Thanh lọc giống lúa chịu hạn từ Ngân hàng giống của Trường Đại học Cần Thơ

Khô hạn đã và đang là trở ngại đến sản xuất và và thất thu về sản lượng lúa ở Việt Nam và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Việc thanh lọc, đánh giá giống lúa chống chịu hạn là mục tiêu quan trọng của chương trình cải thiện giống lúa tại Trường Đại Học Cần Thơ (ĐHCT). Năm mươi hai giống lúa được sưu tập (gồm giống chuẩn kháng và chuẩn nhiễm) đã được thử nghiệm trong điều kiện hạn nhân tạo. Những giống lúa có khả năng chịu hạn khá được chọn để tiếp tục đánh giá liên kết gen kháng bằng kỹ thuật điện di với marker R223. Kết quả đánh giá sau 30 ngày xử lý hạn có 6 giống chịu hạn tốt, 8 giống chịu hạn trung bình, 36 giống chịu hạn kém và 2 giống chịu hạn kém. Sản phẩm PCR cho thấy 10 giống có biểu hiện băng tương đồng với giống đối chứng kháng. Tổng hợp các kết quả đánh giá, chúng tôi chọn 4 giống (LH8, MTL812 Lúa cánh và VB1) chịu hạn tốt để khuyến cáo sử dụng cho chương trình lai tạo giống lúa mới và ứng dụng trong canh tác lúa với kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ.

65 Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Selection of drought-tolerant rice varieties from the rice variety bank of Can Tho university Tin Q Huynh∗ , An V Ngo, Loi H Nguyen, & Dien N Huynh Mekong Delta Development Research Institute, Can Tho University, Can Tho, Vietnam ARTICLE INFO ABSTRACT Research Paper Drought has been a big problem and damaged seriously to rice cultivation and production in Vietnam and the Mekong Delta region; evaluating Received: September 05, 2018 drought tolerance of rice is a major objective for the rice improvement Revised: December 22, 2018 programmes in Can Tho University Fifty-two collected rice varieties Accepted: January 02, 2019 including resistant and susceptible control varieties were screened for water stress under the artificial drought condition Marker RM223 was used to identify the drought tolerance genotypes for some selected varieties Keywords with good and moderate tolerant scores After 30 days of water stress, the results were varieties of good tolerant, varieties of moderate tolerance, Drought tolerance 36 varieties of moderately susceptible and varieties of susceptible to Marker drought Analyse of PCR showed that 10 varieties expressed the similar Rice varieties bands with the resistant control variety Four varieties (LH8, MTL812, Lua Canh and VB1) with good tolerant to drought were recommended ∗ Corresponding author to use for genetic materials of rice breeding program and applying in alternative wetting and drying irrigation technique for rice cultivation Huynh Quang Tin Email: hqtin@ctu.edu.vn Cited as: Huynh, T Q., Ngo, A V., Nguyen L H., & Huynh, D N (2019) Selection of droughttolerant rice varieties from the rice variety bank of Can Tho university The Journal of Agriculture and Development 18(2), 65-70 www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển 18(2) 66 Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Thanh lọc giống lúa chịu hạn từ Ngân hàng giống Trường Đại học Cần Thơ Huỳnh Quang Tín∗ , Ngơ Vĩnh An, Nguyễn Hữu Lợi & Huỳnh Như Điền Viện Nghiên Cứu Phát Triển Đồng Bằng Sông Cửu Long, Trường Đại Học Cần Thơ, Cần Thơ THÔNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Khơ hạn trở ngại đến sản xuất và thất thu sản lượng lúa Việt Nam Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Việc lọc, đánh giá giống lúa chống chịu hạn mục tiêu quan trọng chương Ngày nhận: 05/09/2018 trình cải thiện giống lúa Trường Đại Học Cần Thơ (ĐHCT) Năm Ngày chỉnh sửa: 22/12/2018 mươi hai giống lúa sưu tập (gồm giống chuẩn kháng chuẩn nhiễm) Ngày chấp nhận: 02/01/2019 thử nghiệm điều kiện hạn nhân tạo Những giống lúa có khả chịu hạn chọn để tiếp tục đánh giá liên kết gen kháng Từ khóa kỹ thuật điện di với marker R223 Kết đánh giá sau 30 ngày xử lý hạn có giống chịu hạn tốt, giống chịu hạn trung bình, 36 giống chịu Chịu hạn hạn giống chịu hạn Sản phẩm PCR cho thấy 10 giống có Dấu phân tử biểu băng tương đồng với giống đối chứng kháng Tổng hợp kết đánh giá, chọn giống (LH8, MTL812 Lúa cánh VB1) Giống lúa chịu hạn tốt để khuyến cáo sử dụng cho chương trình lai tạo giống lúa ∗ ứng dụng canh tác lúa với kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ Tác giả liên hệ Bài báo khoa học Huỳnh Quang Tín Email: hqtin@ctu.edu.vn Đặt Vấn Đề Lúa trồng lương thực quan trọng cho người dân ĐBSCL Với diện tích gieo trồng khoảng 4,2 triệu ha, đóng góp khoảng 24 triệu lúa, chiếm 56% tổng sản lượng lúa nước (GSO, 2016) Thời gian gần đây, thay đổi khí hậu toàn cầu “sự gia tăng nhiệt độ thiếu hụt lượng mưa” tạo nên hoang mạc hóa, khơ hạn đất nhiễm mặn Ở vùng sản xuất nông nghiệp Việt Nam, 240.215 lúa bị thiệt hại Trong đó, tỉnh ĐBSCL 40.000 bị ảnh hưởng làm giảm suất khoảng 25.900 đất trồng trọt bỏ trống sử dụng (Nguyen, 2016) Hơn nữa, hạn hán tượng phức tạp so với hầu hết tác động từ môi trường độ mặn, ngập nước sâu bệnh (Nguyen & Bui, 2008) Khơ hạn xảy thời điểm trình sản xuất trồng khoảng thời gian nào, ảnh hưởng đến loạt trình sinh lý, sinh hóa phân tử lúa (Manickavelu & ctv., 2006) lúa thuộc nhóm nhạy cảm với yếu tố môi trường tác động (Le & Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển 18(2) Tran, 2013) Sự ảnh hưởng khô hạn thời gian khô hạn cường độ đặt thách thức lớn mục tiêu hàng đầu nhà khoa học chọn giống lúa chịu hạn giới (Manickavelu & ctv., 2006; Nguyen & Bui, 2008) Vì vậy, “Thanh lọc giống lúa chịu hạn từ Ngân hàng giống Trường Đại học Cần Thơ” thực nhằm tìm giống có khả chống chịu hạn tốt làm nguồn vật liệu di truyền phục vụ công tác cải thiện giống lúa cho ĐBSCL tương lai Vật Liệu Phương Pháp Nghiên Cứu 2.1 Vật liệu Bộ giống thử nghiệm gồm 52 giống lúa sưu tập nhiều địa phương khác lưu trữ Ngân hàng giống lúa Viện Nghiên cứu Phát triển ĐBSCL, Trường Đại học Cần Thơ (Bảng 1) Các dụng cụ cần thiết khay nhựa, rây đất, khoan mẫu đất, máy sấy mẫu đất nhà lưới sử dụng cho thí nghiệm www.jad.hcmuaf.edu.vn 67 Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Bảng Các giống lúa sử dụng để lọc chịu hạn từ Ngân hàng giống lúa Trường Đại học Cần Thơ TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Tên giống1 ND1 LV6 TC7 Ba ĩe MTL250 Bakơđeh Bla buông Dai Ngo Làng Mèo NV16 Lúa Ngọt Nếp Đỏ (Thái) Anhẽ* Ba Jirui Ba Lang Ba Pơ Mỡn Ba Quoang Blang* Cbr* Chơ Bra Cher Cit Noal Cúc Quang* VB1* LH8* MTL812* TT 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Tên giống1 Nếp Fulngam* Lúa Cánh* Mali Thái Điễu Ju Blít Ba Chăm Ba Cong Vàng Ba Coong Ba Plăn Ba Tranh Thái Hồng* (kháng) Brônh DaiKa Anheng Dai Kalit Dai Pơng LH14 Nếp Thơm IR20* (nhiễm) Thái Trắng Nàng Kao KeKo* ML202* ND3* LH9 ND4 ND5 LH13* Những giống có dấu (*) có khả chống chịu hạn chọn cho phân tích gen kháng 2.2 Thanh lọc khả chống chịu hạn giống lúa điều kiện Nhà lưới Bố trí thí nghiệm: Các giống lúa bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại, giống đối chứng Thái Hồng (chuẩn kháng) IR20 (chuẩn nhiễm) Chuẩn bị đất: Đất phơi mát tuần, rây nhuyễn, cho vào khay nhựa với trọng lượng đất (40 kg/khay), độ dày đất 20 cm Rạch hàng với khoảng cách cm, chiều dài hàng 10 cm Cung cấp nước (14 lít/khay) đạt ẩm độ bảo hòa cho đất khay, đánh số thứ tự đặt tất khay vào nhà lưới có máy che - ngày tỉa lại 10 có sức sống tốt đồng Phương pháp lấy ẩm độ đất: Dùng ống khoan thép có đường kính 3,5 cm, khoan ba điểm ngẫu nhiên khay đất thí nghiệm độ sâu 10 cm, mẫu thu cho vào bọc kín, sau đó, mẫu nhanh chóng chuyển phòng thí nghiệm để tiến hành phân tích ẩm độ Phân tích ẩm độ đất dựa chênh lệch khối lượng mẫu đất trước sấy mẫu đất sau sấy khô kiệt nhiệt độ 1050 C (sấy khơ đến khối lượng khơng đổi) để tính ẩm độ Cơng thức tính: θm = Mw ; Pm (%) = θm × 100 Ms Trong đó: θm : Hàm lượng nước khối lượng (g/g) Pm: Phần trăm khối lượng nước (%) Mw : Khối lượng nước mẫu đất (g) Ms : Khối lượng mẫu đất khô kiệt (g) Đánh giá mức độ chống chịu hạn: Xử lý khô hạn (ngưng cung cấp nước) lúc 14 ngày sau gieo đánh giá tính chịu hạn lúa theo giai đoạn lấy ẩm độ đất tương ứng (ngày cắt nước tiếp tục ngày/lần đến giống chuẩn nhiễm khô cấp - 9), theo thang đánh giá IRRI (2014) (Bảng 2) Bảng Bảng đánh giá mức độ khô lúa Cấp Biểu lúa Cây chưa bị ảnh hưởng Đầu khô Từ đầu đến 1/4 tổng số bị khô 1/2 tổng số bị khô 2/3 số bị khô Tất chết Nguồn: (IRRI, 2014) 2.3 Khảo sát liên kết marker phân tử gen chịu hạn Mẫu lúa thu thập thời điểm lúa 20 ngày tuổi để ly trích DNA Tiến trình ly trích DNA áp dụng quy trình CTAB (Rogers & Bendich, 1988) Thực phản ứng PCR với cặp mồi RM223, trình tự mồi ngược xi theo Chuẩn bị gieo: Hạt giống gieo nảy mầm Kibria & ctv (2009) sau: đĩa petri Gieo giống 10 hạt nảy RM223: 5’ GAGTGAGCTTGGGCTGAAAC mầm, lần lặp lại, phủ đất mịn lên Sau 3’ www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển 18(2) 68 Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh RM223: 5’ GAAGGCAAGTCTTGGCACTG 3’ 2.4 Xử lý số liệu 3.1.1 Đánh giá tính chống chịu hạn giống lúa thí nghiệm nhà lưới Mẫn cảm hạn 0 Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển 18(2) Chống chiụ 0 18 36 Ẩm độ đất tương đối yếu tố ảnh hưởng trực tiếp rõ rệt đến trồng, loại ngắn ngày lúa (Ong & ctv., 2004) Nghiên cứu mối tương quan ẩm độ đất nhu cầu nước lúa khả đáp ứng lúa với thiếu hụt nước Kết thí nghiệm có tương quan chặt ẩm độ đất khả chịu hạn giống lúa (R2 = 73,4%) Phương trình tương quan ẩm độ đất cấp độ khô (y = 4,87 - 0,15x) cho thấy giá trị ẩm độ đất (x) Chống chịu trung bình 21 3.1.2 Tương quan ẩm độ đất mức độ chịu hạn giống lúa Chống chịu tốt 47 45 13 Kết đánh giá khả chịu hạn nhà lưới giống lúa qua thời điểm sau xử lý hạn đánh giá phản ứng lúa với điều kiện thiếu nước thể qua tượng khơ Thí nghiệm đánh giá cấp khô cho khả chịu hạn sau: 18 ngày sau xử lý hạn (NSXLH) ghi nhận số giống lúa bắt đầu có bị khơ (hơn 1/4 tổng số lá) có 47 giống chịu hạn tốt giống lúa chịu hạn trung bình (Bảng 3); đến 26 NSXLH có 13 giống lúa chịu hạn tốt, 30 ngày có giống lúa chịu hạn tốt, giống chết mẫn cảm với hạn So với giống đối chứng, giống chống chịu hạn tốt VB1, LH8, MTL812 Lúa cánh; giống chịu hạn trung bình Ba Pơ Mỡn, Cúc Quang ND3 Phần lớn giống lúa sưu tập vùng Tây Ngun có tính chịu hạn trung bình, kết phù hợp với báo cáo tính trạng chịu hạn trung bình số giống lúa rẫy sau thời gian bị hạn tháng (Nguyen & Huynh, 1999; Ong & ctv., 2004) Bảng Diễn biến cấp độ khô (chịu hạn) giống lúa theo thời gian xử lý hạn1 3.1 Đánh giá khả chịu hạn giống lúa dựa đáp ứng sinh lý Ngày sau xử lý hạn 18 22 26 30 Kết Quả Thảo Luận Nhóm chống chịu tốt: Cấp 0-3; nhóm chịu hạn khá: cấp >3 -