Nghiên cứu đánh giá một số chỉ tiêu sinh hóa và đặc tính nông học các cá thể f1, f2 của các tổ hợp lai lúa có định hướng ngắn ngày, năng suất cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HỒNG THỊ TÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH HĨA VÀ ĐẶC TÍNH NƠNG HỌC CÁC CÁ THỂ F1, F2 CỦA CÁC TỔ HỢP LAI LÚA CÓ ĐỊNH HƯỚNG NGẮN NGÀY, NĂNG SUẤT CAO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Bình Định, năm 2017 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Người hướng dẫn : TS Lưu Văn Quỳnh Phản biện 1: TS Hồ Huy Cường Phản biện 2: TS Nguyễn Thị Tố Trân Luận văn bảo vệ Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh học thực nghiệm, ngày 31 tháng năm 2017 Trường Đại học Quy Nhơn Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin tư liệu, Trường Đại học Quy Nhơn - Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Quy Nhơn ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Cây lúa (Oryza sativa L.) trồng có nguồn gốc từ lâu đời, gắn liền với q trình phát triển lồi người trở thành lương thực Châu Á nói chung, người Việt Nam nói riêng Theo tổ chức FAO, năm 2015 diện tích trồng lúa giới không ngừng tăng, khoảng 165 triệu với sản lượng đạt 749,1 triệu (tăng 1% so với năm 2014) có xu tăng năm Việt Nam nước có sản xuất lúa gạo phát triển, đứng thứ ba giới sau Ấn Độ Thái Lan Trong năm 2015, diện tích trồng lúa khoảng 7,9 triệu sản lượng đạt 6,58 triệu Dân số giới ngày tăng, thách thức đặt cho nhân loại đất trồng nông nghiệp giảm (1,5 tỷ ha) vào năm 2050, nước tưới cho nông nghiệp giảm, phải tăng sản lượng lương thực gấp đôi Ở Việt Nam, diện tích gieo trồng lúa giảm trung bình 58,700 ha/năm; diện tích canh tác lúa giảm 325,000 ha.Sự thay đổi khí hậu diễn biến phức tạp cho sản xuất lúa gạo tương lai Thực tế cho thấy sản xuất giống lúa dài ngày gặp rủi ro lớn, ví dụ trận lũ ngày – 8/9/2009 tỉnh Quảng Nam Quảng Ngãi sản xuất giống lúa có TGST 120 ngày bị hàng ngàn không kịp thu hoạch, giống chín sớm 120 ngày cho suất cao, thu hoạch an tồn, nơng dân bội thu Trước thách thức đó, địi hỏi nhà khoa học phải nghiên cứu đưa giải pháp thiết thực, hiệu nhằm giảm thiểu tác động thời tiết, tăng suất, sản lượng lúa, đảm bảo an ninh lương thực phát triển nông nghiệp bền vững vùng Tuy nhiên, giống lúa sử dụng chủ yếu vùng duyên hải Nam Trung nói chung địa phương tỉnh Bình Định nói riêng đa số giống có suất cao phẩm chất gạo thấp, số giống có TGST dài, khả chống chịu sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh bất lợi như: Q5, Khang dân 18, ĐV108, IR7494, Xi23, NX30… Vì việc nghiên cứu tuyển chọn giống lúa có TGST ngắn, có suất, chất lượng khá, nhiễm sâu bệnh hại nhằm bổ sung vào cấu giống lúa, tạo điều kiện thuận lợi để bố trí mùa vụ, tránh thiên tai hạn hán, lũ lụt vùng canh tác điều kiện khí hậu biến đổi thực cần thiết Xu hướng chọn tạo phát triển giống lúa ngắn ngày, suất cao mục tiêu nhà chọn tạo giống lúa giới Việt Nam nhiều năm qua Một giống lúa ngắn ngày yêu cầu TGST 100 ngày, thẳng đứng, xanh đậm có khả tiếp nhận ánh sáng đạt hiệu suất quang hợp cao, có sức sinh trưởng mạnh, tạo sinh khối nhanh, chống chịu sâu bệnh điều kiện bất lợi thời tiết Để tìm giống lúa cho suất cao có TGST ngắn để phục vụ cho nhu cầu tăng vụ mang lợi nhuận cho người nơng dân trường nông nghiệp, Viện khoa học không ngừng tiến hành cơng tác lai tạo để tìm giống lúa tốt Vì vậy, chúng tơi tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu đánh giá số tiêu sinh hóa đặc tính nơng học cá thể F1, F2 tổ hợp lai lúa có định hướng ngắn ngày, suất cao” Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Đánh giá cá thể lai chọn lọc tổ hợp thơng qua tiêu sinh hóa nông học - Tạo nguồn vật liệu triển vọng phục vụ công tác tạo giống lúa ngắn ngày, suất cao Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1 3.1 Ý nghĩa khoa học - Cung cấp thêm liệu số tiêu sinh hóa, nơng học lai tổ hợp ngắn ngày phục vụ nghiên cứu tạo giống lúa - Giúp cho nhà chọn giống chọn lọc có hiệu 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chọn tạo số dịng lúa lai ngắn ngày, có triển vọng Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, phân loại 1.2 Lược sử nghiên cứu 1.2.1 Tình hình sản xuất nghiên cứu lúa giới 1.2.2 Tình hình sản xuất nghiên cứu lúa Việt Nam 1.2.3 Tình hình sản xuất nghiên cứu lúa Bình Định 1.3 Đặc điểm sinh trưởng phát triển lúa 1.4 Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến q trình sinh lý, sinh hóa lúa CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Gồm lai F1 F2 tổ hợp lai thực sở Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ Bảng 2.1 Danh sách tổ hợp lai tham gia thí nghiệm STT Tổ hợp lai ANS2 / J02 ANS2 / ML202 ANS2 / No1 2.2 Nội dung nghiên cứu - Đánh giá tiêu sinh hóa, đặc tính nông học lai tổ hợp lai hệ F1 có định hướng ngắn ngày, suất cao - Đánh giá số tiêu nông học suất cá thể chọn lọc hệ F2 2.3 Địa điểm, phạm vi thời gian nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu đề tài: thực với tổ hợp lai theo định hướng ngắn ngày, suất cao Trong đó: + Ở hệ F1 tập trung đánh giá tiêu sinh hóa, nơng học cá thể tổ hợp nghiên cứu + Ở hệ F2 đánh giá số tiêu nông học suất cá thể chọn lọc tổ hợp nghiên cứu - Địa điểm nghiên cứu: Thí nghiệm bố trí sở Viện Khoa học Kỹ Thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ, Nhơn Hưng, An Nhơn, Bình Định Đánh giá tiêu phịng thí nghiệm Sinh hóa trường Đại học Quy Nhơn Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ - Thời gian nghiên cứu: Vụ HT 2016 ĐX 2017 2.4 Nội dung phương pháp bố trí thí nghiệm 2.4.1 Nội dung - Nghiên cứu đánh giá số tiêu sinh hóa, nông học cá thể tổ hợp lai nghiên cứu hệ F nhà lưới Bao gồm tiêu như: + Các tiêu sinh hóa như: hàm lượng dạng diệp lục lá, hàm lượng dạng nước lá, sinh khối tích lũy + thời gian sinh trưởng (ngày) + Chiều cao (cm) + Về sức sinh trưởng + Chỉ tiêu yếu tố cấu thành suất suất + Chỉ tiêu phẩm chất hạt - Đánh giá tiêu nông học suất cá thể chọn lọc tổ hợp nghiên cứu hệ F2 đồng ruộng Bao gồm tiêu như: + Thời gian sinh trưởng (ngày) + Chiều cao (cm) + Chiều dài (cm) + Số hạt/ + Dạng hạt + Năng suất thực thu 2.4.2 Bố trí thí nghiệm Bố trí thí nghiệm nhà lưới ruộng trồng sở Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định Ở hệ F1, tổ hợp lai gieo 50 hạt cho 50 Thí nghiệm bố trí cấy cấy quần thể bụi cấy dảnh Mật độ cấy 20 x 20 cm Tuổi mạ cấy 15 ngày Ở hệ F2, tổ hợp lai cấy từ 1000 – 1500 Thí nghiệm bố trí cấy cấy quần thể bụi cấy dảnh Mật độ cấy 20 x 20 cm Tuổi mạ cấy 15 ngày 2.4.3 Phương pháp chọn lọc dòng phân ly hệ lấy mẫu Sử dụng phương pháp chọn lọc phả hệ để chọn lọc lai theo yêu cầu 2.5 Các tiêu theo dõi phương pháp xác định Căn vào Quy phạm khảo nghiệm DUS (QCVN 01-652011/ BNNPTNT), VCU (QCVN 01-55-2011/BNNPTNT) để theo dõi cho tiêu hình thái, sinh hóa, nơng học, suất, tính chống chịu phẩm chất gạo 1 2.5.1 Chỉ tiêu thời gian sinh trưởng - Thời gian trổ bông: số ngày từ bắt đầu trổ đến kết thúc trổ Định kỳ ngày theo dõi tốc độ trổ bụi đánh dấu thí nghiệm (từng tổ hợp nghiên cứu) + Thời gian bắt đầu trổ: 10% có bơng nhú khỏi đòng + Thời gian kết thúc trổ bơng: 80% có bơng nhú khỏi địng - Tổng TGST: Tính số ngày từ gieo đến 85% số hạt/bơng chín 2.5.2 Chỉ tiêu nông học Phương pháp đánh giá áp dụng theo tiêu chuẩn IRRI, 1996 - Chiều cao cây: Đo từ mặt đất đến đỉnh cao (không kể râu hạt), theo dõi bụi thí nghiệm giữ cố định bụi đo cho lần đo - Động thái tăng trưởng chiều cao: Bắt đầu theo dõi, đo đếm từ lúa bén rễ hồi xanh đến lúa đạt chiều cao cuối Tiến hành theo dõi bụi thí nghiệm giữ cố định bụi đo cho lần đo + Giai đoạn sinh trưởng: đo từ mặt đất đến chóp cao (tiến hành ngày/lần) + Giai đoạn sinh thực: đo từ mặt đất đến chóp bơng (đo chiều cao lần cuối cùng, đo vào giai đoạn chín) - Tốc độ tăng trưởng chiều cao = (chiều cao lần sau – chiều cao lần trước) - Động thái đẻ nhánh: Theo dõi số nhánh định kỳ ngày/lần, theo dõi từ lúc bén rễ hồi xanh đến kết thúc đẻ nhánh Tiến hành theo đếm số nhánh với đo chiều cao Theo dõi bụi thí nghiệm giữ cố định bụi đo cho lần đo - Tốc độ đẻ nhánh = (số nhánh lần sau - số nhánh lần trước) 2.5.3 Chỉ tiêu sinh hóa phương pháp phân tích - Tăng trưởng sinh khối qua thời điểm sinh trưởng: Cân khối lượng khô trước sau phơi sấy của tổ hợp nghiên cứu vào giai đoạn 25, 40, 60 NSC chín (lấy thân, lá, rễ) Sau đem phơi ánh nắng Mặt Trời sấy 800C cân khối lượng khơ khơng đổi, đơn vị tính gram Sinh khối tích lũy (g/cây) = (khối lượng chất khô lần trước – khối lượng chất khô lần sau) - Hàm lượng nước tổng số lá: Cân khối lượng tổ hợp trước sau sấy nhiệt độ 1050C đến khối lượng không đổi, cân lại khối lượng khô Xác định theo công thức: m (%) = (m1−m2)∗100 m1 Trong đó: m1 khối lượng tươi trước sấy m2 khối lượng sấy nhiệt độ 1050C - Hàm lượng nước tự do: - Hàm lượng nước liên kết: - Hàm lượng diệp lục lá: Cân m (g) bỏ gân lớn, cho vào cối nghiền với cồn etylic bột CaCO3 Sau lọc dịch chiết máy bơm chân khơng, kết thu dịch chiết diệp lục Mỗi tổ hợp lặp lại lần Đo dịch chiết máy so màu quang phổ bước sóng 649 nm, 665 nm, 654 nm Sau tính hàm lượng diệp lục a, b a+b Cơng thức tính hàm lượng diệp lục a, b a+b: Ca (mg/l) = 13,70 E665 – 5,76 E649 Cb (mg/l) = 25,80 E649 – 7,60 E665 C (a+b) (mg/l) = 6,10 E665 + 20,04 E649 =25,1 E654 Lượng sắc tố/1g tươi tính theo cơng thức: A = C.V/m.1000 Trong đó: A hàm lượng sắc tố tính mg/g tươi; C hàm lượng sắc tố (mg/l); V thể tích dịch chiết sắc tố (ml); m 10 Cấp Dạng hạt D/R Quá dài >7,5 Dài 6,6 – 7,5 Trung bình 5,51 – 6,6 Ngắn 3 Dài 2,1 – Trung bình 1,1 – Bầu tròn