Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất hạt lai f1 tổ hợp thanh hoa 1 tại thanh hoá

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lúa (Oryza sativa L) lương thực trồng phổ biến từ lâu gắn liền với lịch sử tiến hố lồi người, nước châu Á lương thực đứng thứ hai sau lúa mì, cung cấp lương thực cho 54% dân số giới Với tốc độ dân số ngày tăng nhanh, sản lượng lương thực khó đáp ứng đời sống đói nghèo 800 triệu người dân tỉ người vào năm đầu kỷ XXI Do tăng tiềm năng suất lúa tồn cầu việc làm cần thiết Để giải vấn đề toàn giới tập trung nghiên cứu, khai thác ưu lai lúa số trồng khác Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1964 Y.L Ping, sau 12 năm (1976) Trung Quốc quốc gia đưa lúa lai vào sản xuất thành cơng diện tích hàng chục triệu thập kỷ qua Năm 2007 diện tích trồng lúa lai đạt tới 17,5 triệu chiếm 50% (85% diện tích tồn châu Á), suất cao lúa thường 20% Hiện nay, Trung Quốc việc nghiên cứu lúa lai mở rộng nhiều nước giới như: Ấn Độ, Philippine, Brazil, Ai Cập, Mỹ, Bangladesh, Việt Nam (Nguyễn Công Tạn cộng sự, 2002) [22] Ở Việt Nam, bắt đầu nghiên cứu phát triển lúa lai vào năm đầu thập kỷ 90 viện nghiên cứu trường đại học Nguồn vật liệu dùng cho nghiên cứu chủ yếu có nguồn gốc từ Trung Quốc, Viện lúa quốc tế (IRRI) Ấn Độ Với phương châm tắt đón đầu áp dụng thành tựu khoa học lúa lai giới Việt Nam bước đầu thu nhiều kết đáng khích lệ Chúng ta làm chủ công nghệ chọn tạo, trì nhân dịng bố mẹ lúa lai hệ dịng dịng cơng nghệ sản suất hạt lai F1 Từ nước nhập gạo trở thành nước xuất gạo đứng hàng thứ hai giới Đạt thành tựu nhờ có thay đổi sách quản lý nhà nước lĩnh vực nông nghiệp đặc biệt công tác chọn tạo giống lúa Tuy nhiên, khó khăn lớn cho phát triển bền vững sản xuất lúa lai Việt Nam nguồn giống lúa lai F1 đủ đáp ứng 20%, lại 80% chủ yếu nhập từ Trung Quốc với giá thành cao lại không chủ động Năm 2009 diện tích lúa lai thương phẩm nước 720.000 ha, diện tích sản xuất hạt giống lúa lai F1 khoảng 1600-1900 ha, sản lượng 3.200 đến 3.500 nên đáp ứng khoảng 20-25% nhu cầu lúa lai nông dân Để phấn đấu đạt mục tiêu triệu lúa lai vào năm 2015, phải chủ động 70-80% lượng giống F1 cho năm Một vài năm gần thành công cơng tác chọn tạo giống lúa lai dịng mang thương hiệu Việt Nam chọn tạo Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam, Viện Di truyền Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội: Giống lúa lai hai dịng HY102, HYT103, TH3-3, TH3-4, VL20, VL50 góp phần làm tăng diện tích cấy lúa lai vụ mùa Vì vụ mùa tỉnh miền Bắc diện tích gieo cấy lúa lai ngày tăng suất khơng ngừng tăng theo Thanh Hố tỉnh có diện tích trồng lúa tương đối lớn với 225.602 Hàng năm diện tích gieo cấy giống lúa lai không ngừng tăng lên Năm 1992 gieo cấy 415 sau gần 10 năm, năm 2001 81.000ha Đến diện tích gieo cấy giống lúa lai lên tới 111.253 chiếm 44% diện tích lúa cấy, giống lúa lai chủ yếu nhập từ Trung Quốc, Từ năm 2000 đến để khắc phục kịp thời thiếu giống lúa lai tỉnh Thanh Hố cho phép thực chương trình tự sản xuất hạt giống lúa lai F đề nhiều sách ưu tiên Năm 1999 sản xuất hạt giống lúa lai có 44,1 ha, sản lượng hạt lai đạt 88 Đến năm 2011 diện tích sản xuất hạt giống lúa lai F1 phát triển lên 522 ha, sản lượng đạt 1000 Thanh Hố làm chủ cơng nghệ chọn tao, trì cơng nghệ sản suất hạt lai tổ hợp lúa lai hệ dòng như: Giống lúa lai Nhị ưu 63, Nhị ưu 838, Băc ưu 903, HYT 83 hệ dòng như: giống lúa lai TH3-3, TH3-4, VL20, VL24…và năm không ngừng tuyển chọn du nhập tổ hợp lai cho suất cao, phù hợp với điều kiện khí hậu, đất đai trình độ tập quán canh tác địa phương Xuất phát từ thực tế tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật hoàn thiện quy trình cơng nghệ sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa Thanh Hoá” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xác định số biện pháp kỹ thuật sản xuất hạt lai F tổ hợp Thanh Hoa đạt suất cao, chất lượng tốt phù hợp với điều kiện khí hậu trình độ sản xuất tỉnh Thanh Hoá Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học - Không ngừng bổ sung nguồn giống lúa lai chất lượng cao vào sản xuất địa bàn tỉnh - Việc ứng dụng sản xuất thành công công nghệ sản xuất hạt lai dịng Thanh Hố Việt Nam có ý nghĩa to lớn việc chọn tạo giống, giảm bớt phụ thuộc vào công tác nhập nội giống lai F1 từ Trung Quốc 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết nghiên cứu đề tài giúp cho tỉnh bổ sung nguồn giống chủ động sản xuất hạt giống lúa lai F1 - Đề tài khắc phục yếu tố kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa Từ để tìm cơng nghệ sản xuất hạt lai F1 phù hợp nhất, áp dụng cho sở có khả sản xuất hạt lai F1 địa bàn tỉnh - Hoàn thiện qui trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa 1, giúp nơng dân ứng dụng công nghệ sản xuất hạt lai cách dễ dàng, với mức đầu tư thấp Bên cạnh đáp ứng nhu cầu mở rộng diện tích sản xuất hạt lai thương phẩm đạt suất cao đơn vị diện tích cho địa phương CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Những nghiên cứu tượng ưu lai lúa 1.1.1 Khái niệm ưu lai lịch sử nghiên cứu lúa lai Ưu lai (heterosis) thuật ngữ để tính hẳn lai F1 so với bố mẹ chúng tính trạng hình thái, khả sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả chống chịu tính thích nghi, suất, chất lượng hạt đặc tính khác (Nguyễn Thị Trâm, 1995) [25] Năm 1926, J.W.Jones (nhà thực vật học người Mỹ) lần báo cáo xuất ƯTL tính trạng số lượng suất lúa Tiếp theo cơng trình nghiên cứu khác nhà khoa học Trung Quốc, Ấn Độ nghiên cứu ƯTL suất, yếu tố cấu thành suất lúa (Anonymous 1977; Li 1977; Lin Yuan 1980), tích lũy chất khơ (Rao 1965; Jening 1967; Kim 1985), phát triển rễ (Anonymous, 1974) [ 22] Tuy nhiên, lúa tự thụ phấn điển hình, khả nhận phấn ngồi thấp Bởi vậy, ứng dụng ƯTL lúa, đặc biệt khâu sản xuất hạt lai F1 khó khăn Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu lúa lai muộn Yuan.L.P nhóm nghiên cứu ơng bắt đầu nghiệp nghiên cứu lúa lai vào năm 1964 đảo Hải Nam Họ tìm dạng bất dục đực di truyền TBC coi công cụ quan trọng bắt đầu nghiệp phát triển nghiên cứu lúa lai [22] Sau năm lai lại với dạng lúa trồng, họ thành công việc chuyển gen bất dục TBC vào loài Oryza Sativa (lúa trồng) tạo dịng bất dục đực TBC có đặc điểm nơng sinh học quý tương đối ổn định có ưu lai cao Đây sở để sản xuất hạt giống lúa lai F1 hệ dòng Năm 1976, với quy trình cơng nghệ trì dịng CMS sản xuất hạt lai F1, Trung Quốc sản xuất thành công hàng chục triệu thập kỷ qua Do có ƯTL suất nên diện tích lúa lai khơng ngừng mở rộng Từ 14 triệu năm 2003 lên 17,5 triệu năm 2007 Bên cạnh Trung Quốc, cịn có 19 quốc gia khác tiến hành nghiên cứu sản xuất hạt lai, phải kể đến Ấn Độ Việt Nam (Hoàng Tuyết Minh, 2005) [17] Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1986 Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Viện lúa đồng Bằng sông Cửu Long Trường đại học Nguồn nguyên vật liệu chủ yếu nhập nội từ Viện nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI Song, nghiên cứu giai đoạn ban đầu trình chọn tạo ƯTL Năm 1990, Bộ nông nghiệp nhập số tổ hợp lúa lai gieo trồng thử vụ xuân đồng Bắc Bộ Đa số tổ hợp cho suất cao lúa Vì thế, diện tích gieo cấy lúa lai tăng lên nhanh chóng đồng Bằng Trung du tỉnh miền Núi phía Bắc Năm 1990, gieo cấy 10 ha, đến năm 1992 gieo cấy 5.000 ha, năm 1997 lên tới 140 150 nghìn đạt 600 nghìn Công tác nghiên cứu lúa lai Việt Nam đạt kết đáng kể Các nhà khoa học đánh giá khả thích ứng số dòng CMS nhập nội (Shanshan 97A, BoA, Nhị 32A ) tạo số dòng bất dục đực tế bào chất khác từ nguồn vật liệu nhập nội (Nguyễn Thị Trâm, 1995) [25] Cùng với cơng tác nghiên cứu lúa lai hệ dịng, Bộ nơng nghiệp PTNT khuyến khích tạo điều kiện thuận lợi cho quan, nhà khoa học nghiên cứu phát triển lúa lai hệ dòng Kết năm qua, chọn tạo 3000 tổ hợp với dòng mẹ dòng TGMS như: T1S96, T24S, 103S, T25S (Trường Đại học Nông nghiệp Hà nội); VN01S, TGMS-VN1, TGMS-VN5, 11S (Viện Di truyền Nơng nghiệp Việt Nam) dịng 7S, CN6S (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) 1.1.2 Cơ sở sinh lý tượng ưu lai Theo nghiên cứu nhà khoa học (Ponnuthurai et al, 1984; Akita et al, 1986; Blanco et al, 1986; Agata, 1990) [25], [31], [46] thì, trình tăng suất hạt dẫn đến tăng hàm lượng chất khô, kết việc tăng số diện tích (LAI) tốc độ phát triển chiều cao cây, tăng số thu hoạch, tăng số hoa/bông, tỉ lệ hạt khối lượng 1000 hạt 1.1.3 Sự biểu ưu lai lai F1 Ưu lai thể từ hạt nảy mầm hồn thành q trình sinh trưởng phát triển Các cơng trình nghiên cứu lúa nước khẳng định ƯTL lúa lai vượt trội so với lúa thường (cùng mức đầu tư nhau) tăng 20 - 30 % 1.1.3.1 Ưu lai chiều cao Kết nghiên cứu nhà khoa học rằng, chiều cao cao hay thấp phụ thuộc vào đặc điểm bố mẹ (Pillai, 1961; Singh, 1978) [54] Theo Nguyễn Thị Trâm, 1995 [25] thì, chiều cao có liên quan đến khả chống đổ nên nghiên cứu chọn bố mẹ cho lai F1 cao tương đương với giống lúa nửa lùn cải tiến thích hợp 1.1.3.2 Ưu lai rễ Bộ rễ lúa tiêu nhiều tác giả nghiên cứu đánh giá cao Kết nghiên cứu tác giả Nguyễn Văn Hoan cho rễ lúa lai phát triển sớm mạnh, sớm có ưu so với giống lúa thường mật độ, số lượng rễ, phạm vi ăn sâu lan rộng (từ 22 - 23 cm), khả vận chuyển chất dinh dưỡng vào tăng gấp - lần so với lúa thường Theo dõi phát triển rễ từ gieo đến thu hoạch, (Yuan.L.P, 1985) [53] cho biết, hệ rễ lúa lai hoạt động mạnh từ lúa bắt đầu đẻ nhánh, thời kỳ phân hóa địng thấy số lượng độ lớn, chiều dài, khối lượng rễ lúa thường, đặc biệt số lượng rễ chiều dài vượt lúa thường 30 - 40 % Vì vậy, khả thích ứng lúa lai rộng, trồng nhiều vùng sinh thái khác nhau, nhiều loại đất khác nhờ rễ hoạt động mạnh mẽ 1.1.3.3 Ưu lai khả đẻ nhánh Sự đẻ nhánh đặc tính sinh học lúa liên quan chặt chẽ đến q trình hình thành bơng suất sau Qua nghiên cứu nhiều tác giả cho chọn bố mẹ có khả đẻ nhánh khỏe lai đẻ nhánh khỏe hệ phân ly xuất cá thể khỏe với tần số cao (Ngô Thế Dân, 2002) [7] Theo Chang cộng sự, (1971) [32], lai F1 không đẻ nhánh sớm, đẻ khỏe mà cịn có tỉ lệ hình thành số nhánh hữu hiệu cao, số hạt/bông nhiều lúa thường Kết nghiên cứu trường Đại học Nông nghiệp Hồ Nam cho thấy 23 ngày sau cấy giống lúa lai Nam ưu đẻ 15,75 nhánh, giống Quảng xuân (giống lúa thường tốt vùng) đẻ 10,12 nhánh, tăng 55,63 % số nhánh đẻ so với lúa thường (Yuan Long Ping, 1985) [58] 1.1.3.4 Ưu lai thời gian sinh trưởng Các nhà chọn tạo giống hướng cho đời lai có thời gian sinh trưởng ngắn lúa thường điều kiện canh tác Khi lai giống có thời gian sinh trưởng khác như: Dịng mẹ có TGST ngắn lai với dịng bố có TGST trung bình cho lai có TGST trung gian bố mẹ [7], [10], [25] Xu Wang, (1980) nhận xét TGST lai phụ thuộc vào TGST dòng bố phục hồi (dòng R) Ponnuthurai (1945) khẳng định TGST lai gần giống TGST dịng bố mẹ chín muộn [8], [19], [25] 1.1.3.5 Ưu lai quan sinh sản Từ năm 1972 - 1975, Các nhà khoa học nông nghiệp Trung Quốc lai tạo nhiều tổ hợp lai có triển vọng, lai cho suất cao bố mẹ từ 20-30% Lin Yuan, 1980 [40] từ nhiều tổ hợp lúa lai phóng thích là: Nam you 2, San you 2, San you 6, Wei you Cũng theo Chang cộng sự, 1971 [32] (Vimani), 1982 [55] nhận xét, yếu tố cấu thành suất biểu ưu lai cao rõ rệt so với lúa thường Kết nghiên cứu tác giả Việt Nam khẳng định: Năng suất lúa lai cao số bơng/khóm, số hạt chắc/bông nhiều, tỉ lệ lép thấp [9], số gié cấp cao từ 13 - 14 gié cao lúa thường từ - gié [25], to khối lượng hạt [22] 1.1.3.6 Ưu lai khả chống chịu Lúa lai xuất phát từ Trung Quốc, vùng sản xuất lúa lai Trung Quốc gần giống với vùng khí hậu miền Bắc Việt Nam nên khả chịu rét lúa lai lúa thường Tính thích ứng lúa lai rộng thích ứng nhiều vùng sinh thái khác Lin Yuan L.P, (1980) [39] Cũng theo Deng, (1993) [34]; Kaw Khush [35]; Tian cộng sự, (1980) [50]; Huang cộng sự, (1984) [35] nhận xét: Lúa lai có ưu lai dương cho khả chịu lạnh giai đoạn mạ, ưu lai âm gai đoạn chín lai mẫn cảm với nhiệt độ cao thấp giai đoạn nở hoa, đặc biệt nhiệt độ thấp lúa lai có thiên hướng chống chịu hạn tốt chống chịu mặn chịu ngập khẳ tái sinh tốt lúa 1.1.4 Cơ sở khoa học việc khai thác khai thác sử dụng ưu lai lúa Thành công chọn giống lúa lai thành tựu quan trọng loài người, nhờ ứng dụng ưu lai giúp Trung Quốc tăng sản lượng lúa gần 200 triệu từ năm 1976-1991 Tại hội nghị quốc tế lần thứ năm 1986 Yuan L.P người khởi xướng chương trình lúa lai đề chiến lược phát triển lúa lai theo ba bước đồng thời phương pháp để khai thác ưu lai 1.1.4.1 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ "ba dòng" Lúa lai hệ "ba dòng" sử dụng ba dòng vật liệu có chất di truyền khác biệt làm bố mẹ để lai Các vật liệu di truyền để tạo nên giống lai "ba dòng" là: - Dòng bất dục đực di truyền TBC (Cytoplasmic Male Stery line: CMS "dòng A") Đây dòng có bao phấn khơng bình thường, khơng có hạt phấn hạt phấn teo lép khơng có khả nảy mầm - Dịng trì bất dục (Maintainer "dịng B") Đây dịng cho phấn CMS để lai ln ln bảo tồn hay trì tính bất dục - Dịng bố phục hồi tính bất dục (Restorer, "dịng R") Là dòng cho phấn dòng CMS sau dòng A trì cách lai dịng A dịng B để có lượng lớn hạt để lai với dòng R Khi lai mọc từ lơ hạt có phấn bình thường cho ưu lai cao nhiều tính trạng mong muốn Dịng A X DòngB Srr Nrr Dòng A X , Dòng R (Tự thụ) Dòng R Srr Nrr F1 (Hữu dục SRr) Cho ưu lai cao, chất lượng tốt Sơ đồ 2.1 Hệ thống lúa lai ba dòng * Một số ưu điểm lúa lai ba dòng: - Lúa lai "ba dòng" hệ di truyền tế bào chất định nên tính bất dục đực dịng mẹ chịu chi phối môi trường, đặc biệt nhiệt độ ánh sáng Ưu điểm giúp cho độ hạt lai "ba dòng" cao, khai thác triệt để hiệu ứng ưu lai tổ hợp - Lúa lai "ba dịng"có tính thích ứng rộng chống chịu sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh tốt, cho suất cao - Ngày nhà khoa học nghiên cứu tạo nhiều tổ hợp lúa lai "ba dòng" khắc phục nhiều nhược điểm phẩm chất tốt đặc biệt thời gian sinh trưởng ngắn * Một số hạn chế lúa lai ba dòng: 10 - Số lượng dòng CMS chọn tạo nhiều song số dịng sử dụng ít, có tới > 95% số dịng CMS dùng thuộc kiểu "WA" nên có nguy cao dẫn đến đồng tế bào chất - Các tổ hợp lúa lai ba dòng thời gian gần khắc phục chất lượng gạo, suất tăng không đáng kể so với tổ hợp tạo trước - Quy trình trì dịng CMS khắt khe, cồng kềnh chi phí cao 1.1.4.2 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ "hai dòng" Để khắc phục hạn chế lúa lai ba dòng, nhà khoa học Trung Quốc đưa hướng nghiên cứu để thay dòng CMS nâng cao suất hạt lai cách chọn tạo giống lúa lai hệ hai dịng Đây bước tiến lồi người công ứng dụng ưu lai lúa Họ sử dụng dòng bất dục đực chức di truyền nhân cảm ứng với điều kiện môi trường (Enivroment sensitive genic sterile, viết tắt: EGMS), chia thành nhóm Nhóm cảm ứng với nhiệt độ (Themosensitive genic male sterile: TGMS) nhóm cảm ứng với quang chu kỳ (Photothermosensitive genic male sterile: PGMS) Hai loại công cụ di truyền áp dụng thành cơng cơng tác chọn tao giống lúa Tính bất dục đực chủ yếu điều khiển cặp gen lặn nhân, khơng có liên quan đến tế bào chất Ưu lúa lai dịng so với lúa lai dịng khơng cần dịng trì Khi sản xuất hạt lai F1, hạt phấn bất dục hoàn toàn dòng PGMS cần điều kiện ngày dài ngưỡng gây chuyển hóa bất dục dịng, cịn dịng TGMS cần nhiệt độ cao ngưỡng gây chuyển hóa bất dục dòng Nếu điều kiện ngày ngắn nhiệt độ trung bình ngày thấp ngưỡng gây chuyển hóa bất dục dịng chúng hữu dục tự thụ, điều kiện để trì nhân dịng mẹ cho số lượng lớn dùng để sản xuất hạt lai F1 * Ưu điểm lúa lai hai dịng - Khơng bị hạn chế quan hệ trì phục hồi, phổ bố mẹ 71 tỉ lệ đậu hạt suất cao 23,6 tạ/ha, tiết kiệm lượng hóa chất GA3 sản suất, cho hiệu kinh tế cao - Tỉ lệ cấy A/R sản xuất hạt lai F1 Xác định được: Tỉ lệ cấy hàng mẹ hàng bố 16A/2R tương ứng với dòng mẹ cấy 2-3 dảnh dòng bố cấy 4-5 dảnh, cho suất hạt lai đạt cao 24,2 kg/ha vụ Xuân - Từ kết thu cho phép phát triển hồn thiện qui trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa Thanh Hoá (thể phụ lục ) Kiến nghị - Tỉnh Thanh Hố cụ thể Cơng ty Cổ phần giống trồng Thanh Hoá ứng dụng kết đề tài vào việc sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa để bổ sung giống, chủ động cung cấp hạt giống lai F1 cho tỉnh - Cùng với việc đầu tư để lựa chọn tạo tổ hợp ưu lai tốt với ưu không suất mà chất lượng, cần tiếp tục có nghiên cứu sâu nhằm phát triển công nghệ sản xuất hạt lai theo kiểu đơn giản, tiết kiệm có hiệu - Giống Thanh Hoa có TGST trung bình, tiềm cho suất cao Để nhân rộng sản xuất Thanh Hố cần phải nghiên cứu số thí nghiệm phân bón mật độ cấy, tỉ lệ bón, phương pháp cấy… vụ để có kết đánh giá xác suất lai F1 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Đỗ Việt Anh CTV (1997), Kết chọn tạo lúa lai dòng, Báo cáo Bộ nông nghiệp Phát triển nông thôn Quách Ngọc Ân (1994), Lúa lai kết triển vọng, Trung tâm thông tin Bộ Nông nghiệp phát triển nông thơn, Tháng 3/1994 Qch Ngọc Ân (1994), Nhìn lại hai năm phát triển lúa lai, Trung tâm thông tin- Cục Khuyến nông khuyến lâm, Tháng 8/1994 Ban biên tập tạp chí khuyến nơng Hà Tây, 1996 Bùi Bá Bổng (2002), Phát triển lúa lai Việt Nam, Tạp chí Nơng nghiệp nơng thơn, số 2, năm 2002 Cục Khuyến nông & Khuyến lâm, Kết lúa lai, 1996 Ngơ Thế Dân (2002), Q trình nghiên cứu phát triển lúa lai giới nước, lúa lai Việt Nam NXB Nông nghiệp Hà Nội (Tr11-15) Nguyễn Văn Hiển Và cộng (2000), Chọn giống Trồng; NXB Giáo dục (Tr 50-83, 225-244) Nguyễn Văn Hoan (2000), Lúa lai kỹ thuật thâm canh lúa lai, NXB Nông nghiệp Hà Nội 10.Nguyễn Văn Hoan (2006) “ Cẩm nang lúa” Quyển NXB Lao Động Hà Nội 11.Nguyễn Trí Hồn (1996), Kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai VASI, Hội nghị tổng kết năm phát triển lúa lai-Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, Tháng 10/1996 12.Nguyễn Trí Hồn, Đào Thị Phương, Nguyễn Viết Tồn CTV (2001), Báo cáo kết nghiên cứu lúa lai từ 1995-2001 Trung tâm nghiên cứu lúa lai, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội 13.Vũ Tun Hồng, Trương Văn Kính, Nguyễn Quốc Tuấn CTV, Một số kết nghiên cứu lúa lai, nghiên cứu lương thực, thực phẩm (1991-1994) 73 14.Hồng Bồi Kính (1993), Hiện trạng phương hướng nghiên cứu lúa lai Việt Nam, Viện KHNN Việt Nam, Hà Nội 15.Hồng Bồi Kính (1993), Kỹ thuật sản xuất giống lúa lai F1 suất siêu cao, NXB khoa học kỹ thuật Bắc Kinh 1993 ( Nguyễn Thế Nữu dịch từ tiếng Trung Quốc), 14Tr 16.Nguyễn Hồng Minh (1999), Di truyền học; NXB Nông nghiệp Hà Nội 17.Hồng Tuyết Minh (2005), Lúa lai dịng NXB Nông nghiệp Hà Nội 18.Nguyễn Văn Luật " Cây lúa Việt Nam"; Tập NXB Nông nghiệp Hà Nội 2008 19.Vũ Hồng Quảng (2003), Nghiên cứu gen tương hợp lúa phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa lai hai dịng; Luận văn Thạc sĩ Nơng nghiệp, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội (Tr 80) 20.Trần Duy Quý ( 2002) “ Cơ sở di truyền công nghệ sản xuất lúa lai” NXB Nông nghiệp Hà Nội 21 Nguyễn Công Tạn (2002), Sản xuất hạt giống lúa lai nhân dòng bất dục (Thành tựu nghiên cứu khoa học sản xuất lúa lai nhân dịng bất dục Trung Quốc), Trung tâm thơng tin Bộ NN & PTNT, Hà Nội 22.Nguyễn Công Tạn, Ngơ Thế Dân, Nguyễn Trí Hồn, Hồng Tuyết Minh, Nguyễn Thị Trâm (2002), Lúa lai Việt Nam, Nhà xuất Nơng nghiệp, Hà Nội 23.Phạm Chí Thành (1995), Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 24.Ngơ Thành Thân (1993), Các bước sản xuất hạt giống lúa lai, Tạp chí Nơng nghiệp CNTP, Số 6, 1993 25.Nguyễn Thị Trâm (1995), Chọn giống lúa lai, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 26.Nguyễn Thị Trâm (1995), Nghiên cứu chọn tạo trì dịng bất dục đực di truyền tế bào chất, dịng trì phục hồi phấn để sản xuất hạt giống lúa lai Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, giai đoạn 19931995 27.Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan (1996) Bước đầu nghiên cứu chọn 74 tạo dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ (TGMS) để phát triển lúa lai hai dòng Hội nghị tổng kết năm nghiên cứu phát triển lúa lai Bộ nông nghiệp phát triển nông thô, Tháng 10/1996 28.Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang, Nguyễn Bá Thông cộng (2003) Kết chọn tạo lúa lai hai dòng ngắn ngày, xuất cao, chất lượng tốt TH3-3 Tạp chí nơng nghiệp phát triển nơng thơn Hà Nội, Tháng 6/2003 29.Nguyễn Quốc Tuấn, Đỗ Việt Anh, Hà Văn Nhân (2001), Kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa N1-10, Tạp chí Nơng nghiệp Nơng thơn, Tháng 12, 2001 30.Đỗ Văn Tường (2004), Khảo nghiệm đánh giá tổ hợp lúa lai mới, sản xuất thử số tổ hợp lai triển vọng phục vụ sản xuất Nông nghiệp Hà Nam, Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp, Viện KHKTNN Việt Nam, Hà nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH 31.Athwal D S and Virmani S S (1972), Cytoplasm male sterile and hybrid breeding in rice, Int Rice Res IRRI, Philippines 32.Chang W L, Lin E H , Yang C N (1971), Manifestation of hybrid vigor in rice J Taiwan Agic Res 20 (4), pp 8-23 33 Carnahan H L., J R Ericson S T Tseng and J N rutger (1972), Out look for hybrid rice in the U.S.A, in rice breeding Int Rice Res Int, pp 603-607 34.Deng Y (1980), Several problems concening the utilization of heterosis of the three line of paddy rice (in China), Guang Dong Agri Sci 2, pp 10-15 35.Huang C S., Bun R N., Chen C C (1984), Hybrid variety of India rice and its yield potential, J Agic Res China 33 (1), pp 1-11 36.Kaw R N and Khush G S (1993), Heterosis in trait related to low temperature to lerance in rice (Oryza sativa L) in proc of inter workshop on apomixis in rice, pp 101-104 37.Kurma (1996), Heterosis in trait related to low temperature to lerance in 75 rice (Oryza sativa L) in proc of inter workshop on apomixis in rice, pp 101-104 38.KurMa.R.V.(1996),Hybrid rice seed prduction-Preliminary asniderations, Hybrid rice Techonolory Hydrabab, 1996, p.73-76 39.Lin S C, Yuan L P (1985), Hybrid rice breeding in China, In Innovative app roaches to rice breeding IRRI, Manina, Philippine, pp 35-51 40.Lizebing and Yiao Yihua, Hybrid rice research and practive, Shangshai technogycal press, China 41.Leser K D., Lersten N R (1972), Anatony and cytology of micros porogenesis in cytoplasmic male sterile angiosperms, Bot New 38 (3), pp 425-454 42 Lei Jiecheng (1984), Genetic analysis of breeding maintainer line or male sterility of wild rice with abortive pollen, Sci Agri Sci 5, pp 30-34 43.Namai and Kato (1988), Heterosis in vegetative growth of the rice plant, Genetical studies on rice plant, Jpn J Breed 19, pp 335-342 44.Ramesha and Viraktamath (1996), Studies on hybrid vigor in inter varietal hybrid of rice (Oryza sativa L), And hara Agri 12, pp 1-12 45.Ramesha M S and B C Vraktamath (1996), Super high yielding hybrid seed production Hybrid rice techonolory, Hyderadad, India, 1996, p87-89 46.Sen Adihira D Virmani S S (1987), Survival of some F1 rice hybrids and their parents in saline soil Int rice res Newsl 12 (1), pp 14-15 47.Subbaiah U R, Hybrid excel stanrd cultivar deep water rice 1, 1993, pp 1, staned evaluation system for rice, 1996, IRRI 48.Shinjyo C (1972), Ditribution of male sterility inducing cytoplasm and fertility restoring genes in rice I commercial lowland rice cultivated in Japan, Jpn J genet 47, pp 1-15 49 Stebbin G L (1957), Variation and evaluation in plant of Colombia University press, pp 338-339 50.Tian C, Cheng X, Liang Z (1980), Several views on population of Asian (India) hybrid rice Kunming Yunnan nongye Keiji (Yunnan Agr Sci technology), pp 12-18 76 51.Virakatamath B C and Ramesha (1996) M Synchronization, predition Hybrib rice techonolory, Hyderadad, Iidia 1996, p77-83 52.Virmani S.S and Edwards I B (1993), Current status and future prosfects for breeding hybrid hybrid rice and wheet advancer in agronomy 36, pp 145-214 53.Virmani S.S et al (1996), Current knowlege of an out look on cytoplasmic genetic male sterility restoration in rice, in rice genetic plant breeding department international 54.Virmani S.S, R C Chudhary and G S Khush (1981), Current out look for on hybrid rice (Oryza sativa L) No18, pp 67-84 55.Virmani S S et al (1982), Heterosis breeding in rice (Oryza sativa L), Theo Appl Genet No63, pp 273-380 56.Virmani.S S and Sharma H L (1993) Manual fro Hybrid seed Production IRRI, Losbanos laguma Philippine,1993, p56 57.Xu J Wang L A (1998), Preliminary study on heterosis and combiming ability in rice, Beijing Yichuan (heteditas) 2: 17-19 (In Chinese) Heifei 2, pp 17-19 58.Yuan L P (1985), Hybrid rice in China, Paper presented at the 1985 international rice research conference, IRRI, Losbanos Laguna, Philippines 59.Yuan L P and Xi-Qiu Fu (1995), Technology of hybrid rice production publishd by food and Agr Ornization of the United nation Rome 60.Yuan L P., and C.S (1994), Hybrid rice in China, International hybrid rice training course, July, 1994 61.Yuan L.P (1995), Aconocise cuorse in hybrid rice Human techonolory Press, China, 1995, p 168 62.Young J B., Virmani S S (1990), Heterosis in rice over enviroment enphytica 51, pp 87-93 63 Yuan L P, Progress of two lines system in hybrid rice breeding in view 77 frontiere in rice researched by Marulidharan K and Siddig E A directorate of rice research, Hyderabad 500030, India 64.Zhou B R., Tan Z., Yuan L P (1993), Studies on the embrylogy of apomixis occuring in twin seeding in rice (Oryza sativa L) in proc of inter workshop on apomixis in rice, pp 101-104 78 i LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Thanh Hoá , ngày tháng Tác giả luận văn Mai Trọng Thiên năm 2012 79 ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ biết ơn tới thầy cô giáo Khoa sau đại học, Khoa Nông – Lâm- Ngư nghiệp, đặc biệt thầy cô giáo môn trồng Trường Đại học Hồng Đức Thầy giáo TS Nguyễn Bá Thông người hướng dẫn, giúp đỡ tận tình suốt thời gian thực đề tài q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Cho phép bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Phòng trồng trọt Sở NN & PTNT Thanh Hố; Ban Giám đốc Phịng kỹ thuật Công ty Cổ phần giống trồng nông nghiệp Thanh Hố, nơi tơi thực đề tài, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành đề tài theo kế hoạch nhà trường đề Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên khích lệ giúp tơi hồn thành đề tài Tơi xin trân trọng cám ơn tình cảm cao q đó! Tác giả luận văn Mai Trọng Thiên 80 iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1Tính cấp thiết đề tài 1.2.Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Những nghiên cứu tượng ưu lai lúa 1.1.1 Khái niệm ưu lai lịch sử nghiên cứu lúa lai 1.1.2 Cơ sở sinh lý tượng ưu lai 1.1.3 Sự biểu ưu lai lai F1 1.1.3.1 Ưu lai chiều cao 1.1.3.2 Ưu lai rễ 1.1.3.3 Ưu lai khả đẻ nhánh 1.1.3.4 Ưu lai thời gian sinh trưởng 1.1.3.5 Ƣu lai quan sinh sản 1.1.4 Cơ sở khoa học việc khai thác khai thác sử dụng ưu lai lúa ……………………………………………………………………………… 1.1.4.1 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ "ba dòng" 1.1.4.2 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ "hai dòng" 10 1.2 Những thành tựu nghiên cứu công nghệ sản xuất hạt giống lai F1 12 1.2.1 Xác định thời vụ gieo dòng bố mẹ 12 1.2.2 Đảm bảo trỗ bơng nở hoa trùng khớp dịng bố dịng mẹ 12 1.2.2.1 Đảm bảo trỗ bơng trùng khớp vào thời kỳ an toàn 12 1.2.2.2 Xác định độ lệch thời gian gieo cấy dòng bố mẹ 13 1.2.2.3 Các phương pháp dự báo thời gian trỗ 14 1.2.2.4 Các phương pháp điều chỉnh trỗ trùng khớp 17 1.2.3 Xây dựng kết cấu quần thể dòng bố mẹ suất cao 19 1.2.3.1 Tạo quần thể dòng bố, mẹ suất cao 19 1.2.3.2 Các biện pháp tạo quần thể dòng bố mẹ suất cao 20 1.2.4 Quản lý đồng ruộng 21 81 iv 1.2.5 Nâng cao tỷ lệ đậu hạt F1 23 1.2.5.1 Xác định thời kỳ trỗ bơng nở hoa thích hợp 23 1.2.5.2 Nâng cao khả cho nhận phấn 24 1.2.6 Đảm bảo chất lượng phẩm cấp hạt giống 27 1.2.6.1 Cách ly 27 1.2.6.2 Khử lẫn 28 1.2.6.3 Tránh lẫn tạp giới 28 1.2.6.4 Thu hoạch, làm bảo quản hạt giống 29 1.2.6.5 Kiểm nghiệm hạt giống lúa lai 29 1.3.Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai giới Việt Nam 30 1.3.1.Tình hình nghiên cứu lúa lai giới 30 1.3 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai Việt Nam Thanh Hóa 33 1.3.1 Q trình phát triển sản xuất nghiên cứu lúa lai Việt Nam 33 1.3.2 Quá trình phát triển sản xuất nghiên cứu lúa lai Thanh Hoá 35 1.4 Định hướng phát triển lúa lai thời gian tới Thanh Hóa 36 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Đối tượng nghiên cứu 38 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 40 2.3 Nội dung nghiên cứu 40 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 40 2.4.1 Điều tra phân tích diễn biến yếu tố khí hậu thời tiết đến việc sản xuất hạt lai F1 Thanh Hoá 40 2.4.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 40 2.5 Phương pháp xử lý số liệu 46 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tình hình sản xuất nơng nghiệp tỉnh Thanh Hoá 47 3.1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tỉnh Thanh Hố 47 3.1.2 Điều kiện khí hậu 48 3.1.3 Tình hình sản xuất nơng nghiệp Thanh Hoá năm qua 52 3.2 Kết thí nghiệm triển khai đề tài 54 82 v 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thời vụ gieo đến dòng bố mẹ tổ hợp Thanh Hoa đảm bảo trỗ trùng khớp 54 3.2.1.1 Ảnh hưởng thời vụ gieo đến thời gian sinh trưởng dòng mẹ Nhị 32A dòng bố Rs 54 3.2.1.2 Ảnh hưởng thời vụ đến tập tính nở hoa dịng bố, mẹ tổ hợp lai Thanh Hoa vụ Xuân 2012 56 3.2.1.2 Ảnh hưởng thời vụ đến phát sinh, phát triển loại sâu bệnh hại 57 3.2.1.3 Ảnh hưởng thời vụ gieo đến suất yếu tố cấu thành suất hạt lai F1 58 3.2.2 Xác định liều lượng phun GA3 hợp lý cho tổ hợp Thanh Hoa 60 3.2.2.1 Ảnh hưởng liều lượng phun GA3 tới chiều cao cuối dòng mẹ Nhị 32A dòng bố Rs 61 3.2.2.2 Ảnh hưởng lượng phun GA3 tới tỷ lệ hoa trỗ dịng mẹ Nhị 32A 62 3.2.2.3 Ảnh hưởng lượng phun GA3 tới tỷ lệ thò vòi nhuỵ tỷ lệ đậu hạt 64 3.2.2.4 Ảnh hưởng lượng phun GA3 tới suất yếu tố cấu thành suất tổ hợp Thanh Hoa 65 3.2.3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ bố mẹ đến số tiêu nông sinh học tổ hợp Thanh Hoa vụ xuân năm 2012 67 3.2.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ hàng bố mẹ tới suất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 Kết luận: 70 Kiến nghị: 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 72 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 74 LỜI CAM ĐOAN 78 LỜI CẢM ƠN 79 vi 83 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TGMS Temprature sensiticve genic male sterility (Bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ) PGMS Ph«tperiodic - sensiticve genic male sterility (Bất dục đực cảm ứng với quang chu kỳ) R Restorer: Dòng phục hồi hữu dục S Dòng bất dục đực chức di truyền nhân cảm ứng với điều kiện mơi trường hệ thống lúa lai A Dịng bất dục đực tế bào chất B Dịng trì bất dục đực tế bào chất CMS Cytoplasmic Male Sterility (Bất dục đực tế bào chất) CS Cộng GA3 Gibberellic Acid 3a IRRI International Rice research Institute Viện nghiên cứu lúa Quốc tế KHKT Khoa học kỹ thuật KN & KL Khuyến nông khuyến lâm NN & PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu NS Năng suất TBC Tế bào chất TGST Thời gian sinh trưởng CT Cơng thức TN Thí nghiệm TTNC & PTL Trung tâm nghiên cứu phát triển lúa UTL Ưu lai WA Wild Abortion: Bất dục đực hoang dại vii 84 DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng Đặc điểm nơng sinh học dịng mẹ Nhị 32A dòng bố Rs 38 Bảng 3.1 Diễn biến số yếu tố thời tiết khí hậu Thanh Hóa 49 Bảng 3.2 Diễn biến tỷ lệ cấu lúa lai (%) suất (tạ/ha) tỉnh Thanh Hoá 53 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời vụ gieo đến thời gian sinh trưởng dòng mẹ Nhị 32A dòng bố Rs 55 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời vụ đến tập tính nở hoa dịng lúa bố mẹ tổ hợp Thanh Hoa vụ Xuân 2012 56 Bảng 3.5 Tình hình nhiễm số loại sâu bệnh hại thời vụ sản xuất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa vụ Xuân 2012 57 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời vụ đến yếu tố cấu thành suất suất hạt lai F1 tổ hợp Thanh Hoa vụ Xuân 2012 59 Bảng 3.7 Ảnh hưởng liều lượng GA3 tới chiều cao cuối dòng mẹ Nhị 32A dòng bố Rs 61 Bảng 3.8 Ảnh hưởng lượng GA3 tới tỷ lệ hoa trỗ dịng Nhị 32A 63 Bảng 3.9 Ảnh hưởng lượng GA3 tới lệ tỷ đậu hạt suất hạt F1 64 Bảng 3.10 Ảnh hưởng liều lượng GA3 tới suất yếu tố cấu thành suất tổ hợp lai Thanh Hoa 65 Bảng 3.11 Ảnh hưởng tỉ lệ hàng bố mẹ đến tỷ lệ hoa A/R 67 Bảng 3.12 Ảnh hưởng tỉ lệ hàng bố mẹ tới suất hạt lai F1 68 85 viii DANH MỤC SƠ ĐỒ STT Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 2.1 Hệ thống lúa lai ba dòng Sơ đồ hệ 2.3 Hệ thống lúa lai hai dòng 11 DANH MỤC BIỂU ĐỒ STT Tên biểu đồ Trang Biể u đồ 1: Năng suấ t thực thu của tổ hơ ̣p Thanh Hoa thời vụ 59 Đồ thị 2: Năng suấ t thực thu của tổ hơ ̣p Thanh Hoa mức phung GA khác 64 Biểu đồ 3: Năng suất thực thu tổ hợp lai Thanh Hoa tỷ lệ bố mẹ khác 67