nghiên cứu sử dụng tính bất dục đực ở nhân trong sản xuất hạt giống bông lai f1 tại nhà hồ, ninh sơn, ninh thuận

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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- ðẶNG MINH TÂM NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TÍNH BẤT DỤC ðỰC NHÂN TRONG SẢN XUẤT HẠT GIỐNG BÔNG LAI F 1 TẠI NHA HỐ, NINH SƠN, NINH THUẬN 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: GS.TS. TRẦN TÚ NGÀ 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 các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược công bố trong một công trình nào; mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn ra ñây ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả ðặng Minh Tâm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ của GS. TS. Trần Tú Ngà, các thầy cô giáo trong Bộ môn Di truyền - Giống, các thầy cô giáo trong Khoa Nông học, Viện sau ñại học, Ban Lãnh ñạo Viện và các cán bộ của Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố, vợ, con, gia ñình nội, ngoại, bạn bè và ñồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ tận tình và quý báu ñó. Hà nội, ngày tháng 10 năm 2009 Tác giả ðặng Minh Tâm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan Error! Bookmark not defined. Lời cảm ơn Error! Bookmark not defined. Mục lục Error! Bookmark not defined. Danh mục bảng Error! Bookmark not defined. Danh mục hình Error! Bookmark not defined. 1. MỞ ðẦU 1 1.1 Tính cấp thiết 1 1.2 Mục ñích và yêu cầu 3 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1 Tình hình sản xuất bông trong những năm gần ñây 5 2.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống bông lai 8 2.3 Tình hình nghiên cứu khai thác ưu thế lai sử dụng tính bất dục ñực nhân trên cây bông 10 2.4 Tình hình nghiên cứu về sản xuất hạt giống bông lai sử dụng dòng mẹ bất dục ñực, thụ phấn nhờ côn trùng 15 3. ðỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 3.1 ðối tượng và vật liệu nghiên cứu 29 3.2 Thời gian nghiên cứu 29 3.3 ðịa ñiểm nghiên cứu 29 3.4 Nội dung nghiên cứu 30 3.5 Phương pháp nghiên cứu 30 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv 4.1 ðánh giá và chọn lọc dòng mẹ lưỡng dục phục vụ cho nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất hạt giống bông lai thụ phấn nhờ côn trùng 38 4.1.1 Tình trạng phân ly tính trạng bất dục ñực của các dòng mẹ lưỡng dục nghiên cứu 38 4.1.2 Một số ñặc ñiểm về sinh trường, hình thái và khả năng kháng sâu chính của các dòng mẹ lưỡng dục 43 4.1.3 Một số ñặc ñiểm chính về quả và xơ của các dòng mẹ lưỡng dục 46 4.2 Nghiên cứu xác ñịnh một số biện pháp kỹ thuật cơ bản phục vụ cho xây dựng quy trình sản xuất hạt lai sử dụng dòng mẹ lưỡng dục 50 4.2.1 ðánh giá một số ñặc ñiểm chính của dòng mẹ lưỡng dục BD1 51 4.2.2 Nghiên cứu xác ñịnh mật ñộ gieo thích hợp trong nhân duy trì dòng lưỡng dục BD1 55 4.2.3 Nghiên cứu xác ñịnh tỷ lệ bố mẹ thích hợp trên ruộng sản xuất thử hạt giống bông lai cho tổ hợp lai BD1/D20-9 58 4.2.4 ðánh giá hiệu quả của các phương thức thụ phấn trên ruộng sản xuất thử hạt giống bông lai cho tổ hợp lai BD1/D20-9 60 4.2.5. Nghiên cứu sử dụng dòng mẹ lưỡng dục với tính kháng sâu và chỉ thị hình thái hoa thích hợp trong sản xuất hạt giống lai thụ phấn nhờ côn trùng 82 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 88 5.1 Kết luận 88 5.2. ðề nghị 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC 98 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1. Tình hình sản xuất bông của thế giới trong những năm gần ñây 5 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng bông của một số quốc gia ñứng ñầu thế giới trong các niên vụ gần ñây 6 2.3. Diện tích, năng suất và sản lượng bông của Việt Nam trong các niên vụ gần ñây 7 2.4. Ưu ñiểm và nhược ñiểm của phương pháp khử ñực thủ công so với dùng dòng mẹ bất dục ñực trên cây bông 27 2.5. Ưu ñiểm và nhược ñiểm của phương pháp thụ phấn nhờ ong và côn trùng so với thụ phấn thủ công trên cây bông 28 4.1. Tình trạng phân ly về tính trạng bất dục ñực gen của các dòng lưỡng dục trong vụ ðông Xuân 2006-2007 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 39 4.2. Nguồn gốc và một số ñặc ñiểm hình thái chính của các dòng lưỡng dục trong vụ ðông Xuân 2006-2007 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 44 4.3. Thời gian sinh trưởng và khả năng kháng sâu của các dòng lưỡng dục trong vụ ðông Xuân 2006-2007 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 45 4.4. Một số chỉ tiêu chính về quả và xơ của các dòng lưỡng dục trong vụ ðông Xuân 2006-2007 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 46 4.5. Một số chỉ tiêu chính của dòng lưỡng dục BD1 trong vụ ðông Xuân qua các năm tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 53 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi 4.6. Tỷ lệ cây bất dục và thời gian nở hoa của dòng lưỡng dục BD1 ở các thời vụ ðông Xuân 2007 - 2008 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 54 4.7. Mật ñộ và tỷ lệ cây bất dục trên các công thức nhân dòng lưỡng dục BD1 trong vụ ðông Xuân 2007 - 2008 tại Nha Hố - Ninh Thuận 56 4.8. Một số chỉ tiêu về năng suất trên các công thức nhân dòng lưỡng dục BD1 trong vụ ðông Xuân 2007 - 2008 tại Nha Hố - Ninh Thuận 57 4.9. Một số chỉ tiêu của dòng mẹ trên các công thức tỷ lệ bố mẹ trong vụ ðông Xuân 2007 - 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 60 4.10. Thành phần, vai trò của các loài côn trùng và nhện có mặt trên cây bông trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 61 4.11. Thành phần các loài côn trùng có hoạt ñộng thụ phấn trên cây bông trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 63 4.12. Số lượng (*) xuất hiện của các loài trên ruộng bông trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 65 4.13. Số lượt vào hoa bông của các loại ong trên ruộng thí nghiệm trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 65 4.14. Mật ñộ côn trùng trước và sau khi phun thuốc trên cây bông trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 72 4.15. Tỷ lệ ñậu quả của bông trên các công thức trước và sau thời ñiểm phun thuốc hóa học trong vụ Hè Thu 2008 tại Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 73 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii 4.16. Một số yếu tố cấu thành năng suất của dòng mẹ trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 75 4.17. ðặc ñiểm hình thái và cấu trúc quả lai trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 76 4.18. Chất lượng hạt lai trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 77 4.18 (tiếp). Chất lượng hạt lai trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 77 4.19. Chi phí khử ñực, thụ phấn trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận. 79 4.20. Chi phí sản xuất trên các công thức thụ phấn trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận. 80 4.21. Giá thành hạt giống bông lai trên các công thức trong vụ Hè Thu 2008 tại xã Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận. 81 4.22. Tỷ lệ phân ly bất dục/hữu dục trên các dòng mẹ trong vụ ðông Xuân 2008 - 2009 tại Mỹ Sơn, Ninh Sơn, Ninh Thuận 83 4.23. Tình hình sâu bệnh hại chính trên các dòng bố mẹ trong vụ ðông Xuân 2008 - 2009 tại Mỹ Sơn, Ninh Sơn, Ninh Thuận 84 4.24. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng mẹ trong vụ ðông Xuân 2008 - 2009 tại Mỹ Sơn, Ninh Sơn, Ninh Thuận 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… viii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1. Cấu trúc hình thái cây và trình tự ra hoa ñậu quả của cây bông 17 4.1. Hình thái hoa dạng bất dục và hữu dục của một số dòng lưỡng dục có triển vọng 40 4.2. Một số hình ảnh về nụ, hoa và quả của một số dòng lưỡng dục có triển vọng 42 4.3. Hạt phấn của dạng bất dục và dạng hữu dục của một số dòng lương dục 42 4.4. Một số hình ảnh về dòng lưỡng dục G.557.S2-1 47 4.5. Một số hình ảnh về dòng lưỡng dục G.1247.11-6 49 4.6. Một số hình ảnh về vườn nhân giống các dòng lương dục trong vụ ðông Xuân 2006 -2007 tại Nha Hố - Ninh Sơn - Ninh Thuận 50 4.7. Một số hình ảnh thí nghiệm sản xuất hạt lai cho tổ hợp BD1/D209 trong vụ hè Thu 2008 tại thôn ðồng Mé, Mỹ Sơn - Ninh Sơn - Ninh Thuận 66 4.8. Tuyến mật trên lá, nụ và hoa của dòng lưỡng dục 67 4.9a. Một số hình ảnh về hoạt ñộng vào hoa của các loại ong và côn trùng thụ phấn 68 4.9b. Một số hình ảnh về hoạt ñộng vào hoa của các loại ong và côn trùng thụ phấn 69 4.9c. Một số hình ảnh về hoạt ñộng vào hoa của các loại ong và côn trùng thụ phấn 70 4.10. Một số hình ảnh về sản xuất hạt lai và con lai của các dòng mẹ lưỡng dục kháng sâu 87 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 1 1. MỞ ðẦU 1.1 Tính cấp thiết Cây bông (Gossypium malvacearum L.) là cây công nghiệp quan trọng, có giá trị kinh tế cao và sản phẩm ña dạng. Hiện tại, toàn thế giới có hơn 80 quốc gia trồng bông với diện tích 30-34 triệu ha/năm, tổng giá trị hàng hóa 20 tỷ USD; ñược trồng nhiều nhất ở Ấn ðộ, Mỹ, Trung Quốc, Pakistan, Uzbekistan, Brazil, Thổ Nhĩ Kỳ . (ICAC, 2007) [26]. Trước năm 1960, giống thuần là loại hình giống duy nhất sử dụng trong sản xuất bông ở các nước. Từ 1960 trở ñi, hướng nghiên cứu sử dụng ưu thế lai dần ñược ñẩy mạnh, tập trung nhiều nhất ở Ấn ðộ, Mỹ, Ai Cập, Israel, Trung Quốc, Pakistan, Brazil, Liên Xô cũ . (Hsu và Gale, 2001) [24]. Israel hiện là nước có tỷ lệ diện tích sản xuất trồng bằng giống lai cao nhất (hơn 80%). Ấn ðộ là nước ñầu tiên sử dụng giống bông ưu thế lai H4 với mục ñích thương mại từ năm 1970; ñến nay, hơn 40% diện tích sản xuất bông của nước này ñược trồng bằng các giống lai. ðặc biệt, Trung Quốc, hiện ñứng ñầu thế giới về sản xuất và tiêu thụ bông vải, có tới gần 50% diện tích với ña phần diện tích sản xuất sử dụng giống lai (ICAC, 2007) [26]. Tại Việt Nam, nghiên cứu sử dụng ưu thế lai trên cây bông bắt ñầu từ những năm 1980 và phóng thích giống lai ñầu tiên L18 năm 1995. Từ ñó ñến nay, 3 thế hệ giống lai ñã ñược ñưa vào sản xuất; lần lượt từ thế hệ 1 gồm L18, VN20 và VN35 (có ưu thế lai cao về sinh trưởng và năng suất, phẩm chất xơ ñạt yêu cầu); ñến thế hệ 2 gồm VN15 và VN01-2 (cải tiến tính kháng sâu xanh, rầy xanh và phẩm chất xơ); và sang thế hệ 3 gồm VN04-3, VN04-4 và VN04-5 (cải tiến tỷ lệ xơ và phẩm chất xơ). Các giống lai này ñã góp phần tăng năng suất lên 1,5 ñến 2,0 lần (0,6-0,7 tấn/ha lên 1,0-1,2 tấn/ha) [1]. . hành thực hiện ñề tài Nghiên cứu sử dụng tính bất dục ñực nhân trong sản xuất hạt giống bông lai F 1 tại Nha Hố, Ninh Sơn, Ninh Thuận . 1.2 Mục ñích và. Nghiên cứu sử dụng tính bất dục ñực gen trong tạo giống bông lai trên thế giới Qua kinh nghiệm sản xuất hạt giống bông lai ở một số nước, ñặc biệt là ở