5. Những đóng góp mới của luận án
2.7. Phương pháp xử lý số liệu
Các chỉ tiêu theo dõi trên đồng ruộng của các giống lúa được so sánh bằng phương pháp phân tích phương sai một nhân tố (one-way ANOVA) bằng phần mềm Statistix 9.0.
53
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định dòng sinh học (biotype) của rầy nâu ở Thừa Thiên Huế
3.1.1. Độc tính của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế
Rầy nâu là loài sâu hại có tính bền vững và khả năng sinh sản cao, tính thích nghi và chống chịu với các điều kiện bất lợi tốt. Nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy ở các vùng sinh thái khác nhau, quần thể rầy nâu có sự biến đổi khác nhau tạo các biotype, cho nên độc tính gây hại và mức độ thiệt hại cũng khác nhau. Ở Thừa Thiên Huế, cho đến nay những nghiên cứu về độc tính của rầy nâu hại lúa và khả năng hình thành biotype rầy nâu chưa nhiều. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đánh giá độc tính của quần thể rầy nâu thu thập trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế nhằm xác định biotype rầy nâu ở Thừa Thiên Huế để có hướng sử dụng hiệu quả các giống lúa kháng rầy nâu trong giai đoạn hiện nay.
Độc tính của rầy nâu được biểu hiện bằng tỷ lệ rầy cái có bụng to và khả năng sống sót của rầy trên các giống mang gen chuẩn kháng đặc trưng cho sự thích nghi của các quần thể rầy nâu với giống mang gen kháng. Kết quả đánh giá tính độc của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế đối với các giống mang gen chuẩn kháng theo phương pháp ống nghiệm của Tanaka và Matsumura (2000) được chúng tôi ghi nhận ở (Bảng 3.1).
Bảng 3.1 cho thấy rằng rầy nâu đều có khả năng sống trên các giống chuẩn
kháng: Trên giống Mudgo (mang gen kháng Bph1), tỷ lệ rầy nâu mang độc tính là 40,00%. Trên giống ASD7 (mang gen kháng bph2), tỷ lệ rầy nâu mang độc tính là 44,00%, tỷ lệ này tương tự trên giống Babawee (mang gen kháng bph4) và giống PTB33 (mang gen kháng bph2 và Bph3). Đối với giống chuẩn nhiễm TN1 (không
54
Bảng 3.1. Tỷ lệ rầy nâu mang độc tính của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế khi sống trên các giống chuẩn kháng (TB ± SE)
Giống lúa Tỷ lệ rầy nâu mang độc tính trong quần thể (%)
Mudgo 40,00 ± 12,65a ASD7 44,00 ± 14,70a Rathu Henati 32,00 ± 8,00a Babawee 44,00 ± 11,66a PTB33 44,00 ± 7,48a TN1 (Đ/C) 48,00 ± 8,00a
Ghi chú: TB: Trung bình, SE: Sai số chuẩn; Các chữ cái giống nhau trong cùng một cột biểu hiện sự không sai khác có ý nghĩa tại mức tin cậy P<0,01.
Kết quả của thí nghiệm trên chỉ ra rằng quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế có độc tính cao đối với các giống lúa mang gen chuẩn kháng. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với những kết quả nghiên cứu trước đây của các tác giả Nguyễn Văn Đĩnh và Trần Thị Liên (2005) [7] khi nghiên cứu độc tính của quần thể rầy nâu ở miền Bắc và miền Nam đều cho thấy “Quần thể rầy nâu ở miền Bắc và miền Nam nói chung có độc tính cao với đối với giống mang gen chuẩn kháng phổ biến trong tự nhiên và trong sản xuất”.
Do vậy, cần phải có một chiến lược nghiên cứu về giống lúa kháng rầy nâu để liên tục tạo ra các giống lúa kháng rầy, có như vậy mới có thể hạn chế được sự bùng phát dịch rầy nâu trong tương lai.
3.1.2. Phản ứng của các giống lúa chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế
Để đánh giá tính kháng rầy nâu của các giống mang gen chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế, chúng tôi đã sử dụng 2 phương pháp: Phương pháp ống nghiệm và phương pháp hộp mạ, kết quả được trình bày ở Bảng 3.2 và Bảng 3.3.
Sử dụng giống lúa chuẩn kháng để đánh giá độc tính của rầy nâu ở Thừa Thiên Huế cho thấy: Cấp gây hại và mức độ kháng sau lây nhiễm 5 ngày và 7 ngày là sự khác nhau giữa các giống lúa thí nghiệm với đối chứng và giữa các giống thí nghiệm với nhau.
55
Bảng 3.2. Cấp gây hại và mức độ kháng của các giống lúa chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu Thừa Thiên Huế (theo phương pháp ống nghiệm)
Giống lúa
5 ngày sau lây nhiễm 7 ngày sau lây nhiễm Cấp gây hại Mức độ kháng Cấp gây hại Mức độ kháng Mudgo 3,40 ± 0,75 KV 5,80 ± 1,02 NV ASD7 1,40 ± 0,40 K 1,40 ± 0,40 K Rathu heenati 1,80 ± 0,49 K 4,20 ± 0,49 KV Babawee 2,60 ± 1,17 K 3,00 ± 1,55 K PTB33 2,60 ± 0,75 K 3,40 ± 1,47 KV TN1 (Đ/C) 5,80 ± 1,02 N 7,80 ± 0,80 NN
Ghi chú: K: kháng KV: kháng vừa NV: nhiễm vừa NN: nhiễm nặng
Kết quả thí nghiệm trong ống nghiệm cho thấy: Sau lây nhiễm 5 ngày, các giống lúa chuẩn kháng đều thể hiện tính kháng ở mức kháng đến kháng vừa, cấp hại dao động từ 1,40 đến 5,80. Trong đó cấp hại thấp nhất ở giống ASD7 là 1,40; tiếp đến là Rathu Henati, Babawee và PTB33; giống Mudgo biểu hiện ở mức kháng vừa với cấp hại là 3,40; giống chuẩn nhiễm TN1 bị quần thể rầy nâu gây hại nặng ở mức 5,80. Và kết quả ở lần đánh giá tiếp theo (7 ngày sau lây nhiễm) cho thấy giữa các giống có sự khác nhau. Trong đó, giống chuẩn nhiễm đã chết hoàn toàn (nhiễm nặng) với mức gây hại là 7,80; giống Mudgo có biểu hiện nhiễm vừa ở cấp 5,80; hai giống Rathu Henati và PTB33 có biểu hiện kháng vừa với cấp hại tương ứng là 4,20 và 3,40; hai giống ASD7 và Babawee vẫn thể được tính kháng đối với chủng rầy nâu Thừa Thiên Huế với cấp hại tương ứng là 1,40 và 3,00.
Tương tự kết quả nghiên cứu đánh giá trong ống nghiệm, cấp gây hại và mức độ kháng của các giống lúa đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế sau lây nhiễm 5 ngày và 7 ngày theo phương pháp hộp mạ cũng khác nhau. Sau 5 ngày lây nhiễm, cấp hại dao động từ 1,73 - 7,13 tương ứng với ASD7 và TN1. Trong đó, có 4 giống có biểu hiện kháng là ASD7, Rathu Heenati, PTB33 và Babawee; giống Mudgo có biểu hiện nhiễm vừa và giống TN1 có biểu hiện nhiễm nặng. Sau 7 ngày lây nhiễm, cấp hại có chiều hướng tăng lên do đó mức độ kháng của các giống lúa giảm dần. Trong đó 4 giống (ASD7, Rathu Heenati, PTB33 và Babawee) có biểu hiện kháng vừa, 2 giống Mudgo và TN1 có biểu hiện nhiễm nặng (Bảng 3.3).
56
Bảng 3.3. Cấp gây hại và mức độ kháng của các giống lúa chuẩn kháng đối với quần thể rầy nâu Thừa Thiên Huế (theo phương pháp hộp mạ)
Giống lúa 5 ngày sau lây nhiễm 7 ngày sau lây nhiễm Cấp gây hại Mức độ kháng Cấp gây hại Mức độ kháng
Mudgo 5,31 ± 0,31 NV 7,46 ± 0,24 NN ASD7 1,73 ± 0,21 K 3,93 ± 0,24 KV Rathu Heenati 1,96 ± 0,25 K 3,86 ± 0,29 KV Babawee 2,20 ± 0,22 K 3,90 ± 0,22 KV PTB33 2,50 ± 0,21 K 3,93 ± 0,22 KV TN1 7,13 ± 0,21 NN 8,86 ± 0,92 NN
Ghi chú: K: kháng KV: kháng vừa NV: nhiễm vừa NN: nhiễm nặng
Như vậy, kết quả nghiên cứu đáng giá bằng cả hai phương pháp cho thấy
giống Mudgo (gene kháng Bph1) có biểu hiện nhiễm, giống ASD7 (gene kháng bph2) và Babawee (gene kháng bph4) đều có biểu hiện kháng; giống Rathu Heenati (gene kháng Bph3) có biểu hiện kháng - kháng vừa đối với quần thể rầy
nâu ở Thừa Thiên Huế.
3.1.3. Xác định Biotype rầy nâu ở Thừa Thiên Huế
Trong nhiều năm trở lại đây, do mở rộng sử dụng các giống lúa lai có năng suất cao và tăng cường thâm canh năng suất lúa đã tạo điều kiện thuận lợi cho rầy nâu phát sinh gây hại trên diện rộng. Việc xác định biotype rầy nâu và xu hướng hình thành các biotype mới ở một vùng sản xuất là cơ sở khoa học quan trọng cho việc chọn tạo và sử dụng giống kháng rầy nâu có hiệu quả.
Theo nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy rằng biotype rầy nâu ở các vùng sinh thái khác nhau là khác nhau. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi tiến hành xác định biotype rầy nâu của quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế. Từ các kết quả ở Bảng 3.2; 3.3 về cấp hại và mức độ kháng của các giống lúa chuẩn kháng đối với các quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế, chúng tôi đưa ra mối quan hệ giữa quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế với các giống chuẩn kháng ở Bảng 3.4
57
Bảng 3.4. Quan hệ giữa quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế và các giống chuẩn kháng
Giống lúa Gen kháng Mức độ kháng
Mudgo Bph1 NV ASD7 bph2 K Rathu Heenati Bph3 KV Babawee bph4 K PTB33 bph2 và Bph3 KV TN1 (Đ/C) Không có NN
Ghi chú: K: kháng KV: kháng vừa NV: nhiễm vừa NN: nhiễm nặng Với quần thể rầy nâu Thừa Thiên Huế: Giống Mudgo (gen kháng Bph1) có biểu hiện nhiễm vừa, giống ASD7 (gen kháng bph2) và Babawee (gen kháng bph4) đều có biểu hiện kháng; giống Rathu Heenati (gen kháng Bph3) có biểu
hiện kháng - kháng vừa, giống TN1 có biểu hiện nhiễm nặng. Ngoài ra, giống
PTB33 (gen bph2 và Bph3) cũng có biểu hiện kháng vừa (Bảng 3.4).
Từ kết quả nghiên cứu ở Bảng 3.4, kết hợp với kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa gen kháng và các loại hình biotype rầy nâu của Khush và Brar (1991) và Zhang (2007). (Bảng 3.5)
Bảng 3.5. Mối quan hệ giữa gen kháng và các biotype của rầy nâu
Giống Gen kháng Phản ứng với các biotype
1 2 3 4 Mudgo Bph1 K N K N ASD7 bph2 K K N N Rathu Heenati Bph3 K K K K Babawee bph4 K K K K PTB33 bph2 và Bph3 - - - - TN1 (Đ/C) Không có N N N N
58
Chúng tôi bước đầu xác định được biotype của các quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế chủ yếu thuộc biotype 2. Kết quả này tương tự với kết quả nghiên cứu về biotype rầy nâu của Trần Đăng Hòa và ctv (2009) [12] và của Trần Thị Hoàng Đông, (2010) [9]. Điều này có nghĩa là từ năm 2009 đến nay thì chủng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế vẫn không thay đổi sang dạng hình sinh học mới, vẫn là biotype 2.
Hiện nay, rầy nâu có 4 biotype. Trong đó biotype 1 phân bố rộng rãi ở Đông Nam Á, biotype 2 có nguồn gốc ở Philippines, phát sinh sau khi sử dụng
rộng rãi các giống mang gene Bph1, biotype 3 phát sinh tại các phòng thí
nghiệm ở Nhật Bản và Philippines, biotype 4 chỉ phát hiện có ở vùng Nam Á (Ấn Độ và Bangladesh) và một quần thể pha trộn giữa biotype 2 và biotype 3 có mặt tại miền Nam Việt Nam (Ikeda và Vaughan, 2006) [50].
Một số nghiên cứu về rầy nâu ở đồng bằng sông Cửu Long cho thấy rầy nâu ở vùng này chủ yếu là biotype 2, nhưng khả năng thích ứng gia tăng và đang chuyển biến thành biotype mới (Nguyễn Văn Luật, Lương Minh Châu, 1991) [17]. Khi nghiên cứu độc tính của 2 quần thể rầy nâu ở Hà Nội và Tiền Giang (Nguyễn Văn Đĩnh và Trần Thị Liên, 2005) [7] đã xác định trong 6 giống lúa chuẩn mang gen kháng rầy nâu (ADR52, Mudgo, Rathu Heenati, ASD 7,
Babawee và ARC 10550) thì chỉ có 2 giống Rathu Heenati mang gen Bph3 và giống Babawe mang gen bph4 là vẫn giữ được tính kháng rầy nâu Hà Nội. Đối
với rầy nâu Tiền Giang thì chỉ có 1 giống Rathu Heenati giữ được tính kháng. Như vậy 2 quần thể rầy nâu Hà Nội và Tiền Giang có sự khác biệt về độc tính và có các phản ứng khác nhau khi sống trên các giống lúa khác nhau.
Tính bền vững về khả năng kháng rầy nâu của các giống lúa kháng cũng được quan tâm nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới. Các nhà chọn tạo giống và côn trùng học đã xác nhận rằng các giống mang đa gen kháng và các gen thứ
yếu có tính bền vững cao hơn các giống chỉ có đơn gen chính. (Gallagher et al. 1994) [43] phát hiện ở nhiều nơi các giống mang gen Bph1 chỉ có hiệu lực kháng rầy nâu sau 2 năm canh tác, các giống mang gen bph2 có hiệu lực kháng
rầy trong vòng 5 năm. Trong khi đó giống IR64 vừa mang gen kháng chính
Bph1 và một gen kháng thứ yếu khác có hiệu lực kháng rầy nâu trong vòng 10
năm canh tác (Alam, Cohen, 1998) [31]. Chính vì vậy việc xác định tính bền vững của các giống kháng và chiều hướng hình thành biotype mới sau khi sử dụng giống kháng rầy nâu là cần thiết.
59
3.2. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu và xác định gen kháng của các giống lúa đang sử dụng phổ biến và các giống lúa mới, nhập nội có triển vọng ở Thừa Thiên Huế.
3.2.1. Đánh giá khả năng kháng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế của các giống lúa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
61 giống lúa thí nghiệm được chúng tôi thu thập từ các vùng trồng lúa ở miền Trung và nhập nội từ Nhật Bản và viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI. Để đánh giá tính kháng rầy nâu ở Thừa Thiên Huế của 61 giống lúa nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp đánh giá trong ống nghiệm và hộp mạ. Kết quả được trình bày dưới đây.
3.2.1.1. Kết quả đánh giá tính kháng bằng phương pháp trong ống nghiệm
Kết quả thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo trong ống nghiệm cho thấy cấp gây hại và mức độ kháng với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế sau lây nhiễm 5 ngày và 7 ngày là có sự khác nhau giữa các giống lúa được thử nghiệm (Bảng 3.6).
Bảng 3.6. Cấp gây hại (TB± SD) và mức độ kháng của các giống lúa đối với quần thể rầy nâu ở Thừa Thiên Huế bằng phương pháp trong ống nghiệm
STT Giống lúa
5 ngày sau lây nhiễm 7 ngày sau lây nhiễm Cấp gây hại Mức độ kháng Cấp gây hại Mức độ kháng
1 HP01 2,60 ± 0,27 K 4,40 ± 0,31 KV 2 HP02 4,00 ± 0,33 KV 5,80 ± 0,44 N 3 HP03 4,40 ± 0,43 KV 5,80 ± 0,33 N 4 HP04 2,40 ± 0,31 K 4,40 ± 0,31 KV 5 HP05 2,60 ± 0,40 K 4,40 ± 0,52 KV 6 HP06 2,70 ± 0,42 K 4,30 ± 0,60 KV 7 HP07 2,60 ± 0,40 K 4,40 ± 0,43 KV 8 HP08 5,00 ± 0,42 NV 6,60 ± 0,50 N 9 HP09 3,80 ± 0,44 KV 5,20 ± 0,47 NV 10 HP10 2,90 ± 0,48 K 4,50 ± 0,58 KV 11 HP11 4,20 ± 0,61 KV 5,40 ± 0,50 NV 12 HP12 6,60 ± 0,50 N 7,60 ± 0,52 NN 13 HP13 4,80 ± 0,36 NV 6,40 ± 0,31 N 14 HP14 3,40 ± 0,83 KV 5,20 ± 0,70 NV 15 HP15 5,40 ± 0,50 NV 7,00 ± 0,67 N 16 HP16 4,00 ± 0,33 KV 5,20 ± 0,36 NV
60 17 HP17 3,80 ± 0,44 KV 5,40 ± 0,40 NV 18 HP18 5,80 ± 0,33 N 7,40 ± 0,40 NN 19 HP19 3,60 ± 0,43 KV 4,20 ± 0,44 KV 20 HP20 5,40 ± 0,58 NV 7,20 ± 0,55 NN 21 HP21 4,80 ± 0,47 NV 6,80 ± 0,47 N 22 HP22 4,20 ± 0,44 KV 6,20 ± 0,44 N 23 HP23 5,40 ± 0,40 NV 7,40 ± 0,40 NN 24 HP24 5,80 ± 0,44 N 7,20 ± 0,36 NN 25 HP25 4,60 ± 0,40 NV 6,20 ± 0,44 N 26 HP26 3,80 ± 0,33 KV 5,40 ± 0,40 NV 27 HP27 4,60 ± 0,50 NV 6,00 ± 0,45 N 28 HP28 2,80 ± 0,36 K 4,40 ± 0,43 KV 29 HP29 2,11 ± 0,47 KV 4,40 ± 0,43 KV 30 HP30 5,20 ± 0,55 NV 7,20 ± 0,55 NN 31 G1 3,80 ± 0,33 KV 5,40 ± 0,40 NV 32 G2 5,80 ± 0,33 N 7,60 ± 0,43 NN 33 G3 4,20 ± 0,53 KV 5,40 ± 0,58 NV 34 G5 4,20 ± 0,33 KV 6,20 ± 0,33 N 35 G6 4,60 ± 0,58 NV 5,60 ± 0,79 N 36 G7 4,00 ± 0,33 KV 5,40 ± 0,40 NV 37 G8 3,00 ± 0,42 K 4,40 ± 0,43 KV 38 G9 4,20 ± 0,33 KV 5,40 ± 0,40 NV 39 G10 3,40 ± 0,27 KV 5,20 ± 0,36 NV 40 G11 2,80 ± 0,36 K 4,20 ± 0,33 KV 41 G13 3,60 ± 0,43 KV 5,20 ± 0,47 NV 42 G14 2,11 ± 0,36 KV 4,80 ± 0,36 NV 43 G15 5,60 ± 0,43 N 7,60 ± 0,52 NN 44 G16 4,00 ± 0,33 KV 6,00 ± 0,33 N 45 G17 5,80 ± 0,33 N 7,60 ± 0,43 NN 46 G18 4,80 ± 0,55 NV 6,80 ± 0,55 N 47 G19 3,00 ± 0,42 K 4,20 ± 0,44 KV 48 G20 4,00 ± 0,33 KV 5,40 ± 0,27 NV 49 G21 5,40 ± 0,72 NV 7,20 ± 0,47 NN
61 50 G23 6,20 ± 0,33 N 7,60 ± 0,43 NN