0906 nghiên cứu khả năng kháng rầy nâu và đặc điểm nông sinh học của một số giống lúa tại thừa thiên huế luận văn tốt nghiệp

MỞ ĐẦU Tínhcấpthiếtcủa đềtài Lúalàcâylươngthựcchínhcủahơn50%dânsốthếgiới,đặcbiệtđối với người dân Châu Á Đối với Việt Nam, lúa gạo nguồn lươngthựcchính,ngồiralúagạocịnlànguồnxuấtkhẩuthunhiềungoạitệ.Tuynhiên,rầynâu (NilarpavatalugensStal)làtácnhânhạilúanghiêmtrọngđặcbiệtởcácnướcChâ.Gi ảiphápcơbảnvàlâudàimàvẫnantồnvớimơitrườngvàsứckhỏengườidânlàxácđịnhv àphổbiếncácgiốnglúakhángrầynâuđếnvớingườinơngdân Hiện đa số giống lúa trồng chủ yếu tỉnh ThừaThiên Huế nhiễm rầy nâu Do vậy, việc di nhập giống lúa khángrầy nâu từ vùng miền khác để trồng đánh giá khả khángrầy nâu đặc điểm nông sinh học Thừa Thiên Huế việcthiết yếu nhằm tuyển chọn bổ sung nguồn giống lúa kháng rầy nâu,sinhtrưởngpháttriển tốttạiđiều kiệnsinhtháiđịa phương Khảnăngkhángrầynâucủacácgiốnglúađượcđánh giáthôngquaphảnứngvớiquầnthểrầynâu địa phương, đồng thời sử dụng kỹthuậtcủasinhhọcphântửtrongviệcxácđịnhcácgenkhángrầychokếtquảchínhxácvà rútngắnđượcthờigianthửnghiệm.Ngồiviệcchọnlọcgiốnglúakhángrầynâuvànăngs uấtcaothìchấtlượnggạocũnglàmụctiêuđượcquantâm.Nhữnggiốnglúacóưuthếvềchấ tlượnggạonhưhàmlượngtinhbột,amylose,độtrởhồ,độbềngel…làmchocơmcó vị ngọt, ngon,mềmvàdẻođồngthờicóhàmlượngcácchấtdinhdưỡngcaolànhữnggiốnglúacầnđượckhaithác uất phát từ l tr n, chọn đề tài:N g h i ê n cứukhảnăngkhángrầynâuvàđặcđiểmnôngsinhhọccủam ộtsốgiốnglúatạiThừaThiênHuế” Mụctiêu nghiên cứu Tr n sở đánh giá khả kháng rầy nâu số giốnglúa, phân tích đặc điểm nông sinh học (thời gian sinh trưởng, khảnăng đẻ nhánh, suất, chất lượng ) giống lúa kháng rầynâu,phântíchđặcđiểmsinhhọcphântửcủacácgiốngkhángrầynâutrồngtạiThừaThi ênHuế.Dựatrênkếtquảnghiêncứu,chúngtơithammưu,đềxuấtchođịaphươngsửdụngcá cgiốnglúaphùhợp Ý NGHĨAKHOAHỌCVÀTHỰCTIỄN 3.1 Ý nghĩa khoahọc Kếtquảnghiêncứuvềđặcđiểmsinhtrưởngpháttriển,nôngsinhhọcvàsinhhọcphântửcủamột số giống lúa để sàng lọc khả năngkhángrầynâuởThừaThiênHuếsẽcungcấpcácbằngchứngkhoahọcchocôngtácchọ ntạogiốngtạiđịaphươngnàytrongtươnglai 3.2 Ý nghĩathựctiễn Giới thiệu giống lúa có suất cao, chất lượng gạo tốtvà mang gen kháng rầy nâu cho Thừa Thiên Huế địa phươngcó đặcđiểmsinhtháitươngtự Đóng gópmớicủaluậnán Phân tích mối liên quan yếu tố nông sinh học với năngsuất, suất với tìnhhình nhiễm rầy nâu ác định ba giốnglúacómangđagenkhángrầynâubph1,bph2,bph3,bph4,bph10,bph14,biểu kháng rầy nâu giống lúa tốt Trong đógiốnglúaSàiĐườngKiếnAnlàgiốngcónhiềuưuđiểmthểhiệnởkhảnăngthíchnghivới điềukiệntựnhiêncủaThừaThiênHuế,năngsuấtcao,chất lượng tốt khả kháng rầy nâu tốt Chuyển giao mộtlượnglúagiốngđãđượctuyểnchọnchohộnôngdântrồngthửnghiệmtrêndiệnrộngởđị abànxãAnĐông,thànhphốHuế Bốcục củaluậnán Luận án gồm 117 trang với 12 bảng số liệu, 16 hình 107 tàiliệuthamkhảo.Kếtcấuluậnángồmmởđầu:2trang;tổngquantàiliệu:25 trang; nguyên liệu,nôi dung phương pháp nghi n cứu: 14 trang;kếtquảnghiêncứuvàthảoluận:42trang;kếtluậnvàđềnghị:2trang;nhữngcơngtrìnhđ ãcơngbố:1trang,tàiliệuthamkhảo:11trang,phụlục:20trang NỘI DUNG LUẬN ÁNChương1.TỔNGQUANTÀI LIỆU 1.1 Giới thiệuvề lúagạo Lồi lúa trồng quan trọng nhất, thích nghi rộng rãi chiếmđại phận diện tích lúa giới làOryza sativaL H i ệ n n a y c ó loại lúa nhóm lúa Indica Japonia Các phận mộtnhánhl ú a b a o g m : r ễ , t h â n , l v c ó t h ể c ó h o ặ c k h n g c ó b n g Cáclám ỏn g, hẹpbản (2,0-2,5cm) dài 50- 100 cm Cá nhỏ thụ phấn nhờgió,mọcthànhcáccụmhoaphânnhánhconghayrủxuống, dài khoảng 30-50 cm Hạt lúa loại thóc (hạt nhỏ, cứngnhư loại ngũ cốc) dài5 - m m v dày 2-3 mm Sau x t bỏl ớp v ỏ ngoài, thuđượcs ả n phẩmchínhlàg o vàc c phụphẩm làcá mvàtrấu 1.2 Đặc điểmsinhlýcủacâylúa 1.2.1 Cácgiaiđoạnsinhtrưởng,pháttriểncủa câylúa Thời gian sinh trưởng lúa từ nảy mầm chínthayđổitừ90-180 ngàytùytheogiốngvàđiềukiệnngoạicảnh.Câylúa trải qua thời kỳ sinh trưởng, phát triển sinh trưởng dinhdưỡng vàsinhtrưởng sinhthực.Thờikỳ sinhtrưởng dinhd ỡ n g tính từ lúc gieo đến lúc làm đòng, gồm thời kỳ nảy mầm, mạ vàlàm đốt, làm địng Trong thời kỳ lúa hình thành phát triểncáccơ qua n dinhdư ỡng nhưra , phátt ri ể nrễ , đẻ nhá nh Thờikỳ nàycó ảnhhưởngtrựctiếptớiviệchìnhthànhsốbơng.Thờikỳsinhtrưởng sinh thực thời kỳ phân hóa, hình thành quan sinh sản từlúc làm đòng thu hoạch, bao gồm q trình làm địng,trổ bơng hình thành hạt Thời kỳ làm đốt định việc hìnhthànhsố hạttrên bơng, tỷlệhạtchắc trọnglượnghạt 1.2.2 Hoạtđộng sinhlý củacâylúa Các hoạtđ ộ n g s i n h l ý c ủ a c â y l ú a t r o n g q u t r ì n h p h t t r i ể n quang hợp, trao đổi nước, dinh dưỡng khoáng, khả chốngchịu,ả n h h n g đ ế n n ă n g s u ấ t c ủ a c â y l ú a N g h i ê n c ứ u đ ặ c đ i ể m sinh lquá trình hình thành suất nghiên cứu trình hìnhthành, tích lũy chất khơ (carbohydrate) hạt Năngsuất sinh học lúa phụ thuộc vào yếu tố cường độquang hợp, thời gian quang hợp, diện tích Để nâng cao suấtkinh tế lúa phải có biện pháp tưới nước, bón phân, bố tríthờivụ hợplý, phịngtrừsâu bệnh 1.2.3 Yếutố hìnhthành suấtlúa Năngsuấtđượcquyếtđịnhbởisốbông/m2,sốhạt/bông,tỷlệhạtchắc Mỗi giai đoạn phát triển lúa liên quan mật thiếtđếnyếutốcấuthànhnăngsuất.Mỗimộtyếutốđóngmộtvaitrịkhácnhaunhưngđềunằ mtrongmộthệquảliênhồntạonênhiệusuấtcaonhấtmàtrongđócácyếutốđềucóliênq uanmậtthiếtvớinhau 1.2.4 Ảnh hưởng số điều kiện sinh thái đến sinhtrưởng, pháttriển củacâylúa Sự sinh trưởng phát triển lúa có liên quan mật thiếtvới điều kiện thời tiết khí hậu Đó yếu tố nhiệt độ, ẩm độkhơng khí, lượng mưa ánh sáng Các yếu tố thuận lợi làđiều kiệncơbảnđể nângcao năngsuấtcâytrồngvàngượclại 1.3 Đặcđiểmhìnhthái,đặctínhhóasinhcủahạtgạo Chất lượng hạt gạo đánh giá thông qua chất lượng dinhdưỡng, chất lượng nấu nướng chất lượng xay chà Hàm lượng chấtdinhdưỡngcótronghạtgạo baogồm:hàmlượngprotein,tinhbột,lipid Độ mềm dẻo hạt gạo nấu thành cơm đánh giáthôngq u a h m l ợ ng a m y l o s e , đ ộ t r h , đ ộ b ề n g e l N g o i r a c h ỉ tiêu hì nh nghạt gạ o v độb c bụ ng đư ợc sử dụngđể đá nh giáchấtlượng gạo 1.4 Rầynâugâyhạivàkhảnăngkhángrầynâucủacâylúa 1.4.1 Giớithiệuvềrầynâu Rầy nâu (Nilarpavata lugensS.) chích hút trực tiếp chất dinhdưỡng từ phát triển, làm giảm suất, mật độ rầy caocóthểlàm chếtcây lúa, gây hiệntượng cháy khôcảđ m r u ộ n g Ngồi ra, rầy nâu gây hại gián tiếp cho lúa cáchtruyềnvirus gâybệnh vàng lùn,lùn xoắn 1.4.2 Biotyperầynâu Rầy nâu có biotype: biotype phân bố rộng vùngĐông Á Đông Nam Á, biotype có nguồn gốc Philippin phátsinh sau sử dụng rộng rãi giống có genbph1, biotype phátsinh từ phịng thí nghiệm Nhật Bản Philippin, biotype chỉthấy vùng Nam Á Quần thể rầy nâu tỉnh Thừa Thiên Huế thuộcbiotype1 biotype 1.4.3 Cơchế kháng rầy nâu câylúa Tính kháng phản ứng tự vệ chống lại tấncông côn trùng mầm bệnh Hiểu rõ chế kháng rầy tiềnđề quan trọng cho biện pháp nhằm hạn chế thiệt hại rầy nâugâyra.Nhữngnghiêncứudựavàocác kỹthuậtphântửgầnđâychothấy có thay đổi mặt di truyền, sinh lý hóa sinh lúakhicó sựtấncôngcủarầynâu 1.4.4 Gen kháng rầynâuở lúa Cho đến năm 2010, có 24 gen kháng rầy nâuđược xác định Viện lúa quốc tế IRRI Các gen kháng rầy nâu nằmvị trí nhiễm sắc thể (NST) khác lúa Một nhómcácge n như: b p h ,bph2 ,bph9,b p h ,bph18 ,a nd b p h nằ m cánh dài NST số 12, genbph12, bph15, bph17, bph20đều nằmtrên cánh ngắn NST số 4, genbph11, bph14nằm cánh dàicủaNSTsố 3,genBph13,bph19nằmtrên cánhngắncủa NSTsố3 1.5 Nghiêncứu vềcâylúakháng rầy nâuởViệt Nam Mỗi năm CLRRI sản xuất khoảng 10-20 giống lúa có khảnăngkhángrầynâuvà cácgiốnglúanàychủyếuđượctrồngthửnghiệm trồng đại trà vùng lúa thuộc khu vực ĐBSCL, cònở khu vực miền Trung việc giống lúa kháng rầy chưa đượcquan tâmnhiều Chương2 NGUYÊNLIỆU,NỘIDUNGVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 2.1 Nguyênliệu nghiêncứu giống lúa IRRI 352, BG 367-2, Sài Đường Kiến An LốcNướcdoTrungtâmTài ngunThựcvật,ViệnKhoahọcNơngnghiệp, Hà Nội cung cấp(có cấp độ kháng rầy từ 0-3), giống TN1(chuẩn nhiễm) GiốnglúaKhangDân Quần thể rầynâuởThừaThiên Huế 2.2 Nội dung nghiêncứu - Các đặc điểm nông sinh học (thời gian sinh trưởng, khả năngđẻ nhánh, chiều cao cây, diện tích lá, cường độ quang hợp, chỉtiêunăngsuất )củacácgiốnglúanghiêncứutronghaivụHèTh uvàĐôngXuântạihợptác xã An Đông, thànhphố Huế - Cácđặcđiểmchấtlượnghạtgạo(hàmlượngprotein,amylose, độ trải gel, hình dạng hạt, độ bạc bụng ) giống lúanghiên cứu hai vụ Hè Thu Đông Xuân hợp tác xã AnĐông,thành phố Huế - Đánh giá tính kháng rầy nâu giống lúa nghiên cứu(trong nhà lưới đồng ruộng) hai vụ Hè Thu ĐôngXuântạihợp tác xã An Đông,thành phố Huế - Xác định gen kháng rầy nâu có giống lúa nghiêncứu bằngkỹthuậtsinh họcphân tử 2.3 Phương pháp nghiêncứu 2.3.1 Bốtríthínghiệm Thínghiệmgồm5giốnglúacónguồngốcvàmứcđộkhángrầynâu khác Mỗi giống cơng thức thí nghiệm bố trítheokhốingẫunhiênđầyđủ với3lầnnhắclại,mỗiơthínghiệmcódiệntích10m2(5mx2m),khoảngcáchgiữacácơlà 30cm 2.3.2 Đánh giá tiêu nông sinh học:được xác định vàđánh giá dựa theouyphạm khảo nghiệm giống quốc gia 10 TCN558-2002” (Bộ NNT N T , 0 ) v Hệ thống t i ê u c h u ẩ n đ n h g i câylúacủa IRRI(IRRI, 2002) 2.3.3 Đánh giá chất lượng gạo:hàm lượng protein xácđịnh theo phương phápBradford (1976), hàm lượng glucoseđ ợ c xác định xác định theo phương pháp Lindsay (Lindsay,1973), hàm lượng lipid xác định phương pháp Soxhlet(Mùi, 2001), hàm lượng amylose xác định theo phương phápcủa Sadavisam Manikam (1992), độ bền gel xác định theophương pháp Cagampang (1973), độ trở hồ xác định theophương pháp Little cs (1958), hình dạng hạt gạo độ bạcbụngđược đánh giátheotiêu chuẩncủa IRRI(IRRI, 2002) 2.3.4 Đánhgiátínhkhángrầynâu: - Đánh giá phản ứng với rầy nâu nhà lưới theo phươngpháp Tanaka (2000), đánh giá mật độ rầy nâu đồng ruộngtheoH ệ thốngtiêuchuẩnđánhgiácâylúacủaIRRI(IRRI,2002) -h n g phápsinhhọcphântử DNA tổng số tách chiết theophương pháp Kang cs (2003)Khuếchđạichỉthịliênkếtvớigenbph1sửdụngcặpmồiBpE183 (R/F)(Kim cs, 2005); khuếch đại thị liên kết với genbph3sửdụngcặpmồiRM589(R/F) (Jairinvàcs,2007);khuếchđạichỉthịliênkếtvớigenbph4sửdụngcặpmồiRM58 6(R/F)(Jairinvàcs,2007) Dựatrêntrìnhtựvùngcdsgenkhángrầynâubph14(Accession: J941067.1),chúngtơisửdụngchươngtrìnhDNASISđểthiếtkế4cặp mồi,đượckhiệu là: M1-và R, M2-v R , M - v R , M - v R nhằm khuếch đại đoạn overlapping (M1, M2, M3, M4) toàn bộchiềudàivùngcdsgenkhángrầynâubph14(Du,2010) Điều kiện cho phản ứng PCR là:95oC-5 phút; 30 chu kỳ:95oC1phút,55oCđến60oC-1phút và72oC-1phút;72oC-10phút Tạo dòng DNA trình tự đoạn DNA tái tổ hợp phântíchbằngphươngphápdioxytrênmáyInstrumentModel/Name:3730xldo cơngtyBioneer,Koreathực 2.3.3 Xửlýthống kê Các thí nghiệm lặp lại lần (n≥30) Số liệu thực nghiệmđược tính giá trị trung bình phân tích ANOVA (một yếu tố haiyếutố), phân tíchmơ hình tuyếntínhnhiều biến bằngphần mềmR Chương3.KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀTHẢOLUẬN 3.1 Đặcđiểmnông sinhhọc cácgiốnglúa 3.1.1 Thời giansinhtrưởng vàpháttriển Hình3.2 Diễn biến yếutố thờitiết quacácvụlúa vụHèThu (A,B)vàvụĐơng Xn(C, D) Bảng 3.1.Thờigiansinhtrưởngcủacácgiốnglúa Đẻnhánh Làmđịng Trổrộ Chín Giống HT ĐX HT ĐX HT ĐX HT ĐX KD 38,7ABa±1,2 41,3Ab±1,2 68,3Aa±0,6 80,7Ab±0,6 77,3Aa±0,6 111,7Ab±2,9 96,3Aa±0,6 137,0Ab±1,7 L1 39,7Aa±0,6 27,0Cb±1,0 67,7ABa±0,6 71,7Bb±1,5 78,7Aa±1,5 104,7Bb±0,6 96,3Aa±0,6 137,3Ab±1,2 L3 37,7AB±0,6 36,3B±1,5 L25 B 37,3 ±0,6 AB 39,7 ±1,5 67,7ABa±1,2 86,3Cb±1,2 77,3Aa±0,6 103,3Bb±1,5 96,3Aa±0,6 132,3Bb±2,5 L27 39,0AB±1,0 41,3A±1,2 65,3Ba±0,6 79,3Ab±0,6 74,3Ba±0,6 105,3Bb±1,2 94,7Ba±0,6 135,3ABb±0,6 73,3Ca±1,5 84,3Cb±0,6 85,3Ca±0,6 94,0Cb±1,7 96,7Aa±0,6 126,0Cb±1,0 Chút h í c h : C h ữ c i i n h o a c h ỉ s ự s a i k h c g i ữ a c c g i ố n g , c h ữ c i thườngc hỉ sựsaikhácgiữacácmùa(P95%)(Bảng3.2) 3.1.3 Số nhánh Số nhánh/cây mùa vụ gieo trồng khác Cácgiống trồng vụ Hè Thu có 6,3-8,0 nhánh/cây, cácgiống trồng vụ Đơng Xn có 7,0-9,0 nhánh/cây Theo cấpphân loại IRRI giống lúa nghiên cứu có số nhánh cuốicùngthuộc nhóm7 nhómthấp (số nhánh cuốicùngtừ5-9) 3.1.4 Diệntíchláđịng Kết bảng 3.2 cho thấy diện tích địng có sai kháckhá rõ giống lúa, vụ Hè Thu (20,2-31,4 m2), vụ Đông Xuân(19,9-30,7 m2) Kết phân tích ANOVA-hai yếu tố cho thấy rằngdiện tích địng giống lúa trình bày bị ảnh hưởngbởi đặctính ditruyền giốnglúa nghiên cứu(Bảng3.5) 3.1.5 Chiều dàibơng Các giống lúa nghiên cứu có chiều dài từ 21,8-24,9 cm(vụ Hè Thu) 21,5-24,3 cm (vụ Đông Xuân) Kết cho thấychiều dài thường tính di truyền quy định, bị chiphốibởiđiều kiện ngoạicảnh chế độcanhtác 3.1.6 Chiều caocây Chiều cao đo giống lúa dao động từ 93-107 cmtrong vụ Hè Thu, từ 94,3-106,7 cm vụ Đông Xuân Theothang điểm để đánh giá chiều cao IRRI giống phổ biến ởđịa phương Khang Dân giống lúa nghiên cứu thuộc nhómlúabán lùn (