BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  NHÂM XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI MỚI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI TỈNH GIA LAI LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : TRỒNG TRỌT Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VŨ VĂN LIẾT HÀ NỘI – 2012 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2012 Tác giả luận văn Nhâm Xuân Tùng Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Văn Liết và TS. Trần Văn Quang trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn di truyền giống đã tận tình giảng dạy và quan tâm giúp đỡ, trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Trung tâm giống cây trồng tỉnh Gia Lai, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Gia Lai đã tận tình giúp đỡ thực hiện đề tài. Luận văn này được hoàn thành còn có sự giúp đỡ của nhiều đồng nghiệp, bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của người thân trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 16 tháng 04 năm 2012 Tác giả luận văn Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục đích của đề tài. 2 1.3 Yêu cầu của đề tài 2 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4 2.1 Nghiên cứu về nguồn gốc và phân loại cây lúa 4 2.1.1 Nguồn gốc cây lúa 4 2.1.2 Phân loại lúa trồng 5 2.2 Nghiên cứu về đặc điểm nông, sinh học cây lúa 6 2.2.1 Thời gian sinh trưởng 6 2.2.2 Chiều cao cây 7 2.2.3 Bộ lá lúa và khả năng quang hợp 8 2.2.4 Thân lúa và khả năng đẻ nhánh 9 2.2.5 Mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa 10 2.3 Nghiên cứu về chất lượng gạo và các yếu tố ảnh hưởng 12 2.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xay xát 13 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thương trường (thương mại) 14 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nấu nướng và ăn uống 15 2.4 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 20 2.4.1 Những thành tựu về nghiên cứu. 20 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iv 2.4.2 Tình hình sản xuất hạt lai F1 và lúa lai thương phẩm 23 2.5 Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 24 2.5.1 Thuyết tính siêu trội 25 2.5.2 Thuyết tính trội 25 2.5.3 Thuyết cân bằng di truyền 25 2.6 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 26 2.6.1 Ưu thế lai ở hệ rễ 26 2.6.2 Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh 27 2.6.3 Ưu thế lai về chiều cao cây 27 2.6.4 Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý 27 2.6.5 Ưu thế lai về khả năng chống chịu 27 2.6.6 Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 28 2.7 Một số kết quả nghiên cứu và khai thác ưu thế lai ở lúa 29 2.7.1 Một số kết quả nghiên cứu về hệ thống lúa lai ba dòng 29 2.7.2 Hệ thống lúa lai hai dòng 31 2.7.3 Khai thác ưu thế lai giữa các loài phụ 37 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.1 Vật liệu nghiên cứu 40 3.2 Nội dung nghiên cứu 41 3.3 Phương pháp nghiên cứu 41 3.3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 41 3.3.2 Bố trí thí nghiệm : 41 3.4 Các chỉ tiêu theo dõi 42 3.4.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 42 3.4.2 Các chỉ tiêu sinh trưởng 43 3.4.3 Một số đặc điểm nông học 44 3.4.4 Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại tự nhiên 44 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… v 3.4.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 44 3.4.6 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo 45 3.5 Xử lý số liệu 45 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 4.1 Đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai nghiên cứu 46 4.1.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các giống nghiên cứu 46 4.1.2 Số lá trên thân chính của các tổ hợp lai nghiên cứu 48 4.1.2 Số lá trên thân chính của các tổ hợp lai nghiên cứu 49 4.1.3 Động thái tăng trưởng số nhánh của các tổ hợp lai nghiên cứu 51 4.1.4 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai nghiên cứu 53 4.1.5 Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông sinh học khác của các tổ hợp lai 55 4.2 Kết quả đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai 57 4.3 Kết quả đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 60 4.4 Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai 65 4.5 Tương tác kiểu gen với môi trường và độ ổn định về năng suất của các tổ hợp lai tại Gia Lai 69 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 72 5.1 Kết luận 72 5.2 Đề nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 87 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CMS Cytoplasmic Male Sterility - Bất dục đực tế bào chất cs Cộng sự Đ/c Đối chứng ĐĐ Huyện Đắk Đoa EI Environmental index -Chỉ số môi trường EGMS Environmental-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với môi trường FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức Nông lương Thế giới IRRI International Rice Research Institute - Viện nghiên cứu lúa Quốc tế PGMS Photoperiod- sensitive Genic Male Sterility - Bất dục chức năng di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ PTNT Phát triển nông thôn PT TB Huyện Phú Thiện Trung bình TGMS Thermo-sensitive Genic Male Sterility - Bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ TGST Thời gian sinh trưởng Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Danh sách các tổ hợp lúa lai dòng trong thí nghiệm 40 4.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lúa lai 47 4.2 Động thái ra lá trên thân chính của các tổ hợp lai tại Phú Thiện (PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Đông Xuân 2011 49 4.3 Động thái ra lá trên thân chính của các tổ hợp lai tại Phú Thiện (PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Hè Thu 2011 50 4.4 Động thái tăng trưởng số nhánh của các tổ hợp lai tại Phú Thiện(PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Đông Xuân 2011 51 4.5 Động thái tăng trưởng số nhánh của các tổ hợp lai tại Phú Thiện(PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Hè Thu 2011 52 4.6 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Phú Thiện (PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Đông Xuân 2011 53 4.7 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai tại Phú Thiện (PT) và Đăk Đoa (ĐĐ) trong vụ Hè Thu 2011 54 4.8 Một số đặc điểm nông sinh học khác của các tổ hợp lúa lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân và Hè Thu năm 2011 56 4.9 Mức độ sâu hại của các tổ hợp lúa lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân và Hè Thu năm 2011 57 4.10 Mức độ nhiễm bệnh của các tổ hợp lúa lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân và Hè Thu năm 2011 58 4.11 Một số yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lúa lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân và Hè Thu năm 2011 62 4.12 Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân và Hè Thu năm 2011 63 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… viii 4.13 Đánh giá chất lượng thương trường và chất lượng xay xát hạt của các tổ hợp lúa lai 66 4.14 Một số chỉ tiêu hoá sinh về gạo của các tổ hợp lai tại Gia Lai trong vụ Đông Xuân 2011 67 4.15 Đánh giá độ ổn định năng suất của các giống qua các điểm và các thời vụ nghiên cứu tại Gia Lai 71 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… 1 1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Lúa gạo là một trong năm cây ngũ cốc quan trọng đối với đời sống con người. Nó là cây lương thực chủ yếu của hơn nửa dân số thế giới, đặc biệt với người dân các nước châu Á, Châu Phi, Châu Mĩ La Tinh… Lúa gạo đã trở thành cây trồng chủ lực góp phần đảm bảo an ninh lương thực cho nhiều quốc gia trên thế giới. Ngày nay, khi dân số ngày một tăng, diện tích đất nông nghiệp nói chung và diện tích trồng lúa nói riêng đang ngày càng bị thu hẹp. Chính vì thế việc nghiên cứu để có thể cho ra các giống mới cho năng suất và chất lượng cao là một mục tiêu cần thiết. Hiện nay, có rất nhiều con đường chọn tạo giống lúa khác nhau để đạt được mục tiêu này. Song việc nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở lúa tỏ ra là phương pháp hữu hiệu nhất để nâng cao năng suất, chất lượng lúa hơn nữa trong thời gian tới. Năm 2001, tại Trung Quốc, lúa lai (lúa ưu thế lai) đã được trồng với diện tích trên 15 triệu ha (chiếm 50% diện tích lúa của nước này). Hiện nay lúa lai đã được phát triển rộng khắp trên thế giới (trên 20 quốc gia), đặc biệt ở Việt Nam, Ấn Độ, Philippin, Banglades, Indonexia, Mianma và Mỹ. Việt Nam là nước nông nghiệp có truyền thống trồng lúa nước lâu đời và đã đạt được nhiều thành tựu trong sản xuất lúa gạo. Việt Nam có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm thuận lợi cho cây lúa phát triển. Cùng với đó, sự cố gắng vượt bậc của người dân, các nhà khoa học kết hợp với những tiến bộ khoa học kĩ thuật trong công tác chọn giống đã đưa Việt Nam từ một nước thiếu gạo triền miên (những năm 50 của thế kỷ trước) trở thành một nước xuất khẩu gạo thứ hai trên thế giới. Để đảm bảo được an ninh lương thực và giữ được mức xuất khẩu gạo [...]... lựa chọn được những tổ hợp lúa lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu, đất đai và trình độ thâm canh của người dân địa phương Xuất phát từ mục đích đó chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai mới có triển vọng tại tỉnh Gia Lai. ’’ 1.2 Mục đích của đề tài Tuyển chọn một số tổ hợp lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt, có. .. đến 2 tổ hợp lúa lai mới phù hợp với điều kiện sinh thái, đất đai của tỉnh Gia Lai - Đề xuất các giống có triển vọng đã được tuyển chọn đưa vào cơ cấu bộ giống khảo nghiệm sản xuất của tỉnh Gia Lai Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… 3 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Nghiên cứu về nguồn gốc và phân loại cây lúa 2.1.1 Nguồn gốc cây lúa Cây lúa có lịch... như chọn tạo, đánh giá các đặc tính của các dòng TGMS Tiến hành lai thử để tìm tổ hợp lai cho ưu thế lai cao, ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô trong chọn giống lúa lai hai dòng, xây dựng quy trình nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lai F1 Một số tác giả đã có các nghiên cứu ban đầu về bản chất di truyền và khả năng phối hợp của một số vật liệu hiện có, tuy nhiên phạm vi nghiên cứu còn hạn chế Theo tổng... năm 1997 đến năm 2005 có 53 giống lúa lai trong nước được khảo nghiệm, trong đó có giống được công nhận chính thức: Việt Lai 20 [10]; HYT83 [14]; TH3-3 [31]…, một số giống được công nhận tạm thời (HYT57, TM4, HYT92; HC1) và một số giống triển vọng khác Công tác nghiên cứu, chọn tạo lúa lai hai dòng cũng được xúc tiến mạnh mẽ ở Việt Nam Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào một số lĩnh vực Trường Đại... [28] Lúa lai có thời gian sinh trưởng ngắn hơn các giống lúa thường vì hầu hết các dòng mẹ đang sử dụng hiện nay có thời gian sinh trưởng cực ngắn đến ngắn khi lai dòng R sinh trưởng trung bình, con lai có thời gian sinh trưởng trung gian giữa bố và mẹ Thời gian sinh trưởng của cây lúa biến động trong phạm vi rộng, là tính trạng số lượng do nhiều gen cùng kiểm soát Khi lai hai giống lúa có thời gian... thế lai âm Vì chiều cao cây có liên quan tới tính chống đổ trên đồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý chọn các dạng nửa lùn để con lai có dạng cây nửa lùn [68] 2.6.4 Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng diệp lục trên một đơn vị diện tích lá cao do đó hiệu suất quang hợp cao Trái lại cường độ hô hấp của lúa lai thấp hơn lúa thường... Việt Nam đã chọn được 20 dòng TGMS, trong đó một số dòng như 103S, T1S-96 đang được sử dụng rộng rãi trong việc chọn tạo các tổ hợp lúa lai 2 dòng mới Các dòng này cho con lai ngắn ngày, chất lượng gạo khá tốt, đặc biệt dễ sản xuất hạt lai nên năng suất hạt lai cao, giá thành hạ [23] Để công tác chọn tạo giống lúa lai hai dòng đạt hiệu quả tốt, cần phải có được các vật liệu bố mẹ mới phù hợp với điều... nghiên cứu Nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai trong sản xuất lúa tại Việt Nam là một mốc quan trọng, đánh dấu cuộc cách mạng mới trong nghề trồng lúa Chương trình phát triển lúa lai đã mang lại kết quả và triển vọng to, góp phần đảm bảo an ninh lương thực trong hệ sinh thái bền vững Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1985, nhưng thực sự được xúc tiến mạnh từ những năm 1990 Một số dòng bất dục đực... alen liên quan chặt chẽ với khả năng tổ hợp riêng, còn hiệu ứng trội có nhiều ảnh hưởng hơn tới khả năng tổ hợp chung [25] 2.6 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa Ưu thế lai xuất hiện ngay từ khi hạt mới nảy mầm cho đến khi hoàn thành quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa, thể hiện trên các mặt: 2.6.1 Ưu thế lai ở hệ rễ Các kết quả nghiên cứu cho thấy ở con lai F1 số lượng rễ ra sớm, ra nhiều, nhanh,... là một tính trạng số lượng do đa gen kiểm soát Nhiều công trình nghiên cứu công bố rằng ưu thế lai về chiều cao cây ở lúa thường biểu hiện hiệu ứng dương với giá trị thấp hoặc hiệu ứng trung gian (hiệu ứng cộng) Chiều cao cây của lúa lai cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào đặc điểm của bố mẹ Tùy từng tổ hợp, chiều cao cây của F1 có lúc biểu hiện ưu thế lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố mẹ, có . tài: Nghiên cứu tuyển chọn một số tổ hợp lúa lai mới có triển vọng tại tỉnh Gia Lai. ’’ 1.2. Mục đích của đề tài. Tuyển chọn một số tổ hợp lúa mới có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả. NHÂM XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI MỚI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI TỈNH GIA LAI LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : TRỒNG TRỌT Mã số : 60.62.01 Người. giống nghiên cứu 46 4.1.2 Số lá trên thân chính của các tổ hợp lai nghiên cứu 48 4.1.2 Số lá trên thân chính của các tổ hợp lai nghiên cứu 49 4.1.3 Động thái tăng trưởng số nhánh của các tổ hợp