nghiên cứu khả năng phát triển lúa lai hai dòng tại một số tỉnh tây nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ********************** VŨ HOÀNG PHÚ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP BUÔN MA THUỘT – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ********************** VŨ HOÀNG PHÚ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60. 62. 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN THUỶ BUÔN MA THUỘT - 2010 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Người cam ñoan Vũ Hoàng Phú ii LỜI CẢM ƠN Kính thưa: Quý Thầy Cô trường Đại Học Tây Nguyên. Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này tôi xin chân thành tri ân và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến: - Ban Giám hiệu trường Đại học Tây Nguyên. - Ban lãnh ñạo khoa Nông - Lâm nghiệp - Phòng sau Đại học, cùng toàn thể quý thầy, cô giáo. Kính thưa Quý Thầy Cô. Sau 3 năm học tập chúng tôi ñược quý Thầy Cô hướng dẫn, tận tình giảng dạy và truyền ñạt những kiến thức quý báu. Quý thầy cô ñã hy sinh vất vả ñã quan tâm giúp ñỡ, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu ñể giúp chúng tôi nâng cao kiến thức cũng như chuyên môn nghiệp vụ. - Tôi muốn tỏ lòng biết ơn một cách ñặc biệt ñến thầy giáo-TS. Trần Văn Thủy 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. - Xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp ñỡ của nhiều ñồng nghiệp, anh em, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. - Cuối cùng xin thân ái gửi tới tất cả các bạn ñã nhiệt tình giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt quá trình học tập tại trường cũng như làm luận văn tốt nghiệp tâm tình biết ơn chân thành nhất. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn. Tác giả Vũ Hoàng Phú iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục ñích của ñề tài 2 3. Ý nghĩa của ñề tài 2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 3 1.2. Khí hậu, mùa vụ và thời vụ trồng lúa ở Việt Nam 5 1.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 7 1.4. Hệ thống lúa lai hai dòng 8 1.4.1. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic- sensitive Genic Male Sterility - PGMS) 9 1.4.2. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ (Thermo-sensitive Genic Male Sterility - TGMS) 10 1.4.3. Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS (Enviroment sensitive Genic Male Sterile) 11 1.4.4. Phương pháp ñánh giá các dòng EGMS 16 1.4.5. Phương pháp chọn thuần và nhân các dòng EGMS 19 1.4.6. Dòng phục hồi và gen tương hợp rộng 20 1.4.7. Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng 22 1.4.8. Ưu nhược ñiểm của hệ thống lúa lai hai dòng 23 1.5. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 24 1.5.1. Những thành tựu về nghiên cứu 24 1.5.2. Phát triển lúa lai thương phẩm 26 1.5.3. Sản xuất hạt giống lúa lai F1 27 1.5.4. Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai 28 1.5.5. Định hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới 28 1.6. Phát triển lúa lai ở Tây Nguyên 30 Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1. Vật liệu nghiên cứu 32 iv 2.2. Nội dung nghiên cứu 33 2.3. Phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1. Thí nghiệm 1 33 2.3.2. Thí nghiệm 2 35 2.3.3. Thí nghiệm 3 35 2.3.4. Phương pháp ñánh giá các chỉ tiêu và sử lý số liệu 35 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1. Kết quả ñánh giá các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 37 3.1.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố mẹ 37 3.1.2. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm 39 3.1.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2008 41 3.1.4. Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm 43 3.1.5. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ 45 3.1.6. Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ trong thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 46 3.1.7. Nhiệt ñộ trung bình ngày tháng 3 một số năm gần ñây tại Cư Jút - Đắk Nông 47 3.1.8. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút - Đắk Nông 49 3.2 Kết quả ñánh giá các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân 2009 50 3.2.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 50 3.2.2. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai 53 3.2.3. Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk 54 3.2.4. Độ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các ñiểm thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 56 v 3.2.5. Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong thí nghiệm tại 3 ñiểm 59 3.2.6. Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ tại các ñiểm thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 60 3.2.7. Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 63 3.2.8. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 65 3.2.9. Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 67 3.2.10. Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 70 3.3. Kết quả sản xuất thử tổ hợp TH3-3 tại 3 ñiểm vụ Đông Xuân năm 2009 71 3.3.1. Đặc ñiểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 71 3.3.2. Đánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp TH3- 3 tại các ñiểm thí nghiệm 72 3.3.3. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của giống TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm 73 3.4. Kết quả ñánh giá một số giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 74 3.4.1. Đặc ñiểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 74 3.4.2. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 76 3.4.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 1 Kết luận 79 2. Kiến nghị 80 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN A : Dòng bất dục ñực tế bào chất B : Dòng duy trì tính bất dục ñực tế bào chất. CMS : Dòng bất dực ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility) EGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường (Environment- sensitive Genic Male Sterility) GA 3 : Gibberellic acid HSHQ : Hệ số hồi quy NSTT : Năng suất thực thu PGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng (Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility) Phytotron : Buồng khí hậu nhân tạo R : Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer) TB : Trung bình TGMS : Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ (Thermo-sensitive Genic Male Sterility) UTL : Ưu thế lai WA : Bất dục ñực hoang dại (Wild Abortive) WC : Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút – Đắk Nông. 37 Bảng 3.2 Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 39 Bảng 3.3 Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 42 Bảng 3.4 Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 44 Bảng 3.5 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 46 Bảng 3.6 Số lượng vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu của các dòng mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 47 Bảng 3.7 Nhiệt ñộ trung bình ngày tháng 3 từ năm 2005 ñến 2010 tại Cư Jút - Đắk Nông 48 Bảng 3.8 Khoảng cách bố, mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ Đông Xuân năm 2008 tại Cư Jút-Đắk Nông 50 Bảng 3.9a Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Cư Jút-Đắk Nông 51 Bảng 3.9b Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ayun Pa - Gia Lai 52 Bảng 3.9c Thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố, mẹ qua các thời vụ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại Ea Kar - Đắk Lắk 55 Bảng 3.10a Đánh giá ñộ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng mẹ qua các ñiểm thí nghiệm 57 Bảng 3.10b Đánh giá ñộ ổn ñịnh về thời gian từ gieo ñến trỗ của các dòng bố qua các ñiểm thí nghiệm 58 Bảng 3.11 Số lá trên thân chính của các dòng bố, mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 60 Bảng 3.12a Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng mẹ tại các ñịa ñiểm khác nhau 61 Bảng 3.12b Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố tại các ñịa ñiểm khác nhau 62 Bảng 3.13a M ột số ñặc ñiểm nông sinh học của các d òng m ẹ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 63 viii Bảng 3.13b Một số ñặc ñiểm nông học của các dòng bố trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 64 Bảng 3.14a Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng mẹ trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 66 Bảng 3.14b Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng bố trong vụ Đông Xuân năm 2009 tại các ñiểm thí nghiệm 67 Bảng 3.15a Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Nông 68 Bảng 3.15b Quá trình chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS ở ñiều kiện tự nhiên trong vụ Đông Xuân năm 2010 tại Đắk Lắk 69 Bảng 3.16 Khoảng cách bố mẹ của một số tổ hợp rút ra từ thí nghiệm vụ ñông xuân năm 2009 tại 3 ñiểm thí nghiệm 70 Bảng 3.17 Đặc ñiểm dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm 72 Bảng 3.18 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm 73 Bảng 3.19 Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai của giống TH3-3 tại các ñiểm thí nghiệm 74 Bảng 3.20 Đặc ñiểm nông học của các giống lúa trong thí nghiệm vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 75 Bảng 3.21 M ức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhi ên c ủa các giống lúa trong thí nghiệm Vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 76 Bảng 3.22 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa thí nghiệm trong vụ Hè Thu năm 2009 tại Cư Jút - Đắk Nông 77 [...]... tài Nghiên c u kh năng phát tri n lúa lai hai dòng t i m t s t nh Tây Nguyên 2 M c ích c a - ánh giá tài c i m sinh trư ng phát tri n, c i m tính d c, tình hình nhi m sâu b nh t nhiên c a m t s dòng b m lúa lai 2 dòng c a m t s t h p lai ã và ang m r ng ra s n xu t - Xác ( nh th i v thích h p k Nông, Gia Lai, s n xu t h t lai F1 t i các t nh Tây Nguyên k L k) - Ch n ra gi ng lúa lai hai dòng có năng. .. gi ng lai F1 1.4.8 Ưu như c i m c a h th ng lúa lai hai dòng * Ưu i m + H th ng lai hai dòng s d ng các dòng EGMS có tính b t d c c di truy n nhân m n c m v i môi trư ng vì th có th l i d ng i u ki n khí h u c a t ng vùng nhân dòng m mà không c n dòng duy trì như lúa lai ba dòng + Có 95 % dòng gi ng lúa thư ng có th ph c h i tính b t d c cc a dòng EGMS nên vi c ch n dòng ph c h i cho lúa lai hai dòng. .. t là lúa lai hai dòng, di n tích tr ng ch chi m kho ng 100.000 ha và t p trung ch y u các t nh phía B c Hi n nay và trong tương lai nghiên c u ch n t o các gi ng lúa lai c bi t là lúa lai 2 dòng là m t òi h i t t y u do h th ng s n xu t ơn gi n, ph ph c h i c a h th ng lúa lai 2 dòng r ng hơn h th ng 3 dòng ng th i ch t lư ng lúa g o c a h th ng lúa lai 2 dòng d c i ti n hơn lúa lai 3 dòng Nư c ta... (Nguy n Công T n, 2002) [28] 1.4 H th ng lúa lai hai dòng Khai thác ưu th lai lúa nh vào dòng b t d c c t bào ch t (CMS - dòng A), dòng duy trì (B) và dòng ph c h i (R) c a h th ng “Ba dòng ; dòng b t d c c nhân m n c m môi trư ng (Enviroment sensitive Genic Male Sterile-EGMS) và dòng ph c h i (R) c a h th ng Hai dòng ; s d ng th vô ph i (Apomixis) c a lúa lai “M t dòng ã em l i l i ích to l n cho nhân... u nghiên c u ti p theo 3 Ý nghĩa c a - Xác tài nh th i v thích h p c a m t s dòng lúa b m lúa lai 2 dòng ph c v s n xu t h t lai F1 t i Tây Nguyên - Xác nh m t s thông s k thu t thi t l p quy trình công ngh s n xu t h t lai F1 c a các t h p lai TH3-3, TH3-4, TH3-5, TH5-1, TH7-2, TH8-3 phù h p i u ki n sinh thái c a các t nh Tây Nguyên - T k t qu nghiên c u c a tài ch n ra m t s t h p lúa lai hai dòng. .. lúa lai hai dòng ư c ưa ra tr ng i trà u tiên c a Trung Qu c là Pei ai 64S/Teqing Năm 1992, di n tích gieo tr ng lúa lai hai dòng Qu c là 15.000 ha v i năng su t 9-10 t n/ha, năng su t cao nh t Trung t 17 t n/ha n năm 1997 ã có 640.000 ha năng su t trung bình cao hơn lúa lai ba dòng t 5-15 % H u h t các t h p lai hai dòng 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,... gen b t d c t o ra các dòng lúa b t d c o H i Nam Sau c t bào ch t vào lúa tr ng, c CMS (Cytoplasmic Male Sterility) Sau 9 năm nghiên c u các nhà khoa h c Trung Qu c ã ch n t o thành công nhi u dòng CMS, dòng B, dòng R, hoàn thi n công ngh nhân dòng b t d c c, s n xu t h t gi ng lúa lai F1 và ưa ra s n xu t nhi u t h p lai có năng su t cao ánh d u s ra i c a h th ng lúa lai “Ba dòng (Yuan L.P.,1992)... ng c a con lai F1 h ba dòng dài hơn c dòng m và dòng ph c h i c 2 v trong năm 8 - Ưu th lai v m t s c tính sinh lý: Nhi u nghiên c u phát hi n th y lúa lai có di n tích lá l n, hàm lư ng di p l c trên m t ơn v di n tích lá cao do ó hi u su t quang h p cao Trái l i cư ng thư ng Con lai F1 có cư ng hô h p c a lúa lai th p hơn lúa quang h p cao hơn dòng b kho ng 35%, cư ng hô h p th p hơn lúa thư ng... ha lúa lai, di n tích tr ng liên t c tăng năm sau so v i năm trư c và năng su t lúa cũng tăng theo Năm 1990, Trung Qu c ã tr ng ư c 15 tri u ha lúa lai chi m 49% t ng di n tích lúa, năng su t vư t 20% so v i lúa thư ng t t nh t Qui trình nhân dòng b m và s n xu t h t lai F1 ngày càng hoàn thi n và t năng su t cao V i nh ng thành công này c a Trung Qu c ã m ra tri n v ng to l n v phát tri n lúa lai. .. c phát tri n lúa lai ba dòng, m t s k t qu trong nghiên c u lúa lai hai dòng ã ư c công b Năm 1973, Shiming Song ã phát hi n ư c dòng b t d c c di truy n nhân m n c m v i quang chu kỳ (PGMS) t qu n th Nông Ken 58S Năm 1991, Maruyama và c ng s b t d c c di truy n nhân m n c m v i nhi t phương pháp gây ã t o ra ư c dòng (TGMS), Norin PL12 b ng t bi n nhân t o (Yin Hua Qi, 1993) [75] Gi ng lúa lai hai . ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ********************** VŨ HOÀNG PHÚ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60. 62 VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ********************** VŨ HOÀNG PHÚ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN LÚA LAI HAI DÒNG TẠI MỘT SỐ TỈNH TÂY NGUYÊN LUẬN VĂN. lai F1 hệ hai dòng 22 1.4.8. Ưu nhược ñiểm của hệ thống lúa lai hai dòng 23 1.5. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 24 1.5.1. Những thành tựu về nghiên cứu 24 1.5.2. Phát triển lúa