Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng bố và các tổ hợp hợp lúa lai hai dòng mới

luận văn thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------------------ NGUYỄN XUÂN SƠN NGHIÊN CỨU ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ CỦA CÁC DÒNG BỐ VÀ CÁC TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Hoan HÀ NỘI - 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu kết quả nghiên cứu ñược nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác. Các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 2 tháng 9 năm 2009 Tác giả Nguyễn Xuân Sơn 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 Thầy giáo, PGS. TS. Nguyễn Văn Hoan, người ñã tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Luận văn tốt nghiệp ñược thực hiện tại Bộ môn Di truyền - Chọn giống, Khoa Nông học, Viện nghiên cứu lúa, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tại ñây, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ của các thầy, các cô tại Bộ môn, các cán bộ, công nhân viên của Viện nghiên cứu lúa tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp ñỡ quý báu ñó. Qua hai năm học tập tại Khoa Sau ðại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, tôi ñã ñược các thầy, các cô tận tình giảng dạy, giúp ñỡ về kiến thức cơ sở và chuyên môn, tôi xin trân trọng cảm ơn. Luận văn ñược hoàn thành còn có sự giúp ñỡ tận tình của nhiều ñồng nghiệp, bạn bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 2 tháng 9 năm 2009 Tác giả Nguyễn Xuân Sơn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC 1. MỞ ðẦU……………………………………………………… .1 1.1. ðặt vấn ñề………………………………………………………… … 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu .2 1.2.1. Mục ñích……………………………………………… .2 1.2.2. Yêu cầu………………………………………………… .2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………………… 3 2.1. Phát hiện và ứng dụng ưu thế lai ở lúa……………………………… .3 2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai…………………………… 4 2.2.1. Thuyết siêu trội……………………………………………… .4 2.2.2. Thuyết tính trội……………………………………………… .4 2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền…………………………………… .5 2.3. Nghiên cứu ñặc ñiểm cây lúa………………………………………… .5 2.3.1. Thời gian sinh trưởng của cây lúa……………………… 5 2.3.2. Rễ lúa……………………………………………………… 6 2.3.3. Chiều cao cây………………………………………………… 6 2.3.4. ðặc ñiểm ñẻ nhánh………………………………………… .7 2.3.5. Bộ lá lúa……………………………………………………… 7 2.3.6. ðặc ñiểm hình thái bông…………………………………… 8 2.3.7. Tính chống chịu sâu bệnh…………………………………… .9 2.3.8. Ưu thế lai ở các ñặc tính sinh lý…………………………… 9 2.3.9. Ưu thế lai trên các cơ quan sinh sản……………………… .10 2.4. Nghiên cứu lúa lai ở Việt Nam……………………………………… 11 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 2.4.1. Một số thành tựu về nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam……………………………………………………………………… .11 2.4.2. Nghiên cứu lúa lai “hai dòng” sử dụng EGMS…………… .12 2.4.2.1. Nghiên cứu về các dòng EGMS………………………… 12 2.4.2.2. Chọn lọc dòng phục hồi tính hữu dục cho dòng EGMS… .15 2.5. Nghiên cứu bệnh bạc lá lúa………………………………………… 16 2.5.1. Nguồn gốc và phân bố của bệnh bạc lá lúa………………… 16 2.5.2. Triệu chứng bệnh bạc lá lúa……………………………… 16 2.5.3. Nguyên nhân gây bệnh bạc lá lúa………………………… .17 2.5.4. Quy luật phát sinh phát triển của bệnh bạc lá lúa………… 18 2.5.5. Các yếu tố ảnh hưởng ñến sự phát sinh phát triển của bệnh bạc lá lúa………………………………………………………………… 18 2.5.6. Thành phần nòi của vi khuẩn bạc lá lúa…………………… 20 2.5.7. Di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa……………………… 21 2.5.8. Một số kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá ở Việt Nam………………………………………………………… 24 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…… .26 3.1. Vật liệu nghiên cứu………………………………………………… .26 3.2. Nội dung nghiên cứu………………………………………………… .27 3.3. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………… .27 3.3.1. ðịa ñiểm nghiên cứu……………………………………… 27 3.3.2. Thời gian nghiên cứu……………………………………… .27 3.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm…………………………… 28 3.3.4. ðánh giá tính kháng bệnh bạc lá của các dòng, giống……… 29 3.3.5. Các chỉ tiêu theo dõi………………………………………… 30 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v 3.4. Phương pháp xử lý số liệu…………………………………………… .31 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………………… 32 4.1. Kết quả nghiên cứu các dòng R trong vụ mùa 2008……………… 32 4.1.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng .32 4.1.2. Phân nhóm các dòng R theo chiều cao cây………………… 33 4.1.3. Cấu trúc thân chính của các dòng tuyển chọn…………… .35 4.1.4. Khảo sát ñộ hữu dục của các dòng bố…………………… .37 4.1.5. ðánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng R tuyển chọn……………………………………………………………………… .39 4.1.6. Ảnh hưởng của việc chuyển gen kháng bệnh bạc lá Xa21 tới cấu trúc bông của các dòng R tuyển chọn……………………………… 41 4.1.7. 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…………………… .43 4.1.8. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng R tuyển chọn………………………………………………………………… .45 4.1.9. Khả năng chống chịu sâu bệnh của dòng bố……………… 47 4.1.10. Một số ñặc ñiểm chính của các dòng R triển vọng vụ mùa năm 2008………………………………………………………………… .48 4.2. Kết quả nghiên cứu các dòng R vụ xuân 2009…………………… .49 4.2.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R .49 4.2.2. Phản ứng của các dòng R với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm .50 4.2.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng R …52 4.3. Kết quả nghiên cứu các tổ hợp lai vụ xuân 2009………………… .53 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi 4.3.1. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai…………………………………………………………………… .53 4.3.2. Cấu trúc thân chính của các tổ hợp lai…………………… .54 4.3.3. Cấu trúc bông của các tổ hợp lai…………………………… .56 4.3.4. Phản ứng của các tổ hợp lai với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm……………………………………………………………………… .58 4.3.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai………………………………………………………………………… .61 4.3.6. Nhiễm sâu bệnh ñồng ruộng và phản ứng với ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận của dòng bố……………………………………………… 63 4.3.7. ðánh giá sự xuất hiện ưu thế lai trên một số tính trạng của các tổ hợp lai……………………………………………………………… 64 4.3.8. Tuyển chọn các tổ hợp lai có triển vọng trong vụ xuân 2009……………………………………………………………………… .68 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ…………………………………………… .69 5.1. Kết luận……………………………………………………………… .69 5.2. ðề nghị……………………………………………………………… .69 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TGST Thời gian sinh trưởng TGMS Thermo-sensitive Genic Male Sterility PGMS Photperiod-sensitive Genic Male Sterility EGMS Environment-sensitive Genic Male Sterility RAPD Random amplified polymorphic Deoxyribonucleic acic ƯTL Ưu thế lai WCG Wide compatibility gene R Restore NST Nhiễm sắc thể CS Cộng sự ADN Acic deoxyribonucleic PCR Polymerase Chain Reaction IRBB International rice bacterial blight CMS Cytoplasmic Male Sterility BB Bacterial blight IRRI International rice research institute VL24 Việt Lai 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R (ngày), (vụ mùa 2008)…………………… .…………………… .32 Bảng 2. Phân nhóm các dòng R tuyển chọn theo chiều cao cây cuối cùng .34 Bảng 3. Cấu trúc thân chính của các dòng R tuyển chọn……………….… .35 Bảng 4. Phản ứng của các dòng R với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm……………….… .…………………………………………… .39 Bảng 5. Ảnh hưởng của gen kháng bệnh bạc lá Xa21 tới cấu trúc bông của các dòng R mang gen……………………………………………………… .42 Bảng 6. 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………………………………… .44 Bảng 7. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng R tuyển chọn……………………………………………………………………… .46 Bảng 8. Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh của các dòng bố…… .47 Bảng 9. Một số ñặc ñiểm chính của các dòng bố triển vọng nhất………… .48 Bảng 10. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R (ngày), (vụ xuân 2009)……………………………………………………… 49 Bảng 11. Phản ứng của các dòng R với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm……………………………………………………………………… .50 Bảng 12. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng R… .52 Bảng 13. Thời gian từ gieo ñến trỗ và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai (ngày), (vụ xuân 2009)……………………………………………………… 54 Bảng 14. Cấu trúc thân chính của các tổ hợp lai………………………… .55 Bảng 15. Cấu trúc bông của các tổ hợp lai………………………………… 57 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ix Bảng 16. Phản ứng của các tổ hợp lai với 3 chủng vi khuẩn bạc lá lây nhiễm……………………………………………………………………… .59 Bảng 17. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai… 62 Bảng 18. Nhiễm sâu bệnh ñồng ruộng và phản ứng với ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận của tổ hợp lai…………………………………………………… 63 Bảng 19. Ưu thế lai thực trên một số tính trạng số lượng và năng suất của các tổ hợp lai (%)………………………………………………………… .65 Bảng 20. Ưu thế lai chuẩn trên một số tính trạng số lượng và năng suất của các tổ hợp lai (%)………………………………………………………… .67 Bảng 21. Tính trạng, mục tiêu và tần số chọn lọc của các tổ hợp lai……… 68 Bảng 22. Một số ñặc ñiểm của các tổ hợp lai triển vọng………………… .68 DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ ðồ thị 1. Phân nhóm các dòng bố theo chiều cao cây…………………… .34 ðồ thị 2. Phân nhóm các dòng bố theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục…………… .37 ðồ thị 3. Tỷ lệ ñậu hạt thông qua tỷ lệ hữu dục hạt phấn của dòng bố…… 38 DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 1. Phản ứng của một số dòng R với chủng HAU 08076-1 40 Ảnh 2. Phản ứng của các dòng R với chủng HAU 08077-5 51 Ảnh 3. Phản ứng của một số tổ hợp lai với chủng HAU 07069-8 .60 . khoa học là những nghiên cứu ñã thành công, chúng tôi thực hiện ñề tài: Nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh bạc lá của các dòng bố và. ñiểm nông sinh học, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai. - Lai hữu tính, ñánh giá con lai ñể tìm ra tổ hợp lai vừa kháng bệnh bạc