Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái nông sinh học của giống nếp tk106 trên một số loại đất trồng lúa thuộc tỉnh nghệ an và hà tĩnh trong vụ hè thu 2002

Nhằm góp phần thăm dò khả năng gieo trồng, bước đầu xây dựng quy trình sản xuất giống nếp TK106 tại Nghệ An và Hà Tĩnh, chúng tôi chọn đề tài "Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái nông s

Lời cảm ơn

Bằng tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ môn Phương pháp - Di truyền khoa Sinh học Đặc biệt là thầy giáo TS Lê Xuân Trình - Người đã hướng dẫn em ngay từ bước đầu của khoá luận

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các bác, các cô, các chú ở các hợp tác xã ở Nghệ An và Hà Tĩnh

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tời gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ

em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khoá luận

Tác giả

MỞ ĐẦU

1- ĐẶT VẤN ĐỀ

Ở nước ta, mỗi năm dân số tăng từ 1,5 - 2 triệu người, diện tích trồng lúa là 4,2 triệu ha/năm Diện tích này không ngừng thu hẹp do một số đất trồng lúa kém hiệu quả đã được chuyển sang trồng các loại cây khác hoặc biến thành đất xây dựng Như vậy, việc đảm bảo an toàn lương thực là một thử thách không những đối với toàn cầu mà còn đối với cả nước ta trong thế

kỷ XXI Nếu trong nền nông nghiệp Việt Nam sản xuất lương thực là vấn đề quan trọng nhất thì sản xuất lúa gạo là vấn đề số một của sản xuất lương thực

Để đáp ứng nhu cầu lương thực, đến năm 2010 phải đạt được 38 - 40 triệu ha Việc cải tiến các giống nếp có mùi thơm, dẻo trong những năm gần đây đã đạt được một số kết quả bước đầu nhưng còn hạn chế Có thể nói, lúa nếp là sản phẩm nông nghiệp không thể thiếu được trong đời sống thường nhật, nó không chỉ dùng để nấu xôi, gói bánh chưng mà còn dùng để chế biến thành nhiều sản phẩm tiêu dùng thiết yếu khác như làm rượu, bánh kẹo, bột chế biến khác Tuy nhiên, diện tích trồng lúa nếp rất hạn hẹp so với diện tích trồng lúa tẻ (ở Việt Nam, lúa nếp chỉ chiếm 8 - 10% diện tích trồng lúa)

Lúa nếp còn là cây đặc sản gắn liền với nền văn minh lúa nước, với những phong tục tập quán lâu đời và lịch sử nền văn hoá của các dân tộc Việt

Ở các tỉnh phía Bắc, với điều kiện sinh thái thuận lợi cho sự phát triển của cây lúa nên tập đoàn các giống lúa nếp thơm cổ truyền rất phong phú Ngược lại, các tỉnh miền Trung như Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình do điều kiện khí hậu khá khắc nghiệt, chỉ một số ít các giống địa phương cổ truyền mới có khả năng thích ứng được

Nhu cầu dùng gạo nếp ngày càng tăng Tuy nhiên, ở các tỉnh Bắc Miền Trung chưa có những giống nếp thơm, chất lượng cao, có khả năng thích ứng với điều kiện nắng nóng Gần đây, một số công trình nghiên cứu đã tạo chọn được một số giống và dòng nếp thơm có triển vọng gieo trồng tại các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh như giống nếp N97, N99, dòng nếp TK102, TK97 và giống TK106 Các dòng và giống này đang được khảo nghiệm và sản xuất thử trên nhiều địa bàn Đặc biệt giống nếp TK106 đã được công nhận là giống khu vực hoá (năm 2002) Tuy nhiên, có một vấn đề đang được đặt ra là cần

xác định một quy trình chuẩn cho việc gieo trồng các giống nếp này tại Nghệ

An và Hà Tĩnh

Nhằm góp phần thăm dò khả năng gieo trồng, bước đầu xây dựng quy trình sản xuất giống nếp TK106 tại Nghệ An và Hà Tĩnh, chúng tôi chọn đề

tài "Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái nông sinh học của giống nếp

TK106 trên một số loại đất trồng lúa thuộc tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh trong

vụ hè thu 2002"

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Về phương diện di truyền học: Thăm dò phản ứng kiểu hình của các

alen đột biến của giống nếp TK106 với ảnh hưởng một số loại đất và phương thức gieo trồng trong vụ hè thu 2002

- Về phương diện thực tiễn sản xuất: Rút ra những nhận xét sơ bộ về

loại đất và phương thức gieo cấy thích hợp nhất giống nếp TK106 trong vụ hè thu 2002, nhằm góp phần từng bước xây dựng quy trình kỷ thuật cho việc mở rộng sản xuất giống nếp này ở Nghệ An và Hà Tĩnh

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106 gieo trồng trên các chân ruộng khác nhau

- Nghiên cứu đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106 gieo trồng theo các phương thức gieo thẳng và cấy

- Nghiên cứu đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106 với các cách thức bón phân khác nhau

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chân ruộng đến sự sinh trưởng và phát triển của giống nếp TK106

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chân ruộng đến khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận

CHƯƠNG 1 Tổng quan tài liệu

1.1 SỬ DỤNG ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM TRONG PHÂN TÍCH DI TRUYỀN CÁC TÍNH TRẠNG Ở CÂY LÚA

1.1.1 Sử dụng đột biến thực nghiệm trong phân tích di truyền các tính trạng hình thái

1.1.1.1 Phân tích sự di truyền tính trạng chiều cao cây

Chiều cao cây là một trong những tính trạng nông học quan trọng, liên quan đến tính chống đổ và trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất

Trong nghiên cứu di truyền về chiều cao cây lúa, có một số cách phân loại khác nhau Theo Trần Duy Quý, 1992 [16] có thể chia thành 5 loại: rất cao (>125cm; cao (110 - 125cm); nửa lùn (71 - 100cm); lùn (51 - 70cm); siêu lùn ( 50cm) Theo “Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế đánh giá nguồn gen lúa (Inger, 1996 ), chiều cao cây lúa được chia thành 3 loại chính: nửa lùn (vùng thấp <110 cm; vùng cao <90cm); dạng trung gian (vùng thấp 110- 130cm; vùng cao 90 - 125cm); cao (vùng thấp >125 cm; vùng cao 110cm)

Về bộ máy di truyền kiểm tra chiều cao cây lúa, theo Chang, 1974 [28]

và Belaia, 1979, chiều cao cây lúa được kiểm tra bởi một số gen tương tác theo kiểu cân bằng như: D, Sm, md, dw, T và d Mức độ chi phối tính trạng chiều cao cây của chúng theo thứ tự: D > Sm >d > md

- Rutger và cộng sự, 1986 cho biết, khi lai giữa các giống đột biến nửa lùn nói trên với nhau, con lai F1 đều có kiểu hình cao cây, còn F2 phân ly theo

tỷ lệ 9 cao : 6 nửa lùn : 1 siêu lùn (double dwarf); gen sd2 và sd4 đều có tác động làm giảm chiều cao cây khoảng 25cm, trong khi đó sd1 làm giảm chiều cao cây khoảng 30cm (dẫn theo [21])

Kikuchi và cộng sự (1986) cho rằng: đa số các giống lúa thấp cây đều

có cùng gen gây tính lùn, các dòng đột biến thuần chủng đồng gen về tính lùn, khi lai với dạng gốc cao cây đều thu được ở F1 kiểu hình đồng nhất cao cây,

nhưng thấp hơn so với dạng gốc; F2 phân ly theo tỷ lệ phép lai đơn 3 cao : 1 thấp Điều này cho thấy, tuyệt đại đa số kiểu hình thấp cây (lùn và nửa lùn) ở các giống đột biến đều được điều khiển bởi một gen lặn đơn

Nghiên cứu của Đào Xuân Tân, 1995 [17] và Đỗ Hữu Ất, 1996 [1] trên một số giống lúa Nếp và lúa tẻ đặc sản (loại hình Indica cao cây) cho thấy, đột biến lặn về chiều cao cây có thể xuất hiện theo cả hai hướng: thấp cây hơn giống gốc (lùn và nửa lùn), hoặc cao cây hơn giống gốc, là tuỳ thuộc vào đặc điểm của giống và liều lượng chiếu xạ

1.1.1.2 Phân tích sự di truyền kích thước và hình dạng hạt gạo.

Theo Chang, 1974 [28] cho rằng: kích thước hạt thóc được xác định bởi

6  9 gen đa phân Theo Takeda, 1991, kích thước hạt được khống chế bởi chiều dài, chiều rộng và bề dày hạt; trong đó chiều dài hạt là yếu tố quyết định nhất Jenning và cộng sự, 1979 [14] cho biết: chiều rộng và độ dày hạt rất ít thay đổi so với chiều dài; ảnh hưởng của môi trường đối với chiều dài hạt nói chung rất nhỏ so với khối lượng hạt; hệ số di truyền của chiều dài hạt tương đối cao; chiều dài hạt là đặc điểm tốt nhất để phân tích sự di truyền kích thước hạt Cũng theo Jenning và cộng sự, [14], trừ kiểu hạt rất dài và mập, chiều dài

và hình dạng hạt đuợc di truyền độc lập nhau và độc lập với những tính trạng phẩm chất gạo như hàm lượng amilose, hàm lượng protein, tính ngủ nghỉ của hạt v.v

Takeda, 1984 phát hiện: gen Lk-f quy định chiều dài hạt ở giống lúa địa phương Nhật Bản - Fusayoshi trội không hoàn toàn; ở quần thể F2 của phép lai giữa giống Fusayoshi hạt dài với một giống hạt trung bình có tỷ lệ phân ly

1 hạt ngắn : 2 hạt trung bình : 1 hạt dài

Morinaga và cộng sự (1943) thông báo rằng: tính trạng hạt dài của giống Koto (Nhật Bản) được kiểm tra bởi 5 gen cộng gộp; kết quả này cũng phù hợp với nhận xét của Takita, 1985 (dẫn theo [21]) Một số tác giả khác (Kado 1989, Murai và Kinoshita 1986; Tseng, 1977) đều kết luận: chiều dài

hạt biến đổi theo kiểu biến dị liên tục, chứng tỏ nó được kiểm tra bởi nhiều gen (dẫn theo [21]) Thêm vào đó, các thí nghiệm phân tích di truyền dialen cũng xác nhận kích thước hạt được xác định bởi các gen tác động theo kiểu cộng trội (dẫn theo [21]) Takeda và Saito (1983) cho biết: tính trạng khối lượng 1000 hạt được kiểm tra bởi các gen cộng gộp (dẫn theo [21]) Kết luận này rất phù hợp với nghiên cứu của các tác giả: Đỗ Hữu Ất, 1997 [1]; Lê Thị

Dự, 1999 [9]; Đào Xuân Tân, 1995 [17]

Chandraratna và cộng sự, 1960; Chandhary, 1984 (dẫn theo [21]); Phan Phải và Trần Duy Quý, 1986 [15]; Trần Duy Quý, 1992 [16] đều cho rằng tính trạng hạt tròn là trội so với hạt dài, ở F2 phân ly theo tỷ lệ 3 hạt tròn : 1 hạt dài

Như vậy, từ các công trình nghiên cứu của các tác giả trên đây, có thể rút ra một số nhận xét chung là:

+ Sự tổ hợp theo những cách thức khác nhau của các gen thuộc các locus khác nhau, biểu hiện tác động kiểu cộng gộp hoặc bù trừ làm cho độ dài hạt gạo ở các giống lúa không giống nhau

+ Trong số 10 locus kiểm tra kích thước và hình dạng hạt gạo, có 5 locus chính, thường gặp ở các giống lúa trồng hiện nay thuộc hai loài phụ Indica và Japonica; trong đó locus Lk-f được nghiên cứu nhiều nhất Lk-f là một locus rất dễ bị đột biến và có tác động đa hiệu

+ Các alen đột biến làm thay đổi chiều dài hoặc hình dạng hạt gạo phát sinh ở một số giống lúa di truyền theo phép lai đơn có quan hệ trội lặn hoàn toàn hoặc không hoàn toàn so với alen kiểu dại

1.1.1.3 Phân tích sự di truyền tính trạng dạng bông, độ dài bông và mật độ sắp xếp hạt trên bông

Nhiều tác giả cho rằng, tính trạng này được xác định bởi 3 yếu tố cấu thành: số lượng hoa trên bông, độ dài bông và số lượng gié trên bông (dẫn

trạng mật độ hạt trên bông có thể chia thành 3 kiểu: kiểu xếp sít (các hạt gối lên nhau  1/3), kiểu trung bình, kiểu thưa (các hạt hoàn toàn không gối lên nhau) Syakudo (1985) kết luận: có 6 gen đa phân xác định chiều dài bông và cho biết: tính trạng này phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh (dẫn theo Đào Xuân Tân [17]) Takesaki, 1932; Dziuba, 1976; Futnihara và công sự, 1991 đều có chung nhận xét: tính trạng mật độ hạt trên bông có liên quan trực tiếp đến các locus Sp, Dn và Lax Các alen khác nhau thuộc các locus này có thể

tổ hợp với nhau theo nhiều kiểu tạo nên đặc điểm sắp xếp hạt trên bông khác nhau Dạng bông dài, thưa là trội so với dạng bông ngắn, xếp sít Dạng bông

có mật độ hạt/bông cao nhất ứng với kiểu gen dndn laxlax (dẫn theo [21]) Lê Thị Dự, 1999 [9] cho biết: ảnh hưởng của các gen đến kiểu sắp xếp hạt trên bông biến đổi từ không trội đến vượt trội Mallik và cộng sự, 1988, 1990,

1991 cho rằng, các gen đa phân (mulltiple gennes) tác động theo hiệu quả trội

và cộng tính đã chi phối mật độ hạt trên bông, số lượng gié thứ cấp và sơ cấp; đặc biệt, hiệu quả cộng thể hiện khá rõ nét ở tính trạng này (dẫn theo [21]) Funihara và cộng sự đã giải thích rõ hơn: mật độ xếp hạt trên bông được kiểm tra bởi hai gen lặn dn-3 và lax Khi lai giữa một thể đột biến có hạt xếp sít mang gen lặn đột biến dn-3 với giống gốc có hạt xếp thưa mang gen lax, quần thể F2 có sự phân li theo tỷ lệ 9 bình thường: 3 xếp sít: 4 xếp thưa Tác giả giải thích sự biểu hiện tính trạng xếp thưa là do hiệu quả át chế gen, còn dạng bình thường là do tác động bù trừ - cân bằng của các gen này Heu và cộng

sự, 1986 nêu ra kết luận: dạng bông thưa là tính trạng lặn, di truyền theo kiểu tương tác bổ trợ Khush và Oka, 1984, [30], Khush và Toenniessen, 1991 [31]

đã liệt kê khoảng 7 gen chi phối mật độ hạt trên bông: gen Cl thuộc nhóm liên kết 6, gen Scl và Dn-1 (hay Dn) thuộc nhóm liên kết 9, gen Dn-2, dn-3 và gen lax thuộc nhóm liên kết 1, gen Sp thuộc nhóm liên kết 11 Như vậy, rõ ràng

tính trạng mật độ sắp xếp hạt trên bông được kiểm tra bởi ít nhất hai locus gen

1.1.2 Sử dụng đột biến thực nghiệm trong phân tích di truyền các tính trạng sinh lý

1.1.2.1 Phân tích sự di truyền tính trạng thời gian sinh trưởng và tính cảm ứng quang chu kỳ ở lúa

Tính trạng này đã được nhiều tác giả nghiên cứu từ rất sớm: Ramiah, 1933; Chandraratna, 1951-1961; Chang, 1974 [28]; Togari - Matsuo, 1977; Yoshida-shuchi, 1985 [27]; Trần Duy Quý và cộng sự, 1992 [16] Các tác giả đều cho rằng: Tính chín sớm hay muộn có liên quan đến tuổi thọ của bộ lá và khả năng làm hạt Sự khác nhau của các giống về thời gian sinh trưởng chủ yếu là ở giai đoạn sinh trưởng cơ bản; các giống chín sớm đều có thời gian sinh trưởng ngắn [27] Về bản chất di truyền của tính trạng này, theo Chang,

1974 [28] và nhiều tác giả khác: tính chín sớm hay muộn của các giống thuộc loại hình Indica là do một locus xác định Tuy nhiên, theo Kuo-Hai-Tsai, 1986-1997 và cộng sự, Khush và Toeniniessen, 1991 đều cho rằng, có hai nhóm gen điều khiển tính trạng thời gian sinh trưởng ở lúa: nhóm gen điều khiển pha sinh trưởng cơ bản (the bassis vegetative phase - viết tắt là BVP) và nhóm gen điều khiển pha cảm ứng quang chu kì (the photoperiod-sensitive phase, viết tắt là PS)(dẫn theo [21])

1.1.2.2 Phân tích sự di truyền khả năng đẻ nhánh:

Khả năng đẻ nhánh của lúa được kiểm tra bởi ít nhất 3 gen đa phân (polymery) - (Đào Xuân Tân, 1995) [17] Một số tác giả khác cho rằng tính trạng này chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh (Jones, 1936; Ramiah, 1953; Grist, 1968-dẫn theo Jenning và cộng sự, 1985 [14]) Chang, 1974 [28], Khush và cộng sự, 1991[31] cho biết, khả năng đẻ nhánh liên quan trực tiếp

đến sự tổ hợp của các alen thuộc 3 locus “Ti-1”, “Ti-2”, “Ti-3”; đẻ nhánh khoẻ là tính trạng lặn

Đào Xuân Tân, 1995 [17]; Đỗ Hữu Ất, 1996 [1], Nguyễn Minh Công

và cộng sự, 2000 [6], [7] cho biết: những cây đồng hợp tử về các alen trội của các locus “Ti-1”, “Ti-2” và “Ti-3” có khả năng đẻ nhánh rất yếu hoặc không

đẻ nhánh Tuỳ theo số cặp alen lặn có trong kiểu gen nhiều hay ít mà khả năng đẻ nhánh mạnh hay yếu

Bằng phương pháp chiếu xạ hạt giống, các tác giả trên đã thu được các đột biến có khả năng đẻ nhánh ở các mức độ khác nhau: đẻ nhánh khoẻ, đẻ nhánh yếu hoặc rất yếu, từ các giống lúa đẻ nhánh trung bình Các đột biến này di truyền sang M2 theo tỷ lệ phân ly của phép lai đơn

1.1.3 Ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái quan trọng tới sinh trưởng và phát triển của cây lúa

1.1.3.1 Nhiệt độ và ánh sáng

* Nhiệt độ:

Nhiệt độ có tác dụng quyết định đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều có ảnh hưởng không tốt đến đời sống của cây lúa Các nhà nghiên cứu đã xác định được nhiệt độ tới hạn cao của cây lúa

là không qúa 36 0C và nhiệt độ tới hạn thấp của cây lúa là dưới 20 0C Nhiệt

độ tới hạn của cây lúa thay đổi tuỳ theo giai đoạn sinh trưởng, tuỳ theo đặc điểm của giống và tình trạng sinh lý của cây Theo Yochida, 1985 [27], phản ứng của cây lúa đối với nhiệt độ khác nhau ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau như sau:

Bảng 1: Phản ứng của cây lúa đối với nhiệt độ khác nhau ở các giai doạn sinh

trưởng khác nhau (theo Yochida suishi 1985)

Các giai đoạn sinh

Trong phạm vi từ nhiệt độ tới hạn thấp đến tới hạn cao, nhiệt độ ảnh hưởng đến sự đẻ nhánh, hình thành hoa, kết hạt và chín Về cơ bản nhiệt độ làm tăng tốc độ ra lá, tạo nhiều mầm nách, ở nhiệt độ thấp cây cũng có thể đẻ nhánh Ánh sáng đầy đủ và nhiệt độ cao làm tăng số nhánh Khi nhiệt độ tăng,

lá ra nhanh Về phương diện tổng tích ôn, sự phát triển một lá cần khoảng 100 độ/ngày ở thời kì trước phân hoá đòng, 170 độ/ngày ở thời kì sau phân hoá đòng Chỉ sau khi nảy mầm, nhiệt độ mới có ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng Trong phạm vi 22 - 31 0C, tốc độ sinh trưởng tăng hầu như tuyến tính với sự tăng nhiệt độ (Yochida, 1985 [27]) Ở những giai đoạn sau (3 - 5 tuần sau khi gieo), nhiệt độ chỉ ảnh hưởng phần nào đến tốc độ đẻ nhánh (trừ khi nhiệt độ thấp dưới 200

C)

Trong giai đoạn sinh trưởng sinh thực, số hoa trên cây tăng khi nhiệt độ giảm xuống Như vậy nhiệt độ tối thích thay đổi từ giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng đến giai doạn sinh trưởng sinh thực Ở thời kỳ chín, nhiệt độ ảnh hưởng tới khối lượng hạt Ở cùng một điều kiện trồng trọt thì khối lượng hạt của cùng một giống rất ổn định Không có nhiệt độ tối thích chính xác mà chỉ

có khoảng nhiệt độ tối thích cho thời kì làm hạt, nhiệt độ còn ảnh hưởng tới

độ dài của thời kì làm hạt Nhiệt độ càng cao thì độ dài của thời kì này càng ngắn Khối lượng hạt khi chín và tỷ lệ hạt chắc bị ảnh hưởng bởi ánh sáng và nhiệt độ Thời kì lúa phơi màu rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, vì lúc này hạt phấn đã chín nên có sức chống chịu rất kém, nếu nhiệt độ < 10 0C hạt phấn không nảy mầm, nhưng nhiệt độ quá cao sẽ làm cho hạt phấn bị khô nên mất khả năng thụ tinh [27]

Nhiệt độ thấp có ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây lúa ở tất cả các thời

kì, nặng nhất là vào thời kì 12 - 14 ngày trước khi trỗ, tức là lúc tế bào sinh dục đang hình thành Vào lúc phân bào giảm nhiễm, nếu nhiệt độ dưới 200

C

sẽ làm tăng tỷ lệ hạt lép (Sakata, 1969, 1976 - dẫn theo [27]) Tác động của nhiệt độ 150C trong 4 ngày sẽ làm cho 51 % số hạt bị lép Nhiệt độ 120

C trong hai ngày thì không ảnh hưởng lớn nhưng trong 6 ngày thì tỷ lệ hạt lép có thể tới 100% [27] Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tới quá trình thụ tinh, nhưng sau khi thụ tinh 20 phút thì nhiệt độ ít ảnh hưởng hơn Sau thụ tinh 2 - 3 ngày thì nhiệt độ không ảnh hưởng nữa

Nhiệt độ cao làm tăng tỷ lệ lép do cây lúa rất nhạy cảm với nhiệt độ cao vào lúc trỗ bông và nhất là vào khoảng 9 ngày trước lúc trỗ bông Nếu nhiệt

độ > 380C kéo dài 1giờ vào lúc nở hoa thì tỷ lệ lép tăng lên rõ rệt do tế bào phấn hoa bị khô và mất khả năng thụ tinh [27]

* Ánh sáng:

Cũng như các loại cây trồng khác, ánh sáng là nguồn năng lượng cần cho quá trình quang hợp của cây lúa Ánh sáng cần cho sự đẻ nhánh của lúa

Gốc lúa có được chiếu sáng thì các mầm nách mới dễ phát triển thành nhánh Ánh sáng trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực của cây lúa có tác dụng quyết định tới năng suất Nghiên cứu về hoạt động quang hợp của cây lúa sau trỗ, Nguyễn Hữu Thước đã kết luận: Đối với lúa đông xuân ở miền Bắc 3/4 sản phẩm của hạt dựa vào quang hợp sau khi trỗ Đối với lúa mùa, quang hợp sau khi trỗ kém quan trọng hơn nhưng vẫn tham gia vào hơn một nửa sản phẩm (1969) Tài liệu nghiên cứu gần đây của Viện quốc tế nghiên cứu lúa cũng cho biết tổng số bức xạ Mặt trời trong khoảng thời gian 30 - 45 ngày trước khi lúa trỗ có tương quan chặt chẽ với năng suất lúa [10]

1.1.3.2 Nước

Nước là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với cây lúa Tưới nước cho lúa trong mùa khô, nắng nhiều là biện pháp tăng năng suất lúa một cách chắc chắn Nhìn chung, không có sự tương quan chặt chẽ giữa lượng mưa và năng suất ở các vùng trồng lúa khác nhau [10]

Nhu cầu về nước của cây lúa thay đổi trong quá trình sinh trưởng và phát triển Mạ được gieo trên đất bùn nhão sẽ chóng ngồi và phát triển dễ dàng vì có độ ẩm tối thích và có đủ oxy Trong suốt thời kỳ mạ, lúa cần nước

để sinh trưởng nhưng không nên để mạ ngập sâu và lâu mạ sẽ lướt cây Thời

kỳ lúa đẻ nhu cầu về nước cao hơn vì trong thời kỳ này lúa sinh trưởng mạnh tạo thêm nhiều lá Vì vậy, trong thời kỳ con gái lúa cần đủ nước nhưng lớp nước không nên cao quá 5cm để lúa đẻ nhánh được dễ dàng Khi lúa đứng cái (đối với những lúa cao cây dài ngày) nhu cầu nước có giảm trong một thời gian ngắn Nhưng lúa bắt đầu phân hoá đòng, phát triển đòng, trỗ, phơi mào

và vào mẩy thì nhu cầu nước lại tăng Thiếu nước khi đang phân hoá gié và hoa thì số lượng hoa sẽ giảm, về sau có nhiều hoa bị thui Lúc lúa bắt đầu chắc xanh rồi chín, nhu cầu nước lại giảm mạnh và giảm đến số không khi lúa chín vàng

Mực nước thích hợp đối với ruộng lúa nước là nông thờng xuyên (trên dưới 5cm và không quá 10cm) Mực nước sâu trong thời kỳ sinh trưỏng sinh thực, cũng như thiếu nước trong thời kỳ này đều có hại [10] Độ ẩm không khí củng ảnh hưởng đến cây lúa vì nó chi phối sự thoát nước của lá, quá trình trỗ và phơi mào Độ ẩm không khí cho lúa phơi mào là khoảng 70 - 80% Nếu lúc trổ mà trời khô quá thì tỉ lệ lép cao Độ ẩm cao quá cũng không tốt (theo Bùi Huy Đáp)

1.1.3.3 Các yếu tố khoáng

Cũng như các loại cây trồng khác, lúa phải hút của đất nhiều loại khoáng N, P, K, Ca, Mg, Si và các nguyên tố vi lượng Ba nguyên tố chủ yếu là đạm, lân, kali

Khi thiếu đạm, lân và lưu huỳnh chiều dài của lá số lượng của lá, số lượng bông và số lượng hạt trên bông đều giảm Thiếu kali và magie sẽ làm giảm năng suất lúa và trọng lượng 1000 hạt

* Đạm là yếu tố dinh dưỡng chủ yếu, nó có ảnh hưởng nhiều đến số thu hoạch vì chỉ khi có đủ đạm các chất khác mới phát huy tác dụng [10] Nếu thiếu đạm, trong cơ thể sẽ có nhiều đạm tự do dẫn đến cây lúa có sức sống yếu và dễ bị sâu bệnh phá hoại

Theo Bùi Huy Đáp, 1980 trong kỹ thuật bón phân cần cung cấp đủ đạm cho lúa đẻ và làm đòng Nhưng bón đam sớm quá hoạc nhiều quá dễ làm cho thân vươn nhanh lá to, dễ đổ

* Lân là thành phần chính của nhân tế bào, đồng thời nó có vai trò trong sự hình thành xenlulôza và các chất khác tạo thành tế bào Vì vậy, trong thời kỳ mà lúa phân bào mạnh, tổng hợp tinh bột, xenlulôza nhiều và khi cấu tạo hạt cơ thể lúa cần nhiều

Cây lúa thiếu lân có lá màu xanh thẫm không bình thường, thân cây nhỏ, lúa đẻ chậm

* Kali cũng là yếu tố rất cần thiết cho quá trình tổng hợp protein của cây lúa Nó cũng cần thiết khi cây lúa tổng hợp đường thành tinh bột Thiếu kali lúa sẽ quang hợp kém, hô hấp tăng lượng đường tinh bột giảm, quá trình tích luỹ chất khô kém Theo Bùi Huy Đáp, 1980 thiếu kali số nhánh tuy không giảm nhưng cây thấp, lúa trỗ sớm, lá lúa chóng tàn, quá trình tổng hợp protein gặp trở ngại, sức chống chịu của cây lúa giảm và năng suất giảm

* Silic là chất khoáng mà lúa hút nhiều nhất so với nhiều loài cây khác Tỷ

lệ silic trong thân và lá cao có thể đạt 10 - 20% [10]

Tỷ lệ silic/đạm có quan hệ mật thiết đến sự sinh trưởng của cây Tỉ lệ đó càng cao thì cây lúa càng khoẻ mạnh

* Các nguyên tố vi lượng mặc dù những nguyên tố này không cần nhiều nhưng chúng có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa Nếu thiếu sắt sự sinh trưởng không điều hoà, lá vàng và chết dần Còn nếu thiếu mangan lúa có vết nâu trên lá và thường kèm theo hiện tượng ngộ độc sắt

1.1.3.4 Độ pH và mật độ của quần thể

* Độ pH: Cây lúa có thể sinh sống trong khoảng pH thay đổi từ 3 -9 nhưng pH dưới 4 hay pH trên 8 lúa mọc xấu, rễ phát triển kém Phạm vi pH thích hợp nhất đối với lúa là từ 5 - 6,5 [10]

* Mật độ quần thể: Mật độ là yếu tố chi phối chặt chẽ quá trình phát triển của cả quần thể Giữa cá thể và quần thể có mối ảnh hưởng qua lại chi phối sự sinh trưởng và phát triển của cả ruộng lúa trong suốt quá trình cây lúa sống ở ngoài ruộng cho tới lúc chín

Theo Bùi Huy Đáp, 1980 cho rằng: Quá trình đẻ nhánh của các khóm lúa thể hiện một cách khác nhau tuỳ theo mật độ khóm và mật độ dảnh trong khóm; cấy càng nhiều dảnh, lúa càng ít hạt; mật độ càng dày, số hạt càng

giảm; số bông trong một khóm giảm khi mật độ khóm tăng Tuy nhiên, trọng lượng 1000 hạt ở mật độ từ rất thưa đến độ dày cao không thay đổi nhiều

1.1.4 Nghiên cứu độ thâm nhập (penetrance) và độ biểu hiện (expressivity) của một số gen đột biến thực nghiệm ở lúa trồng (oryza sativa L.)

Độ thâm nhập là khả năng biểu hiện ra kiểu kình của một gen ở những

cá thể mang nó với cùng một kiểu gen tương ứng về gen này Thông thường, trong thực tế có những gen đơn (oligogenes) ở trạng thái đồng hợp lặn hoặc gen trội (ở trạng thái đồng hợp hay dị hợp), biểu hiện ra kiểu hình trong mọi trường hợp với mọi cá thể mang chúng Khi đó, chúng có độ thâm nhập hoàn toàn ( hay 100% - complete penetrance); ngược lại, trong một số trường hợp

cụ thể, các gen nói trên không biểu hiện ra kiểu hình được; như vậy, chúng có

độ thâm nhập không hoàn toàn (hay ít hơn 100% - incomplete pemetrance) - (Nguyễn Minh Công và cộng sự, 2000 [8]; Sing, 1986 ) Chẳng hạn ở đậu Lima (Phaseolus lunatus) gen đột biến gây thiếu diệp lục ở lá mầm, nhưng chỉ

có 10% số cá thể mang gen này biểu hiện ra kiểu hình, hay gen có độ biểu hiện 10% (dẫn theo [21]

Cũng có trường hợp, một gen có độ thâm nhập hoàn toàn, nhưng cách biểu hiện ra kiểu hình của các cá thể có cùng một kiểu gen (về một gen nào đó) không đồng nhất (các cá thể có kiểu hình giống nhau về đại thể nhưng khác nhau về chi tiết) Một gen có độ biểu hiện ổn định (uniform expressivity) nếu kiểu hình từ cá thể này qua cá thể khác (có cùng một kiểu gen) đều giống nhau; ngược lại, gen có độ biểu hiện không ổn định ( variable expressivity)

nếu các cá thể có kiểu hình khác nhau [8] Như vậy, độ biểu hiện là khả năng biểu hiện kiểu hình ổn định ở mọi cá thể có cùng kiểu gen về gen đó

Nguyễn Minh Công và cộng sự, [7],[8], cho biết: các kiểu đột biến gen thực nghiệm Virescent, đẻ nhánh khoẻ, đẻ nhánh yếu, phát sinh từ một số giống lúa tẻ đặc sản Việt Nam và một số giống lúa thuộc loài phụ Japonica có

độ thâm nhập không hoàn toàn; còn các kiểu đột biến gen alboviridis, xanthoviridis, Striata, “lùn yếu”, hạt to, hạt có râu ngắn có độ thâm nhập hoàn toàn Tất cả các kiểu đột biến trên đều có độ biểu hiện không ổn định Theo Sing: đột biến gen thiếu diệp lục ở lá mầm đậu Lima cũng có độ biểu hiện không ổn định (dẫn theo [21]

1.1.5 Một số thành tựu về chọn giống lúa bằng đột biến thực nghiệm trên thế giới và Việt Nam

Bằng phương pháp cổ điển, muốn tạo được một giống cây trồng mới, năng suất cao, phẩm chất tốt và ổn định, phải cần từ 6-10 thế hệ Với phương pháp chọn giống bằng đột biến thực nghiệm, một giống mới được tạo ra chỉ trong vòng

6 thế hệ Ví dụ, giống lúa Jagannath của Ấn Độ là kết quả chọn lọc trực tiếp từ một thể đột biến phóng xạ tia X ở M2 (Nguyễn Hữu Đống, 1997 [11])

Chọn giống cổ điển chủ yếu dựa vào nguồn biến dị tự nhiên, nguồn gen hoang dã hoặc những biến dị tổ hợp qua lai hữu tính, cả 3 nguồn biến dị này đều có những giới hạn Thêm vào đó, chọn giống cổ truyền không có được những đột phá cần thiết Với phương pháp đột biến thực nghiệm kết hợp với lai tạo và chọn lọc (hoặc lai tạo kết hợp với đột biến thực nghiệm), đã tạo ra nguồn biến dị phong phú Sự sai khác di truyền trong lòng quần thể đã tạo nên vốn gen dồi dào cho việc chọn tạo, cải tiến giống hoặc phục vụ những mục tiêu nghiên cứu khác Sự ra đời những phương pháp mới và sự phối hợp giữa chúng trong công nghệ chọn giống hiện nay như: các phương pháp tạo giống

và đánh giá cải tiến giống, phối hợp chọn giống ưu thế lai với lai gián đoạn, lai xa, chuyển gen có hạn chế bằng phương pháp chiếu xạ hạt phấn, chọn

giống đơn bội, nuôi cấy mô, lai xoma, chuyển gen bằng các kỹ thật biến nạp.v.v , hầu hết đều có quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với phương pháp chọn giống bằng phương pháp đột biến thực nghiệm Như vậy, chọn giống bằng phương pháp đột biến thực nghiệm ngày càng trở thành một trong những phương pháp được ứng dụng rộng rãi và vì thế nó gắn liền với những thành tựu to lớn của lĩnh vực nghiên cứu và chọn giống trên thế giới

1.1.5.1 Một số thành tựu chính của chọn giống lúa bằng đột biến thực nghiệm trên thế giới

Theo dữ liệu máy tính điện tử của tổ chức FAO/IAEA (tổ chức lương thực và nông nghiệp/cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế): năm 1960 mới chỉ có 7 giống cây trồng được tạo ra bằng phương pháp chọn giống đột biến thực nghiệm, đến năm 1965 là 30 giống Năm 1969, tại Hội thảo về vấn đề

“Bản chất, tạo và sử dụng đột biến thực nghiệm ở thực vật”, tổ chức tại Pullman (Mỹ), Sigurbjnsson và Micke công bố danh sách 77 giống cây trồng đột biến Năm 1991, cũng tác giả trên công bố 1330 giống cây trồng đột biến Năm 1995, Maluszynski và cộng sự công bố 1790 giống cây trồng được tạo ra bằng đột biến thực nghiệm Đến tháng 12 năm 1997, theo thống kê của Maluszynski và cộng sự đã có 1847 giống, trong đó các loại ngũ cốc chiếm

1357 giống, trong số này những giống trồng bằng hạt là 1284 giống Sáu nước đứng đầu thế giới về số lượng giống cây trồng tạo ra bằng phương pháp đột biến thực nghiệm là: Trung Quốc (306 giống), chiếm 16,56%; Ân Độ (249 giống), chiếm 13,48%; Liên Xô cũ và Nga (210 giống), chiếm 11,36%; Hà Lan (176 giống), chiếm 9,52%; Nhật Bản (118 giống), chiếm 6,39%; Mỹ (100 giống), chiếm 5,4% Trong số 1357 giống ngũ cốc, có 333 giống lúa và trong

đó có 225 giống (chiếm 67,6%) được nhân trực tiếp từ các thể đột biến, số còn lại là do kết hợp với phương pháp lai tạo Bảy nước đứng hàng đầu thế giới về số lượng giống lúa đột biến là: Trung Quốc (117 giống), chiếm 35,1%; Nhật Bản (46 giống), chiếm 13,8%; Ấn Độ (31 giống), chiếm 9,3%; Guana

(26 giống), chiếm 7,8%; Cot-di-voa (25 giống), chiếm 7,5%; Mỹ (23 giống) chiếm 6,9%; Việt Nam (14 giống), chiếm 4,2% [5] Chọn giống bằng phương pháp đột biến thực nghiệm đã tạo ra những giống lúa mới mang những đặc điểm hình thái và một số tính trạng nông học quý giá và làm tăng tính đa hình

di truyền của lúa trồng: các giống lúa nửa lùn (129 giống), chín sớm (117 giống), đẻ nhánh khoẻ (44 giống), chống bệnh tàn lụi lá (28 giống), cao cây (25 giống), chất lượng hạt tốt (18 giống), thích ứng rộng (13 giống), chịu lạnh (13 giống), nội nhũ dẻo (8 giống) , chịu mặn (6 giống), cảm ứng quang chu kỳ (3 giống) (theo thống kê của tổ chức FAO/IAEA 1998) Những giống có đặc điểm nông học quý rất được ưa chuộng nên đã được gieo trồng trên diện tích rộng Chẳng hạn: giống lúa lùn Reimei (Nhật Bản), năm 1979 đã có diện tích gieo trồng 120.000 ha; giống lúa lùn Nanjing No.34 (Trung Quốc), năm

1981 -220.000ha Năm 1982, giống lúa lùn Dongling No.3 (Trung Quốc) - 120.000ha; năm 1986, giống lúa chín sớm Yufanengzao (Trung Quốc) - 1000.000ha; giống lúa năng suất cao Quinghuaai 6 (Trung Quốc) - 240.000ha; năm 1989, giống chín sớm Zhefu 802 (Trung Quốc) - 1.400.000ha Các giống lúa có hàm lượng protein cao cũng là một trong những mục tiêu quan trọng của chọn giống hiện đại

1.1.5.2 Một số thành tựu chọn giống lúa bằng phương pháp đột biến thực nghiệm ở Việt Nam

Chọn giống cây trồng bằng phương pháp đột biến thực nghiệm ở Việt Nam tuy mới chỉ trải qua hơn hai thập kỷ nhưng đã bắt kịp được những tiến

bộ của thế giới, đã có những đóng góp đáng kể trong việc nâng cao sản lượng lương thực, đặc biệt là sản lượng lúa Một hệ thống mạng lưới các viện, trạm trại và cơ sở nghiên cứu, triển khai, các cơ quan phối hợp từ Trung ương đến địa phương đã hoạt động rất có hiệu quả và đã tạo ra những sản phẩm có giá trị cao về thực tiễn và lí luận Các nghiên cứu đột biến thực nghiệm hiện nay

với sự trợ giúp của những kỹ thuật mới, đặc biệt là kỹ thật hạt nhân, chủ yếu tập trung vào hướng chiếu xạ vào hạt khô, hạt nảy mầm, chiếu xạ hạt phấn, chiếu xạ hợp tử để tạo ra những đột biến có lợi như: thấp cây, đẻ nhánh khoẻ, chống đổ, chín sớm, năng suất cao, không cảm ứng quang chu kỳ, chống chịu với sâu bệnh và các điều kiện bất lợi khác, hàm lượng protein cao, cơm dẻo, thơm Những đột biến này có thể nhân trực tiếp thành các giống hoặc sử dụng trong lai tạo giống hoặc trong nghiên cứu sự di truyền các tính trạng cây lúa Thống kê một số giống lúa mới được tạo ra trong thời gian khoảng 10 năm trở lại đây do các viện nghiên cứu ở nước ta (Viện cây lương thực và cây thực phẩm ,Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, Viện

di truyền nông nghiệp, Viện lúa đồng bằng Sông cửu Long, và một số cơ quan nghiên cứu phối hợp như các trường Đại học, các trại, trạm thuộc Trung ương

và các tỉnh ) có thể thấy: các giống được tạo ra bằng đột biến thực nghiệm hoặc bằng phương pháp xử lý đột biến kết hợp lai giống chiếm mộ tỷ trọng đáng kể Từ 1990 - 1998, Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã tạo ra được nhiều giống quốc gia và nhiều giống khu vực hoá bằng phương pháp đột biến thực nghiệm hoặc phối hợp: Xuân số 4, Xuân số 5 , Xuân số 6 (1991), Xuân số 10 (1996), Xuân số 11 và N29 (1998) của tạp thể tác giả Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính và cộng sự Từ năm 1989 - 2000, Viện di truyền nông nghiệp Việt Nam đã công bố 6 giống quốc gia: DT10, DT11 (1989, 1990); DT13, DT33 (1991 - 1993), DT16 và Nếp thơm DT21 (năm 2000)

Trường Đại học sư phạm hà Nội I, Viện di truyền nông nghiệp và Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long đã phối hợp nghiên cứu tạo ra hai giống lúa Quốc gia: Tài nguyên đột biến -100 (1997), Tép hành đột biến (1999); Tám thơm đột biến (2000) Trường Đại học tổng hợp Hồ Chí Minh và Viện di truyền nông nghiệp đã tạo ra giống lúa A20, được công nhận giống Quốc gia năm 1991 Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam chiếu xạ hạt khô của giống lúa IR64 bằng tia gamma (Co60) đã tạo ra hai giống lúa quốc gia:

VND95-19 và VND95-20 (năm 2000) Ngoài ra, các đề tài cấp nhà nước, cấp bộ

và các đề tài NCS đã và đang tạo ra nhiều dòng lúa đột biến có triển vọng trong sản xuất, trong cải tạo giống và nghiên cứu di truyền, chẳng hạn dòng đột biến TK106 từ Nếp TK90 (Tạp chí Nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm, số 11/1999, trang 502 - 503); H15, H19 từ Nếp HV [19] Đặc biệt, dòng Nếp thơm đột biến TK106 (một trong những kết quả nghiên cứu ứng dụng của luận án) đang được khảo nghiệm quốc gia Kết quả khảo nghiệm sơ

bộ qua 2 vụ (vụ mùa năm 2000 và xuân 2001), TK106 đã được đánh giá cao

Theo đánh giá chung của Trung tâm KKNGCTTW:

"Giống nếp TK106 có khả năng đạt bình quân 42,5 tạ / ha, cao nhất 51,1 tạ/ ha (tại Tuyên Quang) Đặc điểm chung của giống là sinh trưởng khá, cây cao trung bình, độ thuần giống khá, nhiễm khô văn nhẹ và vừa, chống đổ trung bình, bông to, hạt tròn, vàng, sáng , thơm, dẻo " " Giống được đánh giá là triển vọng, vẫn đưa ra sản xuất thử"

(Trích "báo cáo kết quả khảo nghiệm các giống lúa mỗi vụ mùa năm

2000 tại các tỉnh phía bắc", phụ lục)

1.2.2 Kết quả sản xuất thử nghiệm giống nếp TK106 ở một số vùng

sinh thái vụ mùa 2000, mùa 2001 Số liệu từ Trung tâm KKNGCTTW)

Mùa 2000

- Năng suất của giống TK106 ở một số vùng sinh thái (tạ/ha)

Địa điểm

TK106

Hải Dương

Thái Bình Hà Nam Vĩnh Phúc Phú Thọ Tuyên

Số bông hữu hiệu /khóm 4,3  0,7 4,2  0,6

Số hạt / bông 105  2,4 105,6  3,0

Tỷ lệ hạt lép (%) 20,0  1,4 18,7  1,5

KL 1000 hạt (g) 31,0  0,1 31,1  0,1

CHƯƠNG 2 vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU: NẾP TK106

*Nguồn gốc quá trình chọn tạo

+ Nguồn gốc: Nếp TK106 có nguồn gốc từ nếp TK90 - là giống nếp được viện bảo vệ thực vật chọn lọc từ một giống nếp địa phương của tỉnh Hoà Bình được công nhận là giống Quốc gia 1991

+ Quá trình chọn tạo: Nếp TK106 được tạo ra bằng phương pháp xử lý đột biến hạt nếp TK90 ngâm nước bảo hoà, nảy mầm ở Mo vào thời điểm nảy mầm ở 75h, liều lượng chiếu xạ tia Co60

15 Krad (Đào Xuân Tân, 1992[17])

Từ một thể đột biến hạt to, bông dài xuất hiện ở M2 được phát hiện, các tác giả Lê Xuân Trình, Nguyễn Minh Công đã tiến hành nhân trực tiếp và chọn lọc theo quy trình sau:

- Vụ mùa 1993 nhân thế hệ 2 (M2)

- Vụ đông xuân 1994 nhân thế hệ thứ 2 (M3)

Sơ bộ (M6) định hướng bộ và sản xuất

- Quá trình khảo nghiệm, tự khảo nghiệm và gửi khảo nghiệm kết hợp với sản xuất các tỉnh phía Bắc

- Nếp TK106 được đánh giá là một giống có nhiều triển vọng trong sản xuất (qua 3 vụ khảo nghiệm cơ bản 1999 - 2001)

- Tháng 9/2002 được Hội đồng khảo nghiệm giống cây trồng Trung ương công nhận là giống khu vực hoá và đề nghị tiếp tục mở rộng sản xuất ở một số vùng sinh thái

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Bố trí các thí nghiệm ngoài đồng ruộng

Thí nghiệm về chân ruộng: chân vàn, vàn trũng

Thí nghiệm về phương thức gieo cấy: phương thức sạ thẳng và gieo cấy

Thí nghiệm về liều đạm trên nền phân chuồng

(Các thí nghiệm này được tiến hành theo quy trình khảo nghiệm quốc gia [2])

2.2.2 Thu thập số liệu về đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106

Thu thập số liệu: Các số liệu về đặc điểm hình thái, nông sinh học, khả năng chống chịu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất đều được thu thập theo mẫu đánh giá của quy phạm khảo nghiệm giống lúa [2]

Một số chỉ tiêu được đánh giá theo tiêu chuẩn Việt Nam đang được dùng trong khảo nghiệm giống lúa, cụ thể như sau :

Đơn

vị tính

Tính Tạ/ha

7 Năng suất thực

thu

9 Diện tích thu hoạch  5m2/ô

Không gặt các hàng biên Tính Tạ/ha

2.2.3 Đánh giá xếp loại các đặc điểm hình thái và nông sinh học theo "Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa" INGER 1996

Các chỉ tiêu theo dõi ứng với các giai đoạn trong quá trình phát triển của cây lúa

Một số tiêu chuẩn được cụ thể hoá theo hệ thống đánh giá tiêu chuẩn đối với lúa đang được dùng trong khảo nghiệm giống lúa ở Việt Nam

2.2.4 Xử lý số liệu

Các số liệu thu được đã được xử lý bằng thống kê toán học

+ Đối với các tính trọng số lượng

Giá trị trung bình X =

n fi

Độ lệch chuẩn:  = 

n

X Xi fi

) (

nếu n < 30

Sai số trung bình mẫu m = 

n



Trong đó: fi : Tần số các biến số cùng loại

Xi : Giá trị của các biến số

n : Số lượng cá thể trong mẫu

- Chỉ tiêu tỷ lệ hạt lép / bông xác định theo công thức

100

2.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

- HTX Hưng Đông I - Xã Hưng Đông - Vinh (Hè thu 2002)

- Trại giống lúa Thiên Lộc - Can Lộc - Hà Tĩnh (Hè thu 2002)

- HTX Cao Thắng - Xuân Hồng - Nghi Xuân - Hà Tĩnh (Hè thu 2002)

- HTX Đức Nhân - Đức Thọ - Hà Tĩnh (Hè thu 2002)

CHƯƠNG 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NÔNG SINH HỌC CỦA GIỐNG NẾP TK106 KHI GIEO TRỒNG TRÊN CÁC LOẠI CHÂN RUỘNG KHÁC NHAU

Qua theo dõi một số đặc điểm hình thái nông sinh học của giống TK106 trên các chân ruộng khác nhau trong vụ hè thu 2002, chúng tôi thu được kết quả như sau:

3.1.1 Một số đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106 trên đất chân vàn ở một số địa điểm khác nhau

Bảng3.1 Một số đặc điểm hình thái - nông sinh học của giống nếp TK106

trên đất chân vàn ở một số vùng trồng lúa trong vụ hè thu 2002

Vùng

Chỉ tiêu

X  CV% X  CV% X  CV% Cao cây (cm) 117,13 8,76 7,42 113,74 5,69 5,58 114,70 8,09 7,05 Dài lá (cm) 33,70 5,20 15,43 33,08 4,68 14,14 37,60 4,48 11,92 Rộng lá (cm) 1,20 0,13 10,76 1,18 0,12 10,76 1,17 0,09 5,26 Dài bông (cm) 22,95 1,97 5,58 21,62 1,74 8,04 23,09 1,45 6,29 Dài cổ bông (cm) 11,91 1,92 16,13 10,38 1,87 18,00 10,55 2,13 20,17

Hệ số đẻ nhánh 3,54 0,69 13,73 3,20 0,67 24,00 4,02 0,77 19,24

Qua bảng trên có thể nhận thấy chỉ tiêu về tính trạng thân, lá và bông trên trên đất chân vàn gieo trồng ở các vùng khí hậu khác nhau không có sự khác nhau đáng kể

* Chiều cao cây

Theo Syakydo (1958, 1961), Jennings (1979) [14] và nhiều tác giả khác: chiều cao cây lúa do nhiều gen chi phối, chúng phân bố ở 11/12 nhóm gen liên kết (trừ NST số 7) Các alen kiểu dại của các locus này tương tác bù

nhau đảm bảo cho sự cân bằng của kiểu gen quy định kiểu hình cây cao bình thường

Khi phân tích di truyền chiều cao cây lúa, người ta chia chiều cao cây

ra nhiều mức Trần Duy Quý (1992) [16], chia độ cao cây lúa thành các mức sau:

* Lá đòng

Lá đòng và lá công năng đóng vai trò quan trọng trong giữ trữ chất hữu

cơ để nuôi hạt ở vào giai đoạn chắc Trong chọn giống, người ta chọn những cây lúa có thế lá mọc đứng, phiến lá nhỏ nhưng dày, lá ngắn tới mức vừa phải

để không che khuất nhau đảm bảo cho bộ lá quang hợp tốt hơn

Theo số liệu từ bảng 3.1 cho thấy: giống nếp TK106 có chiều dài lá trung bình khi gieo trồng trên đất chân vàn; ở các địa điểm khác nhau chiều dài lá đòng có sự sai khác nhau chút ít; ở Đức Nhân nếp TK106 có chiều dài

lá đòng dài nhất

Về chỉ tiêu rộng lá đòng cũng không quan sát thấy sự sai khác rõ nét ở các địa điểm gieo trồng khác nhau trên đất chân vàn Như vậy, tính trạng chiều dài và chiều rộng lá đòng hầu như không hoặc ít phụ thuộc vào địa điểm gieo trồng

tỏ có nhiều locus cùng xác định chiều dài bông

Mãi đến năm 1958, Syakudo mới đề xuất: có 6 gen đa phân quy định chiều dài bông nhưng chưa đưa ra các gen cụ thể

Cho đến gần đây, Khush G.S (1991), cho biết có 1 gen lặn đột biến đánh dấu ký hiệu Sp thuộc nhóm gen liên kết số XI xác định bông ngắn, alen trội Sp (short pannicle) hay còn ký hiệu là Lp (longe panicle) xác định bông dài, locus "Sp" đột biến theo nhiều hướng khác nhau, chẳng hạn Sp  Sp1, dẫn đến tăng chiều dài bông (Đỗ Hữu Ất, 1996) [1]

Dẫn liệu ở bảng 3.1 cho thấy chiều dài bông của nếp TK106 thuộc mức trung bình trên loại đất chân vàn Mặc dù được gieo ở các vùng khác nhau nhưng giống nếp TK106 phản ứng cho chiều dài bông tương tự nhau

- Chiều dài cổ bông: Cổ bông dài là một nhược điểm vì dễ bị gãy khi có gió lớn hoặc dễ bị nhiễm đạo ôn cổ bông Đây là một nhược điểm cần khắc phục Khi

gieo trồng giống nếp TK106 trên cùng một loại đất chân vàn ở các địa điểm khác nhau chiều dài cổ bông là gần giống nhau và đều ở mức trung bình

Như vậy, một số tính trạng về dạng bông của giống nếp TK106 phản ứng không phụ thuộc vào các điều kiện của các vùng trồng lúa

* Khả năng đẻ nhánh

Tính trạng khả năng đẻ nhánh ở lúa ít nhất do 3 gen đa phân (Ti1; Ti2;

Ti3 .).qui định và chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện ngoại cảnh Các gen lặn ti1 , ti2,ti3 xác năng đẻ nhánh bình thường.[31]

Theo "hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen của lúa", 1996 thì khả năng đẻ nhánh được chia thành 5 mức độ, từ thấp đến cao, theo các thang điểm sau:

Điểm 1: Rất cao (hơn 25 dảnh / cây)

ti3

Theo số liệu từ bảng 3.1 cho thấy giống nếp TK 106 gieo trồng trên đất chân vàn ở các vùng trồng lúa khác nhau thì hệ số đẻ nhánh đều thuộc loại rất thấp (thang điểm 9) Tuy nhiên, ở các vùng khác nhau khả năng đẻ nhánh của giống nếp TK106 là khác nhau; khi gieo trồng ở vùng Đức Nhân hệ số đẻ nhánh cao nhất Điều này một lần nữa khẳng định khả năng đẻ nhánh phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh Các nhóm gen quy định tính trạng thời gian

đẻ nhánh chịu ảnh hưởng rõ rệt của các loại chân ruộng khác nhau, phản ảnh tính không ổn định của tính trạng này ở giống nếp đột biến TK106 Theo Khush và Toenniessen, 1991[31]; Đào Xuân Tân, 1995 [17]; Đỗ Hữu Ất,

1996 [1]; Lê Xuân Trình, 2001[21] khả năng đẻ nhánh (yếu, trung bình, khoẻ)

có liên quan tới số lượng các cặp gen lặn đồng hợp, biểu hiện phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh Tuy nhiên, nhóm gen quy định thời gian đẻ nhánh, tốc

độ đẻ nhánh (sớm, muộn, tập trung hay kéo dài) biểu hiện ít phụ thuộc vào yếu tố ngoại cảnh Sự sai khác về độ tập trung thời gian đẻ nhánh của giống nếp TK106 trên các loại chân ruộng được khảo sát nêu trên có thể là do phản ứng của các alen đột biến (ở giống TK106) không giống với các alen kiểu dại

ở giống gốc - Nếp TK90 Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với các tác giả nêu trên

Từ dẫn liệu của bảng 3.1 cho thấy: 3 tính trạng dài lá, dài cổ bông, hệ

số đẻ nhánh có hệ số biến dị CV% cao hơn so với các chỉ tiêu còn lại Điều này chứng tỏ alen đột biến của các tính trạng này là biểu hiện không ổn định, phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài Kết quả này phù hợp với các tác giả: Đào Xuân Tân (1995), Đỗ Hữu Ất (1996), Phạm Thị The (1997), Lê Xuân Trình (2001)

Như vậy, khi gieo trồng giống nếp TK106 trên cùng một loại đất chân vàn nhưng ở các địa điểm khác nhau thì các chỉ tiêu: Chiều cao cây, chiều rộng lá và

một số tính trạng về bông sự thay đổi không đáng kể; còn chỉ tiêu: Dài lá, hệ số

đẻ nhánh thì có sự sai khác nhưng sự sai khác này không đáng kể

3.1.2 Một số đặc điểm hình thái, nông sinh học của giống nếp TK106 trên đất chân vàn trũng ở một vài địa điểm:

Bảng 3.2 Một số đặc điểm hình thái - nông sinh học của giống nếp TK106

trên đất chân vàn trũng ở một số địa điểm gieo vụ hè thu 2002

Vùng Chỉ tiêu

X  CV% X  CV% Cao cây (cm) 102,88 5,04 4,91 103,93 5,06 5,72 Dài lá đòng (cm) 34,58 5,75 16,6 35,71 6,20 15,5 Rộng lá đòng (cm) 1,19 0,12 10,0 1,22 0,14 9,82 Dài bông (cm) 22,68 3,90 17,19 23,20 4,21 16,11 Dài cổ bông (cm) 11,07 2,04 18,42 12,01 2,12 17,01

Hệ số đẻ nhánh 3,06 0,17 16,22 3,01 0,16 15,72

Từ bảng 3.2 cho thấy, giống nếp TK106 khi gieo trồng trên chân ruộng vàn trũng ở các vùng trồng lúa khác nhau thì các chỉ tiêu theo dõi không có sự sai khác nhau đáng kể Tương tự, các chỉ tiêu dài lá đòng, dài cổ bông, hệ số

đẻ nhánh cũng có hệ số biến dị CV% cao hơn so với các chỉ tiêu còn lại

Như vậy, giống nếp Tk106 khi gieo trồng ở cùng một loại đất (chân vàn, vàn trũng) ở các địa điểm khác nhau thì cùng phản ứng giống nhau Điều này cho thấy giống nếp TK106 ít chịu ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh

3.1.3 Một số đặc điểm hình thái nông sinh học của giống nếp TK106 khi gieo trồng trên các loại chân ruộng khác nhau

Bảng 3.3 Một số đặc điểm hình thái - nông sinh học của giống nếp TK106

khi gieo trồng trên các chân ruộng khác nhau trong vụ hè thu 2002

Hệ số đẻ nhánh 3,82 0,72 19,24 3,06 0,58 19,00 3,46 0,65 18,84

Từ dẫn liệu ở bảng 3.3 có thể nhận thấy trong các chỉ tiêu được theo dõi, có sự sai khác đáng kể về 3 chỉ tieu: chiều cao cây, chiều dài lá, hệ số đẻ nhánh giữa loại chân ruộng vàn - đất thịt nhẹ với 2 loại còn lại Các chỉ tiêu này đều biểu hiện cao hơn ở chân ruộng vàn và khá ổn định (biểu hiện ở các giá trị , CV% tương đương) Có thể thấy loại đất thịt nhẹ (chân vàn) đã ảnh hưởng thuận lợi đến sự biểu hiện của các tính trạng này Kết quả này có thể biểu thị bằng các biểu đồ sau:

V2: Vàn trũng (cát pha, hơi chua)

V3: Vàn (cát bạc màu, hơi chua)

Còn đối với các chỉ tiêu như rộng lá, dài bông, dài cổ bông của giống nếp TK106 ở các loại chân ruộng khác nhau nhưng biểu hiện gần như nhau

Từ đó có thể cho rằng các chỉ tiêu này không chịu ảnh hưởng của các loại chân ruộng khác nhau Cũng giống như khi gieo trồng ở các địa điểm khác nhau trên cùng một chân ruộng thì các chỉ tiêu dài lá đòng, dài cổ bông, hệ số

đẻ nhánh đều có hệ số biến dị CV% cao Một lần nữa có thể khẳng định: các tính trạng này biểu hiện không ổn định và phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài

Như vậy, một số đặc điểm hình thái và nông sinh học của giống nếp TK106 có thể chịu ảnh hưởng của các chân ruộng khác nhau: chiều cao cây,

hệ số đẻ nhánh, chiều dài lá đòng Ngược lại, một số chỉ tiêu khác: rộng lá, dài bông, dài cổ bông không chịu ảnh hưởng của các loại đất

3.1.4 Ảnh hưởng của các chân ruộng đối với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống nếp TK106

Bảng 3.4 Ả nh hưởng của loại chân ruộng với các yếu tố cấu thành năng suất

và năng suất của giống nếp TK 106 (Vụ hè thu 2002)

P.1000 hạt (g)