Nghiên cứu chọn tạo dòng mẹ TGMS ngắn ngày

Các dòng TGMS ngắn ngày được tạo ra bằng lai các dòng R ngắn ngày với các dòng mẹ TGMS và chọn lọc theo phả hệ đời F2, F3 đã chọn lọc được 10 dòng từ thế hệ F2 và 4 dòng thế hệ F3. Bài viết trình bày nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai 2 dòng được thực hiện để đáp ứng yêu cầu này. Để tạo được các giống lúa lai 2 dòng cực ngắn ngày thì cần chọn tạo các dòng mẹ ngắn ngày.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 6(103)/2019 NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DÒNG MẸ TGMS NGẮN NGÀY Nguyễn Phụ Thanh1, Nguyễn Trí Hồn1 TĨM TẮT Các dòng TGMS ngắn ngày tạo lai dòng R ngắn ngày với dòng mẹ TGMS chọn lọc theo phả hệ đời F2, F3 chọn lọc 10 dòng từ hệ F2 dịng hệ F3 Qua q trình chọn lọc làm từ dòng hệ F3 chọn lọc dòng TGMS: TH15S-1-1-4, TH16S-2-3-1, TH17S-1-3-5 TH18S-2-4-6-7 hệ F5, có thời gian từ gieo đến trỗ ngắn từ 60 - 65 ngày, có độ bất dục 100%, tỉ lệ thò vòi nhụy cao 60 - 70%, số hoa từ 143 đến 164 hoa dịng TH17S-16 hệ F9 có độ 100%, có thời gian từ gieo đến trỗ ngắn 68 ngày, tỉ lệ thò vòi nhụy cao 60 - 70%, số hoa 169,2 hoa ngưỡng chuyển hóa bất dục hồn tồn 24,50C, chiều cao thấp (65 cm) thuận lợi cho việc nhận phấn sản xuất hạt lai F1 Từ khóa: Lúa lai hai dòng, dòng TGMS, lai tạo, chọn lọc I ĐẶT VẤN ĐỀ Lúa lai có suất vượt lúa truyền thống từ 15 - 20% tổ hợp lúa lai hai dịng có suất cao lúa lai dòng từ - 10% (Nguyễn Công Tạn ctv., 2002) Ở Việt Nam nay, nhiều vùng thay đổi cấu trồng tăng vụ, tránh lũ, biến đổi khí hậu, để giảm lượng nước cấy lúa nhằm làm giảm hiệu ứng nhà kính, địi hỏi phải có giống lúa cực ngắn ngày (≤ 100 ngày vụ Mùa) Hiện tại, có giống lúa cực ngắn ngày P6ĐB, N25 suất đạt 70 tạ/ha, cần có giống lúa cực ngắn ngày song có suất cao Do vậy, nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai dòng thực để đáp ứng yêu cầu Để tạo giống lúa lai dịng cực ngắn ngày cần chọn tạo dịng mẹ ngắn ngày Vì vậy, nghiên cứu để tạo dòng mẹ TGMS ngắn ngày cần thiết II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Các dòng R dòng lúa ngắn ngày, cực ngắn ngày thu thập nước, thời gian từ gieo đến trỗ dòng từ 58 - 75 ngày - Các dòng mẹ như: D64S, 827S, 534S, 103S, T7S, T96S-1, T135S thu thập nước 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Lai hữu tính dịng bố ngắn ngày với dòng mẹ D64S, 827S, 534S, T7S, 103S, 135S Chọn lọc dòng TGMS theo phả hệ Sơ đồ chọn tạo: Chọn lọc dòng TGMS theo phương pháp phả hệ Dòng TGMSXR - Xuân 2012 F1 - Mùa 2012 F2 - Xuân 2013 (Gieo hạt F2 cho phân ly để chọn F2 bất dục chọn tự thụ F2 ngắn ngày, dạng hình đẹp) Cây bất dục ngắn ngày (TH2S, TH12S) tự thụ F2 ngắn ngày F3 chọn bất dục ngắn ngày - Mùa 2013 (TH15S, TH16S, TH17S, TH18S) F4 - Xuân 2014 TH17S-16 - F9 (thuần) - Mùa 2016 Viện Cây lương thực Cây thực phẩm - VAAS Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 6(103)/2019 - Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên khơng lặp lại - Các tiêu theo dõi đánh giá: Theo dõi màu sắc lá, chiều dài, rộng đòng, gốc mở vỏ trấu, số hoa/bơng, tỉ lệ thị vịi nhụy, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài bơng, số bơng/khóm… Đánh giá đặc điểm nơng sinh học, hình thái, mức nhiễm sâu bệnh tự nhiên, tính bất dục lúa theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa” IRRI (1996) Đánh giá đặc điểm nơng sinh học, đặc tính bất dục dịng TGMS theo phương pháp Trung tâm Nghiên cứu Lúa lai Hồ Nam, Trung Quốc (Yin Hua Qi, 1993); Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giống lúa QCVN 01-55: 2011/BNNPTNT Bộ Nông nghiệp PTNT Đánh giá độ bất dục hạt phấn: Hạt phấn nhuộm IKI 0,1% soi kính hiển vi điện tử (Nguyễn Thị Trâm, 1995) Đánh giá ngưỡng nhiệt độ nhân tạo xây dựng dựa phương pháp đánh giá Viện Nghiên cứu Cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam: Các dòng TGMS gieo vụ Mùa 2016, dòng đối chứng gieo 25/5, dòng mẹ khác bắt đầu gieo 8/6 Các dòng gieo làm đợt, đợt cách ngày Đợt gieo cấy dòng 40 cây, đợt sau gieo cấy dòng 100 Khi đợt đòng phân hóa bước - 6, đợt khác địng phân hóa địng bước - 5, - 4, - 3, dòng đưa vào phòng điều hòa sinh trưởng với cường độ ánh sáng ≤ 8000 - 1000 lux, độ ẩm ≤ 80%, 12 chiếu sáng Lần lượt dòng xử lý ngưỡng nhiệt độ 23; 24; 25; 23,5; 24,50C, thời gian ngày ứng với mức nhiệt độ Khi bắt đầu trỗ kiểm tra hạt phấn xem tỉ lệ bất, hữu dục từ tìm ngưỡng chuyển hóa bấtdục - Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng chương trình Excel 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu thực từ 1/2012 đến 12/2016 Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Lúa lai - Viện Cây lương thực Cây thực phẩm, Vĩnh Quỳnh - Thanh Trì - Hà Nội III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chọn tạo dòng TGMS Các dòng R ngắn ngày (Bảng 1), lai tạo với dòng mẹ TGMS thu thập vụ Xuân 2012 Hạt lai F1 gieo, đánh giá vụ Mùa 2012, chọn lọc dòng F1 có thời gian sinh trưởng ngắn tương đương bố để thu hạt F2 Hạt F2 tổ hợp ngắn ngày gieo vào vụ Xuân 2013 để tìm bất dục Kết phân ly bất dục đời F2 số tổ hợp thể bảng Bảng Mức độ phân ly bất dục đời F2 số tổ hợp, vụ Xuân 2013 - Thanh Trì, Hà Nội Số TT Số cá Tên tổ hợp thể đời F2 quan sát Số cá thể % cá thể bất dục bất dục được nhận diện nhận diện T7S/ĐT37 1064 12 1,4 135S/R43 997 28 2,8 T7S/VS1 884 14 2,2 534S/AC5 2246 78 3,4 T7S/R51 963 64 6,6 D64/R51 1552 64 4,1 103S/R05 291 25 8,5 T7S/R38 1020 83 8,1 135S/P6ĐB 724 14 1,9 10 103S/P6ĐB 1046 22 2,1 Bảng cho thấy tổ hợp có tỉ lệ bất dục phân ly nhận diện đời F2 khác nhau, bất dục kiểm tra hạt phấn nhuộm mầu IKI 0,1% soi kính hiển vi điện tử Kết cho thấy độ bất dục hạt phấn bất dục F2 tổ hợp khác khác Các cá thể sau kiểm tra độ bất dục hạt phấn, cá thể đạt 100% hạt phấn bất dục, có thời gian sinh trưởng ngắn, dạng hình đẹp lựa chọn, đánh trồng riêng để trì gốc thu hạt Q trình chọn lọc chọn 10 dịng có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ 10%): 68 - 77 ngày, độ bất dục 100%, có tỉ lệ thò vòi nhụy đạt điểm thể bảng Hướng bắt đầu chọn lọc bất dục từ F2: Các bất dục đời F2 trì gốc từ vụ Xuân 2013 đến cuối vụ Mùa, ni chét cho địng phân hóa vào giai đoạn bước - nhiệt độ khoảng 23 - 240C khoảng - ngày sau nở hoa dòng kết hạt chứng tỏ dòng TGMS, hạt đậu F3 thu để tiếp tục trình chọn lọc làm hệ Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 6(103)/2019 Bảng Độ bất dục hạt phấn thời gian sinh trưởng số dòng bất dục, vụ Xuân 2013, Thanh Trì - Hà Nội Số TT Dịng bất dục hệ đời F2 10 TH2S (D64S/R51) TH3S (T7S/R38) TH4S (103S/P6ĐB) TH5S (103S/R05) TH6S (D64/R51) TH8S (103S/R05) TH9S (103S/P6ĐB) TH10S (534S/AC5) TH11S (D64S/R51) TH12S (135S/R43) Thời Độ gian từ Độ bất thò vòi gieo đến dục hạt nhụy trỗ 10% phấn (điểm) (ngày) 75 100% 69 100% 77 100% 75 100% 73 100% 73 100% 73 100% 73 100% 73 100% 72 100% Hướng bắt đầu chọn hữu dục F2: Để tạo dịng TGMS ngắn ngày có độ cao nhanh hơn, hữu dục đời F2 có thời gian từ gieo đến trỗ sớm lựa chọn, hạt tự F2 dòng thu gieo tiếp vụ Mùa để phânlập chọn dòng bất dục hệ F3 Quá trình theo dõi dịng phát có F2 (tạo từ tổ hợp lai:135S/P6ĐB D64S/R51) trỗ sớm nhất, ngắn ngày nhất, hạt thu gieo tiếp vào vụ Mùa 2013 để tìm cá thể bất dục hệ F3 Kết tìm cá thể bất dục từ quần thể F3 tổ hợp lai Qua đánh giá tìm cá thể bất dục F3 có dạng hình chấp nhận (Bảng 3) Bảng Kết phân lập F3 bất dục từ F2 hữu thụ, Thanh Trì - Hà Nội Cá thể Tỉ lệ Số cá thể có bất dục bất dục dạng hình Cá thể được chấp nhận trồng đánh đánh giá lựa giá (%) chọn 135S/P6ĐB 120 4,1 D64S/ R51 105 3,8 Tên tổ hợp đời F3 Hạt phấn cá thể nhuộm IKI 0,1% kiểm tra kính hiển vi quang học cho kết hạt phấn bất dục là100%, tỉ lệ thò vòi nhụy dòng cao Các cá thể trì cắt gốc rạ, bơng lúa chét phân hóa địng bước - trì 20 - 24oC từ - ngày trở Kết có hạt kết (hạt F4), điều khẳng định dòng TGMS Các dòng đặt tên là: TH15S, TH16S, TH17S, TH18S (Bảng 4) Bảng Độ bất dục hạt phấn thời gian từ gieo đến trỗ số cá thể bất dục hệ F3, vụ Mùa 2013, Thanh Trì - Hà Nội Số TT Dòng bất dục hệ đời F3 TH15S (135S/P6ĐB) TH16S (135S/P6ĐB) TH17S (D64S/ R51) TH18S (D64S/ R51) Thời gian từ gieo đến trỗ 10% (ngày) 69 67 75 77 Hạt dòng tiếp tục gieo trồng làm vào vụ tiếp theo: Các dòng thu gieo hạt, qua theo dõi thấy có thay đổi theo Độ bất dục hạt phấn 100% 100% 100% 100% Độ thò vòi nhụy (%) 60 - 70 60 - 70 60 - 70 60 - 70 Đặc điểm mỏ hạt Trắng Tím Trắng Trắng chiều hướng phân ly dịng có thời gian sinh trưởng ngắn, dòng ngắn ngày chọn gieo vào vụ tiếp chọn dòng F5, F7 bảng Bảng Sự thay đổi thời gian sinh trưởng dòng TGMS TH 15S TH16S Thời gian từ gieo đến trỗ 0% (ngày) vụ Mùa 2013 69 67 TH17S 75 TH18S-2 77 Số thứ tự Dòng bất dục hệ F3 Dòng bất dục hệ F4, F5 TH15S-1-2 TH16S-2-3 TH17S-1-3 TH17S-16* TH18S-2-4 Thời gian từ gieo đến trỗ 0% (ngày) vụ Mùa 2014 65 62 70 68 72 Dòng bất dục hệ F5, F7 TH15S-1-2-4 TH16S-2-3-1 TH17S-1-3-5 TH17S-16** TH18S-2-4-6-7 Thời gian từ gieo đến trỗ 10% (ngày) vụ Mùa 2015 62 60 65 68 65 Ghi chú: * = F5, ** = F7 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 6(103)/2019 3.2 Một số đặc điểm cácdòng TGMS chọn tạo 3.2.1 Đặc điểm chiều cao, thời gian sinh trưởng Bảng cho thấy dịng có thời gian từ gieo đến trỗ ngắn 60 - 68 ngày điều kiện dễ dàng cho việc lựa chọn để kết hợp lai tạo với dòng bố để sản xuất tổ hợp lúa lai cực ngắn thời gian sinh trưởng Với chiều cao từ 64 đến 75 cm dòng: chiều cao giống lúa lùn, điều thuận tiện cho việc lựa chọn dòng bố lai tạo, sản xuất (Hà Văn Nhân, 2001) Vì sản xuất muốn tỷ lệ thụ phấn cao cần có dịng mẹ thấp dịng bố cao để đảm bảo cho trình nhận phấn dễ dàng Bảng cho thấy: nhìn chung, đại phận dịng TGMS có số dảnh trung bình cao từ 6,4 đến 7,5 dảnh, thuận lợi cho trình sản xuất hạt lai nhân dịng Đánh giá chung dạng hình chấp nhận dịng TGMS lựa chọn có dạng hình chấp nhận đạt điểm 3, dạng hình đẹp có tiềm cho suất cao sử dụng khai thác lai tạo để tạo tổ hợp lai vàsản xuất hạt lai phục vụ sản xuất Bảng Một số đặc điểmsinh trưởng, hình thái, vụ Mùa 2015, Thanh Trì - Hà Nội Tên dòng TGMS TH15S-1-2-4 TH16S-2-3-1 TH17S-1-3-5 TH17S-16 TH18S-2-4-6-7 Thời gian từ gieo đến trỗ (ngày) 62 60 65 68 65 Chiều cao trung bình (cm) 69 64 72 65 75 Số dảnh trung bình (dảnh) 7,0 6,4 7,5 7,0 7,5 Mầu sắc Mầu sắc gốc Dạng hình chấp nhận** Xanh Xanh đậm Xanh Xanh Xanh Xanh Tím Xanh Xanh Xanh 3 3 Ghi chú:**: Dạng hình chấp nhận: điểm 1: xuất sắc; điểm 3: tốt; điểm 5: vừa; điểm 6: kém; điểm 7: không chấp nhận 3.2.2 Đặc điểm đòng dòng TGMS vụ Mùa 2015, Thanh Trì - Hà Nội Qua bảng ta thấy dịng TGMS có địng ngắn trung bình từ 24,5 đến 33,3 cm nhỏ, đứng, thuận lợi cho trình nhận phấn sản suất hạt lai, bơng khơng bị địng che khuất, khả quang hợp tốt cho tiềm cho suất hạt F1 cao Bảng Đặc điểm đòng, màu sắc đòng TH15S-1-2-4 Chiều dài đòng (cm) 28,2 Chiều rộng đòng (mm) 11,2 Độ đứng đòng Đứng TH16S-2-3-1 22,4 11,4 Đứng TH17S-1-3-5 TH17S-16 TH18S-2-4-6-7 24,8 33,4 29,4 11,2 12,0 12,8 Đứng Đứng Đứng Tên dòng 3.2.3 Đặc điểm hạt phấn, vòi nhụy, màu sắc hoa, hạt Bảng cho thấy dịng TGMS có đặc tính Màu sắc địng Xanh Xanh sẫm có viềm tím hai bên mép Xanh Xanh Xanh thò vòi nhụy cao, đặc tính quan trọng dịng TGMS góp phần quan trọng để đạt suất hạt lai trình sản xuất Bảng Đặc điểm hạt phấn, vòi nhụy, màu sắc hoa, hạt, vụ Mùa 2015, Thanh Trì - Hà Nội Tên dịng Mầu sắc vịi nhụy TH15S-1-2-4 TH16S-2-3-1 TH17S-1-3-5 TH17S-16 TH18S-2-4-6-7 Trắng Tím Trắng Trắng Trắng Tỉ lệ thò vòi nhụy (% ) 60 - 70 60 - 70 60 - 70 60 - 70 60 - 70 Tỉ lệ thò vòi nhụy/số hoa Mầu sắc hoa thò vòi nhụy (%) 17,5 Xanh 24,4 Xanh 35,7 Xanh 32,0 Xanh 24,8 Xanh Đặc điểm hạt Độ bất dục hạt phấn % Mỏ trắng Mỏ tím Mỏ trắng Trắng Mỏ trắng 100 100 100 100 100 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 6(103)/2019 Các dòng TGMS cói vịi nhụy thị ngồi vỏ trấu cao (60 - 70%), đồng thời độ dài vòi nhụy thò lớn nở hoa, khả nhận phấn dễ dàng, tỉ lệ đậu hạt cao suất hạt lai đạt cao Điểm quan trọng dịng có độ bất dục hạt phấn cao 100% đánh giá vụ Mùa 2015 Thanh Trì, Hà Nội 3.2.4 Đặc điểm hoa Các dịng TGMS có số hoa trung bình bơng cao, thấp là 123 hoa cao 169,2 hoa (dòng TH17S-16) Với số hoa cao yếu tố quan trọng làm cho suất hạt lai đạt cao Bảng Đặc điểm hoa dịng TGMS, vụ Mùa 2015, Thanh Trì - Hà Nội Chiều dài TB (cm) Số hoa / TB Độ ấp bẹ TB (điểm) Số hoa ấp bẹ TB TH15S-1-2-4 23,3 164,3 32,3 TH16S-2-3-1 19,6 143,0 18,3 TH17S-1-3-5 20,3 143,0 26,0 TH17S-16 24,7 169,2 22,8 TH18S-2-4-6-7 22,6 160,6 60,0 Tên dòng Bảng cho thấy dịng TGMS trỗ khơng thốt, số hoa trỗ khơng ngồi bẹ dòng khác (từ 18,3 - 32,3 hoa) Kết nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu tác Hà Văn Nhân (2001), Nguyễn Thị Gấm (2003), số hoa ấp bẹ tương đối nhiều Đây hạn chế sản xuất hạt lai Do sản xuất hạt lai cần nghiên cứu biện pháp kỹ thuật, giúp làm cổ bơng giảm bớt ấp bẹ, nhằm tăng suất hạt lai 3.2.5 Khả chống chịu số loại sâu bệnh Khi quan sát điều kiện tự nhiên vụ Mùa 2015, năm dòng TGMS bị nhiễm nhẹ với loại sâu bệnh sâu đục thân, sâu bệnh bạc Đối với bệnh đạo ơn, dịng khơng bị hại (Bảng 10) 3.2.6 Đánh giá ngưỡng chuyển hóa bất dục độ dịng TH17S-16 Dịng TH17S-16 có sức sống cao, chịu rét tốt nên gốc rạ trì, thu hạt gieo trồng liên tục qua vụ nên nhanh dòng khác Đến năm 2016 dòng TH17S-16 hệ F9 độ đạt 100% Cây dòng TH17S-16 đưa vào xác định ngưỡng bất dục, qua đánh giá ngưỡng kết đạt bảng 11 Bảng 10 Khả chống chịu số loại sâu bệnh chính, vụ Mùa 2015, Thanh Trì - Hà Nội Tên dịng Sâu Sâu đục Bệnh Đạo thân bạc ôn (điểm) (điểm) (điểm) (điểm) TH15S-1-2-4 3 TH16S-2-3-1 3 TH17S-1-3-5 3 TH17S-16 3 TH18S-2-4-6-7 3 Bảng 11 Đánh giá độ ngưỡng chuyển hóa bất dục vụ Mùa 2016 Độ (tỉ lệ khác dạng %) Ngưỡng nhiệt độ chuyển hóa bất dục (0C) TH17S-16 24,5 T96S-1 (Đ/c) 24,0 Dòng IV KẾT LUẬN - Lai tạo dòng R ngắn ngày, cực ngắn ngày với dịng mẹ TGMS sau chọn lọc dòng TGMS bất dục đời F2 hướng khác chọn hữu dục F2 để phân lập bất dục F3, sau làm - Đã tạo 10 dòng TGMS ngắn ngày hệ F2: TH2S, TH3S, TH4S, Th5S, TH6S, TH8S, TH9S, TH10S, TH11S, TH12S có thời gian từ gieo đến trỗ vụ Xuân từ 69 - 77 ngày cho tiếp tục làm dòng TGMS - Đã tạo dòng TGMS ngắn ngày, TH15S-1-2-4, TH16S-2-3-1, TH17S-1-3-5, TH18S-2-4-6-7 hệ F5, có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ ngắn từ 60 - 65 ngày, bất dục 100%, tỉ lệ thò vòi nhụy cao 60 - 70%, số hoa từ 143 đến 164 hoa, khả chống sâu bệnh - Đã tạo dịng TH17S-16 hệ F9 có độ cao, có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ ngắn 68 ngày, bất dục 100%, tỉ lệ thò vòi nhụy cao (60 - 70%), số hoa (169,2 hoa), khả chống sâu bệnh có ngưỡng chuyển hóa bất dục 24,50C; chiều cao thấp (65 cm), thuận lợi cho việc nhận phấn sản xuất hạt lai F1 ... Dòng IV KẾT LUẬN - Lai tạo dòng R ngắn ngày, cực ngắn ngày với dịng mẹ TGMS sau chọn lọc dòng TGMS bất dục đời F2 hướng khác chọn hữu dục F2 để phân lập bất dục F3, sau làm - Đã tạo 10 dòng TGMS. .. 3.1 Chọn tạo dòng TGMS Các dòng R ngắn ngày (Bảng 1), lai tạo với dòng mẹ TGMS thu thập vụ Xuân 2012 Hạt lai F1 gieo, đánh giá vụ Mùa 2012, chọn lọc dịng F1 có thời gian sinh trưởng ngắn tương... TGMS ngắn ngày hệ F2: TH2S, TH3S, TH4S, Th5S, TH6S, TH8S, TH9S, TH10S, TH11S, TH12S có thời gian từ gieo đến trỗ vụ Xuân từ 69 - 77 ngày cho tiếp tục làm dòng TGMS - Đã tạo dòng TGMS ngắn ngày,