Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.5. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thông qua đột biế nở Việt Nam
VIỆT NAM
2.5.1. Tình hình nghiên cứu chung
Ở Việt Nam, nghiên cứu chọn giống đột biến được cố GS Lương Định Của khởi xướng từ những năm đầu của thập niên 1960, sau đó hướng nghiên cứu này tiếp tục được tiến hành bởi Phan Phải, Trần Duy Quý, Nguyễn Minh Công, Nguyễn Hữu Đống, Đỗ Hữu Ất, Lâm Quang Dụ, Nguyễn Văn Bích,… đã tạo được nhiều giống lúa mới và nhiều dịng đột biến có triển vọng. Theo thống kê của Viện Di truyền Nơng nghiệp, tính đến 2015 cả nước có 63 giống cây trồng mới được tạo ra nhờ đột biến, đã được công nhận và đưa vào sản xuất. Trong đó, có 41 giống lúa; Viện Di truyền Nơng nghiệp tạo ra 27 giống; Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền nam 6 giống; Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 4 giống; Viện công nghệ sinh học 1 giống (NĐ5); Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long 2 giống (TNĐB100 và Tép hành đột biến) và Trường đại học Sư phạm 1 giống (PĐ1,Tám thơm đột biến, TK106) (Lê Đức Thảo & Lê Huy Hàm, 2017).
Theo IAEA (2021), Việt Nam có 58/3365 giống đột biến, đứng thứ 11/76 trên thế giới. Tính riêng ở lúa, với 36 giống lúa đột biến được công bố, Việt Nam đứng thứ 4 trên thế giới (cùng với Mỹ) sau Trung Quốc (296 giống), Nhật bản (220 giống) và Ấn Độ (60 giống). Các giống lúa đột biến ở Việt Nam chủ yếu được đăng ký trong giai đoạn 1975-2000 (24/36 giống), từ 2000 đến 2010 có 11 giống lúa mới được đăng ký. Những năm gần đây, mặc dù công tác nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam vẫn đang được chú trọng, nhưng từ 2010 đến 2021 chỉ đăng ký được 1 giống lúa đột biến là DT80 (năm 2017) do Viện Di truyền Nông nghiệp nghiên cứu và chọn tạo. Trong thực tế, nhiều giống lúa đột biến của nước ta đã được chọn tạo ra nhưng chưa được đăng ký.
Theo Trần Duy Quý & cs. (2009), bằng phương pháp đột biến Việt Nam đã tạo được nhiều giống lúa có chất lượng, năng suất cao và sức chống chịu tốt như: DT10, DT11, DT13, A20, CM1, DT33, DT21, Tám thơm đột biến, Khang dân đột biến, CL9, PD2, VND 95-20, VND 99-33, Tài nguyên đột biến 100, OM 2717, OM 2718, OM 2496, VN 121, VN 124,… ở mỗi giống này đều có một hoặc một số tính trạng được cải tiến so với giống gốc về: năng suất, chất lượng, tính cảm quang, thời gian sinh trưởng, độ cứng cây, khả năng chống chịu,...
Theo Lê Văn Huy & cs. (2017), bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt của giống nếp N99 đã tạo được giống nếp mới N612, có thời gian sinh trưởng 106 – 110 ở vụ mùa và 132-138 ngày ở vụ xuân, cho xôi dẻo và thơm, năng suất khá cao (5,5 – 6,0 tấn/ha).
Nguyễn Minh Công & cs. (2016), khi chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của giống lúa nếp TK90 đã tạo được giống lúa nếp Phú Quý, tiếp tục chiếu xạ tia gamma vào hạt nảy mầm của giống lúa này đã rút ngắn được thời gian sinh trưởng, góp phần đưa giống này từ nhóm giống trung ngày thành giống ngắn ngày, phù hợp hơn với cơ cấu gieo trồng 2 vụ lúa, 1 vụ màu.
Tran Tan Phuong & Cua Quang Ho (2017) đã kết hợp giữa phương pháp lai nhiều bố mẹ và đột biến phóng xạ chọn tạo thành cơng nhiều giống lúa thơm như ST16, ST19 và ST20. Những giống lúa này có thời gian sinh trưởng từ 95 – 115 ngày, cao cây trung bình, đẻ nhánh khỏe, năng suất thực thu trên 5 tấn/ha, hạt gạo dài hơn 7,5 mm, hạt gạo thon dài, không bạc bụng, hàm lượng amylose thấp, cơm có mùi thơm đậm.
Nguyễn Văn Tiếp (2018) đã chọn tạo thành công nếp Cái Hoa Vàng đột biến từ dòng đột biến HV-H; có thể gieo trồng 2 vụ/năm và cho năng suất ổn định ở các địa điểm nghiên cứu; có thời gian sinh trưởng 121 ngày ở vụ mùa; 138 ngày ở vụ xuân, cho năng suất 4,04 tấn/ha; vẫn giữ được chất lượng gạo như giống ban đầu, nhưng cịn nhiễm nhẹ với bệnh đạo ơn, bạc lá và bệnh khô vằn.
V Thị Minh Tuyển & cs. (2018) ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ và chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa chịu mặn. Vật liệu sử dụng để chiếu xạ tia gamma (liều chiếu là 250 Gy, nguồn Co60) là hạt giống đã được ngâm nước 48 giờ của dòng lúa chịu mặn TL6.2 (mang gen saltol nhưng năng suất thấp). Sử
dụng chỉ thị phân tử và môi trường mặn nhân tạo (6 NaCl) để sàng lọc dòng đột biến chịu mặn ở thế hệ M4. Đánh giá các đặc điểm nông, sinh học trên đồng ruộng đã chọn được dòng đột biến triển vọng LT6.2-44, mang gen saltol và chịu được độ mặn 6 trong môi trường mặn nhân tạo, đặt tên là DT80.
Theo Hoàng Thị Loan & cs. (2018), kết quả chọn lọc các dòng ở thế hệ
M6, đã xác định hương thơm trên lá, trên hạt gạo và xác định gen thơm của 42
dòng được chọn lọc từ đột biến giống Q2 và ST19. Kết quả thu được cho thấy các dòng đột biến từ giống Q2 đều cho kết quả không thơm, các dòng đột biến
từ giống ST19 có 18 dịng thơm và thơm nhẹ trên cả lá và hạt gạo, 17 dịng khơng thơm.
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng & cs. (2019), dòng lúa D14 là dòng đột biến triển vọng, được chọn tạo bằng phương pháp chiếu xạ ion beam kết hợp với chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử. Dòng D14 mang hai gen kháng Xa4, Xa7, có phản ứng kháng với cả ba chủng vi khuẩn lây nhiễm. Kết quả đánh giá, thử nghiệm cho thấy D14 có thời gian sinh trưởng ngắn (105 ngày trong vụ Mùa), năng suất và chất lượng đều được cải tiến so với dòng gốc ban đầu: Năng suất thực thu đạt 65,77 tạ/ha, hạt gạo thon dài hơn (tỷ lệ D/R là 3,84), phẩm chất cơm nấu được xếp hạng khá.
Theo Le Huy Ham & cs. (2020), Việt Nam có khoảng 15% diện tích trồng giống lúa được chọn tạo thơng qua đột biến. Thơng qua đột biến phóng xạ và kết hợp với công nghệ sinh học đã chọn tạo được 55 giống lúa.
2.5.2. Nghiên cứu về liều lượng phóng xạ
Đỗ Hữu Ất (1996) đã nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia gamma khi xử lý vào các thời điểm khác nhau của các hạt lúa nảy mầm thuộc 6 giống lúa Tám, đặc sản Việt Nam đã kết luận: chiếu xạ liều lượng 10 kR hoặc 15 kR vào các thời điểm nảy mầm 69 giờ hoặc 72 giờ cho tần số cao về các đột biến có ý nghĩa chọn giống.
Theo Lê Xuân Đắc & cs. (2005) để nâng cao chất lượng lúa gạo, đáp ứng nhu cầu về phẩm chất và thị hiếu người tiêu dùng thì việc nâng cao năng suất của các giống lúa quý địa phương như Tám xoan, Tám ấp bẹ, Dự thơm, Tẻ di hương, vẫn duy trì chất lượng tốt như hạt trong, cơm dẻo và thơm ngon là cần thiết. Tuy nhiên, các giống lúa này có một số nhược điểm (cao cây, thân mềm chống đổ kém, lá dài, mỏng và rủ, hạt thưa, thời gian sinh trưởng dài và cảm quang) làm giảm năng suất đáng kể. Vì thế nhóm tác giả đã kết hợp giữa công nghệ chọn dòng tế bào thực vật với đột biến thực nghiệm bằng chiếu xạ tia gamma nhằm cải tiến các giống lúa để thu các đột biến thấp cây, chống đổ. Việc xử lý đột biến bằng tia gamma từ nguồn Co60 được tiến hành trên mô sẹo từ phơi hạt chín sau 4 tuần với liều lượng là 3krad, 5krad, 7krad, 9krad, 11krad và 13krad. Kết quả chọn lọc đã thu được nhiều dịng có các đặc điểm nông sinh học khá hơn hẳn giống gốc: dịng TXL7-01-1 có độ thuần cao, chiều cao cây 95 - 105cm, thời
gian sinh trưởng 115 ngày, hạt màu nâu sáng, dạng hạt bầu; dòng TXL9-29-3 thấp hơn giống gốc, dạng hạt to và dài, hạt gạo trong và dịng TXL7-52-5 có màu sắc và hình dạng hạt như giống gốc. Điều đặc biệt là cả 3 dịng này đều khơng cảm quang và trổ được cả vụ chiêm và vụ mùa.
Đỗ Khắc Thịnh & cs. (2005), đã tiến hành xử lý đột biến tia gamma Co60
hạt khô và hạt nảy mầm của các giống lúa nhập nội (IR64, IR50404, IR59606), giống lúa địa phương (Nàng Hương, Nàng Thơm Chợ Đào) với liều lượng 20 - 30 krad. Kết quả cho thấy: các dòng, giống lúa đột biến chọn lọc có những đặc tính tốt hơn giống gốc như kháng đổ ngã, kháng sâu bệnh, chống chịu với điều kiện bất lợi như: phèn (ngộ độc do nhơm, sắt), khơ hạn, đặc biệt có tính chín sớm và năng suất cao. Một số giống đột biến được công nhận như: VNĐ95-19, VNĐ95-20, VNĐ404, VNĐ99-3, TNĐB100 và mở rộng sản xuất. Đặc biệt, VNĐ95-20 là một trong 5 giống chủ lực xuất khẩu ở Việt Nam qua nhiều năm.
Vo Thi Minh Tuyen & cs. (2015) sử dụng chiếu xạ tia gamma kết hợp chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử để cải thiện khả năng kháng bệnh bạc lá của giống lúa BT62.1. Giống này thời gian sinh trưởng ngắn, chất lượng cao, kháng bệnh bạc lá do vi khuẩn (mang gen Xa7 và Xa21). Liều lượng xử lý 300 Gy trên hạt khô. Kết quả chọn lọc được 2 dịng đột biến M24 và M33 có năng suất cao trên 7 tấn/ha).
Trần Duy Quý & cs. (2016) đã xử lý đột biến chiếu xạ bằng tia gamma nguồn Co60 ở dạng hạt khô 3 giống lúa ĐH18, QK và Bao Thai Hồng, độ ẩm hạt 13% với liều lượng từ 25 - 30 krad. Kết quả chọn lọc được 3 giống lúa NPT3 (nguồn giống gốc ĐH18), BQ (nguồn giống gốc QK) và TQ14 (nguồn giống gốc Bao Thai Hồng). Giống lúa NPT3 là giống siêu năng suất với các đặc điểm ưu việt nổi trội như: thời gian sinh trưởng ngắn (105-110 ngày vụ Mùa; 130- 135 ngày trong vụ Xuân, năng suất bình quân đạt 9-10 tấn/ha), cứng cây, lá đứng, phù hợp với khả năng thâm canh, có khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận đặc biệt các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng gạo (hàm lượng amylose 15-16%, hạt nhỏ dài). Giống lúa BQ có chất lượng cao, năng suất trung bình đạt 75-80 tạ/ha tương đương với lúa lai, thời gian sinh trưởng ngắn (105- 110 ngày vụ mùa; 120- 130), chất lượng gạo: hàm lượng amylose 16-18%, cơm ngon, dẻo. Giống lúa TQ14 là giống cảm ôn cây được 2 vụ/năm, có nhiều đặc điểm nơng sinh học q thích ứng rộng như Khang Dân 18, có tiềm năng năng
suất cao, năng suất trung bình đạt từ 5,9 - 6,2 tấn/ha, thời gian sinh trưởng ngắn (105-110 ngày vụ Mùa; 130-135 ngày vụ Xuân), kháng sâu bệnh khá, chất lượng gạo phù hợp với công nghệ chế biến như bánh phở, mỳ tôm, bún, Ethanol..
Le Huy Ham & cs. (2020) sử dụng các giống lúa địa phương (Cườm, Chiêm bầu, Tám thơm, Nàng hương, Tẻ tép …) và các giống cải tiến (C4-63, A8, CR203, Khang dân, IR64, IR50404, Bắc thơm) để xử lý phóng xạ (tia gamma, tia X) với liều lượng 80, 100, 150, 200 và 250 Gy. Kết quả xác định được liều lượng thích hợp cho hạt khơ là 100, 120 và 200 Gy); thích hợp cho xử lý hạt nảy mầm là các liều lượng 30, 40 và 60 Gy.
Theo Nguyễn Thị Lang & cs. (2020) nhằm cải tiến giống lúa thuần OM6162 đã tiến hành xử lý đột biến phóng xạ tia gamma với 5 liều lượng: 100, 200, 300, 400 và 500 Gy nguồn Co60. Kết quả ghi nhận hầu hết các dòng đột biến từ giống OM6162 có sự thay đổi về mặt năng suất ở các liều chiếu xạ 300 và 400 Gy. Các dòng này được tiếp tục phân tích phẩm chất. Kết quả cho thấy một số dịng có sự cải thiện về hàm lượng amylose, gluten, protein tuy khơng biến động nhiều. Có hai dịng có năng suất cao hơn giống đối chứng là dòng số 7 và dòng số 11.