CHỌN lọc DÒNG THUẦN các GIỐNG lúa OMCS2000, OM2717 OM2718 và IR64 THEO HƯỚNG CHẤT LƯỢNG CAO

1.4 Đặc tính hình thái cây lúa 10Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu... Xuất phát từthực trạng đã nêu trên đềtài “ Chọn lọc dòng thuần các giống lúaOMCS2000, O

  

Phùng Khắ c Khoa

CHỌN LỌC DÒNG THUẦN CÁC GIỐNG LÚA

OMCS2000, OM2717 OM2718 VÀ IR64 THEO HƯỚNG CHẤT LƯỢNG CAO

LUẬN VĂN KỸ SƯNGÀNH TRỒNG TRỌT

Cầ n Thơ,tháng 6 - 2008

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

  

Phùng Khắ c Khoa

CHỌN LỌC DÒNG THUẦN CÁC GIỐNG LÚA

OMCS2000, OM2717 OM2718 VÀ IR64 THEO HƯỚNG CHẤT LƯỢNG CAO

LUẬN VĂN KỸ SƯNGÀNH TRỒNG TRỌT

Xin tỏlòng biế t ơn sâu sắ c đế n

- Ts Võ Công Thành, Ts Phạm Văn Phượng, ngườiđã tận tình hướng dẫn, gợiý vàcho những lờikhuyên hết sức bổích trong việc nghiên cứu và hoàn thành luận vănnày

- Ks Nguyễn Phúc Hảo đã tận tình chỉdẫn, giúp đỡvà tạo điều kiện cho tôi thựchiện luận văn này

Xinh chân thành cả m ơn

- Ks Quan ThịÁi Liên, Ks Hứa Minh Sang, Ktv Đái ThịPhương Mai đã giúp đỡtôi trong việc phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

- Ktv Võ Quang Trung, Ktv Nguyễn Hoàng Kính đã giúp đỡtôi thực hiện cáccông việc ngoài đồng

- Ktv Đặng ThịNgọc Nhiên, Ktv Cao ThịHà Giang, bạn sinh viên Lưu ThoạiNgọc Đồng cùng các em sinh viên khóa 31 tại phòng thí nghiệm Di Truyền -Giống Nông Nghiệp đã giúp đỡtôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn

- Xin ghi nhớmãi những tình cảm thân thiết của tập thểcác bạn lớp trồng trọt khóa

30 đã cùng tôi trải qua những năm tháng của thờisinh viên

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

I LÝ LỊ CH SƠLƯỢC

HọVà Tên: Phùng Khắc Khoa Giớitính: NamNgày, tháng, năm sinh: 27/10/1986 Dân tộc: KinhNơisinh: Ấp số3, Xã MỹCẩm, Huyện Càng Long, Tỉnh Trà VinhCon ông: Phùng Văn Sèn và Bà: Nguyễn ThịHường

Địa chỉthường trú: Ấp số3, Xã MỹCẩm, Huyện Càng Long, Tỉnh Trà VinhĐiện thoại: 0957130900

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các sốliệu, kết quảtrình bày trong luận văn tốt nghiệp là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai côngbốtrong bất kỳcông trình luận văn nào trước đây

Tác giảluận văn

Phùng Khắc Khoa

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

1.4 Đặc tính hình thái cây lúa 10

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

1.5 Thờigian sinh trưởng của cây 13

2.1.1 Nguồn vật liệu ban đầu 152.1.2 Địa điểm, dụng cụvà hoá chất thí nghiệm 172.2 Nộidung và phương pháp nghiên cứu 18

2.2.1 Nội dung nghiên cứu 182.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụthể 18

3.1.1 Kết quảđiện di protein tổng sốcủa các giống ban đầu 293.1.2 Các dòng thu được ởvụmột 313.1.2 Chỉtiêu nông học các cây vụ1 323.1.3 Phân tích chỉtiêu phẩm chất ởvụ1 333.1.4 Kiểm tra độthuần bằng kỹthuật điện di SDS-PAGE 36

3.3.2 Kết quảphân tích các chỉtiêu nông học vụ3 43

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

2.2 Dụng cụ,thiết bịmáy sửdụng cho điện di SDS-PAGE 173.1 Phổđiện di protein tổng sốcủa giống IR64 293.2 Phổđiện di protein tổng sốcủa giống OMCS2000 303.3 Phổđiện di protein tổng sốcủa giống OM2717 303.4 Phổđiện di protein tổng sốcủa giống OM2718 313.5 Nhiệt trởhồ(1) và độbền thểgel (2) dòng OMCS2000-01 353.6 Phổđiện di protein tổng sốcủa dòng IR64-01 và IR64-02 363.7 Phổđiện di protein tổng sốcủa dòng IR64-01-01 và IR64-01-02 (chưa

thuần)

38

3.8 Dòng lúa IR64-0-01 ngoài đồng ruộng (thuần) 413.9 Phổđiện di protein tổng sốcủa dòng OMCS2000-01-01-01 (thuần) 423.10 Phổđiện di protein tổng sốcủa dòng IR64-02-01-02 (chưa thuần) 423.11 Hình dạng các dòng lúa ưu tú và giống đối chứng 47

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

3.1 Ký hiệu các giống/dòng lúa ban đầu và vụ1 323.2 Chỉtiêu nông học các dòng lúa vụ1 333.3 Hàm lượng protein và amylose các dòng lúa vụ1 34

3.5 Hàm lượng amylose vụ2 và vụ1 393.6 Hàm lượng protein vụ2 và vụ1 403.7 Chiều cao cây và thờigian sinh trưởng của 9 giống/dòng lúa thí

nghiệm

43

3.8 Sốbông/m2, hạt chắc/bông, tỷlệhạt chắc, trọng lượng 1000 hạt và

năng suất thực tếcác dòng lúa thí nghiệm

45

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

3.11 Hàm lượng protein vụ3, vụ2 và vụ1 503.12 So sánh hàm lượng amylose vụ3, vụ2 và vụ1 513.13 Độbền thểgel và độtrởhồcác dòng lúa vụ4 52

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Xuất phát từnhu cầu cần thiết có những giống lúa thuần và chất lượng cao(protein cao, amylose thấp) nhằm phục vụcho nhu cầu sản xuất lúa trong cảnước nóichung và khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng Đểlàm thuần cho cây lúangoài phương pháp tuyển chọn cổtruyền thì kỹthuật điện di protein SDS-PAGE được

áp dụng nhằm nâng cao hiệu quảchọn giống đồng thời cải thiện các chỉtiêu phẩm chấtnhưprotein và amylose

Quá trình thanh lọc và làm thuần đã trải qua 3 vụ Vụ1chọn dòng ưu tú qua kỹthuật điện di SDS-PAGE, trồng cách ly trong chậu., vụ2 nhân dòng ưu tú, kiểm tra độthuần, theo dõi chỉtiêu phẩm chất, vụ3 bốtrí thí nghiệm ngoài đồng ruộng Kếtquảsau 3 vụchọn dược 3 dòng thuần (thuần vềmặt di truyền và thuần ngoài đồng ruộng)

và phẩm chất cao và thích nghi với điều kiện tự nhiên ở địa phượng , dòngOMCS2000-01-01 (protein: 11.05%, amylose: 17.58%), dòng OM2717-01-01(Protein: 10.50%, amylose: 17.30%), dòng IR64-01-01 (Protein: 10.35, amylose: 20%)

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Việt Nam là một nước nông nghiệp, sản phẩm nông nghiệp đóng vai trò quantrọng và góp phần đáng kểtrong thu nhập của cảnước Trong những năm gần đây nềnnông nghiệp nước ta đang trên đà phát triển, trong đó cây lúa ởĐồng Bằng Sông CửuLong đóng một vai trò quan trọng vừa là nơi cung cấp lúa chủyếu cho nhu cầu tiêu thụtrong nước vừa là mặt hàng xuất khẩu

Đểvững chắc cho vai trò trên công tác giống lúa cần phảiđược quan tâm nhiều

hơn bên cạnh sửdụng các phương pháp cổđiển đã có từxưa cần đưa vào ứng dụngkhoa học kỹthuật trên đồng ruộng cụthểđốivới cây lúa đểcó được những giống lúa

có năng suất cao và phẩm chất tốt nhằm mục đích đáp ứng yêu cầu và thịhiếu ngườitiêu dùng

Hiện tại chúng ta có nhiều giống lúa đang canh tác ởphạm vi cảnước nói chung

và trong khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng đang gặp một hạn chếlà giốnglúa bịlẫn tạp nhiều và thối hóa qua nhiều năm canh tác do đó không đảm bảo và pháthuy tối đa tiềm năm vềnăng suất và phẩm chất của các giống lúa

Xuất phát từthực trạng đã nêu trên đềtài “ Chọn lọc dòng thuần các giống lúaOMCS2000, OM2717, OM2718 và IR64 theo hướng chất lượng cao” được thực hiện

tại phòng thí nghiệm Chọn Giống, Bộmôn Di Truyền-Giống Nông Nghiệp, KhoaNông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại Học Cần Thơ, áp dụng kỹthuật điện

di protein SDS-PAGE nhằm mục đích làm thuần và thanh lọc các giống lúa đểđạtđược những giống lúa có năng suất cao, phẩm chất tốt (hàm lượng protein cao và hàmlượng amylose thấp)

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀCÂY LÚA

1.1.1 Rễlúa

Mỗicây lúa có hai loại rễ: rễmầm và rễphụ

 Rễmầm

Là rễxuất hiện đầu tiên trong sựnẫy mầm của hạt lúa, trên mỗi hạt lúa khi nẫy

mầm thường chỉmang một rễmầm, rễnày có độdài trong khoảng 10-15cm có nhiệmvụchủyếu là hút nước cung cấp cho phôi phát triển, sau 10-15 ngày tức là lúc cây mẹđược 3-4 lá thì rễmầm sẽchết

 Rễphụ

Là rễmọc ra từcác mắt và đốt trên thân lúa, rễphụmọc dài có nhiều nhánh vàlông hút Mỗi mắt có hai vòng rễmang trung bình 5-25 rễphụ Bên trong rễcó nhiềukhoảng trống ăn thông với thân và lá Cây lúa sống được dưới nước là nhờrễlúa có

cấu trúc đặc biệtnày (Nguyễn Ngọc Đệ,1998)

Bông lúaLá

Thân lúa

Rễ lúaHình 1.1 Hình thái cây lúa

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

1.1.2 Thân lúa

Thân lúa gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau Lóng là phần thân giữa của hai

mắt và thường được bẹôm chặt Các lóng có hình tròn hay bầu dục, dày hay mỏng, dàihay ngắn là tuỳthuộc vào giống, điều kiện môi trường và nuớc Các lóng dưới thường

ít phát triển hơn các lóng trên cùng, chỉcó khoảng 3-8 lóng trên cùng vươn dài khi lúalàm đồng Cây lúa sẽcứng chắc nếu có lóng ngắn, thành lóng dày và bẹlá ôm sát thân(Nguyễn Ngọc Đệ, 1998)

1.1.3 Lá lúa

Lúa là cây đơn tửdiệp có kiểu lá song song, lá lúa gồm phiến lá, cổlá và bẹlá

Lá mọc ởhai bên thân lúa, lá sau nằm vềphía đối diện với lá trước đó Lá trên cùng

gọi là lá cờhay lá đòng, lá này rất quan trọng trong giai đoạn lúa mang đòng đến khilúa chín nên lá này cần phải được bảo vệ

Vỏlúa

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

- Tất cảcác protein dựtrữvới hàm lượng đáng kểtrong quá trình phát triển của hạt.

- Protien dựtrữnày sẽbịthuỷphân nhanh khi hạt nảy mầm đểcung cấp đạm dạngkhửcho các giai đoạn phát triển của cây con

- Protein dựtrữđược tích trữtrong các mô đặc biệt, chúng không phảilà các proteinhoạt động, đối với cây họđậu nó được chứa trong tửdiệp còn ởngũcốc thì trong

nội nhũ

1.2.2 Các thành phầ n và vịtrí dựtrữprotein trong hạt lúa

Dựa vào đặc tính hoá học của protein trong hạt nhưkhảnăng hòa tan trong cácdung môi, đặc tính trầm tủa và biến tính, Osborne (1909) đã phân loạiprotein dựtrữtrong hạt gồm 4 nhóm sau:

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Nhóm I Albumin tan trong nước.

Nhóm II Globulin tan trong rượu

Nhóm III Glutelin tan trong acid hoặc kiềm

Nhóm IV Prolamin tan trong rượu

Bảng 1.1 Thành phần protein dựtrữởmột sốhạt ngũcốc (Payne và Rhodes, 1982)

Phần trăm các thành phần protein trong hạt ngũcốcLoại ngũcốc

Albumin Globulin Prolamin Glutelin

Trong hạt lúa thành phần glutelin và protein dựtrữchính chiếm khoảng 80%

tổng sốprotein trong nội nhũ(Juliano, 1972) Theo Yamagata và ctv (1982) glutelinkhi được ly trích và điện di theo phương pháp SDS-PAGE, có hai tiểu nhóm đơn vịcótrọng lượng phân tửkhác nhau Tiểu nhóm đơn vịdạng αcó trọng lượng phân tử37-39KDa và tiểu nhóm đơn vịdạng βcó trọng lượng phân tử22-23 KDa Tiểu nhóm đơn vị

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

dạng αvà βcủa glutelin không được tổng hợp trực tiếp mà qua trung gian polypeptide

57 KDa còn được gọilà tiền chấtcủa glutelin (pro-glutelin): polypeptide này sau khiđược giải mã và cắt nối sẽtạo thành dạng αvà βcủa glutelin Vì vậy trong suốt quátrình phát triển của hạt pro-glutelin là sản phẩm chính của quá trình tổng hợpprotein(Yamagata và ctv, (1983)

Trong hạt lúa thành phần albumin có hàm lượng lysin cao nhất, kếđến làglutelin và globumin, hai thành phần albumin và globumin tập trung ởlớp aleuron do

đó sẽmất đi trong quá trình xay chà, còn hai thành phần glutelin và prolamin phân bố

đều trong nội nhũ(Tecsol và ctv, 1971)

1.3 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ PHẨM CHẤT HẠT GẠO

Chất lượng gạo được đánh giá thông qua nhiều chỉtiêu, có thểxếp thành banhóm thuộc ba lĩnh vực chất lượng nhưsau: chất lượng dinh dưỡng gồm các chỉtiêusinh hoá của hạt gạo nhưhàm lượng tinh bột, hàm lượng amylose, hàm lượng protein,độbền thểgel, nhiệt trởhồ…; chất lượng thương phẩm còn gọi là chất lượng kinh tếđược đánh giá thông qua các chỉtiêu vậtlý và hình thái nhưtỷlệgạo xay xác, tỷlệhạtnguyên, gạo trắng trong, tỷlệtấm, tỷlệbạc bụng, độđồng đều của hạt, chiều dài chiềurộng hạt và tỷlệdài/rộng của hạt…; chất lượng sửdụng và chếbiến gồm các chỉtiêunhưđộxốp, độnở,độdẻo, độbóng cơm, mùi thơm…

Ởlúa thơm ngoài các chỉtiêu trên còn có mộtchỉtiêu quan trọng góp phần làm

tăng giá trịcủa hạt gạo đó là mùi thơm, mùi thơm biến động từthơm nhẹ(lightscented) đến thơm (scented) Tuy nhiên ởchất lượng cơm nấu (cooking quality) củanhóm lúa này không chỉkểđến mùi thơm là đủmà còn đềcập đến mộtsốchỉtiêu khác

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

nhưchiều dài, chiều rộng hạt, độnởdài của hạt sau khi nấu, hàm lượng amylose, nhiệttrởhồ, độbền thểgel và vịnếm.

1.3.1 Amylose

Alymose là một phần tinh bột có cấu trúc không phân nhánh Cấu tạo tinh bột

gồm hai dạng polysaccharide đó là amylose (cấu trúc chuỗi thẳng) và amylosepeptin(cấu trúc phân nhánh), tin bột chứa khoảng 60-80% trọng lượng hạt lúa nước (Jennings

Ởlúa amylose được quyếtđịnh bởi yếu tốdi truyền, locus waxy nằm trên nhiễm

sắc thểthứba (Khush và ctv, 1974) Amylose được kiểm bởi mộtgen duy nhất, trong

gạo nếp phần nội nhũchứa amylosepeptin được kiểm soát bởi gen lặn, trong gạo tẻcócảamylose và amylosepeptin được kiểm soát bởi gen trội (IRRI, 1976; Heu và Park,1976)

Sựđánh giá cảm quan của cơm phần lớn do hàm lượng amylose quyết định hơn

là protein Amylose trong khoảng trung bình từ22-24% thì nhiệt trởhồcũng trungbình lúc đó cơm sẽmềm, nếu amylose cao hơn 25% thì khi nấu cơm cơm sẽkhô vàcứng, ngược lại amylose nhỏhơn 22% cơm sẽdẻo (nguyễn ThịTrâm, 2001)

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Bảng 1.2 Phân nhóm lúa theo hàm lượng amylose (IRRI, 1988)

là protein có phẩm chất cao nhất

Theo nghiên cứu của Chang và Somirth (1979) cho thấy di truyền tính trạngprotein do đa gene điều khiển và có hệsốdi truyền khá thấp, có thểdo ảnh hưởngtương tác mạnh mẽgiữa kiểu gene và môi trường Ngược lại vớiamylose là hàm lượngprotein sẽgiảm theo thời gian tồn trữ,do đó gạo được chếbiến sau khi thu hoạch càngsớm càng tốt(Nguyễn Phước Tuyên, 1997)

Hàm lượng protein trong hạt có liên quan với lượng phân bón cho lúa Trongquá trình canh tác nếu bón ít hoặc không bón thêm phân đạm thì các giống lúa cải tiếnchỉchứa một lượng protein tương đương với lúa địa phưng Ngược lại nếu bón đủđạm

và canh tác đúng kỹthuật thì protein sẽtăng 1-2% (Jenning và ctv, 1985) Ngoài raprotein cũng thay đổitheo mậtđộcanh tác, trong cùng nơicanh tác và lượng phân bónnhưnhau thì nơisạthưa sẽcó protein cao hơn nơisạdày

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

1.3.3 Nhiệ t trởhồ(nhiệ t đông hồ )

Yếu tốthứba góp phần quan trọng vào phẩm chất hạt gạo đó là nhiệt trởhồ.nhiệt trởhồlà một tính trạng biểu thịnhiệt độcần thiết đểgạo hóa thành cơm và khônghoàn nguyên (Bùi Chính Bửu và Nguyễn ThịLang, 2000) Nhiệt trởhồbiến thiên từ55-79oC và được chia làm ba nhóm chính (P.R.Jenning, W.R.Coffman vàH.E.Kauffman, 1979)

Gạo có nhiệt trởhồcao sau khi nấu sẽít nở, mềm và có khuynh hướng nhão

hơn so với gạo có nhiệt trởhồthấp hay trung bình Theo Jennings và ctv (1979) gạo

có độtrởhồcao dường nhưcó hàm lượng amylose thấp

Theo kết quảnghiên cứu của Chen và ctv (1992) nhiệt trởhồđược điều khiển

bởi hai gene Heu và ctv (1976) nghiên cứu cho thấy nhiệt trởhồrất dễbịthay đổibởinhiệt độtrong giai đoạn hạt vào chắc, nhiệt độkhông khí cao sau khi lúa trổlàm tăngnhiệt hoá hồvà ngược lại

Nhiệt trởhồđược xác định bằng phương pháp phản ứng kiềm hoá hạt gạo tức làngâm hạt gạo (đã loại bỏlớp cám và phôi) trong dung dịch KOH 1,7% đểyêu 23 giờởnhiệt độphòng (Little và ctv, 1985) Trong chương trình chọn giống cải tiến thườngchọn những giống có nhiệt trởhồtrung bình

1.3.4 Độbề n thểgel

Theo Jenning và ctv (1979) lúa có hàm lượng amylose thấp thường có thểgel

mềm, trong cùng mộtnhóm có hàm lượng amylose giống nhau giống nào có độbền thểgel mềm hơn sẽđược ưa chuộng hơn

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Hiện nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất vềquy luật di truyền độbền thểgel Có

ý kiến cho rằng độbền thểgel là do mộtgene điều khiển, trong đó gene cứng trội hơngene mềm (Chang và Li, 1981) Nhưng theo Tang và ctv (1991) lại cho rằng độbềnthểgel là do đơn gene điều khiển và có nhiều gene phụảnh hưởng bổsung đến việc thểhiện tính trạng độbền thểgel

Ngoài các yếu tốtrên thì yếu tốmôi trường cũng góp phần ảnh hưởng đến độ

bền thểgel, nó biến động rất lớn giữa hai vụĐông-Xuân và Hè-Thu, giữa các điểmcanh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn ThịLang, 2000)

1.4 ĐẶC TÍNH HÌNH THÁI CÂY LÚA

1.4.1 Chiề u cao cây

Trong chọn giống thông thường chọn ra các giống lúa thân thấp, cứng cây, láđứng và đâm chồimạnh Trong sốcác đặc tính trên thì chiều cao cây cũng là yếu tốquan trọng Akita (1989) cho rằng chiều cao cây lúa khoảng 90-100cm là lý tưởng đểcho năng suất cao

Theo Kailaimati và ctv (1987) chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gene vàchịu ảnh hưởng hoạt động của gene cộng tính Tầm quan trọng vềsựkháng đổngã đãđược công nhận từlâu nhưng chỉnhững năm gần đây gene hơi thấp cây mới đưa vàođược các giống lúa nhiệtđới Ởmiền Nam Nhật Bản các giống lúa năng suất cao vàkháng đổngã đựơc nhân lên rộng rãi (Shigenmura, 1966)

1.4.2 Chiề u dài và hình dạ ng hạ t gạ o

Thịhiếu người tiêu dùng vềhình dạng hạt gạo rất thay đổitùy theo khẩu vịvà

tập quán Có nơi người tiêu dùng thích gạo hạt tròn, có nơi thích gạo hạt dài hay trung

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

bình, trong sốcác dạng hình thì gạo thon dài là được ưa chuộng nhiều nhất trên thịtrường quốc tế(Khush và ctv, 1979).

Thịtrường gạo tại nhiều nước thích gạo rất dài và có mùi thơm, ngược lại ởchâu Âu lại thích gạo dài nhưng không có bất cứmùi gì Thịtrường gạo ởchâu MỹLaTinh thích gạo có vỏlụa màu đỏnhưHuyếtRồng của Việt Nam Chiều dài hạt gạo trênthịtrường quốc tếhiện nay là 7mm đối với yêu cầu hạtgạo dài (Bùi Chính Bửu vàNguyễn ThịLang, 2000)

Theo Jennings và ctv (1979) chiều dài và hình dạng hạt di truyền biệt lập nhau

và có thểđược kết hợp nhưý muốn ngoại trừkiểu hạt rất dài và mập, hơn nữa người ta

có thểkết hợp bất kỳđặc tính nào vềchiều dài và hình dạng hạt với đặc tính vềphẩmchất nhưkiểu gạo, hàm lượng amylose, hay với kiểu cây, tính miên trạng và thời giansinh trưởng

 Phân loạitheo sốđo chiều dài hạtgạo (IRRI, 1986)

Bảng 1.3 Phân loại hạt gạo theo chiều dài

TT Dạng hạt Chiều dài Thang điểm

 Phân loạitheo tỉsốchiều dài/rộng hạt(tiêu chuẩn ViệtNam, 2001)

1.4.3 Sốbông trên m 2

Có nhiều giống lúa có thểđẻnhiều nhánh có khi lên đến 20-25 nhánh/bụitrongđiều kiện đầy đủdinh dưỡng nhưng trong đó chỉcó khoảng 14-15 nhánh cho bông hữuhiệu, sốcòn lại là nhánh vô hiệu hoặc cho bông rất nhỏ Cây lúa chỉcần sốbông vừaphải, gia tăng sốhạt chắc/bông tốt hơn là gia tăng sốbông/m2 (Bùi Chí Bửu và ctv,1998)

Theo nghiên cứu của Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê ThịDự.(2000) cho thấytính trạng sốhạt chắc/bông là do hoạt động của gene không cộng tính điều khiển

Bảng 1.4 Phân loại hạt gạo theo tỉsốdài/rộng

STT Dạng hạt Tỉsốdài/rộng Thang điểm

Ngoài các yếu tốtrên thì tỷlệhạt chắc/bông còn chịu ảnh hưởng bởi sốhoa/bông, đặctính sinh lý của cây lúa và điều kiện ngoại cảnh Sốhoa/bông quá nhiều dẫn đến tỷlệ

hạt chắc thấp, muốn cho năng suất cao thì tỷlệhạt chắc phải trên 80% (Nguyễn NgọcĐệ,1998)

1.4.5 Trọng lượng hạ t

Trọng lượng hạt do hai yếu tốcấu thành: khối lượng vỏtrấu chiếm 20%; khốilượng hạt gạo chiếm 80% (Nguyễn Đình Giao và ctv, 1997) Vì thếtrong chọn giống

cần chọn tạo ra những giống có trọng lượng hạt cao đểgóp phần gia tăng năng suất

1.5 THỜI GIAN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA

Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từlúc lúa mớinảy mầm đến khi lúachín (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998) Gene là yếu tốquan trọng quy định thời gian sinhtrưởng của cây lúa, không chỉmột gene mà có nhiều gene tác động vào, vì do nhiềugene quy định thời gian sinh trưởng nên có thểxảy ra sựphân ly, kết quảlà có thểlàmthay đổi thời gian sinh trưởng của lúa nên có giống chín sớm và giống chín muộn.Ngoài ra các yếu tốngoại cảnh cũng góp phần tác động lên thời gian sinh trưởng củacây lúa (Jennings, 1979) Theo Bùi Chí Bửu (1989) cho biết những giống lúa mùa vàtrung mùa sẽkết hợp dễdàng với các đặc tính tốtkhác, trong khi đó các giống lúa cựcsớm thì việc làm này lại khó khăn hơn

Trong chọn giống các giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn hoặc quá dài

đều không được ưa chuộng vì lý do nếu giống có thời gian sinh trưởng quá ngắn sựsinh trưởng sinh dưỡng bịhạn chế, không đủthời gian tích lũy chất khô cho quá trìnhsinh trưởng sinh dưỡng và quá trình sinh trưởng sinh dục dẫn đến năng suất không cao;

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

đốivớigiống có thờigian sinh trưởng quâ dăi thì sựsinh trưởng sinh dưỡng trởnín dưthừa lăm cho cđy dễđổngê dễảnh hưởng xấu đến năng suất vă gđy khó khăn cho việcthu hoạch (Kawano vă Tanaka, 1968).

Matsushima vă ctv (1964) nhận định rằng hoăn toăn có thểcải thiện được năngsuất của câc giống lúa ngắn ngăy bằng câch tạo ra câc giống lúa có tân lâ đứng đểtănghiệu quảquang hợp từđó sẽtăng được hăm lượng chất khô tích lũy trong cđy đểđâpứng cho quâ trình sinh trưởng sinh dục vì cđy có tân lâ đứng sẽgia tăng hiệu quảquang

hợp 20% so với cđy lúa có tân lâ rũ Bùi Chí Bửu (1998) cũng có cùng nhận định vẵng có níu ra cần phải chú ý tạo câc giống lúa thấp cđy, lâ đồng thẳng đứng vă có côngthức phđn bón hợp lý cho lúa trong quâ trình canh tâc

Trung tđm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tăi liệu học tập vă nghiín cứu

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nguồ n vậ t liệ u ban đầ u

Bao gồm các giống lúa: OMCS2000, OM2717, OM2718 và IR64

Bảng 2.1 Đặc tính nông học và phẩm chất của các giống ban đầu

STT Tên giống TGST

(ngày)

Cao cây(cm)

Amylose(%)

Protein(%)

Đặc tính giống

1 OMCS2000 85-90 90-95 22.2 8.76

Lá đòng thẳng dài, cân đốiphân, trồng cách vụ, thíchnghi, năng suất cao và ổn

định

2 OM2717 90-95 95-100 20.89 7.98

Trồng cách vụ, sạch bệnh,chịu phèn khá, thích nghi

và năng suất cao

3 OM2718 90-95 95-100 21.01 8.03 Trồng cách vụ, thâm canh,

thích nghi, năng suất cao

4 IR64 95-100 95-100 25.12 8.24 Nởbụi tốt, thích hợp vụ

ĐX, TĐ, gạo trong

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

OM2718 IR64

Hình 2.1 Các giống lúa ban đầu

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

2.1.2 Đị a điể m, dụng cụvà hoá chấ t thí nghiệ m

 Địa điểm thí nghiệm: thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm Chọngiống, bộmôn Di truyền-Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiệp và Sinh họcỨng Dụng, trường ĐạiHọc Cần Thơvà đưa ra trồng đánh giá năng suất ngoàiđồng ruộng tại huyện ThốtNốt, thành phốCần Thơ

 Dụng cụthí nghệm: bộnguồn, bộkhung, kính chạy điện di; cân điện tử,máy lytâm, máy wortex, máy lắc, microway, waterbath, pipet, ống tuyp, ống nghiệm,bình định mức 1000 ml…

 Hoá chất dùng làm thí nghệm: Tris, acrylamide, bis acrylamide, 2-Mercaptoethanol (2-ME), TEMED, amonium persulfat (AP), sodium dodecyl sulfat(SDS), ethanol, KOH, HCl, Iod, phenol phatalein, amylose chuẩn…

Hình 2.2 Dụng cụ, thiết bị máy sử dụng cho điện di SDS-PAGEA: Máy ly tâm D: Cân phân tíchB: Bộnguồn E: Máy lắcC: Máy Scan F: Pipetteman

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

2.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Nộidung nghiên cứu

Vụ1: Chạy điện di protein tổng số, chọn dòng ưu tú trồng cách ly trong chậu, theo dõichỉtiêu nông học: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, khảnăng nảy chồi ; chỉtiêuphẩm chất: Amylose, protein, nhiệt trởhồ, độbền thểgel , kiểm tra độthuần bằng kỹthuật SDS-PAGE

Vụ2: Nhân dòng ưu tú, kiểm tra độthuần bằng kỹthuật SDS-PAGE Theo dõi chỉtiêuphẩm chất: Amylose, protein

Vụ3: Bốtrí thí nghiệm ngoài đồng ruộng

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu

 Điện di protein tổng sốtheo phương pháp SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis).

Quy trình phân tích điện di protein tổng sốSDS-PAGE gồm có 6 bước:

Bước 1: Chuẩn bịdung dịch

- Dung dịch ly trích: Tris HCl 0,05M (pH = 8), SDS 0,2%, Urea 5M và Mercaptoethanol (2-ME) 1%

2 Dung dịch làm gel A: Tris HCl 3M (pH = 8,5), SDS 0,4%

- Dung dịch làm gel B: Tris HCl 3M (pH = 6,5), SDS 0,4%

- Dung dịch làm gel C: Acrylamide 29,2%, bis acrylamide 0,8% thêm nước cất

đến 100ml

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

- Dung dịch đệm điện di: Tris HCl 0,025M, Glycine 0,192M và SDS 0,125%.

- Thuốc nhuộm: 0,225M CBBR-250 trong Methanol 0,225M, acid acetic, nước

- Tạo gel phân tách 12% Polyacrylamide theo quy trình của Sambroock (1989):

 Lấp kính bộgel, trộn dung dịch A, C + nước trong cốc nhỏ, thêm AP,TEMED và khuấy đều, cho vào bộgel

 Nhỏhai giọt nước cấttrên bềmặtdung dịch gel, đểyên khoảng 30 phút gelsẽđặc

- Tạo gel cô mẫu 5% Polyacrylamide theo quy trình của Sambroock (1989):

 Loạibỏlớp nước trên bềmặt gel phân tích, trộn dung dịch B, C + nướctrong cốc nhỏ, thêm AP,TEMED và khuấy đều sau đó cho vào bộgel

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

 Đặtrăng lược giữa hai tấm kính của gel đểtạo giếng, thêm mộtgiọtnước đểkhông cho bềmặt gel bịkhô.

 Đểyên khoảng 30 phút gel sẽđặc, sau đó loạibỏrăng lựơc, lắp kính vàokhung điện di, cho dung dịch đệm điện di vào ngập các giếng gel

Bảng 2.2 Công thức pha dung dịch tạo gel

Hoá chất (1 gel) Gel phân tách 12% (ml) Gel cô mẫu 5% (ml)

Bước 4: Tiến hành điện di

- Bơm 10µl dung dịch ky trích mẫu cho mỗi giếng

- Chạy điện di vớihiệu điện thế20V ởgel cô mẫu và 40V ởgel phân tách

Bước 5: Nhuộm và rửa gel

- Gel sau khi lấy ra nhuộm trong 2 giờbằng dung dịch nhuộm Coomassie 0,2%Brilliant Blue R250

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

- Rửa gel trong dung dịch acid acetic : methalol : nước theo tỷlệ20:05:75, hoặcrửa trong microwave trong 30 phút.

Bước 6: Đọc kết quả, scan và bảo quản mẫu gel

 Phân tích hàm lượng amylose hạt lúa theo phương pháp của Cagampang và Rodriguez (1980).

Quy trình phân tích hàm lượng amylose gồm 4 bước:

Bước 1: Chuẩn bịhoá chất

- Lấy 50g nội nhũđã nghiền mịn cho vào ống 50ml, thêm 0,5ml Ethanol 95%,

lắc nhẹcho tan đều, thêm 9,5ml NaOH 1N, đun sôi trong 10 phút

- Lắc đều và đểqua đêm

Buớc 3: Pha loãng mẫu và đo

- Hút 100ml dịch trích cho vào bình định mức 25ml (đối với mẫu thử-mẫu blank,thay dịch trích bằng 100µl 1N NaOH)

- Thêm nước cất đến ½ bình và lắc đều

- Thêm 250µl dung dịch Iod, lắc đều

- Thêm nứơc cất đến vạch định mức, chuyển sang ống 50ml và lắc đều trước khicho vào cuvette, đo độhấp thu ởbước sóng 575nm

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu