Chọn tạo và sử dụng giống kháng bệnh bạc lá đã đ−ợc nhiều n−ớc trên thế giới nghiên cứu và tiến hành. Nhật Bản bệnh bạc lá gây hại từ năm 1884 nh−ng mãi đến năm 1926 cây lúa chống bệnh đầu tiên mới đ−ợc xác định. Cây lúa chống bệnh này đ−ợc chọn ra từ giống lúa nhiễm bệnh, nó đ−ợc đặt tên là Kono 35. Giống này cung cấp gen chống chịu cho nhiều giống lúa ở Nhật Bản. Từ đấy nhiều công trình chọn tạo giống chống bệnh đã đ−ợc tiến hành. [17]. ở Viện nghiên cứu lúa Quốc tế ch−ơng trình chọn giống chống bệnh bạc lá đã đạt đ−ợc kết quả. Ng−ời ta đã đ−a ra nhiều dòng, giống chống bệnh và chúng đ−ợc trồng rộng rãi ở Châu á, cung cấp vật liệu chống bệnh cho các n−ớc nh− các giống IR579- 48, IR36, IR38…
Nhiều giống lúa cao cây chống bệnh bạc lá đã đ−ợc sử dụng trong ch−ơng trình tạo giống (Khush và ctv, 1972). Các giống lai với kiểu cây cải tiến, chống bệnh bạc lá, năng suất cao, phẩm chất tốt đã đ−ợc tạo ra. Khi phân tích di truyền tính chống chịu ng−ời ta thấy phần lớn các giống lai đ−ợc đặt tên chỉ có gen chống chịu Xa4.
ở Indonesia, đã sử dụng giống Polita 1/1 do họ tạo ra vào năm 1971 và một số giống lúa khác của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế làm vật liệu cho nhiều cặp lai chống bệnh bạc lá. Theo Khush thì ấn Độ sử dụng nguồn gen chống bệnh bạc lá từ các giống IR20, IR22, IR26… làm bố mẹ cho nhiều cặp lai. Một số giống nh− IR20 đ−ợc đ−a vào sản suất đại trà ở ấn Độ [17].
ở Philippin và Việt Nam: Giáo s− Khush cho biết ở Philippin và Việt Nam là khu vực sử dụng rộng rãi nhất các giống chống bệnh bạc lá của IRRI (ở Philippin có tới 65% khu vực sản suất, ở Việt Nam tr−ớc năm 1975 có khoảng 30% diện tích trồng lúa sử dụng các giống này). Các giống đó là
IR20, IR22, IR26, IR8… Ông còn cho biết có trên 100 giống lúa có kiểu gen kháng bệnh đ−ợc sử dụng vào ch−ơng trình chọn tạo giống kháng bệnh (dẫn theo [17]).
Các tác giả đã giới thiệu các ph−ơng pháp chọn tạo giống kháng bệnh là gây đột biến nhân tạo và lai hữu tính đ−ợc sử dụng rộng rãi và có hiệu quả cao.
Hiện nay các giống lúa (CR203, Q5, Khang Dân, MT508-1, OM1806…) đ−ợc quy tụ gen kháng bạc lá (Xa4, xa5, Xa7, Xa21), chuyển gen kháng bệnh bạc lá vào giống lúa VL902. Kết quả b−ớc đầu cho thấy các dòng lúa đ−ợc chọn tạo đều giữ nguyên đ−ợc các đặc tính nông sinh học quý ban đầu và nâng cao khả năng chống chịu [16].
Điểm qua một số nét về tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá chúng ta thấy các nhà khoa học đã đạt đ−ợc một số thành công đáng khích lệ. Từ các nghiên cứu trên cho thấy, vì tính kháng bệnh bạc lá là do gen quy định, trên cơ sở đó chọn lọc các cặp bố mẹ và bằng ph−ơng pháp lai hữu tính chúng ta có thể tạo giống kháng bệnh với sự liên kết của các gen kháng. Bằng ph−ơng pháp này có thể tạo đ−ợc những giống lúa mới vừa kết hợp đ−ợc những đặc tính nông sinh học tốt của bố mẹ vừa mang gen kháng bệnh bạc lá.
Phần Iii
đối t−ợng, Địa điểm, Nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu 3.1. Đối t−ợng
-Gồm 6 dòng mẹ, 5 dòng bố Các tổ hợp lai F1: 30 tổ hợp
1. Peiai64S/ IRBB7 16.VS01/ IRBB7 2. Peiai64S / IRBB21 17. VS01/ IRBB21 3. Peiai64S/ IRBB4/10 18.VS01/ IRBB4/10 4. Peiai64S/ IRBB3/7 19. VS01/ IRBB3/7 5. Peiai64S/ IRBB5/7 20. VS01/ IRBB5/7 6.TGMS- VN- 1/ IRBB7 21. VS02/ IRBB7 7.TGMS- VN- 1/ IRBB21 22.VS02/ IRBB21 8.TGMS- VN- 1/ IRBB4/10 23. VS02/ IRBB4/10 9.TGMS- VN- 1/ IRBB3/7 24. VS02/ IRBB3/7 10.TGMS- VN- 1/ IRBB5/7 25. VS02/ IRBB5/7 11. 103S/ IRBB7 26. VS03/ IRBB7 12. 103S/ IRBB21 27. VS03/ IRBB21 13. 103S/ IRBB4/10 28. VS03/ IRBB4/10 14. 103S/ IRBB3/7 29. VS03/ IRBB3/7 15. 103S/ IRBB5/7 30. VS03/ IRBB5/7
- Sáu dòng, giống bất dục là TGMS- VN- 1, Peiai64S, 103S, VS01, VS02, VS03 dùng làm mẹ trong các tổ hợp lai.
- Năm dòng đẳng gen chứa các gen kháng bệnh bạc lá khác nhau dùng làm bố là các dòng: IRBB7 (Xa7); IRBB21 (Xa21); IRBB3/7(Xa3/7); IRBB5/7(xa5/7); IRBB4/10 (Xa4/10).
- Đối chứng: Giống lúa lai hai dòng Bồi tạp Sơn thanh.
Bộ có độ độc tính cao do Bộ môn Công nghệ sinh học và Ph−ơng pháp thí nghiệm tr−ờng ĐHNNI cung cấp.
Gồm các chủng:
STT Isolate Type Phân lập từ giống Địa điểm thu thập mẫu bệnh
1 HAU01008- 1 4 Tẻ đỏ Hải D−ơng
2 HAU02009- 2 2A’ Tạp giao 1 Quỳnh l−u- Nghệ An 3 HAU01030- 3 4 Khang Dân Đông Anh- Hà Nội 4 HAU02034- 3 3A Nhị −u 838 C−ờng Thịnh- Yên Bái
3.2. Địa điểm
Các nghiên cứu đ−ợc tiến hành tại Bộ môn Di truyền và Công nghệ lúa lai, Viện Di truyền Nông nghiệp, Đ−ờng Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội.
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các dòng đ−ợc sử dụng làm vật liệu khởi đầu
3.3.2. Nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá của các tổ hợp lai
3.3.3. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai
3.3.3.1. Đặc điểm sinh tr−ởng giai đoạn mạ của các tổ hợp lai
3.3.3.2. Đặc điểm cấu trúc bộ lá
3.3.3.3. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc thân và bông của các tổ hợp lai
3.3.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợplai
3.3.5. Nghiên cứu −u thế lai của của các tổ hợp lai
3.3.6. Tìm đ−ợc một số tổ hợp vừa có năng suất cao vừa kháng bệnh bạc lá
3.4. Ph−ơng pháp nghiên cứu
3.4.1. Đánh giá tính kháng bệnh của các giống - Các ph−ơng pháp lây bệnh nhân tạo:
Năm 1975 Yamada và Honino giới thiệu ph−ơng pháp dịch di vi khuẩn. Viện BVTV giới thiệu các ph−ơng pháp lây nhiễm nh−: ph−ơng pháp châm
kim, cắt đầu lá và ph−ơng pháp phun dịch khuẩn lên mặt lá bằng bình bơm n−ớc. Còn theo tác giả Tạ Minh Sơn ph−ơng pháp lây bệnh bằng cắt đầu lá của IRRI vào buổi sáng s−ơng là ph−ơng pháp có kết quả tốt nhất [18].
- Đánh giá
+ Trồng cây trong nhà l−ới có mái che, khoảng cách trồng 20- 30 cm, cấy 1 dảnh khi mạ 4- 5 lá. L−ợng phân bón là: 90 kg N+ 90 kg P2O5+ 60 kg K2O+ 5 tấn phân chuồng/ 1 ha. Bón thúc đợt 2 tr−ớc khi lây nhiễm khoảng 10 ngày (giai đoạn từ làm đòng đến trỗ) với l−ợng 40% đạm tổng số để tăng c−ờng khả năng phát bệnh.
+ Đeo thẻ đánh dấu vào cây, mỗi màu thẻ lây một chủng.
+ Chuẩn bị dung dịch vi khuẩn: Vi khuẩn đ−ợc lấy từ khuẩn lạc bảo quản đ−ợc cấy lại trên môi tr−ờng Wakimoto trong ống nghiệm nghiêng sau 48 tiếng. Đổ 10ml n−ớc cất vô trùng vào ống nghiệm nuôi cấy khuẩn lạc, sau đó votex để trộn đều. Đo nồng độ vi khuẩn và điều chỉnh để đạt đ−ợc 108 tế bào/1ml là thích hợp cho lây nhiễm. Sau đó đổ dung dịch vi khuẩn vào ống nghiệm mới vô trùng có nắp đậy, tránh để trực tiếp d−ới ánh sáng mặt trời, khử trùng kéo cắt bằng nồi hấp.
+ Chọn lá xanh khoẻ, nhúng kéo vào dung dịch vi khuẩn, sau đó cắt đoạn đầu lá dài từ 2- 5cm, cứ cắt 3- 5 lá lại phải nhúng kéo vào dung dịch vi khuẩn một lần, vuốt gọn đầu lá một cây rồi cắt, để tránh cắt nhầm sang lá và cây bên cạnh.
+Giữ ẩm ruộng lúa th−ờng xuyên có thể bằng cách che phủ ni lông. + Sau 18- 20 ngày lây nhiễm tiến hành đo chiều dài vết bệnh. Đo toàn bộ các lá lây nhiễm, đo từ đầu vết cắt xuống phía d−ới đến hết vết bệnh, tính trung bình.
* Thang điểm đánh giá
Đánh giá theo ph−ơng pháp đo chiều dài vết bệnh của Satoru. Taura (Nhật Bản).
Chiều dài vết bệnh sau 18 – 20
ngày lây nhiễm (cm) Phản ứng
< 4 Kháng cao- High resistant (HR)
4- 8 Kháng- Resistant (R)
8- 12 Kháng vừa- Moderately resistant (MR) 12- 18 Nhiễm- Susceptible (S)
>18 Nhiễm cao- High susceptible (HS)
3.4.2. Ph−ơng pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng
Thí nghiệm đ−ợc bố trí trong ruộng thí nghiệm của Bộ môn Di truyền và Công nghệ lúa lai- Viện Di truyền Nông nghiệp.
Vụ 1:
+ Trồng và đánh giá vật liệu khởi đầu.
+ Chọn cặp bố mẹ, lai hữu tính giữa các dòng chứa gen kháng bạc lá vào các dòng mẹ TGMS.
Vụ 2:
+ Trồng các tổ hợp lai F1, bố mẹ và đối chứng để so sánh.
Mỗi tổ hợp lai trồng số l−ợng từ 30 - 50 cá thể để sử dụng, tập chung lây nhiễm các chủng có tính độc cao, trên mỗi cá thể lây nhiễm 4 chủng độc nhất, lây nhiễm vào lúc cây lúa mẫn cảm nhất với bệnh (là giai đoạn có đòng và sau trỗ).
2.4.3. Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học chính của các tổ hợp lai
- Đánh giá con lai F1 theo ph−ơng pháp của trung tâm nghiên cứu và phát triển lúa lai Hồ Nam - Trung Quốc.
- Số liệu đ−ợc theo dõi trên 30 cá thể mỗi dòng.
* Giai đoạn mạ
- Số lá mạ tr−ớc khi cấy - Tuổi mạ tr−ớc khi cấy
- Khả năng đẻ nhánh và màu sắc lá mạ
* Giai đoạn từ cấy đến thu hoạch
- Thời gian từ cấy đến bắt đầu đẻ nhánh - Thời gian từ cấy đến kết thúc đẻ nhánh -Thời gian từ cấy đến trỗ
- Thời gian từ cấy đến chín hoàn toàn - Thời gian sinh tr−ởng
- Chiều dài lá đòng - Chiều rộng lá đòng. -Góc lá đòng
* Đánh giá một số tính trạng số l−ợng
- Chiều cao cây - Chiều dài thân - Chiều dài bông - Chiều dài cổ bông - Số gié cấp 1/bông
* Đánh giá một số tính trạng có liên quan đến năng suất
- Số hạt/ bông. - Số hạt chắc/ bông. - Khối l−ợng 1000 hạt. - Số bông hữu hiệu/ khóm. - Tỷ lệ bông hữu hiệu. - Tỷ lệ hạt chắc.
- Năng suất cá thể:
NSCT: Cân trọng l−ợng hạt chắc của 10 khóm, lấy trung bình.
- Năng suất lý thuyết( NSTL):
NSLT = Số khóm/ m2 x số bông/ khóm x số hạt chắc/ bông x K.L1000 hạt.
* Một số chỉ tiêu về hình thái hạt thóc: Chiều dài hạt, chiều rộng hạt, tỷ lệ dài/ rộng.
* Khả năng chống chịu sâu bệnh: + Sâu: Đục thân, cuốn lá, rầy nâu.
+ Bệnh : Bửnh đạo ôn, bạc lá.
3.4.4. Ph−ơng pháp xử lý số liệu thống kê * Đánh giá khả năng cho −u thế lai: - Ưu thế lai thực: 100% Pb Pb 1 F Hb(%) = − ì 1
F : Số đo trung bình của tính trạng của con lai F1.
b
P : Số đo trung bình của tính trạng ở bố hoặc mẹ cao nhất.
- Ưu thế lai chuẩn:
100% S
S F HS%= 1 − ì F1: Số đo tính trạng của con lai F1 S: Số đo tính trạng ở giống chuẩn
- Ưu thế lai trung bình:
2 P P 2 P P F Hm% 2 1 2 1 1 + + − =
Số liệu đ−ợc xử lí theo giáo trình ph−ơng pháp thí nghiệm đồng ruộng của tác giả Phạm Chí Thành, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 1988 và phần mềm Microsoft Excel.
Phần IV
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
4.1. Đặc điểm nông sinh học của các dòng, giống đ−ợc sử dụng làm vật liệu khởi đầu
Dòng TGMS- VN- 1 là dòng mẹ do Viện Di truyền Nông nghiệp xử lý đột biến bằng phóng xạ tia γ với liều l−ợng 25 kr lên giống lúa địa ph−ơng Chiêm Bầu. Đây là dòng TGMS có nhiều đặc tính −u việt, đặc biệt là có thời gian sinh tr−ởng ngắn (112 ngày), chiều cao cây thuộc dạng bán lùn (73,5cm), đặc tính nở hoa tốt, đẻ nhánh chụm, hạt dài, tỷ lệ vòi nhuỵ v−ơn ra ngoài vỏ trấu cao, màu sắc vòi nhuỵ tím… Tuy nhiên dòng này có một số nh−ợc điểm là số hạt trên bông thấp (78,2 hạt/ bông) dẫn đến tiềm năng năng suất không cao và bị nhiễm bệnh bạc lá, vì vậy nếu tạo đ−ợc dòng mẹ trên cơ sở số hạt trên bông cao vừa kháng bệnh bạc lá thì rất lý t−ởng.
Dòng 103S là dòng bất dục kiểu TGMS do Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng tr−ờng Đại học Nông nghiệp I chọn tạo. Dòng này có thời gian sinh tr−ởng trung bình (140 ngày), chiều cao cây thuộc nhóm lúa bán lùn (72,6 cm), số hạt trên bông (83,3 hạt/ bông), kiểu đẻ nhánh chụm, hạt dài, đặc tính nở hoa tốt, tỷ lệ vòi nhuỵ v−ơn ra ngoài vỏ trấu cao, có vòi nhuỵ màu trắng. Dòng này đã đ−ợc sử dụng cho sản suất đại trà nh−ng có nh−ợc điểm là nhiễm bệnh bạc lá.
Dòng Peiai64S là dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ, dòng này đ−ợc nhập nội từ Trung Quốc có thời gian sinh tr−ởng 125 ngày, chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn 69,9cm, kiểu đẻ nhánh chụm, số hạt/ bông thấp 93,1 hạt/ bông và dòng này cũng có nh−ợc điểm là nhiễm bệnh bạc lá.
Dòng VS01 là dòng bất dục đực di truyền nhân đ−ợc nhập nội từ Trung Quốc. Dòng này có thời gian sinh tr−ởng dài (154 ngày), chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn (87,3 cm), kiểu đẻ nhánh chụm, hạt dài, nh−ng dòng này có số
Bảng 4.1. Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ Tên dòng Thời gian sinh tr−ởng (ngày) Chiều cao cây (cm) Số hạt chắc/ bông (hạt) Số bông hữu hiệu/ khóm K.L1000 hạt(g) Kiểu đẻ nhánh Màu sắc vòi nhuỵ TGMS- VN- 1 112 73,5 ± 4,7 78,2 ± 4,2 6,5 21,5 Chụm Tím 103S 140 72,6 ± 3,4 83,3 ± 5,2 5,6 23,0 Chụm Trắng Peiai64S 125 69,9 ± 2,8 93,1 ± 4,4 5,5 20,1 Chụm Tím VS01 154 87,3 ± 3,4 80,4 ± 2,9 6,0 23,5 Chụm Trắng VS02 145 88,5 ± 3,9 79,0 ± 2,5 5,5 23,2 Chụm Trắng Dòng mẹ VS03 145 85,5 ± 2,9 77,4 ± 3,3 6,3 22,8 Chụm Trắng IRBB7 125 88,4 ± 3,2 130,4 ± 3,4 5,6 24,0 Chụm Trắng IRBB21 127 95,3 ± 2,1 134,4 ± 2,7 5,8 24,8 Chụm Trắng IRBB4/10 124 86,0 ± 3,0 126,3 ± 3,6 6,3 23,5 Chụm Trắng IRBB3/7 124 91,0 ± 3,2 131,3 ± 3,3 6,0 23,5 Chụm Trắng Dòng bố IRBB5/7 125 92,6 ± 3,4 123,4 ± 2,9 6,2 24,6 Chụm Trắng hạt trên bông thấp (80,4 hạt/bông), thời gian sinh tr−ởng dài và bị nhiễm bệnh bạc lá.
Dòng VS02 là dòng bất dục đực di truyền nhân đ−ợc nhập nội từ Trung Quốc. Đặc điểm chủ yếu của dòng này là có thời gian sinh tr−ởng thuộc nhóm dài ngày (145 ngày), chiều cao cây thuộc dạng bán lùn (88,5 cm), cứng cây, đẻ nhánh chụm, hạt dài, có vòi nhuỵ màu trắng nh−ng dòng này có số hạt trên bông thấp (79,0 hạt/ bông) và bị nhiễm bệnh bạc lá.
T−ơng tự hai dòng VS01 và VS02 dòng VS03 cũng có chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn (85,5 cm), thời gian sinh tr−ởng dài (145 ngày), kiểu đẻ nhánh chụm, cứng cây, số bông hữu hiệu/ khóm trung bình (6,3 bông/ khóm) hạt to dài và nh−ợc điểm của dòng này là số hạt trên bông thấp (77,4 hạt/ bông), có thời gian sinh tr−ởng khá dài và nhiễm bệnh bạc lá.
gian sinh tr−ởng trung bình 125 ngày, số hạt trên bông (130,4 hạt/ bông) và có kiểu đẻ nhánh chụm. −u điểm chủ yếu của dòng này là mang gen kháng bạc lá và có biểu hiện chống đ−ợc một số chủng gây bệnh bạc lá ở miền Bắc Việt Nam (Bảng 4.1).
Dòng IRBB21 mang gen trội Xa21 có phổ kháng rộng đối với nhiều nòi vi khuẩn Xoo, gen này đ−ợc phát hiện trong quần thể lúa hoang dại ở Châu Phi. Dòng này có nhiều −u điểm nh− chiều cao cây vừa phải, thuộc dạng cây trung bình (95,3 cm), t−ơng đối phù hợp với dòng mẹ TGMS trong quá trình