đặc tính nông học, phẩm chất khả năng chống chịu mặn, kháng rầy của các dòng nàng thơm chợ đào từ thế hệ m4 đến m6

Bước đầu Phòng thí nghiệm Di truyền-Chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di truyền-Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã tìm ra

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

NGUYỄN NGỌC MAI

ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC, PHẨM CHẤT KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU MẶN, KHÁNG RẦY CỦA CÁC DÒNG NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH NÔNG HỌC

2014

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Nông Học

ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC, PHẨM CHẤT KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU MẶN,

KHÁNG RẦY CỦA CÁC DÒNG

NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO

Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGs.Ts Võ Công Thành Nguyễn Ngọc Mai Ths Quan Thị Ái Liên MSSV: 3113317 Lớp: TT1119A2

2014

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư chuyên ngành Nông Học với đề tài:

ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC, PHẨM CHẤT,

KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU MẶN,

KHÁNG RẦY CỦA CÁC DÒNG NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO

Do sinh viên Nguyễn Ngọc Mai thực hiện

Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

PGs Ts Võ Công Thành

ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư chuyên ngành Nông Học với đề tài:

ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC, PHẨM CHẤT,

KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU MẶN,

KHÁNG RẦY CỦA CÁC DÒNG NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO

Do sinh viên Nguyễn Ngọc Mai thực hiện và báo cáo trước Hội đồng

Ý kiến của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp: …………

Luận văn tốt nghiệp được đánh giá ở mức:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014 Hội đồng

DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng ………

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Mai

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

PGs Ts Võ Công Thành đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đề tài này Thầy là người đã luôn quan tâm giúp

đỡ, truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức quý báu trong quá trình nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn

Ths Quan Thị Ái Liên – cố vấn học tập, người luôn quan tâm chia sẻ kinh nghiệm quý báo và dìu dắt em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt là các thầy cô thuộc Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiêp & SHƯD đã truyền đạt cho em những kiến thức đáng quý trong thời gian học tại trường

Tập thể cán bộ, nghiên cứu viên, kỹ thuật viên của Phòng thí nghiệm Di truyền - Chọn giống cây trồng và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di Truyền - Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, Ktv Võ Quang Trung, Ktv Đái Phương Mai, Ks Nguyễn Thị Ngọc Hân, Ktv Đặng Thị Ngọc Nhiên, Ks Trần Thị Phương Thảo, Ktv Nguyễn Thành Tâm, Ks Nguyễn Ngọc Cẩm đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm luận văn này

Các anh chị, các bạn học và tập thể lớp Nông Học Khóa 37 đã giúp đỡ

và gắn bó với em trong suốt thời gian qua

Nguyễn Ngọc Mai

v

QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Ngày, tháng, năm sinh: 19/02/1993 Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: Tân Châu – An Giang

Địa chỉ: ấp Vĩnh Phát, xã Vĩnh Lộc, Huyện An Phú, tỉnh An Giang Điện thoại: 01699795699 Email: mai113317@student.ctu.edu.vn

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

1 Tiểu học

Thời gian đào tạo: từ năm 1999 đến năm 2003

Trường: Tiểu học B Tân Châu

Đại chỉ: Thị trấn Tân Châu, huyện Tân Châu, tỉnh An Giang

Thời gian đào tạo: từ năm 2003 đến năm 2004

Trường: Tiểu học A Phú Lộc

Đại chỉ: xã Phú Lộc, huyện Tân Châu, tỉnh An Giang

2 Trung học cơ sở

Thời gian đào tạo: từ năm 2004 đến năm 2008

Trường: Trung học cơ sở Phú Lộc

Địa chỉ: xã Phú Lộc, huyện Tân Châu, tỉnh An Giang

3 Trung học phổ thông

Thời gian đào tạo: từ năm 2008 đến năm 2011

Trường: Trung học phổ thông Vĩnh Xương

Địa chỉ: xã Vĩnh Xương, huyện Tân Châu, tỉnh An Giang

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

Người khai ký tên

Nguyễn Ngọc Mai

vi

NGUYỄN NGỌC MAI, 2014 “Đặc tính nông học, phẩm chất, khả

năng chống chịu mặn, kháng rầy của các dòng Nàng Thơm Chợ Đào từ thế hệ M 4 đến M 6 ” Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư chuyên ngành Nông Học, khoa

Nông Nghiệp & SHƯD, trường Đại học Cần Thơ 55 trang Cán bộ hướng dẫn: PGs Ts Võ Công Thành, Ths Quan Thị Ái Liên

TÓM LƯỢC

Xuất phát từ yêu cầu tìm ra dòng thuần Nàng Thơm Chợ Đào đột biến không bị ảnh hưởng quang kỳ để trồng ở khu vực dọc đường cao tốc Trung Lương-Thành phố Hồ Chí Minh có chất lượng cao, kháng một số sâu bệnh chính, chống chịu mặn nên đề tài “Đặc tính nông học, phẩm chất, khả năng chống chịu mặn, kháng rầy của các dòng Nàng Thơm Chợ Đào từ thế hệ M4

đến M6” đã được thực hiện Đề tài này đã kế thừa từ 5 dòng Nàng Thơm Chợ Đào đột biến ở thế hệ M4, tiến hành thanh lọc mặn ở 6‰ và 8‰ (IRRI,1997), chọn những cá thể chống chịu mặn tốt trồng tiếp qua 2 vụ (từ tháng 4/2013 đến tháng 1/2014) Qua 2 thế hệ M5 và M6, ghi nhận đặc tính nông học, đánh phẩm chất, khả năng chống chịu mặn, kháng rầy và kiểm tra độ thuần bằng kỹ thuật diện di SDS-PAGE Kết quả chọn được một dòng M2-1-3-13-1-3 có thời gian sinh trưởng 110 ngày, thơm nhẹ, hàm lượng amylose 12,58%, hàm lượng protein 8,56% , dài hạt gạo 7,2 mm chống chịu mặn ở 8‰, hơi kháng rầy

vii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

QUÁ TRÌNH HỌC TẬP v

TÓM LƯỢC vi

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH SÁCH HÌNH x

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT xi

Mở đầu 1

Chương 1: Lược khảo tài liệu 2

1.1 Tổng quan về cây lúa 2

1.1.1 Khái niệm về lúa mùa 2

1.1.2 Nguồn gốc của giống Nàng Thơm Chợ Đào 3

1.2 Ứng dụng kỹ thuật đột biến trong chọn giống và thành tựu 3

1.2.1 Ứng dụng kỹ thuật gây đột biến trong chọn giống cây trồng 3

1.2.2 Một số thành tựu đạt được trong chọn giống cây trồng bằng phương pháp xử lý đột biến 3

1.3 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu mặn của cây lúa ở giai đoạn mạ 4

1.4 Một số đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất cây lúa 5

1.4.1 Thời gian sinh trưởng 5

1.4.2 Chiều cao cây 6

1.4.3 Số bông/bụi 6

1.4.4 Chiều dài bông 7

1.4.5 Số hạt chắc/bông 7

1.4.6 Tỷ lệ hạt chắc 7

1.4.7 Trọng lượng hạt 8

1.4.8 Kiểu hình cây lúa trong tương lai 8

1.5 Phẩm chất hạt gạo 9

1.5.1 Tính thơm 9

1.5.2 Hàm lượng amylose 11

1.5.3 Hàm lượng protein 12

1.5.4 Độ bền thể gel 12

1.5.5 Nhiệt trở hồ 13

1.5.6 Chiều dài và hình dạng hạt gạo 13

1.5.7 Kỹ thuật điện di protein SDS-PASE 14

viii

Chương 2: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu 15

2.1 Thời gian và địa điểm 15

2.2 Phương tiện nghiên cứu 15

2.2.1 Vật liệu nghiên cứu 15

2.2.2 Thiết bị và hóa chất 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.2 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn giai đoạn mạ (IRRI,1997) 16

2.3.3 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu nông học 17

2.3.4 Phương pháp phân tích mùi thơm bằng nước cất 17

2.3.5 Phương pháp xác định hàm lượng Amylose 18

2.3.6 Phương pháp xác định hàm lượng protein 19

2.3.7 Phương pháp xác định độ bền thể gel 20

2.3.8 Phương pháp xác định nhiệt trở hồ 20

2.3.9 Phương pháp phân loại chiều dài và hình dạng hạt gạo 21

2.3.10 Điện di protein tổng số theo phương pháp SDS-PASE (Sodium Dodecyl Sunfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis).(Bộ Nông nghiệp Nhật, 1980) 21

2.3.11 Trắc nghiệm tính kháng rầy nâu (IRRI, 1980) 23

2.3.12 Phương pháp xử lý số liệu 24

Chương 3: Kết quả và thảo luận 25

3.1 Kết quả vụ 1 (tháng 4-8/2014) 25

3.1.1 Kết quả thử mặn 25

3.1.2 Một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của các cá thể ở thế hệ M5 26

3.1.3 Một số chỉ tiêu phẩm chất của các cá thể được chọn ở vụ 1 28

3.1.4 Kết quả điện di protein SDS-PASE ở thế hệ M5 32

3.2 Kết quả vụ 2 (tháng 9-1/2014) 33

3.2.1 Một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất của các cá thể ở thế hệ M6 33

3.2.2 Một số chỉ tiêu phẩm chất của các cá thể được chọn ở vụ 2 35

3.2.3 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn, kháng rầy thế hệ M6 38

3.2.4 Kết quả điện di protein SDS-PASE ở thế hệ M6 40

Chương 4: Kết luận và đề nghị 41

4.1 Kết luận 41

4.2 Đề nghị 41

Tài liệu tham khảo 42

2.7 Đánh giá nhiệt trở hồ theo thang điểm của IRRI (1979) 21 2.8 Phân loại chiều dài và hình dạng hạt gạo Khush and Paul (1979) 21 2.9 Công thức pha dung dịch tạo gel Sambrook (1989) 22 2.10 Bảng đánh giá khả năng kháng rầy theo tiêu chuẩn quốc tế (1980) 24 3.1 Khả năng chịu mặn của 5 dòng Nàng Thơm Chợ Đào đột biến thế

hệ M4 ở 6‰, 8‰

25

3.2 Đặc điểm nông học của các cá thể ở thế hệ M5 26 3.3 Thành phần năng suất của các cá thể đột biến thế hệ M5 27 3.4 Hàm lượng amylase, protein và mùi thơm của các cá thể thế hệ M5 28 3.5 Độ bền thể gel và nhiệt trở hồ của các dòng đột biến thế hệ M5 29 3.6 Chiều dài và hình dạng hạt gạo ở thế hệ M5 30 3.7 Đặc điểm nông học của các cá thể ở thế hệ M6 33 3.8 Thành phần năng suất của các cá thể đột biến thế hệ M6 34 3.9 Hàm lượng amylose, protein và mùi thơm của các cá thể thế hệ M6

MỞ ĐẦU

Nàng Thơm Chợ Đào là một đặc sản của tỉnh Long An và được trồng phổ biến ở xã Mỹ Lệ, huyện Cần Đước Vào tháng 10 năm 2005 Nàng Thơm Chợ Đào được Cục Sở hữu trí tuệ cấp độc quyền nhãn hiệu hàng hóa và ngày khẳng định thương hiệu của mình trên thị trường quốc tế nhờ vào đặc tính gạo trong, hạt dài, cơm mềm và mùi thơm đặc trưng đậm đà rất riêng do đó rất phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng trong và ngoài nước Tuy nhiên, Nàng Thơm Chợ Đào là giống lúa mùa, có thời gian sinh trưởng dài, chỉ trồng một vụ/năm Diện tích trồng Nàng Thơm Chợ Đào lên đến 580 hecta vào những năm 2000-2005 (http://m.aseantraveller.net/tin-tuc/552_thuong-qua-nangthom -cho-dao html) Nhưng cuối năm 2010, dọc theo đường cao tốc Trung Lương-Thành phố Hồ Chí Minh hàng trăm hecta lúa Nàng thơm không thể trổ bông

do ảnh hưởng của ánh sáng đèn (http://tuoitre.vn/Bandoc/415103/Lua%C2% A0diec-do-den-duong html#ad-image-0) Trước những khó khăn của bà con nông dân đang canh tác dọc theo đường cao tốc đòi hỏi phải cải tiến giống Nàng Thơm Chợ Đào sao cho nó không bị ảnh hưởng quang kỳ mà vẫn giữ được phẩm chất tốt Bước đầu Phòng thí nghiệm Di truyền-Chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di truyền-Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã tìm

ra được một số dòng Nàng Thơm Chợ Đào đột biến không bị ảnh hưởng quang kỳ đến thế hệ M4, tuy nhiên đặc tính này cũng như phẩm chất vẫn chưa

ổn định và các dòng này vẫn chưa thuần

Chính vì những nguyên nhân trên nên đề tài “Đặc tính nông học, phẩm chất, khả năng chống chịu mặn, kháng rầy của các dòng Nàng Thơm Chợ Đào

từ thế hệ M4 đến M6” đã được thực hiện nhằm mục tiêu chọn dòng Nàng Thơm Chợ Đào đột biến thuần, không bị ảnh hưởng quang kỳ, phẩm chất tốt, chống chịu mặn, kháng rầy nâu từ các dòng ưu tú ở thế hệ M4

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan cây lúa

1.1.1 Khái niệm về lúa mùa

Lúa, nói chung, là loại cây ngày ngắn, tức là loại thực vật chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang kỳ ngắn

Lúa mùa là nhóm giống lúa có cảm ứng quang kỳ, khi gặp điều kiện ngày ngắn thích hợp sẽ ra hoa (tức là nhóm giống lúa chỉ trổ hoa và chín theo mùa) Tùy mức độ mẫn cảm với quang kỳ nhiều hay ít, mạnh hay yếu mà người ta phân biệt: lúa mùa sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn Phần lớn các giống lúa cổ truyền của ta điều là giống lúa mùa (giống lúa quang cảm)

Các giống lúa cảm ứng yếu với quang kỳ sẽ bắt đầu ra hoa khi ngày bắt đầu ngắn dần sau ngày thu phân, tức tháng 9 – 10 dl và cho thu hoạch tháng 10 – 11 dl như các giống lúa Tiêu, Sóc so, Sa mo, Sa quay (ở ĐBSCL), Ba trăng, Bát ngoạt, Dự, Hẻo, Muối (miền Trung), Tẻ tép, Chanh, Gié nòi, Cà cuống, Cao phú xuyên, Bần (miền Bắc) khi trồng trong điều kiện của ĐBSCL Các giống này được gọi là lúa mùa sớm Như vậy, lúa mùa sớm là nhóm giống lúa

có quang cảm yếu, trồng trái vụ vẫn trổ được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi không nhiều

Nhóm giống lúa mùa lỡ là những giống lúa có phản ứng trung bình đối với quang kỳ, trổ vào tháng 11 dl và chín vào tháng 12 dl Trong điều kiện ĐBSCL, lúa mùa lỡ trồng trái vụ có thể trổ được nhưng thời gian sinh trưởng thay đổi nhiều và lúa phát dục không bình thường như giống lúa Ba thiệt, Một Bụi, Trắng Hòa Bình,…thuộc nhóm này

Nhóm lúa giống mùa muộn là những giống lúa có phản ứng rất mạnh đối với quang kỳ Các giống lúa này chỉ trổ trong khoảng thời gian nhất định trong năm, khi quang kỳ ngắn nhất vào khoảng tháng 12 hoặc có khi đến đầu tháng

1 dl Thời gian sinh trưởng của các giống này thay đổi rất lớn tùy theo thời điểm gieo cấy sớm hay muộn Một số giống không thể trổ được khi trồng trái

vụ (gieo vào tháng 11-12 dl) Tiêu biểu cho nhóm này là các giống Tài Nguyên, Nanh Chồn, Tàu Hương, Nàng Thơm Muộn, Nếp Vỏ Gừa,…Hầu hết các giống này phân bố ở các vùng trũng nước ngập sâu và rút nước muộn (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

1.1.2 Nguồn gốc của giống lúa Nàng Thơm Chợ Đào

Xuất xứ từ lâu đời tại xã Mỹ Lệ, huyện Cần Đước, tỉnh Long An Giống được trồng ở một số nơi của Long An, Tiền Giang và Thành Phố Hồ Chí Minh Tuy vậy, hương vị sẽ giảm nếu trồng khác vùng xuất xứ của giống Có khoảng 500 ha ruộng ở xã Mỹ Lệ trồng được giống lúa Nàng Thơm Chợ Đào Chỉ gieo sạ ở một số vùng Tây, phía Đông sông Rạch Đào thì chất lượng hạt gạo, mùi thơm mới giữ được lâu Những vùng trồng đạt chất lượng nằm cặp sông Rạch Đào là vùng nước lợ Có lẽ, nguồn nước lợ thích hợp cho cây lúa Nàng Thơm (Nguyễn Thị Đoan Trang, 2007)

1.2 Ứng dụng kỹ thuật đột biến trong chọn giống và thành tựu

1.2.1 Ứng dụng kỹ thuật gây đột biến trong chọn giống cây trồng

Theo nhà di truyền chọn giống thực vật (Lê Duy Thành, 2001), mục tiêu

cơ bản và tiềm năng mà phương pháp chọn giống đột biến thực nghiệm có thể đạt được là:

 Tạo các dạng cây chống chịu sâu bệnh

 Tạo các dạng cây có sản lượng hạt và phần sinh dưỡng cho thu hoạch cao

 Tạo các dạng cây có tính trạng quý như: chín sớm, có quang chu kỳ thay đổi, phản ứng với phân bón thay đổi tốt và các tính trạng có lợi cho việc

áp dụng cơ giới trong canh tác

 Tạo ra các biến dị soma phong phú, có thể dễ dàng đồng hóa, đặc biệt ở nhiều giống cây sinh sản sinh dưỡng Tuy nhiên, kỹ thuật gây đột biến

ít được áp dụng đối với cây rừng

Ngoài ra, thể đột biến hầu hết là những dạng sinh thái mới, vì vậy cần được khảo nghiệm trong những điều kiện sinh thái khác nhau để xác định những dạng và các điều kiện sinh trưởng tốt nhất Do đó nhiều loại cây trồng

và đặc biệt là cây lúa có thể được biến đổi theo những định hướng tiềm năng nêu trên nhờ gây tạo đột biến

1.2.2 Một số thành tựu đạt được trong chọn giống cây trồng bằng phương pháp xử lý đột biến

Lúa thơm, lúa đặc sản có những nguồn gen đa dạng, được thuần dưỡng

từ lâu đời ở Việt Nam, đó là những nhóm giống lúa cổ truyền của địa phương như: Tám Thơm, Nàng Thơm Chợ Đào, Nanh Chồn….thường có hương vị đặc biệt khi chế biến Phẩm chất của hạt gạo do nhiều yếu tố quyết định bao gồm: giống, kỹ thuật trồng, môi trường canh tác, công nghệ chế biến, trong đó giống đóng vai trò cơ bản nhất (Nguyễn Thị Thu Hiền, 2005)

Bên cạnh đó, giống lúa KT 20-74, SH 30-21 ở Trung Quốc sau khi đột biến mang nhiều đặc tính tốt như: chín sớm, cho năng suất cao…Giống lúa

Reimei, Miyanishiki của Nhật Bản mang các đặc tính: chống chịu lạnh, kháng

đỗ ngã, năng suất cao Các giống CNM 6,CMN 20, CNM 25, CNM 31 (Ấn Độ) mang đặc tính chín sớm hơn giống gốc từ 10-25 ngày, giống IIT 48, IIT

60 có khả năng trổ sớm, chống chịu ngày dài Ngoài ra, các loài thực vật khác như: lúa mì, đậu nành, bắp, đậu phụng, hành tây… cũng được xử lý đột biến

đã mang lại hiệu quả cao trong công tác chọn giống (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2007)

1.3 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu mặn của cây lúa ở giai đoạn mạ

Võ Quang Minh và ctv (1990), đã khảo sát ảnh hưởng nồng độ mặn và

thời kỳ nhiễm mặn trên năng suất lúa A96-1 và cho rằng ảnh hưởng của mặn chủ yếu làm gia tăng áp suất thẩm thấu trong dung dịch đất làm cây khó hấp thu nước và dưỡng chất, từ đó sinh trưởng và phát triển của cây bị ảnh hưởng, nồng độ muối trong dung dịch đất càng cao và thời gian nhiễm mặn càng sớm thì cây càng phát triển kém Đối với lúa, ở nồng độ muối 6 g/l (6‰) cây bị chết hoàn toàn khi bị nhiễm mặn giai đoạn 15 ngày sau khi gieo, ở nồng độ muối 2 và 4 g/l (2‰ và 4‰) cây lúa vẫn còn sống nhưng năng suất giảm rất nhiều

Phạm Thị Phấn (1999), đã trắc nghiệm khả năng chịu mặn của năm giống lúa: MTL119, MTL167, MTL195, MTL205 và IR64 trong dung dịch dinh dưỡng tại nhà lưới với 5 mức độ mặn 1,7‰; 3‰; 6‰; 9‰ và 12‰ Việc

xử lý mặn được tiến hành sau khi lúa được 14 ngày tuổi, và đánh giá kết quả sau 14 ngày thử mặn Kết quả thí nghiệm được đánh giá là giữa các giống có

sự khác nhau về chiều cao cây, không có sự khác biệt về chiều dài rễ (trừ MTL205), giữa các nồng độ mặn có sự khác biệt ý nghĩa Tương tác giữa giống và nồng độ mặn có sự khác biệt rất có ý nghĩa Ở nồng độ muối càng cao thì chiều cao cây và chiều dài rễ càng giảm

Nguyễn Thị Lang và ctv (2001), đã nghiên cứu chuyên đề cải tiến giống

lúa chống chịu mặn ở ĐBSCL với vật liệu là các giống lúa địa phương cổ truyền, các giống cải tiến trong chương trình lai, các giống đối chứng Pokali

và A69-1 (chuẩn kháng), IR28 (chuẩn nhiễm) Kết quả thanh lọc mặn ở giai đoạn mạ sau 3 tuần xử lý mặn cho thấy hai giống Đốc Đỏ và Đốc Phụng có điểm chống chịu mặn tương đương với giống chuẩn kháng Pokali (với điểm chống chịu mặn là 3 và 5 ở nồng độ mặn 6 dS m-1 (3,84‰) và 12 dS m-1 (7,68‰) (trích dẫn từ Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003) Hai giống Đốc Phụng và Đốc Đỏ cũng đã được đánh giá như nguồn cho gen kháng ở

ĐBSCL (Bùi Chí Bửu và ctv., 1995)

1.4 Một số đặc tính nông học ảnh hưởng đến năng suất cây lúa

1.4.1 Thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trưởng của cây lúa được tính từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi chín hoàn toàn, phụ thuộc vào đặc tính giống và điều kiện ngoại cảnh đây

là đặc tính dễ phân biệt giữa những giống thuần và giống lẫn tạp đặc biệt có ý nghĩa trong công tác phục tráng giống (Phạm Thị Mùi, 2010)

Trong chu kỳ sống, cây lúa hoàn thành cơ bản hai giai đoạn sinh trưởng phân biệt và kế tiếp nhau: sinh dưỡng và sinh dục Các giống lúa có thời gian sinh trưởng (TGST) khác nhau chủ yếu là do sự dài ngắn khác nhau ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh Các giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì cây lúa sẽ không đủ thời gian tích lũy chất khô cho quá trình phát triển nên không thể cho năng suất cao Đối với các giống lúa ngắn ngày, do có thời gian sinh trưởng ngắn nên nó cần sử dụng nhiều dinh dưỡng, ánh sáng mặt trời để tạo năng suất, do đó phải chú ý tạo giống lúa thấp cây, lá đòng thẳng đứng (Bùi Chí Bửu, 1998) Có nhiều yếu

tố ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của cây lúa:

- Tính quang cảm: lúa nói chung là cây ngày ngắn, tức là loài thực vật chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện ngày ngắn Phản ứng đối với quang kỳ thay đổi tùy thuộc vào từng giống lúa, phân ra thành hai nhóm chính: nhóm quang cảm và nhóm không quang cảm:

o Nhóm quang cảm: Đây là nhóm giống lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ

ra hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp, thường được gọi

là lúa mùa (chỉ trổ và chín theo mùa) Đặc tính này gây trở ngại rất lớn cho việc thâm canh tăng vụ vì những giống lúa này chỉ sản xuất được 1 vụ/năm

o Nhóm lúa không quang cảm: Hầu hết các giống lúa được trồng phổ biến hiện nay đều ngắn ngày (90-120 ngày) hoặc trung mùa (120-150 ngày) Các giống lúa này có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi giữa các mùa vụ trong năm (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998)

- Nhiệt độ: Theo Nguyễn Ngọc Đệ (1998), nhiệt độ có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa nhanh hay chậm, tốt hay xấu Giới hạn nhiệt độ và nhiệt độ tối hảo thay đổi tùy theo giống, giai đoạn sinh trưởng, thời gian bị ảnh hưởng và tình trạng sinh lý của cây lúa Trong phạm vi giới hạn (20-300C), nhiệt độ càng tăng thì cây lúa càng phát triển mạnh, giúp rút ngắn thời gian sinh trưởng Nhiệt độ trên 400C hoặc dưới 170C, cây lúa sinh trưởng chậm lại Dưới 130C, cây lúa sẽ ngừng sinh trưởng và chết sau 1 tuần lễ

- Ánh sáng: ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và phát dục của cây lúa cả trên hai phương diện: cường độ chiếu sáng và độ dài chiếu sáng trong ngày (quang kỳ) Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến sự quang

hợp của cây lúa, thể hiện chủ yếu bằng năng lượng mặt trời chiếu xuống một đơn vị diện tích Quang kỳ ảnh hưởng đến sự điều khiển phát dục của cây lúa, đặc biệt là đối với nhóm giống lúa mùa

Bảng 1.1 Phân nhóm thời gian sinh trưởng của cây lúa IRRI (1988)

Ký hiệu Thời gian sinh trưởng (ngày) Phân loại

1.4.2 Chiều cao cây

Chiều cao cây được tính từ gốc lúa cho đến bông cao nhất Tương tự thời gian sinh trưởng, đây là đặc tính thường dùng để phân biệt giữa giống thuần

và lẫn tạp khi phục tráng giống (Phạm Thị Mùi, 2010)

Bùi Chí Bửu và ctv (1992) kết luận có ít nhất năm nhóm gen điều khiển

tính trạng chiều cao cây lúa Chiều cao cây được kiểm soát bởi đa gen và chịu

ảnh hưởng hoạt động của gen cộng tính (Kailaimati et al., 1987)

Theo Jennings et al (1979), hơn bất cứ đặc tính nào khác, thân rạ thấp và

cứng là hai yếu tố quyết định tính đổ ngã Thân rạ cao, ốm yếu, dễ đổ ngã sớm làm rối bộ lá, tăng hiện tượng bóng rợp, cản trở sự chuyển vị các dưỡng liệu

và các chất quang hợp làm hạt bị lép và giảm năng suất Thân rạ ngắn và dày

sẽ chống lại sự đổ ngã Không phải tất cả cây lúa lùn đều cứng rạ, một số vẫn

có thể bị đổ ngã Nó còn phụ thuộc vào một số đặc tính như đường kính thân,

độ dày thân rạ, và mức độ bẹ lá ôm lấy các lóng

Thân cây lúa dày hơn thì có nhiều bó mạch hơn, nó sẽ cung cấp và tạo khả năng vận chuyển chất khô tích lũy tốt hơn Thân cứng và dày có ý nghĩa rất quan trọng trong khả năng chống đổ ngã và dẫn tới chỉ số thu hoạch cao hơn (Clarkson và Hanson, 1980) Cây cao 90-100 cm được xem là lý tưởng cho năng suất cao (Akita, 1989) Cây có chiều cao thích hợp từ 80-100 cm và

chỉ có thể cao đến 120 cm trong một số điều kiện nào đó (Jennings et al.,

1979) Cải thiện dạng hình thấp cây nhằm tạo điều kiện cho chúng tiêu thụ một khối lượng dinh dưỡng khá lớn trong đất để đạt năng suất cao (Clarkson

và Hanson, 1980)

1.4.3 Số bông/bụi

Nguyễn Đình Giao và ctv (1997) cho rằng trong bốn yếu tố tạo thành

năng suất thì số bông trên bụi là yếu tố quyết định nhất và sớm nhất Nó có thể đóng góp 74% năng suất Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) thì số bông trên đơn

vị diện tích tùy thuộc vào mật độ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa Mật độ sạ cấy và khả năng nở bụi của lúa thay đổi tùy theo giống lúa, điều kiện đất đai,

thời tiết, lượng phân bón nhất là phân đạm và chế độ nước Số bông trên đơn

vị diện tích có quan hệ tỉ lệ thuận với năng suất

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đình Giao và ctv (1997) thì số

bông có mối quan hệ nghịch với số hạt trên bông và trọng lượng 1000 hạt vì khi tăng mật độ thì số bông tăng nhưng số hạt trên bông và trọng lượng 1000 hạt sẽ giảm đồng thời nếu mật độ quá dày thì việc đầu tư phân bón sẽ cao cộng với gia tăng sâu bệnh Khảo sát ở bộ giống lúa cao sản, Nguyễn Thị Lang (1994) cho rằng tính trạng số bông trên bụi mang tính trội rất cao

Vì vậy, để nâng cao năng suất cây lúa cần có số bông trên m2 vừa phải, gia tăng số hạt chắc trên một đơn vị diện tích là một biện pháp gia tăng năng suất tốt hơn là gia tăng số bông trên m2 (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998)

1.4.4 Chiều dài bông

Chiều dài bông là một đặc điểm di truyền của giống, nó được tính từ đốt

cổ bông đến đầu mút bông Theo Syakudo (1985), tính trạng chiều dài bông lúa do khoảng sáu gen kiểm soát và phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh Chiều dài bông lúa thay đổi tùy giống và các yếu tố góp phần gia tăng năng suất, bông lúa cũng đóng vai trò quan trọng trong quang hợp Các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa như số bông, chiều dài của bông, số hạt/bông phụ thuộc vào thời vụ, đất đai, chế độ phân bón, tưới nước, phương thức gieo cấy

1.4.5 Số hạt chắc/bông

Đặc tính số hạt trên bông chịu tác động rất lớn của điều kiện môi trường

Số hạt trên bông nhiều hay ít tùy thuộc vào số gié hoa phân hóa và số gié hoa không phân hóa

Nguyễn Ngọc Đệ (1998) cho rằng, lúa sạ có trung bình từ 80-100 hạt trên bông và 100-120 hạt trên bông đối với lúa cấy là tốt trong điều kiện ở ĐBSCL Trên cùng một cây lúa những bông chính thường có nhiều hạt, những bông phụ phát triển sau nên ít hạt hơn Theo Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê Thị Dự (2000), hoạt động của gen không cộng tính chiếm ưu thế trong điều khiển tính trạng số hạt chắc/bông

1.4.6 Tỷ lệ hạt chắc

Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lê Thị Dự (2000) cho rằng, hoạt động của gen không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc trên bông Ngoài ra, tỷ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh Thường

số hoa trên bông quá nhiều dẫn đến tỷ lệ hạt chắc thấp Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80% (Nguyễn Ngọc Đệ, 1998) Bên cạnh đó, mùa vụ cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ hạt chắc, ở vụ Đông Xuân tỷ lệ hạt chắc sẽ cao hơn vụ Hè Thu (Lê Xuân Thái, 2003)

1.4.7 Trọng lượng hạt

Trọng lượng hạt cũng là một đặc tính quan trọng góp phần nâng cao năng suất lúa Theo Yoshida (1981) kích thước hạt bị khống chế chặt chẽ bởi kích thước vỏ trấu, dù các điều kiện thời tiết thuận lợi và nguồn dinh dưỡng cung cấp như thế nào, tuy nhiên kích thước vỏ trấu có thay đổi đôi chút bởi bức xạ mặt trời trong hai tuần trước khi trổ đòng Gen điều khiển tính trạng hạt

ở mức độ trội hoàn toàn hoặc trội từng phần (Kailaimati et al., 1987) Trọng

lượng 1000 hạt của một giống có đặc tính không đổi không có nghĩa từng hạt

có cùng trọng lượng Trọng lượng từng hạt thay đổi ở vài trường hợp nhưng giá trị trung bình không đổi Đặc tính trọng lượng 1000 hạt rất ít chịu tác động

của điều kiện môi trường và có hệ số di truyền cao (Nguyễn Đình Giao và ctv.,

1997) Theo Lê Xuân Thái (2003) cũng khẳng định tính trạng trọng lượng

1000 hạt có hệ số di truyền cao và ít chịu tác động của môi trường nên việc chọn giống có trọng lượng 1000 hạt cao là rất cần thiết

1.4.8 Kiểu hình cây lúa trong tương lai

Theo quan điểm mới, giống lúa được chọn có kiểu hình tùy theo đặc tính của từng giống lúa mà có cách chọn giống phù hợp được trình bày như Bảng 1.2

Bảng 1.2 Hướng chọn giống lúa năng suất cao trong tương lai (Jatas S

Nanda, 2001)

Cây/bộ phận Giống cao cây Giống hiện đại

(nửa lùn)

Dạng mới (super rice)

Chiều cao cây > 120-150 cm 90-110 cm < 90-110 cm

và đứng

Dày, ngắn, nhỏ, đứng, xanh đậm

Số chồi Số chồi thấp Chồi đứng, tụ lại

cho nhiều chồi hơn

Chồi vô hiệu không có

160-200 ngày 110-140 ngày 100-130 ngày

Năng suất 3-4 tấn/ha 6-10 tấn/ha 10-13 tấn/ha

Tính kháng Tính kháng thay đổi

tùy theo giống

Kháng nhiều loại sâu, bệnh

Sạ thẳng, cấy Sạ thẳng

1.5 Phẩm chất hạt gạo

1.5.1 Tính thơm

Mùi thơm là một đặc tính phẩm chất có giá trị thứ yếu nhưng lại được

nhiều người tiêu dùng trên thế giới rất ưa chuộng Theo Lê Doãn Diên và ctv

(1981), thì mùi thơm của gạo là do 2-acetyl-1-pyrroline, được tìm thấy trong thành phần của gạo nấu, gây ra do một loại hóa chất có khả năng khuếch tán trong không khí, đó là este-aceton-aldehyde Nó là một chỉ số quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến khẩu vị và dễ bị biến đổi trong khi bảo quản Thêm vào

đó, Buttery et al (1986) cho rằng sự khác nhau giữa gạo thơm và gạo không

thơm không phải là do nó có 2-acetyl-1-pyrroline mà là do sự khác nhau về số lượng của 2-acetyl-1-pyroline trong hạt gạo Trên lúa không thơm có hàm lượng 2-acetyl-1-pyroline thấp hơn 15 lần so với lúa thơm Vương Đình Tuấn (2001) cũng khẳng định thêm không chỉ đơn thuần là hợp chất 2-acetyl-1-pyrroline quyết định tính thơm trên gạo, mà đó là sự pha trộn của hơn 100 hợp chất bay hơi khác trong nội nhũ

Về mặt di truyền của tính trạng mùi thơm rất phức tạp Có nhiều ý kiến khác nhau về số gen mã hóa mùi thơm trên lúa Kadam and Pantakar (1938) cho rằng tính trạng mùi thơm do một gen trội điều khiển Nhưng cũng có nhiều ý kiến khác cho rằng tính trạng mùi thơm do gen lặn điều khiển (Hoàng Văn Phần và Trần Đình Long, 1995) Một số ý kiến khác lại cho rằng số gen

mã hóa mùi thơm trên lúa còn tùy thuộc vào tỷ lệ phân ly ở thế hệ F2 trong

quần thể F2 Nếu tỷ lệ phân ly ở F2 là 1:3 thì do 1 gen lặn kiểm soát (Dong et al., 2001); tỷ lệ ở F2 là 15:1 hay 9:7 thì do 2 gen trội kiểm soát (Traore, 2005);

tỷ lệ 3:13 thì do 1 gen lặn tương tác với một gen ức chế kiểm soát

Tính trạng mùi thơm rất dễ bị thay đổi bởi các yếu tố môi trường Cũng

có ghi nhận rằng tính thơm có thể phụ thuộc vào mùa vụ gieo trồng, loại đất, địa điểm và độ phì nhiêu của đất Ví dụ, Khao Dawk Mali 105 của Thái Lan

có thể gieo trồng ở khá nhiều loại đất khác nhau nhưng mùi thơm thì khác nhau giữa các vùng (Vương Đình Tuấn, 2001)

* Các yếu tố ảnh hưởng đến mùi thơm

 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ

Những tính trạng chất lượng của lúa đặc sản, lúa thơm chịu ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ, đặc biệt là vào giai đoạn lúa trổ, vào chắc và chín Các nhà khoa học đồng ý với nhận xét chung là sự hình thành và duy trì mùi thơm được gia tăng nếu trong giai đoạn hạt vào chắc nhiệt độ xuống thấp Gieo cấy muộn dẫn đến trổ bông và chín trong những ngày nhiệt độ thấp hơn đã làm tăng chất lượng gạo nhưng giảm năng suất của lúa thơm (Vương Đình Tuấn, 2001)

 Ảnh hưởng của đất đai

Các yếu tố đất đai ảnh hưởng đến mùi thơm và những tính trạng chất lượng khác thông qua việc cung cấp dinh dưỡng cho cây và tương tác giữa những chất dinh dưỡng bay hơi và hợp chất bay hơi trong lúa thơm Tuy nhiên nhận xét này còn chưa được làm sáng tỏ

Ảnh hưởng về kết cấu của đất đến chất lượng của lúa thơm, đặc biệt là hàm lượng của những hợp chất bay hơi còn được ghi nhận là cao nếu được gieo trồng trên những đất có hàm lượng sét thấp, nhiều cát và có kết cấu đất lỏng lẻo

 Yếu tố dinh dưỡng và phân bón

 Phân đạm

Phân bón và việc bón phân cho lúa là cần thiết để tăng năng suất và sản lượng Tuy nhiên nếu bón phân đạm cho lúa thơm, lúa đặc sản thì lại ảnh hưởng đến chất lượng và hương vị của cơm Nhưng không phải vì thế mà ta không bón phân cho lúa thơm, khi dùng phân đạm ta nên chia ra làm nhiều lần bón để có chất lượng hạt tốt hơn (Vương Đình Tuấn, 2001)

 Phân kali

Phân kali ảnh hưởng tốt đến chất lượng và hương vị của cơm Vì kali làm cho cây cứng, không bị đỗ ngã, kali giúp tăng khả năng tích lũy chất khô trong hạt và giảm hiện tượng bất thụ Ngoài ra phân kali còn giúp tăng hàm lượng tinh bột, carbohydrate trong hạt (Vương Đình Tuấn, 2001)

 Phân lân và kẽm

Khi bón phân lân và kẽm có ảnh hưởng tốt đến chỉ tiêu chất lượng hạt, nhưng mùi thơm, độ mềm cơm và độ trắng sáng hạt thì lại phụ thuộc vào hàm lượng phospho có trong hạt chứ không phải trong cây

 Những ảnh hưởng của biện pháp canh tác

Các biện pháp canh tác như chuẩn bị đất, phương pháp gieo sạ, thời gian gieo, thời gian thu hoạch đều ảnh hưởng đến chất lượng gạo và việc hình thành mùi thơm Theo kinh nghiệm của nhiều nông dân cho thấy thì lúa sạ có

mùi thơm hơn lúa cấy (Singh et al, 1998)

Về mùa vụ: Do các giống lúa thơm đều yêu cầu biên độ nhiệt ngày đêm khá chênh lệch nên thời vụ gieo trồng cần được tính toán sao cho giai đoạn trổ, giai đoạn hạt vào chắc phải phù hợp nhu cầu sinh lý của cây để hạt được chất lượng gạo cao

Thời gian thu hoạch cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng gạo và mùi thơm Nếu thu hoạch trễ sẽ giảm mùi thơm và các chỉ tiêu chất lượng khác

 Ảnh hưởng của độ thuần

Nhiều giống lúa thơm đặc sản do nông dân tự để giống Do thiếu kiến thức và điều kiện để giống nên chất lượng cũng như độ thuần của giống kém dẫn đến năng suất, chất lượng và mùi thơm giảm

 Những ảnh hưởng của điều kiện tồn trữ trong kho

Lúa được bảo quản vài tháng thì có chất lượng tốt hơn Bởi vì sau khi được bảo quản vài tháng khả năng hấp thụ nước của gạo tăng khoảng 15% trong quá trình nấu Hơn nữa quá trình bảo quản làm cho hạt chắc hơn, nhiệt trở hồ tăng làm tăng khả năng giãn nở theo chiều dài Khi nấu ráo cơm, xốp hấp dẫn hơn cơm của lúa mới thu hoạch Tuy nhiên, nếu để lâu trong kho thì

độ bền gel, độ trong và giá trị phân rã trong kiềm giảm Và đồng thời gạo để lâu thì mùi thơm cũng giảm do nồng độ của 2 – acetyl – 1 – pyroline trong hạt giảm Đối với giống Nàng Thơm Chợ Đào thì thời gian tồn trữ là không quá

10 tháng

1.5.2 Hàm lượng amylose

Theo Jennings et al (1979) amylose là phần tinh bột không phân nhánh

có trong gạo tẻ, amylosepectin, tinh bột có công thức phân nhánh chiếm phần còn lại Hàm lượng amylose ảnh hưởng chủ yếu trên đặc tính của cơm nấu, nó

có tính chất quyết định trong việc cơm dẻo, mềm hay cứng, màu và độ bóng của cơm Tùy theo hàm lượng amylose các giống lúa có thể phân nhóm thành nếp (1-2% amylose), amylose thấp (8-20%), trung bình (21-25%) và cao (hơn 25%)

Phần lớn các giống lúa ở Việt Nam, Thái Lan, Ấn Độ… có hàm lượng amylose cao nên nở nhiều, bời rời và cứng cơm khi để nguội Còn các nước Philippines, Indonesia… các giống lúa thường có hàm lượng amylose trung bình Hàm lượng amylose của một giống lúa phụ thuộc vào rất nhiều vào điều kiện nhiệt độ và điều kiện canh tác cũng như mùa vụ Những giống lúa có hàm lượng amylose thấp, hàm lượng amylose sẽ giảm khi tăng nhiệt độ trung bình Còn những giống có hàm lượng amylose từ trung bình đến cao, sẽ tăng hàm

lượng amylose khi nhiệt độ trung bình giảm (Resurrection et al., 1977; Paul,

1977)

Hàm lượng amylose còn được quyết định bởi yếu tố di truyền, ở lúa locus waxy nằm trên nhiễm sắc thể thứ ba kiểm soát sản phẩm amylose tạo

thành nội nhũ (Khush et al., 1979) Hàm lượng amylose được kiểm soát bởi

một gen chính, tính dẻo được kiểm soát bởi một gen lặn wx, nên nội nhũ của gạo nếp chỉ chứa amylosepectin với kiểu gen 3n: wxwxwx, ngược lại ở gạo tẻ bao gồm cả amylose và amylosepectin được kiểm soát bởi đơn gen trội Wx, số lượng gen trội Wx ảnh hưởng đến hàm lượng amylose trong nội nhũ (IRRI, 1976; Heu và Park, 1976)

1.5.3 Hàm lượng protein

Protein là yếu tố thứ yếu trong phẩm chất hạt, nhưng nó đóng góp rất cơ bản vào chất lượng dinh dưỡng của gạo Gạo có hàm lượng protein càng cao càng có giá trị dinh dưỡng cao và ngày càng được lưu tâm trong giới tiêu dùng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) Các thành phần protein trong hạt lúa bao gồm 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin (Osborne, 1924)

Theo Nguyễn Thị Lang và ctv., 2001, hàm lượng protein trong cây lúa

biến động từ 6% đến 12% Tỷ lệ này cao hay thấp thường do yếu tố giống quyết định 40% và còn 60% do ảnh hưởng của môi trường và thời gian bảo quản hạt Thời gian tồn trữ lúa trong kho càng lâu, hàm lượng protein càng giảm Hàm lượng protein bị ảnh hưởng khá nhiều của giống và môi trường Di truyền của tính trạng hàm lượng protein trong hạt rất phức tạp và bị ảnh hưởng mạnh mẽ của môi trường, giống có hàm lượng protein cao thường liên kết với đặc tính thời gian sinh trưởng ngắn và khối lượng hạt nhẹ (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2011)

Mặt khác, Theo Jennings et al., 1979 cho rằng dù bị ảnh hưởng nhiều bởi

giống và môi trường, hàm lượng protein của lúa thường trung bình khoảng 7%

ở gạo chà và 8% ở gạo lức Chỉ khoảng 25 đến 50% sự biến thiên protein được đoán là do các gen điều khiển Những yếu tố môi trường ảnh hưởng là côn trùng và bệnh, thời tiết, lượng phân bón có đồng đều không và nước tưới Theo nghiên cứu của Chang and Somirth (1979), cho thấy di truyền tính trạng protein do đa gen điều khiển và có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng mạnh mẽ của kiểu gen và môi trường

Các giống lúa Việt Nam có hàm lượng protein biến động trong khoảng 5,25-12,84%, phần lớn nằm trong khoảng 7-8% Lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn lúa tẻ, lúa chiêm cũng có hàm lượng protein cao (Bùi Chí Bửu

và Nguyễn Thị Lang, 2000)

1.5.4 Độ bền thể gel

Trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào

có độ bền thể gel mềm hơn giống đó sẽ được ưa chuộng hơn (Khush et al., 1979) Lúa có hàm lượng amylose thấp thường có thể gel mềm (Jennings et al., 1979) Quy luật di truyền của độ bền thể gel chưa được thống nhất Theo

Chang và Li (1981) độ bền thể gel được điều khiển bởi một gen, gel cứng trội

hơn gel mềm nhưng theo Tang et al (1991) độ bền thể gel được điều khiển

bởi đơn gen và nhiều gen phụ bổ sung ảnh hưởng đến việc thể hiện tính trạng

Độ bền thể gel còn biến động rất lớn giữa hai vụ Đông Xuân và Hè Thu, giữa các điểm canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000)

1.5.5 Nhiệt trở hồ

Trong các tiêu chuẩn về chất lượng thì tiêu chuẩn độ trở hồ cũng rất quan trọng Độ trở hồ, một đặc tính dùng để xác định phẩm chất gạo lúc nấu, là nhiệt độ nấu mà khi lên đến đó nước được hấp thu và hạt tinh bột phồng lên không hoàn nguyên, đồng thời dạng tinh thể biến mất Những giống có độ hóa

hồ cao cho cơm cứng sau khi nấu Đa số người tiêu dùng thích gạo nấu có cơm mềm Nhiệt độ hóa hồ biến thiên từ 55-790C Nhiệt độ hóa hồ thấp từ 55-690C, trung bình từ 70-740C và cao từ 75-790C (IRRI, 1996)

Theo Jennings et al (1979) cho rằng tính di truyền của độ trở hồ không

được rõ, nhưng dường như đơn giản, chỉ có một hay hai gen chính yếu Nhưng

theo Chen et al (1992) độ trở hồ được điều khiển bởi hai gen Nghiên cứu của Heu et al (1976) cho thấy độ hóa hồ còn là tính trạng rất dễ bị thay đổi bởi

nhiệt độ trong giai đoạn hạt vào chắc Nhiệt độ không khí cao sau khi trổ làm

tăng độ hóa hồ và ngược lại (Jennings et al., 1979)

Độ trở hồ trung bình là tiêu chuẩn tối hảo cho phẩm chất gạo tốt (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000)

1.5.6 Chiều dài và hình dạng hạt gạo

Thị hiếu người tiêu thụ về dạng hạt rất thay đổi tùy theo khẩu vị và tập quán Có nơi người tiêu thụ thích hạt gạo tròn, có nơi người tiêu thụ thích hạt gạo dài trung bình, nhưng hạt gạo thon dài là được ưa chuộng nhiều nhất trên

thị trường quốc tế (Khush et al., 1979)

Theo Jennings et al (1979) chiều dài và hình dạng hạt được di truyền

biệt lập nhau và có thể được kết hợp như ý muốn ngoại trừ kiểu hạt rất dài và mập Hơn nữa, có thể kết hợp bất kỳ hình tính nào về chiều dài và hình dạng hạt với những đặc tính về phẩm chất như kiểu gạo, hàm lượng amylose, hay với kiểu cây, tính miên trạng và thời gian sinh trưởng

Hình dạng hạt ít thay đổi và ít quan trọng hơn chiều dài, mặc dù thị trường yêu cầu dạng hạt tốt nhất từ thon dài đến trung bình Các nhà chọn tạo giống cần phải nắm sở thích của thị trường vì nếu giống chọn tạo ra có năng suất cao và kháng được sâu bệnh nhưng kiểu hạt không đạt thị hiếu trên thị

trường của từng quốc gia thì cũng không đạt tiêu chuẩn (Jennings et al., 1979)

Có sự tương quan thuận giữa chất lượng gạo ăn với chiều dài hạt gạo (Chen Neng, 1997)

1.5.7 Kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE

Phương pháp điện di protein SDS-PAGE (Sodium Dedecyl Sulfate-Poly Acrylamide Gel) được Laemmli (1970) phát hiện từ sự hiệu chỉnh bằng cách thêm 0,1% SDS (chất tẩy mang điện tích âm) vào hệ PAGE của Omstein-Davis (1964) nhằm xác định trọng lượng phân tử các loại protein trong phổ điện di (Davis.E.Garfin, 1995) Phương pháp điện di protein được xem như là một công cụ mạnh trong việc ứng dụng các thành phần protein của sinh vật (cây trồng, vật nuôi, thủy sản cũng như trên sinh vật) Ngoài ra, phương pháp này còn được áp dụng trong y học để phát hiện nhanh bệnh SIDA (Steve K.Alexander, 2001)

Protein dự trữ được sử dụng như là các dấu hiệu di truyền để tìm hiểu về protein mong muốn Để biết rõ đặc điểm di truyền cần phải hiểu rõ tính đa hình protein dự trữ bên trong loài, ảnh hưởng của môi trường, kiểm soát di truyền, tính phức tạp của phân tử và mối quan hệ protein dự trữ giữa các loài khác nhau Dựa trên phân tích trọng lượng phân tử khác nhau của protein dự trữ mà người ta đánh giá được tính đa hình Do vạch protein trong phổ điện di

là kết quả của một chuỗi phức tạp ở mức độ phân tử nên không có một vạch protein nào có thể xuất hiện hai lần (Phạm Văn Phượng, 2001)

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và địa điểm

Thời gian: Từ tháng 4 năm 2013 đến tháng 4 năm 2014

Địa điểm: Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới của Phòng thí nghiệm Di truyền - chọn giống và Ứng Dụng Công Nghệ Sinh học, Bộ môn Di truyền - Giống Nông Nghiệp, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

2.2 Phương tiện nghiên cứu

2.2.1 Vật liệu nghiên cứu

Kế thừa 5 dòng NTCĐ ở thế hệ M4 từ đề tài Gây đột biến trên giống lúa Nàng Thơm Chợ Đào bằng phương pháp sốc nhiệt của Võ Minh Quân (5

dòng trên được đánh giá là thơm và kháng rầy)

Bảng 2.1 Một số đặc tính của giống Nàng Thơm Chợ Đào

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu

Bước 1: Nhận 5 dòng Nàng thơm chợ đào đột biến ở thế hệ M4

Bước 2: Tiến hành đánh giá khả năng chống chịu mặn của 5 dòng ở hai nồng độ 6‰và 8‰, chọn những cá thể chống chịu tốt để nhân trồng ở thế hệ

M5 và đánh giá chỉ tiêu nông học

Bước 3: Chọn dòng ưu tú, không bị ảnh hưởng quang kỳ, đánh giá phẩm chất các dòng được chọn ở thế hệ M5

Bước 4: Điện di protein tổng các dòng được chọn để kiểm tra độ thuần

và chọn những giếng có băng waxy nhạt tiếp tục nhân trồng thế hệ M6, đánh giá chỉ tiêu nông học

Bước 5: Đánh giá phẩm chất các dòng được chọn ở thế hệ M6

Bước 6: Đánh giá khả năng chịu mặn, kháng rầy của các dòng được chọn

ở thế hệ M6, để chọn dòng ưu tú nhất

Bước 7: Điện di protein tổng 2 dòng ưu tú nhất để đánh giá độ thuần

2.3.2 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn giai đoạn mạ (IRRI, 1997)

Giống chuẩn nhiễm: IR28 hoặc IR29

Giống chuẩn kháng: Đốc Phụng, Pokkali

Bước 1: Hạt giống thử nghiệm phải được xử lý nhiệt trong 5 ngày trong

tủ sấy ở nhiệt độ 500C để phá miên trạng của hạt giống Sau khi phá miên trạng, khử trùng hạt giống với thuốc diệt nấm và rửa sạch với nước cất Đặt hạt diệt trùng trong đĩa Petri với giấy lọc ẩm và ủ ở 300C trong 48 giờ để lúa nảy mầm

Bước 2: Gieo 2 hạt nảy mầm trên mỗi lỗ trên các tấm xốp (10 lỗ tương ứng với 20 hạt/giống/dòng) Trong 3 ngày đầu chỉ để cây con trên khay xốp chứa đầy nước cất

Lưu ý: Giữ cây con nguyên vẹn, hạn chế tác động đến cây con Bất kỳ thiệt hại nào cho các rễ nhỏ, chồi sẽ phá hủy các cơ chế chịu mặn chính của lúa

Bước 3: Sau 3 ngày, khi cây con phát triển tốt, thay thế nước cất với dung dịch dinh dưỡng mặn

Lưu ý: hằng ngày kiểm tra mực nước, thêm nước cất đúng 3 lít vào các khay thử mặn

Bước 4: Thay mới dung dịch dinh dưỡng mỗi 8 ngày một lần và duy trì

pH 5.0 hằng ngày

Đánh giá khả năng chịu mặn

Thường xuyên theo dõi thí nghiệm, đến khi giống chuẩn nhiễm (IR28.IR29) gần như chết hoàn toàn (cấp 9)

Đánh giá cấp chống chịu mặn: sử dụng tiêu chuẩn đánh giá (xem Bảng 2.2) trong đánh giá các triệu chứng nhiễm mặn