tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai 2 dòng có năng suất và chất lượng tốt phục vụ sản xuất tại một số tỉnh phía bắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN TIẾN THÀNH TUYỂN CHỌN MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG CÓ NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG TỐT PHỤC VỤ SẢN XUẤT TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số : 60.62.05 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. HOÀNG TUYẾT MINH HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ 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, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội 19 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Tiến Thành Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Hoàng Tuyết Minh ñã tận tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia, các cán bộ phòng Khảo nghiệm kiểm ñịnh giống cây trồng ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu của mình. Tôi xin cảm ơn anh chị em cán bộ kỹ thuật tại các ñiểm khảo nghiệm trong hệ thống mạng lưới khảo nghiệm Quốc gia ñã giúp ñỡ tôi thực hiện ñề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau ñại học, Khoa Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện ñề tài. Luận văn này hoàn thành còn có sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp, bạn bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Hà Nội 19 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Tiến Thành Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix 1. MỞ ðẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 1.2. Mục ñích của ñề tài 3 1.3. Yêu cầu của ñề tài 3 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 4 2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 10 2.2.1. Thuyết tính siêu trội 10 2.2.2. Thuyết tính trội 11 2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền 11 2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 12 2.3.1. Ưu thế lai ở hệ rễ 12 2.3.2. Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh: 13 2.3.3. Ưu thế lai về chiều cao cây 13 2.3.4. Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng 14 2.3.5. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý 14 2.3.6. Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh hoá 15 2.3.7. Ưu thế lai về khả năng chống chịu 15 2.3.8. Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 16 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv 2.4. Hiện tượng bất dục ñực ở lúa và ứng dụng trong chọn tạo giống lúa lai 16 2.4.1. Hiện tượng bất dục ñực ở lúa 17 2.4.2. Ứng dụng hiện tượng bất dục ñực trong chọn tạo giống lúa lai 27 2.4.3. Chiến lược sử dụng và khai thác ưu thế lai ở lúa 31 2.5. Chất lượng lúa gạo và vấn ñề chọn giống lúa chất lượng cao 32 2.5.1. Chất lượng lúa gạo trên thế giới 32 2.5.2. Chất lượng gạo lúa lai 34 2.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 35 2.6.1. Những thành tựu về nghiên cứu 36 2.6.2. Sản xuất hạt giống lúa lai F 1 39 2.6.3. Phát triển lúa lai thương phẩm 40 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 3.1. Vật liệu nghiên cứu 42 3.2. Nội dung nghiên cứu 42 3.3. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 43 3.3.1. ðịa ñiểm 43 3.3.2. Thời gian nghiên cứu 43 3.4. Phương pháp nghiên cứu 43 3.4.1. Bố trí thí nghiệm ñồng ruộng 43 3.4.2. Kỹ thuật gieo cấy, chăm sóc thí nghiệm: 44 3.5. Các chỉ tiêu theo dõi, ñánh giá 44 3.5.1. Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng: 45 3.5.2. ðặc ñiểm nông sinh học và yếu tố cấu thành năng suất 45 3.5.3. Phản ứng với sâu bệnh 46 3.5.4. ðánh giá chất lượng thóc gạo 48 3.5.5. ðánh giá chất lượng cơm 48 3.6. Phương pháp phân tích số liệu 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49 4.1. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 49 4.1.1 Thời gian sinh trưởng của các giống nghiên cứu 49 4.1.2. Một số ñặc ñiểm nông sinh học của các giống lúa nghiên cứu 54 4.2. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên cứu 58 4.3. ðánh giá phản ứng với bệnh bạc lá và rầy nâu của các giống lúa nghiên cứu thông qua lây nhiễm nhân tạo 61 4.3.1. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn bệnh bạc lá 62 4.3.2. Phản ứng của các giống nghiên cứu với một số nguồn rầy nâu 63 4.4. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu 65 4.4.1. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng MNPB 67 4.4.2. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng ðBSH68 4.4.3. Yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng BTB 69 4.5. Năng suất thực thu của các giống lúa nghiên cứu 75 4.5.1. Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Mùa 2009 75 4.5.2. Năng suất thực thu của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Xuân 2010. 77 4.6. Tương tác kiểu gen với môi trường và ñộ ổn ñịnh về năng suất của các giống lúa nghiên cứu 80 4.6.1. ðộ ổn ñịnh về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Mùa 2009 81 4.6.2. ðộ ổn ñịnh về năng suất của các giống nghiên cứu trong vụ Xuân 2010 83 4.6.3. Chỉ số môi trường của các ñiểm thí nghiệm 84 4.7. Một số chỉ tiêu chất lượng của các giống lúa nghiên cứu 85 4.7.1. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống nghiên cứu 86 4.7.2. ðánh giá chất lượng cơm của các giống lúa nghiên cứu 89 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 90 5.1. Kết luận 90 5.2. ðề nghị 92 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTST Bồi tạp Sơn thanh BVTV Bảo vệ thực vật CMS Cytoplasmic Male Sterility - Bất dục ñực tế bào chất ñ/c ñối chứng ðBSH ðồng bằng sông Hồng DMRT Duncan's multiple range test - Phép thử Duncan EGMS Environmental-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với môi trường FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông lương Thế giới IRRI International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa Quốc tế MNPB Miền Núi phía Bắc PGMS Photoperiod- sensitive Genic Male Sterile - Bất dục chức năng di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ TB Trung bình TGMS Thermo-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục ñực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ TGST Thời gian sinh trưởng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Danh sách giống lúa lai tham gia nghiên cứu 42 Bảng 4.1. Thời gian sinh trưởng của các giống nghiên cứu 50 Bảng 4.2. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống nghiên cứu vụ Mùa 2009. 54 Bảng 4.3. ðặc ñiểm nông sinh học của các giống nghiên cứu vụ Xuân 201055 Bảng 4.4. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá, rầy nâu của các giống nghiên cứu vụ Mùa 2009 59 Bảng 4.5. Mức ñộ nhiễm bệnh bạc lá, rầy nâu của các giống nghiên cứu vụ Xuân 2010 60 Bảng 4.6. Phản ứng của các giống nghiên cứu với bệnh bạc lá 63 Bảng 4.7. Phản ứng của các giống nghiên cứu với rầy nâu 64 Bảng 4.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng Miền Núi phía Bắc 71 Bảng 4.9. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng ðồng bằng sông Hồng 72 Bảng 4.10. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống nghiên cứu tại vùng Bắc Trung bộ 73 Bảng 4.11. Năng suất thực thu của các giống nghiên cứu vụ Mùa 2009 76 Bảng 4.12. Phương sai năng suất tổng hợp qua các ñiểm thí nghiệm vụ Mùa 2009 77 Bảng 4.13. Năng suất thực thu của các giống nghiên cứu vụ Xuân 2009 78 Bảng 4.14. Phương sai năng suất tổng hợp qua các ñiểm thí nghiệm vụ Xuân 2010 79 Bảng 4.15. ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các giống qua các ñiểm nghiên cứu trong ñiều kiện vụ Mùa 2009 82 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii Bảng 4.16. ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các giống qua các ñiểm nghiên cứu trong ñiều kiện vụ Xuân 2010 83 Bảng 4.17. Chỉ số môi trường của các ñiểm thí nghiệm 84 Bảng 4. 18. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống nghiên cứu 88 Bảng 4. 19. Chất lượng cơm của các giống nghiên cứu 89 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ix DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến sự chuyển hoá tính dục của dòng TGMS 23 Hình 4.1. Thời gian sinh trưởng của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Mùa 2009 53 Hình 4.2. Thời gian sinh trưởng của các giống tại các ñiểm thí nghiệm vụ Xuân 2010 53 Hình 4.3. Năng suất trung bình của các giống trong 2 vụ Mùa 2009 và Xuân 2010 79 [...]... ng lúa lai ñ t năng su t cao và siêu cao, ñư c tr ng trên di n tích r ng, năng su t tăng 10% so v i gi ng lúa lai hi n có ðây là k t qu c a chương trình t o gi ng “siêu lúa lai c a Trung Qu c g m hai giai ño n: giai ño n 1 b t ñ u t năm 1996, ñã t o ra siêu lúa lai ñ t năng su t 10,5 t n/ha vào năm 20 00 và giai ño n 2 năng su t ñ t 12 t n/ha vào năm 20 05, di n tích thí nghi m các gi ng “siêu lúa lai ... t h p lai hai dòng r t ưu vi t như Hương 125 S /Dòng 68 m i ñưa vào s n xu t năm 1999 ñã ñ t t i di n tích 60.000 ha năm 20 00, năng su t bình quân 7,5 t n/ha cao hơn lúa lai “ba dòng là 10% [ 52] H u h t các t h p lai hai dòng ñ u cho năng su t cao và ph m ch t t t hơn so v i các t h p lai ba dòng (Yuan L.P., 1997) [101] S ra ñ i c a lúa lai hai dòng ñã m ra m t hư ng ñi m i trong lai t o ñó là lai xa... nhân dòng b m và s n xu t h t lai F1 ngày càng hoàn thi n và ñ t năng su t cao V i nh ng thành công này c a Trung Qu c ñã m ra tri n v ng to l n v phát tri n lúa lai trên th gi i (Nguy n Th Trâm, 20 02) [57] Vào năm 20 00, Trung Qu c ñã tr ng 24 0.000 ha siêu lúa lai, năng su t bình quân ñ t 9,6 t n/ha Năm 20 02 ñã tr ng 1,4 tri u ha v i năng su t 9,1 t n/ha (Tr n văn ð t, 20 05) [6], và hi n nay ñã có hàng... Vì v y B Nông nghi p và Phát tri n Nông thôn ñã xây d ng nhi u chương trình phát tri n lúa lai nh m m r ng di n tích và tăng t ng s n lư ng lo i lúa này H th ng lúa lai hai dòng có nhi u ưu ñi m hơn h th ng ba dòng trong vi c duy trì dòng m , kh năng tìm dòng b , s n su t h t lai cũng như kh năng cho năng su t và ch t lư ng lúa g o thương ph m Mu n m r ng di n tích lúa lai hai dòng thì ph i l a ch... c ñã ch n t o thành công nhi u dòng CMS có tính b t d c n ñ nh như Nh 32A, D62A, Kim 23 A, Zenshan 97A và dòng B, dòng R, hoàn thi n công ngh nhân dòng b t d c ñ c, s n xu t h t gi ng lúa lai F1 và ñưa ra s n xu t nhi u t h p lai có năng su t cao ñánh d u s ra ñ i c a h th ng lúa lai “ba dòng , m ra bư c ngo t trong l ch s s n xu t và thâm canh cây lúa (Yuan L.P., 19 92) [99] Năm 1973, Trung Qu c là... Mùa 20 03 và Xuân 20 04 di n tích lúa lai c nư c ñ t 621 .303 ha, chi m 9,04% di n tích lúa c nư c (Ph m ð ng Qu ng, 20 06) [48] Năm 20 09, di n tích s n xu t lúa lai tăng ñ t bi n lên trên 700 nghìn ha, tăng kho ng 100 nghìn ha so v i các năm trư c (Tr n Văn Kh i, 20 09) [33] Năng su t lúa lai trung bình t 6 ,2 6,3 t n/ha, cao hơn lúa thu n t 15 - 20 % và ñã tr thành m t nhân t quan tr ng góp ph n tăng năng. .. d c ñ c dòng PTGMS có các 6 trong s 12 nhi m th c a lúa ñó là nhi m s c th s 3, 5, 6, 7, 11 và 12 (Jiang S et al, 20 00; Mei et al, 1999; Yang Z.P., 1997) [70], [83], [97] Theo Zhu Y (1997) dòng PGMS 8902S ñư c ch n t t h p lai gi a Zhenshan 97 và Shuang 8-14S sau ñó lai tr l i v i Zhenshan 97 T dòng 8902S lai v i các gi ng lúa thư ng ho c dòng PGMS khác và ch n ñư c các dòng PGMS m i Ví d : dòng W9451S... a lúa lai th p hơn lúa thư ng Con lai F1 có cư ng ñ quang h p cao hơn dòng b kho ng 35%, cư ng ñ hô h p th p hơn lúa thư ng t 5 - 27 %, con lai có ưu th lai trung bình và ưu th lai th c cao hơn ñáng tin c y ch tiêu tích lũy ch t khô và ch s thu ho ch Hi u su t tích lũy ch t khô c a lúa lai có ưu th hơn h n lúa thư ng nh v y mà t ng lư ng ch t khô trong m t cây tăng, trong ñó lư ng v t ch t tích lũy vào... cây lúa b t ñ u n y m m, ñ nhánh ñ n khi lúa chín, vì v y ngư i ta ñã nghiên c u l i th này ñ làm lúa chét trên ru ng tr ng lúa lai thương ph m 2. 3 .2 Ưu th lai v kh năng ñ nhánh: ða s các gi ng lai hi n nay ñ u có ưu th lai v kh năng ñ nhánh Con lai F1 ñ nhánh s m, s c ñ nhánh m nh, ñ t p trung và có t l nhánh h u hi u cao [57] ð c ñi m ñ nhánh kho không ch ñư c th hi n cây lai F1 mà còn ngay dòng. .. t s n xu t h t lai “ba dòng ñư c gi i thi u ra s n xu t [39], [57], [78] Năm 1976, di n tích lúa lai ba dòng c a Trung Qu c ñ t 140.000 ha, năng su t bình quân là 6,9 t n/ha, so v i lúa thu n năng su t bình quân ch ñ t 5,4 t n/ha, nên di n tích tr ng lúa lai liên t c tăng năm sau so v i năm trư c và năng su t lúa cũng tăng theo Năm 20 02, di n tích gieo tr ng lúa lai Trung Qu c là 15, 821 tri u ha chi . VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN TIẾN THÀNH TUYỂN CHỌN MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG CÓ NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG TỐT PHỤC VỤ SẢN XUẤT TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA. 27 2. 4.3. Chiến lược sử dụng và khai thác ưu thế lai ở lúa 31 2. 5. Chất lượng lúa gạo và vấn ñề chọn giống lúa chất lượng cao 32 2. 5.1. Chất lượng lúa gạo trên thế giới 32 2. 5 .2. Chất lượng. hạt lai cũng như khả năng cho năng suất và chất lượng lúa gạo thương phẩm. Muốn mở rộng diện tích lúa lai hai dòng thì phải lựa chọn hoặc chọn tạo những tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng