Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu giống lúa thơm trong điều kiện phèn và phèn mặn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS. VÕ CÔNG THÀNH 2020

LỜI CẢM TẠ

Quý Thầy Cô, anh chị em Bộ môn Di truyền Giống Cây trồng và Khoa

Chân thành cảm ơn các bạn sinh viên Công nghệ giống cây trồng khoá 39,

Tác giả Nguyễn Phúc Hảo

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Võ Công Thành đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho những lời khuyên và kinh nghiệm hết sức quí báu trong việc nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án này. GS.TS. Hà Thanh Toàn, NGND.PGS.TS. Huỳnh Thanh Nhã và ThS. Nguyễn Thành Long đã động viên, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học nghiên cứu sinh. Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Nông Nghiệp, khoa Sau Đại học. học Cây trồng. PGS. TS. Lê Việt Dũng, GS.TS. Nguyễn Bảo Vệ, PGS.TS. Trần Kim Tính, GS.TS. Lê Văn Hòa và TS. Nguyễn Thành Hối đã hướng dẫn, gợi ý, góp ý và cung cấp rất nhiều thông tin để tôi có thể hoàn thành tốt luận án này. Các anh chị, cán bộ Trung tâm khuyến nông tỉnh Long An đã nhiệt tình giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi tại địa phương để tôi có thể hoàn thành tốt phần thí nghiệm ngoài đồng trong luận án này. 40 và 41 đã đồng hành cùng tôi trong quá trình thực hiện các thí nghiệm. Xin chân thành cám ơn gia đình tôi đã ủng hộ cho tôi cả về mặt vật chất lẫn tinh thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi để tôi có thể yên tâm học tập và công tác. Xin trân trọng ghi nhớ tất cả những đóng góp chân tình, sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của bè bạn và các anh em mà tôi không thể liệt kê hết trong trang cảm tạ này.

TÓM TẮT

Cây lúa mùa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) thường được canh tác ở những vùng nhiễm phèn, mặn nhưng chỉ trổ được ở mùa vụ có thời gian chiếu sáng ngày ngắn. Vì vậy, việc làm mất ảnh hưởng của quang kỳ trên các giống lúa mùa nhưng vẫn duy trì được tính thích nghi, có phẩm chất gạo thơm ngon và chống chịu được phèn, mặn là yêu cầu cấp thiết hiện nay nhằm phục vụ cho sản xuất ở các vùng đất nhiễm phèn, mặn ở ĐBSCL, đặc biệt, trong điều kiện hạn hán gần như xuất hiện mỗi năm làm đất canh tác bị xì phèn hay hiện tượng mặn xâm nhập nhiều làm đất nhiễm mặn ngày càng trầm trọng. Với vật liệu ban đầu là giống lúa mùa Nàng Thơm Chợ Đào (NTCĐ) thu thập tại Cần Đước, Long An - bằng cách xử lý 1.000 hạt vào giai đoạn hạt nảy mầm ở nhiệt độ 500C trong suốt thời gian 5 phút, với mục đích gây sốc nhiệt nhằm tạo ra những biến đổi nhất định trên hạt lúa. Những hạt đã xử lý (Mo) được trồng và chọn dòng từ thế hệ M1 đến M5 trong nhà lưới trong điều kiện thời gian ngày dài và ngày ngắn xen kẽ. Kết quả cho thấy xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt có tần số xuất hiện những biến đổi là 2‰, chiều dài hạt thay đổi so với giống gốc (tăng 0,1 - 0,2 mm). Tổng cộng 4 dòng lúa mới được chọn, mất quang kỳ, có thời gian sinh trưởng ngắn (<110 ngày) năng suất cao (6,0 – 6,4 tấn/ha so với đối chứng 4,8 tấn/ha) trong điều kiện nhà lưới, chống chịu mặn giai đoạn mạ (9 - 12 dSm1) và vẫn giữ chất lượng gạo như giống NTCĐ gốc ở thế hệ M5. Các dòng này được tách thành 7 dòng ở thế hệ M6 và tiến hành đánh giá khả năng chịu phèn Al2(SO4)3 và phèn sắt Fe2O3, sau đó khảo nghiệm 2 vụ Đông Xuân 2016 – 2017; vụ Hè Thu 2017 với điều kiện đất canh tác nhiễm phèn ở xã Tân Thành, Mộc Hóa và Thị Xã Kiến Tường, tỉnh Long An. Kết quả cho thấy, dòng lúa LA15 và LA16 thể hiện tính chống chịu phèn khi canh tác ngoài đồng (cấp 1 vụ Đông Xuân và 3 ở vụ Hè Thu), gạo thơm, mềm cơm, hàm lượng amylose thấp (LA15 13,26%; LA16 13,07%); hàm lượng protein (LA15 6,62%; LA16 6,35%); năng suất thực tế >6 tấn/ha. Kết quả PCR với các mồi chuyên biệt cho thấy LA15 và LA16 có gen thơm đồng hợp lặn fgr. Quá trình chọn lọc mùi thơm của các dòng lúa mới có sử dụng marker phân tử protein liên kết với tính thơm với trọng khối 16kDA, cho hiệu quả chọn lọc cao và chính xác.

Từ khóa: Lúa chịu mặn, sốc nhiệt, lúa chịu phèn, lúa không quang kỳ.

SUMMARY

Traditional rice in the Mekong Delta are often cultivated in acidic and saline soils, but they can only flower in season with short-day period due to its photoperiod sensitive. Therefore, deflecting the photoperiod sensitive of these good quality, good adaptability and salinity tolerance seasonal rice varieties is an urgent requirement, to providing seed for production in the acidic and salty soils in the Mekong Delta. Especially, in drought conditions that almost occurs every year, makes the soil become contaminated with alum, or the phenomenon of salinity intrusion, makes the soil more and more salty. This study was carried out with a traditional rice variety: “Nang Thom Cho Dao”, by treating 1.000 seeds in the germination stage at temperature is 500C during 5 minutes to create heat shock, from which a certain change occurs in the grain. The treated seeds (M0) were planted and clone from generation M1 to M5 in the greenhouse with long - day and short - day lighting time alternating condition. The results showed that, heat shock treatment had frequency of changes was 2‰, the rice grain length changed in compared to the original variety (increased 0.1 to 0.2 mm). Four of new rice lines were selected, photoperiod insensitive, with short duration (<110 days), high yield (from 6.0 to 6.4 tons/ha in compared to the control variety 4.8 tons/ha) in greenhouse conditions, salinity tolerance at plating stage (from 9 to 12 dSm-1) and retained the grain quality like the original variety in M5 generation. These lines were separated into 7 lines in M6 generation and assessed aluminum resistance (Al2(SO4)3 )and iron resistance (Fe2O3) in nutrient solution. Then, these rice lines were used as experimental material in 2 crops: Winter- Spring crop 2016 - 2017; Summer-Autumn crop 2017 with alkaline soil conditions in Tan Thanh commune, Moc Hoa distrist and Kien Tuong town, Long An province. The results showed that LA15 and LA16 lines showed the tolerance to alkaline soil when cultivating in the field (level 1 in Winter-Spring and level 3 in Summer- Autumn crop), aromatic and soft rice, amylose content (LA15 13,26%, LA16 13,07%); protein content (LA15 6,62%, LA16 6,35%); Actual yield> 6 tons/ha. The PCR results with specific primers suggested that LA15 and LA16 lines have homozygous aromatic genes. The aroma selection process of new rice lines using the aroma-linked protein molecule marker, with a molecular weight is 16kDA, gives high selection efficiency and accuracy.

Keywords: Salinity tolerant rice variety, temperature shock method, acid-

iii

tolerant rice, non - photoperiod muatant rice.

MỤC LỤC

Nội dung Mục

Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học của luận án Ý nghĩa thực tiễn của luận án Điểm mới của luận án Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Thực trạng nghiên cứu và canh tác lúa thơm ở ĐBSCL Đất phèn và phèn nhiễm mặn

Lời cảm tạ Tóm tắt Tiếng Việt Sumary Trang cam kết kết quả Mục lục Danh sách bảng Danh sách hình Danh mục từ viết tắt Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.1 Mục tiêu cụ thể 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 2.1 2.2 2.2.1 Đất phèn 2.2.2 Đất phèn nhiễm mặn 2.3 Trang i ii iii iv v ix xi xii 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 6 6 8 9

Ảnh hưởng của pH đất; ngưỡng chịu phèn và cơ sở di truyền tính chống chịu phèn của cây lúa

2.3.1 Vai trò của pH đất 2.3.2 Độc nhôm và cơ sở di truyền của tính chống chịu độ độc nhôm 9 10

(phèn nhôm)

2.3.3 Độc sắt và cơ sở di truyền tính chống chịu độ độc sắt (phèn sắt) 2.4 Ảnh hưởng của mặn và khả năng chống chịu mặn của lúa 2.4.1 Ảnh hưởng của mặn đối với cây trồng 2.4.2 Ảnh hưởng của mặn lên quá trình sinh trưởng và phát triển của 12 15 15 17

cây lúa

2.4.3 Ngưỡng chống chịu mặn của lúa 2.5 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu phèn và mặn 19 20

của lúa

2.5.1 Kết quả nghiên cứu về tính chống chịu phèn 2.5.2 Kết quả nghiên cứu về tính chống chịu mặn 2.6 Mùi thơm và các yếu tố cấu thành mùi thơm của gạo 20 21 23

2.6.1 Mùi thơm của gạo 2.6.2 Các hợp chất tạo nên mùi thơm của gạo 2.6.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về mùi thơm của lúa 2.7 23 23 26 28

Phẩm chất hạt gạo

Đột biến

Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE trong công tác chọn tạo giống lúa thơm 2.7.1 Các công cụ và kỹ thuật proteomics 2.7.2 Các kỹ thuật phân tách protein 2.8 2.8.1 Tổng quan về phẩm chất hạt gạo 2.8.2 Chiều dài, hình dạng hạt gạo 2.8.3 Độ bạc bụng 2.8.4 Hàm lượng protein 2.8.5 Hàm lượng amylose 2.8.6 Độ trở hồ 2.8.7 Độ bền thể gel 2.9 2.9.1 Đột biến gen và cơ chế của đột biến 2.9.2 Các phương pháp gây đột biến trên lúa 2.9.3 Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt 2.9.4 Một số kết quả nghiên cứu liên quan đến phương pháp xử lý 28 29 31 31 31 31 32 32 33 33 34 34 35 37 39

nhiệt độ gây sốc nhiệt

2.10 Đặc điểm giống lúa Nàng Thơm Chợ đào địa phương và đặc 41

điểm của vùng nghiên cứu

42 42 43 43 44

2.10.1 Một số đặc điểm giống lúa Nàng Thơm Chợ đào địa phương 2.10.2 Vị trí địa lý 2.10.3 Điều kiện khí hậu thời tiết 2.10.4 Đất đai 2.10.5 Tài nguyên nước và chế độ thủy văn của vùng

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thời gian, phương tiện nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu

3.1 3.1.1 Thời gian và địa điểm 3.1.2 Vật liệu thí nghiệm 3.1.3 Thiết bị, hoá chất 3.2 3.3 3.3.1 Phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt 3.3.2 Phương pháp chọn dòng 3.3.3 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn NaCl của các giống 46 46 46 47 48 49 49 50 51

lúa trong điều kiện nhà lưới

52 3.3.4 Phương pháp đánh giá khả năng chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 của

các giống lúa trong điều kiện nhà lưới

54 3.3.5 Phương pháp đánh giá khả năng chịu phèn sắt FeSO4 của các

giống lúa trong điều kiện nhà lưới 3.3.6 Phương pháp đánh giá phẩm chất hạt gạo 3.3.7 Đánh giá sơ khởi trong nhà lưới ở thế hệ M5 3.3.8 Khảo nghiệm cơ bản (Quy phạm khảo nghiệm giống VCU của 56 60 64

Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011) 3.3.9 Phương pháp điện di protein SDS-PAGE (Laemmli, 1970) 3.3.10 Nhận diện gen thơm bằng chỉ thị phân tử ADN (Rogers and 71 72

3.4 4.1 72 73

Bendich, 1994) có cải tiến Phương pháp xử lý số liệu Chương 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Kết quả tạo dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt và chọn dòng phân ly từ thế hệ M1 đến M4

4.1.1 Kết quả xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt (thế hệ M1) 4.1.2 Thế hệ M2 đến thế hệ M4 Kết quả đánh giá các dòng triển vọng ở thế hệ M5 4.2 4.2.1 Đặc tính nông học và thành phần năng suất, năng suất các dòng 73 73 75 75

thế hệ M5

4.2.2 Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng hạt các dòng lúa NTCĐ 78

mới chọn lọc ở thế hệ M5

4.2.3 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng NTCĐ mới chọn 80

lọc ở thế hệ M5

4.2.4 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn của các dòng 85

4.3 91

NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 Kết quả khảo nghiệm cơ bản vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Mộc Hoá và thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An

4.3.1 Khả năng chống chịu phèn của các giống/dòng lúa qua 2 vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Tân Thành, Mộc Hóa, Long An

4.3.2 Khả năng chống chịu phèn của các giống/dòng lúa qua 2 vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại thị xã Kiến Tường, Long An

4.3.3 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn ngoài đồng 4.4 102 104

Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá độ thuần và mùi thơm của các dòng triển vọng

4.4.1 Đánh giá độ thuần bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE 4.4.2 Kết quả xác định dấu chỉ thị protein (polypeptide) liên kết với 104 106

tính thơm của lúa

4.4.3 Kết quả nhận diện gen thơm của các giống/dòng lúa thí nghiệm 111

vii

bằng chỉ thị phân tử ADN Chương 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận 5.1 113

5.2 Đề nghị Các công trình công bố kết quả nghiên cứu của luận án Tài liệu tham khảo

viii

Bảng phân tích phương sai Một số hình ảnh thí nghiệm 113 115 116 124 137

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Trang 16

2.2 16

Tựa bảng Bảng đánh giá độ mặn dựa vào chỉ tiêu Cl- và tỷ lệ muối hòa tan Thang đánh giá cho đặc tính độ dẫn điện của đất Western Agricultural Laboratories, 2002 (trích dẫn từ Ngô Ngọc Hưng, 2004) Tạo đột biến bằng việc sử dụng các tác nhân vật lý 2.3 2.4 Tạo đột biến bằng các tác nhân hoá học 3.1 Một số đặc tính của vật liệu thí nghiệm 3.2 35 36 47 52

3.3 53

3.4 54

3.5 55

3.6 3.7 3.8 3.9 57 59 60 60

Tiêu chuẩn đánh giá mức độ chống chịu mặn NaCl (SES) ở giai đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI, 1997) Thang đánh giá mức độ chống chịu ngộ độc nhôm (SES) ở giai đoạn tăng trưởng (IRRI, 1997) Thang đánh giá mức độ chống chịu ngộ độc sắt (SES) ở giai đoạn tăng trưởng (IRRI, 1997) Chuẩn bị dung dịch mẹ của môi trường Yoshida (Yoshida và ctv., 1976) Thang đánh giá hàm lượng amylose (IRRI, 1988) Bảng phân cấp độ độ trở hồ (Jennings và ctv., 1979) Phân cấp độ bền thể gel (IRRI, 1996) Tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt gạo theo IRRI (Juliano và ctv., 1993)

3.10 Lịch bón phân và lượng phân nguyên chất bón (tính cho 62

100 m2 diện tích thí nghiệm)

3.11 Lượng phân thương mại sử dụng và thời điểm bón (tính 62

cho 100 m2 diện tích thí nghiệm)

3.12 Một số đặc tính của bộ giống/dòng lúa thí nghiệm (LA11 65

đến LA18 ghi nhận ở thế hệ M5)

3.13 Lịch bón phân và lượng phân nguyên chất bón (tính cho 66

1.000 m2 ruộng thí nghiệm)

3.14 Lượng phân thương mại sử dụng và thời điểm bón (tính 67

68 68

cho 1.000 m2 ruộng thí nghiệm) 3.15 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 3.16 Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011) có hiệu chỉnh để phù hợp với diện tích ruộng thí nghiệm

3.17 Thang đánh giá khả năng chống chịu phèn của lúa trong 69

điều kiện canh tác ngoài đồng (IRRI, 2002) Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đất

3.18 3.19 Công thức pha dung dịch tạo 1 gel 3.20 Bốn primer nhận diện gen thơm fgr 4.1 70 71 72 74 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất thế hệ M2

4.2 75

4.3 76

77 4.4

Tổng hợp các dòng triển vọng chọn được từ thế hệ M2 đến thế hệ M4 Thời gian sinh trưởng, cao cây các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 Thành phần năng suất, năng suất của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5

4.5 Một số chỉ tiêu chất lượng hạt các dòng lúa NTCĐ mới 79

4.6 84

4.7 85

4.8 87

4.9 90

chọn lọc ở thế hệ M5 Cấp chống chịu mặn của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 Bảng mã hoá và tách dòng các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc để thanh lọc phèn Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 của các giống/dòng lúa thí nghiệm Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn sắt FeSO4 của các giống/dòng lúa thí nghiệm

4.10 Kết quả một số chỉ tiêu trong đất tại xã Tân Thành, Mộc 92

Hóa, Long An

4.11 Khả năng nảy chồi của các dòng lúa thí nghiệm qua các vụ 94

(chồi)

4.12 Thành phần năng suất và năng suất của 8 giống/dòng lúa thí nghiệm vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Tân Thành, Mộc Hóa, Long An

4.13 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong đất tại thị xã Kiến 98

Tường, Long An

99 100

4.14 Khả năng nảy chồi của các dòng lúa thí nghiệm qua các vụ 4.15 Thành phần năng và năng suất và năng suất của 8 giống/dòng lúa thí nghiệm vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Thị xã Kiến Tường, Long An 4.16 Một số chỉ tiêu phẩm chất của 8 giống/dòng lúa khảo 102

nghiệm và giống NTCĐ đối chứng

4.17 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn trong điều 103

4.18 103

kiện canh tác ngoài đồng (cấp) So sánh một số chỉ tiêu giữa giống NTCĐ gốc và 2 dòng lúa ưu tú mới chọn lọc 4.19 Kết quả đánh giá mùi thơm các giống/dòng lúa bằng KOH 106

1,7%

DANH SÁCH HÌNH

Tựa hình

Hình 2.1 2.2 Trang 5 7

Phẫu diện đất phèn tại Long An và các đặc tính đi kèm (a) Đất phèn tiềm tàng; (b) Đất phèn hoạt động có tầng sinh phèn nằm gần mặt đất Sơ đồ điện di protein SDS-PAGE Sơ đồ phân tích protein bằng điện di 2 - DE

2.3 2.4 2.5 Biến thiên nhiệt độ và hoạt động của enzyme (McDonald, 29 30 38

3.1 3.2 51 61

3.3 64

1999) Sơ đồ chọn lọc dòng thuần qua các thế hệ Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá sơ khởi các dòng M5 trong điều kiện nhà lưới Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản các giống/dòng lúa trong điều kiện canh tác ngoài đồng tại Mộc Hoá và thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An vụ Đông Xuân 2016-2017 và Hè Thu 2017

4.1 Đánh giá khả năng chống chịu mặn của các giống/dòng lúa 81

mới chọn lọc ở thế hệ M5 ở 3 dSm-1 và 6 dSm-1 4.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn của các giống/dòng lúa 83

mới chọn lọc ở thế hệ M5 ở 9 dSm-1 và 12 dSm-1 4.3 Khả năng chống chịu phèn nhôm của các giống/dòng lúa ở 86

các nồng độ thử nghiệm

4.4 Khả năng chống chịu phèn sắt của các giống/dòng lúa ở các 89

nồng độ thử nghiệm

4.5 Diễn biến pH nước vụ ĐX 2016-2017 và vụ HT 2017 tại xã 92

Tân Thành, huyện Mộc Hóa, Long An

4.6 Diễn biến pH nước vụ ĐX 2016-2017 và vụ HT 2017 tại thị 97

xã Kiến Tường Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa thí nghiệm Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa thí nghiệm Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa khảo nghiệm 4.7 4.8 4.9 4.10 Phổ điện di protein thành phần giống/dòng lúa thơm và 104 105 105 107

không thơm

4.11 Phổ điện di protein thành phần các giống/dòng lúa thơm 4.12 Phổ điện di protein thành phần các giống/dòng lúa không 108 109

thơm

110 4.13 Phổ điện di protein thành phần của các giống/dòng lúa có marker 4.14 Phổ điện di các giống/dòng với 4 mồi EAP, ESP, INSP, 111

IFAP

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ

ABRE Abscisic acid response element

Bộ NN & PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Cation Exchange Capacity (khả năng trao đổi cation CEC

Giống chuẩn kháng CK

ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long

ĐC Giống đối chứng

EC Electrical Conductivity (Độ dẫn điện)

ECe

Electrical Conductivity of the extract (Độ dẫn điện bão hòa)

EDTA Etylen Diamin Tetra Acetic acid

FAO

Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức thực phẩm và nông nghiệp của Liên hợp quốc)

IRRI

International Rice Research Institute (Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế)

LEA

Late embryogenesis abundant proteins là protein có trọng lượng phân tử khoảng 10-30 kDa

NTCĐ Nàng Thơm Chợ Đào

NSC Ngày sau cấy

PCR Polymerase Chain Reaction (phản ứng khuyếch đại gen)

QTL

Quantitative Trait Loci (Các locus tính trạng đo đếm được)

SAR Sodium absorb ratio (Tỉ lệ natri hấp thu)

SDS-PAGE - Polyacrylamide gel

Sodium dodecyl sulphate electrophoresis

SES Standard Evaluation Score (Cấp đánh giá tiêu chuẩn)

SSSA The Soil Science Society of America

xii

TGST Thời gian sinh trưởng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết

Hầu hết các vùng lúa nước sâu ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là đất phèn, nồng độ sắt và nhôm cao, gây độc hại cho cây lúa nhất là ở giai đoạn mạ trước khi ngập, đặc biệt trong điều kiện mưa nắng thất thường. Những năm gần đây, hạn hán xuất hiện với tần suất dày hơn, làm cho những vùng đất sử dụng nước để ém phèn, nay lại xì phèn. Hạn hán làm cho hiện tượng xâm nhập mặn ở một số vùng đất ven biển, thậm chí những vùng xa cửa sông trở nên trầm trọng hơn (mùa khô năm 2015, ở ĐBSCL chỉ có tỉnh Đồng Tháp là không bị nhiễm mặn), tạo nên quá trình mặn trong đất, ảnh hưởng rất lớn lên canh tác lúa. Cây lúa sống trong điều kiện có độc chất sắt, nhôm hoặc mặn trong đất sẽ chịu nhiều tác động cùng lúc, chẳng hạn như sự thiếu hụt lân, thừa sắt nhôm, và các hợp chất có chứa lưu huỳnh (S), lá teo tóp, khô, cây lúa có thể ngừng sinh trưởng… Các biểu hiện về triệu chứng gây độc này rất phức tạp, vì tác động và tính chất tổng hợp của nó.

Vài thập niên trở lại đây, trong công tác chọn giống ở Việt Nam, các nhà chọn giống đã cố gắng để chọn tạo ra nhiều giống lúa mới có khả năng canh tác được trên vùng đất phèn, phèn mặn, điều này càng phù hợp với nhu cầu hiện nay, nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu, mặn xâm nhập nhiều, ảnh hưởng nặng nề đến canh tác lúa, khi những vùng trước đây vốn có khả năng ém phèn lại trở thành vùng phèn hoạt động, vùng đất không mặn lại trở thành vùng nhiễm mặn; hay quá trình khai thác các vùng đất phèn cũng có nhu cầu cao về các giống lúa này. Các nhà chọn giống đã sử dụng nhiều công cụ như lai tạo, xử lý đột biến bằng các tác nhân vật lý hoặc hoá học, khai thác nguồn gen của các giống lúa bản địa… để tạo ra những giống lúa mới cho mục tiêu trên.

Trong các phương pháp chọn giống đó, xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt nhằm tạo ra những biến đổi nhất định trên hệ thống tái sinh của thực vật (đối với lúa là giai đoạn hạt nảy mầm) cũng được quan tâm. Song song đó, việc kết hợp thanh lọc khả năng chống chịu phèn và mặn trong môi trường dung dịch dinh dưỡng cũng như kết hợp các phương pháp để đánh giá và chọn lọc các đặc tính về phẩm chất trong quá trình chọn lọc giống mới là một bước đi quan trọng và cần thiết trong công tác chọn các giống lúa chống chịu phèn, mặn này. Đó là cơ sở để đánh giá khả năng chống chịu trước khi có những thí nghiệm trong điều kiện canh tác tại các vùng phèn, mặn điển hình ở Đồng bằng sông Cửu Long cũng như duy trì và phát huy những đặc tính tốt về phẩm chất của các giống mới chọn lọc.

Xuất phát từ các yêu cầu trên, hướng nghiên cứu: “Nghiên cứu giống lúa thơm trong điều kiện phèn và phèn mặn” được đặt ra, nhằm chọn lọc được các giống lúa canh tác tốt trong điều kiện phèn và phèn mặn mà vẫn duy trì được tính thơm cũng như giữ được những đặc tính tốt của giống.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu chung

Chọn lọc được giống/dòng lúa thơm phát triển được trong điều kiện phèn

và phèn mặn.

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

Chọn được giống/dòng lúa thơm ngắn ngày (≤ 110 ngày), chịu phèn, chống chịu mặn (≤ 9 dSm-1), năng suất cao (≥ 5 tấn/ha), hàm lượng amylose (< 20%).

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Sử dụng giống lúa mùa Nàng Thơm Chợ Đào thu thập tại Long An làm

vật liệu nghiên cứu.

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Chọn lọc ra giống, dòng lúa thơm mới, có khả năng phát triển được trong điều kiện đất bị nhiễm phèn, phèn mặn bằng biện pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt vào giai đoạn nảy mầm. Quá trình chọn lọc kết hợp phân tích các chỉ tiêu phẩm chất, sử dụng chỉ thị protein liên kết với tính thơm để tăng hiệu quả chọn lọc. Khảo nghiệm ở điều kiện canh tác thực tế khi các dòng lúa mới chọn tạo có biểu hiện thuần.

Xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên vật liệu ban đầu nhằm tạo ra những biến đổi nhất định, từ đó chọn lọc các dòng lúa mới theo các mục tiêu đặt ra (từ thế hệ M1 đến thế hệ M5), đồng thời thanh lọc khả năng chống chịu phèn và mặn của các dòng trong dung dịch dinh dưỡng.

Khảo nghiệm cơ bản các dòng lúa mới chọn lọc ưu tú tại vùng đất nhiễm

phèn và phèn mặn Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An.

Thời gian thực hiện các thí nghiệm từ tháng 1/2015 đến tháng 9/2017.

1.5 Nội dung nghiên cứu

Xử lý đột biến trên vật liệu ban đầu bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt, chọn dòng đột biến (từ thế hệ M1 đến thế hệ M5), đồng thời thanh lọc khả năng chống chịu phèn và mặn của các dòng trong dung dịch dinh dưỡng.

Xác định chỉ thị protein (là polypeptide liên kết với tính thơm của lúa) để áp dụng trong quá trình chọn lọc các giống lúa thơm nhằm rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả chọn lọc.

Phân tích các chỉ tiêu phẩm chất, nông học và thành phần năng suất của các dòng lúa mới chọn lọc để có cơ sở chọn dòng khảo nghiệm thực tế ngoài đồng.

Khảo nghiệm cơ bản các dòng lúa mới chọn lọc tại vùng đất nhiễm phèn

và phèn mặn ở Long An.

1.6 Ý nghĩa khoa học của luận án

Chỉ thị protein (polypeptide liên kết với tính thơm của lúa) có thể sử dụng như một công cụ trong việc xác định nhanh những giống/dòng lúa thơm, tăng hiệu quả và rút ngắn được thời gian chọn lọc.

Qui trình hoàn chỉnh chọn lọc dòng lúa mới qua các thế hệ được xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt vào giai đoạn nảy mầm, áp dụng trên giống lúa mùa bị ảnh hưởng bởi quang kỳ là một công cụ hữu hiệu, có thể áp dụng trên những nghiên cứu khác với giống lúa mùa.

1.7 Ý nghĩa thực tiễn của luận án

Chọn được giống/dòng lúa thơm mới không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ, có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện canh tác ở những vùng khó khăn, bị nhiễm phèn và phèn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long.

1.8 Điểm mới của luận án

Tính mới của nghiên cứu này là:

+ Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE xác định được marker phân tử liên kết với tính thơm của các giống lúa thơm, làm cơ sở để nhanh chóng phát hiện và chọn lọc được giống lúa thơm.

+ Qui trình chọn lọc dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt qua các thế hệ, có thể chọn lọc được các dòng lúa mới với năng suất và phẩm chất phù hợp mục tiêu chọn lọc, áp dụng cho các giống lúa mùa (bị ảnh hưởng bởi quang kỳ).

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Thực trạng nghiên cứu và canh tác lúa thơm ở ĐBSCL

Không kể hải đảo, ĐBSCL có diện tích tự nhiên là 3.933.132 ha, chia ra 3 nhóm đất chiếm diện tích lớn nhất là đất phèn và phèn nhiễm mặn (1.600.263 ha), đất phù sa (1.184.857 ha) và đất mặn (744.547 ha) (Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2005). Do có đường bờ biển dài nên diện tích trồng lúa bị nhiễm mặn và phèn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long rất lớn, diện tích đất trồng lúa bị nhiễm phèn mặn này ngày càng gia tăng do ảnh hưởng của hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển ngày càng xâm nhập sâu vào đất liền. Những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của phèn mặn có thể kể đến là Cà Mau, Bạc Liêu, Kiên Giang, Trà Vinh, Long An…đây là những vùng phát triển rất mạnh các mô hình canh tác trồng trọt hoặc nuôi thủy sản, với mô hình canh tác lúa - tôm phổ biến với tính khả thi cao đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt và có sức hấp dẫn mạnh đối với người dân, trở thành phương thức sản xuất của nhiều hộ nông dân (Nguyễn Thanh Tường và ctv. 2005). Sau một thời gian thực hiện mô hình lúa - tôm, một số vấn đề về môi trường bắt đầu nảy sinh và gây ra mối quan ngại về tính bền vững của mô hình này (Phan Minh Quang, 2009). Sự gia tăng nhanh chóng diện tích canh tác lúa - tôm theo nhu cầu của nông dân, việc áp dụng kỹ thuật canh tác theo kinh nghiệm, giống lúa chống chịu phèn mặn còn thiếu, cũng như chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức (Nguyễn Văn Cường và Võ Công Thành, 2012) sẽ là những nguyên nhân gây ra sự mặn hóa của đất, vật liệu sinh phèn bị oxy hóa mạnh, làm đất bị nhiễm phèn, làm suy thoái môi trường đất canh tác, ảnh hưởng đến năng suất lúa và gây ra những tổn thất không nhỏ về kinh tế của hộ nông dân trong vùng canh tác lúa - tôm ở Bạc Liêu.

Trong những năm gần đây, việc ứng dụng các kỹ thuật chọn lọc giống chống chịu phèn mặn ngày càng được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là kỹ thuật điện di ADN (microsatelite) để chọn được những giống có khả năng chống chịu phèn mặn (Nguyễn Thị Lang và ctv., 2001), đồng thời yêu cầu thực tiễn cũng đặt ra cần có sự kết hợp giữa sử dụng giống chống chịu phèn mặn với việc nghiên cứu để tìm biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp nhằm hạn chế tác hại của phèn mặn ảnh hưởng đến năng suất cây lúa, đồng thời duy trì được tính bền vững của môi trường đất canh tác. Các nhà khoa học cũng đánh giá rằng, trong tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay, phèn mặn là một trong những yếu tố quan trọng làm giảm năng suất và sản lượng lúa hiện nay và trong những năm tới. Trong khi đó các giống lúa đang được sản xuất tại các vùng nhiễm phèn mặn Đồng bằng sông Cửu Long chưa được nghiên cứu sâu, chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất.

Hình 2.1 Phẫu diện đất phèn tại Long An và các đặc tính đi kèm (nguồn: Bảo tàng đất Việt Nam, 1997)

Mặc khác, nhu cầu lúa gạo của thị trường trong những năm gần đây đặc biệt chú trọng đến các giống lúa có chất lượng cao. Gạo có chất lượng cao được xác định bởi rất nhiều yếu tố như: hình dạng hạt, giá trị dinh dưỡng, hương thơm, chất lượng sau khi chế biến…Trong đó, hương thơm được xem là một trong những đặc tính quan trọng. Trong khi giá gạo của các giống lúa truyền thống suy giảm, các loại lúa gạo đặc sản, nhất là những loại gạo thơm vẫn giữ được giá cao và ổn định. Năm 2006 giá gạo không thơm là từ 250 - 300 USD/tấn và giá gạo thơm Jasmine là 400 USD/tấn trong khi đó giá gạo thơm Basmati được bán là 850 USD/tấn. Do vậy, phát triển các loại gạo chất lượng vừa giúp mở rộng thị trường nội địa và phục vụ xuất khẩu vừa tạo cơ hội để nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân và mang ngoại tệ về cho đất nước.

Hiện nay, các chương trình phát triển và bảo tồn giống lúa chất lượng đang là vấn đề được rất nhiều nước trên thế giới quan tâm. Tuy nhiên, việc chọn tạo các giống lúa chất lượng bằng các phương pháp truyền thống là khá khó khăn, bởi sự di truyền đa gen và tương tác của môi trường là những yếu tố gây khó khăn trong việc cải tiến các tính trạng chất lượng. Chọn tạo giống lúa chất lượng đòi hỏi vật liệu ban đầu (dòng bố mẹ) có sự đa dạng di truyền rất rộng. Những hiểu biết về mặt đa dạng di truyền nguồn gen là một điều kiện tiên quyết để kế tục và sử dụng một cách có hiệu quả trong các phương pháp chọn tạo giống lúa chất lượng.

Những nghiên cứu về các giống lúa thơm cho thấy, các giống lúa thơm sẽ có khuynh hướng biểu hiện mùi thơm tốt hơn trong các điều kiện bất lợi (thiếu dinh dưỡng, khô hạn, phèn mặn…), vì trong các điều kiện này, khả năng tổng hợp các hợp chất có mùi (chứa vòng benzen và phenol), sẽ mạnh mẽ hơn, những chất biến dưỡng này có vai trò trong việc giúp cây lúa tồn tại tốt trong điều kiện khắc nghiệt. Những năm gần đây, lúa mùa ở các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long không thể cấy đúng lịch thời vụ được. Nguyên nhân, do trời nắng hạn kéo dài, nền ruộng bị nhiễm mặn và phèn trong quá trình nuôi tôm nhưng không có nước ngọt để rửa mặn hay hạn hán làm trầm trọng thêm hiện tượng xì phèn và xâm nhập mặn. Nếu cấy lúa xuống, cây lúa không thể chịu được độ mặn và phèn cao sẽ chết và nếu cấy trễ thì mặn vào cuối vụ cây lúa cũng sẽ cho năng suất thấp.

Chính vì những vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu để phát triển các giống lúa trong điều kiện phèn mặn, nhất là các giống lúa thơm là yêu cầu rất cấp thiết để giải quyết nhanh những vấn đề của những vũng canh tác bị nhiễm phèn mặn ở ĐBSCL, góp phần gia tăng giá trị sản xuất của vùng, thích ứng với biến đổi khí hậu và bảo đảm an ninh lương thực quốc gia.

2.2 Đất phèn và phèn nhiễm mặn

2.2.1 Đất phèn

2.2.1.1 Khái niệm

Nhóm đất phèn, tên theo phân loại của FAO là Thionic Fluvisols là tên gọi dùng để chỉ nhóm đất có chứa các vật liệu mà kết quả của các tiến trình sinh hoá xảy ra là axít sulfuric được tạo thành hoặc sẽ sinh ra với một số lượng có ảnh hưởng lâu dài đến những đặc tính chủ yếu của đất.

2.2.1.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành đất phèn

Các loại đất và trầm tích dễ trở thành đất phèn nhất là các loại được hình thành trong thời gian 10.000 năm trở lại đây, sau sự kiện dâng lên của nước biển (biển tiến) lớn nhất gần đây. Khi mực nước biển dâng lên và làm ngập đất, sulfat trong nước biển trộn lẫn với các trầm tích đất chứa các ôxít sắt và các chất hữu cơ. Trong các điều kiện yếm khí này, các vi khuẩn ưa phân hủy các chất vô cơ như Thiobacillus ferrooxidans (là những loại vi khuẩn có khả năng oxi hóa các khoáng chất bằng ôxy của không khí) phân hủy các sulfua sắt (chủ yếu là dạng pyrit) để tạo thành sunphat và axit sunphuric, đây là những thành tố tạo thành đất phèn có hàm lượng sunphat cao và bị chua (do axit sunphuric). Nhiệt độ ấm và ôxy của không khí là điều kiện thích hợp cho các vi khuẩn này phát triển và hoạt động mạnh, tạo ra một tiềm năng lớn hơn cho quá trình phân hủy sulfua sắt (ở dạng pyirit) thành sunphat sắt và axit sunphuric. Các môi trường ngập nước vùng nhiệt đới, chẳng hạn các khu rừng đước hay các khu vực cửa

sông, có thể chứa hàm lượng pyrit cao hơn so với các môi trường tương tự nhưng ở vùng ôn đới.

Pyrit là ổn định cho tới khi nó bị lộ ra ngoài không khí, từ thời điểm này thì pyrit bị oxi hóa và sinh ra axít sulfuric. Ảnh hưởng của đất phèn có thể kéo dài, có thể lên tới đỉnh theo mùa (sau thời kỳ khô hạn và khi bắt đầu có mưa). Tại một số khu vực, đất phèn đã thau chua từ khoảng 100 năm trước vẫn còn giải phóng ra axít.

2.2.1.3 Phân loại đất phèn

Có 2 loại đất phèn: Đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt động

* Đất phèn tiềm tàng

Đất phèn tiềm tàng (theo phân loại FAO: Proto-Thionic Fluvisols) là đơn vị đất thuộc nhóm đất phù sa phèn. Đất phèn tiềm tàng được hình thành trong vùng chịu ảnh hưởng của nước có chứa nhiều sulfat. Trong điều kiệm yếm khí cùng với hoạt động của vi sinh vật, sulfat bị khử để tạo thành lưu huỳnh và chất này sẽ kết hợp với sắt có trong trầm tích để tạo thành FeS2.

* Đất phèn hoạt động

Hình 2.2 (a) Đất phèn tiềm tàng; (b) Đất phèn hoạt động (nguồn: ngân hàng đất Việt Nam) Ghi chú: Đất phèn tiềm tàng (a) Pyrit nằm trong tầng khử (màu xám đen) bị ôxi hóa do ôxy xâm nhập xuống, jarosit (màu vàng) và ôxít sắt (màu nâu) được hình thành. Đất phèn vùng Đồng Tháp Mười - Đất phèn hoạt động (b) có tầng sinh phèn nằm gần mặt đất

Độ pH của đất phèn tiềm tàng nằm trong khoảng trung tính do môi trường đất ở điều kiện khử, chưa bị ôxi hóa. Đối với đất phèn tiềm tàng bị ảnh hưởng mặn ở vùng duyên hải thì giá trị pH đất có thể lớn hơn 7,0. Tuy nhiên, khi bị ôxi hóa thì pH có thể hạ xuống rất nhanh, khi đó pH có thể hạ thấp dưới 2,0.

tiên với sự hiện diện của

Khi đất phèn tiềm tàng bị ôxi hóa để trở thành đất phèn hoạt động thì hình tinh thái đất bị biến đổi đầu khoáng jarosit (KFe3(SO4)2(OH)6) màu vàng rơm (2.5Y8/6 - theo bảng so màu đất Munsell). Đây là khoáng có màu đặc trưng dùng để chẩn đoán tầng phèn và là một trong những tiêu chuẩn được dùng để phân loại đất phèn hoạt động.

Các độc chất trong đất phèn hoạt động chủ yếu là hợp chất chứa sắt (Fe), 2-). Tuy nhiên, không phải bất cứ lúc nào tất cả các hợp nhôm (Al) và sulfat (SO4 chất này đều gây độc cho thực vật và thủy sinh vật trên vùng đất phèn mà nó tùy thuộc vào môi trường đất vốn thay đổi theo mùa hoặc do bởi những yếu tố tác động khác.

2.2.2 Đất phèn nhiễm mặn

2.2.2.1 Khái niệm

Là nhóm đất phù sa bị nhiễm mặn và có xuất hiện các yếu tố phèn, vật liệu sinh phèn ở các mức độ khác nhau. Có nhiều dọc duyên hải biển Đông và duyên hải biển Tây của đồng bằng sông Cửu Long (Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Tiền Giang, Long An…), thường có thành phần cơ giới nặng, hàm lượng sét cao.

2.2.2.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành đất phèn mặn

Đất phèn nhiễm mặn thường tập trung vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long, là loại đất trong thành phần khoáng chứa nhiều sunfua (FeS, FeS2) và sunfat sắt, nhôm (FeSO4, Fe2(SO4)3, Ah2(SO4)3 bị ảnh hưởng bởi quá trình mặn (sự xâm nhập của triều cường), là nhóm đất khó khăn trong canh tác (Ngô Ngọc Hưng, 2009).

Đồng bằng sông Cửu Long có diện tích đất phèn và phèn nhiễm mặn rất lớn, hơn 1,6 triệu hecta trên tổng số hơn 4 triệu hecta đất tự nhiên của vùng (Ngô Ngọc Hưng, 2009). Sự hình thành các vùng đất phèn nhiễm mặn phần lớn tập trung chủ yếu là vùng bờ biển nhiệt đới có rừng ngập mặn. Quá trình phèn hóa trải qua hai giai đoạn:

+ Giai đoạn tích lũy lưu huỳnh: các hợp chất hữu cơ chứa nhiều lưu huỳnh do xác thực vật (sú, vẹt, tràm…) bị phân hùy ở điều kiện yếm khí tạo nên các sunfua (chù yếu là FeS2).

+ Giai đoạn ô-xi hóa các sunfua hình thành đất phèn xảy ra vào mùa khô. Mùa khô nhiệt độ cao, nắng gắt, không mưa làm cho đất bị khô hạn, quá trình

ô-xi hóa diễn ra mạnh, các sunfua bị ô-xi hóa thành các sunfat và axit sunfuaric. Axit này xâm nhập vào keo sét chứa nhôm, sất tạo nên sunfat nhôm (phèn nhôm) hoặc sunfat sắt (phèn sắt).

+ Quá trình xâm nhập mặn bởi triều cường trong thời gian dài tạo nên

yếu tố mặn trong đất (Ngô Ngọc Hưng, 2009).

Để cải tạo và sử dụng tốt đất phèn nhiễm mặn, có thể dùng biện pháp tổng hợp: dùng thủy lợi dẫn nước ngọt vào rửa phèn, mặn kết hợp với dùng nước ém phèn trong mùa khô, lên liếp, dùng giống kháng chịu phèn, mặn, dùng vôi để khử chua… (Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2005)

2.3 Ảnh hưởng của pH đất; ngưỡng chịu phèn và cơ sở di truyền tính chống chịu phèn của cây lúa

2.3.1 Vai trò của pH đất

aq
H3O+

Độ pH của đất là

thước đo độ axit hoặc tính bazơ (độ kiềm) của đất. pH được định nghĩa là logarit âm (cơ sở 10) hoạt động của các ion hydronium (H+
hay chính xác hơn là H3O+ aq) trong một dung dịch. Trong đất, nó được đo trong bùn đất trộn với nước (hoặc dung dịch muối, chẳng hạn như 0,01 M CaCl2
CaCl2) và thường rơi vào khoảng từ 3 đến 10, với 7 là trung tính. Đất chua có độ pH dưới 7 và đất kiềm có độ pH trên 7. Đất siêu axit (pH <3,5) và đất kiềm rất mạnh (pH> 9) là rất hiếm (Slessarev và ctv., 2016)

Độ pH của đất được coi là một biến số chính trong đất vì nó ảnh hưởng đến nhiều quá trình hóa học. Nó đặc biệt ảnh hưởng đến lượng dinh dưỡng thực vật bằng cách kiểm soát các dạng hóa học của các chất dinh dưỡng khác nhau và ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học mà chúng trải qua. Phạm vi pH tối ưu cho hầu hết các cây trồng là từ 5,5 đến 7,5;tuy nhiên, nhiều loại cây trồng đã thích nghi để phát triển mạnh ở độ pH nằm ngoài phạm vi này.

pH đất ảnh hưởng đến sự sẵn có của một số chất dinh dưỡng thực vật: Độc tính nhôm có ảnh hưởng trực tiếp đến sự tăng trưởng của thực vật; tuy nhiên, bằng cách hạn chế sự phát triển của rễ, nó cũng làm giảm sự sẵn có của các chất dinh dưỡng thực vật. Do rễ bị hư hại, sự hấp thu chất dinh dưỡng bị giảm và sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng đa lượng (nitơ, phốt pho, kali, canxi và magiê) thường gặp trong đất có tính axit rất mạnh đối với đất siêu axit (pH <5,0). (Bolan và ctv., 2011).

Molypden có sẵn được tăng ở pH cao hơn; điều này là do ion molybden

bị hấp thụ mạnh hơn bởi các hạt đất sét ở pH thấp hơn.

Kẽm, sắt, đồng và mangan cho thấy giảm khả dụng ở pH cao hơn (tăng

độ hấp thụ ở pH cao hơn).

Ảnh hưởng của pH đến lượng phốt pho thay đổi đáng kể, tùy thuộc vào điều kiện đất đai và vụ mùa. Quan điểm phổ biến trong những năm 1940 và 1950 là tính khả dụng của P được tối đa hóa gần mức trung tính (pH đất 6,5.57,5), và giảm ở pH cao hơn và thấp hơn.Tuy nhiên, tương tác của phốt pho với pH trong phạm vi vừa phải đến hơi axit (pH 5,5 - 6,5) phức tạp hơn nhiều so với đề xuất của quan điểm này. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm nhà kính và thử nghiệm thực địa đã chỉ ra rằng việc tăng pH trong phạm vi này có thể tăng, giảm hoặc không ảnh hưởng đến tính khả dụng của P đối với cây trồng. (Bolan và ctv., 2011).

2.3.2 Độc nhôm và cơ sở di truyền của tính chống chịu độ độc nhôm

(phèn nhôm)

Năng suất cây trồng trên đất acid, đất phèn bị ảnh hưởng rất đáng kể do nhiều yếu tố: (1) độ độc sắt, (2) độ độc nhôm, (3) độ pH thấp, (4) thiếu lân, v.v...

Triệu chứng quan trọng nhất của độc Al là hạn chế sự sinh trưởng của rễ. Có thể do tác động của Al lên vách tế bào cũng như tác dụng độc của Al đến màng plasma của các tế bào non và ở ngoài cùng của rễ hoặc trên symplasma của rễ. Al tác động đến các chức năng của màng plasma và làm giảm dòng đi vào của Ca2+ và Mg2+. Một số giống lúa có khả năng chống lại nồng độ Al cao do loại trừ Al bằng đỉnh rễ hoặc bằng tính chống chịu Al của mô thực vật ở symplasma. Cây bị độc Al trong một thời gian dài sẽ hạn chế sự sinh trưởng của ngọn do gây ra thiếu dinh dưỡng (Mg, Ca, P) và không cân bằng phyto hoocmôn.

* Ngưỡng gây độc Al

+ Đối với cây:

Ở giai đoạn sinh trưởng (lúc đẻ nhánh) và quan sát tại bộ phận ngọn cây, khoảng tối thích là 15-18 mg kg-1 và ngưỡng giới hạn xuất hiện độc Al ở cây lúa là > 100 mg kg-1 (Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000).

+ Đối với đất Độ bão hoà Al >30%, pH(H2O) <5 và >1-2 mg Al L-1 dung dịch đất cho

thấy khả năng độc Al.

* Các nguyên nhân gây ra độc Al Nồng độ Al3+ quá cao trong dung dịch đất được gây ra do pH đất thấp

(<5).

Nồng độ Al trong dung dịch đất phụ thuộc vào pH đất cũng như nồng dộ

của các hợp chất hữu cơ và vô cơ có thể hình thành phức chất với Al.

* Các trường hợp xuất hiện độc Al

Sự độc Al ít khi xảy ra ở các đất lúa trũng thấp trừ ở một số loại đất có quá trình khử diễn ra rất chậm sau khi ngập nước. Độc Al là một trong những yếu tố chính hạn chế năng suất cây trồng trên các đất dốc chua và thường liên quan với sự cố định P rất mạnh và sự thiếu P. Độc Al có thể xuất hiện ở những loại đất sau:

+ Các đất dốc có hàm lượng Al trao đổi cao. Độc Al thường xuất hiện

cùng với độc Mn.

+ Các đất phèn, đặc biệt khi lúa sinh trưởng như cây trồng trên đất dốc

trong một vài tuần trước khi ngập nước (ở Thái Lan).

+ Đất bị ngập có pH <4 trước khi triệu chứng độc Fe xuất hiện.

Độ độc nhôm được xem như yếu tố hạn chế chính đối với sự tăng trưởng của cây trồng. Người ta chưa biết nhiều về cơ chế chống chịu độ độc nhôm của cây trồng ở mức độ sinh học phân tử. Trong các loài mễ cốc, cây lúa mạch đen (rye) được xem như là cây có tính chống chịu độ độc nhôm tốt nhất. Aniol và Gustafson (1984) phát hiện tính chống chịu này ở cây lúa mạch đen, được điều khiển bởi những gen chủ lực định vị trên nhiễm sắc thể 3R và 6R, với những gen khác định vị trên nhiễm sắc thể 4R. Hai loci trội: Alt1 trên nhiễm thể số 6R và Alt2 trên nhiễm thể số 4R, đã được thiết lập bản đồ. Đối với lúa mì, tính trạng này được điều khiển bởi 2-3 gen trội hoặc đa gen (Aniol và Gustafson, 1984). Người ta đã xác định được một gen chính AtlBH điều khiển tính trạng chống chịu độ độc nhôm, định vị trên nhiễm sắc thể 4DL, đóng góp 85% biến thiên kiểu hình. Tang và ctv. (1991) đã thiết lập bản đồ một gen điều khiển tính chống chịu nhôm trên một nhánh vai của nhiễm thể 4H của lúa mạch (barley), liên kết với marker Xbcd117, khoảng cách liên kết là 2,1 cM, liên kết với marker Xwg464 và Xcdo1395, khoảng cách liên kết là 2,1 cM. Đối với cây bắp, nhiều phòng thí nghiệm cũng đã tiến hành nghiên cứu tính trạng chống chịu độ độc nhôm, họ ghi nhận tính trạng này do đa gen điều khiển (Magnavaca và ctv., 1987). Nghiên cứu tính trạng này trong cây lúa vẫn còn ít báo cáo. Sử dụng kỹ thuật phân tử, Wu và ctv. (1990) đã xác định được nhiều QTL có liên quan đến tính chống chịu nhôm, trong một quần thể cận giao ngẫu nhiên của tổ hợp lai IR1552/Azucena. Nguyễn và ctv. (2001) đã phát hiện 5 QTL điều khiển tính chống chịu nhôm, định vị rãi rác trên 5 nhiễm sắc thể, với một QTL chính thức định vị trên nhiễm thể số 1. Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bữu (2003) tìm thấy 10 QTL định vị trên 9 nhiễm sắc thể điều khiển tính chống chịu nhôm, trên cơ sở quần thể lưỡng bội kép (DH) của tổ hợp lai CT9993/IR62266. Những phát hiện này khẳng định rằng: tính chống chịu độ độc nhôm là một tính trạng phức tạp.

Ðối với cây lúa, trước đây, người ta nghĩ rằng rễ lúa trong đất acid phải tiếp xúc và bị ngộ độc bởi ion H+, nhưng hiện nay người ta cho rằng chính ion Al3+ là tác nhân. Trong các thí nghiệm của tác giả, với pH từ 3.5 5.0, không thấy ảnh hưởng độc hại rễ lúa nếu không có sự hiện diện của nhôm.

Chính sự phát triển của rễ lúa là chỉ tiêu quan sát dễ nhất ở các nồng độ

gây độc hại của nhôm.

Thông thường, độ gây độc hại của nhôm không xuất hiện ở pH lớn hơn

5,5 (Kaprath, 2016), mà chỉ gây thiệt hại trầm trọng ở pH nhỏ hơn 5,0.

Kỹ thuật thanh lọc tính chống chịu độ độc nhôm trong môi trường dinh dưỡng có nhiều thuận lợi hơn thanh lọc ngay trên đất acid, bởi vì rất khó kiểm tra được nồng độ nhôm một cách chính xác trong đất, chưa nói sự thay đổi pH làm ảnh hưởng đến dạng nhôm hoà tan và mức độ gây độc hại trong đất.

2.3.3 Độc sắt và cơ sở di truyền tính chống chịu độ độc sắt (phèn sắt)

Độc Fe chủ yếu được gây ra do sự hấp thu quá nhiều Fe vì nồng độ Fe trong dung dịch đất cao. Ngay từ khi mới cấy lúa có thể bị ảnh hưởng độc khi số lượng Fe được tích luỹ nhiều sau khi ngập lụt. Những giai đoạn sinh trưởng sau cây lúa bị ảnh hưởng độc Fe do hấp thụ quá nhiều Fe2+ bởi vì độ thấm của rễ tăng lên và sự khử của Fe của vi sinh vật ở vùng rễ được tăng cường. Sự hấp thụ quá nhiều Fe làm cho hoạt động của enzym polyphenol oxidaza tăng lên, dẫn đến sự hình thành các polyphenol bị oxi hoá, nguyên nhân của lá trở nên có màu đồng. Số lượng Fe quá lớn trong cây có thể làm tăng sự hình thành các gốc oxi có độ độc sinh học cao và là nguyên nhân của sự suy giảm protein và peroxy hoá lipit của màng tế bào.

* Ngưỡng gây độc Fe

+ Đối với cây:

Hàm lượng Fe bị ảnh hưởng của độc Fe thường cao (300-2.000 mg Fe/kg), nhưng nồng độ Fe giới hạn phụ thuộc vào tuổi của cây và tình trạng dinh duỡng nói chung. Ngưỡng giới hạn thấp hơn ở các đất có dinh dưỡng không cân đối (Achim Dobermann, 2000).

Các cây bị độc Fe có hàm lượng K trong lá thấp (thường <1% K). Tỷ lệ

K:Fe,17-18 trong rơm rạ và <1,5:1 ở rễ có thể chỉ thị bị độc Fe.

Ở giai đoạn sinh trưởng (lúc đẻ nhánh) và quan sát tại bộ phận lá Y, khoảng tối thích là 100-150 mg kg-1 và ngưỡng giới hạn xuất hiện độc Fe ở cây lúa là > 300-500 mg kg-1 (Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000).

+ Đối với đất Nồng độ giới hạn để xuất hiện độc Fe là >300 mg Fe L-1 trong dung dịch đất. Nồng độ dung dịch Fe giới hạn để xuất hiện độc Fe thay đổi rộng. Dãy giá

trị đã được ghi nhận từ 10 đến 1.000 mg Fe L-1 chỉ ra rằng độc Fe không gắn liền với nồng độ Fe trong dung dịch một cách đơn độc. Sự khác nhau giữa các nồng độ Fe trong dung dịch giới hạn được gây ra do các sự khác nhau về khả năng của rễ lúa chống lại ảnh hưởng của độc Fe, phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của cây, trạng thái sinh lý và giống lúa gieo trồng (năng lực oxi hoá của rễ) (Achim Dobermann, 2000).

Các đất có pH (H2O) <5 cũng như các đất nghèo K, P, Ca và Mg dễ tiêu

thường hay xảy ra sự độc Fe.

* Các nguyên nhân gây ra độc Fe

Các nguyên nhân chính dẫn đến độc Fe bao gồm: + Nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất cao do điều kiện khử mạnh trong đất

hoặc do pH thấp.

+ Tình trạng dinh dưỡng của cây thấp và không cân đối. Sự oxi hoá và khả năng loại trừ Fe2+ của bộ rễ kém do thiếu P, Ca, Mg hoặc K. Sự thiếu K thường gắn liền với hàm lượng bazơ của đất thấp và pH đất thấp làm cho nồng độ của Fe trong dung dịch đất cao.

+ Khả năng oxi hoá (loại trừ Fe2+) của rễ kém do sự tích luỹ các hợp chất

kìm hãm sự hô hấp (ví dụ như: H2S, FeS, các axit hữu cơ).

+ Bón số lượng lớn chất hữu cơ không bị phân giải.

+ Tiếp tục bổ sung Fe vào đất từ nước ngầm hoặc nước mạch từ các dãy

núi.

+ Do tác động của rác thải thành phố hoặc rác thải công nghiệp có chứa

nhiều Fe (Achim Dobermann, 2000).

* Các trường hợp xuất hiện độc Fe

Sự độc Fe có thể xuất hiện trên nhiều loại đất nhưng thường xảy ra ở các đất lúa trũng bị ngập nước thường xuyên trong quá trình sinh trưởng của lúa. Điểm chung của các nơi bị độc Fe là tiêu nước kém, CEC và hàm lương các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng của đất thấp.

Sự độc Fe xuất hiện trên dải pH đất khá rộng từ 4-7. Các đất thường xảy

ra sự độc Fe bao gồm các loại sau:

+ Các đất tiêu nước kém ở những thung lũng thu nhận dòng chảy từ các

đất dốc chua.

+ Các đất kaolinit có CEC thấp và nghèo P, K dễ tiêu.

+ Các đất phù sa hoặc đất phát triển trên sản phẩm dốc tụ.

+ Các đất phèn trẻ.

Các đất than bùn ở vùng núi cao hoặc vùng đất trũng, chua.

Độ độc sắt có thể làm giảm nghiêm trọng năng suất hạt (Genon và ctv., 1994). Trong đất phèn trồng lúa ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, độ độc sắt được xem là yếu tố hạn chế chính, cùng với hàm lượng hữu cơ cao, phản ứng với ion sắt trong điều kiện đất ngập nước. Trong điều kiện canh tác cây trồng cạn, thí dụ lúa được canh tác trên đất có điều kiện thoáng khí, rất khó tìm hiện tượng ngộ độc do sắt. Trong các biểu loại đất có vấn đề, độ độc sắt thường gặp khi điều kiện pH đất thấp, khả năng trao đổi cation (CEC) thấp, trạng thái base thấp, cung cấp Mn thấp, và mức độ thoát nước kém. Độ độc sắt thường được tìm thấy trên đất phèn trẻ (Sulfaquepts), đất phù sa cổ và đất phù sa cát kém thoát nước (Hydraquents, Fluvaquents) ở các thung lũng, đất acid phù sa và phù sa cổ Tropaquepts và Tropaquents, đất than bùn (Gregorio và ctv., 1997).

Độ độc sắt trong cây lúa biểu thị ra bên ngoài các triệu chứng như sau: những đốm nâu nhỏ li ti ở lá thứ hai sau lá trên cùng, dần dần các vết nhỏ này lan rộng làm lá có màu nâu, tím, vàng cam tùy theo giống lúa. Có khi lá lúa cuộn tròn lại. Trong trường hợp ngộ độc sắt qúa nặng, lá thứ hai trở xuống sẽ trở nên nâu sậm rồi chết. Mức độ tăng trưởng và khả năng đẻ nhánh sẽ bị ức chế, hệ thống rễ trở nên thô cứng, và có màu nâu sậm. Nếu hiện tượng ngộ độc sắt xảy ra muộn, khả năng tăng trưởng không bị ảnh hưởng, nhưng năng suất hạt sẽ bị giảm do tính chất bất thụ. Rễ lúa kém phát triển, đen, thối và có sắt bao bọc bên ngoài (Benckiser và ctv., 1984).

2- và Cl- gây ra hiện tượng hấp thu ion

Biến đổi về độ độc sắt rất rộng cho nên ảnh hưởng của nó rất đa dạng. Tanaka và ctv. (1966) ghi nhận hàm lượng sắt trong đất có thể gây độc cho cây lúa biến thiên từ 10 đến 1000 mg/L. Mức biến thiên rộng như vậy khiến cho người ta rất khó xác định tiêu chuẩn gây hại của sắt, dạng hiện diện của nó, giai đoạn cây lúa nhạy cảm nhất, giống lúa, sự có mặt của chất ức chế hô hấp, tình trạng dinh dưỡng của cây, và yếu tố môi trường khác. Trên đất phèn, độ độc sắt thường được phát sinh do Fe hoà tan ở mức độ rất cao (Moormann và van Breemen 1978). Trong đất có mức độ dinh dưỡng thấp, hoặc bị ức chế hô hấp, hàm lượng Fe từ 20 đến 40 mg/L sẽ gây độc cho cây lúa (Breemen 1978). Trong đất cát, độ độc sắt xảy ra khi hàm lượng sắt trong đất biến thiên từ 40 đến 100 mg/L.

Trong điều kiện đất acid, ion SO4

Fe2+ (Menswoort và ctv., 1989).

Độ độc sắt có thể là kết quả tổng hợp của hàng loạt các stress liên quan đến dinh dưỡng, chứ không phải chỉ đơn thuần do ion Fe dư thừa. Tương quan thuận giữa Ca trong dung dịch đất và tăng trưởng cây lúa trong đất phèn đã được báo cáo (Attananda và ctv., 1982). Vai trò của calcium đối với độ độc sắt đã được nghiên cứu bởi Benckiser và ctv. (1984). Độ độc sắt được quan sát trên

cây lúa thiếu Ca nếu hàm lượng cation trong dung dịch đất chủ yếu là sắt hoà tan.

Bode (1992) nghiên cứu độ độc sắt trên cơ sở hàm lượng oxygen vùng rễ và những enzyme có liên quan. Những giống lúa chống chịu độc sắt thể hiện hoạt tính cao hơn về superoxide dismutase và peroxidase trong điều kiện bị stress do sắt. Giống lúa IR9764-45-2 được xem như một genotype chống chịu độc Fe. Người ta ly trích trong rễ lúa hàm lượng superoxide dismutase và peroxidase cao gấp hai lần so với giống IR64 (đối chứng) (Bode, 1992). Nếu chúng ta gia tăng hàm lượng Fe trong môi trường thí nghiệm, hoạt tính của peroxidase sẽ tăng lên rất mạnh ở giống chống chịu. Trong khi đó hoạt tính của catalase hơi tăng một chút trong giống nhiễm và không đáp ứng với gia tăng hàm lượng sắt.

Superoxide dismutase (SOD) và peroxidase (POD) là những enzym xúc tác các phản ứng kháng oxy hóa gồm peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD) và thậm chí là catalase (CAT). Sẽ gia tăng nồng độ trong điều kiện cây lúa bị nhiễm phèn sắt. Ngoài ra, rễ lúa trong điều kiện bị nhiễm phèn hay một số kim loại khác cho thấy có sự gia tăng hàm lượng proline, có vai trò ổn định hệ đệm của tế bào và loại bỏ gốc tự do

Kỹ thuật xử lý cây lúa bị ngộ độc do sắt có thể là: bón vôi, thoát thủy,

bón phân hữu cơ, bón N, P, K và Zn cân đối để cây lúa ở trạng thái dinh dưỡng tốt. Trong trường hợp đất có tỉ lệ Fe/Mn rất cao, người ta bón thêm MnO2 có

thể làm giảm thiểu độ độc sắt (Nueu và Singh 1984, Ponnamperuma và Solivas

1982). Giống lúa biểu thị rất đa dạng về tính chống chịu độ độc sắt. Việc cải

tiến giống có tính chống chịu sắt cũng được đặt ra rất sớm, nhưng cái khó nhất

là qui trình thanh lọc, bởi vì nó phức tạp hơn thanh lọc nhôm rất nhiều, làm sao duy trì được môi trường ở trạng thái Fe++, giảm sự chuyển hoá sang Fe+++.

2.4 Ảnh hưởng của mặn và khả năng chống chịu mặn của lúa

2.4.1 Ảnh hưởng của mặn đối với cây trồng

Theo Nguyễn Vy và Đỗ Đình Thuận (1977), đất mặn có nhiều loại muối nhưng muối Clorua bao giờ cũng chiếm ưu thế, và đề nghị đánh giá độ mặn dựa vào chỉ tiêu Cl- và tỷ lệ muối hòa tan (Bảng 2.1).

Bảng 2.1 Bảng đánh giá độ mặn dựa vào chỉ tiêu Cl- và tỷ lệ muối hòa tan

Nồng độ Cl- (%) Tỷ lệ muối hòa tan (%) Độ mặn

Mặn ít <0,05 <0,25

Mặn trung bình 0,05-0,15 0,25-0,5

Mặn nhiều 0,15-0,25 0,5-1,0

Rất mặn >0,25 >1,0

Hàm lượng muối hòa tan trong dung dịch có tương quan chặt chẽ với độ dẫn điện (EC) của dung dịch đất, có thể dùng EC để chọn cơ cấu cây trồng thích hợp. Người ta có thể tính độ mặn của đất thông qua lượng muối hòa tan trong dung dịch đất mg/l hay mg/kg đất hoặc qua chỉ số EC (Dương Minh Viễn, 2006). Ảnh hưởng của mặn đến sự sinh trưởng của cây trồng được phân cấp như trình bày trong Bảng 2.2.

Bảng 2.2 Thang đánh giá cho đặc tính độ dẫn điện của đất Western Agricultural Laboratories, 2002 (trích dẫn từ Ngô Ngọc Hưng, 2004)

Ece (mS /cm -1) Ảnh hưởng đến cây trồng Đất:nước (1:2) Trích bão hòa

<0,40 0-1,0 Không giới hạn năng suất.

0,40-0,80 1,1-2,0 Không ảnh hưởng đến cây trồng.

0,81-1,20 2,1-4,0 Một số cây trồng có năng suất suy giảm.

1,21-1,60 4,1-8,0 Năng suất phần lớn cây trồng bị hạn chế.

1,61-3,2 8,1-16,0 Chỉ một số cây trồng chịu đựng được.

>3,3 >16,1 Chỉ một vài loại cây trồng.

Mặn được biết là ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và trao đổi chất do những tác động thẩm thấu của nó, những tác động gây độc đặc trưng của ion, làm xáo trộn tính nguyên vẹn của màng tế bào và hoạt động gây trở ngại liên quan tới sự cân bằng chất tan cùng với sự hấp thu dưỡng chất cần thiết (Poljakoff-Mayber and Gale, 1975).

Mặn ảnh hưởng lớn đến sự sống sót của nhiều loài thực vật, vì mặn gây ra sự ngừng sinh trưởng, làm chết mô, gây ra một sự chết hoại, làm cháy mép lá, theo sau là sự mất nước, rụng lá và cuối cùng là sự chết của cây. Nếu những tế bào bị stress mặn, chúng sẽ bị giảm tính trương của tế bào, quá trình điều hòa thẩm thấu bị ảnh hưởng và sinh trưởng sẽ bị giảm một cách có ý nghĩa. Vì cây trồng phải điều hòa một trạng thái không cân bằng với môi trường để sống sót, để duy trì sự cân bằng ion, duy trì chức năng bình thường của tế bào, đòi hỏi

phí tổn năng lượng. Vì thế, sinh trưởng phải bị giảm. Còn theo Davitt và ctv. (1981), sự mất cân bằng giữa (Na-K) cũng là yếu tố hạn chế năng suất.

James J. Camberato (1995), cho rằng mặn làm chậm sự nảy mầm của hạt và giảm sinh trưởng của cây trồng do quá trình thấm lọc làm hạn chế khả năng hấp thu nước của rễ cây (trích dẫn từ Ngô Ngọc Hưng, 2009). Nồng độ muối cao trong vùng rễ làm giảm lượng nước hữu hiệu cho cây trồng và làm cây tiêu hao năng lượng hơn trong việc hấp thu nước hoặc nước bị mất ra khỏi tế bào thực vật gây hiện tượng co rút và khô héo tế bào (Brady và Weil, 2002).

2.4.2 Ảnh hưởng của mặn lên quá trình sinh trưởng và phát triển

của cây lúa

Đất mặn có thể được phân chia làm hai nhóm chính dựa theo nguồn gốc phát sinh mặn: mặn ven biển (coastal salinity), hoặc vùng cửa sông do nước biển xâm nhập vào mùa khô, có thể trồng trọt bình thường trong mùa mưa và mặn bên trong đất do mao dẫn từ tầng dưới lên (inland salinity) có thể do phá rừng, không có tán cây che phủ. Trong nhiều năm qua, người ta đã cố gắng cải tiến nhiều giống cây trồng có tính chống chịu mặn tốt. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa hiểu một cách đầy đủ về bản chất, cơ chế chống chịu và khả năng di truyền tính trạng chống chịu mặn (Mishra và ctv. 1998). Thành tựu đạt được trong chọn tạo giống chống chịu mặn rất chậm do những nguyên nhân như sau:

+ Kiến thức về di truyền tính chống chịu còn hạn chế

+ Tính chất phức tạp của cơ chế chống chịu mặn (Yeo và Flowers, 1984)

+ Kỹ thuật thanh lọc chưa hoàn thiện

+ Hiệu quả chọn lọc thấp

+ Tương tác giữa tính trạng chống chịu mặn với môi trường chưa được

hiểu rõ (Akbar, 1986)

Đối với cây lúa, tính trạng chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý rất phức tạp, thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây (Akbar và Yabuno 1972, 1975, 1977). Tính trạng bất thụ trên bông lúa khi bị stress do mặn được điều khiển bởi mốt số gen trội, nhưng các gen này không tiếp tục thể hiện ở các thế hệ sau cùng. Phân tích diallel về tính trạng chống chịu mặn, người ta ghi nhận cả hai hoạt động gen cộng tính và không cộng tính với hệ số di truyền thấp (19,18%), và ảnh hưởng của môi trường rất lớn (Moeljopawirio và Senadhira 1993, Akbar và ctv. 1985, Gregorio và Senadhira 1993). Mức độ có ý nghĩa về hoạt động gen cộng tính và không cộng tính được Mishra và ctv. ghi nhận (1990). Năng suất và tính chống chịu mặn ở giai đoạn phát dục thể hiện rất khác nhau giữa các giống lúa so với tính chống chịu mặn ở giai đoạn mạ. Hiện chúng ta có rất ít thông tin về kiểu hình chống chịu mặn ở giai đoạn trưởng

thành của cây lúa hơn là giai đoạn mạ. Hầu hết các thí nghiệm đều được tiến hành trên giai đoạn mạ, với qui mô quần thể hạn chế và chỉ số Na/K thường được dùng như một giá trị chỉ thị (Mishra và ctv., 1998). Cây lúa nhiễm mặn có xu hướng hấp thu Na nhiều hơn cây chống chịu. Ngược lại cây chống chịu mặn hấp thu K nhiều hơn cây nhiễm. Ngưỡng chống chịu NaCl của cây lúa là EC=4dS/m (Sathish và ctv., 1997). Trong quá trình bị nhiễm mặn, nồng độ ion K+ trong tế bào được điều tiết tương thích với cơ chế điều tiết áp suất thẩm thấu và khả năng tăng trưởng tế bào (Ben-Hayyim và ctv., 1987).

Cơ chế của tính chống chịu mặn ít nhiều cũng đã rõ. Tuy nhiên, thực tế canh tác đã cho thấy, cùng một giống lúa nhưng trồng trong các điều kiện khác nhau sẽ có biểu hiện khác nhau, nhất là trong điều kiện mặn. Trong nghiên cứu ngoài việc chọn tạo giống lúa chịu mặn, cần quan tâm đến các biện pháp kỹ thuật liên quan đến canh tác lúa như sử dụng phân bón giàu vi lượng, chế phẩm sinh học, hóa chất cải tạo đất, kỹ thuật tưới tiêu, cải tạo đất... sao cho giúp cây lúa chịu đựng tốt hơn trong điều kiện bị nhiễm mặn. Kết hợp được giống lúa chịu mặn với biện pháp kỹ thuật sẽ giúp tăng tính chịu mặn của cây lúa lên cao hơn, sản xuất lúa trong mùa vụ nhiễm mặn sẽ an toàn, hiệu quả. Ngoài tính chịu mặn ra, giống lúa mới cần phải có năng suất cao, phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu sâu bệnh, thích nghi với điều kiện tự nhiên thì mới được nông dân ưa thích, gieo trồng trong sản xuất.

Cây lúa trồng ở đất mặn phải đối mặt với stress thẩm thấu cao, nồng độ cao của các ion độc tố như Na+ và Cl- mà cuối cùng gây ra sự giảm sinh trưởng. - Theo Zelensky (1999), có hai loại đất mặn được hình thành do Cl- và SO4 , nhưng NaCl thì độc nhất. Sự gia tăng nồng độ muối gây ra việc giảm đối với trọng lượng khô của cây, hấp thu dưỡng chất, và năng suất hạt lúa. Cả hai loại mặn đều ức chế sự sinh trưởng và năng suất lúa.

Mặn gây ra những triệu chứng chính cho cây lúa như: đầu lá trắng theo sau bởi sự cháy chóp lá, màu nâu của lá và chết lá, sinh trưởng của cây bị ức chế, số chồi thấp, sinh trưởng của rễ kém, lá cuộn lại, tăng số hạt bất thụ, số hạt trên bông thấp, giảm trọng lượng 1.000 hạt, thay đổi khoảng thời gian trổ, chỉ số thu hoạch thấp, năng suất hạt thấp (Nguyễn Văn Bo, 2010).

2.4.2.1 Ảnh hưởng của mặn lên giai đoạn nảy mầm và giai đoạn mạ

Nhiều nghiên cứu ghi nhận rằng tính chống chịu mặn xảy ra ở giai đoạn hạt nảy mầm, sau đó trở nên rất mẫn cảm trong giai đoạn mạ (tuổi lá 2-3), rồi trở nên chống chịu trong giai đoạn tăng trưởng, kế đến nhiễm trong thời kỳ thụ phấn và thụ tinh, cuối cùng thể hiện phản ứng chống chịu trong thời kỳ hạt chín (Pearson và ctv., 1961). Sự nảy mầm khoảng 80-100% xảy ra ở EC = 25-30 mS cm-1 (16-19,2‰), ở 250C của dung dịch mặn sau 14 ngày. Akbar and Yabuno

(1974), thì cho rằng độ mặn trì hoãn sự nảy mầm nhưng không làm giảm đáng kể phần trăm hạt nảy mầm cuối cùng.

2.4.2.2 Ảnh hưởng của mặn lên chiều cao cây và chiều dài rễ lúa

Độ mặn cao có thể gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây lúa như chiều cao cây và chiều dài rễ, nồng độ muối càng cao thì chiều cao cây và chiều dài rể càng giảm (Phạm Thị Phấn, 1999). Chiều cao cây, chiều dài rễ, sự xuất hiện của rễ mới, vật chất khô giảm đáng kể tại EC từ 5-6 dS m-1 (3,2-3,84‰). Javed and Khan (1975), Saxena and Pandey (1981), đã kết luận rằng chiều cao cây giảm một cách tuyến tính với việc gia tăng mức độ mặn. Chiều cao cây giảm với việc gia tăng mức độ mặn. Ảnh hưởng của mặn lên sự kéo dài của cây ở các giống khác nhau thì khác nhau có thể do khả năng di truyền của giống.

Akita (1986), thì cho rằng thiệt hại do mặn thể hiện trước hết là giảm diện tích lá. Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian sau đó giảm nghiêm trọng. Trong điều kiện thiệt hại nặng hơn, trọng lượng khô của chồi và rễ suy giảm tương ứng với mức độ thiệt hại. Ở giai đoạn mạ, lá già sẽ bị ảnh hưởng sớm hơn lá non.

Theo Akbar và ctv. (1972), sự sinh trưởng ở ngọn thường bị ngăn cản bởi mặn hơn sự sinh trưởng ở rễ và mặn ảnh hưởng sự kéo dài rễ hơn sự sản xuất vật chất khô ở rễ. Còn theo Phạm Thị Phấn (1999), thì cho rằng ở nồng độ muối càng cao thì chiều cao cây và chiều dài rễ càng giảm, mặn làm giảm sự sinh trưởng của chồi hơn sự sinh trưởng của rễ, dựa trên việc đo trọng lượng khô hơn việc đo chiều dài.

2.4.2.3 Ảnh hưởng của mặn lên số chồi lúa

Năng suất hạt lúa phụ thuộc nhiều vào số chồi mang bông trên bụi. Stress mặn đã ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển và sức sống của chồi. Số lượng chồi giảm dần với việc gia tăng mức độ mặn, số bông trên bụi cũng giảm cùng với việc gia tăng mức độ mặn.

Cây mạ bị stress mặn thì nhỏ hơn, số chồi ít và ngắn hơn, lá vàng úa so với các cây đối chứng không mặn ở 28 ngày sau khi gieo hạt. Hơn nữa mặn có ảnh hưởng lên mật độ cây và chồi. Tại giá trị EC = 3 dS m-1 (1,92‰), ngưỡng mặn hiện đang được công bố cho cây lúa, năng suất đã giảm một phần ba, mật độ cây và chồi giảm 40% so với đối chứng không mặn EC = 0,4 dS m-1 (0,256‰). Dữ liệu này hỗ trợ cho việc xác nhận rằng cây lúa thì rất mẫn cảm trong thời gian cây mạ và các giai đoạn phát triển ban đầu.

2.4.3 Ngưỡng chống chịu mặn của lúa

Ngưỡng chống chịu mặn là một khái niệm được phát triển bởi Maas and Hoffam (1977). Khái niệm đã luận ra sự phản ứng lại với muối, nhờ đó một vài

sự biến thiên của nồng độ muối không làm suy giảm sinh trưởng và năng suất của cây trồng, vượt quá ngưỡng thì năng suất cây trồng có tương quan nghịch với nồng độ muối.

Môi trường thay đổi có thể thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng thiếu cân bằng muối được thể hiện như một thay đổi trong đặc điểm mức ngưỡng của cây trồng. Nếu mức ngưỡng chống chịu là một chức năng của môi trường thì sự chống chịu sẽ thay đổi hợp lý. Lúa được xếp vào nhóm cây trồng tương đối chịu mặn. Ngưỡng chống chịu NaCl của cây lúa là EC = 4 dS m-1 (2,56‰) (Sathish và ctv., 1997). Còn theo Grattan và ctv., 2002 thì ngưỡng chống chịu mặn đang được công bố cho cây lúa có giá trị EC = 3 dS m-1 (1,92‰).

2.5 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu phèn và mặn của lúa

2.5.1 Kết quả nghiên cứu về tính chống chịu phèn

Nguyễn Viết Cường (2011), đã tiến hành chọn tạo được giống lúa thích nghi cho vùng đất phèn Đồng Tháp Mười bằng phương pháp chọn giống truyền thống và phương pháp phân tử, năng suất vượt đối chứng trên 10%, thời gian sinh trưởng ngắn (90-100 ngày), chất lượng đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, chống chịu sâu bệnh khá. Bằng phương pháp phân tích đa dạng di truyền nguồn vật liệu thu thập. Tạo quần thể con lai (Lai BC), lai diallel, lai đơn. Chọn lọc và khai thác đột biến, biến dị soma, nuôi cấy túi phấn. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong việc chọn giống chịu phèn. Gây đột biến 10 giống lúa địa phương để chọn lọc cho kháng phèn. Thanh lọc các tính trạng liên quan đến tính chống chịu phèn.Phân tích tương tác kiểu gen và môi trường. Chọn lọc quần thể F2, BC2, F4, F5, đánh giá khả năng đáp ứng phân bón, thanh lọc rầy nâu, bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá…. Kết quả đã chọn ra được giống cao sản triển vọng chịu phèn tốt ĐTM126, ĐTM192, OM5981 đã được cho phép sản xuất thử, với năng suất vượt đối chứng >10%. Giống cao sản triển vọng đang được xem xét thêm OM6677, MNR1, MNR2, MNR3, MNR4, MNR5. Kết hợp phương pháp chọn tạo giống truyền thống và chỉ thị phân tử để rút ngắn thời gian; áp dụng GRAMENE để tìm kiếm nhiều chỉ thị có liên kết chặt hơn trong vùng giả định với LOD > 3,0, có 7 chỉ thị phân tử mới được áp dụng, biểu thị đa hình (4 của sắt: RM252, RM211, RM315, RM212 và 3 của nhôm: RM223, RM 215, OSR 29). Ngoài ra 2 chỉ thị phân tử mới liên quan đến tính chống chịu thiếu lân cũng được áp dụng là R3375 và RM 367 trên nhiễm sắc thể 12. Kiểu hình phân tích chống chịu sắt là 0, 30, 100 ppm FeCl2 và chống chịu nhôm là 0, 30 ppm Al; trên dung dịch dinh dưỡng Yoshida. Kết quả chủ yếu dựa trên chiều dài tương đối của rễ (RRL). Tăng cường cải tiến biện pháp đánh giá kiểu hình để kết quả chính xác hơn, đặc biệt tương tác GxE được triển khai tại 6 điểm trong vùng Đồng Tháp Mười và 8 điểm đất phèn ngoài vùng Đồng Tháp Mười để tham

khảo, các giống triển vọng có tính ổn định về năng suất; rất ít có tính thích nghi rộng, một số có tính thích nghi với điều kiện không thuận lợi, tương tác chung GxE>70%

Đỗ Tấn Khang và ctv. (2016) đã nghiên cứu về tính chống chhịu phèn nhôm của một số giống lúa MTL, cụ thể là nghiên cứu về ảnh hưởng của Al3+ lên sự tăng trưởng ở các giai đoạn khác nhau của 25 giống lúa đã được khảo sát qua thanh lọc trên môi trường dinh dưỡng Yoshida có bổ sung Al3+ 30 ppm, với pH 4 ở giai đoạn mạ (14 ngày) và giai đoạn cây đẻ nhánh (15-45 ngày). Kiểu gen lúa được phân loại thành 3 nhóm: chống chịu, chống chịu vừa và nhạy cảm dựa trên chỉ số RTI (root tolerance index). Kết quả cho thấy không có sự ảnh hưởng của Al3+ lên tỉ lệ nảy mầm của các giống lúa. Tuy nhiên, chiều dài rễ, chiều cao cây giảm đáng kể ở hầu hết các giống lúa. Ở giai đoạn mạ, có 8 giống thể hiện tính chống chịu, 12 giống chống chịu vừa và 5 giống nhạy cảm với Al3+. Ở giai đoạn cây đẻ nhánh, chỉ số RTI trung bình giảm và số lượng giống nhạy cảm với Al3+ nhiều hơn so với ở giai đoạn mạ. Để đánh giá tính liên kết của dấu phân tử với gen chống chịu nhôm, hai dấu phân tử SSR RM215 và RM223 đã được sử dụng. Phân tích sản phẩm PCR cho thấy dấu phân tử RM223 nằm trên nhiễm sắc thể số 8 liên kết với gen chống chịu phèn nhôm.

Lê Xuân Thái và ctv. (2014) đã chọn tạo các giống lúa chịu phèn cho vùng đồng bằng sông Cửu Long bằng marker phân tử. Bằng kỹ thuật thanh lọc trong môi trường và kết hợp phân tích bằng chỉ thị phân tử là phương pháp mang lại hiệu quả nhanh, chính xác cao. 200 mẫu giống lúa đã được đánh giá khả năng chống chịu phèn bằng phương pháp thanh lọc trong môi trường thủy canh có chứa dung dịch Yoshida với các nồng độ Fe 2+ từ 100 ppm đến 200 ppm. Sáu dấu phân tử RM205, RM235, RM252, RM261, RM10920 và RM21772 đã được sử dụng để đánh giá sự liên kết với gen chịu phèn của các giống thí nghiệm. Kết quả PCR cho thấy rằng dấu phân tử RM252 liên kết với gen chịu phèn. Các giống chống chịu phèn được đánh giá năng suất trong ruộng bị ảnh hưởng phèn trong vụ Đông Xuân và Hè Thu 2013. Dựa trên kết quả đánh giá bằng thanh lọc môi trường, phân tích PCR với dấu phân tử RM252 đã chọn được giống lúa có khả năng chịu phèn tốt và thích nghi tốt trong điều kiện canh tác trên đất phèn là MTL480, MTL840, MTL844 và OM6677.

2.5.2 Kết quả nghiên cứu về tính chống chịu mặn

2.5.2.1 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu mặn của cây lúa

Võ Quang Minh và ctv. (1990), đã khảo sát ảnh hưởng nồng độ mặn và thời kỳ nhiễm mặn trên năng suất lúa A96-1 và cho rằng ảnh hưởng của mặn chủ yếu làm gia tăng áp suất thẩm thấu trong dung dịch đất làm cây khó hấp thu nước và dưỡng chất; từ đó sinh trưởng và phát triển của cây bị ảnh hưởng, nồng

độ muối trong dung dịch đất càng cao và thời gian nhiễn mặn càng sớm thì cây càng phát triển kém. Đối với lúa, ở nồng độ muối 6 g/l (6‰) cây bị chết hoàn toàn khi bị nhiễm mặn ở giai đoạn nảy mầm và giai đoạn mạ (15 NSKG), ở nồng độ muối 2 và 4 g/l (2 và 4‰) cây lúa vẫn còn sống nhưng năng suất giảm rất nhiều.

Nguyễn Thị Lang và ctv. (2001), đã nghiên cứu chuyên đề cải tiến giống lúa chống chịu mặn ở ĐBSCL với vật liệu là các giống lúa địa phương cổ truyền, các giống cải tiến trong chương trình lai, các giống đối chứng Pokkali và A69- 1 (chuẩn kháng), IR28 (chuẩn nhiễm). Kết quả thanh lọc mặn ở giai đoạn mạ sau 3 tuần xử lý mặn cho thấy hai giống Đốc Đỏ và Đốc Phụng có điểm chống chịu mặn tương đương với giống chuẩn kháng Pokkali (với điểm chống chịu là 3 và 5 ở độ mặn 6 dS m-1 (3,84‰) và 12 dS m-1 (7,68‰) (trích dẫn từ Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003). Hai giống Đốc Đỏ và Đốc Phụng cũng đã được đánh giá như nguồn cho gen kháng ở ĐBSCL (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 1995).

Phạm Thị Phấn (1999), đã trắc nghiệm khả năng chịu mặn của năm giống lúa: MTL119, MTL167, MTL195, MTL205 và IR64 trong dung dịch dinh dưỡng tại nhà lưới với 5 mức độ mặn: 1,7; 3; 6; 9 và 12‰. Việc xử lý mặn được tiến hành sau khi lúa được 14 ngày tuổi, và đánh giá kết quả sau 14 ngày xử lý mặn. Kết quả thí nghiệm được đánh giá là: Giữa các giống có sự khác nhau về chiều cao cây, không có sự khác biệt về chiều dài rễ (trừ MTL205), giữa các liều lượng (độ mặn) có sự khác biệt ý nghĩa. Tương tác giữa giống và liều lượng có sự khác biệt rất ý nghĩa. Ở độ mặn càng cao thì chiều cao cây và chiều dài rễ càng giảm.

2.5.2.2 Nghiên cứu về di truyền số lượng và tính chống chịu mặn của lúa

Nghiên cứu di truyền số lượng cho thấy cả hai ảnh hưởng hoạt động của gen cộng tính và gen không cộng tính đều có ý nghĩa trong di truyền tính chống chịu mặn (Mishra và ctv.,1990, Gregorio và Senadhira, 1993; Lee, 1995).

Trong giai đoạn mạ của cây lúa, các tính trạng chiều dài chồi, hàm lượng Na và K ở trong chồi, trọng lượng khô của chồi và rễ thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa giữa giống kháng và giống nhiễm, tính trạng này chủ yếu được điều khiển do hoạt động của nhóm gen cộng tính. Hệ số di truyền tính chống chịu thông qua các tính trạng như vậy rất thấp (Teng, 1994).

Trong giai đoạn trưởng thành của cây lúa, tính trạng chiều cao cây, năng suất trong điều kiện xử lý mặn được điều khiển bởi nhóm gen cộng tính (Akbar và ctv., 1986; Mishra và ctv., 1990)

Trong phân tích di truyền số lượng thông qua lai diallel 6x6, năng suất lúa thể hiện tính hoạt động của nhóm gen cộng tính không có ý nghĩa trong điều

kiện bình thường, nhưng trở nên có ý nghĩa trong điều kiện xử lý mặn (Narayanan và ctv. 1990). Năng suất lúa bị giảm là do ảnh hưởng của mặn. Một giống lúa có ưu thế hoạt động gen cộng tính đối với năng suất sẽ là điều kiện thuận lợi cho chọn lọc giống trong môi trường mặn.

Trong phân tích di truyền số lượng thông qua lai diallel 9x9, tính trạng chống chịu mặn được xem xét qua tỉ lệ thấp của Na/K ở trong chồi, tính trạng này được kiểm soát bởi hoạt động của cả hai nhóm gen cộng tính và không cộng tính. Tính trạng Na / K thấp còn thể hiện ảnh hưởng siêu trội và được điều khiển bởi ít nhất hai nhóm gen trội. Ảnh hưởng của môi trường rất có ý nghĩa và hệ số di truyền thấp (19,18%) (Gregorio và Senadhira, 1993). Từ đó, các tác giả đề nghị quần thể con lai phải thật lớn, và việc tuyển chọn nên được thực hiện ở các thế hệ sau cùng, dưới điều kiện mặn được kiểm soát chặt chẽ, giảm thiểu thấp nhất ảnh hưởng biến động của môi trường.

2.6 Mùi thơm và các yếu tố cấu thành mùi thơm của gạo

2.6.1 Mùi thơm của gạo

Thị trường lúa gạo là thị trường mong manh, rất hẹp so với mễ cốc khác, chỉ có 7% tổng sản lượng gạo thế giới vận hành trong thị trường xuất nhập khẩu. Giống lúa có gạo thơm (gọi chung lúa thơm: aromatic rice) chiếm tỷ trọng đáng kể thị trường gạo xuất khẩu với nhiều đẳng cấp khác nhau, bao gồm loại hình gạo Jasmine và loại hình gạo Basmati. Hai loại hình gạo này có vai trò chủ lực trong sản lượng gạo thơm thế giới. Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA) dự đoán nguồn gạo nhập khẩu của Hoa Kỳ là 2,7 triệu tấn năm 2018, với 2,35 triệu tấn gạo thơm, hạt dài bao gồm cả hai loại hình nói trên - Jasmine hoặc Basmati types. Di truyền giữa giống lúa thơm liên quan đến quần thể giống lúa khác ở mức độ phân loại ‘subpopulations’ ngày càng rõ hơn trong xếp hạng nhờ chỉ thị phân tử được áp dụng trong sàng lọc di truyền.

2.6.2 Các hợp chất tạo nên mùi thơm của gạo

2.6.2.1 Những hợp chất bay hơi có trong gạo thơm

Nghiên cứu đầu tiên về gạo thơm đã được thực hiện bởi Yajima và ctv. (1979). Đã xác định được 114 thành phần có trong gạo thơm, trong đó có 21 acid, 14 ester của các acid béo, 15 alcohol, 18 aldehyde, 17 ketone, 18 hydrocarbon và một vài hợp chất vòng khác như pyridine và furan. Khi so sánh gạo thông thường với gạo thơm, Yajima đã rút ra kết luận: trong gạo thông thường hàm lượng 4 – vinylphenol, 1 – hexanol và 1 – hexanal cao hơn so với gạo thơm, nhưng lại có hàm lượng indole ít hơn. Hơn nữa, gạo thơm còn có 1 thành phần chưa xác định được và α – pyrrolidone là những chất không được tìm thấy trong gạo thông thường. Những hợp chất bay hơi trong gạo được xác định bằng cách thu thập những chất bay hơi, phân tách bằng sắc ký và sau đó

xác định những thành phần này bằng sắc ký khối phổ (GC/MS). Buttery và ctv. (1983) đã phân tích những thành phần bay hơi có trong cơm nấu từ gạo thơm. Kết quả là họ đã nhận biết được 114 chất. Tuy nhiên, theo đánh giá, không có thành phần bay hơi riêng lẻ nào đặc trưng cho gạo thơm chưa chế biến. Năm 1988, Buttery và ctv. đã xác định được những thành phần chính tạo nên mùi thơm của gạo thơm hạt dài California là 2 – acetyl – 1 – pyrroline; (E,E) – deca – 2,4 – dienal; nonanal; hexanal; (E) – non – 2 – enal; octanal; decanal; 4 – vinyl – guaiacol và 4 – vinylphenol. Buttery và ctv. (1983) đã phân tích 2 – acetyl – 1 – pyrroline ở điều kiện áp suất hơi nước đối với những giống gạo khác nhau. Thí nghiệm này chỉ thực hiện trên gạo đã chế biến chứ không thí nghiệm trên gạo thô, vì thế, Tsugita (1985) đã tỏ ý hoài nghi rằng có thể chất này được hình thành trong quá trình nấu nướng. Một nghiên cứu khác đã nuôi cấy mô sẹo giống lúa Basmati và so sánh những thành phần bay hơi từ những cây lúa đó với những thành phần bay hơi trong những cây lúa Basmati thông thường và rút ra kết luận rằng những chất này là tương tự nhau. Tuy nhiên, họ đã không tìm thấy 2 – AP trong mô sẹo hay trong cơm gạo. Có thể là do phương pháp sử dụng chưa đủ nhạy.

Tiến hành so sánh những chất bay hơi có trong gạo thông thường và gạo thơm, Widjaja và ctv. (1996) đã đã xác định được 70 chất và mô tả mùi thơm hầu hết những chất đó. Những chất bay hơi chính trong gạo thơm là các alkanal; alk – 2 – enal; alka(E) – 2,4 – dienal; 2 – pentylfuran; 2 – acetyl – 1 – pyrroline và 2 phenylethanol. Những giống gạo thông thường chứa nhiều n-hexanal, (E) – 2 – heptanal, 1 – octen – 3 – ol, n – nonanal, (E) – 2 – octenal, (E) – 2 - (E) – 4 – decadienal, 2 – pentylfuran, 4 – vinylguaiacol và 4 – vinylphenol hơn so với gạo thơm. Xác định trong gạo thơm có 16 loại hydrocarbon, 15 alcohol. Khi phân tích mẫu gạo của 2 giống lúa Azucena (thơm) và IR64 (không thơm), phân tích định lượng của 15 hợp chất chính liên quan đến 2 giống trên, kết quả không tìm thấy chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong giống IR64. Xử lý thống kê cho thấy các chất sau có sự khác biệt giữa giống lúa thơm và không thơm: pentanol; 2 – acetyl – 1 – pyrroline; benzaldehyde; octanol; pentadecan – 2 – one; 6,10,14 – trimethylpentadecan – 2 – one và hexanol. Khi so sánh nồng độ các cấu tử bay hơi thu được trong quá trình chiết xuất gạo thơm. Một nghiên cứu khác đã xác định được 9 thành phần có sự khác biệt rõ rệt về nồng độ giữa loại gạo thơm và gạo thông thường: pentanol; hexanol; 2 – acetyl – 1 – pyrroline; (E) – hept – 2 –enal; benzaldehyde; octanal; pentadecan – 2 one; 6,10,14 – trimethylpentadecan – 2 – one và hexadecanol. Trong số 9 hợp chất trên, pentadecan – 2 – one thể hiện mối tương quan nghịch với những hợp chất khác, và là thành phần đặc trưng trong giống gạo thông thường (IR64) còn 6 hợp chất góp phần tạo mùi thơm trong gạo thơm: hexanal, octanal, nonanal,

(E) – non – 2 – enal, (E,E) – deca – 2,4 – dienal và 2 – acetyl – 1 – pyrroline. Theo Khush và ctv. (1979), hàm lượng hexanol tương quan nghịch với chất lượng mùi thơm trong gạo, trong khi đó, 2 – acetyl – 1 – pyrroline lại tương quan thuận. Kết quả nghiên cứu này một lần nữa chứng minh kết luận của Buttery và ctv. (1983) rằng 2 – acetyl – 1 – pyrroline là thành phần chính chịu trách nhiệm cho mùi thơm đặc trưng trong gạo thơm là đúng đắn.

heptanal; hexanal, lượng chứa hàm 6

Theo Widjaja và ctv. (1996), thành phần chính trong tất cả các loại gạo là hexanal. Khác biệt cơ bản giữa gạo thơm và gạo thông thường là gạo thông – thường methyl – 5 – hepten – 2 – one; (E) – 2 – heptenal; 1 – octen – 3 – ol; nonanal; (E) – 2 – octenal và (E) – 2, (E) – 4 – decadienal nhiều hơn so với gạo thơm.

Các thành phần hóa sinh góp phần tạo phát triển mùi thơm, nhưng khả năng hình thành mùi thơm của cây còn phụ thuộc vào yếu tố di truyền, môi trường, dinh dưỡng và điều kiện lưu trữ. Do đó, sự khác biệt giữa mùi thơm trong gạo thơm và gạo thông thường không thể chỉ dựa trên các thành phần hóa sinh (như acid béo, amino acid, đường hay sắc tố) của mỗi giống. Hiện nay có 2 quan điểm về thành phần chất thơm của lúa gạo. Quan điểm thứ nhất cho rằng chất thơm được tạo ra từ các hợp chất aldehyde (CHO) và keton (C=O) và các hợp chất với lưu huỳnh (Ayano và Tsuzuki, 1976). Quan điểm thứ 2 cho rằng chất thơm lúa gạo, do vòng pyrrol kiểm soát tính thơm của chất 2-acetyl-1- pyrrolinr (Buttery và ctv, 1983).

2.6.2.2 Hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline

2 – acetyl – 1 – pyrroline, một hợp chất thơm có mùi tương tự như mùi bắp nổ, được đánh giá là một thành phần chất thơm quan trọng trong các giống gạo thơm do đặc tính giữ mùi lâu hơn so với các thành phần bay hơi khác trong gạo. Buttery và ctv (1983) đã chiết xuất 2 – AP và những hợp chất bay hơi khác từ gạo bằng cách sử dụng hệ thống Likens – Nickerson (SDE). Sản phẩm thu được được phân tích bằng GC/MS. Sau đó, họ đã định lượng 2 – AP bằng máy sắc ký khí với đầu dò FID.

Năm 1983, Buttery và ctv., đã nghiên cứu 7 giống lúa thơm. Trong số các thành phần xác định bằng phương pháp sắc ký khí, hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline đã tìm thấy và có mùi tương tự như mùi thơm của cơm. Ngưỡng mùi thơm của chất này trong nước là 0,1μg. L-1 và mùi thơm tích lũy tương tự như loại bắp nổ (pop corn).

Theo Buttery và ctv. (1983), 2 – acetyl – 1 – pyrroline là thành phần chính trong hỗn hợp các chất thơm có trong gạo thơm, góp phần cấu thành nên hương thơm của gạo. Do đó, có thể cho rằng thành phần chính dùng để nhận

biết sự khác biệt về mùi giữa gạo thông thường và gạo thơm là 2 – acetyl – 1 – pyrroline. Buttery và ctv. (1983) nhận thấy rằng, các giống gạo thơm chứa 0,04 – 0,09 ppm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong khi các giống gạo thông thường chứa lượng thấp hơn khoảng 10 lần (< 0,006 đến < 0,008 ppm).

Thí nghiệm phân tích của Trung tâm Nghiên cứu vùng của Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ và IRRI (1982) (trích dẫn bởi Đỗ Khắc Thịnh, 2003) cũng cho kết quả về hàm lượng chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline của 8 giống lúa thơm và 2 giống lúa không thơm. Hàm lượng chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline của Khao Dawk Mali 105 và Basmati 370 là 0,07 và 0,06 ppm theo thứ tự, giống đối chứng Calrose là 0,006 ppm. Quá trình so sánh mùi thơm giữa lúa thơm (Basmati) và lúa không thơm đã xác định hợp chất thơm dựa trên các peak pentadecan-2-one, hexanol, 2-pentylfurane với nồng độ cao ở lúa Basmati. Chất 2-acetyl-1-pyrroline không tìm thấy. Tuy vậy, hầu hết các nghiên cứu thực hiện sau năm 1983 (Buttery và ctv., 1983, 1986, 1988; Khush, 1989) đã chứng tỏ tầm quan trọng của thành phần 2 – acetyl – 1 – pyrroline. Hàm lượng của hợp chất này trong gạo dao động từ 6 – 90 µg/kg tùy theo chất lượng mùi thơm trong gạo thơm (Buttery và ctv 1983).

2.6.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về mùi thơm của lúa

2.6.3.1 Nghiên cứu trong nước

Trung tâm Tài nguyên Di truyền thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đang có trên 5.000 giống lúa địa phương, trong đó gần 100 giống lúa thơm. Đặc biệt, nhóm lúa Tám có cả hai loại hình Indica và Japonica.

Viện lúa Đồng bằng sông Cửu long là đầu mối đã liên kết với các đơn vị trong vùng nhằm phục hồi và phát triển các giống lúa chất lượng cao và các giống lúa đặc sản cổ truyền như Nàng thơm Chợ Đào Long An, Nanh Chồn ở Bà Rịa - Vũng Tàu, Nàng Nhen ở An Giang. Song song với công tác bảo tồn và cải tiến các giống lúa thơm đặc sản, Viện cũng đã nghiên cứu chọn tạo các giống lúa có phẩm chất cao phục vụ sản xuất hàng hóa ở vùng ngập lũ ĐBSCL bằng việc ứng dụng công nghệ sinh học kết hợp với khảo nghiệm đồng ruộng để tìm ra những giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt như OM3536, OM1490, OM2517, OM2514, OM3405, OM2717, OM2718, OM4498, OM4495.

Trường Đại học Cần Thơ đã dùng phương pháp điện di protein SDS- PAGE và tuyển chọn được các giống chất lượng như Nếp Bè Tiền Giang, VĐ20, Klong Kluang. Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Huế đã được ứng dụng và sản xuất có hiệu quả như TC1, TC2. Bên cạnh đó, đã có rất nhiều các đề tài nghiên cứu về so sánh các giống lúa năng suất, thơm và chất lượng cao được thực hiện tại miền Trung.

Công tác nghiên cứu giống lúa thơm chất lượng cao tại nước ta đã và đang thực hiện theo các hướng chính sau đây: Phục tráng và cải tiến các giống lúa chất lượng cao cổ truyền Việt Nam; Nhập nội giống lúa thơm chất lượng cao; Chọn tạo giống lúa thơm chất lượng cao mới (Trần Văn Minh, 2015).

2.6.3.2 Các nghiên cứu trên thế giới

Mùi thơm là tính trạng phẩm chất hạt gạo quan trọng, được điều khiển bởi sự đột biến gen trong họ gen BADH2. Đây là tính trạng có cơ chế di truyền đơn giản, người ta có thể phát triển dòng lúa thơm thông qua sàng lọc di truyền bằng chỉ thị phân tử trong nhiều chương trình cải tiến giống lúa. Đột biến có chức năng mang tính trội (predominant) trong gen BADH2, một phân tử indel với kích thước 8-bp, có thể được tìm thấy bằng xét nghiệm PCR, nhưng xét nghiệm gắn kết với đánh giá kiểu gen (associated genotyping platforms) vẫn chưa đủ đề áp dụng di truyền phân tử trên qui mô lớn và nó không có thể tiếp hợp được với kiểu gen ngoài luồng (outsourcing genotyping). Addison et al. (2020) xác định tính đa dạng của bộ chỉ thị SNP phủ trên toàn bộ gen BADH2 trong một tập đoàn giống lúa bao gồm 2932 mẫu giống, để tìm ra số haplotypes của gen thơm này trong O. sativa. Người ta sử dụng 297 SNPs liên quan đến gen đích, người ta tìm thấy 11 haplotype groups. Sau đó, người ta đã phân lập được một minimal set bao gồm 9 chỉ thị SNPs mang tính chất thông tin đáng tin cậy, biểu hiện tính độc nhất vô nhị của những haplotypes của gen BADH2. Chín chỉ thị SNPs này được được phát triển thành KASP assays. Người ta sử dụng chúng để khảo sát tập đoàn giống lúa thơm Hoa Kỳ gồm 369 mẫu giống. Tập đoàn giống này đặc trưng cho giống lúa cao sản có nguồn gốc bố mẹ là lúa thơm bản địa của Hoa Kỳ. Sáu haplotypes đã được tìm thấy trong tập đoàn giống lúa Hoa Kỳ, trong đó, hai haplotypes biểu thị tính chất chủ chốt nhất (85%). Một bộ giống đặc trưng gồm 39 dòng lúa từ những nhóm haplotype đã được đánh giá kiểu hình (tính trạng mùi thơm) để phân biệt lúa thơm và lúa không thơm.

Proline là tiền chất của chu trình sinh tổng hợp 2-acetyl-1-pyrroline (2- AP), là chìa khóa định tính hợp chất bay hơi có mùi thơm của lúa. Nghiên cứu ảnh hưởng ngoại sinh chất proline trên sinh tổng hợp 2-AP và các tính trạng phẩm chất hạt khác góp phần tạo mùi thơm của gạo, Zhu và ctv. (2003) sử dụng 2 giống lúa thơm indica: "Meixiangzhan-2" và "Xiangyaxiangzhan", 1 giống lúa thơm japonica: "Yunjingyou", để phân tích di truyền. Khi lúa bắt đầu trổ bông, dung dịch proline ở nồng độ 0 (đối chứng), 0,10 (Pro1), 0,20 (Pro2) và 0,50 (Pro3) g L-1 được phun trên lá lúa của các giống khảo nghiệm này. So sánh với nghiệm thức đối chứng, các nghiệm thức Pro1, Pro2 và Pro3 đều gia tăng hàm lượng 2-AP có ý nghĩa. Sự điều tiết để gen thơm biểu hiện theo liểu 'up' chịu ảnh hưởng bởi xử lý proline ngọai sinh được quan sát ở nghiệm thức

proline, Δ1-pyrrolidine-5-carboxylic acid (P5C) và Δ1-pyrroline, với kết quả hình thành 2-AP. Phun proline làm giảm đáng kể γ-aminobutyric acid (GABA). Bên cạnh đó, nghiệm thức có proline đã làm tăng hoạt tính của proline dehydrogenase (ProDH) cũng như mức thể hiện các phân tử transcript của gen PRODH. Mặt khác, số phân tử transcript của gen BADH2 và hoạt tính của betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) giảm xuống trong nghiệm thức proline. Các nghiệm thức proline (Pro2 và Pro3) còn làm tăng hàm lượng protein trong hạt: 3.57-6.51%. Bên cạnh đó, tỷ lệ gạo bạc bụng giảm xuống: 32.03-34.25%, chỉ số bạc bụng giảm 30.80-48.88% trong nghiệm thức Pro2 và Pro3, giống lúa Meixiangzhan và Xiangyaxiangzhan, trong khi giống Yunjingyou không có ảnh hưởng nào khi phun trên lá nghiệm thức proline, đến tỷ lệ gạo bạc bụng và chỉ số bạc bụng. Không khác biệt trong phẩm chất xay chà (tỷ lệ gạo lứt, gạo xát trắng, gạo nguyên), hàm lượng amylose giữa đối chứng và nghiệm thức xử lý proline. Xử lý proline ngoại sinh làm tăng sinh tổng hợp 2-AP làm cải tiến gạo thơm hơn của giống lúa thơm (Zhu và ctv., 2003).

2.7 Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE trong công tác chọn tạo giống lúa thơm

Điện di protein SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate PolyAcrylamide) là kỹ thuật phổ biến trong lĩnh vực công nghệ sinh học, có thể ứng dụng trên thực vật, động vật, vi sinh vật. Trong chọn tạo giống lúa, kỹ thuật này giúp phát hiện nhanh những tính chất nổi bật như mùi thơm, protein, amylose... để các nhà khoa học chọn lọc được những dòng, giống có phẩm chất tốt. Một số giống lúa đặc sản được cải thiện phẩm chất thành công và nhiều giống lúa triển vọng ra đời bằng kỹ thuật này. Cải thiện phẩm chất những giống đặc sản. Trong quá trình canh tác, do ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và kỹ thuật canh tác, nhiều giống lúa bị thoái hóa, dẫn đến phẩm chất kém, năng suất giảm. Các nhà khoa học của Bộ môn Di truyền – Giống cây trồng (Khoa Nông nghiệpTrường Đại học Cần Thơ) đã ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE để cải thiện thành công phẩm chất nhiều giống lúa đặc sản đang bị thoái hóa của ĐBSCL như Nếp Bè 1-2, Jasmine 85, VD- 20, Tài Nguyên Mùa , Klongkluong theo hướng chất lượng cao (Võ Công Thành và Phạm Văn Phượng, 2003).

2.7.1 Các công cụ và kỹ thuật proteomics

Proteomics ngày càng phát triển mạnh mẽ và trở thành công cụ không thể thiếu nhằm tìm hiểu chức năng của protein, các hoạt động nội bào và cơ chế bệnh sinh. Do proteome rất phức tạp và đa dạng, nên proteomics thường phải sử dụng nhiều công cụ, phương pháp chuyên dụng phù hợp với nhu cầu và mục đích nghiên cứu. Có 4 công cụ và kỹ thuật chính như: (i) kỹ thuật phân tách, (ii)

công cụ nhận dạng và định lượng protein, (iii) các công cụ tin sinh học, và (iv) các cơ sở dữ liệu.

2.7.2 Các kỹ thuật phân tách protein

Đây là công cụ truyền thống nhưng được ứng dụng rộng rãi và có nhiều vai trò quan trọng trong nghiên cứu protein. Thứ nhất chúng làm cho các mẫu phức tạp trở nên đơn giản hơn bằng cách phân tách hỗn hợp mẫu thành các protein riêng lẻ hoặc các nhóm nhỏ. Thứ hai, chúng cho phép phân biệt sự khác nhau về mức độ biểu hiện của protein, và so sánh giữa các mẫu. Có 5 kỹ thuật chính để phân tách protein đó là điện di 1 chiều SDS-PAGE, điện di 2-DE, điện di đẳng điện IEF, sắc ký lỏng nano hiệu năng cao HPLC, ngoài ra còn nhiều phương pháp phân tách khác nhau tùy thuộc vào mục đích và nhu cầu sử dụng.

* Điện di SDS-PAGE

SDS-PAGE được thực hiện theo Laemmli (1970). Trong phương pháp này, các phân tử protein được phân tách theo trọng lượng dưới tác dụng của điện trường không đổi. Protein được phân tách trong gel polyacrylamide với các nồng độ khác nhau. Dưới tác dụng của dòng điện một chiều, các protein có kích thước khác nhau sẽ di chuyển về điện cực trái dấu. Các phân tử protein gắn với SDS nên chúng sẽ tích điện âm, do đó sự khác biệt về điện tích được loại trừ.

Hình 2.3 Sơ đồ điện di protein SDS-PAGE

(nguồn: Laemmli, 1970)

Khi protein được chạy trong điện trường không đổi, phức hệ protein-SDS sẽ di chuyển xuyên qua các lỗ gel polyacrylamid với vận tốc phục thuộc vào hình dáng, kích thước phân tử. Khi đó protein sẽ được phân tách thành các băng, vạch khác nhau. Gel thường được sử dụng với nồng độ từ 5%-15% và có thể được chạy theo chiều nằm ngang hoặc chiều thẳng đứng.

* Điện di 2-DE

Kỹ thuật điện di 2-DE thực ra là sự kết hợp của hai nguyên lý phân tách khác nhau. Theo chiều thứ nhất, các phân tử protein được phân tách dựa theo điểm đẳng điện pI bởi nguyên lý hội tụ theo điểm đẳng điện IEF (Isoelectric focusing) trên một thanh strip có giải gradient pH xác định (ví dụ dải pH 3-10). Chiều thứ hai, các phân tử protein được phân tách trên điện di trên gel polyacrylamid (như điện di SDS-PAGE). Do đó, thực chất 2-DE là phương pháp phân tách protein theo 2 chiều, (i) chiều thứ nhất theo điện tích và (ii) chiều thứ hai theo trọng lượng phân tử.

Hình 2.4 Sơ đồ phân tích protein bằng điện di 2 – DE

(nguồn: Laemmli, 1970)

Sự khác biệt về điểm đẳng điện pI (Isoelectric ponit) của các protein chính là cơ sở của IEF. pI là giá trị pH tại đó điện tích bề mặt tổng số của protein bằng 0 (protein không di chuyển trong điện trường). Mỗi protein có một giá trị pI xác định. Thanh gel IPG (immobilized pH gradient) tạo ra một giải gradient pH cố định, liên tục và tăng dần với chiều dài khác nhau (7 cm, 11 cm, 18 cm, 24 cm) đã hạn chế sự di chuyển, trôi dạt của các hóa chất (vì chúng được gắn trên gel polyacrylamid) làm cho quá trình phân tách ổn định hơn. Ngoài điện di

2DE các kỹ thuật khác như điện di mao quản, điện di trường xung cũng thường được sử dụng để phân tách protein.

2.8 Phẩm chất hạt gạo

2.8.1 Tổng quan về phẩm chất hạt gạo

Phẩm chất (chất lượng) hạt gạo được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu. Các chỉ tiêu đó có thể xếp thành ba nhóm thuộc ba lĩnh vực chất lượng: (a) chất lượng dinh dưỡng gồm có các chỉ tiêu hóa sinh của hạt gạo như: amylose, protein, độ bền thể gel, nhiệt trở hồ...; (b) chất lượng thương phẩm hay chất lượng kinh tế được đánh giá qua các chỉ tiêu cơ lý và hình thái như chiều dài hạt, chiều rộng hạt, tỷ lệ chiều dài/chiều rộng hạt…; (c) chất lượng gạo nấu và chế biến gồm có các chỉ tiêu như tỷ lệ cơm, sức hút nước…(Nguyễn Thị Trâm, 2001).

2.8.2 Chiều dài, hình dạng hạt gạo

Chiều dài hạt gạo là một thông số để phân loại gạo xuất khẩu và phụ thuộc rất lớn vào thị hiếu người tiêu dùng của từng quốc gia. Những người thích giống Japonica thì hầu hết đều thích hạt ngắn, mặc dù những người châu Âu thích vài giống Japonica từ trung bình đến hạt dài. Ở châu Á nhiệt đới đa số các giống lúa có hạt từ trung bình đến dài, với một vài loại rất dài được ưa chuộng ở Thái Lan và vài nơi khác. Ở Châu Mỹ, dạng hạt dài hoặc rất dài thường được ưa chuộng hơn (Jennings và ctv., 1979). Chiều dài hạt gạo trên thị trường quốc tế hiện nay là lớn hơn 7 mm với yêu cầu của hạt gạo dài (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000). Hình dạng hạt ít thay đổi và ít quan trọng hơn chiều dài, mặc dù thị trường yêu cầu dạng hạt tốt nhất từ thon dài đến trung bình (Jennings và ctv., 1979).

Chiều dài hạt gạo là tính trạng ổn định nhất ít bị ảnh hưởng của môi trường và được điều khiển bởi đơn gene hay hai gene (Bollich, 1957). Tuy nhiên theo một số nghiên cứu khác thì chiều dài hạt do ba gene điều khiển.

2.8.3 Độ bạc bụng

Bạc bụng là phần đục của hạt gạo chủ yếu là do sự sắp xếp không chặt chẽ của những hạt tinh bột trong nội nhũ, tạo ra nhiều khoảng trống làm cho hạt gạo bị đục. Sự trục trặc trong quá trình tạo hạt và phơi sấy cũng gây nên bạc bụng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Người tiêu thụ thích hạt gạo có nội nhũ trong hơn là hạt có nội nhũ đục. Những hạt có vết đục trên nội nhũ sẽ dễ bị vỡ khi xay chà hơn những hạt gạo trong, do đó làm giảm giá trị ngoài thị trường (Jennings và ctv.., 1979). Các hạt tinh bột ở các phần bạc bụng có khuynh hướng hình cầu và cấu tạo đơn giản, tương phản với những hạt hình đa diện kết cấu chặt chẽ ở các phần trong suốt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

Đối với đặc tính bạc bụng, người ta lại phân biệt: bụng trắng, gan trắng và lưng trắng tùy vào vị trí vết đục nằm về phía mầm hạt, ở giữa hạt hay nằm về phía đối diện (lưng hạt). Để đánh giá độ bạc bụng người ta (1) phân cấp 0-9 dựa vào thể tích của vết đục so với thể tích của cả hạt gạo và (2) tỷ lệ số hạt gạo bị bạc bụng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến độ bạc bụng, đặc biệt là nhiệt độ sau khi trổ, nhiệt độ cao làm gia tăng độ bạc bụng và ngược lại (Jennings và ctv., 1979).

2.8.4 Hàm lượng protein

Protein chỉ là yếu tố thể hiện chất dinh dưỡng của hạt gạo. Gạo có hàm lượng protein càng cao càng có giá trị dinh dưỡng cao và ngày càng được lưu tâm trong giới tiêu dùng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Protein trong gạo có giá trị cao hơn các loại ngũ cốc khác vì hàm lượng lysin khá cao 3,5-4% (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000). Các thành phần protein trong hạt được phân ra làm bốn loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin.

Hàm lượng protein trung bình của gạo khoảng 7% (gạo đã chà) và 8% (gạo lức) ở ẩm độ 14%. Phẩm chất protein của gạo tùy thuộc vào lượng protein trong hạt (Jennings và ctv., 1979).

Theo nghiên cứu của Chang and Somirth (1979), cho thấy protein do đa gen điều khiển và có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng mạnh mẽ của kiểu gen và môi trường. Theo Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế (1978), cho rằng ở vùng nhiệt đới, trong mùa khô hạn hàm lượng protein thấp hơn so với mùa mưa, hàm lượng protein trung bình của 11 giống lúa canh tác tại IRRI trong điều kiện tương tự nhau là 8% trong mùa khô và 9,5% trong mùa mưa.

2.8.5 Hàm lượng amylose

Amylose là thành phần tinh bột không phân nhánh trong gạo. Hàm lượng amylose có ảnh hưởng chủ yếu đến đặc tính của cơm. Nó tương quan nghịch với độ dẻo, độ mềm, màu và độ bóng của cơm. Trong gạo hàm lượng amylose biến thiên từ 15 đến 35%. Gạo có hàm lượng amylose cao (>25%) cơm sẽ nở nhiều và dễ tróc, nhưng cơm khô và cứng khi nguội, ngược lại, gạo có hàm lượng amylose thấp thì nấu ít nở, cơm mềm và dẻo (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

Những giống lúa địa phương thường có hàm lượng amylose trung bình, mềm cơm (Vương Đình Tuấn, 2001). Hàm lượng amylose có thể thay đổi từ nơi này đến nơi khác, từ vụ này đến vụ khác nhưng thường không vượt quá 6%. Amylose được kiểm soát bởi một gen duy nhất, trong gạo nếp phần nội nhũ chứa amylopectin được kiểm soát bởi gen lặn, trong gạo tẻ có cả amylose và amylopectin được kiểm soát bởi gen trội (IRRI, 1978).

Các giống Japonica có hàm lượng amylose thấp, dẻo khi nấu chín. Các giống Indica có hàm lượng amylose khác nhau tùy theo thị hiếu của từng vùng. Dân châu Á thích gạo có hàm lượng amylose cao và trung bình. Phần lớn thị trường nhập khẩu gạo thế giới và dân châu Mỹ La Tinh thường thích loại amylose trung bình (Jennings và ctv., 1979).

2.8.6 Độ trở hồ

Độ trở hồ (nhiệt độ đông hồ) có liên hệ một phần với lượng amylose của tinh bột, là yếu tố chính quyết định phẩm chất hạt gạo khi đã nấu. Sự liên hệ này rất quan trọng vì một số trường hợp nó cho phép các nhà chọn tạo giống dùng cách thử độ trở hồ đơn giản để ước lượng hàm lượng amylose mà nếu đo trực tiếp thì rất khó (Jennings và ctv., 1979).

Theo Jennings và ctv. (1979), độ trở hồ của tinh bột hạt gạo là một đặc tính dùng để xác định phẩm chất hạt gạo lúc nấu, là nhiệt độ nấu mà khi lên đến đó nước được hấp thu và hạt tinh bột phồng lên không hoàn nguyên, đồng thời dạng tinh thể biến mất. Còn theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), độ trở hồ là nhiệt độ ở đó 90% hạt tinh bột bị hóa hồ và phồng lên trong nước nóng không thể trở lại dạng cũ được. Độ trở hồ xác định thời gian cần thiết để nấu gạo thành cơm.

Nhiệt độ trở hồ thường từ 55-79 0C và được chia thành ba nhóm chính

(Jennings và ctv., 1979): - Thấp: dưới 70 0C - Trung bình: 70-74 0C - Cao: trên 74 0C

Đặc tính vật lí của cơm liên quan nhiều với độ trở hồ hơn là hàm lượng amylose của tinh bột. Gạo có độ trở hồ cao thường trở thành rất mềm và có khuynh hướng rã nhừ ra khi nấu quá chính. Gạo có độ trở hồ cao cần nhiều thời gian và nước để nấu hơn là gạo có độ trở hồ thấp hay trung bình. Như vậy độ trở hồ tương quan với thời gian nấu cơm. Độ trở hồ có thể phản ánh độ cứng của hạt tinh bột và phôi nhũ. Có một số bằng chứng cho thấy gạo có độ trở hồ cao thường ít bị thiệt hại hơn so với gạo có nhiệt độ trở hồ thấp khi tồn trữ (Jennings và ctv., 1979). Gạo đạt được phẩm chất tối hảo nếu có độ trở hồ trung bình (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).

Độ trở hồ là tính trạng rất dễ bị thay đổi bởi môi trường, nhiệt độ không

khí cao sau khi trổ làm tăng độ trở hồ và ngược lại (Jennings và ctv., 1979).

2.8.7 Độ bền thể gel

Theo Jennings và ctv. (1979), các giống lúa có hàm lượng amylose cao như nhau (trên 25%) có thể khác nhau về độ bền của gel, lúa có hàm lượng amylose thấp (dưới 24%) thường có thể gel mềm. Trong cùng một nhóm có hàm

lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống đó sẽ được ưa chuộng hơn (Khush và ctv., 1979). Theo Vương Đình Tuấn (2001), thì hàm lượng amylose và độ bền thể gel có liên quan chặt chẽ với nhau. Gạo có thể gel mềm thường tương ứng với hàm lượng amylose thấp, gạo mềm cơm hơn. Nguyễn Ngọc Đệ (2008), thì cho rằng độ bền thể gel cứng liên hệ chặt với tính cứng cơm và thường thấy rõ ở những giống có hàm lượng amylose cao, nói chung gạo cứng cơm thì không dẻo.

Theo Tang và ctv. (1991), độ bền thể gel được điều kiển bởi đơn gen nhưng có sự tương tác của một vài gen phụ ảnh hưởng đến việc thể hiện tính trạng độ bền thể gel. Yếu tố môi trường cũng ảnh hưởng đến độ bền thể gel, nó biến động rất lớn giữa hai vụ Đông-Xuân và Hè-Thu, và giữa các điểm canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).

2.9 Đột biến

2.9.1 Đột biến gen và cơ chế của đột biến

Đột biến sinh học là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau. Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hướng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên. Đa số là đột biến gen là đột biến lặn và có hại, một số ít có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống, còn có những đột biến không có hại cũng không có lợi cho cơ thể mang đột biến (Đột biến trung tính). Những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể gọi là thể đột biến.

Cơ chế phát sinh đột biến gen là do bắt cặp không đúng trong nhân đôi ADN (không theo nguyên tắc bổ sung), hay tác nhân xen vào mạch khuôn hoặc mạch đang được tổng hợp phải trải qua quá trình tiền đột biến mới xuất hiện đột biến. Các bazo nito thường tồn tại ở 2 dạng cấu trúc là: dạng thường và dạng hiếm. Dạng hiếm làm các liên kết hidro bị thay đổi làm các Nu bắt cặp không đúng trong quá trình nhân đôi ADN gây đột biến gen. Ví dụ: A dạng thường biến đổi thành A dạng hiếm (A*) dẫn đến bị bắt cặp nhầm với X gây đột biến cặp A-T thành cặp A-X.

Là do sự tác động của các tác nhân gây đột biến: Tác nhân sinh học: Một số virus có thể gây đột biến gen. Ví dụ: Virus HPV gây ung thư cổ tử cung. Tác nhân vật lý (Tia UV): làm cho 2 base Thymine trên một mạch liên kết với nhau làm phát sinh đột biến gen và tác nhân hóa học, chẳng hạn như:

+ 5BU (5-Bromuraxin) là đồng đẳng của T có khả năng gây đột biến thay

thế cặp A-T thành cặp G-X.

+ EMS (Etyl Metyl-Sunfomat) là đồng đẳng của A và G gây đột biến

thay thế cặp G-X thành cặp A-T.

+ Acridine gây đột biến mất hoặc thêm cặp Nucleotide, nếu được chèn

vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu.

+ HNO2 gây đột biến thay thế cặp Nu.

Cơ chế biểu hiện đột biến gen:

Đột biến giao tử: Đột biến phát sinh trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, xảy ra ở tế bào sinh dục nào đó thông qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử. Nếu là đột biến gen trội, nó sẽ biểu hiện thành kiểu hình ngay trên cơ thể mang đột biến gen đó. Nếu là đột biến gen lặn nó có thể đi vào hợp tử ở thể dị hợp Aa và vì gen trội lấn át nên đột biến không biểu hiện ra ngoài. Tuy nhiên nó không bị mất đi mà tiếp tục tồn tại trong quần thể và khi gặp tổ hợp đồng hợp lặn thì nó biểu hiện ra ngoài.

Đột biến xôma: Đột biến xảy ra ở tế bào xôma, từ một tế bào bị đột biến thông qua nguyên phân nó được nhân lên thành mô, có thể di truyền bằng sinh sản sinh dưỡng. Nếu đó là đột biến gen trội sẽ được biểu hiện thành một phần của cơ thể, gọi là "thể khảm". Nếu đó là đột biến gen lặn, nó không biểu hiện ra kiểu hình & sẽ mất đi khi cơ thể chết.

Đột biến tiền phôi: Đột biến xảy ra ở những lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử, giai đoạn từ 2 đến 8 tế bào. Nó có thể đi vào hợp tử & di truyền cho thế hệ sau thông qua sinh sản hữu tính, nếu tế bào đó bị đột biến thành tế bào sinh dục.

Chúng phổ biến. Làm thay đổi số lượng và trật tự sắp xếp các cặp nucleotide trong gen. Đột biến lặn không biểu hiện thành kiểu hình ở trạng thái dị hợp. Hậu quả làm gián đoạn một hay một số tính trạng nào đó (Gen -> mARN -> Protein -> tính trạng). Ít ảnh hưởng đến sức sống và sự sinh sản của sinh vật.

2.9.2 Các phương pháp gây đột biến trên lúa

Có thể tạo đột biến trên thực vật bằng các tác nhân vật lý (Nguyễn Duy

Minh, 2001).

Bảng 2.3 Tạo đột biến bằng việc sử dụng các tác nhân vật lý

Cơ chế tác động Đối tượng

Loại tác nhân Cách sử dụng

Các tia phóng xạ (Tia X, tia gamma, tia Kích thích và ion hoá các nguyện tử khi chúng đi xuyên qua các mô sống. Các phân tử ADN, ARN Tác động vào hạt khô, hạt nảy mầm hoặc đỉnh sinh trưởng của Chiếu xạ với liều lượng và cường độ thích lên đỉnh hợp

bêta, chùm notron

sinh trưởng của thân, cành hoặc hạt phấn, bầu nhuỵ, mô thực vật nuôi cấy

thân, cành hay hạt phấn, bầu nhuỵ của hoa gây ra đột biến gen và đột biến NST

trong tế bào chịu tác động trực tiếp của các tia phóng xạ hoặc chịu tác động gián tiếp của chúng qua quá trình tác động lên các phân tử nước trong tế bào (đặc biệt là gốc OH- và H2O2 sinh ra có tác dụng oxy hoá rất mạnh) làm thay đổi cấu trúc phân tử ADN gây ra đột biến gen và đột biến NST

tử

Tia ngoại

Các tế bào vi sinh vật, bào tử hoặc hạt phấn ở thực vật để gây đột biến gen và đột biến NST

Không có khả nănng xuyên sâu và ion hoá các nguyên tử mà chỉ có khả năng kích thích, nhưng khi được tế bào hấp thu nó cũng gây ra đột biến gen và đột biến NST

Ngoài các tác nhân vật lý, các tác nhân hoá học cũng được sử dụng

trong xử lý gây đột biến trên thực vật và cho hiệu quả cao.

Bảng 2.4 Tạo đột biến bằng các tác nhân hoá học

Cơ chế tác động Đối tượng và cách sử dụng

Loại tác nhân

5BU brom uraxin)

Thay thế T, chuyểnn đổi cặp A-T thành G-X qua nhân đôi ADN: A-T => A-5BU => G-5BU => G- X

Gây đột biến, thay thế cặp G-X thành cặp A-T

Etyl metal sunfonat (EMS)

NMU

Thay thế G-X thành X-G hoặc A-T

Thực vật: Ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm trong dung dịch có nồng độ hoá chất thích hợp Tiêm dung dịch hoá chất vào bầu nhuỵ hoặc quấn bông có tẩm hoá chấtvào điểm sinh trưởng ở thân, chồi cây Quấn bông tẩm hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi Dùng hoá chất dạng hơi để phun Động vật:

Acridin Gây đột biến mất hoặc thêm cặp nu, nếu được chèn vào mạch khuôn cũ

gây đột biến thêm cặp nucleotide Dùg hoá chất co tác dụng lên tinh hoàn, buồng trứng

Cosisin Rối loạn hình thành thoi

vô sắc dẫn đến rối loại phâ li cặp NST

Tạo đột biến bằng phương pháp sốc nhiệt

Khi tăng giảm nhiệt độ đột ngột (sốc nhiệt) làm cơ chế nội cân bằng của tế bào không khởi động kịp, gây chấn thương bộ máy di truyền. Kết quả sẽ gây nên các đột biến gen và đột biến NST. Tiến hành bằng cách thay đổi môi trường một cách đột ngột

2.9.3 Cơ sở khoa học của phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt

Sự thành công trong xử lý đột biến các giống lúa trên thế giới và Việt Nam đối với việc cải thiện các tính trạng của lúa như: thời gian sinh trưởng ngắn, thấp cây, năng suất hạt, phẩm chất hạt, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất lợi của môi trường…là cơ sở của việc chọn phương pháp chọn giống bằng phương pháp đột biến. Phương pháp gây đột biến bằng nhiệt độ cũng đã có nghiên cứu trên lúa và một số giống cây trồng khác. Xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt ngay tại thời điểm hạt lúa vừa này mầm là một phương pháp vật lý nhằm gây ra những biến đổi nhất định, do tác động đúng vào thời điểm quá trình phân bào nguyên nhiễm diễn ra mạnh mẽ. Tuy nhiên, tác dụng gây đột biến trong các phương pháp xử lý nhiệt độ là tương đối thấp trong các thí nghiệm xử lý đột biến nên ít được áp dụng trong chọn tạo giống đột biến, nhưng phương pháp này nhanh, rẻ tiền, dễ áp dụng, không độc hại như các phương pháp xử lý tia (tia X, tia γ…) và hóa chất (EMS…) (Amano, 2004). Theo McDonald (1999), trong quá trình hạt nảy mầm thì nhiệt độ tối hảo cho enzyme hoạt động là 30 – 350C, nhiệt độ từ 40 – 450C là khoảng nhiệt độ cao làm enzyme biến tính nhanh chóng (Hình 2.5).

Hình 2.5 Biến thiên nhiệt độ và hoạt động của enzyme (McDonald, 1999)

Theo Broertjes and Harten (1988), xử lý sốc nhiệt có thể làm xuất hiện những biến đổi nhất định trong quá trình phân bào ở giai đoạn nảy mầm (không thay đổi mức nhiệt trong suốt quá trình xử lý và xử lý vào giai đoạn hạt vừa nứt nanh – khi quá trình phân bào đang diễn ra mạnh mẽ. Theo Slim và ctv., 2013. Ở cấp độ tế bào và phân tử, sốc nhiệt, được tạo ra nhất thời hoặc liên tục, có thể dẫn đến các kết quả bất lợi đối với các chức năng của tế bào thực vật. Những biến đổi này bao gồm những thay đổi (1) trong thành phần tế bào về tính linh động và tính thấm của màng – chủ yếu là biến đổi các protein trên cấu trúc của màng (2) hoạt động của enzym, sự chuyển hóa, sản xuất các loại oxy phản ứng và (3) có thể thay đổi cả sự biểu hiện gen. Hơn nữa, nó có thể thay đổi nội cân bằng của tế bào bằng cách gây ra sự biến tính protein và peroxy hóa lipid.

Cơ chế của những biến đổi trên mô thực vật (mô tái sinh - hệ thống tái sinh) là những mô còn non hoặc đang nảy mầm, đang trong quá trình phân bào mạnh mẽ nhưng với khả năng tự bảo vệ thấp là nhiệt độ tại một ngưỡng nào đó (tuỳ đối tượng cây trồng và loại mô) sẽ gây ra stress, từ đó tạo ra những tổn thương trong ADN hoặc gây ra sai sót nhất định trong quá trình giải mã thông tin di truyền được mã hoá trong ADN để tạo ra protein (biểu hiện tính trạng). Thông thường, những tổn thương trong ADN hoặc những sai sót của quá trình giải mã sẽ được sửa sai bởi cơ chế sửa sai tự nhiên của tế bào thực vật được đảm nhiệm bởi các enzym (bản chất là protein) sửa sai chuyên biệt. Tuy nhiên, chính stress nhiệt đã làm thay đổi các enzyme này theo hướng thay đổi bản chất của chúng (bất hoạt enzyme theo 2 cơ chế (1) Thay đổi bản chất, cấu trúc của

enzyme hoặc có sự xuất hiện của chất kiềm hãm hoạt động của enzym (2) Xuất hiện chất cạnh tranh với enzym, chất cạnh tranh sẽ chiếm chỗ - là trung tâm hoat động của enzym - của cơ chất tại trung tâm hoạt động, làm cho cơ chất không gắn được vào trung tâm hoạt động của enxym, quá trình xúc tác sẽ không diễn ra) (Đỗ Quý Hải và ctv., 2005) làm cho quá trình sửa sai các tổn thương ADN hoặc sai sót trong quá trình giản mã được thực hiện bởi các enzyme này không hoặc ít xảy ra, dẫn đến những biến đổi nhất định sẽ xuất hiện.

Năm 2014, Cvjetko và ctv. đã chứng minh vai trò của 2 enzym peroxidase lipid và guaiacol peroxidase trong việc tạo ra những biến đổi trên cây thuốc lá non được tạo ra do xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt ở 420C. Hai enzym này có nhiệm vụ sửa sai những tổn thương ADN gây ra bởi các hiện tượng stress (stress oxy hoá, stress nhiệt độ...). Các tổn thương ADN được gây ra bởi bất kỳ tác nhân nào, trừ khi được sửa chữa, nếu không nó có thể gây ra những hậu quả bất lợi và làm tăng tính bất ổn định của gen. Kết quả đã chứng minh, khi xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt, 2 enzym này bị tác động mạnh và giảm hoặc mất khả năng sửa sai các tổn thương ADN được tạo ra do stress, đặc biệt trên các mô còn non (cây thuốc lá non) sẽ nhiều hơn cây trưởng thành. Điều này cho thấy, xử lý nhiệt độ (tuỳ thuộc vào ngưỡng chịu đựng nhiệt độ của từng loại thực vật mà xử lý ở mức nhiệt độ khác nhau và ở những khoảng thời gian xử lý khác nhau) có thể tạo ra những biến đổi nhất định và những biến đổi này có thể di truyền được.

Sharma và ctv., 2018, cho rằng xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên thực vật là phương pháp gây đột biến đơn giản, giúp quy trình gây đột biến trở nên dễ dàng với các thiết bị sẵn có ở hầu hết các phòng thí nghiệm. Tác giả cũng cho rằng xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt sẽ gây ra ảnh hưởng lớn lên hệ thống tái sinh theo cả 2 hướng là tăng cường sự biểu hiện cũng như làm giảm sự biểu hiện, ngoài ra nó cũng có thể làm mất sự ổn định bộ gen.

2.9.4 Một số kết quả nghiên cứu liên quan đến phương pháp xử lý

nhiệt độ gây sốc nhiệt Năm 2013, Quan Thị Ái Liên đã xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt thành công trên giống lúa Sỏi – là một giống lúa mùa địa phương để chọn lọc ra những dòng lúa mới có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu mặn và có phẩm chất tốt. Trần Thị Thanh Thuý và ctv. (2019) đã xử lý sốc nhiệt độ ở điều kiện 50oC trên giống lúa Nàng Tét – một giống lúa mùa địa phương và chọn lọc được những dòng lúa mới ngắn ngày, có tính chống chịu và phẩm chất tốt. Năm 2018, R. Sharma và ctv., đã xử lý sốc nhiệt độ trên giống đậu bướm Vigna aconitifolia Jacq., tại nhiệt độ 47oC và 52oC với mẫu mô cấy từ lá cây đậu (mẫu mô đang trong quá trình phân bào nguyên nhiễm). Tác giả sử dụng kỹ

thuật điện di protein SDS – PAGE để phát hiện những biến đổi khác biệt sau xử lý. Kết quả cho thấy, có những thay đổi trong cấu trúc protein của mô sẹo thu được sau 45 ngày kể từ ngày cấy đối với các mẫu được xử lý nhiệt độ. Tổng cộng có 17 polypeptit, phân bố từ 14,3 đến 92,6 kDa, được mô tả trong gel cho mô sẹo chưa được xử lý. So với cây đối chứng, một polypeptit mới 36,7 kDa được quan sát thấy trong mô sẹo có nguồn gốc từ mẫu cấy được xử lý ở 47oC trong 30 phút. Tuy nhiên, dải 36,7 kDa này không được phát hiện ở 47oC trong 20 phút, mặc dù vậy, một polypeptit khác có khối lượng 100 kDa đã được quan sát thấy. Một kết quả tương tự đã được quan sát với polypeptit 18,7 kDa không có trong mô sẹo thu được từ xử lý nhiệt ở 47oC trong 10, 20 và 30 phút. Ngoài ra, polypeptit 14,3 kDa không có trong toàn bộ các nghiệm thức xử lý sốc nhiệt độ so với đối chứng. Kết quả thí nghiệm cho thấy mô sẹo được tạo ra bởi các mẫu cấy được xử lý với các nhiệt độ khác nhau đã tạo ra sự điều chỉnh tăng / giảm của một số polypeptit. Mặc dù, cảm ứng của một số protein sốc nhiệt thường được báo cáo với một biểu hiện lâu dài, một số gen đã được chỉ định là ngừng hoạt động khi xử lý nhiệt. Ngoài ra, sự xuất hiện của các polypeptit mới chỉ trong một cây được xử lý cũng có thể đại diện cho một đột biến trong vùng khởi động của nó hoặc biến thể của một số gen khác. Phân tích RAPD được thực hiện để tìm hiểu thêm khả năng thay đổi gen do xử lý sốc nhiệt đối với các mẫu cấy trong nghiên cứu này. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa tổn thương ADN và sốc nhiệt chưa được hiểu rõ nhưng dữ liệu đã chỉ ra rằng chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Kết quả đặc biệt của nghiên cứu này là sự khuếch đại PCR của dải có chiều dài 570 bp được khuếch đại bằng mồi OPG-17 trong cây con thu được từ mẫu cấy được xử lý ở 47oC trong 20 phút, cho thấy sự thay đổi trong trình tự ADN. Tổng cộng thu được 30 amplicon với 7 mồi. Tần số của thể đột biến là một (0,42%) trong số 240 amplicon (30 dải × 8 cây con = 240). Nếu chúng ta coi đột biến này ở mức nucleotit thì lấy 20 nucleotit được sàng lọc theo tần số của mỗi đoạn mồi là 0,02% (240 × 20 = 4800). Cả hai tần số này đều cao hơn nhiều so với dự kiến bình thường đối với các đột biến được gây ra tự nhiên (10−6) hoặc thậm chí được ghi nhận ở hạt đậu bướm trong điều kiện nuôi cấy mô tiêu chuẩn (R. Sharma và ctv., 2018). Tỷ lệ đột biến cao như vậy đối với một đoạn mồi đơn lẻ có thể xảy ra với hiện tượng quang sai nhiễm sắc thể tổng thể đã được chỉ ra là được tạo ra thường xuyên hơn sau căng thẳng nhiệt. Walbot và Cullis (1985) đã đề xuất rằng sự cảm ứng nhiệt gây ra những thay đổi bộ gen này là phản ứng thích ứng. Kết quả của nghiên cứu này kết hợp với các nghiên cứu đã được công bố trước đây về vi khuẩn và nấm men chỉ ra rằng tổn thương do căng thẳng nhiệt độ gây ra là một hiện tượng lây lan rộng. Các đột biến soma gây ra do bị sốc

nhiệt độ có thể được truyền sang các thế hệ tiếp theo. Do đó, áp lực môi trường có thể có tác động đến sự tiến hóa của sinh vật bằng cách làm thay đổi các loại và số lượng biến dị di truyền trong và giữa các quần thể mà chọn lọc tự nhiên có thể hoạt động. Có thể kết luận rằng sự tái sinh trong hạt đậu bướm có thể được điều khiển bằng cách xử lý sốc nhiệt ở một mức độ nhất định. Sự tái sinh tốt hơn có liên quan đến sự xuất hiện của các polypeptit mới và tăng cường sự điều chỉnh của một số loại polypeptide khác, và có thể được sử dụng như một cơ chế thay thế để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên các mô đang phân sinh. Ngoài việc xử lý sốc nhiệt này, có thể sử dụng các mẫu mô phân sinh để gây đột biến (R. Sharma và ctv., 2018). E. R. Waters và B. A. Schaal, 1996 đã công bố nghiên cứu chứng minh đột biến xuất hiện do căng thẳng nhiệt độ có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của thực vật. Khi bị sốc nhiệt độ, thực vật không giải được trình tự một dòng phôi (germ lines), và do đó bất kỳ đột biến nào gây ra bởi căng thẳng nhiệt độ đều có thể được truyền sang các thế hệ sau. Nghiên cứu cũng thực nghiệm trên cải Brassica nigra Brassicaceae, bằng việc xử lý sốc nhiệt độ lên cây con. Kết quả cho thấy có những thay đổi nhất định ở số lượng bản sao của hai gen sao chép đơn mã hóa hạt nhân, ADN mã hóa r ARN (rADN) và một gen ADN lục lạp ở các cây xử lý sốc nhiệt so với nhóm đối chứng không xử lý nhiệt độ. Bằng cách kiểm tra bản sao ở các thế hệ sau của những cây có xử lý sốc nhiệt độ và những cây không xử lý để chứng minh những thay đổi bộ gen có được di truyền hay không. Kết quả chỉ ra rằng, không tìm thấy ảnh hưởng của sốc nhiệt độ lên số lượng bản sao của gen nhân đơn bản sao hoặc trên ADN lục lạp. Tuy nhiên, sốc nhiệt đã gây ra sự giảm đáng kể về mặt thống kê các bản sao rDNA mà thế hệ F1 thừa hưởng (E. R. Waters và B. A. Schaal, 1996). Theo Cvjetko và ctv. (2014) stress đóng một vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa thực vật và thực vật luôn phản ứng với các loại stress khác nhau. Tổn thương ADN khi thực vật bị stress, trừ khi được sửa chữa, nếu không nó có thể gây ra những hậu quả bất lợi và làm tăng tính bất ổn định của gen. Nghiên cứu đã được thực hiện để xác định vai trò của stress oxy hóa do sốc nhiệt đối với sự cảm ứng và sửa chữa các tổn thương ADN liên quan đến khả năng chịu stress oxy hóa ở cây thuốc lá già. Cây một tháng tuổi (non) và cây ba tháng tuổi (già) được xử lý ở nhiệt độ 42oC trong 2 và 4 giờ và sau đó để phục hồi ở nhiệt độ 26oC trong 24 và 72 giờ. Sự tiến triển của sự già đi được đặc trưng bởi hàm lượng protein hòa tan và malondialdehyde thấp hơn so với cây non. Ngay sau cú sốc nhiệt, sự gia tăng hoạt động peroxidase lipid và guaiacol peroxidase, cũng như tổn thương ADN được đo bằng xét nghiệm Comet đã gây ra ở cây non ở mức độ cao hơn ở cây già so với đối chứng tương ứng. Hơn nữa, sau 24 giờ

phục hồi, tổn thương ADN tiếp tục gia tăng ở các cây non, trong khi đó xu hướng sửa chữa ADN được quan sát thấy ở các cây già. 2.10 Đặc điểm giống lúa Nàng Thơm Chợ đào địa phương và đặc điểm của vùng nghiên cứu

2.10.1 Một số đặc điểm giống lúa Nàng Thơm Chợ đào địa phương

Lúa Nàng thơm Chợ Đào gieo trồng vào khoảng tháng 6, 7 đến tiết đông chí (khoảng 21 - 22 tháng Chạp âm lịch) thì đồng loạt trổ bông (quang cảm). Lúa có chiều cao gấp đôi cây lúa bình thường với chu kỳ sinh trưởng 170 - 185 ngày (khoảng 6 tháng) nên một năm chỉ canh tác được có một mùa. Năng suất thấp, khoảng 3,5 tấn/ha so với trung bình 6-6,5 tấn của các giống lúa cao sản. Gạo Nàng Thơm Chợ Đào có hình dạng thon dài, gạo nhỏ hơn gạo của các giống lúa cao sản, khi bẻ đôi hạt gạo thì bên trong có “hạt lựu”. Gạo thơm, mềm cơm. Gạo Nàng Thơm Chợ Đào là đặc sản của Long An, là thương hiệu nổi tiếng khắp cả nước.

2.10.2 Vị trí địa lý

* Huyện Mộc hoá, tỉnh Long An

Huyện Mộc Hóa cách thành phố Tân An khoảng 70 km, là huyện thuộc

vùng Đồng Tháp Mười, hàng năm chịu ảnh hưởng của lũ lụt.

Mộc Hóa từng là tỉnh lỵ của tỉnh Kiến Tường cũ trong giai đoạn 1956 - 1975 dưới thời Việt Nam Cộng hòa (tỉnh lỵ có tên là "Mộc Hóa"). Năm 1976, tỉnh Kiến Tường bị giải thể và sáp nhập vào tỉnh Long An. Ngày 18 tháng 3 năm 2013, một phần diện tích và dân số của huyện Mộc Hóa bao gồm thị trấn Mộc Hóa và một số xã lân cận được tách ra để thành lập mới thị xã Kiến Tường trực thuộc tỉnh Long An

Huyện Mộc Hóa nằm ở phía tây tỉnh Long An, có vị trí địa lý:

+ Phía đông giáp huyện Thạnh Hóa

+ Phía Tây giáp thị xã Kiến Tường

+ Phía Bắc giáp tỉnh Svay Rieng, Campuchia

+ Phía Nam giáp huyện Tân Thạnh. Huyện Mộc Hóa có diện tích tự nhiên là 297,64 km2, dân số năm 2013

là 29.853 người.

* Thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An

Kiến Tường là một thị xã thuộc tỉnh Long An, Việt Nam.

Thị xã Kiến Tường được thành lập vào ngày 18 tháng 3 năm 2013 trên

cơ sở tách một phần diện tích và dân số của huyện Mộc Hóa.

Thị xã Kiến Tường nằm ở phía tây tỉnh Long An, cách thành phố Tân An 68 km, cách thành phố Hồ Chí Minh 121 km, nằm ở trung tâm của vùng Đồng Tháp Mười, có vị trí địa lý:

+ Phía đông giáp huyện Mộc Hóa

+ Phía tây giáp các huyện Vĩnh Hưng, Tân Hưng

+ Phía bắc giáp huyện Kông Bông Rồ, tỉnh Svay Rieng, Campuchia

+ Phía nam giáp huyện Tân Thạnh.

Theo thống kê năm 2019, thị xã có diện tích 204,36 km², dân số là 43.674

người, mật độ dân số đạt 214 người/km²

Thị xã Kiến Tường nằm trong khu đất trung tâm của vùng Đồng Tháp

Mười, đất trũng ngập nước hằng năm.

Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa nắng và mùa mưa. Hàng năm, Kiến

Tường đều phải chịu ảnh hưởng của lũ lụt trên hệ thống sông Vàm Cỏ.

Đất đai thị xã chủ yếu là đất phèn, thích hợp cho trồng lúa và tràm. Nước ngọt quanh năm được cung cấp bởi sông Vàm Cỏ Tây và một số phụ lưu của sông Vàm Cỏ Tây như sông Cả Môn, Gò Ớt, rạch Cá Rô, rạch Bích... và hệ thống kênh rạch thông với sông Tiền. Lũ lụt trên sông Vàm Cỏ lên chậm, ngâm lâu, nên vun bồi phù sa rất nhiều cho đất đai ở đây.

2.10.3 Điều kiện khí hậu thời tiết

Huyện Mộc Hoá và thị xã Kiến Tường chịu ảnh hưởng vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nền nhiệt cao đều quanh năm, ánh sáng dồi dào chia làm 2 mùa mưa nắng rõ rệt:

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 - 11, tập trung cao nhất vào tháng 9 - 10 với

lượng mua chiếm 92 – 94% tổng lượng mưa bình quân hàng năm.

Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 - 4 năm sau.

Nhiệt độ trung bình 27,3 °C, thấp nhất 16 °C, cao nhất 38 °C.

2.10.4 Đất đai

Phần lớn đất đai Long An được tạo thành ở dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ nên đất có dạng cấu tạo bở rời, tính chất cơ lý rất kém; các vùng thấp, trũng tích tụ nhiều độc tố làm cho đất trở nên chua. Về cơ bản, Long An có 6 nhóm đất chính:

- Nhóm đất xám bạc màu: chiếm 59% diện tích tự nhiên của huyện, phân bố ở hầu khắp các xã, thị trấn (trừ 2 xã Tân lập và Tân Thành). Tuy đất xám có chất lượng không cao (nghèo dưỡng chất, khả năng giữ nước và phân kém), nhưng khả năng sử dụng lại khá đa dạng: những nơi có địa hình thấp có thể trồng lúa, đay, tràm; những nơi có địa hình cao hoặc có đê bao lửng có thể luân

canh 1-2 vụ lúa với các loại rau màu (bắp, dưa hấu, đậu phộng,…). Đây là điều kiện thuận lợi để đa dạng hoá cây trồng. Đất được khai thác tương đối sớm; có khả năng trồng các loại lúa, mía, lạc. Do địa hình cao thấp khác nhau nên chịu tác động của quá trình rửa trôi và xói mòn.

- Nhóm đất phù sa ngọt: phân bố chủ yếu ở: Tân Thạnh, Tân An, Tân Trụ, Cần Đước, Bến Lức, Châu Thành và Mộc Hoá. Nhóm đất này chiếm khoảng 17% diện tích tự nhiên của tỉnh. Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, thuận lợi cho phát triển nông nghiệp.

- Nhóm đất phù sa nhiễm mặn: phân bố ở các huyện Cần Đước, Cần Giuộc, Châu Thành, Tân Trụ. Nhóm đất này chiếm khoảng 1,26% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, nhưng thường bị nhiễm mặn trong mùa khô, nên còn hạn chế trong sản xuất lương thực. Vùng nhiễm mặn nặng thường trồng các loại dừa nước, sú, vẹt, đước....

- Nhóm đất phèn: chiếm gần 41% diện tích tự nhiên của huyện, phân bố chủ yếu ở thị trấn Mộc Hoá và các xã Bình Hoà Đông, Bình Phong Thạnh, Bình Hoà Trung, Thạnh Hưng, Tân lập, Tân Thành. Đất có tầng phèn sâu trong điều kiện có nước tưới thì khả năng sản xuất lúa 2 vụ không thua kém nhiều so với đất phù sa, nhưng những nơi thiếu nước ngọt, thuỷ lợi không hoàn chỉnh, hàng năm vẫn có thể bị thiệt hại do độc tố của đất gây nên. Ngoài cây lúa, vùng đất phèn có thể trồng tràm và một số cây trồng khác như đay, khoai mỡ, dưa hấu… Đất có hàm lượng độc tố (Cl -, Al 3+, Fe 2+ và SO4 2) cao, muốn trồng lúa phải tiến hành cải tạo.

- Nhóm đất phèn nhiễm mặn: phần lớn phân bố ở các huyện phía Nam gần cửa sông Soài Rạp, chiếm khoảng 3,9% diện tích tự nhiên của tỉnh, thường bị nhiễm mặn vào mùa khô.

- Nhóm đất than bùn: phân bố ở phía Nam huyện Đức Huệ, giáp với

huyện Thạnh Hoá, diện tích không đáng kể.

Nhìn chung, đất đai của Long An vừa mang những nét đặc thù của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long; vừa mang sắc thái riêng của vùng đất chua, phèn, mặn; nên không hoàn toàn thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp.

2.10.5 Tài nguyên nước và chế độ thủy văn của vùng

Thuộc tỉnh Long An, có mạng lưới sông, ngòi, kênh rạch chằng chịt nối liền nhau, chia cắt địa bàn tỉnh thành nhiều vùng. Nổi bật trong mạng lưới sông, rạch này là hai sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây.

- Sông Vàm Cỏ Đông dài trên 200 km, bắt nguồn từ Campuchia chảy qua Tây Ninh vào Long An qua các huyện Đức Huệ, Đức Hoà, Bến Lức, Tân Trụ và Cần Đước. Phần sông chảy trên địa bàn Long An dài khoảng 150 km.

- Sông Vàm Cỏ Tây dài trên 250 km, cũng bắt nguồn từ Campuchia chảy vào Long An qua các huyện Vĩnh Hưng, Mộc Hoá, Tân Thạnh, Thanh Hoá, Thủ Thừa, thành phố Tân An, Tân Trụ, Châu Thành, Cần Đước. Phần sông chảy trên địa bàn Long An dài khoảng 186 km. Hai con sông gặp nhau tại 3 huyện Tân Trụ, Châu Thành, Cần Đước hợp thành sông Vàm Cỏ dài 35 km, rộng trung bình 400 m, đổ ra cửa sông Soài Rạp và thoát ra biển Đông.

Chế độ thủy văn của Long An chịu ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông qua cửa sông Soài Rạp. Thời gian 1 ngày triều là 24 giờ 50 phút, một chu kỳ triều là 13 - 14 ngày. Vùng chịu ảnh hưởng của triều nhiều nhất là các huyện phía Nam quốc lộ 1A, đây là nơi ảnh hưởng mặn từ 4 - 6 tháng trong năm. Triều biển Đông tại cửa sông Soài Rạp có biên độ lớn từ 3,5 - 3,9 m. Biên độ triều cực đại trong tháng từ 217 - 235 cm tại Tân An và từ 60 - 85 cm tại Mộc Hoá. Do biên độ triều lớn, đỉnh triều mùa gió chướng đe dọa xâm nhập mặn vào vùng phía Nam của tỉnh. Mùa khô, khi mực nước trên 2 con sông Vàm Cỏ xuống thấp, triều sẽ xâm nhập sâu vào nội đồng, gây nhiễm mặn nhiều vùng trong tỉnh.

Lưu lượng nước của sông Vàm Cỏ thấp hơn rất nhiều so với lưu lượng nước sông Cửu Long. Do đó, nguồn nước mặt của Long An không được dồi dào, chất lượng nước còn hạn chế. Trữ lượng nước ngầm của tỉnh cũng không nhiều, chất lượng cũng rất kém; phần lớn nước ngầm phân bổ ở độ sâu từ 50 - 400 m thuộc 2 tầng Pliocene - Miocene. Tuy nhiên, tỉnh có nguồn nước khoáng rất phong phú, đang được khai thác tốt.

CHƯƠNG 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian, phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Thời gian và địa điểm

* Thời gian thí nghiệm

Thời gian thực hiện thí nghiệm làm thuần và xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt

trên vật liệu ban đầu Nàng thơm Chợ Đào từ tháng 1/2015 đến tháng 7/2015.

Thí nghiệm chọc lọc dòng và thanh lọc trong điều kiện phèn, mặn từ

tháng 7/2015 đến tháng 11/2016.

Thí nghiệm tìm dấu liên kết marker phân tử protein với mùi thơm từ

tháng 3/2015 đến tháng 8/2015.

Khảo nghiệm trong điều kiện canh tác thực tế ngoài đồng ruộng từ tháng

11/2016 đến tháng 9/2017.

* Địa điểm thí nghiệm

Thí nghiệm xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt ngay giai đoạn phân bào của quá trình nảy mầm, đánh giá khả năng chống chịu phèn, mặn, điện di protein SDS - PAGE và phân tích các chỉ tiêu phẩm chất được thực hiện tại phòng thí nghiệm Di truyền – Chọn giống, bộ môn Di truyền - Chọn giống Cây trồng, khoa Nông nghiệp – trường Đại học Cần Thơ.

Thí nghiệm làm thuần vật liệu ban đầu, chọn lọc các thể, chọn lọc dòng NTCĐ sau khi sốc nhiệt được thực hiện tại nhà lưới bộ môn Di truyền - Chọn giống Cây trồng, khoa Nông nghiệp – trường Đại học Cần Thơ.

Khảo nghiệm cơ bản các giống/dòng lúa trong điều kiện canh tác thực tế

được thực hiện tại Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An.

3.1.2 Vật liệu thí nghiệm

Giống lúa mùa NTCĐ được thu thập tại huyện Cần Đước, tỉnh Long An. Giống lúa sau khi thu thập sẽ trồng và thu thành từng dòng thuần riêng biệt (1 cá thể) nhằm đảm bảo độ thuần, việc này nhằm mục đích không để xảy ra trường hợp lẫn cơ giới trong vật liệu thu thập có thể ảnh hưởng đến kết quả. Dòng thuần thu thập được sẽ sử dụng để làm vật liệu xử lý.

Thí nghiệm thanh lọc tính chống chịu trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida sử dụng giống lúa IR28 để làm giống đối chứng chuẩn nhiễm phèn, mặn; Sử dụng giống lúa Nàng Hoa 9 làm giống đối chứng đối với thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản ngoài đồng.

Việc đánh giá khả năng chống chịu được thực hiện trong dung dịch dinh

dưỡng Yoshida và ctv. (1997) có bổ sung các yếu tố phèn, mặn.

Bảng 3.1 Một số đặc tính của vật liệu thí nghiệm

STT Đặc tính giống

1 IR28 90-95 ngày Nàng hoa 9 95-104 ngày Thời gian sinh trưởng

2 3 4 NTCĐ (*) 170-185 ngày (ảnh hưởng quang kỳ) 200-250 80-120 25,0 gam 280-320 90-130 25-26 gam 300-350 100-130 25-26 gam

Số bông/m2 Số hạt chắc/bông Trọng lượng 1.000 hạt 5 Kháng rầy nâu 6 Chống chịu mặn 7 Chống chịu phèn 8 Dài hạt gạo 9 Chiều cao cây 10 Màu sắc hạt gạo 11 Mùi thơm 12 Hàm lượng Cấp 1 6 - 9 dSm-1 Khá 6,6 mm 150-160 cm Màu trắng Thơm 15-18 Cấp 1 Nhiễm mặn Nhiễm phèn 6,7-6,8 mm 95-100 cm Màu trắng Không thơm 20-23 Cấp 3 0 - 3 dSm-1 Khá 6,8-7,0 mm 100-110 cm Màu trắng Thơm nhẹ 21,1 Amylose (%)

Nguồn: Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam (*) Kết quả ghi nhận sơ khởi trong quá trình trồng làm thuần giống lúa NTCĐ gốc trước khi xử lý đột biến tại phòng thí nghiệm Di truyền – Chọn giống và nhà lưới của Bộ môn Di truyền - Chọn giống Cây trồng, Trường Đại học Cần Thơ..

3.1.3 Thiết bị, hoá chất

Máy đo quang phổ Thermo Electron Corporation (Sản xuất Mỹ), Model:

BioMate 3: đo độ hấp thụ quang.

Cân phân tích: Libror AEG-120G (Nhật)

Máy đo độ hấp thụ OD Eppendorf BioPhotometer, Model: 22331

Hamburg (sản xuất Đức).

Máy ly tâm: EBA21 Hettich (Đức), Kikro 22 R Hettich: phân tách mẫu.

Máy đo pH, EC, TDS, NaCl hiệu Hanna instruments, model HI 2550 (Sản xuất Romania): dùng trong việc chuẩn pH, EC, NaCl khi pha môi trường thanh lọc mặn.

Máy đo EC, TDS, NaCl, nhiệt độ hiệu Martini instruments, model Mi 306 (sản xuất Romania): dùng để đo EC, NaCl nước ruộng trong bố trí thí nghiệm ngoài đồng.

Máy Water bath hiệu VWR Scientific, Inc., model 1202 (sản xuất Mỹ):

sử dụng để đun mẫu.

Máy Vortex hiệu VELP scientifica, model Zx3 (sản xuất Europe): khuấy

trộn dung dịch.

Máy lắc hiệu Orbital Shaker, model DK-OS001 (sản xuất Hàn Quốc).

Máy ly tâm hiệu Eppendorf AG, model 22331 Hamburg (sản xuất Đức).

Bộ nguồn điện di protein SDS-PAGE hiệu EIDO, model NC-1010 (sản

xuất Nhật).

Ống tube, pipette, khay nhựa, tấm xốp, đĩa petri và một số dụng cụ

khác…

Hóa chất để phân tích phẩm chất gạo: HCl, NaOH 1N, Ethanol 95%, Iod, KOH, Thymolblue, Na2CO3, CuSO4…tất cả hóa chất sử dụng trong phân tích mẫu và pha dung dịch dinh dưỡng Yoshida là của Merck (Đức sản xuất) và Prolabo (Pháp sản xuất).

3.2 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu bao gồm 4 nội dung chính

Nội dung 1: Tạo dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc

nhiệt và chọn dòng phân ly từ thế hệ M1 đến M4.

Mục tiêu: Tạo ra được dòng lúa mới với các đặc tính thay đổi so với giống lúa gốc NTCĐ, đồng thời nhân lên qua các thế hệ kết hợp với chọn lọc các cá thể (dòng) mang những đặc tính mong muốn.

Nội dung 2: Đánh giá các dòng triển vọng ở thế hệ M5.

Mục tiêu

+ Chọn lọc được các dòng có biểu hiện chống chịu tốt đối với yếu tố

phèn và mặn;

+ Chọn lọc được các dòng có phẩm chất phù hợp với mục tiêu đặt ra bên

cạnh các đặc tính nông học;

+ Đánh giá sự biểu hiện của các dòng triển vọng ở quy mô quần thể bằng việc khảo nghiệm sơ khởi trong đều kiện nhà lưới để làm cơ sở cho khảo nghiệm ngoài đồng ở thế hệ M6.

Nội dung 3: Khảo nghiệm cơ bản các dòng triển vọng trong điều kiện

canh tác thực tế tại huyện Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, Long An.

Mục tiêu: Đánh giá khả năng chống chịu phèn trong điều kiện canh tác thực tế, kiểm tra tính ổn định của các dòng triển vọng về các đặc tính nông học, thành phần năng suất, năng suất và phẩm chất.

Nội dung 4: Ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá độ thuần và mùi

thơm của các dòng triển vọng.

Mục tiêu

+ Đánh giá được mức độ thuần của các dòng ở thế hệ M6, làm cơ sở cho

các bước chọn lọc tiếp theo;

+ Xác định được chỉ thị phân tử protein (polypeptide) liên kết với tính thơm của lúa nhằm áp dụng để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả chọn lọc tính trạng thơm của các dòng lúa mới;

+ Kiểm tra chính xác gen thơm của các dòng lúa triển vọng, ở trạng thái

thơm đồng hợp tử lặn, không thơm đồng hợp tử hay không thơm dị hợp tử.

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Nội dung 1: Tạo dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây

sốc nhiệt và chọn dòng phân ly từ thế hệ M1 đến M4.

3.3.1 Phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt

Căn cứ vào các cơ sở khoa học đã được công bố của nhiều tác giả về xử lý nhiệt độ gây biến đổi trên thực vật (Slim và ctv., 2013; Sharma và ctv., 2018), đã có nhiều kết quả chỉ rõ được những biến đổi ở các cấp độ ADN và protein (E. R. Waters và B. A. Schaal, 1996). Với bằng chứng chỉ ra rằng, có sự thay đổi về biểu hiện của các polypeptide theo hướng tăng cường hoặc suy giảm, hay làm xuất hiện mới hoặc làm mất đi một vài polypeptide. Những kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, có sự khác biệt nhất định trong cấu trúc của ADN, đây là cơ sở gây ra những biến đổi và những biến đổi có khả năng di truyền.

Kế thừa kết quả của một số nghiên cứu trong nước trước đây (Quan Thị Ái Liên, 2013), cũng sử dụng biện pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên lúa nhằm mục đích là thay đổi sự biểu hiện của chúng và đã thành công trên một số giống lúa khác.

Việc sử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên vật liệu ban đầu được tiến hành vào thời điểm hạt nảy mẩm (hệ thống tái sinh) là thời điểm quá trình phân bào nguyên nhiễm đang diễn ra mạnh mẽ và hạt lúa rất mẫn cảm với nhiệt độ.

Giống lúa mùa NTCĐ được thu thập tại huyện Cần Đước, tỉnh Long An (vật liệu gốc). Giống lúa sau khi thu thập sẽ trồng và thu thành từng dòng thuần riêng biệt (1 cá thể) nhằm đảm bảo độ thuần, tránh trường hợp lẫn cơ giới trong vật liệu thu thập. Dòng thuần sẽ được sử dụng để làm vật liệu xử lý.

Xử lý sốc nhiệt độ và chọn dòng sau xử lý: 1.000 hạt được chọn lọc từ việc làm thuần vật liệu gốc sẽ ngâm 24 tiếng (cứ 6 tiếng thay nước và rửa hạt một lần nhằm đảm bảo khả năng nảy mầm bình thường và đồng đều) sau đó ủ.

Khi hạt giống vừa nứt nanh (quá trình phân bào nguyên nhiễm ở phôi bắt đầu diễn ra mạnh mẽ) thì tiến hành xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt ở 50oC (duy trì nhiệt độ ổn định tại 50oC trong vòng 5 phút).

3.3.2 Phương pháp chọn dòng

Áp dụng phương pháp chọn lọc phả hệ. Chọn lọc phả hệ có hiệu quả tốt trong trường hợp chọn lọc này, tập trung chọn lọc được các kiểu gen cần thiết, được phân lập chi tiết ngay từ quần thể phân li M2. Ở kết quả có thể thu được các dòng giá trị và được đánh giá khá chuẩn xác trước khi đưa thử nghiệm.

Trong quá trình chọn lọc, yếu tố môi trường được quan tâm chú ý, ở đó các gen quan trọng phải được thể hiện để có thể chọn lọc ở nhều thế hệ. Quá trình chọn lọc phải thật kỹ lưỡng, quan sát từng cá thể, tốn kém nhiều công sức và thời gian tiến hành khá lâu nhưng hiệu quả mang lại rất cao.

Trong thí nghiệm chọn lọc này, để giảm bớt khối lượng công việc và thời

gian chọn giống, nghiên cứu đã áp dụng chọn lọc phả hệ gián đoạn.

Kết thúc thế hệ M2, thu hoạch M3 bằng cách phân lập các dòng. Ở thế hệ M4 hoặc M5 bắt đầu tiến hành các công việc đánh giá, so sánh thử nghiệm các dòng trong điều kiện nhà lưới và chỉ chọn lọc những cá thể có biểu hiện dương tính – có (mùi thơm, một số đặc tính nông học…) hoặc âm tính –không (ảnh hưởng quang kỳ, chiều cao cây…) đối với các tính trạng quan sát.

Sau khi tuyển chọn ra một số dòng có các tính trạng như mong muốn sẽ tiến hành khảo nghiệm cơ bản trong điều kiện sản xuất thực tế ngoài đồng ruộng (số dòng này đã ở thế hệ M6, M7), các dòng này vẫn tiếp tiếp tục được chọn lọc để thu dòng thuần cho khảo nghiệm sản xuất (Chahal và Gosal, 2002).

Cụ thể quá trình chọn lọc như sau:

- Xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt vào giai đoạn nảy mầm của hạt tạo ra quần

thể M1.

- Sau khi có quần thể M1, chọn cá thể có biểu hiện những biến đổi theo yêu cầu chọn lọc đã đặt ra, các cá thể này được trồng thành thế hệ M2 trong điều kiện nhà lưới.

- Ở thế hệ M2, trồng riêng từng cây (mỗi cây trồng từ 1 hạt), theo dõi các đặc tính về sinh trưởng, tính quang cảm và các đặc điểm nông học khác, có trồng kèm đối chứng.

- Tiếp tục thực hiện việc chọn lọc như trên ở thế hệ M3, chọn lọc trong điều kiện mùa thuận (tháng 8 dương lịch) và mùa nghịch (tháng 3 dương lịch) xen kẽ, việc chọn lọc theo mùa thuận và mùa nghịch xen kẽ nhằm 2 mục tiêu (1) kiểm tra biểu hiện không quang cảm của các dòng chọn lọc trong mùa nghịch và (2) tăng số mùa vụ trong năm, rút ngắn thời gian chọn lọc.

- Từ thế hệ M4 thực hiện thêm các phân tích về phẩm chất như hàm lượng

amylose, protein, mùi thơm…

Xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt 1.000 hạt giống NTCĐ tại 50oC, duy trì trong 5 phút lúc hạt nảy mầm (thế hệ M0)

Thế hệ M1

Trồng mùa thuận (tháng 8 dương lịch). Không biểu hiện sự mẫn cảm với quang kỳ. Mỗi cá thể thu 1 hạt trồng đến M2.

Thế hệ M2

Trồng mùa nghịch (tháng 3 dương lịch). Thu hoạch cá thể trổ (không bị ảnh hưởng quang kỳ), chín sớm, có đối chứng.

Thế hệ M3

Trồng mùa thuận, ghi nhận sự phân ly, chọn cá thể biểu hiện các tính trạng theo mục tiêu.

Thế hệ M4

Thế hệ M5

- Thế hệ M5 tiến hành thanh lọc khả năng chống chịu của các dòng chọn lọc được ở giai đoạn mạ trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida, có bổ sung các yếu tố phèn, mặn. Cụ thể quá trình được trình bày ở hình 3.1.

Trồng mùa nghịch, loại bỏ cá thể không trổ (nếu có), tiếp tục ghi nhận sự phân ly và chọn dòng theo mục tiêu, kết hợp đánh giá mùi thơm, thu riêng từng cá thể.

Tiếp tục chọn lọc cho đến khi có dòng thuần ưu tú

Trồng mùa thuận trong nhà lưới; đánh giá chỉ tiêu nông học, khả năng chống chịu mặn, thành phần năng suất, chất lượng gạo. Điện di SDS-PAGE để tăng hiệu quả chọn lọc hàm lượng amylose, protein và kiểm tra nhanh độ thuần. Khảo nghiệm ngoài đồng nếu các dòng có biểu hiện thuần

Hình 3.1 Sơ đồ chọn lọc dòng thuần qua các thế hệ

Nội dung 2: Đánh giá các dòng triển vọng ở thế hệ M5.

3.3.3 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn NaCl của các giống

lúa trong điều kiện nhà lưới

Theo phương pháp của IRRI (1997) có bổ sung dung dịch dinh dưỡng

Yoshida cụ thể như sau: Dung dịch Yoshida bổ sung NaCl => đo trị số EC để xác định độ mặn, luôn chuẩn pH là 5, mục đích nhằm thanh lọc được giống/dòng lúa Nàng Thơm Chợ Đào mới chọn lọc có khả năng chịu được mặn NaCl cụ thể như sau:

- Nghiệm thức: Năm nghiệm thức bao gồm đối chứng, 3 dS/m, 6 dS/m, 9 dS/m và 12 dS/m; tương đương nồng độ muối 0‰; 1,92‰; 3,84‰; 5,76‰ và 7,68‰.

- Số lần lặp lại: 1 lần/nghiệm thức

- Số lượng dòng/giống lúa thử nghiệm: 16 dòng

- Kiểu bố trí: hoàn toàn ngẫu nhiên

- Vật liệu chính gồm:

+ Khay nhựa hình chữ nhật kích thước 14 x 30 x 35

+ Lưới chống muỗi

+ Tấm xốp dày khoảng 1,2 -2,5 cm

+ Muối NaCl

+ Dung dịch Yoshida

+ Máy đo trị số EC

+ Cây gắp hạt lúa

* Chỉ tiêu theo dõi

Bảng 3.2 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ chống chịu mặn NaCl (SES) ở giai

đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI, 2013)

Mô tả triệu chứng

Cấp 1 3 Chống chịu

5 trung

7 Chống chịu bình Nhiễm

9 Đánh giá Tăng trưởng bình thường không có vết lá cháy Chống chịu tốt Gần như bình thường, nhưng đầu lá hoặc vài lá có vết trắng, lá hơi cuốn lại Tăng trưởng chậm, hết lá bị khô, một vài chồi bị chết Tăng trưởng bị ngưng lại hoàn toàn, hầu hết lá bị khô, một vài chồi bị chết. Tất cả cây bị chết hoặc khô Rất nhiễm

* Cấp chống chịu mặn được tính như sau:

- Khả năng chịu mặn NaCl: khoảng 2-3 tuần sau khi thanh lọc mặn

NaCl (khi giống IR28 gần như chết hoàn toàn) thì ghi nhận tính chống chịu mặn

của các giống thanh lọc theo tiêu chuẩn của IRRI

Cấp chống chịu mặn = Tổng (cấp n x số cây cấp n)/tổng số cá thể thanh lọc mặn (với n là cấp thiệt hại từ: 1, 3, 5, 7, 9).

3.3.4 Phương pháp đánh giá khả năng chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 của

các giống lúa trong điều kiện nhà lưới

Theo phương pháp của IRRI (1997) có bổ sung dung dịch dinh dưỡng Yoshida cụ thể như sau: Dung dịch Yoshida bổ sung Al2(SO4)3, chuẩn pH là 4 (ở mức pH này tác động của phèn nhôm là rõ ràng), mục đích nhằm thanh lọc

được giống/dòng lúa Nàng Thơm Chợ Đào mới chọn lọc có khả năng chịu được

phèn nhôm Al2(SO4)3.

- Nghiệm thức: 4 nghiệm thức 0 (đối chứng), 100, 200, 300 ppm

- Số lần lặp lại: 1 lần/nghiệm thức

- Số lượng dòng/giống lúa thử nghiệm: 8 dòng

- Kiểu bố trí: hoàn toàn ngẫu nhiên

- Vật liệu chính gồm:

+ Khay nhựa hình chữ nhật kích thước 14 x 30 x 35

+ Lưới chống muỗi

+ Tấm xốp dày khoảng 1,2 -2,5 cm

+ Muối Al2(SO4)3

+ Dung dịch Yoshida

+ Cây gắp hạt lúa

* Chỉ tiêu theo dõi

- Khả năng chịu phèn nhôm Al2(SO4)3: khoảng 2-3 tuần sau khi thanh lọc phèn nhôm Al2(SO4)3 (khi giống IR28 gần như chết hoàn toàn) thì ghi nhận tính chống chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 của các giống thanh lọc theo tiêu chuẩn

của IRRI (1997).

* Cấp chống chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 được tính như sau:

Cấp chống chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 = Tổng (cấp n x số cây cấp n)/tổng

số cá thể thanh lọc phèn (với n là cấp thiệt hại từ: 1, 3, 5, 7, 9)

Bảng 3.3 Thang đánh giá mức độ chống chịu ngộ độc nhôm (SES) ở giai

đoạn tăng trưởng (IRRI, 1997)

Mô tả đặc tính

Đánh giá Rất kháng Kháng Cấp 1 2

Hơi kháng 3

Nhiễm 5 7

Sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường Sinh trưởng gần như bình thường, có những đốm nâu đỏ hoặc chuyển màu cam trên chóp các lá già Sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường, các lá già có màu nâu đỏ, tím hoặc vàng cam Sinh trưởng và đẻ nhánh chậm lại, nhiều lá chuyển màu Hơi nhiễm Sinh trưởng và đẻ nhánh đình trệ, hầu hết lá mất màu hay chết Hầu hết các cây đều chết Rất nhiễm 9

3.3.5 Phương pháp đánh giá khả năng chịu phèn sắt FeSO4 của các

giống lúa trong điều kiện nhà lưới

Theo phương pháp của IRRI (1997) có bổ sung dung dịch dinh dưỡng Yoshida cụ thể như sau: Dung dịch Yoshida bổ sung FeSO4, chuẩn pH là 4 (ở mức pH này tác động của phèn nhôm là rõ ràng), mục đích nhằm thanh lọc được

giống/dòng lúa Nàng Thơm Chợ Đào mới chọn lọc có khả năng chịu được phèn sắt FeSO4

- Nghiệm thức: 4 nghiệm thức 0 (đối chứng), 500, 800, 1.000 ppm

- Số lần lặp lại: 1 lần/nghiệm thức

- Số lượng dòng/giống lúa thử nghiệm: 8 dòng

- Kiểu bố trí: hoàn toàn ngẫu nhiên

- Vật liệu chính gồm:

+ Khay nhựa hình chữ nhật kích thước 14 x 30 x 35

+ Lưới chống muỗi

+ Tấm xốp dày khoảng 1,2 -2,5 cm

+ Muối FeSO4

+ Dung dịch Yoshida

+ Cây gắp hạt lúa

* Chỉ tiêu theo dõi

Bảng 3.4 Thang đánh giá mức độ chống chịu ngộ độc sắt (SES) ở giai

đoạn tăng trưởng (IRRI, 1997)

Cấp Quan sát đánh giá sinh trưởng cây lúa

1 Mức chống chịu Kháng

2 Kháng

3 5 Kháng Hơi kháng

7 Hơi nhiễm

9 Cây phát triển bình thường, không có triệu chứng gì trên lá Đẻ chồi bình thường, trên chóp lá hay phần trên nửa lá có điểm trắng và cuốn tròn Phát triển và đẻ chồi chậm lại, một số lá bị cuốn tròn Chồi kém phát triển và hầu hết bị cuốn tròn, chỉ vài lá phát triển Sự phát triển hầu như ngưng lại, hầu hết các lá bị khô, một vài cây chết Tất cả cây đều chết Nhiễm

- Khả năng chịu phèn sắt FeSO4: khoảng 3 tuần sau khi thanh lọc phèn sắt FeSO4 (khi giống IR28 gần như chết hoàn toàn) thì ghi nhận tính chống chịu phèn sắt FeSO4 của các giống thanh lọc theo tiêu chuẩn của IRRI .

* Cấp chống chịu phèn sắt FeSO4 được tính như sau:

Cấp chống chịu phèn sắt FeSO4 = Tổng (cấp n x số cây cấp n)/tổng số cá

thể thanh lọc phèn (với n là cấp thiệt hại từ: 1, 3, 5, 7, 9)

Quá trình đánh giá được tiến hành qua các bước sau:

* Thực hiện thanh lọc

Tấm xốp nổi được cắt kích thước sau cho vừa khít vào bên trong của

khay nhựa. Tạo những lỗ thẳng hàng sao cho chứa được 1-2 hạt lúa nảy mầm/lỗ,

10 lỗ/hàng. Mặt dưới của tấm xốp phủ bằng lưới chống muỗi sao cho hạt lúa không bị lọt xuống đáy khay nhựa.

Các giống lúa thanh lọc được vô trùng, ủ ở nhiệt độ 370C trong 48 giờ để

nảy mầm.

Khi hạt lúa đã nảy mầm, đặt hạt vào trong lỗ của các tấm xốp. Trong 3

ngày đầu thanh lọc, thau nhựa chứa ít nước để hạt lúa phát triển bình thường.

Khi rễ lúa đã phát triển (sau 3 ngày) thay thế bằng dung dịch Yoshida có chứa NaCl, Al2(SO4)3 hoặc FeSO4 với các nồng độ như đã nêu. Dung dịch này sẽ

được thay sau 1 tuần và luôn duy trì pH ổn định (pH tùy thuộc vào từng thí

nghiệm).

Sau khoảng 2 tuần thanh lọc sẽ tiến hành ghi nhận tính chống chịu mặn NaCl, phèn nhôm Al2(SO4)3 và phèn sắt FeSO4 (khi giống IR28 chết hoàn toàn).

* Chuẩn bị dung dịch Yoshida

Bảng 3.5 Chuẩn bị dung dịch mẹ của môi trường Yoshida (Yoshida và ctv.,

1976)

Nguyên tố Hóa chất

Lượng cần (g/4l dd mẹ) 365,6 142,4 Đa lượng N P

285,6 469,4 1.296,0

K Ca Mg Vi lượng

Amonium nitrate (NH4NO3) Sodium phosphate, monobasic monohydrate (NaH2PO4.H2O) Potassium sulfate (K2SO4) Calcium sulfate, dehydrate (CaCl2.2H2O) Magiesium sulfate, 7-hydate (MgSO4.7H2O) Hòa tan lần lượt từng nhóm chất với 2 lít nước cất, sau đó thêm 200 ml H2SO4 cuối cùng lên thể tích đủ 4 lít

Mn Mo 4-hydrate 6,000 0,296

Zn Bo Cu Fe 0,140 3,736 0,124 30,800 47,600 Maganous chloride, 4-hydrate (MnCl2.4H2O) Amonium molybdate, [(NH4)6Mo7O24.H2O] Zinc sulfate, 7-hydrate (ZnSO4.7H2O) Boric acid (H3BO3) Cupric sulfate, 5-hydrate (CuSO4.5H2O) Ferric chloride, 6-hydrate (FeCl3.6H2O) Citic acid monohydrate (C6H8O7.H2O)

3.3.6 Phương pháp đánh giá phẩm chất hạt gạo

* Phương pháp phân tích hàm lượng amylose (Cagampang and

Rodriguez, 1980)

Bước 1: Chuẩn bị các dung dịch

Ethanol 95%

HCl 30%

NaOH 1N

Dung dịch Iod (0,2% I2 và 2% KI)

Bước 2: Chuẩn bị mẫu

Cân 50 mg bột nhũ đã nghiền mịn cho vào ống 50 ml.

Thêm 0,5 ml ethanol 95% lắc nhẹ cho tan đều.

Thêm 9,5 ml NaOH 1N. Để qua đêm ở nhiệt độ phòng.

Bước 3: Pha loãng mẫu và đo mẫu

Rút 100 l dung dịch mẫu cho vào bình định mức 25 ml (đối với mẫu

thử thay dung dịch mẫu bằng 100 l NaOH 1N).

Thêm nước cất khoảng 1/2 bình, lắc đều.

Thêm 250 l HCl 30% lắc đều.

Thêm 250 l dung dịch Iod, lắc đều.

Thêm nước cất đến vạch định mức.

Chuyển sang ống 50 ml và lắc đều, để yên 30 phút.

Lắc đều trước khi đưa vào cuvette. Đo độ hấp thụ ở bước sóng 580 nm.

Bước 4: Dựng đường chuẩn và tính kết quả

Đường chuẩn có dạng Y = aX+b

Trong đó: Y: Độ hấp thụ OD

X: lượng amylose có trong 1 ml mẫu, đọc từ máy (mg)

Tính hàm lượng amylose theo công thức:

Đánh giá hàm lượng amylose theo thang đánh giá của IRRI (1988)

Bảng 3.6 Thang đánh giá hàm lượng amylose (IRRI, 1988)

STT Đánh giá Nếp 1 Rất thấp 2 Thấp 3 Trung bình 4 Cao 5 Phân loại gạo Nếp Gạo dẻo Gạo dẻo Mềm cơm Cứng cơm Hàm lượng Amylose (%) 0 – 2 3 – 9 10 – 19 20 – 25 > 25

* Phương pháp phân tích hàm lượng protein (Lowry và ctv., 1951)

Bước 1: Chuẩn bị dung dịch ly trích

Dung dịch NaOH 0,1 N.

Dung dịch A (Na2CO3 2% + Na-K-tatrate 0,05% + NaOH 0,1N).

Dung dịch B (CuSO4 0,1%).

Dung dịch C (A:B = 45 :5).

Dung dịch Folin 1 N

Bước 2: Chuẩn bị mẫu

Cân 10 mg bột gạo + 1 ml NaOH 0,1 N.

Lắc ít nhất 2 giờ hay để qua đêm.

Bước 3: Pha loãng mẫu và đo

Vortex mẫu sau đó ly tâm mẫu 14.000 vòng/phút trong 3 phút.

Hút 100 μl mẫu cho vào ống 10 ml. Đối với mẫu blank, thay dung dịch

ly trích bằng 100 μl NaOH 0,1 N.

Thêm 1 ml nước cất, lắc đều.

Thêm 500 μl dung dịch C.

Trộn đều và để yên trong 10 phút.

Thêm 50 μl Folin 1 N, trộn đều và để yên trong 30 phút.

Lắc đều mẫu, sau đó cho vào Cuvette và đo ở bước sóng 580 nm.

Bước 4: Dựng đường chuẩn và tính kết quả

Pha dung dịch gốc Bovine serum albumin (BSA).

Đường chuẩn có dạng:

Y = aX + b

Trong đó: Y là Độ hấp thụ OD.

X là Lượng protein có trong mẫu đem đo.

Hàm lượng protein được tính theo công thức:

Với: m: là trọng lượng thực của mẫu:

H%: là độ ẩm của mẫu.

* Phương pháp đánh giá cảm quan mùi thơm của hạt gạo bằng KOH

1,7% (IRRI, 1996)

Quy trình đánh giá tính thơm gồm 2 bước

- Bước 1: Chuẩn bị mẫu

+ Lấy 30 hạt gạo cho vào ống nghiệm 15 ml.

+ Bơm vào mỗi ống nghiệm 5 ml dung dịch KOH 1,7%, đậy kín ống nghiệm bằng giấy bạc.

- Bước 2: Sấy và ngửi mùi

+ Sấy ở 500C trong 30 phút

+ Sau đó đem ra ngửi mùi

+ Năm người cùng ngửi ở 3 mức độ: thơm, thơm nhẹ và không thơm.

+ Tính trung bình

+ Phân cấp mùi thơm theo thang đánh giá của IRRI (1996)

Cấp 0: Không thơm, Cấp 1: Thơm nhẹ, Cấp 2: Thơm

Ngoài ra, ở thế hệ M6, sản phẩm khảo nghiệm ngoài đồng sẽ được đánh giá mùi thơm qua cơm nấu. Bằng cách sử dụng 500 g gạo đã chà sạch/giống, dòng và nấu để đánh giá cảm quan mùi thơm. Ghi nhận kết quả và phân cấp mùi thơm theo thang đánh giá của IRRI (1996) với 3 mức độ là Không thơm; Thơm nhẹ và Thơm.

* Phương pháp phân tích nhiệt trở hồ (Jennings và ctv., 1979)

Chuẩn bị hai mẫu cho mỗi giống được thử. Mỗi mẫu lấy sáu hạt gạo, cạo

sạch lớp cám, chọn hạt không bị nứt, để vào đĩa petri.

Thêm 10 ml KOH 1,7% vào mỗi đĩa.

Sắp xếp các hạt dang đều ra để mỗi hạt có đủ chổ nở lan ra.

Đậy đĩa petri, để yên khoảng 23 giờ ở nhiệt độ phòng.

Bảng 3.7 Bảng phân cấp độ độ trở hồ (Jennings và ctv., 1979)

Cấp Độ lan rộng 1 2 3 4 5 6 7 Hạt gạo còn nguyên. Hạt gạo phồng lên. Hạt gạo phồng lên; viền còn nguyên hay rõ nét. Hạt gạo phồng lên; viền còn nguyên và nở rộng. Hạt rã ra; viền hoàn toàn nở rộng. Hạt tan ra hòa chung với viền. Hạt tan hoàn toàn và quyện vào nhau. Độ trở hồ Cao Cao Cao Trung bình Trung bình Thấp Thấp

Đánh giá độ trở hồ của hạt gạo theo Jennings và ctv. (1979)

Cấp trung bình sẽ được tính theo công thức:

Trong đó: xi : cấp độ trở hồ;

n: số hạt có cấp độ trở hồ xi;

N: số hạt thử nghiệm

* Phương pháp phân tích độ bền thể gel (Tang và ctv., 1991)

Bước 1: Chuẩn bị mẫu

Tách vỏ trấu và đo ẩm độ hạt gạo.

Nghiền mịn và cân mẫu (100 mg với ẩm độ 12%).

Bước 2: Hòa tan mẫu

Thêm 0,2 ml ethanol 95% có chứa 0,025% thymol blue.

Thêm 2 ml KOH 0,2 N. Sau đó khuấy đều bằng máy Vortex. Đậy nắp kỹ và đun trong nồi cách thủy (nhiệt độ là 1000C) khoảng 5

phút.

Lấy ra, để yên trong 5 phút và sau đó làm lạnh trong nồi nước đá 10 phút.

Bước 3: Đọc và ghi kết quả

Để ống nghiệm nằm ngang trên bề mặt bằng phẳng, để gel chảy từ từ,

sau một giờ tiến hành đo chiều dài thể gel (từ đáy đến mí trên của thể gel).

Đánh giá độ bền thể gel theo thang điểm của IRRI (1996)

Bảng 3.8 Phân cấp độ bền thể gel (IRRI, 1996)

Cấp 1 3 5 7 9 Chiều dài thể gel (mm) 80 - 100 61 - 80 41 - 60 35 - 40 < 35 Loại độ bền thể gel Rất mềm Mềm Trung bình Cứng Rất cứng

* Chiều dài và hình dạng hạt gạo

Để đo chiều dài hạt gạo dùng giấy kẻ li đo nhiều lần (ba lần). Mỗi giống lấy 10 hạt gạo (30 hạt cho mỗi giống), cố định các hạt nối đuôi nhau trên đường thẳng để đo chiều dài hoặc khích nhau về chiều ngang để đo chiều rộng hạt rồi lấy giá trị trung bình. Phân loại chiều dài và hình dạng hạt gạo theo tiêu chuẩn đánh giá phẩm chất hạt gạo của IRRI (Juliano và ctv., 1993).

Bảng 3.9 Tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt gạo theo IRRI (Juliano và ctv., 1993)

Hình dạng hạt gạo (D/R)

Cấp 1 3 5 7 Chiều dài hạt gạo (mm) > 7,5 Rất dài 6,61 – 7,5 Dài 5,51 – 6,6 Trung bình ≤ 5,5 Ngắn Thon dài Trung bình Bầu Tròn > 3,0 2,1 – 3,0 1,1 – 2,0 ≤ 1

Ghi chú: D/R: Tỉ lệ giữa chiều dài và chiều rộng hạt

3.3.7 Đánh giá sơ khởi trong nhà lưới ở thế hệ M5

Thế hệ M5 được so sánh dòng sơ khởi trong nhà lưới. Với mục tiêu đánh giá sự biểu hiện của các dòng triển vọng ở quy mô quần thể để làm cơ sở cho khảo nghiệm ngoài đồng ở thế hệ M6, thí nghiệm được bố trí trên nền đất có sẵn trong nhà lưới và không phân tích đất.

Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 1 nhân tố, 15 nghiệm thức (là 14 dòng lúa mới được chọn ở thế hệ M5 và đối chứng). Do thế hệ M5 được trồng trong mùa thuận nên sử dụng nghiệm thức đối chứng là giống lúa NTCĐ (có thể trổ). Tổng cộng có 3 lần lặp lại, mỗi lần lặp lai tương ứng với 1m2, được bố trí cụ thể theo sơ đồ sau:

Lặp lại 1 Lặp lại 2 Lặp lại 3

1 4 7

2 9 10

3 12 15

4 13 11

5 11 3

6 2 1

7 15 8

8 3 14

9 10 12

10 6 2

11 14 13

12 8 6

13 1 9

14 5 4

15 7 5

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá sơ khởi các dòng M5

trong điều kiện nhà lưới

1 NTCĐ ĐB-1-3-6-1 2 NTCĐ ĐB-1-3-8-1 3 NTCĐ ĐB-1-3-13-1 4 NTCĐ ĐB-1-3-15-1 5 NTCĐ ĐB-1-3-15-2 6 NTCĐ ĐB-1-3-15-3 7 NTCĐ ĐB-1-3-15-4

8 9 10 11 12 13 14 15

NTCĐ ĐB-1-3-15-6 NTCĐ ĐB-2-1-3-1 NTCĐ ĐB-2-1-3-2 NTCĐ ĐB-2-1-9-1 NTCĐ ĐB-2-1-15-1 NTCĐ ĐB-2-1-15-2 NTCĐ ĐB-2-1-18-1 NTCĐ (đối chứng)

Ghi chú

Việc bố trí trong nhà lưới cần lưu ý vấn đề xử lý đất kỹ lưỡng để không xảy ra hiện tượng lẫn cơ giới, vì thế hệ này quá trình chọn lọc vẫn còn tiếp tục.

Đối với thí nghiệm này, không làm mạ mà cấy trực tiếp khi lúa ủ trên đĩa

petri có lá thật đầu tiên.

Mật độ cấy: Cấy 1 hạt với mật độ 15 x 20 cm

Công thức phân bón: Bón phân theo công thức 100 N – 60 P2O5– 50 K2O/ha và chia làm 5 lần bón. 100N-60P2O5-50K2O/ha tương ứng với lượng phân sử dụng là 2,5 Kg Super lân (16-18% P2O5) ; 2 Kg Urê (46% N); 0,45 Kg DAP (18% N, 46% P2O5); 0,84 Kg KCl (60% K2O) cho 100 m2 tại nhà lưới.

Cách bón: bón lót toàn bộ phân lân (super lân). Phân đạm, DAP và kali

bón theo các thời điểm và liều lượng như Bảng 3.10 và 3.11. Bảng 3.10 Lịch bón phân và lượng phân nguyên chất bón (tính cho 100 m2 diện tích thí nghiệm)

P2O5 (Kg) K2O(Kg)

N (Kg) - 0,18 0,4 0,09 - 0,12

0,18 - 0,12

0,18 0,125 0,12

Thời điểm Bón lót trước khi cấy Bón thúc lần 1 khi lúa cấy vừa bén rễ (5 ngày sau cấy) Bón thúc lần 2 (15-20 ngày sau cấy) Bón thúc lần 3 (30-35 ngày sau cấy) Bón nuôi hạt (lúc bắt đầu chín sữa) 0,18 - 0,145

Bảng 3.11 Lượng phân thương mại sử dụng và thời điểm bón (tính cho 100 m2 diện tích thí nghiệm)

Thời điểm

Superlân (Kg) 2,5 - Urê (Kg) - 0,5 DAP (Kg) - 0,2 KCl (Kg) - 0,2

0,5 - 0,2 -

0,5 0,25 0,2 -

0,5 - 0,24 -

Bón lót trước khi cấy Bón thúc lần 1 khi lúa cấy vừa bén rễ (5 ngày sau cấy) Bón thúc lần 2 (15-20 ngày sau cấy) Bón thúc lần 3 (30-35 ngày sau cấy) Bón nuôi hạt (lúc bắt đầu chín sữa)

* Chăm sóc

Khi cấy, giữ nước xem xép trong lô. Trong 3 ngày đầu, tiến hành cấy

dặm nếu có cây chết, ngưng cấy đặm sau 3 ngày để đảm bảo lúa đồng đều.

Giữ mức nước trong lô khoảng 1-2 cm trước khi bón phân thúc đợt 1. Khi lúa cấy được khoảng 20 ngày tuổi, bón thúc lần 2. Sau thúc lần 2 từ 3-5 ngày, nâng mức nước trong lô lên 3-5 cm và duy trì mức nước này trong suốt

vụ. Các lần bón khác theo lịch đã định sẵn. Trước khi thu hoạch 10 ngày, tiến hành rút nước cạn nước trong lô để lúa chín đồng loạt.

* Phòng trừ sâu bệnh

Thường xuyên theo dõi diễn biến của dịch hại trong nhà lưới và thực hiện các biện pháp quản lý phù hợp. Giai đoạn sinh trưởng, chủ yếu áp dụng các giải pháp trị, giai đoạn phát triển áp dụng các giải pháp phòng là chủ yếu. Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng với liều lượng đúng khuyến cáo.

* Thu hoạch

Khi giống/dòng nào có số hạt/bông chín từ 85% trở lên thì tiến hành thu hoạch. Thu hoạch theo cá thể của từng dòng, để riêng tưng cá thể và đánh số thứ tự bắt đất từ 1 cho đến hết. Ra hạt và cân riêng từng cá thể sau đó cộng lại để tính năng suất thực tế.

* Các chỉ tiêu ghi nhận trong nhà lưới đối với thí nghiệm đánh giá sơ

khởi các dòng ở thế hệ M5

Tổng cộng có 7 chỉ tiêu được ghi nhận, chia làm 2 nhóm

* Nhóm chỉ tiêu sinh trưởng, gồm 2 chỉ tiêu

- Thời gian sinh trưởng (ngày): Tính số ngày từ khi gieo đến khi 85% số

hạt trên bông chín.

- Chiều cao cây (cm): Đo từ mặt đất đến đỉnh bông cao nhất (không kể râu

hạt). Đo 5 cây/lặp lại và tính trung bình

* Nhóm chỉ tiêu năng suất và thành phần năng suất gồm 5 chỉ tiêu - Sống bông/m2: Đếm tất cả số bông có trên 1 m2 của lô thí nghiệm.

- Số hạt chắc/bông: Đếm tất cả số hạt chắc/bông. Đếm 3 bông/buội. Đếm

5 buội/lặp lại và tính trung bình.

- Tỉ lệ hạt chắc: Đếm tổng số hạt trên bông (bao gồm chắc và lép). Đếm 3 bông/buội. Đếm 5 buội/lặp lại và tính trung bình. Tỉ lệ hạt chắc (%) tính theo công thức: Số hạt chắc trên bông/tổng số hạt x 100.

- Khối lượng 1.000 hạt: Cân 3 mẫu 100 hạt ở độ ẩm 14%/lặp lại, tính giá

trị trung bình, đơn vị tính là gam, lấy một chữ số sau dấu phẩy.

Các chỉ tiêu này dùng để tính năng suất lý thuyết (NSLT).

NSLT (tấn/ha) = (Số bông/m2  Số hạt chắc/bông  M1.000 hạt)/10.000

- Năng suất thực tế (tấn/ha) = Năng suất thực thu 1 m2 (kg) x 10.000, quy

đổi về tấn/ha

Nội dung 3: Khảo nghiệm cơ bản các dòng triển vọng trong điều kiện

canh tác thực tế tại huyện Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, Long An.

3.3.8 Khảo nghiệm cơ bản (Quy phạm khảo nghiệm giống VCU của

Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011)

Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 1 nhân tố, 8 nghiệm thức tương ứng với 7 dòng lúa mới chọn lọc và giống đối chứng Nàng hoa 9. Thí nghiệm có 3 lần lặp lại. Diện tích mỗi lô 24 m2 (8 x 3 m). Khoảng cách các lô trong cùng 1 khối là 40 cm, khoảng cách giữa các khối là 50 cm.

Biện pháp canh tác: Cấy mạ 14 ngày (mạ sân), cấy 1 tép với khoảng cách 15 x 20 cm. Bón phân theo công thức 100 N – 60 P2O5– 50 K2O và chia làm 5 lần bón.

* Bố trí thí nghiệm

Lặp lại 1 Lặp lại 2 Lặp lại 3

1 8 2

2 5 6

3 2 7

4 6 1

5 4 3

6 3 4

7 1 8

8 7 5

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản các giống/dòng lúa trong điều kiện canh tác ngoài đồng tại Mộc Hoá và thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An vụ Đông Xuân 2016-2017 và Hè Thu 2017

Ghi chú: 1: Đối chứng Nàng hoa 9; 2: LA11; 3: LA13; 4: LA14; 5:LA15;

6: LA16; 7 : LA17 ; 8 : LA18

* Giống/dòng lúa khảo nghiệm

Tổng cộng 7 dòng lúa Nàng Thơm Chợ Đào mới chọn lọc không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ ở thế hệ M6 được tách dòng từ thế hệ M5 sau khi được đánh giá khả năng chống chịu trong điều kiện phèn, mặn trong dung dịch dinh dưỡng Yoshda, được chọn làm vật liệu thí nghiệm, giống lúa Nàng Hoa 9 sử dụng làm giống đối chứng.

Giống Nàng hoa 9 là giống được canh tác phổ biến tại vùng Mộc Hoá và

Kiến thị xã Kiến Tường, được thu thập ngay tại địa phương.

Lượng giống sử dụng 200g/giống/vụ khảo nghiệm, có thời gian sinh

trưởng thuộc nhóm ngắn ngày (A1).

Bảng 3.12 Một số đặc tính của bộ giống/dòng lúa thí nghiệm (LA11 đến LA18 ghi nhận ở thế hệ M5)

Nguồn gốc Mùi thơm TGST (ngày) Amylose (%) Giống/ dòng

Cao cây (cm) 104 100 105 105 100 100 102

NTCĐ ĐB1-3-13-1-1 105-110 NTCĐ ĐB1-3-15-1-3 105-110 NTCĐ ĐB1-3-15-1-1 107-112 NTCĐ ĐB1-3-15-1-2 105-110 NTCĐ ĐB1-3-15-2-2 105-110 NTCĐ ĐB1-3-15-2-3 105-110 NTCĐ ĐB2-1-15-1-1 105-110 Jasmine 85 x AS 996 100-105 95-100 13,80 12,85 12,54 13,12 11,26 13,28 13,07 17,21 Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm Thơm nhẹ Thơm nhẹ

LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng hoa 9

* Qui trình làm mạ

Chuẩn bị nền gieo mạ

Sử dụng lô tại nhà lưới của bộ môn Di truyền – Chọn giống cây trồng. Diện tích lô 3 x 5 m = 15 m2. Đất trong lô được chang bằng phẳng, thoát nước tốt. Cứ 15 m2 sử dụng làm mạ cho 2 giống/dòng (400 gam hạt).

Trải nylon lên nền đất trong lô để rễ không ăn xuống nền đất. Phủ hỗn hợp nền mạ với độ dày 5-7 cm. Hỗn hợp cho 1 lô 15 m2 bao gồm: 5 bao xơ dừa, 5 bao trấu nung, bùn non không phèn, 1 kg DAP, 1 kg vôi Dolimit, trộn đều với nước, đảm bảo không vón cục.

Ngâm ủ lúa giống

Mỗi giống/dòng lúa thí nghiệm lấy 200g, ngâm riêng từng giống/dòng trong nước sạch 1 ngày, định kỳ thay nước sạch và rửa giống 8 tiếng/1 lần. Sau khi ngâm, vớt để ráo nước rồi ủ. Trong quá trình ủ có sử dụng một số biện pháp để gia tăng nhiệt độ đống ủ nhằm đảm bảo khả năng nảy mầm, do lượng giống ủ ít, dễ mất nhiệt trong quá trình ủ. Trộn thuốc xử lý hạt giống Cruiser liều lượng 5cc/20kg, rồi tiến hành ủ đến khi lúa nảy mầm (nứt nanh).

Gieo mạ

Lúa nứt nanh tiến hành gieo trên nền đất đã chuẩn bị sẵn. Gieo riêng từng giống/dòng. Sử dụng tấm mica mỏng, cao 17 cm (chiều dài thay đổi tuỳ theo yêu cầu phân lô), ấn xuống nền hỗn hợp 5-7 cm, đảm bảo chiều cao ngăn cách giữa các giống/dòng là 10 cm. Làm tơi hạt giống, đảm bảo các hạt phải rời rạc, rải hạt đều và thưa lên nền, phủ một lớp trấu nung mỏng lên bề mặt, dùng thùng vòi tưới vừa đủ ẩm.

Chăm sóc mạ

Tưới nước ngày 2 lần, sáng và chiều. Vào ngày thứ 6 sau khi gieo hạt, tưới ure và DAP (pha vào nước, tưới bằng thùng vòi). Ngày thứ 12 sau khi gieo, tưới ure. Việc tưới phân được thực hiện vào buổi chiều mát và tưới nước xả vào sáng hôm sau.

Mạ 14 ngày tuổi (đạt khoảng 5 lá thật), cẩn thận nhổ từng cây mạ, không để đứt “củ hũ” từ chiều mát cho đến tối, bó theo giống/dòng và cấy vào sáng hôm sau.

* Cấy lúa khảo nghiệm

Chuẩn bị đất

Đất ruộng tại địa điểm thí nghiệm được chuẩn bị trước khi cấy 3 ngày. Bón lót toàn bộ phân lân (super lân), vôi xám (50kg/1.000 m2). Chang bằng đất, giữ nước 1-2cm trong ruộng, phân lô theo sơ đồ bố trí thí nghiệm.

* Mật độ cấy

Cấy 1 tép với khoảng cách 20 x 15 cm.

* Bón phân

Công thức phân: 100N-60P2O5-50K2O/ha tương ứng với lượng phân sử dụng là 25 Kg Superlân (16-18% P2O5) ; 20 Kg Urê (46% N); 4,5 Kg DAP (18% N, 46% P2O5); 8,4 Kg KCl (60% K2O) cho 1.000 m2.

Cách bón: bón lót toàn bộ phân lân (super lân). Phân đạm, DAP và kali

bón theo các thời điểm và liều lượng như Bảng 3.13 và 3.14.

Bảng 3.13 Lịch bón phân và lượng phân nguyên chất bón (tính cho 1.000 m2 ruộng thí nghiệm)

P2O5 (Kg) K2O(Kg)

N (Kg) - 1,8 4 0,9 - 1,2

Thời điểm Bón lót trước khi cấy Bón thúc lần 1 khi lúa cấy vừa bén rễ (5 ngày sau cấy)

1,2 1,8 -

1,2 1,8 1,125

1,44 Bón thúc lần 2 (15-20 ngày sau cấy) Bón thúc lần 3 (30-35 ngày sau cấy) Bón nuôi hạt (lúc bắt đầu chín sữa) 1,8 -

Bảng 3.14 Lượng phân thương mại sử dụng và thời điểm bón (tính cho 1.000 m2 ruộng thí nghiệm)

Thời điểm

KCl (Kg) - 2 Superlân (Kg) 25 - Urê (Kg) - 5 DAP (Kg) - 2

2 - 5 -

2 - 5 2,5

2,4 - 5 -

* Chăm sóc

Khi cấy, giữ nước trong ruộng khoảng 1-2 cm. Trong 3 ngày đầu, tiến hành cấy dặm để thay thế các cây bị chết, nổi; vớt các cấy bị nổi mang ra khỏi ruộng, ngưng cấy đặm sau 3 ngày để đảm bảo lúa đồng đều.

Giữ mức nước trong ruuộng khoảng 3-5 cm trước khi bón phân thúc đợt 1. Khi lúa cấy được khoảng 20 ngày tuổi, bón thúc lần 2. Sau thúc lần 2 từ 3-5 ngày, nâng mức nước ruộng lên 5-10 cm và duy trì mức nước này trong suốt vụ. Các lần bón khác theo lịch đã định sẵn. Trước khi thu hoạch 10 ngày, tiến hành rút nước ra khỏi ruộng để lúa chín đồng loạt.

* Phòng trừ sâu bệnh

Thường xuyên theo dõi diễn biến của dịch hại trên ruộng và thực hiện các biện pháp quản lý phù hợp. Giai đoạn sinh trưởng, chủ yếu áp dụng các giải pháp trị, giai đoạn phát triển áp dụng các giải pháp phòng là chủ yếu. Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng với liều lượng đúng khuyến cáo.

* Thu hoạch

Khi giống/dòng nào có số hạt/bông chín từ 85% trở lên thì tiến hành thu hoạch. Thu hoạch và ra hạt riêng từng lô (tính năng suất thực tế). Mỗi lô thu

riêng 12 bụi dùng để ghi nhận các chỉ tiêu thành phần năng suất và phân tích các chỉ tiêu chất lượng hạt gạo.

* Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011) thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản các dòng M6 ngoài đồng

Để ghi nhận các chỉ tiêu nông học trong điều kiện canh tác ngoài đồng, mỗi lô thí nghiện chọn 5 vị trí theo hình chéo góc (không chọn những buội ở hàng bảo vệ), cắm cây đánh dấu và ghi nhận các chỉ tiêu trong suốt vụ (theo các thời điểm, phương pháp theo dõi và thang đánh giá được trình bày ở bảng 3.15 và 3.16).

Đối với các chỉ tiêu chất lượng và các phân tích khác được thực hiện tại phòng thí nghiệm Chọn giống thực vật, bộ môn Di truyền – Chọn giống cây trồng, Khoa Nông Nghiệp, trường Đại học Cần Thơ theo những qui trình cụ thể cho từng chỉ tiêu.

Bảng 3.15 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa

Mã số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Giai đoạn Nảy mầm Mạ Đẻ nhánh Vươn lóng Làm đồng Trổ bông Chín sữa Vào chắc Chín

Bảng 3.16 Chỉ tiêu và phương pháp đánh giá (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2011) có hiệu chỉnh để phù hợp với diện tích ruộng thí nghiệm

Chỉ tiêu, phương pháp theo dõi Ghi chú

Giai đoạn đánh giá

1. Thời gian sinh trưởng (ngày) Tính số ngày từ khi gieo đến khi 85% số hạt trên bông chín 2. Chiều cao cây (cm) Đo từ mặt đất đến đỉnh bông cao nhất (không kể râu hạt). Số cây mẫu: 10

3. Số chồi và số chồi hữu hiệu (bông) Đếm số chồi và số chồi bông có ít nhất 10 hạt chắc của một cây. Số cây mẫu: 5 4. Số bông/m2 Đếm tất cả bông có ít nhất 10 hạt trên diện tích 1m2 Diện tích thu mẫu: 1m2 5. Số hạt chắc trên bông Đếm tổng số hạt chắc có trên bông. Số cây mẫu: 5 6. Tỉ lệ hạt chắc Đếm tất cả hạt chắc, lép trên bông, dựa vào số hạt chắc để tính tỉ lệ (%) hạt chắc trên bông. Số cây mẫu: 5 7. Khối lượng 1.000 hạt Cân 5 mẫu 1.000 hạt ở độ ẩm 14%, đơn vị tính g, tính giá trị trung bình, lấy một chữ số sau dấu phẩy 8. Năng suất hạt Cân khối lượng hạt trên 24m2 của mỗi ô ở độ ẩm hạt 14%, kí hiệu là w. -Năng suất thực tế = w x 10.000/24 (tấn/ha) -Năng suất lý thuyết= (số bông/m2 x số hạt chắc/bông x trọng lượng 1.000 hạt) x 10-5 (tấn/ha) Nguồn: Bộ NNPTNT, 2011

* Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu phèn trong điều kiện

canh tác ngoài đồng (IRRI, 2002)

Bảng 3.17 Thang đánh giá khả năng chống chịu phèn của lúa trong điều kiện canh tác ngoài đồng (IRRI, 2002)

Giai đoạn đánh giá

Cấp Biểu hiện của lúa 1

3-5 (đẻ nhánh đến làm đòng)

Sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường Tăng trưởng gần như bình thường nhưng có một số giảm đẻ nhánh và một số lá bạc màu Sinh trưởng và đẻ nhánh giảm; hầu hết các lá bạc màu Tăng trưởng hoàn toàn chấm dứt; hầu hết các lá khô; một số cây sắp chết Hầu hết các cây đều chết hoặc đang chết 9

* Phương pháp lấy mẫu đất và phân tích các chỉ tiêu đất

Lấy mẫu đất theo phương pháp của Ủy ban khoa học và kỹ thuật nhà nước (TCVN4046:1985). Mỗi mẫu đất hỗn hợp gồm 15-25 mẫu đất riêng biệt trộn đều với nhau, có khối lượng 2kg, được lấy theo nguyên tắc “đường thẳng góc” để phân bố đều vị trí lấy mẫu.

Bảng 3.18 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đất

Đơn vị

TT Chỉ tiêu 1 ECe 2 CEC Phương pháp phân tích dSm-1 Trích bão hòa bằng nước cất, đo bằng EC kế meq/100g Trích bằng BaCl2 0,1 M, chuẩn độ với EDTA

0,01M

3 Al3+

4 5 SO4 Fe mg/kg % Fe2O3

meq/100g Trích bằng KCl 1N, chuẩn độ với NaOH 0,01N, tạo phức với NaF 4%, chuẩn độ với H2SO4 0,01N SSSA,1979 Trích ở tỉ lệ 1:20 (trọng lượng:thể tích)với dung dịch oxalate-oxalic acid ở pH=3, đo trên máy hấp thu nguyên tử

* Qui đổi nồng độ Al3+ từ meq/100 g thành ppm + meq/100g = cmol/kg = cmol/dm3 + Al3+ = 27 g/mol

Eqg Al3+ = 27/3 = 9 g (3 là hoá trị của Al)  1meq Al3+ = 9 mg  1meq Al3+ tương đương 9 mg

A mg/100g

Kết quả phân tích meq Al3+/100g A mg/100g = (Kết quả phân tích meq Al3+/100g x 9)/1

+ mg/100 g = mg/0,1 kg = 10 mg/kg

+ mg/kg = ppm

* Qui đổi mg/kg thành %

+ mg/kg là 1/1.000.000; % là 1/100

+ Vậy (mg/kg)/10.000 = %

Nội dung 4: Ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá độ thuần và

mùi thơm của các dòng triển vọng.

3.3.9 Phương pháp điện di protein SDS-PAGE (Laemmli, 1970)

Bước 1: Chuẩn bị mẫu

Ly trích protein tổng số của hạt lúa từ mỗi hạt riêng lẻ được nghiền mịn,

cân chính xác 3 mg tinh bột cho vào ống tuýt.

Thêm 100 μl dung dịch ly trích (thành phần đệm chiết protein tổng số từ gạo: 0,1M Tris HCl pH 8.0 + 0,2% SDS + 0,1% β-mercapto ethanol ME) vào mỗi ống tuýt, để qua đêm.

Vortex cho đều, sau đó ly tâm 14.000 vòng/phút trong 3 phút.

Bước 2: Đổ gel

Đổ gel theo công thức được trình bày ở bảng 3.19

Bảng 3.19 Công thức pha dung dịch tạo 1 gel

Hóa chất Nưóc cất 30% Acrylamide 1,5 M Tris HCl (pH = 8,8) 1M Tris HCl (pH = 6,8) 10% Amonium persulfate TEMED Gel phân tách 12% (ml) Gel cô mẫu 5% (ml) 2,1 3,3 0,5 4,0 2,5 0 0,38 0 0,03 0,1 0,003 0,004

Bước 3: Tiến hành điện di

Bơm 10 μl dung dịch ly trích protein vào mỗi giếng của gel.

Cho 1 giọt chất chỉ thị màu Bromophenol vào mỗi gel.

Chỉnh đến 20 V đối với gel cô mẫu và 60 V đối với gel phân tách.

Ngừng điện di khi chất chỉ thị cách đáy gel từ 0,5-1 cm.

Bước 4: Nhuộm và rửa gel

Gel được nhuộm bằng dung dịch Coomassie Brilliant Blue 0,2%, lắc nhẹ

trong 30-45 phút.

Loại bỏ thuốc nhuộm.

Rửa gel bằng Autowave.

Bước 5: Đọc kết quả và bảo quản gel

3.3.10 Nhận diện gen thơm bằng chỉ thị phân tử ADN (Rogers and

Bendich, 1994) có cải tiến

Phản ứng khuyếch đại ADN bằng bốn primer (Bảng 3.20) nhận diện gen thơm fgr. Sản phẩm PCR được phân tích trên gel điện di polyacrylamide 6% và nhuộm bạc ADN (Bassam và ctv., 1991).

Bảng 3.20 Bốn primer nhận diện gen thơm fgr

Trình tự

5’ TTGTTGGAGCTTGCTGATG 3’

5’CATAGGAGCAGCTGAAATATATACC 3’

5’ CTGGTAAAAAGATTATGGCTTCA 3’

5’ AGTGCTTTACAAGTCCCGC 3’

Primer External sense primer (ESP) Internal fragrant antisense primer (IFAP) Internal non-fragrant sense primer (INSP) External antisense primer (EAP)

(Nguồn Bradbury, 2005)

3.4 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm Excel để xử lý số liệu và phần mềm SPSS 22.0 để phân tích thống kê. Dùng phép thử F để xác định sự khác biệt giữa các nghiệm thức. Dùng phép thử Ducan để so sánh trung bình giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5%.

CHƯƠNG 4

KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

4.1 Kết quả tạo dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt và chọn dòng phân ly từ thế hệ M1 đến M4

4.1.1 Kết quả xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt (thế hệ M1)

Xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên lúa là một trong những biện pháp hữu hiệu với chi phí thấp để tạo nên giống lúa mới (Amano and Tano, 2004). Tại Việt Nam, đã có những kết quả được tạo ra từ biện pháp xử lý sốc nhiệt. Năm 2015, Quan Thị Ái Liên đã thành công trong xử lý giống lúa Sỏi – giống lúa mùa, thu được các dòng lúa mới với đặc tính ngắn ngày, không ảnh hưởng bởi quang kỳ; Năm 2019, Trần Thị Thanh Thuý và ctv., đã xử lý sốc nhiệt độ trên giống lúa Nàng Tét và chọn lọc được những dòng lúa mới ngắn ngày, có tính chống chịu và phẩm chất tốt.

Ở thế hệ M1, tổng cộng 1.000 hạt giống gốc được xử lý nhiệt độ để gây sốc nhiệt sẽ được trồng trong mùa thuận (trồng vào tháng 8 dương lịch) với mục đích cho các cá thể trổ bình thường nhằm thu hạt ở thế hệ M2, đây là thế hệ có sự phân li và tái tổ hợp mạnh mẽ. Kết thúc thế hệ M1, thu mỗi cá thể 1 hạt và tiến hành nhân lên ở thế hệ M2.

Theo nghiên cứu của Slim và ctv., 2013 ; Sharma và ctv., 2018 cho thấy xử lý nhiệt độ trên hệ thống tái sinh (trong trường hợp này là hạt đang nảy mầm, giai đoạn rất mẫn cảm với nhiệt độ) gây ra những biến đổi ở các cấp độ ADN và protein. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Broertjes và Harten (1988), xử lý sốc nhiệt có thể làm xuất hiện những biến đổi nhất định trong quá trình phân bào ở giai đoạn nảy mầm (không thay đổi mức nhiệt trong suốt quá trình xử lý và xử lý vào giai đoạn hạt vừa nứt nanh – khi quá trình phân bào đang diễn ra mạnh mẽ. Điều này khác hoàn toàn so với xử lý 3 sôi 2 lạnh, nhiệt độ sẽ giảm dần trong quá trình xử lý và xử lý khi hạt chưa nảy mầm, phôi còn được bảo vệ tốt bởi lớp vỏ trấu – khi đó quá trình phân bào chưa bắt đầu), từ đó có thể dẫn đến những biến đổi ở một số tính trạng nhất định, các cá thể còn lại và giống đối chứng NTCĐ không trổ.

4.1.2 Thế hệ M2 đến thế hệ M4

Ở thế hệ M2, các hạt thu từ thế hệ M1 được trồng trong mùa nghịch (trồng vào tháng 3 dương lịch). Chọn lọc ở thế hệ M2 với đối chứng là NTCĐ gốc và các hạt M1 được thực hiện trong mùa nghịch nhằm mục đích xác định được cá thể trổ sớm. Có 2 cá thể trổ sớm (107 và 111 ngày) được ghi nhận. Đến ngày thứ 120 thì ngưng thế hệ M2 vì thời gian sinh trưởng đã vượt quá mục tiêu đặt

ra là chọn lọc dòng có thời gian sinh trưởng <110 ngày và không nhận thấy dấu hiệu trổ (có đòng) của các cá thể còn lại và cả giống lúa NTCĐ và ghi nhận NTCĐ “không trổ”. Kết quả ở thế hệ M2 thu được 2 cá thể có biểu hiện trổ và chín sớm với tần suất xuất hiện là 2‰.

Bảng 4.1 Chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất thế hệ M2

Giống/cá thể NTCĐ ĐB -1 NTCĐ ĐB -2

107 110 16 108 77,7 25,05 6,8 Trắng 111 112 18 118 84,2 25,34 6,8 Trắng

NTCĐ (Đối chứng) * Thời gian sinh trưởng 138 ** Cao cây (cm) - Số bông/buội - Số hạt chắc/bông - % Hạt chắc 24,21 Khối lượng 1.000 hạt (g) 6,6 Chiều dài hạt (mm) Trắng Màu sắc hạt gạo (*) Không ghi nhận về thời gian sinh trưởng vì M2 trồng vào mùa nghịch (**) ghi nhận tại thời điểm thu hoạch 2 cá thể trổ sớm.

Chiều cao cây của hai dòng lúa mới tương đương nhau (dao động từ 110 đến 112 cm), giảm 18,8% so với giống NTCĐ đối chứng (138 cm) tại thời điểm thu hoạch 2 dòng này.

Khi xuất hiện những biến đổi do sốc nhiệt gây ra, có thể không thay đổi hoặc tăng hay giảm chiều dài hạt, trong trường hợp này – đối với chỉ tiêu chiều dài hạt, ghi nhận được sự gia tăng chiều dài hạt từ 6,6 mm của giống gốc lên 6,8 mm (tăng khoảng 3,1%).

Các dòng lúa mới tiếp tục được chọn lọc qua các thế hệ vào những mùa vụ khác nhau như trình bày ở Hình 3.1. Ở mỗi thế hệ, đánh giá sự phân li cũng như biểu hiện tính trạng của các dòng, chọn lọc theo mục tiêu, đồng thời tách dòng ở mỗi thế hệ. Ở thế hệ M3, các dòng được trồng trong mùa thuận, ghi nhận có sự phân ly về các đặc tính nông học cũng như tính quang cảm (Bảng 4.2). Kết quả chọn được chọn được 6 dòng (cá thể) có thời gian sinh trưởng biến thiên từ 95 - 118 ngày, chiều dài hạt gạo biến thiên từ 6,6 – 6,8 mm, gạo có màu trắng. Các dòng này tiếp tục nhân thành dòng thế hệ M4.

Bảng 4.2 Tổng hợp các dòng triển vọng chọn được từ thế hệ M2 đến thế hệ M4

Thế hệ M2

Số dòng được chọn Một số đặc tính cơ bản các dòng chọn nhân lên M5

Số dòng được chọn nhân lên M5

TGST (95 - 110 ngày); cao cây <110 cm; gạo dài 6,6 – 6,8 mm; Thơm nhẹ đến thơm. NTCĐ ĐB -1 NTCĐ ĐB-2 Tổng cộng Thế hệ M3 4 2 6 Thế hệ M4 25 18 43 8 6 14

Từ 6 dòng chọn được ở thế hệ M3, tiến hành tách dòng ở thế hệ M4 kết hợp với đánh giá các chỉ tiêu nông học và phẩm chất. Kết quả, ở thế hệ M4, chọn được 43 dòng (cá thể) có TGST biến thiên từ 95 - 115 ngày, chiều dài hạt gạo biến thiên từ 6,6 – 6,8 mm, hạt gạo trắng.

Từ M3 đến M4 các dòng được đánh giá mùi thơm (KOH 1,7%) bên cạnh chỉ tiêu khác để chọn dòng thơm. Kết thúc thế hệ M4, có 14 dòng có TGST < 110 ngày và được đánh giá là thơm bằng phương pháp cảm quan KOH 1,7%, được nhân lên, đồng thời thực hiện so sánh đánh giá sơ khởi một số chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất ở thế hệ M5 trong điều kiện nhà lưới vào mùa thuận và đánh giá khả năng chống chịu phèn, mặn.

4.2 Kết quả đánh giá các dòng triển vọng ở thế hệ M5

4.2.1 Đặc tính nông học và thành phần năng suất, năng suất các dòng

thế hệ M5

Các dòng NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 được bố trí thí nghiện nhân và so sánh sơ khởi các dòng trong mùa thuận, ghi nhận thời gian sinh trưởng (TGST) dao động trong khoảng 98 đến110 ngày, thuộc nhóm giống lúa ngắn ngày và trung ngày (nhóm A1 và A2).

Kết quả chọn lọc các dòng NTCĐ mới có chiều cao cây dao động từ 97 - 110 cm, khoảng chiều cao này là phù hợp với dạng hình của các giống lúa cao sản, vốn có chiều cao thấp, sinh khối không quá lớn, tương ứng với thời gian sinh trưởng ngắn. Riêng dòng NTCĐ ĐB-2-1-9-1 với TGST tối đa 110 ngày và chiều cao cây 111 cm, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các dòng còn lại, ngoại trừ 2 dòng NTCĐ ĐB-1-3-6-1 (110 cm) và dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1 (110 cm).

Thành phần năng suất và năng suất của các dòng thế hệ M5 (Bảng 4.4) có sự khác biệt qua phân tích thống kê ở tất cả các chỉ tiêu ở mức ý nghĩa 1%.

Số bông/m2 biến động nhiều, dao động từ 176 đến 264 bông/m2. Kết quả cho thấy cá dòng có số bông/m2 chưa cao, theo Matsushima (1970), ở các giống lúa cao sản có số bông/m2 trung bình phải đạt 500-600 bông/m2 đối với lúa sạ hoặc 350-450 bông/m2 đối với lúa cấy mới có thể có năng suất cao. Giống lúa NTCĐ đối chứng có chỉ tiêu này đạt cao: 216 bông/m2. Theo Kenneth and Helms (1996), số bông/m2 là thành phần năng suất quan trọng nhất và đóng góp 89% sự biến động về năng suất, vì vậy, khi chọn lọc giống/dòng, thường chú ý đến chỉ tiêu số bông/m2. Kết quả này cho thấy, tuy số bông/m2 chưa cao khi so với tiêu chuẩn giống lúa cao sản, nhưng khi so sánh với các giống lúa mùa thì nổi bật hơn. Bên cạnh chỉ tiêu số bông/m2, cần quan tâm chọn lọc nhiều đến các thành phần năng suất khác để những dòng lúa này có khả năng đạt năng suất trong điều kiện canh tác thực tế.

Bảng 4.3 Thời gian sinh trưởng, cao cây các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5

STT

Dòng NTCĐ mới

TGST (ngày)

Cao cây (cm)

F CV (%)

107 105 105 102 108 100 100 98 105 108 110 107 105 110 - -

110ab 105cd 105cd 110ab 107c 98e 97e 99e 103d 107bc 111a 105cd 98e 103d ** 10,28

Ghi chú: Trong một chỉ tiêu, các số có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phân tích thống kê. (**): Khác biệt ở mức ý nghĩa 1%.

Kết quả ghi nhận được các dòng NTCĐ ĐB-1-3-13-1, NTCĐ ĐB-1-3- 15-1 có số bông/m2 lần lượt là 264, 256 bông/m2, cao nhất và khác biệt không có ý nghĩa thống kê với nhau, nhưng khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa % so với NTCĐ đối chứng có số bông/m2 đạt 216 bông. Các dòng còn lại có số bông/m2 tương đối cao, dòng có chỉ têu này thấp nhất là NTCĐ ĐB-2-1- 3-2, chỉ đạt 176 bông/m2.

Số hạt chắc/bông của các dòng dao động từ 97 – 128 hạt chắc/bông, là tương đối thấp, chưa đạt mức kiểu hình lý tưởng (>150 hạt) theo Peng và ctv. (1999). Các dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-2-1-15-1, NTCĐ ĐB-1-3- 15-4, NTCĐ ĐB-1-3-13-1, NTCĐ ĐB-1-3-8-1 và NTCĐ ĐB-1-3-15-6 đạt lần lượt là 128, 126, 124, 123, 121 và 117 hạt chắc/bông, cao nhất trong các dòng lúa ở thế hệ M5 và khác biệt không có ý nghĩa thống kê với nhau, nhưng cao hơn so với đối chứng NTCĐ (đạt 109 hạt chắc/bông) trong cùng điều kiện canh tác. Riêng dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-4 tuy có số hạt chắc đạt 124 hạt/bông nhưng số bông/m2 thấp (192 bông/m2).

Tỉ lệ phần trăm hạt chắc của các dòng dao động từ 70,1 đến 87,4%, chỉ tiêu này phụ thuộc nhiều vào điều kiện canh tác và bị ảnh hưởng bởi mùa vụ. Các dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-4, NTCĐ ĐB-1-3-15-6, NTCĐ ĐB-1-3-8-1, NTCĐ ĐB-1-3-13-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-2-1-9-1 và NTCĐ ĐB- 2-1-15-1 có chỉ tiêu này đạt cao, khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê và không khác biệt so với đối chứng NTCĐ (đạt tỉ lệ 85,9%).

Khối lượng 1.000 hạt là chỉ tiêu được kiểm sát bởi kiểu gen, ít thay đổi trong những điều kiện canh tác khác nhau. Kết quả ghi nhận về chỉ tiêu khối lượng 1.000 hạt của các dòng lúa mới chọn lọc ở thế hệ M5 cho thấy, các dòng đều có trọng lượng ở mức trung bình, dao động từ 23,3 gam đến 25,9 gam; tuy khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê giữa các dòng, nhưng biên độ là không lớn (giữa dòng có khối lượng 1.000 hạt lớn nhất và nhỏ nhất chênh lệch 2,6 gam). Giống đối chứng NTCĐ có khối lượng 1.000 hạt là 24,4 gam.

Bảng 4.4 Thành phần năng suất, năng suất của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5

Giống/dòng

Bông/m2

Hạt chắc/bông

% hạt chắc

NSTT (tấn/ha)

NSLT (tấn/ha)

Khối lượng 1.000 hạt (g) 24,1g 25,3b 25,8a 25,9a 23,3h 24,5efg 24,5def 24,2fg 25,2bc 24,8cde 25,0bc 25,0bc

79,7abc 82,3ab 80,9abc 81,3abc 77,4bcd 77,4bcd 87,4a 85,6a 77,0bcd 70,1d 83,6ab 79,8abc

5,1de 5,3d 6,4a 6,2ab 4,3hi 4,0j 4,8ef 4,7fg 5,9c 4,1ij 4,8ef 6,0bc

5,9d 7,1bc 8,4a 8,5a 5,5d 5,5d 5,9d 6,1d 6,3cd 4,3e 5,4d 7,6ab

218de NTCĐ ĐB-1-3-6-1 232cd NTCĐ ĐB-1-3-8-1 264a NTCĐ ĐB-1-3-13-1 NTCĐ ĐB-1-3-15-1 256ab NTCĐ ĐB-1-3-15-2 224cd NTCĐ ĐB-1-3-15-3 198efg NTCĐ ĐB-1-3-15-4 192gh NTCĐ ĐB-1-3-15-6 214def 236bcd NTCĐ ĐB-2-1-3-1 176h NTCĐ ĐB-2-1-3-2 194fgh NTCĐ ĐB-2-1-9-1 NTCĐ ĐB-2-1-15-1 242bc

112bcdef 121abcd 123abc 128a 106def 114abcde 124abc 117abcde 106def 98f 111bcdef 126ab

NTCĐ ĐB-2-1-15-2 222cd NTCĐ ĐB-2-1-18-1 228cd 216def NTCĐ Đối chứng ** 5,4

F CV (%)

103ef 97f 109cdef ** 7,4

73,8cd 73,5cd 85,9a ** 5,2

24,1g 24,8cd 24,4fg ** 0,8

4,9ef 4,5gh 4,8f ** 3,5

5,5d 5,5d 5,8d ** 8,2

Ghi chú: Trong một chỉ tiêu, các số có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phân tích thống kê; (**): Khác biệt ở mức ý nghĩa 1%; NSTT, NSLT: Năng suất thực tế, năng suất lý thuyết.

Năng suất thực tế (NSTT) của các dòng lúa NTCĐ mới biến thiên trong khoảng 4,0 - 6,4 tấn/ha, và khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 1%, trong đó dòng NTCĐ ĐB-1-3-13-1 có NSTT cao nhất đạt 6,4 tấn/ha khác biệt không có ý nghĩa thống kê với dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1 đạt 6,2 tấn/ha, thấp nhất là dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-3 đạt 4,0 tấn/ha thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với giống NTCĐ đối chứng là 4,8 tấn/ha.

Kết quả ghi nhận trong quá trình nhân dòng và đánh giá sơ khởi trong nhà lưới, năng suất thực tế của các dòng ưu tú khá cao. Tuy nhiên, đây chỉ là kết quả ghi nhận bước đầu vì là điều kiện canh tác nhà lưới với diện tích nhỏ, có thể sẽ có những biến động khi canh tác thực tế ngoài đồng với diện tích lớn hơn. Nhưng kết quả này cũng cho thấy các dòng có thể có tiềm năng năng suất tốt trong điều kiện canh tác thực tế.

4.2.2 Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng hạt các dòng lúa NTCĐ

mới chọn lọc ở thế hệ M5

Đối với phẩm chất hạt, các chỉ tiêu hàm lượng amylose, hàm lượng protein, nhiệt trở hồ, độ bền gel và mùi thơm được quan tâm đánh giá. Đây là các chỉ tiêu có liên quan đến đặc tính gạo khi nấu: mềm, cứng hay dẻo (amylose), liên quan đến thời gian nấu, lượng nhiệt cần để làm gạo hoá hồ và không hoàn nguyên, lượng nước cần sử dụng khi nấu (nhiệt trở hồ, độ bền gel) hay mùi, vị của gạo khi nấu (mùi thơm, hàm lượng protein). Ngoài ra, các dòng còn được phân tích về kích thước hạt để thực hiện phân nhóm.

Kết quả ghi nhận ở thế hệ M5 cho thấy, các dòng lúa NTCĐ mới đều có hàm lượng amylose <18% (dao động từ 11,2-16,4%), cao nhất là dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-4 (16,4%) và thấp nhất là dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-3, đều được xếp vào nhóm hàm lượng amylose thấp. Hàm lượng amylose của các dòng thấp nên độ bền thể gel cũng tương ứng từ mềm đến rất mềm (cấp 1 và 3) với chiều dài gel dao động từ 65 mm (NTCĐ ĐB-1-3-15-1) đến 88 mm (NTCĐ ĐB-1-3-15- 3). Theo Jennings và ctv. (1979), các giống lúa có hàm lượng amylose cao như nhau (trên 25%) có thể khác nhau về độ bền của gel, lúa có hàm lượng amylose

thấp (dưới 24%) thường có thể gel mềm. Trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống đó sẽ được ưa chuộng hơn (Khush và ctv., 1979). Theo Vương Đình Tuấn (2001), thì hàm lượng amylose và độ bền thể gel có liên quan chặt chẽ với nhau. Amylose cũng là một trong những tiêu chí quan trọng trong sản xuất lúa gạo và tiếp thị gạo (Juliano và ctv., 1964).

Nhiệt trở hồ của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc dao động ở cấp 5 và 6, gạo thuộc nhóm nấu nhanh, cần nhiệt lượng thấp để hóa hồ và không hoàn nguyên. Theo Jenning và ctv. (1979), đặc tính vật lí của cơm liên quan nhiều với độ trở hồ hơn là hàm lượng amylose của tinh bột. Gạo có độ trở hồ cao thường trở thành rất mềm và có khuynh hướng rã nhừ ra khi nấu quá chín. Gạo có độ trở hồ cao cần nhiều thời gian và nước để nấu hơn là gạo có độ trở hồ thấp hay trung bình. Như vậy độ trở hồ tương quan với thời gian nấu cơm. Các dòng lúa NTCĐ mới có nhiệt trở hồ ở mức trung bình đến thấp (cấp 5 đến cấp 6) là phù hợp về phẩm chất theo nhận định của Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, (2000) cho rằng gạo đạt được phẩm chất tối hảo nếu có độ trở hồ trung bình. Ngoài ra còn có một số bằng chứng cho thấy gạo có độ trở hồ cao thường ít bị thiệt hại hơn so với gạo có nhiệt độ trở hồ thấp khi tồn trữ trong cùng điều kiện (Jennings và ctv., 1979).

Hàm lượng protein của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc dao động từ 5,1% (dòng NTCĐ ĐB-2-1-3-2 và NTCĐ ĐB-2-1-18-1) đến 6,9% (dòng NTCĐ ĐB-1-3-8-1 và NTCĐ ĐB-1-3-15-2). NTCĐ đối chứng có hàm lượng protein đạt 6,3%, tất cả đều thuộc nhóm protein trung bình. Kết quả nphân tích hàm lượng protein của các dòng ở thế hệ M5 cũng không thay đổi nhiều so với hàm lượng protein của giống NTCĐ đối chứng (6,3%).

Bảng 4.5 Một số chỉ tiêu chất lượng hạt các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5

Giống/dòng

D/R

PD

A (%)

P (%)

NTH (cấp)

ĐBG (cấp)

DH (mm)

NTCĐ ĐB-1-3-6-1 13,2 NTCĐ ĐB-1-3-8-1 12,6 NTCĐ ĐB-1-3-13-1 14,3 NTCĐ ĐB-1-3-15-1 13,6 NTCĐ ĐB-1-3-15-2 15,7 NTCĐ ĐB-1-3-15-3 11,2 NTCĐ ĐB-1-3-15-4 16,4 NTCĐ ĐB-1-3-15-6 13,2 NTCĐ ĐB-2-1-3-1 14,2

6,2 6,9 6,0 6,8 6,9 5,8 6,3 6,5 5,2

3 3 3 3 1 1 1 1 3

6,6 3,1 Thon dài 6,6 3,1 Thon dài 6,7 3,1 Thon dài 6,7 3,1 Thon dài 6,8 3,0 Thon dài 6,6 3,0 Thon dài 6,7 3,1 Thon dài 6,7 3,1 Thon dài 6,6 3,1 Thon dài

5 5 6 6 5 6 6 6 5

Mùi thơm (cấp) 1 2 2 2 1 1 2 1 2

5,1 6,1 6,1 5,4 5,1 6,3

6,7 2,9 Trung bình 6,8 3,1 Thon dài 6,8 3,1 Thon dài 6,6 3,0 Thon dài 6,7 3,0 Thon dài 6,6 3,0 Thon dài

2 2 2 1 1 2

3 3 3 3 3 3

NTCĐ ĐB-2-1-3-2 16,3 5 NTCĐ ĐB-2-1-9-1 16,0 6 NTCĐ ĐB-2-1-15-1 12,9 6 NTCĐ ĐB-2-1-15-2 16,4 6 NTCĐ ĐB-2-1-18-1 14,8 6 NTCĐ (ĐC) 15,4 6 Ghi chú: A: Hàm lượng Amylose; P: Hàm lượng protein; NTH: Nhiệt trở hồ; ĐBG: Độ bền gel; DH: Chiều dài hạt gạo; D/R: Chiều dài/chiều rộng gạo; PD: Phân dạng hạt gạo.

Kết quả đánh giá mùi thơm của các dòng lúa NTCĐ mới bằng phương pháp cảm quan sử dụng KOH 1,7% cho thấy, các dòng ở mức thơm nhẹ (cấp 1) đến thơm (cấp 2); giống lúa NTCĐ đối chứng được đánh giá là thơm (cấp 2).

Qua quá trình phân tích các chỉ tiêu phẩm chất của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 cho thấy, các dòng này có chỉ tiêu phẩm chất không nổi bật nhiều so với giống NTCĐ đối chứng. Riêng chỉ tiêu chiều dài hạt gạo tăng nhẹ so với đối chứng, đạt từ 6,6 đến 6,8 mm, theo phân dạng hạt gạo thì được xếp vào nhóm hạt thon dài (tỉ lệ dài/rộng > 3), trong khi giống NTCĐ gốc có chiều dài hạt là 6,6 mm.

Kết thúc quá trình đánh giá các chỉ tiêu phẩm chất và các chỉ tiêu nông học, các dòng có đặc tính tốt là NTCĐ ĐB-1-3-13-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-2 và NTCĐ ĐB-2-1-15-1 (có hàm lượng protein cao) được chọn để tiếp tục nhân dòng và tiến hành đánh giá tính chống chịu trong điều kiện phèn, mặn để chuẩn bị khảo nghiệm thực tế ngoài đồng.

4.2.3 Đánh giá khả năng chống chịu mặn các dòng NTCĐ mới chọn

lọc ở thế hệ M5

Các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 được đánh giá khả năng chống chịu mặn ở năm nghiệm thức trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida: đối chứng không mặn, 3 dSm-1, 6 dSm-1, 9 dSm-1 và 12 dSm-1; tương đương nồng độ muối 0‰; 1,92‰; 3,84‰; 5,76‰ và 7,68‰. Ghi nhận kết quả và ngưng thí nghiệm khi giống chuẩn nhiễm IR28 chết hoàn toàn (cấp 9) hoặc sau khi thí nghiệm được 21 ngày. Kết quả ghi nhận cụ thể như sau:

Ở môi trường đối chứng là dung dịch dinh dưỡng Yoshida không bổ sung yếu tố mặn, các giống/dòng lúa thí nghiệm phát triển bình thường trong môi trường này đến thời điểm 21 ngày bao gồm cả đối chứng và chuẩn nhiễm.

3 dSm-1

1: NTCĐ ĐB-1-3-15-6 2: NTCĐ ĐB-1-3-15-2 3: NTCĐ ĐB-1-3-15-1 4: NTCĐ ĐB-1-3-8-1 5: IR28 6: NTCĐ Đối chứng 7-8: NTCĐ ĐB-2-1-15-2 9-10: NTCĐ ĐB-2-1-9-1

1: NTCĐ ĐB-2-1-18-1 2: NTCĐ ĐB-2-1-3-1 3: NTCĐ ĐB-1-3-6-1 4: NTCĐ ĐB-1-3-13-1 5: NTCĐ ĐB-1-3-15-3 6: NTCĐ ĐB-1-3-15-4 7: NTCĐ ĐB-2-1-15-1 8: NTCĐ Đối chứng 9: NTCĐ ĐB-2-1-3-2 10: IR28

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

6 dSm-1

1: NTCĐ ĐB-1-3-6-1 2: NTCĐ ĐB-1-3-15-4 3: NTCĐ ĐB-1-3-15-6 4: NTCĐ ĐB-1-3-8-1 5: NTCĐ ĐB-1-3-15-2 6: NTCĐ ĐB-1-3-15-1 7: NTCĐ ĐB-2-1-15-1 8-9: IR28 10: NTCĐ Đối chứng

1: NTCĐ ĐB-2-1-18-1 2: IR28 3: NTCĐ Đối chứng 4: NTCĐ ĐB-2-1-9-1 5: NTCĐ ĐB-2-1-3-1 : NTCĐ ĐB-2-1-15-2 7: NTCĐ ĐB-2-1-3-2 8-9: NTCĐ ĐB-1-3-15-3 10: NTCĐ ĐB-1-3-13-1

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

Hình 4.1 Đánh giá khả năng chống chịu mặn của các giống/dòng lúa mới chọn lọc ở thế hệ M5 ở 3 dSm-1 và 6 dSm-1

Khi bổ sung NaCl đạt 3 dSm-1 tương đương nồng độ mặn 1,92‰, có sự biểu hiện tính chống chịu khác nhau giữa các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc. Trong đó, các dòng NTCĐ ĐB-2-1-3-2; NTCĐ ĐB-2-1-18-1 thể hiện tính chống chịu (cấp 3), đối chứng chuẩn nhiễm IR28 cũng được đánh giá cấp 3 ở nồng độ này với biểu hiện sinh trưởng gần như bình thường nhưng có vài lá bị trắng và cuốn lại. Tất cả các dòng lúa còn lại đều thể hiện tính chống chịu tốt (cấp 1) với biểu hiện tăng trưởng bình thường, không có vết cháy lá, bao gồm cả giống lúa Nàng thơm Chợ Đào đối chứng. Kết quả này cho thấy, ở nồng độ mặn 1,92‰ (3 dSm1) chưa gây thiệt hại đáng kể cho hầu hết các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc.

Đến nồng độ mặn 3,84‰ (6 dSm-1), khả năng chống chịu mặn có sự thay đổi đáng kể Dòng NTCĐ ĐB-2-1-18-1 thể hiện tính thích nghi kém khi biểu hiện tính chống chịu trung bình (cấp 5) so với cấp 3 ở nồng độ mặn 1,92‰; điều này tương tự giống chuẩn nhiễm IR28 (cấp 5) với cùng biểu hiện là sự tăng trưởng chậm lại, nhiều lá bị khô và có cây chết. Dòng lúa NTCĐ ĐB-2-1-9-1 tuy thể hiện tính chống chịu tốt ở nồng độ mặn 1,92‰ nhưng nhanh chóng bị thiệt hại khi nồng độ muối tăng lên 3,84‰ với mức đánh giá tính chống chịu là trung bình (cấp 5). Tất cả các dòng NTCĐ còn lại, bao gồm cả giống lúa NTCĐ đối chứng đều biểu hiện tính chống chịu (cấp 3) ở nồng độ mặn này. Riêng 2 dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1 và NTCĐ ĐB-1-3-15-2 duy trì tính chống chịu tốt qua 2 nồng độ muối thử nghiệm (cấp 1) với biểu hiện sinh trưởng bình thường. Khi tăng lên 9 dSm-1 tương đương độ mặn đạt 5,76‰, giống chuẩn nhiễm IR28 thể hiện tính chống chịu kém khi tất cả các cây đều khô và chết (cấp 9) sau 17 ngày.

Các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc cũng phản ứng khác nhau ở nồng độ này, hầu hết đều biểu hiện khả năng chống chịu từ cấp 3 (chống chịu) với biểu hiện sinh trưởng gần như bình thường nhưng đầu lá bị cuốn lại cho đến cấp 7 (mẫn cảm) với biểu hiện ngưng sinh trưởng, hầu hết lá lúa bị khô và xuất hiện cây chết. Riêng dòng NTCĐ ĐB-2-1-3-2 và NTCĐ ĐB-2-1-9-1 thể hiện tính chống chịu kém khi toàn bộ các cây đều khô và chết (cấp 9).

Ở nghiệm thức 12 dSm-1 tương đương nồng độ mặn 7,68‰, giống chuẩn nhiễm IR28 chết sau 14 ngày (cấp 9), các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc thể hiện tính chống chịu trung bình (cấp 5) với biểu hiện cây tăng trưởng chậm, nhiều lá bị khô, không nảy chồi cho đến nhiễm (cấp 7) với biểu hiện cây lúa ngưng tăng trưởng, hầu hết các lá bị khô và xuất hiện cây chết. Dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1 duy trì tính chống chịu (cấp 3) với các cây lúa sinh trưởng gần như bình thường.

9dSm-1

2: NTCĐ ĐB-2-1-3-2

1: NTCĐ ĐB-1-3-6-1 2: NTCĐ ĐB-1-3-8-1 3: IR28 4-5: NTCĐ ĐB-1-3-13-1 6-7: NTCĐ ĐB-1-3-15-2 8-9: NTCĐ ĐB-1-3-15-6 10: NTCĐ ĐB-2-1-3-1

1: IR28 3: NTCĐ ĐB-2-1-9-1 4: NTCĐ ĐB-1-3-15-4 5: NTCĐ ĐB-1-3-15-1 6: NTCĐ ĐB-1-3-15-3 7: NTCĐ ĐB-2-1-15-2 8: NTCĐ ĐB-2-1-15-1 9: NTCĐ ĐB-2-1-18-1 10: Nàng Thơm Chợ Đào

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

2: NTCĐ ĐB-2-1-3-2

1: NTCĐ ĐB-1-3-6-1 2: NTCĐ ĐB-1-3-8-1 3: IR28 4-5: NTCĐ ĐB-1-3-13-1 6-7: NTCĐ ĐB-1-3-15-2 8-9: NTCĐ ĐB-1-3-15-6 10: NTCĐ ĐB-2-1-3-1

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

1: IR28 3: NTCĐ ĐB-2-1-9-1 4: NTCĐ ĐB-1-3-15-4 5: NTCĐ ĐB-1-3-15-1 6: NTCĐ ĐB-1-3-15-3 7: NTCĐ ĐB-2-1-15-2 8: NTCĐ ĐB-2-1-15-1 9: NTCĐ ĐB-2-1-18-1 10: Nàng Thơm Chợ Đào Hình 4.2 Đánh giá khả năng chống chịu mặn của các giống/dòng lúa mới chọn lọc ở thế hệ M5 ở 9 dSm-1 và 12 dSm-1

Tám dòng khác mẫn cảm trong điều kiện mặn 12 dSm-1 (cấp 9) với biểu hiện các cây khô và chết như giống chuẩn nhiễm. Giống NTCĐ đối chứng thể hiện tính nhiễm (cấp 7) khi hầu hết các cây bị khô. Kết quả này cho thấy giống lúa NTCĐ là giống thích khi khá tốt trong điểu kiện mặn (được canh tác lâu đời ở những vùng nhiễm mặn có chu kỳ ven biển ở ĐBSCL, trong các hệ thống canh tác 1 vụ lúa 1 vụ tôm luân canh hoặc lúa tôm kết hợp), kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đã chứng minh giống lúa NTCĐ có khả năng chịu mặn từ 6-9 dSm-1.

Kết quả đánh giá khả năng chống chịu mặn trong dung dịch dinh dưỡng cho thấy có sự khác biệt về khả năng chống chịu trong điều kiện mặn giữa các dòng lúa NTCĐ mới chọn tạo và giống NTCĐ đối chứng. Bốn dòng lúa mới NTCĐ ĐB-1-3-13-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-2 (chống chịu ở nồng độ 9 dSm-1) và NTCĐ ĐB-2-1-15-1 thể hiện tính chống chịu tốt trong điều kiện mặn ở nồng độ 9 dSm-1 - 5,76‰ và 12 dSm-1 - 7,68‰ (cấp 3 và 5) được chọn để nhân dòng và khảo nghiệm ở thế hệ tiếp theo.

Bảng 4.6 Cấp chống chịu mặn của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5 trong dung dịch dinh dưỡng

TT Giống/dòng

1 NTCĐ ĐB-1-3-6-1 2 NTCĐ ĐB-1-3-8-1 3 NTCĐ ĐB-1-3-13-1 4 NTCĐ ĐB-1-3-15-1 5 NTCĐ ĐB-1-3-15-2 6 NTCĐ ĐB-1-3-15-3 7 NTCĐ ĐB-1-3-15-4 8 NTCĐ ĐB-1-3-15-6 9 NTCĐ ĐB-2-1-3-1 10 NTCĐ ĐB-2-1-3-2 11 NTCĐ ĐB-2-1-9-1 12 NTCĐ ĐB-2-1-15-1 13 NTCĐ ĐB-2-1-15-2 14 NTCĐ ĐB-2-1-18-1 15 NTCĐ Đối chứng 16 IR 28 (chuẩn nhiễm) 3 dSm-1 6 dSm-1 9 dSm-1 12 dSm-1 14 ngày 21 ngày 21 ngày 17 ngày 7 3 9 3 5 3 3 1 7 1 9 3 5 3 9 3 9 3 9 3 9 5 5 3 9 3 9 5 7 3 9 5 5 5 3 3 3 5 5 5 5 9 9 3 5 7 7 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 3 1 3

Kết thúc thế hệ M5, các dòng lúa NTCĐ mới vẫn được thu riêng thành từng cá thể (đánh số ưu tiên bắt đầu từ 1 căn cứ vào các đặc tính khi lấy chỉ tiêu). Đây là phương pháp tách dòng để có các dòng ở thế hệ M6. Đối với thanh

lọc tính chống chịu phèn, các dòng biểu hiện tính chống chịu mặn tốt ở thế hệ M5 được tách dòng ở thế hệ M6 để thanh lọc và được mã hoá như sau:

Bảng 4.7 Bảng mã hoá và tách dòng các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc để thanh lọc phèn

NTCĐ ĐB-1-3-15-1

NTCĐ ĐB-1-3-15-2

NTCĐ ĐB-1-3-13-1-1 NTCĐ ĐB-1-3-15-1-3 NTCĐ ĐB-1-3-15-1-1 NTCĐ ĐB-1-3-15-1-2 NTCĐ ĐB-1-3-15-2-2 NTCĐ ĐB-1-3-15-2-3 NTCĐ ĐB-2-1-15-1-1

STT Dòng chọn ở thế hệ M5 Tách dòng (thế hệ M6)

1 NTCĐ ĐB-1-3-13-1 2 3 4 5 6 7 NTCĐ ĐB-2-1-15-1 Mã hoá LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18

4.2.4 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn của các dòng NTCĐ mới chọn lọc ở thế hệ M5

4.2.4.1 Phèn Al2(SO4)3

Kỹ thuật thanh lọc tính chống chịu độ độc nhôm trong môi trường dinh dưỡng có nhiều thuận lợi hơn thanh lọc ngay trên đất acid, bởi vì thực hiện trên đất rất khó kiểm tra được nồng độ nhôm một cách chính xác trong đất (Howeler và Cadavid, 1976; Martinez, 1993), chưa nói sự thay đổi pH làm ảnh hưởng đến dạng nhôm hoà tan và mức độ gây độc hại trong đất.

Thông thường, độ gây độc hại của nhôm không xuất hiện ở pH lớn hơn 5,5 (Mc Cart và Kaprath, 1965), mà chỉ gây thiệt hại trầm trọng ở pH nhỏ hơn 5,0. Chính vì điều này, đất có phèn nhôm ở đồng bằng sông Cửu Long thường được đánh giá là gây thiệt hại nặng cho cây trồng hơn phèn sắt, điều này có thể hiểu, ngoài yếu tố độc chất, thì pH thấp (điều kiện để phèn nhôm hoạt động) – sẽ cố định nhiều khoáng dinh dưỡng, tạo trạng thái không hữu dụng, cây trồng không hấp thu được nên rơi vào trạng thái thiếu hụt dinh dưỡng - là yếu tố đi kèm rất bất lợi cho cây trồng.

Căn cứ vào mức độ nhôm bị oxy hoá xuất hiện trong đất mà khả năng gây thiệt hại cho lúa sẽ khác nhau. pH càng thấp khả năng nhôm được giải phóng từ các phiến sét càng nhiều (Lê Văn Khoa và ctv., 1996). Trong dung dịch đất, nếu hàm lượng Al3+ trao đổi >500 ppm có thể gây chết cho lúa ngay từ giai đoạn nảy chồi (Lê Huy Bá, 2008).

Dựa trên các cơ sở vừa nêu, tám giống/dòng lúa được đánh giá khả năng chống chịu phèn nhôm trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida có bổ sung Al2(SO4)3 với các nồng độ 100, 200 và 300 ppm Al2(SO4)3 (đối chứng 0 ppm). Trong thí nghiệm này, pH của môi trường dinh dưỡng luôn được điều chỉnh hằng ngày là 4, với ngưỡng pH này thì thích hợp cho sự phân ly của Al2(SO4)3 để tạo Al3+. Thí nghiệm sử dụng giống lúa IR28 làm giống chuẩn nhiễm phèn, thí nghiệm kết thúc khi giống lúa IR28 chết hoàn toàn hoặc sau 21 ngày. Kết quả cụ thể được trình bày ở bảng 4.8.

Ở nồng độ 0 ppm Al2(SO4)3, các giống/dòng lúa mới chọn lọc bao gồm giống đối chứng và chuẩn nhiễm đều phát triển tốt trong môi trường dung dịch dinh dưỡng Yoshida.

a) 100 ppm

b) 300 ppm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Hình 4.3 Khả năng chống chịu phèn nhôm của các giống/dòng lúa ở các nồng độ thử nghiệm

(a) 1-2: LA14, 3:LA15, 4: LA18, 5: LA17, 6: LA13, 7: LA11, 8: LA16, 9: IR28 (b) 1: LA17, 2: LA18, 3: LA14, 4: LA15, 5: LA11, 6-7: LA16, 8: LA13, 9-10: IR28

Đến nồng độ 100 ppm Al2(SO4)3, khả năng chống chịu phèn nhôm của Hình 3 Đánh giá khả năng kháng phèn nhôm Al2(SO4)3 của các giống/dòng lúa các giống dòng lúa có những biểu hiện khác nhau. Giống lúa chuẩn nhiễm phèn IR 28 tuy sinh trưởng và đẻ nhánh gần bình thường, nhưng các lá già chuyển sang màu nâu đỏ (cấp 3). Trong khi các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc thể hiện tính kháng tốt (cấp 1) như LA11, LA14, LA15 và LA16, sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường thì các dòng LA13, LA17 và LA18 lại có biểu hiện bị ảnh hưởng bởi Al2(SO4)3 với biểu hiện là các đốm màu nâu đỏ trên chóp các lá già (hình 4.3 a).

Đến nồng độ 200 ppm Al2(SO4)3, đây là nồng độ Al gây độc cho cây lúa, thì biểu hiện tính kháng phèn nhôm của các giống/dòng lúa có sự khác biệt

nhiều. Bốn dòng LA11, LA14, LA15 và LA16 vẫn duy trì tính kháng tốt (cấp 1), các dòng LA13, LA17 và LA18 biểu hiện hơi kháng với các cây lúa sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường nhưng các lá già có màu nâu đỏ, tím hoặc vàng cam, trong khi đó giống chuẩn nhiễm IR28 chết gần như hoàn toàn sau 3 tuần, thể hiện cấp rất nhiễm (cấp 9). Kết quả cho thấy, nồng độ 200 ppm Al2(SO4)3 đã ảnh hưởng rõ lên sự sinh trưởng của nhiều giống dòng lúa mới chọn lọc, gần như đạt ngưỡng chịu đựng.

Nhận định trên được minh chứng rõ ràng hơn khi đến nồng độ Al2(SO4)3 300 ppm, khả năng chống chịu của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc thay đổi nhiều theo hướng giảm mạnh (hình 4.3 b), hầu hết các dòng đều biểu hiện từ hơi nhiễm (cấp 5) đến rất nhiễm (cấp 9). Ở nồng độ này, ngoài giống chuẩn nhiễm IR28 bị chết hoàn toàn thì dòng LA18 cũng chết, thể hiện đặc tính rất nhiễm (cấp 9).

Bảng 4.8 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn nhôm Al2(SO4)3 của các giống/dòng lúa thí nghiệm

STT Giống/dòng

1 2 3 4 5 6 7 8 IR28 (ĐC) LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 0 ppm 1 1 1 1 1 1 1 1 Mức độ chống chịu (cấp) 100 ppm 3 1 2 1 1 1 2 2 200 ppm 9 1 3 1 1 1 3 3 300 ppm 9 5 7 3 5 5 7 9

Dòng LA13 và LA17 thì thể hiện tính nhiễm đối với nồng độ này (cấp 7) khi sinh trưởng và đẻ nhánh đình trệ, hầu hết lá mất màu hay chết. Trong khi đó, dòng LA11, LA15 và LA16 thể hiện tính nhiễm nhẹ đối với phèn nhôm ở nồng độ 300 ppm khi sự sinh trưởng và đẻ nhánh chậm lại, nhiều lá chuyển màu (cấp 5). Riêng dòng LA14 vẫn còn sinh trưởng được trong điều kiện phèn Al2(SO4)3 đạt nồng độ đến 300 ppm (hình 4.3 b), sinh trưởng và đẻ nhánh gần như bình thường chỉ có các lá già có màu nâu đỏ và hơi khô, thể hiện tính hơi kháng (cấp 3).

So với phèn sắt, cây lúa có thể chịu được nồng độ tương đối cao, nhưng đối với phèn nhôm, nồng độ 300 ppm đã vượt ngưỡng chịu đựng của nhiều giống/dòng lúa được thử nghiệm. Nguyên nhân là do ngoài việc tích lũy Al3+

trong tế bào rễ, ngăn cản tế bào phân chia và kéo dài ra, ngăn cản hoạt động của các enzym liên quan đến quá trình tổng hợp vách tế bào, thì việc độc chất nhôm được hòa tan trong điều kiện pH thấp lại là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn khác. Khi pH thấp, tính bán thấm của màng nguyên sinh chất tế bào rễ sẽ thay đổi, hoạt động của các protein vận chuyển xuyên màng cũng bị ảnh hưởng, từ đó làm giảm khả năng hút các chất dinh dưỡng NPK, đặc biệt là Ca và Mg.... Vậy khi đó, cây lúa vừa chịu tác động gây độc của Al3+ bên trong, vừa không thể hấp thu dinh dưỡng, rơi vào trạng thái suy dinh dưỡng nên khả năng chống chịu của cây lúa sẽ giảm nhanh chóng (Ngô Ngọc Hưng, 2009).

4.2.4.2 Phèn FeSO4

Đối với phèn sắt FeSO4, các giống/dòng lúa cũng được thanh lọc tính kháng trong môi trường dinh dưỡng ở 3 nồng độ 500, 800 và 1.000 ppm FeSO4 (nghiệm thức đối chứng 0 ppm). Trong đất phèn, nồng độ Fe2+ hay Fe3+ khoảng từ vài trăm đến khoảng 3.000 ppm. Sắt thường gây độc ở dạng Fe2+ (dạng khử), chỉ một số ít ở dạng Fe3+ (dạng oxy hoá) – có tính bám dính rất cao. Cây trồng rất ít hấp thu sắt ở dạng oxy hóa, nhưng ở dạng này sẽ tạo một lớp bám dính rất chặt trên bề mặt rễ, làm khả năng trao đổi chất của cây bị hạn chế, cây rơi vào tình trạng thiếu hụt các loại dinh dưỡng khác dẫn đến tính chống chịu cũng hạn chế (Benckiser và ctv., 1984). Thí nghiệm sử dụng giống lúa IR28 làm giống chuẩn nhiễm phèn, thí nghiệm kết thúc khi giống lúa IR28 chết hoàn toàn hoặc sau 21 ngày. Kết quả ghi nhận khả năng chống chịu phèn sắt của các giống/dòng lúa cụ thể như sau:

Ở nồng độ 0 ppm FeSO4, các giống/dòng lúa thí nghiệm phát triển tốt

trong môi trường dinh dưỡng (hình 4.4 a).

Ở nồng độ 500ppm, các dòng lúa NTCĐ mới được chọn tạo mới thể hiện tính chống chịu tốt với yếu tố phèn, cây phát triển bình thường, không có triệu chứng gì trên lá (cấp 1). Trong khi đó, giống lúa đối chứng chuẩn nhiễm phèn IR28 lại kém phát triển chồi và hầu hết bị cuốn tròn, chỉ vài lá phát triển (hình 4.4 b), thể hiện tính hơi kháng (cấp 5) đối với yếu tố phèn sắt ở nồng độ 500 ppm theo thang đánh giá của IRRI (1997).

Khi nâng nồng độ phèn sắt lên 800 ppm, khả năng chống chịu của các giống/dòng lúa có sự thay đổi đột biến. Một số dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc bắt đầu thể hiện tính chống chịu kém hoặc không chống chịu ở nồng độ này. Trong khi dòng LA14, LA15 và LA11 vẫn thể hiện tính chống chịu tốt (kháng) với khả năng đẻ chồi bình thường nhưng trên chóp lá có vài điểm cuốn tròn (LA14 và LA15 - cấp 2) hay có vài lá bị cuốn tròn (LA11 – cấp 3), thì các dòng LA13, LA16 và LA18 lại thể hiện tính hơi kháng, chồi kém phát triển và nhiều lá bị cuốn tròn, chỉ vài lá phát triển bình thường (cấp 5). Dòng LA17 phát triển

hầu như ngưng lại từ thời điểm 15-21 ngày sau khi gieo, hầu hết các lá cuộn tròn lại và bắt đầu khô, một vài cây chết, thể hiện tính hơi nhiễm (cấp 7). Giống đối chứng chuẩn nhiễm IR28, chết gần như hoàn toàn sau 21 ngày (hình 4.4 c), thể hiện tính nhiễm (cấp 9).

a) 0 ppm

b) 500 ppm

1 2 3 4 5 6 7 8 1: LA15, 2: LA16, 3: LA11 4: LA17, 5: LA14, 6: LA18 7: LA13, 8: IR28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1: LA11, 2: LA17, 3: LA16 4: LA15, 5-6: IR28, 7: LA18 8: LA14, 9: LA13

c) 800 ppm

d) 1.000 ppm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1: LA13, 2: LA15, 3-4: LA17 5-6: LA18, 7: IR28, 8-9: LA14 10: LA11, 11-12: LA16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1: LA15, 2: LA14, 3-4: LA13 5: LA17, 6:LA11, 7-8: IR28 9: LA16, 10-11: LA18 Hình 4.4 Khả năng chống chịu phèn sắt của các giống/dòng lúa ở các nồng độ thử nghiệm

Khi tăng nồng độ FeSO4 trong dung dịch lên 1.000 ppm, hầu hết các giống/dòng đều không phát triển được ở nồng độ này, cho thấy 1.000 ppm là ngưỡng ngộ độc và gây chết đối với hầu hết các dòng lúa NTCĐ mới vừa được chọn tạo. Bốn dòng lúa LA13, LA16, LA17 và LA18 cùng với giống đối chứng IR28 không thể phát triển được ở nồng độ phèn sắt 1.000 ppm sau 21 ngày, tất cả các cây đều chết (cấp 9), dòng LA15 thì khả quan hơn, khi còn một số cây sống sót, thể hiện tính hơi chống chịu (cấp 5) và tính hơi nhiễm (LA11 – cấp 7).

Trong khi đó, dòng LA14 (cấp 3), các cây còn lá xanh nhưng sự sinh trưởng và đẻ chồi chậm lại và một số lá bị cuốn tròn (hình 4.4 d), thể hiện tính chống chịu đối với phèn sắt FeSO4 ở nồng độ 1.000 ppm.

Theo Ngô Ngọc Hưng (2009), hàm lượng sắt có thể gây độc cho lúa biến thiên từ 10-1.000 ppm. Với mức biến thiên rộng như vậy nên rất khó xác định tiêu chuẩn gây hại của sắt đối với lúa. Tuy nhiên, những trạng thái khác nhau về dinh dưỡng của lúa sẽ ảnh hưởng rõ ràng lên khả năng chống chịu độc sắt, cây lúa có tình trạng dinh dưỡng tốt sẽ có có khả năng chống chịu độc sắt tốt hơn và ngược lại, nghĩa là độc sắt là kết quả tổng hợp của hàng loạt các stress liên quan đến dinh dưỡng chứ không đơn thuần do sự dư thừa ở mức độ cao của các ion Fe.

Bảng 4.9 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn sắt FeSO4 của các giống/dòng lúa thí nghiệm

STT Giống/dòng

1 2 3 4 5 6 7 8 IR28 (ĐC) LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 0 ppm 1 1 1 1 1 1 1 1 Mức độ chống chịu (cấp) 500 ppm 5 1 1 1 1 1 1 1 800 ppm 9 3 5 2 2 5 7 5 1.000 ppm 9 7 9 3 5 9 9 9

Trong điều kiện dung dịch dinh dưỡng, có thể được xem như điều kiện dinh dưỡng đầy đủ cho cây lúa, nên biểu hiện tính kháng của lúa đối với độc chất sắt là một cơ sở tin cậy được, phản ảnh khá chính xác tính chống chịu của các giống/dòng lúa thí nghiệm đối với độc chất sắt. Tuy nhiên, kết quả này có thể thay đổi khi thực nghiệm ngoài đồng ruộng, vì khi đó, dinh dưỡng không phải bao giờ cũng tối ưu cho cây lúa, và cây lúa còn chịu tác động của nhiều yếu tố bất lợi khác.

4.3 Kết quả khảo nghiệm cơ bản vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An

Bốn dòng lúa ở thế hệ M5 biểu hiện tính chống chịu mặn tốt được tách thành 7 dòng ở thế hệ M6, đã được đánh giá khả năng chịu phèn Al2(SO4)3 và FeSO4 trong điều kiện dung dịch dinh dưỡng sẽ được trồng khảo nghiệm để đánh giá tính chống chịu phèn trong điều kiện canh tác ngoài đồng tại xã Tân Thành, huyện Mộc Hoá và thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An ở 2 vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017.

Giống lúa Nàng hoa 9 là giống canh tác phổ biến tại 2 địa phương này, với thời vụ canh tác phù hợp, được sử dụng làm đối chứng cho các thí nghiệm khảo nghiệm. Giống lúa Nàng thơm Chợ Đào gốc không được sử dụng để làm đối chứng vì (1) giống không phù hợp lịch canh tác tại địa phương về thời gian xuống giống, chỉ canh tác được 1 vụ do ảnh hưởng quang kỳ (2) không trổ vào vụ Hè Thu, vụ Đông Xuân có thể trổ, tuy nhiên thời gian cấy lúa thí nghiệm muộn hơn so với thời gian cấy lúa Nàng thơm Chợ Đào – phải cấy vào vụ Thu Đông, khoảng tháng 8 dương lịch, trong khi thí nghiệm vụ Đông Xuân được cấy vào tháng 11 dương lịch.

Kết quả của quá trình khảo nghiệm ngoài đồng được ghi nhận cụ thể như

4.3.1 Khả năng chống chịu phèn của các giống/dòng lúa qua 2 vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Tân Thành, Mộc Hóa, Long An

* Diễn biến pH nước ruộng qua các giai đoạn của lúa và kết quả phân

tích đất của ruộng thí nghiệm

pH nước ruộng là được ghi nhận bằng cách đo tại ruộng thí nghiệm 7 ngày 1 lần từ đầu vụ cho đến cuối vụ (thời điểm rút nước thì nhưng đo). pH nước ruộng >5 là cây lúa có thể phát triển tốt (Ngô Ngọc Hưng, 2004).

Kết quả cho thấy vụ Hè Thu có pH nước ruộng thấp (dao động từ 4,01 đến 6.01) so với vụ Đông Xuân (từ 5,75 đến 6,83), do mưa xuất hiện nhiều trong vụ Hè Thu, nước mưa rửa phèn sau mùa khô nên xét về yếu tố này thì điều kiện canh tác trong vụ Hè Thu không thuận lợi như vụ Đông Xuân. Tuy nhiên, vào thời điểm cấy lúa, pH nước đạt 5,75 (vụ ĐX) và 5,3 (vụ HT) >5 là phù hợp để tiến hành cấy lúa.

Theo Ngô Ngọc Hưng (2004), đối với đất canh tác lúa thì trị số pH tốt nhất trong khoảng 5,5

Nồng độ pH

6.83 5.96

5.67

6.4 6.316.01 5.82 5.835.72 5.455.39

5.756.01 5.3 5.39

5.17

6.2 6.156.4 6.336.076.155.85 5.21 4.6

4.52

4.9

4.01

Hè Thu-2017

Đông Xuân 2016- 2017

Ngày sau cấy

Hình 4.5 Diễn biến pH nước vụ ĐX 2016-2017 và vụ HT 2017 tại xã Tân Thành, huyện Mộc Hóa, Long An

Trị số pH nước thấp nhất rơi vào thời điểm 49 ngày sau cấy đối với vụ Hè Thu (4,01), đã ảnh hưởng đến việc phát triển chồi làm xuất hiện chồi vô hiệu nhiều, gây tổn hao sinh khối, ảnh hưởng đến khả năng trổ và vào hạt từ đó ảnh hưởng đến năng suất của các giống dòng lúa thí nghiệm so với vụ Đông Xuân.

Bảng 4.10 Kết quả một số chỉ tiêu trong đất tại xã Tân Thành, Mộc Hóa, Long An

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giai đoạn cấy

Giai đoạn trổ

4,38 3,69 0,53 17,77 4,6

4,86 3,81 0,75 12,01 2,1

trao đổi 2-

- - mS/cm meq/100g meq/100g mg/kg mg/kg

Đông Xuân Hè Thu Đông Xuân Hè Thu 3,62 3,48 1,90 12,84 7,1 368,18 1.182,14 3.148,91 1.566,45

3,64 3,51 1,80 12,64 7,0 304,75 1.152,62 3.418,44 1.154,63

pHH2O pHKCl EC-bão hòa CEC Al3+ SO4 Fe-dithionite

Độ chua tiềm tàng (pHKCl) trong đất tại Tân Thành giảm từ 3,69 (ĐX) xuống 3,51 (HT) ở giai đoạn cấy; tương tự giai đoạn trổ từ 3,81 (ĐX) xuống 3,48 (HT) cho thấy điều kiện đất vụ Hè Thu không hoàn toàn thuận lợi so với vụ Đông Xuân và đều rơi vào những giai đoạn mẫn cảm quan trọng của cây lúa (giai đoạn cấy và giai đoạn trổ).

pH tiềm tàng (pHKCl) luôn dao động <4 và pHH2O luôn dao động <5 là 2 yếu tố ảnh hưởng lớn lên khả năng sinh trưởng của các giống/dòng lúa thí nghiệm.

Hàm lượng Al3+ trao đổi trong đất dao động từ 2,1 đến 7,1 meq/100 g tương đương 189 đến 639 ppm là ngưỡng ảnh hưởng cây lúa. Theo Lê Văn Khoa và ctv. (1996), khi pHKCl càng nhỏ thì hàm lượng Al càng cao do H+ hòa tan phiến sét giải phóng Al tự do sẽ gây độc. Trong dung dịch đất, nếu hàm lượng Al3+ trao đổi >500 ppm có thể gây chết cho lúa trong giai đoạn nảy chồi (Lê Huy Bá, 2008).

Sắt trong đất dao động từ 1.154,63 ppm đến 3.418,44 ppm, thuộc mức cao. Theo Lê Huy Bá (2008), khi nồng độ Fe2+ ≥ 600 ppm bắt đầu ảnh hưởng, trên 1.000 ppm gây chết cây lúa. Tuy nhiên, khi Fe 2+ ở trạng thái khử bị oxy hóa thành Fe3+ có màu nâu đỏ cây lúa hấp thu rất kém, do Fe3+ có độ hòa tan thấp nên ít độc, chủ yếu gây nên hiện tượng bám dính, đây là lý do độc chất sắt trong đất cao nhưng ảnh hưởng không nhiều lên lúa.

2- dao động từ 304,75 đến 1.182,14 mg/kg tương đương 2- nằm trong

Hàm lượng SO4

0,03% đến 0,118%, theo Ngô Ngọc Hưng (2009) hàm lượng SO4 ngưỡng không gây thiệt hại cho lúa (<0,2%).

* Thời gian sinh trưởng và khả năng nảy chồi qua các vụ

Kết quả phân tích đất cho thấy đất tại điểm thí nghiệm xã Tân Thành, huyện Mộc Hoá, Long An thuộc nhóm đất có yếu tố phèn, bị tác động mạnh bởi độc chất sắt và nhôm, phù hợp cho việc bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng chịu phèn của các dòng lúa mới chọn lọc.

Thời gian sinh trưởng

Vụ Hè Thu các giống/dòng lúa thí nghiệm có thời gian sinh trưởng từ 110-116 ngày. Thời gian sinh trưởng vụ Hè Thu dài hơn so với Đông Xuân và khác biệt (tăng) so với kết quả ghi nhận về thời gian sinh trưởng khi trồng các dòng trong điều kiện nhà lưới được trình bày ở Bảng 4.3, do thí nghiệm sử dụng lúa cấy, mất 5-7 ngày để lúa phục hồi. Kết quả ghi nhận thời gian sinh trưởng trong điều kiện canh tác phản ánh được chính xác bản chất của các dòng lúa mới này.

Khả năng nảy chồi

Đối với vụ Đông Xuân, pH nước tương đối cao và độ chua tiềm tàng vào thời điểm đầu vụ (giai đoạn cấy) thấp hơn so với vụ Hè Thu, nên khả năng nảy chồi của các giống/dòng lúa ít bị ảnh hưởng; dòng lúa LA15 và LA16 thể hiện tính thích nghi tốt trong điều kiện canh tác ngoài đồng với số chồi gia tăng qua các thời điểm ghi nhận 28 ngày sau cấy (NSC) lần lượt là 6,7 và 6,9 chồi/buội,

khác biệt qua phân tích thống kê ở mức ý nghĩa 1% so với các nghiệm thức còn lại và so với đối chứng Nàng hoa 9 đạt 5,8 chồi/buội tại cùng thời điểm ghi nhận.

Thời điểm 35 NSC, số chồi/buội của 2 dòng lúa LA15 và LA16 tuy không đạt cao nhất (7,2 và 7,1 chồi/buội), không khác biệt so với các dòng lúa còn lại, ngoại trù dòng LA13, LA17 và giống đối chứng Nàng hoa 9 chỉ đạt lần lượt là 6,1; 6,7 và 6,7 chồi/buội; thấp hơn có khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 1% so với dòng LA11 (8,3 chồi/buội).

Tuy nhiên, đến thời điểm 42 NSC, khả năng nảy chồi của 2 dòng lúa LA15 và LA16 lại vượt trội so với tất cả các dòng lúa còn lại và so với đối chứng Nàng hoa 9 (đạt lần lượt là 10,8 và 9,9 chồi/buội), tuy khác biệt nhau qua phân tích thống kê ở mức ý nghĩa 1%, nhưng là 2 dòng có số chồi/buội cao nhất. Kết quả này cho thấy khả năng thích nghi tốt trong điều kiện đất nhiễm phèn của thí nghiệm

Bảng 4.11 Khả năng nảy chồi của các dòng lúa thí nghiệm qua các vụ (chồi)

28 6,1bc 5,2e 5,4e 6,7a 6,9a 5,6de 6,3b

35 6,1b 5,1d 5,8b 6,6a 6,7a 5,4c 5,3cd

42 8,1e 9,0c 8,8c 10,8a 9,9b 8,6cd 8,2e

28 4,6a 2,7d 3,6c 4,3ab 4,1abc 4,3ab 3,8bc

Vụ HT 2017 (Ngày sau cấy) 42 7,3c 6,6d 6,9cd 8,6a 8,1ab 8,0b 6,7d

Vụ ĐX 2016-2017 (Ngày sau cấy) 35 8,3a 6,1d 7,1bc 7,2b 7,1bc 6,7c 6,8bc

6,7c

8,4de

5,8cd

4,1abc

5,1d

6,8d

** 3,54

** 3,05

** 3,41

** 7,62

** 3,74

Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng hoa 9 F CV (%) 3,33 Trong cùng một cột, những số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê ở mức 1% () Kết quả ghi nhận tổng quan cho thấy khả năng nảy chồi của các giống/dòng lúa thí nghiệm ở vụ Đông Xuân tốt hơn so với vụ Hè Thu ở các thời điểm ghi nhận. Khả năng nảy chồi giảm ở vụ Hè Thu, do ảnh hưởng của các yếu tố đất và pH nước. Số chồi của dòng LA15 và LA16 đạt lần lượt là 4,3 và 4,1 chồi/buội (28 NSC). Giai đoạn 35 và 42 NSC, số chồi của 2 dòng này tăng nhanh, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1% so với các nghiệm thức khác (lần lượt là 6,6; 8,6 và 6,7; 8,1 chồi/buội), riêng dòng LA16 không khác biệt với dòng LA17 ở thời điểm 42 NSC. Đối chứng Nàng hoa 9 ở mức trung bình tại các thời điểm ghi nhận.

Kết quả cho thấy có sự thích nghi tốt trong điều kiện canh tác nhiễm phèn của 2 dòng LA15, LA16. Số chồi/buội nhiều là yếu tố cơ bản tạo năng suất cao ở giai đoạn sau. * Chỉ tiêu thành phần năng suất và năng suất

Với mật độ cấy 15 x 20 cm, các giống/dòng lúa thí nghiệm cho số bông/m2 cao, dao động từ 242-326 bông/m2 vụ ĐX và 218-321 bông/m2 vụ HT; dòng LA15, LA16 có số bông/m2 lớn nhất ở cả 2 vụ, tuy nhiên không khác biệt qua phân tích thống kê với đối chứng Nàng hoa 9 (311 bông/m2), cho thấy sự phù hợp của các dòng trên vùng đất thí nghiệm. Kết quả ghi nhận chỉ tiêu này trung bình cao hơn so với kết quả ghi nhận khi đánh giá sơ khởi các dòng ở thế hệ M5 trong điều kiện nhà lưới, chỉ đạt tối đa 264 bông/m2 (bảng 4.12) cho thấy khảo nghiệm trong điều kiện canh tác thực tế và trên diện tích lớn sẽ phản ánh kết quả chính xác hơn. Đối chứng Nàng hoa 9 thể hiện tính thích nghi với số bông/m2 lần lượt là 311bông/m2 (ĐX) và 245 bông/m2 (HT). Theo Peng và ctv. (2005) đã công bố kiểu hình cây lúa lý tưởng cho năng suất cao thì phải xem xét các thành phần như sau: 8-10 bông/buội (khi cấy), 3-4 bông/buội (khi sạ), số bông/m2 là 270-300 bông, có >150 hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt chắc > 80%.

Các giống/dòng đều có số hạt chắc/bông khá cao, dao động từ 100-128 hạt chắc/bông ở vụ Đông Xuân và từ 87-118 hạt chắc/bông ở vụ Hè Thu, đây là kết quả thường thu được ở các ruộng lúa cấy, khi khoảng cách giữa các buội thưa và ổn định. Dòng LA15 có số hạt chắc/bông cao ở vụ Hè Thu (118 hạt chắc/bông), vụ Đông Xuân đạt 122 hạt chắc/bông, không khác biệt qua phân tích thống kê với các dòng LA14 và LA16 (đạt lần lượt là 121 và 128 hạt chắc/bông), khác biệt có ý nghĩa so với các dòng còn lại và đối chứng Nàng hoa 9 ở cả 2 vụ.

Trọng lượng 1.000 hạt ở ẩm độ chuẩn 14% của các giống/dòng lúa thí nghiệm có khác biệt qua phân tích thống kê và dao động từ 24,04 – 26,51 g/1.000 hạt (nhóm hạt trung bình). Chỉ tiêu này không có sự biến động lớn qua các vụ canh tác, vì đặc tính này được kiểm soát bởi gen, ít bị tác động bởi các yếu tố môi trường.

Năng suất thực tế vụ Hè Thu có xu hướng giảm so với vụ Đông Xuân. Dòng LA16 cho năng suất thực tế cao nhất ở cả 2 vụ (7,63 và 6,12 tấn/ha). Dòng LA15 có năng suất không khác biệt qua phân tích thống kê với LA16 ở vụ Hè Thu, nhưng thấp hơn qua phân tích thống kê với LA16 ở vụ Đông Xuân (chỉ đạt 7,41 tấn/ha), không khác biệt qua phân tích thống kê ở mức ý nghĩa 1% so với dòng LA14 (7,44 tấn/ha) và khác biệt so với các nghiệm thức còn lại ở vụ Đông Xuân. Kết quả này cho thấy LA15 và LA16 thích nghi với vùng đất thí nghiệm

ở cả 2 vụ. Đối chứng Nàng hoa 9 có năng suất là 5,84 tấn/ha (Đông Xuân) và 5,46 tấn/ha (Hè Thu).

Bảng 4.12 Thành phần năng suất và năng suất của 8 giống/dòng lúa thí nghiệm vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Tân Thành, Mộc Hóa, Long An

Vụ Đông Xuân 2016-2017

B/m2 272d 302bc 268d 326a 322a 291c 242e 311ab ** 3,38

C/b 115bc 100e 121ab 122ab 128a 102de 108cde 112bcd ** 5,03

NSLT 7,51c 7,29c 8,44b 10,54a 10,73a 7,44de 6,65c 8,70b ** 5,61

NSTT 5,82d 5,38f 7,44b 7,41b 7,63a 6,80c 5,64e 5,84d ** 1,54

TL 24,04g 24,17f 26,03b 26,51a 26,05b 25,08d 25,47c 24,98e 0,21 Vụ Hè Thu 2017 TL 24,26h 24,73f 25,91c 26,18a 26,09b 25,55d 25,04e 24,55g 0,13

NSTT 5,12de 5,63b 5,03e 6,24a 6,12a 5,48c 5,21d 5,46c ** 1,40

NSLT 5,61d 7,86b 5,77d 9,76a 9,29a 6,98c 5,34d 5,59d ** 3,84

B/m2 266c 284b 237e 316a 321a 253cd 218f 245de ** 3,18

C/b 87d 112b 94c 118a 111b 108b 98c 93c ** 2,94

Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng Hoa 9 F CV (%) Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng Hoa 9 F CV (%) Ghi chú: B/m2: Bông/ m2; C/b: Hạt chắc/bông; TL: Trọng lượng 1.000 hạt (g); NSTT: năng suất thực tế (tấn/ha); NSLT: năng suất lý thuyết (tấn/ha); **: khác biệt ý nghĩa mức 1%. Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa theo phép thử Duncan.

Qua 2 vụ khảo nghiệm cho thấy, vụ Hè Thu do ảnh hưởng điều kiện pH nước ruộng thấp và Al trao đổi trong đất cao đã làm giảm số chồi/buội, giảm số bông/m2 và năng suất thực tế ghi nhận thấp hơn vụ Đông Xuân ở 7/8 giống/dòng lúa thí nghiệm.

4.3.2 Khả năng chống chịu phèn của các giống/dòng lúa qua 2 vụ Đông

Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại thị xã Kiến Tường, Long An

* Diễn biến pH nước ruộng qua các giai đoạn của lúa và kết quả phân

tích đất của ruộng thí nghiệm

pH nước ruộng ở Kiến Tường cũng được ghi nhận tương tự cách ghi nhận ở điểm thí nghiệm Mộc Hoá. Trong vụ Hè Thu pH nước ruộng dao động từ 4,52 đến 5,69, thấp hơn vụ Đông Xuân (từ 5,16 đến 6,25), kết quả này tương ứng với pH đất ở bảng 4.13 (vụ Hè thu thấp hơn vụ Đông Xuân). Thời điểm cấy, pH nước ruộng đạt 5,62 (vụ ĐX) và 5,18 (vụ HT) >5 là hoàn toàn phù hợp để cấy lúa.

5.67

5.16

5.25

Nồng độ pH 5.62 5.83 5.98 5.94 5.89 5.89 5.18 5.27 5.43 5.66 5.69

6.25 6.12 6.08 6.025.98 5.87 5.635.64 5.12 5.21 5.17 5.38

4.87

4.52

Hè Thu-2017

Đông Xuân 2016- 2017

Ngày sau cấy

Giai đoạn 35 NSC đến 49 NSC là thời điểm nảy chồi tối đa và có đòng nhưng pH nước ruộng có xu hướng giảm vào giai đoạn này, đã ảnh hưởng đến số bông/m2 như trình bày ở Bảng 4.15. Vào thời điểm 49 ngày sau cấy (thời điểm lúa làm đòng), pH nước ruộng cả 2 vụ đều thấp (4,52 vụ HT và 5,16 vụ ĐX) nên đã ảnh hưởng đến quá trình trổ. Đây là 2 thời điểm trong canh tác cần lưu ý giữ mức nước ruộng và có giải pháp hỗ trợ nâng cao pH nước ruộng.

Hình 4.6 Diễn biến pH nước vụ ĐX 2016-2017 và vụ HT 2017

tại thị xã Kiến Tường

Độ chua tiềm tàng (pHKCl) trong đất tại Thị Xã Kiến Tường gần như không thay đổi qua giai đoạn cấy và trổ ở cả 2 vụ (Vụ ĐX pHKCl giảm từ 3,70 xuống 3,69 ở giai đoạn cấy; vụ HT thì ổn định ở 2 giai đoạn là 3,12). Với ngưỡng pHKCl luôn dưới 4) là điều kiện thuận lợi để các phiến sét giải phóng Al tự do (Lê Văn Khoa và ctv., 1996).

Bảng 4.13 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong đất tại thị xã Kiến Tường, Long An

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giai đoạn cấy

Giai đoạn trổ

Hè Thu

trao đổi 2-

pHH2O pHKCl EC-bão hòa CEC Al3+ SO4 Fe-dithionite

- - mS/cm meq/100g meq/100g mg/kg mg/kg

Đông Xuân Hè Thu Đông Xuân 4,42 3,69 0,157 11,96 3,0 3.322,05 2.972,15

4,43 3,70 0,169 15,4 3,0 3.263,56 3.099,52

3,44 3,12 0,74 12,59 8,6 277,92 890,23

3,41 3,12 0,71 12,59 8,2 278,17 279,28

Kết quả phân tích đất cho thấy Al3+ trao đổi dao động từ 3 đến 8,6 meq/100g đất, là ngưỡng gây độc cho lúa. Giai đoạn cấy của vụ Hè Thu, hàm lượng Al3+ trao đổi trong đất đạt cao nhất là 774 ppm (8,6 meq/100g) và duy trì đến thời điểm lúa trổ, đạt mức 738 ppm (8,2 meq/100g), cho thấy điều kiện ở vụ Hè Thu không thuận lợi.

Độc chất sắt cao ở vụ Đông Xuân (2.972,15 ppm đến 3.099,52 ppm) cao hơn ngưỡng gây chết lúa là >1.000 ppm, do Fe 2+ dễ bị oxy hóa thành Fe3+ có màu nâu đỏ, mà Fe3+ có độ hòa tan thấp nên ít độc (Lê Huy Bá, 2008); Vụ Hè Thu do mưa nhiều nên hàm lượng sắt trong đất được tháo rửa, chỉ dao động từ 279,28 ppm đến 890,23 ppm.

2- dao động từ 3.322,05mg/kg đến 3.263,56 mg/kg tương đương 0,32% đến 0,33% vụ Đông Xuân. Theo Ngô Ngọc Hưng (2009), đây là 2- giảm, dao ngưỡng thiệt hại cho cây lúa (>0,2%); vụ Hè Thu hàm lượng SO4 động quanh khoảng 0,02%.

Hàm lượng SO4

Kết quả phân tích đất cho thấy đất nơi bố trí thí nghiệm thuộc nhóm đất chua và bị tác động mạnh bởi độc chất sắt, nhôm và lưu huỳnh, đặc biệt là vào vụ Đông Xuân, phù hợp với việc bố trí thí nghiệm đánh giá tính chống chịu phèn của các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc.

* Thời gian sinh trưởng và khả năng nảy chồi qua các vụ

Thời gian sinh trưởng

Thí nghiệm tại thị xã Kiến Tường, Long An cũng được thực hiện cùng thời điểm với thí nghiệm tại Tân Thành, Mộc Hóa ở cả 2 vụ. Các nghiệm thức được thu hoạch trễ hơn 2 ngày so với điểm Tân Thành, Mộc Hóa, do việc rút nước chậm vào thời điểm cuối vụ. Vụ Đông Xuân có thời gian sinh trưởng hơi ngắn hơn so với vụ Hè Thu, ngắn nhất là các dòng LA13, LA17 và Nàng hoa 9, dài nhất là LA11, LA14 và LA15, vẫn dao động trong khoảng 110-118 ngày. Kết quả này cho thấy có sự ổn định về thời gian sinh trưởng của các dòng lúa

mới tuyển chọn ở các điều kiện canh tác khác nhau tại điểm thí nghiệm Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường.

Khả năng nảy chồi

Vụ Hè Thu, khả năng nảy chồi của các giống/dòng lúa thí nghiệm giảm so với vụ Đông Xuân. Vụ Đông Xuân, thời điểm 42 NSC, dòng LA15 đạt 8,8 chồi/buội, cao nhất, không khác biệt qua phân tích thống kê với LA13, LA14 và LA16, có khác biệt so với các dòng còn lại và đối chứng Nàng hoa 9 chỉ đạt 7,4 chồi/buội.

Vụ Hè Thu, dòng LA13 và LA14 đạt 7,1 chồi/buội (42 NSC) thấp nhất trong các dòng thí nghiệm (không khác biệt qua phân tích thống kê với dòng LA11 và LA18), kết quả này giảm so với vụ Đông Xuân, cho thấy khả năng thích nghi chưa cao của các dòng này trong vụ Hè Thu. Dòng LA15 duy trì tính thích nghi tốt với số chồi/buội là 8,6 và 8,1 chồi/bụi và không khác biệt qua phân tích thống kê với dòng LA16 và LA17 (đạt lần lượt là 8,1 và 8,0 chồi/buội vào thời điểm 42 NSC). Nàng hoa 9 có số chồi/buội đạt khá (7,8 chồi/buội).

Bảng 4.14 Khả năng nảy chồi của các dòng lúa thí nghiệm qua các vụ

Đông Xuân 2016-2017 (Ngày sau cấy) Hè Thu 2017 (Ngày sau cấy)

28 4,3b 4,2b 4,7cd 5,3a 5,4a 5,1a 4,7ab 4,8ab

35 6,8bcd 6,2d 7,2abc 7,4ab 7,8a 6,8bcd 6,6cd 6,5d

42 7,8bc 8,6a 8,2ab 8,8a 8,6a 7,7bc 7,2c 7,4c

28 4,8a 3,6d 3,8cd 4,3abc 4,6ab 4,7a 3,6d 4,1bcd

35 6,3ab 6,1bc 6,8a 6,6ab 6,7ab 5,6cd 5,3d 5,3d

42 7,3cd 7,1d 7,1d 8,6a 8,1ab 8,0ab 7,7bcd 7,8bc

Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng hoa 9 F CV (%)

* 8,13

** 5,24

** 4,43

** 7,13

** 5,37

** 4,43

Trong cùng một cột, những số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê ở mức 1% (**), 5% (*)

* Chỉ tiêu về thành phần năng suất và năng suất

Dòng LA16 thể hiện tính thích nghi tốt với số bông/m2 đạt cao nhất (305 bông/m2 vụ Đông Xuân và 294 bông/m2 vụ Hè Thu) không khác biệt với dòng LA13 và LA15 (có số bông/m2 lần lượt là 298 bông/m2 vụ Đông Xuân; 286 bông/m2 vụ Hè Thu và 296 bông/m2vụ Đông Xuân; 287 bông/m2 vụ Hè Thu), cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác; Nàng hoa 9 chỉ đạt lần lượt là 272 bông/m2 vụ Đông Xuân; và 268 bông/m2 vụ Hè Thu.

Thí nghiệm ở thị xã Kiến Tường ghi nhận các giống/dòng có số hạt chắc/bông vẫn duy trì tương đối ở định như ở điểm thí nghiệm Mộc Hoá, dao động từ 101 -127 hạt chắc/bông ở vụ Đông Xuân và từ 96-124 hạt chắc/bông ở vụ Hè Thu. Ở vụ Đông Xuân, dòng LA16 đạt 127 hạt chắc/bông, cao nhất, khác biệt với các nghiệm thức còn lại (không khác biệt qua phân tích thống kê với dòng LA18). Dòng LA11, LA13, LA15, LA18 và đối chứng Nàng hoa 9 có số hạt chắc/bông không khác biệt qua phân tích thống kê đạt lần lượt là 112, 108, 114, 118 và 115 hạt chắc/bông. Ở vụ Hè Thu, các dòng LA13, LA15, LA16 và LA18 có số hạt chắc/bông cao nhất và không khác biệt nhau, Nàng hoa 9 đạt 108 hạt chắc/bông..

Bảng 4.15 Thành phần năng suất và năng suất của 8 giống/dòng lúa thí nghiệm vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại Thị Xã Kiến Tường, Long An

B/m2 261cd 298ab 258d 296ab 305a 279bc 256d 272cd ** 3,84

C/b 112bc 108bcd 101d 114bc 127a 106cd 118ab 115bc ** 5,06

NSTT 5,66c 6,26b 6,33b 6,85a 6,71a 5,46c 5,72c 6,10b ** 3,09

NSLT 7,05cd 7,79c 6,82d 8,93b 10,12a 7,48cd 7,75c 7,86c ** 5,97

Vụ Đông Xuân 2016-2017 TL 24,12f 24,22f 26,18b 26,47a 26,15b 25,31d 25,68c 25,13e 0,33 Vụ Hè Thu 2017 TL 24,33h 24,68g 25,87c 26,26b 26,43a 25,78d 25,22e 24,86f 0,12

NSLT 6,69c 8,75b 6,50c 8,96ab 9,55a 6,95c 8,22b 7,19c ** 5,54

NSTT 5,43d 6,48bc 5,17e 6,54b 6,82a 5,03e 5,67d 6,26c ** 2,45

B/m2 281abc 286ab 262d 287ab 294a 257d 263cd 268bcd ** 3,79

C/b 98c 124a 96c 119a 123a 105b 124a 108b ** 3,27

Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng Hoa 9 F CV(%) Giống /dòng LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng Hoa 9 F CV(%) Ghi chú: B/m2: Bông/ m2; C/b: Hạt chắc/bông; TL: Trọng lượng 1.000 hạt (g); NSTT: năng suất thực tế (tấn/ha); NSLT: năng suất lý thuyết (tấn/ha); **: khác biệt ý nghĩa mức 1%. Trong cùng một cột những số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa theo phép thử Duncan.

100

Trọng lượng 1.000 hạt ở ẩm độ chuẩn 14% của các giống/dòng có khác biệt qua phân tích thống kê, dao động từ 24,12 – 26,47 g/1000 hạt, kết quả này không có biến động nhiều so với kết quả thí nghiệm tại Mộc Hoá (24,04 – 26,51 g/1.000 hạt), cho thấy đặc tính này có sự̃ ổn định.

Kết quả cho thấy, trong điều kiện đất và nước ruộng thí nghiệm bị tác động bởi yếu tố phèn và pH thấp, thay đổi trong suốt vụ, ở cả 2 địa điểm thí nghiệm qua các mùa vụ, dòng lúa LA15 và LA16 thể hiện tính thích nghi, cho năng suất khá cao và có tính ổn định (năng suất thực tế đều duy trì >6,5 tấn); dòng LA13, LA14 và LA17 thể hiện tính chống chịu khá, nhưng tính ổn định chưa cao.

Tại thị xã Kiến Tường, năng suất thực tế có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 1%. Ở vụ Đông Xuân, dòng LA13, LA14, LA15, LA16 và Nàng hoa 9 cho năng suất thực tế lớn hơn 6 tấn/ha. Dòng LA15 và LA16 thể hiện tính thích nghi tốt trong điều kiện đất phèn với năng suất thực tế lần lượt là 6,85 và 6,71 tấn/ha. Vụ Hè Thu, dòng LA16 cho năng suất cao nhất (6,82 tấn/ha), dòng LA13 cũng thể hiện khả năng thích nghi trong vụ Hè Thu với năng suất không khác biệt qua phân tích thống kê so với dòng LA15 (6,48 và 6,54 tấn/ha). Đối chứng Nàng hoa 9 cho năng suất khá ở cả 2 vụ khảo nghiệm (lần lượt là 6,10 và 6,26 tấn/ha).

* Chỉ tiêu chất lượng của các giống/dòng lúa thí nghiệm

Kết quả ghi nhận và các chỉ tiêu phẩm chất của các giống/dòng lúa khảo nghiệm (thế hệ M6) cho thấy không có sự thay đổi lớn so với kết quả phân tích các chỉ tiêu này ở thế hệ M5. Hàm lượng amylose của các giống/dòng dao động ở mức thấp từ 11,03% đến 14,97% ở mức thấp theo phân cấp của IRRI, 1988 (từ 10%-19%), xếp vào nhóm gạo dẻo, giống đối chứng Nàng hoa 9 cũng có hàm lượng amylose được xếp vào nhóm này (16,74%). Tương ứng với hàm lượng amylose thì độ bền thể gel của các giống/dòng cũng nằm trong nhóm mềm đến rất mềm (cấp 1 và 3) cũng không thay đổi so với kết quả phân tích ở thế hệ M5 (từ cấp 1 đến cấp 3). Độ bền thể gel thường tương quan chặt với hàm lượng amylose, giống nào có hàm lượng amylose thấp thì sẽ có độ bền thể gel mềm (Jennings và ctv., 1979).

Hàm lượng protein của các giống/dòng lúa thí nghiệm dao động từ 5,4% đến 6,62% nằm trong khoảng lúa chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, cũng không biến động so với kết quả từ 5,1% đến 6,9% khi phân tích ở thế hệ M5, được xếp vào nhóm gạo có hàm lượng protein trung bình.

101

Tất cả các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc, bao gồm cả đối chứng Nàng hoa 9 có nhiệt trở hồ đạt cấp 6, được xếp vào nhóm nhiệt trở hồ thấp với biểu hiện hạt tan ra và hoà chung với viền, riêng dòng LA18 đạt cấp 7, đều thuộc

nhóm gạo nấu nhanh chín (do lượng nhiệt cần để gạo hóa hồ và không hoàn nguyên thấp).

Bảng 4.16 Một số chỉ tiêu phẩm chất của 8 giống/dòng lúa khảo nghiệm và giống NTCĐ đối chứng

Độ bền gel

Giống/dòng A (%) P (%)

Cấp Phân loại

Mùi thơm

Dài (mm) 79 72 81 83 75 93 90 81 76

3 1 1 3 3 1 3 3 3

Nhiệt trở hồ (cấp) 6 6 6 6 6 6 7 6 6

Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm nhẹ Thơm Thơm Thơm Thơm Thơm nhẹ Thơm

Mềm Mềm Rất mềm Rất mềm Mềm Rất mềm Rất mềm Rất mềm Mềm

LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng hoa 9 NTCĐ (ĐC)

12,77 11,28 11,46 13,26 13,07 11,03 14,97 16,74 16,20

5,40 5,45 5,60 6,62 6,35 6,41 5,60 6,09 6,18

Đối với mùi thơm, việc đánh giá mùi thơm bằng cảm quan KOH 1,7 % và nấu cơm đều cho kết quả giống nhau. Các dòng lúa mới chọn lọc vẫn duy trì được mùi thơm trong điều kiện canh tác có phèn, trong đó dòng LA15, LA16, LA17 và LA18 được đánh giá là thơm ở cả 2 phương pháp. Các dòng lúa khác được đánh giá là thơm nhẹ, bao gồm cả đối chứng Nàng hoa 9.

Kết quả phân tích các chỉ tiêu phẩm chất của các dòng lúa mới chọn lọc

ở thế hệ M6 cho thấy có sự ổn định nhất định đối với các chỉ tiêu này.

4.3.3 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn ngoài đồng

Khả năng chống chịu phèn trong điều kiện canh tác ngoài đồng được ghi nhận ở 2 giai đoạn quan trọng của cây lúa là (1) giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (nảy chồi) vào các thời điểm 14, 21 và 28 ngày sau cấy (NSC); (2) giai đoạn sinh sản vào các ngày 42, 49 và 55 NSC, đây được xem là 2 giai đoạn mẫn cảm nhất khi bị phèn tác động, ảnh hưởng lên khả năng tạo sinh khối và khả năng trổ, vào hạt của lúa theo phương pháp của IRRI (2002). Kết quả ghi nhận ở cả 2 địa điểm thí nghiệm, trong vụ Đông Xuân, các dòng chủ yếu thể hiện tính chống chịu thấp vào thời điểm 14 NSC ở cấp 3 và 5.

102

Tuy nhiên, qua giai đoạn phục hồi sau cấy, các giống/dòng lúa thể hiện tính chống chịu tốt hơn (cấp 1) chỉ có dòng LA11, LA18 và Nàng hoa 9 là duy trì tính chống chịu cấp 3 trong suốt các thời điểm ghi nhận. Vụ Hè Thu, tất cả các dòng thể hiện tính chống chịu ở cấp 3 và 5 vào thời điểm 14 NSC, sau đó duy trì tính chống chịu cấp 3 ở các thời điểm ghi nhận. Dòng LA15 và LA16

thể hiện tính chống chịu ổn định qua cả 2 vụ thí nghiệm, đặc biệt là vụ Hè Thu (cấp 3).

Bảng 4.17 Kết quả đánh giá khả năng chống chịu phèn trong điều kiện canh tác ngoài đồng (cấp)

Giống/dòng

Vụ Đông Xuân 2016-2017 (ngày sau cấy)

Vụ Hè Thu 2017 (ngày sau cấy)

14 5 5 3 3 3 5 5 5

21 5 3 3 3 3 3 5 5

28 3 3 3 1 1 3 3 3

42 3 1 1 1 1 1 3 3

49 3 1 1 1 1 1 3 3

55 3 1 1 1 1 1 3 3

14 5 5 5 3 3 5 5 5

21 5 5 5 3 3 3 3 5

28 3 3 3 3 3 3 3 3

42 3 3 3 3 3 3 3 3

49 3 3 3 3 3 3 3 3

55 3 3 3 3 3 3 3 3

LA11 LA13 LA14 LA15 LA16 LA17 LA18 Nàng hoa 9

Các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc được khảo nghiệm ở thế hệ M6 được tách dòng từ M5, là những dòng đã qua đánh giá khả năng chống chịu phèn trong điều kiện dung dịch dinh dưỡng Yoshida. Kết quả cho thấy, khả năng chống chịu của các dòng này ở điều kiện canh tác thực tế là khá tốt, trong đó dòng LA15 và LA16 thể hiện tính chống chịu tốt hơn các dòng còn lại, ngay cả ở giai đoạn mạ. Nàng hoa 9 là giống đối chứng, được canh tác phổ biến tại địa phương thể hiện tính thích nghi tốt trong điều kiện phèn.

Kết quả so sánh một số đặc tính quan trọng giữa giống NTCĐ gốc và 2

dòng lúa ưu tú mới chọn lọc được trình bày ở bảng 4.18.

Bảng 4.18 So sánh một số chỉ tiêu giữa giống NTCĐ gốc và 2 dòng lúa ưu tú mới chọn lọc

STT Đặc tính giống

NTCĐ

LA15 (NTCĐ ĐB 1-3-15-1-2) <110 ngày

LA16 (NTCĐ ĐB 1-3-15-2-2) <110 ngày

9 - 12 dSm-1 Cấp 1-3

6 - 9 dSm-1 Cấp 1-3

170-185 ngày (ảnh hưởng quang kỳ) 6 - 9 dSm-1 Cấp 3

2 3

150-160 cm 200-250 80-120

<110 cm 287-326 114-122

<110 cm 294-322 111-128

4 5 6

Thời gian sinh trưởng (ngày) Chống chịu mặn Chống chịu phèn Chiều cao cây Số bông/m2 Số hạt chắc/bông

103

25,0 gam

26,18-26,51

26,06-26,43

4,8

Trọng lượng 1.000 hạt (gam) 8 Năng suất thực tế (tấn/ha)

9 Dài hạt gạo 10 Màu sắc hạt gạo 11 Mùi thơm 12 Hàm lượng

6,6 mm Màu trắng Thơm 15-18

6,7 mm Màu trắng Thơm 13,26

6,8 mm Màu trắng Thơm 13,07

amylose (%)

6,3

6,62

6,35

13 Hàm lượng protein

4.4 Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá độ thuần và mùi thơm của các dòng triển vọng

4.4.1 Đánh giá độ thuần bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE

Bảy dòng lúa khảo nghiệm cơ bản ngoài đồng được tiến hành điện di

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

94 kDa

67 kDa

Waxy 60 kDa Proglutelin 57 kDa

43 kDa

α Glutelin 37-39 kDa

30 kDa

20.1 kDa

Globulin 26 kDa β Glutelin 22-23 kDa

Prolamine 16 kDa

14.4 kDa

protein tổng số để đánh giá mức độ thuần.

Giếng 1: Marker Giếng 5-7: NTCĐ ĐB-2-1-15-1-1 (LA18)

Giếng 2-4: NTCĐ ĐB-1-3-13-1-1 (LA11) Giếng 8-10: NTCĐ ĐB-1-3-15-1-2 (LA15)

Hình 4.7 Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa khảo nghiệm

Điện di protein tổng số SDS-PAGE là phương pháp nhanh, dễ thực hiện, rẻ tiền và có tính chính xác cao trong việc xác định độ thuần của lúa. Bằng việc ly trích protein có trong mẫu vật và đánh giá sự biểu hiện của chúng trên gel điện di, thông qua mức độ ăn màu với thuốc nhuộm Coomassive Briliant Blue R250 (Võ Công Thành và Phạm Văn Phượng, 2003).

104

Kết quả điện di protein tổng số cho thấy các dòng lúa khảo nghiệm đều thuần, thể hiện qua sự ăn màu đồng đều của các băng protein với thuốc nhuộm Coomassive Briliant Blue R250. Dòng NTCĐ ĐB-2-1-15-1-1 (LA18) còn phân ly, với giếng số 7 (cá thể) có băng protein trong nhóm protein proglutelin ăn

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waxy 60 kDa

Proglutelin 57 kDa

α Glutelin 37-39 kDa

Globulin 26 kDa β Glutelin 22-23 kDa

Prolamine 16 kDa

màu nhạt hơn so với giếng 5 và 6 (Hình 4.7). Ở phổ điện di protein tổng số khác, kết quả cho thấy dòng NTCĐ ĐB-1-3-15-1-3 (LA13) và đối chứng Nàng Hoa 9 cũng biểu hiện chưa thuần thể hiện qua sự ăn màu không đồng nhất với thuốc nhuộm (Hình 4.8).

Giếng 4-6: NTCĐ ĐB-1-3-15-1-1 (LA14)

Giếng 1-3: NTCĐ ĐB-1-3-15-1-3 (LA13) Giếng 7-10: Nàng hoa 9

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waxy 60 kDa Proglutelin 57 kDa

α Glutelin 37-39 kDa

Globulin 26 kDa β Glutelin 22-23 kDa

Prolamine 16 kDa

Hình 4.8 Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa khảo nghiệm

Giếng 1-5: NTCĐ ĐB-1-3-15-2-2 (LA16) Giếng 6-10: NTCĐ ĐB-1-3-15-2-3 (LA17)

Hình 4.9 Phổ điện di protein tổng số các dòng lúa khảo nghiệm

105

Theo Tan và ctv. (1999), phân tích locus (QTL) chứng minh gen Wx hoặc một vùng của bộ gen liên quan chặt chẽ điều khiển hàm lượng amylose. Băng Waxy 60 kDa đậm tương ứng với hàm lượng amylose cao, nếu nhạt hoặc khó phát hiện thì tương ứng với hàm lượng amylose thấp (Võ Công Thành và Phạm Văn Phượng, 2003). Kết quả điện di cho thấy, băng protein Waxy (Wx) 60 kDa gần như không phát hiện, chứng tỏ các dòng lúa đột biến có hàm lượng amylose thấp, phù hợp với kết quả phân tích hàm lượng amylose của các dòng

ở Bảng 4.16, dao động từ 11,03% (LA17 đến 16,74% (Nàng Hoa 9) thuộc phân nhóm thấp theo thang phân nhóm của IRRI (1996).

4.4.2 Kết quả xác định dấu chỉ thị protein (polypeptide) liên kết với tính thơm của lúa

4.4.2.1 Ghi nhận tổng quát về mùi thơm của các giống/dòng lúa thí

nghiệm bằng KOH 1,7%

Bộ giống/dòng lúa được sử dụng để điện di protein thành phần albumine nhằm xác định chỉ thị phân tử protein liên kết với tính thơm bao gồm 10 giống/dòng. Trong đó có 2 dòng lúa thơm NTCĐ ĐB mới được chọn lọc qua các thí nghiệm là LA15 (NTCĐ ĐB-1-3-15-1-2) và LA16 (NTCĐ ĐB-1-3-15- 2-2), các giống lúa được sử dụng làm giống chuẩn thơm là Basmati, Jasmine và Khaw Dawk Mali; 5 giống lúa gồm IR 50404, IR28, LA1, LA2 và LA3 được sử dụng làm giống chuẩn không thơm. Các giống/dòng lúa thí nghiệm được đánh giá sơ khởi mùi thơm bằng KOH 1,7%, để kiểm tra sơ bộ về mùi thơm, kết quả ghi nhận như sau:

Bảng 4.19 Kết quả đánh giá mùi thơm các giống/dòng lúa bằng KOH 1,7%

Giống/dòng lúa

Ghi chú

Chuẩn thơm Chuẩn không thơm

Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

LA15 LA16 Basmati Jasmine Khaw Dawk Mali IR50404 IR28 LA1 LA2 LA3

Kết quả đánh giá Thơm Thơm Thơm Thơm Thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm Không thơm

Các dòng lúa LA15 và LA16 là các dòng NTCĐ mới chọn lọc có mùi thơm; cùng với các giống Basmati, Jasmine và Khaw Dawk Mali là những giống thơm trong tập đoàn giống lúa của Bộ môn Di truyền – Chọn giống Cây trồng, khoa Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ, các giống này được nhân lên ở mức độ cá thể và đánh giá mùi thơm ngay tại thời điểm thu hoạch. Kết quả đánh giá cảm quan bằng KOH 1,7% cho thấy các giống này đều được đánh giá là thơm (cao nhất trong 3 cấp đánh giá là thơm, thơm nhẹ và không thơm). Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây đều chứng minh các giống này là thơm.

106

Các giống lúa còn lại đều được đánh giá là không thơm.

4.4.2.2 Kết quả xác định dấu chỉ thị protein liên kết với tính thơm của lúa

bằng điện di protein thành phần albumine

Các giống/dòng lúa thí nghiệm bao gồm các giống thơm và không thơm, được tiến hành phân tích điện di protein SDS-PAGE. Bằng phương pháp này, phổ điện di protein của các giống/dòng lúa sẽ được quan sát rõ trên gel điện di theo thứ tự trọng lượng phân tử và theo nhóm protein.

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kết quả phân tích điện di protein thành phần albumine trên các giống/dòng lúa thí nghiệm được lặp lại nhiều lần, cho thấy có một số vị trí protein khác biệt giữa các giống/dòng lúa thơm và không thơm, cụ thể là polypeptide có trọng khối phân tử là 16 kDa. Tuy nhiên, khi so sánh với kết quả của Aruee Trisisiroj (2004), thì polypeptide có trọng khối 13 kDa được chỉ ra là biểu hiện khác biệt giữa các giống/dòng lúa thơm và không thơm. Sự khác biệt này có thể nằm trong sai số về tính toán trọng khối polypeptide hoặc do sử dụng thang Marker chuẩn khác nhau, nhưng kết quả này có tính lặp lại, thể hiện giống nhau ở các gel điện di khác.

16 kDa

Hình 4.10 Phổ điện di protein thành phần giống/dòng lúa thơm và không thơm

Giếng 1: LA15; Giếng 2: IR50404; Giếng 3: IR28 Giếng 4: LA16; Giếng 5: LA1; Giếng 6: Jasmine; Giếng 7: Khao Dawk Mali; Giếng 8: LA2; Giếng 9: LA3; Giếng 10: Basmati

107

Khi bố trí ngẫu nhiên các mẫu điện di trên gel, kết quả phân tích cho thấy, ở vị trí các polypeptide có trọng khối phân tử khoảng 16 kDa có sự khác biệt giữa các giống/dòng lúa thơm và không thơm. Giếng 1, 4, 6, 7 và 10, các

polypeptide này ăn màu thuốc nhuộm Coomassie Brilliant Blue R250 đậm hơn

so với các polypeptide này ở các giống/dòng không thơm còn lại.

Trên thế giới, có rất ít các nghiên cứu về protein liên kết với tính thơm

trên hạt lúa. Năm 2014, Arunee Trisiriroj đã sử dụng proteomic được áp dụng

để phân tích hạt giống của 14 giống lúa (Oryza sativa L. indica ssp.), trong đó

có năm giống gạo thơm và chín giống có gạo không thơm. Bằng phương pháp điện di proein hai chiều (2-DE), phổ điện di protein của 14 giống lúa đã được xác định trong phạm vi pH 3-10 và 4-7. Để tìm ra protein đặc trưng cho mùi thơm, phổ điện di 2DE của gạo thơm được so sánh với phổ điện di của gạo

không thơm và sử dung PDQUEST để phân tích hình ảnh. Bốn trong số sáu

điểm khác biệt được xác định là protein giả thuyết có liên quan đến mùi thơm

của lúa, chỉ xuất hiện ở phổ điện di 2DE của các giống lúa thơm, trong đó có 3

polypeptide thuộc protein nhóm albumin với khối lượng phân tử lần lượt là 10 kDa, 13 kDa và 16 kDa. Riêng polypeptide có trọng khối phân tử là 13 kDa đã

được tìm thấy ở cường độ cao trong hạt gạo của các giống lúa thơm và

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

16 kDa

polypeptide này giàu lưu huỳnh (S), polypeptide có trọng khối phân tử là 16kDa khác biệt giữa nhóm lúa nước cạn và nước sâu.

Hình 4.11 Phổ điện di protein thành phần các giống/dòng lúa thơm Giếng 1-2: LA15; Giếng 3-4: LA16; Giếng 5-6: Jasmine Giếng 7-8: Khao Dawk Mali; Giếng 9-10: Basmati

108

Kết quả phân tích gần giống với công bố của Arunee Trisiriroj (2004), những giống/dòng lúa thơm trong thí nghiệm có sự tích lũy các hợp chất có mùi thơm với hàm lượng cao so với các giống/dòng lúa không thơm.

Khi tiến hành điện đi độc lập các giống lúa thơm (Hình 4.11), tức là không có các giống/dòng lúa không thơm, kết quả cho thấy các trong các giống/dòng này, polypeptide có khối lượng phân tử 16kDa xuất hiện rất rõ ở tất cả các giếng, chứng tỏ trong các giống/dòng lúa này, hàm lượng các chất có mùi thơm rất cao.

Khi phân tích độc lập các giống lúa không thơm trong cùng một gel (không có giống/dòng lúa thơm) như Hình 4.12, cho thấy polypeptide có trong khối phân tử 16 kDa có xuất hiện nhưng rất nhạt. Điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu vùng của Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ và IRRI (1982) cho rằng trong rất nhiều hợp chất tạo mùi thơm được phát hiện trên hạt gạo, thì hợp chất 2 - acetyl - 1 – pyrroline có hàm lượng cao và chiếm tỉ lệ nhiều nhất, điều này không có nghĩa là chỉ có các giống lúa thơm mới có những hợp chất này, các giống lúa thơm sẽ không có; mà ở các giống lúa thơm vẫn có sự hiện diện của các hợp chất tạo mùi thơm này, nhưng với hàm lượng thấp. Cũng trong thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu vùng của Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ và IRRI (1982) trên giống lúa thơm Khaw Dawk Mali 105 và giống Basmati với giống đối chứng không thơm là Calrose, kết quả cho thấy hàm lượng chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline của Khaw Dawk Mali 105 và Basmati 370 lần lượt là 0,07 và 0,06 ppm, trong khi giống đối chứng Calrose là 0,006 ppm, thấp hơn khoảng 10 lần.

16 kDa

Giếng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hình 4.12 Phổ điện di protein thành phần các giống/dòng lúa không thơm Giếng 1-2: IR50404; Giếng 3-4: ; Giếng 5-6: LA1 Giếng 7-8: LA2; Giếng 9-10: LA3

109

Trở lại kết quả điện đi trên các giống/dòng không thơm trong bộ giống thí nghiệm, vẫn có sự xuất hiện của polypeptide có khối lượng phân tử 16 kDa ở tất cả các giống, chứng tỏ trong các giống/dòng này vẫn có sự hình thành của

các hợp chất tạo mùi thơm, tuy nhiên hàm lượng không cao, chưa đạt đến mức có thể cảm nhận được bằng vị giác, chỉ có thể phát hiện bằng điện đi hoặc bằng các phương pháp định lượng.

Kết quả này có phần hơi khác so với nghiên cứu của Võ Công Thành và Quan Thị Ái Liên (2007), cho rằng những giống có băng protein liên kết với tính thơm đậm là giống có mùi thơm, băng protein nhạt là có mùi thơm nhẹ, và không có băng protein là không thơm. Phương pháp điện di protein SDS-PAGE mang tính chất định tính hơn là định lượng, nên rất khó để khẳng định hàm lượng của các chất tạo mùi có liên quan đến các polypeptide trong phổ điện di, và kết quả trong thí nghiệm này cũng cho thấy, các giống lúa không thơm như IR50404 (chuẩn không thơm), IR 28, LA1, LA2 và LA3 đều có polypeptide 16 kDa được xác định là liên kết với các hợp chất tạo mùi thơm, kết quả này khác so với kết quả của Võ Công Thành và Quan Thị Ái Liên (2007) và phù hợp với rất nhiều nghiên cứu trước đó của các tác giả như đã trình bày ở mục 2.6.2.2. Để xác định được trọng khối phân tử của polypeptide khác biệt trong các giống/dòng lúa, Marker phân tử protein được sử dụng, tổng cộng có 9 nhóm polypeptide trong marker có khối lượng xác định và biết trước, được điện di cùng với các mẫu quan sát. Dựa vào khoảng cách của các polypeptide marker so với tổng chiều dài của gel điện di sẽ tính được trọng khối của polypeptide quan tâm, cụ thể là polypeptide có khối lượng 16 kDa. Trong bước này, gel điện di albumine được nhuộm bạc thay vì nhuộm với thuốc nhuộm Coomassie Brillient Blue R250, vì độ nhạy (khả năng nhuộm protein) của AgNO3 tốt hơn rất nhiều, trên cơ sở này, kết quả tính toán sẽ chính xác hơn.

110

Hình 4.13 Phổ điện di protein thành phần của các giống/dòng lúa có marker Giếng 1-2: Giống LA15; Giếng 3-4: Giống LA16; Giếng 5: Giống Basmati; Giếng 6: Giống Khaw Dawk Mali; Giếng 7-8: Giống Jasmine; Giếng 9: Marker protein

Kết quả của thí nghiệm ghi nhận về dấu chỉ thị protein liên kết với tính thơm của lúa được thực hiện trên protein thành phần albumine (các hợp chất tạo mùi của hạt gạo chủ yếu thuộc nhóm này) cho thấy, polypeptide có trọng khối phân tử được tính toán là 16 kDa (R = 0,82) có mối liên hệ với các hợp chất tạo mùi thơm. Trên những giống/dòng lúa thơm, polypeptide này xuất hiện với lượng nhiều, thể hiện qua sự ăn màu đậm với thuốc nhuộm và xuất hiện với hàm lượng ít, thể hiện qua sự ăn màu nhạt với thuốc nhuộm. Điện di được lặp lại nhiều lần trên bộ giống/dòng thí nghiệm và cho kết quả giống nhau.

Kết quả này có thể tin cậy được, và có thể ứng dụng để nhanh chóng chọn hoặc nhận dạng các giống/dòng lúa có mùi thơm bằng điện di protein thành phần albumine với hiệu quả cao và chi phí thấp. Tuy nhiên, việc nhận diện polypeptide liên kết với tính thơm của lúa có trọng khối phân tử là 16 kDa mang tính định tính nhiều. Để xác định chính xác về hàm lượng của các hợp chất này cần áp dụng các phương pháp định lượng…

4.4.3 Kết quả nhận diện gen thơm của các giống/dòng lúa thí nghiệm bằng chỉ thị phân tử ADN

M 1 2 3 4 5 6 7 8

1000 bp

580 bp

600 bp

355 bp

400 bp

257 bp

200 bp

100 bp

Ứng dụng kết quả nghiên cứu của Bradbury và ctv. (2005), nhận diện gen thơm BAD2 trên 8 giống/dòng lúa bằng 4 mồi EAP, ESP, INSP, IFAP. Trong đó, cặp mồi IFAP và ESP khuếch đại vùng gen thơm với kích thước khoảng 257 bp, cặp mồi INSP và EAP khuếch đại vùng gen không thơm với kích thước khoảng 355 bp, cặp mồi ESP và EAP khuếch đại một đoạn khoảng 580bp đóng vai trò nhân tố dương tính ở cả kiểu gen thơm (577bp) và không thơm (585bp). Giống IR50404 được sử dụng làm chuẩn không thơm.

1. IR50404 4. LA16

111

Hình 4.14 Phổ điện di các giống/dòng với 4 mồi EAP, ESP, INSP, IFAP M. Maker 5. LA15 6. LA14 2.LA18 3.LA17 7.LA13 8. LA11

Kết quả phân tích cho thấy, dấu BAD2 đã phát hiện sự hiện diện của gen thơm fgr ở 5 trong tổng số 8 giống/dòng lúa đem phân tích. Nhận diện được gen thơm fgr ở trạng thái đồng hợp lặn với 2 vạch băng 580 bp và 257 bp ở các dòng LA13, LA15, LA16, LA17 và LA18. Dòng LA14 mang gen ở trạng thái dị hợp với sự biểu hiện của 3 vạch băng 580 bp, 355 bp và 257 bp là không thơm (không thơm dị hợp tử), kết quả này không phù hợp với kết quả đánh giá cảm quan ở bảng 4.16 (LA14 được đánh giá thơm nhẹ).

112

Kết quả phân tích cũng cho thấy, dòng LA11 được xác định không thơm (đồng hợp tử) giống với đối chứng IR50404 với sự biểu hiện của 2 băng 355bp và 580bp. Kết quả này không phù hợp với kết quả đánh giá cảm quan bằng KOH 1,7 % (bảng 4.16) của LA11 là thơm nhẹ, chứng tỏ phương pháp đánh giá mùi thơm bằng cảm quan chỉ có tính chính xác tương đối.

CHƯƠNG 5

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ

5.1 Kết luận

Bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt vào giai đoạn hạt nảy mầm (nứt nanh), từ 1 giống lúa mùa chịu ảnh hưởng quang kỳ đã chọn được 4 dòng lúa NTCĐ mới mất tính mẫn cảm với quang kỳ ở thế hệ M5 là NTCĐ ĐB- 1-3-13-1 và NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-2 và NTCĐ ĐB-2-1-15-1 (có hàm lượng protein đạt 6,9%). Các dòng chọn lọc có TGST ngắn <110 ngày, NSTT từ 6,0 - 6,4 tấn/ha, chống chịu mặn 12 dSm-1 (7,68‰.) ở giai đoạn mạ, hàm lượng amylose thấp từ 12,9% đến 15,7%, hạt gạo dài 6,7 – 6,8 mm, thơm và mềm cơm.

Kết quả khảo nghiệm các dòng lúa NTCĐ mới chọn lọc, mất quang kỳ

qua các vụ đã chọn được:

+ Dòng lúa LA15 (NTCĐ ĐB 1-3-15-1-2): Chịu phèn tốt trong điều kiện khảo nghiệm (cấp 1 ở vụ Đông Xuân và 3 ở vụ Hè Thu), năng suất thực tế >6 tấn/ha ở cả 2 vụ tại 2 điểm khảo nghiệm, hàm lượng amylose thấp 13,26%, hàm lượng protein trung bình 6,62%, có gen thơm lặn đồng hợp tử.

+ Dòng lúa LA16 (NTCĐ ĐB 1-3-15-2-2): Chịu phèn tốt trong điều kiện khảo nghiệm (cấp 1 ở vụ Đông Xuân và 3 ở vụ Hè Thu), năng suất thực tế >6 tấn/ha ở cả 2 vụ tại 2 điểm khảo nghiệm, hàm lượng amylose thấp 13,07%, hàm lượng protein trung bình 6,35%, có gen thơm lặn đồng hợp tử.

Polypeptide có trọng khối phân tử là 16 kDa có liên kết với các hợp chất tạo mùi thơm trên lúa. Có thể sử dụng để phân biệt nhanh những giống lúa thơm và không thơm, đặc biệt trên các giống lúa thơm có sự tích lũy hàm lượng các chất tạo mùi thơm cao, dễ dàng nhận biết bằng điện di protein thành phần albumine; Các giống lúa không thơm vẫn có sự hiện diện của các nhóm hợp chất tạo mùi thơm nhưng hàm thượng thấp hơn nhiều.

5.2 Đề nghị

Tiếp tục khảo nghiệm cơ bản các dòng LA15 và LA16 trong điều kiện canh tác ở đất phèn nhiễm mặn thực tế tại huyện Cần Đước, tỉnh Long An và mở rộng sang một số khu vực Đồng bằng sông Cửu Long có cùng đặc tính đất. Tiếp tục nghiên cứu về cơ chế phân tử có liên quan đến những biến đổi do xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên lúa.

113

Việc xác định dấu chỉ thị phân tử protein liên kết với tính thơm chỉ thực hiện trên bộ giống của đề tài và một vài giống khác, nên hạn chế về tính lặp lại, cần thực hiện lặp lại trên nhiều giống lúa thơm và không thơm khác để kết quả có độ tin cậy cao hơn.

Polypeptide liên kết với hàm lượng của các hợp chất tạo mùi thơm trên lúa chỉ mang tính định tính, không thể định lượng hàm lượng, vì vậy, cần phối hợp thêm các biện pháp định lượng khác như phân tích sắc ký lỏng cao áp để có thể xác định chính xác hàm lượng của các hợp chất này.

Có thể áp dụng quy trình chọn lọc giống lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt trên các giống lúa mùa khác để khai thác được nguồn gen quý của các giống lúa mùa địa phương.

Tiếp tục xác định ở mức độ phân tử để chứng minh sự khác nhau của các

114

giống lúa mới chọn lọc và giống gốc.

CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

1. Nguyễn Phúc Hảo và Võ Công Thành, 2019. Tuyển chọn các dòng lúa thơm chống chịu phèn tại Mộc Hóa và Kiến Tường, tỉnh Long An. Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ. 55(3B): 24-33

115

2. Nguyễn Phúc Hảo và Võ Công Thành, 2020. Làm mất ảnh hưởng của quang kỳ trên giống lúa Nàng Thơm Chợ Đào. Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ. 56(4B): 89-96

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000. Nutrient Disorders and Nutrient Management. Potast and Phosphat institute (PPI), Potash and Phosphat institute of Canada (PPIC) and international Rice Research Institute (IRRI). ISBN 981-04-2742-5.

2. Akbar M., T. Yubano and S. Nakao, 1972. Breeding for Saline-resitant Varieties of Rice: I. Variability for Salt Tolerance among Some Rice Varieties. Japan. J. Breed. Vol.22. No. 5, pp 277-284.

3. Akbar M., Y. Yabuno, 1974. Breeding for saline-resistant varieties of rice. II. Comparative performance of some rice varieties to salinity during early developing stages. Jap. J. Breed. 25176-181.

4. Akbar M.,1986. Breeding for Salinity Tolerance in Rice. In: IRRI eds, Salt- affected soils of Pakistan, India and Thailand Intl. Rice Res. Institute, Manila, Philippines, p. 39-63.

5. Amano, E., & Tano, S., 2004. Mutation Breeding Manual. Asia. Forum For Nuclear Cooperation in Asia (FNCA). Mutation Breeding Project. 177 pages.

6. Aniol và Gustafson, 1984. Aluminum tolerance in triticale, wheat, and rye. In Vitro and Molecular Techniques for Environmentally Sustainable Crop Improvement pp 101-111.

7. Arunee Trisiriroj, 2004. A Proteomic Approach to Analyze Rice Bran and

Shoots of Kao Dawk Mali 105 and its Mutants.

8. Attananda, T., S. Vacharotayan, and K. Kyuma. 1982. Chemical characteristics and fertility status of acid sulphate soils in Thailand. pp. 137-156.

9. Ayano K. and Tsuzuki E., 1976. Components of aroma, in chapter 3 Inherited. Physiology. Science of the rice plant. Vol 3. Genetics, Food and Agri. p437 – 440.

10. Benckiser, G., S., Santiago, H., U., Neue, I., Watanabe and J., C., G., Ottow, 1984. Effect of fertilization on exudation dehydrogenase activity, iron- reducing populations and Fe(I1) formation in the rhizosphere of rice (Oryza sativa L.) in relation to iron toxicity. Plant and S-9,316.

116

11. Ben-Hayyim G., Kafkafi U. and Ganmore-Neumann R., 1987. Role of Internal Potassium in Maintaining Growth of Cultured Citrus Cells on Increasing NaCl and CaCl(2) Concentrations. Plant Physiol, 1987 Oct;85(2):434–439.

12. Bộ Nông Nghiệp & PTNT. 2011. Quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác

và sử dụng của giống lúa. QCVN 01-55: 2011/BNNPTNT.

13. Bode W., Gomis-Ruth FX, Huber R, Zwilling R, Stocker W., 1992. Structure of astacin and implications for activation of astacins and zinc- ligation of collagenases. Nature 358:164–167.

14. Bolan N., Brennan, R., 2011. Bioavailability of N, P, K, Ca, Mg, S, Si, and Micronutrients. Trong Huang, Pan Ming; Li, Yuncong; Sumner, Malcolm E. Handbook of soil sciences: resource management and environmental impacts (2nd edition). Boca Raton, FL: CRC Press: 11–1 to 11–80.

15. Bollich C. N., 1957. Inheritance of several economic quantitive characters

in rice, Disseration Abstr, 17, 1638.

16. Bradbury et al., 2005. A perfect marker for fragrance genotyping in rice.

Morcular Breeding. N16 (4): pp. 279-283.

17. Brady, N.C. and R.R. Weil, 2002. The nature and properties of soils, 13th Ed.

Prentice- Hall Inc., New Jersey, USA. 960p.

18. Broertjes, C., and Van Harten, A. M., 1988. Applied mutation breeding for vegetativety propagated crops. Development in crop sciences 12. Amsterdam. 345 pages.

19. Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 1995. Ứng dụng công nghệ sinh học

trong cải tiến giống lúa. NXB Nông Nghiệp.

20. Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000. Một số vấn đề cần biết về gạo xuất

khẩu, Viện lúa ĐBSCL, 78 trang.

21. Buttery R.G., Turnbaugh J.G. & Ling L.C., 1983. Contribution of volatiles to the aroma. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36: 1006 − 1009.

22. Cagampang, G.B. and F.M. Rodriguez, 1980. Method of analysis for screening crops of appropriate qualities. Institute of Pland breeding. University of the Philippin and Los Banos. P8-9

23. Chahal, G.S. and S.S. Gosal, 2002. Principles and procedures of plant breeding, Biotechnologycal and convertional approaches, Alpha science international Ltd, Pangbourne, UK, 604 p.

24. Chang T. T. and B. Somrith, 1979. Genetic studies on the grain quality.

117

IRRI. Los Banos, Philippines, pp 49-58.

25. Cvjetko, P., Balen, B., Peharec Stefanic, P., Debogovic, L., Pavlica, M., Klobučar, G.I.V., 2014. Dynamics of heat-shock induced DNA damage and repair in senescent tobacco plants. Biologia PlantarumVolume 58, Issue 1, 1 March 2014, Pages 71-79.

26. Davitt, D., Jarrell, W.M., Stevents, K.L. 1981. Sodium-potassium ratio in soil solution and plant response under saline conditions. Soil Science Society of America Journal, 45: pp 80-86.

27. Đỗ Quý Hải, Nguyễn Bá Lộc, Trần Thanh Phong và Cao Đăng Nguyên, 2005. Giáo trình Hoá sinh thực vật. Nhà Xuất bản Đại học Huế. Chương 6: Enzym. Trang 101-118

28. Đỗ Tấn Khang , Hồ Duy Hạnh, Lê Xuân Thái , Trần Văn Bé Năm , Nguyễn Thị Pha và Trần Nhân Dũng, 2016. Đánh giá tính chống chịu phèn nhôm của một số giống lúa mtl (oryza sativa L.). Tạp chí khoa học trường Đại học Cần Thơ Phần B: Nông nghiệp, Thủy sản và Công nghệ Sinh học: 44 (2016): trang 86-95.

29. Dương Minh Viễn (2006). Bài giảng môn Thổ nhưỡng, Tủ sách Đại học Cần

Thơ. Trang 71.

30. Grattan S. R., L. Zeng, M. C. Shannon and S. R. Roberts, 2002. Rice is more sensitive on to salinity than previously thought. California Agriculture, Volume 56, Number 6, pp 189-195.

31. Gregorio G. B. and D. Senadhira, 1993. Genetic analysis of salinity (Oryza sativa L.) Theoretical and Applied in

rice tolerance Genetics volume 86, pages333–338

32. Gregorio, G.B., D. Senadhira and R.D. Mendoza, 1997. Screening rice for salinity tolerance. IRRI, P.O.Box 933 Los Banos Manila Philippines, 31p.

33. International Rice Research Institute, 1996. Standard evaluation system for

rice. P.O. Box 993, Manila 1099, The Philippines, 55p.

34. International Rice Research Institute. 1988. Standard evaluation system for

rice. Los Banõs, Laguna, The Philippines, 3nd, pp 1-53.

35. International Rice Research Institute, 2002. Standard evaluation system for

rice (SES). Philippin, pp 38.

36. James R. Frederick and James J. Camberato, 1995. Water and Nitrogen Effects on Winter Wheat in the Southeastern Coastal Plain. South Carolina Agric. Exp. Stn. Technical Contribution no. 3551

37. Javed A. S. and M. F. A. Khan, 1975. Effect of sodium chloride and sodium

118

sulphate on IRRI rice. J, Agric, Res, 13, pp. 705-710.

38. Jennings, P.R., Coffman, W.R. and Kauffman, H.E., 1979. Rice

improvement. IRRI, Philippins, 250 pages.

39. Juliano, B.O. and P. Villareal, 1993. Grain Quality Evaluation of World

Rices. International Rice Research Institute, Manila, Philippines, 58p.

40. Juliano, B.O., Albano, E.L. and Cagampang, G.B., 1964. Variability in protein content, amylose content an alkali diges tibitity of rice varieties in Asia. Philippines Agriculturist, 79 pages.

41. Kenneth A. Gravios and Ronnie S. Halms, 1996. Seeding rate effect on rough rice yield, head rice and total milled rice. Agronomy Journal. Volume 88, Issue 1: 82-84.

42. Khush, G.S., C.M. Paule and N.M. De Lacruz, 1979. Rice grain quality elaluation and immprovement at IRRI. Proceedings of the workshop on chemical aspects of rice grain quality, Los Banos, Laguna, Philippine, pp 21-31.

43. Laemmli, U.K., 1970. Cleavage of structural protein during the assembly of

the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680-685.

44. Lê Huy Bá, 2008. Độc học môi trường cơ bản. NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội, tr 256-280.

45. Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp và Trịnh Thị Thanh, 1996. Hóa học Nông

nghiệp. NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, tr 120-146.

46. Lê Xuân Thái , Đỗ Tấn Khang , Trần Nhân Dũng và Lê Thùy Nương, 2014. Chọn giống lúa chống chịu phèn cho vùng đồng bằng sông cửu long bằng marker phân tử. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Chuyên đề: Nông nghiệp (2014)(4): 32-40.

47. Maas, E.V. and Hoffman, G.J., 1977. Crop Salt Tolerance-Current Assessment. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 103, 115- 134.

48. Magnavaca R. Magnavaca, C. O. Gardner and R. B. Clark, 1987. Evaluation of inbred maize lines for aluminum tolerance in nutrient solution. Genetic Aspects of Plant Mineral Nutrition pp 255-265.

49. Matsushima, S., 1970. Crop science in rice - Theory of yield determination

and Its application. Fuji Publ. Co., Ltd., Tokyo. Japan.

50. Mc Cart G.D. and Kaprath E.J., 1965. Supplying Ca and Mg for cotton on

saldy low cation exchange capacity soils. Agronomy. J. 57: 404-406.

51. McDonald, M.B., 1999. Seed deterioration: Physiology, repair and

119

assessment. Seed Sci. & Technol., 27:177-237.

52. Menswoort, M.E.F. van, and L.E. Quang Tri, 1989. Morphology and genesis of actual acid sulphate soil without jarosite in the Hu Tien Plain, Mekong Delta, Vietnam. In Dost, pp. 11-15.

53. Mikiko, L.K., L. Aurora, M.D.K. Robert, T.J. Flowers and A.R. Yeo, 2001. Quantitative Trait Loci for Component Physiological Traits Determining Salt Tolerance in Rice. Plant Physiol.,125(1): 406–422.

54. Mishra B., M. Akbar and D. V. Seshu, 1990. Genetic studies on sanility tolerance in rice to wards better productivity in salt affected soils. IRRI, Philippine, pp. 1-25.

55. Mishra, B., R.K. Singh and V. Jetly, 1998. Inheritance pattern of salinity tolerance in rice. Journal of genertics and breeding, Volume 52 (4), pp 325-331.

56. Moeljopawirio, S. and H. Ikehashi, 1993. Inheritance of salt tolerance in

rice. Euphytica, 30, pp. 291-300.

57. Moorman, F.R. and van Breemen, N. 1978: Rice: soil, water, land. Los Baños, Philippines: International Rice Research Institute, 185p.

58. Narayanan, K.K. and S.R.S. Rangasamy, 1990. Genetic analyses for salt tolerance in rice. Proceedings of the International Rice Genetic Symposium, May 14-18, Manila, Philippines, pp: 68-68.

59. Ngô Ngọc Hưng, 2004. Giáo trình thực tập Thổ nhưỡng. Tủ sách Đại học

Cần Thơ.

60. Ngô Ngọc Hưng, 2009. Tính chất tự nhiên và những tiến trình làm thay đổi độ phì nhiêu đất Đồng bằng sông Cửu Long. NXB Nông nghiệp, tr 48- 57.

61. Nguyễn Bảo Vệ, Ngô Ngọc Hưng, Quảng Trọng Thao, Nguyễn Thành Hối, Vũ Ngọc Út và Đỗ Minh Nhựt (2005), Nghiên cứu xây dựng mô hình lúa – tôm bền vững tại huyện An Biên và Hòn Đất tỉnh Kiên Giang, Sở khoa học và công nghệ Kiên Giang.

62. Nguyễn Duy Minh, 2001. Di truyền - Biến dị - Tiến hóa - Chọn giống. Nhà

xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

63. Nguyễn Ngọc Đệ, 2008. Giáo trình cây lúa. Nhà xuất bản Đại học quốc gia

Thành phố Hồ Chí Minh, 244 trang.

120

64. Nguyễn Thanh Tường, Nguyễn Bảo Vệ và Võ Công Thành, 2005. Khả năng chịu mặn và đa dạng di truyền protein dự trữ của một số giống lúa trồng ven biển vùng đồng bằng Sông Cửu Long. Tạp chí khoa học trường Đại Học Cần Thơ, Số định kỳ 3, Volume 3, Trang 49-57.

65. Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2003. Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt hại do môi trường của cây lúa. Nhà xuất bản Nông nghiệp, thành phố Hồ Chí Minh, Trang 23-57.

66. Nguyễn Thị Lang, Nguyễn Văn Tạo, Nguyễn Duy Bảy và Bùi Chí Bửu, 2001. Chọn tạo giống lúa chống chịu mặn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Kết quả nghiên cứu khoa học năm 2000-2001, Viện lúa ĐBSCL. Nhà xuất bản nông nghiệp, trang 49-62.

67. Nguyễn Thị Trâm, 2001. Chọn giống lúa lai. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

Trang 64-68.

68. Nguyễn Văn Bo, 2010. Ảnh hưởng của Calcium lên sinh trưởng và dinh dưỡng của cây lúa trên đất nhiễm mặn. Luận án thạc sĩ khoa học nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.

69. Nguyễn Văn Cường và Võ Công Thành, 2012. Chọn giống lúa mùa chịu mặn cho vùng canh tác lúa tôm tại huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu. Luận văn Thạc sỹ chuyên ngành Trồng Trọt, Trường Đại học Cần Thơ.

70. Nguyễn Viết Cường, 2011. Chọn tạo giống lúa chịu phèn cho vùng Đồng Tháp Mười. Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam. Đề tài nghiên cứu ứng dụng cấp cơ sở tỉnh Đồng Tháp.

71. Nguyễn Vy và Đỗ Đình Thuận, 1977. Các loại đất chính ở nước ta. Nhà xuất

bản khoa học và kỹ thuật. Trang 81-85.

72. Pearson, G.A., 1961. The salt tolerance of rice. Int. Rice Comm. Newsl.,

10(1), pp 1-4.

73. Phạm Thị Phấn, 1999. Tuyển chọn giống lúa ngắn ngày cho vùng canh tác lúa tôm và thuần lúa ở vùng nhiễm mặn ven biển Sóc Trăng và Bạc Liêu. Luận án thạc sĩ khoa học nông học, Trường Đại học Cần Thơ.

74. Poljakoff-Mayber and J. Gale, 1975. Plants in saline environments.

spinger – verlag berlin. heidelberg. 199 pages.

75. Rogers, S.O. and Bendlich, A.J., 1994. Extraction of total cellular DNA from plants, algae and fungi. In: Gelvin, S.B. and Schilperoort, R.A., Eds., Plant Molecular Biology Manual, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1-8.

121

76. S.D. Lim, H.Y. Cho, Y.C. Park, D.J. Ham, J.K. Lee, C.S. Jang., 2013. The rice RING finger E3 ligase, OsHCI1 drives nuclear export of multiple substrate proteins and its heterogeneous overexpression enhances acquired thermotolerance. J. Exp. Bot., 64 (2013), pp. 2899-2914.

77. Sathish, P., O.L. Gamborg and M.W. Nabors, 1997. Establishment of stable NaCl-resistant rice plant lines from anther culture: distribution pattern of K+/Na+ in callus and plant cells. Theor. Appl. Genet., 95: 1203-1209.

78. Saxena, M.T and U.K. Pandey, 1981. Physiological studies on salt tolerance of tenric varieties growth and yield aspect. Indian. J. Plant Phyiol., 24, pp 61-68.

79. Sharma R. , Sharma P., Kumar S., Saxena S.N., Khandelwal V., Rizwan M., 2018. Heat treatment affects regeneration, protein expression and genetic make-up of Vigna aconitifolia (Jacq.) Marechal. Annals of Agrarian Science. Volume 16, Issue 2, June 2018, Pages 116-120.

80. Tan, Y.F., Li, J.X., Yu, S.B., Xing, Y.Z., Xu, C.G. and Zhang, Q., 1999. The three important traits for cooking and eating quality of rice grains are controlled by a single locus in an elite rice hybrid Shanyou 63. Theoretical and Applied Genetics, 99(3-4): 642-648.

81. Tang, S.X., Khush, G.S. and Juliano, B.O., 1991. Genetic of gel consitnecy in rice (Oryza sativa L.). Indian Academy of Sciences, Volumm 70, Issue 2: 69-78.

82. Teng, P.S., 1994. The Epidemiological Basis for Blast Management. In: Rice Blast Disease, ed. RS. Zeigler, S.A. Leong, and P.S. Teng, Los Banos, Philippines: International Rice Research Institute; Wallingford, UK: CAB International, pp. 409-433.

83. Trần Thị Thanh Thuý, Võ Công Thành và Phạm Thị Thanh, 2019. Nghiên cứu chọn giống lúa Nàng Tét mùa đột biến theo hướng ngắn ngày, chất lượng và chịu mặn bằng phương pháp sốc nhiệt. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 62(2).2020. Trang 54-58.

84. Trần Văn Minh, 2015. Nghiên nghiên cứu khảo nghiệm một số giống lúa mới chất lượng cao tại huyện lệ thủy, tỉnh quảng bình. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp tỉnh.

85. Tsugita T., Ohta T. & Kato H., 1985. Cooking flavour and texture of rice stored under different conditions. Agricultural and Biological Chemistry 47: 543 − 549.

86. V. Walbot, C.A., 1985. CullisRapid genomic change in plants. Annu. Rev.

Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 36, pp. 367-396

122

87. Võ Công Thành và Phạm Văn Phượng, 2003. Một số kết quả ứng dụng kỹ thuật điện di SDS-PAGE trong công tác chọn giống lúa chất lượng cao. Tạp chí Nông Nghiệp & PTNT, trang 172-182.

88. Võ Công Thành và Quan Thị Ái Liên, 2007. Ứng dụng kỹ thuật điện di SDS- PAGE protein và sinh học phân tử trong chọn tạo giống lúa thơm, cho Đồng Bằng Sông Cửu Long.

89. Võ Quang Minh, Đỗ Thị Thanh Ren và Nguyễn Thanh Tâm, 1990. Ảnh hưởng của Nts, Pts, Pdt trong đất phèn trên năng suất lúa và đậu nành. Kết quả nghiên cứu khoa học - Khoa Học Đất 1990.

90. Vương Đình Tuấn, 2001. Một số đặc điểm hóa học, di truyền và công nghệ sinh học của lúa thơm. Tài liệu tham khảo lớp tập huấn chọn tạo giống lúa, Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long, Trang 25-42.

91. Widjaja R.W., Craske J.D. & Wootton M., 1996. Comparative studies on volatile components of nonfragrant and fragrant rice. Journal of the Science of Food and Agriculture 70: 151 − 161.

92. Yajima I., Yani T., Nakamura M., Sakakibara H. & Hayashi K., 1979. Volatile flavour components of cooked Kaorimai. Agricultural Biological Chemistry 43: 2425 – 2449.

93. Yeo A. R., T. J. Flowers, 1984. Mechanism of salinity resistance in rice and their role as physiological criteria in plant breeding. In: Salinity tolerance in plants. WileyInterscience, New York, pp. 151-170.

94. Yoshida S., Forno, D. A., Cock, J. H. and Gomez, K.A., 1997. Laboratory manual for physiological studies of rice. International Rice Research Institute, 83 pages.

95. Yoshida, S., D.A. Forno, J.H. Cock and K.A. Gomez, 1976. Laboratory Manual for Physiological Studies of Rice. IRRI, Las Banõs, Laguna. pp.83.

96. Zelensky S., 1999. Laser-induced heat radiation of suspended particles: a method for temperature estimation. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, Volume 1, Number 4.

123

97. Zhu, X.D., H.Q. Chen and D. Luo, 2003. Screening and Characterization of Mutants Induced from Zhonghua 11 (Oryza sativa L. subsp. japonica) by Irradiation. Chinese Journal of Rice Science, 17(3): 205-210.

PHỤ LỤC A BẢNG PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI CÁC CHỈ TIÊU NÔNG HỌC, THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT, NĂNG SUẤT CỦA CÁC GIỐNG/DÒNG LÚA

Bảng 1: Phân tích anova Chiều cao cây các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

19.311 3.420 .000 .048

65.467 11.595 3.390

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 851.071 23.190 88.143 456275.000 13 2 26 42

CV %: 1,7 Bảng 2: Phân tích anova Số bông/m2 các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

12.062 .453 .000 .640

1706.984 64.089 141.517 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 23897.778 128.178 3962.489 2228044.000 14 2 28 45

CV %: 5,4 Bảng 3: Phân tích anova Số hạt chắc/bông các dòng thế hệ M5

F Sig. df Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

4.281 .741 .001 .486

CV %: 7,4

124

296.200 51.267 69.195 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 4146.800 102.533 1937.467 581470.000 14 2 28 45

Bảng 4: Phân tích anova Phần tram hạt chắc các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

4.189 1.216 .001 .312

73.184 21.241 17.469 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 1024.570 42.482 489.129 287443.271 14 2 28 45

CV %: 5,2 Bảng 5: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt chắc các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

31.194 .437 .000 .650

1.391 .019 .045

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 19.480 .039 1.249 27544.021 14 2 28 45

CV %: 0,8 Bảng 6: Phân tích anova Năng suât thực tế các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

53.452 1.489 .000 .243

1.683 .047 .031 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 23.564 .094 .882 1169.124 14 2 28 45

CV %: 3,5

125

Bảng 7: Phân tích anova Năng suât lý thuyết các dòng thế hệ M5

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

15.993 1.564 .000 .227

4.169 .408 .261 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 58.363 .815 7.299 1807.456 14 2 28 45

CV %: 8,2 Bảng 8: Phân tích anova Số chồi ở 28 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

24.304 2.518 .000 .116

1.098 .114 .045 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 7.686 .228 .633 868.950 7 2 14 24

CV %: 3,54 Bảng 9: Phân tích anova Số chồi ở 35 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

21.227 1.737 .000 .212

CV %: 3,41

126

1.207 .099 .057 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 8.447 .198 .796 1185.440 7 2 14 24

Bảng 10: Phân tích anova Số chồi ở 42 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

58.474 .265 .000 .771

CV %: 2,33

2.576 .012 .044 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 18.030 .023 .617 1950.090 7 2 14 24

Bảng 11: Phân tích anova Số chồi ở 28 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

12.040 1.613 .000 .234

1.086 .145 .090 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 7.600 .291 1.263 380.460 7 2 14 24

CV %: 7,62 Bảng 12: Phân tích anova Số chồi ở 35 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

39.111 .281 .000 .759

CV %: 3,05

127

1.218 .009 .031 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 8.523 .017 .436 805.930 7 2 14 24

Bảng 13: Phân tích anova Số chồi ở 42 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

23.119 1.798 .000 .202

CV %: 3,74

1.752 .136 .076 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 12.263 .272 1.061 1314.550 7 2 14 24

Bảng 14: Phân tích anova Số bông/m2 của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

26.083 2.771 .000 .097

CV %: 3,38

2544.833 270.375 97.565 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 17813.833 540.750 1365.917 2062554.000 7 2 14 24

Bảng 15: Phân tích anova Số hạt chắc/bông của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

9.029 .461 .000 .640

CV %: 5,03

128

294.470 15.042 32.613 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 2061.292 30.083 456.583 311495.000 7 2 14 24

Bảng 16: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt chắc của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

861.736 .028 .000 .972

2.403 7.917E-005 .003

CV %: 0,21

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 16.822 .000 .039 15369.409 7 2 14 24

Bảng 17: Phân tích anova Năng suất thực tế của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

249.102 1.390 .000 .281

2.568 .014 .010

CV %: 1,54

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 17.978 .029 .144 1030.072 7 2 14 24

Bảng 18: Phân tích anova Năng suất lý thuyết của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

30.852 .137 .000 .873

CV %: 5,61

129

6.893 .031 .223 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 48.254 .061 3.128 1749.927 7 2 14 24

Bảng 19: Phân tích anova Số bông/m2 của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

57.088 .209 .000 .814

CV %: 3,18

4133.423 15.167 72.405 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 28933.958 30.333 1013.667 1746793.000 7 2 14 24

Bảng 20: Phân tích anova Số hạt chắc/bông của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

39.773 .718 .000 .505

CV %: 2,94

362.452 6.542 9.113 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 2537.167 13.083 127.583 255238.000 7 2 14 24

Bảng 21: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

1459.128 4.171 .000 .038

CV %: 0,13

130

1.663 .005 .001 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 11.643 .010 .016 15361.181 7 2 14 24

Bảng 22: Phân tích anova Năng suất thực tế của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

96.255 3.160 .000 .074

CV %: 1,40

.596 .020 .006 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 4.169 .039 .087 739.675 7 2 14 24

Bảng 23: Phân tích anova Năng suất lý thuyết của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Mộc Hoá, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

126.926 .015 .000 .985

9.324 .001 .073

CV %: 3,84

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 65.266 .002 1.028 1250.571 7 2 14 24

Bảng 24: Phân tích anova Số chồi ở 28 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

F Sig. df Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

3.621 1.022 .019 .385

CV %: 8,13

131

.560 .158 .155 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 3.918 .316 2.164 569.000 7 2 14 24

Bảng 25: Phân tích anova Số chồi ở 35 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

6.233 .543 .002 .593

CV %: 5,24

.818 .071 .131 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 5.726 .143 1.838 1154.490 7 2 14 24

Bảng 26: Phân tích anova Số chồi ở 42 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

8.601 2.969 .000 .084

1.090 .376 .127 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 7.630 .753 1.774 1560.590 7 2 14 24

CV %: 4,43 Bảng 27: Phân tích anova Số chồi ở 28 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

7.569 1.570 .001 .243

CV %: 7,13

132

.677 .140 .089 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 4.740 .281 1.252 426.280 7 2 14 24

Bảng 28: Phân tích anova Số chồi ở 35 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

10.919 1.688 .000 .221

1.165 .180 .107 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 8.153 .360 1.493 899.390 7 2 14 24

CV %: 5,37 Bảng 29: Phân tích anova Số chồi ở 42 NSC của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

7.576 2.520 .001 .116

CV %: 4,43

.881 .293 .116 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 6.165 .586 1.628 1428.260 7 2 14 24

Bảng 30: Phân tích anova Số bông/m2 của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

10.066 .586 .000 .570

CV %: 3,84

133

1147.851 66.792 114.030 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 8034.958 133.583 1596.417 1865137.000 7 2 14 24

Bảng 31: Phân tích anova Số hạt chắc/bông của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

5.806 .908 .003 .426

CV %: 5,06

188.952 29.542 32.542 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 1322.667 59.083 455.583 306488.000 7 2 14 24

Bảng 32: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

327.310 .572 .000 .577

CV %: 0,33

2.357 .004 .007 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 16.502 .008 .101 15508.580 7 2 14 24

Bảng 33: Phân tích anova Năng suất thực tế của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

20.777 1.598 .000 .237

CV %: 3,09

134

.753 .058 .036 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 5.270 .116 .507 909.456 7 2 14 24

Bảng 34: Phân tích anova Năng suất lý thuyết của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

15.109 .503 .000 .615

CV %: 5,97

3.430 .114 .227 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 24.007 .228 3.178 1554.626 7 2 14 24

Bảng 35: Phân tích anova Số bông/m2 của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

5.415 .335 .004 .721

586.190 36.292 108.244

Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 4103.333 72.583 1515.417 1816294.000 7 2 14 24

CV %: 3,79 Bảng 36: Phân tích anova Số hạt chắc/bông của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

31.231 2.866 .000 .090

CV %: 3,27

135

419.946 38.542 13.446 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 2939.625 77.083 188.250 304485.000 7 2 14 24

Bảng 37: Phân tích anova Khối lượng 1.000 hạt của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

1788.021 10.133 .000 .002

1.774 .010 .001 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 12.419 .020 .014 15529.331 7 2 14 24

CV %: 0,12 Bảng 38: Phân tích anova Năng suất thực tế của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

67.359 .986 .000 .398

1.409 .021 .021 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 9.863 .041 .293 852.495 7 2 14 24

CV %: 2,45 Bảng 39: Phân tích anova Năng suất lý thuyết của các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

df F Sig. Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình bình phương

23.622 1.950 .000 .179

CV %: 5,54

136

4.064 .336 .172 Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng 28.449 .671 2.409 1509.998 7 2 14 24

PHỤ LỤC B MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

Hình 1 Đo chiều cao lúa tại thời điểm 5NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 2 Dòng lúa LA14 tại thời điểm 5NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 4 Các dòng lúa thí nghiệm tại thời điểm 15NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 3 Dòng lúa LA16 tại thời điểm 15NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 5 Đo chiều cao cây tại thời điểm 15NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 6 Các dòng lúa thí nghiệm tại thời điểm 15NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

137

Hình 8 Các dòng lúa thí nghiệm tại thời điểm 35NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 7 Các dòng lúa thí nghiệm tại thời điểm 28NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 9 Dòng lúa LA15 tại thời điểm 35NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 10 Dòng lúa LA14 tại thời điểm 35NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 11 Đo chiều cao cây tại thời điểm 35NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 12 Đo chiều cao cây tại thời điểm 35NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

138

Hình 14 Đo chiều cao cây các dòng lúa tại thời điểm 42NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 13 Dòng lúa LA17 tại thời điểm 42NSC ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 15 Lúa thí nghiệm ở thời điểm trổ đều tại điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 16 Dòng LA18 trổ đều ở điểm thí nghiệm Tân Thành, Mộc Hoá, vụ Đông Xuân 2016-2017

139

Hình 17 Cấy lúa thí nghiệm tại điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 18 Rải phân thúc lần 3 tại điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 19 Rải phân thúc lần 3 tại điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

Hình 21 Các giống/dòng lúa thí nghiệm tại thời điểm trổ đều ở điểm thí nghiệm Thị xã Kiến Tường, vụ Hè Thu 2017

140

Hình 20 Tổ chức đánh giá các giống/dòng lúa thí nghiệm tại Thị xã Kiến Tường, vụ Đông Xuân 2016-2017

Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu giống lúa thơm trong điều kiện phèn và phèn mặn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN PHÚC HẢO NGHIÊN CỨU GIỐNG LÚA THƠM TRONG ĐIỀU KIỆN PHÈN VÀ PHÈN MẶN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 2020

LỜI CẢM TẠ

TÓM TẮT

SUMMARY

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH HÌNH

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

Hình 2.5 Biến thiên nhiệt độ và hoạt động của enzyme (McDonald, 1999)

Trồng mùa nghịch, loại bỏ cá thể không trổ (nếu có), tiếp tục ghi nhận sự phân ly và chọn dòng theo mục tiêu, kết hợp đánh giá mùi thơm, thu riêng từng cá thể.

STT

Dòng NTCĐ mới

TGST (ngày)

Cao cây (cm)

Giống/dòng

Bông/m2

Hạt chắc/bông

% hạt chắc

NSTT (tấn/ha)

NSLT (tấn/ha)

Khối lượng 1.000 hạt (g) 24,1g 25,3b 25,8a 25,9a 23,3h 24,5efg 24,5def 24,2fg 25,2bc 24,8cde 25,0bc 25,0bc

Giống/dòng

D/R

PD

A (%)

P (%)

NTH (cấp)

ĐBG (cấp)

DH (mm)

Mùi thơm (cấp) 1 2 2 2 1 1 2 1 2

3 dSm-1

3 dSm-1

6 dSm-1

6 dSm-1

9dSm-1

9dSm-1

a) 100 ppm

b) 300 ppm

a) 0 ppm

b) 500 ppm

c) 800 ppm

d) 1.000 ppm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1: LA15, 2: LA14, 3-4: LA13 5: LA17, 6:LA11, 7-8: IR28 9: LA16, 10-11: LA18 Hình 4.4 Khả năng chống chịu phèn sắt của các giống/dòng lúa ở các nồng độ thử nghiệm

4.9

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giai đoạn cấy

Giai đoạn trổ

Đông Xuân Hè Thu Đông Xuân Hè Thu 3,62 3,48 1,90 12,84 7,1 368,18 1.182,14 3.148,91 1.566,45

28 6,1bc 5,2e 5,4e 6,7a 6,9a 5,6de 6,3b

35 6,1b 5,1d 5,8b 6,6a 6,7a 5,4c 5,3cd

42 8,1e 9,0c 8,8c 10,8a 9,9b 8,6cd 8,2e

28 4,6a 2,7d 3,6c 4,3ab 4,1abc 4,3ab 3,8bc

Vụ HT 2017 (Ngày sau cấy) 42 7,3c 6,6d 6,9cd 8,6a 8,1ab 8,0b 6,7d

Vụ ĐX 2016-2017 (Ngày sau cấy) 35 8,3a 6,1d 7,1bc 7,2b 7,1bc 6,7c 6,8bc

** 3,54

** 3,05

** 3,41

** 7,62

** 3,74

Vụ Đông Xuân 2016-2017

B/m2 272d 302bc 268d 326a 322a 291c 242e 311ab ** 3,38

C/b 115bc 100e 121ab 122ab 128a 102de 108cde 112bcd ** 5,03

NSLT 7,51c 7,29c 8,44b 10,54a 10,73a 7,44de 6,65c 8,70b ** 5,61

NSTT 5,82d 5,38f 7,44b 7,41b 7,63a 6,80c 5,64e 5,84d ** 1,54

TL 24,04g 24,17f 26,03b 26,51a 26,05b 25,08d 25,47c 24,98e ** 0,21 Vụ Hè Thu 2017 TL 24,26h 24,73f 25,91c 26,18a 26,09b 25,55d 25,04e 24,55g ** 0,13

NSTT 5,12de 5,63b 5,03e 6,24a 6,12a 5,48c 5,21d 5,46c ** 1,40

NSLT 5,61d 7,86b 5,77d 9,76a 9,29a 6,98c 5,34d 5,59d ** 3,84

B/m2 266c 284b 237e 316a 321a 253cd 218f 245de ** 3,18

C/b 87d 112b 94c 118a 111b 108b 98c 93c ** 2,94

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giai đoạn cấy

Giai đoạn trổ

Hè Thu

Đông Xuân Hè Thu Đông Xuân 4,42 3,69 0,157 11,96 3,0 3.322,05 2.972,15

Đông Xuân 2016-2017 (Ngày sau cấy) Hè Thu 2017 (Ngày sau cấy)

28 4,3b 4,2b 4,7cd 5,3a 5,4a 5,1a 4,7ab 4,8ab

TL 24,04g 24,17f 26,03b 26,51a 26,05b 25,08d 25,47c 24,98e 0,21 Vụ Hè Thu 2017 TL 24,26h 24,73f 25,91c 26,18a 26,09b 25,55d 25,04e 24,55g 0,13

Vụ Đông Xuân 2016-2017 TL 24,12f 24,22f 26,18b 26,47a 26,15b 25,31d 25,68c 25,13e 0,33 Vụ Hè Thu 2017 TL 24,33h 24,68g 25,87c 26,26b 26,43a 25,78d 25,22e 24,86f 0,12