Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học của tập đoàn lúa chiêm phục vụ bảo tồn và sử dụng nguồn gen

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM * NGUYỄN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA TẬP ðOÀN LÚA CHIÊM PHỤC VỤ BẢO TỒN VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2012 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM * NGUYỄN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA TẬP ðOÀN LÚA CHIÊM PHỤC VỤ BẢO TỒN VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. Lã Tuấn Nghĩa HÀ NỘI - 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, Tiến sĩ Lã Tuấn Nghĩa, Giám ñốc Trung tâm Tài nguyên thực vật, người ñã tận tình giúp ñỡ và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc và tập thể cán bộ Bộ môn Dữ liệu và Thông tin tài nguyên thực vật, Bộ môn Nhân giống và ðánh giá nguồn gen, Bộ môn ða dạng sinh học Nông nghiệp, Trung tâm Tài nguyên thực vật, ñã giúp ñỡ nhiệt tình, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài. Tôi xin cảm ơn Ban ðào tạo sau ñại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy, Cô giáo ñã tận tình giảng dạy và giúp ñỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn chương trình Quỹ gen Quốc gia ñã tài trợ kinh phí cho việc thực hiện ñề tài. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia ñình, bạn bè và các ñồng nghiệp ñã luôn ñộng viên, khuyến khích và giúp ñỡ hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Quyên Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Lã Tuấn Nghĩa cùng với sự giúp ñỡ của tập thể cán bộ nghiên cứu thuộc Trung tâm Tài nguyên thực vật. Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Quyên Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv MỤC LỤC Nội dung Trang Trang phụ bìa i Lờì cảm ơn ii Lời cam ñoan iii Mục lục iv Danh mục ký hiệu các chữ viết tắt vi Danh mục các bảng vii Danh mục các hình viii MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài 3 CHƯƠNG I.TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 5 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 5 1.1.1. Nguồn gốc cây lúa 5 1.1.2. Tài nguyên lúa trồng ở Việt Nam 8 1.1.3. Tài nguyên lúa Chiêm 10 1.1.3.1. Nguồn gốc lúa Chiêm 10 1.1.3.2. Giống lúa Chiêm 11 1.1.3.3. ðặc ñiểm nông sinh học 14 1.1.3.4. Vụ lúa Chiêm 16 1.1.3.5. ðặc ñiểm sinh trưởng của lúa Chiêm. 17 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LÚA CHIÊM 24 1.2.1. Nghiên cứu lúa Chiêm 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v 1.2.2. Thu thập bảo tồn nguồn gen lúa Chiêm 27 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1. Vật liệu nghiên cứu 29 2.2. Nội dung nghiên cứu 29 2.2.1. Nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học của lúa Chiêm 29 2.2.2. Giới thiệu nguồn vật liệu tốt cho công tác chọn tạo, phát triển giống lúa 29 2.3. Phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1. Phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng 29 2.3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu liên quan ñến chất lượng gạo 30 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 33 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1. ðặc ñiểm nông sinh học của lúa Chiêm 34 3.1.1. ðặc ñiểm hình thái và sinh trưởng của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 34 3.1.1.1. ðặc ñiểm hình thái của lúa Chiêm 34 3.1.1.2. Sinh trưởng của lúa Chiêm 34 3.1.2. Các yếu tố cấu thành năng suất của lúa Chiêm 55 3.1.3. Chất lượng gạo của lúa Chiêm 59 3.1.4. Tương quan của một số tính trạng 66 3.2. Giới thiệu nguồn gen có các ñặc tính tốt cho nghiên cứu và khai thác sử dụng 72 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 74 KẾT LUẬN 74 ðỀ NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vi DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT D/R: Dài/rộng IPGRI: International Plant Genetic Resources Institute (Viện tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế IRRI: Interntional Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa quốc tế) NSLT: Năng suất lý thuyết P 1.000: Khối lượng 1.000 hạt SðK: Số ñăng ký tại Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia TGST: Thời gian sinh trưởng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số Bảng Nội dung Bảng Trang 1.1 Diễn biến của thời tiết và những yếu tố bất thuận trong vụ lúa Chiêm 23 2.1 Các chỉ tiêu theo dõi 30 3.1 ðặc ñiểm thân của các mẫu nguồn gen lúa 35 3.2 Kích thước lá và thìa lìa của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 39 3.3 ðặc ñiểm hình thái lá của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 41 3.4 ðặc ñiểm hình thái hoa và bông của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 47 3.5 ðặc ñiểm hình thái hạt thóc của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 49 3.6 Thời gian sinh trưởng của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 55 3.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các nguồn gen lúa Chiêm 57 3.8 Phân loại các mẫu nguồn gen lúa theo lúa nếp, tẻ 60 3.9 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu liên quan ñến chất lượng gạo của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 62 3.10 Phân loại các nguồn gen lúa theo loài phụ 65 3.11 Tương quan của một số tính trạng nông sinh học 68 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… viii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình Nội dung hình Trang 1.1 Sơ ñồ tượng trưng về sự tiến hoá của 2 loài lúa trồng 6 3.1 Một số ñặc ñiểm hình thái thân của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 38 3.2 ðặc ñiểm hình thái lá của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 43 3.3 Góc lá và góc lá ñòng của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 44 3.4 Cổ lá, tai lá, thái thìa lìa của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 45 3.5 ðặc ñiểm hình thái bông của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 48 3.6 ðặc ñiểm hình thái hạt thóc của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 52 3.7 Chất lượng gạo của các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 65 3.8 Sơ ñồ hình cây thể hiện mối quan hệ giữa các mẫu nguồn gen lúa Chiêm 71 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 1 MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Lúa gạo là loại lương thực ñược tiêu dùng lâu ñời trên thế giới, ñặc biệt ở các nước châu Á. ðây là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại các nước châu Á, khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ [46]. ðối với các nước Châu Á, lúa gạo còn giữ một vị trí vô cùng quan trọng trong việc phát triển ñất nước, nó không những góp phần ổn ñịnh và phát triển kinh tế mà còn mang một ý nghĩa chính trị, xã hội khá sâu sắc, góp phần gìn giữ an ninh lương thực toàn cầu [9]. Ở Việt Nam, 100% người dân sử dụng lúa gạo làm lương thực chính. Nếu tính mức calo cung cấp cho khẩu phần ăn của người Việt Nam là 2.215 kilô calo mỗi ngày, thì 68% nguồn năng lượng ñó là từ lúa gạo (Trần Văn ðạt, 2005) [10]. Là một nước nằm ở ðông Nam châu Á, Việt Nam có truyền thống lâu ñời về sản xuất lúa gạo. Nước ta là một trong số các nước có tài nguyên di truyền lúa vào loại phong phú trên thế giới, trong ñó các tỉnh miền Bắc Việt Nam nằm trong khu vực xuất xứ và ña dạng tối ña của loài lúa trồng châu Á (Oryza sativa L.) (Chang T.T., 1976) [28]. Những ñiều tra, ñánh giá sơ bộ ở các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta cho thấy các giống lúa ñịa phương phong phú cả về số lượng và chất lượng, nhiều giống có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh, cũng như các ñiều kiện bất thuận của môi trường như chịu hạn, chịu úng, chịu mặn, chịu lạnh. Trong ñó các giống lúa Chiêm vùng ðồng bằng sông Hồng rất phong phú (Nguyễn Thị Quỳnh, 2004) [19]. [...]... a lúa Chiêm là c y trư c, tr trư c, c y sau tr sau 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U LÚA CHIÊM 1.2.1 Nghiên c u lúa Chiêm Lúa Chiêm mi n B c nư c ta có l ch s kho ng 2.000 năm T mi n trung Trung b tr vào, nông dân v n tr ng nhi u v lúa trong năm nhưng không dùng danh t lúa Chiêm ñ ch v lúa nào trong năm Ch có mi n B c Vi t Nam m i có lúa Chiêm [5] Do ñ c tính c a lúa Chiêm và do h n ch c a v Chiêm trong nông. .. các gi ng lúa Chiêm còn r t phong phú bao g m c lúa n p, lúa t Trong t ng s 99 gi ng lúa c a vùng ñ ng b ng sông H ng có 41 gi ng là lúa Chiêm (40 %) và nh ng gi ng lúa Chiêm này ñ u là lúa japonica [19] 1.2.2 Thu th p b o t n ngu n gen lúa Chiêm Không có chương trình thu th p, b o t n ngu n gen lúa Chiêm riêng l mà các ngu n gen lúa Chiêm thư ng ñư c thu th p cùng v i các m u ngu n gen lúa khác trong... nh ng gi ng lúa s m, lúa chính v hay lúa mu n như các gi ng lúa mùa ði u ki n ngo i c nh c a v chiêm (rét và l nh trong ñ u v , nóng m v cu i v ) ñã ñi u ti t s sinh trư ng và phát tri n c a lúa Chiêm Tuy nhiên, cùng m t gi ng lúa, thì lúa Chiêm gieo s m và c y s m thư ng tr tương ñ i s m hơn là lúa Chiêm gieo mu n và c y mu n Tùy theo chân ru ng, m c nư c trong ru ng mà có nh ng gi ng lúa thư ng ñư... ta, tr ng lúa quanh năm Gen kháng ñ o ôn, gen ch u ñ t chua phèn, ch u ñ t nghèo lân, gen ch u rét th i kỳ m và th i kỳ lúa tr c a lúa Chiêm ñã ñư c th gi i bi t ñ n Trong ñó, gen kháng ñ o ôn c a b gi ng lúa Chiêm T tép ñư c Vi n Nghiên c u lúa qu c t và nhi u qu c gia tr ng lúa khác s d ng r ng rãi t ñ u th p k 60 ñ lai t o ra nhi u gi ng lúa cao s n ñang ph bi n r ng trong s n xu t Lúa Chiêm ch còn... Vì v y, nh ng nghiên c u v lúa Chiêm ch y u ñư c th c hi n t nh ng năm 60 tr v trư c ñ ph c v s n xu t v lúa Chiêm lúc b y gi T sau khi lúa Xuân thay th lúa Chiêm trong cơ c u mùa v thì các nghiên c u v lúa Chiêm g n như không ñư c ti n hành n a, ch m t s r t ít các nghiên c u có lúa Chiêm Tuy nhiên, lúa Chiêm không ph i ñ tài chính c a các nghiên c u ñó mà ch là m t ph n nh trong các nghiên c u ñó... v i nh ng ngu n gen quý như gen kháng ñ o ôn, gen ch u ñ t chua phèn, ch u ñ t nghèo lân, gen ch u rét th i kỳ m và th i kỳ lúa tr T ñ u th p k 60, Vi n Nghiên c u lúa qu c t và nhi u qu c gia tr ng lúa khác s d ng ngu n gen kháng ñ o ôn c a b gi ng lúa Chiêm T tép ñ lai t o ra nhi u gi ng lúa cao s n ñang ph bi n r ng trong s n xu t 1.1.3.2 Gi ng lúa Chiêm Nói chung, các gi ng lúa Chiêm mi n B c không... tin và cơ s khoa h c cho công tác b o t n và s d ng có hi u qu ngu n gen lúa ñ a phương 2 M c ñích và yêu c u c a ñ tài * M c ñích: Nghiên c u và xác ñ nh ñư c m t s ñ c ñi m nông sinh h c: hình thái, sinh trư ng; các y u t c u thành năng su t, năng su t và ch t lư ng c a t p ñoàn lúa Chiêm (123 m u ngu n gen) ; gi i thi u các ngu n gen có Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông. .. trên 600 m u ngu n gen lúa Chiêm ð ph c v cho công tác b o t n và khai thác s d ng ngu n gen, vi c mô t , ñánh giá, tư li u hóa chính xác và ñ y ñ nh ng ngu n gen này c n ph i ñư c ti n hành m t cách ñ y ñ và có h th ng Xu t phát t yêu c u th c t nói trên, chúng tôi tri n khai th c hi n ñ tài: "Nghiên c u m t s ñ c ñi m nông sinh h c c a t p ñoàn lúa Chiêm ph c v b o t n và s d ng ngu n gen " K t qu c... ng lúa truy n th ng có tính c m quang ch ñư c tr ng m t v , ñó là lúa Mùa t tháng 6 ñ n tháng 11 Nh có lúa Chiêm, v lúa th hai, ñư c g i “v Chiêm ñư c tr ng ti p theo t tháng 11 ñ n tháng 5 (v ñông-xuân) [4] Lê Quý ðôn ñã mô t t m và có nh n xét v tính c ng cây, ch ng ñ và chi u cao cây, nh t là ñ i v i nh ng gi ng lúa Chiêm Lúa Sài ðư ng, chiêm Di cây nh mà y u, d ñ ; lúa Tám trâu, lúa B l , lúa. .. ch m hơn 20-30 ngày Lúa sinh trư ng t t hơn trong v này nhưng l i d b sâu ñ c thân t lúa Chiêm chính v chuy n sang phá h i Chiêm quái v là v lúa Chiêm gieo mu n hơn, sang cu i mùa xuân và c y vào ñ u ho c gi a mùa hè Có nơi còn g i v lúa này là lúa quá ch ng Chiêm quái v thư ng c y nh ng chân chiêm khê mùa th i, c y s m quá thì không có ñ nư c, c y mùa thì l i d b ng p Lúa v này sinh trư ng m nh hơn . THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA TẬP ðOÀN LÚA CHIÊM PHỤC VỤ BẢO TỒN VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 01.11. DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM * NGUYỄN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA TẬP ðOÀN LÚA CHIÊM PHỤC VỤ BẢO TỒN VÀ. Giống lúa Chiêm 11 1.1.3.3. ðặc ñiểm nông sinh học 14 1.1.3.4. Vụ lúa Chiêm 16 1.1.3.5. ðặc ñiểm sinh trưởng của lúa Chiêm. 17 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LÚA CHIÊM 24 1.2.1. Nghiên cứu lúa Chiêm