luận văn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------------------ HOÀNG THỊ HẢI CHỌN THUẦN DÒNG BỐ MẸ CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI BA DÒNG CH ẤT LƯỢNG CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60.62.05 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. NGUYỄN VĂN HOAN 2. PGS.TS. NGUYỄN TRÍ HOÀN HÀ NỘI - 2008 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học 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 hề 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 ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Hoàng Thị Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn văn Hoan và PGS. TS. Nguyễn Trí Hoàn, các thầy ñã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Di truyền-Giống, các thầy cô 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. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ, công nhân thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Lúa, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới sự giúp ñỡ rất nhiệt tình của cán bộ lớp và các bạn trong lớp cao học Giống Cây trồng khoá 15 ñã giành cho tôi trong suốt thời gian học tập. ðể hoàn thành ñược khóa học, tôi còn nhận ñược sự ñộng viên, hỗ trợ rất lớn về vật chất, về tinh thần của chồng và các con trai tôi cũng như hai bên gia ñình. Tôi xin trân trọng biết ơn tất cả những tình cảm cao quý ñó. Hà Nội ngày tháng năm 2008 Tác giả Hoàng Thị Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục biểu ñồ vi 1. Mở ñầu 1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài. 2 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài. 2 1.4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài. 2 2. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của ñề tài 3 2.1. Cơ sở khoa học của ñề tài. 3 2.2. Sơ lược quá trình nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở lúa. 3 2.3. Sơ lược quá trình nghiên cứu hệ thống bất dục ñực trong chọn giống lúa lai. 9 2.4. Các phương pháp xác ñịnh bất dục ñực ở lúa 31 2.5. Sự thoái hoá các dòng bố mẹ lúa lai hệ ba dòng 32 2.6. Những nguyên nhân gây thoái hoá các các dòng bố mẹ 33 2.7. Một số nghiên cứu về kỹ thuật nhân dòng bất dục ñực và sản xuất hạt giống lúa lai 36 3. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 42 3.1. Vật liệu nghiên cứu. 42 3.2. Nội dung nghiên cứu. 42 3.3. Phương pháp nghiên cứu. 42 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 46 4.1. Kết quả thí nghiệm 1: Chọn lọc dòng bố mẹ (IR58025A, IR58025B, RTQ5, PM3, R838) (vụ Xuân 2007) 46 4.2. Thí nghiệm 2: Lai cặp ba A-B-R (vụ Xuân 2007) 48 4.3. Thí nghiệm 3: ðánh giá ñời sau các dòng IR58025A, IR58025B, R (RTQ5, PM3, R838), F 1 (HYT83, HYT92, HYT100) (vụ Mùa 2007) 49 4.4. Thí nghiệm 4. Một số biện pháp kỹ thuật trong nhân hạt lai nguyên chủng (Vụ Xuân 2008). 81 4.4.1. Số bông/khóm của dòng A-B 81 4.4.2. Số hoa cây B/m 2 , số hoa cây A/m 2 , tỷ lệ hoa cây A/B 82 4.4.3. Tỷ lệ ñậu hạt của dòng IR58025A (Tỷ lệ thụ phấn chéo) 85 4.4.4. Năng suất thực thu của dòng IR58025A 86 4.4.5. ðộ bất dục ñực và ñộ thuần quần thể. 88 5. Kết luận và ñề nghị 91 5.1. Kết luận 91 5.2. ðề nghị 91 Tài liệu tham khảo. 93 Phụ lục 99 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s khoa hc Nụng nghip v DANH MC BNG STT Tờn bng Trang 4.1. Một số đặc điểm hình thái của các dòng IR58025A, IR58025B, RTQ5, PM3, R838 (Vụ Xuân 2007) 47 4.2. Kết quả theo dõi các dòng A-B vụ Mùa 2007 50 4.3. Kết quả theo dõi các F 1 vụ Mùa 2007 52 4.4. Kết quả theo dõi các dòng R vụ Mùa 2007 54 4.5. Kết quả quan sát các dòng RTQ5 đợc chọn tơng ứng vụ Mùa 2007 58 4.6. Kết quả quan sát các dòng PM3 tơng ứng đợc chọn vụ Mùa 2007 59 4.7. Kết quả quan sát các dòng R838 tơng ứng đợc chọn vụ Mùa 2007 61 4.8. Kết quả quan sát các F 1 (HYT83) tơng ứng đợc chọn vụ Mùa 2007 63 4.9. Kết quả quan sát các F 1 (HYT92) tơng ứng đợc chọn vụ Mùa 2007 69 4.10. Kết quả quan sát các F 1 (HYT100) tơng ứng đợc chọn vụ Mùa 2007 75 4.11. Số bông/khóm của các dòng IR58025A và IR58025B 81 4.12. Số hoa/m 2 của các dòng IR58025A và IR58025B 83 4.13. Tỷ lệ đậu hạt của dòng IR58025A 85 4.14. Năng suất thực thu của dòng IR58025A (kg/ha) 86 4.15. Độ bất dục đực và độ thuần quần thể của IR58025A, IR58025B và các dòng R vụ Xuân 2008 88 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi DANH MỤC BIỂU ðỒ STT Tên biểu ñồ Trang 4.1. Kết quả theo dõi các dòng A-B 50 4.2. Kết quả theo dõi các con lai F 1 53 4.3. Kết quả theo dõi các dòng R 55 4.4a. ðộ bất dục hạt phấn và ñồng ñều quần thể ở các cặp là mẹ của HYT83 57 4.4b. ðộ bất dục hạt phấn và ñồng ñều quần thể ở các cặp là mẹ của HYT92 57 4.4c. ðộ bất dục hạt phấn và ñồng ñều quần thể ở các cặp là mẹ của HYT100 58 4.5a. Thời gian từ gieo-trỗ 50% của một số F 1 tổ hợp HYT83 có ñược chọn 65 4.5b. Thời gian từ gieo-trỗ 50% của một số F 1 tổ hợp HYT83 không ñược chọn 66 4.6a. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT83 ñược chọn 67 4.6b. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT83 không ñược chọn 68 4.7a. Ngày trỗ 50% của một số tổ hợp HYT92 có ñược chọn 71 4.7b. Ngày trỗ 50% của một số tổ hợp HYT92 không ñược chọn 72 4.8a. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT92 ñược chọn 73 4.8b. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT92 không ñược chọn 74 4.9a. Ngày trỗ 50% của một số tổ hợp HYT100 có ñược chọn 77 4.9b. Ngày trỗ 50% của một số tổ hợp HYT100 không ñược chọn 78 4.10a. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT100 có ñược chọn 79 4.10b. Chiều cao cây của một số F 1 tổ hợp HYT100 không ñược chọn 80 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 1 1. MỞ ðẦU 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài Lúa là cây lương thực quan trọng nhất ñối với hàng tỷ người châu Á và là nguồn sống của hơn một nửa dân số thế giới. Với lượng dân số ngày một tăng nhanh, diện tích ñất canh tác có xu hướng giảm dần dẫn ñến nguy cơ an ninh lương thực khó ñảm bảo cho trên một tỷ người vào những năm ñầu của thế kỷ 21 này. Người ta ước tính ñến năm 2030, sản lượng lúa của thế giới phải tăng thêm 60% so với sản lượng năm 1995 ñể có thể cung cấp ñủ cho nhu cầu của con người. Vì vậy, toàn thế giới ñang tập trung khai thác và sử dụng ưu thế lai cây lương thực trong ñó có cây lúa nước. Thực tế cho thấy, lúa lai có thể cho năng suất cao hơn 20% so với lúa thuần. Vì vậy, trong những năm qua, lúa lai ñã trở thành một trong những cây lương thực cho năng suất và hiệu quả khá cao. Ở Việt Nam, lúa lai bắt ñầu ñược nghiên cứu từ những năm 1980 tại một số ñơn vị nghiên cứu. Nguồn vật liệu chủ yếu có nguồn gốc từ Trung Quốc, Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) và Ấn ðộ. Với phương châm ñi tắt, ñón ñầu, áp dụng những thành tựu khoa học về lúa lai trên thế giới, Việt Nam bước ñầu ñã thu ñược nhiều kết quả rất ñáng khích lệ. Tuy nhiên, thực tế hiện nay là ña số các giống lúa lai ñang ñược trồng ở Việt Nam là những giống lúa ñược nhập khẩu từ Trung Quốc, chúng ta vẫn phải nhập trên 80% giống lúa F 1 từ Trung Quốc về sản xuất ở Việt Nam. Việc phụ thuộc vào các giống lúa lai Trung Quốc khiến chúng ta không thể chủ ñộng ñược kế hoạch sản xuất cũng như ổn ñịnh về chất lượng giống. Vì vậy, giải quyết ñược nguồn hạt giống bố mẹ cung cấp cho sản xuất lúa gạo trong nước là cần thiết. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 2 Nhằm phục vụ mục tiêu trước mắt là làm chủ công nghệ chọn và nhân thuần các dòng bố mẹ tốt phục vụ cho quá trình sản xuất hạt lai F 1 chúng tôi ñã tiến hành triển khai ñề tài: “Chọn thuần dòng bố mẹ của một số tổ hợp lúa lai ba dòng chất lượng cao”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài - Chọn thuần dòng mẹ IR58025A, dòng duy trì bất dục IR5025B. - Chọn thuần các dòng bố RTQ5, R838, PM3 cho các tổ hợp lai nội ñịa chất lượng tốt như: HYT83, HYT92 và HYT 100. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của ñề tài ðề tài “Chọn thuần dòng bố mẹ của một số tổ hợp lúa lai ba dòng chất lượng cao” có ý nghĩa quan trọng trong việc hoàn thiện phương pháp chọn lọc dòng bố mẹ lúa lai. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài - Kết quả của ñề tài có thể chọn ra các dòng bố mẹ tốt, cho con lai có ưu thế lai cao, năng suất ổn ñịnh phục vụ sản xuất hạt lai F 1 nhằm mở rộng diện tích trồng các giống lúa lai nội ñịa có chất lượng cao ở Việt Nam. - Kết quả của ñề tài giúp phần nào chủ ñộng về giống bố mẹ phục vụ cho sản xuất hạt lai F 1 trong nước, tiếp giảm giá thành hạt giống lúa lai F 1 . 1.4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài Nội dung nghiên cứu chọn thuần nguồn bất dục ñực IR58025A là rất lớn. Do ñiều kiện thời gian và thực tế yêu cầu ngoài sản xuất mà chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu chọn thuần các dòng IR58025A, IR58025B, RTQ5, R838, PM3 phục vụ cho quá trình sản xuất các tổ hợp lai HYT83, HYT92 và HYT100. ðây là những tổ hợp lúa lai ba dòng chất lượng tốt ñã ñược công nhận và ñược ưa chuộng trong sản xuất cũng như thị trường tiêu thụ gạo miền Bắc nước ta. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC C ỦA ðỀ TÀI 2.1. Cơ sở khoa học của ñề tài. Quá trình sản xuất hạt giống lúa lai ba dòng ñược tiến hành theo hai bước cơ bản ñó là: (1) Nhân dòng CMS (A x B) và (2) Sản xuất hạt lai F 1 (A x R). ðặc ñiểm của dòng A là dòng bất dục ñực tế bào chất, hạt phấn không có sức sống, vì vậy tự bản thân nó không thể tự thụ phấn ñể kết hạt ñược. Vì vậy, muốn duy trì ñược hạt A phải cấy xen với dòng B tương ứng của nó. Một ñặc ñiểm khác của dòng A là bất dục ñực tế bào chất nên rất mẫn cảm với sự thay ñổi của các ñiều kiện môi trường như nhiệt ñộ, ánh sáng, vùng sinh thái… Xuất phát từ những cơ sở trên, muốn có những dòng bố mẹ và con lai F 1 tốt, ổn ñịnh lâu dài qua các vụ sản xuất thì về công tác chọn giống cần phải giải quyết các vấn ñề lớn sau: Chọn lọc ra các dòng bố mẹ có các ñặc tính ưu việt, ổn ñịnh cung cấp cho quá trình sản xuất hạt lai F 1 . Chọn thời vụ nhân thích hợp sao cho thu ñược năng suất chất lượng hạt giống tốt nhất. 2.2. Sơ lược quá trình nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở lúa. Ưu thế lai (Heterosis) là một thuật ngữ ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F 1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các ñặc tính khác.