Phần 3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ công tác xử lý đột biến phóng xạ phóng xạ
a. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp đánh khảo sát tập đồn khơng nhắc lại, diện tích ơ thí nghiệm 5m2 (Gomez & Gomez, 1984) trong vụ Xuân và vụ Mùa năm 2016.
b. Chỉ tiêu theo dõi
Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển (tuổi mạ, thời gian từ gieo đến trỗ, thời gian trỗ, thời gian sinh trưởng);
Đặc điểm hình thái (màu sắc thân, màu sắc lá, màu sắc hạt, kiểu đẻ nhánh, râu/không râu);
Đặc điểm nông sinh học (chiều cao cây, chiều dài bơng, chiều dài cổ bơng, chiều dài lá địng, chiều rộng lá đòng, số gié cấp 1);
Mức độ nhiễm sâu bệnh hại;
Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất (số bơng/khóm, số hạt/bơng, tỷ lệ lép, khối lượng 1000 hạt, năng suất thực thu);
Đánh giá chất lượng gạo (tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, chiều dài hạt gạo, tỷ lệ D/R, độ bạc bụng, hàm lượng amylose, độ bền thể gel, nhiệt hóa hồ);
c. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
Các chỉ tiêu theo d i trên đồng ruộng được đánh giá theo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa của Viện Nghiên cứu lúa quốc tế IRRI (2013).
Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại trong điều kiện tự nhiên, theo thang điểm của IRRI (2013), bao gồm các loại sâu bệnh chính: Rầy nâu, bạc lá, đạo ơn.
Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại trong điều kiện nhân tạo, theo thang điểm của IRRI (2013), bao gồm các loại sâu bệnh chính: Rầy nâu, bạc lá, đạo ơn.
Phương pháp đánh giá tính kháng bệnh bạc lá
* Các giống lúa đánh giá và giống đối chứng được gieo cấy trên đồng ruộng, chăm sóc để lúa phát triển tốt. Mỗi giống cấy 15 khóm, khoảng cách cây cách cây 20 cm, giống cách giống 40 cm. Mỗi khóm cấy 1 dảnh. Sử dụng giống IR24 là đối chứng nhiễm và IRBB7 là đối chứng kháng.
* Lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá được tiến hành vào giai đoạn lúa đứng cái, làm đòng bằng phương pháp cắt 2-3 cm đầu lá lúa. Dung dịch vi khuẩn lây nhiễm có nồng độ 108 tế bào/ml. Cắt toàn bộ số lá trên cây trừ lá già và lá khơng bình thường. Đánh giá bệnh sau 21 ngày lây nhiễm theo các cấp của IRRI năm 2013. Cấp bệnh Tỷ lệ diện tích lá bị bệnh (%) Phản ứng Ký hiệu 1 1 – 5% Kháng cao KC 3 6 – 12% Kháng K 5 13 – 25% Nhiễm vừa NV 7 26 – 50% Nhiễm N 9 51 – 100% Nhiễm nặng NN
Phương pháp đánh giá tính kháng bệnh đạo ôn
Lây nhiễm theo phương pháp khay mạ đặt trong nhà lưới: Các giống lúa đánh giá và đối chứng được gieo trong khay, mỗi giống gieo một hàng 10 cây.
Sử dụng giống Tẻ Tép là đối chứng kháng, giống Co39 làm đối chứng nhiễm. Khi cây mạ đạt từ 3 lá đến 5 lá (sau gieo 21 ngày), tiến hành phun dịch vẩn bào tử 105 bào tử/ml phủ đều lên toàn bộ bề mặt lá lúa. Sau khi phun bào tử xong giữ độ ẩm liên tục trên 90% và để trong tối ở 25°C trong 20 giờ, sau đó đem lúa đã lây nhiễm đặt dưới ánh sáng tán xạ, duy trì độ ẩm 90% và nhiệt độ 25°C. Đánh giá bệnh sau 7-9 ngày lây nhiễm theo các cấp của IRRI, 2013.
Cấp
bệnh Triệu chứng Phản ứng
Ký hiệu
0 Không cho thấy vết bệnh Kháng cao KC
1 Có đốm nâu nhỏ nhưng chưa hình thành bào tử Kháng cao KC
3 Có đốm bệnh nhỏ, đường kính khoảng 1-2 mm, trịn
hoặc hơi dài có viền màu nâu hoặc quầng màu vàng Kháng
K
5 Có tổn thương hình elip, chiều rộng 1-2 mm, dài 3
mm có viền màu nâu Nhiễm vừa
NV
7 Vết bệnh lan rộng với viền màu nâu, vàng hoặc tím Nhiễm N
9 Các vết bệnh lan rộng thành khối, màu xám hoặc hơi
xanh, không phân biệt được mép vết bệnh Nhiễm nặng
NN
Phương pháp đánh giá tính kháng rầy nâu
Dòng, giống lúa đánh giá được ngâm ủ và gieo trên khay (kích thước khay 60 x 45 x 10 cm) theo kiểu ngẫu nhiên nhắc lại 3 lần, mỗi lần nhắc 20 cây/hàng. Mỗi hàng gieo dài 20 cm, hàng cách hàng 2,5 cm. Khi cây mạ có 2-3 đặt khay mạ vào lồng sau đó tiến hành thả rầy nâu tuổi 2 mật độ trung bình 8 con/cây. Giống chuẩn nhiễm và chuẩn kháng được dùng làm đối chứng là TN1 và Ptb33. Đánh giá khi giống chuẩn nhiễm TN1 đã bị cháy đến 90% hoặc bị chết theo các cấp của IRRI 2013.
* Biểu hiện tác hại của rầy trên cây mạ đuợc phân cấp như sau:
Cấp 0: Không bị hại Cấp 1: Bị hại rất nhẹ
Cấp 3: Lá thứ nhất và thứ 2 hầu hết biến vàng bộ phận Cấp 5: Biến vàng và lùn rõ rệt khoảng 10-25% cây bị héo
Cấp 7: Hơn nửa số cây héo hoặc chết, các cây còn lại bị lùn nặng hay héo dần Cấp 9: Tất cả cây bị chết
* Bảng phân cấp hại theo bảng dưới đây Cấp hại Phản ứng Ký hiệu Cấp 0 Kháng cao KC Cấp 1 – 3,0 Kháng K Cấp 3,1 – 4,5 Kháng vừa KV Cấp 4,6 – 5,5 Nhiễm vừa NV Cấp 5,6 – 7,0 Nhiễm N Cấp 7,1 – 9,0 Nhiễm nặng NN
Đánh giá chất lượng gạo, cơm: Phân tích tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo nguyên, kích thước hạt gạo, mùi thơm nội nhũ theo TCVN1643:2008 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2008a); Xác định độ bạc bụng của gạo theo TCVN 8372:2010 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2010b); Phân tích nhiệt độ hóa hồ theo TCVN5715:1993; Xác định độ bền thể gel theo TCVN 8369:2010 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2010a). Xác định hàm lượng amylose theo TCVN5716-2:2008 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2008b); Đánh giá chất lượng cơm theo TCVN8373:2010 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2010c).
3.4.2. Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ và chọn lọc dòng lúa thuần chất lượng thuần chất lượng
a. Bố trí thí nghiệm
Sử dụng 1000 hạt/mẫu giống có độ thuần cao, độ ẩm 12% để xử lý đột biến tia gamma (nguồn Co60), các mẫu giống được cho vào khay chiếu và đặt trong buồng chiếu với liều lượng chiếu xạ được cài đặt tự động lần lượt là 200, 300 và 400 Gy tại Trung tâm chiếu xạ Hà Nội.
Các thí nghiệm được triển khai tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, xã Liên Hồng, thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương trong vụ Xuân 2017, Mùa 2017 và Xuân 2018. Thế hệ M1 được gieo cấy trong nhà lưới; M2 và M3 gieo cấy tại khu thí nghiệm đồng ruộng của Viện. Ở mỗi thế hệ đều gieo cấy mẫu giống gốc không xử lý đột biến để làm đối chứng.
Thế hệ M1 (ở vụ Xuân 2017) được gieo cấy riêng rẽ theo mẫu giống và liều lượng xử lý đột biến. Mạ gieo ngày 05/01/2017 (sau xử lý 03 ngày), cấy khi mạ đạt 5,5 - 6,0 lá, mật độ cấy 25 khóm/m2
, cấy 1 dảnh/khóm, bón phân với lượng 12 gam N + 90 gam P205 + 100 gam K20/1 m2. Theo dõi tỷ lệ sống sót qua các giai đoạn: mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín. Khi thu hoạch, chọn ngẫu nhiên 200 cá thể, mỗi cá thể thu 25 - 30 hạt/bơng chính, hỗn lại để gieo cấy ở thế hệ M2.
Thế hệ M2 (vụ Mùa 2017): gieo cấy toàn bộ lượng hạt hỗn thu ở thế hệ M1 (gieo ngày 25/6/2017), cấy khi mạ đạt 16 ngày tuổi, mật độ 25 khóm/m2, 1 dảnh/khóm, bón phân với lượng 120 kg N + 90 kg P205 + 100 kg K20/ha. Theo dõi tần xuất xuất hiện đột biến diệp lục và hình thái, nơng học có ý nghĩa trong chọn giống. Khi thu hoạch, chọn cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn (100-110 ngày), thấp cây (90-110 cm), bông dài (≥ 25,0 cm). Theo d i tần suất xuất hiện đột biến diệp lục và hình thái nơng học có ý nghĩa trong chọn giống.
Thế hệ M3 (ở vụ Xuân 2018): mỗi cá thể thu được ở thế hệ M2 gieo cấy thành từng dòng riêng biệt tại thế hệ M3. Gieo ngày 05/1/2018, cấy khi mạ đạt 5,5 - 6,0 lá, mật độ 25 khóm/m2, 1 dảnh/khóm, bón phân với lượng 120 kg N + 90 kg P205+100 kg K20/ha. Xác định phạm vi biến động của các dạng đột biến. Khi thu hoạch, chọn cá thể có thời gian sinh trưởng ngắn (125-135 ngày), thấp cây (90-110 cm), đặc điểm hình khác so với giống gốc, bông dài (≥ 25,0 cm). Xác định phạm vi biến động của các dạng đột biến.
Các thí nghiệm ở thế hệ M1, M2, M3 được bố trí theo phương pháp của Gomez & Gomez (1984). Đánh giá đặc điểm nông sinh học và các yếu tố cấu thành năng suất theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa (IRRI, 2013). Chọn lọc cá thể từ quần thể M2 theo phương pháp chọn lọc phả hệ (George, 2007).
Sơ đồ 3.2. Sơ đồ chọn tạo giống lúa bằng đột biến phóng xạ
Nguồn: Yusuff & cs. (2016)
Tác nhân đột biến Hạt giống xử lý M1 (đột biến thể khảm) Hạt M2 * Quần thể phân ly M2 (Chọn lọc đột biến) * Quần thể phân ly M3 (Chọn dòng đột biến) * Kiểm tra mức độ đồng hợp tử M4 * Nhân dòng thuần * Đánh giá các vùng sinh thái Giống mới Tiếp tục chọn lọc Vật liệu để lai
b. Chỉ tiêu theo dõi
Tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ sống sót, tỷ lệ lép;
Các đặc điểm hình thái (lá địng đứng, chiều dài lá địng); đặc điểm nơng sinh học (thời gian sinh trưởng ngắn ngày, thấp cây, khả năng đẻ nhánh, số nhánh tối đa); các yếu tố cấu thành năng suất (số hạt/bơng, số bơng/khóm, chiều dài bơng, chiều dài hạt);
c. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
Đếm số hạt nảy mầm, số cá thể sống sót ở mỗi giai đoạn;
Thu thập và xác định các thể đột biến như sau: Cây thấp hơn cây của mẫu giống gốc từ 10 cm trở lên là đột biến thấp cây. Cây có thời gian sinh trưởng ngắn hơn mẫu giống gốc 7 ngày trở lên là đột biến chín sớm. Cây có số nhánh nhiều hơn số nhánh của mẫu giống gốc từ 5 nhánh trở lên là đột biến đẻ nhiều. Cây có số bơng hữu hiệu nhiều hơn mẫu giống gốc từ 3 bông trở lên là đột biến tăng bơng hữu hiệu. Cây có số hạt/bơng nhiều hơn số hạt/bông của mẫu giống gốc từ 10 hạt trở lên là đột biến tăng số hạt/bông.
3.4.3. Tuyển chọn, khảo nghiệm sinh thái một số dịng lúa thuần có triển vọng
3.4.3.1. Khảo sát sơ bộ các dịng lúa thuần (M5)
a. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm khảo sát các dịng lúa thuần chất lượng được tiến hành trong vụ Xuân 2019 tại khu thí nghiệm đồng ruộng Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, xã Liên Hồng, thành phố Hải Dương. Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, tuần tự khơng nhắc lại, diện tích ơ 10 m2. Gieo mạ ngày 20/01/2019, mật độ cấy 40 khóm/m2, cấy 1 dảnh/ khóm, bón phân với lượng 120 kg N + 90 kg P205+100 kg K20/ha (Nguyễn Như Hà & Nguyễn Văn Bộ, 2013).
b. Các chỉ tiêu theo dõi
Đặc điểm hình thái (Màu sắc lá, kiểu đẻ nhánh, màu sắc hạt, kiểu lá địng, râu/khơng râu);
Đặc điểm nơng sinh học (Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài bơng, chiều dài lá địng);
Mức độ nhiễm sâu bệnh hại;
Các yếu tố cấu thành năng suất (số bông/m2, số hạt/bông, tỷ lệ lép, khối lượng 1000 hạt);
- Chất lượng gạo (Tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, chiều dài hạt gạo, chiều rộng hạt gạo, tỷ lệ D/R, hàm lượng amylose, nhiệt độ hoá hồ, độ bền thể gel);
c. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh trên đồng ruộng, năng suất theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa (IRRI, 2013).
Đánh giá chất lượng gạo, cơm: Tương tự nội dung đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ công tác xử lý đột biến phóng xạ.
3.4.3.2. So sánh một số dịng lúa thuần có triển vọng (M6, M7)
a. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm so sánh các dịng lúa có triển vọng được tiến hành trong vụ Mùa 2019 và Xuân 2020 tại khu thí nghiệm đồng ruộng Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Gia Lộc, Hải Dương. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại, diện tích ơ thí nghiệm 10 m2
(Gomez & Gomez,1984). Trong vụ Mùa, gieo mạ ngày 20/06/2019, vụ Xuân 2020 gieo mạ ngày 25/1/2020, mật độ cấy 40 khóm/m2, lượng phân bón trong cả vụ Xuân và Mùa là 120 kg N + 90 kg P205 + 120 kg K20/ha. Tuổi mạ khi cấy: trong vụ Xuân 30 ngày, trong vụ Mùa là 20 ngày.
b. Các chỉ tiêu theo dõi
Đặc điểm nông sinh học (Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều dài bông, chiều dài lá đòng;
Mức độ nhiễm sâu bệnh hại;
Các yếu tố cấu thành năng suất (số bông/m2, số hạt/bông, tỷ lệ lép, khối lượng 1000 hạt);
Chất lượng gạo (Tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, chiều dài hạt gạo, tỷ lệ D/R, độ bền gel, nhiệt độ hoá hồ, độ bạc bụng, hàm lượng amylose);
c. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh trên đồng ruộng, năng suất theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa (IRRI, 2013).
Đánh giá chất lượng gạo, cơm: Tương tự nội dung đánh giá nguồn vật liệu thu thập phục vụ cơng tác xử lý đột biến phóng xạ. Các mẫu phân tích được lấy sau thu hoạch từ 30 ngày, phân tích tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm.
3.4.3.3. Khảo nghiệm sinh thái dòng lúa chất lượng cao NN1-2-6-55
a. Địa điểm
Tại 3 địa phương, cụ thể: Thành phố Điện Biên – Điện Biên, Thanh Miện – Hải Dương, Đức Thọ - Hà Tĩnh.
b. Thời gian thực hiện
Vụ Mùa năm 2020 và vụ Xuân năm 2021.
c. Bố trí thí nghiệm
Tại các địa phương dòng lúa NN1-2-6-55 được gieo cấy với diện tích 1000- 1500 m2. Giống đối chứng Bắc thơm số 7 (BT7) diện tích 500 m2.
Bố trí khung thời vụ của nhóm lúa ngắn ngày tại địa phương, cấy khi mạ đạt 4,0 - 4,5 lá trong vụ Mùa; 5,0 - 5,5 lá trong vụ Xuân. Mật độ cấy 35 – 40 khóm trong vụ Mùa, 40 – 45 khóm trong vụ Xuân.
Phân bón trong vụ Xuân: 110 kg N + 90 kg P2O5 + 100 kg K2O/ha; 100 kg N + 90 kg P2O5 + 100 kg K2O/ha trong vụ Mùa.
Phòng trừ sâu bệnh và sử dụng thuốc BVTV theo hướng dẫn của ngành BVTV địa phương.
d. Các chỉ tiêu theo dõi
Đặc điểm nông sinh học, mức độ nhiễm sâu bệnh hại, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất, chất lượng cơm.
e. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu
Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu sâu bệnh trên đồng ruộng, năng suất theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa (IRRI, 2013).
Đánh giá chất lượng cơm theo TCVN8373:2010 (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2010b).
Năng suất thực thu được tính theo phương pháp gặt 5 điểm theo đường chéo góc, mỗi điểm gặt 50m2. Tính năng suất tươi, lấy mẫu 3 kg phơi khô, đo độ ẩm đạt 13%, tính tỷ lệ, quy đổi năng suất tươi ra năng suất khô.