Lúa lai là từ gọi tắt của ỘLúa ưu thế laiỢ, là danh từ dùng ựể gọi các giống lúa ứng dụng ưu thế lai ở ựời F1 (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [16].
J. W .Jones (1926) (nhà di truyền học người Mỹ) là người ựầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai ở lúa. Tiếp sau ựó nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai ở các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977 [43] ; Lin và Yuan, 1985 [58]) về sự phát triển bộ rễ (Anonymous, 1977 [48]) về cường ựộ quang hợp và hô hấp, diện tắch lá (Lin và Yuan, 1985 [51]) .v.v..
đề xuất sản xuất lúa lai thương phẩm là các nhà khoa học Ấn độ (Kadam 1937 [52]); Mỹ (Craigmiles 1966, Caranahan và cộng sự 1972 [19])... Họ ựã không thành công vì chưa tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai.
Trung Quốc là nước nghiên cứu lúa lai muộn hơn so với các nước khác. Năm 1964 Libihu ựã phát hiện ựược cây lúa dại bất dục ở ựảo Hải Nam [56]. Năm 1973 các nhà khoa học tìm ra tìm ra nhiều dòng phục hồi như IR661, IR24 Ầ và ựã có ựủ 3 dòng ựể tạo ra những giống lúa lai ựầu tiên là Nam ưu số 2, Shan ưu số 2, Ủy ưu số 6Ầ Năm 1974 các nhà khoa học Trung Quốc ựã giới thiệu những tổ hợp lai cho ưu thế lai cao. Năm 1975 quy trình sản xuất hạt lai hệ 3 dòng ựược hoàn thiện. Năm 1976, Trung Quốc ựã sản xuất ựược hạt lai F1 ựể gieo cấy 140.000 ha [34]. Năm 1980 Trung Quốc ựã bắt ựầu nghiên cứu lúa lai 2 dòng.
Ưu thế lai (heterosis) là một thuật ngữ ựể chỉ hiện tượng trong ựó quần thể F1 thu ựược bằng cách lai hai bố mẹ không giống nhau về mặt di truyền, tỏ ra hơn hẳn so với bố mẹ về sức sinh trưởng, khả năng sinh sản, khả năng chống chịu với các ựiều kiện bất thường, năng suất hạt, chất lượng hạt và các ựặc tắnh khác nữa. Nhờ những ứng dụng ưu thế lai mà có nhiều giống cây trồng cao sản, chất lượng cao ựã ựược tạo ra ở ngô, mắa, củ cải ựường, hành tây, bắp cải, cà chua, dưa chuột, dưa hấu (dẫn theo Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 30
Lúa là cây trồng tự thụ phấn ựiển hình. Trước ựây ựã có nhiều quan ựiểm bất ựồng vì không biết ưu thế lai có ở lúa hay không. Hiện nay, nhiều bằng chứng thực nghiệm và việc sản xuất thương mại hạt lai ở Trung Quốc, Việt Nam, Ấn độẦựã khẳng ựịnh rằng lúa lai tỏ ra có ưu thế lai ựáng kể về nhiều mặt, ựược biểu hiện tổng hợp qua các ựặc tắnh hình thái, biểu hiện hình thái và năng suất hạt [21].
Nhà khoa học người Mỹ J.W.Jones (1926) là người ựầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai trên các tắnh trạng số lượng và năng suất [16]. Sau ựó, một số tác giả khác của Trung Quốc: Yang (1950); Zhu (1960), Nhật bản: Katsuo (1958) cũng ựã phát hiện ra hiện tượng ưu thế lai ở cây lúa [38].
Các nhà khoa học Ấn độ (Kadam - 1937, Richaria - 1962), Mĩ (Stanset và Craigmiles - 1966), Nhật Bản (Shinjyo và Omura - 1966) ựã lần lượt ựề xuất vấn ựề sản xuất hạt lai thương phẩm. Tuy nhiên, các ựề xuất trên hoàn toàn chưa trở thành hiện thực, vì khả năng nhận phấn ngoài của lúa là rất thấp nên họ chưa tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai hiệu quả [15].
Năm 1964, Yuan Long Ping cùng cộng sự ựã tìm ựược cây lúa bất dục ựực ở giống lúa Indica chắn muộn có tên là đồng - tình - vạn - tiên trong quần thể loài lúa dại Oryza fatua spontanea tại ựảo Hải Nam Trung Quốc. Sau 9 năm nghiên cứu họ ựã thành công trong việc chuyển gen bất dục ựực dạng dại vào lúa trồng bằng phương pháp lai lại tạo ra ựược các dòng bất dục ựực tế bào chất ổn ựịnh (CMS). Sự xuất hiện của các dòng bất dục ựực CMS ựánh dấu sự ra ựời của của hệ thống lúa lai Ộ3 dòngỢ. Năm 1973 lô hạt giống F1 ựầu tiên ựược sản xuất tại Trung Quốc với sự tham gia của 3 dòng bố mẹ. đến năm 1975 quy trình công nghệ sản xuất lúa lai 3 dòng ựược hoàn thiện nhờ vậy lúa lai ựược ựưa vào sản xuất ựại trà [16].
Trong quá trình nghiên cứu hiện tượng bất dục ựực Shi (1981); Shi và Deng (1986) ựã khám phá ra một dạng bất dục ựực khác thường. Dòng này hồi phục hạt phấn hữu dục trong ựiều kiện thời gian chiếu sáng nhất ựịnh, ựó
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 31
là dòng bất dục ựực di truyền nhân cảm ứng với thời gian chiếu sáng (Photo periodic Sensitive Genetic Male Sterility - PGMS). Năm 1989 Yang và CS ựã tạo ra dòng PGMS 5460ps từ giống lúa IR54. Zhou và cộng sự (1988, 1991); Virmani và Voc (1991); Wu và cộng sự (1991) cũng ựã phát hiện ra các dòng bất dục ựực di truyền nhân nhạy cảm với nhiệt ựộ (Thermo Sensitive Genetic Male Sterility - TGMS) [23].
Năm 1987 Juan Long Ping ựã ựề ra chương trình tạo giống lúa lai không cần dòng duy trì bất dục, gọi là hệ thống lúa lai hai dòng (Two line hybrid rice system) [23]. Tiếp sau ựó năm 1990 chương trình nghiên cứu chọn tạo các dòng TGMS ựược các nhà khoa học viện lúa quốc tế khởi xướng và tập trung vào việc phát triển lúa lai cho các vùng nhiệt ựới.
Sau hơn 30 năm nghiên cứu, bằng nhiều phương pháp khác nhau, Trung Quốc ựã tạo ựược hơn 600 dòng vật liệu bất dục Tế bào chất (dòng CMS - dòng A) và dòng duy trì tương ứng, hơn 3000 dòng phục hồi R, tạo ra hàng ngàn tổ hợp lai, trong ựó hơn 200 tổ hợp ựã ựược ựưa vào sản xuất và hàng trăm dòng vật liệu bất dục ựực chức năng di truyền nhân (EGMS) khác. Năm 2001, diện tắch gieo trồng lúa lai ở Trung Quốc là 15,821 triệu ha chiếm 50% tổng diện tắch lúa, sản lượng ựạt 113,67 triệu tấn, năng suất bình quân là 71,7 tạ/ha, nhờ có công nghệ lúa lai mà sản lương thực của Trung Quốc tăng 280 triệu tấn (kể từ 1976 - 2001) (Yang Geng (2002) [53].
Thành công về lúa lai ở Trung Quốc ựã giúp cho ựất nước với hơn 1 tỷ người thoát khỏi nạn ựói và lúa lai ngày nay ựã và ựang ựược nhiều nước quan tâm coi là chìa khoá của chương trình an ninh lương thực quốc gia (trắch theo Nguyễn Văn Hoan, 2003) [15].
Sau Trung Quốc mở ựường, lúa lai ựến với nhiều nước trên thế giới Ấn độ, Indonesia, Malaysia, Philipin,... và Việt Nam. [23].