tuyển chọn tổ hợp lúa lai ba dòng nhập nội và bước đầu tìm hiểu khả năng duy trì các dòng bố mẹ sản xuất hạt lai f1

luận văn thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số: 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TRÂM

HÀ NỘI - 2009

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc và ñáng tin cậy

Hà Nội 22 tháng 09 năm 2009

Tác giả

Trần Thị Minh Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Trâm, TS Trần Văn Quang ñã tận tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn ban lãnh ñạo Viện Sinh học Nông nghiệp, tập thể cán

bộ Phòng Công nghệ lúa lai - Viện Sinh học Nông nghiệp ñã tạo ñiều kiện về thời gian, giúp ñỡ và ñộng viên tinh thần ñể tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau ñại học, Khoa Nông học, Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện ñề tài

Luận văn này hoàn thành còn có sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp, bạn

bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Hà Nội, ngày 22 tháng 09 năm 2009

Tác giả

Trần Thị Minh Ngọc

2.1 Quá trình phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 4

2.3 Phương pháp chọn bố mẹ ñể tạo các tổ hợp lai cho ưu thế lai cao 192.4 Phương hướng nghiên cứu và phát triển lúa lai trong những năm

2.5 Công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai F1 ñảm bảo có năng suất

3 VẬT LIỆU, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

4.1.3 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 524.1.4 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai 554.2 So sánh các tổ hợp lai trong vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009 574.2.1 ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai ñược tuyển chọn 584.2.2 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các tổ hợp lai ñược tuyển chọn 594.2.3 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 62

4.2.5 ðặc ñiểm của giống Nhị ưu 718-1 và tổ hợp 718-2 ở vụ Mùa

4.3 Nghiên cứu ñặc ñiểm các dòng bố mẹ của tổ hợp Nhị ưu 718-2 684.3.1 Nghiên cứu ñặc ñiểm của dòng II-32A, II-32B ñể duy trì II-32A/B 68

4.3.4 Nghiên cứu ñặc ñiểm của dòng II-32A, R718-2 ñể sản xuất hạt

4.3.5 Nghiên cứu ñặc ñiểm của các dòng bố mẹ ñể bố trí sản xuất hạt

4.3.6 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến một số yếu tố cấu thành năng

4.4 Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Nhị ưu 718-2 764.4.1 Nghiên cứu ñặc ñiểm trỗ bông trùng khớp của các dòng bố, mẹ

4.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến ñặc ñiểm nông học

của dòng mẹ và năng suất hạt lai F1 của tổ hợp Nhị ưu 718-2 77

4.5a Tiêu chuẩn chọn lọc có giá trị ưu tiên ở một số tính trạng 57

4.6 ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai vụ Mùa 2008 và vụ

4.7 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các tổ hợp lai vụ Mùa 2008

4.8 Phản ứng của các tổ hợp lai với các chủng vi khuẩn Xanthomonas

4.9a Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai trong vụ Mùa

4.13 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến ñặc ñiểm nông sinh học của

4.18a Ảnh hưởng của thời vụ trồng ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học

của các dòng bố mẹ tổ hợp Nhị ưu 718-2 (vụ Xuân 2008) 734.18b Ảnh hưởng của thời vụ trồng ñến một số ñặc ñiểm nông học của

4.19 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến một số yếu tố cấu thành năng

4.20 Thời gian sinh trưởng của các dòng bố mẹ của tổ hợp Nhị ưu

4.21 Ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ ñến các yếu tố cấu tạo thành

4.22 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến ñặc ñiểm nông sinh học của

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Lúa nước là một trong những cây lương thực chủ yếu của loài người, hiện nay có tới 65% dân số trên thế giới sử dụng lúa gạo là lương thực chính, phổ biến nhất là các nước Châu Á Vì vậy ở các nước này, việc phát triển cây lúa ñược coi là một chiến lược quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp Với thành tựu của cuộc cách mạng xanh, các giống lúa mang gen lùn thấp cây, chịu ñược nền phân khoáng cao ñã cải thiện một phần thiếu hụt lương thực cho nhân loại Tuy nhiên, các giống lúa thuần ñã thể hiện “thế kịch trần” khó có thể nâng cao ñược năng suất hơn nữa, mặc dù mức ñầu tư thâm canh

có thể ñạt ñược Trước nhu cầu cấp bách về lương thực, việc khai thác và sử dụng ưu thế lai ở cây lúa ñược coi là một thành tựu khoa học nông nghiệp lớn nhất thế kỷ 20 Năng suất lúa lai cao hơn lúa thuần từ 20-30% một cách chắc chắn qua các mùa vụ và ñược thể hiện ở nhiều nước trên thế giới, trong ñó có Việt Nam Trung Quốc là nước nghiên cứu lúa lai muộn hơn Mỹ, Ấn ðộ, Nhật Bản nhưng lại là nước sử dụng ưu thế lai vào sản xuất sớm nhất Thành công này ñã góp phần quan trọng trong chiến lược ñảm bảo an ninh lương thực cho nhân loại

Ở Việt Nam sản xuất lúa nước vẫn là một ngành quan trọng, truyền thống trong nền nông nghiệp Từ một nước thiếu ñói quanh năm, chúng ta ñã phấn ñấu ñủ lương thực và vươn lên trở thành một nước xuất khẩu gạo ñứng thứ 2 trên thế giới Có ñược thành tựu này là nhờ áp dụng các biện pháp kỹ thuật chuyển dịch cơ cấu mùa vụ, ñưa các giống lúa lai ngắn ngày có kiểu hình thâm canh và có khả năng cho năng suất cao vào ñồng ruộng Các giống lúa lai ñưa vào sản xuất gồm cả lúa lai của Việt Nam và Trung Quốc Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu và chọn tạo các giống lúa lai của Việt Nam là một ñòi hỏi tất yếu thì chúng ta cũng nên quan tâm ñến các tổ hợp lúa lai của Trung

Quốc chọn tạo Việc ñánh giá và tuyển chọn các tổ hợp lúa lai tốt của Trung Quốc phù hợp với ñiều kiện sản xuất của Việt Nam là rất cần thiết Ở nước ta hiện nay ñã nghiên cứu và ứng dụng thành tựu khoa học về ưu thế lai một cách toàn diện và vững chắc nên chúng ta phải chủ ñộng nguồn giống tại chỗ chất lượng cao, giá thành hạ mà không phải nhập nội giống quá ñắt từ Trung Quốc Thực tế lượng giống sản xuất trong nước chỉ ñạp ứng ñược 25% số còn lại phải nhập nội dẫn ñến không chủ ñộng ñược lượng giống, chất lượng và giá cả Do ñó, chúng ta cần quan tâm ñến các tổ hợp lúa lai của Trung Quốc phù hợp với ñiều kiện Việt Nam và tìm hiểu khả năng duy trì bố mẹ từ các nguồn vật liệu sẵn có, sản xuất hạt lai của chúng ñể chủ ñộng giống mà không phải nhập nội

Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:

“ Tuyển chọn tổ hợp lúa lai ba dòng nhập nội và bước ñầu tìm hiểu khả năng duy trì các dòng bố mẹ, sản xuất hạt lai F1”

1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

2.1 Quá trình phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam

2.1.1 Quá trình nghiên cứu, phát triển lúa lai trên thế giới

Ưu thế lai (ƯTL: heterosic) là thuật ngữ ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các ñặc tính khác

Việc sử dụng rộng rãi các tổ hợp lai F1 vào sản xuất ñã góp phần làm tăng năng suất nhiều loại cây trồng ñặc biệt là các cây lương thực làm tăng thu nhập cho người nông dân, tăng hiệu quả của sản xuất nông nghiệp ƯTL

là hiện tượng phổ biến trong trồng trọt và chăn nuôi ðầu thế kỷ 20, ƯTL lai của ngô ñược sử dụng rộng rãi vào trong sản xuất Sau ñó con người ñã khai thác ƯTL ở cây bắp cải, hành tây, cà chua, bông, lúa… Các giống gia súc lai

ñã ñược tạo ra và ñã giải quyết ñược nạn thiếu thực phẩm cho nhân loại, ñó là các giống ƯTL: lợn, bò, gà, vịt lai kinh tế (Nguyễn Công Tạn, 2002) [40] Năm 1926, J.W Jones (nhà thực vật học người Mỹ) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ƯTL trên những tính trạng số lượng và năng suất lúa.Tiếp sau ñó, có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận ƯTL về năng suất, các yếu

tố cấu thành năng suất (Anonynous, 1977; Li, 1977; Lin và Yuan, 1980); về

sự tích luỹ chất khô (Rao, 1965; Jenning, 1967; Kim, 1985), về sự phát triển

bộ rễ (Anonymous, 1974), cường ñộ quang hợp, diện tích lá (Lin và Yuan, 1980; Deng, 1980; MC Donal và CS, 1971; Wu và CS, 1980)… Tuy nhiên, lúa là cây tự thụ phấn ñiển hình, khả năng nhận phấn ngoài rất thấp, do ñó khai thác ƯTL ở lúa ñặc biệt khó khăn ở khâu sản xuất hạt lai F1 Nhiều nhà khoa học ñã nghiên cứu khá sớm nhằm tìm cách sản xuất hạt giống lúa lai ñiển hình là các nhà khoa học Ấn ðộ như Kadam (1937), Amand và Murti (1968), Ricsharia (1962), Swaminathan và Cs (1972), các nhà khoa học Nhật

Bản như Shinjyo và Omura (1966), các nhà khoa học tại viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) như Athwal và Virmani (1972) và nhiều nhà khoa học ở các nước khác Song họ chưa tìm ra phương pháp thích hợp ñể sản xuất hạt lai nên họ ñã không thành công (Nguyễn Công Tạn, 2002) [40]

Năm 1964, Yuan Long Ping (Trung Quốc) ñã cùng ñồng nghiệp phát

hiện ñược cây lúa dại bất dục trong loài lúa dại Oryza fatua spontanea tại ñảo

Hải Nam Sau khi thu về nghiên cứu, lai tạo họ ñã chuyển ñược tính bất dục ñực dạng hoang dại này vào lúa trồng và tạo ra những vật liệu di truyền mới giúp cho việc khai thác ƯTL Các vật liệu di truyền này bao gồm : dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility: CMS-dòng A) dòng duy trì tính bất dục ñực (Maintiner-dòng B), dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer-dòng R) Sau 9 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc ñã hoàn thiện công nghệ nhân dòng bất dục ñực, công nghệ sản xuất hạt lai và ñưa ra nhiều tổ hợp lai có năng suất cao ñầu tiên như Nam Ưu số 2, San Ưu

số 2, Uỷ ưu số 6 (Nguyễn Công Tạn, 2002) [40]

Năm 1973, công bố nhiều dòng CMS, dòng B tương ứng và các dòng R như: IR24, IR26, IR661… ñánh dấu sự ra ñời của hệ thống lúa lai 3 dòng và

ñã mở ra bước ngoặt trong lịch sử sản xuất và thâm canh cây lúa với giống lúa lai và công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai (Nguyễn Công Tạn, 2002) [40]

Hệ thống lúa lai ba dòng ñã tạo ra bước ñột phá cho việc khai thác ƯTL

ở lúa, làm phá vỡ thế kịch trần năng suất lúa và hiện nay vẫn là một phương pháp hữu hiệu ñể phát triển các tổ hợp lúa lai và cũng tiếp tục ñóng vai trò quan trọng trong chương trình phát triển lúa lai của nhiều nước

Trong những năm gần ñây bằng phương pháp lai xa huyết thống, lai xa ñịa

lý, sinh thái Trung Quốc ñã tạo ra nguồn vật liệu khởi ñầu ña dạng, phong phú: hơn 600 dòng CMS (gồm loài phụ Indica, Japonica), ñại diện cho 60 kiểu bất dục ñực mà chủ yếu là các kiểu “WA”, “Dian1”, “Dian 3” và “BT” và dòng duy trì tương ứng, cùng hơn 3000 dòng phục hồi (R) ñể tạo ra nhiều tổ hợp lai trong

ñó có hơn 200 tổ hợp ñược gieo trồng phổ biến trong sản xuất Các tổ hợp lai này rất phong phú và ña dạng, ñáp ứng nhu cầu sản xuất và thị trường tiêu thụ của Trung Quốc (Nguyễn Công Tạn, 2002) [40]

Chương trình chọn tạo giống lúa lai của IRRI trong những năm gần ñây tập trung vào phát triển các dòng CMS cải tiến, ña dạng về di truyền tế bào chất; chất lượng hạt ñược cải tiến, hàm lượng amylose từ trung bình ñến cao, không dính, có ñặc tính thơm khác nhau; khả năng thụ phấn ngoài cao, khả năng thích ứng rộng Một số dòng CMS của IRRI (IR58025A, IR69625A, IR70368A, IR28298A) ñược sử dụng nghiên cứu và phát triển các tổ hợp lúa lai 3 dòng ở một số nước như Banglades, Ai Cập, Ấn ðộ, Indonesia, Hàn Quốc, Myanmar, Srilanca, Việt Nam, Iran, Philiphin [62], [56], [75], [72], [71], [59], [51] và [69]

Ngoài ra các dòng phục hồi và các dòng CMS có khả năng chống chịu với các loại sâu bênh hại chính cũng tập trung chọn lọc ở IRRI

Các nhà khoa học IRRI cũng nghiên cứu sự biến ñộng tần số các dòng duy trì và dòng phục hồi Kết quả cho thấy có sự thay ñổi ñáng kể trong tần số các dòng R do các dòng CMS khác nhau trong các dòng giống có ñặc ñiểm tốt

từ các nguồn khác nhau (Eusebio et al, 2002) [55] Tần suất trung bình của các dòng R trong các giống lúa Indica chọn lọc ñược phát triển ở các nước nhiệt ñới là 50%, nhưng tần số xuất hiện dòng CMS biến ñộng từ 0% với

dòng CMS IR66707A (Oryzae rufipogon cytoplasm) tới 67% với dòng

IR68280A, 72% với dòng IR68897A (tế bào chất WA ) và 74% với dòng IR73328A Với những dòng chọn lọc có nguồn gốc từ Thái Lan và Ấn ðộ biểu hiện tần suất xuất hiện dòng phục hồi thấp hơn những dòng có nguồn gốc

từ Philippin (60%) và Băngladesh (57%)

Rất nhiều dòng CMS: PMS10A, PMS12A, Pusa6A, CRMS31A, DRR2A, APMS6A, 129A, 237A,G46A… và các tổ hợp lúa lai 3 dòng như KRH-2, IR58025A/Giza 178R, IR69625A/Giza 182R, Shahyadri, PA 6201,

NSD-2, Maro, DRRH-1, PusaRH-10, Rokan… ñược chọn tạo và phát triển tại các nước Bănglades, Ai Cập, Ấn ðộ, Indonesia, Triều Tiên…[58], [54], [78], [73], [71], [59], [51] và [69]

Song song với phát triển lúa lai 3 dòng thì năm 1973, Shiming Song ở Trung tâm lúa lai Hồ Bắc phát hiện ñược dòng bất dục mẫn cảm quang chu kì (HPGMS) từ giống Nông ken 58s (Zhoucs, 2000) [92] Sự ra ñời của lúa lai hai dòng ñã mở ra một hướng ñi mới trong lai tạo ñó là lai xa giữa các loài phụ ñể tạo ra các giống siêu lúa lai

Phương pháp khai thác ƯTL theo hệ 2 dòng sử dụng 2 dòng bố mẹ ñể sản xuất hạt lai F1 Công cụ di truyền chính ñược sử dụng trong hệ thống lúa lai 2 dòng là các dòng EGMS (PTMS và TGMS)

Bằng phương pháp lai chuyển gen, các nhà chọn giống lúa lai Trung Quốc ñã chọn tạo ñược nhiều dòng EGMS mới từ nguồn Nôngken 58S Những dòng PTGMS mới này (N504S, 31111S, WD1S, 7001S, W6154S, 8810S, HonongS, K7S, K9S, Peiai 64S…) có những ñặc tính nông sinh học mới mà Nôngken58S không có [63], [64] và [82] Ngoài các dòng phát triển từ Nôngken58S còn có các dòng 5460S, AnnongS-1 ñược chọn tạo do lai giữa Indica và Indica; dòng HennongS-1 do lai xa giữa Indica và lúa dại; dòng Xinguang do lai Indica/Japonica Các tác giả Zeng và Zhanghi xử lý dòng Peiai 64S ở các mức nhiệt ñộ khác nhau và chọn lọc qua 10 thế hệ ñã chọn ñược các dòng ñồng nguồn từ dòng Peiai 64S, nhưng khác nhau về ngưỡng nhiệt ñộ: P2364S, P2464S, P2864S [90] ðến nay, Trung Quốc ñã có ñến trên 20 tổ hợp lúa lai hai dòng ñược phát triển trong sản xuất, ñến năm 2001 diện tích lúa lai 2 dòng tăng lên 2,67 triệu ha, chiếm 17% tổng diện tích lúa lai cả nước Một số tổ hợp lai có năng suất trung bình ñạt trên 9 tấn/ha ñiển hình ñạt 12 - 14 tấn/ ha ở các

tổ hợp Peiai64s/9311, Peiai64s/E32 trong thí nghiệm năng suất (Yuan L.P., 2002) [88], (Magouhui và Yuan L.P., 2003) [66] (Yuan L.P) [89]

Chương trình nghiên cứu chọn các dòng TGMS ñược các nhà khoa học Viện lúa IRRI khởi xướng từ năm 1990 và tập trung vào phát triển lúa lai cho vùng nhiệt ñới Một số dòng TGMS như: IR68945S, IR68949S và IR71018S

mang gen tms2 từ dòng TGMS Japonica nhiệt ñới NorinPL12 từ Nhật Bản

(S.S Virmani, 2003) [82], (Maruyama et al, 1991) [67] Tuy nhiên, những dòng này không ổn ñịnh do ñiểm bất dục cao Sau ñó với việc cải tiến chương trình chọn lọc, các khoa học IRRI ñã chọn lọc ñược các dòng TGMS mới như: IR73827-23S, IR68301S, IR75589-31S, IR75589-41S có ñiểm nhiệt ñộ bất dục tới hạn thấp và ổn ñịnh trong ñiều kiện nhiệt ñới (Shanchez et al, 2002) [72]

Chương trình chọn tạo lúa lai hai dòng cũng ñược xúc tiến mạnh mẽ ở

Ai Cập (M.A Maximos và A.T Badawi, 2003) [55], Ấn ðộ (M.S Ramesha và C.H.M Viagakurma, 2003) [78]

Bằng phương pháp ñột biến các nhà chọn giống ñã chọn tạo ñược nhiều dòng EGMS cung cấp cho hệ thống sản xuất lúa lai 2 dòng Dòng TGMS- SA-2 thu ñược sau khi xử lý ñột biến hoá chất dòng HPU854; các dòng 5460S, R59TS, IR2364S, NorinPL12… ñược tạo ra từ các ñột biến phóng xạ (Virmani S.S., 1996) [87]

Ba dòng TGMS mới Shuangdipeies-1, Shuangdipeies-7, Shuangdipeies-8 ñược các tác giả Guangqia Zhou, XunZhen Li và Jianlin Zhou (2002), Viện khoa học ñời sống Hồ Nam Trung Quốc chọn tạo bằng phương pháp xử lý ñột biến phóng xạ (tia γ nguồn Co60 liều lượng 350 GY), dòng TGMS Shuangdipeies này

rất ổn ñịnh về ngưỡng chuyển hoá hữu dục và có số bông dài nên khi sản xuất hạt lai không phải phun GA3 (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [30]

Cũng bằng phương pháp ñột biến Zhang Shubiao, Huang Ronghua và cộng sự Viện di tryền và chọn giống cây trồng Phúc Kiến - Trung Quốc (2002) ñã thành công chọn tạo dòng Peiai 64es1 với gen eui1(t) kiểm soát tính trạng cổ bông dài và nhạy cảm với GA3 Sử dụng dòng này trong sản

xuất hạt lai chỉ cần phun một lượng rất thấp hoặc không cần phun GA3

(Zhang Shubiao et al, 2002) [91] Như vậy, việc tạo ra các ñột biến gen eui ñã

tăng tỷ lệ thụ phấn chéo, sản lượng dùng GA3 nên giá thành sản xuất hạt lai F1 giảm hẳn ( Nguyễn Thị Gấm, 2003) [15]

Dòng EGMS ñột biến 8087S ñược tạo ra bằng phương pháp xử lý phóng xạ là dòng mẫn cảm với thuốc trừ cỏ Bentazon, sẽ bị chết khi xử lý thuốc cỏ Trong trường hợp lúa lai có lẫn hạt dòng mẹ tự thụ, nếu xử lý bằng thuốc trừ cỏ ở ruộng mạ thì cây mạ do hạt dòng mẹ tự thụ sẽ bị chết và kết quả là lúa lai sẽ thuần hoàn toàn (Zhu Xudong, 2000) [92]

Nhiều quốc gia ñã phát triển lúa lai cũng như thăm dò việc khai thác ở mức ñộ thương phẩm như Ấn ðộ, Trung Quốc, Mỹ Năm 1974, giới thiệu tổ hợp lai cho ƯTL cao ñồng thời qui trình kỹ thuật sản xuất hạt lai 3 dòng ñược giới thiệu ra sản xuất vào năm 1975 [21], [43]

Năm 1976, Trung Quốc ñã sản xuất ñược hạt lai F1 ñể gieo cấy 140.000

ha Từ ñó diện tích rồng lúa lai tăng liên tục, ñến năm 1994 diện tích trồng lúa lai ñã mở rộng 18.000.000 ha kéo theo năng suất lúa bình quân của cả nước tăng với tốc ñộ cao Năng suất bình quân của lúa lai là 6,9 tấn/ha, so với lúa thuần năng suất bình quân chỉ ñạt 5,4 tấn/ha, tăng hơn 1,5 tấn/ha trên toàn bộ diện tích Qui trình nhân dòng và sản xuất hạt lai ngày càng hoàn thiện Diện tích sản xuất hạt lai F1 là 140.000 ha, năng suất giống lai F1 bình quân ñạt 2,5 tấn/ha, năng suất ruộng nhân dòng mẹ và ruộng sản suất F1 tăng lên tương ñối nhanh chóng [17], [43]

2.1.2 Quá trình nghiên cứu, phát triển lúa lai ở Việt Nam

Việc nghiên cứu lúa lai ñược bắt ñầu từ những năm 1979, 1980 ở Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, sau ñó là ở Viện lúa ðồng bằng sông Cửu Long 1983,1984 (Diễn ñàn Khuyến nông và Công nghệ, 2007) [13] Năm 1992, ñề tài ñộc lập cấp Nhà nước về lúa lai ñược hình thành Năm 1994, Trung tâm ngiên cứu lúa lai thuộc Viện KHKTNN Việt Nam ñược

thành lập Nhận thức ñược tầm quan trọng của việc tăng sản lượng lương thực

là phát triển lúa lai cho nên các nhà khoa học Việt Nam tìm cách tiếp cận lúa lai thông qua tài liệu ở trong nước và nước ngoài, một số cán bộ ñược Nhà nước ñưa ñi ñào tạo ở nước ngoài, nông dân một số tỉnh giáp Trung Quốc (Cao Bằng, Quảng Ninh) gieo trồng một số tổ hợp lúa lai của Trung Quốc cho năng suất cao Từ ñó, Bộ NN&PTNT quan tâm ñầu tư, hỗ trợ dự án TCP/VIE/2251 tiếp sức cho các Viện nghiên cứu (Diễn ñàn Khuyến nông và Công nghệ, 2007) [13]

Một số dòng bất dục ñực tế bào chất, dòng phục hồi và tổ hợp lúa lai ba dòng ñược nhập nội từ Trung Quốc và IRRI ñã ñược ñánh giá Những kết quả bước ñầu ñã xác ñịnh ñược một số dòng bố mẹ và giống lúa lai thích ứng với ñiều kiện sinh thái và sản xuất của Việt Nam, ñem lại năng suất và hiệu quả kinh tế cao (Quách Ngọc Ân, 2002) [3]

Công tác nghiên cứu và chọn tạo giống lúa lai ở Việt Nam cũng ñược thúc ñẩy mạnh mẽ Các ñơn vị nghiên cứu ñã tập trung vào việc thu thập, ñánh giá các dòng bất ñực nhập nội, sử dụng các phương pháp chọn giống truyền thống như lai hữu tính, ñột biến ñể tạo các dòng bất dục ñực và dòng phục hồi mới phục vụ cho công tác chọn giống lúa lai Các kết quả nghiên cứu ñã xác ñịnh ñược các vật liệu bố mẹ tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái miền Bắc và khả năng cho ƯTL cao như các dòng mẹ: BoA-B, IR58025A-B, VN-01, 11S, TGMS7, TGMS11, TGMSVN1, T1S - 96, 103S, TGMS6; các dòng bố: R3, R20, R24, RTQ5… (Hoàng Tuyết Minh, 2002) [24], (Nguyễn Trí Hoàn, Nguyễn Thị Gấm, 2003) [23], (Phạm Ngọc Lương, 2000) [29], (Hà Văn Nhân, 2002) [32], (Nguyễn Thị Trâm, 2005) [46]

Các nhà chọn giống lúa lai Việt Nam ñã chọn tạo ra các dòng TGMS bằng phương pháp lai truyền thống, trong ñó hai dòng 103S, T1S- 96 ñang ñược sử dụng rộng rãi trong chương trình chọn tạo giống lúa lai hai dòng tại Việt Nam

Theo Nguyễn Thị Trâm có thể chọn tạo các dòng PGMS mới có tính cảm quang phù hợp với ñiều kiện Việt Nam Phương pháp tiến hành là lai chuyển các gen cảm ứng với ñộ dài ngày với giống lúa có nguồn gốc xuất xứ

xa với vùng phát sinh của giống khởi ñầu ñể tìm kiểu phản ứng với pha sáng ngắn hơn Cở sở của phương pháp này là tính cảm ứng với quang chu kì có thể biến ñổi khi tồn tại ở các môi trường khác nhau Tức là khi chuyển gen

pms từ một giống có mức cảm ứng nhất ñịnh sang một giống khác thì gen pms

có thể biểu hiện phản ứng khác Trong môi trường mới này ñộ dài pha sáng ảnh hưởng ñến chức năng hoạt ñộng của gen có thể thay ñổi theo Thực tế ở Việt Nam, các nhà chọn giống lúa lai ñã chọn lọc thành công dòng PGMS mới là P5S bằng phương pháp lai dòng T1S- 96/Peiai 64S Dòng này có phấn hữu dục khi ñộ dài ngày ngắn hơn hoặc bằng 12h20phút, bất dục hoàn toàn khi ñộ dài ngày từ 12 giờ 30 phút trở lên Thời kì cảm ứng vào bước 5 của quá trình phân hoá ñòng Như vậy, dòng P5S có thể sử dụng làm mẹ ñể sản xuất hạt lai nếu cho trỗ vào ñầu ñến trung tuần tháng 5 ở miền Bắc Nhân dòng trong vụ Xuân cho trỗ trước vào 12/4 (Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang, 2003; 2006) [34],[44]

Dòng TGMS-VN1 do viện di truyền chọn tạo từ ñột biến giống chiêm bầu ñịa phương, ñã ñược nghiên cứu lập bản ñồ liên kết với các chỉ thị phân

tử, nhằm phục vụ cho công nghệ sản xuất lúa lai hai dòng ở Việt Nam (Phạm Ngọc Lương và cs, 1998) [29]

Từ năm 1997 ñến năm 2005 có 53 giống lúa lai trong nước ñược khảo nghiệm, trong ñó có ba giống ñược công nhận chính thức: VL20, HYT83, TH 3-3, một số giống ñược công nhận tạm thời (HYT57, TM4, HYT100, HYT92, TH3-4, HC1) và một số giống triển vọng khác (Nguyễn Trí Hoàn, 2003) [22] Ngoài ra, chúng ta cũng tích cực nhập nội các giống lúa lai nước ngoài, chọn lọc các tổ hợp lai cho năng suất cao, chất lượng tốt, thích ứng với ñiều kiện Việt Nam ñể phục vụ sản xuất Cho ñến nay, Việt Nam ñã có ñược một

cơ cấu giống lúa lai khá ña dạng, ngoài các giống ñang ñược sử dụng phổ biến trong sản xuất như: Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, D.ưu 527, Bồi tạp sơn thanh, Bác

ưu 903, Bác ưu 64; nhiều giống mới ñược mở rộng trong sản xuất có năng suất, chất lượng khá như: Khải phong số 1, Q.ưu số 1, CNR36, Nghi hương

2308, Phú ưu số 1, VQ 14… và một số giống lúa lai của Việt Nam như: HYT83, HYT100, VL20, TH3-3, TH3-4, VL24… (Trần Văn Khởi, 2006) [26], (Phạm ðồng Quảng, 2006) [36]

Qui trình nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 của một số tổ hợp ñã ñược hoàn thiện và năng suất hạt lai ñã tăng lên rõ rệt (Nguyễn Trí Hoàn, 2002) [20] Nhiều tổ hợp ñã ñược sản xuất hạt lai ở Việt Nam như: Bác ưu

903, Bác ưu 64, Bác ưu 253, Nhị ưu 838, Nhị ưu 63, D.ưu 527, VL 20,

TH3-3, TH3-4, HYT8TH3-3, HYT92, HYT100, HC1 … năng suất trung bình ñạt 1,5 - 2,5 tấn

Công tác nghiên cứu, chọn tạo lúa lai 2 dòng cũng ñược xúc tiến mạnh

mẽ ở Việt Nam Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào một số lĩnh vực như chọn tạo, ñánh giá các ñặc tính của các dòng TGMS Tiến hành lai thử ñể tìm

tổ hợp lai cho ƯTL cao, ứng dựng kỹ thuật nuôi cấy mô trong tạo giống lúa lai hai dòng, xây dựng qui trình nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lai F1 Một

số tác giả ñã có các nghiên cứu ban ñầu về bản chất di truyền và khả năng phối hợp của một số vật liệu hiện có, nhưng phạm vi nghiên cứu còn hạn chế Theo tổng kết của Phạm ðồng Quảng (2005) [35] , Việt Nam ñã chọn tạo ñược 20 dòng TGMS, tuy nhiên, chỉ một số dòng như T1S - 96, 103S ñang ñược

sử dụng rộng rãi trong việc chọn tạo các tổ hợp lúa lai hai dòng mới Các dòng này cho con lai ngắn ngày, chất lượng gạo khá tốt, ñặc biệt dễ sản xuất hạt lai nên năng suất hạt lai cao, giá thành hạ

ðể công tác chọn tạo lúa lai hai dòng ñạt ñược kết quả tốt, cần phải có ñược các vật liệu bố mẹ mới phù hợp với ñiều kiện trong nước, có ñặc tính nông sinh học tốt, khả năng kết hợp cao, ổn ñịnh và dễ sản xuất hạt lai Trên cơ sở ñó

chọn tạo và ñưa vào sử dụng các tổ hợp lai mới có thương hiệu riêng, cho năng suất cao và ổn ñịnh, chất lượng gạo tốt, thích ứng với ñiều kiện sinh thái nước ta (Nguyễn Trí Hoàn, 2003) [23]

Trong 5 năm, từ 2000 ñến 2005 Việt Nam ñã lai tạo và thử nghiệm các

tổ hợp lúa lai tốt nhất ñã ñược công nhận và ñưa vào sản xuất ñại trà ở các mức ñộ khác nhau

Các tổ hợp lúa lai 2 dòng:

1/ Tổ hợp VL20 (103S/R20): là tổ hợp lúa lai ngắn ngày thích ứng cho

vụ xuân muộn (125 - 130 ngày), mùa sớm (100 - 110 ngày) Năng suất ñạt 6 -

8 tấn/ha Giống này ñược công nhận chính thức năm 2003

2/ Tổ hợp 2 dòng TH3-3 (T1S-96/R3): có thời gian sinh trưởng ngắn, sản xuất hạt lai ñạt năng suất cao, chất lượng khá thích ứng cho vùng ñất trung du và miền núi Giống ñược công nhận chính thức 2005

3/ Tổ hợp 2 dòng TH3-4 (T1S-96/R4): là tổ hợp có năng suất cao hơn

tổ hợp lai TH3-3, sản xuất hạt lai ñạt năng suất cao, chất lượng ăn uống không bằng TH3-3, Giống ñược công nhận tạm thời năm 2005

4/ Tổ hợp HC1 (103S/R6): ñây là tổ hợp có thời gian sinh trưởng phù hợp với vụ xuân muộn và mùa sớm, năng suất khá, ñược công nhận tạm thời năm 2005

Ngoài ra các tổ hợp HYT102, HYT103, HYT107 là những tổ hợp lúa lai 2 dòng có thời gian sinh trưởng ngắn 96 - 105 ngày cho các tỉnh miền Bắc

và miền Trung cho năng suất cao, chất lượng tốt ñang ñược ñề nghị công nhận (Diễn ñàn Khuyến nông và Công nghệ, 2007) [13]

lúa lai Trung Quốc Giống ựược công nhận chắnh thức năm 2005 và ựược ựăng ký bảo hộ năm 2005

2/ Tổ hợp HYT100 (IR58025A/R100): ựây là tổ hợp lai chất lượng cao có thời gian sinh trưởng trong vụ mùa là 110 ngày và ở vụ xuân muộn 130 - 135 ngày Năng suất cao tương ựương với lúa lai Trung Quốc, hạt gạo dài >7mm, ựủ tiêu chuẩn xuất khẩu, trong, cơm dẻo, thơm hợp với thị hiếu gạo chất lượng cao

ở Việt Nam Sản xuất hạt lai dễ, ựạt năng suất cao 2 - 2,8 tấn/ha độ thuần dòng

bố mẹ rất tốt Tuy nhiên, giống này dễ bị nhiễm bệnh bạc lá trong vụ mùa Giống ựược công nhận tạm thời và ựăng kắ bảo hộ vào năm 2005

3/ Tổ hợp chất lượng cao HYT92 (IR58025A/PM3): tổ hợp này cho năng suất cao và ổn ựịnh trong vụ xuân và vụ mùa Ưu ựiểm ựây là giống có gạo chất lượng cao, gạo dài, thắch hợp cho vùng ruộng hơi trũng như Hà Nam, Thái Bình Hải PhòngẦ HYT92 kháng bạc lá khá tốt trong vụ xuân và vụ mùa Giống ựược công nhận tạm thời năm 2005 Tuy nhiên, các tổ hợp lai F1 ở trên ựều nhiễm bạc lá trong vụ mùa hạn chế ựến việc mở rộng diện tắch gieo trồng lúa lai Theo nghiên cứu cho thấy chỉ có 12/27 dòng giống bố mẹ kháng với nòi 3, nòi 2 và nòi 3 là hai nòi vi khuẩn gây bạc lá phổ biến nhất ở miền Bắc Việt Nam (Diễn ựàn khuyến nông

và công nghệ, 2007) [13]

2.2 Ưu thế lai ở lúa

2.2.1 đánh giá ưu thế lai ở lúa

Theo Nguyễn Văn Hiển và cs (2000) [16], muốn ựánh giá tắnh ưu việt của con lai so với bố mẹ và các giống ựang phổ biến trong sản xuất phải dựa vào các chỉ tiêu sau:

- Ưu thế lai trung bình (còn gọi là ưu thế lai giả ựịnh): là sự hơn hẳn của con lai so với giá trị trung bình của bố mẹ

F1 - (P1 + P2)/2

Hm =

Trong ñó: F1 là giá trị tính trạng của con lai

Trong ñó: HS là ƯTL chuẩn

F1 là giá trị tính trạng của con lai

S là giá trị tính trạng của giống chuẩn tốt nhất trong vùng sinh thái

2.2.2 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa

Ưu thế lai biểu hiện ngay từ khi hạt nảy mầm cho ñến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng phát triển của cây Sự biểu hiện của ưu thế lai thể hiện ở cả cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và cơ quan sinh trưởng sinh thực (Nguyễn Văn Hiển

và cs, 2000) [16]

a) Ưu thế lai ở hệ rễ

Các kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan (1980) ñã xác nhận hạt lai F1

ra rễ sớm, số lượng nhiều, tốc ñộ nhanh hơn bố mẹ chúng Kết quả quan sát cho thấy, khi bắt ñầu nảy mầm, rễ mầm và thân xuất hiện, sau ñó số lượng rễ

tăng lên rất nhanh Sự phát triển mạnh mẽ của hệ rễ không chỉ thể hiện qua sự phát triển sớm và dài mà còn thể hiện qua số lượng rễ trên cây lúa và ñộ lớn của rễ Chất lượng rễ ñược ñánh giá thông qua ñộ dày của rễ, rễ lúa lai có thể

ra 4-5 lần rễ nhánh, tạo ra một lớp rễ ñan dày trong tầng ñất tầng ñế cày Lông hút của bộ rễ lúa lai nhiều và dài (0,1- 0,25mm) hơn hẳn lúa thường (0.01- 0,13mm) Rễ lúa dài và toả rộng ăn sâu trong phạm vi 22- 23 cm Vì số lượng nhiều nên diện tích tiếp xúc lớn, làm cho khả năng hấp thu tăng cao gấp 2-3 lần lúa thuần Hệ rễ lúa lai hoạt ñộng mạnh nhất vào thời kỳ ñẻ nhánh Vì vậy, lúa lai có tính thích ứng rộng với những ñiều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, phèn mặn Bộ rễ lúa lai tuy phát triển mạnh nhưng sau khi thu hoạch lại nhanh mục nên dễ làm ñất và ñất xốp (Nguyễn Văn Bộ, 2004) [5], (Nguyễn Văn Bộ và cs, 2002) [6], (Nguyễn Công Tạn và cs, 2002) [40]

b) Ưu thế lai về sự ñẻ nhánh

Con lai F1 ñẻ nhánh sớm, nếu có ñầy ñủ ánh sáng và dinh dưỡng thì khi ñạt 4 lá lúa lai ñã bắt ñầu ñẻ nhánh, sức ñẻ nhánh mạnh và tập trung, tỷ lệ hữu hiệu cao hơn lúa thường Quá trình ñẻ nhánh của lúa lai tuân theo qui luật ñẻ nhánh chung của cây lúa Khi quan sát thấy lá thứ tư xuất hiện thì ñồn thời nhánh ñầu tiên vươn ra từ bẹ lá thứ nhất Các nhánh sau tiếp tục xuất hiện ñúng theo qui luật khi lá thứ năm xuất hiện thì nhánh con thứ hai xuất hiện từ bẹ lá thứ hai… Các nhánh ñẻ sớm thường to mập, có số lá nhiều hơn các nhánh ñẻ sau nên bông lúa to, ñều xấp xỉ như bông chính Sức ñẻ nhánh của lúa lai rất khoẻ, bình thường cũng có thể ñạt 12 - 14 nhánh nhưng có thể ñạt ñến 20 nhánh Lúa lai có tỷ lệ nhánh thành bông cao hơn lúa thường, kết quả nghiên cứu của Trung Quốc chó thấy tỷ lệ thành bông của lúa lai ñạt khoảng 80 - 90% trong khi lúa thuần chỉ ñạt 60 - 70% ở cùng diều kiện thí nghiệm Nhờ ñặc ñiểm này mà hệ số

sử dụng phân bón của lúa lai rất cao (Nguyễn Thạch Cương và Cs, 2000) [10]

c) Ưu thế lai về chiều cao cây

Chiều cao cây lúa lai cao hay thấp phụ thuộc vào ñặc ñiểm của bố mẹ

Tuỳ tổ hợp, chiều cao cây của láu lai F1 có luác biểu hiện ƯTL dương, có lúc nằm trung gian giữa bố và mẹ, có lúc xuất hiiện ƯTL âm Vì chiều cao liên quan ñến tính chống ñổ trên ñồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý chọn dạng nửa lùn ñể con lai có dạng nửa lùn ðường kính lóng lúa lai to và dày hơn lúa thuần, số bó mạch nhiều hơn nên khả năng vận chuyển nước và dinh dưỡng nhanh hơn lúa thuần (Yuan L.P, 1988) [86]

d) Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng

Lúa lai có thời gian sinh trưởng từ ngắn ñến trung bình thường có từ 12

- 17 lá/thân chính tương ứng có thời gian sinh trưởng từ 95 - 135 ngày ða số con lai F1 có thời gian sinh trưởng khá dài và dài hơn bố mẹ sinh trưởng dài nhất; thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của dòng bố Một số kết quả nghiên cứu khác xác ñịnh thời gian sinh trưởng của con lai giống thời gian sinh trưởng của dòng bố hoặc dòng mẹ có thời gian sinh trưởng dài nhất Con lai F1 hệ ba dòng có thời gian sinh trưởng dài hơn cả bố mẹ ở cả hai vụ trong năm Giai ñoạn sinh trưởng sinh dưỡng và giai ñoạn sinh trưởng sinh thực của ña số các tổ hợp lai xấp xỉ nhau, sự cân ñối về thời gian các giai ñoạn sinh trưởng tạo ra sự cân ñối trong cấu trúc quần thể,

là một trong những yếu tố tạo nên năng suất cao (Yuan L.P, 1988) [86], (Virmani S.S,1994) [80]

e) Ưu thế lai về khả năng chống chịu

Lúa lai có khả năng thích ứng rộng với nhiều ñiều kiện khí hậu khác nhau,

có thể trồng ñược ở mội chân ñất lúa Biểu hiện cụ thể là: ở giai ñoạn mạ lúa chịu lạnh tốt hơn lúa thuần; ở thời kì lúa ñẻ nhánh có khả năng chịu ngập úng, có khả năng phục hồi nhanh sau khi nước rút Lúa lai có thhể gieo trồng trên nhiều loại ñất có lý hoá tính khác nhau Do bộ rễ lúa lai phát triển mạnh nên khi gặp hạn sẽ phát triển theo chiều sâu ñể hút nước và dinh dưỡng vì thế khả năng chịu hạn tốt hơn lúa thuần, ở những tổ hợp sử dụng dòng mẹ là các dòng TGMS thì khả năng chịu rét còn thể hiện ở giai ñoạn trỗ bông Trong ñiều kiện 24oC lúa lai

kết hạt rất tốt, trong khi các giống lúa thuần có tỷ lệ lép lửng nhiều, vào hạt chắc kém Lúa lai có thể chống chịu với một số sâu bệnh như rầy nâu, ựạo ôn, bạc lá, thắch ứng với nhiều vùng sinh thái Ở Việt Nam, một số tác giả ựã công bố các giống lúa lai có ƯTL về chống ựổ, chịu rét, kháng ựạo ôn, bạc lá và khả năng thắch ứng rộng (Nguyễn Văn Hoan, 1999) [17], (Trần Duy Quắ, 1994) [37]

f) Ưu thế lai sinh sản

đánh giá ƯTL của nhiều tổ hợp lai khác nhau người ta ựều thấy con lai

có năng suất cao hơn bố mẹ từ 20 - 70% khi gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn lúa lùn cải tiến (20 - 30%) Năng suất bình quân của lúa lai trên diện rộng tăng so với lúa thuần khoảng 10 - 15 tạ/ha đa số các tổ hợp lai có ƯTL về số bông/khóm, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1000hạt Do lúa ;ai ựẻ sớm các bông to ựều, hạt nhiều và nặng, trên mỗi bông có nhiều gié cấp 1 (13 - 15 gié), trên gié cấp 1 có 3 - 7 gié cấp hai, mỗi gié cấp hai có từ 3- 7 hạt do vậy khối lượng bông cao hơn lúa thuần từ 1,5 - 2,5 lần đặc biệt ở ựốt giáp cổ bông có

3 - 4 gié cấp 1 nên nhìn bông lúa lai như một chùm hạt, tổng số hạt trung bình/bông cao (150 - 250 hạt), tỷ lệ hạt chắc > 90% nếu như giai ựoạn trỗ bông gặp ựiều kiện ngoại cảnh thuận lợi lượng dinh dưỡng ựược cung cấp ựầy

ựủ thì bông lúa lai cạng nặng Ở Việt Nam qua tổng kết của Bộ NN&PTNT cho thấy: năng suất bình quân của lúa lai ở các tỉnh phắa Bắc ựạt mức 7 - 8 tấn/ha, tăng hơn lúa thuần cùng cùng thời gian sinh trưởng từ 2 - 3 tấn/ha/vụ (Trần Duy Quắ, 1994) [37], (Nguyễn Công Tạn và Cs, 1999) [39]

g) Ưu thế lai về các ựặc tắnh sinh lý

Một số nghiên cứu về sinh lý của cây lúa lai ựã cho thấy: năng suất hạt của con lai F1 có tương quan chặt chẽ với cường ựộ quang hợp ở giai ựoạn ựẻ nhánh (r = 0,8) và giai ựoạn trỗ (r = 0,51); ƯTL về năng suất hạt của một số tổ hợp lai ựược tạo bởi ƯTL về diện tắch lá ở giai ựoạn ựẻ nhánh và trỗ, một số khác cho ƯTL về cường ựộ quang hợp Các nghiên cứu về phân bón cho lúa lai cũng cho thấy khi tăng lượng phân bón thì chỉ số diện tắch lá (LAI), khối lượng

chất khô trên toàn cây (DM), tốc ñộ tích luỹ chất khô (CGR) của lúa lai tăng vọt

so với lúa thuần, ñặc biệt ở giai ñoạn sau cấy 4 tuần; năng suất của lúa lai tăng nhiều hơn năng suất của lúa thuần và có tương quan thuận ở mức có ý nghĩa với LAI và CGR ở giai ñoạn ñầu của quá trình sinh trưởng, số bông/m2 và số hạt/bông (Phạm Văn Cường, 2005) [11], [12]

2.3 Phương pháp chọn bố mẹ ñể tạo các tổ hợp lai cho ưu thế lai cao

Theo các nhà chọn giống lúa lai, ñể có ñược các tổ hợp lai tốt thì việc tuyển chọn các dòng bố mẹ cần phải dựa trên 5 nguyên tắc sau ñây:

- Nguyên tắc quan trọng nhất là bố mẹ phải có tính ña dạng di truyền lớn Trong một giới hạn nhất ñịnh, thì sự ña dạng di truyền của các bố mẹ tham gia càng lớn thì sự biểu hiện ƯTL càng cao

- Bố mẹ phải có các ñặc tính bổ sung cho nhau

- Bố mẹ phải có khả năng kết hợp cao ñặc biệt là trên các tính trạng về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

- Bố mẹ phải có hệ số di truyền cao

- Bố mẹ phải có khả năng cho năng suất cao: giống lúa lai cho năng suất cao khi có ít nhất phải có một trong hai bố mẹ có năng suất cao, còn các bố mẹ kia

có thể có các yếu tố cấu thành năng suất tốt Hiện nay, các nhà chọn giống lúa lai

ñã quan tâm ñến vấn ñề chọn lọc các dòng bố mẹ mới siêu cao sản, có tiềm năng năng suất cao, ñể tạo ra sự khác biệt di truyền lớn về các yếu tố cấu thành năng suất giữa các dòng bố mẹ, nâng cao hơn nữa về năng suất của các tổ hợp lai (Nguyễn Công Tạn và cs, 2002) [40]

2.4 Phương hướng nghiên cứu và phát triển lúa lai trong những năm

sắp tới ở Việt Nam

1/ Tập trung hoàn thiện và khai thác sử dụng những dòng bố mẹ lúa lai ñược chọn tạo ở trong nước ñể chọn tạo tổ hợp lúa lai 2 và 3 dòng chất lượng cao Kháng bạc lá, ñạo ôn, rầy nâu cho các vùng sinh thái, ñặc biệt cho vụ mùa

ở các tỉnh phía Bắc

2/ Tập trung lai tạo các dòng bố mẹ lúa lai có gen tương hợp rộng (WC) ñể lai tạo ra các tổ hợp lúa lai siêu lúa thích hợp với ñiều kiện sinh thái của Việt Nam

3/ Khai thác sử dụng công nghệ sinh học (chỉ thị phân tử) cho việc chọn tạo giống kháng bạc lá, rầy nâu, gen WC, gen phục hồi (Rf) nhằm ñẩy nhanh tiến ñộ và hiệu quả của công tác chọn tạo giống sử dụng kỹ thuật phân

tử phục vụ nghiên cứu về ña dạng di truyền của các dòng bố mẹ, khai thác sử dụng Heterosic locus trong lúa hoang dại ñưa vào dòng bố mẹ nhằm nâng cao tiềm năng năng suất lúa lai

4/ Lai tạo hữu tính và chuyển gen tiền vitamin A, gen kháng sâu ñục thân, gen mẫn cảm với thuốc trừ cỏ vào các dòng bố mẹ lúa lai ñể tạo giống lúa lai giàu vitamin A, lúa lai kháng sâu, lúa lai mẫn cảm với thuốc trừ cỏ

5/ Tiếp tục hoàn thiện ñể biến các dòng CMS không ổn ñịnh thành các dòng TGMS nhằm khai thác những tổ hợp lai tốt ba dòng dưới dạng lúa lai hai dòng như Nhị ưu 838, Nhị ưu 63

6/ Nghiên cứu ñể xác ñịnh vùng sinh thái phù hợp cho nhân dòng bố

mẹ và vùng sản xuất hạt lai nhằm khai thác lợi thế về tự nhiên trong cạnh tranh về giá cả và mùa vụ trong sản xuất hạt lai F1

7/ Gắn kết chặt chẽ giữa nghiên cứu với các công ty giống sản xuất hạt lai F1 ñể nhanh chóng khai thác thành quả nghiên cứu phục vụ sản xuất

8/ Nghiên cứu sử dụng phân trung và vi lượng nhằm khai thác tối ña tiềm năng năng suất lúa lai Xây dựng qui trình thâm canh tổng hợp cho lúa lai ở các vùng sinh thái (Diễn ñàn Khuyến nông và Công nghệ) [13]

2.5 Công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai F1 ñảm bảo có năng suất cao,

chất lượng tốt

Giống lúa lai phải sản xuất hàng vụ, phải tuân theo một quy trình chặt chẽ mới ñảm bảo năng suất cao và chất lượng tốt Muốn sản xuất ñược hạt giống lúa lai nhất thiết phải có hạt giống bố mẹ tốt Trong ruộng sản xuất hạt

lai F1 dòng bố và dòng mẹ phải cấy xen kẽ ñể tạo ñiều kiện cho quá trình giao phấn Chính vì vậy, trong sản xuất lúa lai phải tập trung giải quyết những vấn

ñề sau:

2.5.1 ðảm bảo sự trỗ bông và nở hoa trùng khớp giữa dòng bố và dòng mẹ

Bố trí gieo cấy dòng bố và dòng mẹ trỗ bông trùng khớp là yêu cầu ñầu tiên có tính chất quyết ñịnh ñến sự thành công hay thất bại của công tác sản xuất hạt giống lúa lai Sự trỗ trùng khớp là thời kì trỗ bông của dòng bố và dòng mẹ cơ bản trùng nhau Dòng bố và dòng mẹ bắt ñầu trỗ cùng một ngày hay lệch nhau một ñến hai ngày ñều ñược coi là trỗ bông trùng khớp (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38] Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu ñã kết luận: ñể dạt năng suất hạt lai F1 cao nhất thì dòng A phải trỗ trước dòng R từ 1- 2 ngày (Hoàng Bồi Kính, 1993) [27]

ðể cho dòng bố và dòng mẹ trỗ bông trùng khớp ta phải tiến hành hai biện pháp sau:

+ Xác ñịnh ñộ lệch thời gian gieo dòng bố và dòng mẹ;

+ Hiệu chỉnh thời gian trỗ của hai dòng bố mẹ

2.5.2 Xác ñịnh ñộ lệch thời gian gieo dòng bố và dòng mẹ

Hầu hết các tổ hợp lúa lai hiện nay ñều có sự khác nhau về thời gian sinh trưởng giữa bố và mẹ Muốn cho chúng trỗ trùng nhau cần dựa vào các phương pháp sau:

a) Phương pháp dựa vào thời gian sinh trưởng

Dựa vào thời gian sinh trưởng của 2 dòng bố mẹ căn cứ vào kết quả theo dõi nhiều năm về thời gian sinh trưởng của dòng bố mẹ, từ ñó chọn ra ñược thời vụ gieo dòng bố mẹ thích hợp (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38] Theo Virakatamanth và Ramesha, 1996 [77] thì phương pháp này ñơn giản dễ tính toán Tuy nhiên, thời gian sinh trưởng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt ñộ và các ñiều kiện môi trường, nhất là các bố mẹ là giống cảm ôn thì phương pháp này

tỏ ra thiếu ñộ tin cậy Ở Việt Nam, áp dụng phương pháp này cho các tổ hợp

thì sự chênh lệch thời gian giữa bố và mẹ cho tổ hợp tạp giao 1 là 19 - 20 ngày, Tạp giao 5 là 14 - 15 ngày (Trung tâm nghiên cứu và phát triển lúa lai, 1997) [49] Bác ưu 64 là 10 - 12 ngày, Bác ưu 903 là 16 - 17 ngày (Trần Ngọc Trang, 2001) [48]

b) Phương pháp dựa vào số lá dòng bố mẹ

Theo Virakatamanth và Ramesha, 1996 [80] thì tổng số lá trên thân chính của mỗi giống là tương ñối ổn ñịnh qua các vụ ðây là chỉ tiêu có thể sử dụng tính ñộ lệch thời vụ gieo dòng bố mẹ chính xác hơn (Yuan L.P và Xi Q.F, 1995) [87] Tuy nhiên, số lá trên thân chính còn phụ thuộc vào chế ñộ thâm canh Do

ñó cần phải nắm vững tổng số lá trên thân chính của các dòng bố mẹ ở từng chế

ñộ canh tác của các vùng và mùa vụ cụ thể và phải theo dỗi số lá một cách chính xác (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38]

Theo các nhà khoa học Trung Quốc thì số ngày chênh lệch về thời vụ gieo các dòng bố mẹ ñược xác ñịnh phụ thuộc vào tốc ñộ ra lá của dòng bố:

Y= [Rn - (An - 3,5)]*X Trong ñó: Y là số ngày chênh lệch ñể gieo bố và mẹ

Rn là số lá trên thân chính của dòng bố

An là số lá trên thân chính cua dòng mẹ

X tốc ñộ ra lá của dòng bố trong 7 lá ñầu

3,5 là hệ số

Ở Việt Nam kết quả nghiên cứu cho thấy dòng mẹ ZenShan 97 A nên gieo khi dòng bố Quế 99 có 5,0 - 5,5 lá, Minh Khôi 63 có 6,4 lá thì bố mẹ sẽ trỗ bông trùng khớp Thực tế sản xuất giống Tạp giao tại An Khánh - Hoài ðức

- Hà Tây thì ZenShan 97 Agieo khi dòng bố Quế 99 ñạt 5,5 lá, kết quả dòng mẹ trỗ ngày 16 tháng 9, dòng bố 1 trỗ ngày 18 tháng 9 sau mẹ hai ngày, năng suất hạt lai ñạt 15,03 tạ/ha (Nguyễn Trí Hoàn và Cs, 1995) [18] Bắc ưu 64 gieo mẹ Bo-A khi Trắc 64 ñược 3 - 3,2 lá, Bắc ưu 903 gieo mẹ Bo-A khi Quế 99 ñược 4,7 lá, HYT 57 gieo mẹ 25A khi bố R827 là 5,5 lá, HYT 83 bố phải gieo sau

mẹ IR58520A từ 1,2 - 1,5 lá (Nguyễn Trắ Hoàn, 2006) [24]

c) Phương pháp dựa vào tắch ôn hữu hiệu

Phần lớn các dòng ựược sử dụng làm bố mẹ trong sản xuất hạt lai F1 thuộc loại cảm ôn, Tổng tắch ôn hhữu hiệu từ gieo hạt ựến trỗ bông là cố ựịnh Tổng tắch ôn hữu hiệu ở mỗi giai ựoạn sinh trưởng và phát triển ựược tắnh theo công thức sau: (Theo Yuan L.P và Xi Q.F, 1995) [87], (Nguyễn Thị Trâm, 2000) [41]

A = ∑(T - H - L) Trong ựó: A là tắch ôn hữu hiệu của giai ựoạn sinh trưởng nhất ựịnh (0C)

T là nhiệt ựộ trung bình ngày trong giai ựoạn sinh trưởng ựó (0C)

H là nhiệt ựộ cao hơn giới hạn trên 270C

L là nhiệt ựộ giới hạn dưới 120C

Nếu nhiệt ựộ trung bình ngày ≤ L thì tắch ôn hữu hiệu của ngày ựó bằng

0 Căn cứ vào chênh lệch của tổng tắch ôn từ khi gieo ựến trỗ của dòng bố mẹ,

ựể tắnh số ngày chênh lệch nhau khi xác ựịnh thời vụ gieo bố mẹ hợp lý, ựể chúng trỗ trùng khớp Ở miền Bắc Việt Nam, phương pháp dựa vào thời gian sinh trưởng có thể áp dụng trong vụ mùa khi mà nhiệt ựộ tương ựối ổn ựịnh Trong vụ Xuân cần phải xác ựịnh phương pháp tắch ôn hữu hiệu (Nguyễn Trắ Hoàn, 1997) [19]

2.5.3 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản hạt giống, chất lượng mạ và tuổi

mạ ựến thời gian sinh trưởng của dòng bố mẹ

Nói chung thời gian sinh trưởng của dòng bố mẹ ựược gieo bằng hạt giống cùng năm thường dài hơn 4 - 5 ngày so với nguồn giống ựã ựể qua 1 năm Khi cấy mạ cằn cỗi thì thời gian sinh trưởng cũng dài hơn khoảng 4 ngày so với cấy mạ khoẻ chất lượng tốt (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38]

Theo Guo, 1996 [56] ựã nghiên cứu ựặc ựiểm sinh trưởng phát triển 14 dòng A, B và 6 dòng R ựược gieo bằng các nguồn hạt cũ, mới khác nhau tại Quảng đông Trung Quốc cho thấy:

+ Trong vụ sớm gieo vào tháng 3 và cấy vào tháng 4 tất cả các dòng bố

mẹ ñược gieo bằng hạt giống mới (từ vụ thu năm trước) và gieo bằng hạt giống

cũ (từ vụ Hè năm trước) có thời gian sinh trưởng lệch nhau không nhiều, ngoại trừ Bo-A và Bo-B (giống mới và giống cũ tương ứng là 3 - 4 ngày)

+ Trong vụ muộn gieo tháng 7 và cấy tháng 8, các dòng A, B ñược gieo bằng giống mới (từ vụ Hè cùng năm) có thời gian sinh trưởng dài hơn so với các dòng A, B gieo bằng giống cũ (từ vụ Thu hoặc vụ Hè năm trước) Ví dụ: Dòng Bo-A và Bo-B dài hơn 10 ngày, ZhenShan97 A, B dài hơn 6 ngày, II-32

A dài hơn 5 ngày, II-32B dài hơn 6 ngày Các dòng R dùng giống cù và giống mới lệch nhau không nhiều

Theo công bố của Trung tâm nghiên cứu lúa lai vụ mùa và vụ xuân mạ Quế 99 cấy 18 ngày tuổi sẽ trỗ sớm hơn cấy 24 ngày tuổi là 2 ngày (Nguyễn Trí Hoàn, 1995) [18] Những thí nghiệm tại IRRI cho thấy tuổi mạ lúa cấy thông thường là 21 ngày tuổi, các dòng bố mẹ có thể trỗ sớm hơn 2,3 - 2,8 ngày nếu cấy mạ 16 ngày tuổi Khi cấy mạ 26 và 31 ngày tuổi sẽ trỗ chậm 1,8

- 2,2 ngày và 4,4 - 4,8 ngày (Huang và Cs, 1987) [57]

2.5.4 Các phương pháp dự báo thời gian trỗ bông

Mặc dù dòng bố mẹ ñược gieo trong ñộ lệch thời vụ xác ñịnh, nhưng do

sự biến ñộng của các yếu tố khí hậu thời tiết và chế ñộ canh tác, chúng vẫn có thể trỗ bông không trùng khớp

Việc dự báo thời gian trỗ bông của các dòng bố mẹ là ñiều cần thiết trong sản xuất hạt lai F1, hiện nay người ta sử dụng các phương pháp dự báo ngày trỗ bông như sau:

a) Phương pháp bóc ñòng

Các nhà khoa học Trung Quốc chia quá trình phân hoá ñòng của cây lúa thành 8 bước (Yuan L.P và Xi Q.F, 1995) [87], [43] Tại Ấn ðộ, (Virakatamath B.C và Ramesha M.S, 1996), [77] và IRRI (Virmani S.S và

Sharma H.L, 1993) [79] người ta chia quá trình này ra thành 10 bước

Ở Việt Nam, phân chia các bước phân hố địng được tiến hành theo các tác giả Trung Quốc Nhìn chung, thời gian bắt đầu từ phân hố địng của các dịng bố mẹ kéo dài từ 27 - 32 ngày, tuỳ thuộc vào thời gian sinh trưởng

và đặc tính của giống Dựa vào tiến độ phân hố địng, cĩ thể dự đốn được mức độ trỗ trùng khớp của các dịng bố mẹ Khi cây lúa bước vào thời kì phân hố địng, cứ 3 ngày lấy mẫu một lần từ các dảnh chính của của dịng bố mẹ, theo dõi cẩn thận tốc độ phát triển của chúng quan sát bằng kính lúp hay mắt thường (Nguyễn Cơng Tạn, 1992) [38], [60] Sự trùng khớp lý tưởng là:

+ Nếu dịng A cĩ thời gian sinh trưởng ngắn hơn dịng R thì trong 3 bước đầu phải sớm hơn 1 bước Trong các bước 4, 5 và 6 thì hai dịng phải trùng nhau Các bước cịn lại dịng mẹ phải trỗ sớm hơn dịng bố 1 - 2 ngày

+ Nếu dịng A và R cĩ thời gian sinh trưởng bằng nhau thì suốt quá trình phân hố địng thì dịng A phải sớm hơn dịng R từ 1 - 2 ngày

+ Nếu dịng A cĩ thời gian sinh trưởng dài hơn dịng R thì trong 3 bước đầu thì dịng A phải sớm hơn dịng R 1 bước Theo Yuan L.P và Xi Q.F,

1995 [87], [47]; Virakatamath B.C và Ramesha M.S, 1996, [77]

b) Phương pháp dựa vào số lá cịn lại

Mỗi một dịng bố mẹđều cĩ số lá nhất định trong suốt thời gian sinh trưởng phát triển Tốc độ ra 3 lá cuối cùng của chúng tương đối ổn định (7- 8 ngày/lá), do nhiệt độ ở giai đoạn này ít biến động Vì vậy, việc theo dõi số lá cịn lại trên thân chính cĩ thể dự báo được ngày trỗ bơng của chúng (Nguyễn Cơng Tạn, 1992) [38], [64]

Theo kết quả nghiên cứu của một số tác giả Trung Quốc (Nguyễn Văn Hoan, 1999) [17], quan hệ giữa số lá cịn lại và các bước phân hố địng như sau:

Số lá còn lại (lá) Bước phân hoá ñòng

2.5.5 Các phương pháp ñiều chỉnh trỗ bông trùng khớp

Qua việc dự báo thời gian trỗ bông của các dòng bố mẹ bằng các phương pháp nêu trên, nếu thấy chúng còn có sự sai lệch, trỗ bông không trùng khớp thì phải dùng các biện pháp ñiều chỉnh ngay từ ñầu:

a ) Xử lý trong 3 bước ñầu của quá trình phân hoá ñòng

Theo Yuan L.P và Xi Q.F, 1995 [87], bón ñạm cho dòng phát triển nhanh và phun dung dịch KH2PO4 1% cho dòng phát triển chậm có thể ñiều chỉnh ñược 3 - 4 ngày Nếu dòng mẹ có nguy cơ phát triển nhanh, bón 150 kg Urê/ha sẽ làm chậm ñược 3 ngày hoặc phun MET với nồng ñộ 150 - 200ppm cũng kìm hãm sự phát triển nhanh từ 3 - 4 ngày (Dương Tụ Bảo, 1996) [4]

Nếu dòng bố chậm hơn dòng mẹ từ 5 - 6 ngày thì phun dung dịch Urê 2% cho dòng mẹ và kích dòng bố bằng dung dịch KH2PO4 1% (Theo Viraktamath B.C và Rhamesha M.S, 1996) [77] ðối với dòng phát triển chậm người ta có thể bón thêm phân KCl với lượng 50 - 70 kg/ha cho dòng

mẹ và 15 - 20 kg/ha cho dòng bố

b)Xử lý cho những bước tiếp theo của quá trình phân hoá ñòng

Từ bước 4 trở ñi nếu có sự chênh lệch giữa dòng bố và dòng mẹ thì tiến hành các biện pháp sau:

+ Trước khi cây trỗ bông 4 - 5 ngày phun lên lá cho dòng trỗ chậm hỗn hợp gồm 0,5g GA3 và 100g KH2PO4 pha 60 lít nước, lượng dung dịch này phun cho 2000 m2 dòng bố hoặc phun 600 m2 cho dòng mẹ Biện pháp này có thể ñiều chỉnh cho trỗ bông sớm từ 2 - 3 ngày (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38]

+ Trường hợp một dòng nào ñó 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 cấy lại

Theo Yuan L.P và Xi Q.F, 1995 [87] Nếu phát hiện thấy bố mẹ có thể trỗ lệch nhau trên 10 ngày thì phải cắt bỏ những bông sáp trỗ, sau ñó bón phân ñạm ñể các nhánh sau có thể phát triển thành bông

Ngoài ra người ta còn sử dụng nước ñể ñiều tiết, bởi vì dòng bố và dòng mẹ phản ứng với nước hoàn toàn lhác nhau Trong ñó, dòng bố mẫn cảm nhiều với nước, vì vậy, nếu dòng bố phát triển sớm thì tháo nước phơi ruộng, ngược lại nếu dòng mẹ phát triển nhanh thì có thể tháo nước sâu ñể thúc ñẩy

sự phát triển của dòng bố (Quách Ngọc Ân, 1998) và (Trần Duy Quí, 1994) [1], [37]

2.5.6 Nâng cao tỷ lệ ñậu hạt

Khi ñã ñạt ñược sự trỗ bông trùng khớp và kết cấu quần thể hợp lý thì năng suất hạt lai ñược quyết ñịnh bởi sự thụ phấn chéo giữa dòng bố và dòng

mẹ Sau ñây là một số giải pháp nâng cao tỉ lệ ñậu hạt:

1/ Xác ñịnh thời kì trỗ bông và nở hoa thích hợp

ðiều kiện ñể dòng bố và dòng mẹ nở hoa là:

- Nhiệt ñộ trung bình ngày là 25 - 280C,

- Chênh lệch nhiệt ñộ ngày ñêm từ 8 - 100C,

- ðộ ẩm tương ñối của không khí là 70 - 80%,

- Ánh sáng mặt trời ñầy ñủ, gió nhẹ không mưa liên tục trong 3 ngày Theo Su và Li, 1988 [74]; Ramesha và Viraktamath, 1996 [77]; Kumar,

1996 [61]; Yuan L.P và Fu; Yang, 1977 [83] Khi nhiệt ñộ quá cao và ẩm ñộ

thấp hay nhiệt ñộ thấp, ẩm ñộ quá cao thì một số hoa sẽ không nở, sức sống hạt phấn dòng bố, tỉ lệ thoái hoá vòi nhuỵ dòng mẹ giảm, khả năng tiếp nhận phấn kém từ ñó năng suất hạt giống F1 cũng giảm

Trong ñiều kiện khí hậu ở vùng ðồng bằng và Trung du Bắc bộ nước ta thì thời kì trỗ an toàn ñược xác ñịnh từ ngày 5 ñến 15 tháng 5 và sau ngày 10 tháng 9 (Cục Khuyến nông & Khuyến lâm, 1996) [8]

Dùng sức người ñể thụ phấn bổ sung, nhằm tạo ñiều kiện cho hạt phấn dòng

bố tung ra một khoảng rộng và rơi vào núm nhuỵ dòng mẹ, ñây là biện pháp hiệu quả nhất ñể nâng cao tỉ lệ kết hạt Việc thụ phấn bổ sung tiến hành trong những ngày lặng gió hoặc gió nhẹ, có thể dùng sào hoặc dùng dây ñể kéo khi dòng bố tung phấn, khoảng 30 phút rung một lần và thực hiện 3 - 4 lần trong một ngày Công việc này ñược lặp lại cho ñến khi dòng bố hết phấn, khoảng 7 - 10 ngày (Kumar R.V, 1996) [62]

2/ Sử dụng GA3 và một số hoá chất

Hoóc môn sinh trưởng thực vật ñược sử dụng và mang lại hiệu quả kinh tế to lớn cho nghề sản xuất lúa lai ñó là GA3 với tác dụng chủ yếu là:

- Làm cho dòng mẹ trỗ thoát hoặc thoát hoàn toàn

- Tăng tỷ lệ thoát vòi nhuỵ ra khỏi vỏ trấu

- Tăng thời gian nở hoa, tăng ñộ mở của góc lá ñòng

- ðiều chỉnh chiều cao của dòng bố mẹ

Tác dụng tổng hợp của GA3 ñã làm tăng tỷ lệ giao phấn và kết quả là năng suất hạt lai F1 tăng lên (Yuan L.P và Xi Q.F, 1995) [87]

Những nghiên cứu tại ðồng bằng sông Cửu Long cho thấy: phun GA3

nồng ñộ 60ppm lúc lúa trỗ 5% ñã làm tăng tỷ lệ thụ phấn chéo từ 5 ñến 5,9%

và năng suất F1 tăng từ 200 - 600kg/ha Liều lượng GA3 dùng trong sản xuất hạt lai F1 thay ñổi tuỳ thuộc vào mức ñộ mẫn cảm của các dòng bất dục của từng tổ hợp lai

Theo Hoàng Bồi Kính (1993) [27], muốn ñạt năng suất hạt giống F1 hệ

3 dòng siêu cao, lượng GA3 cần dùng từ 240 - 270 gam/ha, ñược chia làm 2 lần phun:

- Lần 1: 90 - 120 gam với nồng ñộ 240 - 320 ppm phun khi lúa trỗ 25 - 20%;

- Lần 2: 150 - 180 gam, với nồng ñộ 400 - 480 ppm phun khi lúa trỗ 60 - 70% Tại Ấn ðộ, lượng GA3 ñược dùng thấp hơn so nới Trung Quốc từ 45 -

90 ngày Dòng Peiai64s có chiều cao cây 65 - 70cm, 13lá/thân chính, 130 hạt/bông, thời gian từ gieo ñến trỗ là 80 ngày Dòng bố gieo giữa tháng 5, dòng

mẹ gieo cuối tháng 5 cách nhau 12 ngày (3 - 3,5 lá), cấy 2 hàng bố và 14 - 16 hàng mẹ, hàng bố có khoảng cách 20x30 cm, hàng mẹ 10x16,5 cm (180 dảnh cơ bản/m2) Lượng GA3 sử dụng cho tổ hợp này là 675g/ha, lượng GA3 ñược chia làm 3 lần phun theo tỉ lệ là 1:2:3

Theo Yang B.Sh và Cs, 2001 [84] cho biết từ năm 1996 - 2000 Trung Quốc ñã sản xuất nhiều tổ hợp có dòng mẹ là Peiai64s, trong ñó có những tổ hợp siêu lúa như Paiai 64s/E32, Paiai 64s/9311 Năng suất ruộng sản xuất hạt lai trung bình ñạt 2,8 tấn/ha, ruộng cao sản ñạt 4,5tấn/ha Các tổ hợp sản xuất trong vụ Thu cần bố trí trỗ vào 20 - 25 tháng 8 là tốt nhất, khi ñó nhiệt ñộ trung bình ngày từ 25 - 30oC, chênh lệch nhiệt ñộ ngày ñêm 7 - 8oC, ñộ ẩm không khí 85 - 90 %, gió nam cấp I - II, rất thuận lợi cho việc nở hoa tung phấn Sản xuất ở vụ Thu, lượng GA3 cần cho 1ha là 525g, phun 2 - 3 ngày liên tục vào 8 - 10h sáng, lần ñầu dùng 15 - 30g + 2,3 - 3 kg KH2PO4 hoà trong 750 lít nước ñể phun

Ping.X.H và Sheng F.H, 2001 [70] cho biết rằng: từ năm 1996 - 2000 dòng TGMS Paiải 64s ñã ñược sử dụng ñể sản xuất nhiều tổ hợp lai khác nhau Diện tích sản xuất hạt lai F1 năm 1996 là 2000 ha, năm 1997 là 1560 ha, năm 1999 là

3590 ha và năm 2000 là 6600 ha Năng suất bình quân của ruộng sản xuất hạt lai F1 là 2,9 tấn/ha, ñiển hình năng suất cao 4,8 tấn/ha Dòng Paiải 64s phản ứng không nhạy với GA3 nên khi sản xuất hạt lai phải sử dụng với lượng cao GA3, cần

sử dụng bình quân 570g/ha với phương pháp phun như sau: khi dòng mẹ phân hoá bước 8 phun 15g GA3 + 1,5kg KH2PO4/ha; khi dòng mẹ trỗ 6 - 8 % phun 150g/ha, ngày tiếp theo phun 225g/ha và ngày hôm sau phun 150g/ha, giữ lại 10 - 30g ñể phun bổ sung nếu cần thiết

Ở Việt Nam, Cục Khuyến nông & Khuyến lâm (2000) [9], lượng GA3 và cách dùng như sau: Liều lượng giao ñộng từ 180 - 200g/ha, chia làm 3 lần phun liên tục trong 3 ngày

- Lần 1: pha 40g + (300 - 400) lít nước phun khi lúa trỗ 10 - 15%

Tại IRRI tiến hành thí nghiệm và ñi tới kết luận: phun dung dịch urê 2% hoặc axít Boríc 0,5% có thể thay thế ñược GA3 90ppm trong nhân dòng CMS mà không ảnh hưởng ñến năng suất Sử dụng dung dịch 2% chất chiết

suất từ lá non của cây Alibizia amara và dung dịch urê 2% phun lên lá làm

tăng ñộ thoát bông, tăng tỷ lệ ñậu hạt và năng suất hạt giống cũng tăng lên Nghiên cứu tác dụng của GA3 và một số hoá chất phối hợp kết quả cho thấy:

phun GA3 40 - 60 ppm kết hợp với axít Boric 1,5% hoặc Glyxin 40 ppm làm tăng tỉ lệ thụ phấn chéo, kết quả làm tăng năng suất hạt lai F1 là 23% so với ñối chứng

Kích thước hạt của dung dịch GA3 khác nhau thì hiệu quả sử dụng dung dịch này cũng khác nhau Phun 15g GA3 bằng bình phun cực nhỏ kết quả là chiều cao cây, tỉ lệ ñậu hạt và năng suất hạt lai ñều tương ñương với phun 45g GA3 bằng bình bơm tay thường (Huang và Cs, 1987) [57]

3/ Biện pháp canh tác

Kĩ thuật canh tác có tác dụng cải thiện một số tính chất của dòng bố

mẹ liên quan ñến giao phấn chéo Các biện pháp canh tác bao gồm:

- Phân bón:

Lượng phân bón khác nhau, thời ñiển bón khác nhau thì ñộ dài lá ñòng khác nhau Bón phân và tưới nước ít hơn ở giai ñoạn sau của quá trình sinh trưởng sẽ làm cho lá ñòng ngắn và nhỏ hơn giúp cho quá ttrình phân bố hạt phấn trong quần thể dòng mẹ thuận lợi hơn

Thí nghiệm ở Trung Quốc, bón urê ở 4 mức: 127,5; 165; 202,5 và 240kg/ha thì ñộ dài lá ñòng tương ứng là: 23,1; 25,2; 26,2 và 27,1 cm (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38]

Cùng lượng urê 240kg/ha, nếu bón lót toàn bộ thì lá ñòng dài 24,1 cm

và rộng 1,82 cm, nếu bón lót 80% và thúc 20% thì lá ñòng dài 27,9 cm và rộng 1,9cm (Su và Li, 1988) [74] Theo tác giả Subaiah (1996) [75] cho biết: bón thúc lần 1 với lượng 70 kg urê/ha khi bắt ñầu phân hoá ñòng làm cho chỉ nhị dài thêm và tăng sức sống của hạt phấn, bón thúc lần 2 vào giai ñoạn hạt phấn chín: 70 kg urê + 70 kg KCl/ha sẽ ñạt ñược số hoa tối ưu trên bông Từ

ñó, sẽ làm tăng khả năng giao phấn và số hạt trên ñơn vị diện tích

- Phương thức cấy:

Ngoài biện pháp hiệu chỉnh bằng phân bón nhằm cải thiện ñiều kiện giao

phấn thì các phương thức cấy khác nhau cũng góp phần tích cực vào việc nâng cao năng suất hạt lai Thông thường các dòng CMS sử dụng trong sản suất hạt lai hiện nay ñều có thời gian trỗ bông và nở hoả hoa kéo dài Như thế, nếu muốn dòng R trỗ bông và nở hoa trùng khớp hoàn toàn cùng với dòng A có thể bố trí gieo cấy dòng R hoàn toàn phù hợp, lượng giống và số khóm cấy theo tỉ lệ 1R1: 2R2: 1R3 Kiểu cấy này tương ñối an toàn về khả năng trỗ bông trùng khớp nhưng nhược ñiểm là không tạo ñược sự tung phấn cao ñiểm khi dòng mẹ nở hoa rộ (Nguyễn Công Tạn, 1992) [38]

Khi ñã xác ñịnh và chủ ñộng bố trí ñể bố mẹ lúa lai trỗ bông trùng khớp người ta có thể gieo cấy dòng R hai lần thậm chí chỉ cần một lần Gieo cấy 2 ñợt dòng R là phương thức cấy phổ biến hiện nay ở nước ta Ở phương thức này dòng R ñược gieo cấy với lượng giống bằng nhau ở cả 2 ñợt giieo cách nhau 3 -

5 ngày trong vụ Mùa hay 0,8 - 1 lá trong vụ Xuân, có thể cấy mỗi ñợt 1 hàng hoặc cấy ñan xen giữa 2 hàng

Khi áp dụng các phương thức cấy trên cần bố trí hướng hàng cấy vuông góc với hướng gió chính Nếu hướng gió không ñổi trong suốt thời gian tung phấn thì có thể cấy theo kiểu gạt phấn phấn sang một bên, còn nếu thay ñổi ta có thể cấy theo kiểu gạt phấn sang 2 phía hoặc gạt phấn sang phía tuỳ ý Mặt khác,

ñể dòng bố truyền phấn thuận lợi cần bố trí cấy so le nanh sấu giảm bớt cản trở trong quá trình gạt phấn

4/ Biện pháp nâng cao năng suất hạt lai F1 bằng cách tăng cường khả năng thụ phấn chéo

- Các yếu tố ảnh hưởng ñến khả năng thụ phấn chéo:

+ ðộ thoát cổ bông: Trong quá trình sản xuất hạt lai F1, nguyên nhân

dẫn ñến tỉ lệ kết hạt không cao là do dòng mẹ trỗ bông không thoát Các dòng TGMS cũng có ñặc ñiểm tương tự như dòng CMS Theo Nguyễn Thị Trâm và Nguyễn Văn Hoan, 1996 [42] tỉ lệ chiều dài ñoạn bông trỗ thoát khỏi bẹ lá ñòng so với chiều dài bông của dòng TGMS từ 47 - 65%, các dòng CMS tỉ lệ này cũng tương tự, nếu chúng ta giải quyết ñược vấn ñề này thì năng suất hạt