Việc tìm ra lúa lai là một thành tựu rực rỡ của loài ngườị Nhà khoa học người Mỹ J.W Jone là người đầu tiên đề cập đến ưu thế lai của các tính trạng
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 37 số lượng và năng suất của lúa (vào năm 1926). Tiếp sau đó, nhiều công trình nghiên cứu đi sâu đề cập đến bản chất của ưu thế lai, cách khai thác ưu thế lai với mục tiêu chọn ra các giống có những giống có ưu thế về năng suất, chất lượng và khả năng chống chịụ
Việc nghiên cứu và mở rộng sản xuất hạt lai F1 và lúa lai thương phẩm được đề xuất từ rất sớm, nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học các nước trồng lúa Sampath.S, Mohathy H.K, (1954); Kawano, (1960); Jenning, (1969); Carnahan và cộng sự (1972) [58], các nhà khoa học viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI như: Athwal và Virmani (1972) [56], các nhà khoa học Nhật Bản Shinjio và Umura, (1996) và nhiều nhà khoa học ở các nước khác. Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa tìm ra phương pháp thích hợp để sản xuất hạt lai nên họ đã không thành công [56].
Cùng với việc dân số tăng nhanh, đô thị phát triển, nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiện thì vấn đề lương thực luôn luôn là mối quan tâm của nhiều quốc giạ Trung Quốc là nước đầu tiên thành công trong việc tạo ra giống lúa lai và phát triển vào sản xuất đại trà. Nghiên cứu và phát triển lúa lai không những thực hiện thành công ở Trung Quốc mà còn mở rộng ra các nước trồng lúa trên thế giới như: Ấn Độ, Philippin, Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Mỹ, Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ai Cập, Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Triều Tiên…
Trung Quốc là nước phát triển lúa lai nhất thế giớị Trong vòng 20 năm Trung Quốc đã tạo được nhiều tổ hợp có năng suất cao, thích nghi tốt với các điều kiện sinh thái bất thuận. Đến năm 2010, diện tích lúa lai Trung Quốc lên 20 triệu ha, chiếm 70% diện tích canh tác lúa của Trung Quốc, đã góp phần đưa năng suất lúa từ 4,24 tấn/ha của năm 1979 lên 6,58 tấn/ha năm 2009, trong khi năng suất lúa trung bình của thế giới chỉ có 4,32 tấn/ha (FAOSTAT, 2011), Trung Quốc có mục tiêu lúa lai đạt năng suất tiềm năng trên 13,5
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 38 tấn/ha (2006-2015) (Jiming Li, Yeyun Xin, Longping Yuan, 2009) [53], [91]
Để đạt thành tựu trên, họ xây dựng lúa lai dựa trên 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1970-1995: giai đoạn phát triển lúa lai 3 dòng, sử dụng giống bất dục đực từ dòng lúa hoang Oryzae rufipogon. Giống này phát triển trên diện tích 12,4 triệu ha và đạt năng suất 6,9 tấn/hạ
Giai đoạn 1996-2000: Phát triển giống giống lúa lai kép bằng cách phun hóa chất gây bất dục đực lên cây mẹ (chemical hybridizing agents CHAs). Giống lai kép phát triển diện tích 2,8 triệu ha, năng suất đạt 10,25 tấn/ha cao hơn giống lai ba 20% trong cùng thời gian khởi động chương trình siêu lúa laị
Giai đoạn 2001-2006: Phát triển chương trình siêu lúa lai bằng kỹ thuật lai đơn. Những giống lúa lai này cho năng suất 12,5 tấn/ha trên diện rộng. Trên diện hẹp có cặp lai P64S/E32 cho năng suất kỷ lục 17,1 tấn/hạ
Giai đoạn 2007-2015: Tiếp tục chương trình siêu lúa lai với mục tiêu đạt năng suất 13,5 tấn/ha trên diện rộng, trên diện hẹp tạo ra giống lai có năng suất 24 tấn/hạ
Để đạt mục tiêu trên các nhà di truyền lúa Trung Quốc tập trung:
- Cải thiện kiểu hình lúa bằng cách tạo giống lúa có phiến là dày, thẳng để tăng hiệu suất quang hợp, thân cứng, chống đổ ngã. Bông dài, to, mang nhiều hạt để mỗi bông nặng ít nhất 6g, với mật độ 250 bông/m2 sẽ có tiềm năng 18 tấn/hạ
- Tăng mức độ ưu thế lai bằng cách lai chéo giữa các dòng lúa khác nhaụ Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ ưu thế lai theo thứ tự từ lớn đến nhỏ là: indica/japonica > indica/javanica >japonica/javanica> indica/indica > japonica/japonicạ Như vậy lấy giống lúa Oryzae indica làm mẹ tiếp nhận phấn lúa của giống Oryzae japonica sẽ phát huy ưu thế lai tối đa, nâng hiệu
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 39 sớm tích lũy chất khô trên 90g/ngày, số hạt/cây trên 3.200 hạt, tăng tỷ lệ hạt chắc [04].
Áp dụng các thành tựu của công nghệ sinh học như kỹ thuật nuôi cấy túi phấn, marker phân tử để tăng chất lượng hạt gạo và tính kháng sâu bệnh (Nguyễn Phước Tuyên, 2011) [53].
Ấn Độ là quốc gia đứng thứ hai trên thế giới sau Trung Quốc về phát triển lúa lai đây cũng là quốc gia triển khai nghiên cứu lúa lai từ khá sớm. Đến năm 2001 diện tích trồng lúa lai của Ấn Độ đạt 180.000 ha và đến năm 2004 diện tích này đã tăng lên 560.000ha với năng suất 1997 kg/hạt.
Nhật Bản là nước thành công trong công nghệ nghiên cứu lúa lai bằng con đường gây đột biến nhân tạọ Bằng con đường này Nhật Bản đã tạo ra được dòng bất dục dực di truyền nhân mẫm cảm với điều kiện nhiệt độ (TGMS), khái niệm và lúa lai hai dòng ra đời với các giống có tiềm năng năng suất caọ
Cũng giống như Việt Nam, Bangladesh là nước nghiên cứu lúa lai muộn. Năm 1993 nghiên cứu lúa lai mới được triển khai ở viện Nghiên cứu lúa BRRI, một số dòng CMS đã được đề xuất là: IR6768A, IR 68755A, tỉ lệ nhận phấn ngoài đạt từ 22-43,4% (Ngô Thế Dân, 2002) [08].
Philippine hiện là nước đứng thứ 3, sau Trung Quốc và Ấn Độ về xuất khẩu hạt giống lúa laị Tuy nhiên, đến năm 2004 diện tích lúa lai của Philippine mới đạt 200.000 ha và năng suất lúa đạt 900kg/ha (Vimarni, 2004) [85].