L ỜI CẢM Ơ N
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆ U
2.2.6. Di truyền về tớnh chống chịu sõu bệnh của cõy lỳa
Sõu và bệnh là hai kẻ thự làm giảm ủỏng kể ủến năng suất và phẩm chất
nụng sản. Lỳa là ủối tượng của nhiều loại dịch hại, chỳng cú khả năng gõy
thiệt hại nặng ủến năng suất, nhiều năm ở nhiều nơi dịch hại cú thể làm mất mựa trắng. ở một số nước trờn thế giới, thiệt hại do sõu bệnh trung bỡnh làm giảm từ 20 - 30% tiềm năng năng suất, cú trường hợp tỷ lệ này cũn cao hơn. ðối với Việt Nam là một nước nhiệt ủới núng ẩm mưa nhiều ủõy là ủiều kiện rất thuận lợi cho cõy lỳa sinh trưởng phỏt triển và cũng là ủiều kiện thớch hợp
cho tập ủoàn sõu bệnh gõy hại phỏt triển, cú những vựng khụng ủược thu
hoạch. Theo Hồ Khắc Tớn (1982) [57]. Hàng năm sõu bệnh làm thiệt hại mất
tới 26,70% năng suất cõy trồng. Theo Hà Quang Hựng (1998) [34], ở nước ta
hàng năm cú khoảng 30 vạn ha lỳa (chiếm 30% diện tớch gieo trồng) bị sõu bệnh phỏ hại, riờng ở miền Bắc sõu bệnh làm tổn thất khoảng 1,2 triệu tấn thúc.
Theo Nguyễn Cụng Thuật (1996) [68] cho rằng: năm 1996 nước ta ủó
phỏt hiện cú khoảng 40 loài sõu bệnh hại lỳa. Căn cứ vào mức ủộ gõy hại trờn
cõy trồng cú một số loài gõy hại chớnh: rầy nõu (Nilapavata lugens), sõu cuốn
lỏ nhỏ (Claphalo crocis medinalis guenee), sõu ủục thõn (Tripoca inceertula)
và rất nhiều bệnh như: bệnh ủạo ụn (Piricularia Orizae), bệnh bạc lỏ (Lờ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 19
những giống chống chịu sõu bệnh là vấn ủề vụ cựng quan trọng, ủể ủảm bảo ổn ủịnh sản lượng lỳa.
2.2.6.1. Di truyền tớnh chống bệnh bạc lỏ
Bệnh bạc lỏ lỳa ủược phỏt hiện ủầu tiờn ở Nhật Bản vào khoảng năm
1884-1885. Bệnh phổ biến ở hầu hết cỏc nước trồng lỳa trờn thế giới, ủặc biệt ở Chõu ỏ (Nhật Bản, Trung Quốc, Philippin, ấn ðộ,...).
Bệnh bạc lỏ phỏt sinh phỏ hại suốt từ thời kỳ mạ ủến chớn nhưng cú
triệu chứng ủiển hỡnh là ở thời kỳ lỳa cấy trờn ruộng từ sau ủẻ - trỗ, chớn sữa.
Vi khuẩn gõy bệnh bạc lỏ lỳa - Xanthomonas Oryzae, chỳng khỏ phổ
biến xuất hiện ở 70 nước cú trồng lỳa trờn thế giới, song vựng gõy hại lớn
nhất là vựng ðụng Nam ỏ và Chõu ỏ làm thiệt hại về năng suất và chất lượng gạo. Theo Mew và cộng sự (1982) [108] , thỡ bệnh cú thể làm giảm tới 60% năng suất hàng năm. ở Việt Nam bệnh bạc lỏ ủó từng gõy hại nặng ở Bắc giang
(1956 – 1957), ðụng Triều – Quảng Ninh (1961) và phỏt triển thành dịch ở
ủồng bằng sụng Hồng những năm 1968 – 1975 (Hà Minh Trung, 1996) [43]. Mức ủộ tỏc hại của bệnh phụ thuộc vào giống, thời kỳ bị nhiễm của cõy
sớm hay muộn và mức ủộ nặng hay nhẹ. Năm 1970 trờn diện tớch lỳa mựa
giống NN8 bị bệnh ở mức ủộ 60 - 100%, giảm năng suất từ 30 - 60%.
Bệnh bạc lỏ ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng và phỏt triển của cõy lỳa, làm tăng cường hụ hấp, giảm cường ủộ quang hợp, cõy mềm yếu, kộo dài thời gian trỗ, tăng tỷ lệ hạt lộp, gạo nỏt cao (Tạ Minh Sơn, 1987)[53].
Vi khuẩn gõy bệnh bạc lỏ lỳa (Xanthomonas Oryzae) cú hỡnh thức sinh
sản vụ tớnh theo phương phỏp phõn ủụi tế bào, nếu cú một ủột biến tự nhiờn
xảy ra mặc dự với tần số thấp cũng tạo nờn nũi mới làm ủa dạng thờm cỏc
chủng. Một nũi vi khuẩn mới ủó ủược phõn lập cú ủộc tớnh cao hơn, nũi này ủó phỏt triển thành dịch vào năm 1957 ở tỉnh Kyushu – Nhật Bản (Mew và cộng sự, 1982)[108].
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 20
là Xa-1, Xa-2, Xa-3, Xa-11 và Xa-12 tỡm thấy ở Nhật Bản do Ogawa và
Yamamoto (1986) và 9 gen khỏc ủược phỏt hiện ở IRRI là Xa-4, Xa-5, Xa-6, Xa-7, Xa-8, Xa-9, Xa-19, Xa-14, Xa-21 (theo Ogawa và cộng sự, 1987). Cũng theo Ogawa và cộng sự thỡ Xa-6 và Xa-9 cựng alen với Xa-3. Tương tự
với những gen chống bệnh trờn người ta ủó phỏt hiện ra 6 nũi sinh lý khỏc
nhau ở Philipines ủú là: PX061 (nũi 1), PX086 (nũi 2), PX079 (nũi 3), PX071 (nũi 4),
PX011 (nũi 5) và PX099 (nũi 6). Theo Ogawa và cộng sự (1988) thỡ những giống
mang gen Xa-1, Xa-11, Xa-12, mẫn cảm với 6 nũi sinh lý tỡm thấy ở
Philippin, gen này cỏ nguồn gốc từ loài lỳa dại Oryzae longistaminata. Sau ủú
Ikeda và cộng sự (1990) ủó phỏt hiện thấy gen này cú liờn kết với gen Xa-3, Xa-4 ở nhiễm sắc thể số 11. [38]
Những năm gần ủõy IRRI và một số cỏc nước phỏt triển ủó lập bản ủồ
gen và dựng phương phỏp PCR ủể phỏt hiện chọn lọc những gen chống bờnh bạc lỏ của giống trờn cơ sở ủú cú thể ủiều tra phỏt hiện nhiều gen chống bệnh khỏc nhau trờn cựng một giống một cỏch chớnh xỏc.
Theo Phan Hữu Tụn (2000)[70] dựng phương phỏp PCR (Polymerase
Chain Reaction) ủó phỏt hiện và chọn lọc những gen chống bệnh ở lỳa trong
ủú cú bệnh bạc lỏ. Qua kiểm tra 145 giống lỳa ủịa phương, nghiờn cứu thấy cú 12 giống chứa gen Xa-5 và khụng cú giống nào chứa gen Xa-13 và Xa-21. Cũng theo Phan Hữu Tụn (2002 – 2004)[71] hiện nay bộ mụn Cụng nghệ sinh
học và Phương phỏp thớ nghiệm ủó phõn lập ủược 10 chủng ủang tồn tại ở
miền bắc Việt Nam.
* Một số nghiờn cứu chọn tạo giống lỳa khỏng bệnh bạc lỏ
Trong khoảng 10 năm gần ủõy, rất nhiều cỏc giống lỳa lai Trung
Quốc ủó ủược ủưa vào sản xuất, do cú năng suất cao. Nhưng cú những vấn ủề ủang ủặt ra cho sản xuất, nhất là vấn ủề phỏt sinh bệnh bạc lỏ trờn diện
rộng ở tất cả cỏc ủịa phương, hàng năm hơn 350.000 ha bị nhiễm bệnh
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 21
Xuyờn - Hà Tõy, huyện Lương Tài - Bắc Ninh, Gia Viễn - Ninh Bỡnh cú hàng trăm ha bị mất trắng.... Hiện nay nhiều giống trong bộ giống ủang sử dụng nhiễm bệnh bạc lỏ rất nghiờm trọng. Phần lớn cỏc giống lỳa mới, thấp cõy hoặc cao cõy, lỏ to bản, thời gian sinh trưởng dài hay ngắn ủều cú thể bị
bệnh. Cỏc giống lỳa lai như: Nhị ưu 838, D.ưu 527… cỏc giống lỳa thuần:
bắc thơm số 7, hương thơm số 1 (HT1), Q5… cỏc giống lỳa cũ như nếp, dự
thơm cũng bị tương ủối nặng. Một số giống lỳa tỏm (tỏm xoan, tỏm thơm)
ngõn tuyết, tẻ tộp bị bệnh rất nhẹ. Trong số cỏc giống mới cú năng suất khỏ, phàm ăn, bún phõn nhiều nhưng cú khả năng chống chịu bệnh cao ủược trồng trong những năm trước ủõy (giống IR22, IR579, IR1561, C71, X21, X22,…).
Vỡ vậy, việc nghiờn cứu ủỏnh giỏ khả năng khỏng, nhiễm bệnh bạc lỏ của
cỏc giống lỳa lai, lỳa thuần Trung Quốc với một số chủng vi khuẩn
Xanthomonas Oryzae phổ biến ở miền bắc Việt Nam là rất cần thiết trong
việc ủịnh hướng nhập nội giống lỳa lai và gúp phần xõy dựng qui trỡnh
phũng chống tổng hợp bệnh bạc lỏ lỳa. ðồng thời nhiệm vụ cấp bỏch ủặt ra cho cỏc nhà chọn giống hiện nay là nghiờn cứu chọn tạo ra cỏc giống cú khả năng chống bệnh bạc lỏ.
Cỏc nhà khoa học Trung Quốc ủó tạo thành cụng giống lỳa chuyển gen GM làm dũng phục hồi phấn hoa khỏng với sõu ủục thõn sọc nõu (SSB), bệnh bạc lỏ, và một số loại thuốc trừ cỏ khỏc nhau. Dũng lỳa này là kết quả lai của hai giống lỳa cải biờn di truyền (GM): Zhongguo91 mang gen cry1Ab và gen bar ủiều khiển tớnh khỏng sõu ủục thõn sọc nõu và khỏng thuốc cỏ, giống
Yujing6 cú gen Xa21 ủiều khiển tớnh khỏng bệnh bạc lỏ với phổ khỏng rộng.
Dũng phục hồi phấn hoa Hui773 ủược sử dụng như dũng cho hạt phấn trong
khi lai. Gen cry1Ab và gen bar ủồng thể hiện trong nhiều thế hệ, khụng cú
hiện tượng im lặng của gen xảy ra. Cỏc dũng lỳa ủược tuyển chọn biểu thị
những tớnh trạng nụng học ưu việt và tớnh khỏng sõu bệnh [25].
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 22
Trường ðại học nụng nghiệp Hà Nội ủầu tiờn là thu thập mẫu bệnh, ứng
dụng cụng nghệ sinh học ủể phõn lập chủng, nuụi cấy và phõn biệt gen khỏng
bệnh bằng PCR ủó xỏc ủịnh 10 chủng vi khuẩn Xanthomonas Oryzae gõy
bệnh khỏc nhau. Cỏc dũng chỉ thị IRBB5 (cú gen Xa5), IRBB7 (Xa7),
IRBB21 (Xa2) cú khả năng khỏng ủược ủa số cỏc chủng vi khuẩn gõy bệnh
(Phan Hữu Tụn (2000) [70]).
Chọn tạo giống lỳa lai hai dũng khỏng bệnh bạc lỏ của Trường ðại học nụng nghiệp Hà Nội với phương phỏp lai giữa dũng bất dục 103s và dũng phục hồi chứa gen khỏng bệnh bạc lỏ tạo ra cỏc tổ hợp lai như Việt lai 24, Việt lai 27 khỏng bệnh bạc lỏ, thời gian sinh trưởng 108 - 110 ngày, năng suất 7,2 - 7,6tấn/ha.
ỏp dụng chỉ thị phõn tử ủể chọn giống lỳa khỏng bệnh bạc lỏ của Viện nghiờn cứu lỳa ủồng bằng sụng Cửu Long dựng phương phỏp chỉ thị marker kết hợp với chọn giống truyền thống ủể thanh lọc và ủỏnh giỏ kiểu hỡnh, kiểu gen cỏc giống lỳa mựa ủịa phương xỏc ủịnh gen khỏng bạc lỏ Xa5, Xa13 trờn nhiểm sắc thể số 5, 8 và việc liờn kết cỏc gen mục tiờu làm tăng tớnh khỏng rộng của giống lỳa.
Nghiờn cứu chất kớch khỏng và khả năng ứng dụng trong quản lý tổng hợp bệnh chỏy lỏ trờn lỳa ở ủồng bằng sụng Cửu Long của Viện nghiờn cứu lỳa ủồng bằng sụng Cửu Long ủó nghiờn cứu sử dụng chất kớch thớch tớnh
khỏng ủối với bệnh chỏy lỏ lỳa như dipotassium hydrogen phosphat
(K2HPO4), oxalic acid (C2H2O4), natritetraborac (Na2B4O7) dựng xử lý hạt
giống trước khi sạ hàng giỳp giảm bệnh chỏy lỏ, tăng cường lực mạ, tăng số hạt chắc và năng suất. [49]
Kết quả cho thấy nghiờn cứu của Bộ mụn Di truyền - giống, khoa Nụng
học, Trường ðHNN Hà Nội khi sử dụng 8 giống lỳa lai TQ nhập nội gồm: Nhị ưu 63; Nhị ưu 838; Bắc ưu 903; Sỏn ưu 63; Bồi tạp 49; Bồi tạp sơn thanh; D.ưu 527; Nụng ưu 28 và dũng bất dục ủực (CMS): Nhị 32A. Sử dụng giống
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 23
lỳa chuẩn nhiễm bệnh bạc lỏ IR24 làm ủối chứng. Kết quả ủó xỏc ủịnh ủược
giống Bắc ưu 903 chứa gene khỏng bệnh; 2 giống: Bồi tạp 49; Bồi tạp sơn
thanh và Nụng ưu 28 chứa gene khỏng bệnh bạc lỏ; giống Nhị ưu 838 cú
phản ứng nhiễm bệnh bạc lỏ lỳa. [85]
2.2.6.2. Di truyền tớnh chống chịu sõu ủục thõn
Trờn thế giới sõu ủục thõn cú ở Trung Quốc, Nhật bản, Triều Tiờn, ấn
ðộ, Philipin, Malaysia, Miến ðiện, Sri Lanca, Indonesia... . Trong nước cú ở hầu hết cỏc vựng cấy lỳa. Hàng năm cú 5 – 6 lứa sõu ủục thõn, ủõy là loài sõu nguy hiểm, gõy hại chủ yếu vào thời kỳ làm ủũng ủến trỗ bụng ở hầu hết cỏc trà lỳa, làm giảm năng suất rất lớn và là ủối tượng sõu hại rất khú phũng trừ. Biện phỏp chủ ủộng nhất là chọn tạo ra những giống lỳa ngắn ngày ủể thuận tiện cho việc bố trớ thời vụ lỳa trỗ trỏnh ủược cao ủiểm gõy hại của sõu. Chọn tạo ra giống cú khả năng chống chịu sõu ủục thõn.
Qua nghiờn cứu của Gootavandos (1925) và Shoki (1978) ủó chứng
minh rằng những giống cú rõu mẫn cảm với sõu ủục thõn hơn là giống khụng
rõu. Theo Turat (1974) cho rằng thõn lỳa cao, ủẻ khoẻ, lỏ dài và rộng mẫn
cảm hơn với sõu ủục thõn.
Hai tỏc giả Stana Kinijob và Pathak (1979) ủó ủưa ra mối tương quan
thuận giữa chiều cao cõy, chiều dài lỏ ủũng, chiều rộng lỏ ủũng và ủộ lớn
ủường kớnh thõn với tớnh mẫn cảm sõu ủục thõn. Cũn mức ủộ rỏp của bẹ lỏ , mức ủộ cuốn chặt lấy thõn của bẹ lỏ cú mối tương quan nghịch với tớnh mẫn cảm sõu ủục thõn.
Theo Yoshida (1979) [84] thỡ hàm lượng silic trong cõy càng cao thỡ tớnh mẫn cảm với sõu ủục thõn càng giảm và cú khả năng chống chịu sõu ủục thõn.