Khảo sát các dòng lúa bố, mẹ và tổ hợp lai có khả năng kháng bệnh bạc lá

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------  --------- TRẦN THỊ LIỀN KHẢO SÁT CÁC DÒNG LÚA BỐ, MẸ VÀ TỔ HỢP LAI CÓ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học:TS. NGUYỄN VĂN CƯƠNG HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Trần Thị Liền Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến thầy giáo TS. Nguyễn Văn Cương và PGS.TS Nguyễn Văn Hoan cán bộ giảng dạy Bộ môn Di truyền và Chọn giống, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã nhiệt tình hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành ñề tài và bản luận văn Thạc sĩ nông nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của Viện nghiên cứu lúa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện về thời gian và vật chất ñể tôi thực hiện và hoàn thành ñề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn, tập thể các thầy cô khoa sau ñại học, Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng trong Khoa Nông học, Khoa Sau ðại học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài này. ðể hoàn thành ñược khoá học này, tôi còn nhận ñược sự ñộng viên, hỗ trợ rất lớn về vật chất, về tinh thần của gia ñình, bạn bè. Tôi xin trân trọng biết ơn những tình cảm cao quý ñó! Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Trần Thị Liền Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục các bảng vii 1 MỞ ðẦU I 1.1 ðặt vấn ñề 1 1.2 Mục ñích của ñề tài 2 1.3 Yêu cầu của ñề tài 2 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Cơ sở khoa học của ñề tài 3 2.2 Cơ sở thực tiễn của ñề tài 4 2.3 Một số nghiên cứu xác ñịnh cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 5 2.4 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 7 2.5 Nghiên cứu và phát triển các dạng bất dục ñực ứng dụng trong sản xuất lúa lai. 12 2.6 Nghiên cứu bệnh bạc lá lúa 21 2.7 Các phương pháp chọn tạo dòng EGMS 29 2.8 Tiêu chuẩn của dòng EGMS tốt 30 2.9 ðánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ 31 2.10 Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa lai ở Việt Nam 33 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 3.1 Vật liệu nghiên cứu 36 3.2 Nội dung nghiên cứu 37 3.3 Phương pháp nghiên cứu 37 3.4 ðánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá một số dòng giống tham gia thí nghiệm 39 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 40 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 4.1 Kết quả nghiên cứu các dòng EGMS trong vụ mùa 2009 41 4.1.1 Một số tính trạng số lượng của các dòng mẹ trong thí nghiệm 41 4.1.2 Thời gian từ gieo ñến trổ và thời gian sinh trưởng của các dòng TGMS nghiên cứu 42 4.1.3 ðặc ñiểm về lá ñòng của các dòng mẹ trong thí nghiệm 44 4.1.4 Một số ñặc ñiểm hình thái của các dòng mẹ trong vụ mùa 2009 45 4.1.5 Một số ñặc ñiểm về bông của các dòng mẹ trong vụ mùa 2009 46 4.1.6 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng mẹ trong thí nghiệm 48 4.1.7 Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu và khả năng nhận phấn của các dòng TGMS 50 4.2 Kết quả nghiên cứu các dòng R trong vụ mùa 2009 51 4.2.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R 51 4.2.2 Cấu trúc thân chính của các dòng tuyển chọn 53 4.2.3 ðánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng R tuyển chọn 56 4.2.4 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá tới một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng R mang gen Xa21 57 4.2.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng R tuyển chọn 58 4.3 ðánh giá một số ñặc ñiểm của các dòng bố, mẹ tổ hợp lai trong vụ xuân 2010 61 4.3.1 Thời gian từ gieo ñến trỗ và TGST của các dòng TGMS trong vụ xuân 2010 61 4.3.2 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng mẹ 62 4.3.3 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2010 64 4.3.4 ðặc ñiểm ba lá cuối cùng của các tổ hợp lai trong thí nghiệm vụ xuân 2010 65 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v 4.3.5 Một số ñặc ñiểm về thân và bông của các tổ hợp 66 4.3.6 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổ hợp lai trong thí nghiệm 70 4.3.7 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các tổ hợp lai 71 4.3.8 Phản ứng của các tổ hợp lai với các chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm 72 4.3.9 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai vụ xuân 2010 74 4.4 ðánh giá một số thông số di truyền 77 4.4.1 Kết quả phân tích phương sai theo mô hình Kempthorne (1957) 77 4.4.2 ðánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ 79 4.5 Tuyển chọn các dòng mẹ ñạt mục tiêu 84 4.6 Tuyển chọn các tổ hợp có triển vọng vụ xuân 2010 85 5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 87 5.1 Kết luận 87 5.2 ðề nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT A Dòng bất dục ñực tế bào chất B Dòng duy trì tính trạng bất dục ñực tế bào chất R Dòng phục hồi tính hữu dục ñực ký hiệu theo tiếng Anh Restorer) EGMS Bất dục ñực mẫn cảm với môi trường ký hiệu theo tiếng Anh (Enviroment – sensitive Genic Male Sterility) P(T)GMS Bất dục ñực mẫn cảm với quang chu kỳ chiếu sáng và nhiệt ñộ ký hiệu tiếng Anh (Photoperiodic and Thermo – sensitive Genic Male Sterility) TGMS Bất dục ñực mẫn cảm với nhiệt ñộ ký hiệu theo tiếng anh (Themo- sensitive Genic Male Sterility) T(P)GMS Bất dục ñực mẫn cảm với nhiệt ñộ và chu kỳ chiếu sáng ký hiệu theo tiếng Anh ( Thermo and photoperiodic – sensitve Genic Male Sterility) KNKH Khả năng kết hợp GCA Khả năng kết hợp chung ký hiệu tiếng anh (General combiming ability) SCA Khả năng kết hợp riêng ký hiệu tiếng anh (Specific combiming ability) ƯTL Ưu thế lai CS Cộng sự FAO Tổ chức nông lương quốc tế ký hiệu tiếng anh (Food and Agricalture Organization of the United Nation) BB Bacterial blight IRBB International rice bacterial blight LN Lây nhiễm KLN Không lây nhiễm TLSG Tỷ lệ suy giảm PCR Polymerase Chain Reaction NST Nhiễm sắc thể VL24 Việt Lai 24 BTST Bồi tạp sơn thanh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT 4.1 Một số tính trạng số lượng của các dòng mẹ trong thí nghiệm 41 4.2 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng mẹ trong vụ mùa 2009 43 4.3 ðặc ñiểm về lá ñòng của các dòng mẹ trong thí nghiệm 44 4.4 Một số ñặc ñiểm về bông của các dòng mẹ trong vụ mùa 2009 47 4.5 ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh tự nhiên của các dòng mẹ trong thí nghiệm 49 4.6 Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài vỏ trấu và khả năng nhận phấn của các dòng TGMS trong thí nghiệm 51 4.7 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R 52 4.8 Cấu trúc thân chính của các dòng R tuyển chọn 53 4.9 Phản ứng của các dòng R với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm Chiều dài vết bệnh (cm) và mức phản ứng 56 4.10 Ảnh hưởng của bệnh bạc lá tới một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng R mang gen Xa21 58 4.11 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của của một số dòng R tuyển chọn 59 4.12 Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh của của một số dòng R 60 4.13 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng mẹ trong vụ xuân 2010 61 4.14 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng mẹ 63 4.15 Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ xuân 2010 65 4.16 a Một số ñặc ñiểm về thân của các tổ hợp lai trong thí nghiệm 67 4.16b Một số ñặc ñiểm về bông của các tổ hợp trong thí nghiệm 69 4.17 Phản ứng của các tổ hợp lai với các chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm 74 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii 4.18 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số tổ hợp lai vụ xuân 2010 76 4.19 Phân tích phương sai theo mô hình Kempthorne (1957) 78 4.20 Giá trị khả năng kết hợp chung trên một số tính trạng của các dòng bố mẹ 80 4.21 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ ở một số tính trạng 83 4.22a ðặc ñiểm các dòng mẹ ñược tuyển chọn 84 4.22b ðặc ñiểm các dòng bố ñược tuyển chọn 85 4.23 Mục tiêu ñề ra và kết quả chọn lọc 85 4.24 Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai triển vọng 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 1 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Lúa là loại cây ñược trồng từ lâu ñời. Lúa gạo hiện nay là loại lương thực chủ yếu của hàng tỷ người trên thế giới, ñặc biệt là ở châu Á, và trong tương lai vẫn sẽ là loại lương thực hàng ñầu. Chính vì vậy, việc nghiên cứu phát triển cây lúa ñang là vấn ñề mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng, ñối với việc nghiên cứu cây lúa, ñể nâng cao năng suất, chất lượng và khả năng thích ứng rộng, ngoài những yếu tố chính sách của Nhà nước, yếu tố ñất, nước, khí hậu thời tiết…, công tác giống có một vai trò ñặc biệt quan trọng. Trong chọn tạo giống lúa hiện nay có nhiều phương pháp như lai, gây ñột biến, chọn lọc… Trong ñó phương pháp chọn tạo giống bằng sử dụng ưu thế lai ở lúa ñã ñược thực hiện thành công ở nhiều nước như Mỹ, Ấn ñộ, Nhật Bản và Trung Quốc. Ở Việt Nam, nghiên cứu lúa lai ñã ñược thực hiện từ những năm 90 của thế kỷ 20, Năng suất lúa lai cao hơn so với lúa thuần khoảng 20 - 30% ở những vùng có ñiều kiện sinh thái phù hợp. Lúa lai ñã ñáp ứng ñược năng suất nhưng lại biểu hiện hạn chế là nhiễm bệnh bạc lá nặng, ñặc biệt là các tổ hợp lúa lai nhập nội từ Trung Quốc. Dẫn ñến việc trồng lúa lai trên diện rộng là hết sức khó khăn. Kết quả ñiều tra ở 9 tỉnh phía bắc giai ñoạn 2001-2005 cho thấy trên 3 giống lúa nhập khẩu từ Trung Quốc là Nhị ưu 838. Tạp giao 1, Tạp giao 5 ñã thu thập, phân lập và xác ñịnh ñược 47 isolate bao gồm 12 lần bắt gặp race vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa [8], ñể phòng trừ bệnh bạc lá lúa, ngoài các biện pháp như: canh tác, hoá học… biện pháp chọn giống kháng bệnh ñược coi là tối ưu nhất, ñể chọn tạo thành công các giống lúa lai kháng bệnh bạc lá cần có nguồn gen kháng bệnh bạc lá lúa. Hiện nay các nhà khoa học trên thế giới ñã xác ñịnh ñược rất nhiều gen kháng lá lúa như Xa1, Xa2, Xa3 Trong ñó các gen Xa4, Xa5, Xa7, Xa21 kháng ñược hầu hết các chủng bạc lá ở miền bắc Việt Nam. Dựa trên cơ sở nguồn gen kháng bệnh bạc lá ñã tìm ñược, hiện nay Viện nghiên cứu lúa Trường ñại học . tôi thực hiện ñề tài: Khảo sát các dòng lúa bố, mẹ và tổ hlúa bố, mẹ và tổ hợp lai có khả năng khangợp lai có khả năng khangs bệnh bạc là” 1.2. Mục ñích. DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------  --------- TRẦN THỊ LIỀN KHẢO SÁT CÁC DÒNG LÚA BỐ, MẸ VÀ TỔ HỢP LAI CÓ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC