luận án tiến sĩ nghiên cứu giống lúa thơm trong điều kiện phèn và phèn mặn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS VÕ CÔNG THÀNH 2020 LỜI CẢM TẠ Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Võ Cơng Thành tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho lời khuyên kinh nghiệm q báu việc nghiên cứu để tơi hoàn thành luận án GS.TS Hà Thanh Toàn, NGND.PGS.TS Huỳnh Thanh Nhã ThS Nguyễn Thành Long động viên, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ suốt thời gian học nghiên cứu sinh Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Nông Nghiệp, khoa Sau Đại học Quý Thầy Cô, anh chị em Bộ môn Di truyền Giống Cây trồng Khoa học Cây trồng PGS TS Lê Việt Dũng, GS.TS Nguyễn Bảo Vệ, PGS.TS Trần Kim Tính, GS.TS Lê Văn Hịa TS Nguyễn Thành Hối hướng dẫn, gợi ý, góp ý cung cấp nhiều thơng tin để tơi hồn thành tốt luận án Các anh chị, cán Trung tâm khuyến nơng tỉnh Long An nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi địa phương để tơi hồn thành tốt phần thí nghiệm đồng luận án Chân thành cảm ơn bạn sinh viên Cơng nghệ giống trồng khố 39, 40 41 đồng hành q trình thực thí nghiệm Xin chân thành cám ơn gia đình tơi ủng hộ cho tơi mặt vật chất lẫn tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi để tơi yên tâm học tập công tác Xin trân trọng ghi nhớ tất đóng góp chân tình, động viên, giúp đỡ nhiệt tình bè bạn anh em mà liệt kê hết trang cảm tạ Tác giả Nguyễn Phúc Hảo i TĨM TẮT Cây lúa mùa Đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) thường canh tác vùng nhiễm phèn, mặn trổ mùa vụ có thời gian chiếu sáng ngày ngắn Vì vậy, việc làm ảnh hưởng quang kỳ giống lúa mùa trì tính thích nghi, có phẩm chất gạo thơm ngon chống chịu phèn, mặn yêu cầu cấp thiết nhằm phục vụ cho sản xuất vùng đất nhiễm phèn, mặn ĐBSCL, đặc biệt, điều kiện hạn hán gần xuất năm làm đất canh tác bị xì phèn hay tượng mặn xâm nhập nhiều làm đất nhiễm mặn ngày trầm trọng Với vật liệu ban đầu giống lúa mùa Nàng Thơm Chợ Đào (NTCĐ) thu thập Cần Đước, Long An - cách xử lý 1.000 hạt vào giai đoạn hạt nảy mầm nhiệt độ 50 C suốt thời gian phút, với mục đích gây sốc nhiệt nhằm tạo biến đổi định hạt lúa Những hạt xử lý (Mo) trồng chọn dòng từ hệ M1 đến M5 nhà lưới điều kiện thời gian ngày dài ngày ngắn xen kẽ Kết cho thấy xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt có tần số xuất biến đổi 2‰, chiều dài hạt thay đổi so với giống gốc (tăng 0,1 - 0,2 mm) Tổng cộng dòng lúa chọn, quang kỳ, có thời gian sinh trưởng ngắn (6 tấn/ha Kết PCR với mồi chuyên biệt cho thấy LA15 LA16 có gen thơm đồng hợp lặn fgr Quá trình chọn lọc mùi thơm dịng lúa có sử dụng marker phân tử protein liên kết với tính thơm với trọng khối 16kDA, cho hiệu chọn lọc cao xác Từ khóa: Lúa chịu mặn, sốc nhiệt, lúa chịu phèn, lúa không quang kỳ ii SUMMARY Traditional rice in the Mekong Delta are often cultivated in acidic and saline soils, but they can only flower in season with short-day period due to its photoperiod sensitive Therefore, deflecting the photoperiod sensitive of these good quality, good adaptability and salinity tolerance seasonal rice varieties is an urgent requirement, to providing seed for production in the acidic and salty soils in the Mekong Delta Especially, in drought conditions that almost occurs every year, makes the soil become contaminated with alum, or the phenomenon of salinity intrusion, makes the soil more and more salty This study was carried out with a traditional rice variety: “Nang Thom Cho Dao”, by treating 1.000 seeds in the germination stage at temperature is 50 C during minutes to create heat shock, from which a certain change occurs in the grain The treated seeds (M0) were planted and clone from generation M to M5 in the greenhouse with long - day and short - day lighting time alternating condition The results showed that, heat shock treatment had frequency of changes was 2‰, the rice grain length changed in compared to the original variety (increased 0.1 to 0.2 mm) Four of new rice lines were selected, photoperiod insensitive, with short duration ( tons/ha The PCR results with specific primers suggested that LA15 and LA16 lines have homozygous aromatic genes The aroma selection process of new rice lines using the aroma-linked protein molecule marker, with a molecular weight is 16kDA, gives high selection efficiency and accuracy Keywords: Salinity tolerant rice variety, temperature shock method, acid-tolerant rice, non - photoperiod muatant rice iii MỤC LỤC Mục Nộ Lời cảm tạ Tóm tắt Tiếng Việt Sumary Trang cam kết kết Mục lục Danh sách bảng Danh sách hình Danh mục từ viết tắt Chương 1: GIỚI THIỆU Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung Mục tiêu cụ thể Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học luận Ý nghĩa thực tiễn luận Điểm luận án Chương 2: TỔNG QUAN T Thực trạng nghiên cứu c Đất phèn phèn nhiễm mặ Đất phèn Đất phèn nhiễm mặn Ảnh hưởng pH đất; ngư truyền tính chống chịu phèn Vai trị pH đất Độc nhơm sở di truyền (phèn nhôm) Độc sắt sở di truyền tính Ảnh hưởng mặn khả Ảnh hưởng mặn c Ảnh hưởng mặn lên t lúa Ngưỡng chống chịu mặn Một số kết nghiên cứu v lúa Kết nghiên cứu tính ch Kết nghiên cứu tính ch Mùi thơm yếu tố cấu 1.1 1.2 1.2.1 1.2.1 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.6 v 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.7 Mùi thơm gạo Các hợp chất tạo nên mùi t Một số nghiên cứu Ứng dụng kỹ thuật điện d tác chọn tạo giống lúa thơ Các công cụ kỹ thuật pr Các kỹ thuật phân tách pro Phẩm chất hạt gạo Tổng quan phẩm chất hạ Chiều dài, hình dạng hạt gạ Độ bạc bụng Hàm lượng protein Hàm lượng amylose Độ trở hồ Độ bền thể gel Đột biến Đột biến gen chế Các phương pháp gây đột b Cơ sở khoa học phươn Một số kết nghiên cứu nhiệt độ gây sốc nhiệt Đặc điểm giống lúa Nàng điểm vùng nghiên cứu Một số đặc điểm giống lúa Vị trí địa lý Điều kiện khí hậu thời tiết Đất đai Tài nguyên nước chế độ Chương 3: VẬT LIỆU VÀ CỨU Thời gian, phương tiện ng Thời gian địa điểm Vật liệu thí nghiệm Thiết bị, hoá chất Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phương pháp xử lý nhiệt độ Phương pháp chọn dòng Phương pháp đánh giá khả lúa điều kiện nhà lướ Phương pháp đánh giá khả giống lúa điều ki 2.7.1 2.7.2 2.8 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7 2.9 2.9.1 2.9.2 2.9.3 2.9.4 2.10 2.10.1 2.10.2 2.10.3 2.10.4 2.10.5 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 vi 3.3.5 Phương pháp đánh giá khả giống lúa điều kiện n Phương pháp đánh giá phẩm Đánh giá sơ khởi nhà Khảo nghiệm (Quy Bộ Nông Nghiệp Phát T Phương pháp điện di protei Nhận diện gen thơm c Bendich, 1994) có cải tiến Phương pháp xử lý số liệu Chương 4: KẾT QUẢ - T Kết tạo dòng lúa gây sốc nhiệt chọn dòn Kết xử lý nhiệt độ gây Thế hệ M2 đến hệ M4 Kết đánh giá dòn Đặc tính nơng học thành hệ M5 Đánh giá số tiêu ch chọn lọc hệ M5 Đánh giá khả chống c lọc hệ M5 Kết đánh giá khả NTCĐ chọn lọc Kết khảo nghiệm vụ Hè Thu 2017 Mộc H Long An Khả chống chịu phèn Đông Xuân 2016-2017 v Hóa, Long An Khả chống chịu phèn Đơng Xn 2016-2017 v Tường, Long An Kết đánh giá khả Kết ứng dụng thị mùi thơm dòn Đánh giá độ kỹ Kết xác định dấu th tính thơm lúa Kết nhận diện gen thơm thị phân tử ADN Chương 5: KẾT LUẬN – Kết luận 3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9 3.3.10 3.4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 5.1 vii 5.2 viii Đề nghị Các công trình cơng bố kết nghiê Tài liệu tham khảo Bảng phân tích phương sai Một số hình ảnh thí nghiệm 133 Bảng 31: Phân tích anova Số hạt chắc/bơng giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 5,06 Bảng 32: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Đơng Xn 2016-2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 0,33 Bảng 33: Phân tích anova Năng suất thực tế giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 3,09 134 Bảng 34: Phân tích anova Năng suất lý thuyết giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Đơng Xuân 2016-2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 5,97 Bảng 35: Phân tích anova Số bơng/m giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 3,79 Bảng 36: Phân tích anova Số hạt chắc/bơng giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 3,27 135 Bảng 37: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 0,12 Bảng 38: Phân tích anova Năng suất thực tế giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 2,45 Bảng 39: Phân tích anova Năng suất lý thuyết giống/dịng lúa thí nghiệm Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Nguồn biến động Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng CV %: 5,54 136 PHỤ LỤC B MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 137 138 139 Hình 19 Rải phân thúc lần điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Đơng Xn 2016-2017 140 Hình 22 Dòng LA17 thời điểm bắt đầu trổ điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Hình 23 Ruộng thí nghiệm vừa cấy điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017 Hình 26 Gạo dịng LA15 Hình 27 Dạng hạt thóc dịng LA15 141 Hình 28 Gạo ngun cám dịng LA16 Hình 29 Gạo dịng LA16 Hình 30 Đo chiều dài gel dịng dịng LA11 Hình 31 Đo chiều dài gel dòng dòng LA15 142 Hình 32 Đo chiều dài gel dịng dịng LA16 Hình 33 Đo chiều dài gel dịng dịng LA14 Hình 34 Chiều dài chiều rộng hạt dịng LA16 Hình 35 Chiều dài chiều rộng hạt dòng LA15 143 ... hướng nghiên cứu: ? ?Nghiên cứu giống lúa thơm điều kiện phèn phèn mặn? ?? đặt ra, nhằm chọn lọc giống lúa canh tác tốt điều kiện phèn phèn mặn mà trì tính thơm giữ đặc tính tốt giống 1.2 Mục tiêu nghiên. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 CÁN... chọn tạo giống lúa chất lượng Những nghiên cứu giống lúa thơm cho thấy, giống lúa thơm sẽ có khuynh hướng biểu mùi thơm tốt điều kiện bất lợi (thiếu dinh dưỡng, khơ hạn, phèn mặn? ??), điều kiện này,