Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------------- HOÀNG ðĂNG DŨNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HẠT GIỐNG LÚA LAI HỆ HAI DÒNG Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Mà SỐ: 62.62.05.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS VŨ VĂN LIẾT 2. PGS.TS NGUYỄN TRÍ HOÀN HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Hoàng ðăng Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Văn Liết, PGS.TS Nguyễn Trí Hoàn, ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã ñóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện ðào tạo Sau ñại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã quan tâm giúp ñỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu; Ban chủ nhiệm Khoa Nông học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của Trung tâm Nghiên cứu lúa lai, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; Viện Nghiên cứu lúa, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội; Sở Nông nghiệp Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của Ban Giám ñốc, Cán bộ kỹ thuật, Trung tâm Thực nghiệm và ðào tạo nghề - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi và hỗ trợ tôi thực hiện và hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự ñộng viên, khuyến khích, giúp ñỡ của các bạn ñồng nghiệp và gia ñình. Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày… tháng… năm 2010 Tác giả Hoàng ðăng Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC Trang Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục các bảng viii Danh mục các ñồ thị xii Danh mục các hình xii MỞ ðẦU 1 1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 2 Mục ñích và yêu cầu nghiên cứu 3 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 4 4 Giới hạn của ñề tài 4 5 ðiểm mới của luận án 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 6 1.1 Cơ sở khoa học của ñề tài 6 1.2 Thực trạng sản xuất lúa ở Việt Nam 7 1.2.1 Các vùng trồng lúa ở Việt Nam 7 1.2.2 Diện tích và năng suất lúa ở Việt Nam 8 1.2.3 Diện tích và năng suất lúa lai ở Việt Nam 9 1.3 Các thành tựu nghiên cứu về phát triển hệ thống lúa lai trên thế giới và Việt Nam 10 1.3.1 Lúa lai hệ “3 dòng” 10 1.3.2 Lúa lai hai dòng 11 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . iv 1.3.3 Siêu lúa lai (super hybrid rice) 16 1.4 Nghiên cứu về công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai 20 1.4.1 Nghiên cứu công nghệ nhân dòng bất dục 20 1.4.2 Công nghệ sản xuất hạt lai F1 27 1.5 Những ñịnh hướng nghiên cứu rút ra từ việc nghiên cứu tài liệu liên quan tới ñề tài 38 CHƯƠNG 2. ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 ðối tượng 39 2.2 Nội dung 39 2.3. ðịa ñiểm - thời gian nghiên cứu 40 2.3.1 ðịa ñiểm nghiên cứu 40 2.3.2 Thời gian 40 2.4 Phương pháp nghiên cứu 40 2.4.1 ðiều tra, phân tích diễn biến của các yếu tố khí hậu, thời tiết với việc nhân dòng và sản xuất hạt lai ở các vùng sinh thái của Việt Nam 40 2.4.2 Bố trí thí nghiệm 41 2.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp ñánh giá 51 2.4.4 Phương pháp ñánh giá các chỉ tiêu 54 2.4.5 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu thí nghiệm 54 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lúa lai F1 hệ hai dòng và nhân dòng TGMS dựa trên yếu tố thời tiết. 58 3.1.1 Kết quả xác ñịnh thời vụ tại một số ñiểm của các vùng khí hậu 1, 2 và 3 58 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . v 3.1.2 Kết quả xác ñịnh thời vụ tại một số ñiểm của các vùng khí hậu 4, 5, 6 và 7 59 3.1.3 Xác ñịnh thời vụ cho vùng Hà Nội và phụ cận 61 3.1.4 Xác ñịnh thời vụ nhân dòng TGMS tại Bắc Hà, Lào Cai. 66 3.1.5 Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lai F1 tại Sóc Trăng. 67 3.2 Nghiên cứu thử nghiệm thời vụ nhân dòng và sản xuất hạt lai F1 tại một số vùng sinh thái 68 3.2.1 Nghiên cứu thử nghiệm về thời vụ nhân dòng tại một số vùng sinh thái 68 3.2.2 Nghiên cứu thời vụ sản xuất hạt lai F1 tại một số vùng sinh thái khác nhau 76 3.3 Các nghiên cứu hoàn thiện một số công nghệ sản xuất hạt lai hệ hai dòng 87 3.3.1 Nhân dòng TGMS 87 3.3.2 Nghiên cứu một số công nghệ sản xuất hạt lai F1 96 3.4 Kết quả xây dựng mô hình ứng dụng một số giải pháp công nghệ trong sản xuất hạt lai 124 3.4.1 Mô hình nhân dòng TGMS 124 3.4.2 Mô hình sản xuất hạt lai F1 125 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 128 4.1 Kết luận 128 4.2 ðề nghị 128 Các công trình ñã công bố có liên quan ñến luận án 131 Tài liệu tham khảo 132 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT T.T Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt 1 A Dòng mẹ (dòng bất dục ñực) 2 Bd Bất dục 3 Bắc. T.Bộ Bắc Trung Bộ 4 CMS Dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility) 5 CS Cộng sự 6 CT Công thức 7 ðC ðối chứng 8 ðBSH ðồng Bằng sông Hồng 9 ðBSCL ðồng Bằng sông Cửu Long 10 ðHNN ðại học Nông nghiệp Hà Nội 11 ðông N.Bộ ðông Nam Bộ 12 ðVT ðơn vị tính 13 EGMS Dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm môi trường (Environment- sensitive Genic Male Sterility) 14 GA 3 Gibberellic acid 15 IRRI Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế 16 L Lượng giống gieo 17 Mð Mật ñộ cấy 18 P1000 Khối lượng 1000 hạt 19 Nam. T.B Nam Trung Bộ 20 NPK ðạm-lân-kali 21 NSLT Năng suất lý thuyết 22 NSTT Năng suất thực thu 23 NXB Nhà xuất bản 24 P Phân bón 25 PGMS Dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic- sensitive Genic Male Sterility) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . vii T.T Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt 26 PTGMS Dòng b ất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ và nhiệt ñộ 27 R Dòng phục hồi (dòng cho phấn) 28 R20 – 1 Dòng phục hồi (dòng cho phấn) R20 gieo lần 1 29 R20 – 2 Dòng phục hồi (dòng cho phấn) R20 gieo lần 2 30 R24 -1 Dòng phục hồi (dòng cho phấn) R24 gieo lần 1 31 R24 – 2 Dòng phục hồi (dòng cho phấn) R24 gieo lần 2 32 TB Trung bình 33 TCTK Tổng Cục thống kê 34 TGMS Dòng b ất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ (Thermo- sensitive Genic Male Sterility) 35 TV Thời vụ 36 ƯTL Ưu thế lai 37 VL20 Việt Lai 20 38 VL24 Việt Lai 24 39 WA Bất dục kiểu hoang dại (Wild Abortive) 40 WCG Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . viii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Diễn biến diện tích trồng lúa ở Việt Nam qua các năm 8 1.2 Năng suất lúa cả nước giai ñoạn 2000-2007 8 1.3 Bảng ñịnh hướng sản xuất lúa lai tại các vùng ñến 2020 9 1.4 Kết quả nghiên cứu sử dụng nước mát làm tăng tỷ lệ ñậu hạt của dòng TGMS 25 3.1 Thời gian thích hợp cho giai ñoạn mẫn cảm nhiệt ñộ trong sản xuất hạt lai và nhân dòng TGMS tại một số ñiểm của các vùng 1, 2 và 3 59 3.2 Thời gian thích hợp cho giai ñoạn mẫn cảm nhiệt ñộ trong sản xuất hạt lai, nhân dòng TGMS tại một số ñiểm của các vùng khí hậu 4, 5, 6 và 7 60 3.3 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến ñặc ñiểm nông sinh học của dòng 103S vụ Xuân tại Gia Lâm, Hà Nội 68 3.4 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất nhân dòng 103S vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội 70 3.5 ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các thời vụ khác nhau trong vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội 72 3.6 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến ñặc ñiểm nông sinh học của dòng 103S vụ Mùa 2005 và 2006 tại Bắc Hà, Lào Cai 74 3.7 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của dòng 103S vụ Mùa tại Bắc Hà, Lào Cai 75 3.8 Ảnh hưởng của thời vụ tới ñặc ñiểm nông sinh học của dòng 103S, R20 và R24 vụ Mùa tại Gia Lâm, Hà Nội 77 3.9 Ảnh hưởng của thời vụ gieo ñến tỷ lệ hạt phấn bất dục dòng 103S vụ Mùa 2005, 2006 và 2007 tại Gia Lâm, Hà Nội 79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn tiến sĩ nông nghiệp . ix 3.10 Ảnh hưởng của thời vụ tới các yếu tố cấu thành năng suất sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp VL20 vụ Mùa, tại Gia Lâm, Hà Nội 80 3.11 Ảnh hưởng của thời vụ tới các yếu tố cấu thành năng suất của sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp VL24 vụ Mùa, tại Gia Lâm, Hà Nội 81 3.12 ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các thời vụ sản xuất hạt lai F1 khác nhau của tổ hợp VL20 trong vụ Mùa tại Gia Lâm, Hà Nội 82 3.13 ðánh giá ñộ ổn ñịnh năng suất của các thời vụ sản xuất hạt lai F1 khác nhau của tổ hợp VL24 trong vụ Mùa tại Gia Lâm, Hà Nội 82 3.14 Ảnh hưởng của thời vụ tới ñặc ñiểm nông sinh học của dòng 103S, R20 và R24 vụ Thu ðông 2007 tại Sóc Trăng 84 3.15 Ảnh hưởng của thời vụ tới các yếu tố cấu thành năng suất của tổ hợp VL20 và VL24 vụ Thu ðông 2007 tại Sóc Trăng 86 3.16 Ảnh hưởng của phương pháp gieo thẳng dòng 103S ñến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội 88 3.17 Ảnh hưởng của lượng hạt giống gieo và thời vụ ñến các yếu tố cấu thành năng suất của dòng 103S vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội 90 3.18 Ảnh hưởng của mật ñộ và thời vụ ñến tình hình phát sinh phát triển sâu bệnh trên ruộng nhân dòng 103S vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội 92 3.19 Ảnh hưởng của mật ñộ và nền phân bón khác nhau ñến ñặc ñiểm nông sinh học của dòng 103S vụ Xuân, tại Gia Lâm, Hà Nội. 94 3.20 Ảnh hưởng của mật ñộ và nền phân bón khác nhau ñến các yếu tố cấu thành năng suất của dòng 103S vụ Xuân tại Gia Lâm, Hà Nội 95 3.21 Khả năng nhận phấn của dòng mẹ 103S khi xử lý GA 3 với liều lượng khác nhau trong vụ Mùa 2005 (% hoa ñậu hạt ) 97 3.22 Ảnh hưởng của phương pháp làm mạ dòng R tới sinh trưởng, phát triển của dòng R20 và R24 vụ Mùa tại Gia Lâm, Hà Nội 99 . phát triển sản xuất lúa lai hệ hai dòng ở Việt Nam chúng tôi thực hiện ñề tài: Nghiên cứu phát triển công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai hai dòng ở Việt. rice) 16 1.4 Nghiên cứu về công nghệ sản xuất hạt giống lúa lai 20 1.4.1 Nghiên cứu công nghệ nhân dòng bất dục 20 1.4.2 Công nghệ sản xuất hạt lai F1 27