Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu cải tiến một số giống lúa nếp bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

==========

NGUYỄN VĂN TIẾP

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA NẾP BẰNG CHIẾU XẠ TIA GAMMA (Co60)

VÀO HẠT NẢY MẦM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

==========

NGUYỄN VĂN TIẾP

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA NẾP BẰNG CHIẾU XẠ TIA GAMMA (Co60)

VÀO HẠT NẢY MẦM

Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số: 9.62.01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

PGS.TS. Nguyễn Minh Công

HÀ NỘI - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện.

Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong

bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả

Nguyễn Văn Tiếp

LỜI CẢM ƠN

Với tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn

PGS.TS. Nguyễn Minh Công, ngƣời thầy, đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi

trong suốt quá trình học tập, và hoàn thành luận án.

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban đào tạo, Viện Khoa học

Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá

trình học tập và thực nhiện đề tài luận án.

Tôi xin trân thành cảm ơn Ban giám đốc (TS. Lê Quốc Thanh – hiện là

PGĐ Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; TS. Phạm Văn Dân phó giám

đốc phụ trách Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông, TH.S.

NCS. Nguyễn Xuân Dũng phó giám đốc Trung tâm Chuyển giao Công nghệ

và Khuyến nông), cán bộ và nhận viên Phòng khoa học và Hợp tác Quốc tế;

Phòng dịch vụ tổng hợp Trung tâm Chuyển giao công nghệ và Khuyến nông,

đã tạo mọi điều kiện cần thiết, giúp tôi hoàn thành luận án.

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn trân thành tới PGS.TS. Nguyễn

Huy Hoàng, Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông, PGS.TS.

Trần Văn Quang khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ

tôi rất nhiều trong việc phân tích và xử lý thống kê các kết quả nghiên cứu.

Xin trân thành cảm ơn GS.TSKH. Trần Duy Quý, ngƣời thầy đã có rất

nhiều góp ý, cung cấp tài liệu và định hƣớng giúp tôi hoàn thành luận án.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn trân thành tới toàn thể gia đình hai bên

nội, ngoại và những ngƣời bạn của tôi đã luôn động viên, giúp đỡ và truyền

nhiệt huyết cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội, tháng 1 năm 2018

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Văn Tiếp

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TT Ký hiệu Nghĩa là

2AP 2-acetyl-1-pyrroline 1

2AT 2-acetyl-2-thiazoline 2

ADN Axit deoxyribonucleic 3

Amplification Fragment Length Polymorphism: đa hình AFLP 4 chiều dài đoạn nhân bội

BADH2 Betaine Aldehyde Dehydrogenase 2 5

Cộng sự CS 6

Coefficient of variation: Hệ số biến động CV 7

8 ĐT1- ĐT12 Các dòng đột biến từ giống lúa nếp Đuôi Trâu

BDDL Biến dị diệp lục 9

Đuôi Trâu ĐT 10

Flag leaf length: Chiều dài lá đòng FLL 11

Flag leaf width: Chiều rộng lá đòng FLW 12

Gross Domestic Product (tổng sản phẩm quốc dân) GDP 13

Gram (đơn vị đo khối lƣợng) Gr 14

Gray (đơn vị đo liều phóng xạ) Gy 15

H 16

Giờ Hét ta (đơn vị đo diện tích, 1ha = 10.000m2) ha 17

HV Hoa Vàng 18

Các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa 19 HV1-HV15 Vàng

H1-H17 Các dòng đột biến phát sinh từ dòng đột biến HV-H 20

HSTĐ Hệ số tƣơng đồng 21

International Rice Research Institute: Viện nghiên cứu 22 IRRI lúa Quốc tế

23 KH&CN Khoa học và Công nghệ

Least Significant Difference: sai khác nhỏ nhất có ý LSD 24 nghĩa

NST Nhiễm sắc thể 25

OAC Odor active compounds: Hợp chất có mùi thơm 26

Random Amplified Polymorphic DNA : ADN đa hình 27 RAPD được nhân bội ngẫu nhiên

Restriction Fragment Length Polymorphism: đa hình 28 RFLP chiều dài đoạn phân cắt giới hạn

Standard Evaluation System for Rice: Hệ thống tiêu SES 29 chuẩn đánh giá cây lúa

TGST Thời gian sinh trƣởng 30

TLSS Tỷ lệ sống sót 31

VOC Volatile organic compounds: Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 32

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 5

1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa, lúa nếp. ................................................. 5

1.1.1. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp. ............................................................. 5

1.1.2. Phân loại lúa, lúa nếp. ...................................................................... 6

1.2. Nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp ....................................... 7

1.2.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp trên

thế giới. ........................................................................................... 7

1.2.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa, lúa nếp ở Việt Nam. ............... 9

1.3. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến và nghiên cứu đa dạng di truyền

ở lúa. ....................................................................................................... 16

1.3.1. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến. .................................... 16

1.3.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền phục vụ công tác tạo chọn giống

lúa mới. .......................................................................................... 26

1.4. Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến khi xử lý tia gamma lên hạt lúa khô,

ƣớt và hạt nảy mầm ................................................................................ 28

1.5. Cơ sở khoa học lựa chọn mùa vụ gieo trồng hạt lúa bị chiếu xạ bằng tia

gamma – thế hệ thứ nhất (M1) ở miền Bắc nhằm nâng cao hiệu biểu hiện

của biến dị biểu hiện ở M2. .................................................................... 29

1.6. Một số thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến ........................................ 33

1.6.1. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến trên thế giới. ..................... 33

1.6.2. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến ở Việt Nam ...................... 35

1.7. Cơ sở sinh lý, di truyền của mùi thơm và một số đột biến ở lúa. ........... 37

1.7.1. Cơ sở sinh lý, di truyền của tính trạng mùi thơm .......................... 37

1.7.2. Sự di truyền một số đột biến trên lúa nếp. ..................................... 41

1.8. Nghiên cứu về tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng. .................................. 43

1.8.1. Trên thế giới ................................................................................... 43

1.8.2. Ở Việt Nam .................................................................................... 44

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................. 47

2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 49

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu. ........................................................................ 49

2.3.1. Phƣơng pháp chiếu xạ và chọn lọc sau đột biến. ........................... 49

2.3.2. Phƣơng pháp triển khai thí nghiệm đồng ruộng. ........................... 52

2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng liều xạ, vật liệu xử lý đến sự

phát sinh các biến dị ở thế hệ thứ 2. .............................................. 52

2.3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu xác định hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ

vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến. ........................ 53

2.3.5. Phƣơng pháp nghiên cứu mối tƣơng quan giữa sự phát sinh biến dị

diệp lục ở giai đoạn mạ với biến dị có ý nghĩa chọn giống. .......... 54

2.3.6. Phƣơng pháp nghiên cứu cải tiến giống nếp Đuôi Trâu và nếp Cái

Hoa Vàng ....................................................................................... 54

2.3.7. Phƣơng pháp đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học và chất

lƣợng lúa gạo của một số dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp

Cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu và dòng đột biến tự nhiên HV-H. . 56

2.3.8. Phƣơng pháp đánh giá tính ổn định về năng suất của các dòng đột

biến có triển vọng. .......................................................................... 59

2.3.9. Phƣơng pháp thu thập và xử lý số liệu .......................................... 61

2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................... 63

2.4.1. Thời gian nghiên cứu ..................................................................... 63

2.4.2. Địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 66

CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................... 67

3.1. Ảnh hƣởng liều xạ và vật liệu xử lý đến tỷ lệ sống sót ở hệ thứ nhất .... 67

3.1.1. Tỷ lệ sống sót giai đoạn mạ: ........................................................... 68

3.1.2. Tỷ lệ sống sót giai đoạn đẻ nhánh. ................................................ 68

3.1.3. Tỷ lệ sống sót giai đoạn trỗ-chín. .................................................. 69

3.2. Ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh biến dị ở thế hệ

thứ hai ..................................................................................................... 70

3.2.1. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến biến dị diệp lục ...... . 70

3.2.2. Ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh một số biến

dị có ý nghĩa chọn giống ở thế hệ thứ hai ...................................... 73

3.2.3. Mối tƣơng quan giữa sự phát sinh biến dị diệp lục ở giai đoạn mạ

với các biến dị có ý nghĩa chọn giống. .......................................... 81 3.3. Sự phát sinh một số biến dị ở M2 khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60)vào

hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến ........................................ 83

3.3.1. Sự phát sinh một số biến dị diệp lục. ............................................. 83

3.3.2. Sự phát sinh một số biến dị có ý nghĩa chọn giống ....................... 85

3.4.3. Tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 phát sinh

từ giống gốc và dòng đột biến. ....................................................... 97

3.3.4. Mối tƣơng quan giữa BDDL và các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở

M2. .................................................................................................. 99

3.4. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng

và nếp Đuôi Trâu .................................................................................. 100

3.4.1. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp

Đuôi Trâu .................................................................................... 100

3.4.2. Đa dạng kiểu hình các dòng đột biến phát sinh từ nếp cái Hoa Vàng . 118

3.5. Kết quả giải phẫu thân của các dòng đột biến và giống gốc. ................ 132

3.6. Mức độ biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh

từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu. ............................. 134

3.7. Đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng đột có triển vọng phát

sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu ....................................... 137

3.7.1. Tính ổn định và thích nghi về năng suất ở vụ Mùa 2016 ........... 137

3.7.2. Tính ổn định và thích nghi của năng suất ở vụ Xuân 2017 ........ 140

3.8. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo các dòng đột biến phát sinh từ dòng

đột biến HV-H ...................................................................................... 142

3.8.1. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến ....... 143

3.8.2. Tính ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng phát

sinh từ dòng đột biến HV-H ......................................................... 147

3.8.3. Một số kết quả khảo nghiệm cơ bản giống nếp cái Hoa Vàng

đột biến ....................................................................................... 151

3.9. Kết quả sản suất thử giống lúa nếp Cái Hoa Vàng đột biến ................. 154

3.10. Một số đặc điểm hình thái, nông học chính của các dòng đột biến ƣu tú

đƣợc tuyển chọn ................................................................................... 156

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 159

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN

LUẬN ÁN .................................................................................................... 162

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 163

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Diện tích và sản lƣợng lúa của Việt Nam giai đoạn 2010- 2016 . 9

Bảng 1.2. Năng suất lúa của Việt Nam và Thế giới ................................... 10

Bảng 1.3. Diện tích và tỉ lệ gieo trồng của lúa nếp .................................... 11

Bảng 1.4. Diện tích gieo cấy các giống lúa nếp chủ lực ở các khu vực

chủ yếu .............................................................................. 12

Bảng 2.1. Nguồn gốc và một số đặc điểm cơ bản của các giống và dòng đột

biến sử dụng trong nghiên cứu. ................................................. 47 Bảng 3.1. Tỷ lệ sống sót ở M1 do chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy

mầm của các giống lúa nếp ở vụ Xuân vụ Mùa 2013 tại Thanh

Trì, Hà Nội ................................................................................. 67

Bảng 3.2. Tần xuất và phổ biến dị diệp lục ở M2 phát sinh từ ba giống lúa

nếp khi chiếu xạ tia gamma ....................................................... 72

Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh các biến

dị thấp cây, lá đòng dài và bông dài ở M2 ................................. 75

Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh các biến

dị hạt to, hạt xếp xít và tăng số hạt/ bông ở M2 .......................... 77

Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh biến dị

chín sớm, đẻ nhánh nhiều và tăng bông hữu hiệu ở M2 ............ 80

Bảng 3.6 Hệ số tƣơng quan giữa tần xuất BDDL với tổng tần xuất và phổ

biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 .......................................... 81

Bảng 3.7. Tổng tần xuất và phổ biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và dòng đột biến ở M2 khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt

nảy mầm ..................................................................................... 83

Bảng 3.8. Biến dị thấp cây, lá đòng dài và lá đòng đứng ở M2 phát sinh từ

giống gốc và các dòng đột biến ................................................ 88

Bảng 3.9. Biến dị bông dài, hạt to, hạt xếp xít và tăng số hạt trên bông ở M2

phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến . ........................... 89

Bảng 3.10. Biến dị chín sớm, tăng khả năng đẻ nhánh và tăng bông hữu hiệu

ở M2 phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến .................... 94

Bảng 3.11. Tổng tần số và phổ biến dị (số loại biến dị) có ý nghĩa chọn giống

ở M2 phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến .................... 97

Bảng 3.12. Hệ số tƣơng quan giữa BDDL với tần xuất và phổ biến dị có ý

nghĩa chọn giống ở M2 ). ........................................................... 99

Bảng 3.13. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến ở M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu tại Thanh Trì, Hà Nội .................................................................... 102 Bảng 3.14. Một số đặc điểm nông học của các dòng đột biến ở M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu tại Thanh Trì, Hà Nội ...................................................................................... 105 Bảng 3.15. Tỷ lệ lép, P1000, năng suất và chất lƣợng của các dòng đột biến ở M6 vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu, tại Thanh Trì, Hà Nội ............................................................... 111 Bảng 3.16. Một số đặc điểm hình thái nông học của thân và lá của các dòng đột biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Cái Hoa Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội ................................ 120 Bảng 3.17. Một số đặc điểm hình thái nông học và chất lƣợng của các dòng đột biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Cái Hoa Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội ................................ 124 Bảng 3.18. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng đột biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Cái Hoa Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội ....................................... 127 Bảng 3.19. Biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh từ từ nếp Cái Hoa vàng và nếp Đuôi Trâu thế hệ M8 (vụ Mùa 2016) và M9 (vụ xuân 2017) tại 5 địa điểm nghiên cứu ......... 135

Bảng 3.20. Năng suất, chỉ số ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng thế hệ M8 ở vụ Mùa 2016 tại 5 địa điểm nghiên cứu . 137 Bảng 3.21. Năng suất, chỉ số ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng thế hệ M9 ở vụ Xuân 2017 tại 5 địa điểm nghiên cứu 140 Bảng 3.22. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến thế hệ M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân 2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội ............................................................................... 144 Bảng 3.23. Thời gian sinh trƣởng, các yếu tố năng suất, năng suất và mùi thơm của các dòng đột biến thế hệ M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân 2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội .......................... 145 Bảng 3.24. Thời gian sinh trƣởng, các yếu tố năng suất, năng suất và mùi thơm của các dòng đột biến thế hệ M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân 2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội .......................... 146 Bảng 3.25. Năng suất, chỉ số ổn định (S2di) và chỉ số thích nghi (bi) của các dòng đột biến có tiển vọng ở vụ Xuân 2017 (M6). ................ 147 Bảng 3.26: Năng suất, chỉ số ổn định (S2di) và chỉ số thích nghi (bi) của các dòng đột biến có triển vọng (M7) ở vụ Mùa 2017 ................. 150 Bảng 3.27. Một số đặc điểm nông sinh học của giống lúa khảo nghiệm nếp cái Hoa Vàng đột biến (dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn Lâm, Hƣng Yên. ............................................................... 152 Bảng 3.28. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống lúa nếp Cái Hoa Vàng đột biến(dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn Lâm, Hƣng Yên ....................................................................... 153 Bảng 3.29. Mức độ nhiễm sâu bệnh của dòng đột biến khảo nghiệm (dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn Lâm, Hƣng Yên ...... 153 Bảng 3.30. Một số kết quả sản suất thử giống lúa nếp cái Hoa Vàng đột biến ở vụ Xuân và mùa 2017. ......................................................... 155 Bảng 3.31. Một số đặc điểm cơ bản của các dòng đột biến ƣu tú và giống gốc ở vụ Mùa 2017 ........................................................................ 158

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin .......................... 6

Hình 1.2. Nội nhũ của lúa nếp và lúa tẻ khi nhuộm KI ............................... 7

Hình 1.3. Diện tích và sản lƣợng lúa toàn cầu giai đoạn 2006 - 2015 ........ 7

Hình 1.4. Cấu trúc phân tử 2AP ................................................................. 38

Hình 1.5. Sơ đồ mô tả con đƣờng sinh tổng hợp 2AP ............................... 38

Hình 2.1. Sơ đồ xử lý và chọn giống đột biến ........................................... 51

Hình 2.2. Sơ đồ tóm tắt quá trình chiếu xạ, phân lập và tuyển chọn dòng

đột biến ....................................................................................... 55

Hình 3.1. Biểu đồ mối tƣơng quan giữa biến dị diệp lục với tổng tần xuất

các biến dị có ý nghĩa chọn giống phát sinh từ 3 giống lúa nếp 82

Hình 3.2. Biểu đồ tổng tần xuất biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và

các dòng đột biến ở liều xạ 100Gy ............................................ 84

Hình 3.3. Biểu đồ tần xuất biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và các

dòng đột biến ở liều xạ 150Gy ................................................... 84

Hình 3.4. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa

nếp Đuôi Trâu ở vụ Mùa 2015 (thế hệ M6) ............................ 113

Hình 3.5. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa

nếp Đuôi Trâu ở vụ Xuân 2016(thế hệ M7). .......................... 114

Hình 3.6. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa

nếp Đuôi Trâu ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 .................. 117

Hình 3.7. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến từ nếp Cái Hoa Vàng ở

vụ Mùa 2015(M6) ................................................................... 128

Hình 3.8. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa

Vàng ở vụ Xuân 2016 (M7) .................................................... 129

Hình 3.9. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa

Vàng và giống gốc ở cả vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 ...... 132

Hình 3.10. Cấu tạo giải phẫu thân của dòng đột biến HV1, HV3 và giống gốc ... 132

Hình 3.11. Mức độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến nghiên cứu

thế hệ M8 ở vụ Mùa 2016 ....................................................... 139

Hình 3.12. Mức độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến nghiên cứu

thế hệ M9 ở vụ Xuân 2017 ...................................................... 141

Hình 3.13. Độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển vọng (thế

hệ M6) phát sinh từ dòng đột biến HV-H ở vụ Xuân 2017 148

Hình 3.14. Độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển

vọng(M7) từ dòng đột biến HV-H ở vụ Mùa 2017 ................ 150

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài.

Lúa gạo là cây lƣơng thực chính, cung cấp lƣơng thực cho hơn một nửa

dân số thế giới (Li G et al., 2017)[106], nhất là cho ngƣời dân các nƣớc khu

vực châu Á. Từ lâu, gạo nếp đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời

sống kinh tế và tinh thần không chỉ của ngƣời dân Việt Nam mà của nhiều

nƣớc trong khu vực và trên Thế giới. Lúa nếp chủ yếu phục vụ nhu cầu lƣơng

thực ở các vùng cao, không thể thiếu trong ngày tết nguyên đán và trong

nhiều lễ hội cổ truyền vì là nguồn nguyên liệu phục vụ chế biến các loại xôi

và bánh.

Cùng với sự phát triển của đời sống kinh tế xã hội, nhu cầu lƣơng thực

của ngƣời dân cũng ngày một tăng cao, từ nhu cầu ăn đủ no đến ăn ngon và

đẹp (mầu sắc, hình dạng của đồ ăn).

Ở nƣớc ta hiện nay nhu cầu về gạo dẻo, gạo thơm đặc biệt là gạo nếp

không ngừng tăng cao. Tuy nhiên, các giống lúa nếp đặc sản có chất lƣợng

cao, cho xôi dẻo và có mùi thơm đặc trƣng thƣờng cảm ứng chặt với quang

chu kỳ; cây cao, dễ đổ, khả năng đồng hóa đạm thấp nên cho năng suất thấp

nên chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu của sản xuất, diện tích gieo trồng ngày càng

thu hẹp, nhiều giống đã không còn trong sản xuất. Các giống lúa nếp cải tiến

có năng suất cao nhƣng không thơm hoặc thơm rất nhẹ nên việc mở rộng diện

tích gieo trồng còn nhiều hạn chế.

Nguồn vật liệu cho chọn tạo giống lúa nếp thơm kém đa dạng. Do đó,

trong thực tiễn, mặc dù các tác giả thực hiện các nghiên cứu độc lập nhƣng do

sử dụng cùng nguồn vật liệu, lại sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu chọn

tạo giống tƣơng tự nhau nên một số giống lúa nếp mới đƣợc tạo ra có nhiều

đặc điểm tƣơng tự nhau, làm giảm giá trị của giống. Các giống lúa nếp mới

đặc biệt là các giống lúa nếp thơm đƣợc tạo ra ít, chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu

của sản xuất cả về số lƣợng và chất lƣợng.

Chọn tạo giống lúa bằng phƣơng pháp đột biến đã đƣợc đƣợc sử dụng

khá thành công ở nhiều Quốc gia và tạo ra các giống lúa nếp mới, đặc biệt

thành công ở Việt Nam, Thái Lan và Trung Quốc. Tuy nhiên, chủ yếu thành

công ở các giống lúa thâm canh, lúa chất lƣợng, lúa thơm còn ít nghiên cứu

trên lúa nếp.

Nhằm tạo ra nguồn vât liệu mới đa dạng hơn, cung cấp nguồn nguyên

liêu phong phú cho chọn tạo giống lúa nếp thơm mới, nâng cao hiệu quả sử

dụng của các giống lúa nếp, đặc biệt là các giống lúa nếp cổ truyền, chúng tôi

chọn đề tài: “Nghiên cứu cải tiến một số giống lúa nếp bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm”.

2. Mục tiêu nghiên cứu.

Xác định ảnh hƣởng của liều lƣợng chiếu xạ và vật liệu xử lý đến hiệu quả

gây biến dị ở lúa nếp, phục vụ cho cải tạo giống lúa nếp ở Việt Nam.

2.1. Mục tiêu chung.

2.2. Mục tiêu cụ thể.

i. Xác định đƣợc ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến tần xuất của một

số biến dị có ý nghĩa cải tiến giống ở thế hệ M2.

ii. Xác định đƣợc tƣơng quan giữa tần xuất xuất hiện biến dị diệp lục với

tần xuất xuất hiện một số biến dị có ý nghĩa cải tiến giống ở M2.

iii. Xác định đƣợc sự khác biệt về hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ bằng tia

gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến.

iv. Đánh giá và tuyển chọn đƣợc từ 1 đến 2 dòng đột biến ƣu tú có khả năng

cải tiến giống, phục vụ sản xuất.

3. Phạm vi nghiên cứu.

Nghiên cứu ảnh hƣởng của vật liệu chiếu xạ và liều lƣợng xử lý đến sự phát sinh các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở thế hệ thứ 2 (chỉ sử dụng 3 giống lúa nếp: Phú Quý, Lang Liêu và N98, tiến hành chiếu xạ ở vụ Xuân và mùa 2013, xác định hiệu quả gây biến dị ở vụ Mùa 2013, vụ Xuân và vụ Mùa 2014). Nghiên cứu so sánh hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của dòng đột biến và giống gốc (sử dụng 3 giống lúa nếp: Cái Hoa Vàng, 415, TK90 và 3 dòng đột biến từ chúng: HV-H, M50, TK97). Các thí nghiệm đƣợc thực hiện ở vụ Mùa 2014, vụ Xuân và vụ Mùa 2015, vụ Xuân và Mùa 2016.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Về khoa học:

Các kết quả của đề tài về: chọn vật liệu mang xử lý (chiếu xạ hạt của dòng đột biến cho hiệu quả gây biến dị cao hơn so với chiếu xạ hạt giống gốc), phƣơng pháp xử lý (chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) với liều lượng 150Gy vào hạt lúa ở khoảng thời điểm nảy mầm 71H30 phút), quy trình thu nhận biến dị ở M2 (chỉ lấy hạt từ các bông chính của cây ở M1 để gieo sang M2) và đánh giá hợp lý các dòng đột biến gây tạo (sự biểu hiện khác biệt của các tính trạng ở vụ Xuân và vụ Mùa) để tuyển chọn đƣợc các dòng ƣu tú nhất là những đóng góp mới về lý luận cho khoa học chọn giống đột biến, góp phần nâng cao hiệu quả của phƣơng pháp chọn giống phóng xạ đối với cây lúa nói chung và lúa nếp nói riêng.

Việc xác định đƣợc hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ vào các dòng đột biến có hiệu quả cao hơn so với chiếu xạ vào các giống gốc là cơ sở lý luận cho việc lựa chon vật liệu xử lý đột biến nhằm nâng cao hiệu quả của phƣơng pháp chọn giống phóng xạ.

Về thực tiễn:

Việc phát hiện nhiều dòng đột biến đã mất tính cảm quang và trở thành

cảm ôn, gieo cấy đƣợc 2 vụ trong năm là nguồn vật liệu có giá trị cho công

tác chọn tạo giống lúa nếp thơm mới.

Việc cải tạo thành công các giống lúa nếp: Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi

Trâu về các đặc điểm: phá vỡ cảm ứng quang chu kỳ, tăng khả năng chống

đổ, tăng năng xuất, có khả năng gieo cấy đƣợc 2 vụ/năm đã góp phần mở rộng

diện tích gieo trồng và tăng sản lƣợng gạo nếp có chất lƣợng và gạo đặc sản.

5. Những đóng góp mới của luận án

- Việc phát hiện mối tƣơng quan thuận và chặt giữa tổng tần xuất biến dị

diệp lục và tần xuất kiểu abinal ở giai đoạn mạ với tổng tần xuất và phổ biến

dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 là cơ sở khoa học cho việc dự báo hiệu qủa phát sinh biến dị khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60).

Chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến cho hiệu quả phát sinh biến dị cao

hơn so với khi chiếu xạ vào hạt giống gốc. Khi chiếu xạ vào hạt của dòng

đột biến thì ngoài các đột biến cũ còn phát hiện đƣợc một số đột biến mới,

mở ra khả năng tăng dần số lƣợng đột biến có ý nghĩa chọn giống.

- Đã cải tiến thành công giống lúa nếp Đuôi Trâu (dòng ĐT4) về các đặc điểm nhƣ: mất tính cảm quang, cây thấp và cứng hơn, lá đòng đứng và xanh

thẫm hơn, năng suất cao hơn nhƣng vẫn giữ đƣợc phẩm chất của gạo đặc sản,

cho xôi dẻo và thơm tƣơng tự giống gốc.

- Đã tạo chọn đƣợc giống lúa nếp thơm mới (nếp Cái Hoa Vàng đột

biến), mất tính cảm quang, gieo trồng đƣợc nhiều vụ trong năm, cho năng

suất tƣơng tự giống nếp cao sản, ngắn ngày, không có mùi thơm (N97),

nhƣng vẫn giữ đƣợc chất lƣợng gạo và mùi thơm.

6. Bố cục luận án

Luận án gồm 183 trang không kể phụ lục), phần mở đầu (4 trang);

chƣơng 1: tổng quan tài liệu (40 trang); chƣơng 2: vật liệu, nội dung và

phƣơng pháp nghiên cứu (20 trang); chƣơng 3: kết quả nghiên cứu và thảo

luận (90 trang); kết luận và kiến nghị (2 trang). Luận án gồm 36 bảng , 21

hình, 152 tài liệu tham khảo. Trong đó: 56 tài liệu tiếng việt và 96 tài liệu

tiếng anh, 110 tài liệu mới trong 5 năm trở lại đây (từ 2013- 2018) chiếm

72,36 %; phần phụ lục gồm 92 trang với 35 hình ảnh thí nghiệm, 33 bảng và

các kết quả phân tích thống kê và xử lý số liệu thí nghiệm .

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa, lúa nếp.

1.1.1. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp.

Lúa trồng (O.sativa L) thuộc họ hoà thảo (Poaceae), chi Oryza. Ngoài

loài lúa trồng O.sativa L và O.glaberrima còn 21 loài lúa dại phân bố khắp

các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới. Hầu hết các giống lúa trồng hiện

nay thuộc loài O.sativa L. Từ O.sativa L phân hoá thành 3 kiểu hình là: Indica

(trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới), Japonica (trồng ở Nhật Bản, Hàn

Quốc và Bắc Trung Quốc) và Javanica (Sharma A và Singh S.K. 2013)[135].

Có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc cây lúa. Theo Sampth và

Rao (1951), Ting (1993) thì lúa trồng châu Á (O.sativa L) có nguồn gốc từ

Trung Quốc và Ấn Độ; Chang T.T (1985), lại cho rằng: lúa trồng châu Á có

nguồn gốc từ vùng núi phía Nam dãy Hymalaya, miền Nam và đông Nam

châu Á (dẫn theo Nguyễn Tiến Thăng 2012)[41]. Lúa trồng châu Á xuất hiện

khoảng 8000 năm trƣớc nhƣng chƣa có kết luận chắc chắn về tổ tiên trực tiếp

của nó. Theo Civsavn P et al., (2015)[67], Huang X và Han B (2015)[88], lúa

trồng châu Á đã trải qua quá trình tiến hóa lâu dài để thích ứng với các môi

trƣờng khác nhau từ đó hình thành 3 nhóm chính: Indica, Japonoca và

Javanica, có thể dùng một số đặc điểm về hình thái: thân, lá, hạt hoặc hàm

lƣợng amyloza, amylopectin, khả năng chịu hạn, lạnh để nhận biết. Các giống

lúa thuộc nhóm Japonica thƣờng có năng suất cao hơn Indica khoảng 0,5-

1tấn/ha (Hoàng Tuyết Minh và cs 2016)[27].

Theo Takane Matsuo (1997), lúa nếp nƣơng là dạng khởi nguồn của lúa

trồng, đƣợc tìm thấy đầu tiên ở Assam-Yunnan, nơi lúa nếp chiếm ƣu thế.

Watabe (1976) cho rằng: lúa nếp có nguồn gốc từ Lào và vùng Bắc, đông Bắc

Thái Lan. Ngoài ra, vùng Shan và Kachin của Myanmar; Kwangsichuang và

Yunnan của Trung Quốc; khu vực biên giới Campuchia, Thái Lan và Lào; vùng

núi khu vực biên giới giữa Việt Nam và Lào là những vùng trồng nhiều lúa nếp.

Cùng quan điểm đó, Chaudhary R.C và D.V Tran (2001), cho rằng: lúa nếp có

nguồn gốc từ Lào và đông Bắc Thái Lan (dẫn theo Nguyễn Văn Vƣơng

2013)[53]. Tuy nhiên, quan điểm của Khush (1997), về sự tiến hóa của 2

loại lúa trồng phổ biến hiện nay đƣợc nhiều nhà khoa học thừa nhận (dẫn

theo Nguyễn Văn Vƣơng 2013)[53].

1.1.2. Phân loại lúa, lúa nếp.

Từ lâu các nhà khoa học đã dựa vào dạng nội nhũ để phân biệt lúa nếp

với lúa tẻ, dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh lý để nhận biết các dạng lúa.

Theo IRRI (2013)[91], gạo nếp có hàm lƣợng amyloza thấp (< 5%), việc phân

biệt dạng nội nhũ của các giống lúa địa phƣơng giúp cho các nhà quản lý

nguồn gen xác định kỹ thuật bảo quản phù hợp. Theo Nguyễn Văn Vƣơng

(2013)[53], cấu tạo tinh bột của nội nhũ là căn cứ chủ yếu để phân chia thành

lúa nếp và lúa tẻ. Nội nhũ lúa tẻ tích luỹ tinh bột dạng amyloza đƣợc tạo

thành bởi các đơn vị glucose nối với nhau bởi các liên kết -1,4 glycozid.

Amyloza có cấu trúc xoắn, cứ 6 phân tử glucose nối thành vòng, chuyển

thành màu xanh khi nhuộm với Iốt. Nội nhũ của lúa nếp tích luỹ tinh bột dạng

amylopectin với cấu trúc phân nhánh do các đơn vị glucose liên kết với nhau

bởi liên kết - 1,4 và 1,6- glycozid, phản ứng với Iốt chuyển màu đỏ tía. Vì

vậy, để phân biệt lúa nếp và lúa tẻ ngƣời ta nhuộm tinh bột bằng dung dịch

KaliIotđua (KI) 1%.

Amyloza

Amylopectin

Nguồn: Nguyễn Văn Vƣơng, 2013 [53]

Hình 1.1. Cấu trúc hoá học của amyloza và Amylopectin

Nguồn: Nguyễn Văn Vƣơng, 2013 [53]

Hình 1.2. Nội nhũ của lúa nếp và lúa tẻ khi nhuộm KI

1.2. Nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp

1.2.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp trên thế giới.

Trong những năm qua, sản suất lúa trên thế giới không ngừng tăng về

diện tích, sản lƣợng và năng suất (hình 1.3). Theo thống kê của tổ chức lƣơng

thực thế giới (FAO), tổng sản lƣợng lúa thế giới năm 2015 khoảng 749,1 triệu

tấn, tăng 1% so với năm 2014 (741,8 triệu tấn). Trong đó, chủ yếu ở khu vực

châu Á với 677,7 triệu tấn, chiếm khoảng 90% tổng sản lƣợng.

Nguồn: http://thantrau.vn/tinh-hinh-san-xuat-lua-gao-cua-viet-nam/

Hình 1.3. Diện tích và sản lượng lúa toàn cầu giai đoạn 2006 - 2015

Hiện nay, có khoảng 114 nƣớc trồng lúa, tập trung chủ yếu ở châu Á

với hơn 90% về diện tích cũng nhƣ sản lƣợng lúa hàng năm. Do đó, châu Á

đƣợc xem nhƣ vựa lúa của thế giới, sản suất lúa tại châu Á tập trung nhiều ở

Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Pakistan và Việt Nam (Amita Sharma,

2014)[56].

Hiện nay, cứ sau 14 năm dân số thế giới tăng 1 tỷ ngƣời (Nguyễn Thị

Sinh 2016)[33], dự kiến đến năm 2050 tăng gần 3 tỷ ngƣời (Joshua C Stein et

al., 2018)[95], với mức tiêu thụ 65 triệu tấn gạo cho 1 tỷ ngƣời/năm (khoảng

100 triệu tấn thóc). Để đảm bảo an ninh lƣơng thực toàn cầu thì đến năm

2035, tổng sản lƣợng thóc phải tăng thêm 114 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, do

ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu nên trong những năm tới diện tích trồng lúa

sẽ giảm, năng suất trung bình tăng chậm, vấn đề đặt ra với ngành sản xuất lúa

nói chung và các nhà nghiên cứu chọn tạo giống lúa nói riêng là phải tiếp tục

duy trì năng suất, lấy chất lƣợng bù số lƣợng. Đặc biệt là cải tiến các giống

lúa có sẵn, thêm tính trạng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận, rút

ngắn thời gian sinh trƣởng,…

Trong những năm qua, Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã tạo ra

hàng ngàn giống lúa mới. Trong đó, giống nếp IRi352 đang đƣợc trồng khá

phổ biến ở Việt Nam.

Ở Thái Lan, gieo trồng nhiều giống lúa cổ truyền có chất lƣợng cao,

các giống lúa cải tiến, ngắn ngày, năng suất cao chiếm tỷ lệ thấp. Thái Lan

đứng đầu thế giới về xuất khẩu gạo với các loại gạo hạt thon dài, trắng trong,

cơm thơm, ngon và gạo nếp với 4/6 loại gạo chất lƣợng chính trên thị trƣờng

thế giới là: Indica hạt dài, Indica hạt dài trung bình, gạo thơm và gạo nếp (dẫn

theo Nguyễn Văn Vƣơng 2013)[53].

Ở Lào chủ yếu gieo trồng các giống lúa nếp cải tiến, ngắn ngày, năng

suất cao tại các vùng đất thấp, chủ động nƣớc tƣới, các giống cổ truyền đƣợc

trồng với diện tích nhỏ ở những vùng đất cao, không chủ động đƣợc nƣớc

tƣới. Đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng xói mòn nguồn gen lúa nếp

ở Lào. Lúa nếp ở Lào chiếm khoảng 85% tổng sản lƣợng lúa cả nƣớc, Với sản

lƣợng này, Lào là nƣớc có sản lƣợng lúa nếp lớn nhất khu vực Đông Nam Á.

Ở Campuchia gieo trồng rất nhiều giống lúa nếp với khoảng 8% tổng số các

giống lúa gieo cấy, các giống lúa nếp đều cảm quang, trỗ bông vào đầu tháng

10 với chất lƣợng gạo cao (dẫn theo Nguyễn Văn Vƣơng 2013)[53]

1.2.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa, lúa nếp ở Việt Nam.

1.2.2.1. Tình hình sản xuất lúa, lúa nếp.

Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa và bờ biển dài, địa hình phức

tạp nên hình thành nhiều vùng canh tác lúa khác nhau. Tùy theo mùa vụ, điều

kiện tự nhiên, tập quán canh tác và phƣơng pháp gieo trồng mà nghề trồng lúa

nƣớc ta hình thành và phát triển với 3 vùng chính: đồng bằng sông Hồng,

đồng bằng ven biển miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long.

Bảng 1.1. Diện tích và sản lƣợng lúa của Việt Nam giai đoạn 2010- 2016

Diện tích (triệu ha) Sản lƣợng (triệu tấn) Năm Tổng Đông Xuân Hè thu Mùa Tổng Đông Xuân Hè Thu Mùa

2010 7,489 3,085 2,436 1,967 40,005 19,216 11,686 9,102

2011 7,655 3,096 2,589 1,969 42,398 19,778 13,402 9,217

2012 7,761 3,124 2,659 1,977 43,737 20,291 13,958 9,487

2013 7,902 3,105 2,810 1,986 44,039 20,069 14,623 9,346

2014 7,816 3,116 2,734 1,965 44,974 20,850 14,479 9,644

2015 7,830 3,112 2,783 1,934 45,105 20,696 14,971 9,438

2016 7,790 3,082 2,806 1,901 43,609 19,404 15,010 9,195

(nguồn: Niên giám thống kê 2016)[30]

Trong những năm qua, diện tích trồng lúa của nƣớc ta hàng năm đạt

hơn 7 triệu ha với năng suất trung bình đạt hơn 40 triệu tấn/năm. Do ảnh

hƣởng của biến đổi khí nên diện tích trồng lúa năm 2014 và 2015 có phần

giảm so với 2013. Tuy nhiên, do sử dụng các giống lúa cải tiến, năng suất cao

với kỹ thuật thâm canh phù hợp nên sản lƣợng lúa vẫn tăng. Lúa đƣợc sản

suất chủ yếu ở vụ đông xuân (chiếm khoảng 45%), ngoài ra còn có vụ hè thu

và vụ Mùa (bảng 1.2).

Ở nƣớc ta, sản xuất lúa không chỉ tạo ra giá trị kinh tế mà còn là một

phần không thể thiếu trong đời sống tinh thần của ngƣời dân. Theo Nguyễn

Văn Bộ (2016)[5], trong nhiều năm nay, Việt Nam luôn đứng trong tốp 2-3

nƣớc xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới với thị phần toàn cầu gần 20%.

Trong 35 năm qua, năng suất lúa trung bình của Việt Nam tăng 3,68 tấn/ha,

tƣơng đƣơng 169,6% gấp 5,75 lần Thái Lan, 46 lần Ấn Độ và bằng 3 lần

trung bình của thế giới (bảng 1.2).

Bảng 1.2. Năng suất lúa của Việt Nam và Thế giới

Năng suất (tấn/ha) Năm 2015 so với năm1980

Quốc gia/vùng Năng suất tăng Tăng trung 1980 2015 bình năm (%) Tấn/ha %

Thế giới 2,75 4,43 61,1 1,75 1,68

Châu Á 2,79 4,57 63,8 1,82 1,78

Mỹ 4,95 8,37 69,1 1,97 3,42

Trung Quốc 4,13 6,89 66,8 1,91 2,76

Ấn Độ 3,49 3,57 2,29 0,07 0,08

Pakistan 2,43 3,33 37,0 1,06 0,90

Nhật Bản 5,13 6,63 29,2 0,83 1,50

Hàn Quốc 4,85 7,22 48,9 1,40 2,37

Thái Lan 1,89 2,53 33,9 0,97 0,64

Việt Nam 2,17 5,85 169,6 4,85 3,68

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2016)[5]

Theo Trần Xuân Định và cs (2016)[15], tính đến tháng 5 năm 2015, cả

nƣớc có 379 giống lúa đƣợc phép sản xuất kinh doanh, với 21 giống lúa nếp.

Trong đó, 122 giống không còn trong sản suất. Trong thực tế, một số giống

lúa mới đã đƣợc công nhận chính thức nhƣng do thoái hóa nên ít đƣợc gieo

trồng, thậm chí không còn trong sản xuất. Ngƣợc lại, nhiều giống lúa địa

phƣơng có chất lƣợng cao, đƣợc gieo cấy nhiều năm nhƣng không có hồ sơ

nên không đƣợc thống kê (chủ yếu là các giống lúa nếp). Theo thống kê, cả

nƣớc đang gieo cấy 18 giống lúa nếp với diện tích khoảng 176 ngàn ha. Trong

đó, 5 giống (N97, N98, N87, nếp Cái Hoa Vàng và nếp Bè) có diện tích trên

10 ngàn ha, N97 đang đƣợc gieo trồng với diện tích lớn nhất (58 ngàn ha).

Lúa nếp đƣợc trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng, trung du miền núi

phía Bắc và Bắc Trung Bộ. Trong đó, đồng bằng sông Hồng gieo cấy 17

giống với diện tích 78,6 nghàn ha, chiếm 7% diện tích, trung du miền núi phía

Bắc gieo cấy 14 giống với diện tích 35,5 ngàn ha, chiếm 5,6% diện tích (bảng

1.3) các vùng nhƣ: Tây nguyên, đông Nam Bộ lúa nếp đƣợc gieo cấy với diện

tích nhỏ (Trần Xuân Định và cs 2016)[15].

Bảng 1.3. Diện tích và tỉ lệ gieo trồng của lúa nếp

Khu vực/ vùng Số giống lúa (giống) Diện tích (ngàn ha) Tỷ lệ% theo diện tích Tổng Nếp

Trung du miền núi phía Bắc 14 144 35,5 5,6

đồng bằng sông Hồng 17 133 78,6 7,0

Bắc trung bộ 10 117 38,8 5,6

Duyên hải nam trung bộ 3 74 2,1 0,6

Tây nguyên 3 84 0,6 0,2

Đông nam bộ 2 52 15,8 0,4

Nguồn: Trần Xuân Định và cs (2016)[15]

Ở mỗi khu vực có số giống, loại giống và diện tích gieo trồng khác

nhau (bảng 1.4), lúa nếp đƣợc trồng chủ yếu ở vụ Mùa và đông Xuân. Các

giống nếp cổ truyền chiếm một tỷ trọng nhất định ở mỗi khu vực, đây là các

giống đƣợc trồng lâu năm nên thích ứng với điều kiện khí hậu tại địa phƣơng.

Tuy nhiên, do năng suất thấp, thời gian sinh trƣởng dài, cây cao, dễ đổ,...lại

chỉ gieo cấy đƣợc ở vụ Mùa nên diện tích ngày càng thu hẹp. Theo chúng tôi,

mỗi địa phƣơng cần lựa chọn một hay một số giống chủ lực và gieo trồng tập

trung để dễ quản lý và lúa nếp có thể trở thành mặt hàng có giá trị.

Bảng 1.4. Diện tích gieo cấy các giống lúa nếp chủ lực ở các khu vực chủ yếu

STT

Tên giống

TD MN PB

ĐB SH

BTB

IRi 352 N97 nếp Cái Hoa Vàng Lang Liêu giống địa phƣơng các giống khác N97 nếp Cái Hoa Vàng IRi352 nếp 415 BM9603 giống địa phƣơng N98 N97 IRi352 nếp Cái Hoa Vàng Phú Quý Lang Liêu BM 9603 ĐT 52 các giống khác giống địa phƣơng nếp Cái Bè giống địa phƣơng

3,766 2,539 - 0,690 0,761 1,549 19,98 - 2,44 2,28 2,09 0,73 6,35 4,94 1,11 - 0,60 0,50 0,19 1,17 0,36 4,50 3,56 3,66

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3,56 -

- - - - - - - - - - - - 6,25 1,56 1,53 - - - 0,18 1,52 0,43 - 3,56 1,50

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2

Diện tích gieo trồng (ngàn ha) Tổng Đông xuân Mùa Hè thu Thu đông 5,706 9,472 6,580 9,119 1,869 1,869 1,314 2,004 5,086 5,847 2,505 4,054 20,84 40,83 6,51 6,51 3,57 6,00 2,13 4,39 1,55 3,65 3,27 3,40 - 12,60 1,00 7,50 - 2,64 1,80 1,80 0,80 1,40 0,30 0,80 - 0,37 0,50 3,20 0,30 1,09 2,95 7,45 - 10,68 ĐB SCL - 5,16 Nguồn Trần Xuân Định và cs (2016)[15]

1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa, lúa nếp.

Theo báo cáo của cục trồng trọt, số giống lúa gửi khảo nghiệm tăng

nhanh trong những năm gần đây (nhanh nhất trong tất cả các giống cây

trồng) với số lƣợt giống trong vụ Xuân 2010; 2011 và 2012 là: 149 - 156 - 243

và 132 -161-188 trong vụ Mùa (Trần Xuân Định 2013)[14]. Điều này cho thấy,

công tác nghiên cứu, chọn tạo giống lúa đã và đang đƣợc chú trọng, hơn nữa

việc nghiên cứu, chọn tạo giống lúa mới không chỉ ở các cơ quan nghiên cứu,

Viện và Trung tâm mà một lƣợng lớn giống tham gia khảo nghiệm do các công

ty sản suất, kinh doanh trong lĩnh vực giống cây trồng, các công ty liên doanh và

do cá nhân thực hiện.

Theo Nguyễn Văn Tuất và cs (2013)[49], giai đoạn 2011 – 2013, Viện

khoa học Nông nghiệp Việt Nam đƣợc công nhận chính thức 10 giống lúa

mới (PC6, CH208, P371, P6ĐB, PĐ211, P9, HDT8, HT18, gia lộc 102 và

DT57) và nhiều dòng triển vọng đang đề nghị công nhận giống. Trong giai

đoạn này, Viện di truyền Nông nghiệp (2013)[51], đã chọn tạo đƣợc 6 dòng

lúa triển vọng mang gen kháng bạc lá bằng phƣơng pháp nuôi cấy bao phấn

(NC24, NC39, NC93, NC96, NC97 và NC198) và 11 dòng lúa đột biến triển

vọng từ 237 dòng đột biến kháng bạc lá, đạo ôn, chịu mặn. Đặc biệt, giống lúa

đột biến triển vọng có khả năng chịu mặn (DT80) đang đƣợc đăng ký khảo

nghiệm. Năm 2015, giống lúa nếp N98 đƣợc công nhận là giống tiến bộ kỹ

thuật cho khu vực miền Bắc (Lê Quốc Thanh 2016)[36].

Theo báo cáo của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam [52], thành

tựu nổi bật trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa nếp của Viện Cây lƣơng thực

và Cây thực phẩm là tạo ra các giống lúa nếp nhƣ: N87, N98, N100…. Đây là

các giống có thời gian sinh trƣởng ngắn (105-115 ngày), năng suất khá cao

(55-70 tấn/ha/vụ), gieo cấy đƣợc nhiều vụ trong năm, với khoảng 80% diện

tích canh tác lúa nếp tại các tỉnh miền Bắc và miền Trung đang đƣợc gieo cấy

bằng các giống lúa nếp của Viện.

Gần đây, khi đời sống kinh tế có nhiều chuyển biến, nhu cầu sử dụng

gạo dẻo và thơm ngày càng tăng, đặc biệt là gạo nếp, đã thu hút đƣợc sự quan

tâm của các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống cây trồng. Ông

Huỳnh Nguyệt Ánh và cs (2012)[1], nghiên cứu mức độ ổn định của 18 giống

lúa nếp tại đồng bằng sông Cửu Long, đã xác định đƣợc các giống lúa nếp

thích ứng cho từng vùng, ở mỗi mùa vụ, phụ vụ cho việc bảo tồn và phát triển

các giống lúa nếp ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Ngô Thị Hồng Tƣơi

và cs (2014)[50], nghiên cứu đa dạng di truyền của 46 dòng/giống lúa cẩm,

trong đó có 32 giống nếp cẩm địa phƣơng đã kết luận: hầu hết các giống nếp

cẩm thuộc loại hình Japonica, một số có hàm lƣợng anthocyanin cao, kết quả

này cung cấp những thông tin hữu ích cho công tác nghiên cứu chọn tạo giống

lúa đặc sản.

Nhằm cung cấp các thông tin hữu ích cho công tác phục tráng cũng nhƣ

chọn tạo các giống lúa nếp mới từ nguồn nếp cổ truyền, Trần Văn Minh và

Đỗ Thị Diệu Hạnh (2015)[26], đánh giá thực trạng sản xuất và xác định các

đặc điểm hình thái, nông học của các giống lúa nếp địa phƣơng (nếp Ba

tháng, nếp Lân và nếp Ngự) đƣợc trồng lâu đời tại Ninh Bình. Từ đó, đề xuất

phƣơng án phục tráng nhằm bảo tồn và phát triển chúng trong sản xuất; Đoàn

Thanh Quỳnh và cs (2016)[32], nghiên cứu đánh giá 42 mẫu giống lúa nếp

địa phƣơng tại Điện Biên đã có nhận xét: các mẫu nghiên cứu rất đa dạng về

kiểu hình và kiểu gen, là nguồn vật liệu quý cho các nghiên cứu chọn tạo

giống lúa nếp mới; Trần Thị Lợi và cs (2013)[24], nghiên cứu, phục tráng

thành công giống lúa nếp đặc sản “nếp Ba Tháng” cho tỉnh Ninh Bình, xây

dựng thành công quy trình kỹ thuật gieo cấy, nhằm tiếp tục mở rộng trong sản

xuất; Phan Hữu Tôn (2016)[43], khảo sát đánh giá khả năng kháng bệnh đạo

ôn, bạc lá và rầy nâu của giống lúa nếp Đèo Đàng bằng cách lây nhiễm nhân

tạo 10 chủng gây bệnh bạc lá ở miền Bắc Việt Nam, 2 quần thể rầy nâu và 3

isolate nấm gây bệnh đạo ôn, đồng thời sử dụng chỉ thị phân tử xác định các

gen kháng. Kết quả cho thấy: giống nếp Đèo Đàng có gen xa7 (kháng bạc lá),

pilta (kháng đạo ôn) và có khả năng kháng tốt với các bệnh tƣơng ứng;

Nguyễn Thị Hảo và cs (2015)[16], nghiên cứu xác định ảnh hƣởng của lƣợng

phân bón và mật độ cấy đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của giống

nếp Cẩm ĐH6, đã xác định đƣợc liều lƣợng phân bón và mật độ cấy thích

hợp, cung cấp tƣ liệu quý cho việc hoàn thiện quy trình kỹ thuật phục vụ cho

sản xuất. Lê Quốc Thanh, Phạm Văn Dân và cs (2016)[37], đánh giá 9

dòng/giống japonica nhập nội tại đồng bằng sông Hồng và miền núi phía Bắc

đã chọn đƣợc 4 giống (ĐS1, ĐS3, J01 và J02) có năng suất cao và khả năng

chống chịu tốt với sâu bệnh và các điều kiện bất thuận. Nguyễn Xuân Dũng

và cs (2016)[12], đã chọn tạo đƣợc giống lúa nếp thơm ngắn ngày N31 (110-

115 ngày ở vụ Mùa , 130 – 135 ngày ở vụ Xuân ), có năng suất khá cao, cho

xôi dẻo và thơm, khả năng chống bệnh khá.

Theo Lã Tuấn Nghĩa và Vũ Đăng Toàn (2016)[28], trong giai đoạn

2011- 2015, Trung tâm Tài nguyên Thực vật đã xác định và bình tuyển đƣợc

nhiều giống cây trồng phục vụ sản xuất trong đó có các giống lúa nếp.

Sản xuất lúa nếp ở nƣớc ta trong những năm qua chƣa đƣợc quy hoạch

hợp lý, chủ yếu do nhu cầu tự phát của nông dân. Gần đây, do nhu cầu sử

dụng tăng cao, đặc biệt là giá trị của lúa nếp cao hơn từ 1,2- 1,5 lần so với lúa

tẻ nên ngƣời dân đã chuyển sang trồng lúa nếp, nên diện tích gieo trồng lúa

nếp tăng mạnh ở một số địa phƣơng nhƣ: An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ,

Tiền Giang,…

Do ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu toàn cầu nên trong những năm tới,

việc nghiên cứu chọn tạo các giống cây trồng nói chung và giống lúa nói

riêng sẽ tập trung theo hƣớng năng suất cao, chất lƣợng tốt, theo yêu cầu thị

trƣờng, có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu, chống chịu tốt với điều

kiện bất thuận của môi trƣờng nhƣ: hạn, úng, mặn, phèn; chống chịu tốt với

các loại sâu bệnh hại chính (đạo ôn, khô vằn, bạc lá, sâu đục thân,…), đồng

thời phục hồi, khai thác và phát triển các giống địa phƣơng và đặc sản.

1.3. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến và nghiên cứu đa dạng di

truyền ở lúa.

1.3.1. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến.

Theo Van Harten, lịch sử của đột biến thực vật bắt đầu từ khoảng 300

năm trƣớc công nguyên (TCN), đột biến đƣợc Hugo De Vries sử dụng đầu

tiên năm 1901. Trong nghiên cứu của mình, Hugo De Vries cho rằng: di

truyền có thể bị thay đổi bởi một cơ chế khác với sự tái tổ hợp. Tuy nhiên, Lönning W.E (2005) và Kharkwa M. C (2012), lại cho rằng: ngƣời sáng lập

đột biến là Hermann J Muller (dẫn theo Kamile Ulukapi và Ayse Gul Nasircilar 2015)[98].

Năm 1927, Muller chứng minh hiện tƣợng đột biến có thể gây ra một

cách nhân tạo, ông đề nghị chiếu xạ (tia X) để gây đột biến nhân tạo trong

công tác chọn tạo giống cây trồng (dẫn theo Vũ Văn Liết và cs 2013)[22].

Năm 1928, Stadler đã mô tả hiệu ứng gây đột biến của tia X và tia

gamma trên lúa mạch và ngô. Đây là công trình nền tảng, mở đầu cho khoa

học chọn tạo giống cây trồng bằng đột biến (dẫn theo Vũ Văn Liết và cs

2013)[22].

Trần Duy Quý và cs (2009)[31], cho rằng: chọn giống đột biến tạo ra sự

đa dạng về di truyền của vật liệu khởi đầu nhanh và hiệu quả, chỉ làm thay đổi

một hoặc một vài tính trạng mà không làm ảnh hƣởng tới những tính trạng

khác của cây trồng. Cùng quan điểm đó, Shua Q.Y et al., (2012)[136], cho

rằng: bằng phƣơng pháp đột biến thực nghiệm có thể làm xuất hiện một đặc

tính hoàn toàn mới một cách tức thời từ giống đã có mà không làm ảnh hƣởng

đến các đặc tính khác của giống. Rajarajan D et al., (2014)[131], cho rằng: đột

biến thực nghiệm là công cụ quan trọng để cải tiến một đặc tính nào đó hoặc

tạo ra biến dị di truyền mới có ý nghĩa, sử dụng tác nhân gây đột biến có thể

làm tăng đáng kể tần xuất của đột biến so với trong tự nhiên.

Hiện nay, đột biến thực nghiệm đang đƣợc áp dụng rộng rãi trong chọn tạo

giống cây trồng bằng xử lý tác nhân vật lý (tia gamma, rơnghen, alpha,

beta,…), hóa học (các hợp chất alkyl hóa, các đồng đẳng của base nitơ…)

nhằm tạo ra những đột biến có ý nghĩa chọn giống.

1.3.1.1. Tác nhân phóng xạ gây đột biến.

Tia X, tia gamma, tia tử ngoại,… là những tác nhân phóng xạ đã và

đang đƣợc sử dụng phổ biến trong công tác chọn tạo giống lúa. Trong khi các

tác nhân hóa học chủ yếu đƣợc sử dụng để gây đột biến điểm thì tác nhân vật

lý gây nên những biến đổi lớn nhƣ: làm đứt, gãy và cấu trúc lại nhiễn sắc thể

(Kharkwal M.C và Shu Q.Y 2009)[100]. Dựa vào đặc tính oxi hóa, tác nhân

phóng xạ đƣợc chia thành 2 nhóm.

 Nhóm bức xạ không ion hóa: khi xuyên qua các mô sống, không gây ion

hóa mà chỉ kích động các phân tử, mang năng lƣợng thấp, sức xuyên thấu

kém nên thƣờng đƣợc dùng để xử lý với hạt phấn và bào tử.

 Nhóm phóng xạ ion hóa: mang năng lƣợng cao, có khả năng xuyên sâu vào

các mô sống gây ra các phản ứng hóa phóng xạ, tạo các cặp ion hóa trong môi

trƣờng mà chúng thâm nhập đồng thời gây ra sự kích động đối với các phân

tử. Nhóm phóng xạ ion hóa gồm 2 nhóm phụ là nhóm bức xạ hạt và nhóm

bức xạ sóng điện từ.

Tia gamma thuộc nhóm bức xạ sóng điện từ, các tia phóng xạ thuộc

nhóm này có độ dài bƣớc sóng ngắn, mang năng lƣợng lớn, có thể xuyên sâu

vào các mô sống nên đƣợc dùng để chiếu xạ hạt và các bộ phận khác của cây.

Năng lƣợng gamma tùy thuộc vào tần xuất sóng và đƣợc biểu thị bằng

công thức: E = h.T Hay E =h.c/

Trong đó: T: Tần số sóng; h = 6,62. 10-27erg/s (hằng số plăng)

: Bƣớc sóng; c: Tốc độ ánh sáng

Nguồn phóng xạ thƣờng dùng để tạo bức xạ gamma là Coban 60 (Co60), liều phóng xạ đƣợc đo bằng đơn vị rơntghen (r) hoặc gray (1gray =

100 rơnghen) và đƣợc tính bằng số nguyên tử ion hóa trên một đơn vị thể tích.

Trong thực tế, 1 rơntghen (r) đƣợc tính bằng lƣợng phóng xạ ion hóa tạo ra 2,038 x 10-9 cặp ion/1cm3 khí ở 0oC và áp xuất 760 mmHg. Đặc biệt, liều

chiếu xạ có sự tích lũy theo thời gian, nghĩa là: chiếu xạ xuất liều thấp trong

thời gian dài có thể tƣơng đƣơng với chiếu xạ xuất liều cao trong thời gian

ngắn (Vũ Văn Liết và cs 2013)[22]. (xuất liều là liều chiếu xạ tính trên một

đơn vị thời gian – thƣờng là giây hoăc phút, do đó xuất liều chiếu xạ = liều

chiếu xạ/ thời gian chiếu xạ).

Nhƣ vậy, chiếu xạ tia gamma (Co60) vào vật mẫu ở liều xạ nhất định có

thể chiếu với xuất liều lớn trong thời gian ngắn hoặc xuất liều nhỏ trong thời

gian dài. Mặc dù liều xạ tích lũy trong vật mẫu tƣơng tự nhau nhƣng trong

một đơn vị thời gian lƣợng bức xạ tác động đến vật mẫu là khác nhau nên gây

ra những tác động không giống nhau. Tùy mục đích và yêu cầu của việc chiếu

xạ mà chọn hình thức chiếu phù hợp.

1.3.1.2. Cơ chế tác dụng của tia gamma lên vật chất di truyền.

 Tác động của tia gamma lên cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử.

Chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) lên dung dịch ADN gây những biến

đổi đa dạng trên cấu trúc của vật chất di truyền ở cấp độ phân tử nhƣ: đứt, gãy

ADN (mạch đơn hoặc mạch kép), phá hủy cấu trúc không gian của ADN; phá

hủy gốc nhị vòng chứa Nitơ; gây hiện tƣợng nhị trùng phân timin hay hidrat

hóa các bazơ nitơ…. Sau đó, các phân tử ADN này liên kết với nhau theo

nhiều kiểu và tạo cấu trúc mới nhƣ: tạo cầu, phân tử phân nhánh, liên kết

protein – ADN hoặc biến tính protein. Tia gamma có thể gây hiện tƣợng hỗ

biến, làm thay đổi vị trí của nguyên tử hydro dẫn tới sự hình thành gốc lactin

hay imin, gây ra sự sao chép sai của ADN, tạo ADN đột biến ở các thế hệ sau.

Tia gamma có thể làm tăng hiện tƣợng hỗ biến lên hàng nghìn lần so với

trong tự nhiên.

Các nghiên cứu về tác động của tia gamma (Co60) đến sự biến đổi của

ADN là sở phân tử của sự phát sinh các đột biến ở mức độ cơ thể. Có thể cho

rằng: sự phát sinh các biến đổi trên cơ thể là do các tổn thƣơng trực tiếp hay

gián tiếp xảy ra ở gen hay nhóm gen quy định tính trạng của cơ thể.

 Tác động của tia gamma lên cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ tế bào.

Khi tác động đến tế bào, tia gamma làm biến đổi cấu trúc NST và hủy

hoại quá trình phân chia của tế bào.

- Tác động của tia gamma (Co60) lên cấu trúc nhiễm sắc thể.

Bức xạ ion hóa có thể gây ra sự đứt đoạn NST hoặc gây tổn thƣơng

NST ở các mức độ khác nhau. Những tổn thƣơng này có thể chuyển thành

đột biến thực sự hoặc đƣợc phục hồi về trạng thái ban đầu. Dubinin (1970),

cho rằng: tần xuất sai hình NST phụ thuộc vào sự phục hồi những biến đổi

tiềm tàng hay hiện thực hóa các biến đổi đó thành những biến đổi thực sự

theo các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: xảy ra các phản ứng hóa phóng xạ, tạo các cặp ion hóa trong môi

trƣờng và kích động NST.

Giai đoạn 2: trạng thái không ổn định của NST với những biến đổi tiềm tàng.

Giai đoạn 3: chuyển từ những biến đổi tiềm tàng thành các đột biến thực sự.

Nhƣ vậy, dƣới tác động của tia gamma (Co60), sợi NST có thể bị biến đổi

theo nhiều kiểu khác nhau, những biến đổi trên NST là cơ sở cho sự phát sinh

các đột biến ở mức độ cơ thể.

Theo Kumar D.P., (2013b)[103], quá trình dẫn đến tổn thƣơng do bức xạ

có thể trải qua các giai đoạn nhƣ sau: giai đoạn vật lý ban đầu chỉ kéo dài

trong một phần nhỏ của giây; giai đoạn hóa lý kéo dài khoảng 10-16s; giai

đoạn hóa học kéo dài một vài giây và giai đoạn sinh học kéo dài từ hàng chục

phút đến hàng chục năm tùy thuộc vào các triệu chứng cụ thể.

- Tác động của tia gamma (Co60) lên quá trình phân chia tế bào

Theo Lagoda P.J.L (2012)[104], tế bào thực vật phản ứng rất nhanh với

những tác động gây ra bởi phóng xạ. Hầu hết các tổn thƣơng ADN gây ra bởi

phóng xạ cần đƣợc sửa chữa trƣớc khi tế bào phân chia. Những biến đổi lớn,

nghiêm trọng có thể gây chết tế bào, trong khi những biến đổi nhỏ, ít nghiên

trọng có thể đƣợc sửa chữa (chính xác hoặc không chính xác), làm chậm sự

phân chia của tế bào, tạo các tế bào bất thƣờng và xuất hiện đột biến.

+ Với nguyên phân: tia gamma có thể kìm hãm hoặc dừng hoàn toàn quá

trình nguyên phân nhƣng không gây chết tế bào mà làm tăng độ nhớt của dịch

tế bào, tăng độ kết dính NST hoặc gây hiện tƣợng “hậu kỳ đa cực” dẫn đến sai

hình NST một cách phức tạp. Đôi khi bức xạ liều thấp làm tăng quá trình

phân bào.

+ Với giảm phân: các kiểu sai hình NST trong giảm phân thƣờng thấy là:

đứt NST, tạo 1 hoặc 2 đoạn NST và cầu NST; đứt crômatit, tạo cầu, vòng

crômatit ở trạng thái kép hay lặp đoạn trên NST; tạo NST 2 tâm, hình thành

các đoạn riêng rẽ và cầu crômatit ở kỳ sau I.

Nhƣ vậy, tia gamma có thể dừng tạm thời hay hoàn toàn quá trình phân

chia của tế bào, gây ra các sai hình trên NST thậm chí gây chết tế bào. Đây là

cơ sở góp phần lý giải tại sao sau khi chiếu xạ, mẫu vật thƣờng có sức sống

giảm, tốc độ sinh trƣởng phát triển chậm và tỷ lệ chết tăng cao.

1.3.1.3. Tác dụng của phóng xạ đối với thực vật.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: có thể xử lý phóng xạ với thực vật ở các

giai đoạn sinh trƣởng, phát triển khác nhau (hạt khô, hạt ướt, hạt nảy mầm,

cây non, đỉnh sinh trưởng,…), các bộ phận khác nhau (hạt, phấn hoa, mô

sẹo…) bằng các cách khác nhau (chiếu xạ, ngâm trong dung dịch đồng vị

phóng xạ, đưa chất đồng vị phóng xạ vào vật mẫu,…). Tùy đối tƣợng, nồng

độ, liều lƣợng, thời điểm và cách thức xử lý mà có hiệu quả khác nhau.

Tác dụng của phóng xạ với thực vật tăng dần khi tăng liều chiếu xạ đến

liều lƣợng gây chết. Cùng quan điểm đó Kumar D.P et al., (2013b)[103], cho rằng: bức xạ tia gamma có thể ức chế sự phát triển ở nhiều mức độ khác nhau

hoặc giết chết cây trồng. Ở liều xạ thấp, đôi khi phóng xạ làm tăng quá trình

sinh trƣởng, phát triển của thực vật. Cơ chế kích thích sinh trƣởng do xử lý

phóng xạ đƣợc Kuzin A.M (1963) giải thích nhƣ sau: ở liều xạ thấp, bức xạ

gây nên sự hình thành các gốc tự do ở những khu vực nhất định trong tế bào

(khu vực mẫm cảm với phóng xạ). Các gốc tự do có thể tồn tại 1 thời gian

nhất định (thường là khá dài trong điều kiện yếm khí, thiếu nước và không bị

tác động bởi điều kiện tối thích) và đƣợc bảo tồn trong cấu trúc của

lipoprotein- là thành phần chủ yếu của màng tế bào, ít tan trong nƣớc, nhất là

trong cấu trúc của lớp aloron và màng của vỏ quả. Để hạt nảy mầm cần các

điều kiện thiết yếu nhƣ: nhiệt độ, nƣớc, không khí, sau khi thấm vào màng

hạt, nƣớc và oxy tác dụng với các hợp chất của màng (chủ yếu là lipoprotein)

O | R |

O | R

hình thành các phản ứng dây truyền và tạo các gốc tự do.

Kết quả là sự phá hủy màng, giải phóng enzim cần thiết cho sự nảy mầm

và sinh trƣởng của cây non nhƣ: amylaza, proteaza, peroxydaza… các enzin

này xúc tác cho các phản ứng cần thết cho sự nảy mầm của hạt, sinh trƣởng

và phát triển của cây non (dẫn theo Đào Xuân Tân 1995)[35].

Theo Abdel-Hady (2008), tác dụng kích thích của tia gamma có thể do sự

kích hoạt ARN hoặc gia tăng tổng hợp protein, nó có thể xảy ra ngay trong

giai đoạn đầu của quá trình nảy mầm của hạt sau khi chiếu xạ (dẫn theo

Ramchander S et al., 2015)[132].

Gowthami R et al.,(2017)[76], hiệu ứng sinh học của tia gamma dựa trên

sự tƣơng tác với các nguyên tử trong tế bào, đặc biệt là nƣớc và tạo ra các gốc

tự do. Các gốc tự do này có thể làm hỏng hoặc thay đổi các thành phần quan

trọng của tế bào thực vật. Từ đó ảnh hƣởng đến hình thái, giải phẫu, sinh lý và

sinh hóa của cây tùy thuộc vào liều bức xạ. Việc chiếu xạ hạt giống bằng tia

gamma với liều xạ cao làm rối loạn sự tổng hợp protein, cân bằng hormone, trao đổi khí ở lá, trao đổi nƣớc và hoạt động của enzyme.

Phóng xạ gamma còn ảnh hƣởng đến chiều hƣớng và tốc độ của các phản

ứng sinh lý, sinh hóa trong tế bào, làm dừng tạm thời hay hoàn toàn quá trình

phân bào, giảm sức sống của phôi mầm dẫn đến gây chết ở các thời kỳ khác

nhau hoặc không gây chết mà tạo những biến đổi về hình thái, sinh trƣởng,

phát triển của cơ thể.

Nhƣ vậy, kể từ thời điểm xử lý, tia gamma có ảnh hƣởng đến mọi giai

đoạn trong quá trình phát triển của cá thể, mức độ ảnh hƣởng rất đa dạng. Ảnh

hƣởng của tia gamma lên cơ thể thực vật không chỉ phụ thuộc vào liều lƣợng

và thời điểm chiếu xạ mà còn phụ vào bản chất của giống. Chiếu xạ liều

lƣợng thấp đôi khi kích thích sự sinh trƣởng, liều lƣợng cao thƣờng gây ra sự

hủy hoại tế bào ở nhiều mức độ, gây ra những biến đổi về mặt sinh lý, hóa

sinh cuối cùng có thể gây chết hoặc biến đổi về hình thái, sinh trƣởng và phát

triển của cơ thể. Những biến đổi này có thể có lợi cho cơ thể nhƣng phần lớn

là có hại. Ứng dụng điều này trong công tác cải tạo giống cây trồng, các nhà

chọn giống có thể cải tiến một hay một số đặc điểm nào đó của giống hoặc tạo

giống mới.

Theo Moussa (2011), các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng ở một số

liều chiếu xạ gamma trên thực vật có thể cải thiện khả năng chịu đựng các

điều kiện stress phi sinh học nhƣ: hạn và nhiễm mặn (dẫn theo Kadhimi A.A

2016)[96].

1.3.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả gây đột biến

Việc nghiên cứu các nhân tố ảnh hƣởng đến hiệu quả gây đột biến ở lúa khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) có ý nghĩa lớn trong việc định hƣớng hiệu

quả đột biến, đặc biệt là các đột biến có ý nghĩa trong chọn giống.

Các nghiên cứu của Đào Xuân Tân (1995)[35], Đỗ Hữu Ất (1996)[2], Nguyễn Minh Công (2000)[7], cho thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy

mầm hiệu quả cao hơn so với hạt khô, chiếu xạ vào hạt nảy mầm ở khoảng thời

điểm 69-72h cho hiệu quả đột biến cao hơn so với các thời điểm khác, liều xạ

100 và 150Gy cho hiệu quả đột biến cao hơn so với liều 50 và 200Gy.

Các nghiên cứu ở trong và ngoài nƣớc đã chỉ ra rằng: hiệu quả gây đột

biến không chỉ phụ thuộc vào thời điểm và liều lƣợng xử lý mà còn phụ thuộc

vào bản chất của giống. Có những giống bền vững khó xảy ra đột biến (giống

hoang dại, giống cổ truyền,…), ngƣợc lại có những giống kém ổn định, dễ

xảy ra đột biến (giống cải tiến). Ngoài ra, hiệu quả gây đột biến đối với lúa

còn chịu ảnh hƣởng bởi các yếu tố khác nhƣ: giai đoạn sinh trƣởng và phát

triển của cơ thể, độ ẩm của hạt, mức độ bội thể, nồng độ của các chất kháng

đột biến trong các tế bào. Đặc biệt, tính cảm ứng với tác nhân gây đột biến

còn phụ thuộc vào các yếu tố của môi trƣờng bên ngoài nhƣ: điều kiện chăm

sóc, điều kiện bất thuận (nóng, lạnh, hạn hán,…) và thành phần cơ giới của

đất (khi trồng ở phòng ấm, tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống sót tăng lên, khả năng

bất thụ giảm do đó làm tăng tần xuất đột biến).

1.3.1.5. Sự cạnh tranh trong M1 để hình thành đột biến ở M2

Theo Prina A.R et al., (2012)[130], ở thực vật, khi các dòng tế bào có

kiểu di truyền khác nhau cùng chung sống trong một cơ thể sẽ cạnh tranh lẫn

nhau để tồn tại và tăng trƣởng. Theo quan điểm này, một alen đột biến mới

sinh cần trải qua 2 sự sàng lọc để đƣợc truyền lại cho thế hệ thứ 2. Sàng lọc

thứ nhất sảy ra ở mức độ soma (sinh dƣỡng) của cây M1, nó phụ thuộc vào

khả năng phân chia của tế bào mang đột biến để tạo thành dòng tế bào đột

biến và khả năng cạnh tranh của dòng tế bào đột biến với dòng tế bào khác

(không mang đột biến, hoặc mang đột biến khác) trong quá trình phát triển

của cây M1 và kết thúc ở mô sinh sản. Sàng lọc thứ 2 xảy ra trong cơ quan

sinh sản của cây M1, để truyền đƣợc sang thế hệ thứ 2, alen đột biến cần phải

cạnh tranh đƣợc trong mô sinh sản để hình thành giao tử và hợp tử.

Sàng lọc thứ nhất diễn ra trong pha lƣỡng bội nên còn đƣợc gọi là sàng

lọc lƣỡng bội (gaul 1964) hay chọn lọc nội bộ soma; sàng lọc thứ 2 diễn ra

trong mô sinh sản nên còn gọi là sàng lọc đơn bội (dẫn theo Prina A.R et al.,

2012)[130].

Bằng chứng về chọn lọc lƣỡng bội đã đƣợc quan sát thấy ở lúa, lúa

mạch và lúa mỳ (Gaul 1964). Tuy nhiên, các allel đột biến có lợi có thể bị loại

bỏ do chọn lọc lƣỡng bội khi nằm trong tế bào bị ảnh hƣởng bởi những thay

đổi có hại. Chọn lọc đơn bội và lƣỡng bội đƣợc nghiên cứu khá kỹ ở lúa mỳ,

lúa mạch và đậu, nhƣng các nghiên cứu trên lúa trồng còn rất hạn chế. Tuy

nhiên, trong sự hình thành giao tử, các đột biến trội đƣợc thể hiện ra cho chọn

lọc lần đầu và thƣờng thể hiện ngay ở thế hệ thứ nhất. Trong trƣờng hợp các

alen đột biến ở trạng thái dị hợp tử, các chức năng của thể bào tử và thể giao

tử có thể khác biệt đáng kể, sự phù hợp alen có thể khác nhau từ pha này tới

pha khác. Nhiều nhà khoa học đã lấy tỷ lệ bất thụ ở M1 để đánh giá hiệu quả

của tác nhân gây đột biến (dẫn theo Prina A.R et al., (2012)[130].

1.3.1.6. Ưu nhược điểm của chọn giống bằng đột biến thực nghiệm

Theo Shua Q.Y et al., (2012)[136], chọn giống bằng đột biến đem lại

hiệu quả to lớn. Cũng nhƣ các phƣơng pháp chọn giống khác, chọn giống nhờ

đột biến có những thuận lợi và khó khăn nhất định.

Những thuận lợi của chọn giống bằng đột biến

 Có thể đạt đƣợc hiệu quả tức thời từ các vật liệu ƣu tú.

 Có thể cải tiến đƣợc một đặc điểm nào đó mà không ảnh hƣởng đến đặc

tính khác của giống.

 Có thể sử dụng làm giống trực tiếp hoặc sử dụng làm nguyên liệu cho công

tác tạo giống.

 Có thể tạo ra đặc tính hoàn toàn mới từ giống đem xử lý.

 Không có bức xạ hay hóa chất tồn dƣ trong vật liệu sau xử lý.

 Có thể xác định đƣợc các tính trạng cụ thể cần cải tiến và tính toán đƣợc

tần xuất đột biến.

Tuy nhiên, chọn giống đột biến còn một số tồn tại cơ bản sau:

 Sự xuất hiện của các đột biến là ngẫu nhiên, không định hƣớng.

 Các đột biến hữu ích chủ yếu là đột biến lặn xuất hiện với tần xuất thấp.

 Để sàng lọc đƣợc đột biến hiếm (có lợi) cần có quần thể lớn, phƣơng pháp

sàng lọc hiệu quả và yêu cầu trình độ nhất định của ngƣời sàng lọc.

 Sự xuất hiện của các đột biến hữu ích có thể kèm theo các biến đổi bất lợi.

 Giống/dòng đột biến thƣờng tƣơng tác không rõ ràng với các yếu tố của môi

trƣờng, hiệu xuất có thể thay đổi đáng kể trong các môi trƣờng khác nhau.

 Hầu hết các đột biến không thể sử dụng để nhân thành giống ngay.

 Nhiều đột biến có thể bị loại bỏ sau thế hệ thứ nhất.

1.3.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền phục vụ công tác tạo chọn giống lúa mới.

1.3.2.1. Vị trí và tầm quan trọng của đa dạng di truyền

Đối với sinh vật, đa dạng di truyền đảm bảo sự tồn tại và phát triển của

sinh vật trong các điều kiện sống khác nhau, khi điều kiện sống thay đổi, đặc

biệt khi môi trƣờng sống khắc nghiệt và biến đổi mạnh nhƣ hiện nay.

Đối với con ngƣời, đa dạng di truyền cung cấp nguồn nguyên liệu giá

trị cho chọn tạo giống mới, là nguồn dự trữ tiềm năng các tài nguyên sinh vật,

phục vụ cho chọn lọc, khai thác và sử dụng các tính trạng quý nhƣ: chịu nóng,

chịu hạn, chịu ngập, phù hợp với các vùng sinh thái, giúp ổn định hệ thống

nông nghiệp trên quy mô địa phƣơng, quốc gia và quy mô toàn cầu, nhất là

trong điều kiện môi trƣờng đang biến đổi ngày càng phức tạp nhƣ hiện nay.

1.3.2.2. Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền.

Có nhiều phƣơng pháp đƣợc áp dụng trong nghiên cứu đa dạng di

truyền. Trong đó, phƣơng pháp nghiên cứu dựa trên các chỉ thị hình thái, chỉ

thị đẳng men và chỉ thị phân tử đƣợc sử dụng nhiều nhất. Mỗi phƣơng pháp

đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm riêng, tùy mục đích và các điều kiện

khách quan mà nhà nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp đánh giá cho phù hợp.

* Phương pháp nghiên cứu dựa trên các chỉ thị hình thái.

Theo Nguyễn Đức Thành (2014)[38], đây là phƣơng pháp truyền

thống, thực hiện bằng việc miêu tả những đặc điểm cấu tạo, hình thái bên

ngoài (chiều cao cây, TGST, số bông/khóm, khối lượng 1000 hạt, chiều dài lá,

chiều rộng lá...) đƣợc sử dụng trong công tác khảo nghiệm giồng cây trồng,

bảo hộ quyền tác giả ở nƣớc ta.

Hiện nay, các chỉ thị hình thái vẫn đang đƣợc nhiều tác giả sử dụng

trong các nghiên cứu của mình, có thể đƣợc sử dụng độc lập hoặc phối hợp

với các chỉ thị phân tử nhƣ các nghiên cứu của Nguyễn Tiến Thăng

(2012)[41], Nguyễn Văn Vƣơng và Lê Vĩnh Thảo (2013)[54], Nguyễn Minh

Anh Tuấn và cs (2016b)[47], Nguyễn Minh Anh Tuấn (2017)[48].

* Phương pháp nghiên cứu dựa trên chỉ thị đẳng men.

Isozym hay các đẳng men thực chất là những trạng thái khác nhau của

một enzym, các Isozym của một enzym đều xúc tác cho một phản ứng, chỉ

khác nhau ở một số tính chất nhƣ nồng độ cơ chất, độ pH mà ở đó nó có hoạt

tính cao nhất.

Phƣơng pháp này xác định sự có mặt của các alen trên NST thông qua

sản phẩm của chúng là protein enzyme. Vì vậy, sự có mặt của isozyme nào đó

chứng tỏ sự hiện diện của alen quy định chúng trong bộ NST của tế bào. Phân

tích isozyme dễ tiến hành hơn các phƣơng pháp phân tích ADN. Tuy nhiên,

do số lƣợng hạn chế của các isozyme và sự biểu hiện mang tính giai đoạn của

quá trình phát triển cá thể, là sản phẩm của gen nên phản ánh chƣa thật chính

xác bản chất di truyền của các cá thể. Do vậy, việc sử dụng chỉ thị isozyme có

những hạn chế nhất định (Nguyễn Văn Vƣơng 2013)[53].

* Phương pháp nghiên cứu dựa trên các chỉ thị phân tử.

Theo Nguyễn Văn Vƣơng (2013)[53], trong nghiên cứu, đánh giá đa

dạng di truyền thì chỉ thị phân tử là công cụ mạnh, có lƣợng thông tin cũng

nhƣ tính chính xác của thông tin vƣợt xa phƣơng pháp đẳng men hay hình

thái. Lợi thế lớn nhất của nó là phát hiện sự sai khác ở mức ADN một cách

nhanh chóng, có thể tiến hành ngay ở giai đoạn mạ nên rút ngắn đƣợc thời

gian nghiên cứu.

Có nhiều chỉ thị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền nhƣ:

RFLP, RAPD, AFLP, SSR, ISSRs. Mỗi loại chỉ thị đều có những ƣu và

nhƣợc điểm riêng nhƣ: chỉ thị RFLP đƣợc sử dụng chủ yếu để lập bản đồ di

truyền, lập bản đồ QTLs cho tính trạng chất lƣợng và năng suất lúa, các gen

kháng đạo ôn, kháng rầy nâu và phân tích quan hệ di truyền, tiến hoá và phân

loại (Theo Huang D et al., 2013)[87]; chỉ thị ISSRs có tính đa hình cao, có

hiệu quả trong nghiên cứu đa dạng di truyền và xây dựng cây phát sinh chủng

loài (Swati Das et al., 2014)[138].

Hiện nay, chỉ thị phân tử đã và đang đƣợc các nhà nghiên cứu trong

nƣớc và trên thế giới sử dụng một cách có hiệu quả nhƣ các nghiên cứu của

Trần Danh Sửu và cs (2010)[34], Hien et al., (2016)[84], Nguyễn Minh Công

và cs (2012)[8], Khuất Hữu Trung và cs (2013)[45], Meti N et al.,

(2013)[119], Adegbaju M.S et al., (2015)[55], Masuduzzaman A.S.M et al.,

(2016)[117], Palanga K.K et al., (2016)[129], Freeg H.A et al., (2016)[71].

1.4. Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến khi xử lý tia gamma lên hạt lúa

khô, ƣớt và hạt nảy mầm

Cho đến nay có hàng trăm công trình nghiên cứu về hiệu quả gây đột biến khi xử lý bằng tia gamma (Co60) lên hạt lúa khô, nhƣ các nghiên cứu của

Kasai (1963); Suzuki (1964); Swaminathan (1968-1969); Nguyễn Minh Công

(1968, 2000); trịnh Bá Hữu, Lê Duy Thành (1967-1970); Phan Phải (1971,

1978); Trần Minh Nam (1978); Nguyễn Minh Công, Phạm Quang Lộc, Lê

Đình Trung (1711-1981); Trần Duy Quý (1983, 1985, 1987, 1989); Shwe

H.LA và Shai A.Q (1993),… đặc biệt là các nghiên cứu có hệ thống của Đỗ

Hữu Ất (1997)[2] về hiệu quả phát sinh đột biến khi chiếu xạ vào hạt lúa khô

và Đào Xuân Tân (1995)[35] trên các loại lúa nếp.

Ngoài ra, còn nhiều công trình nghiên cứu về hiệu quả gây đột biến của

tia gamma khi xử lý với hạt lúa ƣớt (hạt thấm nƣớc, hạt hút nƣớc bão hòa)

nhƣ các nghiên cứu của Kawai (1965-1966); Guud và Fushuhara (1967);

Janaka và Stamura (1968); Sidig và Swaminathan (1968-1969); Vũ Tuyên

Hoàng (1972); Sato và Omura (1979); Phan Phải, Bùi Chi Lăng, Nguyễn

Quang Xu (1983); Trần Duy Quý (1981-1988); Đỗ Hữu Ất (1997) [2]; Đào

Xuân Tân [35].

Các nghiên cứu của Boocdanop (1965); Scott và Ewan (1967);

mitrophanop (1969); Demin (1974); Kaznadzi (1977); Mitrophanop và

Olimpienco (1980)khi chiếu xạ tia gamma vào các pha khác nhau của chu kỳ

tế bào đã xác định đƣợc độ cảm ứng phóng xạ của hạt giống lúa phụ thuộc

vào các pha khác nhau của chu kỳ tế bào, mức độ cảm ứng ở các pha khác

nhau của chu kỳ tế bào xếp theo thứ tự sau: G2>M>S>G1.

Các nghiên cứu có hệ thống của Đỗ Hữu ẤT (1997)[2] trên các giống lúa

tẻ đặc sản, Đào Xuân Tân (1995)[35] trên các giống lúa nếp khi chiếu xạ tia gamma (Co60) vào các thời điểm khác nhau kể từ khi ngâm hạt (gồm hạt khô,

hạt ƣớt,, hạt ngâm nƣớc bão hòa và các thời điểm khác nhau trong chu kỳ tế

bào) đều đi đến kết luận; hạt ƣớt mẫn cảm hơn so với hạt khô, chiếu xạ tia

gamma vào hạt nảy mầm ở giai đoạn 69-72h cho hiệu quả phát sinh đột biến

cao hơn so với các thời điểm khác.

Gần đây, nghiên cứu của Nguyễn Minh Công và CS (2016) [9] khi chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm của giống lúa nếp Phú quý đã tạo

đƣợc nhiều dòng đột biến mới, có ý nghĩa cải tiến giống này, đƣa giống này

từ nhóm giống trung ngày vào nhóm giống dài ngày, phù hợp hơn với cơ cấu

gieo trồng 2 vụ lúa 1 vụ mầu.

1.5. Cơ sở khoa học lựa chọn mùa vụ gieo trồng hạt lúa bị chiếu xạ bằng

tia gamma – thế hệ thứ nhất (M1) ở miền Bắc nhằm nâng cao hiệu biểu

hiện của biến dị biểu hiện ở M2.

Cho đến nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hƣởng của đối

tƣợng, trạng thái sinh lý của hạt và liều lƣợng phóng xạ đối với sự phát sinh đột

biến biểu hiện ở M2 mà chƣa có công trình nào nghiên cứu ảnh hƣởng của điều

kiện thời tiết ở mùa vụ gieo trồng M1 đến tần số và phổ đột biến biểu hiện ở M2.

Sự lựa chọn mùa vụ gieo trồng thế hệ thứ nhất (M1) dựa trên các cơ sở

khoa học sau đây.

1. Ở miền Bắc Việt Nam có 2 mùa vụ chính gieo trồng lúa (vụ Xuân và

Vụ Mùa ) với điều kiện thời tiết gần nhƣ hoàn toàn trái ngƣợc nhau: ở vụ

Xuân , rét buốt và khô ở đầu vụ, nóng và ẩm ở cuối vụ; ở vụ Mùa , nóng và

ẩm ở đầu vụ, mát và khô ở cuối vụ.

2. Cây lúa rất mẫn cảm với điều kiện nhiệt độ thấp, đặc biệt là giai đoạn

nảy mầm (Han et al., 2006; Cruz and Milash, 2004). Mầm lúa có thể bị chết trong trƣờng hợp nhiệt độ thấp (dƣới 100C) kéo dài trong nhiều ngày (Yoshida, 1981). Nhiệt độ thấp (dƣới 150C) kéo dài trong nhiều ngày có thể

làm chết cây mạ (Jiang et al., 2008; Sharifi, 2010; Sava, 2013). Trong khi đó,

cây mạ sinh trƣởng tốt ở vụ Mùa (đạt 3-4 lá khi tuổi mạ: 15-18 ngày). Vì vậy,

làm mạ ở vụ Xuân khó hơn rất nhiều so với ở vụ Mùa .

3. Từ 1-3 tế bào khởi sinh tham gia hình thành thân chính (nhánh cấp 1). Nhánh

cấp 1 đẻ ra nhánh cấp 2; nhánh cấp 2 đẻ ra nhánh cấp 3, …. Khi chiếu xạ vào hạt lúa,

các hạt thóc từ nhánh cấp 1 cho tỷ lệ đột biến cao nhất, sau đó giảm dần: nhánh cấp

1> nhánh cấp 2 > nhánh cấp 3 >,… (Gustafsson A and Gold, 1966)

4. Khi chiếu xạ bằng tia gamma(Co60) vào hạt lúa, lƣợng tử va chạm trực

tiếp vào vật chất di truyền, cơ quan tử và các bộ phận khác của tế bào hoặc va

chạm vào phân tử nƣớc và phân tử hữu cơ trong tế bào chất tạo ra gốc tự do

gây ra tác động gián tiếp. Tác động trực tiếp và gián tiếp của lƣợng tử là tác

động hủy hoại gây chết tức thì tế bào hoặc phôi mầm. Tác động hủy hoại gây

chết tức thì phân biệt với tác động hủy hoại gây chết kéo dài (nhiều tác giả

còn gọi là “ tác động gây chết xa”) qua các giai đoạn từ nảy mầm, đẻ nhánh

đến trỗ - chín. Bản chất của tác động “gây chết xạ” là tác động hủy hoại, làm

giảm sức sống của tế bào hoặc phôi mầm ở mức độ khác nhau.

Theo Prina A.R et al., (2012)[11], tác nhân phóng xạ gây ra nhiều biến

đổi trong các tế bào đặc biệt là tế bào tạo phôi mầm dẫn đến làm giảm sức

sống của tế bào so với các tế bào không chịu tác động.

Theo Guatian li et al (2016)[78], khi nghiên cứu 41 dòng đột biến, ông

nhận thấy: số gen bị ảnh hƣởng bởi tác nhân gây đột biến trong mỗi dòng đột

biến là rất lớn, từ 7-147 gen bị biến đổi, trung bình 31gen bị biến đổi trong

một dòng. Đây là nguyên nhân chính mà sau khi chiếu xạ sức sống của các cá

thể giảm đi đáng kể, đặc biệt ở những cá thể biến đổi nhiều, thậm chí nhiều cá

thể chết ngay khi chiếu xạ hoặc ngay sau khi chiếu xạ. Sức sống của các cá

thể này phụ thuộc vào mức độ biến đổi của cá thể.

Trong các luận án tiến sỹ của Phạm Quang lộc (1986), Đào Xuân Tân

(1995)[35], Đỗ Hữu Ất (1997)[2] đã khẳng định hiệu quả tác động kéo dài

của phóng xạ gamma đối với hạt thóc bị chiếu xạ. Hiệu quả này đƣợc biểu

hiện rõ ở mức độ giảm tỉ lệ sống sót của cây lúa qua các giai đoạn mạ, đẻ

nhánh và trỗ - chín. Các nghiên cứu này đều khẳng định: tỷ lệ sống sót giảm

dần qua các giai đoạn ma, đẻ nhánh và trỗ- chín.

5. Ở thực vật, khi các dòng tế bào có cấu trúc di truyền khác nhau cùng

chung sống trong một cơ thể sẽ cạnh tranh với nhau để tồn tại và tăng trƣởng.

Theo quan điểm này, một alen đột biến mới phát sinh cần trải qua 2 sự sàng lọc

để đƣợc truyền lại cho thế hệ thứ 2. Sàng lọc thứ nhất sảy ra ở mức độ soma

(sinh dƣỡng) của cây M1, nó phụ thuộc vào khả năng phân chia của tế bào

mang đột biến để tạo thành dòng tế bào đột biến và khả năng cạnh tranh với

dòng tế bào khác (không mang đột biến, hoặc mang đột biến khác) và kết thúc

ở mô sinh sản. Sàng lọc thứ 2 xảy ra trong cơ quan sinh sản của cây M1, để

truyền đƣợc sang thế hệ thứ 2, tế bào mang alen đột biến cần phải cạnh tranh

đƣợc với tế bào khác để hình thành giao tử có sức sống và tham gia thụ tinh để

hình thành hợp tử (Prina A.R et al., (2012)[11].

Sau khi bị chiếu xạ, phôi mầm của hạt thóc có thể không bị chết tức thì mà

chỉ bị giảm sức sống ở các mức độ khác nhau. Những các thể này nếu đƣợc gieo

trồng trong điều kiện thuận lợi, đặc biệt trong giai đoạn đầu của quá trình sinh

trƣởng, phát triển (giai đoạn mạ) thì có thể sống sót đến cuối giai đoạn trỗ-

chín và cho hạt có khả năng nảy mầm để gen đột biến có thể đƣợc biểu hiện ở

thế hệ thứ 2 (M2). Tuy nhiên, khi đƣợc gieo trồng trong điều kiện không

thuận lợi (vụ Xuân ở miền Bắc) thì dƣới tác động của nhiệt độ thấp, các cá

thể này vốn có sức sống yếu lại càng yếu hơn dẫn đến bị chết ở giai đoạn mạ,

đẻ nhánh hoặc trỗ- chín.

Đặc biệt, thời tiết giá lạnh làm giảm sức cạnh tranh sinh tồn của các cá

thể mang gen đột biến (vốn đã có sức sống yếu) so với các cá thể khác trong

quần thể trong việc lấy dinh dƣỡng, ánh sáng,…

Mặc dầu điều kiện thời tiết ở 2 mùa vụ lúa ở miền Bắc (vụ Xuân và vụ

Mùa ) không ảnh hƣởng gì đến tác động của các lƣợng tử của tia gamma khi

xâm nhập vào mô và cơ quan nhƣng dƣới tác động của điều kiện nhiệt độ, đặc

biệt là nhiệt độ bất thuận (lạnh) ở vụ Xuân đã ảnh hƣởng đến sức sống của

các tế bào mang gen đột biến, ảnh hƣởng đến khả năng cạnh tranh của các tế

bào này với các tế bào bình thƣờng (không mang đột biến) trong cơ thể trong

quá trình vƣơn tới để tham gia hình thành cơ quan sinh sản, từ đó đi vào giao

tử và hình thành hợp tử để biểu hiện ở thế hệ sau (M2). Hơn thế, nhiệt độ thấp

ở vụ Xuân còn ảnh hƣởng đến sức sống, khả năng tồn tại và cạnh tranh của

các cá thể mang đột biến với các cá thể khác trong quần thể.

6. Việc chiếu xạ gây đột biến có thành công hay không phụ thuộc trực tiếp

vào các tế bào nói trên mang đột biến gen có khả năng vƣơn tới mô sinh sản

của thân chính và tạo thành giao tử có khả năng sống và thụ tinh tạo thành hợp

tử hay không, hợp tử này có khả năng phát triển và tạo thành cây hay không.

Nhƣ vậy, điều kiện thời tiết trong mùa vụ gieo trồng thứ nhất (vụ Xuân

hay vụ Mùa ) ở miền Bắc không ảnh hƣởng đến tác động gây chết tức thì mà

chỉ ảnh hƣởng đến tác động gây chết kéo dài. Điều kiện ấm áp và nóng ẩm ở

đầu vụ Mùa , mát và khô ở cuối vụ tạo điều kiện thuận lợi cho các tế bào bị

tổn thƣơng và mang gen đột biến vƣơn tới cơ quan sinh sản để hình thành

giao tử có khả năng sống và có khả năng thụ tinh để tạo ra phôi mầm có mang

gen đột biến và đƣợc biểu hiện ở M2.

1.6. Một số thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến

1.6.1. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến trên thế giới.

Theo thống kê của tổ chức lƣơng thực thế giới (FAO), tính đến tháng 7

năm 2015, trên toàn thế giới có 3222 giống cây trồng đột biến đƣợc đăng ký,

thuộc 323 loại cây trồng khác nhau, trong đó có 815 giống lúa [89], gần 90%

giống đột biến do phóng xạ (Lê Đức Thảo và Lê Huy Hàm 2017)[40], hơn

67% số giống thu đƣợc thông qua đột biến trực tiếp. Theo Nakagawa H

(2009)[127], tỷ lệ cao của các giống tạo ra nhờ bức xạ tia gamma cho thấy: sự

biến đổi đột biến nhờ chiếu xạ tia gamma là phƣơng pháp hiệu quả và thành

công cao đối với việc tạo ra các giống thƣơng mại. Quốc gia đứng đầu trong

việc tạo ra và phát triển các giống mới nhờ đột biến là Trung Quốc với 810

giống, tiếp theo là Nhật Bản (481 giống) và Ấn Độ (330 giống).

Gần đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã áp dụng phƣơng pháp kích

thích đột biến và lai tạo giữa nhiều giống lúa, đã tạo đƣợc giống lúa khổng lồ

với năng suất cao hơn 50% so với các giống lúa thông thƣờng, kết quả thử

nghiệm trên 3 thửa ruộng cho thấy: năng suất trung bình đạt 17,2 tấn/ha, cao

nhất là 17,7 tấn /ha vƣợt ngƣỡng kỷ lục thế giới [150].

Việc tạo ra các giống lúa mới bằng đột biến thực nghiệm đã tạo ra

những bƣớc phát triển vƣợt bậc ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ: các giống

Shada, Shua-92, Sarshar và Khushboo-95 của Pakistan; Shwewartun của

Myanma, RD6 and RD15 của Thái Lan; Zhefu 80, Jiahezazhan và Jiafuzhan

của Trung Quốc; VND-95-20, TNDB-100 và THDB của Việt Nam,… 18

giống lúa đột biến của Nhật Bản, PNR-102 và PNR-381 của Ấn Độ, Camago

8 của Costa Rica.

Tại Thái Lan, các nghiên cứu về đột biến ở lúa đƣợc bắt đầu từ những

năm 1965, hai giống lúa indica thơm 'RD6' và 'RD15' đƣợc tạo ra do chiếu xạ

gamma vào hạt của giống lúa 'Khao Dawk Mali 105' ('KDML 105') năm 1977

và 1978. Ngày nay, sau hơn 50 năm những giống này vẫn đƣợc trồng phổ

biến ở Thái Lan. Theo Cục thống kê kinh tế và Nông nghiệp Bangkok, trong

giai đoạn 1995-1996, RD6 đã đƣợc trồng trên 2.429.361 ha, chiếm 26,4%

diện tích trồng lúa ở Thái Lan với sản lƣợng 4.343.549 tấn lúa.

Theo Mohammad A.K.A et al.,(2012)[123], trong thời gian ngắn "Viện

nghiên cứu hạt nhân Bangladesh" (BINA) đã tạo đƣợc 59 giống cây trồng mới

bằng đột biến với 9 giống lúa. Trong đó, Iraton- 24 và Iraton-38 đƣợc tạo ra năm 1974 do chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt khô của giống IR8 ở liều xạ

300Gy; Binasal tạo ra năm 1978 do chiếu xạ tia gamma vào hạt khô của giống

Nizersail ở liều xạ 250Gy; Binadhan-4, Binadhan-5 và Binadhan-6 đƣợc tạo

ra năm 1998 bằng cách chiếu xạ tia gamma vào hạt lai F2 của BR-4' với

'Iratom-24' (Binadhan-4) và 'Iratom-24' và 'Dular' (Binadhan-5 và Binadhan-

6); Binadhan-7 đƣợc tạo ra do chiếu xạ tia gamma vào hạt M3 của giống

TNĐB (thu nhận từ Việt Nam), tiếp tục chọn lọc ở thế hệ M4 đến M7, đƣợc

công nhận chính thức năm 2007; Binadhan-9 đƣợc tạo ra do lai giữa dòng đột

biến không có mùi thơm, hạt dài với dòng có mùi thơm, hạt ngắn đƣợc công

nhận chính thức năm 2012. Theo tác giả, các giống này chủ yếu đƣợc cải tiến

về các đặc điểm nhƣ: rút ngắn thời gian sinh trƣởng, giảm chiều cao cây, tăng

năng suất và chất lƣợng.

Moacir Antonio Schiocchet et al.,(2014)[122], đã tạo đƣợc giống lúa

mới SCS118, do chiếu xạ tia gamma liều 250Gy vào hạt của giống lúa

SCSBRS. SCS118 có thời gian sinh trƣởng 144 ngày, khả năng đẻ nhánh cao,

lá đòng đứng, chất lƣợng xay xát và nấu ăn tốt, cơm mềm, dẻo và có mùi

thơm rất đƣợc ƣa chuộng, là giống đƣợc gieo trồng phổ biến nhất ở Santa

Catarina và Rio Grande.

Gần đây, các nhà khoa học đã giải mã 1 quần biến dị lúa gồm 1504

dòng đột biến. Đã xác định đƣợc 91.513 đột biến ảnh hƣởng đến 32.307 gen

(58% của tất cả các gen lúa). Trung bình trên mỗi dòng thu đƣợc 61 đột biến.

Các loại đột biến chủ yếu là: thay thế, xóa, chèn, đảo ngƣợc, dịch chuyển và

lặp. Trong đó, biến mất chức năng chiếm tỉ lệ khá cao (Guotian Li et al.,

2017)[79].

Cheng Z et al., (2014)[66], đã giải mã toàn bộ gen của giống Red-1

(một giống lúa cho gạo giầu dinh dƣỡng), là giống mới đƣợc tạo ra do chiếu

xạ vào hạt của giống lúa 9311. Kết quả cho thấy: giống Red-1 có 9,19% trình

tự hệ gen bị thay đổi so với giống gốc (9311), thuộc 14,493 gen. Kết quả phân

tích còn cho thấy: các gen liên quan đến các thành phần cấu tạo tế bào, chức

năng liên kết, hoạt động xúc tác và các quá trình trao đổi chất dễ bị ảnh hƣởng

bởi bức xạ.

1.6.2. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến ở Việt Nam

Với 55 giống đột biến đƣợc đăng ký trong giai đoạn 1975-2011, Việt

Nam hiện đang đứng thứ 8 trên thế giới về tạo giống đột biến. Năm 2014,

IAEA đã trao giải thƣởng “thành tựu xuất sắc về đột biến tạo giống” cho Viện

Di truyền Nông nghiệp- là một trong những đơn vị đi đầu trong lĩnh vực tạo

giống bằng đột biến phóng xạ. Hai giải thƣởng khác trao cho Viện Khoa học

Nông nghiệp Miền Nam, Trung tâm Hạt nhân thành phố Hồ Chí Minh và cho

2 cá nhân (Hồ Quang Cua và Trần Tấn Phƣơng) thuộc Sở KH&CN Long An

đã đạt đƣợc các thành tích trong lĩnh vực đột biến tạo giống[149].

Ở Việt Nam, nghiên cứu chọn giống đột biến đƣợc cố GS Lƣơng Định

Của khởi xƣớng từ những năm đầu của thập niên 1960, sau đó hƣớng nghiên

cứu này tiếp tục đƣợc tiến hành bởi Phan Phải, Trần Duy Quý, Nguyễn Minh

Công, Nguyễn Hữu Đống, Đỗ Hữu Ất, Lâm Quang Dụ, Nguyễn Văn Bích,…

đã tạo đƣợc nhiều giống lúa mới và nhiều dòng đột biến có triển vọng.

Theo thống kê của Viện Di truyền Nông nghiệp, tính đến 2015 cả nƣớc

có 63 giống cây trồng mới đƣợc tạo ra nhờ đột biến, đã đƣợc công nhận và

đƣa vào sản xuất. Trong đó, có 41 giống lúa; Viện Di truyền Nông nghiệp tạo

ra 27 giống; Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền nam 6 giống; Viện

Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm 4 giống; Viện công nghệ sinh học 1 giống

(NĐ5); Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long 2 giống (TNĐB100 và Tép hành

đột biến) và Trƣờng đại học Sƣ phạm 1 giống (PĐ1) (Lê Đức Thảo và Lê Huy

Hàm 2017)[40]. Tuy nhiên, còn một số giống lúa mới chƣa đƣợc thống kê

nhƣ: Tám thơm đột biến, TK106 (PGS.TS. Nguyễn Minh Công và cs, Trƣờng

Đại học Sƣ phạm Hà Nội tạo chọn). Các giống đột biến đƣợc tạo ra trƣớc

những năm 1990 chủ yếu do xử lý hóa chất (MNU, EMS,…), sau năm 1990, chủ yếu do xử lý phóng xạ tia gamma (Co60).

Theo Trần Duy Quý và cs (2009)[31], bằng phƣơng pháp đột biến Việt

Nam đã tạo đƣợc nhiều giống lúa có chất lƣợng, năng suất cao và sức chống

chịu tốt nhƣ: DT10, DT11, DT13, A20, CM1, DT33, DT21, Tám thơm đột

biến, Khang dân đột biến, CL9, PD2, VND 95-20, VND 99-33, Tài nguyên

đột biến 100, OM 2717, OM 2718, OM 2496, VN 121, VN 124,… ở mỗi

giống này đều có một hoặc một số tính trạng đƣợc cải tiến so với giống gốc

về: năng suất, chất lƣợng, tính cảm quang, thời gian sinh trƣởng, độ cứng cây,

khả năng chống chịu,...

Theo Lê Văn Huy và cs (2017)[18], bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào

hạt của giống nếp N99 đã tạo đƣợc giống nếp mới N612, có thời gian sinh

trƣởng 106 – 110 ở vụ Mùa và 132-138 ngày ở vụ Xuân , cho xôi dẻo và thơm,

năng suất khá cao (5,5 – 6,0 tấn/ha).

Nguyễn Minh Công và cs (2016)[9], chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt

lúa nảy mầm của giống lúa nếp TK90, qua chọn lọc nhiều thế hệ đã tạo đƣợc

giống lúa nếp Phú Quý (công nhận chính thức năm 2014), tiếp tục chiếu xạ tia

gamma vào hạt lúa nảy mầm của nếp Phú Quý và chọn lọc đã cải tiến thành

công giống lúa nếp Phú Quý, góp phần đƣa giống này từ nhóm giống trung

ngày thành giống ngắn ngày, phù hợp hơn với cơ cấu gieo trồng 2 vụ lúa, 1 vụ

mầu nhƣng vẫn giữ đƣợc các đặc tính khác của giống.

Nhƣ vậy, đột biến thực nghiệm đã và đang là công cụ hữu hiệu phục vụ

công tác chọn tạo giống cây trồng nói chung và giống lúa nói riêng. Hiện nay,

đột biến thực nghiệm đang đƣợc ứng dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia nhƣ Nhật

Bản, Ấn Độ, Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế - IRRI (Philippin), Mỹ, Trung

Quốc, Pháp, Nga, Thái Lan và Việt Nam.

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc

biệt là công nghệ gen và công nghệ thông tin, công nghệ chỉnh sửa hệ gen

(CRISPR/Cas) đã mở ra một cách tiếp cận mới trong cải thiện di truyền cây

nông nghiệp nói chung và cây lúa nói riêng, hứa hẹn có tiềm năng ứng dụng

lớn (Lê Tiến Dũng và Lê Ngọc Quỳnh 2017)[13].

1.7. Cơ sở sinh lý, di truyền của mùi thơm và một số đột biến ở lúa.

1.7.1. Cơ sở sinh lý, di truyền của tính trạng mùi thơm

1.7.1.1. Mùi thơm ở lúa.

Theo Dudareva N et al., (2013)[68], mùi thơm ở lúa là kết quả tƣơng

tác của hơn 200 hợp chất đƣợc tổng hợp trong các bộ phận khác nhau của cây,

đƣợc lƣu giữ chủ yếu ở lá và hạt. Hinge V et al., (2016)[85], phát hiện 14 hợp

chất có mùi thơm (OACs), trong đó 10 OACs đƣợc tích lũy với nồng độ khá

cao. Nhƣng 2-Acetyl-1-pyrroline (2AP) có vai trò chủ đạo trong việc tạo mùi

thơm ở các giống lúa thơm (Maraval I et al., (2010)[116], Hashemi F. S. G

(2013)[82].

Gần đây, các nhà khoa học đã xác định ngoài 2AP còn có một số chất dễ

bay hơi khác nhƣ: pentanal, hexanal, heptanal, nonanal, octanal, (E)-2-

nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal, (E)-2-octenal, 4vinylphenol, 4vinylguaicol, 1-

octen-3-ol, decanal, guaicol, indole và vanillin cũng góp phần tạo mùi thơm ở

lúa (Mathure S.V et al., 2014)[118].

Hình 1.4. Cấu trúc phân tử 2AP

Hình 1.5. Sơ đồ mô tả con đường sinh tổng hợp 2AP

(Dẫn theo Wakte K et al., 2017)[141]

1.7.1.2. Sự di truyền mùi thơm ở lúa.

Di truyền của tính trạng thơm khá phức tạp, Dhulappanavar (1976) cho

rằng tính thơm do 4 gen bổ sung kiểm soát, trong đó một liên kết với màu sắc

vỏ trấu và một liên kết với màu sắc đỏ của mỏ hạt; Singh et al.,(2010) xác

định tính thơm do ba gen trội bổ sung; Nguyễn Minh Công và cs (2007), cho

rằng có ít nhất 2 gen lặn tác động cộng xác định tính thơm của lúa Tám Xuân

Đài. Tám Thơm Hải Hậu đột biến mất thơm hoặc thơm nhẹ là do đột biến trội

phát sinh từ các locus khác nhau (dẫn theo Nguyễn Trọng Khanh 2015)[19].

Theo Hasthanasombut S et al., (2011)[83], gen trội BADH2 mã hóa tổng hợp

enzyme BADH2 xúc tác quá trình chuyển GABald thành 4-aminobutyric acid

(GABA) ở lúa không thơm; gen lặn badh2 mã hóa cho enzyme badh2 không

có chức năng oxy hóa dẫn đến sự tích tụ GABald và Δ1-pyrroline-tiền chất

tổng hợp 2AP. Do đó, ở các giống lúa thơm, 2AP đƣợc tăng cƣờng tổng hợp

với hàm lƣợng cao (Fitzgeral T.L et al., 2010)[70], ở các giống lúa không

thơm 2AP đƣợc tổng hợp với hàm lƣợng thấp hơn từ 10 -20 lần (Lestari A.P

et al., 2011)[105], nên không biểu hiện mùi thơm hoặc có mùi thơm rất nhẹ.

Jewel Z.A et al., (2011)[95], cho rằng: tính trạng mùi thơm đƣợc kiểm

soát bởi gen lặn (fgr) nằm trên cánh dài của NST số 8 với kích thƣớc 69kb.

Gaur A et al., (2016)[73], nghiên cứu so sánh trình tự gen và trình tự axit

amin của gen kiểm soát tổng hợp 2AP và enzim BADH2 đã nhận định rằng:

fgr và badh2 thực chất chỉ là một gen. Dựa trên bản đồ gen ngƣời ta đã xác

định đƣợc kích thƣớc và trình tự gen BADH2 là 6153bp ở vị trí giữa

20.372.582 và 20.372.734bp với 15 exon, 14 intron, mã hóa protein BADH2

gồm 53 axit amin (Karami N et al., 2016)[99]. Các nghiên cứu đã phát hiện

ra đột biến mất đoạn 8bp ở gen badh2 tạo ra condon (badh2-E7) kết thúc

sớm, khi tham gia giải mã chỉ tạo phân tử protein có 251 axit amin và không

biểu hiện chức năng (Nadaf A.B et al., 2014)[125]. Theo Chen S et al.,

(2008)[64], lý do chính để alen đột biến từ badh2 tạo protein mất chức năng

là sự ức chế cả quá trình phiên mã và dịch mã chứ không chỉ là kết quả của

sự cắt ngắn protein.

Theo Mahattanatawee và Rouseff (2010)[112], mùi thơm ở gạo jasmine

nấu chín không chỉ phụ thuộc vào nồng độ 2AP mà còn do hợp chất 2-acetyl-

2-thiazoline (2AT) chi phối. Tuy nhiên, mức độ mùi thơm của 2AT chỉ bằng

khoảng 1/4 so với 2AP. Ngoài ra, nhiều hợp chất VOC khác cũng góp phần

tạo mùi thơm nhƣ: guaiacol, indol, và p-xylen (Wang E et al., 2008)[142].

1.7.1.3. Ảnh hưởng của môi trường tới sự biểu hiện của mùi thơm.

Theo Jewel Z.A et al., (2011)[94], mùi thơm đƣợc kiểm soát chủ yếu

bởi gen nhƣng tập quán canh tác, mùa vụ và môi trƣờng có ảnh hƣởng đến

hàm lƣợng 2AP trong gạo và mức độ biểu hiện của mùi thơm.

Theo Goufo P et al., (2010)[75], mật độ gieo trồng và thời gian thu

hoạch có ảnh hƣởng đến mùi thơm ở gạo, mật độ gieo trồng thấp và thu hoạch

sớm thì nồng độ 2AP trong hạt cao hơn khi gieo trồng với mật độ dày và thu

hoạch muộn. Ngoài ra, Mo Z et al., (2015)[120] cho rằng: che nắng trong thời

gian cây lúa làm chắc hạt sẽ làm tăng hàm lƣợng 2AP trong gạo thơm.

Các nghiên cứu của Yang D.S et al., (2010)[146]; Monggoot S et al.,

(2014)[124]; Mo Z et al., (2016)[121], đã chỉ ra rằng: mùa vụ, đất đai, hàm

lƣợng dinh dƣỡng và thời điểm bón phân có ảnh hƣởng không nhỏ đến sự

biểu hiện của mùi thơm ở lúa. Theo đó, hàm lƣợng dinh dƣỡng cân đối, bón

phân đúng thời điểm sẽ làm tăng mùi thơm và ngƣợc lại. Không chỉ vậy,

lƣợng nƣớc tƣới trong ruộng ở các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của cây

lúa cũng ảnh hƣởng đến mùi thơm. Bradbury L.M.T et al., (2005)[61] cho

rằng: hàm lƣợng 2AP cao hơn khi cây lúa sinh trƣởng trong mùa vụ thiếu

nƣớc do vai trò của BADH đối với khả năng chịu stress. Tuy nhiên, Wang P

et al., (2013)[143], cho rằng: nếu lƣợng nƣớc đƣợc duy trì đầy đủ sẽ làm tăng

đáng kể mùi thơm ở các giống lúa Guixiangzhan và Meixiangzhan.

Nghiên cứu của Golam F et al., (2011)[74] còn cho thấy: nhiệt độ thấp

trong giai đoạn làm chắc hạt, tăng cƣờng sự biểu hiện mùi thơm ở lúa, nhiều

giống lúa Basmati sẽ thơm hơn nếu đƣợc trồng ở khu vực có nhiệt độ tƣơng

đối mát mẻ với độ ẩm khoảng từ 70-80% trong thời kỳ sinh trƣởng sớm và

giai đoạn làm chắc hạt. Sompong S et al., (2017)[137], chiếu xạ tia gamma

vào hạt thóc trong giai đoạn nảy mầm với các liều lƣợng khác nhau ông nhận

thấy hàm lƣợng 2AP tăng đáng kể ở tất cả liều lƣợng chiếu xạ.

1.7.2. Sự di truyền một số đột biến trên lúa nếp.

1.7.2.1. Sự di truyền đột biến tăng hoặc giảm chiều cao cây.

Rutger và cs (1986), khi lai giữa các gống đột biến nửa lùn với nhau, F1

đồng nhất kiểu hình cây cao, ở F2 có sự phân ly theo tỷ lệ 9 cây cao: 6 cây

nửa lùn: 1siêu lùn. Nhƣ vậy, có sự tƣơng tác bổ trợ giữa các alen dại quy định

cây cao với các alen đột biến quy định cây thấp ở lúa. Cũng trong năm 1986,

Awan và cs, cho rằng: các alen lặn đột biến quy định kiểu hình nửa lùn, khi tổ

hợp với nhau trong một kiểu gen sẽ biểu hiện tác động công gộp hoặc bổ trợ

trong việc hình thành tính trạng chiều cao cây (dẫn theo Lê Xuân Trình,

2001)[44].

Lê Xuân Trình (2001)[44], khi lai các biến dị cây cao (TK94, TK97) và

cây thấp (TK108) với giống gốc (TK90), F1 cho toàn kiểu hình dại, F2 phân ly

theo tỷ lệ 3 kiểu hình dại:1 kiểu hình đột biến. Nhƣ vậy, chiều cao cây ở lúa

nếp TK90 chỉ chịu sự chi phối của các gen nhân, 3 biến dị này là kết quả của

3 đột biến gen lặn xảy ra ở locus xác định chiều cao cây.

1.7.2.2. Sự di truyền đột biến cảm ứng quang chu kỳ.

Đào Xuân Tân (1995)[35], chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm

của giống lúa nếp 415, không cảm quang chu kỳ đã thu đƣợc một số cá thể

không trỗ bông ở vụ Xuân mà chỉ trỗ bông ở cuối vụ Mùa . Gieo trồng hạt

của chúng để nhận M2 thu đƣợc 649 cá thể, trong đó, 155 cá thể trỗ và chín

vào cuối vụ Xuân , 494 cá thể chỉ trỗ và chín vào cuối vụ Mùa . Theo ông, có

lẽ đột biến trội đã xảy ra tại một trong 2 locus “se”, biến se1 thành Se1 hoặc

se2 thành Se2, hình thành kiểu gen Se1se1 se2se2 hoặc se1se1 Se2se2 biểu

hiện thành kiểu hình mẫn cảm với Quang chu kỳ.

Lê Xuân Trình (2001)[44], lai dòng đột biến M18 cảm quang (phát sinh

từ nếp 415) với dòng đột biến không cảm quang; trong cả phép lai thuân và

nghịch, các cá thể F1 đều không trỗ bông ở vụ Xuân , chỉ trỗ bông ở vụ Mùa .

Lấy các hạt của cây F1 trồng sang thế hệ 2 (F2), thu đƣợc 350/1431 cá thể trỗ

bông trong vụ Xuân , 1081/1431 cá thể trỗ bông ở vụ Mùa . Nhƣ vậy, tính

cảm ứng với quang chu kỳ do alen đột biến trội kiểm soát.

Nguyễn Tiến Thăng (2012)[41], nghiên cứu di truyền các đột biến mất

tính cảm quang ở một số giống lúa thơm đặc sản miền Bắc, đã cho biết: các

đột biến mất tính cảm quang là các đột biến lặn, khả năng biểu hiện ở F1

không phụ thuộc vào hƣớng lai; các đột biến chín sớm trong vụ Mùa là các

đột biến lặn không hoàn toàn, di truyền theo định luật Mendel trong lai đơn. Ngƣợc lại, khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm của nếp

Cái Hoa Vàng, Đào Xuân Tân (1995)[35], thu đƣợc một số cá thể trỗ bông ở

vụ Xuân (mất tính cảm ứng quang chu kỳ).

Phan Phải và cs (1988), bằng phƣơng pháp đột biến (dùng hóa chất) và

nuôi cấy mô đã tạo đƣợc giống lúa ĐV2 từ nếp Cái Hoa Vàng có thể gieo cấy

2 vụ/ năm (dẫn theo Đào Xuân Tân 1995)[35]. Lê Xuân Trình (2001)[44], đã

nghiên cứu sự di truyền của các đột biến này, khi lai thuận và lai nghịch giƣa

nếp Cái Hoa Vàng (cảm ứng chặt với quang chu kỳ) và giống ĐV2 (không

cảm ứng quang chu kỳ), F1 100% đều không trổ bông ở vụ Xuân . Chứng tỏ,

tính cảm ứng quang chu kỳ là trội và trội hoàn toàn so với tính không cảm

ứng quang chu kỳ.

1.7.2.3. Đột biến diệp lục.

Theo Valeva T.A (1967), thống kê các đột biến diệp lục là công việc đầu

tiên trong quá trình nghiên cứu tác dụng của tác nhân gây đột biến, giúp nhà

nghiên cứu có những nhận xét sơ bộ ban đầu.

Hàng loạt công trình nghiên cứu về đột biến diệp lục trên đại mạch và các

đối tƣợng khác đã chỉ ra rằng: ngoài giá trị nghiên cứu lý thuyết, đột biến diệp

lục còn là chỉ tiêu thực nghiệm quan trọng. Trong chừng mực nhất định, có sự

tƣơng quan giữa tần xuất và phổ đột biến diệp lục với tần xuất và phổ đột biến

hình thái và sinh lý khác (Lefort 1959); Akhund Zade 1966); Sidorova 1966);

Valdeva 1967).

Orav (1972), xử lý bằng các tác nhân gây đột biến trên các đối tƣợng

khác nhau đã có nhận xét: có sự tƣơng quan thuận giữa tần xuất của một số

kiểu đột biến diệp lục và tần xuất đột biến lùn, đột biến bất thụ hoàn toàn và

nửa bất thụ. Gustafason (1940)[80], cho rằng: số lƣợng của những đột biến

diệp lục trong những thí nghiệm so sánh có thể dùng làm chỉ thị cho các đột

biến còn lại.

Ở Việt Nam, Nguyễn Minh Công và Đào Xuân Tân (1994)[6], Đào Xuân

Tân (1995)[35], Đỗ Hữu Ất (1997)[2], đã tiến hành các nghiên cứu về đột

biến diệp lục ở lúa. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu dừng lại ở việc mô

tả các kiểu đột biến diệp lục, chƣa xác định cơ chế di truyền các đột biến diệp

lục cũng nhƣ mối quan hệ giữa sự phát sinh đột biến diệp lục với sự phát sinh

các đột biến hình thái, nông học khác. Hầu hết các đột biến diệp lục chết ở

giai đoạn mạ hoặc đẻ nhánh nên rất khó để nghiên cứu về sự di truyền các đột

biến này.

1.8. Nghiên cứu về tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng.

1.8.1. Trên thế giới

Yates và Cochran là những ngƣời đầu tiên sử dụng phân tích tuyến tính

để khảo sát sự ổn định về các tính trạng số lƣợng, sau đó đƣợc phát triển bởi

Finley và Wilkinson (1963), Eberhart và Russell (1966), Perkins và Jinks

(1968), Freeman và Perkins (1971) (dẫn theo Nguyễn Văn Vƣơng 2013)[53].

Từ đó đến nay, mô hình này đã trải qua nhiều cải tiến trong phân tích tuyến

tính, để ƣớc đoán các thông số thích nghi và ổn định (Balakrishnan D et al.,

2016)[58]. Theo đó, kiểu gen đƣợc coi là ổn định khi hệ số hồi quy (bi) = 1 và hệ số ổn định (S2di) nhỏ. Theo Islam M.R et al., (2015)[93], chọn lọc dựa trên

đánh giá tính ổn định cho hiệu quả cao hơn so với hiệu suất trung bình trong

nhiều mùa vụ. Vì vậy, ngoài việc tiến hành chọn lọc trong nhiều môi trƣờng,

các giống lúa trƣớc khi đƣa vào sản xuất cần đƣợc đánh giá tính ổn định và

thích nghi của giống.

Tƣơng tác kiểu gen với môi trƣờng có ảnh hƣởng lớn hơn tác dụng của

chính kiểu gen đối với hiệu suất sinh khối và tính ổn định, cho năng suất hạt

cao trong các hệ sinh thái khác nhau (Balakrishnan D et al., 2016)[58].

Trong những năm qua, nghiên cứu tƣơng tác kiểu gen với môi trƣờng

ngày càng đƣợc quan tâm và thực hiện nhiều trên các giống lúa, làm sáng tỏ

vai trò của kiểu gen, môi trƣờng và tƣơng tác kiểu gen với môi trƣờng đối với

sự ổn định và thích nghi của giống. Từ đó, đƣa ra các khuyến cáo về việc gieo

trồng các giống ở môi trƣờng phù hợp nhất nhằm thu đƣợc lợi ích cao nhất

(Bose L.K et al., 2012)[60], (Balakrishnan D et al., 2016)[58], (Sharifi P et

al., 2017)[134].

1.8.2. Ở Việt Nam

Nghiên cứu tƣơng tác kiểu gen với môi trƣờng, tính ổn định và thích

nghi của giống gần đây đã nhận đƣợc sự quan tâm đúng mức của các nhà

khoa học đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu nhƣ hiện nay.

Ông Huỳnh Nguyệt Ánh và cs (2012)[1], đánh giá tính ổn định và

thích nghi của các giống lúa nếp MTL (miền tây lúa) ở 2 mùa vụ, trên 5 địa

điểm ở đồng bằng sông Cửu Long đã xác định đƣợc: giống lúa nếp MTL 681

cho năng suất ổn định trong cả 2 mùa vụ; MTL 669, MTL 673, MTL 675 thích

nghi với điều kiện gieo trồng ở vụ Đông Xuân.

Nguyễn Thị Lang và cs (2012)[20], phân tích tƣơng tác kiểu gen và

môi trƣờng trên 12 giống lúa chịu khô hạn tại 11 địa điểm, ở vụ đông xuân

2010-2011 và thu đông 2011, kết luận: hầu hết các giống ổn định, trong đó,

giống OM7398 và OM8928 có năng suất ổn định nhất. Nguyễn Thị Lang và

cs (2014)[21], nghiên cứu với 14 giống lúa phẩm chất xuất khẩu tại 11 địa

điểm thuộc đồng bằng sông Cửu Long ở vụ đông xuân 2012-2013, cho biết:

giống OMCS2012 và OM28L cho năng suất cao và ổn định nhất.

Lê Xuân Thái và cs (2014)[39], bằng phân tích tƣơng tác kiểu gen và

môi trƣờng đã tuyển chọn đƣợc các giống lúa mới thích nghi trên vùng đất

nhiễm phèn và cho năng suất cao nhƣ: giống lúa MTL 480, MTL 844. Trần

văn Mạnh (2015)[25], đánh giá tính ổn đinh và thích nghi của 10 giống lúa ở

khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, đã xác định đƣợc giống PY1, MT18cs và

LTH134 ổn định và thích nghi ở vụ Đông Xuân và Hè Thu.

Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá tính

ổn định và thích nghi của các giống lúa đang sản suất mà chƣa thấy các công

trình đánh giá các dòng đột biến mới tạo ra.

 Một số vấn đề rút ra từ tổng quan.

Phƣơng pháp chọn giống nhờ đột biến đã đƣợc sử dụng từ lâu trên thế

giới, hiệu quả cũng nhƣ vị thế của phƣơng pháp này ngày càng đƣợc khẳng

định. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ gen, vấn

đề bản chất của các đột biến phát sinh, cơ chế phát sinh và di truyền của các

đột biến nói chung và đột biến trên lúa nói riêng đã dần dần đƣợc sáng tỏ. Các

nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nƣớc đã và đang thực hiện

ngày càng làm rõ ảnh hƣởng các yếu tố đến sự phát sinh đột biến. Từ đó, nâng

cao dần hiệu quả của phƣơng pháp chọn giống đột biến.

Trong chọn giống đột biến, việc xác định vật liệu xử lý (giống), trạng

thái của vật liệu xử lý (hạt khô, hạt ƣớt, hạt nảy mầm, hạt phấn,…) liều lƣợng

xử lý, và tác nhân gây đột biến (tác nhân vật lý, hóa hoc,…) là rất quan trọng

có vai trò quyết định đến hiệu gây đột biến cũng nhƣ hiệu quả của chọn giống

đột biến.

Hiện nay, phƣơng pháp chọn giống đột biến ở Việt Nam và trên Thế

Giới đã đạt đƣợc những bƣớc phát triển vƣợt bậc với những thành tựu rất

đáng gi nhận. Tính đến tháng 7 năm 2015 đã có 3222 giống cây trồng đột biến

đƣợc đang ký, thuộc 323 loại cây trồng khác nhau. Trong đó có 815 giống lúa

, với hơn 67% giống thu đƣợc qua đột biến trực tiếp. Chọn giống đột biến

đƣợc tiến hành ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan,

Việt Nam,… Trung Quốc là nƣớc đứng đầu thế giới về số giống đột biến

đƣợc đăng ký với 810 giống, tiếp theo là Nhật Bản với 481 giống, Ấn độ

(330) giống.

Ở Việt Nam, công tác chọn giống bằng đột biến đã đƣợc khởi phát từ

những năm đầu của thập niên 60 của thế kỷ XIX với sự tham gia của nhiều nhà

khoa học, nhiều cơ quan nghiên cứu, các Viện, trƣờng, các cá nhân khác. Hiện

nay, chọn giống đột biến ở nƣớc ta đã đạt đƣợc những thành tựu rất đáng gi

nhận. Trong giai đoạn 1975-2011 Việt Nam đã đăng ký 55 giống cây trồng đột

biến. Tính đến 2015 cả nƣớc có 63 giống cây trồng đột biến đã đƣợc công nhận

và đƣa vào sản xuất.Trong đó chủ yếu là các giống lúa với 41 giống.

CHƢƠNG 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

Chúng tôi sử dụng 10 dòng/giống lúa nếp gồm:

7 giống lúa nếp gồm: nếp cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu, nếp Phú Quý,

Lang Liêu và N98, TK90 và nếp 415.

3 dòng đột biến gồm: HV-H, M50, TK97.

Bảng 2.1. Nguồn gốc và một số đặc điểm cơ bản của các giống và dòng

đột biến sử dụng trong nghiên cứu.

dòng/

TT

Nguồn gốc chọn tạo

Một số đặc điểm chính

giống

Nếp

Cây cao, yếu, dễ đổ, cảm ứng chặt với

Cái

Giống cổ truyền Thu thập tại

quang chu kỳ nên chỉ gieo cấy đƣợc ở vụ

Hoa

Việt Yên, Bắc Giang

Mùa , năng suất thấp, cho xôi dẻo và có

Vàng

mùi thơm đậm.

Nếp

Giống địa phƣơng, thu thập

Cây cao, yếu và dễ đổ cảm ứng với

Đuôi

tại xã Yên Vƣợng huyện Hữu

quang chu kỳ nên chỉ gieo cấy đƣợc ở vụ

Trâu

Lũng, tỉnh Lạng Sơn

Mùa , cho xôi dẻo và thơm.

Nếp

Do công ty cổ phần Nông

Là giống cảm ôn, TGST ở vụ Mùa 100-

Lang

nghiệp Nhiệt đới chọn lọc từ

115 ngày, vụ Xuân 135-140 ngày, nhiễm

Liêu*

nếp hải Phòng, đƣợc công

nhẹ với đạo ôn, bạc lá, rầy nâu

nhận sản xuất thử năm 2010.

Do PGS.TS Nguyễn Minh

Cây cao 123- 125cm, TGST vụ Mùa

Công, TS. Đào Xuân Tân tạo

118-120 ngày, vụ Xuân 135-138 ngày,

Nếp

chiều dài bông 23- 25cm, mỗi bông có

Phú

ra do chiếu xạ tia gamma (Co60) liều 150Gy vào hạt

122- 127 hạt, hạt to, P1000 hạt 28-

Quý

nảy mầm của giống nếp

30gram, năng suất khá, cho xôi dẻo và có

Tk90. Đƣợc công nhận chính

mùi thơm.

thức năm 2014

Do PGS.TS. Phan Hồng Diêu

và ctv Viện Khoa học Kỹ

Giống cảm ôn, TGST ở vụ Mùa 110-115

Nếp

thuật Nông nghiệp Việt Nam

ngày, vụ Xuân 135-140 ngày, cây cao

415*

chọn lọc từ tổ hợp lai VN72

95-105cm, hạt to với khối lƣợng 1000 hạt

với 1 dòng thuộc loại hình

28-30gr, cho xôi dẻo và thơm, năng suất

Japonica, đƣợc công nhận

trung bình 3,0-3,5tấn/ha.

chính thức năm 1987.

TGST 120- 125 ngày ở vụ Mùa sớm,

Do Bộ môn Côn trùng-Viện

165- 170 ngày trong vụ Xuân chính vụ,

Nếp TK90*

bảo vệ thực vật chọn lọc từ nếp địa phƣơng Hòa Bình,

cây cao 95-105cm, hạt to, khối lƣợng 1000 hạt 29-30gr, năng suất trung bình

đƣợc công nhận chính thức

3,4-4,0 tấn/ha.

năm 1992

Viện cây lƣơng thực và cây

TGST 113 – 118 ngày ở vụ Mùa , vụ

thực phẩm chọn lọc từ dòng

Xuân muộn 135-145 ngày, cây cao 105-

Nếp

nhập nội từ IRRI, công nhận

110cm, cứng cây, kháng đạo ôn, khô vằn,

N98 *

sản suất thử tháng 8/ 2008

bạc lá, năng suất trung bình 6 tấn/ha,

thâm canh tốt đạt 8 tấn/ha

Dòng đột biến tự nhiên từ

Cây cao 145-150cm, cứng cây trung

Dòng

nếp Cái Hoa Vàng do Kỹ sƣ

bình, năng suất trung bình 3,4-3,6 tấn/ha,

đột biến

Nguyễn Thị Bích Hợp, Viện

có thể gieo cấy 2 vụ trong năm, cho xôi

HV-H

Cây lƣơng thực và Cây thực

dẻo và có mùi thơm đến thơm đậm.

phẩm phát hiện và chọn lọc.

Dòng

Cây cao 113-115 cm, thời gian sinh

đột biến

Phát sinh từ nếp TK90 do chiếu xạ tia gamma (Co60)

trƣởng vụ Mùa 110 – 112 ngày, vụ Xuân

TK97**

vào hạt nảy mầm ở thời điểm

130 – 135 ngày, hạt to, tròn với khối

69h, liều xạ 150Gy.

lƣợng 1000 hạt 31-32gr

Dòng

Cây cao 100- 105cm, TGST vụ Mùa 110

đột biến

Phát sinh từ nếp 415 do chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt

– 115 ngày, vụ Xuân 135-140 ngày, khối

M50**

nảy mầm ở thời điểm 72h,

lƣợng 1000 hạt 30- 31gr.

liều xạ 100Gy.

Nguồn: * 966 giống cây trồng Nông nghiệp mới, ** Lê Xuân Trình (2001)[44]

2.2. Nội dung nghiên cứu

i. Nghiên cứu ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh các

biến dị có ý nghĩa trong chọn giống ở thế hệ thứ 2 (M2).

ii. Nghiên cứu hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt

nảy mầm của giống gốc (HV, TK90, 415) và dòng đột biến (HV-H,

TK97, M50) phát sinh từ các giống đó.

iii. Nghiên cứu mối tƣơng quan giữa sự phát sinh biến dị diệp lục ở giai đoạn

mạ với sự phát sinh các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở giai đoạn sau.

iv. Đánh giá đa dạng các đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột

biến phát sinh từ giống lúa nếp cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu và dòng

đột biến HV-H ở vụ Xuân và vụ Mùa từ đó tuyển chọn các dòng có

triển vọng.

v. Đánh giá mức độ biểu hiện của mùi thơm, tính ổn định và thích nghi về

năng suất của các dòng đột biến có triển vọng. Từ đó, tuyển chọn dòng

đôt biến ƣu tú nhất để giới thiêu cho sản xuất.

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.

2.3.1. Phương pháp chiếu xạ và chọn lọc sau đột biến.

Kế thừa kết quả nghiên cứu của đề tài nhà nƣớc “Xác định tính quy luật của

sự phát sinh đột biến trên loài lúa trồng châu Á (O.satila L) khi xử lý đột biến” của

Nguyễn Minh Công (2000)[7], chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) với liều xạ 100 –

150Gy vào hạt lúa ở thời điểm nảy mầm 69-72H kể từ khi ngâm hạt của các giống

lúa trồng châu Á (O.sativa L) cho tần xuất đột biến cao, phổ đột biến rộng và nhiều

đột biến có ý nghĩa chọn giống. Chúng tôi sử dụng 2 liều chiếu xạ là 100 và 150Gy

để chiếu xạ và gây biến dị trên các giống/dòng nghiên cứu.

* Phương pháp chiếu xạ

Các dòng/giống lúa sử dụng trong nghiên cứu đều đƣợc gieo trồng và chọn

lọc lại để đảm bảo độ thuần, đủ số lƣợng và chất lƣợng hạt dùng trong thí nghiệm.

Sử dụng 1000 hạt cho mỗi lô thí nghiệm. Chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) ở liều xạ 100 và 150Gy tại Trung tâm Chiếu xạ Quốc Gia, Nhổn, Từ

Liêm, Hà Nội. Hạt trƣớc khi chiếu xạ đƣợc ngâm cho hút nƣớc bão hòa ở nhiệt độ 30-320C trong 36H, rồi cho nảy mầm ở nhiệt độ nói trên, tới khoảng thời điểm

70H 30 phút (kể từ khi ngâm hạt) thì đem chiếu xạ. Thời điểm chiếu xạ nhƣ sau:

- Với các giống lúa Nếp Đuôi Trâu, Nếp Cái Hoa Vàng thực hiện vào

hồi 9H30 ngày 07 tháng 06 năm 2012.

- Với các giống lúa Nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 thực hiện vào hồi

9H ngày 20 tháng 01 năm 2013 và 9H30 ngày 11 tháng 06 năm 2013.

- Với các giống gốc Nếp TK90, 415, Hoa Vàng và các dòng đột biến

việc chiếu xạ đƣợc thực hiện vào các thời điểm nhƣ sau.

Lần 1 (vụ Mùa 2014) lúc 9H ngày 05 tháng 06 năm 2014.

Lần 2 (vụ Xuân 2015) lúc 9H ngày 25 tháng 12 năm 2015

Lần 3(vụ Mùa 2015) lúc 9H30 ngày 13 tháng 06 năm 2015

* Phƣơng pháp chọn lọc sau đột biến

Chọn lọc sau đột biến đƣợc thực hiện theo Trần Đình Long (1997) [21a]

có cải tiến.

- Ở thế hệ M1, với mỗi cá thể thu khoảng 20-30 hạt ở bông chính, trộn

lẫn với nhau và gieo thành M2.

- Ở M2 xác định các thể biến dị về diệp lục (giai đoạn mạ) và các thể

biến dị về hình thái, nông học có ý nghĩa chọn giống.

- Ở M3, mỗi cá thể thu đƣợc ở M2 đƣợc trồng thành lô ở M3, chọn các

cá thể tốt nhất, gieo thành ô ở M4 và loại bỏ dòng ko tốt.

- ở M4, đánh giá sơ bộ về các đặc điểm hình thái, năng suất, tuyển chọn

dòng tốt để so sánh đánh giá lặp lại ở một số địa điểm.

M5-M8, đánh giá tổng thể các dòng đột biến, đánh giá lặp lại để so

sánh về năng suất của các dòng tốt tại nhiều địa điểm để chọn dòng ƣu tú nhất

Hạt giống lúa đem chiếu xạ Tia gamma

M1(Mùa 2012)

Thu hạt của các bông chính ở M1, trộn

lẫn và gieo chúng thành quần thể ở M2

M2 (Mùa 2013)

Phân lập và thu hoặc riêng từng cây mang

các biến dị có ý nghĩa chọn giống

M3 (Xuân 2014)

Trồng thành ô riêng các cây thu đƣợc ở M2

Đánh giá, loại bỏ các dòng không mong muốn,

M4 (Mùa 2014)

Gieo mỗi cá thể chọn đƣợc ở M3 thành ô

Riêng. Tiếp tục đánh giá, so sánh sơ bộ với

đối chứng và loại bỏ dòng không tốt

M5---M8 đánh giá toàn diện các dòng đột biến Về các đặc điểm hình thái, nông học, năng suất và chất lƣợng, để chọn các dòng ƣu tú, đánh giá sự ổn đinh và tích nghi của các dòng nhằm lựa chọn dòng ổn định nhất, từ đó nhân lên phục vụ sản xuất.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

M9-M10: nhân và sản xuất giống

Hình 2.1. Sơ đồ xử lý và chọn giống đột biến

2.3.2. Phương pháp triển khai thí nghiệm đồng ruộng.

Ruộng thí nghiệm thuộc chân vàn, chủ động nƣớc, đƣợc cày bừa kỹ,

chia thành luống rộng 2m, giữa 2 luống kế cận để lối đi rộng 40cm, xung

quanh ruộng có dải bảo vệ rộng 1,5m. Các lô thí nghiệm đƣợc cấy theo công

thức 20 x 20cm, 1dảnh /khóm.

Các lô chiếu xạ cùng liều lƣợng ở thế hệ thứ nhất (M1) và thứ hai (M2)

đƣợc trồng theo khối, mỗi lô thí nghiệm đƣợc gieo trồng thành 1 ô riêng, hết ô

khối này đến ô khối khác, hết giống hoặc dòng đột biến này đến giống hoặc

dòng đột biến khác.

Thí nghiệm xác định sự đa dạng của các dòng đột biến, đánh giá tính ổn

định và thích nghi của các dòng triển vọng đƣợc bố trí theo khối ngẫu nhiên đủ (RCBD), mỗi ô rộng 10m2, với 3 lần lặp lại.

Việc chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh đƣợc tiến hành theo “Quy chuẩn kỹ

thuật Quốc gia về Khảo nghiệm giá trị Canh tác và Sử dụng của giống lúa”.

2.3.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng liều xạ, vật liệu xử lý đến sự

phát sinh các biến dị ở thế hệ thứ 2.

 Vật liệu nghiên cứu: chúng tôi sử dụng hạt của 3 giống lúa nếp không

cảm ứng quang chu kỳ: Lang Liêu, N98 và Phú Quý.

 Phƣơng pháp thí nghiệm:

- Chiếu xạ hạt giống: Mỗi lô chiếu xạ và đối chứng sử dụng 1000 hạt, chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) liều lƣợng 100 và 150Gy vào hạt ở thời điểm nảy

mầm 70H 30 phút, trong cả vụ Xuân và Mùa 2013.

- Quy trình gieo trồng các thế hệ và thu nhận đột biến:

Hạt của các lô chiếu xạ ở vụ Xuân sẽ đƣợc gieo trồng thế hệ thứ nhất

(M1) ở vụ Xuân . Hạt thu đƣợc từ các bông chính của các cây M1 sẽ đƣợc chia

thành 2 phần, phần thứ nhất trồng thành cây M2 trong vụ Mùa ; phần thứ 2 sẽ

đƣợc bảo quản và trồng thành cây M2 trong vụ Xuân của năm sau.

Hạt của các lô chiếu xạ ở vụ Mùa sẽ đƣợc gieo trồng thế hệ thứ nhất

(M1) ở vụ Mùa . Hạt thu đƣợc từ các bông chính của các cây M1 sẽ đƣợc chia

thành 2 phần, phần thứ nhất trồng thành cây M2 trong vụ Xuân của năm sau;

phần thứ 2 đƣợc bảo quản và trồng thành cây M2 trong vụ Mùa của năm sau. Nhƣ vậy, các hạt thu đƣợc ở M1 (gieo trồng ở vụ Xuân hay vụ Mùa )

đều đƣợc trồng thành M2 ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Kết quả nghiên cứu là

tổng hợp kết quả của M2 ở cả vụ Xuân và vụ Mùa .

 Các chỉ tiêu nghiên cứu:

Ở M1, xác định tỷ lệ sống sót qua các giai đoạn: mạ, đẻ nhánh và trỗ -

chín Ở M2, xác định các thể biến dị về diệp lục và các biến dị về hình thái,

nông học có ý nghĩa chọn giống.

2.3.4. Phương pháp nghiên cứu xác định hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ

vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến.

 Vật liệu nghiên cứu: Chúng tôi sử dụng 3 giống gốc và 3 dòng đột biến

tƣơng ứng phát sinh từ chúng là: nếp Cái Hoa Vàng và dòng đột biến tự nhiên

HVH; nếp 415 và dòng đột biến M50; nếp TK90 và dòng đột biến TK97.

 Phương pháp thí nghiệm:

Chiếu xạ hạt giống đƣợc thực hiện ở vụ Mùa 2014 với 2 liều xạ 100 và

150Gy (nhƣ đã trình bày ở phần phƣơng pháp chiếu xạ)

Quy trình thu nhận đột biến:

Việc chiếu xạ và gieo trồng thế hệ thứ nhất M1 đƣợc tiến hành ở vụ Mùa 2014. Hạt thu đƣợc từ các bông chính của M1 ở các ô chiếu xạ từ nếp

Cái Hoa Vàng và và 1 phần hạt M1 của dòng đột biến HV-H đƣợc bảo quản

và gieo thành M2 ở vụ Mùa 2015 (do giống gốc nếp Cái Hoa Vàng cảm ứng

với quang chu kỳ).

Hạt thu đƣợc từ các bông chính của M1 ở các lô chiếu xạ vào nếp 415,

TK90 và các dòng đột biến M50, Tk97 và 1 phần hạt M1 thu đƣợc từ dòng

đột biến HV-H đƣợc gieo trồng ở cả vụ Xuân và vụ Mùa .

Hạt của giống gốc và hạt của các lô chiếu xạ đƣợc gieo riêng thành

từng ô, hết ô này đến ô khác, hết giống/dòng này đến giống/dòng khác.

 Các chỉ tiêu theo dõi:

Ở M2, tiến hành thu nhận các thể biến dị về diệp lục và các thể biến dị

chính về hình thái, nông học có ý nghĩa chọn giống.

2.3.5. Phương pháp nghiên cứu mối tương quan giữa sự phát sinh biến dị

diệp lục ở giai đoạn mạ với biến dị có ý nghĩa chọn giống.

Sử dụng phần mềm Excel với hàm định sẵn CORREL(Ax:Ay; Bx:By) để

xác định hệ số tƣơng quan giữa tổng tần xuất biến dị diệp lục, tần xuất các

kiểu biến dị diệp lục với tổng tần xuất và phổ (số loại) biến dị có ý nghĩa chọn

giống. Theo đó, hệ số tƣơng quan -1≤ r ≤1; nếu hệ số tƣơng quan (r) giữa 2

yếu tố nào đó càng gần 1 thì có mối tƣơng quan thuận và chặt giữa 2 yếu tố

đó, nếu hệ số tƣơng quan (r) càng gần -1 thì có mối tƣơng quan nghịch và

chặt giữa 2 yếu tố đó; nếu hệ số tƣơng quan (r) càng gần 0 thì giữa 2 yếu tố đó

không có mối tƣơng quan. (r càng gần 1 hay -1 thì mối tƣơng quan càng chặt,

càng gần 0 thì mối tƣơng quan càng yếu, r = 0 thì không có mối tƣơng quan).

2.3.6. Phương pháp nghiên cứu cải tiến giống nếp Đuôi Trâu và nếp Cái

Hoa Vàng

- Chiếu xạ hạt giống: do các giống nếp Đuôi Trâu và nếp Cái Hoa Vàng

đều cảm ứng chặt với quang chu kỳ nên việc chiếu xạ đƣợc thực hiện ở vụ

Mùa (vụ Mùa 2012).

- Ở thế hệ thứ nhất (M1), thu hạt của các bông chính ở mỗi cá thể, sau đó

trộn lẫn với nhau và bảo quản để gieo trồng thành quần thể cây ở M2 trong vụ

Mùa 2013.

- Ở thế Hệ M2 (vụ Mùa 2013) phân lập các biến dị có ý nghĩa chọn

giống đặc biệt là các biến dị chín sớm, mỗi thể biến dị ở M2 gieo thành 1

dòng riêng rẽ ở M3 (vụ Xuân 2014).

- Ở M3 phân lập các đột biến có ý nghĩa trong chọn giống, gieo trồng

thành M4 để tiếp tục chọn lọc.

- Ở M4, M5: đánh giá và so sánh sơ bộ với đốic chứng, loại bỏ các dòng

không tốt.

- Ở M6, M7 tiến hành đánh giá toàn diện các dòng đột biến về các đặc

điểm hình thái, nông học năng suất và chất lƣợng ở vụ Xuân và vụ Mùa ,

tuyển chọn dòng có triển vọng

- Ở M8, M9 tiến hành đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng

Hạt giống lúa

nếp Đuôi Trâu, nếp Cái Hoa Vàng

Chiếu xạ vào hạt nảy mầm ở 70h30

Vụ Mùa 2012 M1 :

thu hạt của các bông chính để gieo trồng sang M2

Vụ Mùa 2013 M2 : phân lập các biến dị (các biến dị chín sớm ở M2) Vụ Xuân 2014 M3: thu hạt của các bông chính để gieo trồng sang M4

Vụ Mùa 2014 M4: phân lập các biến dị mới phát sinh

Vụ Xuân 2015 M5

gieo trồng, đánh giá sơ bộ các dòng đột biến, loại bỏ các dòng không mong muốn

Vụ Mùa 2015 M6

Vụ Xuân 2016 M7

Đánh giá đa dạng các dòng đột biến (dựa trên 49 đặc điểm hình thái, nông sinh học), chọn lọc và thu nhận các dòng đột biến có triển vọng

Vụ Mùa 2016 M8

Vụ Xuân 2017 M9

Đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng, từ đó chọn ra dòng đột biến ƣu tú nhất (ĐT4, HV1, HV13)

có triển vọng từ đó tuyển chọn dòng ƣu tú nhất.

Hình 2.2. Sơ đồ tóm tắt quá trình chiếu xạ, phân lập và tuyển chọn dòng đột biến

2.3.7. Phương pháp đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học và chất

lượng lúa gạo của một số dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa

Vàng, nếp Đuôi Trâu và dòng đột biến tự nhiên HV-H.

 Vật liệu nghiên cứu: sử dụng 29 dòng đột biến phát sinh từ 2 giống lúa

nếp; Trong đó, 14 dòng phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng (HV1, HV2, HV3,

… và HV14); 15 dòng phát sinh từ nếp Đuôi Trâu (ĐT1, ĐT2, ĐT3, …. Và

ĐT15) và 17 dòng phát sinh từ dòng đột biến HV-H (H1, H2, H3,…và H17).

 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: mỗi dòng đột biến và giống

gốc đƣợc gieo riêng thành từng ô, mỗi ô có kích thƣớc 10m2 (2x5m), với 3

lần lặp lại theo kiểu khối ngẫu nhiên đủ (RCBD).

 Các chỉ tiêu theo dõi: các đặc điểm chủ yếu về hình thái, nông hoc và chất

lƣợng lúa gạo.

 Phƣơng pháp đánh giá:

- Các đặc điểm hình thái, nông học và chất lƣợng lúa gạo đƣợc đánh giá và

mô tả theo: “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa” của IRRI (2013)[91];

“Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng

của giống lúa (2011)”[3]; “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm tính

khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống lúa (2011)”[4].

Phƣơng pháp xác định một số đặc điểm chất lƣợng gạo

- Hàm lượng Amyloza được xác định theo phương pháp của Juliano, 1993

Mẫu gạo của mỗi dòng đột biến đƣợc nghiền thành bột và để ở nhiệt độ

phòng ít nhất 2 ngày.

Lập đƣờng chuẩn: Cân 100 mg Amyloza khoai tây (hãng Merck) cho

vào bình định mức 100ml, thêm 10 ml methanol rồi để yên trong 15 phút. Sau

khi hút bỏ methanol, bổ sung 2,5 ml ethanol và 22,5 ml NaOH 1N, đun cách

thủy trong 10 phút. Để nguội, sau đó bổ sung nƣớc cất cho đủ 100 ml và lắc

đều. Lấy lần lƣợt 1,2,3,4,5 ml dung dịch amyloza chuẩn cho vào bình định

mức, thêm nƣớc cất vào cho đủ 50ml.

Chuẩn độ mỗi dung dịch bằng HCl 0,05 N để dung dịch có độ PH = 10,5.

Thêm vào mỗi mẫu 2ml dung dịch lugol rồi chuyển mẫu sang bình định

mức, thêm nƣớc cất vào cho đủ 100ml, lắc đều rồi để yên trong 20 phút.

Đo các mẫu chuẩn ở bƣớc sóng 590 nm trên máy UV-1601 PC của hãng

SHIMADZU.

Hàm lƣợng amyloza trong mẫu đƣợc xác định từ 5ml dung dịch mẫu, từ

100 mg mẫu ban đầu. Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ trong thí nghiệm lập

đƣờng chuẩn. Kết quả đƣợc đọc qua đƣờng chuẩn.

Đánh giá hàm lƣợng amyloza theo SES (Standard evaluation system for

rice) của IRRI (2013)[91], Los Banos, Philippines.

- Phương pháp định lượng nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl

(Juliano, 1993).

Hàm lƣợng protein đƣợc tính bằng tích của hàm lƣợng nitrogen và hệ số

chuyển đổi (5,95 đối với trƣờng hợp cây lúa) (Juliano, 1993), thực hiện nhƣ sau:

Mẫu gạo lức (lật) đƣợc xay nhuyễn, sấy khô, sau đó tiến hành vô cơ hóa

mẫu bằng cách: cân 0,5 gr nguyên liệu cho vào bình Kjeldahl, thêm vào bình

10 ml H2SO4 đậm đặc, 3 giọt H2O2 30% rồi đun cho đến khi dung dịch trở nên

trong suốt. Sau khi để nguội, chuyển dung dịch sang bình định mức và bổ

sung nƣớc cất cho đủ 100ml.

Tiến hành cất đạm: lấy 10 ml dung dịch mẫu đã đƣợc vô cơ hóa cho vào

bình cất đạm, thêm 10 ml NaOH đậm đặc cho vào bình chứa 10 ml H2SO4

0,01 N và 3 giọt thuốc thử methyl đỏ. Quá trình chƣng cất kết thúc khi dung

dịch không còn kiềm tính, chuẩn độ H2SO4 0,01N dƣ bằng NaOH 0,01 N.

Xác định hàm lƣợng nitơ tổng số (% Nts) theo công thức:

Nts (%) = [(A-B)x 0,0014 x b x 100]/ (a x d)

Trong đó: A: số ml H2SO4 0,01N cho vào bình hứng

B: số ml NaOH 0,01N chuẩn độ lƣợng H2SO4 dƣ

a: số gram nguyên liệu đem thí nghiệm

b: tổng số ml dung dịch mẫu

d: số ml dung dịch mẫu cho vào chƣng cất

-Phương pháp xác định và đánh giá mùi thơm từ lá và hạt gạo.

Sử dụng phƣơng pháp của Sood và Siddig (1978), đƣợc Nguyễn Thị

Lang, Bùi Chí Bửu và cs (2004) cụ thể hóa (dẫn theo Nguyễn Minh Anh Tuấn

2017)[48].

Lấy khoảng 2gram lá lúa ở giai đoạn đẻ nhánh, cắt thành các đoạn ngắn

(khoảng 5mm), ngâm với 5ml dung dịch KOH 1,7% trong ống nghiệm, đậy

kín miệng ống nghiệm rồi để ở nhiệt độ phòng trong 10 phút. Sau đó đánh giá

mức độ thơm của mẫu bằng cảm quan (ngửi): việc đánh giá đƣợc tiến hành

với 5 ngƣời, cho điểm theo thang đánh giá (1- không thơm, 2- thơm rất nhẹ,

3- thơm nhẹ, 4- thơm, 5- thơm đậm), lấy điểm trung bình của 5 ngƣời để xác

định mùi thơm.

- Phương pháp đánh giá mùi thơm từ hạt: Lấy ngẫu nhiên 10 hạt của mỗi

dòng ngay sau khi thu hoạch, bóc vỏ trấu, làm trắng rồi nghiền thành bột. Bột

gạo của mỗi dòng đột biến đƣợc cho vào ống nghiệm chứa 500 µl KOH 1,7%,

bọc kín miệng ống nghiệm và để ở nhiệt độ phòng trong 10 phút. Đánh giá

mùi thơm bằng phƣơng pháp cảm quan (ngửi) và cho điểm theo thang đánh

giá (điểm<4: không thơm hoặc thơm rất nhẹ; 4≤điểm<6: thơm nhẹ; 6≤điểm<8

thơm; điểm ≥8: thơm đậm). Mức độ biểu hiện mùi thơm đƣợc xác định dựa

trên điểm trung bình của 5 ngƣời tham gia đánh giá.

- Phương pháp xác định độ bền thể gel. (theo quy trình của Viện cơ điện và

công nghệ sau thu hoạch).

Các mẫu đƣợc giữ ở nhiệt độ phòng 2 ngày để đạt độ ẩm nhƣ nhau, sau

đó nghiền mẫu và rây thành bột mịn.

Cân mỗi mẫu 100mg, cho vào ống nghiệm kích thƣớc 13x100mm, rồi

thêm 0,2ml ethanol 95% có chứa 0,025% thymol blue, thêm 2ml KOH 0,2N.

Trộn mẫu bằng máy vortex ở tốc độ 6, ống nghiệm đƣợc bịt bằng giấy nhôm.

Đun các ống nghiệm trong nồi cách thủy ở nhiệt độ sôi trong 8 phút rồi

lấy ra để yên 5 phút, sau đó làm lạnh trong nƣớc đá 20 phút.

Đặt các ống nghiệm nằm ngang trên giấy kẻ ô, để gel chảy từ từ. Sau 1

giờ, đo chiều dài gel từ đáy ống nghiệm đến mí gel. Mỗi mẫu lặp lại 3 lần.

Độ dài thể gel Độ bền thể gel

Rất mềm > 80 mm

Mềm 61 - 80 mm

Trung bình 41 - 60 mm

Hơi cứng 36 - 40 mm

Cứng < 35 mm

2.3.8. Phương pháp đánh giá tính ổn định về năng suất của các dòng đột

biến có triển vọng.

 Vật liệu nghiên cứu:

Sử dụng 21 dòng đột biến. Trong đó, 7 dòng phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng

(HV1, HV3, HV7, HV8, HV11, HV13 và HV14); 7 dòng phát sinh từ nếp Đuôi

Trâu (ĐT1, ĐT3, ĐT4, ĐT7, ĐT13 và ĐT15) và 7 dòng phát sinh từ dòng đột

biến HV-H (H1, H5, H6, H12, H13, H16 và H17).

 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm:

- Mỗi dòng đột biến và giống gốc đƣợc gieo riêng thành từng ô, mỗi ô có kích thƣớc 10m2 (2x5m), với 3 lần lặp lại theo kiểu khối ngẫu nhiên đủ (RCBD).

- Thí nghiệm đƣợc thực hiện ở cả vụ Mùa và vụ Xuân tại 5 địa điểm thuộc 5

tỉnh và thành phố là: Lạng Sơn, Bắc Giang, Hà Nội, Thanh Hóa và Nghệ An.

 Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất thực thu của các dòng đột biến và giống gốc.

 Phƣơng pháp đánh giá tính ổn định về năng suất thực thu:

Phân tích tính ổn định của các dòng đột biến nghiên cứu theo mô hình

Eberhart và Russel (1996) (dẫn theo Nguyễn Minh Anh Tuấn, 2017)[48].

Yij = µi + βIj + δij. Trong đó:

Yij: Trung bình của dòng i ở môi trƣờng j;

µ: Giá trị trung bình tổng thể của các dòng trên các môi trƣờng;

β: Hệ số hồi qui của kiểu gen thứ i trên chỉ số môi trƣờng.

(trong đó : Ij: Chỉ số môi trƣờng; Ij=

V : số giống, L: số điểm thí nghiệm);

δij: Độ lệch từ hồi quy kiểu gen i ở môi trƣờng j.

2 Hệ số hồi quy (regression coefficent) bi = ΣYijIj/ΣIj

- Đánh giá tính thích nghi theo hệ số hồi quy (bi):

2 - σri

2 = σri

2 + dij

2 = (Yij – (ΣYi

2)/L) – (biΣYijIj) 2/(L-2)) - (δe2/r) (Trong đó:

Độ lệch chuẩn (deviation): dij = σi

2: trung bình phƣơng sai

Phƣơng sai (variation): σi Chỉ số ổn định (stable deviation): S2di = (Σδij

; δe

của kiểu gen trong tất cả các môi trƣờng; r: số lần lặp lại của một kiểu gen

trong một môi trƣờng).

Tính thích nghi, tính ổn định của từng kiểu gen qua các môi trƣờng đƣợc

mô phỏng bằng phƣơng trình hồi qui: Yij = Xi + biIj

Tính ổn định và tính thích nghi về năng suất của các dòng/giống đƣợc

ƣớc lƣợng theo phƣơng trình hồi quy: Y = Xi + biIj + S2di

Trong đó, Xi : năng suất trung bình của giống qua các môi trƣờng Theo mô hình này, kiểu gen có S2di = 0 đƣợc xem là ổn định, S2di ≠ 0 là không ổn định. Kiểu gen có S2di = 0 và bi = 1 đƣợc xem là ổn định và thích

nghi rộng; nếu bi > 1 thì kiểu gen đó thích nghi ở môi trƣờng thuận lợi; ngƣợc

lại, bi < 1 thì kiểu gen đó thích nghi với môi trƣờng không thuận lợi.

2.3.9. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

2.3.9.1. Phương pháp thu thập số liệu (theo Đào Xuân Tân, 1995)[35]

 Ở thế hệ thứ nhất (M1)

Xác định tỷ lệ sống sót ở thời kỳ mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín: đếm số cá

thể còn sống sót ở mỗi giai đoạn đó.

 Ở thế hệ thứ hai (M2)

Mỗi bông chính ở M1 lấy 30 hạt ở đầu, giữa và cuối bông, hạt của các

bông trong cùng một lô đƣợc trộn lẫn với nhau và gieo thành lô ở M2.

- Ở giai đoạn mạ: xác định các kiểu biến dị về diệp lục theo hệ thống của

Kalam I.V và Orav T (1972) (dẫn theo Đào Xuân Tân 1995)[35].

Abina: toàn thân và lá có mầu trắng

Xantha: thân và lá có mầu vàng tƣơi hay vàng sẫm

Chlorina: thân và lá có mầu vàng nhạt

Aboviridis: đầu lá trắng, phiến lá xanh

Xanthaabina: đầu lá vàng, phiến lá trắng

Tigrina: sọc vằn ngang trên phiến lá

Striata: sọc trắng, vàng dọc phiến lá

Maculata: một phần lá, thân không có sắc tố.

- Ở giai đoạn đẻ nhánh, trỗ- chín: xác định các thể biến dị về hình thái,

nông học theo thang xác định sau.

+ Đột biến hình thái

Cây thấp hơn cây của giống gốc từ 20cm trở lên là đột biến thấp cây.

Cây có lá đòng dài hơn lá đòng của giống gốc từ 10cm trở lên là đột

biến tăng chiều dài lá đòng.

Cây có bông dài hơn của giống gốc từ 3cm trở lên là biến dị bông dài.

Cây có hạt to hơn hạt của giống gốc từ 1,3 lần trở lên là đột biến hạt to.

Cây có hạt xếp gối lên nhau từ 1/3 hạt trở lên là đột biến hạt xếp xít.

Các đột biến về mầu sắc thân, lá, đƣợc xác định bằng mắt thƣờng.

Cây có TGST ngắn hơn giống gốc từ 7 ngày trở lên là đột biến chín sớm.

+ Đột biến về các yếu tố nông học.

Cây có số nhánh nhiều hơn số nhánh của giống gốc từ 5 nhánh trở lên

là đột biến đẻ nhiều nhánh.

+ Đột biến về các yếu tố cấu thành năng suất.

Cây có số bông hữu hiệu nhiều hơn giống gốc từ 3 bông trở lên là đột

biến tăng bông hữu hiệu.

Cây có số hạt trên bông nhiều hơn số hạt trên bông của giống gốc từ 20

hạt trở lên là đột biến tăng số hạt trên bông.

Cây có khối lƣợng 1000 hạt lớn hơn của giống gốc từ 4gram trở lên là

đột biến tăng khối lƣợng hạt.

2.3.9.2. Phương pháp giải phẫu thân lúa

Nghiên cứu giải phẫu thân lúa đƣợc tiến hành theo Nguyễn Thị Mong

(2005) [25a]

- Cắt ngang thân cây lúa ở giai đoạn 4 (vƣơn lóng) và giai đoạn 6 (trỗ

bông).

- Ngâm mẫu trong nƣớc Javen khoảng 15 – 20 phút để loại hết nội chất

của tế bào (thấy mẫu trong là đƣợc) sau đó, rửa sạch mẫu bằng nƣớc cất.

- Ngâm mẫu trong dung dịch axit axetic 30% trong 5 phút, rửa bằng nƣớc cất.

- Nhuộm mẫu lần 1 trong dung dịch xanh metylen 1% trong khoảng từ 30 giây

đến 1 phút, sau đó rửa sạch mẫu bằng nƣớc cất.

- Nhuộm mẫu lần 2 trong dung dịch Carmine phèn chua từ 30 – 60 phút.

- Lên tiêu bản, quan sát và chụp ảnh mẫu dƣới kính hiển vi quang học.

2.3.9.3. Phương pháp xử lý số liệu

- Tỷ lệ sống sót đƣơc tính bằng tỷ lệ giữa số cá thể sống sót đến gai

đoạn đó với tổng số cá thể đem gieo

-Tần xuất biến dị đƣợc xác định bằng tỷ lệ giữa số cá thể mang biến dị

với tổng số cá thể trong lô còn sống đến giai đoạn đó (tính theo%).

f% = . 100

- Sai số (%): m% =

Trong đó: f- Số thể biến dị trong lô; n- Tổng số cá thể trong lô

- Các số liệu về đặc điểm của giống gốc và các dòng đột biến đƣợc xử lý

bằng phần mềm Excel và Irristat for Windows Version 5.0 và NTSYS

2.1 để để xác định hệ số tƣơng đồng, phân nhóm di truyền các dòng đột

biến ở vụ Xuân , vụ Mùa và sơ đồ chung của cả vụ Xuân và vụ Mùa .

- Sử dụng phần mềm chọn lọc của Nguyễn Đình Hiền để chọn lọc các

dòng đột biến có triển vọng.

- Sử dụng phần mềm ổn định của Nguyễn Đình Hiền để đánh gía mức độ

ổn định của các dòng đột biến.

2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.4.1. Thời gian nghiên cứu

Việc chiếu xạ và thực hiện các thí nghiệm đƣợc thực hiện từ tháng 6

năm 2012 đến tháng 6 năm 2017. Cụ thể nhƣ sau:

* Với Nội dung nghiên cứu cải tiến nếp Đuôi Trâu và nếp Cái Hoa Vàng

- Tháng 6- 12/ 2012, chiếu liều xạ 100 và 150Gy, gieo trồng hạt giống

gốc và hạt sau chiếu xạ để thu nhận M1.

- Tháng 6-12/ 2013, Gieo trồng M2 và phân lập các biến dị, đặc biệt là

các biến dị chín sớm, mất tính cảm ứng quang chu kỳ.

- Tháng 1/2014-tháng 6/2015: gieo trồng và chọn lọc các dòng đột biến

- Tháng 7/2015- tháng 6/2016: đánh giá đa dạng các dòng đột biến thu,

từ đó chọn lọc và thu nhận các dòng đột biến có triển vọng.

- Tháng 7/2016- tháng 6/2017: đánh giá tính ổn định và thích nghi của

các dòng đột biến có triển vọng.

* Với nội dung: nghiên cứu ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý

đến sự phát sinh các biến dị ở thế hệ thứ 2

- Tháng 1/2013 – tháng 6/2013(vụ Xuân ) chiếu xạ vào hạt nảy mầm

của các giống Phú Quý, Lang Liêu và N98 và gieo trồng thế hệ thứ nhất (M1)

ở vụ Xuân , thu hạt ở các bông chính của các cây ở M1 và chia thành 2 phần,

để chuẩn bị gieo trồng sang M2 (ở cả vụ Xuân và vụ Mùa ).

- Tháng 6/ 2013- tháng 12/2013 (vụ Mùa )

+ Gieo trồng ½ số hạt của các cây ở M1 (thu ở vụ Xuân ) để nhận thế hệ

M2, phân lập các biến dị nhận đƣợc.

+ Tiếp tục chiếu xạ vào hạt nảy mầm của các giống Phú Quý, Lang Liêu

và N98 và gieo trồng thế hệ thứ nhất (M1), thu hạt từ các bông chính của các cây

ở M1 và chia thành 2 phần và gieo trồng sang M2 ở cả vụ Xuân và vụ Mùa .

- Tháng 1/2014 – tháng 6/2014:

+ Gieo trồng ½ số hạt thu từ các cây M1 ở vụ Xuân 2013 để nhận thế

hệ M2, phát hiện và phân lập các biến dị nhận đƣợc.

+ Gieo trồng ½ số hạt thu đƣợc từ các cây M1 ở vụ Mùa 2013 để thu

nhận thế hệ M2, phát hiện và phân lập các biến dị có ý nghĩa chọn giống.

-Tháng 7/2014- tháng 12/2014

+ Gieo ½ số hạt từ các bông chính của cây M1 thu đƣợc ở vụ Mùa 2013

để nhận thế hệ M2, phát hiện và phân lập các biến dị có ý nghĩa chọn giống.

Nhƣ vậy, việc chiếu xạ và gieo trồng thế hệ thứ nhất đối với các giống

Phú Quý, Lang Liêu và N98 đƣợc tiến hành ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Các

hạt thu đƣợc từ các bông chính thu đƣợc từ các cây M1 gieo trồng ở vụ Xuân

2013 hay vụ Mùa 2013 đều đƣợc chia thành 2 phần và gieo trồng thành M2 ở

cả vụ Xuân và vụ Mùa để thu nhận các biến dị, thống kê và so sánh hiệu quả

gây biến dị khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa )

* Với nội dung: Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến khi chiếu xạ vào

giống gốc và dòng đột biến.

-Tháng 6/2014 – tháng 12/2014: chiếu xạ vào hạt nảy mầm của các

giống gốc nếp Cái Hoa Vàng, TK90, nếp 415 và các dòng đột biến: HV-H,

TK97, M50 đồng thời gieo trồng chúng ở vụ Mùa 2014 để thu nhận thế hệ

thứ nhất (M1), thu hạt từ các bông chính ở các cây M1 để chuẩn bị gieo trồng

sang M2.

- Tháng 1/2015- tháng 6/ 2015: gieo trồng ½ số hạt thu đƣợc từ các

cây M1 của các lô chiếu xạ hạt giống TK90, 415, các dòng đột biến TK97,

HV-H, M50 để nhận thế hệ thứ 2, phát hiện và phân lập các biến dị có ý

nghĩa chọn giống.

- Tháng 6/2015- tháng 12/2015: gieo trồng các hạt M1 thu đƣợc từ lô

chiếu xạ vào giống nếp Cái Hoa vàng và ½ số hạt còn lại thu đƣợc từ dòng

đột biến HV-H, phát hiện và phân lập các biến dị có ý nghĩa chọn giống.

+ Gieo trồng các biến dị có ý nghĩa chọn giống thu đƣợc từ vụ Xuân

2015 (đặc biệt là các biến dị thu đƣợc từ dòng đột biến HV-H) để nhận thế hệ

M3, tiếp tục đánh giá và chọn lọc các dòng đột biến ở M3 nhằm thu đƣợc các

dòng tốt và tăng độ thuần của dòng đƣợc chọn.

- Tháng 1/2016 – tháng 6/2016 tiếp tục gieo trồng M4 để đánh giá và

thu nhận các dòng đột biến có triển vọng.

- Tháng 6/2016 – 12/2016: đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học của

các dòng đột biến nhận đƣợc từ dòng đột biến HV-H (M5), xử dụng phần mềm

chọn lọc của Nguyễn Đình Hiền để đánh giá và chọn các dòng có triển vọng.

- Tháng 1/2017: đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng đột

biến có triển vọng.

2.4.2. Địa điểm nghiên cứu

- Việc chiếu xạ hạt giống đƣợc tiến hành tại Trung tâm Chiếu xạ Quốc

gia, Nhổn, Từ Liêm, Hà Nội.

- Các thí nghiệm về phân lập và chọn lọc các dòng đột biến, đánh giá

đa dạng các dòng đột biến đƣợc thực hiện tại khu thí nghiệm đồng ruộng của

Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến Nông, Viện Khoa học Nông

nghiệp Việt Nam, xã Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

- Các thí nghiệm đánh giá sự biểu hiện của mùi thơm, tính ổn định và

thích nghi của các dòng đột biến thực hiện tại 5 địa điểm

Lạng Sơn: xã Yên Vƣợng, huyện Hữu Lũng, tỉnh Lạng Sơn

Bắc Giang: xã Hồng Thái, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang

Hà Nội: xã Vĩnh Quỳnh, huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội

Thanh Hóa: xã Thuần Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

Nghệ An: xã Tân Xuân, huyện Tân Kỳ, tỉnh Nghệ An

- Các thí nghiệm về giải phẫu thân lúa và đo đƣờng kính gốc đƣợc thực

hiện tại Phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Thực vật học, khoa Sinh học, Trƣờng

Đại học Sƣ phạm Hà Nội.

- Một số chỉ tiêu về chất lƣợng lúa gạo (Hàm lƣợng amyloza, protein,

độ bền thể gel,…), xác định tại phòng phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng của

Viện cơ điện và Công nghệ sau thu hoạch.

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hƣởng liều xạ và vật liệu xử lý đến tỷ lệ sống sót ở hệ thứ nhất (M1)

Theo Kodym A et al., (2012)[101], tỷ lệ sống sót (TLSS) ở M1 là tiêu chí quan trọng đánh giá hiệu quả của tác nhân gây đột biến. Cây mạ mọc từ

hạt bị chiếu xạ chịu tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của tác nhân phóng xạ.

Chiếu xạ liều lƣợng thấp có tác dụng kích thích sự nảy mầm, sinh trƣởng và

phát triển của cây nhƣng ở liều lƣợng cao hoặc quá cao sẽ kìm hãm sự sinh

trƣởng, gây chết phôi mầm hoặc cây ở các thời điểm và giai đoạn sinh trƣởng

khác nhau.

Liều

Giống

Tỷ lệ sống sót theo các giai đoạn

xạ

Mạ

Đẻ nhánh

Trỗ - chín

(Gy)

Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa

0 (đối

PQ 91,7±0,87 92,9±1,93 90,3±1,78 91,8±1,33 89,5±1,77 91,1 ±1,57

chứng)

LL 88,8±1,57 90,5±1,76 86,9±1,65 89,3±1,65 85,7±1,89 88,7±1,54

N98 90,5±1,73 91,7±1,89 88,1±1,45 90,6±1,75 87,6±1,71 89,1±1,77

Bảng 3.1. Tỷ lệ sống sót ở M1 do chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp ở vụ Xuân vụ Mùa 2013 tại Thanh Trì, Hà Nội

TB

90,3±1,41 91,7±1,83 88,4±2,15 90,6±1.31 87,6±2,47 89,6±1,53

PQ 36,7±1,52 42,1±1,17 31,5±1,05 38,7±1,16 29,6±1,32 35,3±1,39

LL 28,5±1,33 36,8±1,15 25,9±1,19 34,5±1,23 24,5±1,03 32,1±1,16

100

N98 31,7±1,23 37,6±1,39 27,2±1,29 34,9±1,21 23,9±1,43 33,7±1,40

TB 32,3±1,03 38,8±1,19 28,2±0,94 36,0±1,03 26,0±0,68 33,7±1,05

PQ 30,4±1,09 37,3±1,52 24,1±0,97 32,9±1,34 22,5±1,14 30,5±0,97

LL 24,6±1,18 33,2±1,24 21,3± 0,27 30,7±1,15 20,8±0,87 28,6±0,95

150

N98 25,2±1,34 35,2±1,32 21,1±1,13 31,5±1,37 19,3±1,07 29,2±1,22

TB 26,7±1,17 35,2±1,05 22,2±0,92 31,7±1,11 20,9±0,49 29,4±1,21

Ghi chú: PQ: Phú Quý, LL: Lang Liêu, TB; Trung bình

Kết quả nghiên cứu đƣợc thể hiện ở bảng 3.1 cho thấy: các giống lúa

khác nhau có độ mẫn cảm khác nhau đối với phóng xạ nên có TLSS khác

nhau. TLSS giảm dần qua các giai đoạn mạ, đẻ nhánh và trỗ - chín. Kết quả

này khẳng định hiệu quả tác động kéo dài của phóng xạ gamma khi chiếu vào

hạt nảy mầm của các giống lúa nghiên cứu.

Liều xạ càng cao thì tỷ lệ sống sót càng giảm và ngƣợc lại, cùng một

liều xạ, khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa cho TLSS cao hơn so với ở vụ Xuân . Tỷ

lệ sống sót ở giai đoạn trỗ - chín ở liều xạ 100Gy khi chiếu xạ và gieo trồng

M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa lần lƣợt là: 26,0 và 33,7; tỷ lệ tƣơng ứng ở liều xạ

150Gy là: 20,9 và 29,4. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Ramchander

S et al.,(2015)[132], Vasline YA (2013b)[140].

3.1.1. Tỷ lệ sống sót giai đoạn mạ:

Số liệu ở bảng 3.1 cho thấy: chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt

nảy mầm của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 với liều xạ 100

và 150Gy làm giảm đáng kể TLSS so với đối chứng, liều xạ 150Gy có TLSS

thấp hơn liều 100Gy chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân có TLSS thấp hơn

so với ở vụ Mùa với tỷ lệ sống sót trung bình khi chiếu xạ và gieo trồng ở M1

ở vụ Xuân và vụ Mùa ở liều xạ 100Gy lần lƣợt là: 32,3 và 38,8; tỷ lệ tƣơng

ứng ở liều xạ 150Gy là: 26,7 và 35,2.

Khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở cả vụ Xuân và vụ Mùa , giống lúa

nếp Phú Quý đều có TLSS cao nhất và thấp nhất là Lang Liêu. TLSS ở vụ

Xuân và vụ Mùa của nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 khi chiếu xạ liều

100Gy lần lƣợt là: 36,7 và 42,1; 28,5 và 36,8; 31,7 và 37,6, tỷ lệ tƣơng ứng ở

liều xạ 150Gy là: 30,4 và 37,3; 24,6 và 33,2; 25,2 và 35,5.

3.1.2. Tỷ lệ sống sót giai đoạn đẻ nhánh.

TLSS tiếp tục giảm ở giai đoạn đẻ nhánh đã khẳng định hiệu quả tác dụng kéo dài của phóng xạ gamma. Tùy theo giống và liều xạ mà mức độ

giảm TLSS ở giai đoạn đẻ nhánh so với giai đoạn mạ là khác nhau; chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân có mức độ giảm TLSS cao hơn so với ở vụ Mùa .Mức độ giảm TLSS ở vụ Xuân và vụ Mùa của các giống nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 ở liều xạ 100Gy lần lƣợt là: 5,2 và 3,4; 2,6 và 2,3; 4,5 và 2,7 và 6,3 và 4,4; 3,3 và 2,5; 4,1 và 3,7 ở liều xạ 150Gy.

3.1.3. Tỷ lệ sống sót giai đoạn trỗ-chín.

Ở giai đoạn trỗ- chín, TLSS vẫn tiếp tục giảm. TLSS khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 lần lƣợt là: 29,6 và 25,3; 24,5 và 32,1; 23,9 và 33,7 ở liều xạ 100Gy; tỷ lệ sống sót tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là: 22,5 và 30,5; 20,8 và 28,6; 19,3 và 29,2. Kết quả này phù hợp với quan điểm của Kodym A et al., (2012)[101], cho rằng: sự chết có thể sảy ra bất cứ lúc nào kể từ khi nảy mầm đến trỗ- chín. Do đó, tỷ lệ sống sót ở M1 chủ yếu đƣợc đánh giá vào cuối giai đoạn trƣởng thành (khi lúa chín).

Kết luận của chúng tôi phù hợp với nhận xét và kết luận của Đào Xuân

Tân (1995)[35], Đỗ Hữu Ất (1997)[2].

Nhƣ vậy, khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 chúng tôi nhận thấy: TLSS ở các lô chiếu xạ giảm đáng kể so với đối chứng (không chiếu xạ), TLSS tiếp tục giảm ở giai đoạn đẻ nhánh, trỗ- chín. Chiếu xạ liều 150Gy có TLSS thấp hơn so với liều xạ 100Gy. Với cùng một liều xạ, gieo trồng M1 ở vụ Mùa có tỷ lệ sống sót cao hơn so với ở vụ Xuân . Theo chúng tôi, khi chiếu xạ vào những hạt lúa ở giai đoạn nảy mầm không những trực tiếp gây chết phôi trong một số hạt mà còn ảnh hƣởng lớn sức sống của các phôi ở các hạt khác. Khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân có điều kiện kém thuận lợi hơn so với ở vụ Mùa các tế bào mang đột biến vốn có sức sống kém hơn so với ccacs té bào bình thƣờng. Tròng điều kiện môi trƣờng kém thuận lợi ở vụ Xuân (nhiệt độ thấp) làm cho các tế bào yếu bị chết đi, làm tăng tỷ lệ chết so với ở vụ Mùa . Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Văn Lộc và cs (2014)[23], cho rằng: nhiệt độ thấp ảnh hƣởng đáng kể đến sinh trƣởng và phát triển của cây lúa, đặc biệt trong giai đoạn mạ.

Theo Guotian Li et al., (2016)[78], Trong mỗi dòng đột biến, số gen bị ảnh hƣởng là rất lớn, khi phân tích 41 dòng đột biến, số gen bị ảnh hƣởng trong mỗi dòng đột biến dao động từ 7 đến 147 gen, trung bình 31 gen/dòng đột biến. Theo chúng, phóng xạ gamma làm ảnh hƣởng đến nhiều gen trong hệ gen nên làm giảm sức sống của cơ thể, đây là một trong những nguyên nhân làm giảm đáng kể tỷ lệ sống sót ở thế hệ M1. 3.2. Ảnh hƣởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ hai (M2) 3.2.1. Ảnh hưởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến biến dị diệp lục. 3.2.1.1. Tổng tần xuất và phổ biến dị diệp lục.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: mầu sắc thân, lá và các bộ phận khác của cây do 2 gen chính chi phối (gen A và C), gen C quy định tổng hợp chất tạo màu chromogen, gen A hoạt hóa chromogen thành Anthoxianin.

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.2 và phụ lục 4 cho thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp: Phú Quý, Lang Liêu và N98 thu đƣợc 6 loại biến dị diệp lục (BDDL) chính là: Abina, Virescent, Xantha, Alboviridis, Viridoabina và Striata. Thứ tự giảm dần của các kiểu BDDL này là: Abina > Virescent > Xantha> Viridoabina> Striata > Alboviridis. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết luận của Đỗ Hữu Ất (1996)[2]; Nguyễn Minh Công và cs (1994)[6]; Amita Sharma (2014)[56]; Chakravarti SK et al., (2013)[62]; Gustafsson (1966)[80]; Sellammal và Maheswaran(2013)[133]. Trong thực nghiệm chúng tôi nhận thấy: BDDL kiểu abina và viridoabina thƣờng chết ngay trong giai đoạn mạ; kiểu xanthal cây phát triển yếu, thƣờng chết sau khi cấy từ 10 – 25 ngày; kiểu striata có thể sinh trƣởng phát triển bình thƣờng đến khi lúa chín; kiểu virescenr và alboviridis chuyển sang màu xanh trƣớc khi kết thúc giai đoạn đẻ nhánh. Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Rajarajan D et al., (2014)[131].

Theo Kalam I.U và O rav T (1974), biến dị diệp lục gồm các kiểu cơ bản nhƣ sau: Albina (toàn thân và lá có màu trắng); Xantha (thân lá màu vàng tươi hay sẫm); Chlorina (thân và lá có màu vàng nhạt); Virescent (thân,

lá màu xanh nhạt); Viridoabina (đầu lá xanh, phiến lá trắng); Alboviridis (đầu lá trắng, phiến lá xanh); Alboxantha (đầu lá trắng phiến lá vàng); Xanthaalba (đầu lá vàng, phiến lá trắng); Tigrina (sọc vằn ngang trên phiến lá); Striata (sọc trắng, vàng dọc phiến lá); Maculate (một phần thân, lá không có sắc tố) (dẫn theo Đào Xuân Tân 1995)[35]. Theo Anbu Selvan Y và Chintala Venkata Raju (2017)[57], BDDL rất có ý nghĩa trong việc đánh giá hiệu quả của tác nhân gây đột biến.

Số liệu ở bảng 3.2 cho thấy: các giống lúa khác nhau có tổng tần xuất BDDL khác nhau, sự khác biệt về tần xuất BDDL ở các giống lúa khác nhau khi xử lý bằng tác nhân gây đột biến đã đƣợc báo cáo bởi Sellammal và Maheswaran (2013)[133]. Khi tính chung hay tính riêng thì chiếu xạ liều xạ 150Gy cho tần xuất BDDL lớn hơn so với liều xạ 100Gy.

Với liều xạ 100Gy, tần xuất BDDL ở M2 khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân cao nhất ở nếp Phú Quý (0,75), tiếp đến là Lang Liêu (0,65) và thấp nhất là N98 (0,57), ở vụ Mùa BDDL có tần xuất cao hơn so với ở vụ Xuân , cao nhất ở Lang Liêu (1,30) tiếp đến là N98 (1,17) và thấp nhất ở Phú Quý (1,13).

Với liều xạ 150Gy, chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân thì BDDL ở M2 có tần xuất cao nhất ở N98 (1,20) tiếp đến là Phú Qúy (0,96), Lang Liêu (0,90). Ở vụ Mùa, có biểu hiện tƣơng tự so với vụ Xuân nhƣng với tần xuất cao hơn.

Khi tính chung cho cả 3 giống, chiếu xạ liều và gieo trồng M1 ở vụ Xuân ở M2 cho tổng tần xuất BDDL là 0,66 (ở liều xạ 100Gy) và 1,02 (ở liều xạ 150Gy). Ở vụ Mùa , tần xuất BDDL tƣơng ứng là 1,20 và 1,35.

Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Đỗ Hữu Ất (1997)[2]. Tuy nhiên, nghiên cứu của Rajarajan D et al., (2014)[131], khi chiếu xạ vào hạt khô của giống lúa ADT(R) 47 với các liều 150, 200, 250, 300 và 350Gy cho thấy, liều chiếu xạ thấp (150 và 250Gy) cho tần xuất BDDL cao hơn so với các liều khác. Theo Reddi và Rao (1988) và Singh et al., (1998), tần xuất của các BDDL đƣợc tìm thấy độc lập với liều chiếu xạ (dẫn theo Rajarajan D et al., (2014)[131]). Theo chúng tôi, sự khác nhau trong kết quả nghiên cứu này với các kết quả khác là do sự khác nhau ở vật liệu nghiên cứu và thời điểm chiếu xạ.

Bảng 3.2. Tần xuất và phổ biến dị diệp lục ở M2 phát sinh từ ba giống lúa nếp khi chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy

Giống

Abina

mầm (vụ Mùa 2013, vụ Xuân và Mùa 2014)

Liều xạ

X -

M -

X 846 838

M 929 975

0,12±0,12

N98

847

911

0,22±0,16

0,07±0,05

0,04±0,04

Tổng 2531

Số cá thể nghiên cứu Xantha Striata. Tổng Virescent Biến dị diệp lục thời kỳ mạ Virido Aalbo abina, viridis Tổng tần xuất (f±m%)

2815

3742

3613

0,75±0,14

1,13±0,18

3708

3718

100

N98

3662

3672

Tổng

11112

11003

3850

3668

3664

3620

150

N98

3754

3635

Tổng

2 3 - 1 2 3 5 6 - - - 1 - 1 - 2 1 1 - - - - 1 1 - - 1 - 2 1 3 1

- - - - - - - - - 1 - 1

- - - - 1 2 1 4 3 2 1 6

11268

10923

X M X - - - 1 - - - 2 - 1 - 2 15 30 9 16 33 7 10 27 6 41 90 22 7 28 35 21 33 10 8 36 35 85 105 25

M X M X M X M X M X M - - - - 1 - - - 2 - 2 1 - - 28 41 7 - 24 47 0,65±0,13 1,30±0,19 11 1 21 43 0,57±0,12 1,17±0,18 11 1 73 131 0,66±0,13 1,20±0,18 29 1 37 51 0,96±0,16 1,38±0,19 12 - 33 47 0,90±0,16 1,30±0,18 11 - 45 50 1,20±0,18 1,38±0,19 12 115 148 1,02±0,16 1,35±0,19 - 35

- - - - - 1 3 4 3 - 1 4

Ghi chú: PQ: Phú Quý, LL: Lang Liêu; mỗi lô chiếu xạ và giống gốc đều được gieo trồng M2 ở cả vụ Xuân và vụ Mùa ,

kết quả thí nghiệm là kết quả của cả vụ Xuân và vụ Mùa .

3.2.2. Ảnh hưởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh một số biến dị có ý nghĩa chọn giống ở thế hệ thứ hai (M2).

Chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 chúng tôi đã phân lập đƣợc 9 loại biến dị có ý nghĩa trong chọn giống là: thấp cây, lá đòng dài, bông dài, hạt to, hạt xếp xít, tăng hạt trên bông, chín sớm, tăng khả năng đẻ nhánh và tăng số bông trên khóm. Các biến dị hữu ích tƣơng tự cũng đã đƣợc phân lập bởi Chakravarti et al., (2013)[62], Hallajian et al., (2013)[81], Vasline (2013a)[139]. 3.2.2.1. Biến dị thấp cây

Chiều cao cây là tính trạng quan trọng ảnh hƣởng đến khả năng chống đổ, do đó ảnh hƣởng đến năng suất và chất lƣợng. Trong chọn giống, việc chọn tạo đƣợc giống lúa cứng cây và có chiều cao hợp lý là mục tiêu quan trọng.

Số liệu ở bảng 3.3 cho thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp nghiên cứu làm xuất hiện các biến dị thấp cây với tần xuất khác nhau. Tần xuất biến dị thấp cây cao nhất thu đƣợc từ lô các lô chiếu xạ vào hạt của giống lúa nếp Phú Quý và thấp nhất là ở N98 (bảng 3.3). Tần xuất biến dị thấp cây thu đƣợc ở M2 từ nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 ở liều xạ 100Gy khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa lần lƣợt là: 0,20 và 0,26; 0,11 và 0,17; 0 và 0,17. Tỷ lệ tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là: 0,28 và 0,37; 0,17 và 0; 0,26 và 0,38.

Tính chung với cả 3 giống nghiên cứu, ở liều xạ 100Gy, chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân thì ở M2 thu đƣợc biến dị thấp cây với tần xuất 0,11 thấp hơn đáng kể so ở vụ Mùa (0,20). Ở liều xạ 150Gy, tần xuất biến dị thấp cây thu đƣợc khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa tƣơng tự nhau (0,24 ở vụ Xuân và 0,25 ở vụ Mùa ).

Nhƣ vậy, khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Mùa thì ở M2 cho tần xuất biến dị nói trên cao hơn so với ở vụ Xuân ; liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều xạ100Gy. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Kumar et al., (2013)[102].

Theo Monna et al.,(2002), các giống lúa lùn có khả năng tiếp nhận phân bón cao hơn, kháng bệnh tốt hơn, đẻ nhánh khỏe hơn và chỉ số thu hoạch cao hơn so với giống lúa cây cao (dẫn theo Liu Fang et al 2018)[108].

3.2.2.2. Biến dị lá đòng dài

Biến dị lá đòng dài xuất hiện chủ yếu ở các lô chiếu xạ và gieo trồng

M1 ở vụ Mùa . Ở vụ Xuân , biến dị này chỉ xuất hiện ở lô chiếu xạ 100Gy vào

hạt của nếp N98 (tần xuất 0,14), lô chiếu xạ 150Gy vào hạt của nếp Phú Quý

(tần xuất 0,20). Tần xuất biến dị lá đòng dài phát sinh từ nếp Phú Quý, Lang

Liêu và N98 ở liều xạ 100Gy khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa lần

lƣợt là: 0 và 0,11; 0 và 0,20; 0,14 và 0,23; ở liều xạ 150Gy là: 0,20 và 0,34; 0

và 0,29; 0 và 0,26.

Khi tính chung, gieo trồng M1 ở vụ Mùa cho tần xuất biến dị này lớn

hơn đáng kể so với vụ Xuân ở cả liều xạ 100Gy và 150Gy. Tần suất biến dị

tính chung khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa ở liều xạ

100Gy là: 0,05 và 0,18; tần xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là 0,07 và 0,30.

3.2.2.3. Biến dị tăng chiều dài bông

Chiều dài bông cùng với số gié và cách xếp hạt trên bông xác định số hạt

trên bông, bông càng dài thì khả năng tăng số hạt trên bông càng lớn, là tiền đề

để tăng năng suất hạt.

Số liệu ở bảng 3.3 cho thấy: biến dị bông dài xuất hiện với tần xuất

thấp, ở một số lô chiếu xạ không thu đƣợc dạng biến dị này. Tần xuất biến dị

bông dài thu đƣợc ở liều xạ 100Gy khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân

và vụ Mùa của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 lần lƣợt là:

0,17 và 0,26; 0,14 và 0; 0 và 0,20; ở liều xạ 150Gy là: 0,23 và 0,28; 0,23 và

0,23; 0,20 và 0,35.

Tần xuất biến dị tính chung cho cả 3 giống, ở liều xạ 100Gy là 0,11 khi

gieo trồng M1 ở vụ Xuân và 0,15 ở vụ Mùa ; tần xuất biến dị tƣơng ứng ở

liều xạ 150Gy là 0,22 và 0,29. Nhƣ vậy, chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Mùa

cho tần xuất biến dị bông dài cao hơn so với ở vụ Xuân , liều xạ 150Gy cho

tần xuất biến dị lớn hơn so với liều xạ 100Gy.

Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh các biến dị

thấp cây, lá đòng dài và bông dài ở M2 (vụ Mùa 2013, vụ Xuân và Mùa 2014).

Liều xạ (Gy)

100 150

Giống STT Loại biến dị Tần xuất (f±m%) Số cá thể Số biến dị Tần xuất (f±m%) Số cá thể Mùa vụ gieo trồng M1

Xuân -

1 Cây thấp

Mùa

- - Xuân

Lá đòng dài Mùa

Xuân -

Bông dài - Mùa

Số biến dị 7 3514 PQ 4 LL 3508 - N98 3470 11 TC 10492 9 3510 PQ 6 3528 LL N98 3488 6 TC 10526 21 - 3514 PQ - LL 3508 5 N98 3470 TC 10492 5 4 3510 PQ 7 LL 3528 8 N98 3488 TC 10526 19 6 PQ 3514 5 3508 LL - N98 3470 TC 10492 11 9 3510 PQ - LL 3528 N98 3488 7 TC 10526 16 0,20±0,08 3532 0,11±0,06 3464 3458 0,11±0,03 10454 0,26±0,09 3530 0,17±0,07 3504 0,17±0,07 3455 0,20±0,04 10489 3532 3464 0,14±0,06 3458 0,05±0,02 10454 0,11±0,06 3530 0,20±0,08 3504 0,23±0,08 3455 0,18±0,04 10489 0,17±0,07 3532 0,14±0,06 3464 3458 0,11±0,03 10454 0,26±0,09 3530 3504 0,20±0,08 3455 0,15±0,04 10489 0,28±0,09 10 0,17±0,07 6 0,26±0,09 9 0,24±0,05 25 0,37±0,10 13 - - 13 0,38±0,11 26 0,25±0,05 0,20±0,08 7 - - - - 0,07±0,03 7 0,34±0,10 12 0,29±0,09 10 0,26±0,09 9 31 0,30±0,05 0,23±0,08 8 0,23±0,08 8 0,20±0,08 7 0,22±0,05 23 0,28±0,09 10 0,23±0,08 8 12 0,35±0,10 30 0,29±0,05

Ghi chú; PQ: Phú Quý, LL: Lang Liêu, TC: tính chung

3.2.2.4. biến dị tăng kích thước hạt

Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy: biến dị hạt to xuất hiện với tần xuất thấp,

các biến dị hạt to thƣờng có số hạt trên bông ít, bông ngắn và hạt xếp thƣa.

Kết quả này phù hợp với kết luận của Shua Q.Y et al., (2012)[136].

Ở liều xạ 100Gy, tần xuất biến dị xuất hiện khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa từ các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 lần lƣợt là: 0,11: 0,14: 0,06 và 0,06: 0: 0,09. Tần xuất biến dị tính chung cho cả 3 giống ở vụ Xuân là 0,11 cao hơn đáng kể so với ở vụ Mùa (0,05).

Ở liều xạ 150Gy, gieo trồng M1 ở vụ Xuân thì ở M2 chỉ thu đƣợc biến dị hạt to từ lô chiếu xạ của giống lúa nếp N98. Tần xuất biến dị tính chung cho cả 3 giống khi chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Mùa là 0,13 cao hơn so với ở vụ Xuân (0,05). 3.2.2.5. biến dị hạt xếp xít.

Cách xếp hạt trên bông gồm các dạng chính nhƣ sau: hạt xếp thƣa (các hạt trên bông xếp rời nhau, hạt này xếp cách xa hạt kia), hạt xếp trung bình (các hạt trên bông xếp hạt này nối với hạt kia đến gối lên nhau < 1/3 hạt) hạt xếp xít (các hạt trên bông xếp gối lên nhau từ 1/3 hạt trở lên). Nếp Phú Quý có hạt xếp xít trên bông, các giống còn lại (Lang Liêu, N98) có hạt xếp trung bình. Biến dị hạt xếp xít trên bông cùng với chiều dài bông làm tăng số hạt trên bông, tăng tiềm năng năng suất hạt. Do đó, đây là biến dị rất có ý nghĩa trong chọn giống.

Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy: ở nếp Lang Liêu và N98 thu đƣợc một số biến dị ở các lô chiếu xạ với tần xuất thấp. Tần xuất biến dị thu đƣợc ở liều xạ 100Gy, khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa lần lƣợt là: 0,14 và 0,17; 0,06 và 0,14; tần xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là: 0,20 và 0,20; 0 và 0,15.

Khi tính chung, tần xuất biến dị xuất hiện ở liều xạ 100 và 150Gy có biểu hiện tƣơng tự nhau, khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa (0,11) đều cho tần xuất đột biến cao hơn so với ở vụ Xuân (0,07). 3.2.2.6. biến dị tăng số hạt trên bông.

Chiều rộng lá đòng và khối lƣợng 1000 hạt thƣờng rất ổn định nhƣng chiều cao cây và số hạt trên bông có biên độ dao động lớn, điều này mở ra khả năng cải tiến năng suất giống lúa thông qua việc tăng số hạt trên bông (Padmaja D et al., 2008)[128].

Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy: biến dị tăng số hạt trên bông chỉ xuất hiện ở một số rất ít lô chiếu xạ. Ở liều xạ 100Gy không thu đƣợc biến dị dạng này, ở liều xạ 150Gy, chỉ thu đƣợc biến dị ở lô chiếu xạ vào nếp Lang Liêu và N98, khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa với tần xuất tƣơng ứng là: 0,17 và 0,06.

Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh các

biến dị hạt to, hạt xếp xít và tăng số hạt/ bông ở M2(vụ Mùa 2013, vụ

Xuân và Mùa 2014)

Liều xạ (Gy)

100 150

Giống STT Loại biến dị Số cá thể Tần xuất (f±m%) Số cá thể Số biến dị Tần xuất (f±m%) Mùa vụ trồng M1

Xuân Số biến dị 4 5 2

1 Hạt to

- Mùa

Xuân

2 -

Hạt xếp xít Mùa

Xuân

Tăng số hạt/ bông Mùa

0,11±0,06 3532 3514 PQ 0,14±0,06 3464 3508 LL 3470 0,06±0,04 3458 N98 10492 11 0,11±0,03 10454 TC 2 0,06±0,04 3530 3510 PQ - 3504 3528 LL 3 0,09±0,05 3455 3488 N98 5 0,05±0,02 10489 10526 TC - 3532 3514 PQ 5 0,14±0,06 3464 3508 LL 2 0,06±0,04 3458 N98 3470 7 0,07±0,03 10454 TC 10492 - 3510 PQ 3530 6 0,17±0,08 3504 3528 LL 0,14±0,06 3455 3488 N98 5 0,11±0,03 10489 10526 11 TC 3532 - 3514 PQ 3464 - 3508 LL 3458 - 3470 N98 10454 0 TC 10492 3530 - 3510 PQ 3504 - 3528 LL 3455 - 3488 N98 10489 0 10526 TC - - - 0 - - - 0 - - - - 0,14±0,06 5 0,05±0,02 5 0,08±0,05 3 0,14±0,06 5 6 0,17±0,07 14 0,13±0,04 - - 0,20±0,08 7 - - 0,07±0,03 7 - - 0,20±0,08 7 5 0,15±0,06 12 0,11±0,03 - - - 0 - 6 2 8 - - - 0 - 0,17±0,07 0,06±0,04 0,08±0,03

Ghi chú: PQ: Phú Quý, LL: Lang Liêu, TC: tính chung

3.2.2.7. Biến dị rút ngắn thời gian sinh trưởng

Thời gian sinh trƣởng (TGST) đƣợc tính từ khi hạt nảy mầm đến khi lúa chín, thƣờng dao động từ 90 đến 180 ngày (Trần Thanh Nhạn 2017)[29]. Trong những năm qua, các nhà khoa học đã xác định đƣợc gen kiểm soát thời gian sinh trƣởng của cây lúa (Gao H et al., (2014)[72]; Linh L.H et al., (2009)[107] và Chen J et al., (2014)[63]). Một số gen kiểm soát tính trạng số lƣợng QTLs rất có ý nghĩa trong việc chọn tạo giống lúa nhƣ: Hd1, Hd3 là các gen có vai trò kiểm soát TGST của cây lúa khi đƣợc trồng ở các mùa vụ khác nhau nhƣng TGST chỉ dao động trong khoảng 100 ngày (Mao Q et al., 2015)[115].

Số liệu ở bảng 3.5 cho thấy: ở nếp Phú Quý, chiếu xạ rồi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và Mùa cho tần xuất biến dị chín sớm tƣơng tự nhau và cao hơn nếp N98 và Lang Liêu(bảng 3.5); ở nếp Lang Liêu và N98, tần xuất biến dị này thu đƣợc khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa lớn hơn đáng kể so với ở vụ Xuân ; tần xuất đột biến tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy, khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa lần lƣợt là: 0,l1 và 0,23; 0 và 0,14 ở liều xạ 100Gy là: 0,17 và 0,31; 0,14 và 0,17.

Tần xuất biến dị tính chung với cả 3 giống, khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa đều cao hơn so với ở vụ Xuân , liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều xạ 100Gy. Ở liều xạ 100 Gy tần xuất biến dị này xuất hiện khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân là 0,12 thấp hơn so với ở vụ Mùa là 0,21; tần xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là 0,22 và 0,27. 3.2.2.8. Biến dị tăng khả năng đẻ nhánh.

Số liệu bảng 3.5 cho thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm của các giống lúa nếp nghiên cứu làm xuất hiện biến dị đẻ nhiều nhánh ở một số lô chiếu xạ với tần xuất thấp. Gieo trồng M1 ở vụ Mùa cho tần xuất biến dị cao hơn so với ở vụ Xuân , liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều 100Gy. Tần xuất biến dị tƣơng ứng khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa ở liều xạ 100Gy là: 0,06 và 0,16; ở liều xạ 150Gy là: 0,22 và 0,26. Theo Guo S et al., (2013)[82], khả năng đẻ nhánh ở lúa có liên quan đến gen MOC1 (MONOCULM1), có chức năng tăng cƣờng khả năng để nhánh thông qua việc điều hòa biểu hiện của 2 gen OSH1 (liên quan đến mô phân sinh) và OsTB1 (vô hiệu hóa hoặt động của gen OsMADS57, làm giảm khả năng đẻ nhánh). Theo chúng tôi, chiếu xạ tia gamma vào hạt nảy mầm của các giống lúa nghiên cứu, đã tác động và gây ra những biến đổi ở gen

MOC1 theo hƣớng tăng cƣờng chức năng, làm tăng khả năng đẻ nhánh ở các biến dị. 3.2.2.9. Biến dị tăng số bông/ khóm

Số liệu bảng 3.5 cho thấy: khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân , chỉ thu đƣợc biến dị tăng số hạt trên bông ở lô chiếu xạ liều 100Gy vào hạt của giống lúa nếp N98 với tần xuất 0,12; còn ở vụ Mùa , biến dị này thu đƣợc ở tất cả các lô chiếu xạ. Tần xuất biến dị thu đƣợc ở nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 ở liều xạ 100Gy là: 0,14: 0,11 và 0,14; ở liều xạ 150Gy là: 0,17: 0,23 và 0,29.

Tính chung cho cả 3 giống, tần xuất biến dị xuất hiện khi gieo trồng M1 ở vụ Mùa lớn hơn đáng kể so với ở vụ Xuân ; liều xạ 150Gy cho tần xuất đột biến lớn hơn so với liều 100Gy. Tần xuất biến dị tƣơng ứng ở liều xạ 100 và 150 Gy, khi gieo trồng M1 ở vụ Xuân và vụ Mùa là: 0,04 và 0,13; 0 và 0,23. Nhƣ vậy, chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp Phú Quý, Lang Liêu và N98 đã thu đƣợc 9 loại biến dị có ý nghĩa trong chọn giống đã đƣợc liệt kê ở phần trên.

Nhìn chung, các giống lúa khác nhau có độ mẫn cảm khác nhu với phóng xạ gamma nên cho tần xuất biến dị khác nhau, chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Mùa thì tần xuất biến dị xuất hiện ở M2 thƣờng cao hơn so với ở vụ Xuân , liều xạ 150Gy cho tần xuất đột biến cao hơn so với liều 100Gy.

Từ những phân tích ở trên chúng tôi nhận thấy: hiệu quả phát sinh biến dị không chỉ phụ thuộc vào vật liệu chiếu xạ, liều xạ xử lý mà còn phụ thuộc vào mùa vụ gieo trồng M1 (vụ Mùa và vụ Xuân ). Chiếu xạ và gieo trồng M1 ở vụ Mùa thƣờng cho tần xuất biến dị cao hơn so với ở vụ Xuân . Theo chúng tôi, mùa vụ gieo trồng không ảnh hƣởng đến sự phát sinh các biến dị mà chỉ ảnh hƣởng đến sự tồn tại và biểu hiện của các biến dị đó.

Điều kiện thời tiết ở vụ Xuân kém thuận lợi hơn so với vụ Mùa , khi gieo mạ gặp thời tiết lạnh do đó, nhiều tế bào phôi bào mang biến dị do tác động của tia gamma nhƣng lại có sức sống yếu nên bị chết nhiều, hơn nữa điều kiện kém thuận lợi ở giai đoạn đầu của sự phát triển cây mạ đã tăng cƣờng mức độ cạnh tranh giữa các tế bào làm cho các tế bào bị tổn thƣơng mang biến dị khó có thể cạnh tranh với các tế bào thƣờng nên ko đi đƣợc vào phôi hạt của cây ở M1 để đƣợc biểu hiện ở M2. Do đó, làm giảm tần xuất biến dị ở M2. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết luận của Prina A.R et al., (2012)[130].

Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến sự phát sinh biến dị

chín sớm, đẻ nhánh nhiều và tăng bông hữu hiệu ở M2

(vụ Mùa 2013, vụ Xuân và Mùa 2014)

Liều xạ (Gy)

100 150

Giống STT Loại biến dị Số cá thể Số cá thể Tần xuất (f±m%) Số biến dị Tần xuất (f±m%) Mùa vụ gieo trồng M1

Xuân -

1 Chín sớm

Mùa

Xuân

Mùa Tăng khả năng đẻ nhánh - - 6 6 8 4 5

- - Xuân

Tăng số bông/ khóm Mùa

Số biến dị 0,26±0,09 3532 9 3514 PQ 0,11±0,06 3464 4 3508 LL 3458 - 3470 N98 13 0,12±0,03 10454 10492 TC 3530 0,26±0,09 9 3510 PQ 0,23±0,08 3504 8 3528 LL 0,14±0,06 3455 5 3488 N98 10526 22 0,21±0,04 10489 TC 3532 3514 PQ - 3464 3508 LL - 0,17±0,07 N98 3458 3470 0,06±0,02 10454 TC 10492 3530 0,23±0,08 3510 PQ 3504 0,11±0,06 3528 LL 3488 N98 3455 0,14±0,06 10526 17 0,16±0,04 10489 TC - 3532 3514 PQ - 3508 LL 3464 4 0,12±0,06 3458 3470 N98 0,04±0,02 10454 4 10492 TC 5 3530 0,14±0,06 3510 PQ 4 3504 0,11±0,06 3528 LL 0,14±0,06 3488 N98 3455 5 0,13±0,03 10489 10526 14 TC 0,34±0,10 12 0,17±0,07 6 0,14±0,06 5 0,22±0,05 23 0,31±0,09 11 0,31±0,09 11 0,17±0,07 6 28 0,27±0,05 0,14±0,06 5 0,14±0,06 5 0,38±0,11 13 0,22±0,05 23 0,25±0,08 9 0,23±0,08 8 10 0,29±0,09 28 0,26±0,05 - - - - - - 0 0 0,17±0,07 6 0,23±0,08 8 10 0,29±0,09 24 0,23±0,05

Ghi chú: PQ: Phú Quý; LL: Lang Liêu; TC: tính chung

3.2.3. Mối tương quan giữa sự phát sinh biến dị diệp lục ở giai đoạn mạ với

các biến dị có ý nghĩa chọn giống.

Nhiều nghiên cứu về BDDL trên đại mạch và một số đối tƣợng khác đã

chỉ ra rằng: BDDL không chỉ có ý nghĩa trong việc nghiên cứu quy luật phát

sinh biến dị mà còn là chỉ tiêu thực nghiệm quan trọng. Trong chừng mực

nhất định, có mối tƣơng quan thuận giữa tần xuất BDDL với tổng tần xuất và

phổ biến dị hình thái, sinh lý khác (Lefort, 1959; Akhund Zade, 1966;

Sidorova,1966 và Valdeva,1967) (dẫn theo Đỗ Hữu Ất 1997)[2].

Bảng 3.6 Hệ số tƣơng quan giữa tần xuất BDDL với tổng tần xuất và phổ

biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 (vụ Mùa 2013, vụ Xuân và Mùa 2014)

Tổng các biến dị có ý nghĩa chọn giống

biến dị diệp Vụ Xuân Vụ Mùa Tính chung

lục Tần Tần Tần Phổ biến dị Phổ biến dị Phổ biến dị xuất xuất xuất

Tổng BDDL 0,6601 0,9178 0,7317 0,9248 0,8436 0,9356

Abina 0,7720 0,9210 0,6695 0,9178 0,7806 0,8770

Virescent -0,3808 0,1830 0,5597 0,7065 0,6359 0,7509

Xanthal 0,5390 0,0555 -0,3693 0,2239 0,2197 0,2141

Alboviridis -0,1085 0,1040 0,3693 0,2935 0,2685 0,2949

Viridoabina 0,0207 0,4027 0,4166 -0,1824 0,3954 0,2019

Striata -0,7744 -0,5698 -0,5222 -0,5135 -0,4475 0,4049

Xử dụng phần mềm Excel, phân tích mối liên hệ giữa tổng tần xuất

BDDL và tần xuất của một số kiểu BDDL xuất hiện ở giai đoạn mạ với

tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2, chúng tôi nhận

thấy: có mối tƣơng quan thuận và chặt giữa sự phát sinh tổng tần xuất

BDDL ở giai đoạn mạ với các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở giai đoạn

sau (bảng 3.6). Tổng tần xuất BDDL ở giai đoạn mạ càng cao thì tổng tần

xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống càng lớn (phụ lục 5).

Khi xét mối tƣơng quan giữa từng kiểu BDDL với tổng tần xuất và phổ

biến dị có ý nghĩa chọn giống, chúng tôi nhận thấy: BDDL kiểu Abina có mối

tƣơng quan thuận và chặt với tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn

giống ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Hệ số tƣơng quan giữa kiểu BDDL Abina với

tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống ở vụ Xuân là 0,7720 và

0,9210; ở vụ Mùa là 0,6695 và 0,9178. Hệ số tƣơng quan tính chung cho cả 2

mùa vụ là 0,7806 và 0,8770. Với các kiểu BDDL khác, mối tƣơng quan này

không có hoặc thể hiện không rõ (bảng 3.6).

Nhƣ vậy, tổng BDDL ở giai đoạn mạ, đặc biệt là kiểu abina có thể sử dụng

nhƣ chỉ thị dự báo sự phát sinh các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở giai đoạn

sau. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết luận của Lefort (1959),

Tần xuất biến dị

Lô chiếu xạ

Akhund Zade (1966), Sidorova (1966), Valdeva (1967).

Hình 3.1. Biểu đồ mối tương quan giữa biến dị diệp lục với tổng tần xuất các

biến dị có ý nghĩa chọn giống phát sinh từ 3 giống lúa nếp

3.3. Sự phát sinh một số biến dị ở M2 khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60)vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến 3.3.1. Sự phát sinh một số biến dị diệp lục.

A V X AV VA Tổng

Dòng/ giống

Số biến dị

Liều xạ (Gy)

1754

Tổng tần xuất f%±m% 0,86±0,22

415

1842

0,43±0,15

Giống gốc

TK90

1796

0,78±0,21

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.7 cho thấy: khi chiếu xạ liều 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của các giống (HV, 415, TK90) và các dòng đột biến (HV-H, M50, TK97) thu đƣợc 5 kiểu BDDL là: Abina, virescent, xantha, alboviridis và viridoabina. Trong đó, BDDL kiểu abina có tần xuất lớn nhất, tiếp theo là virescent, các kiểu BDDL khác chỉ xuất hiện ở một số lô thí nghiệm với tần xuất thấp. Kết quả này phù hợp với kết luận của Nguyễn Minh Công và cs (1994)[6], Amita Sharma (2014)[56], Sellammal R và Maheswaran M (2013)[133], Vasline YA (2013a)[139]. Bảng 3.7. Tổng tần xuất và phổ biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và dòng đột biến ở M2 khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm (vụ Xuân và Mùa 2015)

0,79±0,12

TC

5392

28

3 -

1

37

6

100

TK97

1785

1,18±0,26

HV-H

1749

0,97±0,23

M50

1851

1,03±0,23

Dòng đột biến

1,06±0,14

TC

5385

44

1

2

1

57

9

1788

0,84±0,22

415

1757

0,51±0,17

Giống gốc

TK90

1746

0,74±0,21

0,69±0,11

TC

5392

29

1 -

37

6

150

TK97

1764

1,25±0,26

HV-H

1751

0,80±0,21

M50

1794

1,23±0,26

Dòng đột biến

1,08±0,14

TC

-

2

1

58 5385

34 11

Ghi chú:A-abina, V-virescent, X-xantha, AV- alboviridis,VA- viridoabina; TC: tính chung thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công nghệ và Khuyến Nông,

Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

Hình 3.2. Biểu đồ tổng tần xuất biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và các

dòng đột biến ở liều xạ 100Gy

Hình 3.3. Biểu đồ tần xuất biến dị diệp lục phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến ở liều xạ 150Gy

Số liệu ở bảng 3.7 và các biểu đồ thể hiện ở hình 3.2 và 3.3 còn cho thấy: với cùng một giống/dòng đột biến, chiếu xạ với các liều xạ khác nhau thì BDDL xuất hiện với tần xuất khác nhau, với cùng một liều xạ, BDDL phát sinh từ các dòng đột biến (HV-H, M50, TK97) thƣờng cho tần xuất cao hơn so với từ giống gốc tƣơng ứng (HV, 415, TK90).

Với liều xạ 100Gy, tổng tần xuất BDDL thu đƣợc ở lô chiếu xạ thuộc các giống HV, 415, TK90 và các dòng đột biến tƣơng ứng (HV-H, M50, TK97) lần lƣợt là: 0,86 và 0,97; 0,43 và 1,03; 0,78 và 1,18. Sự chênh lệch về tần xuất BDDL lớn nhất giữa dòng đột biến và giống gốc tƣơng ứng là 0,60

đạt đƣợc giữa dòng đột biến M50 và nếp 415, tiếp đó là dòng đột biến TK97 và TK90 (0,40); dòng đột biến HV-H với giống gốc (HV) có sự chênh lệch ít nhất (0,11).

Tổng tần xuất BDDL phát sinh từ giống HV, nếp 415, TK90 và các dòng đột biến tƣơng ứng lần lƣợt là 0,84 và 1,23; 0,51 và 1,25; 0,74 và 0,80. Khi tính chung cho cả 3 giống, tần xuất biến dị xuất hiện từ các dòng đột biến đều cao hơn so với từ các giống gốc, ở cả liều xạ 100 và 150Gy. Chiếu xạ liều 150Gy thƣờng cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều 100Gy. Kết quả này phù hợp với kết luận của Amita Sharma (2014)[56]; Chakravarti et al., (2013)[62]; Sellammal và Maheswaran (2013)[133]; Vasline (2013a)[139], các tác giả này cho rằng: tần số đột biến diệp lục tỷ lệ thuận với liều chiếu xạ. 3.3.2. Sự phát sinh một số biến dị có ý nghĩa chọn giống 3.3.2.1. Một số biến dị có ý nghĩa cải tiến về thân và lá

 Biến dị thấp cây

Chiều cao cây là tính trạng nông học quan trọng liên quan đến khả năng chống đổ, khả năng hấp thụ ánh sáng và phân bón. Chiều cao cây thích hợp với các giống lúa là 90 -100cm. Các giống có cây thấp giúp tăng cƣờng khả năng chống đổ và chịu phân bón (Yann-Rong Lin et al., 2011)[147].

Chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến tƣơng ứng, chúng tôi nhận thấy: biến dị thấp cây xuất hiện khá phổ biến ở các lô chiếu xạ, liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với khi chiếu xạ liều 100Gy; với cùng một liều xạ, số kiểu và tần xuất biến dị mới phát sinh đƣợc liệt kê từ dòng đột biến cao hơn so với từ giống gốc (bảng 3.8).

Với giống gốc HV và dòng đột biến HV-H, chiếu xạ các liều 100 và 150Gy thì chiếu xạ vào HV-H cho tần xuất biến dị thấp cây cao hơn đáng kể so với trƣờng hợp chiếu xạ vào giống gốc HV, tần xuất biến dị tƣơng ứng ở liều xạ 100 và 150Gy là: 0,57 và 0,38; 0,77 và 0,45.

Khi chiếu xạ liều 100 và 150Gy vào hạt nếp 415 và dòng đột biến M50; ở nếp 415 chỉ thu đƣợc biến dị này ở liều xạ 150Gy với tần xuất thấp (0,13); còn ở M50 thu đƣợc biến dị này ở cả liều 100 và 150Gy với tần xuất tƣơng ứng là 0,19 và 0,26.

Với nếp TK90 và dòng đột biến TK97, liều xạ 100Gy cho biến dị thấp

cây với tần xuất thấp hơn so với trƣờng hợp chiếu xạ liều 150Gy.

Khi tính chung cho các giống gốc và dòng đột biến, chúng tôi nhận thấy: tần xuất biến dị thấp cây xuất hiện từ các dòng đột biến cao hơn so với từ các giống gốc ở cả liều xạ 100 và 150Gy; liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều 100Gy. Tần xuất biến dị tƣơng ứng xuất hiện từ các giống gốc và dòng đột biến ở liều xạ 100Gy là 0,17 và 0,36; tần xuất tƣơng ứng ở liều 150Gy là 0,19 và 0,43.

Từ các phân tích ở trên, chúng tôi nhận thấy: giống HV và dòng đột biến HV-H có cây cao hơn đáng kể so với giống 415, TK90 và các dòng đột biến M50 và TK97. Chiếu xạ các liều 100 và 150Gy vào các giống và dòng đột biến nói trên thì biến dị thấp cây xuất hiện ở các lô chiếu xạ vào giống HV và dòng đột biến HV-H có tần xuất cao hơn đáng kể so với ở các giống 415, TK90 và các dòng đột biến tƣơng ứng.

Nhƣ vậy, biến dị thấp cây có xu hƣớng xuất hiện với tần xuất cao ở những giống /dòng có cây cao hơn là với các giống/dòng có cây thấp. kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết luận của Ibrahim S và El-Degwy (2013)[90]; Naeem M et al., (2015)[126].

Biến dị thấp cây có ý nghĩa lớn trong việc giảm chiều cao cây, nâng cao khả năng chống đổ, đặc biệt với giống nếp cái Hoa Vàng. Tuy nhiên, nhiều biến dị thấp cây, đặc biệt là những biến dị có cây rất thấp (60-90cm) thƣờng kèm theo nhiều biến đổi khác nhƣ: thân và lá xanh đậm, đẻ nhiều nhánh nhƣng trỗ bông không thoát và thƣờng có tỷ lệ hạt lép rất cao. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Shua Q.Y et al., (2012)[136].

Peng et al., (1999), cho rằng: các cây có kiểu hình lùn có liên quan đến tăng sản lƣợng và ổn định năng suất; theo Mori et al., (2002), các cây bán lùn và lùn thƣờng tăng năng suất hạt trên một đơn vị diện tích bằng cách cho phép trồng ở mật độ cao hơn (dẫn theo Liu Fang et al 2018 )[108]; còn Wei et al (2013)[145] lại cho rằng: ở các cây lùn hay bán lùn thƣờng giảm hiện tƣợng ƣu thế ngọn nên thúc đẩy khả năng đẻ nhánh, làm tăng số nhánh, tăng số bông trên khóm và tăng năng suất hạt.

 Biến dị cải tiến về chiều dài và góc lá đòng.

Số liệu ở bảng 3.8 cho thấy: biến dị lá đòng dài và đứng chủ yếu xuất

hiện ở các lô chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến mà ít thấy xuất hiện ở các lô

chiếu xạ vào hạt của các giống gốc.

Biến dị tăng chiều dài lá đòng: với liều xạ 100Gy chỉ thu đƣợc biến dị

lá đòng dài ở các lô chiếu xạ vào hạt của các dòng đột biến HV-H, M50 và

TK97 với tần xuất tƣơng ứng là: 0,32; 0,06 và 0,13; với liều xạ 150Gy chỉ thu

đƣợc biến dị này ở lô chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến HV-H với tần xuất

0,19; ở các lô chiếu xạ còn lại không thu đƣợc biến dị này.

Khi tính chung cho các giống gốc và dòng đột biến, ở các giống gốc

không xuất hiện biến dị lá đòng dài ở cả liều xạ 100 và 150Gy, ở các dòng đột

biến tần xuất biến dị xuất hiện ở liều xạ 100 và 150Gy là: 0,17 và 0,07.

Biến dị lá đòng đứng: do các giống 415, TK90 và các dòng đột biến

M50, TK97 đều có lá đòng đứng, giống HV có lá đòng trung gian giữa nửa

đứng và ngang (điểm 3-5), dòng đột biến HV-H có là đòng nửa đứng (điểm

3). Chiếu với liều xạ 100 và 150 Gy vào các dòng và giống nói trên thu đƣợc

biến dị lá đòng đứng với tần xuất 0,19 và 0,26 ở nếp HV, còn ở dòng đột biến

HV-H chỉ thu đƣợc biến dị này ở liều xạ 150Gy với tần xuất 0,13.

Khi tính chung, tần xuất biến dị xuất hiện ở các giống gốc hơn so với từ

các dòng đột biến, ở liều xạ 100Gy tần xuất biến dị xuất hiện từ các giống gốc

và dòng đột biến là: 0,06 và 0; ở liều xạ 150Gy là 0,09 và 0,04.

Theo Kamaza N (2015)[97], kích thƣớc và hình dạng lá đòng đƣợc

kiểm soát việc điều tiết của knotted1-giống nhƣ 1 hộp chứa các gen (5 gen),

sự biểu hiện quá mức của 1 trong số các gen OsH1, OsH6, OsH15, OsH43 và

OsH71 sẽ dẫn đến sự biến đổi mạnh mẽ về kích thƣớc của lá. Theo chúng tôi,

chiếu xạ tia gamma vào hạt lúa nảy mầm của các giống/dòng nghiên cứu nói

trên đã ảnh hƣởng đến hoạt động của 1 hay 1 số gen nói trên theo hƣớng tăng

cƣờng kích thƣớc lá, dẫn đến tăng cƣờng chiều dài lá đòng ở các biến dị.

Bảng 3.8. Biến dị thấp cây, lá đòng dài và lá đòng đứng ở M2 phát sinh từ

giống gốc và các dòng đột biến (vụ Xuân và Mùa 2015).

Dòng/ giống Liều xạ (Gy)

100 150

STT

Loại biến dị Số biến dị Số biến dị Tần xuất f±m%o Tần xuất f±m%o

Giống gốc -

1 Thấp cây

Dòng đột biến

Giống gốc

Lá đòng dài

Dòng đột biến

Giống gốc

- -

0,45±0,17 0,13±0,09 - 0,19±0,06 0,77±0,22 0,26±0,13 0,26±0,13 0,43±0,04 - - - 0 0,19±0,11 - - 0,07±0,04 0,26±0,13 - - 0,09±0,04 Tổng số cá thể 0,38±0,16 1547 6 1545 - 0,13±0,09 1549 2 0,17±0,06 4641 8 0,57±0,19 1551 9 0,19±0,11 1537 3 5 0,32±0,14 1552 17 0,36±0,09 4640 1547 - - 1545 - - 1549 - - 4641 0 0 0,32±0,14 1551 5 0,06±0,06 1537 1 0,13±0,09 1552 2 0,17±0,06 4640 8 0,19±0,11 1547 3 1545 - - 1549 0,06±0,04 4641 3 7 2 - 9 12 4 4 20 - - - 0 3 - - 3 4 - - 4

3 1567 - 1551 2 0,13±0,09 - Lá đòng đứng Tổng số cá thể 1572 HV 415 1561 TK90 1554 TC 4687 HV-H 1567 M50 1557 TK97 1547 4671 TC 1572 HV 415 1561 TK90 1554 4687 TC HV-H 1567 M50 1557 TK97 1547 4671 TC 1572 HV 1561 415 TK90 1554 TC 4687 HV- H

Dòng đột biến

- - 0,04±0,03 M50 1557 TK97 1547 4671 TC - - 0 1537 1552 4640 - - 2 - - 0

Ghi chú: thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công

nghệ và Khuyến Nông, Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội. TC: tính chung

3.3.2.2. Một số biến dị có ý nghĩa cải tiến về bông và hạt

Cây lúa có bông dài, hạt to và nhiều hạt là mục tiêu của các nhà chọn

giống, tuy nhiên rất khó để có đƣợc đồng thời các đặc điểm đó.

Dòng/ giống

Liều xạ(Gy)

100

150

STT

Loại đột biến

Tổng số cá thể

Số biến dị

Tần xuất f ±m%o

Tần xuất f%±m%o

Giống gốc

Bông dài

Dòng đột biến

Giống gốc

2 Hạt to

Dòng đột biến

Giống gốc

Hạt xếp xít

Dòng đột biến

Giống gốc

Tăng số hạt / bông

Dòng đột biến

Bảng 3.9. Biến dị bông dài, hạt to, hạt xếp xít và tăng số hạt trên bông ở M2 phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến (vụ Xuân và Mùa 2015).

- 0,26±0,13 0,32±0,14 0,19±0,06 0,19±0,11 0,32±0,14 0,32±0,14 0,28±0,08 0,19±0,11 - - 0,06±0,04 0,13±0,09 - - 0,04±0,03 - - - 0 0,13±0,09 0,32±0,14 0,52±0,18 0,32±0,08 - - - 0 0,13±0,09 0,19±0,11 - 0,11±0,05

HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC

1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671

- 4 5 9 3 5 5 13 3 - - 3 2 - - 2 - - - 0 2 5 8 15 - - - 0 2 3 - 5

- - 5 5 5 7 5 17 - - - 0 5 - - 5 2 4 - 6 3 9 6 18 3 - 2 5 6 5 7 18

Tổng số cá thể 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640

- - 0,32±0,14 0,11±0,05 0,32±0,14 0,46±0,17 0,32±0,14 0,37±0,09 - - - 0 0,32±0,14 - - 0,11±0,05 0,13±0,09 0,26±0,13 - 0,13±0,05 0,19±0,11 0,59±0,19 0,39±0,16 0,39±0,09 0,19±0,11 - 0,13±0,09 0,11±0,05 0,39±0,16 0,33±0,15 0,45±0,17 0,39±0,09 Ghi chú: thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công

nghệ và Khuyến Nông, Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

 Biến dị tăng chiều dài bông

Chiều dài bông có liên quan đến sức chứa của bông, đặc điểm này thay

đổi phụ thuộc vào giống (Nguyễn Minh Anh Tuấn 2017)[48]. Chiếu liều xạ

100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của các giống gốc (HV, 415, TK90) và các

dòng đột biến tƣơng ứng (HV-H, M50 và TK97) chúng tôi nhận thấy: chiếu

xạ vào hạt của các dòng đột biến thƣờng cho tần xuất biến dị bông dài cao

hơn so với từ giống gốc tƣơng ứng. Ở lô chiếu liều xạ 100 và 150Gy vào hạt

của giống nếp HV, liều xạ 150Gy của nếp 415 không thu đƣợc biến dị này.

Tần xuất biến dị thu đƣợc khi chiếu liều xạ 100 và 150Gy vào hat của dòng

đột biến HV-H lần lƣợt là 0,19 và 0,32; tần xuất tƣơng ứng thu đƣợc khi chiếu

xạ vào nếp 415 và dòng đột biến M50 là:0,26 và 0,32; 0 và 0,46.

Tính chung cho các giống gốc và dòng đột biến, chúng tôi thấy: biến dị

bông dài xuất hiện từ các lô chiếu xạ vào hạt của các dòng đột biến có tần

xuất cao hơn so với từ giống gốc, ở cả liều xạ 100 và 150Gy; liều xạ 150Gy

cho tần xuất biến dị này cao hơn so với liều xạ 100Gy. Tần xuất tƣơng ứng

xuất hiện ở các dòng đột biến và giống gốc ở liều xạ 100Gy là: 0,19 và 0,28; ở

liều xạ 150Gy là: 0,11 và 0,37.

Do các giống gốc và các dòng đột biến đều có bông ngắn hoặc trung

bình, nên đây là các biến dị rất có ý nghĩa trong việc cải tiến chiều dài bông,

tăng sức chứa hạt của bông, tăng tiềm năng năng suất hạt, là cơ sở cho việc

tăng năng suất ở các giống và dòng đột biến nghiên cứu.

 Biến dị tăng kích thƣớc hạt

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: kích thƣớc hạt thóc có liên quan đến

nhiều gen, đến nay đã có 20 gen liên quan đến kích thƣớc và khối lƣợng hạt

thóc đƣợc phân lập (Hu J et al., 2015)[86]; (Liu L et al., 2015)[109]; (Wang S

et al., 2015)[144]. Các gen GS3, qSW5 có ảnh hƣởng lớn đến chiều dài và

chiều rộng hạt (Feng Y et al., 2016)[69].

Giống nếp 415, TK90 và các dòng đột biến M50, TK97 đều có hạt to

với trọng lƣợng 1000 hạt khá lớn, nếp Cái Hoa Vàng và dòng đột biến HV-H

có kích thƣớc hạt trung bình với khối lƣợng 1000 hạt khảng 24-25gr.

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.9 cho thấy: biến dị hạt to có biểu

hiện tƣơng tự so với biến dị lá đòng đứng. Theo đó, biến dị hạt to chỉ xuất

hiện ở các lô chiếu xạ vào hạt của giống HV và dòng đột biến HV-H, với tần

xuất tƣơng ứng khi chiếu liều xạ 100Gy là: 0,19 và 0,13; với liều xạ 150Gy

chỉ thu đƣợc biến dị này ở dòng đột biến HV-H với tần xuất 0,32.

Tính chung cho các giống gốc và dòng đột biến, ở liều xạ 100Gy tần

xuất biến dị hạt to xuất hiện ở giống gốc và dòng đột biến là 0,06 và 0,04; tần

xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là 0 và 0,11.

 Biến dị hạt xếp xít trên bông

Bông có hạt xếp gối lên nhau từ 1/3 hạt trở lên đƣợc coi là bông có hạt xếp xít, chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các giống và dòng

đột biến, chúng tôi nhận thấy: với liều xạ 100Gy chỉ thu đƣợc biến dị này ở

các lô chiếu xạ vào các dòng đột biến (HV-H, M50 và TK97) với tần xuất

tƣơng ứng 0,13; 0,32 và 0,52; với liều xạ 150Gy, biến dị này xuất hiện ở hầu

hết các lô chiếu xạ (trừ TK90). Tần xuất biến dị ở các lô chiếu xạ vào giống

gốc (HV, 415, TK90) và các dòng đột biến tƣơng ứng lần lƣợt là 0,13 và 0,19;

0,26 và 0,59; 0 và 0,39.

Tính chung, ở liều xạ 100Gy tần xuất biến dị hạt xếp xít trên bông xuất

hiện ở giống gốc và dòng đột biến là 0 và 0,32; tần xuất tƣơng ứng ở liều xạ

150Gy là 0,13 và 0,39. Nhƣ vậy, tần xuất biến dị xuất hiện từ các dòng đột

biến cao hơn đáng kể so với từ giống gốc, liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị

cao hơn so với liều xạ 100Gy.

 Biến dị tăng số hạt trên bông

Các giống và dòng đột biến sử dụng trong nghiên cứu đều có số hạt trên

bông khá thấp, dao động từ 85,3 hạt (ở nếp 415) đến 117,3 hạt (ở TK97). Do đó,

tăng số hạt trên bông rất có ý nghĩa trong việc tăng năng suất của các giống/dòng

nghiên cứu.

Số liệu ở bảng 3.9 cho thấy, biến dị tăng số hạt trên bông có biểu hiện

tƣơng tự với biến dị hạt xếp xít trên bông, chiếu xạ vào hạt của các dòng đột

biến thu đƣợc biến dị này với tần xuất cao hơn so với khi chiếu xạ vào hạt của

giống gốc. Ở liều xạ 100Gy chỉ thu đƣợc biến dị này ở các lô chiếu xạ vào hạt

của các dòng đột biến HV-H và M50 với tần xuất 0,13 và 0,19; ở các giống

gốc (HV, 415 và TK90) và dòng đột biến TK90 không thu đƣợc biến dị này.

Với liều xạ 150Gy biến dị tăng số hạt trên bông thu đƣợc ở hầu hết các lô

chiếu xạ, tần xuất biến dị này cao nhất là 0,45 ở dòng đột biến TK97, tần xuất

đột biến xuất hiện ở các giống gốc HV, 415, TK90 và các dòng đột biến

tƣơng ứng là 0,19 và 0,39; 0 và 0,33; 0,13 và 0,45.

Tính chung, tần xuất biến dị này xuất hiện từ các lô chiếu xạ hạt vào của

các dòng đột biến cao hơn đáng kể so với từ hạt của các giống gốc; liều xạ

150Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều xạ 100Gy. Ở liều xạ 100Gy,

tần xuất biến dị này xuất hiện từ lô chiếu xạ hạt của các giống gốc và dòng

đột biến là 0 và 0,11; tần xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là 0,11 và 0,39.

3.3.2.3. Một số biến dị cải tiến về thời gian sinh trưởng, khả năng đẻ nhánh

và tăng bông hữu hiệu.

* Biến dị chín sớm.

Số liệu ở bảng 3.10 cho thấy, biến dị chín sớm xuất hiện ở hầu hết các

lô chiếu xạ, với tần xuất khác nhau tùy giống, dòng đột biến và liều xạ.

Với liều xạ 100Gy, biến dị chín sớm xuất hiện với tần xuất dao động từ

0,19 (ở 415 và dòng đột biến M50) đến 0,45 (ở dòng đột biến HV-H), tần xuất

biến dị này xuất hiện ở lô chiếu xạ vào hạt của giống HV và TK90 là 0,32 còn

ở TK97 là 0,26.

Với liều xạ 150Gy, biến dị này xuất hiện với tần xuất dao động từ 0 (ở

TK97) đến 0,58 (ở HV-H). Khi chiếu xạ vào hạt của giống HV, 415 và các

dòng đột biến thì ở các lô chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến cho tần xuất

biến dị lớn hơn đáng kể so với hạt của giống gốc, tần xuất biến dị tƣơng ứng

phát sinh từ giống gốc HV, 415 và các dòng đột biến tƣơng ứng là 0,26 và

0,58; 0,26 và 0,46.

Tính chung, tần xuất biến dị chín sớm xuất hiện ở các lô chiếu xạ vào

hạt của giống gốc ở liều xạ 100 và 150Gy có biểu hiện tƣơng tự nhau (0,28), ở

các dòng đột biến, liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị này là 0,35 cao hơn so

với ở liều xạ 100Gy (0,30). Nhìn chung, chiếu xạ vào các dòng đột biến làm

xuất hiện biến dị chín sớm cao hơn so với giống gốc.

Các biến dị chín sớm rất có ý nghĩa trong việc rút ngắn thời gian sinh

trƣởng của giống, đặc biệt đối với giống HV và dòng HV-H có thời gian sinh

trƣởng dài. Các biến dị chín sớm thƣờng có thời gian sinh trƣởng ngắn hơn so

với giống gốc từ 7-28 ngày. Các biến dị này rất có ý nghĩa trong việc rút ngắn

thời gian sinh trƣởng của giống. Theo Linh L.H et al., (2009)[107], những

giống có TGST quá ngắn hoặc quá dài thƣờng sẽ cho năng suất hạn chế,

những giống có thời gian sinh trƣởng khoảng 120 ngày có khả năng cho năng

suất cao

Bảng 3.10. Biến dị chín sớm, tăng khả năng đẻ nhánh và tăng bông hữu hiệu ở

M2 phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến (vụ Xuân và Mùa 2015).

Liều xạ (Gy)

Dòng/ giống 100 150

STT Loại biến dị

Số biến dị Số biến dị Tần xuất f%±m%o Tần xuất f%±m%o

Giống gốc

1 Chín sớm

Dòng đột biến

Giống gốc

2 - Đẻ nhiều nhánh

Dòng đột biến

Giống gốc

- -

- 3 Tăng bông hữu hiệu

Dòng đột biến

0,26±0,13 0,26±0,13 0,32±0,14 0,28±0,08 0,58±0,19 0,46±0,17 - 0,35±0,09 - 0,32±0,14 0,19±0,11 0,17±0,06 - 0,26±0,13 0,45±0,17 0,24±0,07 0,19±0,11 - 0,19±0,11 0,13±0,05 - 0,33±0,15 0,39±0,16 0,24±0,07 Tổng số cá thể 1572 HV 415 1561 TK90 1554 4687 TC HV-H 1567 M50 1557 TK97 1547 4671 TC 1572 HV 415 1561 TK90 1554 4687 TC HV-H 1567 M50 1557 TK97 1547 4671 TC 1572 HV 1561 415 TK90 1554 4687 TC HV-H 1567 M50 1557 TK97 1547 4671 TC Tổng số cá thể 0,32±0,14 1547 0,19±0,11 1545 0,32±0,14 1549 0,28±0,08 4641 0,45±0,17 1551 0,19±0,11 1537 0,26±0,13 1552 0,30±0,08 4640 1547 0,19±0,11 1545 0,39±0,16 1549 0,19±0,06 4641 1551 0,58±0,19 1537 0,32±0,14 1552 0,30±0,08 4640 0,25±0,13 1547 1545 1549 0,09±0,04 4641 1551 0,26±0,13 1537 0,32±0,14 1552 0,19±0,06 4640 4 4 5 13 9 7 - 16 - 5 3 8 - 4 7 11 3 - 3 6 - 5 6 11 5 3 5 13 7 3 4 14 - 3 6 9 - 9 5 14 4 - - 4 - 4 5 9

Ghi chú: thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công

nghệ và Khuyến Nông, Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

* Biến dị tăng khả năng đẻ nhánh

Số liệu thể hiện ở bảng 3.10 cho thấy: biến dị đẻ nhiều nhánh chủ yếu

xuất hiện ở các lô chiếu xạ vào hạt của các giống 415, TK90 và các dòng đột

biến M50, TK97 với tần xuất khác nhau tùy dòng/giống và liều xạ. Với nếp

HV, biến dị đẻ nhiều nhánh chỉ xuất hiện với tần xuất 0,25 và 0,19 ở liều xạ

100 và 150Gy; dòng HV-H không thu đƣợc biến dị này ở cả liều xạ 100 và

150Gy.

Ở liều xạ 100Gy, với nếp 415 và dòng đột biến M50, chiếu xạ vào hạt

của dòng đột biến M50 cho tần xuất biến dị (0,58) cao hơn so với nếp 415

(0,19); chiếu xạ vào hạt của TK90 cho tần xuất biến dị cao hơn TK97, tần

xuất biến dị tƣơng ứng là 0,39 và 0,32.

Ở liều xạ 150Gy, có biểu hiện ngƣợc lại so với ở liều 100Gy, chiếu xạ

vào dòng đột biến M50 cho tần xuất biến dị này thấp hơn so với nếp 451;

dòng đột biến TK97 cho tần xuất biến dị này cao hơn so với chiếu xạ vào hạt

của TK90. Tuy nhiên, khi tính chung ở cả 2 liều xạ 100 và 150Gy thì chiếu xạ

vào các dòng đột bến (M50 và TK97) đều cho biến dị này với tần xuất cao

hơn so với chiếu xạ vào hạt của giống gốc (415 và Tk90).

Tính chung, tần xuất biến dị tăng khả năng đẻ nhánh xuất hiện từ các lô

chiếu xạ vào hạt của các giống gốc thấp hơn so với từ các dòng đột biến, liều

xạ 100Gy cho tần xuất biến dị cao hơn so với liều xạ 150Gy. Ở liều xạ

100Gy, tần xuất biến dị tƣơng ứng xuất hiện ở các lô chiếu xạ vào hạt của các

giống gốc và dòng đột biến lần lƣợt là: 0,19 và 0,30; ở liều xạ 150Gy là 0,17

và 0,24.

Theo Trần Thanh Nhạn (2017)[29], đẻ nhánh là đặc điểm nông học

quan trọng của cây lúa, có liên quan chặt chẽ đến quần thể ruộng lúa, quá

trình hình thành bông và ảnh hƣởng đến năng suất lúa. Do đó, đẻ nhánh khỏe

là đột biến hữu ích, đẻ nhánh khỏe và tập trung là tiền đề để tăng số bông hữu

hiệu trên khóm, tăng năng suất hạt. Tuy nhiên, nhiều biến dị tăng khă năng đẻ

nhánh lại có cây rất thấp và thƣờng trỗ bông không thoát, do đó giá trị sử

dụng không cao. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Shua Q.Y.,

(2012)[136].

* Biến dị bông hữu hiệu.

Số bông hữu hiệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: giống, khả năng đẻ

nhánh, mức độ đẻ nhánh tập trung, kỹ thuật canh tác,…. Giống HV và dòng

đột biến HV-H có khả năng đẻ nhánh trung bình nhƣng số bông hữu hiệu trên

khóm khá thấp, do tỷ lệ bông hữu hiệu thấp, trong khi các giống lúa cải tiến

có tỷ lệ bông hữu hiệu cao, có thể đạt 80 - 85%. Do đó, các nhà chọn giống

luôn chú trọng vào việc nâng cao khả năng đẻ nhánh và đẻ nhánh tập trung

nhằm tăng số bông hữu hiệu trên khóm.

Số liệu ở bảng 3.10 cho thấy: biến dị tăng bông hữu hiệu chỉ xuất hiện

ở một số lô chiếu xạ, ở lô chiếu xạ vào hạt của giống nếp 415 và dòng HV-H

ở liều xạ 100 và 150Gy không thu đƣợc biến dị này. Với giống TK90 chỉ thu

đƣợc biến dị này ở liều xạ 150Gy.

Với liều xạ 100Gy, ở giống gốc chỉ xuất hiện biến dị này khi chiếu xạ vào

hạt của giống HV với tần xuất 0,25; với các dòng đột biến thu đƣợc biến dị này ở

lô chiếu xạ vào dòng đột biến M50 và TK97 với tần xuất 0,26 và 0,32.

Với liều xạ 150Gy, biến dị này thu đƣợc ở giống HV và TK90 cùng với

tần xuất 0,19; tần xuất biến dị này ở M50 và TK97 là 0,33 và 0,39.

Tính chung, tần suất biến dị tăng số bông hữu hiệu trên khóm xuất hiện

trên các lô chiếu xạ vào hạt của các dòng đột biến cao hơn đáng kể so với khi

chiếu xạ vào hạt của các giống gốc, liều xạ 150Gy cho tần xuất biến dị cao

hơn so với liều xạ 100Gy. Ở liều xạ 100Gy, tần xuất biến dị xuất hiện ở các lô

chiếu xạ vào hạt của giống gốc và dòng đột biến lần lƣợt là: 0,09 và 0,19; tần

xuất tƣơng ứng ở liều xạ 150Gy là: 0,13 và 0,24.

Nhƣ vậy, từ các phân tích ở trên chúng tôi nhận thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các dòng đột biến cho tần xuất biến dị có

ý nghĩa chọn giống cao hơn so với chiếu xạ vào hạt của giống gốc, liều xạ

150Gy thƣờng cho tần suất biến dị cao hơn so với liều xạ 100Gy.

3.4.3. Tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 phát sinh

từ giống gốc và dòng đột biến.

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.11 cho thấy: các dòng đột biến có

mức độ mẫm cảm hơn so với giống gốc, thể hiện ở tần xuất biến dị cao hơn

và phổ biến dị rộng hơn.

Bảng 3.11. Tổng tần số và phổ biến dị (số loại biến dị) có ý nghĩa chọn giống

ở M2 phát sinh từ giống gốc và các dòng đột biến (vụ Xuân và Mùa 2015).

STT Liều xạ Giống/ dòng đột biến Số loại biến dị Số biến dị Tần xuất f%±m%o

1,34±0,29 0,64±0,20 5 3 21 10

Giống gốc

1 100

Dòng đột biến

Giống gốc

2 150

Dòng đột biến

1,16±0,27 1,05±0,15 1,79±0,33 2,12±0,37 2,20±0,37 2,03±0,21 1,49±0,31 0,97±0,25 1,16±0,27 1,20±0,16 2,90±0,43 2,80±0,42 2,26±0,38 2,63±0,23 HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC 4 6 6 7 7 10 6 4 4 8 8 8 6 10 18 49 28 33 34 95 23 15 18 56 45 43 35 123 Tổng số cá thể 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671

Ghi chú: thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công

nghệ và Khuyến Nông, Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

Chiếu liều xạ 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của các giống lúa nếp

HV, 415 và TK90 và các dòng đột biến tƣơng ứng (HV-H, M50 và TK97) thu

đƣợc 10 loại biến dị có ý nghĩa trong chọn giống (bảng 3.8, bảng 3.9 và bảng

3.10), kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Shua Q.Y et al., (2012)[136].

Số liệu bảng 3.11 cho thấy: chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy

mầm của giống gốc và dòng đột biến tƣơng ứng thì chiếu xạ vào dòng đột

biến cho số loại biến dị (phổ biến dị) rộng hơn và tần xuất biến dị cao hơn so

với chiếu xạ vào giống gốc.

Ở liều xạ 100Gy, chiếu xạ vào hạt của giống gốc HV thu đƣợc 5 loại

biến dị có ý nghĩa chọn giống với tần xuất 1,34; chiếu xạ vào dòng đột biến

HV-H thu đƣợc 6 loại biến dị với tần xuất 1,79. Số loại và tần xuất biến dị

tƣơng ứng xuất hiện từ lô chiếu xạ vào giống nếp 415 và dòng đột biến M50

là: 3 loại biến dị với tần xuất 0,64 và 7 loại biến dị với tần xuất 2,12; ở TK90

và dòng đột biến TK97 số loại biến dị và tần xuất tƣơng ứng là: 4 loại biến dị

với tần xuất 1,16 và 7 loại biến dị với tần xuất 2,20.

Ở liều xạ 150Gy, chiếu xạ vào các giống gốc HV, 415 và TK90 thu

đƣợc số loại biến dị với tần suất tƣơng ứng là 6 và 1,19; 4 và 0,97 và 4 và

1,16. Còn chiếu xạ vào các dòng đột biến tƣơng ứng thu đƣợc số loại và tần

xuất biến dị lần lƣợt là 8 và 2,90; 8 và 2,80 và 6 và 2,26.

Tính chung, khi chiếu liều xạ 100Gy vào các giống gốc thu đƣợc 6 loại

biến dị với tần xuất 1,05; chiếu xạ vào các dòng đột biến tƣơng ứng thu đƣợc

10 loại biến dị với tần xuất 2,03. Với liều xạ 150Gy, chiếu xạ vào các giống

thu đƣợc 8 loại biến dị với tần xuất 1,20; chiếu xạ vào các dòng đột biến thu

đƣợc 10 loại biến dị với tần xuất 2,63.

Nhƣ vậy, chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các dòng đột

biến thu đƣợc tần xuất biến dị cao hơn và phổ biến dị rộng hơn (các biến dị có

ý nghĩa chọn giống) so với chiếu xạ vào hạt của giống gốc; liều xạ 150Gy cho

tần xuất biến dị cao hơn và phổ biến dị rộng hơn so với liều xạ 100Gy. Theo

chúng tôi, kết quả trên có đƣợc là do các dòng đột biến mới tạo thành có độ

cảm ứng phóng xạ cao hơn so với giống gốc. Kết quả này phù hợp với kết

luận của Kodym A et al., (2012)[101].

Theo Manikandan V and Vanniarajan C (2017)[114], các biến dị hữu ích có thể đƣợc sử dụng cho chƣơng trình nhân giống trong tƣơng lai. Tuy nhiên, hầu hết các biến dị hình thái đƣợc xác định trong thế hệ M2 không kế thừa đƣợc trong thế hệ M3. Theo Luo et al., (2012), các biến dị hình thái này có thể đƣợc kiểm soát bởi các gen lặn hoặc nhạy cảm với môi trƣờng. Hơn nữa, bất kể sự thay đổi nào xảy ra trong thực vật do đột biến là một lỗi trong di truyền nên có xu hƣớng sửa chữa thông qua các sự kiện tái tổ hợp (dẫn theo Manikandan V và Vanniarajan C (2017)[114]. 3.3.4. Mối tương quan giữa BDDL và các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2.

Số liệu phân tích thống kê thể hiện ở bảng 3.12 cho thấy: có mối tƣơng quan thuận và chặt giữa tổng tần xuất BDDL và tần xuất BDDL kiểu abina với tổng tần xuất và phổ đột biến có ý nghĩa chọn giống ở M2. Với các kiểu BDDL khác nhƣ: Virescent, xanthal, alboviridis và viridoabina thể hiện không rõ hoặc không có (hệ số tƣơng quan nhỏ hoặc xấp xỉ bằng 0). Hệ số tƣơng quan giữa tổng tần xuất BDDL với tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống là 0,9039 và 0,9339; với BDDL kiểu abina hệ số tƣơng quan tƣơng ứng là 0,8182 và 0,8850. Nhƣ vậy, BDDL đặc biệt là kiểu abina đƣợc xem nhƣ chỉ thị dự báo sự xuất hiện của các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở giai đoạn sau. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Amita Sharma (2014)[56].

Bảng 3.12. Hệ số tƣơng quan giữa BDDL với tần xuất và phổ biến dị có ý

nghĩa chọn giống ở M2 (vụ Xuân và Mùa 2015).

Đột biến có ý nghĩa chọn giống Biến dị diệp lục

Tổng biến dị diệp lục Abina Virescent Xanthal Alboviridis Viridoabina Phổ biến dị 0,9339 0,8850 0,3523 -0,1997 0,3556 0,3612 Tổng tần xuất biến dị 0,9039 0,8182 0,4533 -0,2778 0,3898 0,3898

Ghi chú: thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao Công

nghệ và Khuyến Nông, Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

100

3.4. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu Chiếu xạ với liều 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm của giống lúa nếp đuôi

trâu, ở M1 lấy hạt của các bông chính (30 hạt) đem gieo trồng thành M2, ở

M2(vụ Mùa 2013) thu đƣợc 28 biến dị ở lô thí nghiệm chiếu xạ liều 100Gy và

31 biến dị ở liều xạ 150Gy. Tiếp tục trồng các biến dị này ở M3 (vụ Xuân

2014) thành từng ô riêng rẽ, đánh giá và chọn lọc các các thể tốt nhất, loại bỏ

các cá thể xấu, các dòng xấu (các dòng cảm quang chu kỳ - không trổ bông ở

vụ xuân) thu đƣợc 10 cá thể ở lô chiếu xạ liều 100Gy và 14 cá thể ở liều

150Gy. Gieo trồng các cá thể này để nhận M4. Tiếp tục đánh giá một số đặc

điểm hình thái, nông học, năng suất và loại bỏ một số dòng ko tốt thu đƣợc 15

dòng để gieo trồng sang M5. Kết quả đánh giá một số đặc điểm của các thể

đột biến từ thế hệ m2, M4, M4 và M5 đƣợc trình bày ở phụ lục 16; 17; 18; 19;

20 và 21.

3.4.1. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi Trâu

3.4.1.1. Một số đặc điểm hình thái, nông học chủ yếu

Để xác định các dòng đột biến nghiên cứu đã mất tính cảm quang và trở

thành cảm ôn hay chƣa và sự khác biệt trong biểu hiện của các tính trạng ở vụ

Xuân so với vụ Mùa có phù hợp với mục đích chọn tạo giống lúa nếp mới,

có khả năng gieo trồng nhiều vụ trong năm, thời gian sinh trƣởng ngắn, năng

suất cao và phẩm chất mong muốn hay không. Chúng tôi đánh giá đa dạng

các đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến ở vụ Xuân và vụ Mùa

Kết quả phân tích thống kê các tính trạng số lƣợng thể hiện ở các bảng

3.13; 3.14 và 3.15 cho thấy: các dòng đột biến nghiên cứu, ở các tính trạng số

lƣợng có hệ số biến động CV dao động từ 1,0 đến 11,4. Ở hầu hết các tính

trạng, ở vụ Xuân có hệ số biến động (CV) lớn hơn đáng kể so với ở vụ Mùa

101

(tính trạng chiều dài lá đòng, số bông/khóm, chiều dài bông, chiều dài cổ bông,

P1000 hạt, năng suất thực thu, hàm lƣợng protein, độ bền thể gel).

Mỗi dòng đột biến đều mang đặc điểm mới cải tiến hơn so với giống

gốc về các đặc điểm nhƣ: thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây, độ cứng cây,

góc lá đòng, năng suất thực thu,… Các dòng đột biến đều đã mất tính cảm

quang và trở thành cảm ôn nên gieo trồng đƣợc ở cả vụ Xuân và vụ Mùa ,

đây là nguồn vật liệu có giá trị cho chọn tạo giống lúa nếp thơm mới.

 Chiều cao cây

Padmaja D et al., (2008)[128], cho rằng chiều cao cây có biên độ dao

động rất rộng, thay đổi theo mùa vụ và điều kiện gieo trồng, điều này mở ra

khả năng cải tiến chiều cao cây và nâng cao khả năng chống đổ.

Số liệu thể hiện ở bảng 3.13 cho thấy: giống lúa nếp Đuôi Trâu có cây

rất cao (151,8 cm), các dòng đột biến nghiên cứu có chiều cao cây tƣơng tự

hoặc thấp hơn so với giống gốc. Trong đó, các dòng ĐT4 (127,5 cm), ĐT5

(138,2 cm), ĐT7(125,5 cm), ĐT8(128,2 cm) và ĐT12(126,2 cm) có cây thấp

hơn nhiều so với giống gốc, đây là các dòng rất có ý nghĩa trong việc rút ngắn

chiều cao cây, nâng cao khả năng chống đổ.

Cùng một dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân cây thƣờng cao hơn

so với ở vụ Mùa từ 1,4cm (ở ĐT3, ĐT14) đến 2,6cm (ở ĐT5). Theo Nguyễn

Thế Hùng và cs (2017)[17], chiều cao cây lúa tỷ lệ thuận với mật độ, do đó có

thể điều chỉnh mật độ để hạ thấp chiều cao cây lúa.

102

Bảng 3.13. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến ở M6 (vụ

Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu tại Thanh Trì, Hà Nội

Cao cây (cm)

Dài bông (cm)

Dài cổ bông (cm)

Chiều dài lá đòng (cm)

Góc lá đòng (điểm)

Mức độ gié thứ cấp

Dòng/ Giống

33,1d

15,9efg

29,5ef -

M 151,8d

M X M X M 5 -

8,7a

I I

0,66 0,44 0,37 4,0 2,8 11,4 1,9 1,3 2,51

0,28 8,7 1,97

4,47 5,5 12,9

M X M - N - 1 ĐT 2 ĐT1 150,1ef 148,4cd 40,4fg 38,2fg 3 3-1 29,5cd 29,0de 14,2cdef 13,6bcd RN N 3 ĐT2 151,3f 149,7cd 37,2d 35,9e 1 1-3 28,5c 27,5c 15,4ef 16,4fg N N 4 ĐT3 145,2cd 143,8cd 40,1efg 39,5gh 3-1 3 29,5cd 28,0cd 15,7f 14,3cde N N 5 ĐT4 129,3a 127,5a 33,5c 32,1cd 1 1-3 28,0c 27,0c 11,9bc 12,2b RN RN 6 ĐT5 140,8b 138,2abc 41,3gh 39,6gh 3-1 3 29,5cd 29,5ef 9,2a RN RN 7 ĐT6 151,4f 149,9cd 32,1c 30,7bc 1 1 31,0de 30,5f 15,6ef 16,4fg RN RN 8 ĐT7 127,8a 125,5a 37,8def 37,4ef 1-3 3 25,5ab 24,5ab 12,3bcd 13,1bc I 9 ĐT8 129,7a 128,2ab 27,5a 26,8a 3-1 3 26,0b 25,5b 10,5ab 11,7b I 10 ĐT9 147,5de 145,4cd 43,6h 40,2h 1 1-3 30,5de 29,5ef 14,7def 15,4defg RN RN 11 ĐT10 142,4bc 140,8bcd 39,5defg 37,8efg 3-1 3 25,5ab 24,5ab 10,5ab 9,5a I I 8,6a 12 ĐT11 148,4def 146,7cd 30,9bc 29,3b 3-1 3 24,0a 23,5a 8,2a I I 13 ĐT12 128,7a 126,2a 38,2def 39,6gh 3-1 3 28,5c 27,5c 14,8def 15,3def I N 14 ĐT13 151,6f 150,1cd 38,6defg 37,4ef 1 1-3 30,5de 29,5f 13,1cde 13,7bcd N N 15 ĐT14 148,5def 147,1cd 28,5ab 30,5bc 3-5 5 25,5ab 24,5ab 15,4ef 14,3cde I 3 3-5 31,5e 30,5f 16,3f 17,4g RN RN 16 ĐT15 143,7bc 141,2cd 37,4de 36,1e 0,93 0,65 17 Sai số 0,86 3,2 4,4 18 CV 1,0 1,9 2,7 19 LSD0.05 3,5

Ghi chú: ĐT: Đuôi Trâu; ĐT1, ĐT2, ĐT3…. Các dòng đột biến; góc lá đòng:

điểm1-thẳng; điểm3- nửa thẳng; điểm5- ngang; điểm7- gục xuống; với mỗi

tính trạng, ở mỗi mùa vụ có các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý

nghĩa ở mức tin cậy 0,95;

103

 Chiều dài và góc lá đòng

Lá đòng có vai trò quan trọng đối với cây lúa, lá đòng dài và đứng có lợi

cho việc quang hợp và tích lũy dinh dƣỡng, đặc biệt là trong giai đoạn trỗ-chín.

Số liệu thống kê thể hiện ở bảng 3.13 cho thấy, chiều dài lá đòng của

các dòng đột biến nghiên cứu có biểu hiện khá đa dạng, có 9/15 dòng đột biến

nghiên cứu có lá đòng dài hơn giống gốc (ĐT1, ĐT2, ĐT3, ĐT5, ĐT7, ĐT9

ĐT10, ĐT12 và ĐT13), các dòng còn lại có lá đòng dài bằng hoặc ngắn hơn so

với giống gốc.

Giống gốc có lá đòng ngang (điểm 5), góc lá đòng của các dòng đột

biến từ đứng (điểm 1), đến trung gian giữa nửa đứng và ngang (điểm 3-5).

Hầu hết các dòng đột biến nghiên cứu có lá đòng đứng hơn (góc lá đòng nhỏ

hơn) so với giống gốc. Các dòng ĐT1, ĐT3, ĐT5, ĐT9 và ĐT12 vừa có lá đòng

dài và đứng hơn (điểm 1 -3) so với giống gốc, đây là các dòng có nhiều triển

vọng trong việc cải tiến bộ lá của nếp Đuôi Trâu, là cơ sở cho việc tăng năng

suất và chất lƣợng của giống này. Kết quả này cho thấy: góc lá đòng có thể đƣợc cải tiến bằng chiếu xạ tia gamma (Co60), phù hợp với nhận định của

Nguyễn Minh Anh Tuấn (2017)[48].

 Chiều dài bông

Số liệu ở bảng 3.13 cho thấy: chiều dài bông của giống lúa nếp Đuôi

Trâu là 29,5 cm, các dòng đột biến có chiều dài bông tƣơng tự hoặc ngắn hơn

so với giống gốc. Trong đó, các dòng ĐT1, ĐT5, ĐT6, ĐT9, ĐT13 và ĐT15 có

bông dài tƣơng tự giống gốc, các dòng còn lại có bông ngắn hơn. Với mỗi

dòng đột biến, chiều dài bông của các dòng đột biết khi gieo trồng ở vụ Xuân

và vụ Mùa tƣơng tự nhau. Điều này cho thấy: chiều dài bông chịu chi phối

chủ yếu bởi kiểu gen, ít chịu tác động bởi điều kiện mùa vụ.

 Chiều dài cổ bông.

104

Chiều dài cổ bông liên quan đến khả năng chống đỡ của bông, các

nghiên cứu trƣớc đây đã chỉ ra rằng: cổ bông dài từ 1 đến 3 cm lá lý tƣởng

cho khả năng nâng đỡ của bông. Số liệu thể hiện ở bảng 3.13 cho thấy: nếp

Đuôi Trâu có cổ bông khá dài (15,9 cm). Các dòng đột biến nghiên cứu có cổ

bông dao động từ 8,6 cm (ở ĐT11) đến 17,4 cm (ở ĐT14). Trong đó, các dòng

ĐT1, ĐT4, ĐT5, ĐT7, ĐT8, ĐT10 và ĐT11 có cổ bông ngắn hơn so với giống

gốc, nhất là các dòng ĐT5 (8,7 cm), ĐT10 (9,5cm) và ĐT11 (8,6 cm). Đây là

các dòng có ý nghĩa lớn trong việc rút ngắn cổ bông và nâng cao khả năng

nâng đỡ của bông.

 Mức độ gié thứ cấp trên bông.

Cùng với chiều dài bông, cách xếp hạt trên bông, mức độ gié thứ cấp

trên bông có liên quan chặt chẽ với số hạt trên bông, bông có gié thứ cấp càng

nhiều thì sức chứa hạt của bông càng lớn. Do đó, tăng mức độ gié thứ cấp trên

bông là cơ sở cho việc tăng năng suất hạt, dẫn đến tăng năng suất của giống.

Các dòng ĐT4, ĐT5, ĐT6, ĐT9, và ĐT15 có gié thứ cấp trên bông nhiều

hơn so với giống gốc, có ý nghĩa lớn trong việc tăng số hạt trên bông, từ đó tăng

năng suất, các dòng còn lại có số gié tƣơng tự hoặc ít hơn so với giống gốc.

105

Bảng 3.14. Một số đặc điểm nông học của các dòng đột biến ở M6 (vụ Mùa

Số hạt/bông (hạt)

Màu sắc lá (điểm)

Độ tàn lá (điểm)

Thời gian sinh trƣởng (ngày)

Dòng / Giống

X -

Bông/ Độ cứng Khóm cây (điểm) (bông) X M X M X M X M M 115,9e 6,9bc 5 5 2 2 7,3c 7,8d 119,8f 117,4e 1 1 1 7,1b 7,1c 111,1cde 113,1de 5 2 2 6,7ab 6,8ab 117,5ef 111,3cde 5 2 2 6,9abc 6,8ab 119,4f 113,5de 5 2 2 6,6a 6,7ab 121,5f 118,7e 1 1 1 6,5a 6,6a 139,3g 136,8f 5 2 2 6,8ab 6,9ab 105,3abc 103,1abc 5 2 2 6,8ab 6,7ab 110,4cde 113,4de 9 3 3 7,3c 6,7ab 121,6f 116,5e 5 2 2 7,3c 7,7d 102,6ab 101,3ab 5 2 2 10,3f 9,8e 98,7a 95,2a 9 3 3 7,8d 6,7ab 109,8bcd 107,4bcd 5 2 2 7,3c 7,1c 116,5def 113,6e 5 2 2 8,6e 7,9d 107,5bc 105,4bcd 5 2 2 7,1bc 6,8ab 137,7g 135,5f 0,12 0,13 2,57 2,80 4,3 8,1

2,9 1,8 0,4 0,2

1,86 1,0 2,5

2,83 1,1 2,4

3,8 7,4

M X 142g 9 1 ĐT 129f 5-1 5 147ef 5 2 ĐT1 147ef 128ef 1-5 5 1 3 ĐT2 141ab 123ab 5-1 5 5 4 ĐT3 139a 122a 1 1-5 5 5 ĐT4 145cde 127def 1 1-5 5 6 ĐT5 145cde 126cde 5-1 5 1 7 ĐT6 146def 128ef 1-5 5 5 8 ĐT7 143bc 124abc 1 1-5 5 9 ĐT8 128ef 1-5 1-5 9 147ef 10 ĐT9 129f 148f 5 5 11 ĐT10 5 12 ĐT11 145cde 126cde 1-5 5 5 140ab 123ab 13 ĐT12 1 1-5 9 14 ĐT13 145cde 127def 5-9 5-9 5 144cd 125bcd 5-1 5 5 15 ĐT14 16 ĐT15 146def 128ef 5-1 5 5 17 Sai số 18 CV 19 LSD0,05

2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu tại Thanh Trì, Hà Nội

Ghi chú: ĐT: Đuôi Trâu; ĐT1, ĐT2, ĐT3….. các dòng đột biến; X: vụ Xuân ,

M: vụ Mùa ;độ cứng cây: 1- cứng, 5- trung bình 9- yếu; độ tàn lá: 1- muộn;

5- trung bình; 9 – sớm; Màu sắc lá: 1- xanh đậm; 2- xanh; 3- xanh nhạt; với

mỗi tính trạng, ở mỗi mùa vụ có các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác nhau

có ý nghĩa ở mức tin cậy 0,95

106

 Thời gian sinh trƣởng.

Nếp Đuôi Trâu cảm ứng chặt với quang chu kỳ nên chỉ gieo trồng đƣợc

ở vụ Mùa , các dòng đột biến nghiên cứu đều đã mất tính cảm quang và trở

thành cảm ôn nên có thể gieo trồng ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Với mỗi dòng

đột biến nhƣng khi gieo trồng ở vụ Xuân đều có thời gian sinh trƣởng dài

hơn đáng kể so với ở vụ Mùa (bảng 3.14). Đây là vật liệu giá trị cho công tác

chọn tạo giống lúa nếp thơm mới, ngắn ngày, có thể gieo cấy nhiều vụ trong

năm. Trong đó, đặc biệt là các dòng ĐT3 (123 ngày ở vụ Mùa , 141 ngày ở vụ

Xuân ), ĐT4 (122 ngày ở vụ Mùa , 139 ngày ở vụ Xuân ) và ĐT12 (123 ngày

ở vụ Mùa , 140 ngày ở vụ Xuân ). Kết quả này phù hợp với kết luận của

Nguyễn Minh Anh Tuấn (2017)[48].

 Độ cứng cây.

Độ cứng cây có liên quan thuận và chặt với đƣờng kính lóng gốc và

khả năng chống đổ (Nguyễn Thị Thuở và cs 2017)[42], nếp Đuôi Trâu có cây

cao, dễ đổ (điểm 9), các dòng đột biến có độ cứng cây đƣợc cải tiến so với

giống gốc, đặc biệt là: ĐT4, ĐT5, ĐT8 và ĐT12. Cùng một dòng đột biến, gieo

trồng ở vụ Xuân thƣờng cứng cây hơn so với ở vụ Mùa . Theo chúng tôi, kết

quả này là do ở vụ Xuân có điều kiện thuân lợi hơn so với ở vụ Mùa (hay có

gió, bão). Theo Nguyễn Thế Hùng (2017)[17], độ cứng cây có tƣơng quan

nghịch với mật độ, nên có thể điều chỉnh mật độ để tăng độ cứng cây, tăng

khả năng chống đổ.

 Mầu sắc và độ tàn lá.

Lá của giống gốc (ĐT) có mầu xanh đặc trƣng và độ tàn lá trung bình,

nghĩa là hầu hết các lá chuyển sang mầu vàng khi lúa chín. Các dòng đột biến

ĐT9 và ĐT12 có lá xanh đậm và độ tàn lá muộn (bảng 3.14), đây là những đặc

điểm có lợi cho quá trình sinh trƣởng và phát triển của giống. Các dòng còn

lại có mầu sắc và độ tàn lá tƣơng tự dạng gốc thậm chí có dòng kém hơn dạng

107

gốc. Điều này cho thấy: chiếu xạ tia gamma có thể gây nên những biến đổi

dƣơng tính hoặc âm tính về mầu sắc và độ tàn lá. Với mỗi dòng đột biến khi

gieo trồng ở vụ Xuân và vụ Mùa đều có màu sắc và độ tàn lá tƣơng tự nhau,

chứng tỏ các đặc tính này ít chịu tác động của điều kiện mùa vụ.

 Số bông hữu hiệu / khóm.

Số bông/khóm ảnh hƣởng lớn nhất đến năng suất, yếu tố này tỷ lệ thuận

với năng suất, nó không những phụ thuộc vào bản chất của giống mà còn phụ

thuộc vào mật độ gieo trồng và chế độ dinh dƣỡng (Trần Mạnh Cƣờng

2017)[11]. Kết quả thống kê thể hiện ở bảng 3.14 cho thấy: dòng đột biến ĐT6

có số bông/ khóm ít hơn so với giống gốc, các dòng còn lại đều có số

bông/khóm bằng hoặc cao hơn giống gốc, đặc biệt là ĐT1, ĐT10, ĐT11 và

ĐT14. Đây là nguồn vật liệu quý cho công tác tạo chọn giống lúa nếp thơm

mới năng suất cao và gieo trồng đƣợc nhiều vụ trong năm. Các dòng đột biến

có số bông/khóm tƣơng tự nhau khi gieo trồng ở vụ Xuân và vụ Mùa , chỉ có

ĐT12 có số bông/khóm ở vụ Xuân nhiều hơn so với ở vụ Mùa (7,8 bông ở vụ

Xuân và 6,7 bông ở vụ Mùa ), là vật liệu có giá trị trong việc tăng năng suất

giống khi gieo trồng ở vụ Xuân .

 Số hạt trên bông.

Nếp Đuôi Trâu có số hạt trên bông trung bình 115,9 hạt, các dòng đột

biến có số hạt/bông dao động từ 95,2 (ở ĐT11) đến 136,8 (ở ĐT6). Hầu hết các

dòng đột biến có số hạt trên bông tƣơng tự hoặc ít hơn so với giống gốc (ở

mức tin cậy 95%), chỉ có dòng ĐT6 (vụ Mùa 136,8 hạt, vụ Xuân 139,8 hạt),

ĐT15 (vụ Mùa 135,5 hạt và vụ Xuân 137,7 hạt) có số hạt trên bông nhiều

hơn đáng kể so với giống gốc. Tuy nhiên, chiều dài bông của các dòng này

chỉ tƣơng tự giống gốc. Do đó, theo chúng tôi việc tăng số hạt trên bông ở các

dòng này chủ yếu do tăng số gié thứ cấp và mức độ xếp xít của hạt trên bông.

108

 Tỷ lệ hạt lép

Tỷ lệ hạt lép của các dòng đột biến có biểu hiện đa dạng với hệ số CV khá cao, hệ số CV ở vụ Xuân là 6,1 và 7,8 ở vụ Mùa . Ở đa số các dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân có tỷ lệ lép cao hơn đáng kể so với ở vụ Mùa , các dòng ĐT2, ĐT3, ĐT4, ĐT7, ĐT8, ĐT13 và ĐT14 có tỷ lệ lép thấp hơn so với ở giống gốc (bảng 3.15).

Theo chúng tôi, do giống gốc cảm ứng với quang chu kỳ nên chỉ gieo cấy đƣợc ở vụ Mùa , các dòng đột biến đều đã mất tính cảm quang và trở thành cảm ôn nên có thể gieo trồng cả ở vụ Xuân . Do vụ Xuân có điều kiện thời tiết gần nhƣ trái ngƣợc với vụ Mùa (ở các giai đoạn sinh trƣởng và phát triển của cây lúa) nên các dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân đƣợc xem nhƣ trồng trái vụ, tỷ lệ lép cao. Đây là nguyên nhân chính làm cho năng suất của các dòng đột biến ở vụ Xuân thấp nên cần tăng cƣờng chọn lọc theo hƣớng tăng tỷ lệ hạt chắc nhằm tăng năng suất ở vụ Xuân .

Theo Trần Thanh Nhạn (2017)[29], tỷ lệ lép đƣợc quyết định bởi thời kỳ sau trỗ, nếu gặp điều kiện bất lợi (nóng, lạnh, mƣa nhiều,…) trong giai đoạn này thì tỷ lệ lép sẽ tăng, do đó ảnh hƣởng rõ rệt đến năng suất. Ngoài ra, tỷ lệ lép còn phụ thuộc vào lƣợng tinh bột tích lũy trong cây và đặc điểm giải phẫu của thân. Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu xác định thời vụ gieo trồng cho phù hợp để tránh các điều kiện thời tiết bất lợi xảy ra vào giai đoạn sau trỗ.

 Khối lƣợng 1000 hạt

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.15 cho thấy: trong các dòng đột biến nghiên cứu, chỉ có dòng ĐT7 (28,6 ở vụ Xuân và 28,3 ở vụ Mùa ) và ĐT10 (28,3 ở vụ Xuân và 28,5 ở vụ Mùa ) có khối lƣợng 1000 hạt cao hơn giống gốc, các dòng còn lại tƣơng tự giống gốc. Với mỗi dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân thƣờng có khối lƣợng 1000 hạt tƣơng tự so với ở vụ Mùa . Theo chúng tôi, tia gamma đã gây ra biến đổi trong kiểu gen chi phối khối lƣợng 1000 hạt ở các dòng ĐT7 và ĐT10 theo hƣớng tăng khối lƣợng. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Trần Thanh Nhạn (2017)[29].

Theo Trần Thanh Nhạn (2017)[29], khối lƣợng 1000 hạt là yếu tố cuối cùng tạo năng suất ở lúa, yếu tố này chủ yếu do kiểu gen quy định, ít chịu tác

109

động bởi các yếu tố môi trƣờng. Tuy nhiên, nếu áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác không phù hợp hay bón phân không cân đối sẽ làm cây lúa bị yếu, lạt lép lửng và làm giảm rõ rệt năng suất hạt (Liu T et al., 2010)[110], (Luo X et al., 2013)[111]. Do đó, theo chúng tôi ngoài việc tiếp tục chọn lọc để nâng cao khối lƣợng 1000 hạt của các dòng đột biến cần xác định quy trình kỹ thuật phù hợp và bón phân cân đối, đúng thời điểm nhằm đạt khối lƣợng 1000 hạt cao nhất.

 Năng suất thực thu.

Giống lúa nếp Đuôi Trâu cho xôi xẻo và thơm nhƣng cao cây, dễ đổ lại có năng suất thấp, năng suất trung bình 3,776 tấn/ha. Các dòng đột biến nghiên cứu đều có năng suất tƣơng tự hoặc cao hơn so với giống gốc với năng suất trung bình dao động từ 3,979 (ở ĐT12) đến 4,338 tấn/ha (ở ĐT5). Trong đó, các dòng ĐT3, ĐT4, ĐT9 và ĐT12 có năng suất tƣơng tự giống gốc, các dòng còn lại đều có năng suất cao hơn so với giống gốc. Cùng một dòng đột biến, khi gieo trồng ở vụ Xuân thƣờng có năng suất thấp hơn so với ở vụ Mùa , chỉ có các dòng ĐT1, ĐT5, ĐT9 và ĐT11 có năng suất tƣơng tự khi gieo trồng ở vụ Xuân và vụ Mùa . Theo chúng tôi, năng suất của các dòng đột biến ở vụ Xuân thấp là do tỷ lệ lép cao. Do đó, để góp phần nâng cao năng suất của các dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân cần tiến hành chọn lọc theo hƣớng tăng tỷ lệ chắc.

 Mùi thơm

Mùi thơm ở lúa chủ yếu do kiểu gen chi phối. Tuy nhiên, tính trạng này

cũng chịu ảnh hƣởng nhiều bởi các yếu tố của môi trƣờng.

Giống lúa nếp Đuôi Trâu có mùi thơm đặc trƣng đến rất thơm (điểm 4- 5), các dòng đột biến phát sinh từ nó có mùi thơm từ thơm nhẹ (điểm 3) đến thơm (điểm 4) và trung gian giữa thơm với rất thơm (điểm 4-5). Trong đó, dòng ĐT5 có mùi thơm tƣơng tự giống gốc ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Với mỗi dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân , mùi thơm thƣờng có biểu hiện kém hơn so với ở vụ Mùa . Nhƣ vậy, chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của nếp Đuôi Trâu, làm giảm đáng kể mùi thơm ở các dòng đột biến.

 Hàm lƣợng Amyloza.

110

Các nghiên cứu ở trong và ngoài nƣớc đã chỉ ra rằng: các giống lúa nếp

thƣờng có hàm lƣợng amylase rất thấp, cho cơm dẻo và dính. Theo Bian J.M

et al., (2014)[59], hàm lƣợng amyloza do 1 gen kiểm soát, gen kiểm soát hàm

lƣợng Amyloza cao trội hoàn toàn so với gen kiểm soát hàm lƣợng Amyloza

thấp. Cheng A et al., (2012)[65], lại cho rằng: hàm lƣợng amyloza do nhiều

gen chi phối.

Số liệu thể hiện ở bảng 3.15 cho thấy: giống gốc và các dòng đột biến

nghiên cứu có hàm lƣợng amylase thấp, dao động từ 2,14 (ở ĐT6) đến 3,11 (ở

ĐT10). Hầu hết các dòng đột biến có hàm lƣợng amylose thấp và tƣơng tự

giống gốc, chỉ có các dòng ĐT2, ĐT5, ĐT10 và ĐT11 có hàm lƣợng amylose

cao hơn giống gốc nhƣng mức độ lớn hơn không đáng kể. Nhƣ vậy, tia

gamma có thể làm thay đổi hàm lƣợng amylose ở các dòng đột biến theo cả

hai hƣớng âm tính và dƣơng tính. Kết quả này phù hợp với kết quả luận của

Ishiy T et al., (2006)[92].

 Hàm lƣợng Protein.

Theo Trần Thanh Nhạn (2017)[29], hàm lƣơng protein là chỉ tiêu quan

trọng để đánh giá chất lƣợng gạo, hàm lƣợng protein trong gạo đƣợc đánh giá

cao hơn so với các loại ngũ cốc khác với hàm lƣợng lysine chiếm khoảng 4%,

phần lớn protein tập trung ở nội nhũ. Theo Mahender A et al., 2016)[113],

gạo có hàm lƣợng protein cao tốt hơn so với gạo có hàm lƣợng protein thấp.

Hầu hết các dòng đột biến nghiên cứu có hàm lƣợng protein tƣơng tự

giống gốc, chỉ có ĐT2 cao hơn so với ở giống gốc (bảng 3.15). Cùng một

dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân có hàm lƣợng protein tƣơng tự so với

ở vụ Mùa . Điều này cho thấy: hàm lƣợng protein chịu chi phối chủ yếu bởi

kiểu gen, ít chịu ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng.

111

Protein (%)

Tỷ lệ lép (%)

Amyloza (%)

P1000 (gram)

Mùi thơm (điểm)

Năng suất thực thu (tấn/ha)

ST T

Dòng/ Giống

Xuân Mùa Xuân Mùa 24,2abc -

68a

21,9ef 23,1fg 24,4bcd 23,7abc 4,183f 18,5cd 25,8ef 26,3cde 3,887cde 15,5ab 25,7def 25,1abcd 3,351a 16,5abc 24,7cde 24,2abc 4,197f

8,17a 8,21ab

61a

28,3e

28,5e 22,4a 27,4de

2,46abc 8,36a 8,43abc 73a 67a

0,45

3,776a - 4,214bc 23,5ab 4,415c 26,1bc 4,029ab 35,4g 4,054ab 20,6a 26,4cde 3,991def 4,321bc 28,3cde 19,5de 26,6f 25,3g 24,0bcd 24,3abc 3,881cde 4,195bc 31,4f 4,054def 4,291bc 18,7cd 28,6g 27,3cd 4,227bc 14,5a 24,5cde 25,1abcd 3,471ab 27,9cde 24,4bcd 24,0abc 4,041def 4,011ab 28,7cdef 17,4bcd 4,338bc 3,848cd 30,7def 23,5fg 28,3g 4,139bc 4,152ef 21,9ef 22,9a 29,2def 3,979ab 21,9ef 26,3f 36,6g 3,674bc 4,266bc 18,2cd 24,7cde 25,2bcd 3,855cd 27,3cd 29,8def 17,5bcd 23,6abc 24,1abc 3,921cdef 4,287bc 3,972def 4,218bc 30,9ef 1,03 0,99 6,1 3,0

- 4 4 4-3 4 4-5 3-4 4-3 3 3-4 4 4-3 4-3 4-3 4 4

22,9fg 23,1ab 0,89 0,45 7,8 2,6

0,15 0,14 9,3 6,3 0,4 0,4

0,17 0,17 3,5 2,0 0,5 0,5

23,2ab 0,11 2,3 2,7

2,4 0,36

4,4 0,29

3,1 1,3

Độ bền thể gel (mm) Xuân Mùa Xuân Mùa Xuân Mùa Xuân Mùa Xuân Mùa 2,42ab 75abc 8,26ab 4-5 - ĐT 1 2,65bcd 8,41a 8,43abc 69a 78cd 4 3,24a ĐT1 2 4-5 3,53ab 3,02de 8,84a 8,78c 73a ĐT2 3 4 4,27ef 2,45abc 8,45a 8,43abc 70a 75abc ĐT3 4 4-5 3,86bcd 2,51abc 8,54a 8,56acd 68a 75abc ĐT4 5 4-5 4,12def 2,85cde 8,51a 8,47abc 65a 76abcd ĐT5 6 73a 4 3,73bcd 2,14a ĐT6 7 4 4,02cde 2,31ab 8,39a 8,44abc 65a 74ab ĐT7 8 71a 77bcd 4 3,64abc 2,53abc 8,56a 8,52bc ĐT8 9 4 4,41efg 2,47abc 8,38a 8,36abc 64a 73a 10 ĐT9 71a 75abc 8,75a 8,76bc 3,11e 4-5 4,79g 11 ĐT10 73a 76abcd 4-5 3,62abc 2,85de 8,13a 8,15a 12 ĐT11 69a 74ab 4 3,57ab 2,62bcd 8,19a 8,21ab 13 ĐT12 79d 4 4,73g 14 ĐT13 4-5 4,52fg 2,44ab 8,65a 8,67bc 73a 15 ĐT14 4-5 3,84bcd 2,51abc 8,55a 8,52abc 72a 76ab 16 ĐT15 2,57 1,26 Sai số 17 2,9 6,5 CV 18 19 LSD0.05 3,6 7,5 Ghi chú: ĐT: Đuôi Trâu; ĐT1, ĐT2, ĐT3…. các dòng đột biến; mùi thơm(điểm): 1- không thơm; 2- hơi thơm; 3- thơm nhẹ; 4- thơm; 5- rất thơm; độ bền thể gel: cơm cứng ≤ 40mm; 40< trung bình ≤ 60; 60 < cơm mềm ≤ 80; cơm rất mềm >80; với mỗi tính trạng, ở mỗi mùa vụ có các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa ở mức tin cậy 0,95

Bảng 3.15. Tỷ lệ lép, P1000, năng suất và chất lƣợng của các dòng đột biến ở M6 vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu, tại Thanh Trì, Hà Nội

112

 Độ bền thể gel

Độ bền thể gel là chỉ tiêu quan trọng quyết định độ mềm dẻo của cơm

khi để nguội, các giống cho gạo có cùng hàm lƣợng amyloza nhƣng có thể

khác nhau về độ bền thể gel. Trong đó, gạo có độ bền gel mềm đƣợc ngƣời

tiêu dùng ƣa chuộng hơn so với gạo có độ bền thể gel cứng (Trần Mạnh

Cƣờng và cs 2014)[10].

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.15 cho thấy, độ bền thể gel của

các dòng đột biến có biểu hiện tƣơng tự so với hàm lƣợng protein. Hầu hết

các dòng đột biến có biểu hiện tƣơng tự so với đối chứng, ở vụ Xuân có biểu

hiện tƣơng tự so với ở vụ Mùa .

Nhƣ vậy, qua phân tích các đặc điểm hình thái, nông học và chất lƣợng

chính của các dòng đột biến chúng tôi nhận thấy: các dòng đột biến đều có

TGST ở vụ Xuân dài hơn rõ rệt so với ở vụ Mùa , chứng tỏ chúng đều đã mất

tính cảm quang và trở thành cảm ôn. TGST của các dòng này đều có ngắn

hơn giống gốc khi cùng đƣợc gieo trồng ở mùa vụ Mùa trung (mùa chính vụ)

Các tính trạng TGST, chiều cao cây, độ cứng cây, chiều dài lá đòng,

góc lá đòng, tỷ lệ hạt lép, năng suất thực thu, mùi thơm, hàm lƣợng amyloza

và độ bền thể gel ở vụ Xuân có biểu hiện khác biệt rõ rệt so với ở vụ Mùa .

3.4.1.2. Đa dạng kiểu hình các dòng đột biến từ giống lúa nếp Đuôi Trâu

Nếp Đuôi Trâu là giống địa phƣơng, có tính cảm quang nên chỉ gieo trồng đƣợc ở vụ Mùa , chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của

giống lúa nếp Đuôi Trâu đã tạo đƣợc nhiều dòng đột biến mất tính cảm

quang, có thể gieo trồng đƣợc ở cả vụ Xuân và vụ Mùa . Tuy nhiên, theo

Shua Q.Y et al., (2012)[136], các giống/dòng đột biến thƣờng tƣơng tác

không rõ ràng với các yếu tố của môi trƣờng, hiệu xuất có thể thay đổi đáng

kể trong các môi trƣờng khác nhau. Vì vậy, việc đánh giá đa dạng các dòng

đột biến ở vụ Xuân và vụ Mùa là cơ sở cho việc chọn tạo các dòng/giống lúa

113

nếp đột biến mới có thể gieo trồng ổn định ở cả vụ Xuân và vụ Mùa , đáp

ứng kịp thời nhu cầu của sản xuất.

Dựa trên 49 chỉ tiêu hình thái, nông học ở vụ Mùa , số liệu đƣợc xử lý

bằng phần mềm NTSYS 2.1, các dòng đột biến nghiên cứu đã đƣợc phân

thành các nhóm (hình 3.4).

Kết quả thu đƣợc ở hình 3.4 và phụ lục 7 cho thấy: ở vụ Mùa , hệ số

tƣơng đồng của các dòng đột biến và giống gốc dao động từ 0,24 (giữa ĐT4

với ĐT5 và ĐT11; ĐT6 với ĐT8) đến 0,49 (giữa ĐT5 với ĐT8). Hệ số tƣơng

đồng trung bình của các dòng đột biến nghiên cứu là 0,36.

* Đa dạng kiểu hình ở vụ Mùa

Hình 3.4. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp

Đuôi Trâu ở vụ Mùa 2015 (thế hệ M6)

Với mức tƣơng đồng 0,38, thì 15 dòng đột biến và giống gốc đƣợc chia

thành 6 nhóm nhƣ sau:

* Nhóm 1 gồm 3 dòng: ĐT1; ĐT7 và ĐT12, với hệ số tƣơng đồng dao động từ

0,39 (giữa ĐT1 với ĐT7 và ĐT12) đến 0,47 (giữa ĐT7 với ĐT12).

*Nhóm 2 gồm 5 dòng: ĐT3; ĐT5; ĐT8; ĐT11 và ĐT14 với hệ số tƣơng đồng

dao động từ 0,37 (giữa ĐT3 với ĐT8, ĐT5 với ĐT14, ĐT11 với ĐT14, ĐT3 với

ĐT8) đến 0,49 (giữa ĐT5 với ĐT8).

*Nhóm 3 gồm: dòng ĐT9 và ĐT (giống gốc), với hệ số tƣơng đồng 0,44.

114

*Nhóm 4 gồm 2 dòng: ĐT2 và ĐT6, với hệ số tƣơng đồng 0,41.

*Nhóm 5 gồm 2 dòng: ĐT4 và ĐT15 với hệ số tƣơng đồng 0,29.

*Nhóm 6 gồm 2 dòng: ĐT10 và ĐT13 với hệ số tƣơng đồng 0,39.

Với hệ số tƣơng đồng 0,41, thì 15 dòng đột biến và giống gốc chia thành

9 nhóm. Trong đó, 1 nhóm có 3 dòng (ĐT5, ĐT8 và ĐT14), 3 nhóm có 1 dòng

(ĐT1, ĐT10 và ĐT13), 5 nhóm còn lại, mỗi nhóm có 2 dòng.

 Đa dạng kiểu hình ở vụ Xuân

Do giống gốc cảm ứng với quang chu kỳ nên chỉ gieo cấy đƣợc ở vụ

Mùa . Do đó, những biểu hiện sai khác giữa các dòng đột biến so với đối

chứng (giống gốc) ở vụ Mùa , đơn thuần chỉ do biến đổi trong kiểu gen. Còn

ở vụ Xuân , sự sai khác về kiểu hình không chỉ đơn thuần do sự sai khác trong

kiểu gen mà còn chịu ảnh hƣởng rất lớn bởi tác động của các nhân tố môi

trƣờng (các dòng đột biến trồng ở vụ Xuân xem nhƣ trồng trái vụ do giống

nếp Đuôi Trâu chỉ trồng ở vụ Mùa ).

Hình 3.5. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp

Đuôi Trâu ở vụ Xuân 2016(thế hệ M7).

Kết quả đƣợc trình bày ở hình 3.5 và Phụ lục 8 cho thấy: ở vụ Xuân , hệ

số tƣơng đồng của 15 dòng đột biến dao động từ 0,22 (giữa ĐT8 với ĐT6 và

ĐT10) đến 0,45 (giữa ĐT1 và ĐT11). Hệ số tƣơng đồng trung bình của các

dòng đột biến nghiên cứu là 0,31.

115

Với hệ số tƣơng đồng 0,38 thì 15 dòng đột biến chia thành 10 nhóm,

trong đó: 2 nhóm có 3 dòng, 1 nhóm 2 dòng và 7 nhóm còn, lại mỗi nhóm chỉ

có 1 dòng. Cụ thể nhƣ sau:

* Nhóm 1 gồm 3 dòng: ĐT1, ĐT9 và ĐT11 với HSTĐ cao, dao động từ 0,41

(giữa ĐT9 với ĐT1 và ĐT11) đến 0,45 (giữa ĐT1 với ĐT11).

* Nhóm 2 gồm 3 dòng: ĐT2; ĐT5 và ĐT6 với HSTĐ giữa ĐT2 với ĐT5, ĐT6

lần lƣợt là 0,32; 0,39 và 0,41 giữa ĐT5 và ĐT6.

* Nhóm 3 gồm 2 dòng: ĐT7 và ĐT12 với HSTĐ là 0,41.

7 nhóm còn lại, mỗi nhóm chỉ có 1 dòng, với mức tƣơng đồng với các dòng

khác nhƣ sau:

*Nhóm 4 (ĐT13) với HSTĐ dao động từ 0,25 (với ĐT2; ĐT7 và ĐT14) đến

0,39 (với ĐT1);

* Nhóm 5 (ĐT3) với HSTĐ từ 0,24 (với ĐT4, ĐT15) đến 0,40 (với ĐT5).

* Nhóm 6 (ĐT4) với HSTĐ dao động từ 0,24 (với ĐT12) đến 0,36 (với ĐT7).

* Nhóm7 (ĐT15) với HSTĐ dao động từ 0,24 (với ĐT3) đến 0,37 (với ĐT6).

* Nhóm 8 (ĐT10) với HSTĐ dao động từ 0,22 (với ĐT8) đến 0,41 (với ĐT1).

* Nhóm 9 (ĐT8) với HSTĐ từ 0,22 (với ĐT6,ĐT10) đến 0,35 (với ĐT14, ĐT15).

* Nhóm 10 (ĐT14) với HSTĐ từ 0,25 (với ĐT13) đến 0,37 (với ĐT7).

Với mức tƣơng đồng 0,41 thì 15 dòng đột biến ở vụ Xuân chia thành

12 nhóm.

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi có hệ số tƣơng đồng cao hơn so với

của Nguyễn Minh Công và cs (2012)[8] về sự đa dạng của 24 dòng lai và bố

mẹ của chúng (là 2 dòng đột biến từ 2 giống lúa tám đặc sản) dựa trên 23 đặc

điểm nông, sinh học và chất lƣợng thóc gạo với hệ số tƣơng đồng dao động từ

0,00 đến 0,14. Theo chúng tôi, sự khác biệt nói trên là do sai khác ở đối tƣợng

nghiên cứu.

116

Từ kết quả trên chúng tôi nhận thấy: các dòng đột biến nghiên cứu có

biểu hiện khá đa dạng. Ở vụ Xuân đa dạng hơn so với ở vụ Mùa (hệ số

tƣơng đồng trung bình ở vụ Xuân là 0,31 nhỏ hơn so với ở vụ Mùa là 0,36);

ở mức tƣơng đồng 0,38 các dòng đột biến ở vụ Mùa chỉ chia thành 6 nhóm

còn vụ Xuân chia thành 10 nhóm; ở mức tƣơng đồng 0,41 ở vụ Mùa chỉ chia

thành 9 nhóm còn vụ Xuân chia thành 12 nhóm. Kết quả này phù hợp với

nghiên cứu của Nguyễn Minh Anh Tuấn và cs (2016a)[46].

Có sự thay đổi đáng kể về sự phân nhóm di truyền của các dòng đột

biến ở vụ Xuân so với ở vụ Mùa , nhiều dòng đột biến ở vụ Mùa thuộc cùng

một nhóm với hệ số tƣơng đồng cao nhƣng lại thuộc các nhóm khác nhau ở

vụ Xuân nhƣ: ĐT5, ĐT8 và ĐT14 thuộc cùng nhóm trong vụ Mùa với hệ số

tƣơng đồng dao động từ 0,37 (ĐT5 với ĐT14) đến 0,49 (ĐT8 với ĐT5), còn ở

vụ Xuân lại thuộc 3 nhóm khác nhau (ĐT5 thuộc cùng nhóm với ĐT2 và ĐT6

còn ĐT8 và ĐT14 mỗi dòng thuộc 1 nhóm riêng). Tƣơng tự, ở vụ Mùa dòng

ĐT1 thuộc cùng nhóm với ĐT7 và ĐT12 với hệ số tƣơng đồng 0,39, nhƣng ở

vụ Xuân ĐT1 lại thuộc cùng nhóm với ĐT9 và ĐT11. Theo Nguyễn Minh Anh

Tuấn và cs (2016a)[46], (2016b)[47], sự khác này là do điều kiện sinh thái ở

vụ Xuân khác biệt gần nhƣ hoàn toàn so với ở vụ Mùa .

 Sự tương đồng về kiểu hình ở vụ Xuân và Mùa của một số dòng đột biến.

Đánh giá chung các dòng đột biến ở cả vụ Xuân và vụ Mùa , hệ số

tƣơng đồng dao động từ 0,22 đến 0,53. Kết quả nghiên cứu đƣợc biểu thị ở

hình 3.6 cho thấy: hầu hết các dòng đột biến có hệ số tƣơng đồng giữa vụ

Xuân và vụ Mùa thấp và thuộc các nhóm khác nhau. Chỉ có các dòng ĐT2,

ĐT6 và ĐT13 có hệ số tƣơng đồng giữa vụ Xuân và vụ Mùa cao và thuộc

cùng nhóm. Trong đó, hệ số tƣơng đồng của dòng ĐT2, ĐT6 và ĐT13 giữa vụ

Xuân và vụ Mùa lần lƣợt là: 0,47; 0,49 và 0,51. Chứng tỏ, các dòng này ít

chịu tác động bởi các điều kiện của mùa vụ. Đây là các dòng ổn định, có triển

117

vọng trong việc gieo trồng ở các môi trƣờng khác nhau, là nguồn vật liệu có

giá trị cho việc tạo chọn giống lúa nếp thơm mới, thích ứng với điều kiện thời

tiết biến đổi nhƣ hiện nay. Tuy nhiên, cần kiểm tra và đánh giá lại các dòng

này ở các điều kiện môi trƣờng và ở các thời vụ khác nhau để có thể đƣa ra

kết luận chính xác hơn.

Ghi chú: ĐT1, ĐT2, ĐT3…ĐT15: các dòng đột biến ở vụ Xuân ; 1,2,3…15 các

dòng đột biến ở vụ Mùa , ĐT: nếp Đuôi Trâu

Hình 3.6. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp

Đuôi Trâu ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016

Sự biểu hiện khác biệt của các tính trạng ở vụ Xuân so với ở vụ Mùa

làm tăng sự khác biệt giữa các dòng đột biến trong cùng một tập đoàn dòng

hay làm tăng sự đa dạng kiểu hình về các tính trạng hình thái, nông học và

chất lƣợng lúa gạo của các dòng đột biến ở vụ Xuân so với ở vụ Mùa .

Các dòng đột biến nghiên cứu đều đã mất tính cảm quang và trở thành

cảm ôn, là nguồn nguyên liệu rất giá trị cho công tác tạo chọn giống lúa nếp

thơm, có thời gian sinh trƣởng ngắn, có thể gieo trồng đƣợc nhiều vụ trong

năm, cho năng suất cao hơn nhƣng vẫn giữ đƣợc chất lƣợng của giống gốc.

Đặc biệt là dòng ĐT4.

118

3.4.2. Đa dạng kiểu hình các dòng đột biến phát sinh từ nếp cái Hoa Vàng

Với phƣơng pháp tƣơng tự nhƣ với giống lúa nếp Đuôi Trâu, sau khi

chiếu xạ vào hạt của giống nếp Cái Hoa Vàng thu hạt từ các bông chính ở M1

và gieo trồng thành M2 (vụ Mùa 2013) chúng tôi thu đƣợc 25 biến dị từ lô

chiếu xạ liều 100Gy và 29 biến dị từ liều xạ 150Gy. Tiếp tục gieo trồng các

biến dị này ở vụ Xuân 2014, đánh giá và loại bỏ các dòng cảm ứng quan chu

kỳ, chọn lọc các cá thể tốt từ các dòng còn lại chúng tôi đã nhận đƣợc 9 cá thể

tốt từ lô chiếu xạ liều 100Gy và 10 cá thể từ lô chiếu xạ liều 150Gy. Gieo

trồng các cá thể này thành từng ô ở M4, đánh giá và chọn lọc các dòng tốt

chúng tôi thu đƣợc 14 dòng. Trong đó, 8 dòng từ liều hiếu xạ 100Gy và 7

dòng từ liều chiếu xạ 150Gy. Gieo trồng và tiếp tục đánh giá các dòng này ở

M5. Kết quả đánh giá một số đặc điểm cơ bản của các biến dị này ở các thế hệ

từ M2 đến M5 đƣợc trình bày ở phụ lục 28; 29; 30; 31; 32 và 33.

3.4.2.1. Một số đặc điểm hình thái, nông học chủ yếu

14 dòng đột biến ở thế hệ M6 và M7 phát sinh từ nếp cái Hoa Vàng đƣợc

đánh giá về các đặc điên hình thái, nông học và chất lƣợng lúa gạo. Số liệu

thống kê ở bảng 3.16 cho thấy:

 Chiều cao cây, đƣờng kính lóng gốc và khả năng chống đổ:

Nếp Cái Hoa Vàng là giống lúa nếp cổ truyền, có mùi thơm đậm, cho

xôi dẻo và thơm nhƣng cây cao, khả năng chống đổ từ trung bình đến yếu

(điểm 5-9), nghĩa là đa số các cây bị nghiêng ngả, một số đổ rạp, đặc biệt

trong mùa mƣa bão. Do đó, ảnh hƣởng lớn đến năng suất và chất lƣợng hạt.

Trong số 14 dòng đột biến nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy: các dòng đột biến

đều có chiều cao cây tƣơng tự hoặc thấp hơn so với giống gốc. Nhiều dòng

đột biến rất có ý nghĩa trong việc hạ thấp chiều cao cây, nâng cao khả năng

chống đổ của giống nhƣ: HV1 (126,6 cm ở vụ Mùa và 128,2cm ở vụ Xuân );

HV3 (125,8cm ở vụ Mùa và 125,6cm ở vụ Xuân ); HV7 (123,8cm ở vụ Mùa

119

và 125,7cm ở vụ Xuân ) và HV13 (124,1cm ở vụ Mùa và 124,4cm ở vụ Xuân

). Cùng một dòng đột biến nhƣng khi gieo trồng ở vụ Xuân thƣờng có chiều

cao cây bằng hoặc cao hơn so với khi gieo trồng ở vụ Mùa từ 2-3cm. Kết quả này phù hợp với báo cáo của Naeem M et al., (2015)[126]; Ibrahim S và El-

Degwy (2013)[90], khi cho rằng, chiếu xạ tia gamma vào hạt nảy mầm làm

giảm đáng kể chiều cao cây ở lúa.

Đƣờng kính lóng gốc của giống gốc là 0,65 cm. Các dòng đột biến có

đƣờng kính lóng gốc dao động từ 0,65 cm (ở HV5) đến 0,72 cm (ở HV2). Một

số dòng đột biến có chiều cao cây giảm và đƣờng kính lóng gốc lớn hơn so

với giống gốc nên có cây cứng hơn và khả năng chống đổ đƣợc cải thiện đáng

kể so với giống gốc nhƣ: HV1; HV3; HV7 và HV13.

 Kích thƣớc và góc lá đòng

Chiều dài lá đòng của các dòng đột biến nhìn chung dài hơn so với lá

đòng của giống gốc (35,5 cm), một số dòng đột biến có chiều dài lá đòng tăng

10-16cm so với giống gốc. Tuy nhiên, chiều rộng lá đòng của các dòng đột

biến ít có sự thay đổi so với giống gốc, một số ít dòng đột biến có lá đòng

rộng hơn giống gốc nhƣng sự khác biệt không đáng kể. Đáng chú ý là góc lá

đòng của các dòng đột biến nghiên cứu đƣợc cải thiện rõ rệt so với giống gốc

(giống gốc có lá đòng từ nửa thẳng đến ngang: điểm 3-5). Trong đó, nhiều

dòng có lá đòng đứng nhƣ: HV1; HV4; HV8; HV9; HV11; HV13; và HV14; các

dòng còn lại lá đòng từ thẳng đến nửa thẳng (điểm 1-3).

120

Bảng 3.16. Một số đặc điểm hình thái nông học của thân và lá của các

dòng đột biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp

Đƣờng

Độ

Chiều cao cây

Chiều dài lá

Chiều rộng

Góc lá đòng

kính lóng

cứng cây

Giống/

(cm)

đòng (cm)

lá đòng (cm)

(điểm)

gốc (mm)

(điểm)

dòng

X M X M X M

X M

147,3

0,65

5-9

35,7

1,54

3-5

45,7 45,2 1,55 1,56

HV1 128,2 126,6 0,68 0,68 1

5 47,1

47,3 1,60 1,60 1-3

1-3

HV2 145,3 145,1 0,72 0,72 5

33,2 31,4 1,57 1,57 1-3

1-3

HV3 125,6 125,8 0,70 0,70 1

41,5 39,8 1,55 1,54

HV4 150,7 147,1 0,65 0,66 5

HV5 145,3 140,7 0,66 0,65 1-5 1-5 38,5 37,5 1,55 1,55 1-3

40,1 41,3 1,57 1,58 1-3

HV6 143,1 140,2 0,67 0,67 1-5 5

37,4 35,8 1,55 1,53 1-3

1-3

HV7 125,7 123,8 0,72 0,71 1

40,4 38,1 1,59 1,58

HV8 146,3 145,1 0,69 0,68 1-5 5

HV9 143,8 142,2 0,67 0,67 1-5 1-5 41,3 40,5 1,55 1,56

45,7 45,5 1,57 1,58 1-3

HV10 143,7 140,3 0,68 0,67 5

HV11 140,0 138,1 0,70 0,69 1-5 1-5 40,9 39,2 1,55 1,55

35,9 36,2 1,53 1,52 1-3

1-3

HV12 148,3 146,4 0,67 0,67 1-5 5

39,1 37,4 1,56 1,56

HV13 124,4 124,1 0,69 0,68 1

HV14 148,4 145,3 0,66 0,66 1-5 1-5 51,1 50,1 1,58 1,58

Sai số

3,56

3,72 0,03 0,02

1,02 1,84 0,02 0,05

CV(%)

1,9

1,5

4,3

3,6

0,5

0,4

3,0

2,4

0,1

3,7

0,2 0,2

LSD0,05 4,5

Cái Hoa Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội

Ghi chú: X-vụ Xuân , M-vụ Mùa ; HV- giống gốc nếp Cái Hoa Vàng,

HV1, HV2,…HV14 - các dòng đột biến; độ cứng cây (điểm): 1- cứng, 5- trung

bình, 9- yếu; góc lá đòng (điểm): 1-đứng, 3- nửa đứng, 5- ngang.

 Đặc điểm sinh trƣởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất, năng

suất và chất lƣợng của các dòng đột biến và giống gốc.

121

- Thời gian sinh trưởng

Nếp Cái Hoa Vàng là giống lúa nếp cổ truyền, cảm ứng chặt với quang

chu kỳ nên chỉ gieo cấy đƣợc ở vu mùa. Các dòng đột biến nghiên cứu đều đã

mất tính cảm quang nên có thể gieo cấy đƣợc ở cả vụ Mùa và vụ Xuân . Đặc

biệt là những dòng có thời gian sinh trƣởng ngắn khi gieo cấy ở vụ Mùa , điều

này rất có ý nghĩa trong việc cải tiến giống nếp Cái Hoa Vàng nhằm đƣa nó

trở thành giống lúa có thể gieo cấy 2 vụ trong năm. TGST của các dòng đột

biến nghiên cứu có thể chia thành 2 nhóm: nhóm 1 có thời gian sinh trƣởng

dao động từ 120 đến 125 ngày nhƣ: HV2 (120 ngày); HV4 (123 ngày); HV8

(125 ngày) và HV13 (124 ngày); Nhóm 2 gồm các dòng còn lại, có TGST từ

130 đến 135 ngày.

Theo chúng tôi, TGST của giống gốc là 130 đến 135 ngày, với các dòng ở nhóm 1, có lẽ phóng xạ tia gamma (Co60) không chỉ ảnh hƣởng đến hệ

gen quy định tính cảm quang mà còn ảnh hƣởng đến hệ gen điều khiển pha

sinh trƣởng cơ bản. Do đó, làm giảm thời gian sinh trƣởng cơ bản, dẫn đến rút

ngắn TGST ở các biến dị chín sớm và hình thành nên các dòng này.

 Chiều dài bông và cổ bông:

Nếp Cái Hoa Vàng có chiều dài bông trung bình là 24,5 cm và cổ bông

dài, trung bình 13,6cm. Các dòng đột biến nghiên cứu có biểu hiện khá đa

dạng về chiều dài bông, một số dòng có bông ngắn hơn giống gốc; một số

khác lại có chiều dài bông tƣơng tự hoặc dài hơn so với giống gốc nhƣ: các

dòng HV4 (29cm ở vụ Mùa và 28,5cm ở vụ Xuân ); HV5 (28cm ở vụ Mùa

và 28,5cm ở vụ Xuân ); HV8 (29,5cm ở cả vụ Xuân và vụ Mùa ); HV12

(28,5cm ở vụ Mùa và 28cm ở vụ Xuân ) và HV14 (29cm ở vụ Mùa và

29,5cm ở vụ Xuân ) có bông dài hơn đáng kể so với giống gốc. Đây là các

dòng rất có ý nghĩa trong việc tăng sức chứa của bông lúa, tăng số hạt trên

bông, góp phần tăng tiềm năng năng suất của giống.

122

Chiều dài cổ bông của các dòng đột biến nghiên cứu nhìn chung giảm

đi so với giống gốc, một số dòng đột biến có cổ bông ngắn hơn đáng kể so với

giống gốc nhƣ: HV4 (6,3cm ở vụ Mùa và 6,2cm ở vụ Xuân ); HV9 (7,5cm ở

vụ Mùa và 8.1cm ở vụ Xuân ); HV10 (7,6cm ở vụ Mùa và 7,7cm ở vụ Xuân

). Do đó, làm tăng khả năng nâng đỡ của bông. Một số dòng đột biến khác có

chiều dài cổ bông tƣơng tự thậm chí dài hơn so với giống gốc nhƣ: HV2

(14,5cm ở vụ Mùa và 14,5 cm ở vụ Xuân ); HV6 (14,3cm ở vụ Mùa và

14,5cm ở vụ Xuân ) và HV14 (14,5cm ở vụ Mùa và 15,7 cm ở vụ Xuân ).

Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy: ở các dòng có chiều dài cổ bông giảm đi

nhiều thƣờng kèm theo sự suy giảm của mùi thơm (bảng 3.16).

Nhƣ vậy, phóng xạ tia gamma có thể tác động đến chiều dài cổ bông

theo cả hai hƣớng dƣơng tính (tăng cƣờng chiều dài) hoặc âm tính (giảm

chiều dài). Điều này mở ra khả năng rút ngắn chiều dài cổ bông những giống

có cổ bông dài hoặc giúp các giống trỗ bông không thoát có thể trở thành giống trỗ thoát hoàn toàn bằng phóng xạ tia gamma (Co60).

- Khả năng đẻ nhánh

Khả năng đẻ nhánh của giống gốc và các dòng đột biến nghiên cứu đều

thuộc dạng trung bình và có biểu hiện tƣơng tự nhau (dao động từ 12,5 nhánh/

khóm ở HV2 đến 15,1 nhánh / khóm ở HV9 trong vụ Mùa ). Trong 14 dòng

đột biến nghiên cứu, chỉ có 2 dòng HV9 (14,3 nhánh ở vụ Mùa và 15,6 nhánh

ở vụ Xuân ) và HV10 (15,1 nhánh ở vụ Mùa và 15,4 nhánh ở vụ Xuân ) có

số nhánh/khóm tăng đáng kể so với giống gốc.

- Đặc điểm mùi thơm

Giống lúa nếp Cái Hoa Vàng có mùi thơm đậm (điểm 5), các dòng đột

biến nghiên cứu đều có mùi thơm nhƣng biểu hiện kém hơn so với giống gốc,

đặc biệt ở những dòng có cổ bông ngắn; mùi thơm của các dòng đột biến có

biểu hiện từ thơm nhẹ (điểm 2) đến thơm (điểm 4).

123

Nhƣ vây, phóng xạ tia gamma vào hạt nảy mầm của giống lúa nếp Cái

Hoa Vàng làm giảm đáng kể so với giống gốc. Kết quả này có sự sai khác so

với kết luận của Sompong S et al.,(2017)[137], khi cho rằng: phóng xạ tia

gamma làm tăng đáng kể sự biểu hiện mùi thơm ở các dòng đột biến. Theo

chúng tôi, sự sai khác nói trên có thể do sử dụng các đối tƣợng nghiên cứu

khác nhau, thời điểm và liều chiếu xạ khác nhau, điều kiện thí nghiệm khác

nhau,…. Điều này càng khẳng định thêm cho sự phức tạp trong biểu hiện mùi

thơm ở lúa.

- Amylose và độ bền thể gel

Amylose và độ bền thể gel là các chỉ tiêu đánh giá độ mềm và dẻo của

cơm khi nấu chín. Trong chọn giống, với các giống lúa nếp các nhà chọn

giống luôn sử dụng hàm lƣợng amylose và độ bền thể gel nhƣ là những tiêu

chí quan trọng để đánh chất lƣợng nấu ăn, amylose thấp (<5%) và độ bền thể

gel cao (>60mm) sẽ đảm bảo cho xôi mềm và dẻo.

Số liệu thống kê thể hiện ở bảng 3.17 cho thấy: giống gốc nếp Cái Hoa

Vàng (HV) có hàm lƣợng amylose thấp (1,87), các dòng đột biến nghiên cứu

có hàm lƣợng amylose dao động từ 1,78% ở HV3 đến 3,57 % ở HV14 (ở vụ

Mùa ). Nhìn chung, giống gốc và cá dòng đột biến nghiên cứu đều có hàm

lƣợng amylose thấp, cùng một dòng đột biến nhƣng khi gieo trồng ở vụ Xuân

có hàm lƣợng amylose cao hơn so với ở vụ Mùa . Nhƣ vậy, chiếu xạ tia

gamma không làm ảnh đến hàm lƣợng amylose. Theo nghiên cứu của Amita

Sharma (2014)[56], Hallajan et al.,(2014)[81], hầu hết các biến dị thu đƣợc

sau khi xử lý đột biến có hàm lƣợng amylose tƣơng tự so với giống gốc, một

tỷ lệ nhỏ của các biến dị có hàm lƣợng amyulose thấp hơn so với giống gốc.

Theo các tác giả, tác nhân gây đột biến đã tác động trực tiếp đến quá trình

sinh tổng hợp amylose, làm thay đổi tỷ lệ tƣơng đối giữa amylose và

amylopectin, ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng ăn uống.

124

Độ bền thể gel: các dòng đột biến nghiên cứu và giống gốc đều cho gạo

có độ bền thể gel khá cao, dao động từ 67mm ở HV4 đến 82mm ở HV11 (ở vụ

Mùa ) và đều cho cơm mềm đến rất mềm. Cùng một dòng đột biến nhƣng khi

gieo trồng ở vụ Mùa cho cơm mềm hơn so với ở vụ Xuân .

Bảng 3.17. Một số đặc điểm hình thái nông học và chất lƣợng của các

dòng đột biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp

Mùi thơm (điểm)

Amylose (%)

Cái Hoa Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội

Chiều dài bông (cm)

Giống / dòng

X M 25,5

Chiều dài cổ bông (cm) X M 13,6

Tỷ lệ lép (%)

M 25,9

M 1,87

Thời gian sinh trƣởng (ngày) X M 148

2,8

Độ bền thể gel (mm) X M X M 5 HV HV1 25,5 24,5 10,8 11,2 153 134 23,8 17,1 2,90 1,91 76 81 4 4 HV2 26,0 26,5 14,2 14,5 143 120 20,5 18,1 2,31 2,03 71 75 3-4 3 HV3 25,0 24,5 10,7 11,5 155 133 21,2 17,4 1,80 1,78 76 82 4-5 4 HV4 28,5 29,0 6,2 6,3 143 123 20,3 18,4 1,98 1,88 63 67 2 2-3 HV5 28,5 28,0 11,8 10,5 149 131 25,7 20,3 2,09 1,93 68 73 3-4 3 HV6 26,0 25,5 14,5 14,3 155 132 20,3 14,7 2,01 1,98 72 83 4-5 4-5 HV7 28,0 27,0 12,4 10,5 157 134 23,5 20,3 2,02 2,03 65 71 3 3-4 HV8 29,5 29,5 11,2 10,7 146 125 25,1 18,5 1,99 1,98 73 80 3 3 HV9 23,0 23,5 8,1 7,5 154 133 25,5 20,7 3,09 2,11 71 75 2-3 2-3 HV10 23,5 23,0 7,7 7,6 147 130 24,2 20,4 1,91 1,89 74 77 2-3 2-3 HV11 27,0 27,5 10,3 11,2 145 135 18,5 17,4 2,00 1,99 77 82 4 4 HV12 28,0 28,5 11,4 9,3 148 133 20,2 17,2 3,93 2,88 78 80 3-4 3 HV13 26,5 27,0 13,4 13,5 140 124 20,3 19,2 1,89 1,79 73 78 4 4 HV14 29,5 29,0 15,7 14,5 153 135 20,3 18,5 3,93 3,57 69 73 4-5 4 Sai số 1,00 0,43 0,21 0,39 4,73 3,66 0,16 0,38 0,07 0,07 1,21 0,97 9,1 10,4 3,1 2,9 3,5 4,1 3,4 3,3 2,15 1,76 4,3 3,7

6,5 6,2 0,8 0,9 CV 1,8 LSD 0,8 1,2 1,3 1,1 2,1 1,9

Ghi chú: X-vụ Xuân , M-vụ Mùa ; HV- giống gốc nếp Cái Hoa Vàng, HV1,

HV2,…HV14 - các dòng đột biến; mùi thơm (điểm): 1- không thơm, 2- thơm rất

nhẹ, 3- thơm nhẹ, 4- thơm, 5- thơm đậm.

125

 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

Số liệu thể hiện ở bảng 3.18 cho thấy:

- Số bông hữu hiệu trên khóm: chỉ có 2 dòng HV9 (8,4 bông/ khóm ở vụ

Mùa và 8,1 bông/khóm ở vụ Xuân ) và HV10 (8,8 bông/khóm ở vụ Mùa và

8,5 bông/khóm ở vụ Xuân ) có khả năng đẻ nhánh tăng so với giống gốc,

đồng thời có số bông hữu hiệu/khóm tăng đáng kể so với giống gốc; các dòng

còn lại có biểu hiện tƣơng tự so với giống gốc. Theo chúng tôi, phóng xạ

gamma đã tác động đến hệ gen xác định khả năng đẻ nhánh của các biến dị

mà từ đó hình thành nên các dòng đột biến nói trên, có lẽ có sự liên quan giữa

khả năng đẻ nhánh với số bông hữu hiệu trên khóm ở giống lúa này.

- Số hạt trên bông: giống gốc có số hạt/bông trung bình là: 107,2

hạt/bông, các dòng HV2 (128,4 hạt ở vụ Mùa và 125,2 hạt ở vụ Xuân ); HV9

(129,5 hạt ở vụ Mùa và 132,3 hạt ở vụ Xuân ); HV8 (132,8 hạt ở vụ Mùa và

130,3 hạt ở vụ Xuân ); HV12 (133,7 hạt ở vụ Mùa và 129,3 hạt ở vụ Xuân )

và HV14 (130,3 hạt ở vụ Mùa và 128,4 hạt ở vụ Xuân ), có số hạt tăng đáng

kể, rất có ý nghĩa trong việc tăng năng suất giống. Các dòng còn lại có số hạt

trên bồn tƣơng tự hoặc ít hơn so với giống gốc.

- Tỷ lệ lép: Các dòng đột biến nghiên cứu đều có tỷ lệ lép thấp hơn so

với giống gốc, tỷ lệ lép của các dòng đột biến dao động từ 14,7% ở HV6 đến

20,7% ở HV9 (trong vụ Mùa ). Ở vụ Xuân , tỷ lệ lép của các dòng đột biến

nghiên cứu đều cao hơn so với ở vụ Mùa từ 1,1% (ở HV11 và HV13) đến 6,6%

(ở HV8). Theo chúng tôi, có lẽ các dòng đột biến này phát sinh từ giống lúa nếp

cái Hoa Vàng là giống lúa cảm ứng chặt với quang chu kỳ, tuy đã mất đi đặc tính

này nhƣng chúng vẫn có biểu hiện phản ứng với điều kiện trái vụ ở các mức độ

khác nhau trong vụ Xuân .

126

Khối lượng 1000 hạt: các dòng đột biến không có sự khác biệt đáng kể

so với nhau và so với giống gốc, vụ Xuân có khối lƣợng 1000 hạt tƣơng tự so

với ở vụ Mùa .

 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu

Số liệu ở bảng 3.18 cho thấy, các dòng đột biến nghiên cứu đều có năng

suất cao hơn đáng kể so với giống gốc. Trong đó, dòng HV10 có năng suất cao

nhất (4,599 tấn/ha), tiếp đó là HV12 với năng suất 4,462 tấn/ha và 4,407 tấn/ha

ở HV7, năng suất thấp nhất là 3,843 tấn/ha ở HV6 (tăng 0,748 tấn/ha so với

giống gốc), các dòng đột biến này rất có ý nghĩa trong việc cải tiến năng suất

của giống.

Đánh giá năng suất của các dòng đột biến khi gieo trồng ở vụ Xuân và

vụ Mùa chúng tôi nhận thấy: các dòng đột biến nghiên cứu có sự chênh lệch

đáng kể về năng suất khi gieo trồng ở vụ Xuân và vụ Mùa . Kết quả này có

thể giải thích tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp tỷ lệ lép.

Nhìn chung, mỗi dòng đột biến nghiên cứu đều có ý nghĩa nhất định

trong việc cải tiến giống lúa nếp Cái Hoa Vàng, đặc biệt trong việc phá vỡ

tính cảm quang, rút ngắn TGST, giảm chiều cao cây và tăng năng suất. Các

dòng có triển vọng nhất là: HV13 (giảm chiều cao cây, rút ngắn TGST, mùi

thơm tƣơng tự giống gốc và năng suất tăng (40,78 tấn/ha) và HV1 (giảm chiều

cao cây, mùi thơm tƣơng tự giống gốc và tăng năng suất).

127

Bảng 3.18.Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng đột

biến ở thế hệ M6 (vụ Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Cái Hoa

Vàng tại Thanh Trì, Hà Nội

M 24,5

M 107,2

M 4,414

X M X M 6,3 12,2

M HV 3,095 HV1 13,1 13,5 7,0 7,3 109,1 100,3 24,5 25,3 5,133 5,528 3,558 3,936 HV2 11,2 11,5 6,2 6,5 125,2 128,4 24,2 24,6 5,376 6,053 3,775 4,075 HV3 12,8 12,2 6,7 7,1 103,5 98,2 24,3 24,7 4,780 5,121 3,400 3,857 HV4 12,7 12,1 6,1 6,3 119,7 121,4 23,9 24,2 5,007 5,437 3,630 4,138 HV5 12,4 12,5 6,5 6,7 132,3 129,5 23,5 23,7 5,405 5,900 3,899 4,319 HV6 12,9 13,5 6,4 6,7 106,7 105,4 23,8 24,2 4,663 5,248 3,423 3,843 HV7 13,3 12,1 6,8 7,1 120,2 118,6 23,8 24,1 5,357 5,823 3,983 4,404 HV8 12,4 11,3 6,1 6,3 130,3 132,8 24,3 24,7 5,208 6,063 3,871 4,384 HV9 15,4 15,1 8,1 8,4 100,6 102,4 23,5 23,9 5,136 5,869 3,863 4,361 HV10 15,6 14,3 8,5 8,8 101,7 109,5 23,0 23,1 5,425 6,379 4,129 4,599 HV11 12,6 12,7 6,5 6,7 112,5 115,4 24,2 24,4 5,192 5,610 3,873 4,112 HV12 12,4 12,1 6,1 6,4 129,3 133,7 23,5 23,8 5,325 6,070 4,015 4,462 HV13 12,2 12,3 6,3 6,5 104,4 110,6 25,3 25,9 4,774 5,416 3,567 4,078 HV14 12,7 12,2 6,2 6,4 128,4 130,3 23,5 24,2 5,368 5,921 3,830 4,269 0,19 4,22 5,55 0,38 0,10 1,81 1,88 0,63 0,74 Sai số

Số nhánh Bông Số hạt trên Năng suất lý Năng suất trên trên P1000 Dòng/ bông thuyết thực thu khóm khóm (gram) giống (hạt) (tấn/ha) (tấn/ha) (nhánh) (bông)

0,18

2,7 2,9 2,9

CV(%) 2,9 1,1 4,3 1,5 4,2 3,8 2,7 0,7 3,1 LSD0,05 2,5 2,2 0,5 0,2 8,1 7,4 1,1 0,3 0,25 0,26 0,18 0,22 Ghi chú: X-vụ Xuân , M-vụ Mùa ; HV- giống gốc nếp Cái Hoa Vàng, HV1, HV2,…HV14 - các dòng đột biến.

128

3.4.2.2. Đa dạng kiểu hình các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng

* Đa dạng kiểu hình ở vụ Mùa

Dựa trên 49 chỉ tiêu hình thái, nông học ở vụ Mùa (bảng 3.16; 3.17; 3.18

và Phụ lục 11a, b,c,d) số liệu đƣợc xử lý bằng phần mềm NTSYS 2.1, để phân

nhóm các dòng đột biến.

Hình 3.7. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến từ nếp Cái Hoa Vàng ở vụ

Mùa 2015(M6)

Kết quả thu đƣợc ở hình 3.7 và phụ lục 9 cho thấy: ở vụ Mùa , HSTĐ

của 14 dòng đột biến và giống gốc dao động từ 0,22 (giữa HV2 với HV3) đến

0,47 (giữa HV1 với HV9). HSTĐ trung bình giữa các dòng đột biến là: 0,33

Với mức tƣơng đồng 0,38, thì 14 dòng đột biến và giống gốc chia thành

8 nhóm nhƣ sau:

* Nhóm 1 gồm HV (giống gốc) và dòng đột biến HV4, với HSTĐ là 0,39

*Nhóm 2 chỉ có dòng HV12, với HSTĐ với các dòng đột biến khác từ

0,27 (với HV13) đến 0,39 (với HV4).

*Nhóm 3 gồm 4 dòng: HV1, HV9, HV6 và HV10, với HSTĐ dao động từ

0,31 (giữa HV9 với HV10) đến 0,47 (giữa HV1 với HV9). Trong đó, HSTĐ

giữa HV1 với HV6 và HV10 là 0,37; giữa HV6 với HV9 và HV10 lần lƣợt là

0,39 và 0,43.

129

*Nhóm 4 gồm 2 dòng: HV3 và HV14 với HSTĐ là 0,39.

*Nhóm 5 gồm 2 dòng: HV5 và HV11 với HSTĐ là 0,41.

*Nhóm 6 gồm 2 dòng: HV2 và HV13 với HSTĐ là 0,43.

*Nhóm 7 chỉ có dòng HV8, với HSTĐ với các dòng khác từ 0,24 (với HV9)

đến 0,39 (với HV14).

*Nhóm 8 chỉ có HV7, với HSTĐ với các dòng khác từ 0,24 (với HV2, HV6 và

HV14) đến 0,39 (với HV1).

 Đa dạng kiểu hình ở vụ Xuân

Kết quả phân nhóm các dòng đột biến ở vụ Xuân đƣợc trình bày ở hình

3.8 và phụ lục 10 cho thấy: ở vụ Xuân , HSTĐ của 14 dòng đột biến dao động

từ 0,20 (giữa HV3 với HV4; HV8 với HV9 và HV12 với HV13) đến 0,41 (giữa

HV1 với HV14, HV5 với HV11). Thấp hơn đáng kể so với nghiên cứu của

Nguyễn Văn Vƣơng và Lê Vĩnh Thảo (2013)[54]. HSTĐ trung bình của các

dòng đột biến nghiên cứu là 0,29.

Hình 3.8. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa

Vàng ở vụ Xuân 2016 (M7)

130

Với HSTĐ 0,38 thì 14 dòng đột biến ở vụ Xuân đƣợc chia thành 11

nhóm. Trong đó, có 3 nhóm mà mỗi nhóm có 2 dòng, 8 nhóm còn lại, mỗi

nhóm chỉ có 1 dòng. Cụ thể nhƣ sau:

 Nhóm 1 gồm 2 dòng: HV1 và HV14 với HSTĐ là 0,41.

 Nhóm 2 chỉ có dòng HV2, HSTĐ với các dòng khác từ 0,23 (với HV9)

đến 0,37 (với HV1).

 Nhóm 3 chỉ có dòng HV8, HSTĐ với các dòng khác từ 0,20 (với HV4)

đến 0,39 (với HV12).

 Nhóm 4 chỉ có dòng HV6, HSTĐ với các dòng khác từ 0,22 (với HV3 )

đến 0,37 (với HV14).

 Nhóm 5 chỉ có dòng HV7, HSTĐ với các dòng khác từ 0,23 (với HV4

và HV11) đến 0,33 (với HV6 và HV8).

 Nhóm 6 chỉ có dòng HV10, HSTĐ với các dòng khác từ 0,23 (với HV12

và HV14) đến 0,37 (với HV1 và HV6).

 Nhóm 7 chỉ có dòng HV9, HSTĐ với các dòng khác từ 0,20 (với HV8)

đến 0,37 với (HV5).

 Nhóm 8 chỉ có dòng HV13, HSTĐ với các dòng khác từ 0,20 (với HV12)

đến 0,37 (với HV1).

 Nhóm 9 gồm 2 dòng: HV3 và HV12 với HSTĐ là 0,39.

 Nhóm 10 chỉ có dòng HV4, HSTĐ với các dòng khác từ 0,20 (với HV3)

đến 0,33 (với HV11).

 Nhóm 11 gồm 2 dòng: HV5 và HV11 với HSTĐ là 0,41.

Từ kết quả trên chúng tôi nhận thấy: các dòng đột biến nghiên cứu có

biểu hiện khá đa dạng (biểu hiện ở HSTĐ thấp giữa các dòng). Ở vụ Xuân đa

dạng hơn so với ở vụ Mùa (hệ số tƣơng đồng trung bình ở vụ Xuân là 0,29

nhỏ hơn so với ở vụ Mùa là 0,33); ở mức tƣơng đồng 0,38 các dòng đột biến

ở vụ Mùa chỉ chia thành 8 nhóm còn ở vụ Xuân chia thành 11 nhóm.

131

Phân nhóm di truyền của các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa

Vàng có biểu hiện tƣơng tự so với các dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi

Trâu. Nhiều dòng đột biến thuộc cùng nhóm ở vụ Mùa với hệ số tƣơng đồng

cao nhƣng ở vụ Xuân lại thuộc các nhóm khác nhau với HSTĐ thấp hơn. Với

HSTĐ 0,38 các dòng HV1 và HV9; HV6 và HV10; HV3 và HV14; HV2 và HV13

thuộc cùng một nhóm ở vụ Mùa với HSTĐ lần lƣợt là: 0,47; 0,43; 0,39 và

0,43; còn ở vụ Xuân , các dòng này thuộc các nhóm khác nhau với HSTĐ lần

lƣợt là: 0,33; 0,37; 0,23 và 0,27. Ngƣợc lại, các dòng HV3 và HV12; HV1 và

HV14 thuộc các nhóm khác nhau ở vụ Mùa với HSTĐ là: 0,35 và 0,37. Ở vụ Xuân chúng lại thuộc cùng một nhóm với HSTĐ là: 0,39 và 0,41. Tuy nhiên,

có những dòng có biểu hiện tƣơng tự nhau và thuộc cùng một nhóm ở cả vụ

Xuân và vụ Mùa với HSTĐ khá cao nhƣ: HV5 và HV11 (0,41 ở 2 mùa vụ),

đây là các dòng có tính ổn định cao trong các điều kiện mùa vụ khác nhau.

 Sự tương đồng về kiểu hình ở vụ Xuân và vụ Mùa của các dòng đột biến.

Đánh giá chung các dòng đột biến ở cả vụ Xuân và vụ Mùa , HSTĐ

dao động từ 0,16 đến 0,47. Kết quả đƣợc biểu thị ở hình 3.9 cho thấy:

Với hệ số tƣơng đồng 0,38, hầu hết các dòng đột biến nghiên cứu ở vụ

Xuân và vụ Mùa thuộc các nhóm khác nhau, chỉ có dòng HV12 (HSTĐ giữa

vụ Xuân và vụ Mùa là 0,41) thuộc cùng nhóm.

Hệ số tƣơng đồng giữa vụ Xuân với vụ Mùa của các dòng đột biến

nghiên cứu thấp, cao nhất là HV12 (0,41) tiếp đến là HV8 (0,37) và thấp nhất

là HV6 (0,25) và thuộc các nhóm khác nhau. Nhƣ vậy, HV12 và HV8 là các dòng có tính ổn định nhất đối với điều kiện thời tiết của mùa vụ, hay nói cách

khác các dòng này ít chịu tác động của điều kiện thời tiết của mùa vụ. Đây là

các dòng có triển vọng trong việc gieo trồng ở các điều kiện môi trƣờng khác

nhau, là nguồn vật liệu tốt cho việc tạo chọn giống lúa nếp thơm mới thích

ứng với điều kiện thời tiết đang biến đổi mạnh mẽ nhƣ hiện nay. Tuy nhiên,

để có kết luận chính xác hơn nên kiểm tra và đánh giá lại các dòng này ở các

điều kiện môi trƣờng với các mùa vụ khác nhau trƣớc khi đƣa ra sản xuất.

132

HV1

HV13

Hình 3.9. Phân nhóm di truyền các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và giống gốc ở cả vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 3.5. Kết quả giải phẫu thân của các dòng đột biến và giống gốc.

Ghi chú: 1- Bó dẫn nhỏ nằm ở vòng ngoài 2- Dải tế bào mô cứng nối liền

các bó dẫn 3- Khoang khí 4- Dải tế bào mô cứng nằm ở

vòng ngoài

Giống gốc (HV)

5- Bó dẫn nằm ở vòng trong

Ghi chú: hình ảnh có được do sử dụng kính hiểm vi Quang học với độ phóng đại 2000 lần (tính cả độ zoom của máy ảnh) Hình 3.10. Cấu tạo giải phẫu thân của dòng đột biến HV1, HV3 và giống gốc

133

Khả năng chống đổ của các giống lúa do nhiều yếu tố chi phối nhƣ: chiều cao cây, đƣờng kính lóng, góc thân, cấu tạo giải phẫu của thân,…. Trong đó, cấu tạo giải phẫu của thân là yếu tố quan trọng quyết định đến khả năng chống đổ.

Cắt ngang giữa lóng thứ nhất của phần thân kéo dài ở giai đoạn 4 (vƣơn lóng) và giai đoạn 6 (trỗ bông) của giống gốc và các dòng lúa nghiên cứu, chúng tôi thấy: giống gốc và các dòng nghiên cứu đều có đặc điểm cấu tạo chung của loài lúa (O. sativa L) nhƣng giữa giống gốc và các dòng đột biến nghiên cứu có một số điểm khác biệt liên quan đến khả năng kháng đổ (hình 3.10).

Mô cứng có vai trò rất quan trọng đối với các loài cây trong lớp 1 lá mầm nói chung và loài lúa trồng nói riêng, mô cứng cấu tạo gồm 3 nhóm: (1) mô cứng nằm dƣới biểu bì, (2) mô cứng bao xung quanh bó dẫn, (3) mô cứng nối liền các bó dẫn nhỏ; mức độ phát triển của 3 nhóm mô cứng này liên quan chặt chẽ với khả năng kháng đổ của thân do cây lúa không có sinh trƣởng thứ cấp.

So với giống gốc, tế bào mô cứng thuộc nhóm 1 và 2 của các dòng đột biến nghiên cứu có số lƣợng nhiều và thành thế bào dày hơn; hơn thế, các tế bào mô cứng thuộc nhóm thứ 3 xuất hiện khá sớm ở các dòng đột biến (hình 3.10). Trong quá trình phát triển của cây lúa, ngoài vòng mô cứng bao quanh các bó dẫn còn xuất hiện dải mô cứng xuất phát từ các bó dẫn nhỏ nằm ở vòng ngoài của thân, chúng phát triển bao quanh một phần của khoang khí và nối lại với nhau. Vòng mô cứng này xuất hiện trong phần mô mềm nên làm tăng khả năng cơ học của thân, tăng độ vững chắc và độ cứng của cây. Theo chúng tôi, đây là kết quả của quá trình xử lý đột biến, đặc điểm này phù hợp với mục đích của nhà chọn giống (tăng khả năng kháng đổ)

Trong thân thƣờng có hai vòng bó dẫn, các bó dẫn nhỏ có hình dạng hơi dẹt phân bố ở phía ngoài gần biểu bì, sau các mô cứng. Các bó dẫn lớn phân bố phía trong mô mềm, gần các mô thông khí. Bó dẫn nhỏ và bó dẫn lớn thƣờng xếp thành từng cặp, ngăn cách với các cặp bó dẫn khác bởi các mô thông khí.

Giống gốc có sự sắp xếp các bó dẫn lộn xộn, không thành vòng, khoảng cách giữa bó dẫn nhỏ và bó dẫn lớn không đều. Sự phân bố bó mạch, đặc biệt bó mạch nhỏ không đều, có những bó mạch nằm sát biểu bì nhƣng có

134

những bó mạch nằm sâu trong mô mềm. Các bó dẫn lớn và nhỏ không xếp thành từng cặp. Kiểu sắp xếp bó mạch và vị trí bó mạch nhƣ vậy đã làm giảm làm giảm khả năng chịu lực của cây nên cây dễ bị đổ khi có lực tác động cơ học.

Với các dòng đột biến, hệ thống dẫn có sự phân bố đồng đều trong thân, các bó dẫn lớn và bó dẫn nhỏ xếp thành từng cặp, giữa các cặp bó dẫn ngăn cách với nhau bởi các mô thông khí (hình 3.10). Kiểu sắp xếp bó dẫn này tạo đƣợc hệ thống dẫn phân bố đồng đều trong thân, tăng khả năng tiếp xúc của bó dẫn với mô mềm, tăng khả năng chịu lực của cây. Nhƣ vậy, chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) đã làm phát sinh các đột biến làm thay đổi cách phân bố các bó mạch, nhờ đó mà thành lóng vững chắc hơn, có khả năng nâng đỡ và dẫn truyền tốt hơn.

Các dòng đột biến nghiên cứu đều có ý nghĩa nhất định trong việc cải tiến giống nếp Cái Hoa Vàng, đặc biệt là phá vỡ tính cảm ứng quang chu kỳ, đƣa nếp Cái Hoa Vàng trở thành giống cảm ôn, có thể gieo cấy 2 vụ/năm Các dòng có ý nghĩa cải thiện chiều cao cây là: HV1; HV3; HV7 và HV13; các dòng có ý nghĩa rút ngắn thời gian sinh trƣởng là: HV2; HV4; HV8 và HV13; các dòng có ý nghĩa trong việc cải thiện khả năng chống đổ là: HV1; HV3; HV7 và HV13; các dòng có mùi thơm tƣơng tự hoặc giảm không đáng kể so với giống gốc là: HV1; HV3; HV6; HV11; HV13 và HV14; các dòng có ý nghĩa trong việc tăng năng suất là: HV5; HV7; HV8; HV9; HV10; HV12 và HV14. Trong đó, dòng HV13 và HV1 có triển vọng nhất trong việc cải tiến giống nếp Cái Hoa Vàng.

3.6. Mức độ biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu.

Mùi thơm ở lúa chủ yếu do kiểu gen quy định nhƣng sự biểu hiện của mùi thơm chịu chi phối nhiều bởi các yếu tố của môi trƣờng nhƣ: tập quán canh tác, mùa vụ (Goufo P et al., 2010)[75], (Monggoot S et al., 2014)[124]; mật độ gieo trồng và thời gian thu hoạch (Goufo P et al., 2010)[75]; thời điểm thu hoạch (Nguyễn Minh Anh Tuấn 2017)[48]. Ngoài ra, các tác giả khác còn cho rằng: hàm lƣợng dinh dƣỡng, thời điểm bón phân và điều kiện thời tiết giai đoạn làm chắc cũng ảnh hƣởng đến sự biểu hiện mùi thơm ở lúa.

135

Bảng 3.19. Biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến có triển vọng phát

sinh từ từ nếp Cái Hoa vàng và nếp Đuôi Trâu thế hệ M8 (vụ Mùa 2016) và

Trung bình

Mùa vụ

Dòng/ giống

Mùi thơm ở các địa điểm với các thời điển chín khác nhau Lạng Sơn Bắc Giang Hà Nội Thanh Hóa Nghệ An 80% 100% 80% 100% 80% 100% 80% 100% 80% 100% 80% 100%

2 HV1

3 HV3

4 HV7

5 HV8

6 HV11

7 HV13

8 HV14

2 ĐT1

3 ĐT 2

4 ĐT 4

5 ĐT5

6 ĐT7

7 ĐT13

8 ĐT15

S T T 1 HV M 9,3 9,0 9,4 8,9 9,6 9,1 9,1 8,8 9,5 9,0 9,5 9,0 M 8,8 8,2 9,1 8,7 9,0 8,3 9,0 8,6 8,7 8,1 8,9 8,4 X 8,2 7,6 8,5 7,9 8,2 7,7 8,0 7,4 8,1 7,4 8,2 7,6 M 8,9 8,4 8,7 8,2 8,8 8,3 8,1 7,9 8,7 8,1 8,6 8,2 X 8,6 8,2 8,1 7,9 8,1 7,5 7,9 7,3 8,2 7,5 8,2 7,7 M 7,7 7,2 7,4 7,1 7,5 7,1 7,7 7,0 7,6 7,0 7,6 7,1 X 6,8 6,4 6,6 6,0 6,7 6,2 6,9 6,1 6,1 5,7 6,6 6,1 M 5,5 5,0 6,3 5,7 5,3 4,9 6,2 5,7 5,7 5,1 5,8 5,3 X 5,2 5,7 5,6 4,8 5,1 4,8 5,9 5,5 5,1 4,8 5,4 5,1 M 7,9 7,1 8,1 6,9 7,8 7,2 7,2 6,7 6,7 6,1 7,5 6,8 7,5 6,8 8,0 7,4 7,5 6,9 7,8 7,1 6,8 6,1 7,5 6,9 X M 9,5 8,6 9,4 8,7 8,8 8,5 9,0 8,3 9,6 8,3 9,3 8,5 X 8,7 8,1 9,0 8,2 8,7 8,3 8,2 7,6 8,5 7,6 8,6 8,0 M 8,5 8,0 8,9 7,9 8,9 8,3 8,3 7,7 7,7 7,0 8,5 7,8 7,9 7,4 7,5 6,6 7,5 7,2 7,2 6,7 6,8 6,2 7,4 6,8 X 1 ĐT M 8,5 8,2 7,6 7,1 8,1 7,7 7,5 6,7 8,0 7,4 7,9 7,4 7,2 6,8 7,3 6,9 6,7 6,1 6,6 6,2 8,3 7,9 8,1 7,6 7,6 7,0 7,4 6,9 8,5 7,5 8,7 8.0 8,0 7,1 8,3 7,7 8,6 7,5 8,1 7,4 7,1 6,7 7,0 6,5 7,3 6,6 6,9 6,4 6,5 5,8 6,2 5,6 6,2 5,5 7,0 6,5 5,7 5,3 6,4 5,9 8,8 8,4 8,2 7,6 8,3 8,0 7,9 7,4

M 7,3 6.8 7,5 7,0 7,4 7,1 7,3 6,6 X 6,5 6,1 7,1 6,5 6,5 6,1 6,4 6,1 M 8,2 7,9 8,5 7,8 7,6 7,1 7,7 7,1 7,8 7,2 8,0 7,3 7,0 6,5 6,8 6,5 X M 8,7 8,2 8,7 8,2 9,3 8,6 8,4 7,7 X 8,4 8,0 8,5 8,0 8,8 8,1 7,9 7,2 M 8,8 8,2 7,7 7,3 7,5 7,1 7,7 7,1 7,6 7,1 6,5 6,1 6,9 6,4 6,8 6,2 X M 5,2 4,8 7,3 7,1 6,8 6,2 7,9 7,4 X 4,8 4,3 6,4 6,0 6,5 5,7 6,7 6,1 M 6,8 6,1 7,4 7,3 7,3 6,8 7,5 7,0 X 6,1 5,3 7,0 6,5 6,5 6,1 6,8 6,1 M 8,4 7,7 7,9 7,1 8,6 7,8 7,4 6,8 8,1 7,2 7,6 7,1 8,1 7,4 7,7 7,1 X

Ghi chú:HV- giống gốc nếp Cái Hoa Vàng; ĐT- giống gốc nếp Đuôi Trâu; HV1, HV3,…HV14; ĐT1, ĐT2,…ĐT15- các dòng đột biến nghiên cứu; không thơm hoặc thơm rất nhẹ < 4; 4 ≤ thơm nhẹ < 6; 6 ≤ thơm < 8; 8 ≤ Thơm đậm ≤ 10. X: vụ xuân; M: vụ mùa.

M9 (vụ xuân 2017) tại 5 địa điểm nghiên cứu

136

Mùi thơm hạt gạo của các dòng đột biến đƣợc đánh giá ở cả vụ Xuân và

vụ Mùa khi gieo trồng trên đồng ruộng tại Lạng Sơn, Bắc Giang, Hà Nội,

Thanh Hóa và Nghệ An và tại 2 thời điểm thu hoạch hạt lúa (chín 80% và

chín 100%).

Số liệu thể hiện ở bảng 3.19 cho thấy: hạt gạo của giống lúa nếp Cái Hoa

Vàng và nếp Đuôi Trâu khi trồng tại 5 địa điểm nghiên cứu trong vụ Mùa có

biểu hiện mùi thơm khác nhau. Nếp Cái Hoa Vàng có mùi thơm đậm ở cả thời

điểm chín 80% (điểm 9,5) và chín 100% (điểm 9); nếp Đuôi Trâu có biểu hiện

mùi thơm đặc trƣng (điểm 8,0 – chín 80% và 7,4- khi chín 100%).

Sự biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến nghiên cứu ở các địa điểm

khác nhau là khác nhau. Mùi thơm của các dòng đột biến biểu hiện tốt nhất

khi gieo trồng ở Bắc Giang, biểu hiện ít thơm nhất khi gieo trồng ở Nghệ An.

Xét ở thời điểm chín 100%, các dòng đột biến HV1, HV3, HV13, ĐT2,

ĐT4 có biểu hiện từ thơm (điểm 6-8) đến thơm đậm (điểm >8) khi gieo trồng

ở các địa điểm nghiên cứu. Các dòng HV11, HV14, ĐT1, ĐT2, ĐT5, ĐT15 có

biểu hiện mùi thơm đặc trƣng (điểm 6-8). Các dòng HV7, HV8, ĐT7 và ĐT13

có biểu hiện từ thơm nhẹ đến thơm (điểm 4-8)

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với nghiên cứu của Hashemi

F.S.G et al., (2013)[82], Goufo P et al., (2010)[75], jewel Z.A et al.,

(2011)[94], Nguyễn Minh Anh Tuấn (2017)[48], các tác giả này cho rằng,

điều kiện đất đai, mùa vụ, thời điểm thu hoạch có ảnh hƣởng đến mùi thơm.

137

stt Dòng

S2di

-0,019* 0,071 -0,082* -0,003 -0,336 1,172* 1,027* 3,143 3,565* 1,832 0,995* 1,767 -0,029 -0,289* 1,260* 1,983

3.7. Đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng đột có triển vọng phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu 3.7.1. Tính ổn định và thích nghi về năng suất ở vụ Mùa 2016 3.7.1.1. Năng suất và chỉ số môi trường Bảng 3.20. Năng suất, chỉ số ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng thế hệ M8 ở vụ Mùa 2016 tại 5 địa điểm nghiên cứu

LS 3,143a 1 HV 3,911b 2 HV1 3,995bc 3 HV3 4,145c 4 HV7 4,041bc 5 HV8 6 HV11 3,968b 7 HV13 3,977b 8 HV14 3,945b 3,891 0,53 2,3 0,155 0,420 3,801a 3,854a 4,025b 4,117b 4,121b 4,027b 4,036b 3,765a 3,968 0,56 2,2 0,149 0,245

TB 3,179a 3,888bc 3,874b 4,036d 4,020cd 3,896bcd 3,983bcd 3,913bcd 3,849 0,145 3,777a 3,943b 4,019bc 4,093c 3,995bc 3,928b 3,873ab 3,922ab 3,944 0,147

NA 3,153a 3,905cd 3,896cd 3,916d 3,941d 3,759bc 3,991d 3,721b 3,785 0,37 2,3 0,151 -0,634 3,782a 3,765a 3,983bc 4,088c 3,784a 3,877ab 3,745a 3,796a 3,853 0,41 1,7 0,111 -0,912

TB Sai số CV (%) LSD0,05 Ij 1 ĐT 2 ĐT1 3 ĐT2 4 ĐT4 5 ĐT5 6 ĐT7 7 ĐT13 8 ĐT15 TB Sai số CV(%) LSD0,05 Ij

Năng suất thực thu (tấn/ha) TH HN BG 3,211a 3,202a 3,187a 3,883bc 3,868bcd 3,874bc 3,918bc 3,742b 3,819bc 3,827bc 4,232d 4,059d 3,775b 4,067cd 4,276e 3,972bc 4,005c 3,778b 4,005bc 3,957c 3,983cd 4,024c 4,033c 3,841bc 3,827 3,887 3,853 0,47 0,90 0,46 3,7 3,6 2,9 0,246 0,242 0,193 -0,217 0,385 0,046 3,754a 3,743a 3,805ab -0,229* 0,022 4,092cd 4,032bc 3,971cd 1,333* 1,268 3,876ab 3,942bc 4,271c 1,462 1,705* 4,074cd 4,083bc 4,102d -0,011 -0,022* 4,036cd 3,857abc 4,176bc 2,414* 0,238* 3,963bc 3,851abc 3,923ab 0,428* 0,541 3,727a 4,083bc 3,772a 1,546* 1,978 4,134d 3,944ab 3,973cd 2,694* 0,589 3,957 4,032 3,909 0,51 0,78 0,64 2,0 3,9 2,1 0,138 0,272 0,144 0,133 0,881 -0,346 Ghi chú: bi: chỉ số thích nghi, S2di: chỉ số ổn định, Ij: chỉ số môi trường; LS:

Lạng Sơn; BG: Bắc Giang: HN: Hà Nội; TH.H: Thanh Hóa; NA: Nghệ An; dấu * biểu thị sự khác 0 (với chỉ số S2di) hoặc khác 1 (với chỉ số bi) có ý

nghĩa với mức tin cậy 0,95. ở mỗi địa điểm, các chữ cái khác nhau biểu thị sự

khác nhau có ý nghĩa ở mức tin cậy 0,95

138

Năng suất tƣơng đối của các giống cây trồng thay đổi khi gieo trồng ở

các địa điểm khác nhau, các mùa vụ khác nhau, các thời chín của hạt thóc khi

thu hoạch. Đây là kết quả của sự tƣơng tác giữa kiểu gen với môi trƣờng. Năng suất của giống lúa là sự kết hợp các yếu tố: số bông/m2, số hạt /bông, tỷ

lệ hạt chắc và khối lƣợng 1000 hạt (Nguyễn Minh anh Tuấn 2017)[48].

Kết quả thực nghiệm đƣợc thể hiện ở bảng 3.20 cho thấy: năng suất

trung bình của các dòng đột biến nghiên cứu tại các địa điểm nghiên cứu đều

cao hơn giống gốc, năng suất của các dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi

Trâu dao động từ 3,873 (ĐT13) đến 4,093tấn/ha (ĐT4) và chia thành 3 nhóm

khác nhau với năng suất trung bình tƣơng tự hoặc cao hơn giống gốc.

Với các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng: Năng suất thực

thu của các dòng đột biến cao nhất ở Lạng Sơn (3,891 tấn/ha), tiếp đến là Hà

Nội (3,887 tấn/ha), Bắc Giang (3,853 tấn/ha); Thanh Hóa (3,827 tấn/ha) và

Nghệ An (3,785 tấn/ha). Chỉ số môi trƣờng (Ij) thể hiện mức độ thuận lợi của

các môi trƣờng nghiên cứu, theo đó, chỉ số môi trƣờng càng lớn thì môi

trƣờng càng thuận lợi và ngƣợc lại. Chỉ số môi trƣờng tƣơng ứng của các địa

điểm trên đƣợc xắp xếp theo thứ tự sau: Lạng Sơn (0,420), Hà Nội (0,385),

Bắc Giang (0,046); Thanh Hóa (-0,217) và Nghệ An (-0,634)

Với các dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi Trâu, năng suất thực thu

của các dòng đột biến cao nhất ở Hà Nội (4,032 tấn/ha), tiếp đến là Lạng Sơn

(3,968 tấn/ha), Thanh Hóa (3,957 tấn/ha); Bắc Giang (3,909 tấn/ha) và Nghệ

An (3,853 tấn/ha). Chỉ số môi trƣờng (Ij) tƣơng ứng đƣợc xắp xếp theo thứ tự

sau: Hà Nội (0,881), Lạng Sơn (0,245), Thanh Hóa (0,133); Bắc Giang (-

0,346) và Nghệ An (-0,912).

139

Ghi chú: HV1, HV3, HV7, …: các dòng đột biến phát sinh từ nếp cái Hoa Vàng; ĐT1, ĐT2,

ĐT4… các dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi Trâu

3.7.1.2. Tính ổn định về năng suất

Hình 3.11. Mức độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến nghiên cứu

thế hệ M8 ở vụ Mùa 2016

Đánh giá độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển vọng ở 5 địa điểm nghiên cứu là Lạng Sơn, Bắc Giang, Hà Nội, Thanh hóa và Nghệ An bằng phần mềm ondinh.com của Nguyễn Đình Hiền, dựa trên mô hình của Eberhard Rusel (1966). Theo mô hình này, một dòng/giống đƣợc coi là ổn định nếu chỉ số ổn định (S2di) bằng 0 và chỉ số thích nghi (bi) bằng 1. Tức là khả năng của giống thể hiện tƣơng đối bền vững giá trị trung bình năng suất trong các điều kiện gieo cấy khác nhau.

Số liệu ở bảng 3.20 và hình 3.11 cho thấy: với độ tin cậy 0,95, các giống gốc nếp Cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu và các dòng HV1, HV13, ĐT4 có tính ổn định cao khi gieo trồng ở 5 địa điểm nghiên cứu với chỉ số S2di bằng không (khác không không có ý nghĩa- không có dấu *), các dòng còn lại có chỉ số ổn định S2di khác không (có dấu *). Nếp Cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu và các dòng đột biến HV1, HV13 và ĐT4 có chỉ số (bi) <0 nên thích nghi chủ yếu với môi trƣờng không thuận lợi (Ij < 0).

Các dòng HV3, HV7, HV8, HV11, HV14, ĐT1, ĐT2, ĐT11, ĐT13, ĐT15 chƣa ổn định với chỉ số ổn định (S2di) khác không có ý nghĩa (có dấu *), cần tiếp tục đánh giá thêm; dòng ĐT5 kém ổn định nhất với số S2di lớn nhất (2,690) và chỉ số (bi) khác 1 có ý nghĩa ở mức tin cậy 0,95.

Kết quả phân tích GGebiplot thể hiện ở hình 3.11 với hai thành phần chính PC1 (trục mầu đỏ) và PC2 (trục mầu xanh) có thể giải thích đƣợc 83% và 81% cho tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng của các dòng đột biến từ nếp

140

Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu cho ta hình ảnh ƣớc đoán về tính ổn định của các dòng đột biến đã phần nào củng cố thêm cho các nhận định ở trên. 3.7.2. Tính ổn định và thích nghi của năng suất ở vụ Xuân 2017

3.7.2.1. Năng suất và chỉ số môi trường

Bảng 3.21: Năng suất, chỉ số ổn định và thích nghi của các dòng đột biến

có triển vọng thế hệ M9 ở vụ Xuân 2017 tại 5 địa điểm nghiên cứu

bi LS TH BG HN Năng suất thực thu (tấn/ha) NA TB

stt Dòng S2di 1 HV1 3,569ab 3,552b 3,558b 3,582a 3,517b 3,569ab 0,237* -0,024 2 HV3 3,572ab 3,498a 3,401a 3,510a 3,243a 3,445a 0,806 1,522* 3 HV7 4,079d 3,753c 3,983d 3,724a 3,579c 3,824d 1,572 3,082* 4 HV8 3,910cd 3,694bc 3,871cd 3,714ab 3,619b 3,762cd 1,057 0,914* 5 HV11 3,463a 3,329a 3,873cd 3,853ab 3,747b 3,653bcd 1,332 6,185* 6 HV13 3,611ab 3,594bc 3,587b 3,616b 3,603b 3,582abc 0,033* -0,031 7 HV14 3,732bc 3,627bc 3,832c 4,136c 3,613b 3,788d 1,964 2,326*

0,71 3,4 Sai số CV

3,729 0,47 2,2 0,145 -0,831 0,680 3,734 3,560 3,660 0,34 0,59 1,6 3,4 0,223 0,103 0,191 -1,011 0,723

Trung bình 3,705 3,578 0,53 2,9 LSD0,05 0,222 0,186 Chi số (Ij) 0,439 4,037a 3,942a 4,183d 3,956cd 3,765b 3,977bc 1,763 0,494* 1 ĐT1 4,031a 3,854a 3,887ab 3,929bcd 3,874b 3,915b 0,187 0,583* 2 ĐT2 4,038a 4,053a 4,107cd 4,085d 4,005c 4,058c 0,354* 0,060 3 ĐT4 3,821a 4,043a 3,991abc 3,813abc 3,814b 3,896b 0,904 0,944* 4 ĐT5 4,028a 3,966a 4,054bcd 4,048d 3,873b 3,994c 0,751 0,259* 5 ĐT7 6 ĐT13 3,945a 4,003a 3,855a 3,784ab 3,765b 3,870ab 0,889 0,702* 7 ĐT15 3,879a 3,926a 3,972abc 3,735a 3,554a 3,813a 2,151* 0,014 Trung bình 3,968a 3,970 2,3 2,9 0,52 0,63 0,203 0,160 0,366 0,377 3,907 3,807 3,932 1,8 2,1 0,40 0,47 0,146 0,123 0,110 -0,247 -1,247 CV Sai số LSD0,05 Chi số Ij 4,007 2,5 0,50 0,178 0,751

Ghi chú: LS: Lạng Sơn; BG: Bắc Giang; HN: Hà Nội, TH: Thanh Hóa; NA: Nghệ An; bi: chỉ số thích nghi; S2di: chỉ số ổn định; trong cùng 1 cột, các

chữ cái khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa, với mức tin cậy 0,95

141

Số liệu các bảng 3.20 và 3.21 cho thấy: năng suất trung bình của các

dòng đột biến nghiên cứu ở vụ Xuân thấp hơn so với ở vụ Mùa . Năng suất

trung bình của các dòng đột biến tại các điểm nghiên cứu khác nhau là

khác nhau.

Với các dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng, năng suất trung

bình cao nhất tại Thanh Hóa (3,734 tấn/ha), tiếp đến là Hà Nội (3,729

tấn/ha); Lạng Sơn (3,705 tấn/ha); Bắc Giang (3,578 tấn/ha) và Nghệ An

(3,560 tấn/ha) với chỉ số môi trƣờng lần lƣợt là: Thanh Hóa (0,723) > Hà

Nội (0,680) > 0 Lạng Sơn (0,439) > Bắc Giang (-0,831)> Nghệ An (-1,011).

Với các dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi Trâu, năng suất trung bình

của các dòng đột biến cao nhất tại Hà Nội (4,007 tấn/ha) tiếp đến là Bắc

Giang (3,977 tấn/ha), Lạng Sơn (3,968 tấn/ha),Thanh Hóa (3,907 tấn/ha) và

Nghệ An (3,807 tấn/ha) với chỉ số môi trƣờng tƣơng ứng đƣợc xếp theo thứ

tự: Hà Nội (0,751), Bắc Giang (0,377), Lạng Sơn (0,366), Thanh Hóa (-0,247)

và Nghệ An (-1,247).

3.7.2.2. Sự ổn định của năng suất thực thu.

Ghi chú: càng gần trục hoành (trục màu đỏ), thì năng suất càng ổn định và ngược lại, càng về phía phải của trục hoành năng suất trung bình càng cao Hình 3.12. Mức độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến nghiên cứu thế hệ M9 ở vụ Xuân 2017

142

Đánh giá sự ổn định của các dòng đột biến nghiên cứu ở vụ Xuân chúng

tôi nhận thấy: các dòng HV1, HV3, ĐT4 và ĐT15 ổn định về năng suất ở các địa điểm nghiên cứu với chỉ số ổn định (S2di) bằng không (khác 0 không có ý

nghĩa), các dòng HV1, HV3, ĐT4 có (bi) < 1, nên thích nghi với môi trƣờng

không thuận lợi (Ij < 0). Trong đó, dòng HV1, HV14 thích nghi với điều kiện

gieo trồng tại Bắc Giang và Nghệ An; ĐT4 thích nghi với điều kiện gieo trồng

tại Thanh Hóa và Nghệ An; ĐT15 có bi>1 nên thích nghi với môi trƣờng thuận

lợi (Ij >0) là Lạng Sơn, Bắc Giang và Hà Nội.

Các dòng còn lại kém ổn định hơn với chỉ số ổn định S2di khác 0 có ý

nghĩa (ở mức tin cậy 0,95; có dấu *) cần tiếp tục đánh giá thêm.

Kết quả phân tích GGEbiplot ở hình 3.12, với 2 thành phần chính PC1

(trục mầu đỏ) và PC2 (trục mầu xanh) có thể giải thích 87,4% và 81,1% về

tƣơng tác giữa kiểu gen và môi trƣờng cho ta hình ảnh ƣớc đoán về tính ổn

định của các dòng đột biến đã củng cố thêm cho các nhận định trên.

3.8. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo các dòng đột biến phát sinh từ

dòng đột biến HV-H

Từ vụ Mùa 2014, chúng tôi tiến hành chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến

tự nhiên HV-H với 2 liều xạ là 100 và 150Gy, mỗi lô chiếu xạ sử dụng 1000

hạt. Ở M1, từ liều xạ 100Gy thu đƣợc 321 cá thể sống sót đến cuối giai đoạn

trỗ - chín (M1) và 273 cá thể ở liều chiếu xạ 150Gy. Lấy 30 hạt từ mỗi bông

chính ở M1, gieo trồng thành M2. Ở M2 chúng tôi đã phân lập đƣợc 20 biến

dị ở lô chiếu xạ liều 100Gy và 29 biến dị ở lô chiếu xạ liều 150Gy. Gieo trồng

các biến dị này sang M3, đánh giá và loại bỏ các dòng không tốt, thu các cá

thể tốt nhất từ các dòng còn lại, chúng tôi thu đƣợc 15 cá thể từ lô chiếu xạ

liều 100Gy và 25 cá thể từ lô chiếu xạ liều 150Gy. Gieo trồng sang M4 thành

143

các ô riêng rẽ, đánh giá, loại bỏ các dòng không mong muốn, đã nhận đƣợc 17

dòng. Trong đó, 8 dòng từ liều chiếu xạ 100Gy và 9 dòng từ liều chiếu xạ

150Gy. Một số kết quả đánh giá các đặc điểm cơ ban của các biến dị ở thế hệ

M2, M4 và M5 đƣợc trình bày ở phụ lục 22; 23; 24; 25; 26 và 27.

3.8.1. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến

Số liệu thống kê thể hiện ở bảng 3.22, 3.23 và 3.24 cho thấy, dòng đột

biến tự nhiên (HV-H) về cơ bản vẫn giữa nguyên các đặc điểm của giống nếp

Cái Hoa Vàng, đặc biệt là vẫn giữ đƣợc mùi thơm và phẩm chất của gạo đặc

sản, chỉ khác ở một số đặc điểm nhƣ: đã mất gần hoàn toàn tính cảm quang và

trở thành giống cảm quang rất yếu nên khi gieo vào thời vụ Mùa trung chỉ

chín sớm hơn giống gốc khoảng 10 -15 ngày, cây cứng hơn, tỷ lệ lép thấp hơn

nên cho năng suất cao hơn.

Khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt lúa nảy mầm của dòng đột

biến tự nhiên (HV-H) đã thu đƣợc nhiều dòng đột biến mới, khác biệt với

dạng gốc (HV-H), có ý nghĩa cải tiến giống nếp Cái Hoa Vàng về: chiều cao

cây, chiều dài lá đòng, góc lá đòng, mầu sắc lá, chiều dài cổ bông, mức độ gié

thứ cấp, thời gian sinh trƣởng, độ cứng cây, mức độ trỗ của bông, độ tàn của

lá, số bông hữu hiệu/khóm, số hạt trên bông, tỷ lệ lép, dẫn đến khác biệt nhau

về năng suất, đặc biệt là các dòng: H1, H3, H6, H7, H12, H13, H16 và H17.

144

Bảng 3.22. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến thế hệ

Chiều dài cổ bông (cm)

Cao cây (cm)

Chiều dài lá đòng (cm)

Chiều dài bông (cm)

Mầu sắc lá (điểm)

Dòng/ giống

Góc lá đòng (điểm) X M X M X

3-5

35,7fg

X M

8,7a

0,71 0,70 3,2 3,4 1,95 3,00

M M M 13,6efgh 25,5cde 147,3h 5 1 HV 5 5 27,1def 27,5efg 13,8def 13,6efgh 2 HV-H 145,7ghi 144,3gh 32,6bc 31,5d 3 3 3 H1 137,3c 135,7chi 30,1ab 28,4bc 3 3 5 5 30,6h 30,4h 15,3f 14,7gh 4 H2 147,4fgh 145,6gh 41,3fg 40,7h 1-3 1-3 3 3 30,9h 31,4h 12,5cde 12,7def 7 7 26,8def 25,7cde 10,6abc 11,2bcd 5 H3 143,7efg 142,1efg 35,1cd 33,8def 1 1 5 5 27,5ef 27,1ef 11,1abc 10,2abc 6 H4 142,7b 141,8efg 47,7 47,5li 3 3 7 H5 129,6b 128,4b 37,3de 35,5fg 3 3 5 5 25,4bcd 24,6bcd 13,7def 12,9defg 7 7 26,8def 26,5def 11,2abc 10,4abc 8 H6 142,6efg 140,2def 44,4h 43,8ik 1 1 7 7 24,7bc 24,3bc 9,4a 9 H7 126,1ab 125,2ab 33,5c 31,7de 3 3 10 H8 125,5a 123,7a 35,1cd 33,5def 3-5 3-5 3 3 22,3a 21,4a 10,3ab 10,6abc 3 3 30,1gh 29,5gh 15,1f 15,4h 11 H9 138,5cd 137,4cd 43,7gh 41,4hi 1 1 9,3bc 5 5 23,5ab 22,7ab 9,5a 12 H10 127,9ab 126,4ab 28,9a 27,4a 3 3 5 5 25,7cde 25,5cde 10,9abc 10,4abc 13 H11 126,9ab 126,3ab 32,5bc 31,2cd 3 3 14 H12 141,5def 139,3cde 38,5ef 37,2g 3 3 7 7 28,2fg 27,8fg 14,4ef 14,2fgh 15 H13 145,3fghi 144,9gh 35,1cd 33,7def 3-5 3-5 5 5 26,4cdef 25,7cde 12,4cd 11,7cde 16 H14 127,8ab 127,4ab 35,2cd 34,7efg 3 3 5 5 27,1def 26,4def 15,2f 14,3fgh 17 H15 147,6i 146,4h 46,5hi 45,7kl 3-5 3-5 5 5 26,9def 26,5def 12,1bcd 11,6cd 7 7 27,7ef 27,8fg 15,2f 14,7gh 18 H16 144,2fghi 143,7fgh 34,6cd 33,2def 3 3 9,4ab 3 3 27,3def 26,8ef 9,7a 19 H17 139,1cde 138,5cde 32,2bc 31,5d 3 3 0,47 0,36 1,08 0,70 4,06 20 Sai số 4,63 9,6 10,0 1,3 21 CV(%) 0,8 3,7 4,6 22 LSD0,05 3,80 1,92 2,06 1,65 2,00 4,03 Ghi chú: X: vụ Xuân , M: vụ Mùa ; góc lá đòng(1- đứng, 3- nửa đứng, 5- ngang); màu sắc lá

(3- xanh nhạt, 5- xanh trung bình, 7- xanh đậm);HV- nếp Cái Hoa vàng, HV-H- dòng đột

biến tự nhiên, H1, H2, …H17 – các dòng đột biến phát sinh từ dòng đột biến tự nhiên HV-H

M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân 2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội

145

Bảng 3.23. Thời gian sinh trƣởng, các yếu tố năng suất, năng suất và mùi

thơm của các dòng đột biến thế hệ M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân

2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội

STT

P1000 (gram) Giống/ dòng X X M X

24,5a 6,3bcde Bông/ khóm (bông) X M Số hạt /bông (hạt) M 107,2bcd

0,77 3,6

0,43 0,55 1,15 4,9 3,9 3,9 2,02 1,60 0,233 0,231 0,19 0,24 3,89 4,3 2,7 7,0 0,44 0,71 5,19 Sai số CV(%) LSD 0,05

dòng đột biến tự nhiên, H1, H2,…H17- các dòng đột biến phát sinh từ dòng đột biến HV-H

Năng suất thực thu (tấn/ha) M 3,095a 1 HV 2 HV-H 6,1bcde 5,8abcd 115,5de 113,2def 24,2a 24,5a 3,397cde 3,541de H1 6,4def 6,5de 130,4i 126,3h 24,2a 24,1a 4,166ik 4,315gh 3 H2 5,5a 5,4a 125,2gh 122,1gh 24,7a 24,3a 3,348a-e 3,444bcd 4 H3 6,4def 6,3 bcde 109,5bc 105,7bc 25,1a 24,9a 3,759gh 3,823f 5 H4 5,9abc 5,7abc 113,4cd 121,4gh 24,5a 24,3a 3,463def 3,741ef 6 H5 6,3cdef 6,4cde 108,4bc 105,3b 25,4a 25,3a 3,673fg 3,734ef 7 H6 6,0bcd 5,9abcde 114,8de 111,5de 25,2a 25,5a 3,975hi 4,097g 8 24,5a 24,3a 3,355b-e 3,492d H7 6,2cde 6,3bcde 98,5a 95,4a 9 25,6a 25,3a 3,145ab 3,246bc 10 H8 6,3cdef 6,5de 95,4a 90,3a 11 H9 5,7ab 5,8abcd 129,7hi 125,7h 24,5a 24,8a 3,558efg 3,731ef 12 H10 6,7f 6,5de 96,4a 94,7a 24,1a 25,5a 3,178abc 3,362bcd 13 H11 5,5a 5,6ab 108,7bc 105,5bc 24,5a 24,7a 3,133ab 3,218ab 14 H12 6,7f 6,6ef 122,7fg 121,5gh 24,7a 24,8a 4,339kl 4,517hi 115,4de 113,9ef 25,4a 25,1a 4,425l 4,679i 15 H13 7,4g 7,3f 16 H14 5,5a 5,4a 117,8def 118,3fg 24,7a 24,3a 3,311a-d 3,455cd 17 H15 5,9abc 5,7abc 107,0b 104,0b 24,3a 24,6a 3,118a 3,226abc 18 H16 6,7f 6,5de 119,5ef 116,9efg 26,3a 26,5a 4,415l 4,537hi 19 H17 6,5ef 6,5de 119,4ef 117,5fg 23,5a 23,6a 3,706g 3,831f 4,12 3,3 6,07 Ghi chú: X: vụ Xuân , M: vụ Mùa ; STT: số thứ tự; HV- nếp Cái Hoa Vàng; HV-H-

146

Bảng 3.24. Thời gian sinh trƣởng, các yếu tố năng suất, năng suất và mùi

thơm của các dòng đột biến thế hệ M5 (vụ Mùa 2016) và M6 (vụ Xuân

STT

Thời gian sinh trƣởng (ngày)

Amylose (%) Độ bền thể gel (mm)

Mùi thơm (điểm)

Giống / dòng

Độ cứng cây (điểm) X M X

5-9

M 2,07

2017) từ HV-H tại Thanh Trì, Hà Nội

M 148k 1 2 HV-H 144def 132ghi H1 141abcd 125bcd 3 H2

5 144def 130efgh 1 147f 133hi 5 145ef 132ghi 144def 129efg 138a 120a 5 145ef 130efgh 1 1

H12

H13

Sai số

X M X M 5 73

LSD 0,05

H7 H8 141abcd 124bc 147f 135i H9 H10 142bcde 127cde 145ef 132ghi H11 139ab 125bcd 139ab 123ab 145ef 131fgh H14 H15 140abc 125bcd 5 H16 144def 130efgh 1 H17 143cde 128def 5 4,78 3,91 0,9 4,2 3,14 3,60

2,1 2,7

5 2,35 2,11 71 77 4-5 4-5 5 2,31 2,09 70 76 3-4 3-4 1 2,84 2,78 75 80 4 4-5 5 2,08 1,98 69 75 2-3 2-3 5 2,09 1,83 61 65 2-3 3 3 1 3,01 2,98 68 73 3 5 2,10 2,03 64 70 4-5 4-5 1 2,09 1,95 67 72 4 4 1 2,39 2,19 65 71 3-4 4 5 2,21 2,07 71 78 3-4 4 3 1 2,07 1,98 73 80 3 1 3,03 2,82 73 79 3-4 4 5 2,69 2,39 69 74 2-3 3 5 3,93 3,07 71 77 3-4 4 5 2,85 2,76 65 72 3 3 5 2,91 2,81 73 76 3-4 3-4 1 2,56 2,43 75 79 2-3 3 3 5 2,38 2,11 69 76 3 0,11 0,08 1,2 1,7 0,8 1,0 1,31 1,54 3,24 2,95

Ghi chú: X: vụ Xuân ; M: vụ Mùa ; mùi thơm (điểm): 1- không thơm, 2-

thơm rất nhẹ, 3- thơm nhẹ, 4- thơm, 5- thơm đậm; độ cứng cây (điểm): 1- cứng; 5- trung bình; 9 – yếu; độ bền thể gel (mm): <40mm: cứng; 40≤ thể gel<60mm: trung bình, 60mm≤ thể gel<80: mềm; ≥80mm: rất mềm

147

3.8.2. Tính ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng phát

sinh từ dòng đột biến HV-H

3.8.2.1. Ở vụ Xuân .

* Năng suất và chỉ số môi trường.

Chỉ số môi trƣờng là hiệu số giữa năng suất trung bình của các

dòng/giống tại môi trƣờng đó với năng suất trung bình chung của tất cả các

dòng/giống ở tất cả các môi trƣờng thí nghiệm. Khi chỉ số môi trƣờng (Ij) >0 thì môi trƣờng đó đƣợc coi là môi trƣờng thuận lợi và ngƣợc lại. Bảng 3.25. Năng suất, chỉ số ổn định (S2di) và chỉ số thích nghi (bi) của

các dòng đột biến có tiển vọng ở vụ Xuân 2017 (M6).

Năng suất thực thu (tấn/ha) Chỉ số Chỉ số Dòng thích ổn STT đột Lạng Bắc Hà Thanh Nghệ Trung nghi biến An Nội Sơn Hóa bình Giang (bi)

5 H13

Trung bình 4,090 3,952 3,916

định (S2di) 1 H1 4,161c 4,031c 3,853ab 3,951ab 3,741ab 3,947b 1,247 0,306* 3,574a 3,692a 0,382 1,416* 2 H5 3,646a 3,783b 3,615a 3,842a 3 H6 3,985b 4,003c 4,011b 3,965ab 3,973b 3,987b 0,017* 0,001 4 H12 4,375c 4,135c 3,952b 3,974ab 3,861b 4,059b 1,440 1,246* 4,327c 4,135c 4,063b 4,202b 3,844b 4,114b 1,456* 0,006 4,432c 4,013c 3,931ab 4,025ab 3,753ab 4,031b 1,928* 0,784* 3,547a 3,734a 0,531 3,727* 6 H16 7 H17 3,743ab 3,563a 3,956b 3,863a

3,970 3,753 3,936

CV% 7,1 2,0 4,7 4,0 3,6

0,304 0,142 0,328 0,279 0,247 0,174 LSD0,05

(Ij) 1,576 0,139 -0,264 0,366 -1,818

Ghi chú:STT: số thứ tự; H1, H5, H6, H12, H13, H16, H17: các dòng đột biến

nghiên cứu; TB: Trung bình; Ij: chỉ số môi trường; CV%: hệ số biến động.

148

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.25 cho thấy: năng suất trung bình

của các dòng đột biến ở cả 5 địa điểm nghiên cứu dao động từ 3,692 tấn/ha (ở

H5) đến 4,114 tấn/ha (ở H13) và chia thành 2 nhóm. Ở vụ Xuân , năng suất

trung bình của các dòng đột biến có sự dao động cao hơn đáng kể so với ở vụ

Mùa , năng suất trung bình cao nhất khi gieo trồng ở Lạng Sơn (4,090 tấn/ha),

tiếp đến là Thanh Hóa (3,970), Bắc Giang (3,952) và Hà Nội (3,916 tấn/ha),

năng suất trung bình thấp nhất là 3,753 tấn/ha ở Nghệ An. Chỉ số môi trƣờng

(Ij) tƣơng ứng đƣợc xếp theo thứ tự: Lạng Sơn (1,576), Thanh Hóa (0,366),

Bắc Giang (0,139), Hà Nội (-0,264) và Nghệ An (-1,818).

ghi chú: trục mầu đỏ thể hiện năng suất trung bình, trục mầu xanh thể

hiện mức độ ổn định về năng suất

Hình 3.13. Độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển vọng (thế

hệ M6) phát sinh từ dòng đột biến HV-H ở vụ Xuân 2017

Tính ổn định về năng suất.

Kết quả đánh giá độ ổn định của các dòng đột biến ở vụ Xuân thể hiện ở

bảng 3.25 cho thấy, các dòng H6 và H13 có năng suất là ổn định với chỉ số ổn định S2di nhỏ (không có dấu *, khác 0 không có ý nghĩa) đặc biệt là dòng H13 có năng suất cao và ổn định nhất (hình 3.13) các dòng còn lại kém ổn định hơn với chỉ số S2di lớn. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Trần văn

Mạnh (2015)[25].

149

Kết quả phân tích GGEbiplot thể hiện ở hình 3.13 với 2 thành phần

chính PC1(trục mầu xanh) và PC2 (trục mầu đỏ) có thể giải thích 86,3% về

tƣơng tác giữa kiểu gen và môi trƣờng cho ta hình ảnh ƣớc đoán về mức độ

ổn định của các dòng đột biến nghiên cứu đã phần nào làm rõ thêm cho các

phân tích ở trên.

3.8.2.2. Ở vụ Mùa

 Năng suất và chỉ số môi trƣờng.

Số liệu ở bảng 3.25 cho thấy, năng suất trung bình của các dòng đột

biến dao động từ 3,817 tấn/ha (ở H17) đến 4,005 tấn/ha (ở H6) và chia thành 3

nhóm. Năng suất trung bình cao nhất khi gieo trồng ở Hà Nội (3,998 tấn/ha),

tiếp đến là Bắc Giang (3,970), Lạng Sơn (3,968), Thanh Hóa (3,907) và Nghệ

An (3,807 tấn/ha). Chỉ số môi trƣờng (Ij) tƣơng ứng đƣợc xếp theo thứ tự: Hà

Nội (0,683), Bắc Giang (0,394), Lạng Sơn (0,383), Thanh Hóa (-0.230) và

Nghệ An (-1,230). Do đó, có thể dùng chỉ số môi trƣờng thay cho năng suất

trung bình để đánh giá mức độ thuận lợi của môi trƣờng.

Theo mức độ dung hợp của năng suất thì 5 môi trƣờng nghiên cứu đƣợc

chia làm 2 nhóm:

Nhóm 1: Hà Nội, Lạng Sơn và Bắc Giang là các môi trƣờng cho năng suất cao.

Nhóm 2: Thanh Hóa và Nghệ An là các môi trƣờng cho năng suất thấp.

150

Bảng 3.26: Năng suất, chỉ số ổn định (S2di) và chỉ số thích nghi (bi) của

các dòng đột biến có triển vọng (M7) ở vụ Mùa 2017

Năng suất thực thu (tấn/ha)

STT

Dòng đột biến Hà Nội Lạng Sơn Nghệ An Bắc Giang Trung bình Thanh Hóa Chỉ số thích nghi (bi)

Chỉ số ổn định (S2di) 1 H1 4,037a 3,942a 4,183b 3,956ab 3,765b 3,977bc 1,780 0,575* 2 H5 4,031a 3,854a 3,887a 3,929ab 3,874bc 3,874ab 0,208 0,579* 3 H6 4,038a 4,053a 4,047ab 4,085b 4,005c 4,005c 0,179* 0,037 4 H12 3,821a 4,043a 3,991ab 3,813ab 3,814b 3,814a 0,917 0,959* 5 H13 4,028a 3,966a 4,054ab 4,048ab 3,873bc 3,873ab 0,768 0,261* 6 H16 3,945a 4,003a 3,855a 3,784ab 3,765b 3,765a 0,942 0,659* 7 H17 3,879a 3,926a 3,972ab 3,735a 3,554a 3,813a 2,206* 0,017

4,4

Trung bình 3,968 3,970 3,998 3,0 3,9 3,2 0,218 0,222 0,271 0,383 0,394 0,683 CV% LSD0.05 Ij 3,907 3,807 3,930 2,7 0,312 0,182 0,114 -0,230 -1,230

Ghi chú:: STT- số thứ tự; Ij - chỉ số môi trường; H1, H2,…H17- các dòng đột biến nghiên cứu * Tính ổn định và thích nghi

Ghi chú: hai thành phần chính PC1 (trục mầu đỏ) thể hiện năng suất trung bình và PC2 (trục mầu xanh) thể hiện mức độ ổn định của giống Hình 3.14. Độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển vọng(M7) từ dòng đột biến HV-H ở vụ Mùa 2017

151

Kết quả phân tích độ ổn định về năng suất của các dòng đột biến ở 5 địa

điểm nghiên cứu (bảng 3.26 cho thấy: các dòng H6 và H17 ổn định nhất với chỉ số (S2di) nhỏ (khác 0 không có ý nghĩa). Giản đồ GGEbiplot (hình 3.14) chỉ

giải thích đƣợc 78,6% tƣơng tác kiểu gen với môi trƣờng cho ta hình ảnh ƣớc

đoán về mức độ ổn đinh năng suất của các dòng đột biến nghiên cứu. Theo

đó, dòng H6 có năng suất cao và ổn định nhất, dòng H17 ổn định với năng suất

thấp tiếp đến là các dòng H13, H16, H1, H5, kém ổn định nhất là dòng H12.

Nhƣ vậy, qua đánh giá mức độ ổn định của các dòng đột biến phát sinh

từ dòng đột biến HV-H qua 5 môi trƣờng ở cả vụ Xuân và vụ Mùa 2017 cho

thấy: dòng đột biến H6 có năng suất ổn định ở cả vụ Xuân và vụ Mùa với chỉ số S2di tƣơng đƣơng 0 (khác 0 không có ý nghĩa), dòng H13 ổn định ở vụ

Xuân nhƣng không ổn định ở vụ Mùa , dòng H17 ổn đinh ở vụ Mùa nhƣng

kém ổn định ở vụ Xuân , các dòng còn lại kém ổn định ở cả vụ Xuân và vụ

Mùa , cần tiếp tục đánh giá.

3.8.3. Một số kết quả khảo nghiệm cơ bản giống nếp cái Hoa Vàng đột biến

Số liệu thể hiện ở bảng 3.27, 3.28 và 3.29, kết quả khảo nghiệm cơ bản giống lúa

nếp Cái Hoa Vàng đột biến cho thấy:

 Về các đặc điểm hình thái, nông học chính

Giống lúa “Nếp Cái Hoa Vàng đột biến” có nhiều đặc điểm tƣơng tự

giống đối chứng (N97) nhƣ: độ cứng cây trung bình (điểm 5), mạ có sức sống

trung bình (điểm 1), bông thoát hoàn toàn (điểm 1) trỗ bông rất tập trung

(điểm 1) và có độ tàn lá muộn (điểm 1). Đặc biệt, hạt rất khó rụng (điểm 1) tốt

hơn so với nếp N97 (điểm 5), đây là đặc điểm rất có lợi cho sản xuất, có thể

áp dụng các biện pháp cơ giới trong thu hoạch. Nếp Cái Hoa Vàng đột biến có

thể đáp ứng phần nào nhu cầu của sản suất nhƣ: gieo cấy đƣợc 2 vụ trong

năm, có thể đƣa vào nhóm giống có thời gian sinh trƣởng ngắn khi sử dụng

quy trình gieo cấy hợp lý (gieo thẳng hoặc giao mạ khay).

152

Hệ gien kiểm soát chiều cao cây của nếp Cái Hoa Vàng phản ứng khá

rộng với chân đất gieo trồng: ở chân đất trũng cây cao 150 – 155 cm nhƣng ở

chân đất vàn hoặc vàn cao chiều cao cây chỉ đạt 130 – 135cm. Kết quả này

phù hợp với kết luận của Shua Q.Y et al., (2012)[136], khi cho rằng: các

giống/dòng đột biến thƣờng tƣơng tác không rõ ràng với các yếu tố của môi

trƣờng, hiệu xuất có thể thay đổi đáng kể trong các môi trƣờng khác nhau.

Bảng 3.27. Một số đặc điểm nông sinh học của giống lúa khảo nghiệm

nếp cái Hoa Vàng đột biến (dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn

Lâm, Hƣng Yên.

(điểm)

Độ dài Độ Thời Sức Độ Độ Chiều giai thoát gian Độ Dòng/ sồng cứng rụng cao STT đoạn cổ sinh tàn lá giống mạ cây hạt cây trỗ bông trƣởng (điểm) (điểm) (điểm) (cm) (điểm) (điểm) (ngày)

Nếp Cái Hoa

1 Nếp 97 (Đ/C) 5 1 1 5 1 5 125,8 107

Vàng đột biến

Nguồn: Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và Phân bón Quốc gia.

2 5 1 1 5 1 1 154,9 121

Ghi chú: Sức sống mạ (điểm): 1- khỏe; 5- trung bình; 9-yếu;

Độ dài giai đoạn trỗ (điểm): 1- tập trung; 5- trun tình; 9- không tập trung;

Độ thoát cổ bông(điểm): 1- thoát hoàn toàn, 5- vừa thoát, 9- không thoát;

Độ cứng cây (điểm): 1- cứng, 5- trung bình, 9- yếu;

Độ tàn lá (điểm): 1- muộn, 5- trung bình, 9-sớm;

Độ rụng hạt (điểm): 1- khó rụng, 5- trun bình, 9- dễ rụng.

153

 Về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

Số liệu ở bảng 3.28 cho thấy: nếp Cái Hoa Vàng có số hạt trên bông 107,5 hạt, ít hơn so với đối chứng N97 (125,8 hạt) nhƣng khối lƣợng 1000 hạt, và tỷ lệ lép tƣơng tự nhƣ đối chứng và có số bông hữu hiệu cao hơn so nên năng suất thực thu tƣơng tự so với đối chứng (N97).

TT Dòng/ giống

Nếp 97 (Đ/C)

1 2 Nếp Cái Hoa Vàng đột biến Năng suất thực thu (tấn/ha) 4,056 3,937 P 1000 hạt (gram) 25,1 25,4 Tỷ lệ lép (%) 11,9 11,7

Bảng 3.28. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống lúa nếp Cái Hoa Vàng đột biến(dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn Lâm, Hƣng Yên Số Số bông hạt/bông /khóm (bông) (hạt) 125,8 3,9 107,5 4,2 Nguồn: Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia

 Về khả năng chống chịu với một số sâu bệnh hại chính

Bảng 3.29.Mức độ nhiễm sâu bệnh của dòng đột biến khảo nghiệm (dòng H6, thế hệ M7) ở vụ Mùa 2017 tại Văn Lâm, Hƣng Yên

STT Dòng/ giống Bạc lá (điểm) Khô vằn (điểm) Đốm nâu (điểm) Rầy nâu (điểm)

1 Đạo ôn hại lá (điểm) 0 Đạo ôn cổ bông (điểm) 0 3 3 3 Sâu đục thân (điểm) 1 Sâu cuốn lá (điểm) 1 1

Nguồn: Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia Ghi chú: Bệnh đạo ôn (0:Không có vết bệnh, 1-4: vết bệnh <4%, 5: 4-10%, 6: 11-25%, 7: 26-50%, 8: 51-75%, 9:Hơn 75% ); bệnh khô vằn(0:Không có triệu chứn, 1:Vết bệnh < 20, 3: 20-30%,5: 31-45%, 7: 46-65%, 9: > 65%); Bệnh bạc lá (1: vết bệnh 1-5%, 3: 6 -12%, 5:13 -25%, 7: 26 -50%, 9:51-100%), Bệnh đốm nâu (0:Không có vết bệnh, 1: vết bệnh<4%,3: 4-10%, 5:11-25%, 7: 26-75%, 9:>76%); Mùi thơm(1-2: không hoặc ít thơm, 3: thơm nhẹ, 4- thơm, 5- thơm đậm)

2 0 0 1 3 0 1 3 1 Nếp 97 (Đ/C) Nếp Cái Hoa Vàng đột biến

154

Kết quả khảo nghiệm cơ bản thể hiện ở bảng 3.28 cho thấy: nếp Cái

Hoa Vàng đột biến có khả năng kháng một số sâu bệnh hại chính ở lúa (tƣơng

tự của N97), nhiễm nhẹ với bạc lá, rầy nâu và sâu đục thân (điểm 1), nhiễm

nhẹ với bệnh khô vằn (điểm 3) và sâu cuốn lá nhỏ (điểm 3) Đặc biệt, không

nhiễm bệnh đạo ôn hại lá, đạo ôn cổ bông và bệnh đốm nâu (điểm 0). giống

đối chứng N97 nhiễm nhẹ với bệnh đốm nâu (điểm 3).

3.9. Kết quả sản suất thử giống lúa nếp Cái Hoa Vàng đột biến (dòng H6)

Giống lúa Cái Hoa Vàng đột biến có nhiều đặc điểm mới ƣu việt có ý

nghĩa cải tiến giống lúa nếp Cái Hoa Vàng, có thể gieo cấy đƣợc ở cả vụ

Xuân và vụ Mùa , cho năng suất khá cao nhƣng vẫn giữ đƣợc mùi thơm

tƣơng tự nếp Cái Hoa Vàng.

Kết quả sản suất thử giống nếp Cái Hoa Vàng đột biến (dòng H6) ở vụ

Xuân và vụ Mùa tại các điểm khác nhau cho thấy: năng suất của giống nếp

Cái Hoa Vàng đột biến có sự biến động khá lớn khi gieo trồng tại các địa điểm

nghiên cứu, nhìn chung, năng suất ở vụ Mùa vẫn cao hơn so với ở vụ Xuân .

Ở vụ Xuân , năng suất trung bình tại các địa điểm nghiên cứu là 3,861

tấn/ha (dao động từ 3,772 tấn/ha ở Thanh Oai, Hà Nội đến 3,978 tấn ở Tân

Kỳ, Nghệ An); ở vụ Mùa , năng suất trung bình dao động từ 3,911 tấn/ha ở

Thạch Thất, Hà Nội đến 4,194 tấn/ha ở Hà Trung, Thanh Hóa với năng suất

trung bình đạt 4,047 tấn/ha.

155

Bảng 3.30. Một số kết quả sản suất thử giống lúa nếp cái Hoa Vàng đột

biến ở vụ Xuân và mùa 2017.

Năng suất Mùa Diện tích trung bình TT Địa điểm vụ (ha) (tấn/ha)

1 Hồng Thái, Việt Yên, Bắc Giang Xuân 0,5 3,837

Mùa 4,005

2 Minh Đức, Việt Yên, Bắc Giang Xuân 1,5 0,1 3,854

0,3 Mùa 4,017

3 Hƣơng Lạc, Lạng Giang, Bắc Xuân 0,1 3,915

Giang 0,5 Mùa 4,031

4 Hà Giang, Hà Trung, Thanh Hóa Xuân 1 3,865

5 Mùa 4,194

2 Xuân 3,978 5 Tân Xuân, tân Kỳ, Nghệ An

4 Mùa 4,152

1 Xuân 3,772 6 Tam Ƣng, Thanh Oai, Hà Nội

1 Mùa 3,911

1 Xuân 3,803 7 Thạch Thất, Hà Nội

1,5 Mùa 3,985

0,36 Mùa 4,081 8 Gia Lộc, Hải Dƣơng

5,7 Xuân 3,861 9 Tổng

13,8 Mùa 4,047

156

3.10. Một số đặc điểm hình thái, nông học chính của các dòng đột biến ƣu

tú đƣợc tuyển chọn

Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.32 cho thấy:

 Dòng đột biến H6 (nếp Cái Hoa Vàng đột biến).

- Nguồn gốc phát sinh: dòng H6 phát sinh từ dòng đột biến tự nhiên HV- H, khi chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 150Gy, vào thơi điểm 70h30

phút kể từ khi ngâm hạt.

- Một số đặc điểm chính: dòng H6 có thời gian sinh trƣởng 120 ngày ở vụ

Mùa (gần nhƣ thuộc nhóm có thời gian sinh trƣởng ngắn), 130 – 135 ngày ở vụ Xuân , chiều cao cây 140 – 142cm, số bông trên m2 khá cao (219,6 bông/m2) với

khoảng 100 hạt chắc/bông, năng suất lý thuyết đạt 5,543 tấn/ha, năng suất thực

thu 4,046 tấn/ha, cao hơn đáng kể so với nếp Cái Hoa Vàng (3,0-3,2 tấn/ha), có

mùi thơm đến thơm đậm, không nhiễm với đạo ôn và đốm nâu (điểm 0), nhiễm

nhẹ với bạc lá và khô vằn (bảng 3.28). Với nhiều đặc điểm ƣu việt hơn so với

giống gốc và các dòng đột biến khác nên dòng H6 hiện đang đƣợc gửi khảo

nghiệm trong hệ thống khảo nghiệm giống Quốc Gia.

 Dòng đột biến HV1

- Nguồn gốc phát sinh: dòng HV1 phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng, khi chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 100 Gy, vào thời điểm 70h

30 phút kể từ khi ngâm hạt.

- Một số đặc điểm chính: dòng HV1 đã mất tính cảm ứng quang chu kỳ,

có thể gieo cấy ở cả vụ Xuân và vụ Mùa , thời gian sinh trƣởng 132 ngày ở

vụ Mùa , 152 ngày ở vụ Xuân , chiều cao cây 125,5 cm (giống gốc:147,3 cm),

năng suất lý thuyết 5,707 tấn/ha, năng suất thực thu 4,109 tấn/ha, cho xôi dẻo

và có mùi thơm đặc trƣng (điểm 4), không nhiễm đạo ôn (điểm 1), nhiễm nhẹ

với khô vằn, bạc lá và đốm nâu (điểm 3) (bảng 3.28).

 . Dòng đột biến HV13.

157

- Nguồn gốc phát sinh: HV13 phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng, khi chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 150Gy vào thời điểm 70h30 phút

kể từ khi ngâm hạt.

- Một số đặc điểm chính: dòng HV13 có nhiều đặc điểm ƣu việt hơn

giống gốc nhƣ: đã mất tính cảm ứng quang chu kỳ nên có thể gieo trồng

đƣợc nhiều vụ trong năm, chiều cao cây 123,4 cm, thời gian sinh trƣởng ở

vụ Mùa 123 ngày và 140 ngày ở vụ Xuân , năng suất lý thuyết 5,538

tấn/ha, năng suất thực thu 3,932 tấn/ha, khi thâm canh có thể đạt 4,0-4,2

tấn/ha. Dòng H13 nhiễm nhẹ với đạo ôn và đốm nâu (điểm 1), nhiễn nhẹ với

khô vằn và bạc lá (điểm 3), cho xôi dẻo và có mùi thơm đặc trƣng (điểm 4).

 Dòng đột biến ĐT4

- Nguồn gốc phát sinh: dòng ĐT4 phát sinh từ giống lúa nếp Đuôi Trâu, khi chiếu xạ tia gamma (Co60) với liều xạ 150Gy, vào thơi điểm 70h30 phút

- Một số đặc điểm chính: dòng ĐT4 có nhiều đặc điểm cải tiến so với

kể từ khi ngâm hạt.

giống nếp Đuôi Trâu nhƣ: đã mất tính cảm ứng quang chu kỳ nên có thể gieo

cấy nhiều vụ trong năm, thời gian sinh trƣởng 123 ngày trong vụ Mùa và 139

ngày ở vụ Xuân , chiều cao cây 123,4cm, năng suất khá cao (năng suất lý

thuyết 5,818 tấn/ha; năng suất thực thu 4,305 tấn/ha) nhƣng vẫn giữ đƣợc các

đặc tính tốt của giống gốc, cho xôi dẻo và thơm đặc trƣng (điểm 4). ĐT4

nhiễn nhẹ với bệnh đạo ôn hại lá và khô vằn (điểm 1), nhiễm nhẹ với bạc lá

và đốm nâu (điểm 3).

158

Bảng 3.31. Một số đặc điểm cơ bản của các dòng đột biến ƣu tú và giống gốc ở vụ Mùa 2017

TT Chiều Thời Các yếu tố năng suất Năng Năng Khả năng kháng bệnh Mùi

cao gian suất lý thơm suất Bông/m2 Hạt P1000 Đạo Khô Bạc lá Đốm

cây sinh thuyết (điểm) thực (bông) chắc/ (gram) ôn vằn (điểm) nâu

(cm) trƣởng (tấn/ha) thu (điểm) (điểm) (điểm) bông

(ngày) (tấn/ha) (bông)

HV 147,1 148 216,0 24,5 4,376 3,102 1 3 1 1 5 81,7

HV-H 145,1 131 208,8 24,5 4,742 3,427 1 3 1 1 4-5 92,7

H6 140,7 120 219,6 25,6 5,543 4,046 0 3 1 0 4-5 98,6

HV1 125,5 132 262,8 25,4 5,707 4,109 0 3 3 3 4 85,5

HV13 123,4 123 237,6 26,1 5,538 3,932 1 3 3 1 4 89,3

ĐT 150,7 142 241,2 24,2 5,318 3,829 3 1 3 3 4 91,1

ĐT4 123,0 125 244,8 24,3 5,818 4,305 1 1 3 3 4 97,8

Ghi chú: Bệnh đạo ôn (0:Không có vết bệnh, 1-4: vết bệnh <4%, 5: 4-10%, 6: 11-25%, 7: 26-50%, 8: 51-75%, 9:Hơn 75% );

bệnh khô vằn(0:Không có triệu chứn, 1:Vết bệnh < 20, 3: 20-30%,5: 31-45%, 7: 46-65%, 9: > 65%); Bệnh bạc lá (1: vết

bệnh 1-5%, 3: 6 -12%, 5:13 -25%, 7: 26 -50%, 9:51-100%), Bệnh đốm nâu (0:Không có vết bệnh, 1: vết bệnh<4%,3: 4-10%,

5:11-25%, 7: 26-75%, 9:>76%); Mùi thơm(1-2: không hoặc ít thơm, 3: thơm nhẹ, 4- thơm, 5- thơm đậm).

159

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

KẾT LUẬN

1. Hiệu quả gây biến dị không chỉ phụ thuộc vào vật liệu chiếu xạ mà còn phụ thuộc vào liều chiếu xạ. Liều xạ 150Gy cho hiệu quả gây biến dị cao hơn so với liều xạ 100Gy.

2. Có mối tƣơng quan thuận và chặt giữa tổng tần xuất biến dị diệp lục và biến dị diệp lục kiểu bạch tạng (abina) với tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống đƣợc thống kê ở M2.

3. Chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của các dòng đột biến (HV- H, M50, TK97) cho tổng tần xuất biến dị cao và phổ biến dị rộng hơn so với chiếu xạ vào hạt của giống gốc tƣơng ứng (HV, 415, TK90).

4. Đã cải tiến thành công giống lúa nếp Đuôi Trâu (dòng ĐT4- thế hệ M9 khi chiếu liều xạ 150Gy vào hạt nảy mầm giai đoạn 70h30) về các đặc điểm nhƣ: phá vỡ tính cảm quang, thời gian sinh trƣởng ngắn hơn 20- 22 ngày so với giống gốc ở vụ Mùa , còn ở vụ Xuân chỉ là 130 – 133 ngày, chiều cao giảm 24,3 cm so với giống gốc, cây cứng hơn (điểm 1), năng suất cao hơn giống gốc từ 4,5-5,5 tấn/ha nhƣng vẫn giữ đƣợc phẩm chất của gạo, đặc biệt là mùi thơm.

5. Đã cải tiến thành công giống lúa nếp Cái Hoa Vàng (tạo đƣợc dòng HV1, HV13 thế hệ M9 khi chiếu xạ liều 100 và 150Gy vào hạt nảy mầm ở thời điểm 70h30) về các đặc điểm nhƣ: phá vỡ tính cảm quang, có thể gieo cấy đƣợc 2 vụ/năm, cây cứng hơn, chống đổ tốt hơn, cho năng suất tăng (từ 0,9- 1,1 tấn/ha) so với giống gốc nhƣng vẫn giữ đƣợc độ dẻo và mùi thơm đặc trƣng của gạo nếp đặc sản.

6. Đã tạo đƣợc giống lúa nếp thơm mới (Nếp Cái Hoa Vàng đột biến- dòng H6, thế hệ M7 khi chiếu liều xạ 150Gy vào hạt của dòng đột biến HV-H ở giai đoạn nảy mầm 70h30), có thể gieo cấy 2 vụ/năm, thời gian sinh trƣởng 120-122 ngày ở vụ Mùa , 130-133 ngày ở vụ Xuân , không nhiễm bạc lá và đạo ôn, nhiễm nhẹ với khô vằn (trong điều kiện thí nghiệm đồng ruộng). Năng suất khá cao (4,0-4,3 tấn/ha), cho xôi dẻo và thơm nhƣ ở nếp Cái Hoa Vàng.

160

ĐỀ NGHỊ

- Tiếp tục khảo nghiệm giống nếp Cái Hoa Vàng đột biến trong hệ thống

khảo nghiệm giống Quốc gia.

- Cần tiếp tục đánh giá các dòng đột biến có triển vọng: ĐT4, HV1 và HV13

để mau chóng mở rộng sản xuất, góp phần đáp ứng kịp thời nhu cầu về

gạo nếp thơm mới.

- Để tạo ra nhiều biến dị mới phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa mới

nên chiếu xạ vào hạt nảy mần của các dòng đột biến mới tạo thành hơn là

chiếu xạ vào giống gốc; chiếu xạ liều 150Gy cho hiệu quả cao hơn so với

chiếu liều xạ 100Gy.

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Minh Công, Nguyễn Xuân Dũng, Nguyễn

Thị Sen, Nguyễn Thị Hồng Liên (2016), “Một số kết quả cải tiến giống lúa nếp cái Hoa Vàng nhờ chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm”

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, chuyên đề giống vật nuôi

cây trồng- Tập 2, tr.43-49

2. Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Minh Công (2017), “Đa dạng kiểu hình tập

đoàn dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp Đuôi Trâu gieo trồng ở

vụ Xuân và vụ Mùa ” Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn,

kỳ 1- tháng10, tr. 5-11.

3. Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Thị Bích Hợp, Nguyễn Minh Công, Nguyễn

Xuân Dũng, Lê Quang Hòa (2017), “Kết quả nghiên cứu chọn tạo

giống lúa nếp cái Hoa Vàng đột biến”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát

triển Nông thôn, chuyên đề giống cây trồng vật nuôi- tập 2, tr.13-19

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ông Huỳnh Nguyệt Ánh, Lê Xuân Thái, Lê Thị Hồng Kiêm (2012),

“Đánh giá tính ổn định và thích nghi của bộ giống lúa nếp MTL ở Đồng

bằng Sông cửu long”, Tạp chí khoa học, Trƣờng Đại học Cần thơ, 2012

(24a) tr.244-252.

Đỗ Hữu Ất (1997), Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến của tia Gamma (Co60) ở các thời điểm khác nhau của chu kì gián phân đầu tiên trên hạt

lúa nảy mầm của một số giống lúa đặc sản Việt Nam. Luận án phó tiến

sĩ Sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội.

3. Bộ Nông Nghiệp và phát triển nông thôn (2011), Quy chuẩn kỹ thuật

Quốc gia về Khảo nghiệm giá trị canh tác và Sử dụng của giống lúa,

NXB Nông nghiệp.

4. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2011), Quy chuẩn kỹ thuật

Quốc gia về khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định

của giống lúa, NXB Nông nghiệp.

5. Nguyễn Văn Bộ (2016), Phát triển lúa gạo trong bối cảnh hội nhập và

biến đổi khí hậu ở Việt Nam, Hội thảo Quốc gia về Khoa học Giống cây

trồng lần thứ hai, 8/2016, NXB Nông nghiệp, tr.38-49.

Nguyễn Minh Công, Đào Xuân Tân (1994), “Hiệu quả gây đột biến ở thế hệ thứ 2 (M2) của tia gamma (Co60) khi xử lý vào các thời điểm nảy

mầm khác nhau của hạt lúa Nếp cái Hoa Vàng”, Tạp chí Khoa học-

Công nghệ và quản lý kinh tế, tr.188-189.

7. Nguyễn Minh Công (2000), Báo cáo tổng kết đề tài, Xác định tính quy

luật của sự phát sinh một số đột biến trên loài lúa trồng châu Á (O. Sativa

L.) khi xử lý đột biến, mã số: 4.5.10 (96-97) và 6.5.10 (1998-2000), thuộc

Chƣơng trình nghiên cứu cơ bản cấp Nhà nƣớc, Trƣờng Đại học Sƣ phạm

Hà Nội, 51 tr.

8. Nguyễn Minh Công, Khuất Hữu Trung, Nguyễn Tiến Thăng, Nguyễn

Minh Anh Tuấn, Nguyễn Văn Tiếp (2012), “Nghiên cứu quan hệ giữa

đa dạng di truyền ở mức phân tử (ADN) với đặc điểm nông-sinh học

của 24 dòng lai và bố mẹ của chúng”. Tạp chí Nông nghiệp & Phát

triển Nông thôn, số 18, kỳ 2, tháng 9, tr.10-18.

9. Nguyễn Minh Công, Nguyễn Văn Tiếp, Đào Xuân Tân, Lê Xuân Trình

(2016), “Kết quả nghiên cứu tạo chọn và cải tiến giống lúa nếp Phú

Quý”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, tháng 12, tr.30-36.

10. Trần Mạnh Cƣờng, Nguyễn Quốc Trung, Ngô Thị Trang, Nguyễn Quốc

Đại, Trần Văn Quang, Phạm Văn Cƣờng, (2014), “Đánh giá một số chỉ

tiêu chất lƣợng một số dòng bố mẹ phục vụ chọn tạo giống lúa lai hai

dòng chất lƣợng cao”, Tạp chí Khoa học và phát triển, 2014, tập 12, số

5, tr.650-655.

11. Trần Mạnh Cƣờng (2017), Đánh giá nguồn vật liệu bố mẹ và chọn tạo

lúa lai thơm hệ hai dòng. Luận án tiến sĩ nông nghiệp, Học viện Nông

nghiệp Việt Nam.

12. Nguyễn Xuân Dũng, Lê Quốc Thanh, Nguyễn Văn Vƣơng, Nguyễn Thị

Sen, Mai Thị Hƣơng (2016), Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa

nếp thơm N31, Hội thảo Quốc gia về Khoa học Giống cây trồng lần thứ

hai, NXB Nông nghiệp, tr.361-369

13. Lê Tiến Dũng, Lê Ngọc Quỳnh (2017), “Thành tựu mới trong cải thiện di

truyền cây nông nghiệp”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 6, tr.45-57.

14. Trần Xuân Định (2013), Thực trạng giống cây lương thực, thực phẩm

chủ yếu hiện nay ở Việt Nam, định hướng cho các năm tới, Hội thảo

Quốc gia về Khoa học Giống cây trồng lần thứ nhất, NXB Nông

nghiệp, tr.49-54.

15. Trần Xuân Định, Nguyễn Nhƣ Hải, NguyễnVăn Vƣơng, Phạm Văn

Thuyết (2016), Kết quả điều tra rà soát giống lúa toàn quốc 2015 phục

vụ tái cấu trúc ngành hàng lúa gạo, Hội thảo Quốc gia về Khoa học

Giống cây trồng lần thứ hai, 8/2016, NXB Nông nghiệp, tr.89 – 104.

16. Nguyễn Thị Hảo, Đàm văn Hƣng, Nguyễn Giáo Hổ, Vũ Văn Liết

(2015), “Ảnh hƣởng của các mức phân bón vi sinh và mật độ cấy đến

sinh trƣởng, phát triển và năng suất của lúa nếp giống cẩm ĐH6”, Tạp

chí Khoa học và Phát triển, số 6/ 2015, tr.876 – 884.

17. Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thị Lân (2017), “Nghiên cứu mật độ cấy

cho hai giống lúa nếp đặc sản của tỉnh Tuyên Quang- Khẩu pái và Khẩu

lƣờng ván”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số6 / 2017,

tr.27-34.

18. Lê Văn Huy, Nguyễn Thị Đông, Nguyễn Thị Kim Dung, Trần Thị Thúy

Hằng, Trần Văn Quang, Nguyễn Xuân Dũng (2017) “Xác định liều lƣợng

phân bón và mật độ cấy phù hợp đối với giống lúa nếp N621 tại vùng

Đồng bằng sông Hồng”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,

Chuyên đề giống vật nuôi cây trồng, tập 1, tháng 6, 2017, tr.19-24.

19. Nguyễn Trọng Khanh (2015), Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất

lượng tốt cho vùng đồng bằng sông Hồng, Luận án tiến sĩ nông nghiệp,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam

20. Nguyễn Thị Lang, Võ Trà My, Trần Thị Nhiên, Bùi Chí Bửu (2012), “Phân

tích tƣơng tác kiểu gen và môi trƣờng trên bộ giống lúa chịu khô hạn”, Tạp

chí Nông nghiệp & phát triển nông thôn, tháng 6, 2012, tr. 38-45.

21. Nguyễn Thị Lang, Trần Thị Thanh Xà, Trịnh Thị Lũy, Nguyễn Văn

Hiếu, Nguyễn Trọng Phƣớc, Phạm Thị Thu Hà, Nguyễn Hoàng Thái

Bình, Trần Thị Nhiên, Bùi Chí Bửu (2014), “Phân tích tƣơng tác kiểu

gen và môi trƣờng trên bộ giống lúa phẩm chất xuất khẩu tại Đồng

bằng sông Cửu long”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số

23/2014, tr.27-35.

21a. Trần Đình Long, Mai Thạch Hoành, Hoàng Tuyết Minh, Phùng Bá tạo,

Nguyễn Thị Trâm (1977), "Chọn giống cây trồng". NXB Nông nghiệp,

339 trang.

22. Vũ Văn Liết (chủ biên), Nguyễn Văn Cƣơng, Đồng Huy Giới, Vũ Thị

Thu Hiền, Trần Văn Quang (2013), Nguyên lý và phương pháp chọn

giống cây trồng, NXB Đại học Nông nghiệp.

23. Nguyễn Văn Lộc, Tăng Thị Hạnh, Phạm Văn Cƣờng (2014) “Ảnh hƣởng

của lạnh ở thời kỳ nảy mầm đến sinh trƣởng của các dòng lúa chọn lọc từ tổ

hợp lai giữa giống Indica IR24 và giống Japonica Asominori”. Tạp chí

Khoa học và Phát triển, 2014, tập 12, số 4, tr.476-484.

24. Trần Thị Lợi và cs (2013), Nghiên cứu, phục tráng và phát triển giống lúa

nếp đặc sản ba tháng cho tỉnh ninh bình, Hội thảo Quốc gia về khoa học

giống cây trồng lần thứ nhất, 9/2013 NXB Nông nghiệp, tr.321 – 226.

25. Trần Văn Mạnh (2015), Nghiên cứu tuyển chọn giống lúa ngắn

ngày và biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng vụ sản xuất tại vùng

Duyên hải Nam trung bộ, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Viện khoa

học Nông nghiệp Việt Nam.

25a. Nguyễn Thị Mong (2005), trong luận án tiến sĩ “Nghiên cứu đặc điểm

và bản chất di truyền của một số đột biến phát sinh từ một giống lúa

đặc sản Nam Bộ”

26. Trần Văn Minh, Đỗ Thị Diệu Hạnh (2015), “Đánh giá thực trạng sản xuất, nghiên cứu đặc điểm Nông sinh học và đề xuất giải pháp bảo tồn, phát triển các giống lúa nếp địa phƣơng của huyện Hoài Tân tỉnh Bình Định”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tháng 6/2015, tr.44-49.

27. Hoàng Tuyết Minh và cs (2016), Kết quả nghiên cứu chọn lọc và khảo nghiệm giống lúa Japonica ĐS3, Báo cáo khoa học, Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và khuyến Nông.

28. Lã Tuấn Nghĩa, Vũ Đăng Toàn (2016), kết quả bảo tồn tài nguyên thực vật nông nghiệp giai đoạn 2011- 2015, Hội thảo Quốc gia về Khoa học cây trồng lần thứ hai, NXB Nông nghiệp, 11/2016, tr.217-221.

29. Trần Thanh Nhạn (2017), Nghiên cứu xác định giống lúa chất lượng

cao, ngắn ngày và một số biện pháp kỹ thuật thâm canh phù hợp phục

vụ sản xuất vùng Đồng bằng Sông hồng, Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp,

Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

30. Niên giám thống kê 2016.

31. Trần Duy Quý, Bùi Huy Thủy, Nguyễn Văn Bích, Đào Thị Thanh Bằng

(2009), Một số thành tựu ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong chọn tạo

giống cây trồng, Hội thảo quốc gia Xây dựng tổ hợp chiếu xạ đột biến

phục vụ nghiên cứu, chọn tạo giống cây trồng, Hà Nội.

32. Đoàn Thanh Quỳnh, Nguyễn Thị Hảo, Vũ Thị Thu Hiền, Trần Văn

Quang (2016), “Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa nếp địa

phƣơng dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử”, Tạp chí Khoa học Nông

nghiệp Việt nam, số 4 tr.527-538.

33. Nguyễn Thị Sinh (2016), so sánh một số dòng, giống lúa ngắn ngày

mới chọn tạo tại huyện Gia bình tỉnh Bắc ninh, Luận văn thạc sỹ, Học

viện Nông nghiệp Việt Nam.

34. Trần Danh Sửu, Nguyễn Thị Hoa Lan, Hà Minh Loan, Ngô Kim Hoài,

Nguyễn Thị Vân Anh, Vũ Mạnh Hải (2010), Nghiên cứu đa dạng di

truyền lúa nếp địa phương ở các tỉnh đồng bằng Bắc bộ bằng chỉ thị

SSR, Kết quả nghiên cứu Khoa học và Công nghệ 2006-2010, Viện

Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

35. Đào Xuân Tân (1995), Sự phát sinh và di truyền một số đột biến trên lúa nếp do xử lý tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm, Luận án Phó tiến

sĩ sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội.

36. Lê Quốc Thanh (2016), Báo cáo tổng kết công tác khoa học công nghệ,

chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật và hợp tác Quốc tế giai đoạn

2013- 2016, Hội thảo khoa học Quốc gia về cây trồng lần thứ hai, NXB

Nông nghiệp, tr. 237-232.

37. Lê Quốc Thanh, Phạm Văn Dân và cs (2016), Kết quả nghiên cứu và phát

triển giống lúa Japonica (hạt tròn) ở miền Bắc Việt Nam, Hội thảo khoa

học Quốc gia về cây trồng lần thứ hai, NXB Nông nghiệp, tr. 396-405.

38. Nguyễn Đức Thành (2014), “Các kỹ thuật chỉ thị ADN trong nghiên

cứu và chọn lọc thực vật”, Tạp chí Sinh học, 36(3) tr.265-294.

39. Lê Xuân Thái, Ông Huỳnh Nguyệt Ánh (2014), “Chọn lọc giống lúa

ngắn ngày chống chịu phèn ở Đồng bằng sông Cửu Long”, Tạp chí

Khoa học, trường Đại học Cần Thơ, (34), tr.36-45.

40. Lê Đức Thảo, Lê Huy Hàm (2017), “Ứng dụng công nghệ bức xạ trong

chọn tạo giống cây trồng Nông nghiệp”, Tạp chí Khoa học và Công

nghệ, số 2, tr.18-20.

41. Nguyễn Tiến Thăng (2012), Sự di truyền một số tính trạng đột biến liên

quan đến đặc điểm nông - sinh học và chất lượng gạo ở lúa tẻ đặc sản

miền Bắc Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trƣờng đại học sƣ phạm

Hà Nội.

42. Nguyễn Thị Thuở, Võ Công Thành, Lê Văn Hòa (2016), “Kết quả

nghiên cứu độ cứng cây và khả năng chống đổ ngã của một số dòng nếp

lai (oryza sativa và indica) tại tỉnh An Giang”, Tạp chí Nông nghiệp và

Phát triển nông thôn, Chuyên đề Giống vật nuôi Cây trồng, tập 1, 2017,

tr.25-34.

43. Phan Hữu Tôn (2016), “Khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá, đạo ôn

và rầy nâu của 4 giống lúa phục tráng: nếp Đèo đàng, tẻ Pude, Blechâu

và Khẩu sao”, Tạp chí Khoa học và Phát triển, số 4, tr.551-559.

44. Lê Xuân Trình (2001), Nghiên cứu sự di truyền một số đột biến phát

sinh từ các giống lúa nếp Việt Nam, Luận án tiến sĩ sinh học, Trƣờng

Đại học Sƣ phạm Hà Nội.

45. Khuất Hữu Trung, Lê Huy Hàm và cs (2013), Nghiên cứu giải mã

genome một số giống lúa địa phương của Việt Nam, NXB Nông nghiệ,

tr.192-200.

46. Nguyễn Minh Anh Tuấn, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Xuân Viết, Nguyễn

Minh Công (2016a), “Đa dạng di truyền ở mức hình thái-nông học và

phân tử của tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám Xuân

Đài”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 22, tr.26-32.

47. Nguyễn Minh Anh Tuấn, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Xuân Viết,

Nguyễn Minh Công (2016b), “Đa dạng di truyền ở mức hình thái- nông

học và phân tử của tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ giống lúa Tám

Thơm”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 23, tr.10-16.

48. Nguyễn Minh Anh Tuấn (2017), Đa dạng di truyền, các dòng đột biến

từ hai giống lúa tẻ thơm đặc sản và xác định một số dòng triển vọng,

Luận án tiến sĩ sinh học, Trƣờng đại học Sƣ phạm Hà Nội.

49. Nguyễn Văn Tuất, Nguyễn văn Viết (2013), Kết quả nghiên cứu khoa

học và Chuyển giao Công nghệ giai đoạn: 2011 – 2013 và định hướng

ưu tiên đến 2020 của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Hội thảo

Quốc gia về khoa học giống cây trồng lần thứ nhất, 9/2013, NXB Nông

nghiệp, Tr.33-48.

50. Ngô Thị Hồng Tƣơi, Phạm Văn Cƣờng, Nguyễn Văn Hoan (2014),

“Phân tích đa dạng di truyền các mẫu lúa cẩm bằng chỉ thị phân tử”.

Tạp chí Khoa học và Phát triển, số 4, tr.485- 494.

51. Viện Di truyền Nông nghiệp (2013), Kết quả hoạt động khoa học và

Chuyển giao Công nghệ giai đọan 2013-2015, Hội thảo Quốc gia về

Khoa học Cây trồng lần thứ nhất, 9/2013, NXB Nông nghiệp,

Tr.173- 179.

52. Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (2016), Kết quả hoạt động

KHCN của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam giai đoạn 2013 –

2015 và định hướng 2016 – 2020, Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây

trồng lần thứ hai, NXB Nông nghiệp, tr.19-37.

53. Nguyễn Văn Vƣơng (2013), Nghiên cứu vật liêu khởi đầu phục vụ công

tác chọn tạo giống lúa nếp ở miền Bắc Việt Nam. Luận án tiến sĩ Nông

nghiệp, Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

54. Nguyễn Văn Vƣơng, Lê Vĩnh Thảo (2013), “Nghiên cứu đa dạng di

truyền dựa trên đặc điểm Nông-sinh học tập đoàn giống lúa nếp”, Tạp

chí Nông nghệp và phát triển nông thôn, kỳ 2 tháng 3, tr.14-18.

TÀI LIỆU TIẾNG ANH

55. Adegbaju M.S., Akinyele B.O., Akinwale M.G., Igwe D., Osekita O.S

(2015), “Molecular characterization and genetic diversity analysis of

elite African lowland rice varieties using SSR marker system”,

International Journal of Research Studies in Biosciences (IJRSB),

Volume 3, Issue 10, pp.54-65.

56. Amita Sharma (2014), Genetic enhancement of rice (O.sativa L.)

through mutagenesis for yield and yield attributing characters. Doctor

of Philosophy in Genetics and Plant Breeding. Department of Genetics

and Plant Breeding Institute of Agricultural Sciences Banaras Hindu

University Varanasi, India.

57. Anbu Selvan Y., Chintala Venkata Raju (2017), “Chlorophyll

mutationsinducedin rice by chemical mutagens”, Plant Archives Vol.

17, No. 1, pp. 641-642.

58. Balakrishnan D., Subrahmanyam D., Badri J., Raju A.K., Rao Y.V.,

Beerelli K., Mesapogu S., Surapaneni M., Ponnuswamy R., Padmavathi

G., Babu VR and Neelamraju S (2016) “Genotype × Environment

Interactions of Yield Traits in Backcross Introgression Lines Derived

from Oryza sativa cv. Swarna/Oryza nivara”, Fronties in Plant Science,

Volume 7, pp. 1530. DOI: 10.3389/fpls.2016. 01530.

59. Bian J.M, Li C.J., He H.H., Shi H., Yan S (2014), Identification and

analysis of QTLs for grain quality traints in rice using an introgression

lines population, Euphytica.

60. Bose L.K., Nagaraju M., Singh O.K (2012), “Genotype × environment

interaction and stability analysis of lowland rice genotypes”, Journal of

Agricultural Sciences, India, Volume 57 (1), pp.1-8.

61. Bradbury L.M.T., Fitzgerald T.L., Henry R.J., Jin Q and Waters D.L.E,

(2005), “The gene for fragrance in rice”, Plant BiotechnoloGy Journal,

Volume 3 (3), pp.363–370.

62. Chakravarti SK, Singh S, Kumar H and Lal JP(2013), Induced genetic

variability for seed traits in rice (Oryza sativa L.), Bioinfolet,10(1A), 117-121.

63. Chen J., Li X., Cheng C., Wang Y., Qin M., Zhu H., Zeng R., Fu X.,

Liu Z., Zhang G (2014), Characterization of epistatic interaction of

QTLs LH8 and EH3 controllingheang of date in rice, Sci. Rep. 4, 4263

64. Chen S., Yang Y., Shi W., Ji Q., He F., Zhang Z., Cheng Z., Liu X., Xu

M (2008), “Badh2, Encoding Betaine Aldehyde Dehydrogenase,

Inhibits the Biosynthesis of 2-Acetyl-1-Pyrroline, a Major Component

in Rice Fragrance”, Plant Cell Online 20, pp.1850–1861.

65. Cheng A., Ismail I., Osman., Hashim H (2012), Simple and rapid

molecular techniques for Identification of Amyloza leves in rice

varieties, IntJ mol Sci 13(5): pp.6156-6166

66. Cheng Z, Lin J, Lin T, Xu M, Huang Z, Yang Z, Huang X, Zheng J

(2014), Genome-wide analysis of radiation-induced mutations in rice

(Oryza sativa L. ssp. indica). Mol Biosyst. Apr;10(4):795-805. doi:

10.1039/c3mb70349e. Epub 2014 Jan 24.

67. Civsavn P., Craig H., Cox C.J., Brown T.A (2015), Theee

geographically separate domenstication of Asian rice, Nature Plants 1:

15164.

68. Dudareva N., Klempien A., Muhlemann J.K., Kaplan I (2013),

“Biosynthesis, function and metabolic engineering of plant volatile

organic compounds”, New Phytologist Trust, Volume 198 (1), pp.16–

32. DOI:10.1111/nph.12145,

69. Feng Y., Lu Q., Zhai R., Zhang M., Xu Q., Yang Y., Wang S., Yuan X.,

Yu H., Wang Y., Wei X (2016), “Genome wide association mapping for

grain shape traits in indica rice”, Planta, Volume 244, pp. 819.

70. Fitzgerald T.L., Waters D.L.E., Brooks L.O., and Henry R.J (2010),

“Fragrance in rice (O.sativa L) is associated with reduced yield under

salt treatment”, Environmental and Experimental Botany, Volume 69,

Issue 2, pp.292-300.

71. Freeg H.A., Anis G.B., Abo-Shousha,l A.A., El-Banna A.N., El-Sabagh

A (2016), “Genetic diversity among some Rice genotypes with

different drought tolerance based on SSR markers”, Cercetari

Agronomice in Moldova. Volume 49, Issue 3, pp.39-50.

72. Gao H., Jin M., Zheng X.M., Chen J., Yuang D., Xin Y., Wang M.,

Huang D., Zhang Z., Zhou K., Sheng P., Ma W., Ma W., Deng H.,

Jiang L., Liu S., Wang H., Wu C., Yuang L., Wan J (2014), Days to

heading 7, a major quantitative locus determiningphotoperiod

sensitivity and regional adaptation in rice, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

111, 16337-16342

73. Gaur A., Shabir W.H., Pandita D., Bharti N., Malav A (2016),

“Understanding the Fragrance in Rice”, Journal Rice Research 4,

pp.125-135.

74. Golam F., Hui Y.Y., Masitah A., Afnierna N., Nazia A.M., Norzulaani K and Mohamad O (2011), “Analysis of aroma and yield components of aromatic rice in Malaysian tropical environment”, Australian Journal of Crop Science, 5(11), pp.1318-1325.

75. Goufo P., Duan M., Wongpornchai S., Tang X (2010), “Some factors affecting the concentration of the aroma compound 2-acetyl-1-pyrroline in two fragrant rice cultivars grown in South China”, Frontiers of Agriculture in China 4, pp.1-9

76. Gowthami R., Vanniarajan C., Souframanien J and Arumugam Pillai M

(2017), Research Article Comparison of radiosensitivity of two rice

(Oryza sativa L.) varieties to gamma rays and electron beam in M1

generation. Electronic Journal of Plant Breeding, 8(3): 732-741.

77. Guo S., Xu Y., Liu H., Mao Z., Zhang C., Ma Y., Zhang Q., Meng Z.,

Chong C (2013), “The interaction between OsMADS57 and OsTB1

modulates rice tillering via DWARF14”, Nature Communications 4,

pp. 1566-1577.

78. Guotian Li, Mawsheng Chern, Rashmi Jain, Joel A. Martin, Wendy S.

Schackwitz, Liangrong Jiang, Miguel E. Vega-Sanchez, Anna M.

Lipzen, Kerrie W. Barry, Jeremy Schmutz and Pamela C. Ronald

(2016), “Genome-Wide Sequencing of 41 Rice (Oryza sativa L.)

Mutated Lines Reveals Diverse Mutations Induced by Fast-Neutron

Irradiation”, Molecular Plant 9, 1078–1081, July 2016.

79. Guotian Li, Rashmi Jain, Mawsheng Chern, Nikki T. Pham, Joel A.

Martin, Tong Wei, Wendy S. Schackwitz, Anna M. Lipzen, Phat Q.

Duong, Kyle C. Jones, Liangrong Jiang, Deling Ruan, Diane Bauer, Yi

Peng, Kerrie W. Barry, Jeremy Schmutz, Pamela C. Ronald (2017), The

Sequences of 1504 Mutants in the Model Rice Variety Kitaake Facilitate

Rapid Functional Genomic Studies. Published June 2017. DOI:

https://doi.org/10.1105/tpc.17.00154

80. Gustafsson A (1940), “The mutation system of the chlorophyll

apparatus. - Lunds Univ”, Arsskr. N.F. Avd. 2, 36 (11). K.F.S.H. N.F.

51 (11):pp.1-40

81. Hallajan MT, Ebadi AA, Mohammadi M, Aghamirzae M, Ghodsi M

and Ghamari M (2014), A Comparative study of some nutritional

parameters in elite Iranian mutant rice lines, Annual Res. Rev. Biol.,

4(13), 2073 – 2087.

82. Hashemi F.S.G., Raffii M.Y, Ismail M.R, Mahmud T.M.M, Rahim H.A

(2013), “Biochemical Genetic and Molecular Advances of Fragrance

Characteristics in Rice”, Critical Reviews in Plant Sciences 32, pp.445-457.

83. Hasthanasombut S., Paisarnwipatpong N., Triwitayakorn K.,

Kirdmanee C and Supaibulwatana K (2011), “Expression of OsBADH1

gene in Indica rice (Oryza sativa L.) in correlation with salt,

plasmolysis, temperature and light stresses”, Plant Omics Journal 4,

pp.400–407.

84. Hien Thi Thu Vu, Giang Thi Nguyen, Trang Thi Nguyen, Tuyen Thi

Minh Vo, Chiharu Nakamura (2016), “Contribution of seedling vigour

and anoxia/hypoxia-responsive genes to submergence tolerance in

Vietnamese lowland rice (Oryza sativa L.)”, BiotechnoloGy &

Biotechnological Equipment, Volume 30(5), pp.842-852.

85. Hinge V., Patil H., Hemant B., Patil and Altafhusain B.N (2016),

“Aroma volatile analyses and 2AP characterization at various

developmental stages in Basmati and Non-Basmati scented rice (Oryza

sativa L.) cultivars”, Applied Biochemistry and BiotechnoloGy, Volume

178 (4), pp.619–639.

86. Hu J., Wang Y., Fang Y., Zeng L., Xu J., Yu H., Shi Z., Pan J., Zhang D.,

Kang S., Zhu L., Dong G., Guo L., Zeng D., Zhang G., Xie L., Xiong G.,

Li J., Qian Q (2015), “A rare allele of GS2 enhances grain size and grain

yield in rice”, Molecular Plant, Volume 8 (10), pp.1455–1465.

87. Huang D., Qiu Y., Zhang Y., Huang F., Meng J., Wei S., Li R and

Chen B (2013), “Fine mapping and characterization of BPH27, a brown

planthopper resistance gen from wild rice (Oryza rufipogon Griff)”,

Theoretical and Applied Genetics, Volume 126(1), pp.219-229.

88. Huang X., Han B (2015), Rice domenstication occurred through single

origin and multiple introgressions, Nature Plants 2: 15207

89. IAEA, IAEA Mutation Database, Vienna: International Atomic EnerGy

Agency 2015 (visit July 2015). Available from: http://mvd.iaea.org/

90. Ibrahim S., El-Degwy (2013), “Mutation induced genetic variability in

rice (Oryza sativa L.)”, International Journal of Agriculture and Crop

Sciences, Volume 5 (23), pp. 2789-2794.

91. IRRI (2013), Standard Evaluation System (SES) for Rice, 5th Edn.

Manila, Philippines, pp.1-65.

92. IshiyT., Schiocchet M.S., Bacha R.E., Alfonso-Morel D., Tulman Neto

A nand R (2006), Rice Mutant Cultivar SCS114 Andosan in Plant

Mutation Reports, Vol. 1, No. 2, December 2006, pp.25.

93. Islam M.R., Sarker M.R.A., Sharma N., Rahman M.A., Collard B.C.Y.,

Gregorio G.B (2015), “Assessment of adaptability of recently released

salt tolerant rice varieties in coastal regions of South Bangladesh”,

Field Crops Research, Volume 190, pp.34-43.

94. Jewel Z.A., Patwary A.K., Maniruzzaman S., Barua R., Begum S.N

(2011), “Physico-chemical and Genetic Analysis of Aromatic Rice

(Oryza sativa L) Germplasm”, The Agriculturists, Volume 9 (1-2),

pp.82-88

95. Joshua C Stein, Yeisoo Yu, Dario Copetti, Derrick J, Zwickl, Li Zhang

et al., (2018), Genomes of 13 domesticated and wild rice relatives

highlight genetic conservation, turnover and innovation across the

genus Oryza, Nature Genetics doi:10.1038/s41588-018-0040-0.

96. KadhimiA.A., Arshad Naji ALhasnawi.,Anizan Isahak., Mehdi Farshad

Ashraf.,Azhar Mohamad.,WanMohtar Wan Yusoff and Che Radziah

Che Mohd Zain (2016),“Gamma radiosensitivity study on MRQ74 and

MR269, two elite varieties of rice (O.Sativa L)” Life Science Journal,

13(2), Pp.85-91

97. Kamara N (2015), Genetic analysis of agronomic traits in Oryza sativa x

O. sativa cross, Thesis PhD in Kwame Nkrumah University of Science

and TechnoloGy, Kumasi; Deparment of crop and Soil Sciences Faculty

of Agriculture College of Agriculture and natural Resources.

98. Kamile Ulukapi and Ayse Gul Nasircilar (2015), Developments of

Gamma Ray Application on Mutation Breeding Studies in Recent

Years, International Conference on Advances in Agricultural,

Biological & Environmental Sciences (AABES-2015) July 22-23, 2015

London(UK)

99. Karami N., Aalami A., Lahiji H.S., Rabiei B and Alahgholipour M

(2016), “Analysis and comparison of fragrant gene sequence in some

rice cultivars”, Genetika, Volume 48 (2), pp.597-607.

100. Kharkwal M.C and Shu Q.Y (2009), The role of mutations in world

food security In: Shu QY, editor, Stimulating plant mutations in the

genetics era. Rome: Food and Agriculture Organization of the United

Nations, p.33-38.

101. Kodym A., Afza R., Forster B., Ukai Y., Nakagawa H and Mba C (2012),

MethodoloGy for Physical and Chemical Mutagenic Treatments in Plant

Mutation Breeding and BiotechnoloGy, pp.169 – 180.

102. Kumar D.P, Chaturvedi A, Sreedhar M, Aparna M, Venu Babu P and

Singhal RK (2013a), Impact of gamma radiation stress on plant height

and pollen fertility in rice (Oryza sativa L.), Asian J. Exp. Biol. Sci.,

4(1), 129-133.

103. Kumar D.P, Chaturvedi A, Sreedhar M, Aparna M, Venu Babu P and

Singhal RK (2013b), Gamma radiosensitivity study on rice (Oryza

sativa L.), Asian J. Pl. Sci. Res., 3(1), 54- 68.

104. Lagoda P.J.L (2012), Effects of Radiation on Living Cells and Plants in

Plant Mutation Breeding and BiotechnoloGy, pp.123-134

105. Lestari A.P., Abdullah B., Junaedi A and Aswidinnoor H (2011)

“Performance of Grain Quality and Aroma of Aromatic New Plant

Type Promising Rice Lines”, Indonesian Journal of Agricultural

Science (IJAS), Volume 12(2), pp.84-93.

106. Li G., Jain R., Chern M., Pham N.T., Martin J.A., Wei T., Schackwitz

W.S., Lipzen A.M., Duong P.Q., Jones K.C., Jiang L., Ruan D., Bauer

D., Peng Y., Barry K.W., Schmutz and Ronald P.C (2017), “The

Sequences of 1,504 Mutants in the Model Rice Variety Kitaake

Facilitate Rapid Functional Genomic Studies.” The Plant Cell, DOI:

10.1105/tpc.17.00443.

107. Linh L.H., Hang N.T., Song M.H., Ahn S.N (2009), Mapping QTL for

heading date as a single Mendelian factor in NIL from an

interspecciffic cross between a Japonica rice cultivar, Hwaseongbye

and O.minuta in rice. sabrao, 41:1029-7073.

108. Liu Fang., Wang Pandi., Zhang Xiaobo., Li Xiaofei., Yan Xiaohong.,

Fu Donghui., Wu Gang (2018), The genetic and molecular basis of crop

height based on a rice model, Planta (2018) 247:1–26

https://doi.org/10.1007/s00425-017-2798-1

109. Liu L., Tong H., Xiao Y., Che R., Xu F., Hu B., Liang C., Chu J., Li J.,

Chu C (2015) “Activation of Big Grain1 significantly improves grain

size by regulating auxin transport in rice”, Proceeding of the National

Academy of Science of the United States American, Volume 112 (35),

pp.11102–11107.

110. Liu T., Shao D., Kovi M.R., Xing Y (2010), Mapping and validation of

quantitative trait loci for spikelets per panicle and 1,000-gran weight in

rice (Oriza sativa L.), Theor Appl Genet 120(5):pp.933-942

111. Luo X., Shi-Dong Ji., Ping-Rong Yuan., Huyn-Sook Lee., Dong-Min

Kim., Sangshertty Balkunde., Ju-Won Kang and Sang-Nag (2013),

QTL mapping reveals a tight lingkage between QTLs for grain Weight

snd panicle spikelet number in rice, Rice 6:33

112. Mahattanatawee and Rouseff (2010), “2-Acetyl-2-thiazoline, a new

character impact volatile in Jasmine rice” In: In Expression of

Multidiscriplinary flavour Sicence, Switzerland, pp.475-478.

113. Mahender A., Annamalai Anandan., Sharat Kumar Pradhan and Elsaa

Pandit (2016), Rice grain nutritional traint and their enhancement using

relevant genes and QTLs through advanced approaches, Springer Plus

5:208 DOI 10.1186/s40064-016-3744-6.

114. Manikandan V and Vanniarajan C (2017), Induced Macromutational

Spectrum and Frequency of Viable Mutants in M2 Generation of Rice

(Oryza sativa L.), International Journal of Current MicrobioloGy and

Applied Sciences ISSN: 2319-7706 Volume 6 Number 7 (2017) pp.

1825-1834

115. Mao Q., Xiangqian Z., Jiang R., Guiquan Z., Guoyou Y (2015), Bigenic

qpistasis between QTLs for heading data in rice analyzed usingsingle

segment substitution lines, Field Crops Research 178. Pp.16-26.

116. Maraval I., Sen K., Agrebi A (2010), “Quantification of 2-acetyl-1-

pyrroline in rice by stable isotope dilution assay through headspace

solid-phase microextraction coupled to gas chromatography–tandem

mass spectrometry”, Analytica Chimica Acta 675 (2), pp.148–155.

117. Masuduzzaman A.S.M., Haque M., Ahmed M.M.E., Mohapatra C.K

(2016), “SSR marker-based genetic diversity analysis of tidal and flood

prone areas in rice (Oryza sativa L.)”, Journal Biotechnol &

Biomaterials, Volume 6, pp. 241-252.

118. Mathure S.V., Jawali N., Thengane R.J., Nadaf A.B (2014),

“Comparative quantitative analysis of headspace volatiles and their

association with BADH2 marker in non-basmati scented, basmati and

non-scented rice (Oryza sativa L.) cultivars of India”, Food Chemistry,

Volume 142, pp.383–391.

119. Meti N., Samal K.C., Bastia D.N and Rout D.R (2013), “Genetic

diversity analysis in aromatic rice genotypes using microsatellite based

simple sequence repeats (SSR) marker”, African Journal of

BiotechnoloGy, Volume 12(27), pp.4238-4250.

120. Mo Z., Li W., Pan S., Fitzgerald T.L., Xiao F (2015), “Shading during

the grain filling period increases 2-acetyl-1-pyrroline content in

fragrant rice”, Rice 8, pp. 9. DOI 10.1186/s12284-015-0040-y

121. Mo Z., Huang J., Xiao D (2016), “Supplementation of 2-Ap, Zn and La

Improves 2-Acetyl-1-Pyrroline Concentrations in Detached Aromatic

Rice Panicles In Vitro, Plos one, Volume 11(2), pp.1-15.

122. Moacir Antonio Schiocchet., Jose Alberto Noldin., Juliana Vieira

Raimondi., Augusto Tulmann Neto., Rubens Marschalek., Ester

Wickert., Gabriela Neves Martins., Eduardo Hickel., Ronaldir

Knoblauch., Klaus Konrad Scheuermann., Domingos Savio Eberhardt., Alexander De Andrade (2014), SCS118 Marques - New rice cultivar

obtained through induced mutation, Crop Breed.

Appl.Biotechnol. vol.14 no.1 Viçosa Mar. 2014

http://dx.doi.org/10.1590/S1984-703320140010012.

123. Mohammad A.k.A., Mohammad I.U., Mohammad A.A (2012),

Achievements in Rice Research at BINA through Induced Mutation,

Books, pp.53-57.

124. Monggoot S., Sookwong P., Mahatheeranont S. and Meechoui S

(2014), “Inﬂuence of single nutrient element on 2-acetyl-1-pyrroline

contents in Thai fragrant rice (Oryza sativa L.). Khao Dawk Mali 105

grown under soilless conditions”, in Proceedings of the 26th Annual

Meeting of the Thai Society for BiotechnoloGy and International

Conference. Mae Fah Luang University, Chiang Rai, Thailand, pp.

642– 647.

125. Nadaf A.B., Wakte K.V and Zanan R.L (2014), “2-Acetyl-1-pyrroline

biosynthesis: from fragrance to a rare metabolic disease”, Journal of

Plant Science & Research, Volume 1(1), pp.102.

126. Naeem M., Ghouri F., Shahid M.Q., Iqbal M., Baloch F.S., Chen L.,

Allah S., Babar M., Rana M (2015), “Genetic diversity in mutated and

non-mutated rice varieties”, Genetics Molecular Research, Volume

14(4), pp. 17109-17123.

127. Nakagawa H (2009), Mutation in plant breeding and biological

research in Japan In: Shu QY, editor, Stimulating plant mutations in

the genetics era. Proceedings of a joint FAO / IAEA symposium.

Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.pp.

48-54.

128. Padmaja D., Radhika K., Subba Rao L.V and Padma V (2008), Studies on

Variability, Heritability and Genetic Advance for Quantitative Characters in

Rice (O.sativa L.), J. Plant Genet, Resour. 21(3): 196-198.

129. Palanga K.K., Traore K., Bimpong K., Jamshed M and Mkulama M.A.

P (2016), “Genetic diversity studies on selected rice varieties grown in

Africa based on aroma, cooking and eating quality”, African Journal of

BiotechnoloGy, Volume 15(23), pp.1136-1146.

130. Prina A.R., Landau A.M and Pacheco M.G (2012), Chimeras and

Mutant Gene Transmission in Plant Mutation Breeding and

BiotechnoloGy, pp.181-198.

131. Rajarajan D., Saraswathi R., Sassikumar D and Ganesh S.K (2014),

Effectiveness and efficiency of gamma ray and EMS induced

chlorophyll mutants in rice ADT(R) 47. Global journal of bioloGy,

Agriculture & health sciences, Vol.3(3): 211-218.

132. Ramchander S., Ushakumari R and Arumugam M (2015), PillaiLethal

dose fixation and sensitivity of rice varieties to gamma radiation. Indian

J. Agric. Res., 49 (1) 2015: 24-31 Print ISSN:0367-8245 / Online

ISSN:0976-058X, doi:10.5958/0976-058X.2015.00003.7

133. Sellammal R and Maheswaran M (2013), Induced viable mutation

studies in M2 generations of Rathu Heenati and PTB 33, Trends in

Biosciences, 6(5), 526 – 528.

134. Sharifi P., Aminpanah H., Erfani R., Mohaddesi A., Abbasian A (2017),

“Evaluation of Genotype × Environment Interaction in Rice Based on

AMMI Model in Iran”, Rice Science, Volume 24, Issue 3, pp: 173–180.

135. Sharma A and Singh S.K (2013), Induced mutation- a tool for creation

of genetic variability in rice (Oryza sativa L.), Journal of Crop and

Weed, 9(1):132-138

136. Shua Q.Y., Forster B.P and Nakagawa H (2012), Principles and

Applications of Plant Mutation Breeding in Plant Mutation Breeding

and BiotechnoloGy, pp.301-325.

137. Sompong S., Yanling H., Saowapa C., Kannika P and Chanun S (2017),

“Effect of Gamma Irradiation on 2-Acetyl-1-pyrroline Content, GABA

Content and Volatile Compounds of Germinated Rice (Thai Upland Rice)”,

Plants, Volume 6 (2), pp.7-18.

138. Swati Das (Sur)., Surya S.D and Parthaded G (2014), “Analysis of

genetic diversity in some black gram cultivars using ISSR’’, European

Journal of Experimental BioloGy, Volume 4(2), pp.30-34.

139. Vasline YA (2013a), Chlorophyll and viable mutations in rice (Oryza

sativa L.), Pl. Archives, 13(1), 531 – 533.

140. Vasline YA (2013b), An investigation on induced mutations in rice

(Oryza sativa L.), Pl. Archives, 13(1), 555 – 557.

141. Wakte K., Zanan R., Hinge V., Khandagale K., Nadaf A and Henry R

(2017), “Thirty-three years of 2-acetyl-1-pyrroline, a principal basmati

aroma compound in scented rice (O.sativa L): a status review”, Journal

Science Food Agriculture, Volumn 97(2):pp.384-395.

142. Wang E., Wang J., Zhu X., Hao W., Wang L., Li Q., Zhang L., He W.,

Lu B., Lin H., Ma H., Zhang G and He Z (2008), “Control of rice grain-

filling and yield by a gene with a potential signature of domestication”,

Nature Genetics 40, pp.1370-1374.

143. Wang P., Tang X., Tian H., Sheng-gang P., Mei-yang D., Nie J (2013),

“Effects of different irrigation modes on aroma content of aromatic rice at

booting stage”, Guangdong Agricultural Sciences 08, pp.112-119

144. Wang S., Li S., Liu Q., Wu K., Zhang J., Wang S., Wang Y., Chen X.,

Zhang Y., Gao C., Wang F., Huang H., Fu X (2015), “The OsSPL16-GW7

regulatory module determines grain shape and simultaneously improves rice

yield and grain quality”, Nature Genetics, Volume 47, pp. 949–954.

145. Wei X.J, Tang S.Q, Shao G.N, Chen M.L, Hu Y.C, Hu P.S (2013), Fine

mapping and characterization of a novel dwarf and narrowleaf mutant

dnl1 in rice. Genet Mol Res 12:3845–3855.

doi:10.4238/2013.September.23.2

146. Yang D.S., Lee K.S and Kays S.J (2010), “Characterization and

discrimination of premium-quality, waxy, and black-pigmented rice

based on odor-active compounds”, Journal of the Science of Food and

Agriculture, Volume 90 (15), pp. 2595–2601

147. Yann-Rong LIN, Shao-Chun Wu, Su-Er Chen, Tung-Hai Tseng,

Cheng-Sheng Chen, Su-Chen Kuo, Hong-Pang Wu, and Yue-Ie C. Hsin

(2011), “Mapping of quantitative trait loci for plant height and heading

date in two inter-subspecific crosses of rice and comparison across

Oryza genus”, Botanical Studies 52, pp. 1-14.

148. Zhang J, Liu X, Li S, Cheng Z, Li C (2014) The Rice Semi-Dwarf

Mutant sd37, Caused by a Mutation in CYP96B4, Plays an Important

Role in the Fine-Tuning of Plant Growth. PLoS ONE 9(2): e88068.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088068

149. http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/vn-nhan-giai-thanh-tuu-xuat-sac-dot-

bien-tao-giong-lua-200185.html, ngày đăng: 02/ 10/ 2014.

150. http://vnreview.vn /tin-tuc-khoa-hoc-cong nghe/view-content/

content/2304834/Trung-Quoc-tao-ra-giong-lua-dot-bien-gen-cao-hon-

2-met. Ngày đăng: 20/10/ 2017.

PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

Albina (toàn thân và lá có màu trắng Alboviridis (đầu lá trắng, phiến lá xanh)

Đầu trắng, phiến xanh

Chlorina (thân và lá có màu vàng nhạt);

Alboxantha (Đầu trắng, phiến vàng)

Một số hình ảnh mạ thí nghiệm

MỘT SỐ HÌNH ẢNH GIẢI PHẪU THÂN CỦA CÁC DÕNG ĐỘT BIẾN

HV3

ĐT4

HV2

Sự phân ly ở M2 trên nếp Đuôi Trâu, liều xạ 150gy

Sự phân ly ở M2 trên nếp cái Hoa vàng, liều xạ100gy

Sự phan ly ở thế hệ M2, trên một số lô thí nghiệm

Toàn cảnh khu thí nghiệm tại, Thanh Trì, Hà Nội

Nếp cái Hoa vàng đột biến, tại Hải dƣơng, vụ mùa 2017

Vụ mùa 2017

Vụ xuân 2017

Sản xuất thử nếp cái hoa vàng tại Bắc Giang, 2017

Tân Kỳ , Nghệ An, Xuân 2017

Thanh Oai, Hà Nội, mùa 2017

Vụ xuân, 2017

Vụ mùa 2017

Nếp cái hoa vàng đột biến tại Thanh hóa, 2017

Nếp cái hoa vàng đột biến, tại Văn Lâm, Hƣng Yên, vụ mùa 2017

Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu cải tiến một số giống lúa nếp bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA NẾP BẰNG CHIẾU XẠ TIA GAMMA (Co60)

VÀO HẠT NẢY MẦM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỘT SỐ GIỐNG LÚA NẾP BẰNG CHIẾU XẠ TIA GAMMA (Co60)

VÀO HẠT NẢY MẦM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Bảng 1.4. Diện tích gieo cấy các giống lúa nếp chủ lực ở các khu vực chủ yếu

dòng/

TT

Nguồn gốc chọn tạo

Một số đặc điểm chính

giống

CHƢƠNG 3

TB

90,3±1,41 91,7±1,83 88,4±2,15 90,6±1.31 87,6±2,47 89,6±1,53

TB 32,3±1,03 38,8±1,19 28,2±0,94 36,0±1,03 26,0±0,68 33,7±1,05

TB 26,7±1,17 35,2±1,05 22,2±0,92 31,7±1,11 20,9±0,49 29,4±1,21

2815

Tổng

11112

11003

Tổng

- - - - - - - - - 1 - 1

- - - - 1 2 1 4 3 2 1 6

11268

10923

X M X - - - 1 - - - 2 - 1 - 2 15 30 9 16 33 7 10 27 6 41 90 22 7 28 35 21 33 10 8 36 35 85 105 25

M X M X M X M X M X M - - - - 1 - - - 2 - 2 1 - - 28 41 7 - 24 47 0,65±0,13 1,30±0,19 11 1 21 43 0,57±0,12 1,17±0,18 11 1 73 131 0,66±0,13 1,20±0,18 29 1 37 51 0,96±0,16 1,38±0,19 12 - 33 47 0,90±0,16 1,30±0,18 11 - 45 50 1,20±0,18 1,38±0,19 12 115 148 1,02±0,16 1,35±0,19 - 35

- - - - - 1 3 4 3 - 1 4

0,79±0,12

TC

5392

28

3

-

1

37

6

1,06±0,14

TC

5385

44

1

2

1

57

9

0,69±0,11

TC

5392

29

1

1

-

37

6

1,08±0,14

TC

-

2

1

58

5385

34 11

- 0,26±0,13 0,32±0,14 0,19±0,06 0,19±0,11 0,32±0,14 0,32±0,14 0,28±0,08 0,19±0,11 - - 0,06±0,04 0,13±0,09 - - 0,04±0,03 - - - 0 0,13±0,09 0,32±0,14 0,52±0,18 0,32±0,08 - - - 0 0,13±0,09 0,19±0,11 - 0,11±0,05

HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC HV 415 TK90 TC HV-H M50 TK97 TC

1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671 1572 1561 1554 4687 1567 1557 1547 4671

- 4 5 9 3 5 5 13 3 - - 3 2 - - 2 - - - 0 2 5 8 15 - - - 0 2 3 - 5

- - 5 5 5 7 5 17 - - - 0 5 - - 5 2 4 - 6 3 9 6 18 3 - 2 5 6 5 7 18

Tổng số cá thể 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640 1547 1545 1549 4641 1551 1537 1552 4640

Bảng 3.13. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến ở M6 (vụ

Mùa 2015) và M7 (vụ Xuân 2016) từ nếp Đuôi Trâu tại Thanh Trì, Hà Nội

LS 3,143a 1 HV 3,911b 2 HV1 3,995bc 3 HV3 4,145c 4 HV7 4,041bc 5 HV8 6 HV11 3,968b 7 HV13 3,977b 8 HV14 3,945b 3,891 0,53 2,3 0,155 0,420 3,801a 3,854a 4,025b 4,117b 4,121b 4,027b 4,036b 3,765a 3,968 0,56 2,2 0,149 0,245

TB 3,179a 3,888bc 3,874b 4,036d 4,020cd 3,896bcd 3,983bcd 3,913bcd 3,849 0,145 3,777a 3,943b 4,019bc 4,093c 3,995bc 3,928b 3,873ab 3,922ab 3,944 0,147

NA 3,153a 3,905cd 3,896cd 3,916d 3,941d 3,759bc 3,991d 3,721b 3,785 0,37 2,3 0,151 -0,634 3,782a 3,765a 3,983bc 4,088c 3,784a 3,877ab 3,745a 3,796a 3,853 0,41 1,7 0,111 -0,912

TB Sai số CV (%) LSD0,05 Ij 1 ĐT 2 ĐT1 3 ĐT2 4 ĐT4 5 ĐT5 6 ĐT7 7 ĐT13 8 ĐT15 TB Sai số CV(%) LSD0,05 Ij

PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới