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 sản suất hạt lai. Thời gian sinh tr−ởng thuộc nhóm trung bình (127 ngày), cứng cây, kiểu đẻ nhánh chụm, có khả năng sinh tr−ởng tốt, có số hạt trên bông trung bình (134,4 hạt/ bông) và đặc biệt dòng này kháng đ−ợc hầu hết các chủng bạc lá khác nhau ở miền Bắc Việt Nam.
Dòng IRBB4/10 mang gen Xa4Xa10 đ−ợc nhập nội từ IRRI. Thời gian sinh tr−ởng trung bình (124 ngày), cứng cây, kiểu đẻ nhánh chụm, chiều cao cây thuộc nhóm nửa lùn (86,0 cm), số hạt trên bông là 126,3 hạt/ bông.
Dòng IRBB3/7 mang gen Xa3Xa7 đ−ợc nhập nội từ IRRI. Dòng này có thời gian sinh tr−ởng trung bình 124 ngày, chiều cao cây thuộc nhóm trung bình (91,0 cm), cứng cây, sinh tr−ởng tốt, số hạt trên bông trung bình (131,3 hạt/ bông).
Dòng IRBB5/7 mang gen Xa5Xa7 đ−ợc nhập nội từ IRRI. Chiều cao cây thuộc nhóm trung bình (92,6 cm) với thời gian sinh tr−ởng trung bình (125 ngày), kiểu đẻ nhánh chụm, số bông hữu hiệu cao và số hạt trên bông trung bình (123,4 hạt/ bông).
Năm dòng này sử dụng làm bố với mục đích có thể tạo ra các tổ hợp lai vừa có −u thế lai vừa kháng bệnh bạc lá.
Sau khi đã nghiên cứu chọn vật liệu khởi đầu, chúng tôi tiến hành lai vào vụ mùa 2005 và lấy đối chứng là Bồi tạp Sơn thanh.
Các tổ hợp lai, đối chứng, các dòng bố, mẹ đã đ−ợc gieo vào ngày 09/01/2006 và chúng tôi đã thu đ−ợc một số kết quả đ−ợc trình bày d−ới đây:
4.2.Nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá của các tổ hợp lai
Nhằm đáp ứng mục tiêu an ninh l−ơng thực trong n−ớc cũng nh− xuất khẩu gạo, trong khi diện tích trồng lúa ngày càng giảm, năng suất lúa thuần đã kịch trần thì khai thác và sử dụng lúa lai đ−ợc xem nh− là một giải pháp tốt nhất để thúc đẩy việc tăng sản l−ợng lúa trong những năm sắp tới.
Nhờ áp dụng các biện pháp canh tác có hiệu quả cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại đã làm cho năng suất cũng nh− sản l−ợng lúa lai hai dòng ngày càng đ−ợc nâng cao, đồng thời chất l−ợng lúa ngày càng đ−ợc cải thiện. Mặc dù đã đáp ứng đ−ợc một số yêu cầu trong sản xuất nh−ng bệnh hại luôn là một nguy cơ lớn làm ảnh h−ởng đến năng suất và chất l−ợng lúa. Một trong những bệnh đ−ợc coi là bệnh nguy hiểm, gây hại lớn nhất cho cây lúa là bệnh bạc lá. Nhiễm bệnh bạc lá là hạn chế lớn nhất của lúa lai vì vậy vấn đề đặt ra cho các nhà chọn giống là phải chọn đ−ợc giống kháng bệnh bạc lá.
Từ mục tiêu trên, chúng tôi đã tiến hành lai hữu tính giữa các dòng bố là các dòng IRBB chứa gen kháng bệnh bạc lá khác nhau vào các dòng mẹ là các dòng TGMS. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá trên 30 tổ hợp lai trong vụ xuân 2006.
Bệnh bạc lá th−ờng phát triển và gây hại lớn nhất vào vụ mùa còn vụ xuân thì điều kiện thời tiết không thuận lợi cho vi khuẩn hình thành và phát triển nên chúng tôi phải tiến hành lây nhiễm nhân tạo 4 isolate vi khuẩn bạc lá lúa Xoo cho 30 tổ hợp lai, đối chứng và các dòng bố, mẹ.
Sau 18- 20 ngày lây nhiễm tiến hành đo chiều dài vết bệnh để đánh giá phản ứng của các tổ hợp lai với vi khuẩn bạc lá lúa. Vết bệnh càng dài thì mức độ nhiễm bệnh càng cao.
Bảng 4.2. Phản ứng của các tổ hợp lai đối với 4 isolate vi khuẩn bệnh bạc lá
Xanthomonas oryzae pv. oryzae
Phản ứng của các tổ hợp lai - Chiều dài vết bệnh (cm)
Hau02034 -3 Hau02009 - 2 Hau01008 -1 Hau01030 - 3 STT Tên tổ hợp Chứa
gen
C. dài P.ứng C. dài P.ứng C. dài P.ứng C. dài P.ứng
1 TH1 Xa7 7,6 MR 5,7 R 9,0 MR 4,9 R 2 TH2 Xa21 3,0 HR 2,8 HR 3,3 HR 2,5 HR 3 TH3 Xa4/10 4,0 R 1,5 HR 9,5 MR 8,0 MR 4 TH4 Xa3/7 3,4 HR 2,2 HR 8,0 MR 10,8 MR 5 TH5 Xa5/7 3,6 HR 1,1 HR 13,1 S 13,0 S 6 TH6 Xa7 5,2 R 2,8 HR 11,8 MR 6,5 R 7 TH7 Xa21 5,5 R 2,5 HR 5,0 R 4,7 R 8 TH8 Xa3/7 2,8 HR 2,9 HR 8,7 MR 6,9 R 9 TH9 Xa4/10 4,7 R 1,3 HR 19,0 S 9,6 MR 10 TH10 Xa5/7 6,4 R 3,5 HR 11,5 MR 15,5 S 11 TH11 Xa7 8,7 MR 6,2 R 8,0 MR 10,6 MR 12 TH12 Xa21 3,5 HR 2,8 HR 3,1 R 3,0 HR 13 TH13 Xa4/10 3,0 HR 2,3 HR 5,1 R 7,5 R 14 TH14 Xa3/7 4,8 R 2,4 HR 12,0 S 9,6 R 15 TH15 Xa5/7 7,8 R 6,6 R 13,5 S 12,2 S 16 TH16 Xa7 4,5 R 3,0 HR 9,7 MR 8,2 MR 17 TH17 Xa21 4,3 R 3,9 HR 4,0 R 6,5 R 18 TH18 Xa4/10 3,3 HR 3,0 HR 8,4 MR 12,2 S 19 TH19 Xa3/7 4,7 R 1,8 HR 7,4 R 7,6 R 20 TH20 Xa5/7 6,0 R 3,0 HR 14,5 S 12,5 S 21 TH21 Xa7 5,1 R 4,0 R 10,5 MR 4,2 R 22 TH22 Xa21 3,3 HR 3,3 HR 7,9 R 5,1 R 23 TH23 Xa4/10 4,2 R 2,5 HR 12,9 S 7,6 R 24 TH24 Xa3/7 2,2 HR 1,7 HR 14,3 S 9,4 MR 25 TH25 Xa5/7 6,1 R 2,6 HR 9,5 MR 14,7 S 26 TH26 Xa7 7,1 R 2,2 HR 4,8 R 11,0 MR 27 TH27 Xa21 3,8 HR 2,6 HR 3,4 HR 3,1 HR 28 TH28 Xa4/10 2,7 HR 4,1 R 16,3 S 8,2 MR 29 TH29 Xa3/7 4,1 R 3,7 HR 7,7 R 10,2 MR 30 TH30 Xa5/7 2,0 HR 1,4 HR 9,5 MR 14,6 S 31 BTST(ĐC) 6,0 R 3,0 HR 14,5 S 12,2 S
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00
Hau02009-2 Hau 02034-3 Hau 10030-3 Hau 01008-1
Th6(Xa7) Th9(Xa4/10) Th22(Xa21) Th14(Xa3/7) Th15(Xa5/7) Chiều dài vết bệnh Chủng