Nghiên cứu sự thay đổi ngưỡng chuyển đổi tính dục của một số dòng TGMS đang sử dụng để phát triển lúa lai hai dòng tại miền bắc việt nam

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG NGHIệP Hà NộI ------------ ---------- lê thị khải hoàn Nghiên cứu sự thay đổi ngỡng chuyển đổi tính dục của một số dòng TGMS đang sử dụng để phát triển lúa lai hai dòng tại miền Bắc Việt Nam LUậN VĂN THạC Sĩ NÔNG NGHIệP Chuyờn ngnh: Di truyn v chn ging cõy trng Mó s : 60.62.05 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Trâm Hà NộI - 2010 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Lê Thị Khải Hoàn Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . ii Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Thị Trâm, ngời đ tận tình hớng dẫn, định hớng, to ủiu kin thun lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập v nghiên cứu ủ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp ny. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo viện đào tạo sau ủi hc, Khoa Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học - Trờng đại học nông nghiệp Hà Nội đ quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến quí báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Tôi xin cảm ơn ban lnh đạo Viện Sinh học Nông nghiệp, tập thể cán b phòng Công nghệ lúa lai đ tạo ủiều kiện thuận lợi về thời gian, cơ sở vật chất và giúp đỡ, động viên tinh thần để tôi hoàn thành luận văn này. Qua đây tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình ngời thân, anh chị em, bạn bè và những ngời luôn ủng hộ, động viên tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, công tác và thực hiện luận văn này. Tác giả luận văn Lê Thị Khải Hoàn Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . iii Mục lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các từ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình viii 1. Mở Đầu 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2 1.4 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 2 2. Tổng quan tài liệu 3 2.1 Sơ lợc lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai 3 2.2 Các hệ thống bất dục đực ở lúa 14 2.3 Thuận lợi và khó khăn trong duy trì và sử dụng bất dục đực 24 3. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu 34 3.1 Vật liệu nghiên cứu 34 3.2 Phơng pháp nghiên cứu 34 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 41 4.1 Đặc điểm sinh trởng của các dòng TGMS qua các thời vụ 41 4.1.1 Thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng TGMS trong vụ mùa 2009 và vụ xuân 2010 41 4.1.2 Số lá trên thân chính của các dòng TGMS qua các thời vụ 44 4.2 Đánh giá một số đặc điểm hình thái của các dòng TGMS 47 4.3 Một số tính trạng số lợng của các dòng TGMS 50 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . iv 4.4 Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng TGMS trong điều kiện tự nhiên 54 4.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng TGMS trong điều kiện vụ xuân 2010 57 4.6 Đặc điểm bao phấn, hạt phấn của các dòng TGMS trong thí nghiệm. 62 4.7 Diễn biến bất dục của các dòng TGMS trong điều kiện tự nhiên 63 4.8 Kết quả đánh giá ngỡng chuyển đổi tính dục trong điều kiện nhân tạo 68 4.8.1 Kết quả đánh giá ngỡng chuyển đổi tính dục trong Phytotron ở nhiệt độ 23,50C 68 4.8.2 Kết quả đánh giá các dòng TGMS chuyển đổi tính dục ở ngỡng 23,50C ngay trong vụ sau 70 4.8.3 Đánh giá nhiệt độ gây bất dục của các cá thể hữu dục ở 240C 71 4.8.4 Đánh giá nhiệt độ gây bất dục của các cá thể hữu dục ở 24,50C. 73 4.8.5 Phân loại số cá thể có ngỡng chuyển đổi khác nhau trong cùng một dòng 74 5. Kết luận và đề nghị 77 5.1 Kết luận 77 5.2 Đề nghị 79 Tài liệu tham khảo 80 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . v Danh mục các từ viết tắt TGMS Thermo sensitive Genic Male Sterile (Bất dục đực mẫn cảm nhiệt độ) PGMS Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility (Bất dục đực mẫn cảm quang chu kỳ) CMS Cytoplasmic Male Sterility (Bất dục đực tế bào chất) A Dòng bất dục đực di truyền tế bào chất B Dòng duy trì bất dục đực R Dòng phục hồi tính hữu dục EGMS Environment Sensitive Genetic Male Sterility (Bất dục dực mẫn cảm ngoại cảnh) IRRI International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa quốc tế) TGST Thời gian sinh trởng WA Wild Abortive (bất dục hoang dại) WCG Wide Compatibility Genes (Gen tơng hợp rộng) SNC Siêu nguyên chủng NC Nguyên chủng Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . vi Danh mục bảng STT Tên bảng Trang 3.1 Danh sách vật liệu nghiên cứu 34 3.2 Thời gian gieo cấy các dòng TGMS trong vụ mùa 2009 35 3.3 Thời gian gieo cấy của các dòng TGMS trong vụ xuân 2010 35 4.1 ảnh hởng của thời vụ gieo đến thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng TGMS trong vụ mùa 2009 42 4.2 ảnh hởng của thời vụ gieo đến thời gian từ gieo đến trỗ của các dòng TGMS trong vụ xuân 2010. 43 4.3 ảnh hởng của thời vụ gieo đến số lá trên thân chính của các dòng TGMS 45 4.4 ảnh hởng của thời vụ gieo đến số lá trên thân chính của các dòng TGMS 46 4.5 Một số đặc điểm hình thái của các dòng TGMS 48 4.6 Một số tính trạng số lợng của các dòng TGMS trong vụ mùa 2009 và vụ xuân 2010. 51 4.7 Sự xuất hiện sâu bệnh của các dòng TGMS trong vụ mùa 2009 và vụ xuân 2010. 55 4.8 ảnh hởng của thời vụ gieo đến năng suất cá thể của các dòng TGMS trong vụ Xuân 2010. 58 4.9 Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng TGMS vụ xuân 2010 60 4.10 Một số đặc điểm hạt phấn ở thời kỳ bất dục của các dòng TGMS 63 4.11 Tỷ lệ phấn hữu dục của các dòng TGMS trong điều kiện vụ mùa 2009 64 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii 4.12 KÕt qu¶ xö lý bÊt dôc ë nhiÖt ®é 23,5 0 C trong Phytotron cña c¸c dßng TGMS trong thÝ nghiÖm. 69 4.13 KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ c¸c dßng TGMS chuyÓn ®æi ë ng−ìng 23,5 0 C ngay vô sau 71 4.14 KÕt qu¶ xö lý nhiÖt ®é 24 0 C trong Phytotron cña c¸c dßng TGMS trong thÝ nghiÖm. 72 4.15 KÕt qu¶ xö lý bÊt dôc ë nhiÖt ®é 24,5 0 C trong Phytotron cña c¸c dßng TGMS trong thÝ nghiÖm. 73 4.16 Ph©n lo¹i sè c¸ thÓ cã ng−ìng chuyÓn ®æi tÝnh dôc kh¸c nhau trong cïng mét dßng. 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . viii Danh môc h×nh STT Tªn h×nh Trang 4.1 KiÓu bÊt dôc kh«ng h¹t phÊn cña dßng T1S-96 62 4.2 BÊt dôc Ýt h¹t phÊn kiÓu ®iÓn h×nh cña dßng 135 S . 63 4.3 C¸c dßng TGMS ®ang xö lý trong phytotron 68 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s nụng nghip . 1 1. Mở ĐầU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ lúa lai ra đời và phát triển hơn bốn thập kỷ qua đ mang lại hiệu quả hết sức to lớn cho sản xuất nông nghiệp. Sản xuất lúa lai đ thúc đẩy việc tăng năng suất, tăng thu nhập cho hộ nông dân, góp phần đảm bảo an ninh lơng thực và ổn định x hội. Việc nghiên cứu chọn tạo các giống lúa lai ở Việt Nam là một đòi hỏi tất yếu trong những năm gần đây và tơng lai. Diện tích lúa lai của nớc ta ngày một tăng nhanh. Năm 1991 nớc ta mới đa vào trồng thử trên diện tích 100 ha ở các tỉnh miền Bắc (Từ Thừa Thiên-Huế trở ra), năm 1999 diện tích lúa lai đạt khoảng 220.000 ha và đến đến năm 2009 đạt 709.861 ha [4] Trong quá trình sản xuất và trồng thử mọi ngời dân đều công nhận lúa lai cho năng suất cao hơn lúa thờng vì thế mà lúa lai hiện nay đợc trồng và mở rộng diện tích từ Bắc đến Nam vào cả các tỉnh Tây Nguyên, lúa lai đợc trồng trên mọi chân đất, vụ xuân, vụ mùa và cả vụ hè thu. Khi diện tích lúa lai ngày càng đợc mở rộng thì nhu cầu về lợng hạt giống bố mẹ cung cấp cho sản xuất càng nhiều, quá trình quản lý chất lợng hạt giống càng khó khăn hơn đặc biệt là hạt giống bố mẹ lúa lai hệ hai dòng. Sản xuất hạt giống dòng mẹ lúa lai hai dòng luôn phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện thời tiết. Ngỡng chuyển hóa tính dục của dòng mẹ không ổn định và luôn có xu hớng nâng cao dần qua các thế hệ nhân. [19][20]. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc cho thấy ngỡng chuyển đổi tính dục của dòng 96-5-2 S tăng dần qua các thế hệ nhân. [55]. Hiện nay phần lớn các tổ hợp lúa lai hai dòng đợc tạo ra có dòng mẹ là dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS), các dòng TGMS này có xu hớng nâng cao dần nhiệt độ chuyển đổi tính dục sau một số lần nhân. Hiện tợng này còn đợc gọi là trợt ngỡng, mức độ trợt ngỡng của các dòng khác nhau thì khác nhau nhng đều ảnh hởng bất lợi đến việc duy trì dòng mẹ và chất lợng hạt lai F1. Đánh giá sự thay đổi ngỡng chuyển đổi tính dục của từng dòng TGMS với điều kiện môi trờng là vô cùng quan trọng và cần thiết vì nó làm cơ sở