* Thí nghiệm đánh giá tập đoàn:
- Bố trí thí nghiệm theo phương pháp khảo sát tập đoàn tuần tự không nhắc lại diện tích ô thí nghiệm 10m2 , các cá thể thế hệ BC3F1 có 1 đối chứng là TBR225.
- Khoảng cách cấy hàng x hàng = 25 cm, cây cách cây = 15cm, cấy 1 dảnh/ khóm, phân bón, tưới nước, và phòng trừ sâu bệnh áp dụng theo sản xuất đại trà.
+ Các chỉ tiêu theo dõi
-Thời gian sinh trưởng: Tính từ khi gieo đến khi có 85% số hạt chín trên các khóm.
-Chiều cao cây: Đo từ mặt đất đến đỉnh bông cao nhất không kể râu -Dảnh hữu hiệu: Đếm tất cả các bông trong một khóm.
-Số hạt chắc trên bông
-Khối lượng 1000 hạt (g): Phơi khô hạt đạt độ ẩm 13%.
-Năng suất lý thuyết = Mật độ × Số bông hữu hiệu/khóm × Số hạt chắc/bông × khối lượng 1000 hạt (g) × 1/1000
-Năng suất thực thu: Lấy mẫu theo từng khóm, tuốt hạt và phơi đến khi độ ẩm của hạt đạt tới 13% thì cân khối lượng, rồi quy ra gam/khóm.
3.5.3. Thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo
+ Phương pháp lây nhiễm và đánh giá
Sử dụng Phương pháp lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá, phương pháp cắt kéo. Giai đoạn lây nhiễm: lúa làm đòng - trỗ.
- Trồng cây trong nhà lưới có mái che, khoảng cách trồng 20-30 cm, cấy 1 dảnh khi mạ được 4-5 lá.
- Lượng phân bón 90 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O. Bón thúc đợt 1 khi lây nhiễm khoảng 10 ngày (Giai đoạn từ làm đòng đến trỗ) với lượng 40% đạm tổng số để tăng cường khả năng phát bệnh.
- Đeo thẻ đánh dấu vào cây, mỗi màu thẻ lây một chủng
- Chuẩn bị dung dịch vi khuẩn: Vi khuẩn lấy từ khuẩn lạc được bảo quản và được cấy lại trên môi trường Wakimoto trong ống nghiệm nghiêng sau 48 tiếng. Đổ 10ml nước 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 được 108 tế bào trên 1ml là
22 thích hợp cho lây nhiễm.
- Chọn lá xanh khoẻ, nhúng kéo vào dung dịch vi khuẩn, sau đó cắt đoạn đầu lá dài từ 1-3cm, cứ 3-5 lá lại phải nhúng kéo vào dung dịch vi khuẩn một lần, vuốt gọn đầu lá một cây rồi cắt, để tránh nhầm sang lá và cây bên cạnh.
- Giữ ẩm ruộng lúa thường xuyên
- Sau 18-20 ngày lây nhiễm tiến hành đo đếm chiều dài vết bệnh. Đo toàn bộ các lá lây nhiễm. Đo từ đầu vết cắt xuống phía dưới đến hết vết bệnh, tính trung bình. Dựa vào chiều dài vết bệnh để đánh giá tính kháng, nhiễm.
Theo thang điểm 5 cấp (Sử dụng khi lây nhiễm các dòng nhỏ được cấy trong nhà lưới) như sau:
Chiều dài vết bệnh < 3 cm Kháng cao (HR) Chiều dài vết bệnh 3 - 8 cm Kháng (R)
Chiều dài vết bệnh 8 - 12 cm Kháng trung bình (M) Chiều dài vết bệnh 12 - 17 cm Nhiễm (S)
Chiều dài vết bệnh > 17 cm Nhiễm cao (HS)
3.5.4. Thí nghiệm đánh giá dòng triển vọng
+ Phương pháp bố trí thí nghiệm
Khoảng cách cấy hàng x hàng = 25 cm, cây cách cây = 15cm, cấy 1 dảnh/ khóm, phân bón, tưới nước và phòng trừ sâu bệnh áp dụng theo sản xuất đại trà + Các chỉ tiêu theo dõi
- Sinh trưởng, phát triển: các giai đoạn sinh trưởng từ gieo đến nảy mầm, gieo đến đẻ nhánh, gieo đến trỗ, gieo đến chín; tổng thời gian sinh trưởng
- Một số đặc điểm nông sinh học: Chiều cao cây, số lá, số nhánh, góc đẻ nhánh, số bông/khóm, màu sắc thân, lá, hạt, dạng bông
- Khả năng chống chịu đồng rộng: khả năng chống đổ, chống chiụ một số sâu bệnh chính gồm sâu đục thân, sâu cuốn lá, bênh bạc lá, đạo ôn
- Năng suất và yếu tố tạo thành năng suất: số bông trên khóm, số hạt trên bông, số hạt chắc trên bông, khối lượng 1000 hạt, năng suất cá thể, năng suất thực thu.
- Chỉ tiêu chất lượng: dạng hạt thóc, màu sắc hạt thóc, chiều dài hạt gạo, chiều rộng hạt.
23 Chiều dài hạt
Điểm Loại Chiều dài hạt gạo (mm)
1 Rất dài Trên 7,5
3 dài 6,61 to 7,5
5 Trung bình 5,51 đến 6,60
7 Ngắn nhỏ hơn 5
Dạng hạt
1 Thon dài Trên 3
5 Trung bình 2,1 đến 3,0
9 Bầu 2,0 hoặc nhỏ hơn
3.5.5. Phân tích kết quả thí nghiệm
Phân tích phương sai ANOVA, hệ số biến động CV%, sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa LSD0,05%, phân tích đồng hình (UPGMA), chỉ số chọn lọc.
Phần mềm sử dụng IRRISTAT ver 5.0, chương trình NTsyspc ver 2.0 và chương trình thống kê sinh học của Nguyễn Đình Hiền,1995.
24
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐÁNH GIÁ VÀ CHỌN CÁ THỂ BC3F1 MANG GEN KHÁNG BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ
Dòng TBR225 và 19 cá thể được chọn lọc từ tổ hợp lai TBR225 x IRBB64 thế hệ BC3F1 được sử dụng phân tích PCR với các chỉ thị MP1-2, RM6320, P3, pTA248 để sàng lọc các dòng mang gen kháng bệnh bạc lá: Xa4, xa5, Xa7, Xa21
- Sàng lọc các cá thể mang gen kháng bệnh bạc lá Xa21
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chỉ thị pTA248 để xác định sự có mặt của gen kháng Xa21 trên 19 cá thể lúa nghiên cứu. Dòng IRBB64 mang gen kháng bạc lá, IR24 là dòng chuẩn nhiễm và TBR225 là dòng đối chứng, các cá thể lúa được chọn lọc từ tổ hợp lai TBR225 x IRBB64, thế hệ BC3F1 được sử dụng phân tích PCR với chỉ thị pTA248.
Sản phẩm PCR sau đó được điện di trên gel agarose 2,5%. Kết quả phân tích PCR cho thấy các dòng lúa đưa vào phân tích đã cho sản phẩm PCR rõ ràng.
Hình 4.1. Sản phẩm PCR cuả các cá thể BC3F1 với mồi pTA248 liên kết với gen Xa21
(Từ trái qua phải: Thang ADN chuẩn 1kb; TBR225; IRBB64; các cá thể BC3F1 TBR225/IRBB64 kí hiệu từ 1-19)
19 cá thể xuất hiện 2 vạch băng: 1 vạch băng trùng với vạch băng của dòng mang gen kháng IRBB64 và 1 vạch băng trùng vạch băng của dòng không mang gen TBR225, chứng tỏ các dòng này mang gen Xa21 ở trạng thái dị hợp.
- Sàng lọc các cá thể mang gen kháng bệnh bạc lá Xa7
Chỉ thị P3 đã được sử dụng để xác định sự có mặt của gen kháng Xa7 trên các dòng lúa nghiên cứu. Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2,5%. Kết quả phân tích PCR đã cho sản phẩm PCR rõ ràng.
25
Hình 4.2. Sản phẩm PCR của các cá thể BC3F1 với mồi P3 liên kết với gen Xa7
(Từ trái qua phải: Thang ADN chuẩn 1kb;IR24; TBR225; IRBB64; các dòng BC3F1 TBR225/IRBB64 kí hiệu từ 1-19)
Các cá thể số 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 và 19 xuất hiện 2 vạch băng: 1 vạch băng trùng với vạch băng của dòng mang gen kháng IRBB64 và 1 vạch băng trùng vạch băng của dòng không mang gen TBR225, chứng tỏ 6 dòng này mang gen Xa7 ở trạng thái dị hợp.Các cá thể số 1, 2, 3 có 1 vạch băng trùng vạch băng của các dòng không mang gen TBR225, chứng tỏ 3 cá thể này không mang gen kháng bệnh bạc lá Xa7.
- Sàng lọc các cá thể mang gene kháng bệnh bạc lá Xa4
Đề tài đã sử dụng chỉ thị MP1-2 để xác định sự có mặt của gene kháng Xa4
trên 19 cá thể lúa nghiên cứu. Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2,5%.
Hình 4.3. Sản phẩm PCR cúa các cá thể BC3F1 với mồi MP1-2 liên kết với gen Xa4
(Từ trái qua phải: Thang ADN chuẩn 1kb; TBR225 và IRBB64; các cá thể BC3F1 TBR225/IRBB64 kí hiệu từ 1-19)
Sản phẩm PCR cho thấy 19 cá thể có 1 vạch băng trùng với vạch băng của dòng mang gen kháng IRBB64 và 1 vạch băng trùng vạch băng của dòng không mang gen TBR225, chứng tỏ 19 cá thể này mang gen Xa4 ở trạng thái dị hợp.
- Sàng lọc các cá thể mang gene kháng bệnh bạc lá xa5
Chỉ thị RM6320 đã được sử dụng để xác định sự có mặt của gene kháng
xa5 trên các dòng lúa nghiên cứu. Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2,5%. Kết quả phân tích PCR đã cho sản phẩm PCR rõ ràng.
26
Hình 4.4. Sản phẩm PCR của các cá thể BC3F1 với mồi RM6320 liên kết với gen xa5
(Từ trái qua phải: Thang ADN chuẩn 1kb; TBR225; IRBB64; các cá thể BC3F1 TBR225/IRBB64 kí hiệu từ 1-19)
Sản phẩm PCR cho thấy 19 cá thể có: 1 vạch băng trùng với vạch băng của dòng mang gen kháng IRBB64 và 1 vạch băng trùng vạch băng của dòng không mang gen TBR225, chứng tỏ 19 cá thể này mang gen xa5 ở trạng thái dị hợp.
Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả đánh giá bằng chỉ thị phân tử các cá thể BC3F1 TBR225 x IRBB64
STT Các gen kháng Tên cá thể mang gen
Số lượng cá thể
1 xa5,Xa4, Xa21 1, 2, 3 3
3 xa5, Xa4, Xa7, Xa21 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 16
Tổng 19
Kết quả tổng hợp đánh giá bằng chỉ thị phân tử 19 cá thể BC3F1 TBR225/IRBB64 ở bảng 4.1 cho thấy cả 19 cá thể đều mang gen kháng bệnh bạc lá. Chọn được 16 cá thể mang cả 4 gen kháng bệnh bạc lá hữu hiệu (Xa4, xa5, Xa7 và Xa21) ở trạng thái dị hợp tử.
4.2. ĐÁNH GIÁ VÀ CHỌN CÁC CÁ THỂ BC3F1 ĐÃ LÂY LẠI NỀN DI TRUYỀN CỦA TBR225 TRUYỀN CỦA TBR225
Để cải tiến tính kháng bệnh bạc lá của giống lúa TBR225 nên các dòng lúa nghiên cứu trước hết phải mang gen kháng bệnh bạc lá . Do vậy 16 cá thể lúa thế hệ BC3F1 mang 4 gen kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5, Xa7 và Xa21) được lựa chọn để tiếp tục đánh giá ở vụ Xuân về các đặc điểm nông, sinh học chính với mục đích để tìm ra dòng có các đặc điểm nông học giống với giống lúa TBR225 nhất.
4.2.1. Kết quả đánh giá các giai đoạn sinh trưởng và thời gian sinh trưởng của các cá thể lúa nghiên cứu của các cá thể lúa nghiên cứu
Thời gian sinh trưởng của cây lúa bắt đầu từ khi gieo đến khi thu hoạch được chia làm các giai đoạn khác nhau, các giai đoạn sinh trưởng có sự biến
27
động theo đặc tính giống, mùa vụ và tác động của con người thông qua các biện pháp kĩ thuật trong quá trình sản xuất.
Sinh trưởng và phát triển là một trong các chỉ tiêu quan trọng liên quan chặt chẽ với năng suất lúa. Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa trên đồng ruộng là sự phản ánh tính bền vững về măt di truyền của các giống đồng thời cũng phản ánh khả năng của các giống với điều kiện ngoại cảnh. Các giống khác nhau thì có sự khác nhau ở mỗi thời kì sinh trưởng và giai đoạn sinh trưởng. Việc theo dõi thời gian sinh trưởng của cây lúa là rất cần thiết nó là tiền đề để chăm bón, bố trí cơ cấu mùa vụ hợp lí.
Bảng 4.2. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của cá thể lúa thí nghiệm (tại Yên Sở - Hoài Đức - Hà Nội, vụ Xuân 2019)
STT Cá thể
Tuổi mạ (ngày)
Thời gian từ cấy đến… (ngày) Tổng thời gian sinh trưởng (ngày) Bắt đầu đẻ nhánh Kết thúc đẻ nhánh Bắt đầu trỗ Kết thúc trỗ Chín hoàn toàn 1 TBR-4 28 18 43 68 73 101 129 2 TBR-5 28 17 42 67 72 101 129 3 TBR-6 28 18 43 65 72 100 128 4 TBR-7 28 19 44 69 74 102 130 5 TBR-8 28 18 43 68 75 104 132 6 TBR-9 28 18 43 68 74 104 132 7 TBR-10 28 17 41 65 71 102 130 8 TBR-11 28 18 43 68 73 101 129 9 TBR-12 28 17 42 67 72 100 128 10 TBR-13 28 18 43 68 73 101 129 11 TBR-14 28 19 42 65 71 100 128 12 TBR-15 28 16 41 66 71 101 129 13 TBR-16 28 18 42 65 72 100 128 14 TBR-17 28 19 43 66 73 101 129 15 TBR-18 28 17 42 66 71 102 132 16 TBR-19 28 17 42 67 72 100 128 17 TBR225 (Đ/C) 28 18 43 68 71 100 128 Các cá thể lúa tham gia thí nghiệm có tuổi mạ là 28 ngày và bằng với giống TBR225 đối chứng. Thời gian từ khi cấy đến lúc bắt đầu đẻ nhánh dao động từ 16 - 19 ngày. Giống đối chứng có thời gian là 18 ngày. Thấp nhất là cá thể TBR- 15 có thời gian là 16 ngày, thấp hơn 2 ngày so với đối chứng.
28
Thời gian từ cấy đến kết thúc đẻ nhánh dao động từ 41- 44 ngày. Cá thể TBR-7 có thời gian dài nhất 44 ngày, thấp nhất là cá thể TBR-10 và TBR-15 có thời gian 41 ngày.
Cá thể TBR-7 có thời gian từ cấy đến lúc bắt đầu trỗ là 69 ngày dài hơn so với dòng đối chứng TBR225 (68 ngày). Thời gian từ khi cấy đến lúc bắt đầu trỗ thấp nhất ở cá thể TBR- 2, TBR-10 và TBR-16 là 65 ngày.
Thời gian từ khi cấy đến lúc kết thúc trỗ ở các cá thể thí nghiệm dao động từ 71-75 ngày. Cá thể TBR-8, TBR-7, TBR-9 có thời gian từ cấy đến kết thúc trỗ là 74 - 75 ngày cao hơn giống đối chứng (71 ngày)
4.2.2. Kết quả đánh giá một số đặc tính hình thái của các cá thể lúa nghiên cứu
Sau khi theo dõi đánh giá một số đặc tính hình thái của các cá thể lúa thí nghiệm chúng tôi thu được kết quả trình bày trong bảng 4.3
Bảng 4.3. Đánh giá một số đặc tính hình thái của các cá thể lúa thí nghiệm (tại Yên Sở - Hoài Đức - Hà Nội, vụ Xuân 2019)
Tên cá thể Kiểu đẻ nhánh Chiều cao cây (cm) Chiều dài bông (cm) Chiều dài cổ bông (cm) Màu sắc hạt thóc TBR-4 Xòe 112 28,3 4,4 Vàng sáng TBR-5 Chụm 111,7 27,5 4,1 Vàng sáng TBR-6 Nửa chụm 108 29,3 3,9 Vàng sáng TBR-7 Chụm 117 28,9 3,7 Vàng sáng TBR-8 Xoè 112 27,2 3,6 Vàng sáng TBR-9 Chụm 114 28,4 2,4 Vàng sáng TBR-10 Chụm 109 26,6 4,2 Vàng sáng TBR-11 Xòe 110,4 26,5 4,5 Vàng sáng TBR-12 Chụm 110 29,0 3,8 Vàng sáng TBR-13 Chụm 112,6 27,2 7,8 Vàng sáng TBR-14 Nửa chụm 111,3 26,8 4,6 Vàng sáng TBR-15 Chụm 112,2 27,2 4,3 Vàng sáng TBR-16 Nửa chụm 111,5 28,0 7,0 Vàng sáng TBR-17 Nửa chụm 110,2 29,3 9,2 Vàng sáng TBR-18 Chụm 114 26,2 4,2 Vàng sáng TBR-19 Chụm 112 27,0 3,7 Vàng sáng TBR225 (Đ/C) Nửa chụm 112 30 4,6 Vàng sáng
Các cá thể lúa thí nghiệm có kiểu đẻ nhánh xòe, nửa chụm, chụm. Qua theo dõi đánh giá thu được 4 cá thể TBR-6, TBR-14, TBR-16, TBR-17 có kiểu đẻ nhánh nửa chụm tương đương đối chứng, 4 cá thể đẻ nhánh nửa chụm và 3 cá thể TBR-4;
29 TBR-8; TBR-11 đẻ nhánh xòe.
Chiều cao cây cũng là một đặc trưng của giống. Tuy nhiên, chiều cao cây cao hay thấp ít nhiều cũng phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa...Chiều cao cây tuy không liên quan trực tiếp đến năng suất nhưng liên quan đến tính chống đổ và khả năng chịu thâm canh của giống đó. Do vậy, việc lựa chọn các dòng lúa có chiều cao cây phù hợp là vô cùng cần thiêt. Chiều cao cây của các cá thể lúa thí nghiệm dao động từ 108 - 117cm. Cá thể TBR-7 có chiều cao cây cao nhất (117cm), cá thể TBR-6 có chiều cây 108cm thấp nhất.
Chiều dài bông lúa phụ thuộc vào đặc tính di truyền của từng dòng lúa. Cá thể lúa thí nghiệm có chiều dài bông dao động từ 26,5 -29,3cm. Cao nhất là cá thể TBR-2 (29,3cm), thấp nhất là cá thể TBR-18 (26,2cm). Tất cả các cá thể lúa thí nghiệm có chiều dài bông thấp hơn so với đối chứng (30cm).
Độ dài cổ bông ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của cây lúa. Bông lúa trỗ hoàn toàn nghĩa là bông lúa đã thoát ra khỏi bẹ lá cờ một cách hoàn toàn. Nếu cổ