Do cây cha mẹ ban đầu chưa thuần về mặt di truyền nên thế hệ F1 có sự khác biệt về các chỉ tiêu nông học như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số bông trên bụi được thể hiện ở Bảng 3.1
Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu nông học của thế hệ F1 và cây cha mẹ.
STT Tên dòng TGST (ngày) Cao cây (cm) Bông/bụi
1 BN3 x Lúa Sỏi 104 156 14 2 BN2 x Lúa Nhật 92 100 6 3 THL16-1 85 109 21 4 THL16-2 92 99 18 5 THL16-3 85 103 13 6 THL16-4 85 148 10 7 THL16-5 92 90 8 8 THL16-6 92 83 7 9 THL16-7 90 154 3
Thứ nhất, thời gian sinh trưởng của các cá thể lai biến thiên trong khoảng từ 85-92 ngày thấp hơn cây cha (104 ngày). Theo IRRI (1996), nhóm A0 có thời gian sinh trưởng từ 85-90 ngày, nhóm A1 từ 90-99 ngày. Như vậy, thời gian sinh trưởng các cá thể F1 thuộc nhóm A0 và A1.
Thứ hai, thấp nhất là THL16-6 chỉ với 83 cm, cao nhất là THL16-7 (154 cm). Chiều cao cây của các cá thể THL16-5 (90 cm) và THL16-2 (99 cm) được xem là lý tưởng về năng suất theo Akita (1989).
Thứ ba, đa số các cá thể F1 có số bông/bụi cao hơn so với cây mẹ (6 bông/bụi), trừ THL16-7. Trong 7 cá thể F1 THL16-6 có số bông/bụi cao nhất là 21 bông/bụi và thấp nhất là THL16-7 (3 bông/bụi).
Nhìn chung, tất cả con lai F1 đều có thời gian sinh trưởng ngắn tương tự như cây mẹ, chiều cao cây và số bông/bụi khác nhau thể hiện sự khác biệt giữa các cá thể lai so với cha mẹ.
3.1.2 Kết quả điện di protein tổng
Sau khi thu hạt F2 tiến hành chạy điện di protein tổng bằng phương pháp SDS- PAGE nhằm kiểm tra về sự phân ly của hạt F2.
Kết quả (Hình 3.1) cho thấy các hạt F2 (giếng 1) BN3 x Lúa Sỏi và BN2 x Lúa Nhật (giếng 2) có band Waxy ăn màu nhạt và band α-glutelin ăn màu đậm điều này chứng tỏ dòng lúa BN2 x Lúa Nhật và lúa BN3 x Lúa Sỏi có hàm lượng amylose thấp, protein cao và mềm cơm.
Hình 3.1 Phổ điện di protein tổng số hạt F2
Giếng 1: BN3 x Lúa Sỏi; Giếng 2: BN2 x Lúa Nhật; Giếng 3-5: THL16-6; Giếng 6-8: THL16-1; Giếng 9-10:
-glutelin 37-39 KDa
Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8* 9 10*
Từ Hình 3.1 ta thấy, các giếng hạt F2 (giếng 3-10) thể hiện khá rõ mức độ ăn màu đậm nhạt khác nhau, các giếng 5, 8, 10 có band Waxy ăn màu nhạt hơn các giếng còn lại. Ngoài ra, mức độ ăn màu của band α-glutelin giữa các giếng cũng không đồng nhất.
Quan sát phổ điện di protein tổng số hạt F2 (Hình 3.1) ta thấy mức độ ăn màu của với thuốc nhuộm Coomassie Brilliant Blue R250 không đồng đều, điều này cho thấy hạt F2 phân ly mạnh và chưa có sự thống nhất về mặt di truyền.
3.2 THẾ HỆ F2
Dựa theo các kết quả thu thập được ở thế hệ F1 như trình bày ở trên chọn được một số cá thể tốt như: THL16-1, THL16-2, THL16-3, THL16-5, THL16-6; kết hợp với cây cha mẹ để tiếp tục nhân thành dòng ở thế hệ F2.
3.2.1 Đặc tính nông học và thành phần năng suất
Thế hệ F2 là thế hệ mà các cá thể biểu hiện sự phân ly về mặt di truyền rất lớn, điều này rất có ý nghĩa trong công tác chọn giống. Tiến hành trồng các hạt F2 đã được chọn ở thế hệ F1, đồng thời theo dõi sự phân ly về các chỉ tiêu nông học trên từng cá thể được trồng. Từ đó, chọn ra những cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, dạng thân thẳng đứng, cứng cây. Ở thế hệ F2 ta chọn được 7 cá thể ưu tú.
Bảng 3.2 Một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất thế hệ F2
STT Tên dòng TGST (ngày) Cao cây (cm) Bông/ bụi Dài bông (cm) 1 BN3 x Lúa Sỏi 107 116 10 27 2 BN2 x Lúa Nhật 104 100 6 23 3 THL16-1-1 93 112 9 23,4 4 THL16-3-1 90 84 8 20,9 5 THL16-3-2 96 85 8 21 6 THL16-3-3 90 84 10 21,1 7 THL16-3-4 93 91 9 21,8 8 THL16-6-1 104 105 9 22,3 9 THL16-6-2 104 97 12 23
Kết quả Bảng 3.2, cho thấy có thời gian sinh trưởng thấp nhất là THL16-3-1 và THL16-3-3 (90 ngày) ngắn hơn cây cha (107 ngày) là 17 ngày. Các cá thể còn lại
Chiều cao cây ở thế hệ F2 được cải thiện khá tốt so với cây cha (BN3 x Lúa Sỏi) (116 cm). Cá thể THL16-3-1 và THL16-3-3 là hai cá thể có chiều cao cây thấp nhất đạt 84 cm, cao nhất là THL16-1-1 (112 cm) tuy cao hơn cây mẹ (BN2 x Lúa Nhật) 12 cm nhưng vẫn thấp hơn 4 cm so với cây cha.
Ở thế hệ F2, các cá thể đều đạt số bông nhiều hơn cây mẹ, cụ thể là THL16-6-2 đạt 12 bông/bụi cao hơn (BN3 x Lúa Sỏi) (10 bông/bụi) và cũng là cá thể đạt số bông cao nhất; trong tổng số 7 cá thể chọn được có THL16-3-1 và THL16-3-2 có số bông ít nhất (8 bông/bụi). Số bông trên từng bụi là một chỉ tiêu ảnh hưởng lớn đến thành phần năng suất.
Chiều dài bông ở thế hệ F2 cao nhất là 23,4 cm (THL16-1-1), thấp nhất là 20,9 cm (THL16-3-1), các dòng còn lại có chiều dài bông dao động trong khoảng từ 21-23 cm. Trong khi đó, cây cha có chiều dài bông là 27 cm và cây mẹ có chiều dài bông là 23 cm. Như vậy, chiều dài bông của thế hệ F2 có xu hướng thấp hơn hoặc bằng cây cha mẹ ban đầu.
3.2.2 Cứng cây
Thực hiện đo độ cứng của 7 dòng trong thế hệ F2 bằng máy đo dộ cứng IMADA để chọn ra những cây có độ cứng cao. Bảng 3.3 cho thấy độ cứng của các cây F2 tăng dần từ lóng 1 đến lóng 4.
Bảng 3.3 Độ cứng (N/m) lóng 1, 2, 3, 4 của thế hệ F2 so với cây cha mẹ
STT Tên dòng Lóng 1 Lóng 2 Lóng 3 Lóng 4 1 THL16-1-1 1,46 bcd 2,55 5,10 11,09c 2 THL16-3-1 1,69bc 3,42 7,52 14,77ab 3 THL16-3-2 2,52a 4,06 6,29 16,51a 4 THL16-3-3 1,01cd 1,95 4,10 11,60bc 5 THL16-3-4 1,38bcd 2,63 4,96 11,59bc 6 THL16-6-1 0,80d 2,63 5,34 10,36c 7 THL16-6-2 1,23cd 3,19 7,19 12,51bc
8 BN3 x Lúa Sỏi 2,09ab 4,03 7,42 12,83bc
9 BN2 x Lúa Nhật 1,74bc 3,77 7,71 16,10a
F * ns ns *
CV% 26,89 13,41
Ghi chú: *: khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5%; ns: không khác biệt
Lóng 1 có độ cứng biến thiên từ 0,8-2,52 (N/m), dòng có độ cứng lóng 1 lớn nhất là THL16-3-2 (2,52 N/m) lớn hơn độ cứng lóng 1 của cây cha mẹ (2,09-1,74 N/m) và dòng có độ cứng lóng 1 nhỏ nhất là THL16-6-2 (0,8 N/m). Độ cứng lóng 1 của các dòng THL16 ở thế hệ F2 và cây cha mẹ khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Ở lóng 2 độ cứng dao động từ 1,95- 4,06 N/m và lóng 3 nằm trong khoảng 4,1-7,52 N/m, độ cứng giữa các dòng THL16 (thế hệ F2) và cây cha mẹ không có sự khác biệt về mặt thống kê.
Lóng 4 của các dòng lai THL16 có độ cứng biến thiên trong khoảng từ 10,36-16,51 N/m, dòng có độ cứng lớn nhất là THL16-3-2 (16,51 N/m) và dòng THL16-6-1 có độ cứng lóng 4 nhỏ nhất (10,36 N/m). So với độ cứng lóng 4 của cây cha (BN3 x Lúa Sỏi) (12,83 N/m) và cây mẹ (BN2 x Lúa Nhật) (16,10 N/m) thì các dòng lai THL16 có độ cứng lóng 4 nhỏ hơn cây mẹ trừ dòng THL16-3-2 có độ cứng lóng 4 là 16,51 N/m lớn hơn cây cha mẹ. Độ cứng lóng 4 của các THL16 và cây cha mẹ khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%.
Độ cứng thân là một trong những yếu tố góp phần làm cho cây lúa cứng cáp hay yếu ớt. Theo Yoshida (1981), cho rằng độ cứng thân là yếu tố quan trọng góp phần làm giảm sự đổ ngã trên lúa. Theo Nguyễn Trọng Cần (2010), sự đổ ngã trên lúa thường xảy ra ở lóng 4 và có độ cứng lóng 4 biến thiên từ 2,53-2,7 N/m. Qua kết quả phân tích được ta thấy độ cứng lóng 4 của các dòng lai THL16 lớn hơn từ 4-6 lần so với kết quả của Nguyễn Trọng Cần (2010). Vì vậy, các dòng THL16 (thế hệ F2) trên là nguồn vật liệu tốt trong công tác chọn giống nên được tuyển chọn tiếp tục.
3.3 THẾ HỆ F3
Từ 7 dòng ở thế hệ F2 ta nhân lên thành thế hệ F3. Qua đánh giá các chỉ tiêu nông học như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, thành phần năng suất chọn được 5 cá thể như Bảng 3.4
3.3.1 Đặc tính nông học
Thời gian sinh trưởng của các dòng trong thế hệ F2 chênh lệch nhau từ 4-11 ngày, biến thiên trong khoảng từ 91-102 ngày, được xếp vào nhóm A1 và A2. Cá thể THL16-3-2-1 có thời gian sinh trưởng ngắn nhất (91 ngày) và thời gian sinh trưởng dài nhất là 102 ngày (THL16-3-1-2 và THL16-6-1-1). Như vậy, thời gian sinh
Yosida (1972), 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.
Bảng 3.4 Một số chỉ tiêu nông học của thế hệ F3
STT Tên dòng TGST (ngày) Cao cây (cm) Dài bông (cm)
1 BN3 x Lúa Sỏi 111 157 31,3 2 BN2 x Lúa Nhật 95 105 25,0 3 THL16-3-1-1 95 98 23,5 4 THL16-3-1-2 102 92 22,3 5 THL16-1-1-1 95 104 25,2 6 THL16-6-1-1 102 114 24,7 7 THL16-3-2-1 91 97 21,0
Chiều cao cây ở thế hệ F3 được cải thiện hơn so với cây cha (BN3 x Lúa Sỏi) (157 cm). Dòng THL16-3-1-2 có chiều cao thấp nhất (92 cm) và chiều cao cây của THL16-6-1-1 là 114 cm cao nhất trong các dòng lai. Chiều cao là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến sự đổ ngã của cây lúa theo Jennings et al. (1979). Ngoài ra, cao cây còn ảnh hưởng đến năng suất, theo Akita (1989) cao cây từ 90-100 cm được coi là lý tưởng về năng suất.
Chiều dài bông của các dòng lai THL16 dao động từ 21-25,2 cm, ngắn hơn so với cây cha (BN3 x Lúa Sỏi) khoảng 6,1-10,3 cm. Trong đó, THL16-1-1-1 có chiều dài bông là 25,2 cm dài nhất trong các dòng lai và chiều dài bông ngắn nhất (21 cm) là THL16-3-2-1. Nhìn chung, chiều dài bông của các dòng lai còn hạn chế so với cây cha mẹ.
3.3.2 Thành phần năng suất
Ở thế hệ F3, số bông/bụi của các dòng lai THL16 đa số đều cao hơn cây mẹ (BN2 x Lúa Nhật), cụ thể có 3 dòng đạt 9 bông/bụi (THL16-3-1-1, THL16-3-1-2 và THL16-1-1-1), dòng có số bông/bụi thấp nhất là THL16-6-1-1 (6 bông/bụi). Qua kết quả đó, cho thấy khả năng nảy chồi của THL16 còn khá thấp Bảng 3.5
So với cây cha mẹ thì hầu hết các dòng lai THL16 có số hạt chắc/bông thấp hơn, ngoại trừ THL16-6-1-1 có số hạt chắc/bông vượt trội đạt 203 hạt chắc/bông. Các dòng còn lại có số hạt chắc trên một bông từ 80-122 (hạt chắc/bông). Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), lúa sạ có trung bình từ 80-100 hạt trên bông và 100-120 hạt/bông đối với lúa cấy là cho năng suất cao trong điều kiện Đồng bằng Sông Cửu Long.
Như vậy, các dòng THL16 có thể xem là các dòng có tìm năng năng suất cao phù hợp sản xuất ở Đồng bằng Sông Cửu Long.
Về tỷ lệ hạt chắc/lép thì THL16-1-1-1 là thấp nhất (78,73%) và đạt tỷ lệ hạt chắc/lép cao nhất là THL16-6-1-1 (89,84%). Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), lúa đạt năng suất cao khi tỷ lệ hạt chắc/bông đạt trên 80%. Qua đó có thể kết luận rằng các dòng lai THL16 có năng suất cao trừ dòng THL16-1-1-1 (Bảng 3.5)
Bảng 3.5 Một số thành phần năng suất thế hệ F3
STT Tên dòng Bông/bụi Hạt chắc/bông (hạt/bông) TL hạt chắc/lép (%) 1 BN3 x Lúa Sỏi 12 167 87,28 2 BN2 x Lúa Nhật 7 142 81,99 3 THL16-3-1-1 9 122 88,14 4 THL16-3-1-2 9 113 85,18 5 THL16-1-1-1 9 120 78,73 6 THL16-6-1-1 6 203 89,84 7 THL16-3-2-1 7 80 80,40 TL: tỷ lệ 3.3.3 Một số chỉ tiêu phẩm chất
Hàm lượng amylose và hàm lượng protein
Qua Bảng 3.6, ta thấy tất cả các dòng THL16 đều có hàm lượng amylose thấp biến thiên trong khoảng 8,77-15,80%. Trong đó, dòng THL16-3-2-1 có hàm lượng amylose thấp nhất (8,77%) nhỏ hơn hàm lượng amylose của cây cha (14,55%) và cây mẹ (13,31%); hàm lượng amylose cao nhất là THL16-6-1-1 (15,80%), cao hơn so với cây cha mẹ. Hàm lượng amylose là đặc tính phẩm chất quan trọng quyết định đến sự mềm cơm hay cứng cơm. Các giống lúa có hàm lượng amylose thấp, cơm sẽ mềm bóng và vẫn giữ được các đặc tính này sau khi để nguội, còn các giống có hàm lượng amylose trung bình thì cơm xốp cả khi nấu và để nguội và các giống có hàm lượng amylose cao cơm sẽ cứng sau khi để nguội (Nguyễn Thị Trâm, 2001).
Hàm lượng protein của 5 dòng THL16 được trình bày ở Bảng 3.6 cho thấy hầu hết hàm lượng protein tăng hơn so với cha mẹ ban đầu. Cụ thể như sau: THL16-3-2-1 có hàm lượng protein cao nhất đạt 9,97% cao hơn cây cha 2,83%, cao hơn so với cây mẹ 2,98% và THL16-6-1-1 có hàm lượng protein thấp nhất (6,89%) tương
protein từ 6,99-9,67%. Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), gạo có hàm lượng protein càng cao thì càng có giá trị dinh dưỡng cao.
Bảng 3.6 Hàm lượng amylose và hàm lượng protein trên hạt F4
STT Tên dòng Hàm lượng amylose Hàm lượng
protein (%) % Phân nhóm 1 BN3 x Lúa Sỏi 14,55 Thấp 7,14 2 BN2 x Lúa Nhật 13,31 Thấp 6,99 3 THL16-3-1-1 14,75 Thấp 6,99 4 THL16-3-1-2 11,01 Thấp 9,46 5 THL16-1-1-1 12,04 Thấp 9,67 6 THL16-6-1-1 15,80 Thấp 6,89 7 THL16-3-2-1 8,77 Thấp 9,97 Độ bền thể gel
Kết quả phân cấp độ bền thể gel ở Bảng 3.7 cho thấy rằng tất cả các dòng lai THL16 đều rất mềm cơm. Riêng dòng THL16-1-1-1 có độ bền thể gel ở cấp 3, còn lại đều đạt cấp 1. Như vậy, các dòng lai đều giữ được đặc tính mềm cơm của dòng cha mẹ ban đầu. Từ kết quả phân tích độ bền thể gel ở Bảng 3.7 đối chiếu với kết quả phân tích hàm lượng amylose ở Bảng 3.6 là phù hợp. Vì lúa có hàm lượng amylose nhỏ hơn 24% thường có độ bền thể gel mềm (Jennings et al., 1979). Hàm lượng amylose và độ bền thể gel có liên quan chặc chẽ với nhau (Vương Đình Tuấn, 2001). Độ chảy của thể gel dài thường tương ứng với hàm lượng amylose thấp, gạo mềm cơm. Theo Khush et al. (1979), nhận định trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn sẽ được ưa chuộng nhiều hơn.
Bảng 3.7 Phân tích cấp độ bền thể gel trên dòng cha mẹ và hạt F4
STT Tên dòng Chiều dài (mm) Cấp Phân nhóm
1 BN3 x Lúa Sỏi 90 1 Rất mềm 2 BN2 x Lúa Nhật 90 1 Rất mềm 3 THL16-3-1-1 90 1 Rất mềm 4 THL16-3-1-2 90 1 Rất mềm 5 THL16-1-1-1 80 3 Mềm 6 THL16-6-1-1 90 1 Rất mềm 7 THL16-3-2-1 90 1 Rất mềm
Hình 3.2 Độ bền thể gel trên các dòng THL16-1-1-1 và THL16-3-2-1
Độ trở hồ
Độ trở hồ của thế hệ F3 (hạt F4) được phân tích dựa theo thang điểm đánh giá của IRRI (1996) ở Bảng 3.8 tất cả các dòng lai có độ trở hồ tương đương độ trở hồ của dòng cha mẹ và đều thuộc phân nhóm có độ trở hồ cao. Trong đó, các dòng THL16- 3-1-2 và THL16-3-2-1 có độ trở hồ ở cấp 2, các dòng còn lại đạt cấp 3.
Bảng 3.8 Kết quả phân tích độ trở hồ trên dòng cha mẹ và hạt F4
STT Tên dòng Phân cấp Phân nhóm