Theo phương pháp của Tang et al., (1991). Bước 1: Chuẩn bị mẫu
- Tách vỏ trấu và đo ẩm độ hạt gạo.
- Nghiền mịn và cân mẫu (100 mg với ẩm độ 12%). Bước 2: Hòa tan mẫu
- Thêm 0,2 ml ethanol 95% có chứa 0,025% thymol blue.
- Thêm 0,2 ml KOH 0,2 N. Sau đó khuấy đều bằng máy Vortex.
- Đậy nắp kỹ và đun trong nồi cách thủy (nhiệt độ là 1000C) khoảng 5 phút. - Lấy ra, để yên trong 5 phút và sau đó làm lạnh trong nồi nước đá 10 phút. Bước 3: Đọc và ghi kết quả
- Để ống nghiệm nằm ngang trên bề mặt bằng phẳng, để gel chạy từ từ, sau một giờ tiến hành đo chiều dài thể gel (từ đáy đến mí trên của thể gel).
- Đánh giá độ bền thể gel theo thang điểm của IRRI (1996) như được trình bày ở Bảng 2.6.
Bảng 2.6 Phân cấp độ bền thể gel theo thang đánh giá của IRRI (1996) CẤP Chiều dài thể gel (mm) Loại độ bền thể gel
1 80-100 Rất mềm
3 61-80 Mềm
5 41-60 Trung bình
7 35-40 Cứng
9 <35 Rất cứng
2.3.2.7 Trắc nghiệm tính thơm bằng KOH 1,7% (IRRI, 1988)
Bước 1: Chuẩn bị mẫu
- Lấy khoảng 30-40 hạt gạo cho vào ống nghiệm 15 ml
- Bơm vào mỗi ống nghiệm 5 ml KOH 1,7%, đậy kín ống nghiệm bằng giấy bạc. Bước 2: Đun và ngửi mùi
- Mang ống cho vào Waterbath đun ở 500C trong 30 phút.
- Sau đó đem ra ngửi mùi (5 người ngửi ở 3 mức độ: thơm, thơm nhẹ và không thơm, tính kết quả trung bình)
So sánh kết quả và cho kết luận sau cùng.
2.3.2.8 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn giai đoạn mạ (IRRI, 1997)
Bước 1: Hạt giống được ngâm ủ cho nảy mầm. Giống IR28, IR29 được chọn làm giống chuẩn nhiễm, Đốc Phụng được chọn làm giống chuẩn kháng.
Bước 2: Gieo mỗi hạt nảy mầm trên mỗi lỗ trên các tấm xốp (10 lỗ tương ứng với 20 hạt/giống/dòng). Trong 3 ngày đầu chỉ để cây con trên khay xốp chứa đầy nước cất. (Lưu ý: Giữ cây con nguyên vẹn, hạn chế tác động đến cây con. Bất kỳ thiệt hại nào cho các rễ nhỏ, chồi sẽ phá hủy cơ chế chịu mặn chính của lúa).
Bước 3: Sau 3 ngày, khi cây con phát triển tốt, thay thế nước cất với dung dịch dinh dưỡng mặn. (Lưu ý: Hằng ngày kiểm tra mực nước, thêm nước cất đúng 3 lít vào các khay thử mặn).
Bước 4: Đổi mới mỗi 8 ngày các dung dịch dinh dưỡng và duy trì pH 5,0 hàng ngày. Ghi nhận diễn biến của mặn bằng EC (đơn vị của dung dịch dS m-1) (EC là nồng độ dung dịch muối NaCl).
- Công thức qui đổi EC đơn vị “dS m-1” thành “‰”. ‰ = EC x 0,64
Bước 5: Đánh giá khả năng chịu mặn:
- Thường xuyên theo dõi thí nghiệm, đến khi giống chuẩn nhiễm (IR28, IR29) gần như chết hoàn toàn (cấp 9).
- Đánh giá cấp chống chịu mặn: Sử dụng tiêu chuẩn đánh giá (xem Bảng 2.7) trong đánh giá các triệu chứng nhiễm mặn.
Bảng 2.7 Tiêu chẩn đánh giá chống chịu mặn (IRRI, 1997)
2.3.2.9 Phương pháp lấy chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất
* Thời gian sinh trưởng (ngày): từ khi lúa nẩy mầm cho đến ngày thu hoạch. * Chiều cao cây (cm): được đo từ mặt đất đến chóp bông của chồi cao nhất.
* Chiều dài bông (cm): đo từ cổ bông đến chóp hạt cuối cùng của bông, đo ngẫu nhiên 3 bông/bụi và tính trung bình.
*Tổng số chồi: đếm tổng số chồi lúc thu hoạch.
*Số hạt chắc/bông (hạt): đếm tổng số hạt chắc/bông của 3 bông và tính trung bình. *Trọng lượng 1000 hạt (g): cân trọng lượng 1000 hạt và quy trọng lượng về độ ẩm chuẩn (14%).
W0: Trọng lượng mẫu lúc cân. H0: Ẩm độ lúc cân
W14%: Trọng lượng hạt ở ẩm độ 14% (g)
*Phần trăm hạt chắc =
Cấp Mô tả chịu chứng Đánh giá
1 Tăng trưởng bình thường, không có vết lá cháy Chống chịu tốt
3 Gần như bình thường, nhưng đầu lá hoặc vài lá có vết trắng, lá hơi cuốn lại
Chống chịu
5 Tăng trưởng chậm, hầu hết lá bị khô, một vài cây bị chết
Chống chịu trung bình
7 Tăng trưởng bị ngưng lại hoàn toàn, hầu hết lá bị khô, nhiều cây bị chết
Nhiễm
9 Tất cả cây bị chết hoặc khô Rất nhiễm
86 ) 100 ( 0 0 % 14 H W W Tổng chắc (hạt) Tổng chắc + tổng lép
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 ĐẶC ĐIỂM CÂY CHA MẸ BAN ĐẦU
Dòng CTUS1 được chọn làm mẹ và dòng CTUS8 được chọn làm cha, nhận từ phòng thí nghiệm Chọn giống và ứng dụng Công nghệ sinh học thuộc bộ môn Di truyền giống Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, Đại học Cần Thơ.
Kết quả lai tạo
Các dòng cha mẹ đã được trồng riêng biệt trong từng chậu và tiến hành lai tạo khi bắt đầu trổ. Do 2 dòng CTUS1 và CTUS8 đã được xử lý đột biến phá bỏ được đặc tính chịu ảnh hưởng bởi quang kỳ của lúa mùa nên 2 dòng đã có thời gian trổ bông tương đương nhau (với dòng cha CTUS8 là 128 ngày và dòng mẹ CTUS1 là 124 ngày), góp phần thuận lợi cho việc lai tạo.
Kết quả lai tạo thu được một số hạt lai và được đặt tên là THL20.
3.2 THẾ HỆ F1
Thời gian sinh trưởng của cây F1 trung bình là 109 ngày so với dòng cha CTUS8 (117 ngày) và dòng mẹ CTUS1 (105 ngày) trồng đối chứng. Theo Yosida (1972) (được biên dịch bởi Trần Minh Thành, 1981), các giống lúa có thời gian sinh trưởng khoảng 90 ngày, nếu cấy khoảng 100 ngày là thời gian ngắn nhất, hợp lý nhất để đạt năng suất cao. Với đặc điểm này thì các THL20 bước đầu được đánh giá là đã được một trong các tiêu chí về giống có tiềm năng về năng suất cao.
Chiều cao của cây F1 trung bình là 174 cm, cao vượt trội so với dòng mẹ CTUS1 (129 cm) và dòng cha CTUS8 (155 cm) trồng đối chứng. Điều này thể hiện đặc tính ưu thế lai của con lai so với dòng cha mẹ ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu nông học của cây F1
3.3 THẾ HỆ F2
3.3.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất
Đây là thế hệ có các cá thể có sự phân ly di truyền rất lớn, điều này rất có ý nghĩa trong công tác chọn giống. Thế hệ F2 chọn ngẫu nhiên 200 hạt đem trồng trong nhà lưới, theo dõi sự phân ly về chỉ tiêu nông học, ghi nhận, đánh giá, kết hợp chọn các cá thể có chỉ tiêu nông học theo hướng chiều cao cây thấp và thời gian sinh trưởng ngắn. Ở thế hệ cây F2 hạt F3 ta chọn được 18 dòng lai đáp ứng điều kiện thời gian sinh trưởng ngắn và chiều cao cây thấp để tách thành dòng.
Từ kết quả phân tích chỉ tiêu nông học ở Bảng 3.2 ta thấy 18 dòng lai được chọn đều phát triển rất tốt thể hiện qua các chỉ tiêu thời gian sinh trưởng, thấp cây… Điều này cho thấy 18 dòng lai được chọn đều có tiềm năng về năng suất.
Theo Bảng 3.2 ta thấy thời gian sinh trưởng của các dòng F2 thấp hơn so với dòng cha mẹ và biến thiên trong khoảng 94-117 ngày. Có 6 dòng lai có thời gian sinh trưởng ngắn hơn với dòng mẹ CTUS1 (105 ngày) là THL20-1, THL20-2, THL20-3, THL20-4, THL20-5, THL20-6 và 3 dòng lai THL20-7, THL20-8, THL20-9 với thời gian sinh trưởng gần bằng với dòng mẹ CTUS1 (105 ngày). 5 dòng lai với thời gian sinh trưởng dài nhất và tương đương với dòng cha CTUS8 (117 ngày) là THL20-14, THL20-15, THL20-16, THL20-17, THL20-18. Mức độ biến về thời gian sinh trưởng cho thấy các dòng lai F2 đang trong giai đoạn phân ly. Theo Jennings (1997) thời gian sinh trưởng do nhiều gen điều khiển cho nên sự phân ly có thể xảy ra ở cả hai đặc tính chín sớm và chín muộn.
Chiều cao cây là một trong những chỉ tiêu quan trọng góp phần năng cao năng suất của cây lúa (Nguyễn Ngọc Đệ, 2007). Bảng 3.2 cho thấy các dòng lai ở thế hệ F2 có sự khác biệt về chiều cao cây. Chiều cao cây biến thiên từ 97-165 cm, THL20-8 có chiều cao thấp nhất với 97 cm và THL20-6 với chiều cao cây là 165 cm là dòng lai có chiều cao cây cao nhất trong tất cả các dòng lai. So với dòng mẹ CTUS1 (129 cm) và dòng cha CTUS8 (155 cm) cho thấy các dòng lai ở thế hệ F2 có sự phân ly về chiều cao cây.
Số bông/bụi theo Bảng 3.2 ta thấy các dòng lai có mức độ biến thiên rộng từ 4-17 bông. THL20-3, THL20-12 có số bông/bụi thấp nhất với 4 bông và số
STT Chỉ tiêu CTUS1 CTUS8 Cây F1
1 TGST (ngày) 105 117 1095
bông/bụi cao nhất với 17 bông là của THL20-15 so với cả dòng cha CTUS8 (38 bông) và dòng mẹ CTUS1 (22 bông). Theo Nguyễn Đình Giao và ctv., (1997) đã khẳng định số bông có quan hệ nghịch với số hạt/bông và trọng lượng hạt. Nên khi tăng mật độ số bông trên một đơn vị diện tích sẽ tăng nhưng số hạt/bông và trọng lượng hạt sẽ giảm.
Theo Bảng 3.2 cho thấy hầu hết chiều dài bông của các dòng lai đều nhỏ hơn chiều dài bông của dòng cha CTUS8 (34,9 cm) và dòng mẹ CTUS1 (38,1 cm). Chiều dài bông biến thiên từ 22,5-32,7 cm. THL20-18 là dòng lai có chiều dài bông ngắn nhất với 22,5 cm và THL20-4 với chiều dài bông 32,7 cm là chiều dài bông dài nhất trong các dòng lai.
Số hạt chắc/bông của các dòng lai ở thế hệ F2 có mức độ biến động lớn, biến thiên từ 44-127 hạt. Dòng THL20-2 có số hạt chắc/bông cao nhất là 127 hạt và THL20-8 với 44 hạt chắc là dòng lai có số hạt chắc/bông thấp nhất trong tất cả các dòng lai thể hiện ở Bảng 3.2 trong khi dòng cha CTUS8 có số hạt chắc/bông là 113 hạt và dòng mẹ CTUS1 là 82 hạt chắc/bông. Theo Nguyễn Thạch Cân (1997) và Lệ Thị Dự (2000) cho rằng hoạt động của gen không cộng tính chiếm ưu thế trong sự điều khiển tính trạng số hạt chắc/bông.
Tỷ lệ hạt chắc/bông tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lý của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh (Nguyễn Thạch Cân, 1997 và Lệ Thị Dự, 2000). Kết quả trình bày qua Bảng 3.2 cho thấy các dòng có tỷ lệ hạt chắc/bông biến thiên từ 39,13-83,03%, dòng THL20-8 có tỷ lệ hạt chắc/bông thấp nhất là 39,13%, dòng THL20-2 có tỷ lệ hạt chắc/bông 83,13% là dòng có tỷ lệ hạt chắc/bông cao nhất, so với dòng cha CTUS8 là 84,78% và 74,87% là của dòng mẹ CTUS1.
Trọng lượng 1000 hạt của các dòng lai trong Bảng 3.2 biến thiên từ 21,91- 30,51 g, trong đó THL20-4 là dòng lai có trọng lượng 1000 hạt thấp nhất 21,91 g và THL20-13 là dòng lai có trọng lượng 1000 hạt cao nhất, so với dòng cha CTUS8 là 23,32 g và 25,23 g là của dòng mẹ CTUS1. Phần lớn các giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20-30 g (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Bảng 3.2 Một số chỉ tiêu nông học của 18 dòng thế hệ F2
TGST: thời gian sinh trưởng; CC: chiều cao cây; B/B: số bông trên bụi; DB: chiều dài bông; TL1000 hạt: trọng lượng 1000 hạt; C/B: số hạt chắc trên bông; TLHC: tỷ lệ hạt chắc trên bông
3.3.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng thế hệ F2
Có 18 dòng lai thế hệ F2 được chọn tiến hành thanh lọc khả năng chống chịu mặn ở giai đoạn mạ với 12‰, 14‰, 16‰, 18‰ để chọn ra dòng có khả năng chống chịu mặn cao nhất. Sau khi được xử lý nảy mầm, tiến hành sắp xếp các hạt đã mọc mầm vào khay thử mặn để ngâm trong nước lạnh 3 ngày, tiếp đó thay dung dịch thử mặn vào khay thử mặn, khi thấy giống IR28 chết hoàn toàn (cấp 9) thì tiến hành lấy chỉ tiêu. STT Tên giống/dòng TGST (ngày) CC (cm) B/B DB (cm) C/B (hạt) TLHC (%) TL 1000 hạt (g) 1 THL20-1 94 142 6 29,5 96 76,08 27,25 2 THL20-2 94 129 7 29 127 83,03 28,77 3 THL20-3 94 100 4 24,8 62 71,84 29,64 4 THL20-4 94 133,5 8 32,7 73 55,48 21,91 5 THL20-5 94 130 8 28,2 105 79,08 28,83 6 THL20-6 98 165 10 30,3 86 56,91 25,88 7 THL20-7 106 115 8 26,3 88 54,43 24,92 8 THL20-8 106 97 7 27 44 39,13 29,50 9 THL20-9 106 107 10 25 89 48,50 22,85 10 THL20-10 114 145 14 27,8 60 48,61 21,96 11 THL20-11 114 105 8 29,7 67 44,34 26,47 12 THL20-12 114 148 4 30,5 65 44,09 26,62 13 THL20-13 114 147 9 32,3 76 55,72 30,51 14 THL20-14 117 118 7 26 69 70,60 24,71 15 THL20-15 117 108 17 29,5 55 45,47 23,20 16 THL20-16 117 133 11 30,5 75 60,55 23,62 17 THL20-17 117 150 8 30,2 73 61,42 28,48 18 THL20-18 117 102 7 22,5 50 61,27 23,96 19 CTUS1 105 129 22 38,1 82 74,87 25,23 20 CTUS8 117 155 38 34,9 113 84,78 23,32
Sự thay đổi nồng độ mặn, chỉ số EC và pH
Bảng 3.3 Sự thay đổi nồng độ mặn chỉ số EC và pH ở 12‰, 14‰ (trung bình 3 khay)
Ngưỡng chống chịu của cây lúa là EC=4dS m-1
(2,56‰) (Sathish et al., 1997). Còn theo Grattan et al. (2002), thì ngưỡng chống chịu mặn đang được công bố cho cây lúa có giá trị EC=3 dS m-1
(1,92‰). Theo Bảng 3.3, diễn biến nồng độ dung dịch cho thấy nồng độ dung dịch có sự thay đổi qua từng ngày, nhưng nồng độ giảm không đáng kể. Theo Saneoka et al. (1992), thì phần lớn cây sử dụng muối như là một chất thẩm thấu để cân bằng nồng độ môi trường bên ngoài. Có thể do nguyên nhân cây hấp thu muối để sử dụng mà nồng độ dung dịch có sự thay đổi qua từng ngày.
Đánh giá khả chống chịu mặn của 18 dòng lai
Ngày thứ 12 ở nồng độ 16‰ khi IR28 ở cấp 9 cấp rất nhiễm thì giống Đốc Phụng ở cấp 5 cấp chống chịu trung bình. Mức độ chống chịu mặn của các dòng lai và dòng cha, mẹ đều ở cấp 9 cấp rất nhiễm.
Ngày thứ 11 ở nồng độ 18‰ thì hầu hết các dòng không còn khả năng chống chịu mặn và đều được đánh giá ở cấp 9 cấp rất nhiễm.
Ngày Nồng độ 12‰ Nồng độ 14‰ pH EC (dS m-1) ‰ pH EC (dS m-1) ‰ 0 5,00 18,75 12,00 5,00 21,88 14,00 1 4,98 18,95 12,13 4,98 22,13 14,16 2 4,88 19,17 12,27 4,98 22,46 14,37 3 4,97 19,35 12,38 4,78 22,16 14,18 4 4,86 18,84 12,06 4,88 22,08 14,13 5 4,78 18,79 12,03 4,97 21,97 14,06 6 4,28 18,71 11,97 5,25 21,82 13,96 7 6,00 18,68 11,96 4,76 21,78 13,94 8 5,00 18,75 12,00 5,00 21,88 14,00 9 4,86 18,78 12,02 5,62 21,89 14,01 10 4,50 18,73 11,99 4,99 21,84 13,98 11 4,55 18,69 11,96 4,97 21,78 13,94 12 4,28 18,64 11,93 4,45 21,74 13,91 13 4,26 18,58 11,89 4,41 21,68 13,88
Qua thí nghiệm đánh giá khả năng chống chịu mặn của 18 dòng thế hệ F2 ta chọn được ở nồng độ 12‰ có 3 dòng lai chống chịu ở cấp 5 (THL20-3; THL20-10; THL20-15) và 4 dòng lai ở cấp 7 (THL20-2; THL20-5; THL20-16; THL20-17). Ở nồng độ 14 ‰ có 4 dòng lai chống chịu ở cấp 7 (THL20-5; THL20-10; THL20-15 ; THL20-16). Kết luận qua thí nghiệm đánh giá khả năng chống chịu mặn chọn được 7 dòng lai ưu tú (THL20-2; THL20-3; THL20-5; THL20-10; THL20-15; THL20- 16; THL20-17).
Hình 3.2 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F2 ở 12‰
(1.CTUS1; 2. CTUS8; 13. Đốc Phụng; 4. IR28; 11-16 lần lượt là các tổ hợp lai THL20-7, 8, 9, 10, 11, 12)
Hình 3.3 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn các dòng thế hệ F2 ở 12‰
Bảng 3.4 Đánh giá khả năng chịu mặn của 18 dòng thế hệ F2 và cha mẹ so với đối chứng ở 12‰, 14‰ STT Giống/dòng Nồng độ 12‰ Nồng độ 14‰ Mức phản ứng Cấp Mức phản ứng Cấp 1 THL20-1 RN 9 RN 9 2 THL20-2 N 7 RN 9 3 THL20-3 CCTB 5 RN 9 4 THL20-4 RN 9 RN 9 5 THL20-5 N 7 N 7 6 THL20-6 RN 9 RN 9 7 THL20-7 RN 9 RN 9 8 THL20-8 RN 9 RN 9 9 THL20-9 RN 9 RN 9 10 THL20-10 CCTB 5 N 7 11 THL20-11 RN 9 RN 9