2010 tại Gia Lâm –Hà Nội
3.9.Màu sắc vỏ trấu ở quần thể phân ly F2
+) Sự phân ly màu sắc hạt gạo lật
Bảng 3.29. Kiểu hình ở F1 và sự phân ly ở F2 về tính trạng màu sắc hạt gạo lật
STT Tổ hợp lai Kiểu hình ở F1 Số cá thể phân tích ở F2 Sự phân bố số lượng cá thể theo màu sắc hạt gạo
lật ở quần thể F2 Tỷ lệ phân ly lý thuyết χ2 Tím xẫm Tím nhạt Trắng 1 N1 x IRBB21 Tím nhạt 405 99 201 105 1:2:1 0,083 2 N4 x IRBB21 Tím nhạt 399 90 185 124 1:2:1 4,114 3 N5 x IRBB21 Tím nhạt 415 103 215 97 1:2:1 0,818 4 N7 x IRBB21 Tím xẫm 410 88 204 118 1:2:1 2,065 5 N13 x IRBB21 Tím nhạt 558 132 281 145 1:2:1 0,446 6 N14 x IRBB21 Tím xẫm 413 83 213 117 1:2:1 4,585 7 N16 x IRBB21 Tím xẫm 394 91 195 108 1:2:1 0,631 8 N29 x IRBB21 Tím nhạt 479 115 235 129 1:2:1 0,442 χ2 0,05=5,991; χ2 0,01=9,210
Màu sắc hạt gạo lật có 3 kiểu hình xuất hiện ở F2 với tỷ lệ phân ly là 1 tím xẫm: 2 tím nhạt : 1 trắng. Qua kiểm định khi bình phương cho thấy tính trạng màu sắc hạt gạo lật tuân theo quy luật trội không hoàn toàn.
Như vậy, về màu sắc hạt thóc và hạt gạo di truyền theo phép lai đơn, đồng thời sự tổ hợp theo các kiểu khác nhau của chúng có thể gây ra các hiệu quả tác động theo kiểu bổ trợ kết quả cho ra màu sắc hạt thóc và hạt gạo rất đa dạng. Cũng chính vì vậy chúng ta có thể chọn được các dòng lúa cẩm với hàm lượng anthocyanin khác nhau.
3.3. Kết quả lai tạo và chọn lọc dòng tẻ cẩm mới kháng bệnh bạc lá
3.3.1. Chọn lọc dòng cải tiến mới
Chọn lọc kiểu hình: Chọn lọc các dòng có kiểu hình thấp cây, lá đòng và lá công năng mọc đứng, TGST trong vụ mùa < 120 ngày, hạt gạo có màu tím đến tím xẫm, kết hợp với lây nhiễm nhân tạo để chọn dòng kháng bệnh bạc lá.
Kiểm tra gen bằng chỉ thị phân tử đối với các dòng đã được chọn theo các tính trạng mục tiêu.
Chúng tôi sử dụng chọn lọc phả hệ: chọn các cá thể theo yêu cầu ngay từ thế hệ phân ly F2. Các cá thể gieo thành dòng F3 cho đánh giá và chọn lọc phân ly tiếp, tiếp tục chọn dòng phân ly ở thế hệ F4 – F6. Ở thế hệ F7 những dòng có độ thuần cao được tiến hành đánh giá để chọn ra các dòng theo mục tiêu và đưa vào thí nghiệm so sánh.
Mục tiêu cuối cùng của hệ thống chọn lọc này là tạo ra các dòng có các đặc điểm tương tự giống lúa tẻ chất lượng cao Bắc thơm 7 nhưng là dạng cẩm điển hình.
Quá trình chọn lọc được thực hiện theo trình tự như sau: Con lai F1 được lây nhiễm nhân tạo để chọn những cá thể kháng bạc lá, loại bỏ những cây xấu và cây tự thụ, thu hạt lai để phát triển thành quần thể F2. Ở thế hệ phân ly F2, tiến hành loại bỏ cây xấu, tiếp tục lây nhiễm nhân tạo, thu hạt những cây là dạng tẻ có các đặc điểm theo mục tiêu, có góc lá đòng và góc lá công năng hẹp, kháng bệnh bạc lá để phát triển quần thể F3 trong vụ xuân 2012. Ở thế hệ F3, tiếp tục chọn lọc các cá thể mang các đặc điểm tốt như: thời gian sinh trưởng rút ngắn so với mẹ, có số nhánh cao, thấp cây, hạt màu tím, kiểu cây đẹp…tiếp tục chọn lọc dòng ở thế hệ F4, các dòng được chọn gieo tuần tự không nhắc lại và được chọn lọc trong vụ mùa 2012, vụ xuân 2013 đến thế hệ F5, vụ mùa 2013 chọn F6, còn thế hệ
F7 được chọn lọc trong vụ xuân 2014. Ở thế hệ phân ly này những dòng có độ đồng đều cao so sánh giống ở vụ mùa 2014 với đối chứng là giống Bắc thơm 7.
Kết quả chọn lọc dòng trong vụ xuân 2014 thu được 5 dòng tẻ cẩm mới đáp ứng yêu cầu (Phụ lục 18), ký hiệu từ TĐ1 đến TĐ5 để đưa vào thí nghiệm so sánh được đưa ra trong bảng 3.30:
Bảng 3.30. Nguồn gốc và loại hình của các dòng tẻ cẩm mới
STT Ký hiệu dòng Thế hệ chọn lọc Tổ hợp lai Loại hình
1 TĐ1 F7 N7/IRBB21 Thấp cây trung bình, ngắn ngày, trung tính 2 TĐ2 F7 N7/IRBB21 Thấp cây trung bình, ngắn ngày, trung tính 3 TĐ3 F7 N5/IRBB21 Thấp cây trung bình, trung ngày, trung tính 4 TĐ4 F7 N7/IRBB21 Thấp cây trung bình, trung ngày, trung tính 5 TĐ5 F7 N13/IRBB21 Thấp cây trung bình, trung ngày, trung tính Ở thế hệ F7 trên tiêu chí các dòng lúa cẩm mới thuộc nhóm tẻ, loại hình thấp cây trung bình (chiều cao cây khoảng 115 cm), phản ứng trung tính với điều kiện chiếu sáng trong ngày để có thể gieo cấy được cả 2 vụ trong năm và đã chọn ra 5 dòng tẻ cẩm mới triển vọng. Trong đó, dòng TĐ1 và TĐ2 thuộc dạng hình thấp cây trung bình, ngắn ngày với thời gian sinh trưởng < 115 ngày trong điều kiện vụ mùa ở miền Bắc Việt Nam.
Trong thí nghiệm này chúng tôi đánh giá các nội dung sau:
- Đánh giá kiểu hình với một số đặc điểm chính: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, khả năng đẻ nhánh, đánh giá khả năng quang hợp thông qua một số chỉ tiêu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất, khả năng chống chịu với một số sâu bệnh hại chính trên đồng ruộng, chất lượng gạo (hàm lượng protein, hàm lượng amylose, hàm lượng anthocyanin….);
- Kiểm tra sự có mặt của các gen kháng bạc lá;
- Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá bằng lây nhiễm nhân tạo với các chủng vi khuẩn phổ biến hiện nay ở các tỉnh phía Bắc.
3.3.2. Đặc điểm nông sinh học của các dòng tẻ cẩm mới
Các dòng tẻ cẩm mới triển vọng được áp dụng thời gian gieo cấy như với giống Bắc thơm 7. Kết quả trình bày ở bảng 3.31.
Bảng 3.31. Đặc điểm sinh trưởng của các dòng tẻ cẩm mới vụ Xuân và vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội
STT Dòng, giống
Chiều cao cây (cm) Số nhánh/khóm Thời gian sinh trưởng (ngày)
Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa
1 TĐ1 106,8 ±4,7 108,0±3,5 10,1±2,5 10,5±1,4 135 101 2 TĐ2 116,2±5,7 115,2±5,1 8,3±1,1 9,2±1,4 137 115 3 TĐ3 100,4±4,0 101,4±4,0 12,0±2,4 11,2±1,7 137 116 4 TĐ4 111,0±4,5 113,4±4,3 11,2±1,3 11,6±2,0 139 117 5 TĐ5 108,1±3,6 109,1±4,6 11,7±1,5 11,3±1,7 140 117 6 BT7 (đ/c) 106,9±3,1 104,2±3,4 11,2±1,6 11,7±1,7 132 105 Kết quả cho thấy tại Gia Lâm, Hà Nội trong điều kiện vụ xuân các dòng tẻ cẩm có thời gian sinh trưởng từ 135 - 140 ngày, vụ mùa từ 101 - 117 ngày. Chiều cao cây của các dòng tẻ cẩm mới trong vụ xuân dao động từ 100,4cm đến 116,2cm. Chiều cao cây của các dòng tẻ mới trong vụ mùa dao động từ 101,4 đến 115,2cm, thuộc nhóm thấp cây.
Khả năng đẻ nhánh: theo thang điểm của IRRI (2002) các dòng lúa có mức để nhánh trung bình (≥ 9 nhánh/cây).
Đối với dòng TĐ1 trong vụ mùa có thời gian sinh trưởng tương tự giống Bắc thơm 7. Đây là một trong các đặc điểm nông sinh học quan tâm để đánh giá dòng TĐ1 là dòng lúa tẻ cẩm (tẻ đen) triển vọng. Các dòng khác (TĐ2 - TĐ5) có thời gian sinh trưởng dài hơn đối chứng Bắc thơm 7 từ 10 - 12 ngày.
Như vậy trong quá trình chọn lọc chúng tôi đã chọn được các dòng tẻ cẩm mới có thời gian sinh trưởng ngắn hơn, chiều cao cây thấp hơn so với giống nếp cẩm địa phương được dùng làm mẹ.
3.3.2.1 Một số chỉ tiêu về quang hợp
Quang hợp là yếu tố quyết định đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa. Quang hợp ở giai đoạn trỗ và sau trỗ có liên quan nhiều đến năng suất hạt, quang hợp sau trỗ mạnh sẽ tăng dòng vận chuyển hydratcacbon vào hạt.
Bảng 3.32. Một số chỉ tiêu về quang hợp của các dòng tẻ cẩm mới vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội
STT Dòng, giống Cường độ quang hợp (µmol CO2/m2 lá/giây) Chỉ số SPAD Diện tích lá (cm2/khóm) Khối lượng tích lũy chất khô (g/khóm) Trỗ Chín sáp Trỗ Chín sáp Trỗ Chín sáp Trỗ Chín sáp 1 TĐ1 26,8 19,7 38,3 50,0 1425,6 532,1 26,2 28,2 2 TĐ2 23,9 16,9 40,8 51,6 1475,3 554,6 25,9 30,0 3 TĐ3 17,8 13,9 33,5 42,7 1063,3 653,4 23,5 28,0 4 TĐ4 28,7 19,3 39,2 50,5 1443,6 711,5 31,3 37,5 5 TĐ5 24,5 16,8 37,5 45,5 1342,1 629,7 22,7 27,8 6 BT7 (đ/c) 23,0 19,3 34,7 43,4 1431,4 745,5 26,1 29,4
Như vậy, theo kết quả ở bảng 3.32 cường độ quang hợp của các dòng lúa giảm dần từ giai đoạn trỗ đến sau trỗ.
Chỉ số SPAD là một chỉ tiêu đánh giá hàm lượng chlorophyll trong lá và là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng quang hợp của cây lúa cũng như quần thể ruộng lúa, chỉ số SPAD tăng từ giai đoạn trỗ đến sau trỗ. Các dòng lúa có chỉ số SPAD dao động từ 33,5 đến 40,8 ở giai đoạn trỗ và 42,7 đến 51,6 ở giai đoạn chín sáp. Hầu hết các dòng có cường độ quang hợp và chỉ số SPAD cao hơn so với giống đối chứng.
Diện tích lá cũng là một đặc tính quan trọng liên quan đến quang hợp của cây. Các dòng lúa có diện tích lá cao nhất ở giai đoạn trỗ và giảm ở giai đoạn chín sáp. So với các dòng làm mẹ thì các dòng lúa được chọn duy trì được diện tích lá cao hơn từ giai đoạn trỗ đến chín sáp, chính điều này cho thấy các dòng lúa có khả năng quang hợp cao hơn so với dạng làm mẹ.
Khối lượng tích lũy chất khô của các dòng lúa tăng qua các giai đoạn sinh trưởng. Các dòng TĐ1, TĐ2 và TĐ4 có khối lượng tích lũy chất khô ở cả giai đoạn trỗ và sau trỗ cao hơn hoặc tương đương với giống đối chứng.
Trong đó dòng TĐ4 có các chỉ tiêu về quang hợp cao hơn so với dòng làm mẹ. Theo kết quả nghiên cứu của Đỗ Thị Hường và cs. (2013) giống IR24 có cường độ quang hợp, khối lượng tích lũy chất khô cao hơn so với một số giống lúa ngắn ngày. Vì vậy, dòng TĐ4 có thể đã có được các đặc tính quang hợp tốt từ dòng bố IRBB21.
Bảng 3.33. Một số đặc điểm cấu trúc kiểu cây của các dòng tẻ cẩm mới vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội
STT Dòng, giống Chiều dài lá đòng (cm) Chiều rộng lá đòng (cm) Góc lá đòng (độ) Chiều dài lá công năng (cm) Chiều rộng lá công năng (cm) Góc lá công năng (độ) 1 TĐ1 36,8±5,2 1,5±0,13 20,2±5,1 49,6±4,9 1,1±0,2 20,6±4,3 2 TĐ2 38,1±5,1 1,4±0,13 25,0±4,6 42,5±3,7 1,0±0,15 30,4±4,0 3 TĐ3 40,3±4,3 1,6±0,8 19,8±3,6 48,7±5,9 1,4±0,16 12,0±4,2 4 TĐ4 29,9±4,0 1,5±0,13 12,4±4,8 40,9±3,7 1,1±0,14 21,5±4,5 5 TĐ5 31,0±4,2 1,8±0,12 17,9±4,5 47,2±3,9 1,5±0,15 17,9±1,9 6 BT7 (đ/c) 34,3±4,5 1,5±0,8 17,2±5,1 44,9±4,8 1,2±0,1 28,9±4,9 Lá đòng và lá công năng đóng góp rất nhiều vào năng suất hạt. Bộ lá là cơ quan quan trọng đánh giá về khả năng quang hợp của cây lúa (Prakash et al., 2011), trong đó lá đòng và lá công năng đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong quá trình nuôi dưỡng bông lúa. Kiểu cây lúa có lá đòng và lá công năng đứng để có thể tiếp nhận nhiều ánh sáng và không che lấp các lá phía dưới. Hơn nữa, bộ lá lúa dài rộng, góc lá hẹp đứng thẳng, hai lá dòng và lá công năng có chiều rộng, chiều dài vừa phải, xanh đậm, uốn cong lòng mo và có tuổi thọ cao sẽ góp phần rất lớn đến tăng năng suất.
Theo kết quả của phân ly tính trạng ở F2 khi lai giữa một số giống nếp cẩm địa phương với dòng đẳng gen IRBB21, qua phân tích mức độ trội ở F1 và phân ly ở F2 về tính trạng chiều dài, chiều rộng, góc lá đòng và lá công năng. Kết quả cho thấy: Chiều dài, chiều rộng lá đòng và lá công năng cho biểu hiện hiệu ứng siêu trội. Góc lá đòng rộng trội so với góc lá đòng hẹp, góc lá công năng hẹp lại trội so với góc lá công năng rộng. Tính trạng góc lá do một gen quy định.
Tính trạng góc lá đòng và góc lá công năng di truyền theo định luật Mendel trong lai đơn (3:1), hai tính trạng này di truyền độc lập với nhau và để chọn cây lúa có lá đòng đứng và góc lá công năng hẹp thì tỷ lệ xuất hiện là 3/16. Như vậy, chúng ta có thể chọn được những cá thể có góc lá đòng và góc lá công năng hẹp khi lai giữa mẹ có lá đòng ngang đến gập xuống với bố có góc lá đòng hẹp.
Các dòng lúa có chiều dài lá đòng từ 29,9cm (TĐ4) đến 40,3cm (TĐ3), thuộc dạng có lá đòng dài trung bình đến dài. Các dòng lúa này có chiều dài lá đòng ngắn hơn so với dạng làm mẹ. Chiều rộng lá đòng của các dòng thuộc dạng trung bình và tương đương với giống đối chứng. Góc lá đòng và góc lá công năng hẹp (< 300). Như vậy, khi lai giữa giống có lá đòng và lá công năng ngang đến gập xuống với giống có lá đòng và lá công năng hẹp chúng ta sẽ chọn được các dòng có lá đòng và lá công năng mọc đứng, đặc biệt góc lá nhỏ hơn rất nhiều so với các giống nếp cẩm địa phương được dùng làm mẹ, cải thiện được cấu trúc kiểu cây của các giống lúa nếp cẩm địa phương.
3.3.2.2. Đánh giá khả năng chống chịu với sâu bệnh hại tự nhiên của các dòng tẻ cẩm mới
Trong điều kiện vụ mùa 2014, bệnh bạc lá lúa không xuất hiện ở tất cả các dòng lúa kể cả giống đối chứng BT7. Còn lại bệnh đạo ôn, khô vằn, sâu cuốn lá, rầy nâu đều nhiễm ở mức điểm 1 - 3.
Bảng 3.34. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại tự nhiên của các dòng tẻ cẩm mới vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội
STT Dòng, giống
Bạc lá
(điểm)
Khô vằn
(điểm) Đạo ôn (điểm)
Cuốn lá (điểm) Rầy nâu (điểm) 1 TĐ1 0 1 1 3 1 2 TĐ2 0 1 1 3 1 3 TĐ3 0 1 3 1 1 4 TĐ4 0 1 1 3 1 5 TĐ5 0 3 3 1 1 6 BT7 (đ/c) 0 3 3 3 1
3.3.2.3. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tẻ cẩm mới triển vọng
Các dòng tẻ cẩm mới triển vọng được đánh giá trên các chỉ tiêu: số bông hữu hiệu/khóm, số hạt chắc/bông, tỷ lệ lép, khối lượng 1000 hạt và năng suất. Kết quả được trình bày ở bảng 3.35.
Bảng 3.35. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tẻ cẩm mới triển vọng vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội
STT Dòng, giống Số bông hữu hiệu/ khóm Số hạt chắc/bông Tỷ lệ lép (%) KL 1000 hạt (g) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) 1 TĐ1 8,3 132,5 11,0 25,0 96,2 45,4 2 TĐ2 9,1 121,5 15,6 21,9 84,7 42,4 3 TĐ3 8,1 136,2 10,7 21,4 82,6 39,1 4 TĐ4 10,0 117,0 9,7 23,0 94,1 43,6 5 TĐ5 8,7 165,8 13,9 22,5 113,5 42,8 6 BT7 (đ/c) 10,0 131,1 8,3 18,1 83,0 45,0 LSD0,05 1,6 30,8 20,5 3,2 23,8 1,5 CV (%) 6,5 18,3 8,4 8,2 6,7 4,6
Số bông hữu hiệu/khóm của các dòng tẻ cẩm triển vọng dao động từ 8,1 – 10 bông, dòng TĐ4 có số bông tương đương đối chứng, các dòng còn lại có số bông ít hơn đối chứng. Số hạt chắc/bông dao động từ 117,0 - 165,8 hạt, các dòng TĐ1, TĐ3 và TĐ5 có số hạt chắc/bông cao hơn đối chứng (Bảng 3.36). Tỷ lệ lép biến động trong khoảng 9,7 - 15,6% cao hơn đối chứng. Năng suất thực thu đạt từ 39,1 - 45,4 tạ/ha trên diện tích thí nghiệm 10m2/ô, trong đó dòng TĐ1 tương đương với giống đối chứng. Năng suất lý thuyết đạt từ 82,6 - 113,5 tạ/ha, tương đương hoặc cao hơn so với đối chứng. Về khối lượng 1000 hạt của các dòng triển vọng đều cao hơn đối chứng là giống Bắc thơm 7.
3.3.2.4. Một số chỉ tiêu về chất lượng của các dòng tẻ cẩm mới triển vọng
Về chỉ tiêu hình dạng và kích thước hạt, các dòng tẻ cẩm mới có chiều dài hạt gạo từ 5,5 mm (TĐ3) đến 6,3 mm (TĐ3), chiều rộng hạt gạo từ 1,3 mm (TĐ1) đến 1,8 mm (TĐ5). Vậy, các dòng tẻ cẩm mới triển vọng có dạng hạt thon dài với tỷ lệ D/R >3 tương tự như đối chứng Bắc thơm 7, màu sắc vỏ