Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc

Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.Cải tiến một số giống lúa địa phương và nhập nội bằng gây đột biến phóng xạ phục vụ phát triển lúa chất lượng tại các tỉnh phía Bắc.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ MIỀN CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG VÀ NHẬP NỘI BẰNG GÂY ĐỘT BIẾN PHÓNG XẠ PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN LÚA CHẤT LƯỢNG TẠI CÁC TỈNH PHÍA BẮC Ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 62 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP – 2022 Cơng trình hồn thành tại: HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Quang TS Nguyễn Trọng Khanh Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thị Trâm Hội Giống trồng Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Viết Hưng Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Việt Long Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi ngày tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Trung tâm Thông tin - Thư viện Lương Định Của, Học viện Nông nghiệp Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện sản xuất lúa tỉnh phía Bắc có nhiệm vụ đảm bảo an ninh lương thực, đáp ứng tiêu thụ nội địa Tuy nhiên, tăng trưởng nhanh kinh tế vùng, thu nhập tăng lên năm qua nên đòi hỏi người tiêu dùng gạo chất lượng cao ngày tăng Trước thực tế giống lúa địa phương nước thường có chất lượng gạo cao, khả thích ứng tốt với điều kiện sinh thái địa phương Tuy nhiên giống thường cao cây, thời gian sinh trưởng dài ngày, suất thấp nên hạn chế việc mở rộng diện tích gieo cấy Áp lực chọn lọc cao trình chọn tạo giống lúa thu hẹp khả tạo biến dị di truyền Việc có giống lúa trở thành thách thức lớn nhà chọn giống việc tăng tính biến dị di truyền đòi hỏi cố gắng cao nhà nghiên cứu Hiểu đột biến ứng dụng chúng mở đường cho tiến việc làm sáng tỏ sở di truyền, sinh lý sinh hóa tính trạng lúa Do đó, tạo biến đổi thông qua đột biến trở thành công cụ quan trọng để cải thiện lúa gạo (Viana & cs., 2019) Đột biến thời gian sinh trưởng ngắn thường xảy trình đột biến dễ dàng xác định (Spencer-Lopes & cs., 2018) Tại Thuỵ Điển nơi nhà khoa học tạo biến dị đột biến có thời gian sinh trưởng ngắn ngày xử lý đột biến chiếu xạ mẫu giống lúa mạch Mari (Lundqvist, 2014) Tính trạng chiều cao thay đổi tương tự thời gian sinh trưởng xử lý đột biến Việc giảm chiều cao quan sát qua giảm số lượng lóng lóng ngắn lại xử lý đột biến phóng xạ lúa mạch (Gottschalk & Wolff., 1983) 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu chung: Cải tiến số giống lúa địa phương nhập nội thơng qua đột biến phóng xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60) Mục tiêu cụ thể: Tạo nguồn vật liệu đột biến phóng xạ (Co60) phục vụ cơng tác chọn tạo giống lúa chất lượng tỉnh phía Bắc Chọn tạo số dòng lúa chất lượng có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, suất khá, phù hợp với điều kiện khí hậu canh tác tỉnh phía Bắc 1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Vật liệu sử dụng nghiên cứu gồm mẫu giống lúa chất lượng: Khẩu mang (giống lúa địa phương tỉnh Hà Giang), NN1 (nhập nội từ Trung Quốc), NN3 (nhập nội từ Mozambique) 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu tập trung đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu; xử lý đột biến phóng xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60 liều lượng 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy) lên mẫu giống lúa thu thập trạng thái mẫu khô; đánh giá hiệu ứng chiếu xạ; chọn lọc khảo nghiệm sinh thái dòng lúa chất lượng cao triển vọng số tỉnh phía Bắc Các thí nghiệm đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu, xử lý đột biến phóng xạ, đánh giá hiệu ứng chiếu xạ, chọn lọc dòng thực Viện Cây lương thực Cây thực phẩm Khảo nghiệm sinh thái dịng lúa có triển vọng thực số tỉnh phía Bắc (Điện Biên, Hải Dương, Hà Tĩnh) Thời gian triển khai thí nghiệm từ năm 2016 đến năm 2021 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Xác định hiệu chọn lọc chiếu xạ tia gamma (Co60) liều lượng 200, 300, 400 Gy vào hạt khô giống lúa nhập nội (NN1, NN3) cao so với chiếu xạ vào mẫu giống lúa địa phương (Khẩu Mang) Đối với mẫu giống lúa nhập nội (NN1, NN3) chiếu xạ tia gamma (Co60) liều lượng 200 Gy vào hạt khơ có hiệu chọn lọc tốt so với liều lượng 300 Gy 400 Gy Ngược lại, chiếu xạ liều lượng 300 Gy 400 Gy vào hạt lúa khô phát sinh đột biến cao hơn, phổ đột biến rộng so với liều lượng 200 Gy Chọn tạo thành cơng dịng lúa chất lượng cao NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn (98 - 105 ngày vụ Mùa; 126 - 132 ngày vụ Xuân), thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, suất thực thu đạt 67,5 tạ/ha vụ Xuân 60,7 tạ/ha vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát 70%, hàm lượng amylose 14,0%, chất lượng cơm ngon, mềm, dẻo, đậm, thơm Dòng lúa NN1-2-6-55 nguồn vật liệu có nhiều đặc điểm nơng sinh học tốt, phục vụ công tác chọn tạo phát triển sản xuất giống lúa chất lượng cao tỉnh phía Bắc 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học đề tài Đây cơng trình nghiên cứu có hệ thống từ việc đánh giá nguồn vật liệu, sử dụng phương pháp xử lý đột biến tia gamma Co60 liều lượng 200, 300, 400 Gy vào hạt khô mẫu giống lúa địa phương nhập nội, chọn lọc, khảo nghiệm dịng lúa chất lượng cao có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, suất tỉnh phía Bắc Góp phần cung cấp sở liệu khoa học nguồn vật liệu địa phương nhập nội phục vụ cho công tác chọn giống lúa chất lượng cao thơng qua đột biến phóng xạ 1.5.1 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Cung cấp nguồn vật liệu đa dạng biến dị, có nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, phục vụ công tác tạo giống lúa tỉnh phía Bắc Dịng lúa chất lượng cao NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại, suất khá, chất lượng cơm ngon, góp phần bổ sung vào giống lúa chất lượng cao tỉnh phía Bắc PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 NGUỒN GEN VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY LÚA 2.1.1 Nguồn gốc lúa Cây lúa (Oryza sativa L.) trồng xuất tồn lâu đời số nước châu Á có Việt Nam Hemudu cho lúa trồng xuất châu Á cách khoảng 8000 năm dựa phân tích mẫu hố thạch Theo Khush (1997) chi Oryza phát sinh 130 triệu năm trước Trung Ấn Độ sau phân rã lục địa hình thành loài khác theo vùng sinh thái Tại lưu vực sông Dương Tử - Trung Quốc cách 9000 năm cho nơi lúa trồng hoá (Sharma, 2010) 2.1.2 Đa dạng di truyền nguồn gen lúa Khi sử dụng 444 thị AFLP để đánh giá đa dạng di truyền cho thấy quần thể O Glumaepatula Costa Rica có mức độ đa dạng di truyền tương đối cao, tương đương với quần thể Nam Mỹ Phân tích đa dạng di truyền quần thể loài lúa dại O glumaepatula Costa Rica cho thấy có lai tạp loài dại với loài lúa trồng (Oryza sativa) Việc lai tạp làm thay đổi loài dại tăng nguy dạng nguyên (Fuchs & cs., 2016) Baharul & cs (2013) nghiên cứu 300 kiểu gen cá thể 24 giống địa, giống cải tiến 01 loài hoang dại (O rufipogon), sử dụng thị SSR để đánh giá đa dạng cấu trúc quần thể nguồn gen phục vụ cho bảo tồn Kết thu 85 alen mức độ đa dạng gen cao (0,776) giống địa Khi sử dụng 40 thị SSR phân tích quan hệ di truyền 60 giống lúa đặc sản, chất lượng Việt Nam, kết tổng có 180 alen phát 33 thị cho đa hình với trung bình 5,45 alen/locus Trong số 33 locus đa hình, tìm thấy 61 alen 14 alen đặc trưng 11 locus 2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CHỌN TẠO GIỐNG LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỘT BIẾN Lịch sử đột biến khoảng 300 trước công nguyên, đột biến Hugo De Vries sử dụng năm 1901 Đến năm 1927 Muller chứng minh đột biến gây cách nhân tạo Năm 1928, tadler mô tả hiệu ứng gây đột biến tia X tia gamma lúa mạch, ngô lúa mỳ Đây cơng trình tảng, mở đầu cho khoa học chọn tạo giống trồng đột biến (Vũ Văn Liết & cs., 2013) Bảng 2.1 Quá trình hình thành phát triển đột biến lúa giới Năm Sự kiện 1927 Muller chứng minh đột biến gây cách nhân tạo 1928 tadler mô tả hiệu ứng gây đột biến tia X tia gamma lúa mạch, ngô lúa mỳ 1957 Trung Quốc công bố giống lúa đột biến là: KT 20-74 (Keh-tze 20-74), SH 30-21và Shuangchiang 30-21 1977 Giống lúa đột biến thương mại Mỹ 1990 T-ADN chèn biểu thành công lúa 1993 Phần tử tự trị Ac hệ thống chuyển vị ngô, đưa vào hệ gen lúa 1996 Sử dụng thành công retrotransposon để gây đột biến lúa 2002 Các giống lúa kháng thuốc trừ cỏ Imidazolinone đưa vào sử dụng, dự thảo trình tự gen japonica indica lần xuất (Một giống lúa đột biến tạo cách mạng hóa nơng nghiệp Hoa Kỳ) 2005 Trình tự gen lúa hồn chỉnh dựa đồ di truyền công bố trở thành tiêu chuẩn vàng gen trồng 2013 Hệ thống chỉnh sửa CRI PR/Cas đưa vào sử dụng để chỉnh sửa gen mục tiêu lúa 2019 823 giống lúa đột biến đăng ký thức kể từ giống lúa đột biến tạo phát triển Trung Quốc năm 1957 2021 853 giống lúa đột biến công bố toàn giới Nguồn: IAEA (2019) 2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC PHÁT SINH ĐỘT BIẾN PHÓNG XẠ Hugo De Vries sử dụng năm 1901, tác giả cho rằng: di truyền bị thay đổi chế khác với tái tổ hợp Tuy nhiên, người sáng lập đột biến Muller (Kamile Ayse, 201 ) Năm 1927, Muller chứng minh tượng đột biến gây cách nhân tạo, ơng đề nghị chiếu xạ (tia X) để gây đột biến nhân tạo công tác chọn tạo giống trồng Năm 1928, tadler mô tả hiệu ứng gây đột biến tia X tia gamma lúa mạch, ngô lúa mỳ (Vũ Văn Liết & cs., 2013) 2.4 NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THÔNG QUA ĐỘT BIẾN TRÊN THẾ GIỚI 2.4.1 Tình hình nghiên cứu chung Theo IAEA (2019) tác nhân ứng dụng để gây đột biến lúa chủ yếu tác nhân vật lý (chiếm 91,6%), cịn lại tác nhân hóa học ( chiếm 8,4%) Có nhiều tác nhân gây đột biến vật lý sử dụng để gây đột biến lúa như: tia gamma, tia X, chùm neutron,… Trong đó, tia gamma tác nhân sử dụng nhiều có hiệu Tính đến 7/2021 giới có 3365 giống đột biến, có lúa đăng ký thức từ 76 Quốc gia vùng lãnh thổ Với 817 giống Trung Quốc đứng đầu giới giống đột biến, tiếp đến Nhật Bản (479 giống), Ấn Độ (341 giống),… Việt Nam đứng thứ 11 với 58 giống thức đăng ký (IAEA, 2021) 2.4.2 Phương pháp xử lý đột biến Phương pháp Ramchander & cs (2015) là: chọn hạt giống có đầy đủ vỏ trấu, nội nhũ phôi độ ẩm 12% để xử lý tia gamma 05 liều lượng khác 100 Gy đến 500 Gy với khoảng cách 100 Gy Mỗi giống lấy 500 hạt đóng gói túi bóng mờ dùng để chiếu xạ Hạt giống sau chiếu xạ gieo ruộng, không nhắc lại Sau gieo 30 ngày, nhổ cấy với khoảng cách 20x20, cấy dảnh Đếm số lượng mọc để tính LD50, đo đếm 25 công thức xử lý tiêu nông sinh học 2.4.3 Liều lượng xử lý đột biến Boceng & cs (2016) sử dụng phương pháp đột biến phóng xạ để cải tạo giống lúa địa phương (Ase Banda) theo hướng rút ngắn thời gian sinh trưởng, suất cao với hai liều lượng 200 Gy 300 Gy Kết nghiên cứu cho thấy giống tạo có chiều cao thấp hơn, thời gian sinh trưởng ngắn giống đối chứng Efendi & cs (2019) sử dụng liều lượng 200, 250, 300, 350 400 Gy nhằm cải tiến giống lúa địa phương igupai Aceh với mục đích tạo giống có suất cao > tấn/ha, thích nghi với biến đổi khí hậu (chịu hạn nóng); thời gian sinh trưởng ngắn (100-110 ngày), đẻ nhánh khỏe, to, chống chịu sâu bệnh chất lượng cao Kết xác định liều lượng 250 Gy cho hiệu cao nhất; chọn tạo dịng có thấp, suất đạt 7,57 tấn/ha (giống gốc 5,73 tấn/ha) 2.5 NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA THÔNG QUA ĐỘT BIẾN Ở VIỆT NAM 2.5.1 Tình hình nghiên cứu chung Ở Việt Nam, nghiên cứu chọn giống đột biến cố G Lương Định Của khởi xướng từ năm đầu thập niên 1960, sau hướng nghiên cứu tiếp tục tiến hành Phan Phải, Trần Duy Quý, Nguyễn Minh Công, Nguyễn Hữu Đống, Đỗ Hữu Ất, Lâm Quang Dụ, Nguyễn Văn Bích,… tạo nhiều giống lúa nhiều dịng đột biến có triển vọng Theo IAEA (2021), Việt Nam có 58/3365 giống đột biến, đứng thứ 11/76 giới Tính riêng lúa, với 36 giống lúa đột biến công bố, Việt Nam đứng thứ giới (cùng với Mỹ) sau Trung Quốc (296 giống), Nhật Bản (220 giống) Ấn Độ (60 giống) 2.5.2 Nghiên cứu liều lượng phóng xạ Theo Nguyễn Thị Lang & cs (2020) nhằm cải tiến giống lúa OM6162 tiến hành xử lý đột biến phóng xạ tia gamma với liều lượng: 100, 200, 300, 400 500 Gy nguồn Co60 Kết ghi nhận hầu hết dòng đột biến từ giống OM6162 có thay đổi mặt suất liều chiếu xạ 300 400 Gy Các dịng tiếp tục phân tích phẩm chất Kết cho thấy số dịng có cải thiện hàm lượng amylose, gluten, protein khơng biến động nhiều Có hai dịng có suất cao giống đối chứng dòng số dòng số 11 PHẦN NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 3.1.1 Địa điểm nghiên cứu Xử lý đột biến mẫu giống lúa tia gamma (nguồn Co60) Trung tâm chiếu xạ Hà Nội, km 12, đường 32, xã Minh Khai, huyện Từ Liêm, Hà Nội Nghiên cứu nguồn vật liệu, chọn lọc, đánh giá, tuyển chọn dòng lúa chất lượng cao thực Viện Cây lương thực Cây thực phẩm, xã Liên Hồng, thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương Khảo nghiệm dòng lúa có triển vọng tỉnh: Hải Dương, Điện Biên Hà Tĩnh 3.1.2 Thời gian nghiên cứu Thời gian nghiên cứu: Từ vụ Xuân năm 2016 – vụ Xuân năm 2021 cụ thể theo sơ đồ 3.1 3.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Gồm mẫu giống lúa Khẩu Mang, NN1, NN3 thu thập trạng thái hạt khô (độ ẩm 12%) để xử lý đột biến chiếu xạ tia gamma (nguồn Co60): Hai mươi (20) dòng lúa hệ M4 chọn từ quần thể phân ly sau đột biến phóng xạ mẫu giống lúa địa phương nhập nội: NN1-2-5-5, NN1-2-5-6, NN1-2-5-8, NN1-2-6-55, NN1-2-6-59, NN1-2-36-67, NN1-2-68-75, NN1-3-56-97, NN1-3-62-115, NN13-68-135, NN3-2-223-179, NN3-2-223-187, NN3-2-284-196, NN3-2-284-215, NN3-2-287229, NN3-2-287-234, NN3-2-294-245, NN3-3-318-257, NN3-3-362-266, NN3-3-368-280 Quá trình đánh giá sử dụng giống đối chứng Khẩu Mang, NN1, NN3 (giống gốc dùng làm vật liệu xử lý phóng xạ) giống Bắc thơm số (nhập nội từ Trung Quốc) 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.3.1 Đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ công tác xử lý đột biến phóng xạ Đánh giá đặc điểm nơng sinh học, đặc điểm hình thái, suất, chất lượng, mức độ nhiễm sâu bệnh hại chất lượng mẫu giống lúa thu thập 3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng liều lượng chiếu xạ chọn lọc dòng lúa chất lượng Xác định ảnh hưởng liều lượng chiếu xạ (tia gamma nguồn Co60) mẫu giống xử lý hạt lúa khô Chọn lọc dịng có thời gian sinh trưởng ngắn, cao trung bình, suất khá, chất lượng cao 3.3.3 Tuyển chọn, khảo nghiệm sinh thái số dòng lúa có triển vọng Khảo sát dịng lúa vụ Xuân năm 2019 So sánh số dòng lúa vụ Mùa năm 2019 vụ Xuân năm 2020 Khảo nghiệm sinh thái dòng lúa chất lượng có triển vọng số tỉnh phía Bắc 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng 1000 hạt/mẫu giống có độ cao, độ ẩm 12% để xử lý đột biến tia gamma (nguồn Co60), mẫu giống cho vào khay chiếu đặt buồng chiếu với liều lượng chiếu xạ cài đặt tự động 200, 300 400 Gy Trung tâm chiếu xạ Hà Nội Bố trí thí nghiệm khảo sát, so sánh dòng, giống lúa theo phương pháp Gomez & Gomez (1984) Các tiêu theo dõi đồng ruộng đánh giá theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa Viện Nghiên cứu lúa quốc tế IRRI (2013) Thu thập xác định thể đột biến sau: Cây thấp mẫu giống gốc từ 10 cm trở lên đột biến thấp Cây có thời gian sinh trưởng ngắn mẫu giống gốc ngày trở lên đột biến chín sớm Cây có số nhánh nhiều số nhánh mẫu giống gốc từ nhánh trở lên đột biến đẻ nhiều Cây có số bơng hữu hiệu nhiều mẫu giống gốc từ trở lên đột biến tăng bơng hữu hiệu Cây có số hạt/bơng nhiều số hạt/bông mẫu giống gốc từ 10 hạt trở lên đột biến tăng số hạt/bông 3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU Tần suất đột biến xác định tỷ lệ số cá thể mang đột biến với tổng số cá thể lô cịn sống đến giai đoạn (tính theo %) (K.V & Tikhomirova M.M, 1979) f% = f 100 n Sai số (%): m% =  f %(100  f %) n Trong đó: f- Số thể đột biến lô; n- Tổng số cá thể lô Số liệu thí nghiệm tính tốn chương trình Excel xử lý thống kê ANOVA phần mềm IRRISTAT 5.0 Phân tích sai khác di truyền xử lý theo phần mềm NTSYSpc 2.0 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ NGUỒN VẬT LIỆU THU THẬP PHỤC VỤ CÔNG TÁC XỬ LÝ ĐỘT BIẾN PHĨNG XẠ Q trình đánh giá theo dõi cho thấy mẫu giống có thời gian từ gieo đến trỗ dao động từ 100 – 140 ngày vụ Xuân, 77 - 115 ngày vụ Mùa, mẫu giống Khẩu Mang, NN1 có thời gian từ gieo đến trỗ vụ Xuân 135 - 140 ngày, 115 120 ngày, dài giống đối chứng BT7 từ đến 35 ngày; vụ Mùa từ 110 - 115 ngày, 92 - 97 ngày, dài giống đối chứng BT7 từ đến 33 ngày; mẫu giống NN3 có thời gian từ gieo đến trỗ tương đương với giống đối chứng BT7 (100 - 105 ngày vụ Xuân, 77 82 ngày vụ Mùa Các mẫu giống NN1, NN3 có thời gian trỗ tập trung từ - ngày tương đương với giống đối chứng BT7, mẫu giống Khẩu Mang có thời gian trỗ dài đối chứng (5-7 ngày) Bảng 4.1 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng mẫu giống lúa địa phương nhập nội năm 2016 Đơn vị tính: ngày TT Tên mẫu giống Tuổi mạ Thời gian từ gieo Thời gian Thời gian sinh đến trỗ trỗ trưởng VX VM VX VM VX VM VX VM Khẩu Mang 28 18 135-140 110-115 5-7 5-7 165-170 140-145 NN1 28 18 115-120 92-97 3-5 3-5 145-150 120-125 NN3 28 18 100-105 77-82 3-4 3-4 130-135 105 -110 BT7 (đ/c) 28 18 100-107 77-84 3-4 3-4 130-135 105 -110 Ghi chú: VX: Vụ Xuân; VM: Vụ Mùa Thời gian sinh trưởng mẫu giống NN3 vụ Xuân năm 2016 tương đương với giống đối chứng BT7 (130 - 135 ngày) Hai mẫu giống Khẩu Mang NN1 có thời gian sinh trưởng dài ngày giống đối chứng từ 15 - 35 ngày Chiều cao mẫu giống Khẩu Mang vụ Xuân (99,5 cm) vụ Mùa (95,3 cm) tương đương với chiều cao giống đối chứng BT7 Hai mẫu giống NN1, NN3 có chiều cao cao giống đối chứng BT7, đặc biệt mẫu giống NN3 có chiều cao 155,6 cm vụ Xuân, 145,4 cm vụ Mùa, cao giống BT7 từ 50,6 - 60,4 cm Bảng 4.2 Một số đặc điểm nông sinh học mẫu giống lúa địa phương nhập nội năm 2016 TT Tên mẫu giống Chiều cao Chiều dài đòng Chiều rộng đòng (cm) (cm) (cm) VX VM VX VM VX VM Khẩu Mang 99,5 95,3 35,6 33,7 1,8 1,5 NN1 113,7 105,5 38,2 36,8 2,0 1,6 NN3 155,6 145,4 40,6 37,5 2,2 1,7 BT7 (đ/c) 95,2 94,8 34,1 33,7 1,6 1,5 Ghi chú: VX: Vụ Xuân; VM: Vụ Mùa Chiều dài đòng hai mẫu giống NN1, NN3 dài giống đối chứng BT7 từ 3,1 6,5 cm Mẫu giống Khẩu Mang có chiều dài đòng vụ Xuân vụ Mùa tương đương giống đối chứng BT7 bất dục chiếu xạ tia gamma ảnh hưởng đến sinh lý hạt nên không di truyền cho hệ M2 4.2.2 Kết đánh giá hiệu ứng chiếu tia gamma (nguồn Co60) lên mẫu giống lúa hệ M2 Qua bảng 4.4 cho thấy mẫu giống Khẩu Mang, NN1 có tần suất đột biến diệp lục khơng tăng dần theo liều lượng chiếu xạ; mẫu giống NN3 có tần suất biến động tăng dần theo liều lượng chiếu xạ Tần suất đột biến diệp lục mẫu giống lúa khác khác Ở mẫu giống Khẩu Mang có tần suất đột biến diệp lục thấp so với hai mẫu giống lại, theo liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy 400 Gy 0,04; 0,04 0,08; mẫu giống NN1 0,81; 0,65 1,16; mẫu giống NN3 0,55; 1,05 1,46 Bảng 4.4 Tần suất đột biến hệ M2 mẫu giống lúa vụ Mùa năm 2017 Tên mẫu giống Khẩu Mang NN1 NN3 Tổng số Liều lượng (Gray) cá thể nghiên cứu M2 (gốc) 200 Gy 300 Gy Tần suất đột Trong phân biến chung (%) Tần suất đột biến diệp lục (%) 992 4892 4886 0,00 ± 0,00 0,16 ± 0,02 0,18 ± 0,03 400 Gy 4876 (gốc) 200 Gy Đột biến hình thái Tần suất (%) Số loại 0,00 ± 0,00 0,04 ± 0,01 0,04 ± 0,03 0,00 ± 0,00 0,12 ± 0,03 0,14 ± 0,02 5 0,26 ± 0,02 0,08 ± 0,02 0,18 ± 0,04 985 4937 0,00 ± 0,00 5,18 ± 0,26 0,00 ± 0,00 0,81 ± 0,41 0,00 ± 0,00 4,37 ± 0,42 22 300 Gy 400 Gy 4893 4851 7,23 ± 0,51 6,15 ± 0,42 0,65 ± 0,55 1,16 ± 0,62 5,58 ± 0,51 4,99± 0,30 18 14 (gốc) 200 Gy 300 Gy 400 Gy 988 4895 4927 4863 0,00 ± 0,00 4,37 ± 0,34 5,88 ± 0,47 6,95 ± 0,58 0,00 ± 0,00 0,55 ± 0,38 1,05 ± 0,43 1,46 ± 0,49 0,00 ± 0,00 3,82 ± 0,29 4,83 ± 0,46 5,49 ± 0,56 15 18 14 Kết trình bày bảng 4.4 cho thấy tần suất đột biến hình thái cao tần suất đột biến diệp lục tất mẫu giống Mẫu giống Khẩu Mang có tần suất đột biến hình thái, số loại đột biến hình thái thu thấp mẫu giống NN1, NN3 Tần suất đột biến hình thái mẫu giống theo liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy là: Khẩu Mang 0,12; 0,14 0,18; mẫu giống NN1 4,37; 5,58 4,99; mẫu giống NN3 3,82; 4,83 5,49 Các loại hình thái dạng cao cây, thấp cây, thời gian sinh trưởng ngắn, dài ngày, đòng đứng, đòng ngang, khả đẻ nhánh thu hoạch, phân lập, chọn lọc 11 cá thể phù hợp với mục tiêu nghiên cứu Các cá thể mang đặc tính quý làm nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác chọn tạo giống Bảng 4.5 Tần suất đột biến thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp hệ M2 mẫu giống lúa vụ Mùa năm 2017 Tên mẫu giống Khẩu Mang NN1 NN3 Liều lượng (Gy) 200 Gy 300 Gy 400 Gy 200 Gy 300 Gy 400 Gy 200 Gy 300 Gy 400 Gy Thời gian sinh trưởng ngắn ngày Tổng số Số thể cá thể đột biến 4892 4886 4876 4937 4893 4851 4895 4927 4863 1 35 26 11 60 67 43 Tần suất (f%±m%o) 0,02 ± 0,02 0,02 ± 0,01 0,00 ± 0,00 0,71 ± 0,13 0,53 ± 0,09 0,22 ± 0,05 1,23 ± 0,03 1,36 ± 0,07 0,88 ± 0,05 Thấp Tổng số Số thể cá thể đột biến 4892 4886 4876 4937 4893 4851 4895 4927 4863 0 21 15 12 35 30 16 Tần suất (f%±m%o) 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 0,42 ± 0,07 0,31 ± 0,06 0,25 ± 0,09 0,72 ± 0,15 0,61 ± 0,11 0,33 ± 0,05 Kết trình bày bảng 4.5 cho thấy tần suất xuất đột biến thời gian sinh trưởng ngắn ngày mẫu giống khác có tần suất cao liều lượng 200 Gy 300 Gy Khi liều lượng chiếu xạ tăng tần suất xuất đột biến ngắn ngày giảm Mẫu giống lúa Khẩu Mang xuất với tần số đột biến thấp Mẫu giống lúa NN1 xuất nhiều cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn so với mẫu giống gốc, tần suất xuất cao liều lượng 200 Gy (0,71), 300 Gy (0,53) Mẫu giống lúa NN3 trước xử lý có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, số lượng cá thể thu có thời gian sinh trưởng ngắn cao nhất, tần suất theo liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy 400 Gy 1,23; 1,36 0,88 Đột biến thấp không xuất mẫu giống Khẩu Mang hai mẫu giống NN1, NN3 xuất với tần suất đột biến cao Mẫu giống NN1 có tần suất theo liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy 400 Gy 0,42; 0,31 0,25 Mẫu giống NN3 0,72; 0,61 0,33 Mẫu giống NN3 tần suất đột biến thấp liều lượng 200 Gy cao đạt 0,72 Tần suất đột biến đòng đứng không xuất mẫu giống Khẩu Mang, xuất liều lượng 200 Gy với tần xuất thấp Mẫu giống NN1, NN3 trước xử lý có địng dài, to, mềm, địng dạng trung gian nửa đứng ngang (điểm 3-5), sau chiếu xạ tia gamma xuất nhiều cá thể có địng đứng, nhỏ, tần suất đột biến cao Tần suất tăng khả đẻ nhánh cao mẫu giống NN3 theo liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy 400 Gy 0,73; 0,64 0,18 Mẫu giống NN1 không xuất liều lượng 400 Gy, tần suất liều lượng 200 Gy 300 Gy 0,2 0,18 Mẫu giống Khẩu Mang xuất liều lượng 400 Gy với tần xuất thấp 0,02 Tần suất đột biến tăng số hạt/bông, tăng chiều dài bông, tăng chiều dài hạt mẫu giống lúa thấp Từ kết đánh giá hiệu ứng chiếu tia gamma (nguồn Co60) lên mẫu giống lúa hệ M2 cho thấy: Khi xử lý chiếu xạ tia gamma nguồn Co60 liều lượng 200 Gy, 300 Gy 12 400 Gy lên mẫu giống lúa trạng thái mẫu khơ mang lại hiệu ứng đột biến cao Tính trạng thời gian sinh trưởng ngắn, chiều cao thấp xuất với tần suất đột biến cao Đột biến hình thái quần thể hai mẫu giống nhập nội NN1, NN3 có tần suất xuất cao so với mẫu giống lúa địa phương Khẩu Mang Ở liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy xuất nhiều biến dị hình thái có lợi phù hợp với mục tiêu nghiên cứu Kết đánh giá quần thể đột biến hệ M2 với xuất biến dị lớn tạo thuận lợi cho việc chọn lọc quần thể M3 mẫu giống NN1 NN3 4.2.3 Kết đánh giá biến dị chọn lọc chiếu xạ tia gamma (nguồn Co60) lên mẫu giống lúa hệ M3 Kết bảng 4.6 cho thấy xử lý đột biến mẫu giống Khẩu Mang, NN1, NN3 với liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy hệ M3 thu cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn; mẫu giống Khẩu Mang từ 130 - 148 ngày (mẫu giống gốc 165 ngày); mẫu giống NN1 từ 120 - 140 ngày (mẫu giống gốc 147 ngày); mẫu giống NN3 từ 125 - 142 ngày (mẫu giống gốc 125 ngày) Bảng 4.6 Phạm vi biến động dạng đột biến thời gian sinh trưởng chiều cao hệ M3 mẫu giống lúa vụ Xuân năm 2018 Tên mẫu giống Liều lượng (Gy) Khẩu Mang Gy 200 Gy 300 Gy Gy 200 Gy NN1 300 Gy 400 Gy Gy 200 Gy NN3 300 Gy 400 Gy Tên dòng KM KM – 401 KM- 425 NN1 NN1-5 NN1-6 NN1-36 NN1-68 NN1-56 NN1-62 NN1-68 NN1-78 NN1-83 NN3 NN3-223 NN3-284 NN3-287 NN3-294 NN3-318 NN3-362 NN3-368 NN3-395 NN3-397 Thời gian từ gieo đến (ngày) Trỗ 80% Thu hoạch 130 98 - 100 110 - 113 118 92 – 97 98 – 103 103 – 108 109 – 113 107 – 112 96 – 100 106 – 111 112 – 117 113 – 118 100 102 – 107 108 – 113 104 – 109 98 – 103 104 – 109 111 – 116 108 – 112 112 – 116 111 – 116 165 130 - 136 142 - 148 147 120 – 125 125 – 130 130 – 135 136 – 140 135 – 140 124 – 128 135 – 140 138 – 143 140 – 145 125 130 – 135 135 – 140 130 – 135 125 – 130 132 – 137 137 – 142 136 – 140 140 – 144 138 – 143 13 Chiều cao (cm) Phạm vi biến Giá trị trung động bình (Xtb±Sx) 90 – 91 90,5 ± 0,50 89 – 93 91,0 ± 2,00 87 – 92 89,5 ± 2,50 116 – 117 116,5 ± 0,50 92 – 96 94,0 ± 2,00 95 – 100 97,5 ± 2,5 103 – 107 105,0 ± 2,00 100 – 108 104,0 ± 4,00 98 – 103 100,5 ± 2,50 100 – 105 102,5 ± 2,50 105 – 110 107,5 ± 2,50 108 – 115 111,5 ± 3,50 107 – 113 110,0 ± 3,0 158 – 159 158,5 ± 0,50 96 – 100 98,0 ± 2,00 93 – 98 95,5 ± 2,50 103 – 108 105,5 ± 2,50 105 – 109 107,0 ± 2,00 103 – 107 105,0 ± 2,00 105 – 111 108,0 ± 3,00 135 – 140 137,5 ± 2,50 110 – 115 112,5 ± 2,50 140 – 145 142,5 ± 2,50 Ở hệ M3, chiều cao dòng liều lượng xử lý thấp tương đương so với mẫu giống gốc Kết đánh giá phạm vi biến động dạng đột biến chiều dài đòng số nhánh tối đa hệ M3 mẫu giống lúa cho thấy: tính trạng chiều dài đòng mẫu giống Khẩu Mang tương đương dài mẫu giống gốc, mẫu giống NN1, NN3 ngắn so với mẫu giống gốc; phạm vi biến động không lớn (từ 3,6 cm đến 7,8 cm dòng từ 0,2 cm đến 11,1 cm dịng) Đối với tính trạng số nhánh tối đa mẫu giống Khẩu Mang thấp mẫu giống gốc dao động từ 3,5 – 4,5 nhánh liều lượng 200 Gy, từ 3,0 – 4,8 nhánh liều lượng 300 Gy mẫu giống gốc từ 6,7 – 6,9 nhánh Các dòng mẫu giống NN1, NN3 có số nhánh tối đa cao mẫu giống gốc Bảng 4.7 Phạm vi biến động dạng đột biến chiều dài đòng số nhánh tối đa hệ M3 mẫu giống lúa vụ Xuân năm 2018 Tên mẫu giống Khẩu Mang Liều lượng (Gy) Gy 200 Gy 300 Gy Gy 200 Gy NN1 300 Gy 400 Gy Gy 200 Gy NN3 300 Gy 400 Gy Chiều dài đòng (cm) Số nhánh tối đa Tên dòng Phạm vi biến Giá trị trung Phạm vi biến Giá trị trung động bình động bình KM 35,1 – 36,0 35,5 ± 0,5 6,7 – 6,9 6,8 ± 0,1 KM – 401 32,6 – 38,5 35,0 ± 0,3 3,5 – 4,5 4,0 ± 0,5 KM – 425 34,2 – 40,4 35,0 ± 3,0 3,0 – 4,8 3,9 ± 0,9 NN1 37,5 – 38,0 37,8 ± 0,3 7,0 - 7,2 7,1 ± 0,1 NN1-5 28,4 - 32,6 30,5 ± 2,1 7,3 - 8,1 7,7 ± 0,4 NN1-6 29,8 - 33,8 31,8 ± 2,0 6,5 - 7,5 7,0 ± 0,5 NN1-36 27,6 - 35,4 31,5 ± 3,9 5,5 - 6,5 6,0 ± 0,5 NN1-68 28,5 - 32,9 30,7 ± 2,2 5,2 - 6,2 5,7 ± 0,5 NN1-56 30,1 - 36,3 33,2 ± 3,1 4,6 - 5,8 5,2 ± 0,6 NN1-62 27,8 - 34,6 31,2 ± 3,4 6,8 - 7,8 7,3 ± 0,5 NN1-68 30,6 - 35,2 32,9 ± 2,3 5,1 - 6,3 5,7 ± 0,6 NN1-78 31,5 - 36,5 34,0 ± 2,5 5,4 - 6,6 6,0 ± 0,6 NN1-83 28,9 - 33,5 31,2 ± 2,3 4,7 - 5,9 5,3 ± 0,6 NN3 39,3 - 40,0 39,7 ± 0,4 5,4 - 5,6 5,5 ± 0,1 NN3-223 30,4 - 35,6 33,0 ± 2,6 6,3 - 7,5 6,9 ± 0,6 NN3-284 32,1 - 36,7 34,4 ± 2,3 5,7 - 6,9 6,3 ± 0,6 NN3-287 29,7 - 35,5 32,6 ± 2,9 5,3 - 6,5 5,9 ± 0,7 NN3-294 28,3 - 33,7 31,0 ± 2,7 6,4 - 7,0 6,7 ± 0,3 NN3-318 32,8 - 36,4 34,6 ± 1,8 5,1 - 6,5 5,8 ± 0,7 NN3-362 28,5 - 34,5 31,5 ± 3,0 5,8 - 7,0 6,4 ± 0,6 NN3-368 29,4 - 34,6 32,0 ± 2,6 5,5 - 6,3 5,9 ± 0,4 NN3-395 30,2 - 36,0 33,1 ± 2,9 5,3 - 6,5 5,9 ± 0,6 NN3-397 33,9 - 38,7 36,3 ± 2,4 5,3 - 6,7 6,0 ± 0,7 14 Hiệu ứng chiếu xạ tia gamma nguồn Co60 lên hạt khô 01 mẫu giống lúa địa phương (Khẩu Mang) 02 mẫu giống lúa nhập nội (NN1, NN3) biểu khác liều lượng hệ khác Ở hệ M1, tỷ lệ nảy mầm tỷ lệ sống sót mẫu giống lúa giảm tăng liều lượng chiếu xạ giai đoạn mạ, giai đoạn đẻ nhánh giai đoạn trỗ đến chín Mức độ giảm từ 4,7 - 8,0% so với mẫu giống không xử lý Tỷ lệ lép mẫu giống lúa tăng tăng liều lượng chiếu xạ từ 18,2 - 56,2 % so với mẫu giống khơng xử lý Ở hệ M2, tính trạng thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, địng đứng có tần suất xuất đột biến cao liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy mẫu giống nhập nội NN1 Đột biến thấp cây, đẻ nhánh tốt, số bơng/khóm cao, địng đứng xuất với tần suất cao chiều xạ mẫu giống nhập nội NN3 với liều lượng 200 Gy 300 Gy Đối với mẫu giống lúa Khẩu Mang có xuất đột biến thời gian sinh trưởng ngắn ngày liều lượng 200 Gy 300 Gy với tần suất thấp, nhiên tính trạng khác dạng đột biến thời gian sinh trưởng ngắn ngày không đạt theo mục tiêu chọn lọc; đột biến khác không xuất xuất với tần suất thấp chiếu xạ giống đại phương Khẩu Mang Ở hệ M3 thu số dòng lúa cải tiến có thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, đẻ nhánh từ việc chiếu xạ tia gamma với liều lượng 200 Gy 300 Gy hai mẫu giống lúa nhập nội NN1 NN3 4.3 KẾT QUẢ TUYỂN CHỌN, KHẢO NGHIỆM SINH THÁI MỘT SỐ DÒNG LÚA THUẦN TRIỂN VỌNG 4.3.1 Kết khảo sát sơ dòng lúa 4.3.1.1 Kết khảo sát sơ dòng lúa Vụ Mùa năm 2017 16 quần thể đột biến M2 chọn từ việc xử lý đột biến mẫu giống nhập nội NN1 NN3 với liều lượng 200 Gy, 300 Gy 400 Gy, chọn 300 cá thể đáp ứng yêu cầu có thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh Tiếp tục chọn lọc cá thể quần thể phân ly M3 vụ Xuân 2018 thu 77 cá thể Trong vụ Mùa 2018 (thế hệ M4) chọn 20 dòng triển vọng có thời gian sinh trưởng ngắn, có nhiều đặc điểm nơng sinh học tốt để đưa vào thí nghiệm khảo sát vụ Xuân 2019 Kết đánh giá số đặc điểm nơng sinh học 20 dịng, giống lúa vụ Xuân 2019 cho thấy, dòng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn dao động từ 120 - 138 ngày, giống đối chứng BT7 130 ngày mẫu giống NN1 148 ngày Đánh giá hiệu xử lý đột biến tính trạng chiều cao cho thấy dòng chọn lọc thấp mẫu giống gốc từ 6,9 - 20,8 cm (các dòng chọn so với mẫu giống NN1) từ 18,1 - 59,3 cm (các dòng chọn so với mẫu giống NN3) Chiều dài đòng dịng lúa thuộc nhóm trung bình, tương đương với đối chứng BT7 Chiều dài đòng biến động từ 28,3 đến , cm Các dịng có chiều dài đòng ngắn giống gốc từ 3,8 - 9,7 cm (ở dịng có gốc NN1) từ 4,0 - 9,2 cm (ở dịng có gốc NN3) Chiều dài bơng dịng lúa thuộc nhóm trung bình, 15 tương đương với đối chứng BT7 Chiều dài biến động từ 24, đến 31,2 cm Khơng có khác biệt dịng so với giống gốc tính trạng chiều dài bơng xử lý đột biến TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Bảng 4.8 Một số đặc điểm nông sinh học dòng lúa vụ Xuân 2019 Thời gian Chiều cao Chiều dài Chiều dài Tên dòng, giống sinh trưởng (cm) địng (cm) bơng (cm) (ngày) NN1 (đ/c) 148 114,3 38,0 28,1 NN1-2-5-5 125 93,5 29,5 28,1 NN1-2-5-6 123 95,2 30,2 27,6 NN1-2-5-8 120 96,7 28,3 27,5 NN1-2-6-55 130 95,6 31,5 28,8 NN1-2-6-59 125 97,1 30,4 28,5 NN1-2-36-67 135 104,3 33,2 22,3 NN1-2-68-75 138 105,6 29,6 24,5 NN1-3-56- 97 136 100,5 34,2 27,5 NN1-3-62-115 128 102,6 28,5 27,4 NN1-3-68-135 136 107,4 33,4 25,1 NN3 (đ/c) 132 154,7 39,5 30,8 NN3-2-223-179 135 98,7 32,5 31,2 NN3-2-223-187 130 97,5 35,1 30,8 NN3-2-284-196 138 95,4 35,5 30,3 NN3-2-284-215 135 97,5 33,2 29,8 NN3-2-287-229 130 104,2 31,8 29,8 NN3-2-287-234 135 106,5 32,7 30,2 NN3-2-294-245 130 106,4 30,3 28,5 NN3-3-318-257 135 105,3 33,5 28,6 NN3-3-362-266 138 108,5 31,7 30,5 NN3-3-368-280 138 136,6 32,1 27,4 BT7 (đ/c) 130 96,7 33,8 26,9 Ghi chú: NN1-2: NN1 liều lượng 200 Gy; NN1-3: NN1 liều lượng 300Gy; NN1-4: NN1 liều lượng 400Gy; NN3-2: NN3 liều lượng 200 Gy; NN3-3: NN3 liều lượng 300Gy; NN3-4: NN3 liều lượng 400Gy Trong điều kiện vụ Xuân 2019, dòng lúa nhiễm nhẹ (điểm 1-3) số sâu bệnh hại lúa (đạo ơn, bạc rầy nâu) Khả chống đổ dòng thuộc loại tốt (điểm 1), Kết đánh giá suất yếu tố cấu thành suất dòng lúa cho thấy suất lý thuyết dòng biến động từ 62,1 - 89,0 tạ/ha cao mẫu giống gốc NN3 (59,1 tạ/ha) đối chứng BT7 (50,4 tạ/ha) Các dịng lúa có suất thực thu biến động từ 41,5 - 68,8 tạ/ha, giống đối chứng BT7 40,8 tạ/ha, giống gốc NN1 57,6 tạ/ha NN3 50,5 tạ/ha Có 17/20 dòng suất thực thu cao đối chứng BT7 từ 16 12,4 - 28,0 tạ Điển hình dịng: NN1-2-5-5, NN1-2-6-55, NN3-2-223-179, NN3-2-284196, NN3-2-284-21 có suất thực thu 65,0 tạ/ha Tất dòng lúa triển vọng có chất lượng gạo cao Tỷ lệ gạo nguyên biến động từ 65,3 – 73,0 %, hạt gạo dài (6,61 – 7,5 mm) Kết đánh giá số tiêu hóa sinh gạo dịng lúa triển vọng trình bày bảng 4.27 cho thấy: Hàm lượng amylose dòng biến động lớn từ 14,0% (dòng NN1-2-6- 9) đến 18,6% (dòng NN3-2-294-245), giống đối chứng BT7 19,0%, giống gốc NN1 14,5% NN3 16,3% Chất lượng cơm dòng lúa triển vọng cho thấy mùi thơm cơm đạt điểm từ 2,2 đến 3,0 thấp đối chứng BT7 (điểm 3, ) Độ mềm dẻo, độ trắng vị ngon dòng tương tự tương đương với giống đối chứng Cơm dòng NN1-2-5-5, NN1-2-6-55, NN3-2-223-179 xếp hạng chất lượng, tương đương với giống đối chứng BT7, NN1, NN3 4.3.1.2 Kết đánh giá sai khác di truyền dựa kiểu hình dịng lúa Theo Shua & cs (2012), dòng, giống đột biến thường tương tác không rõ ràng với yếu tố môi trường, hiệu suất thay đổi đáng kể mơi trường khác Do việc đánh giá sai khác đa di truyền dòng đột biến sở cho công tác chọn lọc Đồng thời sai khác di truyền minh chứng chứng minh hiệu đột biến a Kết đánh giá sai khác di truyền dựa đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dịng lúa đột biến có nguồn gốc mẫu giống NN1 Hệ số tương đồng dòng đột biến giống gốc NN1 dao động từ 0,08 đến 0,42 (giữa dòng NN1-2-5-6 so với mẫu giống NN1) Hệ số tương đồng trung bình dịng đột biến 0,25 Với mức tương đồng 0,32 10 dịng đột biến giống gốc NN1 chia thành nhóm Hình 4.1 Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền dịng đột biến có nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN1 vụ Xuân năm 2019 17 Kết đánh giá sai khác di truyền dựa đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dịng lúa đột biến có nguồn gốc mẫu giống NN1 cho thấy dòng lúa chọn tạo có khác biệt rõ ràng so với mẫu giống gốc b Kết đánh giá đa dạng di truyền đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dịng lúa đột biến có giống gốc NN3 Hệ số tương đồng dòng đột biến giống gốc NN3 dao động từ 0,08 đến 0,42 (giữa dòng NN3-2-287-234 dòng NN3-2-284-215) Hệ số tương đồng trung bình dịng đột biến 0,25 Với mức tương đồng 0,22 10 dịng đột biến giống gốc NN3 chia thành nhóm Hình 4.2 Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền dịng đột biến có nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN3 vụ Xuân năm 2019 Kết đánh giá sai khác di truyền dựa đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dòng lúa đột biến có nguồn gốc mẫu giống NN3 cho thấy dịng lúa chọn tạo có khác biệt rõ ràng so với giống gốc 18 c Kết đánh giá đa dạng di truyền dựa đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dịng đột biến có giống gốc NN1 NN3 Với mức tương đồng 0,16 20 dịng đột biến phát sinh từ hai mẫu giống gốc (NN1 NN3) giống đối chứng (BT7) chia thành 12 nhóm Kết đánh giá sai khác di truyền dựa đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng dịng lúa đột biến có nguồn gốc mẫu giống NN1, NN3 cho thấy dòng lúa chọn tạo có khác biệt rõ ràng so với mẫu giống gốc với hệ số tương đồng dao động từ 0,08 – 0,42 Đây đặc điểm quan trọng khảo nghiệm tính khác biệt, đồng ổn định (DUS) công nhận đăng ký bảo hộ giống Hình 4.3 Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền dòng đột biến có nguồn gốc từ việc xử lý đột biến mẫu giống gốc NN1, NN3 vụ Xuân năm 2019 Căn vào kết đánh giá dòng lúa triển vọng chọn 03 dịng có triển vọng NN1-2-5-5, NN1-2-6-55 NN3-2-223-179 thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, suất mức độ nhiễm sâu bệnh Trong vụ Xuân 2019, ba dòng 19 có thời gian sinh trưởng ngắn (125 - 130 ngày), thấp (93,5 – 98,7 cm), suất thực thu 65,5 - 68,8 tạ/ha, nhiễm nhẹ loại sâu bệnh hại chống đổ tốt Các dòng triển vọng đưa vào thí nghiệm so sánh vụ Mùa 2019 Xuân 2020 4.3.2 Kết so sánh số dịng lúa có triển vọng Các dịng lúa triển vọng có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày, vụ Mùa biến động từ 90 - 106 ngày, vụ Xuân từ 125 - 136 ngày, giống đối chứng BT7 105 ngày (vụ Mùa) 130 ngày (vụ Xuân) Khi so sánh với giống gốc, dòng NN1-2-5-5 NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn giống gốc NN1 35 ngày 25 ngày Tuy nhiên, dịng NN3-2-223-179 giống gốc NN3 khơng thay đổi thời gian sinh trưởng sau xử lý đột biến Dòng NN3-2-223-179 có thời gian gian sinh trưởng 106 ngày vụ Mùa 136 ngày vụ Xuân, giống gốc NN3 có thời gian sinh trưởng 109 ngày vụ Xuân 135 ngày vụ Mùa So sánh với giống gốc, dịng có chiều cao thấp hơn, đặc biệt dòng NN3-2-223-179 so với giống gốc NN3 chênh lệch chiều cao từ 47,2 đến 56,7 cm Chiều dài đòng dòng cải tiến vụ Xuân Mùa thuộc nhóm có địng ngắn (≤3 cm) ngắn so với giống gốc khoảng - 11 cm, tương đương với giống đối chứng BT7 Cùng dịng, địng vụ Xn có xu hướng dài vụ Mùa Tính trạng chiều dài bơng dịng lúa có triển vọng khơng thay đổi nhiều so với giống gốc Bảng 4.9 Đặc điểm nông sinh học dòng triển vọng vụ Mùa 2019 vụ Xuân 2020 Giá trị trung bình (Xtb±Sx) TT Tên dòng, giống Thời gian sinh trưởng (ngày) M19 X20 Chiều cao (cm) M19 X20 Chiều dài địng Chiều dài bơng (cm) (cm) M19 X20 M19 X20 NN1 (đ/c) 125 ±2,0 148 ± 3,0 106,5 ± 0,5 114,0 ± 1,0 36,1 ± 0,3 38,5 ± 1,0 26,3 ± 0,5 28,0 ± 0,7 NN1-2-5-5 90 ± 3,0 125 ± 4,0 92,3 ± 1,0 94,1 ± 2,0 28,7 ± 1,0 29,8 ± 1,5 26,4 ± 1,0 28,5 ± 1,2 NN1-2-6-55 100 ± 2,0 129 ± 3,0 95,1 ± 0,5 96,4 ± 1,0 31,6 ± 0,5 32,1 ± 0,5 26,8 ± 0,5 28,9 ± 0,8 NN3 (đ/c) 109 ± 2,0 135 ± 3,0 145,0 ± 0,5 156,0 ± 1,0 37,0 ± 0,5 41,2 ± 1,0 29,3 ± 0,5 32,1 ± 1,0 NN3-2-223-179 106 ± 3,0 136 ± 4,0 97,8 ± 1,5 99,3 ± 2,0 32,7 ± 1,0 33,2 ± 2,0 29,1 ± 1,0 31,3 ± 1,0 BT7 (đ/c) 105 ± 2,0 130 ± 3,0 93,5 ± 0,5 94,0 ± 1,0 32,3 ± 0,5 33,4 ± 1,0 26,3 ± 0,5 27,6 ± 1,0 Ghi chú: M19: vụ Mùa 2019; X20: vụ Xuân 2020 Kết đánh giá 20 dòng lúa chọn lọc từ quần thể phân ly sau xử lý đột biến phóng xạ tia Co60 hai mẫu giống lúa nhập nội lựa chọn 03 dòng lúa triển 20 vọng Các dịng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn, 90 - 106 ngày vụ Mùa, 125 136 ngày vụ Xuân, thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, suất thực thu từ 54,8 - 60,7 tạ/ha vụ Mùa từ 65,9 - 67,5 tạ/ha vụ Xn Các dịng có tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên cao, hàm lượng amylose thấp, nhiệt độ hóa hồ thấp Dòng lúa NN1-2-6được chọn từ quần thể phân ly sau đột biến mẫu giống nhập nội NN1 đánh giá triển vọng nhất, có thời gian sinh trưởng 129 ngày vụ Xuân, 100 ngày vụ Mùa, nhiễm nhẹ loại sâu bệnh, chống đổ tốt, suất thực thu đạt 67,5 tạ/ha vụ Xuân 60,7 tạ/ha vụ Mùa, tỷ lệ gạo xát đạt 70,0%, hàm lượng amylose 14,0% Thông qua xử lý đột biến phóng xạ tia gamma Co60 mẫu giống nhập nội NN1 NN3 chọn dịng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn hơn, thấp suất cao giống gốc Tuy nhiên, tính trạng liên quan đến chất lượng gạo, cơm không thay đổi nhiều Điều khẳng định, sử dụng đột biến phóng xạ tia gamma Co60 có hiệu cao việc rút ngắn thời gian sinh trưởng chiều cao lúa 4.3.3 Kết khảo nghiệm sinh thái dịng lúa có triển vọng Dịng lúa chất lượng cao có triển vọng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ số loại sâu bệnh hại chính, đưa vào khảo nghiệm sinh thái vụ Mùa năm 2020 vụ Xuân năm 2021 Địa điểm khảo nghiệm số tỉnh phía Bắc, đại diện cho vùng miền núi phía Bắc (Điện Biên), đồng sơng Hồng (Hải Dương) Bắc Trung (Hà Tĩnh) 4.3.3.1 Kết khảo nghiệm sinh thái dòng lúa NN1-2-6-55 vụ mùa năm 2020 Kết đánh giá đặc điểm nông sinh học dòng NN1-2-6-55 số địa phương vụ mùa năm 2020 trình bày bảng 3.35 cho thấy: điều kiện vụ Mùa năm 2020, điểm khảo nghiệm dịng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng (100 – 105 ngày) tương đương giống đối chứng BT7 (104 - 108 ngày) Tại Hà Tĩnh, dòng NN1-2-6-55 rút ngắn thời gian sinh trưởng so với Điện Biên, Hải Dương khoảng - ngày Chiều cao dòng NN1-2-6- dao động từ 92,2 - 96,1 cm, chiều dài dao động từ 25,7 – 27,5 cm, chiều dài đòng dao động từ 31,5 – 33,2 cm, tương đương với giống đối chứng BT7 Tại điểm khảo nghiệm, dịng NN1-2-6-55 có khả sinh trưởng tốt nhất, lúa đẻ nhánh tập trung, xanh đậm 21 Bảng 4.10 Một số đặc điểm nông sinh học dòng lúa NN1-2-6-55 số địa phương vụ Mùa năm 2020 Địa điểm khảo Dòng, giống Thời gian sinh Chiều cao Chiều dài Chiều dài trưởng (ngày) (cm) bơng (cm) địng (cm) BT7 (đ/c) 108 94,8 26,2 31,5 NN1-2-6-55 105 95,0 26,5 31,7 Đức Thọ, BT7 (đ/c) 104 91,4 24,6 30,8 Hà Tĩnh NN1-2-6-55 100 92,2 25,7 31,5 BT7 (đ/c) 106 96,5 26,9 32,6 NN1-2-6-55 103 96,1 27,5 33,2 nghiệm Thanh Miện, Hải Dương TP Điện Biên, Điện Biên Qua kết khảo nghiệm sinh thái dòng lúa triển vọng NN1-2-6-55 vụ mùa năm 2020 ba địa điểm Thanh Miện - Hải Dương, Đức Thọ - Hà Tĩnh, thành phố Điện Biên, tỉnh Điện Biên cho thấy dịng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, cứng cây, khả chống chịu sâu bệnh, đặc biệt chống chịu tốt bệnh bạc so với giống đối chứng BT7, suất trung bình đạt từ 58,5 - 73,6 tạ/ha cao so với giống đối chứng BT7 (43,8 - 60,5 tạ/ha) Chất lượng gạo cao, cơm mềm, dẻo, đậm thơm Khả thích ứng tốt với điều kiện sinh thái khác Dòng NN1-2-6-55 phù hợp canh tác vụ mùa tỉnh phía Bắc 4.3.3.2 Kết khảo nghiệm sinh thái dòng lúa NN1-2-6-55 vụ xuân năm 2021 Bảng 4.11 Một số đặc điểm nông sinh học dòng lúa NN1-2-6-55 số địa phương vụ Xuân năm 2021 Địa điểm khảo nghiệm Dòng, giống Thời gian sinh Chiều cao trưởng (ngày) (cm) Chiều dài bơng (cm) Chiều dài địng (cm) BT7 (đ/c) 130 95,3 28,0 32,3 NN1-2-6-55 131 96,7 28,6 32,5 Đức Thọ, BT7 (đ/c) 127 92,5 26,4 32,7 Hà Tĩnh NN1-2-6-55 127 93,1 26,5 32,1 BT7 (đ/c) 130 96,8 28,8 33,5 NN1-2-6-55 132 97,3 29,2 33,8 Thanh Miện, Hải Dương TP Điện Biên, Điện Biên 22 Kết đánh giá đặc điểm nơng sinh học dịng NN1-2-6-55 số địa phương vụ xuân năm 2021 cho thấy: điều kiện vụ Xuân năm 2021, điểm khảo nghiệm dịng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng (127 – 132 ngày) tương đương giống đối chứng BT7 (127 - 130 ngày) Qua kết khảo nghiệm sinh thái dòng lúa triển vọng NN1-2-6-55 vụ xuân năm 2021 ba địa điểm Thanh Miện - Hải Dương, Đức Thọ - Hà Tĩnh, thành phố Điện Biên, tỉnh Điện Biên cho thấy dịng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, cứng cây, khả chống chịu sâu bệnh, đặc biệt chống chịu tốt với bệnh bạc so với giống đối chứng BT7, suất trung bình đạt từ 65,4 - 78,5 tạ/ha cao so với giống đối chứng BT7 (48,8 - 63,5 tạ/ha) Chất lượng gạo cao, cơm mềm, dẻo, đậm thơm Khả thích ứng tốt với điều kiện sinh thái khác Dòng NN1-2-6-55 phù hợp canh tác vụ Xuân tỉnh phía Bắc Từ kết khảo nghiệm sinh thái vụ Mùa năm 2020 vụ Xuân năm 2021 tỉnh Điện Biên, Hà Tĩnh Hải Dương cho thấy dịng lúa NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn ngày (100 – 105 ngày vụ mùa, 127 – 132 ngày vụ xuân), thấp cây, cứng cây, khả chống chịu tốt với loại sâu bệnh hại chính, đặc biệt chống chịu tốt với bệnh bạc lá, đạo ôn so với giống đối chứng BT7, suất trung bình đạt 65,4 – 78,5 tạ/ha vụ xuân, 58,5 – 73,6 tạ/ha vụ mùa cao so với giống đối chứng BT7 (48,8 – 63,5 tạ/ha vụ xuân, 43,8 – 60,5 tạ/ha vụ mùa) Chất lượng gạo cao, cơm mềm, dẻo, đậm thơm Khả thích ứng tốt với điều kiện sinh thái khác Dòng NN1-26-55 phù hợp canh tác vụ Xuân vụ Mùa tỉnh phía Bắc PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN 1) Kết đánh giá mẫu giống lúa: Khẩu Mang (mẫu giống lúa địa phương), NN1, NN3 (mẫu giống lúa nhập nội) cho thấy chúng có hàm lượng amylose thấp, hạt gạo dài, trong, mùi thơm, suất khá, nhiễm nhẹ bệnh đạo ôn, bạc rầy nâu Ba mẫu giống Khẩu Mang, NN1 NN3 xử lý đột biến phóng xạ tia gamma Co60 nhằm cải tiến nhược điểm thời gian sinh trưởng, chiều cao tạo nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa chất lượng cao tỉnh phía Bắc 2) Hiệu ứng chiếu xạ tia gamma Co60 lên hạt khô 03 mẫu giống lúa biểu khác Ở hệ M1, tỷ lệ nảy mầm tỷ lệ sống sót mẫu giống lúa giảm tăng liều lượng chiếu xạ đánh giá giai đoạn mạ, đẻ nhánh trỗ đến chín; mức độ giảm từ 4,7 - 8,0% so với mẫu giống không xử lý Tỷ lệ lép mẫu giống lúa 23 tăng tăng liều lượng chiếu xạ; mức độ tăng từ 18,2 - 56,2 % so với mẫu giống không xử lý Ở hệ M2, tính trạng thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, địng đứng có tần suất xuất đột biến cao liều lượng chiếu xạ 200 Gy, 300 Gy mẫu giống nhập nội NN1 Đột biến thấp cây, đẻ nhánh tốt, số bơng/khóm cao, địng đứng xuất với tần suất cao chiều xạ mẫu giống nhập nội NN3 với liều lượng 200 Gy 300 Gy Đột biến không xuất với tần suất thấp chiếu xạ mẫu giống địa phương Khẩu Mang Ở hệ M3, thu nhiều cá thể cải tiến có thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, đẻ nhánh từ việc chiếu xạ tia gamma với liều lượng 200 Gy 300 Gy hai mẫu giống lúa nhập nội NN1 NN3 3) Thông qua đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) mẫu giống nhập nội NN1 NN3 chọn dịng lúa có thời gian sinh trưởng ngắn hơn, thấp suất cao giống gốc Tuy nhiên, tính trạng liên quan đến chất lượng gạo, cơm việc xử lý đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) khơng có hiệu Kết đánh giá 20 dòng lúa chọn lọc từ quần thể phân ly sau xử lý đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) hai mẫu giống lúa nhập nội chọn 03 dòng triển vọng (NN1-2-5-5, NN1-2-6-55, NN3-2-223-179) Các dịng có thời gian sinh trưởng ngắn (90 - 106 ngày vụ Mùa, 125 - 136 ngày vụ Xuân), thấp cây, nhiễm nhẹ sâu bệnh, suất thực thu từ 54,8 - 60,7 tạ/ha vụ Mùa từ 65,9 - 67,5 tạ/ha vụ Xuân, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên cao, hàm lượng amylose thấp, nhiệt độ hóa hồ thấp Dòng lúa NN1-2-6- chọn từ quần thể phân ly sau đột biến mẫu giống nhập nội NN1 đánh giá có triển vọng thí nghiệm khảo sát, so sánh, khảo nghiệm sinh thái Dòng NN1-2-6-55 có thời gian sinh trưởng ngắn (126 - 132 ngày vụ Xuân; 98 - 105 ngày vụ Mùa), nhiễm nhẹ loại sâu bệnh hại, chống đổ tốt, suất thực thu đạt 67,5 tạ/ha vụ Xuân 60,7 tạ/ha vụ Mùa Dịng NN1-2-6-55 có tỷ lệ gạo xát đạt 70,0%, hạt gạo dài 7,1 mm, dạng thon dài, hàm lượng amylose 14,0%, cơm mềm, dẻo, vị đậm có mùi thơm 5.2 ĐỀ NGHỊ 1) Sử dụng hiệu nguồn vật liệu tạo thông qua xử lý đột biến tia gamma 60 Co phục vụ cơng tác chọn tạo giống lúa có thời gian sinh trưởng ngắn, suất cao, chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh tỉnh phía Bắc 2) Tiếp tục đánh giá, khảo nghiệm quốc gia, hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất giống, canh tác dịng lúa chất lượng cao NN1-2-6-55; tiến tới cơng nhận lưu hành phát triển sản xuất 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Thị Miền, Nguyễn Trọng Khanh & Trần Văn Quang (2021) Hiệu ứng chiếu xạ tia gamma Co60 số mẫu giống lúa địa phương nhập nội Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 19(12): 1576-1585 Nguyễn Thị Miền, Nguyễn Trọng Khanh & Trần Văn Quang (2022) Kết chọn tạo dòng lúa triển vọng phương pháp đột biến phóng xạ tia gamma (Co60) Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 20(1): 1-10 ... giống lúa địa phương nhập nội thơng qua đột biến phóng xạ (chiếu tia gamma nguồn Co60) Mục tiêu cụ thể: Tạo nguồn vật liệu đột biến phóng xạ (Co60) phục vụ công tác chọn tạo giống lúa chất lượng tỉnh. .. chiếu xạ tia gamma (Co60) liều lượng 200, 300, 400 Gy vào hạt khô giống lúa nhập nội (NN1, NN3) cao so với chiếu xạ vào mẫu giống lúa địa phương (Khẩu Mang) Đối với mẫu giống lúa nhập nội (NN1,... ngắn ngày, suất tỉnh phía Bắc Góp phần cung cấp sở liệu khoa học nguồn vật liệu địa phương nhập nội phục vụ cho công tác chọn giống lúa chất lượng cao thông qua đột biến phóng xạ 1.5.1 Ý nghĩa