Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của 06 dòng lúa chất lượng được tạo ra bằng phương pháp đột biến cảm ứng

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nghiệm khoa Sinh-KTNN, thầy cô giáo khoa, đặc biệt thầy cô tổ môn Di Truyền- Tiến Hóa sinh viên động viên, giúp đỡ trình thực nghiên cứu đề tài Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo T.S Nguyễn Nhƣ Toản tận tình bảo, hƣớng dẫn suốt trình nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Xuân Hòa, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Bùi Bích Đào LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung trình bày khóa luận thực sự, số liệu đƣợc thu thập, xử lí, thống kê không trùng với số liệu Trong đề tài có sử dụng, trích dẫn số nội dung số tác giả khác để bổ sung hoàn thiện cho khóa luận Xuân Hòa, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Bùi Bích Đào DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU + IRRI : Viện nghiên cứu lúa quốc tế + NSLT : Năng suất lý thuyết + P1000 hạt : Khối lƣợng 1000 hạt + TGST : Thời gian sinh trƣởng +D : Chiều dài hạt +R : Chiều rộng hạt + FAO : Tổ chức nông lƣơng giới MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Nguồn gốc lúa giá trị lúa 1.1.1 Nguồn gốc lúa 1.1.2 Phân loại lúa 1.1.3 Giá trị kinh tế lúa 1.2 Đặc điểm nông sinh học lúa 1.3 Tình hình sản xuất lúa gạo giới Việt Nam 1.3.1 Tình hình sản xuất lúa gạo giới 1.3.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 1.4 Một số thành tựu triển vọng ngành chọn giống phƣơng pháp đột biến cảm ứng 10 1.4.1 Trên giới 10 1.4.2 Ở Việt Nam 12 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu ……………………………………………… 14 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 14 2.2.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 14 2.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu đồng ruộng 15 2.2.3 Phƣơng pháp thu thập 15 2.2.4 Phƣơng pháp sử lí số liệu 15 2.2.5 Phƣơng pháp xác định tiêu 17 2.3 Nội dung nghiên cứu 17 2.3.1 Đánh giá sinh trƣởng dòng lúa nghiên cứu 17 2.3.2 Khảo sát yếu tố cấu thành suất dòng lúa nghiên cứu 18 2.3.3 Nghiên cứu khả thích ứng thông qua đánh giá mức độ chống chịu sâu bệnh dòng lúa nghiên cứu 18 2.3.4 Thời gian địa điểm nghiên cứu 18 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20 3.1.1 Khả đẻ nhánh 20 3.1.2 Chiều cao 22 3.1.3 Chiều dài đòng 25 3.1.4 Chiều rộng đòng 27 3.1.5 Chiều dài 28 3.1.6 Thời gian sinh trƣởng (TGST) 06 dòng lúa đột biến vụ hè 2015 30 3.2.1 Số /khóm 31 3.2.2 Số hạt chắc/bông tỷ lệ hạt 33 3.2.3 Khối lƣợng 1000 hạt suất lý thuyết (NSLT) 35 3.2.4 Đặc điểm liên quan đến chất lƣợng hạt 37 3.3 Khả chống chịu dòng lúa đột biến nghiên cứu 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ẢNH DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị dinh dƣỡng lúa gạo tính theo % chất khô so với số lấy hạt khác…………………………………………………………………… Bảng 3.1: Khả đẻ nhánh dòng đột biến vụ hè thu 2015 21 Bảng 3.2: Chiều cao dòng đột biến vụ hè thu 2015 24 Bảng 3.3: Chiều dài đòng dòng đột biến vụ hè thu 2015 26 Bảng 3.4: Chiều rộng đòng dòng đột biến vụ hè thu 2015…….27 Bảng 3.5: Chiều dài dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015……….28 Bảng 3.6 Thời gian sinh trƣởng 06 dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 30 Bảng 3.7: Số khóm dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 31 Bảng 3.8: Số hạt /bông tỷ lệ hạt dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 33 Bảng 3.9: Khối lƣợng 1000 hạt NSLT dòng đột biến vụ hè thu 2015………………………………………………………………… 36 Bảng 3.10: Chiều dài chiều rộng hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu năm 2015………………………………………………………….….39 Bảng 3.11: Mức độ nhiễm sâu bệnh dòng lúa trồng vụ hè thu 2015 42 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Khả đẻ nhánh dòng đột biến vụ hè thu 2015 22 Hình 3.2 Chiều cao dòng đột biến vụ hè thu 2015 24 Hình 3.3 Chiều dài đòng dòng đột biến vụ hè thu 2015 26 Hình 3.4 Chiều rộng đòng dòng đột biến vụ hè thu 2015 28 Hình 3.5 Chiều dài dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 29 Hình 3.6 Thời gian sinh trƣởng dòng đột biến vụ hè thu 2015 31 Hình 3.7 Số bông/khóm dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 32 Hình 3.8 Số hạt /bông dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 34 Hình 3.9 Tỉ lệ hạt /bông dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 35 Hình 3.10 Khối lƣợng 1000 hạt dòng đột biến vụ hè thu 2015………….36 Hình 3.11 NSLT dòng đột biến thu vụ hè thu 2015………………… 37 Hình 3.12 Chiều dài hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu 2015 39 Hình 3.13 Chiều rộng hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu 2015 40 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lúa lƣơng thực có vị quan trọng: Trên giới, lúa đƣợc 250 triệu nông dân trồng, lƣơng thực 1,3 tỉ ngƣời nghèo giới, sinh kế chủ yếu nông dân Là nguồn cung cấp lƣợng lớn cho ngƣời, với mức tiêu thụ lúa gạo bình quân hàng năm 180 - 200 kg gạo/ ngƣời/ năm nƣớc châu Á, khoảng 10 kg/ ngƣời/ năm nƣớc châu Mỹ Ở Việt Nam, dân số 90 triệu 100% ngƣời Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lƣơng thực Ngoài làm lƣơng thực hàng ngày, lúa gạo đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác: sử dụng công nghiệp sản xuất bia rƣợu, mạch nha, bánh kẹo, thức ăn gia súc… Đã thực nâng cao giá trị lên tầm cao [3] Việt Nam có hai vùng trồng lúa đồng sông Hồng phía Bắc đồng sông Cửu Long phía Nam Hàng năm sản lƣợng lúa nƣớc đạt 33 – 34 triệu thóc, sử dụng triệu thóc cho xuất khẩu, lại dùng để phục vụ nƣớc bổ sung dự trữ quốc gia Việt Nam quốc gia hàng đầu giới xuất lúa gạo sau Thái Lan (Trần Duy Quý, 1992).[12] Thế nhƣng vấn đề lƣơng thực lại vấn đề cấp thiết, nguyên nhân dân số giới tăng, diện tích cho đất nông nghiệp ngày giảm sút lƣợng lƣơng thực sản xuất không đủ đáp ứng nhu cầu ngƣời ngày tăng Trong dân số giới tăng diện tích đất trồng lại giảm Theo dự đoán chuyên gia dân số học dân số tiếp tục tăng 20 năm tới sản lƣợng lúa gạo phải tăng thêm 80% đáp ứng nhu cầu sống dân cƣ Tuy nhiên, việc sử dụng lúa gạo đứng trƣớc thách thức to lớn: Đó bùng nổ dân số, trình công nghiệp hóa, đại hóa làm đất nông nghiệp ngày thu hẹp với mức giảm diện tích hàng năm khoảng 2%, diễn biến thời tiết khí hậu phức tạp khó lƣờng gây nhiều khó khăn cho nông nghiệp Do để đáp ứng nhu cầu ngƣời, đản bảo an ninh lƣơng thực phát triển kinh tế nông nghiệp việc nâng cao suất phẩm chất trồng, giải pháp hữu hiệu Nhiệm vụ đặt cho nhà khoa học nhà chọn giống tạo giống trồng nói chung giống lúa nói riêng vừa có suất phẩm chất tốt, phổ thích ứng rộng, vừa chống chịu loại sâu bệnh Xuất phát từ tình hình thực tiễn đó, tiến hành nghiên cứu đề tài khoa học: “Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học 06 dòng lúa chất lượng tạo phương pháp đột biến cảm ứng” Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu khả sinh trƣởng phát triển khả thích ứng 06 dòng lúa đƣợc tạo đột biến cảm ứng xã Cao Minh - Phúc Yên Vĩnh Phúc - Phân lập, chọn lọc đƣợc số dòng có giá chọn giống, bƣớc đầu góp phần bổ sung thêm nguồn giống lúa chất lƣợng cho địa phƣơng Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học giá trị chọn giống dòng lúa chất lƣợng đƣợc tạo phƣơng pháp đột biến cảm ứng vụ hè thu 2015 xã Cao Minh - Phúc Yên - Vĩnh Phúc - Đánh giá khả chống chịu với điều kiện sinh thái sâu bệnh xã Cao Minh - Phúc Yên - Vĩnh Phúc Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn * Ý nghĩa khoa học Việc nghiên cứu đặc điểm nông sinh học giá trị chọn giống dòng lúa sở cho việc định dạng phân loại giống lúa nói riêng giống trồng nói chung Từ xây dựng đƣợc sở khoa học cho mối quan hệ sinh vật với môi trƣờng sống tìm hiểu đƣợc ảnh hƣởng môi trƣờng sống lên thể sinh vật * Ý nghĩa thực tiễn Xây dựng tập hợp đƣợc đặc tính tốt giống, tạo nguồn vật liệu khởi đầu tốt cho công tác chọn giống lúa có phẩm chất tốt cho địa phƣơng Góp phần bổ sung thêm nguồn giống phục vụ sản xuất cho địa phƣơng 8.52 8.35 6.45 6.85 6.86 6.53 6.04 CL9 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Hình 3.11 NSLT dòng đột biến thu đƣợc từ xử lý đột biến vụ hè thu 2015 Qua bảng 3.9 hình 3.10 ta thấy khối lƣợng hạt dòng lúa đƣợc tạo phƣơng pháp đột biến cảm ứng dao động từ 23,99-25,85 Các dòng khảo sát cho khối lƣợng hạt lớn Khối lƣợng 1000 hạt yếu tố tạo thành suất cho mùa vụ cao hay thấp, phụ thuộc vào giống, kích thƣớc hạt, kích thƣớc nội nhũ Qua bảng 3.9 hình 3.11 ta thấy dòng D3 có NSLT cao (8,52 tấn/ha), dòng D5 cho NSLT thấp (6,04 tấn/ha) Nói chung dòng khảo sát có suất lý thuyết mức cao 3.2.4 Đặc điểm liên quan đến chất lượng hạt Chiều dài hạt định hình dạng hạt yếu tố chi phối đến suất lúa Mỗi giống có chiều dài hạt đƣợc quy định nhƣ sau: Hình dạng Kích thƣớc Điểm Rất dài L >7,5mm Dài 7,5≥ L >6,6mm Trung bình 6,6 ≥ L ≥5,5mm Ngắn L 3,0mm Trung bình 3,0mm ≥ D ≥2,1 mm Bầu 2,0mm ≥ D≥1,1mm Tròn 1,1 mm > D Bảng 3.10: Chiều dài chiều rộng hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu 2015 STT Chiều dài hạt (mm) Dòng ̅ CV% m Chiều rộng hạt (mm) ̅ m D/R CV% CL9 5,8 0,13 4,71 2,2 0,14 2,62 2,63 D1 6,4 0,15 4,79 2,4 1,82 2,63 2,67 D2 6,,2 0,14 5,12 2,6 0,15 2,34 2,38 D3 6,1 0,2 8,57 2,7 0,11 2,35 2,26 D4 6,5 0,11 5,12 2,3 0,10 2,75 2,82 D5 6,4 0,15 6,52 2,4 0,08 2,78 2,66 D6 6,3 0,13 4,68 2,3 0,07 2,34 2,74 Hình 3.12 Chiều dài hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu 2015 6.6 6.5 6.4 6.4 6.4 6.3 6.2 6.2 6.1 5.8 5.8 5.6 5.4 CL9 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Hình 3.13 Chiều rộng hạt gạo dòng đột biến vụ hè thu 2015 2.5 2.4 2.6 2.7 D2 D3 2.3 2.4 2.3 D4 D5 D6 2.2 1.5 0.5 CL9 D1 Số liệu bảng 3.10 cho thấy, giống dòng lúa đột biến nghiên cứu có hạt gạo trung bình, điểm Nhìn chung, chiều dài hạt gạo giống dòng lúa đột biến nghiên cứu so với giống đối chứng chênh lệch nhiều,và mức thang điểm xếp loại Các dòng lúa đƣợc tạo phƣơng pháp đột biến cảm ứng có chiều rộng hạt gạo lớn giống đối chứng 3.3 Khả chống chịu dòng lúa đột biến nghiên cứu Tính chống chịu sâu bệnh đánh giá theo thang điểm tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giống lúa 10 TCN 558 -2002 thang điểm chuẩn IRRI Số liệu đƣợc đánh giá theo cảm quan đồng [16] Các đối tƣợng sâu hại đƣợc theo dõi gồm: -Khả chịu khô vằn: bệnh khô vằn: Tranatepphorus Triệu chứng: vết bệnh màu xanh xám lan dần liên kết với nhau, hầu hết nằm phần dƣới bẹ lá, lên +Cấp : triệu chứng +Cấp Vết bệnh nằm thấp 20% chiều cao +Cấp 20-30% +Cấp 31-45% +Cấp 46-65% +Cấp 65% -Khả chịu hạn (DRS) +Cấp 0: triệu chứng +Cấp 1: Đầu bị khô +Cấp 3: Đầu bị khô tới ¼ chiều dài hầu hết +Cấp 5: ¼ đến ½ bị khô hoàn toàn +Câp 7: 2/3 tất bị khô hoàn toàn +Cấp 9: tất bị chết rõ rệt -Khả chịu bạc lá: Bệnh bạc lá: Xanthonas oryxae pv Oryzicola Triệu chứng: vết bệnh thƣờng xuất phát gần đỉnh lá, từ mép lan xuống theo mép Vết bệnh ban đầu có màu xanh nhạt đến xanh xám, sau từ vàng đến xám Đánh giá đồng ruộng, diện tích vết bệnh + Cấp 1: 1-5% + Cấp 3: 6-12% + Cấp 5: 13-15% + Cấp 7: 26-50% +Cấp 9: 51-100% Theo dõi tiêu đánh giá sức chống chịu sâu bệnh điều kiện bất thuận dòng, giống lúa kết thể qua bảng: Bảng 3.11: Mức độ nhiễm sâu bệnh dòng lúa trồng vụ hè thu 2015 Chỉ tiêu Khô vằn Chịu hạn Bạc (điểm) (điểm) (điểm) CL.9 1 D1 1-3 D2 1-2 D3 1-2 3 D4 1-3 D5 1-3 D6 1-2 Dòng Từ bảng 3.11 cho thấy dòng lúa nghiên cứu có khả kháng bệnh tốt - Bệnh khô vằn mức - - Chịu hạn mức - - Bệnh bạc mức điểm 1- Các dòng nghiên cứu có khả chống bị nhiễm loại bệnh Tuy nhiên khả chống sâu bệnh phụ thuộc vào mùa vụ điều kiện chăm sóc KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Về sinh trƣởng phát triển 06 dòng lúa nghiên cứu Cao Minh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc - Các dòng lúa nghiên cứu có khả đẻ nhánh mức thấp từ 7,66-9,5 nhánh/khóm Với số nhánh/khóm nhƣ số lƣợng nhánh phù hợp tạo điều kiện cho nhánh phát triển đồng cho suất cao - Hầu hết dòng đột biến nghiên cứu có chiều cao thấp đối chứng, dòng D4 có chiều cao thấp đạt (99,2 1,40) cm có tính chống đổ cao - Đa số dòng nghiên cứu có chiều dài đòng thấp giống đối chứng CL.9, giống có chiều dài đòng dài đạt (31,0  1,25) cm, dòng lại có dòng D3 có chiều dài đòng thấp đạt (25,7  0,65) - Dòng D2 có chiều rộng đòng dài (1,58  0,05) cm, dòng D3 có chiều rộng đòng thấp (1,42  0,02)cm 1.2 Về yếu tố cấu thành suất 06 dòng lúa nghiên cứu Cao Minh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc - Dòng D2 có số hạt cao (123,1  3,8) hạt - Dòng D3 có P1000 hạt cao (25,85) g - Dòng D5 có suất lý thuyết thấp 6,04 tấn/ha Dòng D3 có suất lý thuyết cao 8,52 tấn/ha Năng suất dòng lúa đột biến tƣơng đối cho cao giống đối chứng - Gieo cấy vụ hè thu 2015, dòng lúa đột biến có thời gian sinh trƣởng từ 118 – 122 ngày 1.3 Khả chống chịu dòng lúa đột biến nghiên cứu - Mức độ nhiễm khô vằn bệnh bạc lá, chịu hạn dòng lúa đột biến nghiên cứu nhẹ mức độ nhiễm bệnh tƣơng đƣơng với giống đối chứng CL.9 - Giống đối chứng CL.9 kháng đạo ôn, không nhiễm khô vằn hay bạc Kiến nghị Cần tiếp tục chọn lọc dòng hệ để đánh giá cách khách quan kết thu đƣợc đợt khảo sát nhằm chọn lọc đƣợc dòng có thời gian sinh trƣởng ngắn, khả chống chịu sâu bệnh cao Dòng D3 có khả cho suất cao nên cần theo dõi , khảo sát, trồng quy mô rộng Các dòng lại cần chọn dòng cho suất cao, giữ đƣợc đặc tính nông sinh học quý TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Hữu Ất ( 1999) Nghiên cứu hiệu gây đột biến tia gamma ( Co60) thời điểm khác chu kì giảm phân hạt nảy mầm số giống lúa đặc sản Việt Nam Luận án phó tiến sĩ trƣờng ĐHSP Hà Nội Bùi Chí Bửu (2004) Cải tiến giống lúa đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp đến năm 2010 hội nghị Quốc gia chọn tạo giống lúa NXB Nông nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Bài toán an ninh lương thực, báo Nông Nghiệp Việt Nam (2009) Nguyễn Minh Công, Lê Xuân Trình, Đào Xuân Tân Xác định chế di truyền màu sắc hạt thóc lúa nếp Tạp chí nông nghiệp công nghệ thực phẩm số Bùi Huy Đáp (1963) Cây lúa miền Bắc Việt Nam Nxb nông thôn, Hà Nội Nguyễn Hữu Đống, Đào Thanh Bằng, Lâm Quang Dụ, Phan Đức Trực (1997) Đột biến – sở lí luận ứng dụng NXB nông nghiệp HN Vũ Quốc Khánh (2006) Nghiên cứu biến dị loài tuyển chọn dòng ƣu tú từ giống lúa khảo nghiệm Tám Dự 1, Tám Dự Tám Dự gieo trồng Hải Hậu- Nam Định Luận văn thạc sĩ sinh học, trƣờng ĐHSP Hà Nội Nguyễn Văn Hoan (1995), Kỹ thuật canh tác lúa Nxb giáo dục, Hà Nội 2005 Phạm Xuân Hội, Trần Duy Quý, Công nghệ gen việc tăng sản lượng lúa Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng số 1/2001 Viện Di truyền Nông nghiệp - Bộ NN&PTNT, trang 01 - 03, 2002 10.Trần Duy Quý (1994) Cơ sở di truyền kĩ thuật gây tạo sản xuất lúa lai NXB Nông nghiệp 11 Trần Duy Quý (1997) Các phương pháp chọn tạo giống trồng NXB nông nghiệp HN 12.Trần Duy Quý ( 1992) Nghiên cứu sử dụng đột biến thực nghiệm chọn giống lúa Oryza Sativa L, luận án tiến sĩ khoa học sinh học ( Matxcova) 13 Đào Xuân Tân ( 1994) Sự phát sinh di truyền số đột biến lúa nếp xử lí tia gamma ( Co60) vào hạt nảy mầm Luận án phó tiến sĩ sinh học , trƣờng ĐHSP Hà Nội 14 Lê Duy Thành Cơ sở di truyền chọn giống thực vật NXB Khoa học kĩ thuật nông nghiệp Hà Nội 15 IRRI,(1996) Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa 16 Hoàng Thị Sản (2003) Phân loại học thực vật Nxb giáo dục 17 R R Jenning, W R Confman, H E Kauffan (1979) Cải tiến giống lúa Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế 18 http://worldrices.blogspot.com 19 http://chonongnghiep.com 20.http://vi.wikipedia.org/ 21.http://cpv.org.vn/cpv/Modules/News/NewsDetail.aspx?co_id=28340739& cn_id=692644 22.http://www.ierb.ac.vn 23 http://.www.gaovnf1.vn PHỤ LỤC ẢNH Ruộng thí nghiệm ... hành nghiên cứu đề tài khoa học: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học 06 dòng lúa chất lượng tạo phương pháp đột biến cảm ứng Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu khả sinh trƣởng phát triển khả thích ứng. .. lúa chất lƣợng cho địa phƣơng Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học giá trị chọn giống dòng lúa chất lƣợng đƣợc tạo phƣơng pháp đột biến cảm ứng vụ hè thu 2015 xã Cao Minh - Phúc... dòng đột biến vụ hè thu 2015 26 Hình 3.4 Chiều rộng đòng dòng đột biến vụ hè thu 2015 28 Hình 3.5 Chiều dài dòng lúa đột biến vụ hè thu 2015 29 Hình 3.6 Thời gian sinh trƣởng dòng đột biến