3⁄16
2 11^^^^^^+^^*+^^^*+^*+**^*^**^^**^*^*^*^^^^ BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRUONG DAI HOC SU PHAM
KHOA SINH VAT
BỘ MÔN DI TRUYỀN
Ae Tai:
BUGC ĐẦU NGHIÊN CUU ANH HUGNG CUA
TIA PHONG XA GAMMA (Co) LEN MOT SO
ĐẶC ĐIỂM TRONG QUÁ TRÌNH
SINH TRƯỞNG và
PHAT TRIEN CUA GIONG LUA IR 56279
Người hướng dẫn: Thac Si Nguyén Thi Mong
Trang 2Ằ% Le Cin On
Chúng tôi xin chân thành cám ơn:
cô Nguyễn Thị Mong - cán bộ giảng dạy môn Di
truyền học
Ban chủ nhiệm khoa sinh cùng quý Thầy cô là cán
bộ giảng dạy và nhân viên trong khoa đã tận tâm
hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện để tài này
Ban giám hiệu trường Đại HọcSư Phạm Tp.HCM
Ban giám đốc, phòng kế hoạch tổng hợp cùng tập thể Bác sĩ, kỹ sư khoa kỹ thuật chiếu xạ Trung
Tâm Ung Bướu TpHCM đã tạo mọi điểu kiện
thuận lợi, tận tình giúp đỡ tôi thực hiện để tài này Xin cám ơn tất cả các bạn đã động viên, giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành
Trang 3MUC LUC PHAN I LOI MG DAU PHAN II
TONG QUAN TAI LIEU
A LUGC SU NGHIEN CUU VA MOT S6 THANH TUU CUA Di TRUYỂN CHỌN GIỐNG BẰNG CÁCH GÂY ĐỘT BIỂN
L Lược sử nghiên cứu . «5< ĂSSĂsesseeeererreererrrrrerrrea 9
TL THÂN) ĐỨN, (246/0 20010(((4000010016060ả001600 0600 xc8e 10
1) Một số thành tựu tạo giống mới trên thế giới 10
›)› Một số thành tựu tạo giống mới ở Việt Nam 12
B TÁC NHÂN PHÓNG XẠ GÂY ĐỘT BIỂN
I1 Phân loại
1 NhồômpBóngxo ĐH hÓI 222222212222 13
?› Nhóm phóng xạ không gây lon hóa 14
H Cơ chế tác động của tia gamma lên vật chất di truyền
1) Cơ chế tác động của tia gamma lên vật chất đi truyền
ở cấu độ nh À.-—nccccccnecseoeoaoyýZad 15 ›› Cơ chế tác động của tia gamma lên vật chất di truyển
ñ:căn GV Lỗ: DBÃOtt2c6 000 000000220102002000100166226G2200166010665166 15
3) Giải thích cơ chế tác động của bức xạ Ion hóa lên vật chất
di truyền ở cấp độ khác nhau theo thuyết hiện đại 17
4) Tác dụng của phóng xạ đối với thực vật 20
C TRIEN VONG CUA NGANH CHON GIONG BOT BIEN 21
PHAN III
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
A ĐỒI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
I Sơ lược về nguồn gốc và bộ máy di truyền của cây lúa 25 H Điều kiện chọn giống năng suất cao .- - 26
Trang 48 DIEU KIỆN ĐÃ CHỌN ĐỂ TRIỂN KHAI Dé TAI
C PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DE TAI 1ï Ÿ tinh Dị ĐẾN uuayovayoiooovzaiotai00000044010220210k99610k-e4 2) Chiếu xạ lên hạt khô . s25 5< se KV rv v⁄2 HỆ GÌ THĐ ;y0áci0cigi0i60iui614334GX2ã42ã220G2286464038A868 6% 4) Canh tấC cv cv g) Bồ trí nghÌNẬ: tac 2cáiiceccccckbsgdadiginlayisoaqd Gh PE DHúP to Ti acc iieeieieeeeeeieoneeeenoseeee D PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU PHÂN IV
KET QUA VA BIEN LUẬN
Trang 5Oan €7,
LO9 MG DAU
Cây lúa có tam quan trọng chiến lược trong nền kinh tế nông nghiệp
Thế Giới vì gạo là lương thực chính của 1⁄2 + 2/3 dân số Thế Giới Gạo là lương thực chính cung cấp 1/2 +2/3 năng lượng hàng ngày cho người dân Châu
A Đối với dân nghèo, gạo là nguồn cung cấp đạm chủ yếu Ì 2' I
Các loại luá được trồng phổ biến hiện nay là: Oryza Sativa.L (ở Châu A) va Oryza glaberrima (ở Châu Phi ) l2I Diện tích đất trồng luá trên Thế
Giới chiếm hơn 150 triệu hecta Trong đó Châu Á chiếm hơn 90% tổng diện
tích và tổng sản lượng
Gạo là nguồn lương thực giàu dinh dưỡng (so với những cây lương thực khác: luá mì, luá mạch ) chứa nhiêu Protein, bột, đường, chất béo, chất khoáng và sinh tố Ngoài ra luá có giá trị sử dụng rộng rãi; làm bánh, làm môi trường, chế tạo niêm khuẩn, làm cơm mẻ, cơm rượu, nấu rượu, làm hồ, cám:
chứa nhiều Vitamin B1 chữa bệnh phù thủng, làm thức ăn cho heo; trấu làm chất đốt phân bón, chất đốt bên cạnh đó gạo còn là nguồn ngoại tệ đổi lấy vật tư thiết bị cân thiết cho sự phát triển công nghiệp Từ năm 1998 trở đi
nước ta đã bắt đầu xuất khẩu được 1+1,5 triệu tấn gạo (Văn Kiện Đại Hội Dai Biểu Toàn Quốc Lan Thứ VIII ) Sản lượng lúa Việt Nam tăng từ 11,5 triệu tấn
(1980), lên 16,1 triệu tấn (1987) và đến năm 1995 đã đạt 24,9 triệu tấn (33)
Nước ta có khoảng 80% dân số phụ thuộc vào nghề nông, trong đó phần lớn sống với nghề trồng lúa
Cho đến nay và nhiều năm sau, cây lúa vẫn là cây lương thực chính của nước ta và nhiều nước trên Thế giới
Sự gia tăng dân số đã phá vỡ thế cân bằng giữa nhu cầu và khả năng cung cấp lương thực Việc thâm canh, tăng vụ, mở rộng diện tích gieo trồng
không giải quyết thỏa mãn nhu cầu lương thực trong tương lai nếu không có
những tiến bộ khoa học về giống và cây trồng
Theo các chuyên gia hàng đầu về lương thực và nông nghiệp thì chỉ có
thể tạo ra những đột phá mới về năng suất bằng hai hướng :
- Cải tiến dạng cây lúa để tạo kiểu cây lý tưởng đạt năng suất
13+15/ha/vu
Trang 6Luin Odin Fét VUghiéo
- Khai thác tiểm năng ưu thế lai của con lai F; (IRRI 1989)
(International Rice Research Institute)
Trong đó đột biến được coi là phương pháp hiệu quả nhất cải tiến dạng giống cây trồng hiện có Người ta đã tạo ra nhiều giống lúa mới bằng cách lai
tạo giữa các giống đã gây đột biến hoặc chọn lọc các đột biến trực tiếp tạo giống mới, năng suất cao
Với mục tiêu tạo ra vật liệu khởi đầu cho công tác lai tạo và cải tiến giống sau này, chúng tôi thực hiện để tài “Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng
cáa tia phóng xa Gamma (Co™) lén một số đặc điểm trong quá trình sinh trưởng và phát triển của giống lúa IR56279” Mặt khác để góp phần xác định
tính quy luật của sự phát sinh đột biến khi xử lý hạt khô bằng tia Gamma
nguôn Co”? Bên cạnh đó, thực hiện để tài này nhằm giúp chúng tôi ( Sinh viên
Su Pham) lam quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, làm cơ sở cho việc học tập và nghiên cứu sau này
Trang 7
Lugn Odn Todt Ughiég
PHAN II:
7ONG 2UAN TAT LIEU
A LUdc SU _NGHIEN COU VA MOT SO THANH TUU CUA DI TRUYEN CHON GIGNG BANG CACH GAY BOT BIEN:
1U LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU ;
- Từ năm 1894 Bailey đã nói về tác dụng có hại của tia tử ngoại
- Năm 1896, những nghiên cứu về bức xạ ion hoá trên lúa được tiến
hành i12I
- “Từ nim 1908 — 1922, Petry-Stein lần đầu tiên thấy ảnh hưởng của
phóng xạ, chủ yếu là tia Rơnghen và tia Gamma lên thực vật
- 1917 - 1986, các công trình nghiên cứu đâu tiên theo hưởng xác định
độ cảm ứng phóng xạ ở lúa được nghiên cứu ở Nhật Bản: Yamada (1917), Nakamura (1918), Kamura (1919-1944), Fuzi, Yamaguchi
và ADNro (1962), đã xử lý tia Garnma ở các liều lượng khác nhau trên hạt khô thứ 24 của lúa trồng và đã xác định được LD50 của các
giống lúa khác nhau thuộc loai phu Japonica 14 40KR-SOKR còn của loài Indica là 25KR+40KRI29I, trung bình là 32,SKRI2OI
- Năm 1925 tại học viện Radium-Leningrat, lần đầu tiên L Natxon và Philippon phát hiện ra hiệu qủa gây đột biến của tia ion hoá lên nấm bậc thấp
- Năm 1927 Muller dùng tia X gây đột biến ở ruồi giấm - Năm 1928 Stader xử lý tia X trên ngô, tạo nhiều đột biến
- Từ năm 1929-1930, Viện sĩ Xepeghin ở Odetxa đã tiến hành thí nghiệm tạo đột biến dưới ảnh hưởng của tia phóng xạ trên các cây sinh sản sinh đưỡng Năm 1934, ông đã nêu giá trị chọn giống bằng
tạo đột biến qua bài tổng kết “Đội biến Rơnghen là nguồn tạo ra
những giống mới ở các cây nông nghiệp *
Cho đến nay đã có hàng trăm công trình nghiên cứu được công bố theo
hướng đề cập đến hiệu qủa gây đột biến của tia garuna (cùng tác nhân lý hoá khác): Kazai (1963), Sưzuki (1964), Nguyễn Minh Công (1968), Trịnh Bá Hữu,
Trang 8
Lugn Odin Fét Ughi¢n
Lé Duy Thanh (1967 — 1970), Bhan (1971), Tran Minh Nam (1978), Wang
(1985), Trần Duy Quý (1983 —1989), Shwe H.LA va Shai A.Q (1993)
Nhiều tác giả đã xử lý tia gamma lên hạt lúa đã hút nước bảo hòa và đã
đi đến kết luận chung: Lúa hút nước đã bảo hòa hay hat nay mam phan xa cao hơn, cho tầng số đột biến hình thái, sinh trưởng và phát triển, tần số và
phổ đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể cao hơn so với xử lý tia gamma lên hạt
khô II I, 18, 19, 20, 21, 221
Trải qua hơn một hế kỷ nghiên cứu, người ta đã tìm ra nhiều tác nhân gây đột biến và nhiều phương thức xử lý khác nhau Nhưng tia gamma vẫn là
tác nhân vật lý được nghiên cứu và sử dụng nhiều nhất
IU THÀNH TỰU GÂ Y ĐỘT BIẾN :
1 Thành tưu gây đột biến tao giống mới trên thế giới :
*Nhật Bản :
- Tanaka va Tamura (1968) tạo các giống lúa đột biến có thời gian sinh trưởng ngắn, số bông vượt xa hễển giống gốc
- Từ giống lúa Nerin ~ 8 có hàm lượng đạm 6,8% xử lý phóng xa tạo hàng trăm đột biến (Nghiên cứu thế hệ thứ 8) có hàm lượng đạm đao
động từ 4,2% + 10,3%
Giống lúa đột biến do phóng xạ có thân thấp hơn giống cũ
Fugiminong l5cm Do đó thân cứng, chịu phân, năng suất cao
lFulsahara — 1967, Sigurb Jorusson Micke — 1969
* Dai Loan :
Tạo được các đột biến lúa lùn SH 30 - 21 và KT 20-74 chịu
phân, chín sớm, cho năng suất cao Khi cho lai SH 30 - 21 với TNI tạo giống YH.I thân thấp, chín sớm, năng suất cao IH.W.LI; C.H.HV;
S.C.WO 19711
* Ấn Độ :
Các nhà đi truyền học Ấn Độ sử dụng tác nhân vật lý và hóa học
gây đột biến đạt nhiều kết quả :
Từ giống lúa GEB - 24 Ấn Độ đã thu được các thể đột biến chín sớm
hơn 20 ngày, trọng lượng hạt cao hơn giống lúa khởi đầu từ 40% - 45%, năng suất cao hơn 10% + 19% | 9 |
Trang 9
Luin Odn Fét Ughiép
- Từ giống lúa NP - 130 dưới tác dụng của tia gamma và EMS (Ethyl Methyl Sunfornar) đã tạo được đột biến thấp cây, chống ngã rạp, sử
dụng ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn, chín sớm hơn
- Từ giống đậu phông POL - 1 tạo được POL — 1 đột biến, kháng bệnh
%Tikka ” ở lá, ít bị đốm, số lượng hạt nhiều (một trái 2+3 hạt), sản
lượng cao hơn (1984) | 9 I
-_ BL 22, một loại đột biến tạo năng suất cao và ra hoa trễ, cho nhiều lá non xanh vào mùa hè của cỏ ba lá Ai Cập (Trựoliưm Alexan
Đrinum L) Dưới tác dụng của tỉa gamma, liều lượng 40 KR I 9 | (Báo cáo dự án nghiên cứu phối hợp toàn Ấn về cây trồng làm thức ăn cho
vật nuôi 1983 - 1984)
- Năm 1985, tạo đột biến chống đốm lá ở lúa mì, tạo dang HW 147:
Cây có sức để kháng bệnh đốm lá, sản lượng cao, di truyền ổn định
qua nhiều thế hệ
* Trung Quốc :
- Nam 1980, xử lý lúa Indica mda mu6n bing tia gamma nguồn Co“°
tạo giống đột biến M112 di truyền qua sáu thế hệ Giống này chịu
lạnh, chống dé, khang ray lung trắng, năng suất cao 6,3 + 7,5 tấn/ha
l3I
- Giống lúa đột biến Yuan.D ong 96 chống được bệnh rỉ sắt, thân ngắn
hơn giống ban đầu 20 em
- Từ giống lúa Taichung - Native - 1: do phóng xạ, tạo giống đột biến chống bệnh bạc lá
- - Tại trường Đại học nông nghiệp Zhejiang hợp tác với viện nghiên
cứu nông nghiệp tỉnh Yo — Mong tạo ra giống lúa đột biến Zhe ~ Fu 802: Chín sớm, có sức để kháng loại gạo nổ, hàm lượng protein khoảng 14%, phát triển tốt ở đất xấu và có sức để kháng lại sức ép của nhiệt độ Được trồng ngày càng nhiều ở Nam Trung Quốc từ
nam 1983 — 1985 Ia 20.000 + 71.000 ha {9 |,
- Ti nam 1973 + 1984, gây đột bién bang tia gamma két hop EMS trên lúa Nizersail tao d6t bién NS1: chin sớm, sản lượng cao hơn,
được nông dân ưa chuộng l9 I
Năm 1978, chiếu xa tia gamma liéu lượng 10KR + 30KR trên cây
bông vải tại Trung Tâm nghiên cứu Cotton Coimbatore tạo được
đột biến C1412 và lai qua sáu thế hệ, tạo giống mới chống được sâu
Trang 10
Luin Van ốt Ughite
Tassid, có sức chịu đựng cao, cây nhỏ, nhánh trái ngắn, chất lượng
sợi vải mềm, năng suất cao l9 I
* CHDC Đức :
Năm 1984 xử lý đậu tương giống Fiskeby.V bằng NMU (Wiinøso Methyl Urea) hoac tia gamma tao đột biến có thân dài, vỏ đậu có khả
năng kháng côn tring cao 19 |
2 Thành tựu ở Việt Nam :
2.1 Các giống cây trồng khác :
Viện cây lương thực và cây thực phẩm trung ương đã xứ lý mầm táo
bằng NMU tạo ba giống táo số 12, 13 và táo xoan sớm (Gia Lộc):
Quả tròn, ngọt, thơm, trái chín có sắc tím hồng đã cho hai vụ trong
nam
Viện đi truyền Nông Nghiệp và Trung Tâm Giống cây trồng Việt -
Nga tạo giống Ngô DT6, DL2, đậu Tương M10, DT 84, DT 90 có sức chống chịu cao, phẩm chất tốt, nãng suất cao
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Nghiệp Việt Nam đã tạo được giống Lạc đột biến V79 có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao và đạt
tiêu chuẩn xuất khẩu
2.2 Giống lúa :
- Năm 1966, bộ môn Di truyền Giống trường Đại học Tổng hợp kết hợp với bộ môn Di truyền Giống trường Đại học Nông Nghiệp I xử lý giống lúa Chiêm để gây đột biến bằng tác nhân phóng xạ và hóa
học
Năm 1969, Trường đại Học Tổng hợp Hà Nội xử lý phóng xạ và hóa chất trên mầm lúa nhận được nhiều đột biến hơn so với xử lý hạt khô Nghiên cứu các đột biến qua 6 - 7 thế hệ rồi đưa vào sản xuất
thí điểm, biểu hiện hiệu quả rõ rệt: Thời gian sinh trưởng ngấn,
chống chịu sâu bệnh, năng suất cao
Năm 1973, trường Đại học Tổng hợp và Đại học Nông nghiệp I xử lý bằng tia phóng xa tạo được giống lúa đột biến mới T25 có chiều cao 1,1 + 1,2 mét (so với giống ban đâu là 1,4mét), phần ứng với ánh sáng mạnh, ngày dài, ổn định trong vụ mùa
Trang 11
fudn Odin Cốt ⁄2Luiiệp
- TY gidng Cy — 63 cd chiéu cao hon I mét, thân yếu, lá xòe, chịu phân
kém, hạt nhỏ, được xử lý qua tia gamma và tạo đột biến M; cao từ
70 + 80 cm, thân đứng, lá đứng, chịu phân bón cao, trọng lượng 1000
hat( P 1000) là 39 + 40 gram Từ M; tạo đột biến DTI10, DTII
năng suất cao từ 6 + 7 tấn/ha/vụ, chịu rét, kháng sâu bệnh: bạc lá,
đạo ôn, khô rần |Phó tiến sĩ Trần Minh Nam - Đại học Tổng hợp
Tp.HCM và Viện khoa học Miễn Nam |
- Vién Di truyền Nông Nghiệp xử lý giống lúa Mộc Tuyển bằng tỉa
gamma, chọn tạo được giống MTI: Chín sớm, thấp cây, cứng cây,
chịu phân, chịu chua, năng suất tăng từ 10 + 20% so với dạng gốc
[Tap chí Khoa học Kiến thức ngày nay 4/1989 |
- Dùng tỉa gamma nguồn Co'° kết hợp với NMU tác động lên các
giống NN5, NN8, Trân Châu lùn các nhà chọn giống đã thu được một số đột biến có lợi như: Nhiều hạt, chín sớm, hạt ít rụng
- Từ giống lúa NN3 tạo giống đột biến A20 chín sớm hơn 15 ngày, bông nặng, năng suất cao l 4 I
- 1985 bộ môn Di truyền trường Đại học Tổng hợp Tp.HCM xử lý
bằng NMU tạo các giống đột biến H22, E5, B3, H30, HI0
B TÁC NHÂN PHÓNG XA GÂY ĐỘT BIẾN :
IL PHÂN LOẠI :
Dưa vào khả năng lon hóa vật chất bị nhiễm xạ có thể chỉa ra các nhóm sau:
1 Nhóm phóng xa lon hóa :
Đây là loại phóng xạ gây đột biến hóa phóng xạ tạo ra các cặp lon
trong môi trường mà chúng thâm nhập Nhóm này được chia làm 2 nhóm chính :
1.1 Bic xa hat:
Đặc trưng của nhóm bức xạ hạt là khối lượng và điện tích khác nhau
Trang 12Luin Oda Jét Ughién
- Nhém hat ndng mang dign : Gém proton, hat gamma ya các hạt
khác
-_ Nhóm trung tử (Notron) : Hạt không mang điện nên có thể thâm
nhập vào mọi hạt nguyên tử
1.2 Bức xạ sóng điện từ : Gỗm tia y, tia x (Rơnghen)
Đặc trưng của bức xạ sóng điện từ là vận tốc rất lớn và độ dài
bước sóng ngắn, biểu thị bằng công thức :
C=T.a
Với : C : Vận tốc
T: tần số tia
À.: bước sóng
Do bước sóng ngấn (10 + 10”Ä ) và vận tốc lớn, không có khối lượng và điện tích, không bị lệch trong điện trường, nên chúng không có
khả năng điện ly trực tiếp mà chỉ có tác dụng gián tiếp Năng lượng của
tia gamma này tuỳ thuộc vào tần số sóng được biểu thị bằng công thức: E=h.thay gah A t : tần số sóng C: tốc độ ánh sáng ^.: bước sóng Hầng số Flang h = 6,62 10”erg/s nguồn xạ thường ding dé tao tia gamma là Co™,
2 Nhóm phóng xa không gây lon hóa :
Đại diện cho nhóm này [a tia of ngoai (A = 10+ 10°A ) khi xuyên qua các mô của sinh vật, nó không gây lon hóa mà chỉ kích động
phân tử, sức xuyên thấu yếu nên dùng để xử lý hạt phấn và bào tử
Trang 13
H CƠ €
1 Cơ chế tác động của tia gamma lên vật chất đi truyền ở cấp đô
phân tử (Tác động lên ADN) :
Theo Ogahexian (1969): Tính đặc thù của sự phát sinh đột biến có liên
quan đến đặc điểm quá trình từ thời điểm bắt đầu thâm nhập của tác nhân gây
đột biến vào tế bào vận động đến một điểm nào đó trên nhiễm sắc thể rồi
gây ra biến đổi phân tử của gen cho đến lúc trở thành đột biến thật sự
Khi phóng xạ bằng tia gamma lên đung dịch ADN sẽ gây ra sự biến đổi
như sau:
- - Gây đứt đơn : Đứt mach đơn của ADN, làm phân tử ADN biến dang,
tạo cuộn, giảm thể tích phân tử
- Gây đứt kép : (Đứi tương đồng) Phân tử ADN bị giảm chiều dài, giảm cả độ nhớt của dung dịch
- Tạo cầu giữa các phân tử : làm tăng khối lượng phân tử, tăng độ
nhớt, giảm độ hòa tan và tạo các túi không tan
- _ Tạo các phân tử nhánh : Do sự gắn một số đoạn phân tử bị đứt vào
phân tử khác còn nguyên vẹn
- _ Tạo liên kết protein = ADN: làm cho protein bị biến tính hay liên kết
giữa bazơ pyrimidin biến tính với axit amin
- - Phá hủy cấu trúc không gian của ADN (Biến tính ADN)
- _ Gây hiện tượng nhị trùng phân Timin
- Phá hủy gốc đị vòng chứa Nitơ
- Hiện tượng hỗ biến: Tia gamma làm thay đổi vị trí của các nguyên tử hydro dẫn đến sự hình thành gốc Lactin hay Timin Hậu quả là sự
sao chép của ADN tạo ADN đột biến từ các thế hệ sau l 5, 12 I
2 Cơ chế tác động của tia gamma lên vật chất Di truyền ở cấp độ
tế bào :
Ở cấp độ tế bào, tia gamma có thể làm biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể và hủy hoại quá trình phân chia tế bào (Nguyên phân hay giảm phân)
Trang 14
Lugn Odn Fét Gighiga 2.1 Tác động của tia gamma (Co”°) lên cấu trúc nhiễm sắc thể :
Theo Xvenson I1 1, 25I : bước xạ lon có thể gây nên sự đứt khúc nhiễm sắc thể là :
- - Loại đứt thật (Cấp 1) : Đứt rời thành từng khúc
- Loại tiểm tàng: Chưa đứt rời mà ở trạng thái tiểm tàng, có thể
chuyển sang đột biến sau một thời gian nhất định hoặc phục hồi lại
về trạng thái ban đầu
Crogodin và Lutxomic | 7 | lại cho rằng : Phóng xạ lon hóa có thể hủy hoại nhiễm sắc thể một cách trực tiếp và kéo dài
Nếu có các điều kiện tương ứng và đủ thời gian thì sự hủy hoại tiểm
tàng có thể trở thành hiện thực và đột biến bất đầu xuất hiện trong cấu trúc nhiễm sắc thể
Nói chung, khi xử lý tác nhân phóng xa Ion hóa ở liều lượng trung bình cho tới liều lượng không cao quá ngưỡng chịu đựng của tế bào thì:
Ở kỳ sau của nguyên phân thấy xuất hiện cầu, đoạn, chuyển hay đảo
đoạn, vòng khuyên; chuyển đoạn nhỏ trong giảm phân đó là các sai hình nhiễm sắc thể Mức độ sai hình nhiễm sắc thể tăng theo liều xạ, có
thể coi các sai hình là các kiểu cấu trúc lại nhiễm sắc thể ($ax - 1947 - 1950 Teilor 1964) | 25 I # # J 2` AP Fi
2.2.1 Đối với nguyên phân :
Tia gamma có thể gây nên hiệu quả sau :
- Làm kiểm hãm hay dừng tạm thời quá trình nguyên phân (kéo dài
một pha nào đó trong chu kỳ tế bào)
- Làm dừng hoàn toàn quá trình nguyên phân nhưng không gây chết tế bào mà làm mất khả năng phân chia tế bào
- Làm tăng độ nhớt và kết dính của nhiễm sắc thể dẫn đến sự chết tế
bào
- Gây hiện tượng “hậu kỳ đa cực ”hậu qủa là làm sai hình nhiễm sắc thể một cách phức tạp (tạo cầu, đoạn, Vòng)
Đôi khi bức xạ liều thấp làm tăng quá trình phân bào 12,231
Trang 15
2.2.2 Đối với giảm phân :
Tia Gamma có thể :|12I
- Gây sai hình nhiễm sắc thể ở Dip-Loten : các Bivalent có thể kết dính nhau tạo vòng nhiễm sắc thể lớn Phần lớn các vòng này đều do chuyển đoạn phức tạp tạo nên
- _ Gây sai hình nhiễm sắc thể ở hậu kỳ một hoặc hai : các kiểu sai hình nhiễm sắc thể trong giảm phân có thể thấy như sau:
+ Đứt nhiễm sắc thể tạo 1 trong 2 đoạn và cầu nhiễm sắc thể
+ Đứt Cromatit tạo môt lặp đoạn
+ Tạo cầu Cromatit, vòng và hai đoạn do chuyển đoạn
+ Đứt Cromatit tạo nên cầu Cromatit, vòng Cromatit ở trạng thái kép
+ Tạo nhiễm sắc thể có hai tâm và hai đoạn: hình thành các đoạn riêng
rẽ và cầu Cromatit ở kỳ sau một (Theo Mistra 1958, Saika 1974, Nguyễn Minh Công và cộng sự 1975,1978) \13,12I
- Tia gamma còn có thể gây ra vòng số 8 do chuyển đoạn (Trần Duy
Quý và cộng sự 1980 — 1989) I26|
Cho tới nay các nhà nghiên cứu đều thống nhất với nhau về cơ chế tác dụng của bức xạ gây đột biến trong đó có bức xạ ion hoá bằng tịa gamnma
Bức xạ ion hoá tác động chính nhờ việc tạo nên các ion (sự ion hoá)
trên đường thâu xuyên của nó phá hủy cấu trúc ở các cấp độ của tế bào
Bản chất của cơ thể sinh vật là các chất hoặc hợp chất hoá học với các mối liên kết tỉnh tế, nhạy bén và đồng bộ Bức xạ ion hoá đã phá hủy toàn bộ
hay cục bộ các cấu trúc đó, gây rối loạn trong cấu trúc đi truyền của sinh vật,
làm chậm hay đừng phân bào, hạn chế hay làm sai lệch sự tái sinh của ADN
Bức xạ gây hai lớn nhất khi nó tác động vào nhân tế bào, nơi chứa phần
lớn các gen, nhiễm sắc thể quy định các đặc tính chủ yếu của sinh vật Cơ thể hay tế bào càng non thi tinh man cảm với bức xạ ion hoá càng cao
Thuyết hiện đại giải thích cơ chế tác động của bức xạ ion hoá lên tế bào sống như sau:
Trang 16
Lugn Odn C7ất ()tuiiệp
Trong cơ thể có nhiều hợp chất hữu cơ ở dạng dung dịch, tùy theo trang
thái mà nồng độ của chúng cao hay thấp (/ày lác, tùy nơi)
Nếu nồng độ cao: Sự va chạm của các lượng tử vào các phân tử sẽ
nhiều hơn, hiệu quả trực tiếp nhiều hơn
Nếu nồng độ thấp: Sẽ xảy ra hiện tượng xạ phân nước tạo các ion, các
gốc tư do (HÀ ,OHf, H,0° -_„ ) các peroxit vô cơ Peroxit hữu cơ Do đó
chúng tác động lên vật chất di truyền qua cơ chế tác động gián tiếp Bức xạ
ion hoá tác động lên cơ thể thực vật nhờ các biến đổi sơ cấp và thứ cấp ở tế
bào sống
Hậu quả tác động của bức xạ với tế bào sống (nhất là đối với ADN trong tế bào ) là có tính trực tiếp hay gián tiếp
Khi có thể tác động trực tiếp, bức xạ ion hoá làm đứt các liên kết hoá học trong cấu trúc của ADN (giống như sự ankyl hoá của các hợp chất ankyl, tác nhân hoá học gây đột biến)
Để có thể tác động gián tiếp chúng tạo ra các gốc tự do và tác động
gián tiếp:
Do tác động của tia phóng xạ, phân tử nước bị ion hoá thành độc tố:
H;0——>H*+OH * +»H;O;
Do bị chiến xạ, các phân tử sơ cấp sẽ chuyển thành các sản phẩm thứ
cấp gây đột biến I25I
Các bức xạ ion hoá truyền năng lượng từ nó sang các nguyên tử của mô
- nơi nó xuyên qua - bằng cách thu điện tử (e) hay kích động nguyên tử Các
điện tử (e) này lại ion hoá các nguyên tử bên cạnh tạo phản ng dây chuyển
ion hoá, cuối cùng tạo nên một “đi ion hố ” dày đặc trong mô có tia đi qua Phản ứng phóng xạ hoá học cơ bản hình thành Peroxit như sau:
Trang 17Lugn Can Tét Vghito
HO” và HO là các lon không bền, dễ bị phân hủy thành các gốc tự do
H” và OH'; các lon H* va OH thì tạo thành nước
Tạo proxit hữu cơ : trong tế bào sống lại có nhiều hợp chất hữu cơ,
chúng dễ phản ứng với các gốc tự do OH’ va HO,”, phản ứng xảy ra như sau: (Theo Kuzin 7962) | 34 | R-H+OHf ——»> R°+H,0 R° +0; ——" ————* FOO R-O-0O°+RH R-O-OH+R° H oH H H H H i | i | 0; mm | R- © =C -R+ OH? —PR- C -C? -R —R- C- C -R | i | OH H 0 -0 H H H H + RH | | | | —> R- C -C -R hay R- C- C- R | | | | OH OH 0- 0
Như vậy tác dụng của phóng xạ và Oxy tạo peroxit hữu cơ được coi như
mở đầu của quá trình chuyển từ phản xạ cơ học đến phản xạ hóa học và các sản phẩm của sự xạ phân nói trên (Các peroxit vô cơ và hữu cơ) tác dụng tạo
nên phân tử ADN theo các cách sau:
- Làm mất gốc - NH; của gốc đị vòng chứa nitơ - Làm mất nguyên tử hyđro
- Lầm mất liên kết giữa đường pentose (C;H¡sO¿) với gốc đị vòng
chứa nitơ (Xitoz(n, Adenin)
- - Đứt chuỗi nuclêotit và giải phóng photphat vô cơ
Con đường tác động gián tiếp được coi là con đường chính vì nó gây biến dị tiểm tàng và có vai trò quyết định Chúng có thể hủy hoại nhiễm sắc
thể, tạo kiểu hình yếu trong lúc môi trường vẫn ổn định
Các biến đổi tiểm tàng ấy đa dạng, xảy ra trong các thời điểm khác
nhau và thời điểm nhất định nào đó sẽ trở thành đột biến thực
Việc chuyển đổi thành công hay không còn phu thuộc vào tác nhân
Trang 18Ludn Cdn Fé Vighiép
4 Tác dung của phóng xa đối với thực vat :
Theo Kaidin va Linser 127, 281: Xử lý phóng xạ thực vật có thể tiến hành theo các phương pháp sau:
-_ Chiếu xạ hạt khô hay ướt
- Ngâm hạt trong dung dịch đồng vị phóng xạ - Đưa chất đồng vị phóng xạ vào cây
- Trồng cây trên đất có đồng vị phóng xạ
- Phóng xạ thực vật trong quá trình sinh trưởng
Ngày nay, người ta còn phóng xạ các cơ quan, bộ phận riêng rẽ của cây
như: chổi, nụ hoa, bao phấn, bầu nhụy hoặc xử lý cây đang trồng trong từng
thời kỳ bằng trường gamma hay thiết bị chiếu xạ chuyên dùng của trung tâm chiếu xạ
Xử lý phóng xạ lên thực vật có thể gây hiệu quả tức thời (Biến đổi xảy
ra ngay sau khi xử lý phóng xạ) hay hiệu quả kéo đài (biến đổi xảy ra trong
thời gian dài trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật) là
những biến đổi sau:
- Biến đổi hóa sinh và lý hóa sinh
- Biến đổi sinh lý giới hạn ở một số cấu trúc trong vật liệu bị phóng xa - _ Biến đổi tiểm năng điện sinh học
- _ Biến đổi vật chất di truyền
Đối với thực vật, liễu lượng thấp có thể kích thích sinh trưởng còn liều
lượng cao kiểm hãm sinh trưởng, cao quá giới hạn chịu đựng sẽ gây chết tế
bào và cơ thể
Trên lúa, khi xử lý hạt khô bằng tia gamma ở các liều lượng 5KR, IDKR nhiều khi kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển
Cơ chế của sự kích thích sinh trưởng do xử lý phóng xa lên hạt khô được
Kuzin A.M (1963) gidi thich như sau:
Ở liều lượng thấp, bức xạ gây nên sự hình thành các nhóm gốc hữu cơ
tự đo ở những khu vực nhất định trong tế bào (những khu vực mẫn cảm hơn với
bức xạ) Các gốc tự do này có thể tổn tại một thời gian nhất định, thường là khá đài Trong điều kiện yếm khí, thiếu nước và không bị tác dụng của nhiệt độ tốt thích Theo tác giả, có thể là gốc tự do được bảo tồn trong cấu trúc, lipoproteit - dạng cấu trúc là thành phần chủ yếu của màng tế bào và ít tan
trong nước, nhất là cấu trúc của lớp aldron và các lớp màng của vỏ quả
Trang 19
„Quận (ăn C7ốt ()tuhkiệp
- Để hạt nẩy mầm cần có đủ điều kiện: Nhiệt độ, nước, không khí
(trong đó có oxy), một lượng nước và oxy sẽ thấm vào màng hạt và
tác dụng với polime tự do, tạo nên một dây chuyển phản ứng như sau:
R+O; —————>R-0-0'
R-O-O°+RH —>R-O-OH +RỶ R”+Oy —————>R-O0-0!°
Nghĩa là sản phẩm tạo ra lại chính là chất tham gia và thúc đẩy phản ứng dây chuyển oxy hóa cấu trúc lipoproteit tiếp theo Kết quả là sự phá hủy màng, nơi cất giữ nhiều loại enzym cần thiết cho sự nẩy mâm của hạt và sự
sinh trưởng của cây non: amilaza, proteaza những enzym này được giải
phóng sẽ thúc đẩy các phản ứng cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát
triển
Tác dụng của phóng xạ còn có thể gây hậu quả ở mọi giai đoạn trong
quá trình phát triển của cá thể:
- Tác dụng trực tiếp: tạo ra chiều hướng và tốc độ phản ứng sinh hóa
chi phối su nay mam
- Tác dụng gây chết phôi mầm, đình chỉ ngay quá trình nguyên phân đầu tiên hoặc ngừng sinh trưởng của phôi
- Tac dung xa _ hơn có thể ở các cÃođộ khác nhau:
+ Kiểm hãm một pha nào đó của quá trình nguyên phân, làm suy giảm
sức sống của phôi mâm, lá mắm, rễ mâm, cuối cùng là gây chết ở ngay
thời kỳ mạ hoặc muộn hơn (/hời kỳ đẻ nhánh, trã, chin) (Alice
Sdvulescu D Becerescu 1970) \ 121
+ Không gây chết ở thời kỳ muộn mà gây biến đổi về hình thái sinh
trưởng, phát triển
C TRIEN VONG CUA NGANH CHON GIONG DOT BIEN :
Cac tác nhân phóng xạ và hóa học đã góp phẩn quan trong vào việc
làm phong phú nguồn nguyên liệu cho chọn giống cũng như cho nghiên cứu
Di truyền
Cho đến nay, theo thống kê chưa đẩy đủ đã có hơn 1500 giống cây trồng được tạo ra bằng đột biến, trong d6 phan lớn là các cây trồng Nông
nghiệp
Theo FAO (Food Agriculture Organization): Trong vài ba thập kỷ gần
đây, số giống cây trồng tạo nên nhờ đột biến tăng lên nhanh chóng
Trang 20
Lugn Oin Fét Vghitg Nim Số giống 1960 7 (giống) 1965 30 (giống) 1970 80 (giống) 1935 145 (giống) 1990 500 (giống) 1982 900 (giống)
1988 Hơn 1200 giống với 130 giống lúa 128 |
Từ năm 1983 + 1991 Trungfâm giống cây trồng Việt - Nga đã thu thập
được 1889 mẫu cây gốc (với !353 mẫu lúa) Đó là nguồn gen quí, hy vọng có
nhiều gen phục vụ cho công tác chọn giống
Ngoài việc khảo sát các dòng nhập nội, các nhà nghiên cứu Việt Nam
đã có nhiều thành công trong việc đóng góp vào kho tàng lý luận về lý thuyết
đột biến cũng như đạt được nhiều kết quả trong thực tiễn
Sự ra đời của giống lúa DTI, DV; và sau đó là hàng loạt các giống năng suất cao, sức chống chịu và phẩm chất tốt như : DTI10, DTI1, DT13,
DTI4, A20, VI90I hoặc ngô DTó6, DL2; đậu tương 103, DT84, TDO
II6l của các tác giả thuộc Viện Di truyền Nông nghiệp và trung tâm giống cây trồng Việt - Nga đã khẳng định tính đúng đấn của hướng nghiên cứu và sử
dụng đột biến ! 16, 14 l Viện Di truyền Nông nghiệp đã tạo được một bộ sưu
tập gồm 1220 thể đột biến cảm ứng, đó là nguồn nguyên liệu khởi đầu vô
cùng phong phú và quí giá cho công tác tạo giống lúa ở nước ta Ngoài ra
trong chương trình “la cấp nhà nước " Viện đã tạo ra nhiều dòng lúa đột biến
và các đòng lai từ chúng có khả năng chịu hạn, thời gian sinh trưởng ngắn,
năng suất và chất lượng cao
Ngày nay, ngoài phương pháp lai cổ truyền còn có nhiều phương pháp tiên tiến với nhiều triển vọng:
- Các phương pháp chọn giống và đánh giá cải tiến - chọn giống phối
hợp - chọn lọc tái diễn - chuyển gen có hạn chế bằng chiếu xạ hạt
phấn - thế hệ giống đơn - lai hai bố mẹ và lai gián đoạn - lai xa
- chọn giống đơn bội - nuôi cấy mô - lai xoma - chuyển gen
bằng các kỹ thuật biến nạp (Khush — Gurlep - 1987)
Trong các phương pháp nói trên, hầu hết các phương pháp có thể gián
tiếp hay trực tiếp chịu tác động của phương pháp gây đột biến Đặc biệt
phương pháp “chuyển gen có hạn chế bằng chiếu xạ hạt phấn ” được coi là
đơn giản, rẻ tiền, ít đòi hỏi điều kiện phức tạp l 17 I
Trang 21
Luin Odn Fét Ughi¢
Triển vọng của các nhà chọn giống là có thể truyền gen làm tăng sản
lượng chất khô, chống bệnh thối vi khuẩn, chống rầy từ các giống thuộc loại phụ oryza vào các giống đang trồng
Việc xử lý đột biến khi nuôi cấy mô kèm theo sự chọn lọc các đột biến
đó trong môi trường đặc biệt cũng là một hướng ứng dụng có tính thực tiễn cao Như vậy, từ việc sử dụng các đột biến để nhân trực tiếp làm giống đến
việc dùng các thể đột biến có những tính trạng tốt riêng rẽ, làm vật liệu khởi đầu cho công tác lai tạo giống mới hay cải tiến giống hiện có và sự thành
công trong thực tiễn một số năm gần đây đã chứng minh : Việc sử dụng đột
biến trong chọn tạo giống là hoàn toàn đúng đắn
Trên cơ sở nguồn gen tự nhiên, đột biến đã sáng tạo ra các alen mới chưa từng thấy trong tự nhiên
Bước đầu đã có sự phối hợp chặt chẽ giữa Kỹ Thuật Hạt Nhân với
Nông học và Sinh học Về quan hệ giữa chúng, triển vọng của phương pháp
chọn tạo giống bằng cách gây đột biến có thể kết luận bằng ý kiến của Giáo
sư Cao Chỉ ở Hội thảo ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong Nông học và Sinh
học (tháng 1/1994) “Đối với sinh học, dần dần phương pháp hạt nhân rở thành
một phương pháp cực mạnh, nhất là đối với sinh học phân tử thì phương pháp
hạt nhân trở thành phương pháp không thể nào thay thế được trong quá trình
nghiên ciêu "
Trang 22
PHAN BA;
DOV 7UONG
Trang 23PHAN BA:
DO? 2UONG
UA PHRUONG PHAP NGHIEN CUU
A ĐỐI TƯƠNG NGHIÊN tỨU : Lúa nước
LU
I SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN GỐC VÀ BỘ MAY DI TRUYEN CUA CAY
A
1 Nguồn gốc cây lúa :
Tài liệu nghiên cứu ở nước ta cho rằng : Nguồn gốc cây lúa ở Miền
Nam Việt Nam và Campuchia
Một số tài liệu khác cho rằng : Nơi có lịch sử trồng lúa lâu đời nhất
là Trung Quốc, từ đó lan ra các nơi khác
Tuy chưa thống nhất nhưng nhiều tài liệu chứng minh nguồn gốc cây
lứa ở vùng đầm lây Đông Nam A thuộc nhiều nước khác nhau Đời
sống các dân tộc ở đây gắn liền với lúa gạo
Lúa trồng thuộc họ Gramineae loại oryza Sativa Theo H.LOka thì sơ đổ biểu điễn quá trình hình thành lúa trồng có thể trình bày như
sau :
Indica (lúa tiên)
Asian ——> Sativa a Japonica (lúa cánh)
Perennis —pSpotanea
Tổ tiên chung African perennis
American perennis
Brevitegulata ————» Glaberrima | 1 |
2 Bộ máy di truyền của cây lúa :
Nghiên cứu về di truyền học ở cây lúa theo Hội nghị quốc tế về Di
Trang 24Luin Van Fst Aghiég
Tén genom Loai Phân bố
AA Sativa perennis, loai phu bilimga Chau A
A°A® Sativa perennis, loài phụ Barthu Châu Phi
AC Sativa perennis, loài phụ Cubensis Châu Mỹ
A*A* Graberrima Breviliqualata Stapji Châu Phi
CC Officinalis Châu Á
BBCC Minecita, Eichingeri Châu Phi, Á
CCDD Califolia, Alta grADNilumis paraguiacusis | Chau My
EE Austalinis Chau Uc
FF Brachyantha Châu Phi
Dựa vào genom của các loài trên, người ta đã xác định được mối quan
hệ giữa chúng và mối quan hệ gần giữa các loài lúa trồng và lúa dại
- Bộ phận nhiễm sấc thể của lúa là 2n = 24, một số loài lúa đại, bộ
nhiễm sắc thể tứ bội 2n = 48
- Kết quả nghiên cứu về gen và bản đồ gen của lúa đã phát hiện vị trí của gen trên nhiễm sắc thể Lúa có 12 nhiễm sắc thể đơn, do đó có
12 nhóm gen liên kết
- Các giống lúa thuộc loại phụ Japonnica có năng suất cao, phẩm chất kém hơn loại phụ indica Kết qủa nghiên cứu kết hợp ưu điểm
giữa hai loại phụ này còn hạn chế
kháng đổ ngã, tỷ lệ hạt và rơm, tính cảm ứng với phân đạm và tiểm
năng năng suất cao:
+ Thân rạ ốm yếu dễ để ngã sớm, làm rối loạn bộ lá, tăng bóng rợp, cần trở sự chuyển vị các dưỡng liệu và chất quang hợp làm hạt lép và giảm năng suất
+ Các dòng phân ly lùn thường chỉ khác nhau chút ít về chiểu cao, có thể do ảnh hưởng của một số gen phụ Chiểu cao cây thích hợp là 80 -
100 cm
+ Hiện nay, một số ít giống cứng rạ và thấp cây di truyén đa gen hoặc
theo định luật Menden đơn giản
Trang 25
Lugn Odin Fét Vghite
- Mét sé cay lin cé thé bi 46 nga: Tinh khang đổ ngã có liên hệ với
tính thấp cây và một số đặc tính khác: đường kính thân, mức độ lá
bẹ ơm lấy lóng Ngồi ra, năng suất cao còn do đầu tư phân đạm cao Các nhà chọn giống đã tạo ra các giống lùn hấp thu đạm cao
- Stumoda (1964) khi so sánh năng suất các giống lúa đã tóm tắt các
hình thái đặc trưng như sau:
+ Các giống phản ứng đạm thấp, có bộ lá dài, rộng, mỏng, rũ, xanh
nhạt, thân cao, yết
+ Các giống lúa phản ứng đạm cao, có lá thẳng, ngắn, hẹp, dày, xanh
đậm, thân ngấn, đứng
Dựa vào các quá trình sinh lý quang hợp của các cây trồng, ông cho
rằng: Lá dày, xanh đậm mất ít ánh sáng phản xạ Xu thế giảm kích thước lá,la
thẳng, phân bố ánh sáng đều trên toàn bộ lá và giảm cường độ hô hấp Kết quả chất khô và năng suất tăng cả trong điều kiện ánh sáng yếu
Vậy, cây lúa có năng suất cao có đặc tính thân thấp, cứng; lá dầy, hẹp, ngắn, lá đứng; hấp thụ phân đạm cao
2 Khả năng nở bụi :
- Các giống lúa nở bụi mạnh, dạng gọn, không mọc xòe được nông
dân ưa thích: Thân gọn, mọc hơi thẳng đứng, tăng bức xạ mặt trời đến chổi lúa
-_ Khi xạ hoặc cấy dây có năng suất cao các giống nhiều chổi vẫn tạo
sản lượng cao hơn các giống ít chổi Giống nhiều chổi sẽ mọc bù vào các cây bị mất hay ở mật độ thấp Cấp lai của cha mẹ có nhiều chổi
sẽ tạo ra nhiều cáthể phân ly có nhiều chổi
+ Số chổi mang đặc tính Di truyền định lượng, khả năng nở bụi thường
liên hệ với cường lực sớm trong những giống lùn nhưng nó lại di truyền
độc lập với nhiều đặc tính quan trọng khác
+ Trong nhiều cặp lai, tính mọc thẳng đứng là tính lặn so với tính thân
xòe | P.R Jennings, W.R Coffman va H.E Kauffamom |
Trang 26
Luin Van Tét Ughi¢g
3 Các hình tính của lá : 3.1 Tính thẳng đứng :
- Lá thẳng đứng cho phép ánh sáng xâm nhập và phân bố đều trong
ruộng lúa và do đó khả năng quang hợp cao hơn
- Lá thẳng dường như là kết quả ảnh hưởng của gen lùn, vì vậy hình tính này di truyền theo tính lặn đơn giản Lá thẳng đứng thuận lợi cho
quang hợp tăng độ chấc của hạt
3.2 Chiêu dài, chiều rông và bê dầy của lá :
- Chiểu đài lá thay đổi nhiều, lá ngắn thường thẳng hơn, phân bố đều
hơn so với lá đài, vì vậy giảm bóng rợp, ánh sáng được sử dụng hu
hiểu hơn
- Chiểu rộng lá biến đổi ít hơn chiểu dài Hiện nay nhiều dòng mới có lá hẹp kết hợp với cường lực sớm, nhiều chổi, bông đài cho năng suất cao Lá hẹp phân bố đều hơn lá rộng và ít gây bóng rợp
- Bé dày lá liên quan đến khả năng tạo năng suất cao vì làm tăng khả năng quang hợp trên mỗi đơn vị diện tích lá
3.3 Độ cứng màu sắc và sự rui lá :
- Độ cứng lá chỉ cần cho những vùng có gió mạnh, có thể làm lá rách
hoặc gãy
- Lá xanh đậm tăng hấp thụ ánh sáng nhưng nó không có tẩm quan
trọng thực tiễn trong chọn giống Giống mang lá có độ rụi chậm có đặt
1in/, tốt vì nó giúp cho sự quang hợp tích cực làm đẩy hạt Thường thấy lá rụi chậm và lá cứng trên cùng một giống
3.4 Lá cờ :
Lá cờ cung cấp trực tiếp các chất quang hợp đến bông luá, giúp ổn định
năng suất vì lá cờ thẳng đứng dài vừa phải Kích thước lá cờ độc lập với gen lùn, điều khiển chiều dài thân và các lá khác (P.R.Jennings,W.R
Coffman va H.E Kauffman)
Trang 27
dn Cất
á Các hình tính bông luá :
4.1 Kích thước bông lúa :
- Sự liên quan bù trừ giữa cỡ bông và số chổi, thường thấy: ít chỗi - bông to, nhiều chổi - bông nhỏ
Các dòng có nhiều chổi có lẽ cho năng suất cao hơn
-Thực tế cho thấy: lá hẹp, cường lực sớm thật mạnh ở lúa lùn liên kết với
nhiều chổi, nhiều bông, năng suất cao
4.2 Độ trổ của bơng :
Bơng trổ hồn tồn khi cổ bơng thốt ra bẹ lá cờ, các hạt lúa bị nghẹn, trong bẹ lá thường lép hay lửng, làm giảm năng suất
3 Sự thụ hạt :
Hạt hữu thụ là điểu kiện đẫu tiên đạt nãng suất cao - trong điều kiện
thuận lợi, hạt lép 10 —15% vẫn có thể cho năng suất cao Sự lép hạt do 3 nguyên nhân chính : - Nhiệt độ quá mức tối hảo, cao hay thấp quá mức giới hạn Đổ ngã Bất thụ do lai hay tính không xứng hợp gen ? 6 Kháng sâu bệnh :
- Lúa trồng trên diện tích rộng lớn ở vùng nhiệt đới nóng ẩm là điều
kiện thích hợp cho nhiều sâu bệnh phát sinh
- Giống lúa mới thấp cây nếu bón nhiều đạm, trồng dày, trồng nhiều vụ liên tiếp làm cho bệnh cháy lá, đốm vần và rẩy nâu bộc phát trầm
trọng
- Dac tinh di truyền đa dạng có thể cung cấp nhiều tính kháng với hau
hết sâu bệnh các dòng giống có nguồn gốc lai tạo từ đột biến có tính
kháng cao
Qua các đặc tính trên ta thấy: việc chọn tạo cho ra giống có năng suất
cao, kiểu hình cây lúa mới phải có những đặc điểm sau: thân thấp, thời gian sinh trưởng ngắn, nhiều nhánh, dài bông, lá đứng, phiến lá màu lục sẵm,hẹp, lá xếp gọn, chịu phân bón cao, không đổ ngã, kháng nhiều bệnh
Trang 28
TH N
Luin Van Cốt (2fgluệp
és YẾ CẤU THÀNH NĂ
1 Năng suất :
Năng suất lúa là khối lượng thóc khô (độ ẩm còn 4% ) trên một đơn vị
diện tích Thường tính bằng tạ/ha hay tấn hha
2 Các yếu tố cấu thành năng suất : Số bụi/ mỶ S6 béng/bui S6 havbéng % hat chic Trọng lượng 1000 hạt (p1000) => Số lượng bông/nỶ
Công thức tính năng suất lúa :
Năng suất = Số bông/mỶ x số hạt chắc/Ibông x (p1000) x 10” (Tấn/ha) Hay :
Năng suất = số bông /mỶ x số hạt/Ibông x tỷ lệ hạt chấc x p1000 x 10 (tấn/ha)
Muốn nâng cao năng suất phải nâng cao các yếu tố cấu thành năng suất,
các yếu tố phụ thuộc lẫn nhau theo quy luật cá thể trong quần thể Thay đổi
yếu tố này kéo theo sự thay đổi yếu tố kia (vả : tăng số bông thì số hạt trên
bông sẽ giảm)
Bùi Huy Đáp - Đào Thế Tuấn - Nguyễn Văn Uyển (1970) đã dùng phương pháp thống kê: giữa số bông/m” có sự tương quan nghịch với số hạt
chắc trên bông và trọng lượng 1000 hạt
Do vậy, cần có sự hài hòa giữa ba yếu tố mới có năng suất cao, trong đó
đáng chú ý nhất là điểu tiết số bông/mˆ vì đây là yếu tố dễ điều khiển và có
vai trò đóng góp vào năng suất có tỷ lệ cao (60,2%) I 8 I
3 Ảnh hưởng của từng yếu tố :
Số bông: ảnh hưởng từ lúc bất đầu cấy, điểu kiện ngoại cảnh trong
ruộng chi phối rõ, đặc biệt là thời kỳ đẻ nhánh rộ (7 - !0 ngày sau thời kỳ số nhánh cao nhất hầu như không ảnh hưởng )
Trang 29
Lugn Odn Fét Nghite
- Số hạt trên bông: là yếu tố thứ 2 (sau số bông) quyết định năng suất
Do sự chênh lệch giữa số hoa phân hóa và số hoa thoái hóa, số hoa phân hoá càng nhiều số hoa thoái hóa càng ít thì số hạt trên bông
càng nhiều
Số hạt trên bông ảnh hưởng mạnh nhất là thời kỳ phân hóa gié cấp 2 Số hoa thoái hóa ảnh hưởng mạnh nhất là thời kỳ giảm nhiễm
- Tỷ lệ hạt chắc: ảnh hưởng mạnh nhất là ba thời kỳ giảm nhiễm, trổ bông, và chấc rộ Sau khi trổ 30-35 ngày hầu như không ảnh hưởng
nữa
- Trọng lượng 1000 hạt (P1000) : Ảnh hưởng đến năng suất ít hơn so
với số bông và số hạt/bông Thời kỳ phân hóa gié cấp 2 đến cuối kỳ phân hóa hoa tác động tích cực,'kỳ giảm nhiễm ảnh hưởng đến độ to, nhỏ của vỏ trấu và thời kỳ vào chấc ảnh hưởng tới quá trình tích lũy
các chất của hạt
Qua việc ảnh hưởng của mỗi yếu tố trong quá trình hình thành năng suất, nắm được sự liên quan của các yếu tố, thời kỳ bắt đầu và kết thúc từng yếu tố
để có biện pháp kỹ thuật tác động kịp thời làm tăng năng suất lúa Ì I I
B DIEU KIEN DA CHON DE TRIEN KHA! DE TAI:
I Đất ở khu thí nghiêm :
Đất ở vườn thực vật trường ĐHSP
Thuộc loại đất = :j @t@@w‡4
Do điểu kiện thực tế khó khăn, không thể tiến hành thí nghiệm ngoài đồng ruộng mà phải trồng trong chậu ở vườn thực vật để tiện nghiên cứu và
theo đõi Tuy vậy, vẫn tạo điều kiện tốt về đất đai, phân bón, nước, ánh sáng
đầy đủ cho cây lúa sinh trưởng và phát triển Các lô thí nghiệm tiến hành
trong cùng điều kiện
2 Khí hậu :
- _ Thí nghiệm được tiến hành vào vụ đông xuân, lượng mưa ít
- Lúa đang trổ gặp một số cơn mưa lớn đầu mùa nên có ảnh hưởng ít nhiều đến khả năng kết hạt
Trang 30
Lugn Cdn Fét Vghite 3 Giống : Giống lúa thuân chủng IR56279 do Công ty giống cây trồng miễn Nam cung cấp Chọn giống lúa thuần chủng sẽ không có sự phân tính ở các thế hệ sau và dể dàng theo dõi và so sánh Một số đặc điểm của giống IR56279 : - Tổ hợp lai CP135
-~_ Thời gian sinh trưởng : 95 - 100 ngày
-_ Chiều cao cây : 95 - 100 cm - Trọng lượng 1000 hạt : 26,5 — 27,6 (g) - Tính kháng sâu bệnh : + Rầy nâu kháng cấp 5 + Đạo ôn kháng cấp 3 - _ Phẩm chất hạt khá, hạt dài, không bạc bụng
- Tiém nang nang suất 6 - 8 tấn/ha
- - Khả năng thích ứng : thích hợp thâm canh, canh tác được 2 vụ/năm
- Giống lúa IRS56279 có thời gian sinh trưởng, chiều cao cây tương đối
lớn, tiềm năng năng suất chưa đạt như mong muốn Dưới tác dụng của : xạ hy vọng sẽ tạo được những biến đị có lợi hơn
4 Vật liệu :
Đĩa petri : Giai đoạn mạ
Chậu : Giai đoạn sau mạ
3 Phân bón :
Phân chuồng : Trộn trong đất trước khi cấy
Phân hóa học : Bón ba đợt
+ Đợt I : Bón lót trước khi cấy : Bón nhiều lân
+ Đợt 2 : Bón thúc : 15 ngày sau cấy : Bón nhiều đạm
+ Đợt 3 : Bón đón đồng : 35 ngày sau cấy : Bón nhiều Kali
Phân được bón đều cho tất cả các chậu và lô thí nghiệm
Trang 31
6 Thuốc bảo vệ thực vật : - Thuốc trừ sâu - Thuốc trừ bọ xít hôi 0 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỀ TÀI : 1 Chuẩn bị mẫu :
Chọn hạt tốt để đảm bảo sức sống tương đương nhau gói thành từng gói - mỗi gói 500 hạt, tổng số 20 gói x 500 hạt
2 Phóng xa trên hạt khô :
- Chiếu tia gamma, thực hiện tại Trung tâm ung bứu Tp.HCM
- Dùng máy Thératron 780 Nguồn CO™ - Suất liễu chiếu : 17556 (R/phút)
- Liều lượng và thời gian :
Liểu phóng xạ Số lượng hạt (hạt) Thời gian chiếu (phút) OKR (ĐC)* 2000 0 5 KR 2000 28,48 10 KR 2000 28,48 x2 15 KR 2000 28,48 x3 20 KR 2000 28,48 x4 * ĐC: đối chứng 3 Gieo mạ :
- Ngâm hạt trong đĩa petri có lót giấy thấm với nước ấm (03 sói : 02
lạnh) trong 24 giờ ( 01 gói 02 đĩa) cho hạt no nước, ủ, giữ độ ẩm cho đến khi
nay mam, ra la
- Thời kỳ mạ : Tưới đủ nước
- Mạ đủ 22 ngày đem cấy vào chậu, mỗi chậu 3 cây cách nhau 10 em -
mỗi liều xạ (mỗi lô) trồng 12 chậu x 3 cây = 36 cây
Trang 32
Luin Oda Tét Vghitg 4, Canh tac:
- Pat dude danh toi x6p, trén vai phân chuồng, cho vào chậu, rỗi chậu
khoảng 15 x 15 x 3,14 x 25 = 17662,5 cm’
- Cho nước vào, trộn đều, để đất ổn định rồi mới cấy
- Lúa được tưới nước hàng ngày - Bón phân hóa học 3 đợt
- Làm cổ sục bùn 2 đợt : Sau cấy 15 ngày và sau cấy 35 ngày
- _ Diệt sâu, bọ xít hôi bằng thuốc bảo vệ thực vật,
5 Bế trí thí nghiệm theo sơ dé :
Trang 336 Phương pháp theo dõi :
6.1 Theo đối đặc tính thực vật :
Tỷ lệ nẩy mắm ở từng lô thí nghiệm : Khi nhổ mạ, cấy, nhổ cẩn thận từng cây sẽ còn lại các hạt không nẩy mẫm
Tỷ lệ sống sót : Đếm những hạt nẩy mầm mà không lớn được
Chiểu cao cây : Ở các giai đoạn sinh trưởng, đo từ gốc rễ đến đầu! mút |
cao nhất
Lượng diệp lục trong lá : Chỉ quan sát bằng mắt
Khả năng đẻ nhánh (hữu hiệu và vô hiệu) đếm số nhánh và số bông
hữu hiệu trên bụi
Số bông trên bụi : Đếm mỗi lô 36 bụi Số hạt trên bông : Đếm mỗi loại 36 bông
Chiều dài bông : Đo từ cổ bông đến đầu mút của bông (cm)
Trọng lượng 1000 hạt
Tuổi thọ bộ lá
6.2 Theo dõi Hiời gian sinh trường : Thời gian nẩy mâm
Thời gian mạ : từ lúc nẩy mầm đến lúc cấy
Thời gian đẻ nhánh : từ lúc bất đầu đẻ nhánh đến lúc đẻ nhánh tối đa Thời gian làm đòng : từ lúc bất đầu có đòng cho đến lúc có đòng đều trong mỗi lô thí nghiệm
Thời gian trổ bông : từ lúc bất đầu trỗ bông cho tới lúc có bông đều
Thời gian chín : từ khi hạt vào chấc đến khi thu hoạch
6.3 Theo déi bién dj :
Biến đị hình thái : Hình dạng, kích thước, màu sắc, thân, lá, bông, hạt
Biến dị về sinh trưởng và phát triển : khả năng đẻ nhánh, chín sớm,
chín muộn, không trổ bông
Trang 34
Lugn Oan Fét Hghiga
Trước khi lúa đẻ nhánh, chúng tôi đánh dấu cây lúa mới cấy bằng sơn để
phân biệt giữa bông của thân chính và bông của các nhánh trong một khóm (vì chỉ dùng hại từ bông chính của cây Mị¡ mang gieo để nhận M;, các biến dị ở M, sau khi kiểm tra ở M; được chia làm loại: Biến đị ở M;, được biểu hiện tiếp tục
ở M¬ là biến dị di truyền ở trạng thái trội; những biến dị ở M, mà không biểu hiện ở M› là biến dị không di truyền) Đâylà những thường biến phóng xạ
Cây cao hay thấp hơn cây cao nhất hay thấp rh†của đối chứng 20 cm là đột biến
Bông dài hoặc ngắn hơn bông dài nhất hoặc ngắn nhất của đối chứng
3em là đột biến
Bông có hạt gối hơn 1/3 hạt là đột biến có hạt xếp xít
Khóm có số nhánh hơn khóm nhiều nhánh nhất của đối chứng 5 nhánh là
đột biến đẻ nhiều nhánh Nếu khóm chỉ có 1-2 nhánh là đột biến đẻ nhánh ít
Khóm chín sớm hoặc muộn hơn đối chứng 10 ngày trở lên là đột biến
chín sớm hoặc muộn
0 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIÊU :
1 Đối với các tính trang số lương :
Số lượng mẫu xử lý là 36 mẫu (n = 36)
- _ Giá trị trung bình của tập hợp mẫu :
Y = x, +, +X, + +.,
n Với n: Số mẫu khảo sat
X}, X; : Giá trị từng mẫu
x : Trung bình mẫu khảo sát - Phuong sai mau:
ste (x, — x} +Íx - *Ƒ +4 =F
n=l
S : Phuong sai mau
Trang 35Lugn Odn Fét Vghi¢n
2 Tỷ lệ biến dị :
Tần số từng loại biến dị được xác định bằng tỷ lệ giữa số lượng cá thể
Trang 36PHAN IV:
Trang 37Luin Udn Fét Ughita PHAN IV: KET QUA VA BIEN LUAN I Kết quả và Nhân xét: 1 Tỷ lệ nảy mâm: Liều lượng Tỷ lệ nảy (KR) mầm (%) 0 (ĐC) 99 4 + 0.0017 5 99,6 + 0,0014 10 99.4 + 0,0017 15 99,2 + 0,002 20 98,7 + 0,0025 Bảng 4.1 - TỶ lệ nảy mầm Nhân xét:
Đối với phóng xạ trên hạt khô, liểu lượng 15KR, 20KR có ảnh
hưởng không tốt đến khả năng nảy mắm của hạt; liều lượng 5KR kích
thích sự nảy mâm của hạt tốt hơn, hạt nảy mâm sớm hơn và sự sinh
trưởng ở những ngày đầu cũng mạnh hơn 2 Thời gian sinh trưởng:
Liểu lượng | Thời gian | Thời điểm Thời gian Ngày cu
Trang 38Nhân xét:
Gieo mạ, cấy cùng một thời điểm nhưng đối với liễu lượng 5KR và
I0KR, thời gian sinh trưởng rút ngắn lại so với đối chứng còn ở liều
lượng 15KR, 20KR thời gian sinh trưởng dài hơn thêm Thời gian trổ
bông ở các lô 15KR, 20KR dài dẫn đến việc lúa chín không đều Đây
là một yếu điểm làm giảm năng suất lúa Ngày 110 | 106 105 - 100 95 - 90 | 85 80 - KR ĐC 5 10 is 20 Biểu đổ biểu thị thời gian sinh trưởng 3 Tốc độ sinh trưởng:
Liều lượng Chiều cao trung bình/em
Trang 39Nhân xét:
“uận (Qan Cốt '2Laliệp
Ở từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau, chiểu cao cây cũng khác
nhau ở từng lô thí nghiệm Liều xạ SKR đã kích thích sự sinh trưởng, giúp cây lớn nhanh ở giai đoạn đầu ain Cm mae 2 80 - » 60 - h 40 - 20 - 0 T T T T T T Ngày 20 30 40 50 60 70 ngầy
Biểu đồ biểu thị tốc độ sinh trưởng
Trang 40(Uaăn C7,
Nhận xét:
Đối với phóng xạ liều thấp 5KR, 10KR tạo được biến dị thấp cây, phóng xa liều cao 15KR, 20KR tạo ra biến dị cao cây Tuy nhiên, so với đối chứng thì các lô có chiếu xạ cây cứng hơn, dạng cây chụm
hơn
Cây cứng, ít đổ ngã, làm giảm sự rụng hạt và giảm tỷ lệ hạt lép Dạng cây chụm: có thể cấy đày hơn mà vẫn đảm bảo đủ ánh sáng,
độ thoáng cho cây, do đó tiết kiệm được diện tích và tăng năng suất (Cm) sũ 78.69 1403 78 4 v6 | 75 14 wa 5 ion ` 10 - 68 - 66 - 64 - KR PC 5 10 1s 20
Biéu 46 biéu thi chiéu cao cay