Nghiên cứu phát triển tổ hợp lúa lai hai dòng mới tại thanh hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI TẠI THANH HOÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : TRỒNG TRỌT Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN HOAN HÀ NỘI – 2012 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. i LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 16 tháng 04 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Duyên Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này ngoài sự nổ lực phấn đấu của bản thân tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ từ các thầy, cô giáo, cơ quan, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Văn Hoan đã tận tình hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học và Viện Đào tạo sau Đại học - Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới Sở NN & PTNT tỉnh Thanh Hoá, phòng Trồng trọt Sở NN&PTNT Thanh Hoá, Ban Giám đốc và Phòng kỹ thuật Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật giống cây trồng nông nghiệp Thanh Hoá, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành khoá học và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên khích lệ tôi hoàn thiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Thị Duyên Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt v Danh mục bảng vii Danh mục đồ thị ix 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 1.4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 4 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 5 2.1 Khái niệm ưu thế lai 5 2.2 Sự biểu hiện ưu thế lai của con lai F1 ở lúa 7 2.3 Một số nghiên cứu về đặc điểm di truyền của cây lúa. 8 2.4 Cơ sở khoa học của việc khai thác và sử dụng ưu thế lai ở lúa 13 2.5 Những thành tựu nghiên cứu công nghệ sản xuất hạt giống lai F1 hệ hai dòng cảm ứng với điều kiện nhiệt độ (TGMS) 19 2.6 Những thành tựu trong nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam. 36 2.7 Quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Thanh Hóa 43 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 3.1 Vật liệu nghiên cứu 46 3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 46 3.3 Nội dung nghiên cứu 46 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. iv 3.4 Phương pháp nghiên cứu 46 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54 4.1 Một số đặc điểm chủ yếu về điều kiện tự nhiên, xã hội liên quan đến sản xuất nông nghiệp của tỉnh Thanh Hoá. 54 4.1.1 Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Thanh Hoá 54 4.1.2 Tình hình sản xuất lúa lai ở Thanh Hoá một vài năm gần đây 55 4.2 Kết quả các thí nghiệm triển khai trong đề tài 57 4.2.1 Thí nghiệm so sánh giống 57 4.2.2 Thí nghiệm kiểm tra các đặc điểm cơ bản của dòng bố, mẹ qua các thời vụ gieo. 71 4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của GA 3 đến dòng S, R 83 4.2.4 Nghiên cứu kết cấu quần thể hợp lý cho tổ hợp Thanh ưu 4 89 4.2.5 Đề suất quy trình sản xuất hạt lai F1 cho giống Thanh ưu 4 đạt năng suất cao 98 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 101 5.1 Kết luận 101 5.2 Đề nghị 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A: Dòng bất dục đực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility: CMS) B: Maintainer: Dòng duy trì tính bất dục đực tế bào chất CS: Cộng sự CTV: Cộng tác viên ĐH: Đại học GA3: Giberalic Acid EGMS: Environment-sensitive Genic Male Sterility Bất dục đực mẫm cảm với môi trường KHKT: Khoa học kỹ thuật KN-KL: Khuyến nông - khuyến lâm KKN: Khảo kiểm nghiệm NC: Nghiên cứu TGMS: Themo Sensitive Genic Male Sterile: Bất dục đực mẫm cảm với nhiệt độ PHĐ: Phân hoá đòng PGMS: Photoperiodic Sensitive Genic Sterile: Bất dục đực mẫm cảm với quang chu kỳ PCR: Polimerase Chain Reaction R: Restorer: Dòng phục hồi hữu dục S: Dòng bất dục đực di truyền nhân NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn TBC: Tế bào chất TGST: Thời gian sinh trưởng NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu ƯD: Ứng dụng Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. vi ƯTL: Ưu thế lai Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 4.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa một vài năm gần đây 56 4.2 Một số đặc điểm nông sinh học của các giống lúa Vụ xuân 2011 58 4.3 Khả năng chống chịu với một số đối tượng sâu bệnh hại chính Vụ xuân 2011 61 4.4 Các yếu tố cấu thành năng suất - Vụ xuân 2011 62 4.5 Năng suất của các tổ hợp tham gia thí nghiệm - Vụ xuân 2011 63 4.6 Đánh giá chất lượng gạo của các giống tham gia thí nghiệm Vụ xuân 2011 65 4.7 Đánh giá chất lượng cơm của các giống thí nghiệm Vụ xuân 2011 69 4.8 Đặc điểm nông sinh học của dòng 103S và dòng RD 50 qua các thời vụ gieo Vụ mùa 2011 73 4.9 Động thái ra lá của dòng mẹ 103S và dòng bố RD50 qua các thời vụ gieo - Vụ mùa 2011 78 4.10 Động thái nở hoa/bông của dòng 103S và RD50 Vụ mùa 2011 80 4.11 Động thái trổ bông/ngày của dòng 103S và RD50 Vụ mùa 2011 82 4.12 Ảnh hưởng của liều lượng GA 3 tới chiều cao cây cuối cùng của dòng mẹ 103S và dòng bố RD50 - Vụ mùa 2011 85 4.13 Ảnh hưởng của lượng GA 3 tới tỉ lệ hoa trổ thoát dòng mẹ 103S - Vụ mùa 2011 86 4.14 Ảnh hưởng của lượng GA 3 tới tỉ lệ đậu hạt và năng suất hạt F1 - Vụ mùa 2011 87 4.15 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng 103S/RD50 và mật độ cấy dòng 103S tới số bông/khóm của dòng 103S - Vụ mùa 2011 90 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. viii 4.16 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật độ cấy dòng 103S tới số bông/m 2 của dòng 103S - Vụ mùa 2011 91 4.17 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng S/R và mật độ cấy dòng 103S tới số hoa/ha của dòng 103S và dòng RD50 - Vụ mùa 2011 93 4.18 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng 103S/RD50 và mật độ cấy dòng 103S tới tỉ lệ hoa S/R - Vụ mùa 2011 94 4.19 Ảnh hưởng của tỉ lệ hàng 103S/RD50 và mật độ cấy dòng 103S tới năng suất thực thu hạt lai F1 - Vụ mùa 2011 95 4.20 Ảnh hưởng của mật độ cấy dòng 103S tới tình hình sâu bệnh hại - Vụ mùa 2011 97 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………. ix DANH MỤC ĐỒ THỊ STT Tên đồ thị Trang 4.1 Thời gian sinh trưởng của các giống tham gia thí nghiệm Vụ xuân 2011 60 4.2 Năng suất thực thu của các giống tham gia thí nghiệm - Vụ xuân 2011 64 4.3 Hàm lượng Protein các giống tham gia thí nghiệm vụ xuân 2011 67 4.4 Hàm lượng Amilose các giống tham gia thí nghiệm vụ xuân 2011 69 4.5 Tổng tích ôn từ gieo-trổ 10% của dòng bố RD50 và dòng mẹ 103S - Vụ mùa 2011 74 4.6 Thời gian từ gieo đến trổ 10% của dòng bố RD50 và dòng mẹ 103S trong vụ mùa tại Thanh Hoá - Vụ mùa 2011 75 4.7 Động thái nở hoa/bông của dòng 103S và RD50 - Vụ mùa 2011 81 4.8 Động thái trổ bông/ngày của dòng 103S và RD50 83 4.9 Tương quan giữa GA3 và năng suất hạt lai F1 tổ hợp Thanh ưu 4 - Vụ mùa 2011 89 [...]... lai F1, và trên thực tế Thanh Hoá đã suất thành công hạt lai F1 của rất nhiều tổ hợp lúa lai hai dòng, ba dòng Trong những năm tới đây, ngoài việc liên kết sản xuất hạt lai F1 các tổ hợp như : Việt Lai 20, Việt lai 24, TH3-3… Thanh Hoá còn chủ động chọn tạo và sản xuất một số tổ hợp lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt như Thanh ưu 1, Thanh ưu 3 và một số tổ hợp mới phù hợp với điều kiện tự nhiên... kiện tự nhiên và tập quán canh tác của Thanh Hoá tuy nhiên các kết quả đạt được vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng giống lúa lai trong tỉnh Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: Nghiên cứu phát triển tổ hợp lúa lai hai dòng mới tại Thanh Hoá” 1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Đánh giá các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống lúa lai hai dòng mới từ đó rút ra giốg ưu tú trong vụ... đó thông qua việc tập trung nghiên cứu: - Xác định một số đặc điểm nông sinh học của dòng bố, mẹ tổ hợp lai ưu tú - Nghiên cứu ảnh hưởng của GA3 đến dòng mẹ và dòng bố tổ hợp lai ưu tú - Nghiên cứu kết cấu quần thể hợp lý cho tổ hợp ưu tú Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………… 4 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm ưu thế lai Ưu thế lai (heterosis) là một thuật... phấn - Dòng duy trì bất dục: dòng B (Maintainer), đây là dòng cho phấn CMS để con lai luôn luôn bảo toàn và duy trì tính bất dục - Dòng bố phục hồi tính bất dục: Dòng R (Restorer), là dòng cho phấn dòng CMS sau khi dòng A dược duy trì bằng cách lai giữa dòng A và dòng B để có được lượng lớn hạt để lai với với dòng R Con lai này có phấn bình thường và cho ưu thế lai cao về nhiều tính trạng mong muốn Dòng. .. cho ưu thế lai cao về nhiều tính trạng mong muốn Dòng A x Dòng A Dòng R Nrr Srr Dòng B (Tự thụ) x Dòng R Srr NRR F1 hữu dục (SRr) Sơ đồ 2.1: Hệ thống lúa lai hệ “3 dòng 2.4.2 Phương pháp chọn tạo giống lúa lai hệ hai dòng Bên cạnh những thành tựu mà hệ thống lúa lai ba dòng đem lại thì nó còn tồn tại một số nhược điểm rất khó khắc phục là: số dòng CMS không đa dạng, công nghệ phức tạp cồng kềnh Để... việc đánh giá được khả năng thích ứng của một số dòng CMS nhập nội (D62A, BoA, Nhị 32A ) còn tạo ra một số dòng bất dục đực TBC khác từ nguồn vật liệu nhập nội Cùng với công tác nghiên cứu chọn tạo lúa lai hệ ba dòng Hiện nay, trong nước việc lai tạo lúa lai hệ hai dòng được quan tâm đặc biệt Kết quả trong những năm qua, đã tạo ra trên 3000 tổ hợp với các dòng mẹ ưu tú như: 103S, 135S, T1S96 (Trường... kết quả nghiên cứu của Viện hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Hồ Nam Trung Quốc thì năng suất của các tổ hợp lai có triển vọng vượt hơn 2030% so với giống lúa thường trồng tại thời điểm đó (Lin & Yuan, 1980) [67] 2.3 Một số nghiên cứu về đặc điểm di truyền của cây lúa 2.3.1 Nghiên cứu về tính chống chịu sâu, bệnh của cây lúa Theo Hà Quang Hùng (1998) [25], hàng năm ở nước ta có khoảng 30 vạn ha lúa bị sâu... phong trào phát triển lúa lai khá sớm, năm 1991 diện tích trồng lúa lai toàn tỉnh là 30 ha và được tăng dần qua các năm, đến năm 1997 diện tích gieo cấy lúa lai chiếm 10% và từ năm 19982000 mỗi năm đạt khoảng 48.000 ha (chiếm 20% diện tích trồng lúa) Năm 2004, diện tích gieo cấy lúa lai đạt cao nhất 89.520 ha (chiếm 35% diện tích trồng lúa cả năm) và ổn định đến nay Năng suất lúa lai ở Thanh Hoá đạt... dòng duy trì, dòng phục hồi và đã đưa rất nhiều tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng tốt như: D.ưu 527, Nhị ưu 838 và diện tích lúa lai tại Trung Quốc không ngừng được mở rộng cho tới nay Bên cạnh Trung Quốc một cường quốc về lúa lai còn rất nhiều các quốc gia khác trên thế giới tiến hành nghiên cứu và sản xuất hạt lai trong đó phải kể đến Việt Nam Năm 1990, Việt Nam đã cấy thử lúa lai tại một số... giống lúa đặc sản hiện nay có độ trở hồ thấp đến trung bình còn các giống lúa mới có nhiệt trở hồ cao 2.4 Cơ sở khoa học của việc khai thác và sử dụng ưu thế lai ở lúa Thành công về chọn giống lúa lai là một thành tựu quan trọng của loài người Yuan L.P là người khởi xướng ra chương trình lúa lai đề ra chiến lược phát triển theo 3 bước và đồng thời đó cũng là 3 phương pháp để khai thác ưu thế lai [38] . tài: Nghiên cứu phát triển tổ hợp lúa lai hai dòng mới tại Thanh Hoá” 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Đánh giá các đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống lúa lai hai dòng mới từ. giống lai F1 hệ hai dòng cảm ứng với điều kiện nhiệt độ (TGMS) 19 2.6 Những thành tựu trong nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và ở Việt Nam. 36 2.7 Quá trình nghiên cứu và phát triển. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI TẠI THANH HOÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : TRỒNG