5. Ý nghĩa của đề tài
3.1.2.1. Các biến dị hình thái
* Biến dị thấp cây
Chiều cao cây được đo bằng cm từ mặt đất lên đến đỉnh bông dài nhất (không tính râu). Có nhiều cách phân loại chiều cao cây lúa, theo một số tác giả thì chiều cao cây có thể được chia làm 3 loại:
- Cây cao > 140 cm
- Cây trung bình 110 - 140 cm - Cây lùn < 110 cm
Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa” của IRRI (1996) chiều cao cây lúa được chia thành 3 mức với thang điểm như sau [7]:
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 22 1 - Bán lùn (vùng trũng < 110 cm, vùng cao < 90 cm)
5 - Trung bình (vùng trũng < 110 - 130 cm, vùng cao < 90 - 125 cm) 9 – Cao (vùng trũng > 130 cm, vùng cao > 125 cm)
Hầu hết các giống lúa gốc mà chúng tôi nghiên cứu đều có chiều cao cây ở mức trung bình (110 - 130 cm). Các nhà nghiên cứu quy định rằng: cây có chiều cao thấp hơn cây thấp nhất trong lô ĐC ≥ 20 cm gọi là biến dị thấp cây, cây có chiều cao cao hơn cây cao nhất trong lô ĐC ≥ 20 cm gọi là biến dị cao cây. Đối chiếu với kết quả mà chúng tôi đã quan sát và đo đếm ở các lô chiếu xạ của các giống nghiên cứu, chúng tôi chỉ thấy có biến dị thấp cây với tần số biến dị được trình bày ở bảng 3.5.
Chiều cao cây là tính trạng số lượng nên dễ chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường, chế độ chăm sóc cũng như TGST. Biến dị về chiều cao cây có thể là thường biến phóng xạ hoặc là biến đổi gen. Hiện nay người ta đã phát hiện ra 11/12 nhóm gen liên kết của loài lúa trồng O.sativa L có mang locus kiểm soát chiều cao cây. Các locus này tương tác theo kiểu cân bằng, các tổ hợp gen khác nhau tạo nên các giống lúa có chiều cao cây khác nhau. Tuy nhiên, mức độ chi phối của các locus này là khác nhau [6].
Ngoài ra, tính trạng chiều cao cây còn chịu chi phối bởi quy luật di truyền tương tác gen. Kiểu cây lùn có thể là do gen lùn chi phối hoặc do tác động của gen át chế. Khi chiếu xạ vào thời điểm 69h có lẽ rơi vào pha G2 của chu kỳ nguyên phân đầu tiên trên hạt nảy mầm, vào thời điểm đó, một trong số các locus xác định chiều cao cây sẽ bị đột biến nhưng theo hai hướng khác nhau tạo alen xác định tính trạng cây thấp hoặc cây cao.
Biến dị thấp cây là dạng biến dị rất có ý nghĩa trong công tác chọn giống lúa. Chiều cao cây là tính trạng có liên quan đến tính kháng đổ. Do vậy, tính trạng này được nhiều nhà khoa học quan tâm. Hầu hết các giống có năng suất cao đều có thân thấp và có khả năng chống đổ cao.
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 23
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 đến tần số và phổ biến dị thấp cây của 6 giống lúa nếp ở M1
(Mẫu: Số cây sống sót đến thời kỳ trỗ - chín)
Liều xạ 5 Krad 10 Krad 15 Krad Giống Số cây sống sót Số cây biến dị Tần số biến dị (%) Số cây sống sót Số cây biến dị Tần số biến dị (%) Số cây sống sót Số cây biến dị Tần số biến dị (%) Nếp BN4 750 0 0,00 690 9 1,30 600 10 1,67 Nếp BM 9603 710 7 0,99 570 6 1,05 514 8 1,56 Nếp Lang Liêu 605 4 0,66 590 8 1,36 537 11 2,05 Nếp PD2 650 10 1,54 639 7 1,10 620 9 1,45 Nếp 97 750 0 0,00 602 0 0,00 540 0 0,00 Nếp N87 740 6 0,81 604 7 1,16 540 6 1,11 Tổng số 4205 27 0,64 3695 37 1,00 3351 44 1,31
Bảng 3.5 cho thấy, dạng biến dị thấp cây có ở hầu hết các giống lúa nghiên cứu. Những cá thể mang biến dị này thấp hơn ĐC 20 cm. Tần số biến dị cao nhất: giống lúa nếp Lang Liêu - 15 Krad là 2,05%, tiếp theo là giống nếp BN4 - 15 Krad là 1,67%. Riêng nếp 97 không thấy xuất hiện biến dị này
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 24 ở các liều xạ. Tuy nhiên, do số lượng cây sống sót ở các lô là không đều nhau nên việc đánh giá mức tần số biến dị thấp cây rất khó có thể dùng để đánh giá mức độ tác động của tia gamma đến các giống lúa nói chung. Để có thể xác định xem các biến dị này là đột biến hay thường biến thì cần phải được tiếp tục theo dõi nghiên cứu ở các thế hệ tiếp theo.
* Biến dị màu sắc lá (biến dị diệp lục)
Biến dị diệp lục là một chỉ tiêu đánh giá tác dụng hủy hoại của tia gamma lên các tế bào hạt lúa nảy mầm. Theo Nagao và cộng sự, 1962 [5], màu sắc lá và các bộ phận của cây lúa do hai gen trội A và C tác động bổ trợ quy định, trong đó gen C điều khiển sự tổng hợp chất tạo màu (Chromogen), còn gen A hoạt hóa chất này và giúp nó chuyển thành Antocianin. Antocianin được phân bố trong các bộ phận như: thân, lá, nhị, nhụy… dưới tác dụng chỉ huy của các gen khác làm cho các bộ phận nói trên có màu đặc trưng của từng giống. Dưới tác dụng lượng tử của tia gamma gen C đột biến thành gen c làm mất khả năng tổng hợp Chromogen hoặc gen A đột biến thành gen a làm mất khả năng hoạt hóa Chromogen thành Antocianin dẫn đến mất khả năng tổng hợp sắc tố.
Ngoài gen A và C thì các lượng tử của tia gamma cũng có thể tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp lên các locus nói trên theo các thể thức và mức độ khác nhau làm xuất hiện kiểu hình xanh nhạt, vàng nhạt, thân và lá có sọc trắng…
Theo Kalam I.U và O. Rav, 1974 [1], ĐBDL được phân thành các kiểu chính sau:
- Albina: Toàn thân, lá màu trắng. - Xaltha: Thân, lá có màu vàng tươi. - Chlorina: Thân, lá vàng nhạt. - Virescent: Thân, lá xanh nhạt.
- Viridoalbina: Đầu lá xanh, phiến lá trắng. - Albovididis: Đầu lá trắng, phiến lá xanh. - Alboxaltha: Đầu lá trắng, phiến lá vàng.
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 25 - Xalthaalba: Đầu lá vàng, phiến lá trắng.
- Tigrina: Sọc vằn ngang trên phiến lá. - Striata: Sọc trắng, vàng dọc bẹ lá.
- Maculata: Một phần thân lá không có sắc tố.
Qua quan sát bằng mắt thường chúng tôi nhận thấy hầu hết các giống gốc đều có lá màu xanh đến xanh đậm, nhưng ở các liều xạ chúng tôi thấy có một vài trường hợp có xuất hiện một số dạng biến dị về màu sắc lá với tần số rất thấp. Điển hình là các dạng biến dị màu sắc sau:
- Lá có sọc xanh, vàng dọc phiến lá hoặc có sọc vàng ở giữa phiến lá ở giống nếp PD2 - 5 Krad ở thời kỳ đẻ nhánh, đến thời kỳ trỗ chín lá lại có màu xanh.
- Hai bên mép lá có sọc vàng nhạt ở giống nếp PD2 - 10 Krad, đến thời kỳ trỗ - chín thì cây này bị lụi đi và chết.
- Lá có sọc màu trắng ở giữa phiến lá hoặc ở mép lá ở giống nếp Lang Liêu - 5 Krad.
- Lá có một sọc vàng dài ở giữa phiến lá ở giống nếp 97 - 10 Krad. Các biến dị này xuất hiện ở các lô thí nghiệm chủ yếu ở thời kỳ đẻ nhánh. Một số biến dị sẽ mất đi trong quá trình sinh trưởng của cây lúa, tuy nhiên hầu hết các biến dị là biến đổi màu sắc của lá nặng hơn thường có hiệu quả cao đối với sự sinh trưởng và sống sót của cá thể (sinh trưởng kém, lụi và chết).
Như vậy, từ kết quả trên có thể cho rằng: các biến dị trên chính là do tác động của tia gamma Co60 và tần số xuất hiện BDDL phụ thuộc nhiều vào liều lượng chiếu xạ. Nguyên nhân có thể do tia gamma hủy hoại “bộ máy diệp lục” ở tế bào phôi mầm làm cho tế bào bị biến đổi. Tế bào này qua nguyên phân sẽ cho mô, cơ quan bị biến đổi xen kẽ với mô, cơ quan bình thường của cá thể. Tế bào bị tổn thương do tia gamma yếu hơn tế bào bình thường nên bị chèn xuống phía dưới, đến thời kỳ đẻ nhánh các tế bào này mới có thể phát triển, nguyên phân tạo nên các bộ phận không có diệp lục hoặc tổng hợp diệp lục không hoàn hảo tạo nên các kiểu biến dị trên.
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 26 Hình ảnh 3.2: BDDL ở nếp PD2 - 5 Krad ở M1
Đinh Thị Minh Nguyệt - K33C - Sinh 27