Chọn tạo và sử dụng dòng bất dục đực gen nhân mẫn cảm môi trường trong tạo giống lúa lai hai dòng ở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

TRẦN VĂN QUANG

CHỌN TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DÒNG BẤT DỤC ðỰC

GEN NHÂN MẪN CẢM MÔI TRỜNG TRONG TẠO

GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG Ở VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG

MÃ SỐ : 62.62.05.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS BÙI BÁ BỔNG

2. PGS.TS NGUYỄN THỊ TRÂM

HÀ NỘI, 2008

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận án này, tôi ñã nhận ñược sự quan tâm, giúp ñỡ của các

thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè ñồng nghiệp.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS.TS Bùi Bá Bổng và PGS.TS

Nguyễn Thị Trâm ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực

hiện ñề tài cũng như hoàn chỉnh luận án.

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường ðại học

Nông nghiệp Hà Nội, Ban lãnh ñạo Viện Sinh học Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm

khoa Nông học, khoa Sau ñại học, các thầy cô giáo bộ môn Di truyền Giống,

khoa Nông học ñã giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành công

trình nghiên cứu này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Vụ Khoa học và Công nghệ, Bộ Giáo dục và

ðào tạo, PGS.TS Nguyễn Văn Hoan-Chủ nhiệm ñề tài “Kết hợp kỹ thuật chọn

lọc marker phân tử với phương pháp truyền thống trong chọn tạo giống lúa lai

hai dòng" ñã hỗ trợ kinh phí ñể thực hiện ñề tài nghiên cứu này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Phòng Nghiên cứu ứng dụng

ưu thế lai, Viện Sinh học Nông nghiệp, các sinh viên thực tập tốt nghiệp từ khóa

43 ñến khóa 48 ñã cộng tác giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên

cứu.

Sau cùng là gia ñình ñã luôn ñộng viên khích lệ, tạo ñiều kiện về thời

gian, công sức và kinh phí ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này.

Tôi xin chân thành cảm ơn./.

Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2008

Tác giả

Trần Văn Quang

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, kết

quả nêu trong luận án là trung thực và ñã ñược công bố một phần trong luận

văn Thạc sĩ của tôi, các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án ñều ñược

ghi rõ nguồn gốc.

Tác giả luận án

Trần Văn Quang

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iii

MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

A : Dòng bất dục ñực tế bào chất

AFLP : ða hình chiều dài ñoạn phân cắt ñược nhân bội

(Amplified fragment leghth polymophisms)

B : Dòng duy trì tính bất dục ñực tế bào chất.

BSA : Phân tích thể phân ly theo nhóm (Bulked segregant analysis)

CMS : Dòng bất dực ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility)

EGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường

(Environment- sensitive Genic Male Sterility)

GA3 : Gibberellic acid

MAS : Chọn giống nhờ trợ giúp của chỉ thị phân tử

(Marker Asisted Selection).

PGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng

(Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility)

P(T)GMS : Bất dục ñực mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng và nhiệt ñộ

(Photoperiodic and Thermo-sensitive Genic Male Sterility)

Phytotron : Buồng khí hậu nhân tạo

R : Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer)

RAPD : ADN khác biệt ñược nhân bội ngẫu nhiên

(Randomly Amplified Polymorphic DNA)

RFLPs : ða hình chiều dài ñoạn phân cắt giới hạn

(Restriction Fragment Length Polymorphisms)

TGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ

(Thermo-sensitive Genic Male Sterility)

T(P)GMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ và chu kỳ chiếu sáng

(Thermo and Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility)

WA : Bất dục ñực hoang dại (Wild Abortive)

WCG : Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iv

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN I

LỜI CAM ðOAN ii

MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN III

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MINH HOẠ X

MỞ ðẦU 1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI 1

2. MỤC ðÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ðỀ TÀI 3

2.1 Mục ñích 3

2.2 Yêu cầu 3

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI 4

3.1 Ý nghÜa khoa häc 4

3.2 Ý nghÜa thùc tiÔn 4

4. ðỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

CỦA ðỀ TÀI

6

2.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 6

2.2 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 8

2.3 Nghiên cứu phát triển lúa lai hai dòng 10

2.3.1 Nghiên cứu và sử dụng các dòng EGMS 11

2.3.2 Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS 18

2.3.3 Phương pháp ñánh giá các dòng EGMS 24

2.3.4 Phương pháp chọn thuần và nhân các dòng EGMS 27

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………v

2.3.5 Dòng phục hồi và gen tương hợp rộng 31

2.3.6 Phương pháp ñánh giá khả năng kết hợp của dòng EGMS 33

2.3.7 Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng 36

2.3.8 Những thành công và hạn chế của lúa lai hai dòng 37

2.4 Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 38

2.4.1 Những thành tựu về nghiên cứu 38

2.4.2 Phát triển lúa lai thương phẩm 40

2.4.3 Sản xuất hạt giống lúa lai F1 41

2.4.4 Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai 42

2.4.5 ðịnh hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới 42

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

44

2.1 Vật liệu 44

2.2 Nội dung 45

2.3 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 45

2.4 Phương pháp nghiên cứu 45

2.4.1 Nội dung 1: Phân lập và ñánh giá các TGMS và PGMS 45

2.4.2 Nội dung 2: Tìm hiểu gen kiểm soát tính mẫn cảm quang

chu kỳ của dòng P5S

48

2.4.3 Nội dung 3: Lai thử, ñánh giá tổ hợp lai và xác ñịnh khả

năng kết hợp của các dòng EGMS

49

2.4.4 Nội dung 4: Thiết lập qui trình nhân dòng bất dục P5S 50

2.4.5 Nội dung 5: Thiết lập qui trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp

TH5-1

51

2.4.6 Các chỉ tiêu theo dõi 52

2.4.7 Phương pháp ñánh giá các chỉ tiêu 52

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

3.1 KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ ðÁNH GIÁ CÁC DÒNG EGMS 55

3.1.1 Tóm tắt quá trình lai và chọn lọc 55

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vi

3.1.2 Kết quả phân lập các dòng EGMS mới 55

3.1.3 ðặc ñiểm cơ bản của các dòng mới phân lập 59

3.1.4 Quá trình chuyển ñổi tính dục của dòng P5S và T4S ở ñiều

kiện tự nhiên trong vụ mùa

66

3.1.5 Quá trình chuyển ñổi tính dục của dòng P5S và T4S ở ñiều

kiện tự nhiên trong vụ xuân

69

3.1.6 Kết quả ñánh giá các dòng EGMS tại Quảng Nam 73

3.1.7 Khả năng sử dụng dòng P5S ở Việt Nam 78

3.1.8 Kết quả xác ñịnh thời kỳ mẫn cảm của các dòng EGMS 80

3.1.9 ðặc ñiểm của các dòng EGMS sau khi xử lý trong

Phytotron

83

3.1.10 ðặc ñiểm của dòng P5S và T4S trong ñiều kiện hữu dục 84

3.1.11 ðặc ñiểm của dòng P5S và T4S trong ñiều kiện bất dục 87

3.2 KIỂM SOÁT DI TRUYỀN VÀ KHẢ NĂNG TỔ HỢP CỦA

DÒNG P5S

90

3.2.1 Phân tích di truyền tính trạng bất dục ñực mẫn cảm quang

chu kỳ của dòng P5S

90

3.2.2 ðánh giá khả năng kết hợp của các dòng EGMS 93

3.3 ðÁNH GIÁ VÀ TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LAI MỚI 97

3.3.1 ðánh giá con lai F1 trong vụ xuân 97

3.3.2 ðánh giá con lai F1 trong vụ mùa 112

3.4 NHÂN DÒNG MẸ VÀ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP

TH5-1

119

3.4.1 Nhân dòng bất dục P5S trong vụ xuân 119

3.4.2 Sản xuất hạt lai F1 121

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 132

4.1 Kết luận 132

4.2 ðề nghị 133

TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng Tên Bảng Trang

3.1 Kết quả phân lập cây bất dục và hữu dục ở hai công

thức xử lý

57

3.2 Phân loại các cá thể PGMS và TGMS ñược phân lập 58

3.3 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của dòng P5S

và T4S qua các thời vụ trong vụ mùa 2002

61

3.4 Một số ñặc tính nông sinh học của dòng P5S và T4S

qua các thời vụ trong vụ mùa 2002

62

3.5 ðặc ñiểm hình thái của dòng P5S và T4S mới phân lập 64

3.6 Quá trình chuyển ñổi tính dục của dòng P5S và T4S

trong vụ mùa 2002

66

3.7 Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng EGMS ở

ñiều kiện tự nhiên trong vụ xuân 2003

70

3.8 Thời gian từ gieo ñến trỗ, số lá trên thân chính của các

dòng EGMS qua các thời vụ (Vụ xuân 2005 tại Quảng

Nam)

75

3.9 Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng EGMS ở

ñiều kiện tự nhiên trong vụ xuân 2005 tại Quảng Nam

77

3.10 Kết quả xử lý các dòng EGMS theo công thức I (12 giờ

15 phút + 28,0OC) ở các bước phân hoá ñòng khác

nhau

81

3.11 Kết quả xử lý các dòng EGMS theo công thức II (13

giờ + 20,00C) ở các bước phân hoá ñòng khác nhau

82

3.12 Một số ñặc ñiểm của các dòng EGMS sau khi xử lý

nhân tạo

83

3.13 ảnh hưởng của thời vụ ñến tỷ lệ ñậu hạt và một số ñặc

tính nông sinh học của dòng P5S và T4S trong vụ xuân

2003

85

3.14 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của hai dòng P5S và

T4S ở ñiều kiện hữu dục

86

3.15 ảnh hưởng của thời vụ ñến tỷ lệ ñậu hạt và một số ñặc

tính nông sinh học của dòng P5S và T4S trong vụ mùa

88

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………viii

2003

3.16 Một số ñặc ñiểm của các dòng EGMS ở ñiều kiện bất

dục

89

3.17 Tỷ lệ phấn hữu dục của con lai F1 và các dòng bố mẹ 90

3.18 Thống kê tần số phân ly thực nghiệm và lý thuyết về tỷ

lệ hữu dục : bất dục trong quần thể F2 của các tổ hợp

lai

92

3.19 Tỷ lệ phân ly hữu dục : bất dục ở F1 của con lai trở lại

(BC1F1)

92

3.20 Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng bố mẹ ñối

với một số tính trạng

93

3.21 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của

tính trạng chiều dài bông

94

3.22 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của

tính trạng số bông/khóm

95

3.23 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của

tính trạng số hạt/bông

95

3.24 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của

tính trạng khối lượng 1000 hạt

96

3.25 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của

tính trạng Năng suất thực thu

97

3.26 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai trong vụ

xuân 2004

98

3.27 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai

trong ñiều kiện tự nhiên ở vụ xuân 2004

100

3.28 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ

hợp lai

103

3.29 ðánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp

lai

105

3.30 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lai bằng chỉ số chọn lọc 106

3.31 Giá trị ưu thế lai thực (Hb) và ưu thế lai chuẩn (Hs) của 108

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ix

tính trạng số lượng

3.32 Giá trị ưu thế lai thực (Hb) và ưu thế lai chuẩn (Hs)

trên các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

111

3.33 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai trong vụ

mùa 2004

112

3.34 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh trên ñồng ruộng của

các tổ hợp lai ở vụ mùa 2004

114

3.35 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ

hợp lai

115

3.36 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai mới

tuyển chọn

117

3.37 Mức phản ứng với các chủng vi khuẩn gây bệnh bệnh

bạc lá của các dòng bố mẹ và con lai TH5-1

118

3.38 ảnh hưởng của mật ñộ cấy, lượng phân bón ñến năng

suất thực thu ruộng nhân dòng P5S ở vụ xuân 2007

(tạ/ha)

119

3.39 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các dòng

bố mẹ trong vụ xuân

122

3.40 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các dòng bố mẹ 123

3.41 ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 phun

ñến năng suất ruộng sản xuất F1 ở vụ xuân 2004

124

3.42 ảnh hưởng của cách phun GA3 ñến một số ñặc ñiểm

sinh học của dòng mẹ

125

3.43 ảnh hưởng của cách phun GA3 ñến các yếu tố cấu

thành năng suất và năng suất hạt lai F1 ở vụ xuân 2005

126

3.44 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các dòng bố mẹ và

năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ mùa 2005

129

3.45 Kết quả sản xuất thử hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 130

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………x

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ

ðồ thị Tên ñồ thị Trang

3.1 ảnh hưởng của nhiệt ñộ và ñộ dài chiếu sáng ở thời kỳ

mẫn cảm ñến tỷ lệ hạt phấn hữu dục của các dòng

EGMS trong ñiều kiện vụ mùa ở Hà Nội

67

3.2 ảnh hưởng của nhiệt ñộ và ñộ dài chiếu sáng ở thời kỳ

mẫn cảm ñến tỷ lệ hạt phấn hữu dục của các dòng

EGMS

71

3.3 DiÔn biÕn ®é dµi ngµy t¹i ba vÜ ®é kh¸c nhau 79

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MINH HỌA

ẢNH TÊN ẢNH TRANG

1 Các dòng F4 cấy trong chậu trước khi ñưa vào

Phytotron xử lý

60

2 Các dòng F4 cấy trong nhà lưới ñể ñánh giá ñặc ñiểm

nông sinh học

60

3 Các dòng EGMS ñược ñưa vào Phytotron ñể xử lý 65

4 Kiểu cây dòng P5S 65

5 Kiểu cây dòng T4S 65

6 Hạt phấn của dòng P5S ở thời kỳ hữu dục 72

7 Hạt phấn của dòng P5S ở thời kỳ bất dục 72

8 Tổ hợp lai TH5-1 trong thí nghiệm so sánh vụ xuân

2004

116

9 Tổ hợp lai TH5-1 ñược trồng tại Gia Lâm, Hà Nội vụ

xuân 2005

116

10 Ruộng nhân dòng P5S trong vụ xuân 2007 120

11 Thí nghiệm mật ñộ và phân bón cho ruộng nhân

dòng P5S

120

12 Ruộng sản xuất thử hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 131

13 Ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 sau thu

hoạch dòng bố

131

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………1

MỞ ðẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI

Nghiên cứu chọn tạo các giống lúa lai của Việt Nam là một ñòi hỏi tất

yếu trong những năm gần ñây và tương lai vì diện tích trồng lúa lai của nước

ta ngày một tăng. Năm 1991 chỉ có 100 ha cấy thử ñến năm 2005 diện tích

trồng lúa lai ñạt mức 615.000 ha, năng suất lúa lai ñạt bình quân 63 tạ/ha. ðặc

biệt là lúa lai hai dòng, diện tích trồng tăng khá nhanh, năm 1996 mới ñưa vào

trồng thử nghiệm nhưng ñến năm 2005 diện tích ñã ñạt 130.000 ha chiếm gần

1/5 diện tích lúa lai.

Phần lớn các tổ hợp lai hai dòng ñang trồng phổ biến tại Việt Nam có

năng suất không cao hơn các tổ hợp lúa lai ba dòng. Công nghệ nhân dòng bố

mẹ và sản xuất hạt giống lúa lai F1 của các tổ hợp này gặp nhiều khó khăn về

ñộ thuần, ñộ ổn ñịnh bất dục và khả năng nhận phấn ngoài của các dòng mẹ.

ðây là những lý do hạn chế việc mở rộng diện tích trồng lúa lai hai dòng ở

Việt Nam.

Muốn mở rộng diện tích lúa lai hai dòng ở Việt Nam cần phải chủ ñộng

tạo ra những tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng tốt thích hợp với ñiều

kiện khí hậu, ñất ñai và trình ñộ thâm canh. Khi có tổ hợp lai thì tất yếu sẽ

hoàn toàn chủ ñộng về nguồn giống bố mẹ, qui trình sản xuất hạt lai F1 và sẽ

có cơ hội hạ giá thành cũng như giá bán cho nông dân. ðể thực hiện ñược

mục tiêu này cần phải chọn tạo ñược các dòng mẹ bất dục ổn ñịnh, ñộ thuần

ñạt tiêu chuẩn nguyên chủng, dễ sản xuất hạt lai và con lai F1 có năng suất

tương ñương với các tổ hợp lúa lai ñang trồng phổ biến.

Dòng mẹ của lúa lai hai dòng là dòng bất dục ñực gen nhân (Dòng bất

dục ñực di truyền nhân) mẫn cảm với môi trường. Hiện nay người ta ñã tìm ra

hai loại dòng bất dục ñó là: (1) - Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với

nhiệt ñộ (TGMS) và (2) - Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu

kỳ (PGMS). Cả hai loại dòng này ñều có thể sử dụng ñược ở Việt Nam. Tuy

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………2

nhiên khi sử dụng dòng TGMS có một nhược ñiểm là nhiệt ñộ thường không

ổn ñịnh trong mỗi vụ sản xuất làm cho nó xuất hiện phấn hữu dục trong vụ

sản xuất hạt lai, dẫn ñến ñộ thuần lô hạt F1 giảm kéo theo năng suất lúa

thương phẩm giảm.

Sử dụng dòng PGMS có lợi thế ñặc biệt là quang chu kỳ luôn ổn ñịnh

theo vĩ ñộ ñịa lý, theo mùa và ñịa hình của mỗi ñịa phương, ñộ ổn ñịnh chính

xác ñến hàng phút cho mỗi ngày. Vì vậy nếu tìm ñược dòng PGMS thích hợp

cho một vùng nào ñó, người ta hoàn toàn chủ ñộng ñiều kiển lịch gieo cấy ñể

cho dòng bất dục hay hữu dục một cách chính xác vào những thời ñiểm cần

thiết ñể ñạt năng suất mong muốn. Tuy nhiên các dòng PGMS hiện có của

Trung Quốc không phù hợp với ñiều kiện Việt Nam do có ngưỡng chuyển

hoá tính dục cao từ 13 giờ ñến 13 giờ 45 phút trong khi ñó ngày dài nhất của

Việt Nam là 13 giờ 36 phút (24 vĩ ñộ Bắc).

Theo số liệu lưu trữ của Tổng cục Khí tượng thủy văn (phụ lục) tại 21

vĩ ñộ Bắc (Hà Nội) từ ngày 12/12-1/1 có ñộ dài ngày (pha sáng) ngắn nhất

trong năm, thời gian ban ngày dài 10 giờ 52 phút. Từ ngày 2/1-22/3 ngày dài

dần ra do trục quay của trái ñất nghiêng về Bắc bán cầu một góc 23,50

, ngày

21/3 thì ngày và ñêm dài tương ñương nhau, sau ñó ngày dài dần ra và ñạt cực

ñại là 13 giờ 24 phút, thời gian ñạt cực ñại kéo dài 15 ngày (ngày 15/6-30/6).

Từ ngày 1/7-22/9 ngày ngắn dần lại vì trục quay của trái ñất lúc này lại

nghiêng về phía Nam bán cầu. Ngày 23/9, ñêm và ngày dài tương ñương

nhau, sau ñó ngày ngắn dần ñến 12/12.

Tại các vĩ ñộ khác của Việt Nam (từ 8-24 vĩ ñộ Bắc) quy luật diễn biến

ñộ dài ngày tương tự như Hà Nội vì cùng nằm ở vùng giữa xích ñạo và chí

tuyến Bắc, chỉ khác nhau về số giờ sáng - tối trong ngày. Nghĩa là tại một vĩ

ñộ nhất ñịnh, quang chu kỳ diễn ra từng ngày của năm sau hoàn toàn không

thay ñổi so với năm trước (Trần ðức Hạnh, 1997; ðoàn Văn ðiếm, 2005) [8],

[14]. Vấn ñề ñặt ra là làm thế nào ñể khai thác lợi thế tự nhiên này? Nếu ta

tìm ñược một dòng lúa bất dục ñực nhân mẫn cảm quang chu kỳ ñảm bảo giai

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………3

ñoạn bất dục trong ñiều kiện tự nhiên dài hơn 30 ngày (Yuan L.P., 1995)

[149] và phù hợp với cơ cấu mùa vụ của Việt Nam thì dòng bất dục ñó phải

có “ngưỡng” chuyển ñổi tính dục vào khoảng 12 giờ 15 phút ñến 12 giờ 30

phút. Vì thế việc chọn ñược dòng PGMS có ngưỡng chuyển ñổi tính dục phù

hợp với ñiều kiện Việt Nam, bên cạnh ñó tìm thêm nhiều dòng TGMS mới

khắc phục nhược ñiểm của các dòng ñã có là yêu cầu cấp thiết.

Chính vì những lý do nêu trên chúng tôi thực hiện ñề tài: “Chọn tạo và

sử dụng các dòng bất dục ñực gen nhân mẫn cảm môi trường trong tạo

giống lúa lai hai dòng ở Việt Nam”

2. MỤC ðÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ðỀ TÀI

2.1 Mục ñích

+ Chọn tạo ñược các dòng EGMS mới có ñặc ñiểm nông sinh học tốt, tính

bất dục ổn ñịnh và ngưỡng chuyển ñổi tính dục phù hợp với ñiều kiện Việt

Nam.

+ Trên cơ sở ñánh giá con lai F1 giữa các dòng EGMS mới với các giống

lúa thường tuyển chọn ñược một số tổ hợp lai hai dòng triển vọng có năng

suất cao, chất lượng tốt phục vụ sản xuất.

2.2 Yêu cầu

+ Lai tạo và chọn lọc ñược các dòng TGMS có ngưỡng chuyển hoá tính

dục 24OC và dòng PGMS có ngưỡng chuyển ñổi tính dục từ 12 giờ 15 phút

ñến 12 giờ 30 phút.

+ ðánh giá ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển, ñặc ñiểm nông sinh học, ñặc

ñiểm hình thái và mức phản ứng với sâu bệnh trong ñiều kiện tự nhiên của các

dòng EGMS mới.

+ Xác ñịnh giai ñoạn mẫn cảm, thời gian mẫn cảm và sự chuyển hoá tính

dục của các dòng EGMS mới.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………4

+ ðánh giá ñược khả năng kết hợp của các dòng EGMS và tìm hiểu gen

kiểm soát tính mẫn cảm quang chu kỳ của dòng PGMS.

+ Tuyển chọn ñược một số tổ hợp lai hai dòng mới có năng suất cao, chất

lượng tốt phù hợp với ñiều kiện Việt Nam.

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI

3.1 Ý nghĩa khoa học

+ ðây là công trình nghiên cứu có hệ thống ñầu tiên ở Việt Nam về chọn

tạo dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ ngắn. Kết quả ñã

chọn ñược dòng P5S có phản ứng chính xác với ñộ dài ngày, ít chịu ảnh

hưởng bởi ñiều kiện ngoại cảnh khác nên có thể coi ñây là một tiến bộ mới

trong việc tạo vật liệu bất dục cho phát triển lúa lai hai dòng ở Việt Nam.

+ Kết quả nghiên cứu của ñề tài sẽ bổ sung thêm cơ sở lý luận và

phương pháp chọn tạo các dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm môi

trường ở ñiều kiện Việt Nam.

+ Việt Nam với vị trí ñịa lý kéo dài trên 17 vĩ ñộ (từ 8 ñến 24 vĩ ñộ Bắc)

ñều có những thời gian mà ñộ dài ngày ngắn hơn và dài hơn ngưỡng 12 giờ

16 phút. Vì vậy xét về nguyên lý, việc tìm ra dòng P5S với ngưỡng chuyển

ñổi tính dục như trên có thể bố trí nhân (cho tự thụ) ở ñiều kiện ngày ngắn và

tổ chức sản xuất hạt lai F1 ở ñiều kiện ngày dài từ Bắc vào Nam trong 2 vụ

lúa chính.

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

+ Chọn tạo ñược 1 dòng bất dục ñực nhân mẫn cảm quang chu kỳ ngắn

P5S và 1 dòng bất dục ñực nhân mẫn cảm nhiệt ñộ T4S làm phong phú thêm

nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa lai hai dòng ở Việt Nam.

+ Xây dựng ñược qui trình kỹ thuật nhân dòng P5S, qui trình sản xuất

hạt lai F1 của tổ hợp lúa lai hai dòng TH5-1 (P5S/R1).