Sự ổn định và thích nghi của một giống lúa thể hiện tính di truyền và sự đáp ứng của giống với môi trường canh tác. Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường dựa trên năng suất của 10 giống lúa ở các vùng sinh thái khác nhau thuộc tỉnh Long An. Qua hai vụ Đông Xuân và Hè Thu liên tiếp cho thấy năng suất các giống canh tác trên vùng sinh thái có sự khác biệt ý nghĩa ở mức 99%.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 Shin MG, Yoon SH, Rhee JS, Kwon TW, 1986 Correlation between Oxidative Deterioration of Unsaturated Lipid and Normal-Hexanal During Storage of Brown Rice Journal of Food Science, 51: 460-463 Singh NK, Sharma TR, 2010 SNP haplotypes of the BADH1 gene and their association with aroma in rice (O sativa L.) Mol Breed, 26: 325-338 Suzuki Y, Ise K, Li CY, Honda I, Iwai Y, Matsukura U, 1999 Volatile components in stored rice (Oryza sativa L.) of varieties with and without lipoxygenase-3 in seeds Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47: 1119-1124 Morphological characteristics and determination of fragrant gene of rice quality lines selected from mutants Q2 and ST19 varieties Hoang Thi Loan, Nguyen Thai Duong, Tran Trung, Tran Duy Quy Abstract Scent is a very important indicator when evaluating the quality of rice The scent can be evaluated in different parts of rice plants: in leaves, in dehulled grains and in cooked grains The scented rice varieties can be divided by three levels: unscented, lightly scented and scented In this study, the scent was identified in leaves, in dehulled grains and the fragrant gene was investigated in 42 rice lines selected from mutant rice varieties Q2 and ST19 The results showed that the mutant lines from variety Q2 were unscented while the mutant rice lines from ST19 variety composed of 18 scented and slightly scented in both leaves and dehulled grains and 17 unscented lines Keywords: Aromatic rice, scent, morphological characteristics, BAD2 gene Ngày nhận bài: 13/3/2018 Ngày phản biện: 18/3/2018 Người phản biện: TS Trần Danh Sửu Ngày duyệt đăng: 16/4/2018 SỰ ỔN ĐỊNH VÀ THÍCH NGHI CỦA CÁC GIỐNG LÚA TRÊN CÁC VÙNG SINH THÁI BẤT LỢI CỦA TỈNH LONG AN Bùi Phước Tâm1, Nguyễn Văn Hữu Linh2, Biện Anh Khoa2, Phạm Thị Bé Tư1 Nguyễn Thị Lang2 TÓM TẮT Sự ổn định thích nghi giống lúa thể tính di truyền đáp ứng giống với môi trường canh tác Nghiên cứu thực nhằm đánh giá tương tác kiểu gen môi trường dựa suất 10 giống lúa vùng sinh thái khác thuộc tỉnh Long An Qua hai vụ Đông Xuân Hè Thu liên tiếp cho thấy suất giống canh tác vùng sinh thái có khác biệt ý nghĩa mức 99% Kết ghi nhận giống cho suất cao vụ Đông Xuân 2016 - 2017 giống OM3673, OM344, OM8108 OM90L đạt 7,71; 7,68; 7,36 7,35 tấn/ha theo thứ tự Các giống ổn định (Sdi2 ~0) thích nghi với điều kiện bất lợi (bi 1: thích ứng mơi trường thuận lợi, bi < thích nghi mơi trường bất thuận 17 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 - Phân tích thơng số ổn định tính tốn; hai số liên quan phân tích là: Chỉ số ổn định Sdi2 với xu hướng tiến 0; số thích nghi bi với xu hướng tiến Theo mơ hình đặc tính ổn định khi: bi = Sdi2 = - Các số liệu xử lý chương trình Excel; phân tích ANOVA, Ducan, tương tác kiểu gen mơi trường phần mềm CropStat 7.2 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Vụ Đông Xuân 2016 2017 Vụ Hè Thu 2017 - Địa điểm nghiên cứu: Thí nghiệm thực vùng sinh thái có điều kiện mơi trường bất lợi (nhiễm mặn, hạn, phèn) (Bảng 2) Bảng Thông tin điểm khảo nghiệm lúa tỉnh Long An TT Địa điểm Địa Tân Trụ Bình Hịa, Bình Tịnh, Tân Trụ Tân Thạnh Trại giống Tân Thạnh, Kiến Bình, Tân Thạnh Bến Lức Ấp 7, Nhựt Chánh, Bến Lức Đức Huệ Ấp 2, Bình Hòa Hưng, Đức Huệ Trạm Nghiên cứu ứng dụng Kiến Tường tiến KH&CN, Thạnh Hưng, Kiến Tường Trong đó, Tân Trụ Bến Lức hai điểm thường bị ảnh hưởng khô hạn, phèn nhẹ xâm nhập mặn (độ mặn trung bình đất - 3‰, có thời điểm đất mặn lên đến - 5‰, đặc biệt vào mùa khô) Các điểm Tân Thạnh, Kiến Tường Đức Huệ thường xuyên bị ảnh hưởng khô hạn phèn nặng vùng Đồng Tháp Mười III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Năng suất giống lúa vụ Đông Xuân 2016 - 2017 Hè Thu 2017 Trong vụ Đông Xuân 2016 - 2017, giống cho suất cao bao gồm: OM3673, OM344, OM8108… Các giống hầu hết có suất 7,00 tấn/ha, cao hẳn giống đối chứng IR50404 (5,95 tấn/ha) Trong vụ Hè Thu 2017, giống cho suất thấp vụ Đông Xuân 2016 - 2017 yếu tố môi trường tác động (chẳng hạn thời tiết bất lợi (mưa, gió, bão ), sâu bệnh tăng, dinh dưỡng đất giảm, … ) Trong vụ này, giống OM10258, OM3673, OM344, OM8108, OM342 OM10418 đạt suất 6,00 tấn/ha, vượt suất giống đối chứng cách có ý nghĩa mức 95% Như vậy, qua khảo nghiệm hai vụ liên tiếp vùng sinh thái khác Long An, giống có tiềm năng suất tốt là: OM3673, OM10258, OM344 OM8108 Tiềm năng suất thước đo liên quan mật thiết với tính di truyền thích nghi giống Năng suất (tấn/ha) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 Đông Xuân 2016 - 2017 4.00 Hè Thu 2017 3.00 2.00 1.00 0.00 34 M O 18 34 34 67 10 25 41 L 90 ub -s 40 Giống M 10 10 R5 O 64 M M I R O O I Hình Năng suất trung bình giống điểm khảo nghiệm tỉnh Long An M O M O M O M O Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 3.2 Tương tác kiểu gen giống lúa môi trường canh tác vụ Đông Xuân 2016 - 2017 Trong vụ Đông Xuân 2016 - 2017, giống khảo nghiệm qua vùng sinh thái khác tỉnh Long An (Tân Trụ, Bến Lức, Tân Thạnh, Kiến Tường Đức Huệ) Kết phân tích ANOVA suất 10 giống lúa qua mơi trường khác biệt suất giống có ý nghĩa thống kê mức 99% mức độ ổn định suất, khả thích nghi biểu khác nhau, thơng qua tương tác GxE (tuyến tính) (Bảng 3) Kết phân tích Anova cho phép xem xét mối tương tác giống mơi trường tuyến tính Bảng ANOVA suất 10 giống lúa qua điểm vụ Đông Xuân 2016 - 2017 Nguồn Độ tự SS MS Môi trường + (Giống ˟ Môi trường) 40 Mơi trường (Tuyến tính) Giống ˟ Mơi trường (Tuyến tính) 34,875 3,875** Sai số góp 30 0,998 40,890 1,022** 0,033 Ghi chú: SS: tổng số bình phương; MS: trung bình bình phương; ** mức ý nghĩa 99% Bảng Năng suất (tấn/ha) giống lúa khảo nghiệm điểm vụ Đông Xuân 2016 - 2017 Năng suất (tấn/ha) TT Tên giống Tân Bến Tân Kiến Đức Trung Phân nhóm Trụ Lức Thạnh Tường Huệ bình Duncan OM3673 7,60 9,22 6,33 7,20 8,20 7,71 a OM344 8,00 8,78 7,13 7,00 7,47 7,68 a OM8108 7,40 7,89 6,83 6,90 7,77 7,36 ab OM90L 8,00 8,00 6,17 7,00 7,60 7,35 ab OM10418 8,63 7,78 5,20 7,00 7,60 7,24 ab OM341 7,50 8,11 5,17 7,10 8,13 7,20 ab OM342 7,60 7,89 5,33 7,10 8,03 7,19 ab OM10258 7,70 7,89 5,17 6,80 8,17 7,14 ab IR64-Sub1 6,80 7,78 5,07 7,20 7,33 6,84 b 10 IR50404 6,40 6,93 4,80 5,30 6,33 5,95 c EMS 0,52 0,17 0,66 0,60 0,95 NSTB (tấn/ha) 7,56b 8,03a 5,72d 6,86c 7,66ab _1,45 _0,31 Ij 0,40 0,86 0,50 Ghi chú: EMS: trung bình bình phương sai số; NSTB: suất trung bình; Ij: số mơi trường Điều cho phép sử dụng số môi trường (Ij) biểu trưng cho địa điểm, giản đồ tương tác kiểu gen môi trường với thứ tự từ thuận lợi đến thuận lợi sau: Tân Thạnh < Kiến Tường < Tân Trụ < Đức Huệ < Bến Lức nằm trục Ij với giá tri theo thứ tự: _1,45 < _0,31 < 0,40 < 0,50 < 0,86 (Bảng 4) Xét giống lúa, giống OM3673 OM344 đạt suất trung bình cao điểm, giống khác cho kết cao so với giống đối chứng IR50404 Xét số ổn định, hầu hết giống có ổn định cao canh tác môi trường khác tỉnh Long An giá trị Sdi tiến Xét số thích nghi, đa số giống thích nghi mơi trường thuận lợi (bi > 1), riêng giống OM3673, IR64-Sub1 IR50404 biểu giống thích nghi rộng (bi ~ 1) Bảng Chỉ số thích nghi số ổn định 10 giống lúa vụ Đông Xuân 2016 - 2017 Chỉ số Chỉ số Hệ số NSTB Giống thích ổn định tương (tấn/ha) nghi (bi) (Sdi 2) tác (%) OM3673 7,71a 1,096 0,019 OM344 7,68a 0,590 0,045 37 OM8108 7,36ab 0,473 0,146 83 OM90L 7,35ab 0,829 0,158 41 OM10418 7,24ab 1,266 0,113 16 OM341 7,20ab 1,302 0,122 52 OM342 7,19ab 1,170 0,127 27 OM10258 7,14ab 1,302 0,120 51 IR64-Sub1 6,84b 1,048 0,009 IR50404 5,95c 0,924 0,139 SE (bi) ± 0,09997 Ghi chú: NSTB: suất trung bình; SE: sai số chuẩn 19 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 Xét tính thích nghi cụ thể, qua giản đồ BIPLOT (Hình 2) suất 10 giống lúa khảo nghiện điểm khác cho thấy: OM341, OM342 OM10258 thích nghi tốt với điều kiện Kiến Tường Đức Huệ; OM90L OM10418 thích nghi với điều kiện Tân Trụ; OM3673 thích nghi với điều kiện Bến Lức; OM344 OM8108 cho suất cao giống khác điểm Tân Thạnh Hình Giản đồ BIPLOT suất 10 giống lúa khảo nghiện điểm khác tỉnh Long An vụ Đông Xuân 2016 - 2017 (Mức độ tương tác 83,8%) Phân tích ANOVA thành phần AMMI (Bảng 6) cho thấy hầu hết AMMI có ý nghĩa mức ý nghĩa 99% Điều cho thấy giống có biểu khác biệt môi trường khác Bảng Phân tích ANOVA theo mơ hình AMMI Nguồn DF SS MS Ftính Fbảng Giống 11,08 1,23 Vị Trí 33,20 8,32 Giống x Vị trí 36 7,59 0,21 AMMI 12 4,43 0,37 2,800 0,015 AMMI 10 1,93 0,19 2,191 0,087 AMMI 0,70 0,88 0,998 0,516 AMMI 0,53 0,88 ** 1,000 Tổng 49 51,97 Ghi chú: DF: độ tự do; SS: tổng số bình phương; MS: trung bình bình phương; F: phép thử F; **: mức ý nghĩa 99% 20 Kết hợp phân tích tuyến tính, hệ số tương tác nhiều chiều, số thích nghi, số ổn định cho thấy: Trong vụ Đông Xuân 2016 - 2017, giống cho suất cao vùng sinh thái, nhiên, tùy vào điều kiện cụ thể mà giống có thích nghi riêng biệt Trong đó, mơi trường thuận lợi cho canh tác giống Bến Lức, Tân Trụ Đức Huệ, giống có thích nghi cho suất cao qua khảo nghiệm điểm OM3673, OM344, OM90L OM8108 3.3 Tương tác kiểu gen giống lúa môi trường canh tác vụ Hè Thu 2017 Ở vụ Hè Thu 2017, 10 giống lúa khảo nghiệm vùng sinh thái khác (Tân Trụ, Bến Lức, Kiến Tường) điều kiện thí Tương tự vụ Đơng Xn trước, phép thử F có ý nghĩa thống kê mức 99% mối quan hệ kiểu gen mơi trường tuyến tính Về số môi trường (Ij) ghi nhận môi trường thứ tự từ thuận lợi đến thuận lợi cho giống sau: Tân Trụ < Kiến Tường < Bến Lức nằm trục Ij với giá trị theo thứ tự: –0,27 < 0,13 < 0,14 (Bảng 7) Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 Bảng Năng suất giống lúa khảo nghiệm điểm vụ Hè Thu 2017 TT Năng suất (tấn/ha) Tên giống Tân Trụ Bến Lức Kiến Tường Trung bình Phân nhóm OM10258 7,07 6,58 6,80 6,82 a OM3673 6,20 7,00 6,80 6,67 ab OM344 5,60 6,52 6,30 6,14 bc OM8108 5,50 6,17 6,70 6,12 bc OM342 5,87 6,37 5,90 6,04 bc OM10418 5,53 6,53 6,00 6,02 bc OM341 5,42 5,90 6,20 5,84 cd IR64-Sub1 5,40 6,20 5,50 5,70 cd OM90L 5,63 5,27 5,70 5,53 cd 10 IR50404 5,27 5,10 5,60 5,32 d 1,28 0,18 0,63 EMS NSTB (tấn/ha) 5,75b 6,16a 6,15a _ Ij 0,27 0,14 0,13 Ghi chú: EMS: trung bình bình phương sai số; NSTB: suất trung bình; Ij: số mơi trường Xét giống lúa, giống OM10258, OM3673, OM344 OM8108 đạt suất trung bình cao 6,00 tấn/ha cao điểm, giống khác cho kết cao so với IR50404 (5,32 tấn/ha) Xét góc độ mơi trường, suất trung bình giống địa điểm sai biệt có ý nghĩa 95% theo trắc nghiệm nhiều bậc Duncan Điểm Bến Lức điểm thuận lợi điểm Tân Trụ điểm thuận lợi Bảng Chỉ số thích nghi số ổn định 10 giống lúa vụ Hè Thu 2017 Giống NSTB (tấn/ ha) OM10258 6,82a -0,562 0,059 95 OM3673 6,67ab 0,032 0,073 79 OM344 6,14bc 3,415 0,006 86 OM8108 6,12bc 1,796 0,062 52 OM342 6,04bc 0,215 0,078 10 OM10418 6,02bc 0,089 0,066 37 OM341 5,84cd 0,604 0,113 38 OM90L 5,53cd 1,225 0,002 70 IR64-Sub1 5,70cd 1,206 0,061 IR50404 5,32d 1,980 0,030 38 SE (bi) Chỉ số Chỉ số Hệ số thích ổn định tương nghi (bi) (Sdi 2) tác (%) ± 0,20202 Ghi chú: NSTB: suất trung bình; SE: sai số chuẩn Xét số ổn định, hầu hết giống có ổn định cao canh tác môi trường khác tỉnh Long An có giá trị Sdi tiến Xét số thích nghi, đa số giống thích nghi mơi trường thuận lợi (bi > 1), riêng giống OM3673, OM10258, OM8108, OM342 OM344 biểu giống thích nghi môi trường bất lợi (bi < 1), đặc biệt giống OM10258 có giá trị bi âm, điều cho thấy điều kiện canh tác khó khăn nhất, giống chống chịu tốt cho suất cao Qua giản đồ BIPLOT (Hình 3) suất 10 giống lúa khảo nghiện điểm khác cho thấy: OM342, OM10258 OM3673 thích nghi tốt với điều kiện Tân Trụ; OM10418, OM344 OM3673 thích nghi với điều kiện Bến Lức; OM8108, OM341 OM3673 thích nghi với điều kiện Kiến Tường Kết hợp phân tích tuyến tính, hệ số tương tác nhiều chiều, số thích nghi, số ổn định, phân nhóm kiểu gen phân nhóm mơi trường hai vụ liên tiếp có nhận xét sau: giống cho suất cao vùng sinh thái, nhiên tùy vào điều kiện cụ thể mà giống có thích nghi riêng biệt Trong đó, mơi trường thuận lợi cho canh tác giống Bến Lức, giống cho suất trung bình cao qua khảo nghiệm điểm OM10258, OM3673 OM344 21 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 Hình Giản đồ BIPLOT suất 10 giống lúa khảo nghiện điểm khác tỉnh Long An vụ Hè Thu 2017 (Mức độ tương tác 100,0%) IV KẾT LUẬN Môi trường ảnh hưởng đến biểu tính trạng gây sai khác đáng kể suất Vì vậy, công tác chọn lọc giống cần xem xét mức độ tương tác thể qua việc đánh giá tính ổn định thích nghi Kết đánh giá cho thấy vụ Đông Xuân 2016 - 2017, giống có thích nghi cho suất cao qua khảo nghiệm vùng sinh thái OM3673, OM344, OM8108 OM90L Trong vụ Hè Thu 2017, giống cho suất trung bình cao OM10258, OM3673, OM344 OM8108 Các giống đề xuất phát triển Long An có thích nghi cho suất cao với điều kiện canh tác địa phương LỜI CẢM ƠN Chân thành cảm ơn Sở Khoa học Công nghệ Long An cấp kinh phí để nghiên cứu thực TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Chí Bửu Nguyễn Thị Lang, 2003 Chương VII: Tương tác kiểu gen˟ môi trường Giáo trình Di truyền số lượng Nhà xuất Nông nghiệp, trang 93 Akhtar L.H, Muhammad K, Mugammad A, and Tariq A, 2010 Stability analysis for grain yield in mung 22 bean (Vigna radiata L.wilczek) grown in different agro-climatic regions Emir J Food Agric., 22 (6): 490-497 Eberhart S.A and Russell W.A, 1966 Stability paramters for comparing varieties Crop Sci., 6: 36-40 Finlay K.W and Wilkinson G.N, 1963 The analysis of adaptation in a plant breeding programme Aust J Agric Res., 14: 742-754 Francis T.R and Kannenburg L.W, 1978 Yield stability studies in short-season maize: I A descriptive method for grouping genotypes Can J Plant Sci., 58: 1029-1034 Freeman G.H and Perkins J.M, 1971. Environmental and genotype-environmental components of variability VIII Relations between genotypes grown in different environments and measures of these environments Heredity, 27: 15-23 Gauch H.G, 1992 Statistical analysis of regional yield trials: AMMI analysis of factorial designs Elsevier, Amsterdam Perkins JEAN and Jins J.L, 1968 Environment and genotype-environmental components of varability III Multiple lines and crosses Heredity, 23, in press Wricke G, 1965 Zur Berechning der okovalenz bei sommerweizen und hafer Z Pflanzenzuchtung, 52: 127-138 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 4(89)/2018 Stability and adaptability of promising rice varieties at different environments of Long An province Bui Phuoc Tam, Nguyen Van Huu Linh, Bien Anh Khoa, Pham Thi Be Tu and Nguyen Thi Lang Abstract The stability and adaptability of a rice variety expresses its inheritance and response to the cultivating environment The study was conducted in order to assess the genotype and environment interaction based on the yield of 10 rice varieties in different ecological regions of Long An province Through two continuous seasons, the interaction between varieties and locations had significant differences at 99% The highest yields of OM3673, OM344, OM8108 and OM90L was recorded in the Spring - Winter season of 2016 - 2017 at 7.71; 7.68; 7.36 and 7.35 tons/ ha, respectively These varieties were stable (Sdi2 ~ 0) and adapted to unfavorable conditions (bi