BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------------------------------------------------------
LÊ HÙNG PHONG
NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DÒNG BỐ MẸ CHỐNG CHỊU BẠC LÁ, RẦY
NÂU PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN LÚA LAI HAI DÒNG Ở VIỆT NAM
Di truyền và Chọn giống cây trồng 9 62 01 11 Chuyên ngành: Mã số:
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Hà Nội - 2018
Công trình được hoàn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn 2. TS. Nguyễn Như Hải
Phản biện 1: PGS.TS. NGUYỄN THỊ TRÂM Phản biện 2: PGS.TS NGUYỄN THỊ NGỌC HUỆ Phản biện 3: PGS.TS. NGUYỄN VĂN VIẾT Luận án được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp cơ sở họp tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Quốc gia Việt Nam; 2. Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam; 3. Thư viện Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm;ang
5-30.UAN
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, các giống lúa ưu thế lai đã góp phần không
nhỏ trong việc đảm bảo an ninh lương thực, góp phần quan trọng trong việc ổn
định sản xuất và phát triển kinh tế - xã hội của nước ta trong điều kiện nền kinh
tế thế giới có nhiều biến động. Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích lúa lai gặp
nhiều khó khăn như: giống nhập nội có giá thành cao và không chủ động được
nguồn giống, lượng hạt giống F1 sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 25 -
30% nhu cầu cho sản xuất, bộ giống được chọn tạo trong nước còn ít, chưa có
nhiều giống chống chịu được sâu bệnh (kháng rầy nâu, bạc lá …) và điều kiện
bất thuận cho sản xuất. Nguồn vật liệu bố, mẹ kháng sâu bệnh cho chọn giống
còn nghèo nàn, ngưỡng bất dục của các dòng mẹ TGMS được chọn tạo trong
nước khá cao và chưa ổn định, sản xuất còn gặp nhiều khó khăn và rủi ro do
thời tiết, sâu bệnh. Bên cạnh đó, diện tích đất trồng lúa ở nước ta đã bị giảm đi
đáng kể do nhu cầu của quá trình Đô thị hoá và Công nghiệp hoá, do tác động
của Biến đổi khí hậu cực đoan gây ra hạn hán ở các tỉnh Miền Trung – Tây
Nguyên, xâm nhập mặn ở các tỉnh ven biển và ĐB Sông Cửu Long… làm cho
sự phát sinh, phát triển của sâu bệnh (như bệnh bạc lá, rầy nâu, vàng lùn, lùn
xoắn lá v.v) diễn ra khó lường, gây khó khăn cho công tác dự tính dự báo và
gây thiệt hại lớn cho sản xuất lúa gạo.
Báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật (Bộ NN&PTNT) các năm 2013, 2014,
2015, 2016 và 2017 cho thấy: Gần đây bệnh bạc lá lúa, đốm sọc vi khuẩn và
rầy nâu, rầy lưng trắng truyền bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá xuất hiện và gây hại
nặng trong cả vụ Đông Xuân và Mùa/Hè Thu tại các tỉnh phía Bắc. Kết quả
thực hiện “Nghiên cứu chọn tạo dòng bố mẹ chống chịu bạc lá, rầy nâu phục
vụ phát triển lúa lai hai dòng ở Việt Nam” sẽ tạo ra các dòng bố mẹ có khả
năng chống chịu tốt, khả năng kết hợp cao làm đa dạng nguồn vật liệu cho
chọn tạo giống lúa lai 2 dòng chống chịu rầy nâu, bạc lá ở nước ta.
2
2. Mục tiêu của đề tài
- Tạo ra 1-2 dòng bố mẹ có khả năng chống chịu bạc lá, 1-2 dòng bố mẹ
có khả năng chống chịu rầy nâu phục vụ công tác chọn tạo giống lúa lai hai
dòng chống chịu rầy nâu, bạc lá ở nước ta.
- Tạo ra 1-2 tổ hợp lai mới, có năng suất cao (7 – 8 tấn/ha), chất lượng
khá, có khả năng chống chịu bạc lá, rầy nâu phục vụ sản xuất.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài bổ sung cơ sở khoa học và phương pháp
chọn tạo các dòng bố, dòng mẹ TGMS và chọn giống lúa lai hai dòng kháng
rầy nâu, bạc lá trong điều kiện Việt Nam.
- Thông tin về các dòng bố, mẹ mới kháng bạc lá, rầy nâu góp phần cho
các nhà chọn tạo giống lúa lai định hướng trong sử dụng vật liệu để lai tạo,
chọn lọc giống lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá, rầy nâu.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác định được nguồn vật liệu phục vụ cho công tác lai tạo dòng bố, mẹ
lúa lai hai dòng kháng bạc lá, rầy nâu.
- Các dòng TGMS AMS35S-KBL, AMS30S-KBL (kháng bạc lá),
KR95S, KR142S (kháng rầy nâu), dòng bố RP8, RP088, RP3, R1028-KR,
R116R (kháng rầy nâu) có nhiều đặc điểm nông sinh học, đặc điểm tính dục
tốt, khả năng kết hợp chung cao về NS, là nguồn vật liệu tốt để chọn tạo giống
lúa lai kháng bạc lá, rầy nâu.
- Các tổ hợp lai hai dòng kháng bạc lá, rầy nâu có thời gian sinh trưởng
ngắn, năng suất cao góp phần cho khảo nghiệm và mở rộng sản xuất ở nước ta.
4. Những đóng góp mới của đề tài.
- Chọn tạo thành công 02 dòng TGMS (AMS35S-KBL, AMS30S-KBL)
mang gen kháng bạc lá, bất dục ổn định, tỷ lệ thò vòi nhụy cao, thời gian sinh
trưởng ngắn, có giá trị khả năng kết hợp chung cao về năng suất thực thu.
- Chọn tạo được 2 dòng TGMS (KR95S, KR142S) và 05 dòng bố (RP8,
RP088, RP3, R1028-KR, R116R) kháng rầy nây. Các dòng bố mẹ này có thời
gian sinh trưởng ngắn, nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, khả năng kết hợp
3
chung cao về năng suất, làm vật liệu tốt cho chọn giống lúa lai 2 dòng kháng
rầy ở Việt Nam.
- Chọn được 3 tổ hợp lúa lai hai dòng có dòng mẹ mang gen kháng bạc
lá, có năng suất thực thu cao hơn đối chứng >10% là AMS35S-KBL/R100,
AMS30S-KBL/R116 và AMS34S-KBL/SR18, kháng bạc lá điểm 3-5. Cải tiến
được khả năng kháng bệnh bạc lá của giống lúa lai hai dòng HYT124 và
HYT116 thông qua chuyển gen kháng bạc lá vào dòng mẹ.
- Chọn được 06 tổ hợp lúa lai hai dòng KR142S/SR3, KR142S/SR14,
KR142S/SR18, KR95S/SR14, KR95S/AIQ6, KR95S/SR3 có thời gian sinh
trưởng ngắn, năng suất cao (8,6 – 9,32 tấn/ha) và kháng rầy nâu.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các dòng bố, mẹ lúa lai hiện có của Viện Cây lương thực và CTP mà
tác giả đã trực tiếp và tham gia chọn tạo, các dòng bố mẹ tốt thu thập trong
nước và nhập nội.
- Các dòng phân ly BC3 – BC6 từ các tổ hợp lai chuyển gen để chọn
dòng bố mẹ theo hướng kháng bạc lá, rầy nâu.
- Các vật liệu kháng bạc lá đã được xác định nhập nội từ Viện Nghiên
cứu lúa quốc tế (IRRI) như: IRBB5, IRBB7, IRBB21, IRBB4, IRBB57,
IRBB60, IRBB61, IRBB62, IRBB63, IRBB64...
- Các vật liệu kháng rầy nâu đã được xác định: Các dòng kháng rầy nâu
của Viện Di truyền Nông nghiệp như: IS1-2, IS1-3, E2-3, KR 1, KR 8, KR 9
và nguồn vật liệu nhập nội từ IRRI như : Mudgo; ASD7; Rathu Heenati;
ARC 10550; Swarnalata; Chinsaba; T12; Pokkali; Ptb33; TN1 (đc nhiễm).
5.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Tại Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc bộ; Từ tháng 4 năm 2012 đến
tháng 4 năm 2018
5.3. Phạm vi giới hạn của đề tài
- Chọn tạo các dòng bố mẹ mang gen kháng bạc lá, rầy nâu qua lai tạo
và chọn lọc từ những vật liệu trung gian.
4
- Chọn lọc và làm thuần các dòng ưu tú có nhiều đặc điểm của một dòng
bố mẹ tốt để phục vụ công tác lai tạo giống.
- Đánh giá khả năng kết hợp trên tính trạng năng suất của các dòng bố,
mẹ được chọn lọc, phục vụ công tác lai tạo, chọn giống lúa lai 2 dòng chống
chịu bạc lá, rầy nâu.
- Lai thử tìm tổ hợp mới.
6. Cấu trúc của luận án.
Luận án chính có 132 trang đánh máy vi tính khổ A4 với 44 bảng số
liệu, 7 hình. Luận án gồm 5 phần; Mở đầu (6 trang), Chương 1: Tổng quan tài
liệu nghiên cứu (40 trang). Chương II. Vật liệu, nội dung và phương pháp
nghiên cứu (17 trang). Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (67 trang),
Kết luận và đề nghị (2 trang).
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
Luận án đã tham khảo và tổng quan 29 tài liệu tiếng Việt và 81 tài liệu
tiếng Anh. Các nội dung liên quan bao gồm: 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài;
1.1.1. Ưu thế lai, cơ sở di truyền và biểu hiện ưu thế lai ở cây lúa; 1.1.2. Hệ
thống bất dục đực trong chọn giống lúa lai hai dòng; 1.2. Cơ sở thực tiễn của
đề tài: 1.2.1. Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới; 1.2.2. Nghiên
cứu về khả năng kết hợp; 1.2.3.Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai
trong nước. Với các dẫn liệu thu thập được cho thấy:
* Ưu thế lai (ƯTL): Là một hiện tượng trong đó con lai F1 bắt nguồn từ
các bố mẹ khác nhau, thể hiện tính ưu việt hơn bố mẹ của chúng về sức sống,
năng suất, số lượng và kích thước bông, số hạt trên mỗi bông, số lượng bông
hữu hiệu…Ưu thế lai chỉ được thể hiện trong thế hệ đầu tiên (thế hệ F1),
(Nguyễn Công Tạn và cs, 2002). Ở lúa, con lai giữa hai loài phụ indica và
japonica thể hiện tối đa ưu thế lai và được đánh giá theo thứ tự giảm dần là:
Indica x japonica > indica x javanica > japonica x javanica > indica x indica
> japonica x japonica > javanica x javanica (Yuan L.P, 2006).
5
* Ưu thế lai ở lúa: ƯTL ở lúa được biểu hiện trên các cơ quan sinh
trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực như hệ rễ (Lin and Yuan, 1980).; ở
các tính trạng như, khả năng đẻ nhánh Lin and Yuan, 1980; Chang et al., 1971,
thời gian sinh trưởng (Nguyễn Thị Trâm và cs., 1994, Xu and Wang (1980),
chiều cao cây (Singh S.P. and Singh H.G., 1978), năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất (Virmani et al., 1982); Ở các tính trạng hình thái và tính trạng
sinh hóa (Chao, 1972; Deng, 1988), tính trạng sinh lý như cường độ quang
hợp, cường độ hô hấp, diện tích lá (Murayama et al., 1984, Nguyễn Thị Trâm
(1994), …ƯTL có thể biểu hiện ở tất cả các giai đoạn trong quá trình sinh
trưởng phát triển của cây (Akita et al., 1986), ở khả năng chống chịu sâu bệnh
(Lin and Yuan, 1980) và điều kiện bất thuận (Senadhira and Virmani, 1987).
* Tình hình phát triển lúa lai ở Trung Quốc: Trung Quốc là quốc gia
đầu tiên thành công trong nghiên cứu lúa lai vào năm 1973, quá trình nghiên
cứu phát triển lúa lai ở Trung Quốc chia thành 4 giai đoạn chính: giai đoạn 1
(1964-1975) và giai đoạn 2 (1976-1990) là giai đoạn nghiên cứu chọn tạo dòng
bất dục và hoàn thiện hệ thống lúa lai 3 dòng. Giai đoạn 3 (1990-2000), là giai
đoạn phát triển chiến lược, khởi xướng siêu lúa lai; Giai đoạn 4 (từ 2013-
2020), giai đoạn phát triển mới, giai đoạn phát triển siêu lúa lai đạt 16-19
tấn//ha. Theo Yuan L.P. (2017), năng suất trung bình của giống siêu lúa lai đạt
13,9 – 15,4 tấn/ha tại huyện Longhui tỉnh Hồ Nam năm 2013 và huyện Xupu
tỉnh Hồ Nam năm 2014. Từ năm 1975 đến nay, có hơn 5000 giống lúa lai được
công nhận và mở rộng diện tích gieo trồng trên 500 triệu ha, là nhân tố quan
trọng đảm bảo an ninh lương thực (Zeng et al., 2018).
* Tình hình phát triển lúa lai của các nước khác ngoài Trung Quốc:
Hiện tại, lúa lai đã được giới thiệu và quảng bá đến hơn 40 quốc gia trên thế
giới, trong đó Ấn Độ, Bangladesh, Indonesia, Việt Nam, Philippines và Hoa
Kỳ đã trồng lúa lai rộng rãi. Năm 2012, diện tích trồng lúa lai ngoài Trung quốc đạt 5.2 × 106 ha với năng suất cao hơn 2 tấn/ ha so với năng suất bình
quân của các giống tốt tại địa phương (Yuan, 2014). Các quốc gia trên đều đã
xây dựng được chiến lược nghiên cứu và phát triển lúa lai phù hợp với điều
kiện của đất nước mình cho mục tiêu đảm bảo an ninh lương thực của quốc gia.
6
* Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh Bạc lá
Để nâng cao tính kháng bạc lá của các giống lúa lai, nhiều gen kháng
bạc lá (gen kháng trội) như Xa25, Xa21, Xa7, Xa4, Xa23…đã được sử dụng để
chọn tạo các dòng bố mẹ kháng bạc lá. Bằng phương pháp lai trở lại và chọn
lọc có sự trợ giúp của chỉ thị phân tử, các nhà khoa học Trung Quốc đã chọn
tạo ra nhiều dòng bố mẹ lúa lai có khả năng kháng bệnh bạc lá cao.
Năm 2000, Chen et al. (2000) đã chuyển thành công gen Xa21 vào
dòng phục hồi Minghui63. Deng et al. (2006) đã chuyển thành công hai gen
Xa21 và Xa4 vào dòng phục hồi Mianhui 725. He et al.(2007) đã thành công
khi qui tụ hai gen kháng bạc lá Xa21, Xa7 vào dòng phục hồi Minghui63. Viện
nghiên cứu lúa Philippin đã chuyển thành công bằng MAS các gen Xa21, Xa4,
Xa7 vào lúa lai hai dòng TGMS1 (PhilRice Genbank Acc. No. PRT-1), (Chen
et al., 2009). Dindo và cộng sự đã thành công trong việc chuyển gen Xa7 và
Xa21 vào các dòng bố mẹ lai của Mestizo1 và Mestiza 3 để tạo ra các gen
pyramided gồm Xa4/Xa7; Xa4/Xa21; Xa4/Xa7/Xa21 ở các dòng duy trì và
dòng phục hồi của Mestizo1 và Mestiza3, Dindo et al. (2013). Ji và nhóm
nghiên cứu đã chuyển được gen kháng Xa23 từ giống CBB23 vào dòng phục
hồi HN189 có gen Pi1 kháng đạo ôn qua đó chọn được 2 dòng phục hồi mới là
HBH145 và HBH146 có khả năng kháng bạc lá cao hơn HN189, Ji et al.
(2014). Luo và cộng sự đã chuyển thành công 2 gen kháng bệnh bạc lá Xa4 và
Xa21 vào dòng Mianhui 725 (MH725) thu được dòng Wanhui 421(WH421) có
bộ genome giống 96,9% so với dòng MH725 nhưng tính kháng bạc lá cao hơn
so với dòng ban đầu, Luo et al (2016). Ramalingam et al (2017), đã chuyển
thành công ba gen (xa5, xa13 và Xa21) vào dòng duy trì (CO 2B, CO 23B, và
CO 24 B). Kumar và cộng sự đã cải tiến tính kháng của dòng RPHR-1005 khi
chuyển 2 gen kháng bạc lá là Xa21, Xa33 và Pi2 từ dòng DRRH-3 sang dòng
RPHR-1005 và đã chọn được 10 dòng ở thể hệ ICF4 mang cả 3 gen trên có khả
năng phục hồi tốt, Kumar et al. (2016).
Ji et al. (2016), đã qui tụ được 3 gen kháng đạo ôn, bạc lá và rầy nâu
vào dòng phục hồi lúa lai ba dòng, kết quả chọn được dòng HR13 mang cả ba
gen kháng và bốn dòng HR39, HR41, HR42, HR43 mang gen kháng đạo ôn và
7
bạc lá nhưng không có gen kháng rầy nâu. Dòng Zhongzu 14 là thể cho của cả
ba gen kháng đạo ôn, bạc lá và rầy nâu. Xiao et al. (2016), đã chuyển một gen
Xa23 và hai gen kháng rầy nâu (Bph14 và Bph15) vào dòng phục hồi Huazhan
để cải thiện khả năng kháng bạc lá và rầy nâu của giống Tianyouhuazhan. (Ni
et al., 2015), đã cải tạo thành công khả năng kháng đạo ôn, bạc lá của dòng
P/TGMS Guangzhan63S (GZ63S) mà vẫn giữ được đặc điểm của dòng mẹ ban
đầu và con lai F1 khi qui tụ được gen kháng đạo ôn Pi9 và gen kháng bệnh bạc
lá Xa23 vào dòng GZ63S.
* Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai kháng rầy nâu
Báo cáo của Liet al (2011), cho thấy nhóm nghiên cứu đã thành công
trong việc chuyển hai gen kháng Bph14 và Bph15 vào dòng phục hồi Minghui
63 (MH 63) và đã được 2 dòng MH63-15 và MH63-14&15. H. Ji et al. (2013)
đã công bố kết quả cloning gen kháng rầy nâu phổ rộng Bph18.
Ling and Weilin (2016) cho rằng các gen Bph14, Bph26, Bph3 và Bph29
đã được đánh giá là gen kháng rầy nây tốt nhất. Theo Xiao et al. (2016), rầy
nâu là loại sâu hại lúa nặng nhất ở Châu Á. Nhóm tác giả đã chuyển 13 gen và
QTLs (Bph14, QBph3, QBph4, Bph17, Bph15, Bph20, Bph24, Bph6, Bph3,
Bph9, Bph10, Bph18 và Bph21) vào dòng lúa 9311 bằng lai trở lại có hỗ trợ
của chỉ thị phân tử. Tất cả các dòng chứa gen kháng đã làm giảm sự phát sinh
phát triển của rầy nâu ở ngay giai đoạn mạ. Wang et al. (2016) đã tiến hành qui
tụ hai gen kháng Bph14 và Bph15 vào một dòng phục hồi Huahui 938 để cải
thiện khả năng đề kháng rầy nâu của lúa lai. Wang et al. (2017) đã qui tụ gen
Bph6 và Bph9 vào dòng 9311, kết quả là tạo giống lúa lai LuoYang69 có dòng
bố 9311 mang hai gen Bph6 và Bph9 kháng cao với rầy nâu và không thay đổi
so với giống ban đầu.
Theo Fan et al. (2017), đã chọn tạo thành công dòng phục hồi lúa lai có
gen bông to Gn8.1, các gen kháng rầy nâu Bph6 và Bph9 và các gen phục hồi
Rf3, Rf4, Rf5 và Rf6 nhờ chỉ thị phân tử.
* Kết quả nghiên cứu và sản xuất lúa lai trong nước: Theo Báo cáo
của Cục Trồng trọt, Đến nay lúa lai đã được gieo trồng ở hầu hết các vùng
trồng lúa của nước ta, trong đó các tỉnh phía Bắc chiếm diện tích lớn và chủ
8
yếu. Tuy nhiên, vài năm gần đây sản xuất lúa lai tại các tỉnh phía Bắc liên tục
giảm cả về diện tích và sản lượng, giảm cả vụ Xuân và vụ Mùa mà nguyên
nhân chủ yếu được xác định là do nguồn cung cấp hạt giống hạn chế, giá hạt
giống lúa lai cao, bộ giống cho vụ Mùa ít vì nhiễm sâu bệnh. Hiện nay chúng ta
đã làm chủ được qui trình kỹ thuật sản xuất hạt giống F1 và nhân dòng mẹ của
hầu hết các giống lúa lai 3 dòng nhập nội hệ Bắc ưu, Nhị ưu... và các giống lúa
lai 2 dòng chọn tạo trong nước đã được Bộ NN&PTNT công nhận. Giai đoạn
2005 – 2009 sản xuất giống lúa lai có xu hướng giảm, từ 2015 đến nay diện
tích sản xuất hạt giống F1 đã tăng trở lại, mỗi năm SX hơn 2200ha với năng
suất tăng dần 2,1 – 2,7 tấn/ha (Cục Trồng trọt, 2016). Tuy nhiên sản xuất hạt
giống lúa lai tại các tỉnh phía Bắc gặp nhiều khó khăn do ảnh hưởng tiêu cực
của biến đổi khí hậu, dịch bệnh (lùn sọc đen vụ mùa 2017, nhiều diện tích bị
mất trắng ở Nam Định và một số tỉnh phía Bắc) nên năng suất chưa cao. Sản
xuất tại các tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ và Tây Nguyên năng suất cao hơn
nhưng giá thành hạt giống cao và cước phí vận chuyển ra Bắc cũng cao, Doanh
nghiệp lớn chưa thiết tha đầu tư cho sản xuất trong nước, đây là những nguyên
nhân chính hạn chế phát triển sản xuất hạt giống F1 ở nước ta hiện nay.
* Kết quả nghiên cứu về khả năng chống chịu sâu bệnh
Qua lai thử các dòng chuẩn mang gen kháng bạc lá của IRRI với 11 nòi
vi khuẩn ở Viện lúa ĐBSCL, Viện KHKT NN Việt nam và Đại học Nông
nghiệp I Hà Nội cho thấy các dòng IRBB4 (Xa4), IRBB5 (xa5), IRBB7 (Xa7)
và IRBB21 (Xa21) là kháng tốt với các nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lá (6 - 9
nòi). Chương trình lai tạo chọn giống nhờ Marker phân tử để lai chuyển các
gen Xa4, xa5, Xa7, Xa21 vào các dòng bố mẹ lúa lai ở các đơn vị nghiên cứu
trên. Vu Thi Thu Hien et al. (2007), đã chuyển gen Xa21 vào dòng mẹ TGMS
103S bằng phương pháp lai lại và trợ giúp của MAS để tạo ra các con lai kháng
bệnh bạc lá của giống lúa Việt Lai 20. Nguyễn Văn Hoan (2005) Chọn tạo
được giống lúa lai Việt Lai 24 mang gen Xa21 kháng bệnh bạc lá. Các thành
tựu trên chính là cơ sở khoa học và thực tiễn để ứng dụng vào thực tiễn nghiên
cứu và phát triển lúa lai hai dòng nói riêng và lúa lai ở Việt Nam nói chung.
9
CHƯƠNG II
VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
* Vật liệu cho chọn tạo dòng bố mẹ kháng bệnh bạc lá: - Các dòng vật liệu có gen kháng bạc lá nhập nội từ Viện Nghiên cứu
lúa Quốc tế (IRRI) như: IRBB4, IRBB5, IRBB7, IRBB21, IRBB 60,
- 10 quần thể KBL đã backcross ở BC3-BC5 giữa các dòng TGMS với
các dòng bố IRBB4, IRBB5, IRBB7 và IRBB21.
* Vật liệu cho chọn tạo dòng bố mẹ kháng rầy nâu: - Các dòng vật liệu có gen kháng rầy nâu đã được xác định từ các đơn
vị nghiên cứu như: Các dòng kháng rầy nâu của Viện Di truyền Nông nghiệp
(IS1-2, IS2-3, E2-3, KR 1, KR 8, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, E-7, E-8);
Nguồn vật liệu nhập nội từ IRRI (Mudgo, ASD7, Rathu heenati, ARC 10550,
Swarnalata, Chinsaba, T12, Pokkali, Ptb33, TN1- đối chứng nhiễm)
- 5 Quần thể kháng rầy nâu ở thế hệ BC2-BC3 của các tổ hợp có bố là
các dòng IS1-2, IS2-3, E-1, E-2, E-3…mang gen kháng rầy nâu với các dòng
mẹ TGMS và các dòng R.
* Vật liệu cho chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá, rầy nâu:
- Các dòng TGMS: AMS30S (827S), AMS34S, AMS35S, D116S, D161S, D67S,
D64S, D52S, D59S, dòng mẹ TGMS làm đối chứng là T1S-96.
- Các dòng bố mẹ kháng bệnh bạc lá, rầy nâu mới được chọn tạo.
- Các dòng bố trong tập đoàn công tác của Trung tâm NC&PT lúa lai,
các giống lúa thuần có khả năng kháng bạc lá, rầy nâu.
- Giống lúa lai hai dòng đối chứng là TH3-3
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Lai taọ, chon lọc dòng bố mẹ lúa lai 2 dòng kháng rầy nâu
2.3.2. Lai tạo, chọn lọc dòng bố mẹ lúa lai 2 dòng kháng bạc lá
2.3.3. Lai tạo tổ hợp lúa lai mới theo hướng kháng bệnh bạc lá, rầy nâu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Đánh giá nguồn vật liệu kháng bạc lá, rầy nâu
- Đánh giá một số đặc điểm nông sinh học của vật liệu nghiên cứu;
10
- Đánh giá nhân tạo tính chống chịu bạc lá, rầy nâu của vật liệu nghiên cứu
mang gen kháng theo phương pháp của IRRI 1996, 1997, 2002
2.3.2. Lai tạo chọn lọc dòng bố mẹ lúa lai chống chịu bạc lá, rầy nâu
2.3.2.1. Lai tạo chọn lọc dòng bố mẹ chống chịu rầy nâu, bạc lá:
2.3.2.2. Kiểm tra sự có mặt của gen kháng ở các dòng bố mẹ chống chịu rầy
nâu, bạc lá
2.3.2.3. Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ chống chịu rầy nâu,
bạc lá
2.3.3. Lai tạo các tổ hợp lúa lai theo hướng kháng bệnh bạc lá, rầy nâu
- Sử dụng các dòng TGMS và các dòng bố có ít nhất một bố mẹ kháng
bạc lá, rầy nâu tiến hành lai thử để chọn tạo các tổ hợp lúa lai hai dòng kháng
rầy nâu, bạc lá.
- Gieo hạt giống bố, mẹ làm nhiều đợt, cấy và chăm sóc bình thường.
Khi lúa trỗ, đánh cây bố, mẹ trỗ trùng khớp vào nhà lưới trồng vào chậu vại,
bao cách ly 1 cây bố/1-2 cây mẹ trong 1 chậu, tiến hành rung phấn bằng tay 4-5
ngày liên tục khi dòng bố tung phấn.
- Đánh giá các đặc tính nông sinh học, năng suất của các con lai F1 theo
phương pháp của IRRI, 1997.
- Thí nghiệm so sánh giống áp dụng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống lúa QCVN 01-55:
2011/BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và PTNT.
2.3.6. Phương pháp phân tích số liệu
Phân tích khả năng kết hợp theo mô hình Kempthorne (1957) và xử lý
số liệu bằng phần mềm Chương trình phân tích phương sai LINE * TESTER
Ver.2.0 năm 1995 và Ver.3.0 năm 1996 của Nguyễn Đình Hiền.
2.3.7. Phương pháp và tiêu chí đánh giá sâu, bệnh hại
Đánh giá đặc điểm nông sinh học, sâu bệnh và năng suất theo phương
pháp của Viện Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI, 1996).
11
CHƯƠNG III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả lai tạo, chọn lọc các dòng bố mẹ kháng rầy nâu
3.1.1. Kết quả đánh giá vật liệu phục vụ chọn tạo dòng bố, mẹ kháng rầy
Đề tài đã đánh giá và chọn lọc được một số dòng giống kháng rầy
cùng với những tiêu chuẩn của một dòng bố tốt chúng tôi đã chọn CR203,
IS1.2, E2, E3, E6, E7, Rathu Heenati, Swarnalata, Pokkali làm vật liệu cho gen
kháng trong lai tạo.
3.1.2. Lai tạo, chọn lọc các dòng bố kháng rầy nâu
Với mục tiêu tạo ra các dòng bố có khả năng kháng rầy cho chọn tạo
giống lúa lai, từ năm 2009 - 2012 đã tiến hành lai hữu tính và lai trở lại trên 15
cặp lai (bảng 3.3, tr 68). Quá trình chọn lọc dòng bố kháng rầy được thực hiện
theo sơ đồ Hình 2.1 (trang 53). Qua đánh giá, chọn lọc và làm thuần đến năm
2014 chọn ra được 9 dòng có triển vọng nhất cho các nghiên cứu sâu và cụ thể
hơn là: RP088-51, RP088-148, RP088-48, R253-KR, R1028-KR, RTQ5-KR,
R838-KR, RP3, RP8 có nhiều đặc điểm của dòng bố tốt.
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá mức độ kháng rầy nâu
của một số dòng bố mẹ lúa lai năm 2017
Tên dòng, Nguồn gốc Cấp độ Mức độ TT Ghi chú giống lai tạo (điểm) kháng
1 KR95S D116ST/E3-4-1 5 Kháng TB D. mẹ
2 KR142S D52S/Pok6-427 5 Kháng TB D. mẹ
3 D59S-KR D59S/E3 5 Kháng TB D. mẹ
4 RP088-148 TL6/E6-148-1 5 Kháng TB D. bố
5 D116tr-KR D116Str/E3 5 Kháng TB D. mẹ
6 AP9 AP9 7 Nhiễm D. bố
7 P20-5 P20-5 7 Nhiễm D. bố
RP8 Minh khôi D. bố 8 3 Kháng (APIRX14) 63/IS1.2-8
9 5 RP3 R9311/IS1.2-3 Kháng TB D. bố
12
10 R1028-KR R1028/E3-60-2 5 Kháng TB D. bố
11 RP088-48 TL6/E7-48-3 3 Kháng D. bố
12 HYT285* AMS30S/RP3 5 Kháng TB F1
13 HYT116** AMS30S/R116 3 Kháng F1
14 TN1 - 9 Nhiễm nặng ĐC nhiễm
15 Ptb33 - 3 Kháng ĐC kháng
Nguồn: Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017; Ghi chú :* Tổ hợp AMS30S/RP3 có
bố kháng rầy RP3; **HYT116 tổ hợp 2 dòng có dòng bố kháng rầy nâu R116
Kết quả đánh giá khả năng kháng rầy qua lây nhiễm nhân tạo cho
thấy: dòng RP8 có khả năng kháng rầy nâu (điểm 3), các dòng chuyển gen còn
lại như: RP088-148, RP088-48, RP3, R1028-KR kháng trung bình (điểm 5).
Kết quả cũng cho thấy các tổ hợp lai có dòng bố kháng rầy đều cho con lai F1
kháng rầy (bảng 3.7), kết quả này phù hợp với nghiên cứu xác định gen kháng
rầy của Bộ môn Công nghệ sinh học, Viện Cây lương thực – CTP. Như vậy, sử
dụng phương pháp lai trở lại có thể chuyển được gen kháng rầy nâu vào dòng
bố và nâng cao được tính kháng của dòng ban đầu, tính kháng được thể hiện
qua cả sự có mặt của gen kháng (bảng 3.6, trang 72) và mức độ kháng của
dòng ngoài thực tế, trong điều kiện nhân tạo (bảng 3.7).
* Đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA) của các dòng bố mang gen
kháng rầy nâu.
Bảng 3.9. Khả năng kết hợp chung về năng suất
của các dòng bố kháng rầy nâu mới chọn tạo
Cây thử/ Dòng Giá trị GCA
CT1-AMS35S -0,547 Cây thử
(mẹ) CT2- AMS30S 0,547
8,462 LSD0,01
6,234 LSD0,05
TH29 0,642 Dòng TH12 -1,425 (bố) M415 -4,742
13
M359 -3,492
TH20 -4,325
TR1-565 -10,108
M385 -2,425
RP088-48(KR điểm 3) 4,958
RP3(KR điểm 5) 7,858
R1028-KR(KR điểm5) 6,858
RP8(Kháng rầy điể 5) 3,008
K10-5 (có gen kháng bạc lá) 3,192
8,879 LSD0,01
6,541 LSD0,05
Nhận xét: Bằng phép lai trở lại và chọn lọc cá thể đã chọn được 9
dòng triển vọng có những đặc điểm tốt của dòng bố như tiềm năng năng suất
cao, dạng hình đẹp, khả năng cho phấn nhiều… Trong đó 5 dòng có khả năng
kháng rầy từ kháng - kháng trung bình, đó là các dòng RP8 có khả năng kháng
rầy nâu (điểm 3), các dòng chuyển gen còn lại như RP088-148, RP088-48,
RP3, R1028-KR, kháng trung bình (điểm 5). Các dòng thuần được chuyển gen
kháng rầy có giá trị khả năng kết hợp chung cao, lần lượt là RP3 (7,858),
R1028-KR (6,858), RPO88-48 (4,958) và RP8 (3,008) có ý nghĩa so với các
dòng còn lại ở mức LSD0,05. Các dòng bố không mang gen kháng rầy nhìn
chung có khả năng kết hợp chung thấp về năng suất thực thu (có giá trị âm về
GCA), riêng dòng TH29 có GCA mang giá trị dương 0,642 và K10-5 có giá trị
GCA dương là 3,192, tuy nhiên sự khác biệt không có ý nghĩa.
3.1.3. Kết quả lai tạo, chọn lọc dòng mẹ TGMS kháng rầy nâu
Sau quá trình lai trở lại và chọn lọc cây bất dục, năm 2013 chúng tôi đã
chọn được 30 dòng TGMS có triển vọng từ một số tổ hợp lai chuyển gen kháng
rầy nâu (trang 78). Các dòng TGMS đều có dạng cây gọn, màu sắc lá từ xanh
đến xanh đậm, trỗ không thoát, dạng hạt dài đến thon dài, chỉ có 4 dòng là
KR71-1, KR71-2, KR75-1 và KR31 có dạng hạt trung bình, các dòng TGMS
mới đều bất dục hoàn toàn trong điều kiện vụ Mùa 2013.
14
Kết quả kiểm tra các dòng TGMS được chọn từ KimS / E3 (KR67S)
và D116ST / E3 (KR95S) bởi các dấu phân tử RM6997 đã xác định 5 TGMS
thực vật có gen BphZ từ K67S và 2 TGMS thực vật mang gen BphZ từ KR95S
(bảng 3.13, trang 84). Các ḍòng TGMS mang gen kháng rầy BphZ được chọn
lọc trên nền di truyền của KimS (AMS37S) và trên nền di truyền của D116ST
là vật liệu tốt cho chọn tạo giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng rầy nâu.
Các dòng TGMS: D116ST và Kim S có gene kháng rây nâu BphZ có thể kháng
tốt với rầy nâu Biotype 2 và Biotype 3 tại Việt Nam.
Bảng 3.14. Kết quả xác định gen kháng rầy nâu Bph3, Bph6 và Bph9 ở một
số dòng mẹ mới được chọn tạo
TT Tên dòng Bph3 Bph6 Bph9 TT Tên dòng Bph3 Bph6 Bph9
1 Rathuheenati + 1 Rathuheenati +
2 Swanalata + 2 Swanalata +
3 Pokali + 3 Pokali +
4 TN1 - - - 4 TN1 - - -
5 KR82S-1 - - + 11 KR142S-1 - - +
6 KR82S-2 - - + 12 KR142S-2 - - +
7 KR82S-3 - - + 13 KR142S-3 - - +
8 D59S-1 + - - 14 KR95S-1 + - -
9 D59S-1-1 + - - 15 KR95S-2 + - -
10 D59S -3 + - - 16 KR95S-3 + - -
Nguồn: Bộ môn Công nghệ sinh học, Viện Cây lương thực - CTP
Ghi chú: +: Đồng hợp tử kháng -: nhiễm
+/-: Dị hợp tử kháng 0: không lên band
Từ kết quả tổng hợp trong bảng 3.13 và 3.14 đã lựa chọn được 5 dòng
TGMS chứa gen kháng rầy nâu và ký hiệu như sau: KR67S (KimS/E3),
KR95S (D116ST/E3), KR142S (D52S/Pokkali), KR82S (D59S/E2//D59S) và
D59S-1-1, trong đó 3 dòng KR95S (Bph3, BphZ), KR142S (Bph9), D59S-1-1
(Bph3) được lựa chọn cho những nghiên cứu tiếp theo.
15
Từ kết quả xác định sự có mặt của các gen kháng rầy nâu, kết quả
nghiên cứu đặc tính nông sinh học của các dòng TGMS, khả năng bất dục hạt
phấn lựa chọn được 2 dòng mẹ TGMS tốt nhất có gen kháng rầy là dòng
KR95S và dòng KR142S là hai dòng TGMS có tỷ lệ bông trỗ thoát cao, tỷ lệ
thò vòi nhụy cao hơn và bông dài hơn để sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.
Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học của dòng mẹ
KR95S và KR142S trong vụ xuân và vụ mùa 2017 tại Thanh Trì, Hà Nội được
trình bày trong bảng 3.17 (trang 88).
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Hai dòng TGMS KR95S và KR142S có
thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày, chiều cao cây thuộc nhóm bán
lùn, ấp bẹ trong cả vụ nhân và vụ sản xuất hạt giống F1 (vụ Mùa). Tỷ lệ thò vòi
nhụy của 2 dòng khá cao 75,5 % (KR95S) và 73,6 % (KR142S), dòng KR95S
có vòi nhụy màu tím đen còn KR142S có màu trắng. Cả hai dòng thuộc loại bất dục điển hình (WA), nhiệt độ gây bất dục hoàn toàn là >240C; Khả năng đẻ
nhánh khá, số bông hữu hiệu đạt 7,9 - 9 bông/khóm, số hoa/bông đạt 159 – 142
hoa/bông, dạng hạt của hai dòng là trung bình – dài, số lá/thân chính của
KR95S là 13,5 lá và KR142S là 15 lá, hai dòng TGMS này sẽ là những vật liệu
tốt cho chọn giống lúa lai 2 dòng kháng rầy nâu ở nước ta.
* Đánh giá GCA của các dòng TGMS mang gen kháng rầy nâu
Đánh giá khả năng kết hợp chung của các dòng TGMS để chọn được
dòng mẹ có giá trị kết hợp cao với nhiều dòng bố khác nhau, dòng mẹ được
chọn sẽ có xác suất tạo ra tổ hợp lai có ưu thế lai cao hơn các dòng khác. Kết
quả phân tích khả năng kết hợp chung về năng suất và các yếu tố cấu thành
năng suất của các dòng mẹ tham gia thí nghiệm cho thấy:
- Về năng suất thực thu: Có 2 dòng có giá trị khả năng kết hợp chung
dương là KR95S và D67S, trong đó dòng KR95S là dòng có giá trị dương cao
nhất đạt 2,595 và cao hơn có ý nghĩa so với dòng KR142S và D60S ở mức
LSD0,01 (1.96), hai dòng còn lại (KR142S và D60S) đều có giá trị âm.
- Về tính trạng số bông/khóm: Dòng mẹ có gen kháng rầy KR142S có
giá trị GCA cao nhất (0,29) và có ý nghĩa ở mức LSD0,01 (0,06).
16
Bảng 3.18. Khả năng kết hợp chung của các dòng mẹ
về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
Chỉ tiêu Số hạt KL Số bông/ NS lý NS thực chắc/ Tỷ lệ lép 1000 khóm thuyết thu bông hạt Dòng
Dòng mẹ
-1,56 -0,625 0,29 -10,25 KR142S
-0,06 0,12 -0,31 2,95 2,29 0,01 D60S
0,50 -4,16 2,00 -2,465 0,495 -3,05 -0,47 D67S
-0,56 3,72 2,595 0,05 -0,03 10,35 -1,83 KR95S
0,15 2,08 1,46 0,05 2,50 0,10 LSD0,05
0,20 2,79 1,96 0,06 3,34 0,13 LSD0,01
Dòng bố
0,06 3,42 1,84 -0,08 8,65 -0,74 SR3
0,12 7,40 -1,24 SR14
0,73 -0,12 10,51 0,43 5,59 0,07 6,65 -0,54 SR18
-0,85 -5,51 -2,79 -0,18 -0,03 -3,35 1,17 AIQ6
0,18 -8,84 -4,71 0,17 -19,35 1,34 SR5
0,17 2,33 1,63 0,05 2,79 0,11 LSD0,05
0,22 3,12 2,19 0,07 3,74 0,14 LSD0,01
- Về số hạt chắc/bông: Dòng mẹ có gen kháng rầy KR95S có giá trị
khả năng kết hợp chung rất cao ở tính trạng này (10,35) và sai khác có ý nghĩa
ở mức LSD0,01 (3,34), dòng D67S có giá trị GCA là 2,9, hai dòng còn lại đều
có giá trị GCA âm.
- Về khối lượng 1000 hạt: 2 dòng mẹ mang gen kháng rầy nâu đều có
giá trị âm (-) ở tính trạng này, trong khi 2 dòng D60S và D67S có giá trị lần
lượt là 0,12 và 0,5, dòng D67S có giá trị cao hơn có ý nghĩa so với hai dòng
TGMS mang gen kháng rầy ở mức LSD0,01 (0,2).
Kết quả phân tích khả năng kết hợp cho thấy dòng TGMS mang gen
kháng rầy KR95S có khả năng kết hợp chung cao nhất ở các tính trạng số hạt
17
chắc/bông (10,35), năng suất lý thuyết (3,72) và năng suất thực thu (2,595) nên
KR95S sẽ có ưu thế hơn trong lai tạo lúa lai kháng rầy năng suất cao. Dòng
KR142S có khả năng kết hợp thâp về năng suất, do vậy muốn tạo con lai kháng
rầy năng suất cao, thì dòng bố phải có GCA cao về năng suất.
3.2. Kết quả lai tạo, chọn lọc dòng mẹ lúa lai 2 dòng kháng bệnh bạc lá
3.2.1. Kết quả đánh giá vật liệu phục vụ chọn tạo dòng mẹ kháng bạc lá
Đánh giá 32 dòng vật liệu đẳng gen (NILs) mang gen kháng bạc lá (trên
nền di truyền của giống lúa IR24) tại Viện Cây lương thực – CTP cho thấy:
Đặc điểm về hình thái của các dòng không có sự sai khác nhiều, các dòng đều
có mầu sắc lá xanh đậm, có dạng hình V-gọn. Trong 32 dòng có gen kháng
bệnh bạc lá vi khuẩn hầu hết đều có râu đầu hạt trong đó dòng IRBB13 có râu
đầu hạt dài nhất (2,5cm). Mầu sắc hạt và dạng hạt của các mẫu dòng có chứa
gen kháng bệnh bạc lá vi khuẩn không có sự sai khác nhiều, gần như các dòng
có mầu sắc hạt từ vàng sáng đến vàng và dạng hạt thon dài.
3.2.2. Kết quả lai chuyển gen kháng bạc lá vào dòng mẹ TGMS
Chạy điện di các tổ hợp với chỉ thị M3 liên kết với gen Xa7.
Kết quả điện di xác định tính đa hình của các dòng bất dục với các mồi,
đã chọn được những mồi có độ đa hình cao với quần thể chọn lọc tương ứng
như Xa4- Npb 181, Xa7-P3 và Xa7-M3.
Kết quả chạy điện di dòng V54 (AMS30S/IRBB7) sử dụng chỉ thị M3
cho thấy V54-1, V54-2, V54-3, V54-4, V54-5 đều mang gen Xa7 giống dòng
bố BB7 (Hình 3.7, trang 100).
Kết quả nghiên cứu cho thấy: hai chỉ thị Npb181 liên kết với gen Xa4 và
M3 liên kết với gen Xa7 cho khoảng đa hình rõ được dùng để xác định dòng
bất dục mang gen kháng bạc lá. Trong đó, sử dụng chỉ thị Nbp181 đã xác định
được 11 cá thể của các dòng V50 (AMS34S/BB60), V31 (AMS35S/BB60) và
dòng BL59 (AMS34S/BB60) mang gen kháng bạc lá Xa4. Sử dụng chỉ thị M3
đã xác định được dòng V54 (AMS30S/IRBB7) có 5 cá thể mang gen Xa7.
Nhận xét: Qua thanh lọc các dòng TGMS thuần được chọn từ các tổ hợp
lai cải tạo các dòng TGMS chúng tôi đã lựa chọn được một số dòng TGMS
tương tự AMS34S chứa gen kháng bạc lá Xa4, dòng TGMS tương tự AMS35S
18
chứa gene Xa4 và dòng TGMS tương tự AMS30S chứa gene Xa7. Các dòng
TGMS xác định có gen kháng bạc lá được cải tạo từ các dòng TGMS
AMS34S, AMS35S và AMS30S là các dòng mẹ TGMS đang được khai thác
làm dòng mẹ của nhiều tổ hợp lai tại Việt Nam. Do vậy trên cơ sở có thêm
gene kháng bạc lá là cơ sở để chọn tạo các tổ hợp lúa lai tốt kháng bệnh bạc lá
ở nước ta. Các dòng TGMS AMS35S-KBL và AMS30S-KBL có nhiệt độ gây bất dục hoàn toàn là ≥ 23,5 0C, độ bất dục ổn định, tỷ lệ thò vòi nhụy cao (70 -
75,8%), góc mở vỏ trấu rộng, thời gian từ gieo đến trỗ 10% trong vụ Mùa 72 -
80 ngày, mức độ nhiễm bạc lá điểm 3-5 trong điều kiện nhân tạo.
Các dòng TGMS AMS35S-KBL và AMS30S-KBL có nhiều đặc điểm
của dòng mẹ tốt (Bảng 3.21) được chọn lọc bằng phương pháp chọn lọc cá thể
các dòng bất dục từ thế hệ BC4F2.
* Đánh giá GCA về năng suất của các dòng TGMS mang gen kháng bạc
lá mới chọn tạo
Bảng 3.23. Giá trị khả năng kết hợp chung của một số dòng TGMS
Dòng và cây thử Giá trị KHKH chung
M415 -1,679 Cây thử (bố) TH29 1,679
3,237 LSD0,01
2,337 LSD0,05
35S 0,474
36S -0,459
37S -0,681
D64S -1,113 Dòng (mẹ) D116ST -2,979
827S 1,967
35S-KBL 0,521
827S-KBL 2,271
5,027 LSD0,01
3,629 LSD0,05
19
Các dòng TGMS được đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA) và
khả năng kết hợp riêng (SCA) về năng suất bằng phương pháp Line x Tester và
sử dụng Chương trình phân tích phương sai LINE*TESTER Ver 3.0 của
Nguyễn Đình Hiền (1996). Kết quả đánh giá 8 dòng TGMS là: 35S, 36S, 37S,
D64S, 116 T, 827S, 35S-KBL, 827S-KBL với hai dòng thử là: M415 và TH29
(là hai dòng đã được đánh giá là hai dòng bố có khả năng kết hợp cao và là
dòng bố tốt cho lúa lai 2 dòng) cho thấy: Khả năng kết hợp chung của 35S-
KBL và 827S-KBL có gí trị dương cao hơn các dòng khác ko có ý nghĩa ở mức
LSD0,05 nhưng cao hơn các dòng TGMS ban đầu và tỷ lệ đóng góp vào biến
động chung của Dòng là 22,138 %, của cây thử là 24,567 % và đóng góp của
Dòng * Cây thử là 53,3%.
3.3. kết quả lai tạo các tổ hợp lúa lai mới kháng bệnh bạc lá, rầy nâu
3.3.1. Lai tạo các tổ hợp lúa lai mới theo hướng kháng rầy nâu
Kết quả đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất (bảng
3.26) để ước lượng được tiềm năng của giống, trên cơ sở đó bố trí mùa vụ,
vùng sản xuất và tác động các biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm phát huy tối đa
ưu thế của từng yếu tố để đóng góp tốt nhất cho năng suất cuối cùng. Đánh giá
số bông hữu hiệu/khóm của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2016 cho thấy: hầu
hết các tổ hợp có trung bình số bông/khóm thuộc nhóm trung bình – khá và dao
động từ 5,0 – 7,0 bông/khóm, duy nhất có tổ hợp số 2 chỉ đạt trung bình 4,8
bông/khóm; Số hạt chắc/ bông khá cao và dao động từ 139 – 209 hạt/bông,
trong đó tổ hợp có số hạt/bông cao nhất là D60S/SR18 (209 hạt), các tổ hợp có
dòng mẹ mang gen kháng rầy có số hạt chắc/bông từ 159 – 204 hạt/bông, đối
chứng TH3-3 có 161 hạt/bông. Tỷ lệ lép của các tổ hợp dao động từ 1,7 –
14,0%, trong đó các tổ hợp có mẹ mang gen kháng rầy có tỷ lệ lép từ 2,4 –
10,6%, đối chứng TH3-3 là 2,1%; Khối lượng 1000 hạt của các tổ hợp dao
động từ 23,4 – 28,9 gam, trong đó các tổ hợp có mẹ mang gen kháng rầy khối
lượng 1000 hạt dao động từ 24,8 – 28,7 gam, đối chứng đạt 23,4 gam. Các tổ
hợp đều có tiềm năng năng suất cao, năng suất lý thuyết của các tổ hợp dao
động từ 9,52 – 13,6 tấn/ha, các tổ hợp có mẹ mang gen kháng rầy dao động từ
9,52 – 12,14 tấ/ha, đối chứng đạt 9,04 tấn/ha; Năng suất thực thu của các tổ
20
hợp đạt 7,67 – 9,76 tấn/ha, các tổ hợp có mẹ mang gen kháng rầy có năng suất
thực thu đạt 7,73 – 9,32 tấn/ha cao hơn hẳn so với TH3-3 (7,06 tấn/ha).
Kết quả theo dõi sâu bệnh (bảng 3.27) cho thấy: Trong vụ Xuân 2016
hầu hết các tổ hợp có mức độ nhiễm đốm sọc vi khuẩn và bệnh bạc lá từ điểm
3-5. Trong 10 tổ hợp có mẹ mang gen kháng rầy nâu nhiễm đốm sọc vi khuẩn
có 2 tổ hợp (số 8,9) nhiễm điểm 3, 5 tổ hợp (số 1, 12, 16, 17, 20) nhiễm điểm
3-5 và 3 tổ hợp (số 4, 5, 13) nhiễm điểm 5; Về bệnh bạc lá có 4 tổ hợp (số 1, 5,
8, 9) nhiễm điểm 3, 4 tổ hợp (số 12, 16, 17, 20) nhiễm điểm 3-5 và 2 tổ hợp
(4,13) nhiễm điểm 5; Khô vằn có 6 tổ hợp (số 1, 4, 8, 9, 17, 20) nhiễm điểm 1-
3 và 4 tổ hợp (số 5, 12, 13, 16) nhiễm điểm 3-5; Các sâu bệnh hại khác như đạo
ôn không xuất hiện, rầy nâu và đục thân nhiễm điểm 1-3 trên tất cả các tổ hợp
tham gia thí nghiệm.
* Đánh giá khả năng kết hợp riêng (SCA) về năng suất của các tổ hợp
lai có dòng mẹ mang gen kháng rầy nâu.
Bảng 3.33. Khả năng kết hợp riêng về năng suất thực thu
của các dòng mẹ tham gia thí nghiệm
Dòng mẹ KR142S D60S D67S KR95S Dòng bố
SR3 -2,16 1,08
SR14 -2,62 0,53
SR18 3,70 -2,85 2,27 -3,75
AIQ6 7,03 -1,55 -2,99
SR5 -3,78 0,65 -4,71 3,01 2,26 1,59 -3,57 4,51 1,33
3,27 LSD0,05
4,38 LSD0,01
Năng suất thực thu: Kết quả phân tích giá trị SCA cho thấy tổ hợp
D67S/SR14 (7,03) có giá trị khả năng kết hợp riêng cao nhất và sai khác có ý
nghĩa ở mức LSD0,01 (4,38) tiếp theo là KR95S/AIQ6 (4,51). KR142S/SR3
(3,7) có giá trị GCA cao có ý nghía ở mức LSD0,05 (3,27), 7 tổ hợp có giá trị
dương nhưng sai khác không có ý nghĩa, các tổ hợp còn lại đêu có giá trị âm.
21
Nhận xét: Qua đánh giá các tổ hợp lai thử có sự tham gia của các dòng
mẹ mang gen kháng rầy trong vụ Xuân 2016, chúng tôi chọn được 9 tổ hợp có
năng suất thực thu từ 85,1 – 93,2 tạ/ha cao hơn đối chứng TH3-3(70,6 tạ/ha)
20% trở lên, trong đó có 6 tổ hợp có dòng mẹ mang gen kháng rầy nâu là:
KR142S/SR3 (89,4 tạ/ha), KR142S/SR14 (86,6 tạ/ha), KR142S/SR18 (86,2
tạ/ha), KR95S/SR14 (93,2 tạ/ha), KR95S/AIQ6 (88,8 tạ/ha) và KR95S/SR3
(86,3 tạ/ha).
3.3.2. Lai tạo các tổ hợp lúa lai mới theo hướng kháng bạc lá
Đánh giá mức độ nhiễm bạc lá của các tổ hợp lai trong điều kiện vụ mùa
bằng lây nhiễm nhân tạo trên đồng ruộng (bảng 3.35 trang 119) cho thấy: Hầu
hết các tổ hợp lai có mẹ chưa chuyển gen kháng bạc lá có mức độ nhiễm từ
điểm 5-7, trong khi đó các tổ hợp lai có mẹ mang gen kháng bạc lá mức độ
nhiễm nhẹ hơn. Dòng mẹ AMS34S-KBL có 2 tổ hợp kháng cao điểm 1-3 (số 7,
9), 2 tổ hợp kháng điểm 3 (số 6, 8) và 1 tổ hợp kháng vừa điểm 3-5 (số 10);
Dòng mẹ AMS35S-KBL có 1 tổ hợp kháng cao điểm 1-3(số 29), 1 tổ hợp
kháng điểm 3(số 27) và 3 tổ hợp kháng vừa điểm 3-5 (số 26, 28, 30); Dòng mẹ
AMS30S-KBL có 3 dòng kháng điểm 3 (số 16, 19, 20) và 2 dòng kháng vừa
điểm 3-5 (số 17, 18), đối chứng kháng trung bình (điểm 5).
Kết quả đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ
hợp lai (bảng 3.36) cho thấy: số bông/m2 của các tổ hợp dao động từ 224 – 315
bông/m2 (Số 24), trong đó có 3 tổ hợp (số 10, 12, 24) có số bông/m2 cao >270
bông.m2, 6 tổ hợp (số 8, 14, 17, 18, 22, 28) đạt 250 – 266 bông/m2.
Số hạt chắc/bông của các tổ hợp có dòng mẹ mang gen kháng bạc lá
AMS34S-KBL biến động từ 121 – 165 hạt/bông, cao hơn các tổ hợp có mẹ
AMS34S (114 – 125 hạt/bông); Các tổ hợp có dòng mẹ AMS30S-KBL có số
hạt chắc/bông biến động từ 114 – 130 hạt thấp hơn so với các tổ hợp của
AMS30S (dao động từ 119 -161 hạt); Các tổ hợp lai của dòng mẹ AMS35S-
KBL có số hạt chắc/bông dao động từ 118 – 150 hạt, cao hơn so với các tổ hợp
lai của AMS35S (98 – 136 hạt). Trong vụ mùa 2016, tỷ lệ lép của các tổ hợp
lai khá cao, biến động từ 10,2 – 23,8% trong đó cao nhất là tổ hợp số 11
22
923,8%) thấp nhất là tổ hợp số 28 (10,2%). Khối lượng 1000 hạt của các tổ hợp
giao động từ 20,8 (số 7) – 28,1 gam (số 30), đối chứng TH3-3 là 23,7g.
Năng suất lý thuyết của các tổ hợp dao động từ 64,6 (số 17) – 10,08
tấn/ha (số 28- AMS35S-KBL/R100), năng suất thực thu cao nhất đạt 7,21
tấn/ha (số 28- AMS35S-KBL/R100) trong khi tổ hợp số 23 (AMS35S/R100)
thực chất là HYT 124 có năng suất đạt 6,78 tấn/ha, tổ hợp có năng suất thấp
nhất đạt 5,21 tấn/ha (số 17- AMS30S-KBL/RP3), đối chứng đạt 5,95 tấn/ha;
Tổ hợp số 15 (AMS30S/R116) thực chất là HYT 116 có NS thực thu đạt 6,73
tấn/ha, tổ hợp số 20 (AMS30S-KBL/R116) đạt 6,94 tấn/ha, cao thứ 2 và 3
trong thí nghiệm.
* Đánh giá khả năng kết hợp riêng (SCA) về năng suất thực thu của các
dòng TGMS.
Bảng 3.42. Khả năng kết hợp riêng về năng suất thực thu
của các dòng mẹ tham gia thí nghiệm
D. Mẹ AMS34S- AMS30S- AMS35S- AMS34S AMS30S AMS35S D. Bố KBL KBL KBL
2,43 3,97 -0,81 -2,11 SR14
2,48 1,37 -0,78 -4,83 1,12 5,74 -3,56 RP3
-5,42 -5,62 -4,98 0,48 4,50 R100
-3,36 0,93 4,37 -6,53 -2,51 SR18
-2,47 5,97 -1,13 4,97 7,07 -6,91 9,40 -2,21 -1,51 R116
2,37 LSD0,05
3,16 LSD0,01
Qua lai tạo và đánh giá các tổ hợp lai theo hướng kháng bạc lá trong vụ
Mùa 2016 chúng tôi chọn được 4 tổ hợp có năng suất thực thu cao hơn đối
chứng >10% (có năng suất > 6,5 tấn/ha) là AMS35S-KBL/R100, AMS30S-
KBL/R116, AMS34S-KBL/SR18 và AMS30S/SR18, trong đó tổ hợp có năng
suất cao nhất là AMS35S-KBL/R100 (gọi là HYT 124-KBL) đạt 7,21 tấn/ha,
kháng bạc lá điểm 3-5; Tổ hợp thứ hai là AMS30S-KBL/R116 (gọi là HYT
23
116 – KBL) có năng suất thực thu đạt 6,94 tấn/ha, kháng bạc lá điểm 3, đối
chứng đạt 5,95 tấn/ha, kháng bạc lá điểm 5.
3 tổ hợp có giá trị SCA về năng suất thực cao là: AMS35S-KBL/R100
(HYT124-KBL) cho giá trị SCA cao nhất là 9,4, tổ hợp AMS30S-KBL/R116
(HYT116-KBL) là 7,07 và AMS34S-KBL/SR18 đạt giá trị SCA là 5,97.
Qua đánh giá cũng cho thấy các tổ hợp lúa lai hai dọng HYT124-KBL
và HYT116 – KBL có đặc điểm tương tự giống ban đầu tuy nhiên khả năng
kháng bạc lá được cải tiến rõ rệt. (bảng 3.43, 3.44 trang 128, 130)
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. Kết luận.
1. Chọn tạo được 2 dòng TGMS mang gen kháng rầy Bph3 ở dạng đồng
hợp tử là: KR95S (D116ST/E3) mang gen kháng rầy Bph3, BphZ và KR142S
(D52S/Pokkali) mang gen kháng rầy Bph9. Các dòng TGMS này có thời gian
sinh trưởng ngắn trong vụ Mùa, độ bất dục ổn định và bất dục hoàn toàn ở nhiệt độ > 24,0 0C, tỷ lệ thò vòi nhụy cao (>70%). Dòng TGMS KR95S có khả
năng kết hợp chung cao nhất ở các tính trạng số hạt chắc/bông, năng suất lý
thuyết và năng suất thực thu, đây là những vật liệu tốt cho chọn giống lúa lai 2
dòng kháng rầy ở nước ta.
2. Chọn được 5 dòng bố có khả năng kháng rầy từ kháng trung bình đến
kháng cao, có nhiều đặc điểm tốt như tiềm năng năng suất cao, dạng hình đẹp,
khả năng cho phấn nhiều, đó là các dòng RP8 (Minh khôi 63/IS1.2-8), RP088-
48 kháng rầy nâu điểm 3; RP3(R9311/IS1.2-3) chứa gene Bph3 có khả năng
kháng rầy nâu (điểm 5), R1028-KR kháng trung bình (điểm 5) và bằng chỉ thị
phân tử sàng lọc được dòng R có gen kháng rầy nâu Bph6 là R116. Các dòng
thuần được chuyển gen kháng rầy có giá trị khả năng kết hợp chung cao, lần
lượt là RP3, R1028-KR, RPO88-48 và RP8.
3. Chọn được 2 dòng TGMS mang gen kháng bạc lá là: AMS35S-KBL
(có gen Xa4) và dòng AMS30S-KBL (có gen Xa7), hai dòng này có nhiệt độ gây bất dục hoàn toàn là ≥ 23,5 0C, độ bất dục ổn định, tỷ lệ thò vòi nhụy cao
(70 - 75,8%), mức độ nhiễm bạc lá điểm 3-5 trong điều kiện nhân tạo. Dòng
24
AMS30S-KBL và AMS35S-KBL, có giá trị khả năng kết hợp chung cao về
năng suất thực thu, ngoài ra dòng AMS35S-KBL còn có giá trị khả năng kết
hợp riêng cao hơn các dòng tham gia thí nghiệm về năng suất thực thu.
4. Chọn tạo được 3 tổ hợp lai F1 có dòng mẹ mang gen kháng bạc lá và
kháng bạc lá điểm 3-5, có năng suất thực thu cao hơn đối chứng >10% là:
AMS35S-KBL/R100, AMS30S-KBL/R116, và AMS34S-KBL/SR18, trong đó
AMS35S-KBL/R100 (gọi là HYT 124-KBL) có năng suất cao nhất (đạt 72,1
tạ/ha). Tổ hợp thứ hai là AMS30S-KBL/R116 (gọi là HYT 116 – KBL) có
năng suất thực thu đạt 69,4 tạ/ha, kháng bạc lá điểm 3, đối chứng đạt 59,5
tạ/ha, kháng bạc lá điểm 5.
5. Chọn tạo được 6 tổ hợp lai F1 có dòng mẹ mang gen kháng rầy nâu,
có năng suất thực thu từ 86,2 – 93,2 tạ/ha cao hơn đối chứng TH3-3(70,6 tạ/ha)
20% trở lên là: KR142S/SR3 (89,4 tạ/ha), KR142S/SR14 (86,6 tạ/ha),
KR142S/SR18 (86,2 tạ/ha), KR95S/SR14 (93,2 tạ/ha), KR95S/AIQ6 (88,8
tạ/ha) và KR95S/SR3 (86,3 tạ/ha).
6. Bằng phương pháp lai trở lại (backross) kết hợp chọn lọc truyền thống
và chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử đã chuyển được các gen kháng rầy nâu, bạc lá
vào dòng bố mẹ lúa lai ở Việt Nam. Con lai F1 của các dòng bố mẹ này có tính
kháng cao hơn mà vẫn giữ được cơ bản các đặc điểm của giống ban đầu.
2. Đề nghị:
- Tiếp tục hoàn thiện và ứng dụng qui trình chọn tạo dòng bố mẹ
kháng rầy nâu, bạc lá bằng phương pháp lai trở lại (backross), kết hợp chọn lọc
truyền thống và chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử để chuyển các gen kháng rầy nâu,
bạc lá vào dòng bố mẹ lúa lai ở Việt Nam.
- Tiếp tục làm thuần và sử dụng các dòng bố mẹ được chọn tạo trong
lai tạo chọn giống lúa lai kháng bạc lá, rầy nâu,
- Tiếp tục khảo nghiệm, nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai, nhân
dòng mẹ các tổ hợp triển vọng đã được lựa chọn để phục vụ sản xuất.
