5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
1.6.3. Phương pháp chọn tạo giống lúa lai một dòng
Phương pháp “một dòng” là phương pháp sản xuất “hạt lai thuần” (True Bred Hybrid Rice) nhờ sử dụng thể vô phối (Apomixis) để sản xuất hạt lai và cố định ưu thế lai.
1.6.3.1. Phương pháp cố định ưu thế lai ở lúa. - Cố định ưu thế lai bằng nhân giống vô tính:
Khi tạo được một số tổ hợp ưu thế lai cao, muốn giữ lại các đặc điểm này, các nhà khoa học Trung Quốc đã đề nghị sử dụng lúa chét. Người ta sử dụng gốc rạ của những giống có khả năng tái sinh cao (Lou và cộng sự), [57]. Nhiều tổ hợp vẫn đạt năng suất 4,5 - 6 tấn/ha/vụ chỉ trong thời gian 60-70 ngày sau thu hoạch vụ lúa chính. Sức sinh trưởng của chồi phụ thuộc vào vị trí mọc trên thân chính, những chồi gốc, thân dài, mập, bông lớn cho năng suất cao hơn. Theo Lê Văn Nhạ [7], thì có hai dạng chồi là dạng chét và dạng mạ. Chồi dạng chét mọc ở vị trí cao cho năng suất thấp, chồi dạng mạ mọc từ vị trí gốc sinh trưởng và phát triển bình thường, có khả năng thay thế cho việc sử dụng hạt giống F1. Tác giả đã đưa ra hai giống là VL901 và VL 902 được gieo cấy ở Vụ Bản, Nam Định cho năng suất khá cao. Tuy nhiên việc nhân và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
duy trì giống để phổ biến thì còn nhiều khó khăn, kết quả này mới chỉ là một phát hiện.
- Sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào và nuôi cấy hạt phấn.
Các nhà khoa học Ân Độ đã nghiên cứu nuôi cấy tế bào hạt phấn của cây F1 có 1n nhiễm sắc thể, nếu được lưỡng bội hoá bằng Colsicine sẽ hình thành những dòng thuần tuyệt đối, còn các cây mọc từ các mô dinh dưỡng của bao phấn có 2n nhiếm sắc thể. Những cá thể này mang đầy đủ bản chất của cây F1, nên có thể thay thế cho hạt lai F1.
-Duy trì ưu thế lai bằng phương pháp tạo thể song nhị bội (amphidiploid)
-Duy trì ưu thế lai bằng sử dụng hệ thống “cân bằng chết”
Yuan.L.P [89] đề xuất chiến lược nghiên cứu lúa vô phối kết hợp với hàng loạt những tiến bộ trong công nghệ sinh học như dung hợp tế bào, cứu phôi trong lai xa... để sản xuất hạt vô phối. Theo ông, mục tiêu cuối cùng của chọn giống lúa lai là cố định ưu thế lai và sản xuất “lúa lai thuần”. Con đường tốt nhất để phát triển giống lai xa thuần chủng là phải sử dụng thể vô phối của lúa đa phôi.
1.6.3.2. Một số kết quả nghiên cứu lúa vô phối trên thế giới và trong nước
Hiện tượng sinh sản vô phối đã được nghiên cứu mở rộng trên nhiều loài thực vật. Hana và cộng sự (1987), [41] cho rằng hiện tượng sinh sản vô phối đã được xác định ở 35 họ thực vật, 350 loài cây trồng khác nhau. Để tuyển chọn lúa vô phối theo Zhou và cộng sự,(1993),[98] cần phải căn cứ vào những đặc điểm khác thường của hạt và cây F1, cây F2 của những dòng lúa đa phôi. Theo ông, tạo vật liệu vô phối là công việc quan trọng trước tiên với một số khả năng để lựa chọn như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-Tuyển chọn thể vô phối trong các loài lúa trồng (Oryza sativa L). -Lai xa khác chi, chuyển gen vô phối từ cỏ dại sang lúa trồng [16]. -Tuyển chọn vô phối trong các loài dại có quan hệ gần gũi với cây trồng [89].
Trung tâm nghiên cứu lúa lai Hồ Nam công bố đã tìm ra được giống lúa vô phối từ các giống lúa đa phôi, họ đã tiến hành nghiên cứu hàng nghìn giống lúa từ nhiều quốc gia trên thế giới với ba loài phụ lúa trồng là Indica, Japonica, Javanica. Tỷ lệ các giống lúa nhiều mầm chỉ chiếm có 2%, trong đó tỷ lệ nhiều mầm ở loài Indica là 2,05%, Japonica là 1,25%, phần lớn các giống nhiều mầm có nguồn gốc nhiệt đới (Châu á, Châu phi) đặc biệt ở các nước Châu mỹ, Châu âu không phát hiện được loài nào [98].
Nhiều kết quả nghiên cứu phôi sinh học, tế bào học đã xác định các giống lúa vô phối như C1001, 818, [72], [39]. Hiện tượng vô phối ở F1 khi lai xa được phát hiện là một khám phá mới. Zhou và cộng sự, (1993) [97] mô tả cây F1 của tổ hợp lai indica/japonica hoàn toàn bất dục phấn, song trên bông lúa non của cây bất dục lại mọc ra các chồi từ phía trong vỏ trấu vào thời gian trước tháng 6 và sau tháng 10 hàng năm. Các chồi này không hoàn toàn mọc ra từ phôi thụ tinh, cây mọc lên hoàn toàn đồng nhất với dạng mẹ, nếu các cá thể F1 gieo trỗ vào tháng 7-9 thì không xuất hiện chồi trong hoa của bông lúa non khi rũ phấn, các giống lúa thường khi rũ phấn vào hoa thì thu được hạt lai. Như vậy chồi mọc trong hoa chính là một thể vô phối đặc biệt. Nếu tìm được phương thức sử dụng hợp lý thì sẽ cố định được ưu thế lai.
Gần đây một số nhà khoa học coi hiện tượng sinh sản vô phối ở lúa là sinh sản vô tính bằng hạt [98]. Phôi bất định được hình thành từ các tế bào dinh dưỡng của phôi tâm hoặc từ các tế bào màng, cùng với sự hiện diện của sinh sản vô tính bình thường nê có khi nó cùng tồn tại với phôi hữu tính trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
túi phôi, chính vì vậy có thể tìm thấy phôi bất định ở dạng đa phôi, nó là phôi vô phối lưỡng bội và cố định được ưu thế lai nếu xuất hiện ở hạt lai F1 [72].
Tại Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long, Bùi Bá Bổng đã tiến hành nghiên cứu lúa vô phối bằng thử cố định ưu thế lai qua việc nuôi cấy bao phấn của cây lai F1 [20].
1.6.3.3. Chọn tạo lúa vô phối và biện pháp cố định ưu thế lai
Đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu khoa học về chọn tạo lúa vô phối đã được đề xuất:
-Cần tuyển chọn các giống lúa đa phôi trong tập đoàn giống lúa khi đã phát hiện được những hạt nhiều mầm, sau đó trồng riêng rồi chọn lọc liên tục để nâng cao tần số xuất hiện hạt đa phôi, đồng thời tiến hành nghiên cứ phôi sinh học và di truyền học để xác định mầm vô phối [37], [38]. Đặc biệt chú ý những cây mọc ở vị trí khác thường như ở giữa hạt, cạnh hạt, những cây mạ này có thể mọc ra từ mầm vô phối.
-Phương pháp xử lý đột biến, sử dụng tia chiếu xạ, cực tím...chiếu lên hạt phấn trước khi thụ phấn hoặc dùng các hoá chất như 2,4D, NAA, GA3.. [16]
-Lai xa giữa các dòng hữu tính và dòng vô phối có khả năng thu được các hạt vô phối có thể chuyển vào con lai [41], [72].
Để có thể cố định được ưu thế lai bằng sinh sản vô phối, theo Zhou và cộng sự, (1993) [98] cho biết các gene kiểm tra tính trạng vô phối phải di truyền đơn giản, trội và bắt buộc phải được biểu hiện bằng kiểu hình, không phải bất kỳ kiểu vô phối nào cũng cố định được ưu thế lai, muốn có dạng vô phối lý tưởng sử dụng để cố định ưu thế lai cần phải chọn lọc liên tục.
Theo quan điểm của Murty, khi đã chọn tạo được thể vô phối tự nhiên (Facultave apomitic) cho lai với các giống lúa thường có nhiều đặc điểm tốt,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nếu xuất hiện các thể vô phối có nhiều đặc điểm khác nhau thì đem lai chúng với nhau để tích luỹ các tính trạng tốt và đặc điểm sinh sản vô phối vào một cơ thể mới. Gieo các cá thể đời F1, F2, F3 chọn lọc liên tục qua các đời, cần chú ý các cá thể vô phối có ưu thế lai cao (giống kiểu hình F1) và không phân ly ở các đời sau. Một “Hybrid” tốt phải có tần số vô phối cao, có ưu thế lai cao và không phân ly [16].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Gồm các giống lúa lai F1 được chọn tạo tại Lào Cai, với đối chứng là VL20 là giống lúa lai hai dòng do Viện nghiên cứu lúa Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội chọn tạo hiện đang được gieo trồng phổ biến hiện nay.
Bảng 2.1. Các giống lúa lai tham gia khảo nghiệm ở vụ Xuân, Mùa 2009
TT Tên tổ hợp Xuất xứ
1 R6917/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
2 R9617/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
3 R1215/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
4 R6812/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
5 R7025/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
6 R8258/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
7 R188-2/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
8 R8071/103S Trung tâm giống NLN Lào Cai
9 VL20 (đ/chứng) Viện nghiên cứu lúa Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn