG CHẤT LƯỢNG CAO PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VÙNG NÚI TÂY BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành : Khoa học cây trồng

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Văn Quang

PGS.TS Vũ Thị Thu Hiền

HÀ NỘI - 2017

LỜI CAM ĐOAN

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

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

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017

Tác giả luận án

Đoàn Thanh Quỳnh

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc PGS.TS Trần Văn Quang và PGS.TS Vũ Thị Thu Hiền đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập

và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam

đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban Giám hiệu, cán bộ, giảng viên và sinh viên Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Điện Biên, Trường Cao đẳng Nghề Điện Biên đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Nghiên cứu sinh

Đoàn Thanh Quỳnh

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình x

Danh mục sơ đồ và đồ thị x

Trích yếu luận án xi

Thesis abstract xiii

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Những đóng góp mới của luận án 4

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

1.5.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 4

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4

Phần 2 Tổng quan tài liệu 5

2.1 Vai trò, giá trị của cây lúa nếp 5

2.1.1 Vai trò, giá trị của cây lúa nếp trên thế giới 5

2.1.2 Vai trò, giá trị của cây lúa nếp ở Việt Nam 7

2.2 Nguồn gốc và đa dạng di truyền ở cây lúa 8

2.2.1 Nguồn gốc cây lúa 8

2.2.2 Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa và lúa nếp 10

2.3 Một số nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp ở Việt Nam 20

2.4 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa 24

2.4.1 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa trên thế giới 24

2.4.2 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cây lúa và lúa nếp ở Việt Nam 31

2.5 Điều kiện tự nhiên và hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên 40

2.5.1 Điều kiện tự nhiên của tỉnh Điện Biên 40

2.5.2 Hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên 41

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 44

3.1 Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu 44

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 44

3.1.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 44

3.2 Nội dung nghiên cứu 44

3.3 Phương pháp nghiên cứu 46

3.3.1 Nội dung 1: Đánh giá thực trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên 46

3.3.2 Nội dung 2: Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp thu thập dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử 46

3.3.3 Nội dung 3: Tuyển chọn giống lúa nếp địa phương ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh 49

3.3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số kỹ thuật canh tác đến sinh trưởng và năng suất của giống lúa nếp địa phương mới tuyển chọn 50

3.3.5 Nội dung 5: Xây dựng mô hình trình diễn kỹ thuật cho giống lúa nếp địa phương mới tuyển chọn tại tỉnh Điện Biên 55

3.4 Phương pháp phân tích số liệu 55

Phần 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 57

4.1 Đánh giá hiện trạng sản xuất lúa của tỉnh Điện Biên 57

4.1.1 Hiện trạng sử dụng đất 57

4.1.2 Hiện trạng cơ cấu diện tích, năng suất và giống trong sản xuất lúa 59

4.1.3 Hiện trạng canh tác lúa 62

4.2 Kết quả đánh giá nguồn gen lúa nếp 64

4.2.1 Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp dựa trên kiểu hình 64

4.2.2 Ðánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp bằng chỉ thị phân tử 75

4.3 tuyển chọn giống lúa nếp địa phương ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh 79

4.3.1 Kết quả tuyển chọn các mẫu giống lúa nếp có triển vọng 79

4.3.2 Kết quả đánh giá các mẫu giống lúa nếp có triển vọng 81

4.4 Nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho giống lúa nếp cẩm mới ĐH6 93

4.4.1 Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ gieo thẳng đến giống lúa nếp cẩm ĐH6

trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 93

4.4.2 Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân và Kali đến năng suất giống lúa nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 97

4.4.3 Ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng giống lúa nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2015 105

4.5 Kết quả trình diễn giống nếp cẩm mới ĐH6 111

4.5.1 Kết quả trình diễn giống nếp cẩm mới ĐH6 111

4.5.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế của giống lúa nếp cẩm ĐH6 114

Phần 5 Kết luận và đề nghị 117

5.1 Kết luận 117

5.2 Đề nghị 118

Danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án 119

Tài liệu tham khảo 120

Phụ lục 133

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

ADN Axit dezoxyribo nucleic

CV% Hệ số biến động (Coefficient of variation)

CGR Tốc độ tích luỹ chất khô (Crop growth rate)

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and

Agriculture Organization of the United Nations) IRRI Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (International Rice Research Institute) IPGRI Viện Tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế (International Plant

Genetic Resources Institute)

LAI Chỉ số diện tích lá (Leaf area index)

LSD 0,05 Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa với mức ý nghĩa 0,05 (Least Significant

Difference)

NST Nhiễm sắc thể

NC&PTCT Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase Chain Reaction)

PIC Hàm lượng thông tin đa hình (Polymorphic Information Content) QTL Locus tính trạng số lượng (Quantitative trait loci)

RAPD Ða hình các đoạn AND khuếch đại ngẫu nhiên (Randomly Amplified

Polymorphic DNAs) SSR Những trình tự lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeats)

STS Vị trí được đánh dấu bởi trình tự (Sequence Tagged Site)

SPAD Chỉ số ước tính hàm lượng diệp lục trong lá (Soil and Plant Analyzer

Development)

TGST Thời gian sinh trưởng

TTTNTV Trung tâm tài nguyên thực vật

DANH MỤC BẢNG

2.1 Số NST, genome và phân bố địa lý của các loài trong chi Oryza 11

3.1 Phân nhóm hàm lượng anthocyanin 55

4.1 Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Điện Biên năm 2015 57

4.2 Diện tích, sản lượng cây lương thực lấy hạt của tỉnh Điện Biên (giai đoạn 2013-2015) 58

4.3 Diện tích lúa của các địa phương thuộc tỉnh Điện Biên năm 2015 59

4.4 Diện tích, năng suất lúa cả năm của tỉnh Điện Biên (2013-2015) 60

4.5 Cơ cấu diện tích gieo trồng lúa của tỉnh Điện Biên (2013-2015) 61

4.6 Hiện trạng cơ cấu sản xuất giống lúa nếp tại Điện Biên năm 2015 62

4.7 Cơ cấu mùa vụ ở tỉnh Điện Biên 63

4.8 Mật độ cấy, gieo thẳng và mức phân bón cho lúa ở tỉnh Điện Biên 64

4.9 Kết quả phân loại mẫu giống lúa cảm ôn, cảm quang trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 65

4.10 Kết quả phân loại nhóm lúa nếp/lúa tẻ và loài phụ của các mẫu giống lúa thu thập trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 66

4.11 Phân nhóm các mẫu giống lúa nếp theo thời gian sinh trưởng 67

4.12 Một số đặc điểm hình thái và nông sinh học của các mẫu giống lúa nếp trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 68

4.13 Phân nhóm chiều cao cây và số nhánh hữu hiệu của các mẫu giống lúa nếp trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 71

4.14 Phân nhóm các mẫu giống lúa nếp theo khối lượng 1000 hạt trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 71

4.15 Phân nhóm một số tính trạng hình dạng hạt của các mẫu giống

lúa nếp trong vụ Xuân 2013 tại Điện Biên 72

4.16 Một số đặc điểm hình dạng hạt gạo của các mẫu giống lúa nếp 73

4.17 Số alen và hệ số PIC của 38 cặp mồi SSR 75

4.18 Kết quả chọn các mẫu giống lúa nếp bằng chỉ số chọn lọc 79

4.19 Một số đặc điểm tính trạng của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn trong

vụ Xuân 2013 80 4.20 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các mẫu giống lúa nếp

tuyển chọn trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 82 4.21 Một số đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn

trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 84 4.22 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống lúa nếp tuyển chọn 864.23 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại tự nhiên của các mẫu giống lúa nếp triển

vọng vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 88 4.24 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống lúa nếp

triển vọng trong vụ Mùa 2013 và vụ Xuân 2014 904.25 Chỉ tiêu chất lượng gạo của các mẫu giống lúa nếp triển vọng 924.26 Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ đến một số đặc điểm nông học của

giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014 944.27 Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ gieo trồng đến mức độ nhiễm sâu

bệnh của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 954.28 Ảnh hưởng của thời vụ và mật độ đến năng suất và các yếu tố cấu thành

năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 964.29 Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân, Kali đến một số đặc điểm

nông học của giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014 994.30 Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm, Lân, Kali đến mức độ nhiễm sâu

bệnh của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 1004.31 Ảnh hưởng của mức bón phân Đạm đến năng suất và các yếu tố cấu

thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2014 1014.32 Ảnh hưởng của mức bón phân Lân đến năng suất và các yếu tố cấu

thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 1034.33 Ảnh hưởng của mức bón phân Kali đến năng suất và các yếu tố

cấu thành năng suất của giống ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2014 1044.34 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số đặc điểm nông

sinh học của giống nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và Mùa năm 2015 105

4.35 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến chỉ số diện tích lá

(LAI) ở các thời kỳ sinh trưởng giống nếp cẩm ĐH6 trong vụ Xuân và

Mùa năm 2015 106 4.36 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến chất khô tích lũy

của giống nếp cẩm ĐH6 qua các thời kỳ sinh trưởng 1074.37 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến các yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất của giống nếp cẩm ĐH6 1084.38 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số chỉ tiêu cơ lý

và màu sắc hạt gạo của giống nếp cẩm ĐH6 1094.39 Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ vi sinh đến một số chỉ tiêu hóa

sinh của giống nếp cẩm ĐH6 1104.40 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện

Điện Biên trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 1124.41 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện

Tuần Giáo trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 1134.42 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại huyện

Mường Chà trong vụ Xuân và Mùa năm 2016 1144.43 Hiệu quả kinh tế của giống nếp cẩm ĐH6 tại các điểm trình diễn sản

xuất lúa vụ Xuân 2016 1154.44 Hiệu quả kinh tế của giống nếp cẩm ĐH6 tại các điểm trình diễn sản

xuất lúa vụ Mùa 2016 116

DANH MỤC HÌNH

2.1 Mô tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng 9

4.1 Phân nhóm di truyền 42 mẫu giống lúa nếp địa phương dựa trên các tính trạng kiểu hình 74

4.2 Phân nhóm di truyền của 42 mẫu giống lúa nếp dựa trên phân tích ADN với 35 chỉ thị phân tử SSR 77

4.3 Sản phẩm PCR của các mẫu giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM316 78

4.4 Sản phẩm PCR của các mẫu giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM510 78

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ TT Tên sơ đồ, đồ thị Trang 3.1 Quá trình triển khai các nội dung nghiên cứu của đề tài 45

3.2 Bố trí thí nghiệm đánh giá nguồn gen 47

3.3 Bố trí thí nghiệm thời vụ và mật độ 51

4.1 Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên 2013-2015 60

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN

Tên tác giả: Đoàn Thanh Quỳnh

Tên Luận án: Tuyển chọn và nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống lúa nếp địa phương

chất lượng cao phù hợp với điều kiện vùng núi Tây Bắc Việt Nam

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9.62.01.10

Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Mục đích nghiên cứu

- Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn và khai thác được các giống lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa tại tỉnh Điện Biên

- Xác định được ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất, chất lượng của các giống lúa nếp địa phương có triển vọng, từ đó xây dựng qui trình canh tác phù hợp

Phương pháp nghiên cứu

- Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp theo phương pháp của IPGRI (2001) và phương pháp UPGMA trong phần mềm NTSYS 2.1

- Các chỉ tiêu theo dõi trên đồng ruộng được đánh giá theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI (2002)

- Phân loại mẫu giống lúa nếp, lúa tẻ dựa theo phản ứng bắt màu với dung dịch KI 1% (Lưu Ngọc Trình, 1997) Phân loại giống lúa cảm ôn, cảm quang theo phương pháp của

Yoshida (1985) Phân loại loài phụ indica, japonica theo phương pháp của Oka (1958)

- Tuyển chọn giống lúa nếp thông qua thí nghiệm so sánh giống

- Các thí nghiệm xác định ảnh hưởng của biện pháp kỹ thuật được bố trí theo phương pháp của Gomez and Gomez (1984) và đánh giá các chỉ tiêu theo phương pháp của IRRI (2002)

- Số liệu thí nghiệm được xử lý thống kê bằng chương trình Excel và phân tích phương sai (ANOVA) bằng phần mềm IRRISTAT ver 5.0

Kết quả chính và kết luận

- Điện Biên là một trong hai tỉnh có diện tích lúa lớn của vùng Tây Bắc, năng suất lúa trung bình đạt 3,45 tấn/ha, bằng 81,5% năng suất trung bình của vùng và bằng 61,8% năng suất trung bình của cả nước Năng suất lúa thấp là do: diện tích trồng lúa nương chiếm 47,4% và năng suất quá thấp đạt 1,46 tấn/ha; kỹ thuật canh tác lúa còn nhiều hạn chế đặc biệt là canh tác lúa nương và lúa nếp Chính vì vậy cần tăng diện tích lúa nước, tuyển chọn giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt, giống lúa đặc sản để sản xuất hàng hóa và áp dụng kỹ thuật canh tác phù hợp

- Các mẫu giống lúa nếp thu thập đa dạng về thời gian sinh trưởng, chiều cao cây,

chia 42 mẫu giống lúa nếp thành 11 nhóm khác biệt về kiểu hình Dựa vào sự đa hình chỉ thị SSR đã chia 42 mẫu giống thành 2 nhóm lớn khác biệt di truyền Sự đa hình của 35/38 chỉ thị SSR đã thu được 106 alen khác nhau, số alen trung bình đạt 3,03 alen/locus, hệ số PIC là 0,5 và hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,63 đến 0,97 Phân nhóm di truyền dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử có sự tương đồng nhau về thứ

tự sắp xếp các mẫu giống trên sơ đồ hình cây

- Thông qua đánh giá 11 mẫu giống lúa nếp có triển vọng đã chọn được giống Nếp cẩm ĐH6 có triển vọng nhất Giống ĐH6 có thời gian sinh trưởng trung bình, trong

vụ Xuân 132-138 ngày, trong vụ Mùa 115-117 ngày, cây cao trung bình, thân cứng, bản

lá hẹp, lá đòng lòng mo, bông dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao đạt 6,84 tấn/ha trong vụ Xuân, 5,84 tấn/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm lượng amylose 3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu tím, phù hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Điện Biên

- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ, liều lượng phân bón và mật độ cấy đến sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, năng suất của giống lúa ĐH6 tại Điện Biên đã xác định được: để giống ĐH6 đạt năng suất cao, trong vụ Xuân gieo thẳng sau ngày 27/12 với lượng giống 100 kg/ha, trong vụ Mùa gieo thẳng sau ngày 26/6 với lượng giống 90 kg/ha Trong cả vụ Xuân và Mùa, để giống ĐH6 cho năng suất cao nhất nên bón phân với lượng: 8 tấn phân chuồng + 62 kg N + 45 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha, hoặc 8 tấn phân chuồng + 60 kg N + 68 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha

- Liều lượng phân hữu cơ vi sinh sông Gianh không ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài bông, khối lượng 1000 hạt, chiều dài, chiều rộng hạt gạo, nhiệt độ hóa hồ và độ bền thể gel của giống ĐH6 Liều lượng phân hữu cơ vi sinh ảnh hưởng rõ rệt đến chiều dài lá dòng, chỉ số diện tích lá, khả năng tích lũy chất khô và năng suất thực thu, đặc biệt ảnh hưởng đến hàm lượng amylose, protein và anthocyanin Khi tăng lượng phân hữu cơ vi sinh đã làm giảm hàm lượng amylose nhưng làm tăng hàm lượng protein và hàm lượng anthocyanin Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh + 60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát triển tốt, đạt năng suất cao và có chất lượng gạo tốt nhất

- Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại 03 huyện của tỉnh Điện Biên cho thấy giống có thời gian sinh trưởng 132-136 ngày trong vụ Xuân và 107-112 ngày trong vụ Mùa Giống lúa ĐH6 có năng suất từ 6,36-6,89 tấn/ha trong vụ Xuân và 5,42-5,87 tấn/ha, cao hơn giống nếp 97 từ 0,18-0,37 tấn/ha Hiệu quả sản xuất giống ĐH6 cao hơn hẳn so với giống nếp 97 từ 37.920.000 đồng đến 42.340.000 đồng trong vụ Xuân và từ 24.670.000 đồng đến 28.680.000 đồng trong vụ Mùa

THESIS ABSTRACT

PhD candidate: Doan Thanh Quynh

Thesis title: Selection and cultivation technical research of local glutinous rice varieties

with high quality in Northwest mountain region Vietnam

Major: Crop Science Code: 9.62.01.10

Education organization: Vietnam National University of Agriculture

Research Objectives

- To evaluate local glutinous rice accessions for selection and utilization of such

as short growth duration, high yield and high quality to develop in the Dien Bien province

- To determine the influence of cultivation technical measures to the yield, quality

of promising local glutinous rice varieties to set up cultivation process

Materials and Methods

- Evaluation of genetic diversity of local glutinous rice resources by the method of IPGRI (2001) and the UPGMA method in 2.1 NTSYS software

- Evaluation of agronomical characteristics, morphology, pest and yield according

to the method of the International Rice Research Institute (2002)

- Classification of glutinous rice, non-glutinous rice varieties based on the response color with the KI solution 1% (Luu Ngoc Trinh, 1997) Classification of rice varieties for thermosensitive and photoperiod sensitive by the method of Yoshida (1985) Classification subspecies indica, japonica by the method of Oka (1958)

- Selection of glutinous rice varieties through comparing experiments

- The experiments determined the impact of cultivation technical measures are arranged according to the method of Gomez and Gomez (1984) and evaluation agronomical characteristics according to IRRI's method (2002)

- Experimental data were statistically analyzed by Excel and IRRISTAT ver 5.0 software

Main findings and Conclusions

- Dien Bien is one of the two large rice areas of the province in the Northwest mountain region, the average rice yield reached 3.45 tons per hectare, with 81.5% of the average yield of this region and by 61.8% of the average yield of the country The reason of low yield: upland rice cultivation area accounted for 47.4% and yield is too low reaching 1.46 tons per hectare; rice cultivation techniques also many limitations especially for upland rice and glutinous rice Therefore, in order to get that purpose to increase paddy rice area, selection rice varieties with high yied, good quality, specialty black glutinous rice varieties to produce goods and apply congruous cultivation techniques

- The glutinous rice accessions have been varied in growth duration, plant height,

divide 42 accessions into 11 groups with distinct phenotypes Based on the polymorphic

of SSR marker has divided the accessions into two groups The polymorphism of 35/38 SSR markers has obtained 106 alleles, the number of average 3.03 alleles/locus, PIC index is 0.5 and genetic similarity coefficient index ranges from 0.63 to 0.97 The division genetic group based on phenotypic and molecular marker have the same on the tree diagram

- The results of evaluation 11 glutinous rice varieties have selected best prospects black rice variety ĐH6 ĐH6 has medium growth duration, 132-138 days in spring season, 115-117 days in summer season, good phenotype, light infection for pests, high yield get 6.84 tons per hectare in spring season, 5.84 tons per hectare in summer season, milling rice rate 62.7%, amylose content 3.79%, high gelatinization temperature, soft boil rice, purple color, suitable for cultivation condition of Dien Bien province

- Research results influence of the crops season, dosage of fertilizers and density

of transplanting to growth, pest resistant, yield of rice varieties ĐH6 in Dien Bien province have identified: in spring season should be sowing after 27th December with

100 kilogram seed per hectare, in summer season sowing after 26th June with 90 kilogram seed per hectare In both the spring and summer season to applied 8 tons animal manure + 62 kg N + 45 kg P2O5 + 80 kg K2O/hectare or 8 tons animal manure +

60 kg N + 68 kg P2O5 + 80 kg K2O/hectare

- The microbial organic fertilizer dose Song Gianh does not affect the growth duration, plant height, panicle length, 1000 grain weight, grain size, gelatinization temperature and gel consistency of DH6 variety The microbial organic fertilizer doses affected to leaf length, leaf area index, the ability of accumulation of dry mass and actual yield, particularly affecting content of protein, amylose and anthocyanin When increasing the amount of microbial organic fertilizer reduced amylose content but increases protein content and anthocyanin content Fertilizer doses: 900 kg microbial organic fertilizer + 60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/hectare is suitable ĐH6 for strong growth, high yield and good quality

- Results of demonstration model black rice variety ĐH6 in three districts of the Dien Bien province shows that ĐH6 has growth duration 132-136 days in spring season and 107-112 days in summer season, yield from 6.36-6.89 tons per hectare in spring season and 5.42-5.87 tons per hectare, higher than check variety Nep 97 from 0.18-0.37 tons per hectare The economical efficiency of black rice variety ĐH6 has higher than check variety Nep 97 from 37,920,000 VND to 42,340,000 VND in spring season and

from 24,670,000 VND to 28,680,000 VND in summer season

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Lúa nếp là một loại lúa trồng rất quan trọng ở Châu Á, đột biến trong

intron 1 gen Waxy làm thay đổi tinh bột trong nội nhũ dẫn đến cơm dính và dẻo

Lúa nếp không những là cây lương thực quan trọng mà nó còn gắn liền với tập quán và văn hóa ở các nước vùng Đông Nam Á (Kenneth and Michael, 2002) Vùng Nam và Đông Nam châu Á được coi là trung tâm phát sinh và nguồn gốc

của lúa nếp trồng, nếp cẩm đặc sản Các giống nếp này thuộc hai loài phụ indica

và japonica Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào là quốc gia sản xuất và tiêu thụ

lúa nếp lớn nhất trong vùng Ở Việt Nam, vùng núi Tây Bắc có diện tích trồng và tiêu thụ lúa nếp lớn nhất cả nước (Bounphanousay, 2007)

Lúa nếp đã có giá trị về kinh tế và văn hóa đối với Việt Nam và một số nước khu vực châu Á như Trung Quốc, Lào, Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan,… Gạo nếp có hương thơm, mềm được nhiều dân tộc thiểu số sử dụng làm lương thực chính Hơn nữa, lúa nếp được chọn làm nguyên liệu để chế biến thành lễ vật dâng cúng thần linh và tổ tiên của hầu hết các dân tộc ở Việt Nam trong ngày lễ, tết Ở nước ta, lúa nếp được trồng chủ yếu ở miền núi, nơi dân tộc Mường, Thái, H’mông… sinh sống để phục vụ trong gia đình và trao đổi hàng hóa mang tính chất vùng miền, nhỏ lẻ Gạo nếp dùng chế biến các loại sản phẩm mang tính chất

lễ vật như: bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh khảo, các loại xôi, cốm rượu Vì vậy, các giống lúa nếp hiện nay càng được quan tâm phát triển và trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân (Nguyễn Văn Luật và cs., 2001)

Ngoài những mục tiêu phục vụ nhu cầu bó buộc trong không gian nhỏ, ngày nay, các sản phẩm từ lúa gạo nếp đang được phổ biến trên thị trường, đặc biệt là các sản phẩm nếp đặc sản như nếp cẩm Nếp cẩm hay nếp Than, chúng được tạo nên từ nhiều giống lúa nếp khác nhau và được trồng chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc như: Hoà Bình, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu, rải rác ở các vùng khác như: Thanh Hóa, Phú Thọ, Ninh Bình và vùng Đồng bằng sông Cửu Long với 2 tỉnh Long An và Cần Thơ Nguồn gen nếp cẩm của các tỉnh miền núi phía Bắc nước

cần khai thác, phát triển và bảo tồn nguồn gen quý hiếm phục vụ phát triển nông nghiệp của đất nước (Trần Thị Lương và cs., 2013)

Hiện nay, nhu cầu sử dụng thực phẩm sạch, an toàn và có giá trị dinh dưỡng cao đang ngày một tăng Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp cẩm và làm phong phú thêm các sản phẩm từ giống nếp này, thì việc tạo ra những giống lúa nếp có thời gian sinh trưởng ngắn, không cảm quang, năng suất khá sẽ làm tiền đề cho phát triển và khai thác nguồn thực phẩm này ngày càng tốt hơn (Đoàn Thị Thùy Linh và cs., 2013)

Theo Zhang et al (2012), để giống lúa nếp đạt năng suất và chất lượng cao

cần quản lý hài hòa và cân đối dinh dưỡng N, P, K trên từng loại đất, mùa vụ và mực nước Đặc biệt, cần có các nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng cho từng thời

kỳ sinh trưởng, ảnh hưởng của mực nước khi bón phân để hạn chế tối đa việc

thừa và rửa trôi dinh dưỡng Vilayvong et al (2015) cho rằng để cung cấp dinh

dưỡng hợp lý cho 2 giống lúa nếp TDK8 và TDK11, tác giả đã xây dựng mô hình quản lý dinh dưỡng dựa vào thời gian sinh trưởng, kích thước bộ rễ, thời vụ gieo cấy, mật độ cấy

Điện Biên là một tỉnh miền núi vùng Tây Bắc, có địa hình độ dốc lớn, cao dần từ Đông sang Tây, từ Nam lên Bắc, độ cao trung bình 800-1000 mét so với mực nước biển Điện Biên có khí hậu đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa của miền Bắc Việt Nam, mùa Hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa Đông lạnh và khô Địa hình tạo lên sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn (9-120C), là cơ sở để phát triển nền nông nghiệp chất lượng cao Đất nông nghiệp chiếm gần 80% diện tích

tự nhiên, trong đó có cánh đồng Mường Thanh rộng lớn nổi tiếng vùng Tây Bắc Điện Biên có diện tích trồng lúa là 49.445,1 ha, trong đó diện tích lúa nước là 12.940,4 ha (chiếm 26,2%) Các huyện có diện tích lúa lớn là Điện Biên, Tuần Giáo, Điện Biên Đông, Nậm Pồ, Mường Nhé Năng suất lúa của tỉnh Điện Biên đạt 3,54 tấn/ha thấp hơn nhiều so với trung bình cả nước (5,73 tấn/ha) và thấp hơn trung bình các tỉnh vùng Tây Bắc (4,36 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2016) Nguyên nhân dẫn đến năng suất thấp do: 1- Diện tích lúa nương, lúa nếp lớn nhưng cơ cấu giống nghèo nàn; 2- Bộ giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt đặc biệt là lúa nếp đặc sản còn hạn chế; 3- Canh tác lúa nước gieo với mật độ dày, bón phân ít; canh tác lúa nương theo hình thức chọc lỗ bỏ hạt

Để góp phần vào việc mở rộng, phát triển giống nếp cẩm và làm phong phú thêm các sản phẩm từ giống nếp tại tỉnh Điện Biên, thì việc tuyển chọn những giống nếp cẩm có nhiều đặc điểm tốt, có thời gian sinh trưởng ngắn, gieo cấy được hai vụ trong năm, năng suất khá, phổ thích nghi rộng và xây dựng biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp là hết sức cần thiết

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Đánh giá nguồn gen lúa nếp địa phương nhằm tuyển chọn và khai thác được các giống lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa tại tỉnh Điện Biên

- Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất, chất lượng giống lúa nếp địa phương được tuyển chọn, từ đó xây dựng qui trình canh tác phù hợp

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Sử dụng các mẫu giống lúa nếp thu thập tại vùng Tây Bắc, Việt Nam bao gồm 20 mẫu giống lưu của Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 10 mẫu giống lưu của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và 12 mẫu giống do tác giả thu thập tại các tỉnh Tây Bắc

- Thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa phương được triển khai tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và tại tỉnh Điện Biên

- Các thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học, tuyển chọn giống, nghiên cứu ảnh hưởng một số kỹ thuật canh tác và xây dựng mô hình trình diễn được triển khai tại một số huyện của tỉnh Điện Biên

- Thời gian triển khai các thí nghiệm từ năm 2012 đến năm 2016

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Đánh giá đa dạng di truyền của 42 mẫu giống lúa nếp địa phương thông qua kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR Kết quả đánh giá giúp cho các nhà tạo giống định hướng trong khai thác, phát triển và lai tạo giống lúa nếp mới phù hợp với điều kiện Việt Nam

- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6 có TGST trung bình, 132-138 ngày trong vụ Xuân, 115-117 ngày trong vụ Mùa, cây cao trung bình, thân cứng, bản lá hẹp, lá đòng lòng mo, bông dài, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao đạt 6,84 tấn/ha trong vụ Xuân, 5,84 tấn/ha trong vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 62,7%, hàm lượng amylose 3,79%, nhiệt độ hóa hồ cao, cơm mềm, đặc biệt hạt gạo lật có màu tím, phù hợp với điều kiện canh tác của tỉnh Điện Biên

- Xác định được ảnh hưởng của phân hữu cơ vi sinh sông Gianh đến hàm lượng amylose, protein và anthocyanin của giống ĐH6 Khi tăng lượng phân hữu

cơ vi sinh đã làm giảm hàm lượng amylose nhưng làm tăng hàm lượng protein và hàm lượng anthocyanin Liều lượng phân bón 900 kg phân vi sinh sông Gianh +

60 kg N + 45 kg P2O5 + 45 kg K2O/ha phù hợp cho giống ĐH6 sinh trưởng phát triển tốt, đạt năng suất cao và có chất lượng gạo tốt nhất

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Thông tin về đa dạng di truyền của các mẫu giống lúa nếp địa phương vùng Tây Bắc giúp cho các nhà chọn giống lúa định hướng trong sử dụng nguồn vật liệu này để lai tạo, chọn lọc giống lúa nếp đặc sản

- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trong canh tác giống lúa nếp cẩm ĐH6 góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học và vai trò của thời vụ, mật độ gieo cấy và liều lượng phân bón đối với năng suất và chất lượng giống lúa nếp cẩm địa phương

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Tuyển chọn được giống lúa nếp cẩm ĐH6, đồng thời xác định được thời

vụ, mật độ gieo và lượng phân bón thích hợp để giống lúa nếp này đạt năng suất cao ở chân đất canh tác 2 vụ lúa, chủ động nước tưới tại tỉnh Điện Biên và các tỉnh vùng núi Tây Bắc có điều kiện thời tiết, đất đai, nước tưới tương tự

- Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống lúa nếp cẩm ĐH6 tại một số địa phương góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tiến tới xây dựng vùng nguyên liệu cho sản xuất lúa hàng hóa của tỉnh Điện Biên

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 VAI TRÒ, GIÁ TRỊ CỦA CÂY LÚA NẾP

2.1.1 Vai trò, giá trị của cây lúa nếp trên thế giới

Theo Jin et al (2013) gạo không chỉ là ngũ cốc quan trọng như một loại

lương thực lớn trên toàn thế giới mà còn là nguồn các chất dinh dưỡng có giá trị cho sức khỏe con nguời, một trong những yếu tố chính quyết định việc ăn uống, chế biến và chất lượng dinh dưỡng của gạo là Protein Hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn so với gạo tẻ, hàm lượng protein trong gạo nếp dao dộng 8,6-9,7% trong gạo xay và 8,1-8,5% trong gạo xát

Các giống lúa cổ truyền có một vị trí quan trọng trong đời sống, văn hóa của con người Từ xưa, lúa đặc sản đã được dùng làm lương thực và thực phẩm, đặc biệt vào những ngày lễ hội, cưới hỏi Một vài giống lúa thơm như Basmati hoặc Jasmine có mùi thơm khá đặc thù, được dùng trong công nghệ chế biến làm ra những sản phẩm đặc biệt có mùi thơm kiểu chocolate Gạo màu không những được dùng trong những ngày lễ hội lớn và trong công nghiệp chế biến thực phẩm mà nó còn được dùng làm các loại bánh và các loại mỳ sợi (Chaudhary and Tran, 2001)

Các giống lúa nếp cẩm có các màu sắc khác nhau ở vỏ trấu và vỏ cám như màu đỏ, tía hoặc đen thường có hàm lượng các chất hữu cơ đặc thù như chất kháng oxy hóa anthocyanin, vitamin, các vi lượng có lợi cho sức khỏe của con người và có thể ngăn ngừa một số bệnh nguy hiểm nên đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong những năm gần đây Anthocyanin là chất có khả năng kháng oxy hóa cao và có hàm lượng cao trong lúa cẩm, hiện nay đang được nghiên cứu

nhiều ở các nước trồng lúa (Kristamtini et al., 2012)

Trong gạo có các chất hoạt tính sinh học bao gồm acid phytic, isovitexin, γ-oryzanol, phytosterols, octacosanol, squalene, γ-aminobutyric axit (GABA), tocopherol, dẫn xuất tocotrienol, trong số đó, γ-oryzanol là chất chống oxy hóa,

ức chế quá trình oxy hóa cholesterol, làm giảm mức cholesterol huyết thanh ở động vật, có hiệu quả trong điều trị các bệnh viêm, ức chế tăng trưởng khối u,

làm giảm huyết áp (Kim et al., 2013)

Jahirul et al (2016) đã phân tích chất lượng của 12 giống lúa nếp địa

phương cho thấy trong gạo xát có chất khô (86,8%), protein (6,3-8,3%), chất xơ

(0,15-0,63%), chất béo (0,09-2,90%), carbohydrate (76,33-81,87%), năng lượng chuyển hóa (2834,31-3017,27 Kcal/Kg), khoáng chất như Natri (69,07-118,87 mg%), Kali (0,38-3,41, Canxi (0,1-1,85mg%), Magiê (0,13-0,61mg%), Sắt (0,0003-0,0005mg%), Phốt pho (0,52-2,33mg%)

Nếp cẩm là loại lúa nếp vỏ màu đen, đỏ hoặc tía được trồng và tiêu thụ ở nhiều nước Châu Á, mặc dù nếp cẩm không chiếm tỷ lệ lớn trong sản xuất lúa, nhưng những hộ nông dân quy mô nhỏ ở vùng núi sản xuất như là một loại sản phẩm đặc sản cho tiêu dùng tại địa phương và thị trường bên ngoài Sản phẩm nếp cẩm sử dụng rất đa dạng như kẹo, thực phẩm chức năng, đồ uống và mỹ phẩm Lúa cẩm là một trong các loại lúa được coi là thực phẩm chức năng có lợi cho sức khỏe con người Lúa cẩm có chứa nhiều anthocyanin ở vỏ hạt gạo và thường có màu tím Sắc tố anthocyanin có tác dụng làm giảm cholesterol trong

cơ thể con người So với lúa trắng, lúa cẩm chứa nhiều khoáng chất hơn, bao

gồm Fe, Zn, Mn và P (Sosana et al., 2013)

Yếu tố quan trọng nhất và tạo nên thương hiệu cho nếp cẩm bởi giá trị dinh dưỡng của nó có chứa khoảng 70% tinh bột, với hàm lượng chất khoáng có

tỉ lệ đồng chứa 24ppm, kẽm 23,6ppm và sắt 16,2 ppm Ngoài ra trong gạo cẩm chứa nhiều axít amin mà đặc biệt trong vỏ nếp cẩm có chứa lượng lớn axit amin anthocyanin có khả năng chống oxi hoá, và các nhân tố có lợi cho sức khỏe, chống viêm nhiễm, hạn chế sự phát triển của tế bào ung thư Ngoài ra ăn gạo nếp cẩm kết hợp với một số thức ăn như rau xanh, hoa quả, thịt nạc sẽ có thể tăng sự

hấp thu sắt cho cơ thể (Hiroaki et al., 2014)

Các thành phần anthocyanin chính của hai giống gạo thơm đen (Chakhao Poireiton và Chakhao Amubi) được xác định, trong giống Chakhao Poireiton có

4 chất anthocyanin chủ yếu là delphinidin galactozyd, delphinidin arabinoside, Cyanidin 3-galactoside và cyanidin 3-glucoside được xác định, trong giống Chakhao Amubi có 3 anthocyanins chính là Delphinidin 3-galactozyd, delphinidin 3-arabinoside và Cyanidin 3-galactozyd Trong cả 2 giống, delphinidin 3-galactoside chiếm phần lớn hơn Tổng lượng anthocyanin của Chakhao Poireiton là 740 mg/kg và Chakhao Amubi là 692 mg cyanidin 3-glucoside/kg Hàm lượng phenolic trong 2 giống lần lượt là 577 và 500 mg/100g

3-chất khô (Asem et al., 2015)

2.1.2 Vai trò, giá trị của cây lúa nếp ở Việt Nam

Lúa gạo cung cấp lượng calo nhiều nhất trong các loại cây ngũ cốc Những chỉ tiêu chính được dùng để đánh giá giá trị dinh dưỡng của lúa gạo là: hàm lượng protein, amylose, chất khoáng và độ bền thể gel; trong đó chỉ tiêu hàm lượng protein và amylose được quan tâm hàng đầu Amylose của tinh bột có liên quan mật thiết đến đặc tính của cơm như: độ nở, độ cứng, độ bóng, độ mềm

và độ dẻo dính Các giống lúa đặc sản Việt Nam có kích thước hạt và hình dạng hạt nhỏ hơn so với các giống nhập nội và giống lúa mới Các giống lúa đặc sản miền Bắc nói chung có hạt nhỏ hơn và hương thơm hơn so với các giống đặc sản miền Nam (Lê Doãn Diên và cs., 1996)

Theo Nguyễn Thị Mai Phương và cs (2015) thì protein cám gạo là loại protein thực vật có giá trị dinh dưỡng vượt trội do có khả năng chống ung thư và không gây dị ứng cho người sử dụng Protein này vẫn chưa được thương mại phổ biến trên thị trường, đặc biệt là ở Việt Nam vì các phương pháp tách chiết đang

sử dụng hiện nay chưa cho phép thu được sản phẩm có chất lượng cao với giá thành phù hợp Quy trình công nghệ thu nhận protein từ cám gạo xây dựng được gồm 8 bước Protein thu được từ quy trình này có hàm lượng đạt 41,77% và hiệu suất là 13,41%

Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn các giống lúa tẻ (trung bình đối với các giống lúa nếp khoảng 7,94%; biến động từ 7,25-8,56%) Ðiều này được giải thích bởi khả năng sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hạt gạo nếp tốt hơn, dẫn đến hàm lượng protein trong gạo nếp cao hơn gạo tẻ Nội nhũ của các giống nếp chứa tinh bột chủ yếu ở dạng amylopectin có cấu tạo phân nhánh, còn tinh bột bình thường của gạo tẻ thì chủ yếu ở dạng amylose có cấu tạo không phân nhánh Chính sự khác biệt trong cấu trúc của tinh bột gạo nếp và gạo

tẻ đã gây ra sự khác nhau về sinh tổng hợp và tích lũy protein trong hai loại gạo này (Nguyễn Hữu Nghĩa và Lê Vĩnh Thảo, 2007)

Lúa nếp đã có giá trị về kinh tế và văn hóa đối với Việt Nam và một số nước khu vực Châu Á như Trung Quốc, Lào, Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan… Gạo nếp có hương thơm, mềm được nhiều dân tộc ít người sử dụng làm lương thực chính Hơn nữa, lúa nếp được chọn làm nguyên liệu để chế biến thành lễ vật dâng cúng thần linh và tổ tiên của hầu hết các dân tộc ở Việt Nam trong ngày lễ, tết Ở nước ta lúa nếp được trồng chủ yếu để phục vụ nội tiêu trong gia đình và trao đổi

hàng hóa mang tính chất vùng miền, nhỏ lẻ Gạo nếp dùng chế biến các loại sản phẩm mang tính chất lễ vật như bánh chưng, bánh dầy, bánh tét, bánh rán, bánh khảo, các loại xôi, cốm rượu Vì vậy, các giống lúa nếp hiện nay càng được quan tâm phát triển và trở thành sản phẩm hàng hóa mang lại giá trị cao cho người nông dân (Nguyễn Văn Vương, 2013)

2.2 NGUỒN GỐC VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN Ở CÂY LÚA

2.2.1 Nguồn gốc cây lúa

Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng xuất hiện sớm và tồn tại lâu đời,

đặc biệt ở Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước châu Á trong đó có Việt Nam

Second (1986) khi nghiên cứu tiến hoá của chi Oryza cho rằng hai loài phụ của loài lúa trồng châu Á (O sativa) là O indica và O japonica đã xuất hiện cách

đây từ 2 đến 3 triệu năm ở dãy núi Himalaya, sau đó được di thực, phát tán đến các nơi khác trên thế giới Dựa trên phân tích mẫu hoá thạch Hemudu cho rằng lúa trồng xuất hiện ở Trung Quốc khoảng 7100 năm đã xác nhận lúa trồng ở

châu Á xuất hiện cách đây khoảng 8000 năm Chi Oryza có thể đã phát sinh

130 triệu năm trước đây ở Trung Ấn Độ sau đó do sự phân rã lục địa đã hình thành các loài khác nhau theo vùng sinh thái (Khush, 1997) Trong cuốn sách

“Cây lúa, cổ xưa và lịch sử - Rice: Origin, Antiquity and History”, Sharma

(2010) cho rằng lúa trồng được thuần hóa đầu tiên ở lưu vực sông Dương Tử - Trung Quốc cách đây 9000 năm và sau đó được trồng trọt ở Đông Nam Á và lục địa Ấn Độ; từ Trung Quốc phát tán đến Nhật Bản, Triều Tiên và từ Ấn Độ phát tán đến Tây Á và châu Âu

Nguồn gốc tiến hóa của lúa trồng từ lúa dại vẫn đang là một câu hỏi lớn đối với các nhà khoa học, bởi vì nghiên cứu genome của lúa trồng có thể bắt

nguồn từ bộ genome lúa dại khác nhau Tuy nhiên, gần đây phân tích gen sh4

về tính trạng rụng hạt cho thấy mức độ giảm rụng từ lúa dại đến lúa trồng, như vậy có thể chúng có cùng một tổ tiên (Sang and Ge, 2013) Năm 2012, các nhà khoa học Trung Quốc đã chứng minh thông qua lập bản đồ genome lúa cho

rằng loài phụ O japonica lần đầu tiên được thuần hóa từ loài lúa dại O rufipogon ở miền Nam Trung Quốc Loài phụ O indica là kết quả phát triển từ lai giữa japonica và lúa dại khi các giống lúa ban đầu phát triển đến Đông Nam

và Nam châu Á (hình 2.1)

Hình 2.1 Mô tả tóm tắt tiến hóa của lúa dại thành lúa trồng

Theo Huang et al (2012) Lúa dại (Oryza rufipogon) có hạt màu đỏ do sự tích lũy của proanthocyanidins, trong khi hầu hết lúa trồng (Oryza sativa) có hạt trắng gây ra

bởi một alen bị khiếm khuyết trong gen helix-loop-helix (bHLH) Mặc dù nguồn gốc và sự lan rộng của các lúa đen vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ nhưng màu đen của các giống ở châu Á là do tích lũy anthocyanin Tính trạng màu đen bắt

nguồn từ biển hiện của gen Kala4 (Oikawa et al., 2015)

Theo Zou et al (2015) trong chi lúa (Oryza), có khoảng một nửa số loài là

đa bội thể Những loài này không chỉ là nguồn tài nguyên quan trọng cho việc chọn giống lúa mà còn là vật liệu để nghiên cứu sự tiến hóa của các loài đa bội Kết quả giải trình tự 4 loci trong nhân tế bào của 3 loci ở tế bào chất của các dòng bố mẹ và con lai F1 cho thấy cả dạng đơn bội và tứ bộ có bộ genome B và

C thuộc chi này Kết quả nghiên cứu cũng phát hiện ít nhất ba nguồn gốc độc lập

của ba loài tứ bội BC, cụ thể, dạng nhị bội O punctata (B-genome) và O officinalis (C-genome) là các tổ tiên của O minuta và O malampuzhaensis Tất

cả các loài BBCC có nguồn gốc phát sinh khoảng một triệu năm trước

Lúa nếp có tổ tiên lâu đời, có thể thích ứng với nhiều điều kiện khí hậu khắc nghiệt như lạnh, khô hanh Lúa nếp nương là dạng khởi nguồn của lúa trồng

vì nó được tìm thấy đầu tiên ở Assam-Yunnan, nơi lúa nếp chiếm ưu thế (Matsuo

et al., 1997)

Watabe (1976) cho rằng lúa nếp có nguồn gốc từ Lào, vùng ÐôngBắc và Bắc Thái Lan Có một số vùng quan trọng khác đối với việc canh tác lúanếp bao gồm: vùng Shan và Kachin của Myanmar, vùng Kwangsichuang và Yunnan của Trung Quốc, vùng giáp biên giới giữa Campuchia, Thái Lan và Lào, vùng núi của Việt Nam giáp với Lào Giống lúa nếp được phát hiện ở những nước vùng Ðông Nam châu Á và đã có lịch sử lâu đời về việc canh tác giống lúa.Các tác giả Chaudhary and Tran (2001) cho rằng: Lào và Ðông Bắc Thái Lan là Trung tâm xuất xứ của lúa nếp và Lào là nước sản xuất vàtiêu thụ lúa nếp lớn nhất thế giới với khoảng 85% sản lượng lúa nếp hàng năm

2.2.2 Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa và lúa nếp

2.2.2.1 Đa dạng di truyền nguồn gen cây lúa

a Đa dạng nguồn gen lúa dại

Đa dạng loài hoang dại ở lúa được nhiều nghiên cứu đề cập và phân loại,

cây lúa thuộc chi lúa Oryza, bộ Oryzae, họ hòa thảo Graminea Theo Singh and

Suneetha (2007), chi lúa có 20-25 loài trong đó 22 loài dại và 2 loài lúa trồng,

được chia thành bốn nhóm: sativa, officinalis, ridleyi và meyeriana (bảng 2.1)

Nguồn gen hoang dại, theo Huang et al (2012), là loài lúa dại phổ biến O.rufipogon Griff Đây là nguồn gen vô cùng quan trọng để mở rộng nền di

truyền của lúa trồng Để hiểu biết tốt hơn, các tác giả đã nghiên cứu biến dị di truyền, hệ số di truyền và tương quan di truyền của các tính trạng nông học quan trọng trên cơ sở vật liệu là 156 gia đình F2:3 bắt nguồn từ tổ hợp lai giữa lúa trồng

(O sativa) và lúa dại (O rufipogon Griff.) Phân tích phương sai đã nhận biết

biến dị di truyền ở mức có ý nghĩa cao giữa các gia đình ở tất cả các tính trạng

Xu hướng phân ly của gia đình F2:3 đã được nhận thấy ở hầu hết các tính trạng

Hệ số di truyền hiệu ứng cộng (additive genetic Coefficient of Variation - CVA) ước lượng trong phạm vi từ 8,03 đến 33,49% Trừ tính trạng số hạt lép/bông, ước lượng hệ số di truyền theo nghĩa hẹp (h2) của 7 tính trạng có giá trị từ trung bình đến cao (h2 = 0,42-0,90) Kết quả nghiên cứu cho thấy biến dị di truyền của những tính trạng này được điều khiển chủ yếu bằng gen cộng tính Tương quan dương ở mức có ý nghĩa giữa năng suất hạt/cây với số hạt chắc/cây, số hạt/bông,

tỷ lệ đậu hạt và khối lượng 1000 hạt

Tóm lại, có biến dị di truyền cao khi lai lúa trồng và lúa dại, do vậy có thể

sử dụng lúa dại để làm phong phú đa dạng nền di truyền phục vụ phát triển giống lúa mới năng suất cao

Bảng 2.1 Số NST, genome và phân bố địa lý của các loài trong chi Oryza

Nhóm Sativa

O longistaminata 2n AgAg 24 Châu Phi

O rufipogon 2n AA 24 Châu Á nhiệt đới (Ấn Độ)

O mesidionalis 2n AA 24 Châu Úc nhiệt đới

Nhóm Officinalis

O officinalis 2n CC 24 Châu Á đến New Guinea

O minuta 4n BBCC 48 Philippines, Papua New Guinea

Nhóm Ridleyi

Nguồn: Singh and Suneetha (2007)

Fuchs et al (2016) khi phân tích sự đa dạng di truyền của các quần thể loài lúa dại Oryza glumaepatula ở Costa Rica cho thấy có sự lai tạp giữa loài dại này với loài lúa trồng (Oryza sativa) Việc lai tạp có thể làm thay đổi các loài dại và

tăng nguy cơ mất đi dạng nguyên bản Sử dụng 444 chỉ thị AFLP để đánh giá sự

đa dạng di truyền cho thấy rằng quần thể O Glumaepatula ở Costa Rica có mức

độ đa dạng di truyền tương đối cao, tương đương với các quần thể ở Nam Mỹ

Một số nước khác trong khu vực cũng nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền lúa dại như nghiên cứu của các nhà chọn giống Thái Lan đã nhận thấy

vùng Đông Bắc Thái Lan và Lào là 2 vùng quan trọng nhất của lúa dại (O rufipogon) Đánh giá đa dạng di truyền của loài lúa dại này, các tác giả sử dụng 7

chỉ thị SSR đánh giá đa dạng 94 mẫu nguồn gen Kết quả xác định được 83 alen

và trung bình 11,85 alen/locus, đa dạng gen tổng số trung bình là 0,733 Các quần thể thu thập từ Lào biểu hiện mức đa dạng cao hơn các quần thể ở Đông bắc Thái Lan (Preecha, 2012)

Theo Menguer et al (2017), trong chi Oryza có 23 loài dại khác nhau, trong đó chỉ có Oryza glaberrima được thuần hóa sớm ở châu Mỹ Việc thuần

hóa nhanh là do loài này có nền di truyền hẹp Tuy nhiên, loài này mang nhiều gen qui định những tính trạng chống chịu điều kiện bất thuận sinh học nên được

sử dụng làm nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa chống chịu sâu bệnh

Các loài lúa dại có nhiều đặc điểm tốt phục vụ cho công tác tạo giống ở thế kỷ 21 nhằm giải quyết các vấn đề an ninh lương thực thế giới vào năm 2050

Để hiểu rõ hơn và khai thác được 23 loài của Oryza cần: 1- Hệ thống hóa bộ

genome của tất cả 23 loài; 2-Xác định các gen mục tiêu của từng loài; 3-Bảo tồn nội vi (in-situ) tất cả các loài (Jacquemin et al., 2013)

Loài lúa Oryza sativa và Oryza glaberrima được lựa chọn để nghiên cứu

quá trình thuần hoá Tuy nhiên, sự đa dạng di truyền và phân bố của lúa trồng

(Oryza sativa) hạn chế hơn so với các loài dại khác, mặc dù có 120.000 kiểu gen được giữ ở các ngân hàng gen Ngược lại, có hơn 20 loài dại Oryza, có mức độ phân bố rộng hơn như Oryza schlechteri, Oryza nivara và Oryza rufipogon (Atwell et al., 2014)

b Đa dạng nguồn gen lúa bản địa

Nguồn gen các giống lúa bản địa là những giống do người dân chọn lọc hoặc nhập nội và gieo trồng tại địa phương trong một thời gian dài Mỗi dân tộc

chọn lọc phù hợp với điều kiện sinh thái, tập quán canh tác và tiêu dùng khác nhau đã tạo nên sự đa dạng cao của nguồn gen này Điển hình mức đa dạng của các giống lúa bản địa nơi phát sinh nguồn gen lúa trồng châu Á được các nhà nghiên cứu Ấn Độ thực hiện và cho rằng vùng miền Đông dãy Himalaya của Đông Bắc Ấn Độ là quê hương một số lớn các giống lúa bản địa được bảo tồn như nguồn tài nguyên có giá trị cho cải tiến cây trồng trong tương lai để đáp ứng nhu cầu lương thực của con người Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này đang bị xói mòn nhanh do chuyển đổi sử dụng đất, do canh tác và sử dụng giống mới

Baharul et al (2013) đã đánh giá đa dạng và cấu trúc quần thể nguồn gen này để

sử dụng hiệu quả và phát triển chiến lược bảo tồn Nghiên cứu với 300 kiểu gen

cá thể của 24 giống bản địa, 5 giống cải tiến và một loài hoang dại (O rufipogon), sử dụng 7 chỉ thị SSR thu được 85 alen và mức độ đa dạng gen rất

cao (0,776) của các giống bản địa Mức biến dị di truyền trong cùng một nhóm giống đa dạng gen cao nhất thuộc nhóm giống Sali (0,747) tiếp theo là nhóm jum (0,627), nếp (0,602) và boro (0,596), trong khi đa dạng thấp nhất ở nhóm giống cải tiến (0,459)

Đánh giá đa dạng nguồn gen lúa bản địa cũng được nghiên cứu ở nhiều nước như Brazil, Nhật bản, Ấn độ Các tác giả đánh giá đa dạng nguồn gen dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử để lựa chọn nguồn gen phù hợp cho mục tiêu tạo

giống Ogunbayo et al (2005) nghiên cứu đặc điểm hình thái của 40 mẫu nguồn

gen lúa từ các nguồn khác nhau trên thế giới bao gồm ở châu Á, châu Phi, IRRI, Viện Nghiên cứu nông nghiệp nhiệt đới Quốc tế (IITA) Nghiên cứu với trên 14 tính trạng nông sinh học, kết hợp phân tích bằng chỉ thị phân tử RAPD nhằm nghiên cứu mức độ đa dạng của mẫu nguồn gen cho chọn dòng tiềm năng sử dụng trong chương trình tạo giống Các mẫu nguồn gen phân thành 6 nhóm hình thái khác nhau và chỉ thị phân tử chia thành 4 nhóm lớn Nhận biết các mẫu nguồn gen phù hợp cho mục tiêu tạo giống là TOX 3052-46-3-3-2-1; TOX 3027-44-1-E4-2-2 (IITA) và các mẫu nguồn gen của Brazil là CL3B và CL450 Đánh giá đa dạng nguồn gen lúa của Đài Loan phục vụ bảo tồn và chọn giống, các nhà khoa học đã sử dụng 114 chỉ thị SSR và 5 chỉ thị vị trí đánh dấu trình tự (STS) Nghiên cứu trên 80 mẫu giống phổ biến trong đó 52 mẫu giống thuộc loài phụ

japonica và 28 mẫu giống thuộc loài phụ indica sử dụng trong chương trình tạo

giống của Đài Loan đã xác định được 395 alen, trung bình 3,5 alen/ chỉ thị Nội dung thông tin đa hình trung bình (PIC) của mỗi chỉ thị là 0,43 (phạm vi 0,04-

0,76) Các mẫu giống japonica Nhật Bản thuộc cùng một nhóm Sự đa dạng di truyền lớn hơn giữa các mẫu giống japonica và indica Các mẫu giống nhập nội

có số alen cao hơn và các mẫu giống japonica bản địa của Đài Loan có nền di truyền hẹp, đặc biệt các mẫu giống japonica Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng bảo

tồn các giống bản địa và phối hợp với nguồn gen nhập nội là rất hữu ích cho các

chương trình tạo giống (Lin et al., 2012)

2.2.2.2 Đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp

Lúa đã được nông dân Châu Á trồng trọt từ thời kỳ cổ xưa hơn 11.000 năm trước đây, văn hóa khác nhau dẫn đến chọn lọc giống trong quá trình thuần hóa đã tạo ra chất lượng tinh bột trong hạt rất đa dạng Một đột biến vùng intron

1 của gen waxy là nguyên nhân vắng mặt của amylose ở các giống lúa nếp Đột

biến này cũng đóng vai trò quan trọng trong nguồn gốc của các giống lúa tẻ

japonica ôn đới (temperate japonica) trồng trọt ở các nước Đông Bắc châu Á (Olsen et al., 2006)

Lúa nếp là dạng lúa trồng chính và có vai trò quan trọng ở Châu Á, một

đột biến gen waxy dẫn đến thay đổi tinh bột ở nội nhũ Olsen et al (2006) đã nghiên cứu locus waxy để xác định nguồn gốc tiến hóa của kiểu hình này Nghiên

cứu thực hiện trên 105 giống bản địa nội nhũ nếp và lúa thường đã thu thập qua các vùng khác nhau ở Châu Á đã nhận thấy rằng lúa nếp có nguồn gốc ở Đông Nam châu Á Xác định đa dạng nucleotit chỉ ra rằng nguồn gốc lúa nếp liên quan

đến chọn lọc giảm biến dị di truyền tại locus waxy, sự so sánh với một locus không liên kết RGRC2 khẳng định đây là phương thức đặc thù của waxy Lúa nếp được tiến hóa và thuần hóa từ loài phụ japonica, theo Yamanaka et al (2004) các giống lúa thường mang 2 alen khác nhau trong locus waxy, xác định

là Wx a và Wx b mã hóa mức độ khác nhau của tinh bột mạch nhánh và điều khiển

tổng hợp hàm lượng amylose trong nội nhũ Alen Wx a ưu thế trong các giống lúa

thường indica, nhưng alen Wx b phổ biến trong lúa thường japonica Gần đây

những nghiên cứu phân tử của 2 alen này được đặc điểm hóa chính xác hơn, một cấu trúc khác nhau giữa 2 alen này bởi sự thay đổi xắp xếp các đơn vị base nitơ

(AGGT thành AGTT) tại một điểm đầu tiên của vùng gen Wx Trong trường hợp lúa nếp (wx) không thể phân biệt alen Wx a hoặc Wx b bằng phân tích kiểu hình Các tác giả đã phát triển chỉ thị (dCAPS) để dò tìm độ biến đã thay đổi một base

sử dụng mồi liên kết với alen Wxa (AGGT) và alen Wx b (AGTT) Nghiên cứu trên 153 con cái lúa nếp ở khắp châu Á đã nhận thấy các giống lúa nếp có cả 2

alen Wx a và Wx b , nhưng Wx b chiếm ưu thế, nó đóng góp độc lập của japonica khác nhau Mối quan hệ lúa dại và lúa trồng là đều có alen AGGT Kết quả nghiên cứu có thể kết luận rằng đột biến waxy là từ japonica xảy ra trong quá

indica-trình thuần hóa và tiến hóa của lúa và được người dân ở châu Á chọn lọc

Bounphanousay (2007) đã sử dụng chỉ thị vi vệ tinh để đánh giá đa dạng

di truyền của các giống lúa nếp cẩm của Lào và cho biết có 75 alen được xác định bởi 24 chỉ thị Số alen/chỉ thị dao động từ 2-7, trung bình là 3,13 alen/locus Giá trị đa dạng kiểu gen biến động từ 0,18-0,79, hệ số PIC dao động từ 0,17-0,76 Dựa trên các chỉ thị vi vệ tinh chia các mẫu giống thành 4 nhóm: 3 nhóm

indica và 1 nhóm japonica Các giống nếp cẩm của Lào đa dạng về kiểu hình lẫn

kiểu gen và có giá trị trong chọn giống lúa nếp

Lúa đen là một trong loại lúa được coi là thực phẩm chức năng có lợi cho sức khỏe con người vì có chứa anthocyanin, vitamin và khoáng chất (Kristamtini

et al., 2013) Thông qua đánh giá kiểu hình của 11 giống lúa đen và 2 giống lúa

trắng cho rằng khoảng phân loại là 1, 2 trong 5 nhóm, với nhóm I bao gồm giống lúa đen từ Sragen (T) và từ Bantul (O); nhóm II bao gồm giống lúa đen từ Banjarnegara (Y), và từ Wonosobo (W), giống lúa đen không râu từ Magelang (S) và có râu từ Magelang (R); nhóm III gồm Pari Ireng (D), lúa đen từ NTT (E), Cempo Ireng (C) và Jlitheng (B); nhóm IV bao gồm giống lúa trắng từ Inpari 6 (I) và Situbagendit (G); và nhóm V gồm 1 giống lúa đen từ Melik (A) Lúa đen

có chứa nhiều anthocyanin ở vỏ hạt gạo và có màu tím (Sosana et al., 2013) Sắc

tố Anthocyanin có tác dụng làm giảm cholesterol trong cơ thể con người (Lee et al., 2008) So với lúa trắng, lúa đen chứa nhiều khoáng chất hơn, bao gồm Fe,

Zn, Mn và P (Zhang et al., 2000) Nguồn gốc của lúa đen vẫn chưa rõ ràng

nhưng nó có thể có nguồn gốc từ các nước châu Á bao gồm Trung Quốc

(Mingwei et al., 1995), Ấn Độ (Sastry, 1978), Nhật Bản (Natsumi and Noriko,

1994), và Việt Nam (Quan, 1999) Chaudary and Tran (2001) cho rằng lúa đen

có nguồn gốc từ Sri Lanka, Philippines, Bangladesh, Thailand, Myanmar và Indonesia Lúa đen đa dạng về màu do hàm lượng sắc tố anthocyanin và khác nhau về hình thái

Sosana et al (2013) khi nghiên cứu ảnh hưởng của kiểu gen, môi trường

và tương tác giữa kiểu gen và môi trường đến hàm lượng anthocyanin ở 7 giống lúa đen của Thái Lan cho thấy: tương tác giữa kiểu gen và môi trường đóng góp 42,79% thay đổi hàm lượng anthocyanin trong đó kiểu gen góp 14,94% và môi

trường góp 22,46%, trong đó có hai giống ULR238 và ULR046 có mức ổn định cao nhất về hàm lượng anthocyanin khi trồng ở 8 môi trường khác nhau

Theo Peng et al (2004) thì dòng lúa nếp đen bất dục đực tế bào chất 186A

và dòng duy trì bất dục 186B được tạo ra từ việc lai lại liên tục giữa dòng lúa nếp đen Heinuo 83 với con lai F1 của dòng Zhenshan 97A và Xizhenheimi Dòng phục hồi 161R được chọn lọc phả hệ của tổ hợp lai giữa dòng Minghui 63 và giống nếp đen Yunxianguo Tổ hợp lai 186A/161 là giống lúa nếp lai có ưu thế lai cao (7095-8130 kg/ha) và chất lượng dinh dưỡng tốt Ba dòng bố 186A, 186B, 161R và con lai 186A/161 giầu protein, chất béo, sơ, khoáng chất và vitamin Gạo tổ hợp lai 186A/161 không chỉ có hàm lượng dinh dưỡng cao mà còn là nguyên liệu chế biến thực phẩm chức năng

Luangmanee et al (2016) đã chọn tạo giống lúa nếp đen kháng bệnh đạo

ôn cần có nguồn gen kháng bệnh phong phú Kết quả đánh giá 25 mẫu giống lúa nếp đen đã chọn được các mẫu giống là HY 71, Niawdam Gs.no.21629, Khaokam Gs.no.88084, KKU-GL-BL-05-003, KKU-GL-BL-05-004, KKU-GL-BL-06-010 và KKU-GL-BL-06-023 kháng cao với bệnh đạo ôn

2.2.2.3 Đa dạng di truyền lúa đặc sản

Theo Trần Thị Lương và cs (2013), phân tích quan hệ di truyền 60 giống lúa đặc sản, chất lượng ở Việt Nam với 40 chỉ thị SSR Tổng cộng có 180 alen được phát hiện bởi 33 chỉ thị cho đa hình với trung bình 5,45 alen/locus Trong

số 33 locus đa hình, tìm thấy 61 alen hiếm và 14 alen đặc trưng ở 11 locus Kết quả cho thấy, các alen đặc trưng có thể nhận dạng đặc điểm phân tử, ADN của 12 giống lúa nghiên cứu Hệ số đa hình di truyền (PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 với giá trị trung bình là 0,6 Hệ số tương đồng di truyền của 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77; hai giống có hệ số tương đồng di truyền thấp nhất là Jamin 85 (DS28) và LC93-1; hai giống có hệ số tương đồng di truyền cao nhất là Q5ĐB (DS42) và KDĐB (DS43)

Theo Trần Danh Sửu và cs (2010), trong số 50 chỉ thị SSR sử dụng để nghiên cứu đa dạng di truyền của 45 giống lúa nếp ở các tỉnh đồng bằng miền Bắc Việt Nam, 45 chỉ thị cho các băng ADN đa hình tại 46 locus Trong đó, 18 locus SSR cho nhận dạng đặc trưng với 28 alen duy nhất của 16 giống trong số

45 giống lúa nếp nghiên cứu Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống lúa nếp dao động từ 0,10 đến 0,98 Thấp nhất (0,10) là giữa giống nếp Bà lão (6195) và

giống nếp Hạt chanh (7055) và cao nhất (0,98) là giữa giống nếp Sấp (6236) và nếp Quắn (7060) Trong số 45 giống lúa nếp được nghiên cứu, 43 giống thuộc

loài phụ japonica và 2 giống (nếp Nõn tre và nếp Hạt chanh) thuộc loài phụ indica dựa trên ADN lục lạp

Theo Đoàn Thị Thùy Linh và cs (2013), khi đánh giá 50 mẫu giống lúa có nguồn gốc khác nhau cho thấy các mẫu giống trong tập đoàn chủ yếu là các giống trung ngày (chiếm 88%), chủ yếu thuộc loại bán lùn và trung bình, có khả năng đẻ nhánh ít, khối lượng trung bình hạt đạt từ trung bình đến cao chiếm đa số

và hạt gạo chủ yếu là loại hạt dài, đây là đặc điểm quý Kích thước lá, chiều dài bông rất đa dạng, tuy nhiên góc độ lá đòng chủ yếu là rất lớn, đây là một hạn chế lớn của các giống lúa địa phương Dựa trên các tính trạng kiểu hình, qua phân tích cho thấy 50 mẫu giống được chia thành 14 nhóm khác nhau cách biệt về di truyền Như vậy các mẫu giống lúa khá đa dạng, có một số đặc điểm quý và có thể sử dụng để chọn tạo các giống lúa thuần năng suất, chất lượng

Theo Nguyễn Thị Minh Nguyệt và cs (2013) tập đoàn giống lúa chịu hạn bản địa của Việt Nam khá đa dạng về thành phần alen Kết quả phân tích 23 chỉ thị phân tử SSR với 39 giống chịu hạn và giống IR64 thu được tổng số 82 loại alen, trung bình 3,57 alen/locus, hệ số PIC dao động từ 0,22 đến 0,77 Mức độ đa dạng di truyền giữa các giống lúa chịu hạn rất cao, hệ số tương đồng di truyền dao động 0,02 đến 0,91

Theo Trần Danh Sửu và cs (2010), trong số 36 chỉ thị SSR được sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền của 124 mẫu giống thu thập, 36 chỉ thị cho đa hình Trong đó, nghiên cứu đã phát hiện 3 locus SSR cho các băng đặc trưng của 3 giống lúa bản địa thu thập tại Lào Cai, có thể được ứng dụng trong công tác tạo lập

bộ chỉ thị nhận dạng giống lúa bản địa và các giống lúa Việt Nam nói chung Các giống lúa trong vùng thu thập tại Lào Cai rất đa dạng, tập trung trong 2 phân nhóm

chính của nhóm I, gồm các giống lúa thuộc nhóm lúa japonica Các giống này đều mang kiểu ADN lục lạp không khuyết thiếu của japonica Các giống lúa nương và

lúa ruộng có xu hướng nhóm vào hai phân nhóm trong nhóm I Nhóm II gồm tất cả

các giống lúa có kiểu ADN khuyết thiếu của indica và 13 giống có kiểu ADN lục lạp không khuyết thiếu Tỷ lệ lúa thuộc nhóm japonica đạt 62% (dựa trên đa hình

ADN lục lạp), chiếm đa số trong các giống lúa thu thập tại Lào Cai

Nguyễn Tài Toàn và cs (2016) đánh giá đa dạng di truyền dựa trên 27 tính trạng hình thái và nông sinh học của 30 mẫu giống lúa nương theo phương pháp UPGMA sử dụng phần mềm NTSYSpc 2.1 Kết quả cho thấy, các mẫu giống lúa nương đa dạng về chiều cao cây, chiều dài bông, chiều dài và chiều rộng lá đòng, hình dạng hạt, khối lượng 1000 hạt và các tính trạng hình thái như màu sắc thân lá, vỏ trấu, Hệ số tương đồng di truyền của 30 mẫu giống biến động 0,27-0,67, đạt trung bình là 0,47 Ở mức tương đồng 0,27 đã phân 30 mẫu giống lúa nương thành 2 nhóm lớn, nhóm 1 gồm 27 mẫu giống và nhóm 2 gồm 3 mẫu giống

2.2.2.4 Những nghiên cứu về nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam

Ở Việt Nam, lúa nếp được trồng chủ yếu ở miền núi nơi dân tộc Mường, Thái,… sinh sống bởi lúa nếp là nguồn lương thực chính của những dân tộc này Tiêu chuẩn để người nông dân chọn giống nếp để gieo trồng chính là chất lượng

và hương vị Nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam lần đầu tiên được Lê Quý Đôn mô tả trong cuốn “Cân đài loại ngữ” với 79 giống lúa cổ truyền trong đó có

29 giống lúa nếp (Bùi Huy Đáp, 1980)

Đến nay, ngân hàng gen Quốc gia tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã bảo quản 1200 mẫu giống lúa nếp bản địa được thu thập trên toàn quốc, trong số này có khoảng 200 mẫu được thu thập trước năm 1990 chủ yếu là lúa ruộng ở đồng bằng, còn khoảng 1000 mẫu giống được thu thập sau năm 1990 chủ yếu là lúa nương ở khu vực miền núi (Trần Danh Sửu, 2008)

Theo Lưu Ngọc Trình và cs (1995) dựa trên các isozyme để phân loại 643 giống lúa cổ truyền đại diện cho các hệ sinh thái Việt Nam đã phát hiện ra rằng

lúa indica chiếm 91,9% nguồn gen lúa Việt Nam, lúa japonica là 6,8% và 1,3%

là không xác định Trong số lúa japonica phân loại được thì lúa nếp chiếm tỷ lệ

cao hơn so với cấu trúc di truyền chung của nguồn gen lúa Việt Nam Trong tổng

số 359 mẫu giống nếp địa phương bảo quản tại ngân hàng gen Quốc gia, được

phân loại bằng phản ứng phenol cho thấy 54,6% là japonica, 45,5% là indica

Một công trình nghiên cứu khác của Lưu Ngọc Trình sử dụng RAPD để xác định

đa dạng di truyền khác nhau của Việt Nam cho thấy có 20 mẫu giống 68,9% là

japonica

Ở đồng bằng Bắc bộ, lúa nếp dạng japonica nhiều hơn dạng indica và khu

vực phía Bắc tập đoàn lúa nếp cũng đa dạng hơn ở khu vực phía Nam Lúa nếp

có đặc điểm dẻo, thơm như: nếp Cái Hoa vàng, nếp Hạt to, nếp Cái,… được Lê Quý Đôn ghi chép ở thế kỷ 18 Ở khu vực nương rẫy, tài nguyên lúa nếp rất phong phú và đa dạng Khi phân tích isozyme esterase để nghiên cứu đa dạng di truyền của lúa địa phương thu thập từ các khu vực miền núi đã phát hiện ra rằng lúa nếp rất đa dạng và có mặt trong 7 nhóm isozyme Phần lớn lúa nếp ở khu vực

nương rẫy của miền Bắc Việt Nam là lúa japonica những nghiên cứu này góp

phần vào việc giữ gìn nguồn gen lúa nếp có hiệu quả hơn trong các chương trình cải lương nguồn gen lúa nếp (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004)

Ở khu vực miền Nam Việt Nam không có lúa japonica, lúa nếp ít đa dạng

di truyền hơn lúa nếp miền Bắc và cơm ít dính hơn Tại đồng bằng sông Cửu Long giống lúa nếp được trồng chủ yếu ở hai tỉnh Long An và Cần Thơ Các mẫu giống lúa nếp ở vùng này đã được thu thập và lưu giữ tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia Từ ngân hàng gen được các đơn vị cơ quan sử dụng làm nguồn vật liệu khởi đầu trong công tác lai tạo hay phục tráng lại các giống có đặc điểm, tính trạng quý Như vậy, có thể thấy nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam khá

phong phú và đa dạng Nguồn gen lúa nếp thuộc loài phụ japonica chiếm tỷ lệ cao hơn loài phụ indica, loài phụ japonica có khả năng chịu rét khỏe, chống chịu

khá với bệnh đạo ôn và bạc lá, các yếu tố cấu thành năng suất cao sẽ là vật liệu cho các mục tiêu chọn tạo giống lúa nếp hiện nay (Lã Tuấn Nghĩa và Lê Thị Thu Trang, 2012)

Theo Ngô Thị Hồng Tươi và cs (2014), phân tích đa dạng di truyền của 46 dòng/giống lúa cẩm gồm cả lúa nếp và tẻ được thu thập từ các địa phương dựa vào

sự có mặt và mức độ đa hình của chỉ thị phân tử SSR Thí nghiệm sử dụng 35 chỉ thị phân tử SSR, trong đó có 9 chỉ thị đơn hình và 26 chỉ thị đa hình với tổng số 68 alen đa hình chiếm tỷ lệ trung bình 2,62 alen trên một locus Hệ số đa dạng di truyền (PIC) dao động từ 0,08 đến 0,74 với giá trị trung bình là 0,46 Kết quả phân tích đã chia nguồn vật liệu nghiên cứu thành 2 nhóm chính Ngoài ra thí nghiệm đánh giá hàm lượng anthocyanin của các mẫu lúa nghiên cứu, có 6 giống cho hàm lượng anthocyanin cao nhất là N14, N16, N18, N4, N22 và N20 Qua đánh giá một

số chỉ tiêu nông sinh học cũng cho hai nhóm giống cây di truyền

Theo Nguyễn Quốc Trung và cs (2016), anthocyanin là chất sinh học tự nhiên, thuộc nhóm flavonoid có nhiều trong gạo đỏ và gạo tím (gạo cẩm) Các giống lúa cẩm nếp và tẻ của Việt Nam rất phong phú và đa dạng theo vùng địa lý

đo pH vi sai thu được mẫu giống N20 có vỏ nội nhũ đen đậm có hàm lượng anthocyanin cao nhất >0,2% (379 mg/100g), mẫu giống N25 có vỏ nội nhũ nâu

đỏ có hàm lượng anthocyanin thấp nhất <0,01% (2 mg/100g) Gen Rc sinh tổng

hợp anthocyanin được xác định nằm trên NST số 7 Kết quả chọn lọc trong 4 chỉ

thị ADN để kiểm tra sự có mặt của gen Rc là Ra, Rc, qPC7 và RM21197 đã xác định chính xác được chỉ thị qPC7 liên kết chặt với gen Rc xuất hiện trong 20 mẫu

giống lúa cẩm nghiên cứu

2.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA NẾP Ở VIỆT NAM

Công tác chọn tạo giống lúa của Việt Nam bắt đầu được chú ý từ những năm 60 của thế kỷ XX nhưng tập trung chủ yếu vào chọn tạo giống lúa tẻ Việc chọn tạo giống lúa nếp được tiến hành nhằm mục đích chính là phục vụ cho các vùng thâm canh Phương pháp được áp dụng là: Cải tiến những giống lúa địa phương nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, giới thiệu những giống cải tiến và lai tạo Công tác chọn tạo giống lúa nếp năng suất cao đã được thực hiện thông

qua nhiều nghiên cứu di truyền gen nội nhũ đục Wx và gen thơm Kết quả cho thấy gen Wx và gen thơm mang tính lặn trong di truyền Thông qua các phép lai

hữu tính có thể tạo nên tổ hợp có năng suất cao, thời gian sinh trưởng thích hợp,

có gen thơm và gen Wx Trong tổng số 156 giống lúa được công nhận từ 2004 -

2015 có 11 giống lúa nếp Công tác nghiên cứu chọn tạo lúa nếp đến nay vẫn chưa được chú trọng nhiều, phương pháp chọn tạo chính là lai hữu tính và đột biến (Cục Trồng trọt, 2015)

Phương pháp chọn lọc dòng thuần chủ yếu là từ tập đoàn các giống lúa địa phương như: nếp Lý, nếp Xoắn, nếp Bắc, nếp Thái Bình, nếp Khẩu Lếch,… Kết quả là đã có nhiều giống triển vọng được các địa phương chấp nhận và mở rộng sản xuất Đây là phương pháp sử dụng phổ biến ở Việt Nam và rất có giá trị trong công tác phục tráng các giống lúa cổ truyền (Cục Trồng trọt, 2015)

Phương pháp nhập nội được thực hiện rất nhiều nhưng với các giống lúa nếp thì rất ít, ngoài một số giống không chính thức được đưa vào sản xuất như: nếp Ấn Độ, thì từ năm 1997 - 2004 chỉ mới công nhận một giống là IRI352 Phương pháp lai sử dụng nguồn gen lúa địa phương trong hầu hết các tổ hợp lai hoặc lúa nếp cải tiến đã chọn tạo ra các giống lúa nếp có triển vọng, công nhận tạm thời, công nhận chích thức như nếp 415, nếp 97, nếp ĐS101, OM208, N99, N44,… Phương pháp xử lý đột biến phóng xạ trên các giống nếp địa phương, nếp

cải tiến, kết hợp với phương pháp lai tạo đã tạo ra các giống nếp: PD2, DT21, DT22, TK106,… bằng khai thác biến dị soma từ các giống lúa nếp địa phương miền Nam, nếp Thái Lan, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu long đã chọn tạo ra các dòng, giống nếp có triển vọng như OM 4661, OM 4662, OM 4672… đang được nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất Bằng phương pháp lai hữu tính đã có nhiều dòng, giống lúa nếp được tạo ra, cụ thể: giống lúa nếp BM 9603 được chọn tạo từ

tổ hợp lai nếp 415/Đ.Ô3//TK90, có thời gian sinh trưởng trong vụ Xuân là

160-179 ngày và vụ Mùa là 120-125 ngày, cây cao trung bình, hạt to, bầu, xôi dẻo, thơm, năng suất 5-6 tấn/ha Giống lúa nếp N97 do tác giả Lê Vĩnh Thảo, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam lai tạo từ tổ hợp lai N87/nếp 415 Giống N97

và được công nhận giống quốc gia năm 2004 Giống lúa nếp PD2 do tác giả Đào Xuân Tân, Trường Đại học Sư phạm 2 chọn tạo ra bằng con đường gây đột biến giống nếp 415 và được sử dụng làm dòng bố để lai với TK90, năng suất đạt 5-6 tấn/ha, có hạt xếp xít, xôi dẻo thơm nhẹ Nếp DT22 do tác giả Nguyễn Văn Bích, Trần Duy Quý – Viện Di truyền Nông nghiệp lai tạo, giống có thời gian sinh trưởng ngắn, xôi dẻo thơm đậm năng suất trung bình 4,5-5,0 tấn/ha Tác giả Nguyễn Thị Trâm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội lai tạo thành công giống nếp 44 từ tổ hợp lai nếp Hoa vàng x (nếp Bầu x VN72), giống có khả năng đẻ nhánh trung bình xôi dẻo, thơm, năng suất trung bình 5,0-5,5 tấn/ha Giống DT21

do tác giả Nguyễn Văn Bích và cộng tác viên, Viện Di truyền Nông nghiệp lai tạo từ tổ hợp lai ĐV2 (nếp Cái Hoa vàng đột biến) với Nếp N415 (Cục Trồng trọt, 2009)

Nguyễn Đức Thành và cs (2009), đã thu thập 17 mẫu lúa nếp Tú Lệ và 8 mẫu nếp đặc sản khác (nếp Cái Hoa vàng, nếp Hương, nếp Cái, nếp Hoa vàng, nếp Cái nương, nếp Nương thơm, nếp Đập và nếp Cẩm) Kết quả nghiên cứu về

độ bền gel, nhiệt độ hóa hồ và hàm lượng protein cho thấy nếp Tú Lệ thu từ các địa phương khác nhau đều mềm, nhiệt độ hóa hồ thấp (6,17 đến 7,0) và hàm lượng protein khá cao (9,19 đến 10,04%) Đã phân tích mức độ biến đổi di truyền

ở các dòng nếp Tú Lệ và 8 giống nếp đặc sản bằng các chỉ thị SSR liên quan đến chất lượng (hàm lượng amylose, độ bền gel, mùi thơm, chiều dài hạt)

Theo Lê Hữu Hải (2013), kết quả thực hiện đề tài “Chọn lọc làm thuần giống lúa Than đặc sản” đã chọn lọc thuần giống 01 dòng lúa Than nổi trội, tỷ lệ

đỗ ngã thấp đưa vào sản xuất và đặt tên là lúa cẩm Cai Lậy Giống lúa Than đặc

sản này có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm cực ngắn ngày 80-85 ngày (đối với gieo sạ) và 90-95 ngày (đối với cấy); năng suất khá cao và ổn định, vụ Hè Thu đạt năng suất 4-5 tấn/ha và vụ Đông Xuân đạt 5-6 tấn/ha, trong điều kiện thâm canh cao có thể đạt năng suất 6-7 tấn/ha; chống chịu sâu bệnh ở mức chấp nhận như kháng bệnh đạo ôn (cháy lá), nhiễm rầy nâu; lúa này xay ra gạo có hàm lượng protein cao (9-10%), hàm lượng amylose thấp (13-14%), nhiều chất khoáng, chất xơ hòa tan, vitamin nhóm B và đặc biệt có chứa hàm lượng cao nhất anthocyanin có lợi cho sức khỏe và người ăn kiêng

Theo Nguyễn Minh Công và cs (2016), sử dụng chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều lượng 100 và 150 Gy vào hạt lúa nếp TK90 đã chọn được giống nếp Phú Quý Giống nếp Phú Quý có cây còn hơi cao (trung bình 120-125 cm), thuộc nhóm giống có thời gian sinh trưởng trung bình Vì vậy, đã tiếp tục chiếu

xạ với phương thức như trên và đã tạo được nhiều dòng đột biến ưu tú, có ý nghĩa cải tiến giống, đã tuyển chọn được dòng đột biến PQ3 có cây thấp (101,43

cm ở vụ mùa và 102,61 cm ở vụ xuân), có thời gian sinh trưởng ngắn (vụ mùa

111 ngày, vụ xuân muộn 127 ngày) nhưng vẫn giữ được các đặc điểm quý của giống gốc, góp phần đưa nếp Phú Quý vào nhóm giống ngắn ngày và tăng khả năng mở rộng trong sản xuất

Theo Nguyễn Văn Tiếp và cs (2016), xử lý bằng tia Gamma (Co60) lên hạt nảy mầm ở thời điểm 69-72 giờ (kể từ khi ngâm hạt) của giống lúa nếp Cái Hoa vàng với các liều xạ 10 và 15 krad Tiến hành chọn lọc liên tục từ M1 đến M5 đã thu được một số dòng đột biến có triển vọng Mỗi dòng đột biến có giá trị khác nhau trong việc cải tiến giống nếp Cái Hoa vàng như: mất cảm ứng quang chu kỳ (có thể gieo cấy 2 vụ/năm), thấp cây chống đổ tốt, rút ngắn thời gian sinh trưởng, tăng số hạt trên bông,…Các dòng có ý nghĩa cải thiện chiều cao cây là: HV1, HV3, HV7 và HV13 Các dòng có ý nghĩa rút ngắn thời gian sinh trưởng là: HV2, HV4, HV8 và HV13 Các dòng có ý nghĩa trong việc cải thiện khả năng chống đổ là: HV1, HV3, HV7 và HV13 Các dòng có ý nghĩa trong việc tăng năng suất là: HV5, HV7, HV8, HV9, HV10, HV12 và HV14 Các dòng đột biến được đánh giá về một số đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất

và năng suất, so sánh chúng với nhau và với giống gốc Từ đó đã chọn được 2 dòng đột biến có triển vọng là HV1 và HV13: có mùi thơm, giảm chiều cao cây, tăng khả năng chống đổ và cải tiến năng suất Kết quả giải phẫu thân các dòng

đột biến và giống gốc cho thấy nhiều điểm khác biệt trong cấu trúc giải phẫu liên quan đến khả năng chống đổ như: làm thay đổi cách sắp xếp của bó mạch ở nhiều dòng đột biến theo hướng làm cho cây cứng hơn và kháng đổ tốt hơn

Theo Nguyễn Thị Lang và cs (2016), giống lúa nếp OM366 được chọn lọc từ tổ hợp lai OM2008/Nếp Sáp Giống lúa OM366 có ưu điểm là giống lúa cứng cây, đẻ nhánh khoẻ, năng suất cao (6-7 tấn/ha), gạo tương đối dẻo, ngon cơm Kết quả khảo nghiệm qua các vụ cho thấy, giống lúa OM366 thích hợp trong cả hai vụ đông xuân và hè thu, phù hợp ở nhiều vùng đất khác nhau Giống lúa nếp OM366 có khả năng chống chịu được bệnh cháy bìa lá ở cấp 1, chống chịu bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá ở mức độ trung bình khá, nhiễm nhẹ bệnh đạo

ôn (cấp 3-5) Giống lúa OM366 phù hợp cho vùng An Giang, Hậu Giang, Long

An, Cần Thơ và Trà Vinh

Theo Trần Văn Minh và Đỗ Thị Diệu Hạnh (2016) các giống lúa nếp Ba tháng, nếp Lân và nếp Ngự được trồng lâu đời và gắn bó với người nông dân các dân tộc ở huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định Nếp Ba tháng và nếp Ngự thuộc nhóm giống trung ngày (115-118 ngày), nếp Lân thuộc nhóm giống dài ngày (180-187 ngày) Cả ba giống được gieo trồng trong vụ hè thu và thuộc loại hình cao cây Giống nếp Lân có khả năng đẻ nhánh cao 9,33 nhánh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu 85,42%, chiều dài bông lúa 32,56 cm Các giống khi trổ có độ thoát cổ bông tốt,

ít rụng hạt, khả năng chống lạnh tốt, sâu bệnh hại không đáng kể Giống nếp Ba tháng năng suất 47,67 tạ/ha, nếp Lân 46,67 tạ/ha, nếp Ngự 43,33 tạ/ha Các giống lúa có dạng hạt bầu, tỷ lệ gạo nguyên cao (87,76% - 95,89%), chất lượng cơm ngon, thơm, dẻo Hàm lượng protein cao (9,76 - 10,71%), hàm lượng amylose rất thấp (4,22% - 4,67%)

Nguyễn Thị Lân và Nguyễn Thế Hùng (2017) đã phục tráng thành công 2 giống lúa nếp đặc sản Khẩu Pái và Khẩu Lường Ván tại Tuyên Quang trong 3 năm từ 2014 - 2016 Kết quả chọn được 5 dòng ưu tú/giống; năng suất trung bình đạt 42,94 tạ/ha (giống Khẩu Pái) và 44,52 tạ/ha (giống Khẩu Lường Ván), cao hơn so với năng suất của các giống này khi chưa chọn lọc tương ứng là 7,22 tạ/ha (tăng 16,82%), 8,00 tạ/ha (tăng 18,07%); từ 5 dòng ưu tú/giống, đã hỗn dòng và tạo được 100 kg hạt giống siêu nguyên chủng (50 kg/giống) có độ thuần và độ sạch đạt 100%; tạp chất và hạt khác giống là 0%, tỷ lệ nảy mầm 97,5-98,2%, độ

ẩm 12%

2.4 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT CANH TÁC LÚA

2.4.1 Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác lúa trên thế giới

2.4.1.1 Những nghiên cứu về mùa vụ

Ruộng lúa luôn chịu sự tác động của các yếu tố khí tượng như nhiệt độ,

ẩm độ, ánh sáng và chế độ nước Tuy nhiên, yếu tố nhiệt độ và ánh sáng có ảnh hưởng đáng kể nhất Tác giả Yoshida (1985) cho biết nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa Nhiệt độ lạnh làm ảnh hưởng đến sức nảy mầm, mạ ra lá chậm, mạ lùn, lá vàng, đỉnh bông bị thoái hóa, độ thoát cổ bông kém, chậm ra hoa, tỷ lệ lép cao và chín không đều Cây lúa rất mẫn cảm với nhiệt

độ cao vào lúc trỗ bông, khi gặp nhiệt độ trên 350C kéo dài hơn 1 giờ vào lúa nở hoa làm cho tỷ lệ hạt lép tăng rõ rệt

Áng sáng thường ảnh hưởng đến cây lúa trên 2 mặt: cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp, số giờ chiếu sáng trong ngày ảnh hưởng đến sự phát triển, ra hoa, kết quả của lúa sớm hay muộn Theo Yoshida (1985) cho biết nếu muốn đạt 5 tấn thóc/ha cần khoảng 300 cal/cm2/ngày ở thời kỳ hình thành sản lượng và cần ít lượng bức xạ hơn ở thời kỳ chín Trong các giống lúa thì giống địa phương thường dễ mẫn cảm với ánh sáng và có thể trỗ bông khi giai đoạn ngày dài ở mức độ thấp (thời gian tới hạn của ngày dài từ 12,5-14,0 giờ) Tuy nhiên, hiện nay nhiều giống lúa trồng thường không mẫn cảm với ánh sáng và có thể trỗ bông ở bất cứ vĩ độ nào miễn là điều kiện nhiệt độ không bị hạn chế

Nước là yếu tố quan trọng trong đời sống cây lúa, chế độ nước có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ruộng lúa Thiếu nước ở bất

kỳ giai đoạn sinh trưởng nào cũng có thể làm giảm năng suất lúa, thiếu nước làm cây có biểu hiện lá cuộn tròn lại, lá bị cháy, hạn chế đẻ nhánh, cây thấp, chậm ra hoa, hạt lép và lửng Thiếu hụt nước vào giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng có thể làm giảm chiều cao cây, số nhánh và diện tích lá nhưng năng suất không bị ảnh hưởng nếu như nhu cầu nước được đáp ứng kịp thời Tuy nhiên, thiếu nước từ giai đoạn phân bào giảm nhiễm đến trỗ bông (nhất là vào thời gian 11 ngày và 3 ngày trước trỗ bông) chỉ cần hạn 3 ngày đã làm giảm năng suất rất nghiêm trọng

và tỷ lệ hạt lép cao (Yoshida, 1985)