Vớimục tiêu chọn tạo được các giống/dòng lúa nếp mới có năng suất cao, cứng cây, chấtlượng gạo nếp thơm ngon và ổn định, thích nghi với điều kiện canh tác của 02 tỉnhLong An và An Giang,Chọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADNChọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADN
Giới thiệu
Lý do chọn đề tài
Lúa nếp Oryza sativa var glutinosa là giống đặc sản quan trọng ở Việt Nam và Lào, với đặc điểm hạt đục, hàm lượng amylopectin cao và kết cấu dính Tại Đồng bằng sông Cửu Long, lúa nếp đóng vai trò chiến lược trong xuất khẩu và nâng cao thu nhập cho nông dân, với Long An và An Giang là hai tỉnh sản xuất chủ lực Tuy nhiên, các giống lúa nếp hiện tại còn hạn chế về khả năng chống bệnh, dễ đổ ngã, thời gian sinh trưởng dài và chất lượng cơm nếp chưa thơm Để nâng cao giá trị sản phẩm, việc chọn tạo giống lúa nếp phải đáp ứng tiêu chí về năng suất, chống chịu sâu bệnh và chất lượng thị trường Dù đã có sự quan tâm đến việc phát triển giống lúa nếp đặc sản, số lượng giống mới được công nhận vẫn hạn chế, chỉ có 4 giống hiện có tại ĐBSCL Chiến lược chọn giống mới kết hợp giữa phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học, trong đó ứng dụng MAS (Marker Assisted Selection) giúp cải thiện chất lượng và năng suất lúa, đáp ứng nhu cầu thị trường hiệu quả hơn.
Phương pháp chọn giống theo phả hệ từ thế hệ F2 trở đi là một trong những phương pháp cải tiến giống cây trồng phổ biến Sử dụng MAS (Marker-Assisted Selection) giúp tăng cường cường độ chọn lọc trong những thế hệ đầu tiên, trong khi phương pháp truyền thống thường thiếu chọn lọc hiệu quả, chỉ dựa vào mắt để loại bỏ các dòng kém chất lượng.
Sự kết hợp giữa phương pháp chọn giống truyền thống và công nghệ MAS đang trở thành chiến lược hiệu quả được nhiều quốc gia áp dụng Chiến lược này không chỉ nâng cao hiệu quả trong việc chọn lọc giống mà còn giúp cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp.
Việc chọn giống lúa nếp hiện nay cần kết hợp giữa phương pháp truyền thống và dấu phân tử để đánh giá đặc tính hình thái, chất lượng gạo, tính kháng sâu bệnh và đa dạng di truyền Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng dấu phân tử giúp xác định mối tương quan giữa các tính trạng quan trọng, từ đó hỗ trợ chính xác hơn trong công tác chọn tạo giống Cụ thể, việc kiểm tra sự hiện diện của gen thơm, chiều dài hạt và hàm lượng amylose là rất cần thiết để phát triển các giống lúa nếp mới đáp ứng nhu cầu thị trường Sự kết hợp giữa lai tạo truyền thống và chọn giống bằng dấu phân tử được coi là phương pháp tối ưu, giúp nâng cao hiệu quả và rút ngắn thời gian chọn giống Do đó, đề tài “Chọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADN” được thực hiện.
Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu tổng quát Ứng dụng phương pháp lai tạo truyền thống kết hợp với dấu phân tử ADN để chọn lọc và phát triển các giống/dòng lúa nếp ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng tốt phục vụ sản xuất lúa nếp tại 02 tỉnh Long An và An Giang.
Chúng tôi đã chọn tạo thành công 1-3 giống lúa nếp thuần chất lượng cao với thời gian sinh trưởng từ 95-105 ngày, năng suất đạt 5-7 tấn/ha và cây cứng vững (điểm 1) Giống lúa này có chất lượng ổn định với hạt đục đều, hàm lượng amylose ≤ 2,0%, độ bền gel mềm, nhiệt độ hóa hồ thấp và hương thơm nhẹ Năng suất và chất lượng của giống lúa này tương đương với giống đối chứng IR4625, đồng thời thích nghi tốt với điều kiện canh tác của hai tỉnh Long An và An Giang.
Câu hỏi nghiên cứu
Để thực hiện được các mục tiêu nghiên cứu đề ra, luận án cần giải quyết các câu hỏi nghiên cứu sau:
Để chọn lựa giống bố mẹ phù hợp cho việc lai tạo giống lúa nếp mới, cần xác định các giống có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao và chất lượng gạo tốt Việc thực hiện lai hữu tính giữa các giống lúa nếp sẽ giúp cải thiện các đặc tính mong muốn, từ đó tạo ra những giống lúa nếp đáp ứng nhu cầu thị trường và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.
Giả thuyết nghiên cứu
Việc lai tạo hữu tính giữa các giống lúa nếp với sự khác biệt về thời gian sinh trưởng, năng suất, hương thơm, hàm lượng amylose và khả năng chống chịu sâu bệnh sẽ tạo ra những dòng lúa nếp mới có tính trạng vượt trội hơn so với các giống bố mẹ.
- Có sự tương quan giữa gen và nhóm gen với đặc điểm của các giống lúa nếp như chiều dài hạt gạo, hương thơm, hàm lượng amylose.
- Các yếu tố môi trường, đặc điểm mùa vụ, vùng trồng có ảnh hưởng đến năng suất lúa nếp.
Phạm vi nghiên cứu
1.5.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là chọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở 02 tỉnh Long An và An Giang dựa vào phương pháp lai truyền thống và dấu phân tử ADN.
Luận án nghiên cứu về lai tạo và chọn dòng lúa nếp phân ly, bao gồm khảo nghiệm và đánh giá kiểu gen cũng như phân tích chất lượng lúa tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang Nghiên cứu được thực hiện tại 6 điểm, trong đó có 3 điểm ở tỉnh An Giang (Thị trấn Tân Châu, huyện Phú Tân và huyện Thoại Sơn) và 3 điểm ở tỉnh Long An (huyện Mộc Hóa, huyện Thạnh Hóa và huyện Tân Hưng).
Khảo nghiệm quốc gia dòng lúa nếp mới đã được tiến hành tại các tỉnh thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) như Tiền Giang, An Giang, Cần Thơ, Kiên Giang, Long An và Cà Mau, cũng như tại vùng Đông Nam bộ (ĐNB) với hai tỉnh Tây Ninh và Bà Rịa - Vũng Tàu.
Luận án “chọn tạo giống/dòng lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở
Từ năm 2017, hai tỉnh Long An và An Giang đã tiến hành nghiên cứu và khảo nghiệm phương pháp lai truyền thống kết hợp với dấu phân tử ADN nhằm chọn tạo giống cây trồng.
2022 nhằm chọn được dòng lúa nếp mới phục vụ sản xuất lúa nếp ở tỉnh Long An và
Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 5 chương với các nội dung cụ thể như sau:
Chương 1: Giới thiệu: Nội dung chương 1 là nêu lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu, giả thuyết nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, cấu trúc của luận án, tính mới và những đóng góp của luận án.
Chương 2: Tổng quan tài liệu: Tổng quan về giống lúa nếp, tình hình sản xuất, tiêu thụ gạo nếp; tiêu chuẩn và phương pháp chọn tạo giống lúa nếp, đặc điểm một số giống lúa nếp trong nghiên cứu và sản xuất.
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu: Phương tiện nghiên cứu và các phương pháp được sử dụng trong khảo nghiệm đồng ruộng, đánh giá chất lượng gạo nếp và cơm nếp,
6 đánh giá kiểu gen dựa vào dấu phân tử ADN,, khảo nghiệm sâu bệnh có kiểm soát, phương pháp thống kê…
Chương 4: Kết quả và thảo luận: Chương này là kết quả của 4 nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Nội dung 1: Đánh giá nguồn vật liệu ban đầu và sử dụng các dấu phân tử để kiểm tra gen mục tiêu
- Nội dung 2: Tạo nguồn vật liệu và chọn lọc dòng lúa nếp phân ly
- Nội dung 3: Tuyển chọn và khảo nghiệm các dòng lúa nếp triển vọng
- Nội dung 4: Khảo nghiệm quốc gia dòng lúa nếp mới
Chương 5: Kết quả và đề xuất: Trình bày các kết quả đạt được của nghiên cứu theo các mục tiêu và nội dung nghiên cứu Dựa trên kết quả, nghiên cứu đã rút ra đề xuất và hướng nghiên cứu tiếp theo.
Tính mới của luận án
Đã tiến hành thu thập và đánh giá tập đoàn giống lúa nếp, cung cấp một cái nhìn đáng tin cậy về nguồn gen lúa nếp với sự đa dạng và phong phú thông qua các chỉ thị hình thái và dấu phân tử.
- Đã ứng dụng dấu phân tử ADN trong lai tạo, chọn lọc để chọn được các dòng lúa nếp mới.
Luận án đã xác định dòng nếp mới (Nếp Hương Tiên) phù hợp với điều kiện canh tác tại hai tỉnh Long An và An Giang Dòng nếp này không chỉ đáp ứng yêu cầu về năng suất mà còn đảm bảo chất lượng, góp phần làm phong phú và đa dạng nguồn giống lúa nếp trong sản xuất.
Đóng góp của luận án
Luận án về việc chọn tạo giống lúa nếp mới thích nghi với điều kiện canh tác ở Long An và An Giang đã chứng minh hiệu quả của công nghệ sinh học hiện đại trong việc rút ngắn thời gian và khối lượng nghiên cứu so với phương pháp truyền thống Điều này tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực chọn tạo giống lúa nếp.
Luận án đã chọn giống lúa nếp Hương Tiên với thời gian sinh trưởng ngắn (93-100 ngày), cây cứng và kháng đạo ôn lá trong điều kiện khảo nghiệm kiểm soát Giống này có năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh tương đương với giống IR4625, đồng thời chất lượng xay xát, chất lượng gạo và cơm nếp cũng đạt tiêu chuẩn Hương Tiên được đánh giá là phù hợp với điều kiện canh tác tại hai tỉnh Long An và An Giang, góp phần đa dạng hóa nguồn giống lúa nếp ở ĐBSCL.
Nghiên cứu về nguồn vật liệu lúa nếp, dấu phân tử ADN và các phương pháp lai tạo, chọn dòng, khảo nghiệm là rất quan trọng cho công tác chọn giống lúa nếp Những ứng dụng này sẽ giúp nâng cao năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu bệnh trong tương lai.
Phương pháp nghiên cứu
Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Thời gian và địa điểm
Quá trình thu thập nguồn vật liệu, lai tạo, chọn lọc dòng phân ly và khảo nghiệm dòng lúa nếp mới đã diễn ra từ năm 2017 đến 2023, bao gồm cả khảo nghiệm quốc gia và việc hoàn thành luận án.
Nhà lưới tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành, thuộc Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Lộc Trời, chuyên trồng vật liệu lai và thực hiện các tổ hợp lai lúa nếp Đơn vị này cũng tiến hành trồng hạt lai và đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh trong điều kiện khảo nghiệm có kiểm soát.
Ruộng thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành tập trung vào việc chọn lọc dòng lúa nếp phân ly kế thừa và dòng lúa nếp phân ly mới Trung tâm cũng tiến hành đánh giá các dòng lúa triển vọng thông qua quan sát sơ khởi và khảo nghiệm hậu kỳ, nhằm nâng cao chất lượng và năng suất lúa nếp.
Phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử tại Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, cùng với Phòng thí nghiệm sinh học phân tử của Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành, chuyên thực hiện các phản ứng PCR và điện di, đóng góp quan trọng vào nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực sinh học phân tử.
Phòng thí nghiệm phân tích chất lượng lúa gạo tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành chuyên đánh giá chất lượng xay xát, phân tích mặt gạo, hàm lượng amylose, độ trở hồ, độ bền gel và mùi thơm Ngoài ra, phòng thí nghiệm còn thực hiện đánh giá cảm quan cơm để đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho sản phẩm lúa gạo.
- Đánh giá 14 giống lúa nếp tại Phú Thọ - Phú Tân - An Giang trong hai vụ liên tiếp.
- Quan sát sơ khởi và khảo nghiệm hậu kỳ: Tại ruộng thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành
+ Tỉnh Long An: Khảo nghiệm tại 3 điểm thuộc 3 huyện
Điểm Mộc Hóa: Đất phù sa cổ
Điểm Thạnh Hóa: Đất phèn hoạt động nhẹ và trung bình
Điểm Tân Hưng: Đất phù sa cổ + Tỉnh An Giang: khảo nghiệm tại 3 điểm thuộc 3 huyện
Điểm Tân Châu: Đất phù sa
Điểm Phú Tân: Đất phù sa được bồi
Điểm Thoại Sơn: Đất phù sa ít được bồi
- Khảo nghiệm quốc gia dòng lúa nếp mới:
+ Đơn vị thực hiện: Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Nam Bộ
Khảo nghiệm diện hẹp: 4 điểm ở ĐBSCL (Tiền Giang, An Giang, CầnThơ, Kiên Giang) và 1 điểm ở ĐNB (Tây Ninh).
Khảo nghiệm diện rộng: 4 điểm ở ĐBSCL (Long An, An Giang, Cần Thơ, Cà Mau) và 2 điểm ở ĐNB (Tây Ninh, Bà Rịa - Vũng Tàu)
Khảo nghiệm sâu bệnh có kiểm soát được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 13381-1:2021, nhằm đánh giá các nòi sâu bệnh tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) và Đông Nam Bộ (ĐNB) Hoạt động này do Viện lúa ĐBSCL tiến hành để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc kiểm soát sâu bệnh.
Khảo nghiệm DUS được tiến hành tại Trạm khảo nghiệm và Hậu kiểm giống cây trồng ĐNB, tọa lạc tại xã Sông Xoài, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, trong các vụ HT22 và HT23.
3.1.2.1 Vật liệu sử dụng trong lai tạo, chọn dòng, khảo nghiệm dòng lúa nếp
Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành đã thu thập 54 giống lúa nếp làm vật liệu lai từ sản xuất thực tiễn ở các vùng miền Việt Nam, bao gồm nguồn giống trong khảo nghiệm quốc gia và giống nhập nội được lưu trữ trong Ngân hàng gen của trung tâm.
Bảng 3.1: Danh sách 54 giống lúa nếp vật liệu ban đầu
STT Giống lúa nếp STT Tên Giống
3 CK96 30 Nếp Tím Tân Châu
10 Nếp Đùm Lá Xanh 37 Nếp Bát Oát (Lào Cai)
11 Nếp Thơm 38 Nếp Đoàn Kết
13 Nếp Thái Lan-1 40 Khẩu Chiêm Đen
14 Nếp Thái Lan-2 41 Nếp Mộ (Hòa Bình)
15 Nếp Thái-3 42 Nếp Đỏ Hòa Bình
16 Nếp Bến Tre 43 Nếp Lào
17 Nếp 87 44 Nếp Siêm - vỏ nâu
18 Nếp 97 45 Nếp Siêm - vỏ vàng
19 Nếp 98 46 Nếp Thơm Thái Bình
21 Giống số 4 48 Nếp Than - Campuchia
22 Giống số 2 49 Nếp Tím (ST)
23 Giống số 1 50 Nếp Siêm (vỏ vàng có nút)
24 Nếp Thái Mỡ 51 Nếp Siêm (vỏ vàng hạt nhỏ)
25 Nếp NT9 52 Nếp Cái Hoa Vàng
26 Nếp Thơm 86 53 Nếp Tan (Sơn La)
27 Nếp Vàng 54 Nếp Tú Lệ
Nghiên cứu về các dòng lúa nếp phân ly kế thừa đã kế thừa 9 tổ hợp lai từ nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành Những tổ hợp lai này phù hợp với mục tiêu đề tài, tập trung vào việc nâng cao năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Bảng 3.2: Số lượng dòng F2 kế thừa từ 9 tổ hợp lai của Trung tâm NCNN Định Thành
1 AGPPS 135/Nếp Hương // Nếp Hương
- Các dòng lúa nếp phân ly từ các tổ hợp lai mới
- Các dòng lúa nếp quan sát sơ khởi, khảo nghiệm hậu kỳ, khảo nghiệm sinh thái và khảo nghiệm quốc gia (khảo nghiệm VCU và DUS).
+ Khảo nghiệm sơ khởi, hậu kỳ, sinh thái: IR4625 và CK92
+ Khảo nghiệm VCU và DUS: IR4625
+ Khảo nghiệm sâu bệnh có kiểm soát:
Giống chuẩn kháng quốc tế: Ptb33
Giống chuẩn nhiễm quốc tế: TN1
Giống chuẩn kháng quốc tế: Tẻ Tép
Giống chuẩn nhiễm quốc tế: LTH
Giống chuẩn nhiễm địa phương: OM1490
Giống chuẩn kháng quốc tế: IRBB5, IRBB7, IRBB21
Giống chuẩn nhiễm quốc tế: IR24 và TN1
Giống chuẩn nhiễm địa phương: Jasmine85 d Vật liệu khác
- Phân bón, thuốc BVTV sử dụng cho canh tác các giống lúa nếp trong thí nghiệm
Để thực hiện lai tạo và thu thập chỉ tiêu thành phần năng suất, bạn cần chuẩn bị các vật liệu sau: kéo, bao lai, bút lông dầu, sổ ghi chép, túi lưới, cân đồng hồ Nhơn Hoà loại 1 kg và 5 kg, cùng với các loại cân 1 số lẻ và 2 số lẻ, cũng như máy đo ẩm độ Kett.
3.1.2.2 Vật liệu sử dụng trong phòng thí nghiệm
Trong phân tích chất lượng gạo và cơm lúa nếp, cần sử dụng các hóa chất và thiết bị chuyên dụng như thước đo kích thước hạt Mytutoyo (Nhật), thước đo hạt Baker (Đức), ống nghiệm và bình tam giác các loại, cùng với các dụng cụ Isolab từ Đức Ngoài ra, máy nghiền bột từ Trung Quốc, cân phân tích 4 số lẻ Simazu ATX 224 (Nhật), máy vortex mixer (Mỹ), và máy quang phổ LVS-201 cũng rất quan trọng Các thiết bị khác như máy bóc vỏ trấu Sunshine, máy chà trắng Sunshine R109 và R110, sàng tấm và nồi cơm điện 0,6L Happy Cook (Việt Nam) cũng được sử dụng Để phân tích hàm lượng amylose, nhiệt hóa hồ, độ bền gel và hương thơm gạo lức, các hóa chất từ Merck và Sigma như NaOH và KOH 1,7% là cần thiết.
- Hóa chất, thiết bị dùng trong kiểm tra kiểu gen
Essential tools and equipment for DNA analysis include test tubes, micropipettes, Eppendorf tubes (1.5ml and 2.2ml), scissors, aluminum foil, Sartorius analytical balance, Boeco centrifuge (Germany), Restsch MM200 sample mill (Germany), BioSan Environmental Shaker-Incubator ES-20/60, Hettich Universal 320 R centrifuge (Germany), Hettich EBA 21 centrifuge (Germany), Thermo Nanodrop TM (USA), and Mastercycler nexus gradient PCR machine (Eppendorf).
Máy lắc ngang model 3006 của hãng GFL (Đức) kết hợp với bộ nguồn EC 300 XL và khay điện di Thermo Scientific (Phần Lan) cùng hệ thống chụp ảnh điện di và phân tích gel của Vilber Loumart (Pháp) tạo thành một giải pháp hoàn hảo cho nghiên cứu và phân tích gel.
For DNA extraction, utilize the following chemicals: 1M Tris-HCl, 0.5M EDTA, 10mg/ml RNAse, TE 1X, 3M Sodium acetate, 2X CTAB buffer, Chloroform-Isoamyl Alcohol (24:1), Isopropanol, and 70% Ethanol, sourced from reputable suppliers such as Merck, Sigma, Bioline, and Promega.
For effective PCR reactions, essential components include Agarose from Bioline, TBE 10X, and a 6X PCR loading buffer, along with a 6-band DNA ladder (Ladder_01100) and SafeView or GelRed dye from Bioline The PCR setup requires a 10 mM dNTPs mix, molecular markers for SSR and SNP at a concentration of 100 pmol/μl, PCR water, a 10X PCR buffer, and 5U Taq polymerase from Bioline, utilizing DNA extracted from glutinous rice.
Bảng 3.3: Các dấu phân tử dùng để đánh giá đa dạng di truyền của lúa nếp
Dấu phân Trình tự dấu phân tử (5'-3') Kiểu lặp NST tử SSR
Bảng 3.4: Các dấu phân tử dùng để khảo sát chất lượng của lúa nếp
Trình tự dấu phân tử (5'-3')
Sự bắt cặp/ kích thước
TF: CATCAGGAAGAACATCTGCAAGT TF-TR/ 235 bp Cai et al., 2015 GR: GGGAAACAAAGAATTATAAACA
IRSP: AACAGCAGGCTGGCTTACTCTCTG EFP-IRSP/ 147 bp
IFLP: ACGCTGCCTCCAGATGCTGA ERP-IFLP/ 262 bp
INSP: CTGGTAAAAAGATTATGGCTTCA INSP-EAP/ 355 bp
Bradbury et al., IFAP: CATAGGAGCAGCTG 2005
Nội dung nghiên cứu
3.2.1 Nội dung 1: Khai thác nguồn vật liệu ban đầu và dấu phân tử phục vụ lai tạo và chọn giống lúa nếp
Ngân hàng gen của Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Định Thành đang tiến hành thu thập, duy trì và nhân giống các giống lúa nếp hiện có, nhằm tạo ra nguồn vật liệu ban đầu quý giá cho nghiên cứu và phát triển nông nghiệp.
- Duy trì các dòng lúa nếp phân ly kế thừa từ nghiên cứu trước đó.
- Trồng đánh giá vật liệu ban đầu
Đánh giá kiểu hình trong nông học bao gồm khảo sát các đặc tính quan trọng như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số bông trên mỗi bụi, khối lượng 1.000 hạt và độ cứng của cây Ngoài ra, việc đánh giá chất lượng gạo và cơm nếp cũng rất quan trọng, với các yếu tố như mùi thơm, màu sắc gạo nếp, chiều dài và hình dạng hạt Cuối cùng, cần quan sát khả năng chống chịu của giống cây trước các loại sâu bệnh hại chính trong điều kiện canh tác thực tế.
+ Đánh giá kiểu gen: Đánh giá sự hiện diện của các gen liên quan đến tính trạng mùi thơm, amylose, kích thước hạt.
Khảo sát năng suất, thành phần năng suất và chất lượng của 14 giống lúa nếp nổi bật được thực hiện trong điều kiện canh tác tại huyện Phú Tân, tỉnh An Giang trong 2 vụ liên tiếp Nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả của các giống lúa nếp trong vùng trồng lúa nếp, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho nông dân và các nhà nghiên cứu trong việc lựa chọn giống lúa phù hợp.
3.2.2 Nội dung 2: Tạo nguồn vật liệu và chọn lọc dòng lúa nếp phân ly
- Xây dựng tổ hợp lai theo mục tiêu, lai tạo hữu tính vật liệu mới bằng phương pháp lai đơn
- Đánh giá các cá thể F2 mang gen thơm bằng dấu phân tử
- Chọn dòng phân ly theo phương pháp phả hệ từ thế hệ F2 - F6.
3.2.3 Nội dung 3: Tuyển chọn và khảo nghiệm các dòng lúa nếp triển vọng
- Quan sát sơ khởi các dòng nếp triển vọng
- Khảo nghiệm hậu kỳ các dòng lúa nếp chọn từ quan sát sơ khởi
+ Khảo nghiệm đồng ruộng các dòng lúa nếp hậu kỳ.
+ Đánh giá chất lượng gạo và cơm nếp các dòng lúa nếp hậu kỳ.
+ Đánh giá phản ứng của 7 dòng lúa nếp với rầy nâu, bệnh đạo ôn và bệnh bạc lá trong điều kiện khảo nghiệm có kiểm soát.
+ Đánh giá sự hiện diện của các gen liên quan đến tính trạng mùi thơm, amylose, chiều dài hạt.
- Khảo nghiệm sinh thái các dòng lúa nếp chọn từ khảo nghiệm hậu kỳ
+ Khảo nghiệm đồng ruộng các dòng lúa nếp sinh thái
+ Đánh giá phản ứng của các dòng lúa nếp với bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá, rầy nâu trong điều kiện khảo nghiệm đồng ruộng
+ Đánh giá chất lượng gạo và cơm nếp các dòng lúa nếp khảo nghiệm
3.2.4 Nội dung 4: Khảo nghiệm quốc gia dòng lúa nếp mới
- Khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống lúa (VCU)
+ Khảo nghiệm có kiểm soát
- Khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống lúa (DUS)
Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 Phương pháp lai tạo và chọn dòng lúa nếp phân ly
3.3.1.1 Phương pháp lai lúa a Xây dựng tổ hợp lai Để đạt được mục tiêu của đề tài như TGST (95-105 ngày), năng suất cao (5-7 tấn/ha), cứng cây (điểm 1), chất lượng ổn định, hàm lượng amylose ≤ 2%, độ bền gel mềm, nhiệt độ hóa hồ thấp, thơm nhẹ Năng suất, chất lượng tương đương đối chứng IR4625, thích nghi điều kiện canh tác của 02 tỉnh Long An và An Giang Các giống bố mẹ được chọn làm vật liệu lai phải có các tính trạng khác biệt nhau về di truyền. Đặc điểm tính trạng nổi trội của giống mẹ là năng suất cao, ngắn ngày, thích nghi tốt điều kiện canh tác địa phương Giống bố thơm, hạt gạo nếp đẹp, cơm nếp ngon svà chống chịu tốt Tiến hành lai và trồng các thế hệ con lai trong nhà lưới, trồng giống làm mẹ bên cạnh để đối chứng. b Phương pháp lai
Lai đơn là phương pháp chọn giống lúa nếp mới với mục tiêu phát triển các dòng lúa nếp mang đặc tính di truyền ưu việt từ cả bố và mẹ Các đặc điểm mong muốn bao gồm thời gian sinh trưởng ngắn, hạt chắc, năng suất cao, cây cứng cáp, hàm lượng amylose thấp, cùng với cơm nếp ngon, dẻo, dính và có hương thơm nhẹ.
Gieo và cấy vật liệu lai là quy trình quan trọng trong trồng giống bố mẹ, dựa vào thời gian sinh trưởng (TGST) Quy trình này bao gồm việc gieo và cấy 3 đợt, mỗi đợt cách nhau 7 ngày, với mỗi đợt từ 2 đến 3 chậu lúa nếp Mục tiêu là đảm bảo rằng giống bố và mẹ cùng thời gian trỗ, tương ứng với từng tổ hợp lai.
Chọn cây mẹ để khử đực cần đảm bảo chọn những cây khỏe mạnh và bông lúa nếp đã trổ khoảng 50-60% Cắt bỏ những hoa đã tung phấn và hoa còn non, chỉ giữ lại 30-40 hoa trên mỗi bông Sử dụng kéo lai cắt xiên khoảng 1/2 đến 1/3 vỏ trấu, tránh cắt quá cao để dễ khử đực và đảm bảo hạt phấn rơi vào nướm nhụy Cắt quá thấp có thể gây tổn thương cho nhụy Dùng kẹp hoặc máy hút phấn để loại bỏ 6 túi phấn trong mỗi hoa mà không làm hư hại nướm nhụy Sau khi khử đực, bao bông lúa nếp lại bằng bao giấy bóng mờ, ghi rõ tổ hợp lai, ngày khử đực và tên người thực hiện Dùng ghim kẹp miệng bao để giữ chặt.
Để thu hoạch phấn từ cây bố, hãy chọn những bông hoa khỏe mạnh, cắt bỏ phần trên của vỏ trấu để quá trình tung phấn diễn ra dễ dàng hơn Bao bọc các bông đã cắt mà không gấp miệng bao để ánh sáng có thể chiếu vào Cần thụ phấn ngay khi túi phấn vươn ra khỏi vỏ trấu, càng nhanh càng tốt để tối ưu hóa thời gian thụ phấn Chậu lai nên được đặt trong nhà lưới có che chắn để bảo vệ khỏi gió, mưa, chim, chuột và dịch hại Ngoài ra, có thể bón thêm phân urea để hỗ trợ sự phát triển của hạt lai.
Khi thu hoạch, hạt sẽ mất màu xanh và thường chín sau khoảng 25 ngày kể từ khi thụ phấn Quá trình thu hoạch bao gồm cắt bông, phơi khô, và tuốt hạt bằng
Để phát triển quần thể F1, mỗi tổ hợp cần gieo hơn 50 hạt con lai F1 và cấy 1 tép trong bể nhà lưới với khoảng cách cấy 20x20 cm Các tổ hợp cấy được thực hiện theo tuần tự, giữa mỗi tổ hợp cấy có 1 hàng cây bố và 1 hàng cây mẹ nhằm so sánh cây lai với cây bố mẹ Cây F1 có khả năng tự thụ phấn và thu hoạch hạt từ tất cả các bụi.
Quần thể F2 được trồng từ hạt giống của quần thể F1 với số lượng 1.500 cá thể cho mỗi tổ hợp Các bụi F1 cùng tổ hợp lai được cấy trong cùng một lô, với mỗi bụi F1 được sắp xếp thành 1 băng gồm 4 hàng Mạ được cấy khi 12 ngày tuổi, với khoảng cách cấy là 20 cm x 20 cm.
3.3.1.2 Chọn dòng phân ly theo phương pháp phả hệ a Chuẩn bị mạ: chuẩn bị hạt giống bố, mẹ (mỗi giống 10 g hạt giống thuần
Hạt giống được chia thành các loại như hạt con lai F1 (30-50 hạt mỗi tổ hợp) và hạt F2 - F6 từ vụ trước Hạt giống bố mẹ và hạt từ các cá thể được cho vào túi lưới, đánh dấu cẩn thận, ngâm trong nước sạch 24 giờ, rửa sạch và ủ cho nứt nanh trước khi gieo mạ Mạ được gieo vào khay chứa giá thể xơ dừa và bùn với tỷ lệ 5:1, cần tưới nước hàng ngày và bảo vệ khỏi chim chuột Sau 12 ngày tuổi, khi cây mạ đạt 3-4 lá, sẽ tiến hành cấy xuống ruộng Trước khi cấy, đất ruộng cần được vệ sinh sạch sẽ, cày xới phẳng và loại bỏ ốc bươu vàng, đồng thời rút cạn nước ruộng.
Trong nghiên cứu này, 500 cá thể ngẫu nhiên từ quần thể F1 được cấy thành các dãy với khoảng cách 20 x 20 cm, đảm bảo tính đồng đều giữa các cá thể Mỗi tổ hợp được cấy thành các dòng, với khoảng cách giữa các dòng là 40 cm, tổng diện tích mỗi tổ hợp khoảng 150 m² Xen kẽ trong mỗi tổ hợp, trồng khoảng 50 cây bố mẹ để so sánh giữa bố mẹ và con lai ở các thế hệ phân ly Xung quanh ruộng thí nghiệm, lúa bảo vệ được trồng cách bờ 1 m Qui trình canh tác lúa được thực hiện theo hướng dẫn của Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Lộc Trời, với công thức phân bón hóa học là 100N-50P2O5-60K2O cho vụ Đông Xuân và 80N-60P2O5-60K2O cho vụ Hè Thu và Thu Đông Ruộng chọn dòng không phun thuốc trừ bệnh nhằm tăng khả năng chọn lọc các dòng lúa nếp chống chịu tốt với bệnh hại chính, đồng thời xử lý sâu hại khi mật số sâu và rầy vượt ngưỡng.
Trong từng thế hệ từ F2 đến F6, mỗi cá thể được chọn sẽ được trồng thành những dòng riêng biệt Đối với thế hệ F2, mỗi tổ hợp lai sẽ được trồng từ 1.000 đến 2.000 cá thể, với hạt từ mỗi cá thể F1 (khoảng 30-50 cá thể/tổ hợp lai) được phát triển thành một dòng riêng.
Cấy 4-6 hàng với 20 cá thể mỗi hàng và khoảng cách cấy là 20x20 cm, mỗi hàng cấy 1 tép Thế hệ F2 có sự phân ly mạnh, vì vậy cần ưu tiên chọn những cá thể nổi trội về năng suất, đảm bảo chất lượng vào chắc tốt và sạch bệnh.
Trong quá trình chọn lọc các cá thể thơm từ các tổ hợp lai, tỷ lệ chọn lọc ở cá thể F2 đạt khoảng 10-20% Ở các thế hệ tiếp theo, cần tập trung vào việc chọn lọc các cá thể nổi trội dựa trên các tiêu chí như độ cứng cây, khả năng nảy chồi, năng suất, và khả năng kháng lại các loại sâu bệnh chính như cháy bìa lá, đạo ôn lá, đạo ôn cổ bông, và rầy nâu Đồng thời, cần chú ý đến khả năng vào chắc, đóng hạt trên bông, độ đục và độ đồng đều của hạt, cũng như độ đồng cổ bông Qua từng thế hệ, các đặc tính nổi trội của các dòng được chọn sẽ được ghi nhận để phục vụ cho quá trình chọn lọc ở các thế hệ tiếp theo.
Hình 3.1: Sơ đồ chọn lọc cá thể theo phương pháp phả hệ
Ghi chú: Các cá thể được chọn (khoanh tròn) sẽ được trồng thành từng dòng riêng biệt ở thế hệ sau
Hình 3.2: Sơ đồ chọn lọc cá thể dựa vào dấu phân tử ở thế hệ F2
Khi chọn bụi lúa nếp, nên thực hiện ở giai đoạn 80-85% bông chín bằng cách xịt sơn hoặc cột dây nylông để đánh dấu Sau khi hoàn thành việc chọn, tiến hành thu hoạch các dòng đã chọn khi chúng đạt 90% độ chín, đồng thời cần loại bỏ các dòng bị bệnh hoặc có nhiều hạt lép.
51 khi chín) Phơi khô, ra hạt, đánh số và mã hóa số, ngâm ủ và gieo mạ để cấy cho vụ tiếp theo.
- Các dòng ở thế hệ F6 đạt độ thuần, sạch bệnh, tiềm năng năng suất sẽ được chọn để quan sát sơ khởi.
3.3.2 Phương pháp khảo nghiệm các dòng lúa nếp triển vọng
3.3.2.1 Quan sát sơ khởi a Bố trí thí nghiệm: Các giống được trồng tuần tự không lặp lại, diện tích
10m 2 /giống, cấy 1 tép. b Các chỉ tiêu theo dõi:
- Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, độ thuần đồng ruộng, năng suất
- Ghi nhận khả năng chống chịu sâu bệnh hại chính
3.3.2.2 Khảo nghiệm hậu kỳ a Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), 3 lần lặp lại, 9 nghiệm thức, giống lúa nếp CK92 và IR4625 làm đối chứng Phương pháp canh tác: cấy lúc mạ 12 ngày tuổi, cấy 1 tép/bụi, khoảng cách cấy 15x20 cm, diện tích mỗi lô 10m 2 Công thức phân áp dụng: 80N-60P2O5-60K2O b Các chỉ tiêu theo dõi:
- Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, độ thuần đồng ruộng, số bông/m 2 , chiều dài bông, số hạt chắc/bông, khối lượng 1.000 hạt, năng suất
- Ghi nhận khả năng chống chịu sâu bệnh hại chính
- Đánh giá phản ứng của giống đối với bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá và rầy nâu trong điều kiện khảo nghiệm có kiểm soát
- Phân tích chất lượng gạo nếp và cơm nếp
- Đánh giá giống/dòng lúa nếp dựa vào dấu phân tử