Khảo sát đặc điểm hình thái và đặc điểm nông học của các tổ hợp lúa lai hai dòng có sử dụng bố là các dòng mới chọn tạo

luận văn

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp i

LỜI CAM ðOAN

- Tôi xin cam số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

- Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn, và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2007 Tác giả

Dương Huy Tú

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi còn nhận ñược sự giúp ñỡ tận tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè ñồng nghiệp Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Văn Hoan ñã tận tình hướng dẫn giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của các thầy cô, bạn bè ñồng nghiệp trong khoa Nông học, Khoa Sau ñại học, Viện nghiên cứu lúa Trường ðại học Nông nghiệp I – Hà Nội

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến lãnh ñạo Công ty cổ phần Giống cây trồng Miền nam – Chi nhánh Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn sự ñộng viên, giúp ñỡ của gia ñình, bạn bè, và ñồng nghiệp

Tác giả

Dương Huy Tú

Môc lôc

1 MỞ ðẦU v

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

1.2 Mục ñích của ñề tài 3

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3

1.4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 4

2.1 Cơ sở khoa học của ñề tài 4

2.2 Ưu thế lai và quá trình ứng dụng ưu thế lai ở cây lúa 5

2.3 Biểu hiện ưu thế lai ở lúa 10

2.3.1 Bộ rễ phát triển mạnh, ñẻ nhánh sớm, sinh trưởng mạnh 10

2.3.2 Ưu thế lai về quang hợp và hô hấp 10

2.3.3 Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất. 11

2.3.4 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng 12

2.3.5 Ưu thế lai về chiều cao 13

2.3.6 Ưu thế lai về tính chống chịu 14

2.4 Một số thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Trung Quốc 15

2.5 Thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 17

2.5.1 Mở rộng diện tích lúa lai thương phẩm 17

2.5.2 Thành tựu chọn tạo giống lúa lai 18

2.5.3 Thành tựu về nghiên cứu kỹ thuật nhân dòng và sản xuất hạt lai F1 21

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1 Vật liệu nghiên cứu 26

3.2 Nội dung nghiên cứu 26

3.3 Phương pháp nghiên cứu 26

3.4 Phân tích số liệu 29

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Kết quả nghiên cứu trong vụ mùa 2006 30

4.1.1 Kết quả phân nhóm các tổ hợp lai 30

4.1.2 Kết quả phân tắch ựặc ựiểm hình thái 39

4.1.3 Kết quả phân tắch ựặc ựiểm nông học 49

4.1.4 đánh giá ưu thế lai trên một số tắnh trạng 54

4.2 Kết quả nghiên cứu của vụ xuân 2007 58

4.2.1 Kết quả phân nhóm các tổ hợp lai 58

4.2.2 Kết quả phân tắch ựặc ựiểm hình thái 69

4.2.3 đánh giá một số ựặc ựiểm nông học 76

4.2.4 đánh giá ưu thế lai trên một số tắnh trạng 79

5 KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 84

5.1 Kết luận 84

5.2 đề nghị 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1a Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa P5S và các

dòng lúa thuần mới chọn tạo 30

Bảng 4.1b Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 32

Bảng 4.2a Kết quả phân nhóm theo mức ựộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 34

Bảng 4.2b Kết quả phân nhóm theo mức ựộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 35

Bảng 4.3a Kết quả phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 36

Bảng 4.3b Kết quả phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 38

Bảng 4.4b: đặc ựiểm hình thái chiều rộng lá của các tổ hợp 42

và dòng bố tương ứng 42

Bảng 4.5: Chiều dài lóng của các con lai và dòng bố tương ứng 45

Bảng 4.6: đặc ựiểm phân bố chiều dài lóng so với chiều cao cây của các con lai và dòng bố tương ứng 46

Bảng 4.8 đánh giá một số tắnh trạng số lượng của con lai (cm) 50

Bảng 4.9: Thời gian các giai ựoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai và dòng bố tương ứng 51

Bảng 4.10: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 53

Bảng 4.11 Ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn trên 54

một số tắnh trạng số lượng (%) 54

* Bảng 4.12 Ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn trên 56

một số tính trạng năng suất (%) 56

Bảng 4.13: ðặc ñiểm của dòng R50-1, con lai với P5S và ñối chứng 57

Bảng 4.14a Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa P5S 58

và các dòng bố mới chọn tạo 58

Bảng 4.14b Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa 103S và các dòng bố mới chọn tạo 60

Bảng 4.14c Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai 61

giữa 135S và các dòng bố mới chọn tạo 61

Bảng 4.15a Kết quả phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 62

Bảng 4.15b Kết quả phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa 103S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 63

Bảng 4.15c Kết quả phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa 135S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 64

Bảng 4.16a Kết quả phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 65

Bảng 4.16b Phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp 67

lai giữa 103S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 67

Bảng 4.16c Phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp 68

lai giữa 135S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 68

Bảng 4.17a: ðặc ñiểm hình thái chiều dài lá của các tổ hợp 69

và dòng bố tương ứng 69

Bảng 4.17b: ðặc ñiểm hình thái chiều rộng lá của các tổ hợp 71

và dòng bố tương ứng 71

Bảng 4.18a: Chiều dài lóng của các con lai và dòng bố tương ứng 73

Bảng 4.18b: ðặc ñiểm phân bố chiều dài lóng so với chiều cao cây của các con

lai và dòng bố tương ứng 74

Bảng 4.19: Cấu trúc bông của các tổ hợp và dòng bố tương ứng 75

Bảng 4.20: Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai 77

và dòng bố tương ứng 77

Bảng 4.21: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 78

Bảng 4.22 Ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn trên một số tính trạng số lượng (%) 81

Bảng 4.23 Ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn trên một số tính trạng năng suất (%) 81

Bảng 4.24: ðặc ñiểm của 2 dòng phục hồi mới chọn tạo, con lai tương ứng và ñối chứng 83

DANH MỤC HÌNH

ðồ thị 4.1a Phân nhóm theo TGST của các con lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn

tạo 31

ðồ thị 4.1b Phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 32

ðồ thị 4.2a Phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa P5s và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 34

ðồ thị 4.2b Phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 35

ðồ thị 4.3a ðồ thị phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 37

ðồ thị 4.3b ðồ thị phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 38

ðồ thị 4.4a Phân nhóm theo TGST của các con lai giữa P5S 59

và các dòng bố mới chọn tạo 59

ðồ thị 4.4b Phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa 103S 60

và các dòng bố mới chọn tạo 60

ðồ thị 4.4c Phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa 61

135S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 61

ðồ thị 4.5a Phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 63

ðồ thị 4.5b Phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa 103S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 64

ðồ thị 4.5c Phân nhóm theo mức ñộ phục hồi hạt phấn của các tổ hợp lai giữa 135S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 65

ðồ thị 4.6a Phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp 66

lai giữa P5S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 66

ðồ thị 4.6b Phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp 67

lai giữa 103S và các dòng thuần mới chọn tạo 67

ðồ thị 4.6c ðồ thị phân nhóm theo tỉ lệ hạt chắc/bông của các tổ hợp lai giữa 135S và các dòng lúa thuần mới chọn tạo 68

1 MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Cây lúa có vai trò rất quan trọng ñối với người dân ở nhiều nước trên thế giới cũng như Việt Nam Có ñến 65% dân số thế giới mà chủ yếu là các nước Châu Á lấy lúa gạo làm lương thực chính Ở Việt Nam, hình ảnh cây lúa nước gắn liền với ñời sống vật chất cũng như trong cuộc sống tâm linh Hơn thế nữa, ngày nay cây lúa ñã trở thành niềm tự hào, biểu tượng của nền nông nghiệp nước

ta bởi từ năm 1997 ñến nay Việt Nam luôn là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới Theo thống kê năm 2002 Việt Nam sản xuất ñược 33,7 triệu tấn gạo và xuất khẩu 3,4 triệu tấn

Sở dĩ ngành sản xuất lúa gạo ở Việt Nam ñạt ñược thành công to lớn như hiện nay là do Nhà nước ñã có chính sách phát triển lúa lai hợp lí Diện tích lúa lai ở nước ta năm 2001 theo thống kê là 480.000ha trên tổng diện tích trồng lúa

là 7,5 triệu ha, ñạt năng suất trung bình là 6,5 tấn/ha và vượt hơn năng suất lúa thường từ 15 - 20% Việc phát triển lúa lai ngày càng trở nên cần thiết hơn bởi trong thời gian tới dân số Việt Nam cũng như dân số thế giới tiếp tục tăng nhanh, trong khi ñó quỹ ñất cho nông nghiệp bị giảm ñi Mặt khác, kinh nghiệm từ các quốc gia thì việc phát triển lúa lai ñem lại 3 lợi ích là tăng năng suất, tăng lợi nhuận, tăng cơ hội việc làm cho người nông dân

Chương trình phát triển lúa lai ở Việt Nam bắt ñầu từ năm 1990 với diện tích là 80 ha, 102 ha năm 1991, 11.000 ha năm 1996, 480.000 ha năm 2001, mục tiêu năm 2010 là 1.000.000 ha lúa lai sẽ trồng ở miền Bắc và miền Trung Trong thời gian ñầu phát triển lúa lai chủ yếu là các tổ hợp lúa lai 3 dòng, nhưng trong một vài năm vừa qua lúa lai 2 dòng lại trở nên chiếm ưu thế Tổng kết từ chương

trình lúa lai của Trung Quốc cho biết lúa lai 2 dòng kinh tế hơn lúa lai 3 dòng từ

5 - 10% thậm chí là 20 - 30% Ở nước ta lúa lai hai dòng ñược ñưa vào thử nghiệm từ năm 1996 nhưng ñến năm 2001 ñã ñạt 100.000 ha chiếm 1/5 diện tích lúa lai Một trong những khó khăn trong sản xuất lúa lai hiện nay ở nước ta là chưa chủ ñộng về giống, về giá cả hạt F1, năng suất lẫn chất lượng gạo Vì vậy, công việc cần tiến hành trước mắt ñể phát triển lúa lai là tăng năng suất hạt F1 ñể giảm giá thành hạt giống, ñồng thời phải tăng cường công tác chọn tạo các tổ hợp có năng suất cao chống chịu một số loài dịch hại chủ yếu

Theo tổng kết của tổ chức nông lương thế giới năng suất hạt lai F1 ở Trung Quốc trung bình ñạt 2,3 tấn/ha cao nhất ñạt 7,4 tấn/ha Ở IRRI năng suất ñạt 0,15 tấn/ha năm 1989, 1,2 tấn/ha năm 1999, năng suất cao nhất ñạt 3,2 tấn/ha Ở Việt Nam năng suất hạt lai F1 năm 1992 là 302 kg/ha, năm 1996 ñạt 1,751 kg/ha và 2200 kg/ha năm 1998 (Nguyễn Thị Trâm - 2002)[51] Như vậy,

so với mức trần của năng suất như ở Trung Quốc thì năng suất hạt lai F1 ở nước

ta còn có thể tăng lên rất nhiều ðiều quan trọng là chúng ta phải tìm ra ñược những dòng bố mẹ ưu tú ñể làm vật liệu khởi ñầu cho chọn tạo Trong thời gian nghiên cứu vừa qua, Trường ñại học Nông nghiệp I ñã chọn tạo ñược một số dòng lúa cải tiến có nhiều ñặc tính tốt thích hợp cho lai tạo Trong vụ mùa năm

2006, các dòng này ñược chọn làm bố trong các tổ hợp lai 2 dòng với hy vọng tạo ra ñược các tổ hợp lai F1 năng suất cao, phẩm chất tốt Theo hướng nghiên

cứu ñể tạo ra các dòng, giống có năng suất cao chúng tôi thực hiện ñề tài: "Khảo

sát ñặc ñiểm hình thái và ñặc ñiểm nông học của các tổ hợp lúa lai hai dòng

có s ử dụng bố là các dòng mới chọn tạo"

1.2 Mục ñích của ñề tài

- Tìm hiểu ảnh hưởng của các dòng bố ñến con lai

- Tìm ra ñược 1, 2 dòng bố có khả năng cho ưu thế lai cao

- Tìm ra một số tổ hợp lúa lai có kiểu hình cây cải tiến, năng suất cao

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

* Ý nghĩa khoa học

- ðây là công trình nghiên cứu, ñánh giá ảnh hưởng của các dòng lúa thuần mới chọn tạo ñến con lai F1, nhằm tìm ra một số dòng bố ưu tú phục vụ cho công tác chọn tạo lúa lai hai dòng

- Kết quả nghiên cứu sẽ bổ xung thêm vật liệu – dòng bố ưu tú cho công tác chọn giống lúa lai hai dòng

* Ý nghĩa thực tiễn

- Thông qua kết quả ñánh giá ảnh hưởng của các dòng bố mới chọn tạo ñến con lai F1 ở các tính trạng nông học, hình thái, tìm ra ñược 1, 2 dòng bố ưu tú

- Tìm ra ñược 1 – 2 tổ hợp lai triển vọng

1.4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

- ðối tượng nghiên cứu: Một dòng PGMS (P5S), 2 dòng TGMS (103S; 135S) là vật liệu thử, bố của các tổ hợp lai là dòng lúa thuần mới chọn tạo

- Phạm vi nghiên cứu:

Khảo sát ñặc ñiểm hình thái, nông học của các tổ hợp lai và dòng bố tương ứng Từ ñó xác ñịnh ảnh hưởng của các dòng bố khác nhau ñến các ñặc ñiểm hình thái, nông học của con lai F1

Thông qua việc ñánh giá các ñặc ñiểm hình thái, nông học của các tổ hợp lai

và dòng bố tương ứng ñể tìm ra một số dòng bố, tổ hợp lai ưu tú giới thiệu cho sản xuất

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 2.1 Cơ sở khoa học của ñề tài

Lai giống là sự giao phối của hai hay nhiều dạng bố mẹ có tính di truyền khác nhau ñể tạo ra biến dị tổ hợp Các dạng thực vật do sự giao phối tự nhiên hay nhân tạo ñã kết hợp ñược các tính trạng di truyền của bố mẹ và tạo ra con lai

Lai giống là phương pháp cơ bản ñể tạo ra biến dị tổ hợp phục vụ cho chọn lọc Nhờ vào lai giống mà có thể phối hợp ñược các ñặc tính và tính trạng

có lợi của các dòng bố mẹ vào con lai Bố mẹ truyền cho con cái bộ gen của chúng, qua quá trình tái tổ hợp mà nhiều kiểu gen mới ñược tạo ra, sau khi tương tác với môi trường ñã tạo ra nhiều kiểu hình mới có ích cho chọn giống Bằng phương pháp lai cơ bản như vậy, các nhà chọn giống ñã thành công trong việc tạo ra giống lúa có kiểu cây lí tưởng thích hợp cho thâm canh, dạng thân rẻ quạt

ở mía, hàm lượng dầu siêu cao ở hướng dương, các dòng bất dục ñực ở các loài cây trồng khác nhau,

Hiện nay, một hiệu ứng ñặc biệt nhận ñược trong lai giống là hiệu ứng ưu thế lai biểu hiện ở ñời F1 Nhờ hiệu ứng này mà phương pháp chọn giống ưu thế lai ra ñời, và thành công ở nhiều loài cây trồng khác nhau như: ngô; lúa năng suất siêu cao; củ cải ñường; mía hàm lượng ñường cao;

Chọn giống ưu thế lai là con ñường chọn giống hiệu quả, ñược áp dụng rất phổ biến trên nhiều loài cây trồng Một trong những vấn ñề của chọn giống ưu thế lai là cần xác ñịnh ñược khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ, hay chính là khả năng cho ưu thế lai cao của các dòng bố mẹ khác nhau Khả năng kết hợp ñược biểu hiện bằng giá trị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai

và ñộ chênh lệch so với giá trị trung bình ñó của một cặp lai cụ thể nào ñó

Người ta phân biệt khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng Khả năng kết hợp chung là khả năng cho ưu thế lai của dòng tự phối với dòng khác, khả năng kết hợp riêng là khả năng cho ưu thế lai của một dòng nào ñó khi lai với một dòng cụ thể ðể xác ñịnh khả năng kết hợp của các dòng người ta thường bố trí ñánh giá qua các phép lai ñỉnh hoặc lai dialen (lai luân giao)

Trong giới hạn ñề tài này, chúng tôi ñã tiến hành phép lai dòng/vật liệu thử (line/tester) ñể ñánh giá khả năng cho ưu thế lai của các dòng lúa thuần mới chọn tạo với các nguồn vật liệu thử khác nhau

2.2 Ưu thế lai và quá trình ứng dụng ưu thế lai ở cây lúa

Ưu thế lai là hiện tượng con lai F1 thể hiện vượt hơn bố mẹ về những ñặc ñiểm riêng biệt Có các dạng ưu thế lai như: ưu thế lai ở cơ quan sinh sản, ưu thế lai ở cơ quan sinh dưỡng, ưu thế lai về thời gian sinh trưởng, ưu thế lai về tính chống chịu,

Hiện tượng ưu thế lai có phổ biến trong tự nhiên Hiện tượng này ñược con người biết và ứng dụng từ lâu cả ở thực vật hay ñộng vật Ngay từ thời Trung Cổ, người ta ñã biết lai lừa với ngựa ñể tạo ra con la có sức khoẻ như ngựa và dẻo dai như lừa Ở Việt Nam, từ thời nhà Lê người dân vùng trung du Bắc bộ ñã biết lai vịt với ngan ñể ñược con lai vừa lớn nhanh vừa cho thịt thơm ngon

Hiện tượng ưu thế lai lần ñầu tiên ñược nhà khoa học người ðức I Koelreiter (1733 – 1806) phát hiện vào năm 1760 trong các thí nghiệm về lai xa

ở thuốc lá (Nicotiana Paniculata x N Rustica) Sau này, nhiều nhà nghiên cứu khác trong khi tiến hành nghiên cứu lai ở thực vật ñã ñề cập ñến hiện tượng này Tuy nhiên, những vấn ñề về lý luận của hiện tượng ưu thế lai lần ñầu tiên ñược Darwin nêu ra trong tác phẩm “ Tác dụng của sự thụ phấn chéo và tự thụ phấn

trong giới thực vật” Ông ñã giải thích năng lực sinh trưởng và sức sống cao của các thế hệ sau thu nhận từ quá trình lai là kết quả của sự hợp nhất giữa các yếu tố sinh dục dị chất

Các nhà chọn giống người Mỹ là Beal (1876) và Shull (1908) ñã mở ñầu cho việc sử dụng thực tế hiện tượng ưu thế lai bằng các công trình nghiên cứu về ngô với những con lai ñơn Shull (1914) cũng chính là tác giả của thuật ngữ ưu thế lai (heterosis)

Việc ứng dụng ưu thế lai thành công ở cây ngô ñã làm tăng năng suất ngô

25 – 30% so với ngô thường, diện tích ngô trên thế giới vì thế cũng tăng lên ñáng

kể Hơn nữa ưu thế lai còn ñược phát hiện và ứng dụng ở nhiều loài cây trồng khác nhau Nó góp phần to lớn trong việc tăng sản lượng, tăng hiệu quả kinh tế cho ngành sản xuất nông nghiệp vốn là một ngành có hiệu quả kinh tế thấp, rủi

ro lớn

Một số loài cây trồng ñã phát hiện, nghiên cứu và ứng dụng thành công hiện tượng ưu thế lai như: Kê, Cao lương, Lúa mì, Lúa mạch, Cà chua, Hành, Củ cải ñường, Hướng dương, Cải bắp,

Ở cây cao lương dạng con lai có ưu thế lai năng suất hơn các giống thường

từ 9 – 18tạ/ha Ở củ cải ñường sau khi áp dụng ưu thế lai ñã làm tăng năng suất 4 – 5 tạ/ha Ở Nhật Bản 26 trong 33 thứ cải bắp; 32 trong 33 thứ cà chua và 12 thứ hành trong sản xuất ñều là cây lai

* Ưu thế lai ở cây lúa:

Chọn giống ưu thế lai là con ñường chọn giống hiệu quả nhằm tập hợp nhiều tính trạng mong muốn vào một kiểu gen Hiện tượng ưu thế lai ñược nghiên cứu, ứng dụng ở nhiều loại cây trồng khác nhau Ưu thế lai thường thể hiện mạnh mẽ ở các cây giao phấn Tuy nhiên, có một số cây tự thụ hiện tượng

ưu thế lai cũng ñược tìm thấy, ứng dụng thành công như lúa mì, lúa gạo, cà chua

Ở cây lúa, J W Jones (1926) là người ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai trên các tính trạng và năng suất Sau Jones có rất nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện của ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất (Anomynous - 1977; Li -1977) [51], về tích luỹ chất khô (Rao - 1965; Jenming -1967), về các ñặc tính sinh lí (cường ñộ quang hợp, diện tích lá), về các ñặc tính chống chịu (chịu hạn, chịu rét, chịu sâu bệnh, ) Các công trình nghiên cứu ñều khẳng ñịnh việc khai thác ưu thế lai ở lúa là hướng rất có triển vọng

Tuy nhiên, việc ứng dụng ưu thế lai ở lúa là khó khăn, ñặc biệt trong khâu sản xuất hạt lai F1 Do cây lúa là cây tự thụ ñiển hình, việc khử ñực mất nhiều công, hiệu quả thấp Hơn nữa, khả năng nhận phấn ngoài của lúa là rất thấp ðề xuất ñầu tiên về vấn ñề sản xuất hạt lai thương phẩm là các nhà khoa học Ấn ðộ (Kadam – 1937; Richaria – 1962) Sau ñó là các nhà chọn giống người Mỹ (Stansel và Craigmiles – 1966), Nhật Bản (Shinjyo và Omura – 1966), Viện nghiên cứu lúa quốc tế (Athwal và Virmani – 1972) Tuy vậy, các ñề xuất ñó chưa hoàn toàn thành hiện thực vì họ chưa tìm ra phương pháp sản xuất thuận lợi

ñể sản xuất hạt F1

Việc ứng dụng ưu thế lai ở lúa chỉ thực sự trở thành hiện thực, khi nhóm nghiên cứu lúa lai Trung Quốc do Yuan Long Ping hướng dẫn tiến hành nghiên cứu và tìm ñược dạng bất dục ñực dạng dại trong tự nhiên tại ñảo Hải Nam năm

1964 Tại ñây ông và cộng sự ñã tìm ra dạng bất dục ñực tế bào chất Oryza fatua

spontanea, và coi ñây là công cụ di truyền quan trọng ñể bắt ñầu sự nghiệp nghiên cứu lúa lai Sau 9 năm liên tục lai lại với các loài lúa trồng, họ ñã thành

công trong việc chuyển gen bất dục ñực tế bào chất vào loài Oryz sativa, và tạo

ra các dòng bất dục ñực tế bào chất có các ñặc ñiểm nông sinh học quý tương ñối

ổn ñịnh Một số tổ hợp lai có năng suất cao ñược tạo ra như: Nam ưu số 2; San

ưu số 2; Ủy ưu số 6 Năm 1973 lô hạt F1 ñầu tiên ñược sản xuất với sự tham gia của 3 dòng bố mẹ là dòng duy trì bất dục, dòng di truyền tế bào chất và dòng phục hồi Năm 1974, nhóm nghiên cứu của Yuan Long Ping ñã giới thiệu cho sản xuất tổ hợp lai cho ưu thế lai cao, ñồng thời quy trình sản xuất hạt lai 3 dòng cũng ñược ñưa ra vào năm 1975 Với quy trình công nghệ duy trì dòng CMS và sản xuất hạt lai F1 vào năm 1976 Trung Quốc ñã sản xuất ñược hạt lai F1 thương phẩm ñể gieo cấy trên diện tích 140.000 ha

Từ năm 1965 vấn ñề ưu thế lai ở lúa ñược ñề cập và sử dụng mạnh mẽ ở một số quốc gia, trong ñó Trung Quốc là nước ñược suy tôn là cường quốc về nghiên cứu, phát triển lúa lai Từ ñó ñến nay, hàng loạt các nghiên cứu ñã ñược tiến hành nhằm xác ñịnh cơ sở di truyền ñể khai thác triệt ñể ưu thế lai ở lúa (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [32]

Cho ñến nay, trải qua hơn 40 năm lịch sử nghiên cứu ứng dụng ưu thế lai

ở lúa ñã trải qua 3 giai ñoạn lớn là: Lúa lai 3 dòng, lúa lai 2 dòng và ñang ở giai ñoạn siêu lúa lai

Hệ thống lúa lai 3 dòng lần ñầu tiên ñược áp dụng thành công ở Trung Quốc trong những năm 1970 ñã lan ra nhiều nước trên thế giới Diện tích lúa lai

ñã tăng lên ñáng kể, năm 1976 Trung Quốc ñã gieo cấy 140.000 ha lúa lai, năm

1999 trồng 15 triệu ha chiếm 49% tổng diện tích lúa, năng suất lúa lai 3 dòng cũng vượt hơn lúa thường từ 25 – 30% (Nguyễn Thị Trâm, 2002; Yuan L.P, 1993) [46] [92] Tuy vậy, lúa lai 3 dòng vẫn tồn tại những hạn chế dẫn ñến lúa lai 3 dòng ñạt mức trần về năng suất và chất lượng Việc phát hiện ra các dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với ñiều kiện môi trường (nhiệt ñộ, thời gian chiếu sáng) ñã mở ra hướng ứng dụng mới về ưu thế lai ở cây lúa, hệ thống lúa

lai 2 dòng ñược hình thành Hệ thống lúa lai 2 dòng ra ñời mở ra tiềm năng lớn trong việc tăng năng suất, chất lượng lúa lai, ñồng thời nó cũng khắc phục ñược nhược ñiểm cồng kềnh của hệ thống sản xuất lúa lai 3 dòng

Dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng ñiều kiện môi trường ñầu tiên trên thế giới là dòng Nong Ken 58S Năm 1973 Shi Mingsong tỉnh Hồ Nam khi quan sát trên quần thể Nong Ken 58S ñã phát hiện ra dạng bất dục ñực tự nhiên trên ñồng ruộng Nong Ken 58S là một giống Japonica chín muộn, trong ñiều kiện thời gian chiếu sáng 14h/ngày nó bất dục hoàn toàn, và hữu dục trong mùa thu khi thời gian chiếu sáng là 13h45’ Khi ñem các cá thể bất dục này lai với các giống khác thì ở ñời F1 chúng hữu dục hoàn toàn, ở ñời F2 chúng phân ly theo tỉ

lệ 3 hữu dục : 1 bất dục trong ñiều kiện ngày dài Như vậy, dòng Nong Ken 58S

là dòng ñặc trưng cho dòng bất dục ñực nhân nhạy cảm với thời gian chiếu sáng,

do một cặp gen lặn trong nhân kiểm soát, kí hiệu là pms Các năm sau ñó, gen

pms của dòng Nong Ken 58S ñược chuyển cho các loại hình cây Indica và Japonica tạo thành các dòng bất dục ñực nhân cảm ứng ánh sáng mới

Dựa trên những vật liệu chọn giống mới ñược phát hiện trên thế giới GS

Yuan Long Ping ñã xuất bản bài báo “The strategic concept of hybrid rice

breeding” năm 1987 Ông ñã chỉ ra 3 giai ñoạn chiến lược của chọn giống lúa lai là:

+ Lai giữa các loài phụ: Hệ thống lúa lai 2 dòng

+ Lai giữa các giống: Hệ thống lúa lai 3 dòng

+ Lai giữa các loài: Phương pháp một dòng

Ngoài các dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với thời gian chiếu sáng, các nhà nghiên cứu về lúa lai còn phát triển ñược nguồn bất dục ñực di truyền nhân nhạy cảm với nhiệt ñộ rất phong phú

2.3 Biểu hiện ưu thế lai ở lúa

2.3.1 B ộ rễ phát triển mạnh, ñẻ nhánh sớm, sinh trưởng mạnh

Rễ lúa lai phát triển sớm và mạnh, các rễ có ñường kính to hơn dòng bố,

sự phân nhánh ñều hơn, rễ ăn sâu và toả rộng ra xung quanh tạo ra một lớp rễ ñan dày ở tầng sát mặt ñất Lông hút của rễ lúa lai nhiều và dài (0,1 – 0,25 mm) hơn hẳn lúa thường (0,01 – 0,013 mm) Vì lượng nhiều nên diện tiếp xúc lớn, làm cho khả năng hấp thu tăng cao gấp 2 – 3 lần lúa thường (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46]

Quá trình ñẻ nhánh của lúa lai tuân theo qui luật ñẻ nhánh chung của cây lúa.Con lai F1 có khả năng ñẻ nhánh sớm hơn, sức ñẻ nhánh khoẻ, tập trung và

có tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao (Chang W.L., 1971; Lin S.C, 1980) [55], [66] Thời

kỳ ñầu nhờ quá trình hấp thu dinh dưỡng tốt của bộ rễ làm cho các nhánh ñẻ sớm thường to mập, có số lá nhiều hơn các nhánh ñẻ sau nên bông lúa to ñều nhau xấp xỉ như bông chính Lúa lai có tỉ lệ nhánh thành bông cao hơn lúa thường

Kết quả nghiên cứu của Trung Quốc cho thấy tỉ lệ thành bông của lúa lai ñạt khoảng 80 – 90% trong khi lúa thường chỉ ñạt 60 – 70% trong cùng ñiều kiện thí nghiệm ðường kính lóng của lúa lai to và dày hơn lúa thường, số bó mạch nhiều hơn nên khả năng vận chuyển nước, dinh dưỡng tốt hơn lúa thường, cũng

do ñiều kiện lóng to, ñặc biệt là các lóng sát gốc, nên thân lúa lai cứng, khả năng chống ñổ tốt hơn lúa thường Lúa lai có khả năng sinh trưởng mạnh sớm biểu hiện cụ thể trong cùng một ñiều kiện chăm bón như nhau, lá lúa ra nhanh, nhánh

ñẻ ñều ñặn ngay từ ñợt ñầu tiên và ñẻ liên tục ( Nguyễn Thị Trâm, 2002 ) [46]

2.3.2 Ưu thế lai về quang hợp và hô hấp

Lá lúa lai dài và rộng hơn lá lúa thường Một số kết quả nghiên cứu cho rằng phiến là lòng mo có thể hứng ánh sáng cả hai mặt, như vậy năng lượng mặt

trời ñược hấp thu nhiều hơn, hiệu suất quang hợp cao hơn Ba lá trên cùng ñứng, bản lá chứa nhiều diệp lục nên có màu xanh ñậm hơn, do vậy hoạt ñộng quang hợp diễn ra mạnh hơn Trái lại, cường ñộ hô hấp ánh sáng của lúa lai thấp hơn lúa thường, do vậy hiệu suất quang hợp thuần cao, khả năng tích luỹ chất khô cao hơn ñáng kể (Nguyễn Thị Trâm, 2002)[46] Các kết quả nghiên cứu của Trần Duy Quý và Kasura cũng chỉ ra rằng, hiệu suất tích luỹ chất khô của lúa lai hơn hẳn lúa thường, nhờ vậy mà tổng lượng chất khô trong cây tăng, trong ñó lượng vật chất tích luỹ vào bông hạt tăng mạnh, còn tích luỹ vào các cơ quan như thân

lá lại giảm mạnh (Trần Duy Quý, 1994; Kasura K, 2007) [39], [59]

Theo Phạm Văn Cường, 2005 [8] ưu thế lai về cường ñộ quang hợp không phụ thuộc vào chỉ số ñộ dày lá, tuy nhiên chỉ tính riêng con lai F1 thì cường ñộ quang hợp tỉ lệ nghịch với chỉ số ñộ dày lá Năng suất hạt của con lai F1 và dòng

bố có tương quan chặt với cường ñộ quang hợp ở thời gian ñẻ nhánh (R = 0,8) và giai ñoạn trỗ (R = 0,5), nhưng tương quan này không có ý nghĩa ở giai ñoạn chín sáp

2.3.3 Ưu thế lai về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

Kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học Trung Quốc cho thấy, con lai

có năng suất cao hơn bố mẹ từ 21 – 70% khi gieo cấy trên diện rộng, và hơn hẳn các giống lúa lùn cải tiến tốt nhất từ 20 – 30% (Trần Duy Quý, 1994) [39]

Các yếu tố cấu thành năng suất biểu hiện ưu thế lai cao rõ rệt, trong ñó nhiều tổ hợp có ưu thế lai cao ở chỉ tiêu số bông/khóm Ưu thế lai về khối lượng trung bình của bông cao hơn các giống lúa thường do lúa lai có trọng lượng hạt nặng và tỷ lệ hạt chắc cao (Carnahan H.L và cs, 1972; Chang và cs, 1971; Virmani và cs, 1981, 1982) [54], [55], [83]

Lúa lai có nhiều bông/khóm, bông to, nhiều hạt và tỉ lệ hạt mẩy cao Do lúa lai ñẻ sớm, ñẻ khoẻ, các bông to ñều, hạt nhiều và nặng, trên bông có nhiều

gié cấp 1 (13 – 15 gié), trên gié cấp 1 có 3 – 7 gié cấp 2, mỗi gié cấp 2 có từ 3 –

7 hạt vì vậy khối lượng bông cao hơn lúa thường 1,5 – 2,5 lần (Nguyễn Thị Trâm, 2002)[46]

Kết quả nghiên cứu của Viện hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Hồ Nam – Trung Quốc thu ñược khi ñánh giá 87 con lai ngoài ñồng ruộng cho thấy, hầu hết những tổ hợp lai triển vọng cho năng suất vượt hơn 20 – 30 % so với giống lúa thường cùng trồng tại thời ñiểm ñó (Lin và Yuan, 1980) [66]

Theo Namboodiri (1963) [72]; Carnhan và cs (1972) [54] thì năng suất lúa lai là do sự biểu hiện ưu thế lai về số lượng bông và số hạt/bông

Virmani và cs (1983) [84] ñã tổng kết báo cáo về lúa lai xuất bản năm

1978 về mức ñộ ưu thế lai ở nhiều ñặc tính nông học, có hiện tượng ưu thế lai thực về năng suất: Số hạt/bông, khối lượng nghìn hạt, số bông/khóm

Theo kết quả tổng kết của Bộ Nông nghiệp và PTNT, năng suất bình quân của lúa lai ở các tỉnh miền Bắc phổ biến ở mức 7 – 8 tấn/ha/vụ, năng suất cao nhất ñạt 12 – 14 tấn/ha ở ðiện Biên – Lai Châu, Hà Tây (Nguyễn Công Tạn, 2002) [41]

2.3.4 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng

Các kết quả nghiên cứu ñã chỉ ra rằng thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của dòng bố (Xu J.F, Wang LY, 1980) Một số kết quả nghiên cứu khác lại xác ñịnh thời gian sinh trưởng của con lai tương ñương hoặc ngắn hơn thời gian sinh trưởng của dòng bố hoặc mẹ chín muộn, ưu thế lai về thời gian sinh trưởng thường có giá trị âm (Namboodiri KMN, 1963) [72]

Tính trạng về thời gian sinh trưởng là tính trạng chịu nhiều tác ñộng của yếu

tố môi trường như: ðất, nước, phân, nhiệt ñộ, ánh sáng Một số nghiên cứu gần ñây

cho thấy cả tính cộng và không cộng ñều rất quan trọng trong việc hình thành tính trạng thời gian sinh trưởng của cây lúa (K.R.P.Kausi & K.D.Sharma, 1988) [60]

Thời gian sinh trưởng của cây lúa biến ñộng trong một phạm vi rộng, là tính trạng số lượng do nhiều gen cùng kiểm soát Khi lai hai giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau, con lai F1 của ña số tổ hợp biểu hiện hiệu ứng cộng tính Quần thể F2 phân ly tăng tiến âm hoặc dương: Chín sớm hơn bố mẹ ngắn nhất hoặc muộn hơn bố mẹ dài nhất Khi sử dụng hai giống có thời gian sinh trưởng ngang nhau thì năng suất lúa lai bao giờ cũng tăng hơn lúa thường ( Nguyễn Thị Trâm) [46]

Năm 1980, các nhà khoa học trung Quốc như Deng (1980) [58]; Lin và Yuan (1980) [66] ñã công bố rằng lúa lai có thời gian sinh trưởng dài hơn những giống ñối chứng tốt nhất, ñây là do chọn bố mẹ có thời gian sinh trưởng dài Cũng vào năm 1980 Xu và Wang thấy rằng thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào dòng bố Một nghiên cứu khác của Phonnuthurai và cộng sự (1984) [73] ghi nhận rằng thời gian sinh trưởng của con lai tương ñương hoặc ngắn hơn dòng bố

2.3.5 Ưu thế lai về chiều cao

Chiều cao cây của lúa lai hoàn toàn phụ thuộc vào ñặc ñiểm của bố mẹ Tuỳ từng tổ hợp, chiều cao cây của F1 có lúc biểu hiệu ưu thế lai dương, có lúc biểu hiện ưu thế lai âm, có lúc lại nằm trung gian giữa hai bố mẹ (Singh S.P và Singh H.G, 1978) [76] Chiều cao cây có liên quan ñến tính chống ñổ trên ñồng ruộng, nên khi chọn bố mẹ phải chú ý chọn các dạng nửa lùn, ñể con lai có dạng cây nửa lùn (Chang W.L, 1967) [56]

Virmani (1982) có nhận xét rằng: Các dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất ña số ñều lùn (cao hơn từ 50 – 70 cm) có một số ít dòng cao (thường ít sử

dụng vì khó sản xuất hạt lai) Các dòng R thường cao hơn các dòng bất dục ñực,

vì vậy chiều cao cây của con lai F1 ña số nghiêng về phía dòng R, cao từ 100 –

120 cm, có một số tổ hợp cao tới 130cm Mặt khác bông lúa lai to và nặng nên

dễ bị ñổ khi gặp mưa gió lớn Muốn hạ thấp chiều cao của con lai phải cải tạo ñồng thời cả hai dòng bố mẹ Tuy nhiên do sức mạnh của ưu thế lai nên con lai vẫn có xu thế cao hơn mong muốn ðặc biệt với các tổ hợp có bố mẹ xa huyết thống, hiệu ứng về chiều cao cây mạnh vì vậy trước hết người ta phải tạo dòng

bố thấp cây bằng lai hoặc ñột biến sau ñó mới lai tạo giống ưu thế lai (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46]

2.3.6 Ưu thế lai về tính chống chịu

Lúa lai có khả năng chống chịu rộng với nhiều ñiều kiện ñất ñai, khí hậu khác nhau Biểu hiện cụ thể là: ở giai ñoạn mạ lúa lai chịu lạnh tốt hơn lúa thường, ở thời kỳ lúa con gái lúa lai có khả năng chịu úng ngập ví dụ như các tổ hợp lai hệ bác ưu nước ngập 4 – 5 ngày nếu gốc chưa thối thì sau khi nước rút vẫn hồi phục nhanh và cho năng suất cao trong khi lúa thuần phải cấy lại, lúa lai

có khả năng phục hồi nhanh sau khi nước rút Lúa lai có thể gieo trồng trên nhiều loại ñất có lý tính và hoá tính khác nhau, chịu hạn tốt hơn lúa thường Lúa lai có thể chống chịu khá với bệnh ñạo ôn ( Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46]

Theo Lin S.C và Yuan L.P, 1980 [66], lúa lai có khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh như rầy nâu, bạc lá, và thích ứng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau

Lúa lai chịu rét rất tốt, ở vụ xuân khi nhiệt ñộ không khí ñạt 16 – 200C, mạ lúa lai sinh trưởng bình thường trong khi mạ lúa thường bị kìm hãm ñáng kể Ở các

tổ hợp lai sử dụng dòng mẹ là các TGMS thì khả năng chịu rét còn biểu hiện ở giai ñoạn trỗ bông: Trong ñiều kiện 240C lúa lai kết hạt rất tốt, trong khi các giống lúa thuần có tỉ lệ lép lửng nhiều, hạt vào chắc kém, tỷ lệ gạo thấp (Nguyễn Văn Hoan, 1999) [17]

Cả hai bố mẹ của tổ hợp lai ñều là loại hình Indica nhiệt ñới thì con lai có khả năng chịu nóng ẩm rất cao Trong thời kỳ lúa sinh trưởng gặp nhiệt ñộ 28 –

320C lúa lai vẫn sinh trưởng bình thường, còn khi trỗ bông nếu ñộ ẩm không khí ñạt trên 80% thì lúa lai vẫn kết hạt tốt, tỷ lệ chắc vẫn cao ngay cả khi nhiệt ñộ không khí 350C ( Nguyễn Văn Hoan, 1999) [17]

Theo Quách Ngọc Ân [2], thì khả năng thích ứng của lúa lai rất rộng, có thể trồng từ vùng núi phía bắc ñến Tây Nguyên, từ chân ruộng trũng (Phú Lập – Phú Xuyên) ñến chân ñất vàn cao (Cao Xá – Phong Châu), từ vùng thâm canh cao (Hải Dương) ñến vùng núi khó khăn về thuỷ lợi (Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái, Lai Châu, Sơn La…) nhưng với ñiều kiện ñầu tư như nhau thì lúa lai thường cho năng suất gấp ñôi lúa thường (giống cũ)

Ở Việt Nam, một số tác giả ñã công bố các giống lúa lai có ưu thế về tính chống ñổ, chống rét ở giai ñoạn mạ tốt, kháng ñược bệnh ñạo ôn, khô vằn ở mức trung bình, khả năng thích ứng rộng (Nguyễn Công Tạn và cs, 2002) [41]

2.4 Một số thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Trung Quốc

* Thành tựu về lúa lai 2 dòng

Lúa lai hai dòng luôn gắn liền với việc nghiên cứu phát hiện các dòng bất dục ñực nhân nhạy cảm với quang chu kỳ (PGMS) và dòng bất dục nhân nhạy cảm với nhiệt ñộ (TGMS) Từ hai nguồn vật liệu ban ñầu là PGMS – Nông ken

58 (tác giả Trung Quốc phát hiện năm 1973) và TGMS – Anongs (1988), các nhà chọn giống ñã tiến hành lai tạo ñể nhận ñược các dòng P(T)GMS mới có nền

di truyền khác nhau Trên cơ sở ñó phương pháp sản xuất lúa lai hai dòng ra ñời ðây ñược xem như là một ñột phá trong công nghệ sản xuất ñầu tiên của Trung Quốc trên cơ sở dòng mẹ Pei ải 64s và dòng bố Te-Quing ñã cho năng suất rất cao (ñạt 170 tạ/ha) vào năm 1997 và ñược gieo cấy trên diện tích 0,13 triệu ha

Các dòng PGMS và TGMS phục vụ cho phát triển lúa lai hai dòng ñang ñược phát triển mạnh ở Trung Quốc gồm: các dòng PGMS thuộc loài phụ Japonica (5047s, 5088s, ), các dòng TGMS thuộc loài phụ Indica (545s, 5460s, 8902S, Among S-1, Hengnong S-1, K9S, K14S, W6111S, W6154s) (Yuan L.P, 2003) [94]

Phương pháp ñột biến phóng xạ là một trong những phương pháp ñược sử dụng rất rộng rãi trong gây tạo ñột biến, mục ñích là tạo ra các ñột biến gen kiểm soát tính trạng bất dục ñực ở lúa Vấn ñề gây tạo ñột biến phóng xạ ñã mở ra triển vọng lớn trong công tác tạo giống Trung Quốc là quốc gia ñi ñầu trong lĩnh vực ứng dụng bức xạ nguyên tử vào nông nghiệp Trung Quốc ñã sử dụng bức xạ nguyên tử gây ñột biến gen tạo ra ñược 325 giống của 29 loài cây trồng trong ñó

có một số cây ăn quả và giống lúa mì cao sản (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [32]

Viện khoa học ñời sống Hồ Nam – Trung Quốc ñã xử lý ñột biến nguồn Gamma Co60 liều lượng 350 GY với dòng bất dục ñực TGMS Shuangdis có ñiểm nhiệt ñộ tới hạn gây hữu dục (CFP) rất thấp, ñã thu ñược 7 thể ñột biến có

cổ bông dài từ quần thể M2 Sau quá trình gieo trồng và chọn lọc trong ñiều kiện

tự nhiên và nhân tạo tại ñảo Hải Nam, các tác giả ñã thu ñược 3 dòng TGMS mới

ổn ñịnh là Shuangdipeies-1, Shuangdipeies-7 và Shuangdipeies-8 Sử dụng các dòng TGMS này trong sản suất hạt lai ñã không phải phun GA3 và chúng rất ổn ñịnh về ngưỡng trong chuyển hoá hữu dục (Zhou GQ và cộng sự, 2002) [96]

Ngoài lúa lai hệ 3 dòng ñang giữ vai trò chủ lực trong sản xuất hiện nay,

hệ thống hai dòng cũng ñược nghiên cứu thành công và ñang ngày càng mở rộng trong sản xuất Tính ñến năm 2001, diện tích lúa lai hai dòng tại Trung Quốc ñạt 2,5 triệu ha và năng suất cao hơn 3 dòng 5 – 10% Diện tích sản xuất hạt giống lúa lai 2 dòng là 115 000ha với năng suất hạt lai bình quân ñạt 2,7 tấn/ha (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [32]

2.5 Thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam

Việt Nam bắt ñầu khảo nghiệm các tổ hợp lúa lai từ giữa những năm 1980 Viện lúa ðồng Bằng Sông Cửu Long ñã so sánh các giống lúa lai của IRRI, và chọn ra hai giống có ưu thế lai cao thích hợp với ðồng Bằng Sông Cửu Long và ñặt tên là UTL1, UTL2 Các giống này do không sản xuất ñược hạt lai trong nước nên không mở rộng ñược diện tích Năm 1990 khi nước ta trở lại quan hệ bình thường với Trung Quốc, nông dân vùng biên giới ñã mua hạt lai F1 về trồng

và thu ñược năng suất cao gấp 1,5 – 2 lần lúa thường nên năm 1991 Bộ NN & CNTP ( nay là Bộ NN & PTNT) ñã cho nhập và trồng thử 100 ha kết quả rất tốt, năng suất ñạt 7 – 9 tấn ñã hấp dẫn nhiều người trồng lúa và việc nhập hạt F1 trở thành nhu cầu của nông dân nhiều vùng Năm 1992, ñề tài ñộc lập cấp nhà nước

về nghiên cứu lúa lai ñược thực hiện và sau ñó vấn ñề nghiên cứu lúa lai ñược triển khai trong khuôn khổ của chương trình KN – 01 và KHCN – 08 [32]

Bên cạnh việc chọn tạo các giống lúa lai trong nước, Việt Nam tích cực nhập nội các giống lúa lai, chọn lọc các tổ hợp lai cho năng suất cao, thích ứng với ñiều kiện của Việt Nam ñể phục vụ sản xuất ñại trà Cho ñến nay chúng ta ñã

có một bộ giống lúa lai khá ña dạng và phong phú cho vụ mùa như: Bồi tạp sơn thanh, Bồi tạp 77, Lưỡng ưu bội cửu, Bác ưu 64, Bác ưu 253, Bác ưu 903, D ưu 527; các giống cho vụ xuân: Nhị ưu 63, Nhị ưu 838, Một só giống lúa lai của Việt Nam bước ñầu có vị trí trong sản xuất là: HYT83, HYT100, TH3-3, VL20, Th3-4 (Trần Văn Khởi, 2006) [28], (Phạm ðồng Quảng, 2006) [38]

2.5.1 M ở rộng diện tích lúa lai thương phẩm

Bắt ñầu từ những năm 1990 ñược sự giúp ñỡ của FAO, Việt Nam ñã nhập các giống lúa lai Trung Quốc ñể trồng thử trên diện tích tương ñối rộng trong hầu hết các vùng sinh thái ở Việt Nam (Quách Ngọc Ân, 1994) [1], (Ngô Thế Dân, 1994) [10], (Nguyễn Trí Hoàn, 1996) [22]

Thành tựu nổi bật của chương trình lúa lai giai ñoạn 1986 – 2005 là phát triển 0,6 triệu ha, năng suất bình quân ñạt 6,5 tấn/ha [7] Hiện nay nhiều tỉnh thành như: Nam ðịnh, Hà Nam, Ninh Bình… ñã xem lúa lai là yếu tố quan trọng

ñể nâng cao sản lượng lương thực và mở rộng cơ cấu lúa lai lên ñến 30 – 40% diện tích

Kết quả này cùng với công tác nhập nội hàng loạt những giống lúa lai của Trung Quốc vào Việt Nam như: Sán ưu 63, Sán ưu quế 99, ðặc ưu 94, King ưu quế 99, Nhị ưu 63, Bắc ưu 903, Bắc ưu 501, Chi ưu quế 99, ðặc ưu 63,…ñã làm cho sản lượng và diện tích lúa lai của Việt Nam ngày càng một mở rộng; diện tích lúa lai năm 1991 chỉ có 100 ha, ñến năm 1999 ñã có 230.000 ha Vụ ñông xuân 2000 ñạt tới 210.000 ha vượt 80.000 ha so với năm 1999 Trong vụ ñông xuân 2000 cả nước tăng thêm 1,2 triệu tấn thóc, riêng lúa lai góp phần 0,33 triệu tấn Nếu tính cả năm 2000 diện tích lúa lai có thể ñạt tới 350.000 ha Vì vậy, tổ chức FAO coi Việt Nam là nước áp dụng thành công công nghệ sản xuất lúa lai vào sản xuất ñại trà Việt Nam trở thành nước ñứng thứ 2 (sau Trung Quốc) sản xuất thành công lúa lai trên diện rộng (Trần Duy Quý, 2000) [40]

2.5.2 Thành t ựu chọn tạo giống lúa lai

* Thành tựu nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai hai dòng

Việt Nam là một trong những nước thuộc vùng khí hậu nhiệt ñới và cận nhiệt ñới, do ñó việc sử dụng các dòng TGMS trong công nghệ sản xuất lúa lai hai dòng

là rất thuận tiện Nếu chỉ xét ñơn thuần về nhiệt ñộ việc duy trì dòng TGMS và sản xuất hạt giống F1 của lúa lai hai dòng ở nước ta thuận lợi hơn Trung Quốc vì sự chênh lệch nhiệt ñộ ngày ñêm không quá lớn (Trần Duy Quý, 2000) [40]

Tại Viện Di truyền Nông Nghiệp, bằng ñột biến thực nghiệm kết hợp với các phương pháp lai tạo, chọn lọc và nuôi cấy mô tế bào ñã tạo ra một số dòng

TGMS mới, trên cơ sở các dòng TGMS này, các tổ hợp lúa lai hai dòng ñầu tiên của Việt Nam (TGMS – VN1/D21, TGMS – VN1/D24, VN01/D118 và VN01/212) ñã ñược tạo ra và ñược Bộ Nông Nghiệp & PTNT cho phép mở rộng sản xuất ở mức ñộ khu vực hoá, ñặc biệt quy trình sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp lúa lai 2 dòng (Bồi tạp sơn thanh) cũng ñã ñược Viện Di Truyền nghiên cứu, hoàn thiện và chuyển giao cho Hà Tây, Sơn Tây, Trường Cao ñẳng Nông Nghiệp

Hà Nội (Trần Duy Quý, 2000) [40] Quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH3-3

ñã ñược hoàn thiện và áp dụng thành công ở các tỉnh phía Bắc và Quảng Nam (Nguyễn Thị Trâm và cs, 2005) [48]

Tại Truờng ðHNN1 ñã tiến hành nhập nội và nghiên cứu các dòng TGMS: TG58S, T92S, TG25S, Se21, 36s, Hương 125s và Pei ải 64s tạo nguồn gen khởi ñầu ñể gây tạo các dòng vật liệu TGMS của Việt Nam Lai thử, ñánh giá và tuyển chọn ñược 7 dòng phục hồi phấn cho các dòng TGMS gồm các dòng Sơn Thanh, ðặc Thanh, Minh Hui 86, R101, R68, R-JM 85 có khả năng phục hồi tính hữu dục và cho ưu thế lai cao (Nguyễn Thị Trâm, 2001) [47]

Hầu hết các vật liệu chọn giống lúa lai hai dòng ñang ñược sử dụng tại Việt Nam ñều có nguồn gốc nhập nội và các dòng mới chọn tạo ra cũng mang

các gen tms từ vật liệu nhập nội Các dòng TGMS ñược chọn tạo trong nước

gồm: VN – 01, TGMS VN1, 6S, 7S, 8S, 11S, T29S, 103S, T1S, T24S, CL64S, 21S, các dòng TGMS ñã ñược sử dụng trong nghiên cứu ñể xác ñịnh ngưỡng chuyển hoá hữu dục và bất dục, lai thử ñể tìm tổ hợp lai cho ưu thế lai cao (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [32] ðến nay Việt Nam ñã có 3 giống chọn tạo trong nước công nhận là giống quốc gia là HYT83 (IR58025A/RTQ5) [26], Việt lai 20 (103S/R20) [18] và TH3-3 (T1s96/R3) [48] 7 giống ñược công nhận tạm thời là HYT57, HYT92, HYT100, TH3-4, HC1, TM4, VN01/212 Trong ñó các tổ hợp

HYT92, HYT100, TH3-4, và HC1 ñang mở nhanh trong sản xuất do có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất khá cao, chất lượng tốt

Năm 2003, nhóm nghiên cứu trường ðHNN1 ñã chọn tạo ñược một dòng PGMS là P5s có ngưỡng chuyển ñổi tính dục ở 12 giờ 16’ Dòng P5s là dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ ngắn ñược phân lập tại Việt Nam, tính bất dục ñực cảm ứng quang chu kỳ ngắn ở dòng P5s do một gen lặn ñiều khiển Các tổ hợp lai F1 tạo ra từ dòng P5s biểu hiện tiềm năng ưu thế lai Dòng P5s ñược ñề nghị ñể sử dụng tạo giống lúa lai 2 dòng mẫn cảm quang chu kỳ cho Việt Nam [37]

Song song với việc triển khai sản xuất thử nghiệm một số tổ hợp lúa lai hai dòng dựa trên các dòng TGMS với sự giúp ñỡ của các tổ chức Quốc tế, Viện

Di truyền Nông nghiệp ñã và ñang triển khai những nghiên cứu cơ bản về bản chất phân tử của hiện tượng TGMS Tác giả của Viện Di truyền Nông nghiệp (Nguyễn Văn ðồng và CS, 1998, 2000) [11] ñã tiến hành nghiên cứu phát hiện

và lập bản ñồ gen tms của dòng lúa TGMS – VN1 (Phạm Ngọc Lương và CS,

1998) [31] ñã xác ñịnh ñược rằng; Gen tms của dòng lúa TGMS – VN1 là một gen mới, nó nằm trên vai ngắn và ngay sát tâm ñộng thuộc NST số 2 của lúa và ñược ñặt tên là tms – 4(t) Như vậy tms – 4(t) không giống tms - 1 thuộc NST số

8 và tms – 3 thuộc NST số 6 ñược các tác giả trước ñây phát hiện Trình tự nucleotit của chỉ thị phân tử (E5/M12 – 600) liên kết chặt với tms – 4(t) ñã ñược

lưu giữ tại ngân hàng gen của thế giới với mã số N0 AF 070954 ðây là thành công ñầu tiên của Việt Nam trong lĩnh vực nghiên cứu phát hiện và lập bản ñồ gen ở lúa, ñồng thời cũng là công trình thứ 3 trên thế giới về việc nghiên cứu

phát hiện và lập bản ñồ gen tms ở lúa

Cho tới nay, Việt Nam ựã có khoảng 17 dòng TGMS nhập nội, 29 dòng TGMS chọn lọc từ những tổ hợp lai Bên cạnh ựó chúng ta cũng tiến hành nhập nội các tổ hợp lúa lai 2 dòng của Trung Quốc: BTST, BT49, BT77 ựể nghiên cứu

và thử nghiệm khả năng thắch ứng trên diện tắch khoảng hàng chục ngàn ha thuộc các tỉnh Thái Bình, Nam định, Ninh Bình, Hà TâyẦ Kết quả bước ựầu cho thấy, lúa lai 2 dòng thực sự có triển vọng phát triển tốt tại Việt Nam (Trần Duy Quý, 2000) [42]

2.5.3 Thành t ựu về nghiên cứu kỹ thuật nhân dòng và sản xuất hạt lai F1

* Nghiên cứu kỹ thuật nhân dòng

Hiện nay ựã xác ựịnh ựược thời vụ trồng thắch hợp cho việc nhân dòng TGMS vùng đồng bằng Sông Hồng, vùng đồng bằng Thanh Hoá

- điều khiển thời vụ gieo cấy: Trong ựiều kiện vụ xuân ở vùng đồng bằng Bắc Bộ vào khoảng thời gian từ 20/3 ựến 5/4 có nhiệt ựộ trung bình ngày từ 18 Ờ 240C Vì vậy ựiều khiển các dòng TGMS nhập nội từ Trung Quốc hoặc các dòng chọn tạo tại Việt Nam sao cho phân hoá ựòng bước 3 ựến bước 6 trùng vào khoảng thời gian ựó thì sẽ có tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ ựậu hạt cao (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46]

Vùng đồng bằng Thanh Hoá nhân dòng Pei ải 64s nên bố trắ nhân dòng

ở vụ đông xuân, bố trắ cho cây lúa trỗ xung quanh 5/4 Nếu nhân dòng ở vụ Thu ựông thì bố trắ ựể cây lúa trỗ từ 14 Ờ 23/8 (Nguyễn Bá Thông, 2001) Tại vùng Gia Lâm Ờ Hà Nội nhân dòng Pei ải 64s bố trắ gieo mạ vào ngày 10/12 ựến 20/12 với lượng phân 120 N : 60 P2O5 : 90 K2O là hợp lý và cho năng suất cao nhất ( Phạm Văn Ngọc, 2000) [35]

Hiện nay người ta còn dùng biện pháp tưới nước lạnh vào thời kỳ cảm ứng của dòng TGMS (nguồn nước lạnh có thể lấy từ vùng núi cao khoảng 1000m hoặc từ giếng nước ngầm) Mức nước tưới phải sâu ựể ngập ựòng non ựang phân hoá, ựồng thời cho nước chảy liên tục ựể tránh nhiệt ựộ tăng cao Nhiệt ựộ của nước tưới cần giữ ở mức 19 Ờ 200C trong ựiều kiện như vậy nhiệt ựộ không khắ

có thể cao từ 24,5 ựến 350C dòng TGMS vẫn cho hạt hữu dục (Nguyễn Thị Trâm, 2002) [46]

- Các phương thức gieo cấy có ảnh hưởng ựến sinh trưởng và phát triển của dòng lúa mẹ Phương thức cấy dòng mẹ có thời gian sinh trưởng từ gieo ựến bắt ựầu trỗ bông dài hơn phương thức gieo sạ Áp dụng phương pháp gieo hàng dòng mẹ trong sản xuất hạt lai F1 ở vùng Nam Trung Bộ ựạt năng suất cao nhất (2,677 kg/ha) cao hơn cấy dòng mẹ là 201 kg/ha và cao hơn gieo vãi dòng mẹ là

464 kg/ha (Lại đình Hoè, Nguyễn Trắ Hoàn và CS, 2005) [14]

Duy trì dòng mẹ 103S nên bố trắ cấy ở mật ựộ 87 dảnh/m2 thì năng suất dễ dàng ựạt trên 40 tạ/ha Nếu không cấy ựủ mật ựộ (dưới 65 dảnh/m2) thì năng suất hạt duy trì chỉ ựạt 27 Ờ 29 tạ/ha (Nguyễn Văn Hoan, 2002) [20]

* Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai F1

Sản xuất hạt lai là khâu cuối cùng quyết ựịnh sự thành bại của quá trình nghiên cứu lúa lai Năng suất hạt lai càng cao thì giá thành càng hạ, tạo thuận lợi cho việc mở rộng diện tắch trồng lúa lai Sản xuất lúa lai thương phẩm là một trong những khâu then chốt cũng là khâu khó khăn nhất trong chọn tạo giống lúa lai, vì cây lúa là cây tự thụ và có hoa rất nhỏ Thành công của sản xuất hạt lai phụ thuộc vào nhiều biện pháp kỹ thuật, song tập trung vào 4 nhóm ựó là: Xác ựịnh thời vụ ựể gieo dòng bố mẹ, tạo quần thể dòng bố mẹ năng suất cao, nâng cao tỷ lệ ựậu hạt và ựảm bảo chất lượng hạt giống

Việt Nam ựã có nhiều nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất hạt lai F1: nghiên cứu về thời vụ sản xuất, mật ựộ cấy, tỷ lệ hàng bố mẹ, lượng phân bónẦ Tuy nhiên phải căn cứ vào ựặc trưng ựặc tắnh của dòng bố mẹ ựể xây dựng quy trình

kỹ thuật cụ thể cho từng giống

- Nghiên cứu về thời vụ sản xuất hạt lai F1: đã xác ựịnh ựược thời vụ thắch hợp cho việc sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng vùng đồng bằng sông Hồng

Theo Nguyễn Thị Trâm, 2002 [46], trong ựiều kiện miền Bắc Việt Nam chỉ nên sử dụng các dòng TGMS ựể sản xuất hạt lúa lai vào mùa hè, ựó là một khó khăn lớn, vì mùa hè thường gặp mưa bão, muốn dòng TGMS bất dục thì phải ựiều khiển trỗ vào sau ngày 15/5 (vụ xuân), và từ 28/8 ựến 10/9 Nếu ựiều khiển trỗ sớm hơn 15/5 hoặc muộn hơn 10/9, có thể gặp một số ngày lạnh làm cho dòng mẹ tự thụ, ảnh hưởng ựến chất lượng hạt lai

Khi nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH3-3, Nguyễn Thị Trâm và Cs [48] cho biết: tại các tỉnh phắa Bắc sản xuất hạt lai F1 phải thực hiện trong vụ mùa trung, gieo dòng mẹ vào ngày 15 Ờ 25/6, tại Quảng Nam có thể bố trắ sản xuất F1 vào vụ Xuân muộn, sử dụng phương thức gieo thẳng dòng mẹ Tỷ lệ hàng bố mẹ là 2:16 Quy trình ựã ựược ứng dụng thành công

ở các tỉnh phắa Bắc ựạt năng suất từ 1,5 Ờ 3,4 tấn/ha, tại Quảng Nam ựạt 1,8 tấn/ha

- Nghiên cứu tỷ lệ hàng bố mẹ và mật ựộ dòng mẹ trong sản xuất hạt F1

Tổ hợp TH3-3 ở tỷ lệ 2R : 16S và mật ựộ dòng mẹ 15cm x (12 Ờ 14cm) ựã áp dụng thành công ở các tỉnh phắa Bắc ựạt năng suất từ 1,5 Ờ 3,4 tấn/ha (Nguyễn Thị Trâm, 2005) [48] Tổ hợp Sán ưu Quế 99 tỷ lệ hàng 1R : 8A và mật ựộ dòng

mẹ 13 x 16cm cho năng suất cao nhất (1.527 kg/ha) Tổ hợp Bác ưu 64 tỷ lệ hàng 2R : 16A ở mật ựộ mẹ 13 x 10cm cho năng suất hạt lai cao nhất (2.453 kg/ha) Tổ hợp Nhị ưu 838 ựạt năng suất cao nhất 3.298 kg/ha ở tỷ lệ hàng 2R : 12A ở mật ựộ mẹ 15 x 15cm hoặc 15 x 17cm (Nguyễn Trắ Hoàn, 2002, 2005) [25]

Theo Hoàng ðăng Dũng và Cs [10] khi nghiên cứu các giải pháp công nghệ sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lúa lai VL24 cho biết: khi tăng số dảnh cấy cơ bản thì số hạt trên bông không thay ñổi nhiều nhưng tỷ lệ hạt chắc trên bông lại

tỷ lệ nghịch với số dảnh cấy cơ bản Số hoa trên bông khi cấy 1 dảnh/khóm trội hơn khi cấy 2 hoặc 3 dảnh Cũng như số hạt chắc/bông, năng suất thực thu tỷ lệ nghịch với số dảnh cấy cơ bản ban ñầu

- Nghiên cứu các biện pháp ñiều khiển ngày trỗ: ở bước 4 của quá trình phân hoá ñòng có sự chênh lệch giữa dòng bố và mẹ thì có thể ñiều chỉnh cho trỗ sớm từ 2 – 3 ngày bằng cách phun lên lá cho dòng trỗ chậm hỗn hợp 0,5g GA3

và 100g KH2PO4 pha 60 lít nước, lượng dung dịch phun cho 2000m2 dòng bố hoặc phun cho 600m2 dòng mẹ (Nguyễn Công Tạn, 1992) [42]

- Nếu phun MET 300ppm và 40 kg N/ha vào bước 4 quá trình phân hoá ñòng thì kéo dài ñược 4 ngày cho 97A, 5 ngày cho Quế 99, 2 – 3 ngày cho Minh Khôi 63 Nếu phun KH2PO4 2,5 kg/ha vào bước 3 của quá trình phân hoá ñòng

sẽ ngắn ñược 1 – 2 ngày cho 97A, 2 ngày cho Quế 99 và Minh Khôi 63 (Nguyễn Trí Hoàn, 2005) [25] Trường hợp dòng nào trỗ nhanh hơn 5 – 7 ngày, thì dùng biện pháp ñạp rễ, cắt rễ ñể kìm hãm Nếu dòng bố nhanh hơn dòng mẹ thì có thể nhổ lên ñể cấy lại (Trung tâm nghiên cứu lúa lai, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam – tài liệu không xuất bản)

- Nghiên cứu biện pháp nâng cao tỷ lệ ñậu hạt: Các dòng T25S, T29S có

tỷ lệ thò vòi nhụy cao hơn các dòng CMS (ñạt ñược 80 – 90%) (Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan, 1996) [45] ðây là ñặc ñiểm thuận lợi cho việc nâng cao năng suất hạt lai F1 của các tổ hợp lai hai dòng

ðể nâng cao tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài và tăng kích thước vòi nhụy cần bón 75kg urê và 112,5kg KCl cho 1ha vào giai ñoạn bước 5, 6 của quá trình

phân hoá ñòng, ñồng thời dùng 900g axit boric pha với 459 lít nước phun lên lá cho 1ha, sau khi phun GA3 lần 1 (Hoàn Bồi Kính, 1993) [29]

Phun GA3 với nồng ñộ 66 ppm khi lúa trỗ 5% làm tăng tỷ lệ thụ phấn chéo

từ 5 – 5,9% và làm năng suất hạt lai tăng từ 200 – 600 kg/ha Liều lượng GA3dùng trong sản xuất hạt lai F1 thay ñổi tuỳ thuộc vào mức ñộ mẫn cảm của các dòng bất dục và từng tổ hợp lai (Nguyễn Văn Luật và cs, 1994)

Hiện nay một số quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 ñã ñược ứng dụng vào sản xuất ñố với các tổ hợp lai: Bác ưu 903, Nhị ưu 63, Nhị ưư 8338, Tạp giao 4, TH3-3, Bồi tạp sơn thanh, VL20

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu ñã ñạt ñược, cùng với quá trình học tập tiếp thu kinh nghiệm của Trung Quốc và chuyên gia của FAO, Việt Nam ñã triển khai ñược một mạng lưới sản xuất hạt lai F1 tại 18 tỉnh thành trong cả nước Cho ñến nay, công tác sản xuất hạt lai F1 trong nước ñã ñạt ñược khoảng 750 tấn, chiếm 10 – 15% nhu cầu hạt giống lúa lai của cả nước ta Vụ xuân 1999 – 2000

cả nước có 1000ha ruộng sản xuất hạt lai F1 với năng suất trung bình là 2,5 tấn/ha ñã cung cấp gần 25% nhu cầu giống lúa lai trong cả nước [40]

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu nghiên cứu

Các dòng lúa thuần mới chọn tạo tham gia thắ nghiệm vụ mùa 2006 ựược

3.2 Nội dung nghiên cứu

- đánh giá ảnh hưởng của các dòng bố khác nhau ựến một số tắnh trạng nông học, hình thái của các tổ hợp lúa lai hai dòng

- đánh giá khả năng di truyền và khả năng cho ưu thế lai của các dòng bố ựến các tổ hợp lai

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Chúng tôi sử dụng phép lai dòng/vật liệu thử (line/tester) ựể kiểm chứng dòng bố Trong vụ mùa 2006, chúng tôi sử dụng 62 dòng lúa thuần mới chọn tạo

và hai vật liệu thử P5S và TQ2 Vụ xuân 2007, sử dụng 31 dòng lúa thuần phân lập từ một dòng gốc theo phương pháp Pedigree và 3 vật liệu thử là P5S (dòng PGMS), 103S và 135S (dòng TGMS)

* địa ựiểm nghiên cứu: Thắ nghiệm ựược tiến hành tại Trường ựại học Nông nghiệp I Ờ Hà Nội

* Bố trắ thắ nghiệm: Thắ nghiệm ựược bố trắ theo kiểu khảo sát tập ựoàn Các tổ hợp lai ựược trồng tuần tự không lặp lại, cứ 10 tổ hợp lai có 1 ựối chứng Các dòng bố và con lai ựược trồng thành cặp Thắ nghiệm ựược cấy 1 dảnh với mật ựộ 36 khóm/m2

* Lượng phân bón cho thí nghiệm:

Vụ mùa (tính cho 1 ha):

* Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:

1 Thời gian sinh trưởng: Tính từ khi gieo mạ ñến khi chín hoàn toàn

2 Số nhánh hữu hiệu: ðếm số nhánh có số hạt/bông lớn hơn 10 hạt, theo dõi

10 khóm cho mỗi tổ hợp, bông bị sâu ñục thân không tính là bông hữu hiệu

3 Số hạt/bông: ðếm số hạt trên bông của 30 bông rồi lấy số liệu trung bình

6 Năng suất thực thu: Cân năng suất của mỗi tổ hợp, tính trung bình rồi quy

ra năng suất của một ha

7 Năng suất lí thuyết:

Năng suất lí thuyết (tạ/ha) = Số hạt/bông x Tỷ lệ hạt chắc x P1000 hạt x số bông/khóm x số khóm/m2 x 10-4

8 Năng suất cá thể:

Cân khối lượng hạt khô của 10 khóm/tổ hợp sau ñó lấy trị số trung bình của 3 lần nhắc, với ñơn vị tính là gr/khóm

9 ðặc ñiểm hình thái của 3 lá cuối cùng:

Chiều dài lá: ño từ gốc lá ñến mút lá tính ñến 0,1 ño lá của 10 khóm/tổ hợp lấy giá trị trung bình

Chiều rộng lá: ño chỗ to nhất tính ñến 0,1 ño lá của 10 khóm/tổ hợp lấy giá trị trung bình

10 Số lóng phân biệt ñược: Bóc bẹ lá ra khỏi thân ñếm số lóng có thể phân biệt ñược

11 Chiều dài cổ bông: ðo phần cổ bông nhô ra khỏi bẹ lá ñòng Nếu lúa trỗ không thoát thì ño phần bông bị lá bẹ ñòng bao bọc và ghi kí hiệu âm (-) trước giá trị chiều dài cổ bông âm

12 Chiều dài bông: ðo lúc chín, bắt ñầu từ ñốt cổ bông có gié ñến mút bông không kể râu

13 Tổng số hạt/bông: Là số hoa ñã hình thành, ñếm toàn bộ cả hạt chắc và hạt lép khi lúa chín

14 Số hạt chắc/bông: Chỉ ñếm số hạt chắc, từ tổng số hạt và số hạt chắc ñể tính ra tỷ lệ hạt chắc, lép

3.4 Phân tích số liệu

- Xử lý số liệu theo chương trình Excell và phần mềm thống kê cơ bản

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả nghiên cứu trong vụ mùa 2006

4.1.1 K ết quả phân nhóm các tổ hợp lai

Trong vụ xuân năm 2006 chúng tôi ñã tiến hành các phép lai - tổ hợp với các dòng mẹ là P5S; TQ2, bố là các dòng lúa thuần mới chọn tạo Các tổ hợp này ñược bố trí thí nghiệm ñể khảo sát trong vụ mùa 2006 Bước ñầu chúng tôi tiến hành phân nhóm các tổ hợp lai theo các chỉ tiêu về TGST, ñộ hữu dục hạt phấn

và tỉ lệ hạt chắc/bông Kết quả phân nhóm của các tổ hợp như sau:

* Phân nhóm theo thời gian sinh trưởng:

Thời gian sinh trưởng là ñặc ñiểm di truyền quan trọng ñối với mỗi loài cây trồng, ñặc biệt là cây lúa Một giống lúa tốt, có năng suất, chất lượng cao, chống chịu tốt nhưng có thời gian sinh trưởng quá dài, không phù hợp với cơ cấu cây trồng của ñịa phương thì giống lúa ñó không thể mở rộng sản xuất ñược

Với mục tiêu là chọn giống ngắn ngày phù hợp với cơ cấu 2 lúa - 1 màu nên chúng tôi ñặt mục tiêu chọn lọc về TGST của các tổ hợp trong khoảng từ 95

- 110 ngày trong vụ mùa Các dòng bố khi tổ hợp với các dòng mẹ cần ñạt ñược mục tiêu ñã ñề ra

Bảng 4.1a Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa P5S và

các dòng lúa thuần mới chọn tạo

Phân nhóm theo thời gian sinh trưởng

6.67

82.22

17.780

50100

ðồ thị 4.1a Phân nhóm theo TGST của các con lai giữa P5S và các

dòng lúa thuần mới chọn tạo

Từ bảng 4.1a: kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa mẹ P5S với các dòng lúa thuần mới chọn tạo cho thấy:

- Ở vụ mùa 2006, tất cả các dòng bố ñều tạo ra các tổ hợp lai có thời gian sinh trưởng nằm trong khoảng lựa chọn ñược Trong ñó thời gian sinh trưởng của các tổ hợp tập trung với tần suất cao nằm trong khoảng 95 - 100 ngày (82,22%)

Kết quả phân nhóm theo TGST của các tổ hợp lai giữa TQ2 và các dòng lúa thuần mới ñược chọn ở bảng 4.1b cho kết quả khá khác biệt khi lai với dòng P5S Cụ thể như sau:

- Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai nằm rải ñều ở các khoảng từ 95 -

125 ngày Khoảng thời gian sinh trưởng từ 115 - 120 ngày là khoảng có số tổ hợp tập trung nhiều nhất ñạt 31,58%; hai khoảng thời gian có số tổ hợp nhiều thứ 2 là khoảng từ 100 - 105 ngày và khoảng 120 - 125 ngày (21,05%) Số tổ hợp ñạt yêu cầu về TGST, tức là có TGST nằm trong khoảng từ 95 - 110 ngày chiếm 31,58%