Nghiên cứu cải tiến phương pháp cấy dòng bố và sử dụng GA3 nhằm tăng năng suất hạt lai f1 tổ hợp HYT 108

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM *** TRẦN NHƯ THANH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP CẤY DÒNG BỐ VÀ SỬ DỤNG GA3 NHẰM TĂNG NĂNG SUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP HYT 108 Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn HÀ NỘI - 2012 i i Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, ñể hoàn thành ñược luận văn thạc sĩ này, ngoài sự nỗ lực phấn ñấu của bản thân, tôi ñã nhận ñược nhiều sự giúp ñỡ quý báu của các thầy cô giáo, cá nhân, tập thể, bạn bè và gia ñình. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn, người ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TH.S Nguyễn Văn Năm, người trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai, Ban giám ñốc và các phòng chức năng Viện CLT & CTP, ñã cho phép, tạo ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn Thạc sĩ này. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè ñồng nghiệp ñã cung cấp những vật liệu cần thiết và giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo và tập thể cán bộ Ban ñào tạo sau ñại học - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã tận tình dạy bảo và giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng là lòng biết ơn những người thân trong gia ñình ñã ñộng viên, khích lệ tôi, giúp ñỡ công sức trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2012 Tác giả luận văn Trần Như Thanh ii ii Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu ñược trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng sử dụng cho bảo vệ một học vị nào khác. Mọi sự giúp ñỡ cho việc hoàn thành luận văn ñều ñã ñược cảm ơn và các thông tin ñều ñược chú thích một cách cụ thể rõ nguồn gốc. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về số liệu của luận văn này. Tác giả luận văn Trần Như Thanh iii iii Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… MỤC LỤC Trang i ii iii viii iv Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam ñoan Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình xi MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục tiêu và yêu cầu của ñề tài 3 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 1.1. Cơ sở khoa học của ñề tài 4 1.2. Cơ sở khoa học của việc khai thác và sử dụng lúa lai hệ hai dòng 5 1.2.1. Bất dục ñực chức năng di truyền nhân cảm ứng nhiệt ñộ (Thermo Sensitive Genic Male Sterility TGMS) 5 1.2.2. Những ưu ñiểm và hạn chế của lúa lai 2 dòng 7 1.3. Một số thành tựu nghiên cứu về kỹ thuật nhân dòng bất dục ñực chức năng di truyền nhân cảm ứng với nhiệt ñộ 8 1.3.1. Những nghiên cứu về vùng sinh thái, thời vụ nhân dòng của các dòng TGMS 8 1.3.2. Nghiên cứu ngưỡng nhiệt ñộ chuyển hoá, chọn thuần và nhân các dòng TGMS 10 1.3.2.1. Nghiên cứu ngưỡng nhiệt ñộ chuyển hoá 10 1.3.2.2 Chọn thuần và nhân các dòng TGMS 12 iv iv Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 1.4. Những thành tựu nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F1 hệ 2 dòng cảm ứng nhiệt ñộ (TGMS) 13 1.4.1. Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lai F1 13 1.4.2. ðảm bảo sự trỗbông và nở hoa trùng khớp giữa dòng bố và dòng mẹ 14 1.4.2.1. ðảm bảo sự trỗ bông và nở hoa trùng khớp vào thời kỳ an toàn 14 1.4.2.2. Xác ñịnh ñộ lệnh thời vụ gieo dòng bố và dòng mẹ 15 1.4.2.3. Các phương pháp dự báo thời gian trỗ bông 17 1.4.2.4. Các phương pháp ñiều chỉnh sự trỗ bông trùng khớp 19 1.4.3. Tạo quần thể dòng bố, mẹ năng suất cao 20 1.4.3.1. Chọn ruộng sản xuất 20 1.4.3.2. Kỹ thuật làm mạ 20 1.4.3.3. Kết cấu quần thể 21 1.4.3.4. Kỹ thuật cấy 23 1.4.3.5. Phân bón cho ruộng cấy 24 1.4.3.6. Tưới tiêu nước và phòng trừ sâu bệnh 24 1.4.4. Nâng cao tỷ lệ ñậu hạt 25 1.4.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng ñến khả năng thụ phấn chéo 25 1.4.4.2. Những biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất hạt lai F1 27 1.4.4.3. ðiều tiết thời gian nở hoa trong ngày và thụ phấn bổ sung 29 1.4.5. Các biện pháp nâng cao chất lượng hạt giống 30 1.4.5.1. Cách ly 30 1.4.5.2. Khử lẫn 31 1.4.5.3. Thu hoạch và bảo quản hạt giống 31 1.5. Những thành tựu trong nghiên cứu và phát triển lúa lai trong và ngoài nước 31 1.5.1. Tình hình phát triển lúa lai ở các nước 31 1.5.2. Tình hình phát triển lúa lai ở Việt Nam trong nhữn năm gần ñây 35 v v Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… Chương II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu 39 2.2. Nội dung nghiên cứu 39 2.3. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 39 2.4. Phương pháp nghiên cứu 39 2.4.1. Công thức thí nghiệm 39 2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 41 2.4.3. Các biện pháp kỹ thuật 43 2.4.4. Các chỉ tiêu theo dõi 45 2.4.5. Phương pháp phân tích số liệu thí nghiệm 46 Chương III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả nghiên cứu thí nghiệm vụ mùa 2011 tại Thanh Trì - Hà Nội 47 3.1.1. Nhận xét chung về ñiều kiện thực hiện thí nghiệm vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì - Hà Nội. 47 3.1.2. ðặc ñiểm nông sinh học và một số chỉ tiêu theo dõi trên dòng bố (R108) và dòng mẹ AMS30S (827S) 48 3.1.3. Bố trí các dòng bố mẹ ñảm bảo trỗ bông và nở hoa trùng khớp 51 3.1.3.1. Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng bố R108 và dòng mẹ AMS30S 53 3.1.3.2. Diễn biến phát triển lá của dòng S và dòng R trong tổ hợp lai HTY108 55 3.1.4. Kết quả nghiên cứu về các yếu tố cấu thành năng suất của dòng bố mẹ trong thử nghiệm cải tiến phương pháp cấy dòng bố và phương pháp phun GA3 trong sản xuất hạt lai F1 tổ hợp HYT 108 58 3.1.4.1. Số khóm/m2 của dòng R (R108) và dòng S (827S) 58 3.1.4.2. Số bông/khóm của dòng R (R108) và dòng S (827S) vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì – Hà Nội 59 vi vi Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 3.1.4.3. Số bông/m2 của dòng bố (R108) và dòng mẹ 827S vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì – Hà Nội. 61 3.1.4.4. Số hoa/ha của dòng S và dòng R vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì - Hà Nội. 62 3.1.4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất hạt lai F1 vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì – Hà Nội 65 3.1.4.6. Năng suất thực thu hạt lai F1(tạ/ha) ở các phương thức cấy và phương pháp phun GA3 khác nhau vụ Mùa 2011 66 3.2. Kết quả thí nghiệm vụ xuân 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 69 3.2.1. Nhận xét chung về ñiều kiện thực hiện thí nghiệm vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì – Hà Nội 69 3.2.2. Bố trí các dòng bố mẹ ñảm bảo trỗ bông và nở hoa trùng khớp 70 3.2.2.1. Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng bố R108 và dòng mẹ AMS30S vụ Xuân 2012 70 3.2.2.2. Diễn biến phát triển lá của dòng S và dòng R trong tổ hợp lai HTY108 vụ Xuân 2012 72 3.2.3. Nghiên cứu ñộng thái trỗ bông và nở hoa của dòng bố và dòng mẹ vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì – Hà Nội 75 3.2.4. ðánh giá ñộ thuần quần thể và tỷ lệ bất dục hạt phấn của dòng mẹ 827S vụ Xuân 2012 76 3.2.5. Một số chỉ tiêu của dòng bố và dòng mẹ tổ hợp HYT 108 vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì – Hà Nội 77 3.2.6. Ảnh hưởng của phương pháp phun GA3 ñến chiều cao cây dòng bố R108 và dòng mẹ 827S vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì – Hà Nội 78 3.2.7. Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến tỷ lệ hoa trỗ thoát của dòng S vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 79 3.2.8. Một số chỉ tiêu và yếu tố cấu thành năng suất hạt lai F1 tổ hợp HYT 108 vụ Xuân 2012 tại Thanh Trì – Hà Nội 81 vii vii Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 3.3. ðánh giá tình hình sâu bệnh trong ñiều kiện tự nhiên của tổ hợp lai HYT108 vụ mùa 2011 và xuân 2012 83 3.4 ðề xuất quy trình kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 tổ hợp HTY 108 cho ñồng bằng Sông Hồng 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 92 2. Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài liệu tiếng Việt 94 2. Tài liệu tiếng Anh 97 PHỤ LỤC 1. Xử l ý thống kê số liệu của bảng 3.6, 3.7 và 3.8 2. Xử lý thống kê số liệu của bảng 3.9 và 3.10 viii viii Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ðBSH ðồng bằng sông Hồng S Dòng mẹ R Dòng phục hồi tính hữu thụ (Restorer) TGMS Dòng mẹ bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện nhiệt ñộ (Thermosensitve Genic Male Sterile) PGMS Dòng mẹ bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện ánh sáng (Photoperiodsensitive Genic Male Sterile) IRRI International Rice Resarch Institute GA3 Gibberelic acid MET Multi-Effect Triazol WA Bất dục ñực hoang dại (Wild Abortive) CMS Bất dục ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility) EGMS Bất dục ñực chức năng di truyền nhân cảm ứng với ñiều kiện môi trường Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Cục KN&KL Cục Khuyến nông và Khuyến lâm Viện BVTV Viện Bảo vệ Thực vật Viện CLT&CTP Viện cây Lương thực và cây Thực phẩm TTNC&PT Lúa lai Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển lúa lai CS Cộng sự TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng ð/C ðối chứng NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu ix ix Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1. Năng suất hạt lai F1 của các công thức cấy dòng R 22 1.2. Ảnh hưởng của liều lượng GA3 ñến tỷ lệ ñậu hạt và năng suất thực thu 27 1.3. Diện tích và năng suất sản xuất lúa lai ñại trà tại Việt Nam từ 1998 – 2012 34 1.4. Diện tích, năng suất, sản lượng hạt F1 sản xuất tại Việt Nam thời kỳ 1998-2012 35 2.1. Các công thức bố trí thí nghiệm 41 2.2. Sơ ñồ bố trí thí nghiệm 42 3.1. ðặc ñiểm nông sinh học và một số chỉ tiêu của dòng bố R108 và dòng mẹ AMS30S (827S) Mùa 2011 tại Thanh Trì – Hà Nội 50 3.2. Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng bố R108 và dòng mẹ 827S vụ Mùa tại Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì – Hà Nội 53 3.3. Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng S và R trong tổ hợp lai HYT108 54 3.4. ðộng thái ra lá của dòng S và dòng R trong tổ hợp lai HTY108, vụ Mùa 2011 Thanh Trì - Hà Nội 56 3.5. Số khóm/m2 của dòng bố và dòng mẹ vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì – Hà Nội 59 3.6. Số bông/khóm của dòng R (R108) và dòng S (827S) 60 3.7. Số bông/m2 dòng bố (R108) và dòng mẹ 827S 62 3.8. Số hoa/ha của dòng S và dòng R (triệu hoa)/ha 64 3.9. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất hạt lai F1 tổ hợp HYT108 vụ Mùa 2011 tại Thanh Trì - Hà Nội 66 3.10. Năng suất thực thu hạt lai F1 (tạ/ha) vụ Mùa 2011 67 3.11. Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến trỗ 10% của dòng bố R108 và dòng mẹ AMS30S (827S) vụ Xuân 2012 tại Vĩnh Quỳnh – 71 [...]... a dòng S và dòng R trong t h p lai HTY108, v Xuân 2012 73 3.13 ð ng thái tr bông và n hoa c a dòng b R108 và dòng m 827S v Xuân 2012 t i Thanh Trì – Hà N i 76 3.14 ð thu n qu n th và t l cây b t d c h t ph n c a dòng m 827S v Xuân 2012 77 3.15 M t s ch tiêu c a dòng b và dòng m t h p HYT 108 v Xuân 2012 t i Thanh Trì – Hà N i 78 3.16 nh hư ng c a phương pháp phun GA3 ñ n chi u cao cây dòng b R108 và. .. lúa lai 3 dòng m i như: HYT5 7, HYT8 3, HYT9 2, HYT1 00 và m t s t h p lúa lai 2 dòng như: VL20, VL24, LC25, HC1, TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH5-1, HYT1 02, HYT1 03, HYT1 08 Các gi ng lúa trên ñư c tr ng ñ i trà các t nh phía B c, ð ng b ng sông H ng, B c trung b và các t nh ð ng b ng Nam trung b (Nguy n Trí Hoàn, 2010)[12] T h p lúa lai HYT 108 là t h p lúa lai 2 dòng ñư c lai t o trong nư c HYT1 08 là gi ng lúa lai. .. ng GA3 ñ nâng cao t l ñ u h t và năng su t h t lai F1 3.1.3 Hoàn thi n quy trình công ngh s n xu t h t gi ng lúa lai F1 ñ i v i t h p lúa lai 2 dòng HYT 108 ñ t năng su t t 2-3 t n/ha ð ng b ng B c b 3.2 Ý nghĩa th c ti n - Hoàn thi n quy trình k thu t s n xu t h t lai F1 t h p lúa lai HYT1 08, góp ph n làm tăng năng su t h t gi ng lúa lai F1, ti t ki m di n tích và h giá thành h t gi ng - ðóng góp vào... y, ñ tăng s hoa b và t l ñ u h t chúng tôi ti n hành nghiên c u ñ tài: Nghiên c u c i ti n phương pháp c y dòng b và s d ng GA3 nh m tăng năng su t h t lai F1 t h p HYT 108 2 M c tiêu và yêu c u c a ñ tài: Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ……………………… 2 3 2.1 M c tiêu - ðưa ra phương th c c y dòng b và cách s d ng GA3 h p lý cho t h p lai HYT1 08 - Hoàn thi n quy... 30/7/2011 c y dòng m AMS30s g p mưa nh 47 3.2 D ng hình dòng m AMS30S(827S) 49 3.3 D ng hình dòng b R108 49 3.4 Dòng 827S (AMS30s) và dòng R108 phân hóa m m hoa trùng nhau Ch p 29/9/2011 Dòng b và dòng m tr bông trùng kh p lý tư ng Ti n ñ ra lá c a dòng b R108 và dòng m 827S v Mùa 2011 H t lai F1 ñ u h t th p do khi tr bông g p mưa bão 51 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 52 57 68 Ch p 25/05/2012 dòng b và dòng m... t gi ng lúa lai h 2 dòng ph i tuân th theo hai bư c cơ b n là: Nhân dòng TGMS (Dòng m ) và s n xu t h t gi ng lúa lai F1 Quá trình s n xu t h t gi ng lúa lai, dòng m ñư c th ph n chéo, nghĩa là ñư c th tinh b i dòng b Vì th ru ng s n xu t h t gi ng lúa lai, dòng m và dòng b ph i c y xen k nhau ñ t o ñi u ki n cho quá trình giao ph n S n xu t h t gi ng lúa lai h hai dòng s d ng dòng m là dòng b t d... nh t là 12 ngày vào cao ñi m c a dòng b m tr bông 1.4.2 ð m b o s tr bông và n hoa trùng kh p gi a dòng b và dòng m 1.4.2.1 ð m b o s tr bông và n hoa trùng kh p vào th i kỳ an toàn: Quá trình th ph n và k t h t c a dòng m ph thu c vào s th ph n chéo Vì v y, ñ m b o cho dòng b và dòng m tr bông, n hoa trùng kh p vào th i kỳ an toàn là r t quan tr ng nh m nâng cao năng su t h t lai F1 S tr trùng kh... n nhi t ñ (dòng TGMS), ñ ñ m b o chúng ta c n t p trung vào các v n ñ sau: - Xác ñ nh ñ c ñi m c a dòng TGMS phù h p v i m c ñích khai thác là s n xu t h t lai F1 - Xác ñ nh th i v gieo c y dòng b và dòng m , kho ng cách gieo c y gi a dòng b và dòng m ñ ñ m b o s tr bông an toàn và trùng kh p - Xác ñ nh k t c u qu n th dòng b và dòng m h p lý - Tăng t l ñ u h t T l th ph n chéo ph thu c vào nhi u y... n m r ng s n xu t lúa lai trong nư c 4 ð i tư ng, ph m vi nghiên c u c a ñ tài - Các phương th c c y dòng b , m h p lý cho t h p HYT1 08 - Cách s d ng GA3 nh hư ng ñ n năng su t h t lai t h p HYT1 08 - Hoàn thi n quy trình công ngh s n xu t h t lai F1, t h p HYT 108 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ……………………… 3 4 CHƯƠNG I T NG QUAN TÀI LI U VÀ CƠ S 1.1 KHOA H C C... s tr bông và n hoa trùng kh p c a dòng b và dòng m , tư th truy n ph n thu n l i, kh năng ti p nh n ph n m t cách có hi u qu c a dòng m , kh năng cho ph n c a dòng b và nhi u y u t khác Ta c n ti n hành t t các bi n pháp k thu t v qu n lý ñ ng ru ng ñ ñ t ñư c s bông, s hoa c a dòng b và dòng m h p lý nh t trên ñơn v di n tích 1.2 Cơ s khoa h c c a vi c khai thác và s d ng lúa lai h hai dòng Trư ng . vậy, ñể tăng số hoa bố và tỷ lệ ñậu hạt chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: Nghiên cứu cải tiến phương pháp cấy dòng bố và sử dụng GA 3 nhằm tăng năng suất hạt lai F 1 tổ hợp HYT 108 của dòng bố mẹ trong thử nghiệm cải tiến phương pháp cấy dòng bố và phương pháp phun GA3 trong sản xuất hạt lai F1 tổ hợp HYT 108 58 3.1.4.1. Số khóm/m2 của dòng R (R108) và dòng S (827S). VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM *** TRẦN NHƯ THANH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP CẤY DÒNG BỐ VÀ SỬ DỤNG GA3 NHẰM TĂNG NĂNG SUẤT HẠT LAI F1