Luận văn thạc sĩ TUYỂN CHỌN VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT HẠT LAI F1 CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRẦN THỊ THUẬN TUYỂN CHỌN VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT HẠT LAI F1 CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60. 62. 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ TRÂM HÀ NỘI- 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn này ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả Trần Thị Thuận Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Thị Trâm ñã tận tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong khoa Sau ñại học, Khoa Nông học, Bộ môn Di truyền- chọn giống ñã tận tình giảng dạy, ñóng góp ý kiến xây dựng ñề cương nghiên cứu ñể tôi hoàn thiện kiến thức lý luận và thực hành nghiên cứu khoa học. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị cán bộ, công nhân viên của Phòng công nghệ lúa lai- Viện nghiên cứu lúa ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực tập ñể tôi hoàn thành tốt ñề tài nghiên cứu. Luận văn này hoàn thành còn sự giúp ñỡ, ñộng viên, khuyến khích của gia ñình, ñồng nghiệp, bạn bè trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả Trần Thị Thuận Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các từ viết tắt v Danh mục các bảng vi Danh mục hình viii 1 MỞ ðẦU 1 1.1 Tính cấp thiết ñề tài 1 1.2 Mục ñích của ñề tài 2 1.3 Yêu cầu của ñề tài 2 1.4 Ý nghĩa của ñề tài 2 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3 2.1 Lúa lai với vấn ñề an ninh lương thực 3 2.2 Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng ưu thế lai ở lúa 5 2.3 Kết quả nghiên cứu và phát triển ưu thế lai ở lúa 11 2.4 Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới. 25 2.5 Quá trình phát triển và nghiên cứu lúa lai ở Việt Nam 34 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 3.1 Vật liệu, ñịa ñiểm, thời gian nghiên cứu 41 3.2 Nội dung nghiên cứu 42 3.3 Phương pháp nghiên cứu 42 3.4 Xử lý số liệu 45 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 4.1 ðánh giá và tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng vụ Xuân 2010 46 4.1.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ và ñặc ñiểm của các tổ hợp lai 46 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… iv 4.1.2 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lai 47 4.1.3 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổ hợp 49 4.1.4 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai 52 4.1.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 53 4.1.6 ðánh giá ưu thế lai chuẩn trên một số tính trạng của các tổ hợp lai 58 4.1.7 ðánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai 60 4.1.8 Tuyển chọn một số tổ hợp lai bằng chỉ số chọn lọc 64 4.1.9 Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai ñược chọn lọc 67 4.2 Nghiên cứu khả năng sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp ñược chọn 68 4.2.1 ðặc ñiểm các dòng bố mẹ trong ñiều kiện vụ Mùa 2010 68 4.2.2 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến tỷ lệ phấn hữu dục của dòng mẹ 69 4.2.3 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến thời gian từ gieo ñến trỗ, số lá/ thân chính của các dòng bố mẹ 70 4.2.4 Thời ñiểm bắt ñầu trỗ của bố mẹ trong thí nghiệm vụ Mùa 2010. 72 4.2.5 Ảnh hưởng của thời vụ ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của tổ hợp TH3-8 và TH7-8 74 4.2.6 Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH3-8 và TH7-8 77 5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 81 5.1 Kết luận 81 5.2 ðề nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ghi chú ƯTL : Ưu thế lai CMS : Bất dục ñực tế bào chất EGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện ngoại cảnh PGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ TGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ WA : Bất dục kiểu hoang dại TGST : Thời gian sinh trưởng ñ/c : ðối chứng FAO : Tổ chức nông lương thế giới D : Dài R : Rộng RD : Rất dài D/R : Dài/ rộng TB : Trung bình T : Thon TD : Thon dài NSCT : Năng suất cá thể NSTT : Năng suất thực thu Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Thống kê diện tích, năng suất lúa lai của Việt Nam từ 1992- 2009 35 2.2 Tình hình sản xuất hạt lai F1 trong nước từ 1997-2009 37 3.1 Danh sách các tổ hợp lai 41 3.2 Thời vụ gieo bố mẹ 43 3.3 Liều lượng phun GA 3 44 4.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 47 4.2 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 48 4.3 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổ hợp lúa hai dòng trong thí nghiệm (vụ Xuân 2010) 51 4.4 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 52 4.5a Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 55 4.5b Năng suất thực thu và so sánh năng suất thực thu của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 56 4.6 Giá trị UTL chuẩn (H s %) trên một số tính trạng của các tổ hợp lai 58 4.7a Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 60 4.7b ðặc ñiểm hình thái hạt gạo xay của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 62 4.7c Mùi thơm và chất lượng nấu nướng của các tổ hợp lai (vụ Xuân 2010) 63 4.8a Tiêu chuẩn chọn lọc có giá trị ưu tiên ở một số tính trạng 65 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… vii 4.8b Một số tổ hợp lai ñược tuyển chọn nhờ phần mềm Selection index 66 4.9 Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai triển vọng (vụ Xuân 2010) 67 4.10 ðặc ñiểm của các dòng bố mẹ trong ñiều kiện sản xuất hạt lai F1 (vụ Mùa 2010) 68 4.11 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến tỷ lệ phấn hữu dục của các dòng TGMS trong sản xuất hạt lai F1 ( vụ Mùa 2010) 70 4.12 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến thời gian từ gieo ñến trỗ và số lá của các dòng bố mẹ (vụ Mùa 2010) 71 4.13 Thời ñiểm trỗ và sự trùng khớp bố mẹ của tổ hợp T1 S -96/R8 (vụ Mùa 2010) 72 4.14 Thời ñiểm trỗ và sự trùng khớp bố mẹ của tổ hợp T7 S /R8 (vụ Mùa 2010) 74 4.15 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH3-8 (vụ Mùa 2010) 74 4.16 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH7-8 (vụ Mùa 2010) 76 4.17 Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH 3-8 (vụ Mùa 2010) 78 4.18 Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 của giống TH 7-8 (vụ Mùa 2010) 80 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… viii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 4.1 So sánh năng suất thực thu của các tổ hợp lai mới tuyển chọn vụ Xuân 2010 57 4.2 So sánh năng suất hạt lai của cá thể và năng suất thực thu của hạt lai ở các thời vụ khác nhau của tổ hợp TH3-8 75 4.3 So sánh năng suất hạt lai của cá thể và năng suất thực thu của hạt lai ở các thời vụ khác nhau của tổ hợp TH7-8 77 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………… 1 1. MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết ñề tài Cây lúa (Oryza sativa) là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất của nhân loại, cung cấp nguồn thức ăn chính cho cuộc sống của con người, ñặc biệt ở các nước Châu Á, với 40% dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn chính và có ảnh hưởng ñến ñời sống của ít nhất 65% dân số thế giới. ðối với Việt Nam, cây lúa có một giá trị ñặc biệt quan trọng trong việc giải quyết nhu cầu lương thực cho nhân dân. ðể ñảm bảo an ninh lương thực trong hoàn cảnh dân số tăng, diện tích ñất nông nghiệp ngày càng thu hẹp do mở rộng diện tích ñất ở, xây dựng khu công nghiệp, ñường giao thông thì việc sử dụng các giống có năng suất cao là tất yếu. Trong khi ñó năng suất các giống lúa thuần gần như “kịch trần” thì việc sử dụng các giống lúa lai là cần thiết. Lúa lai có tiềm năng năng suất cao, khả năng thích ứng rộng nên ñóng góp vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất và sản lượng lúa. Ở Việt Nam, việc áp dụng thành tựu về lúa lai ñã có kết quả to lớn. Năng suất lúa lai so với lúa thường tăng từ 15- 20% trở lên và diện tích lúa lai ngày càng tăng. Năm 2007 diện tích trồng lúa lai ñạt trên 600000 ha, năng suất bình quân 65 tạ/ ha. Nghiên cứu, tuyển chọn các giống lúa lai mới là một ñòi hỏi tất yếu trong những năm gần ñây và trong tương lai. Do phần lớn các giống lúa lai ñang trồng ở Việt Nam là nhập khẩu hạt lai F1 của Trung Quốc, giá thành cao, chất lượng và chủng loại có khi không ñảm bảo dẫn ñến giống bị nhiễm sâu bệnh, năng suất thấp…ðể khắc phục những vấn ñề trên các cơ quan nghiên cứu chọn tạo giống trong nước ñã tạo ñược một số dòng bố mẹ và con lai phù hợp với ñiều kiện Việt Nam như TH3-3, TH3-4, TH3-5, Việt Lai 20, Việt Lai 24…. [...]... ng ñ t năng su t cao M i dòng B ch duy trì tính b t d c t t cho m t dòng A tương ng [30] 2.3.1.3 Dòng ph c h i tính h u d c (Restorer line, dòng R): * ð c ñi m: Ph c h i h u d c là kh năng c a m t dòng khi lai v i m t dòng b t d c ñ c nào ñó cho con lai h u d c bình thư ng Dòng ph c h i tính h u d c là dòng cho ph n dòng A ñ s n xu t h t lai F1 * Tiêu chu n dòng ph c h i t t: Dòng R t t ph i ñ t ñư c... t, chăm sóc m t t H t B l y t dòng B t t nh t tr n cân b ng gieo thành 2 ñ t ñ th i gian tr kh p v i dòng A ñ nhân dòng ñ t năng su t cao - Ru ng nhân dòng B và R nguyên ch ng: H t siêu nguyên ch ng c a các dòng B và R thu ñư c v trư c ñư c nhân trong khu cách ly ñ s n xu t h t nguyên ch ng ( Nguy n Th Trâm và C ng s , 2003) [31] 2.3.2 Lúa lai h hai dòng Lúa lai h hai dòng là bư c ti n m i c a loài... genetic Male Sterility) 2.3.2.1 Ưu ñi m c a lúa lai hai dòng Vi c ng d ng các dòng EGMS ñ phát tri n lúa lai so v i ng d ng dòng CMS kinh ñi n có các ưu th hơn h n sau: - Quá trình s n xu t h t lai ñư c ñơn gi n hóa, không ph i t ch c m t l n lai ñ duy trì dòng b t d c như h “ba dòng vì không c n dòng B Dòng TGMS trong ñi u ki n nhi t ñ cao c n thi t và dòng PGMS trong ñi u ki n ngày dài c n thi... 3 gen tr i và m t gen l n ñi u khi n Các gen này ñ u n m trên các c p NST cùng ngu n g c khác nhau và có kh năng kháng ñư c nhi u ch ng m t s nư c tiên ti n ngư i ta ñã thành công trong vi c chuy n gen Bt vào cây lúa 2.3 K t qu nghiên c u và phát tri n ưu th lai lúa 2.3.1 H th ng lúa lai “ba dòng H th ng lai ba dòng ph i có ba dòng b m tham gia vào t h p lai, ñó là: Dòng m b t d c ñ c, dòng b duy... n, dòng B có gen l n ki m soát tính b t d c ñ c nhân t bào T bào ch t c a dòng B không có nhân t gây b t d c, vì v y dòng B có ph n h u d c như lúa thư ng, ñư c nhân b ng phương th c t th ph n, khi lai dòng A v i dòng B s thu ñư c h t lai A/ B, gieo h t lai này s cho cây lai có ph n b t d c Dòng A và B là hai dòng “ch em” gi ng nhau v m i tính tr ng hình thái, khác nhau v tính d c, v c u t o hoa và. .. v i lúa lai h hai dòng, m i ha m dòng b gieo 150 kg, dòng m 112 kg - M t ñ c y và s d nh/ khóm: Theo Huang và c ng s (1987) dòng b c y 2-3 cây m / khóm, kho ng cách 17cm x 33,3cm Còn dòng m c y 2 d nh/ khóm, kho ng cách 12cm x 33,3cm n ð dòng b c y kho ng cách 30cm x 15cm, dòng m kho ng cách 15cm x 15cm (Kumar, 1996) [53] - T l hàng b m : Theo Hoàng B i Kính (1994) [14] ñ ñ t năng su t h t gi ng F1. .. n tích lúa lai h u như ph bi n r ng rãi trong c nư c kho ng16,6 tri u ha (57% t ng di n tích tr ng lúa) , năng su t trung bình ñ t 7,2 t n/ha [75] - Trong 4 th p k qua, nghiên c u và phát tri n lúa lai Trung Qu c ñư c chia thành 4 giai ño n: + Giai ño n nghiên c u ch n t o lúa lai h “ba dòng + M r ng s n xu t ñ i v i các t h p lúa lai h “ba dòng + Nghiên c u và ch n t o các lúa lai h hai dòng +... thò ra hai bên v tr u nhi u… + ð tr thoát c bông càng nhi u càng t t và nh y c m v i GA3, + Khi lai v i dòng R t l ñ u h t ph i cao trong m i ñi u ki n th i ti t thay ñ i [18] 2.3.1.2 Dòng duy trì b t d c (Maitainer line, dòng B) Dòng duy trì tính b t d c ñ c là dòng cho ph n dòng A ñ t o ra h t A Khi gieo h t ñư c t o ra do lai A v i B s thu ñư c cây có h t ph n b t d c vì v y dòng B ñư c g i là dòng. .. dòng CMS nhưng vi c ng d ng vào s n xu t chưa có k t qu Năm 1964, Trung Qu c tìm ñư c cây lúa d i b t d c ñ c ñ o H i Nam, h ñã lai v i lúa tr ng ñ t o ra các dòng lúa b t d c ñ c di truy n t bào ch t (CMS), dòng duy trì (B), dòng ph c h i h u d c (R), ñây là công c h u ích cho vi c khai thác ưu th lai lúa [53] Lúa là cây t th ph n ñi n hình, kh năng nh n ph n ngoài r t th p, b i v y ng d ng UTL lúa. .. i ta chia ra hai lo i dòng b t d c ñ c nhân m n c m v i môi trư ng là: + Các dòng b t d c ñ c nhân m n c m v i nhi t ñ (TGMS - Thermo senitive Genetic Male Steril) + Các dòng b t d c ñ c nhân m n c m v i ánh sáng (PGMS Photoperiodic sensitive Genetic Male Sterile) Dòng m trong lúa lai "hai dòng" ñư c ký hi u b ng ch S như : B i i 64S, 7001S, An xianS và dòng ph c h i v n ñư c goi là dòng R Năm 1995