Đánh giá các dòng TGMS và dòng thuần mang gen tương hợp rộng

kỳ một công trình khoa học nào khác. Các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2009 Tác giả Nguyễn Thị Bích Lưu LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo, PGS. TS. Nguyễn Văn Hoan, người đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Luận văn tốt nghiệp được thực hiện tại Bộ môn Di truyền Chọn giống, Khoa Nông học, Viện nghiên cứu lúa, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tại đây, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy, các cô tại Bộ môn, các cán bộ, công nhân viên của Viện nghiên cứu lúa tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đó. Qua hai năm học tập tại Khoa Sau Đại Học, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tôi đã được các thầy, các cô tận tình giảng dạy, giúp đỡ về kiến thức cơ sở và chuyên môn, tôi xin trân trọng cảm ơn. Luận văn được hoàn thành còn có sự giúp đỡ tận tình của nhiều đồng nghiệp, bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2009 Tác giả Nguyễn Thị Bích Lưu DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TGST Thời gian sinh trưởng TGMS Themo-sensitive Genic Male Sterility PGMS Photperiod-sensitive Genic Male Sterility EGMS Environment-sensitive Genic Male Sterility RAPD Random amplified polymorphic Deoxyribonucleic acic ƯTL Ưu thế lai WCG Wide compatibility gene WCV Wide compatibility variety R Restore NST Nhiễm sắc thể CS Cộng sự ADN Acic deoxyribonucleic PCR Polymerase Chain Reaction IRBB International rice bacterial blight CMS Cytoplasmic Male Sterility BB Bacterial blight MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU……………………………………...........…………………................1 1.1. Đặt vấn đề………………………………………............……………………...1 1.2. Mục đích và yêu cầu………………………………..……..........……………...2 1.2.1. Mục đích…………………………………….…………..........……….2 1.2.2 Yêu cầu………………………………………….……………..........…2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………............……………………..3 2.1. Cách tiếp cận..........................................………..........….…………………….3 2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai……………..............………………5 2.2.1. Thuyết siêu trội…………………………………...........……………...5 2.2.2. Thuyết tính trội…………………………………….…..........………...5 2.2.3. Thuyết cân bằng di truyền…………………………..………..........….6 2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở cây lúa ……………….....…………...………...........6 2.4. Nghiên cứu về tính bất dục của con lai F1.............................................. ..........8 2.4.1 Hiện tượng bất dục khi lai xa ............................................................... 8 2.4.2 Sự khác nhau giữa hai loài phụ Indica và Japonica ...........................10 2.4.3 Đặc điểm bất dục của con lai F1 ........................................................ 10 2.4.3.1 Xét trên quan điểm về di truyền .......................................... 10 2.4.3.2 Xét trên quan điểm tế bào học ............................................ 11 2.4.3.3 Xét trên quan điểm hoá sinh ................................................ 12 2.4.3.4 Xét trên phương diện về gen ................................................. 12 2.5. Gen tương hợp rộng ................…………………………………................ 17 2.6 Những thành tựu trong nghiên cứu chọn tạo dòng, giống có chứa gen tương hợp rộng ................................................................................................................. 19 2.6.1 Thành tựu trên lúa lai ba dòng ........................................................... 19 2.6.2 Thành tựu trên lúa lai hai dòng ......................................................... 20 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…..........…….22 3.1. Vật liệu nghiên cứu…………………………………… …………..…............22 3.2. Nội dung nghiên cứu……………………………...........………….…………22 3.3 Địa điểm nghiên cứu……………………………........................…..………....22 3.4 Phương pháp nghiên cứu…………… ……………………….............………24 3.4.1 Phương pháp lai kiểm tra gen tương hợp rộng …....…………...........24 3.4.2 Đánh giá ảnh hưởng gen tương hợp rộng đến các tổ hợp lai F1 trong hệ thống lúa lai hai dòng .…………………...................................………………..... 24 3.4.3 Bố trí thí nghiệm….........................................................................……... 25 3.5 Các chỉ tiêu theo dõi……………………………………….......................……. 25 3.5.1 Kiểm tra mức dộ hữu dục của vật liệu................................................ 25 3.5.2 Sự phục hồi hạt phấn........................................................................... 25 3.5.3 Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng.................................................... 25 3.5.4 Theo dõi một số chỉ tiêu về động thái................................................. 26 3.5.5 Theo dõi đặc điểm nông sinh học ....................................................... 26 3.5.6 Đặc điểm chống chịu sâu bệnh........................................................... 26 3.5.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất.................................... 26 3.6 Phương pháp xử lý số liệu……………………...........………………………… 26 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………...........……………..…. 27 4.1 Kết quả nghiên cứu dòng TGMS có mang gen hợp rộng................................. 28 4.1.1 Đánh giá khả năng mang gen tương hợp rộng của các dòng TGMS nghiên cứu .............................................................……............……….......................…..28 4.1.1.1 Đánh giá khả năng mang WCG của các dòng TGMS thông qua tỷ lệ hữu dục hạt phấn của con lai F1với bố Koshihikari.....……………….....................28 4.1.1.2 Đánh giá khả năng mang WCG của các dòng TGMS thông qua tỷ lệ hữu dục hạt phấn của con lai F1với bố Japonica mang WCG............………..……32 4.1.1.3 Đánh giá khả năng mang WCG của các dòng TGMS thông qua tỷ lệ hữu dục hạt phấn của con lai F1với bố Japonica không mang WCG….................34 4.1.2 Đánh giá các dòng TGMS có mang gen tương hợp rộng .............................37 4.1.2.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng TGMS mang WCG..................37 4.1.2.2. Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng (WCG) .……………………….............………….................………………..38 4.1.2.3 Khả năng nhận phấn ngoài của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng .........................................………………………….....................…………..41 4.1.2.4 Cấu trúc kiểu bông của các dòng TGMS mang WCG.......................42 4.1.2.5 Các tính trạng liên quan đến năng suất của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng.…………………………………………....................………….….45 4.1.2.6 Đặc điểm 3 lá cuối của các dòng TGMS mang WCG.......................47 4.1.2.7 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng…....………………………………………………….......................................49 4.1.2.8 Một số đặc điểm chính của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng triển vọng..…………………………………………………..................………..…50 4.2 Kết quả nghiên cứu dòng thuần R có khả năng mang WCG..........………….…51 4.2.1 Đánh giá khả năng mang WCG của dòng thuần R.........................................51 4.2.1.1 Đánh gía khả năng mang WCG của dòng thuần R thông qua tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Koshihika .....................................................51 4.2.1.2 Đánh gía khả năng mang WCG của dòng R thông qua tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Japonica mang WCG...……...…………………...52 4.2.1.3 Đánh gía khả năng mang WCG của dòng thuần R thông qua tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Japonica không mang WCG…....…………...54 4.2.2 Đánh giá các dòng thuần R.............................................................................57 4.2.2.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng thuần R ………..........…………57 4.2.2.2 Khảo sát độ hữu dục của các dòng thuần R….……………...............58 4.2.2.3 Cấu trúc kiểu bông của các dòng thuần R............………................60 4.2.2.4 Các tính trạng liên quan đến năng suất của các dòng thuần R .......61 4.2.2.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng thuần R...…...............63 4.2.2.6 Một số đặc điểm chính của các dòng thuần R mang gen tương hợp rộng triển vọng.....................................................................................………….....64 4.3 Đánh giá ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến thế hệ lai F1........................64 4.3.1 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến số hạt chắc/bông ..........................64 4.3.2 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến khối lượng 1000 hạt .....................66 4.3.3 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến năng suất cá thể............................68 4.3.4 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến ưu thế lai……………………………70 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………..…………………………………..….72 5.1. Kết luận……………………………..………………………………….…….72 5.2. Đề nghị……………………………………...………………………………..72 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Tỷ lệ hữu dục và tỷ lệ hạt chắc/bông của con lai với bố Koshihikari..…23 Bảng 4.2 Tỷ lệ hữu dục và tỷ lệ hạt chắc/bông của con lai F1 với bố Japonica mang gen tương hợp rộng..................................................................................................33 Bảng 4.3 Tỷ lệ hữu dục và tỷ lệ hạt chắc/bông của con lai F1 với bố Japonica không mang gen tương hợp rộng.........................................…………….……...…35 Bảng 4.4. Thời gian từ gieo đến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng........................………………………………………...38 Bảng 4.5 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng TGMS có mang gen tương hợp rộng.......................................…………………………………………………39 Bảng 4.6 Khả năng nhận phấn ngoài của các dòng TGMS mang WCG................ 41 Bảng 4.7 Đặc điểm cấu trúc kiểu bông của các dòng TGMS mang gen WCG ..…43 Bảng 4.8. Đặc điểm các tính trạng liên quan đến năng suất của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng ........…………………………………………………...45 Bảng 4.9. Đặc điểm 3 lá cuối của dòng TGMS mang WCG.........................……..47 Bảng 4.10. Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng.................................................................................…………49 Bảng 4.11. Một số đặc điểm chính của các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng triển vọng nhất.........................……………………………………………………50 Bảng 4.12. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Koshihikari............…..51 Bảng 4.13. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Japonica mang gen tương hợp rộng............................................………………………………………………53 Bảng 4.14. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với mẹ Japonica không mang gen tương hợp rộng.......................................................…………………………...54 Bảng 4.15. Thời gian từ gieo đến trỗ và thời gian sinh trưởng của các dòng R .……57 Bảng 4.16. Cấu trúc bông của các dòng thuần R nghiên cứu……………………….60 Bảng 4.17. Các tính trạng liên quan đến năng suất của dòng thuần R................…62 Bảng 4.18. Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh của các dòng R………….63 Bảng 4.19 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến số hạt chắc/bông ở thế hệ con lai F1................................................................................………………………..66 Bảng 4.20 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến khối lượng 1000 hạt ở thế hệ con lai F1…..............................................................……………………………..68 Bảng 4.21 Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến năng suất cá thể ở thế hệ con lai F1...........................................................................................................….……69 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị 1. Phân nhóm tổ hợplai với bố Koshihikari theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục.....31 Đồ thị 2. Tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt của một số tổ hợp lai với bố Koshihikari.....................................................................................................…….31 Đồ thị 3. Tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt của một số tổ hợp lai với dòng mẹ TGMS mang WCG lai với bố Japonica mang WCG......................................……34 Đồ thị 4. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1 với các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng qua 3 thí nghiệm ...........................................................................36 Đồ thị 5. Tỷ lệ hạt chắc của con lai F1 với các dòng R qua 3 thí nghiệm...............36 Đồ thị 6. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1với các dòng R nghiên cứu qua 3 thí nghiệm................................................................................................................56 Đồ thị 7. Tỷ lệ hạt chắc của con lai F1 với các dòng R qua 3 thí nghiệm...............56 Đồ thị 8. Phân nhóm các dòng thuần R theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục.......................59 Đồ thị 9. Tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ hạt chắc của các dòng thuần R ..............59 Đồ thị 10. Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến số hạt chắc/bông ở thế hệ con lai F1........................................................................................................................65 Đồ thị 11. Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến khối lượng 1000 hạt ở thế hệ con lai F1.................................................................................................................67 Đồ thị 12. Ảnh hưởng của gen tương hợp rộng đến năng suất cá thể ở thế hệ con lai F1........................................................................................................................69 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một nước nông nghiệp truyền thống, trong đó cây lúa được coi là cây trồng chủ đạo. Ngày nay, đứng trước sức ép của vấn đề dân số tăng nhanh, quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa diễn ra mạnh mẽ dẫn đến diện tích trồng lúa bị thu hẹp đáng kể. Song sản lượng lúa gạo nước ta vẫn không ngừng tăng trong những năm qua, góp phần đảm bảo an ninh lương thực đồng thời đưa nước ta trở thành một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới. Đạt được kết quả này là nhờ áp dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật, đặc biệt là việc áp dụng các giống lúa lai có tiềm năng năng suất cao trong sản xuất. Cho đến nay, các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu chọn tạo và đưa ra được nhiều vật liệu bố mẹ và nhiều tổ hợp lai mới phục vụ sản xuất lúa trong nước. Để khai thác triệt để ưu thế lai, người ta đã tiến hành lai trên cả các loài phụ Javanica, Japonica với loài phụ Indica. Theo những nghiên cứu ban đầu của Y.L.Ping, khi lai xa giữa các loài phụ thì con lai F1 biểu hiện ưu thế lai cao hơn ưu thế lai trong cùng một loài phụ. Tuy nhiên, trở ngại khi lai xa giữa Indica và Japonica là con lai bán bất dục và tỉ lệ đậu hạt thấp [12]. Để khai thác ưu thế này, người ta đã tìm ra một gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Genes) là cầu nối giữa các loài phụ để tạo con lai F1 đậu hạt tốt, khắc phục hiện tương F1 bán bất dục và kết hợp vào con lai F1 có những tính trạng mong muốn trong hệ thống lúa lai hai dòng. Song vấn đề đặt ra là sự ảnh hưởng của gen tương hợp rộng (WCG) đến khả năng phối hợp các tính trạng như thế nào ở bố , mẹ và con lai? Để giải quyết vấn đề này chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá các dòng TGMS và dòng thuần mang gen tương hợp rộng”. 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 1.2.1. Mục đích - Phát hiện các dòng TGMS và các dòng thuần mang gen tương hợp rộng - Tìm hiểu ảnh hưởng của gen tương hợp rộng ở thế hệ con lai F1 1.2.2. Yêu cầu - Đánh giá đặc điểm cơ bản của con lai, thông qua chỉ tiêu về tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ hạt chắc để tìm ra dòng TGMS và dòng R có khả năng chứa gen tương hợp rộng. - Đánh giá đặc điểm dòng TGMS mang gen tương hợp rộng - Đánh giá các đặc điểm dòng R mang gen tương hợp rộng. - Đánh giá ảnh hưởng của gen tương hợp rộng ở con lai F1. 2.1 CÁCH TIẾP CẬN Ưu thế lai là một thuật ngữ để chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so với bố mẹ chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sinh sản, khả năng chống chịu và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các đặc tính khác. Việc sử dụng rộng rãi các giống lai F1 vào sản xuất đã làm tăng thu nhập và hiệu quả kinh tế của sản xuất nông nghiệp (Yuan L.P., 1995) [26] Ưu thế lai là hiện tượng sinh học tổng hơp thể hiện các ưu việt theo nhiều tính trạng ở con lai F1 khi lai các dạng bố mẹ được phân biệt theo nguồn gốc, độ xa cách di truyền, sinh thái…tạo giống ưu thế lai là con đường nhanh nhất và có hiệu quả nhằm phối hợp được nhiều đặc điểm giá trị của các giống bố mẹ vào con lai F1, tạo ra giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt [19] Hiện tượng ưu thế lai được các nhà khoa học phát hiện khá sớm trên các giống cây trồng và vật nuôi. Người ta khai thác hiệu ứng ưu thế lai, tạo ra các giống cây trồng cao sản như ngô, bắp cải, cà chua…các giống vật nuôi lớn nhanh như lợn lai kinh tế, vịt lai, gà công nghiệp (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002) [22]. Năm 1964, Yuan Long Ping cùng các đồng sự đã tìm thấy cây lúa bất dục trong loài lúa dại Oryza fatua spontanea tại đảo Hải Nam. Và ông đã chuyển thành công gen bất dục đực tế bào chất Cytophastic Male Sterility (CMS) vào lúa trồng, mở ra hướng mới khai thác ưu thế lai thương phẩm. Sau nhiều năm nghiên cứu các nhà khoa học Trung Quốc đã chọn tạo nhiều dòng CMS, dòng B, dòng R và đánh dấu sự ra đời của hệ thống lúa lai “Ba dòng”, mở bước ngoặt lịch sử sản xuất và thâm canh cây lúa (Yuan L.P.,1992) [8] Qua quá trình nghiên cứu hệ thống lúa lai ba dòng ngày càng được hoàn thiện và liên tục gặt hái những thành công. Đồng thời với sự phát triển của hệ thống lúa lai ba dòng, đến năm 1973, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát hiện được dòng bất dục di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ - PGMS (Photoperiod sensitive genic male sterile) từ quần thể Nong-ken58s thuộc loài phụ Japonica. Giống Nong-ken58s phản ứng khi có độ dài chiếu sáng/ngày 13h 45 phút thì gây bất dục. Năm 1989 Maruyama và cộng sự đã phát hiện được dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ - TGMS (Thermosensitive genic male sterile) bằng phương pháp gây đột biên nhân tạo. Dòng này phản ứng với môi trường trong khoảng từ 18 – 25oC là ngưỡng gây hữu dục, từ 24 – 31oC là ngưỡng gây bất dục. Kiểu phản ứng trên đã mở ra hướng sản xuất lúa lai hai dòng (Yin Hua Qi, 1993; Zhou và cs, 2000) [13], [31] Giống lúa lai hai dòng được đưa ra trồng đại trà đầu tiên của Trung Quốc là Pei ai 64S/Teiqing. Đến năm 1997diện tích trồng lúa lai hai dòng là 640.000 ha năng suất trung bình cao hơn lúa lai ba dòng từ 5 – 15%. Hầu hết các tổ hợp lai hai dòng đều cho năng suất cao và phẩm chất tốt hơn so với các tổ hợp lai ba dòng (Ngô Thế Dân, 1994; Yuan L.P, 1997) [6] Các nhà khoa học cũng đã chứng minh khi khai thác ưu thế lai trong cùng một loài như Indica/Indica hoặc Japonica/Japonica hiệu quả đạt được là không cao, ưu thế lai trung bình của con lai F1 chỉ đạt khoảng từ 20 – 30%. Trong thực tiễn khi tăng cường ưu thế lai của con lai F1 bằng phép lai giữa hai loài phụ người ta thấy ưu thế lai biểu hiện : Indica/Japonica > Japonica/Javanica > Indica/Indica > Japonica/Japonica. Do vậy, các nhà chọn giống đề xuất một hướng chọn giống mới là lai xa giữa các loài phụ trong cùng chi O.sativa L. Song vấn đề lớn nhất đặt ra là con lai F1 được tạo ra giữa hai loài phụ thường bị bất thụ hoặc có hữu thụ thì tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt là rất thấp.Chính hạn chế này đã làm cho năng suất của tổ hợp lai không đạt yêu cầu. Các kết quả nghiên cứu cho thấy gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) WCG sẽ khắc phục được hiện tượng bất dục ở con lai F1, WCG có chức năng bắc cầu nối trong quá trình hoà hợp giữa hai bộ gen, đạt tỷ lệ hạt phấn hữu dục cao và tỷ lệ đậu hạt tốt (Ikehashi H.,1991; Yuan L.P., 1995). Khi dòng mẹ có chứa WCG thì có khả năng phối hợp rất rộng với các dòng, giống bố ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, sẽ tạo được nhiều tổ hợp có ưu thế lai cao, phổ thích ứng rộng. Chính vì vậy những kết quả nghiên cứu về gen tương hợp rộng đặc biệt có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong nghiên cứu hệ lúa lai hai dòng. 2.2 CƠ SỞ DI TRUYỀN CỦA HIỆN TƯỢNG ƯU THẾ LAI Ưu thế lai từ lâu đã được sử dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng và vật nuôi. Song cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thống nhất đưa ra được một giả thuyết chung giả thích cho hiện tượng này. Một số giả thiết đã được nêu ra để giải thích hiện tượng ưu thế lai và đã được nhiều người thừa nhận như: 2.2.1 Thuyết siêu trội Thuyết này do Shell và East đề xuất. Theo các tác giả ưu thế lai gây nên do kết quả của các tác dụng qua lại giữa các alen khác nhau cùng vị trí. Ở trạng thái dị hợp tử theo các alen, mỗi gen trội và lặn đều giữ một chức năng khác nhau do sự phân hoá khác nguồn của các alen. Do tác động tương hỗ giữa các alen trong cùng một locus sẽ tạo ra những ảnh hưởng làm cho con lai dị hợp tử có sức sống vượt qua bất kỳ dạng đồng hợp thể nào: a1a1 a1a2 hoặc AA aa. Với giả thiết này thì con lai càng có độ dị hợp tử cao thì ưu thế lai càng lớn, giảm độ dị hợp tử thì cũng giảm ưu thế lai [19]. 2.2.2 Thuyết tính trội Do Davenport đề xuất. Theo tác giả các alen trội là những alen có lợi còn các alen ẩn đồng vị của chúng lại có hại, làm giảm sức sống. Ưu thế lai là kết quả của sự tác động tương hỗ giữa các gen trội có lợi được hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh vật, cũng theo thuyết này thì con lai càng có nhiều alen trội thì ưu thế lai càng cao [19] [22]. 2.2.3 Thuyết cân bằng di truyền Do Turbin đưa ra năm 1971. Theo tác giả mỗi cơ thể sinh vật ở trạng thái cân bằng di truyền nhất định, do các gen nằm trong nhân và tế bào chất quyết định, đảm bảo một khả năng thích ứng với môi trường xung quanh. Khi lai các cơ thể có trạng thái cân bằng di truyền khác nhau trong loài thì ở F1 cân bằng cũ bị phá vỡ, tạo nên một cân bằng di truyền mới tốt hơn hoặc xấu hơn cân bằng cũ. Nếu kiểu hình mới tốt hơn thì tạo ra ưu thế lai dương. Gần đây với kỹ thuật lập bản đồ và phân tích di truyền QìaZhang và Zhikang Li đã khẳng định cơ sở di truyền của ưu thế lai đời F1 là do tác động dị hợp tử trên các locus đơn và tác động qua lại giữa tính trội và siêu trội [19]. Theo các nhà khoa học sự biểu hiện ưu thế lai ở các tổ hợp khác nhau do các cơ chế khác nhau là không giống nhau. Nhìn chung các tác động của nhân gen mạnh hơn tế bào chất và tương tác giữa các alen trong nhân là nhân tố chính tạo ra ưu thế lai. Tương tác giữa các dạng không alen liên quan chặt chẽ với khả năng tổ hợp riêng, còn hiệu ứng trội có nhiều ảnh hưởng hơn tới khả năng tổ hợp chung [28] 2.3 SỰ BIỂU HIỆN ƯU THẾ LAI Ở LÚA *Ưu thế lai ở hệ rễ: Theo kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan (1980) đã xác nhận con lai F1 có số lượng rễ ra sớm, ra nhiều và nhanh hơn bố mẹ chúng. Chất lượng rễ được đánh giá bằng độ dày, trọng lượng khô, số lượng rễ phụ, số lượng lông hút và hoạt động hút chất dinh dưỡng của bộ rễ từ rễ lên cây, hệ rễ của lúa lai hoạt động mạnh nhất khi lúa bắt đầu đẻ nhánh. Chính vì thế mà cây lúa lai có tính thích ứng rộng với điều kiện bất thuận như ngập úng, hạn, phèn mặn (Quách Ngọc Ân, 1994; Anonymous, 1996) [1]. *Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh: Con lai F1 đẻ nhánh sớm, sức đẻ nhánh khoẻ, tập trung và có tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao (Chang W.L, 1971; Lin S.C, 1980) [11], [18] *Ưu thế lai về chiều cao cây: Chiều cao cây lúa lai cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào đặc điểm của bố mẹ. Tuỳ thuộc vào từng tổ hợp, chiều cao cây của F1 có lúc biểu hiện ưu thế lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố và mẹ, có lúc xuất hiện ưu thế lai âm. Vì chiều cao cây có liên quan đến tính chống đổ trên đồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý chọn các dạng nửa lùn để con lai có dạng cây nửa lùn (Chang W.L, 1967) [10]. Ở lúa có 2 kiểu gen nửa lùn chính trong tự nhiên, ngoài ra còn có một số kiểu gen lùn do đột biến tự nhiên hay nhân tạo. Gen lùn có hệ số di truyền cao làm cho các long bị rút ngắn nhưng không rút ngắn chiều dài bông và không liên kết với gen làm nhỏ hạt, vì vậy được sử dụng để cải tiến vật liệu bố mẹ lúa lai [10]. *Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng: Lin và Yuan (1980) cho rằng đa số con lai F1 có thời gian sinh trưởng khá dài và thường dài hơn bố mẹ sinh trưởng dài nhất. Xu và Wang (1980) đã xác nhận thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của dòng bố. Và một số kết quả nghiên cứu khác cũng xác định thời gian sinh trưởng của con lai gần giống thời gian sinh trưởng của dòng bố hoặc dòng mẹ chin muộn (Ponnuthurai, 1984) [27]. *Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý: Theo tác giả Trần Duy Quý (1994) và Kasura.K (2007) lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng diệp lục trên một đơn vị diện tích lá cao do đó hiệu suất quang hợp cao. Trái lại cường độ hô hấp và hiệu suất tích luỹ chất khô thấp hơn hẳn lúa thường. Vì vậy mà lượng vật chất tích luỹ vào hạt tăng mạnh, còn tích luỹ vào các cơ quan như thân lá lại giảm mạnh [28]. *Ưu thế lai về khả năng chống chịu: Theo Sirajul Islam (2007) sức chịu lạnh của con lai F1 cao ở thời kỳ mạ nhưng lại chịu kém ở thời kỳ chin sáp [3]. Lúa lai có khả năng chống chịu với một số loại sâu bệnh như rầy nâu, đạo ôn, bạc lá và thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau (Nguyễn Công Tạn, 1999) [7]. *Ưu thế lai và các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Kết quả đã cho thấy con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ 21 – 70% khi gieo cấy trên diện rộng. Đa số các tổ hợp lai có ưu thế lai cao về số bông/khóm, khối lượng trung bình bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1000 hạt (Virmani S.S, 1981) [36]. 2.4 NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH BẤT DỤC CỦA CON LAI F1 2.4.1 Hiện tượng bất dục khi lai xa Theo William thuật ngữ “ tính không tương hợp được áp dụng chỉ việc ống phấn không có khả năng chui vào vòi nhụy trên toàn bộ chiều dài của nó và hoàn thành việc thụ tinh. Hiện tượng các hạt phấn không nảy được trên các đầu nhụy hoặc hiện tượng các ống phấn không có khả năng cắm sâu vào vòi nhụy để biểu hiện rõ rệt tính không hợp là do kiểu gen quyết định [22]. Hiện tượng tự xung khắc do hạt phấn không thể thụ tinh được trên vòi nhụy của cùng một hoa hoặc khác hoa. Ở những loài cây có hiện tượng tự xung khắc cấu trúc của bộ phận cơ quan sinh sản qua những biểu hiện bất dục như: - Hạt phấn không mọc mầm được trên vòi nhụy. - Nếu hạt phấn mọc mầm được thì cũng không tới được bầu nhụy - Nhiều trường hợp hạt phấn mọc mầm tới bầu nhụy nhưng lại không đúng thời điểm để thụ tinh, trong trường hợp đó có khi tinh trùng tới được bầu nhụy thì trứng chưa chín hoặc trứng đã quá chín đều trở nên vô hiệu. - Quá trình thụ tinh có diễn ra và hoàn thành nhưng mầm phôi bị chết ẻo [20]. Lewis, năm 1954 đã phân chia ra hai hệ thống tự xung khắc là hệ thống dị hình và hệ thống đồng hình. * Hệ thống dị hình Trong hệ thống này cấu trúc của hoa có những khác biệt, không cho phép sự thụ phấn xảy ra. * Hệ thống đồng hình: Hệ thống này bao gồm hai loại Hệ thống tự bất hợp do giao tử điều khiển: Trong hệ thống này hiện tượng tự xung khắc không biểu hiện ở sự khác biệt do cấu trúc của hoa ma do chính kiểu gen của cây mang hoa đó điều khiển hoặc bằng chính kiểu gen của nó. Trong một vài loài, hai locus S và Z điều khiển bất hợp, trong một số loài khác có ba locus điều khiển tự bất hợp. Trong những trường hợp như vậy đa bội đã không ảnh hưởng đến tự xung khắc, ống phấn mọc rất chậm trong vòi nhụy có cùng một alen S như ở hạt phấn và không thể thụ tinh được. Như vậy tất cả những cây là dị hợp tử ở locus S, trong một hệ thống đơn gen có ba loại hình lai tạo, đó là: - Hoàn toàn không bất hợp có kiểu gen là S1S2/S1S2. - Hoàn toàn không bất hợp có kiểu gen S1S2/S3S4 - Từng phần bất hợp có kiểu gen là S1S2/S2S3 ( 50% hạt phấn hữu dục, 50% hạt phấn bất dục) [22]. Hệ thống tự xung khắc do bào tử điều khiển: Trong hệ thống này tự bất hợp cũng do đơn gen S điều khiển với nhiều alen. Nhưng điều khiển tự bất hợp lại do kiểu gen của cây mang hạt phấn. Hoạt động của mỗi một hạt phấn hoặc ống phấn do kiểu gen lưỡng bội quy định. Do đó, trong hạt phấn cũng như trong vòi nhụy tính chất tác động tương quan giữa các alen biến thiên từ tính độc lập cho tới tính trội hoàn toàn. Khi là tính trội hoàn toàn, các phản ứng của hạt phấn của cây S1S2 sẽ phản ứng như S1 và có thể chui vào các vòi nhụy mang alen S2, dù rằng ống phấn có cấu tạo di truyền như thế nào đi nữa. Ngoài ra nếu S1 là trội cả đối với tất cả các alen khác trong vòi nhụy thì toàn bộ hạt phấn của cây S1S2 sẽ không hợp với tất cả vòi nhụy mang alen S1. Tính không hợp giao chéo có thể biểu hiện trong đời sau do kết quả tính không hợp về thể bào tử. Ở hệ thống này alen S có thể biểu hiện tính trội S1 > S2 > S3... hoạt động riêng rẽ hoặc biểu hiện sự cạnh tranh dẫn đến một quan hệ tự bất hợp rất phức tạp [22] [20]. 2.4.2 Sự khác nhau giữa hai loài phụ Indica và Japonica Năm 1930, Kato đã phân biệt trong hai nhóm chung lớn: O.sativa proles Indica và O.sativa proles Japonica, có những đặc điểm khác nhau về hình thái cây, kích thước hạt, thành phần hạt, sự phân bố địa lý các giống trồng của mỗi nhóm và hiện tượng khó tạp giao giữa hai loài này, cũng như tính bất dục của cơ thể lai với những biến đổi bất thường về bao phấn. Nhưng chưa có sự phân biệt giữa hai nhóm về mặt tế bào học. Tuy nhiên Tereo và Midusina năm 1930 đã nhận xét rằng tính khó tạp giao giữa indica và japonica là không phải tuyệt đối. Tuỳ theo các giống đã được sự dụng để tạp giao, thành công có thể từ 0 – 80%. Do đó đặc tính khó tạp giao chưa hẳn là đặc tính phân biệt có ý nghĩa. Ngoài ra có những khác nhau về hình thái chưa rõ nét. Morigana (1942) cho là phân ly sau F1 của tạp giao giữa Indica và Japonica tuy có phức tạp hơn so với các giống trong cùng nhóm, vẫn thể hiện quy luật phân ly tính trạng của Mendel [16]. Theo Hamada (1935), ông đã phân tích các đặc điểm khác nhau giữa kiểu Indica và Japonica. Những nghiên cứu này cho thấy sự khác nhau cơ bản giữa các giống là những đặc tính nở hoa thụ phấn của cây lúa [12]. 2.4.3 Đặc điểm bất dục của con lai F1 2.4.3.1 Xét trên quan điểm về di truyền Ramiah (1937) ghi nhận vài trường hợp có sự bất thụ ở F1 nhưng chưa giải thích được hiện tượng này. Sethi(1937) ghi nhận sự bất thụ biến thiên từ 10-15%, ông cho rằng sự bất dục này được điều khiển bởi đa gen. Oka (1953) giả thiết sự hiện diện của gen lặn là gen phát triể._.n có tính di truyền kí hiệu: GD (genetic development genes). Các GD này (X1X1 X2X2) điều khiển sự bất thường của các giao tử mang gấp đôi gen lặn với tần suất 25% cho nên làm giảm tính hữu thụ 75%. Đó là nguyên nhân gây ra tính bất thụ cho con lai. Hiện tượng hạn chế tái tổ hợp cũng được Oka giải thích do sự liên kết của những gen với nhiều cặp khác nhau để phát triển giao tử. Ông giả sử hai gen độc lập (A,a và B,b) được liên kết cặp gen GD (X1x1 và X2x2) theo thứ tự: Kiểu gen ở F1: X1a/X1A; BX2/bx2 thì giao tử mang AB sẽ bị hạn chế bởi vì chúng mang gấp đôi gen lặn của GD. Hơn nữa hạt phấn mang gấp đôi gen trội GD sẽ có khả năng thụ tinh thấp Oka, 1955. Qua nguyên nhân của hai hiện tượng trên, sự phối hợp (Ab;aB) sẽ có tần suất rất cao [25]. 2.4.3.2 Xét trên quan điểm tế bào học Sau khi thực hiện phép lai Japonica/Indica, Shastry và Misra đã thấy rằng sự bắt cặp của nhiễm thể vẫn bình thường ở trung kỳ I trong giảm phân và sự phân cắt ở hậu kỳ cũng bình thường trong con lai F1. Cá biệt có một vài trường hợp con lai có sự bắt cặp nhiễm sắc thể ở giai đoạn sợi đơn và sợi kép không bình thường. Loại hình phổ biến nhất có tính chất bất thường trong sự bắt cặp này là sự dị dạng của nhiễm sắc thể của những thể lưỡng trị ở giai đoạn sợi đơn. Kuang và Tu (1949) khẳng định hiện tượng khó tạp giao giữa Indica và Japonica (9% so với 77% khi tạp giao giữa giống cùng nhóm) [16]. Oka (1962) nhận thấy sự khác biệt về tính bất thụ giữa các cặp lai thuận nghịch không có ý nghĩa. Do vậy, tác giả kết luận rằng yếu tố tế bào chất của Japonica và Indica không khác biệt lắm. Tuy nhiên, những nghiên cứu của Sapath và Mohanty lại nhận thấy sự khác biệt về mức độ bất thụ của hạt phấn trong khi lai thuận nghịch. Như vậy có thể thấy rằng tế bào chất có ảnh hưởng nhất định đến tính trạng này [26]. Khi lai xa con lai F1 thường bất thụ, các nhà khoa học đã đưa ra giả thiết về sự bất thụ do những nguyên nhân sau: - Hạt phấn ít nảy mầm. - Sự ngăn cản ống phấn phát triển trong núm nhụy - Sự cản trở việc xâm nhập của ống phấn vào nách của bầu noãn. - Sự thụ tính không hoàn toàn. - Sự thoái hoá phôi và nội nhũ [16] [20]. 2.4.3.3 Xét trên quan điểm hoá sinh Stebbin (1969) đã đưa ra lý thuyết Dimer giải thích tính bất thụ của con lai. Phân tử enzyme có thể có hai hoặc bốn, hoặc nhiều cấu trúc siêu phân tử, mỗi tiểu đơn vị khác nhau được mang tín hiệu của những gen định vị trên các locus khác nhau, trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Nếu bố mẹ có khác biệt rất lớn về enzyme, sẽ có một chuỗi polypeptit đơn, khác biệt với nhau về cấu tạo. Nếu sự khác biệt này không ảnh hưởng đến quá trình hợp nhất của cấu trúc siêu phân tử thì các con lai có thể tổng hợp enzyme hoặt động chức năng ở tất cả mọi giai đoạn, con lai sẽ có sức sống và hữu dục (Stebbin, 1967). Tương tự với enzyme điều hoà hặc các protein có cùng chức năng khác. Điều này phủ định tính bất thụ do gen, do nhiễm sắc thể, thông qua sự quan sát các con lai từ những giống khác nhau [20] 2.4.3.4 Xét trên phương diện về gen a) Giả thiết về mô hình bất dục của con lai F1 Giao tử bố bị chết trong cơ thể mẹ trước khi kết hợp với giao tử mẹ. Đây là hậu quả của sự khác nhau của cấu trúc nhiễm sắc thể giữa hai loài phụ Indica và Japonica (Chandraratna, 1964). Điều này vẫn còn có những giải thích trái ngược nhau xét trên phương diện gen của hai bộ gen bố và mẹ. * Giả thiết Mô hình I locus Kitamura đã đề xuất Mô hình I locus. Ông đã đưa ra một kết quả ngược với nghiên cứu trước: giao tử bố, mẹ đã bị chết một cách độc lập bởi sự tương tác riêng lẻ của các alen. Điều đó đã cho thấy rằng giống Indica và giống Japonica có chứa các alen tương ứng là Fsi/Fsi và Fsj/Fsj, trên từng locus và giao tử truyền là Fsj của Japonica đã gây chết. Do vậy ở mẹ có kiểu gen là Fsi/Fsj. Trong hệ thống này những giống tương hợp rộng có cặp giao tử là Fsn/Fsn (n: neutral) tạo nên kiểu phối hợp là Fsn/Fsi và Fsn/Fsj hai cặp gen này đã gây hữu dục hạt phấn. Mặc dù Kitamura chưa tường trình được những loại hình của giống tương hợp rộng, song những thể hiện của giống ở thế hệ F1 đã được làm sáng tỏ một phần khi giống tương hợp rộng được đưa vào các cặp lai [25]. * Giả thiết Mô hình II locus Các phát hiện của Oka năm 1953, 1964,1974 đã đưa ra Mô hình II locus là đề xuất bản sao gây chết bởi cặp giao tử lặn. Ông cho rằng hiện tượng gây chết do kiểu gen của hai giao tử có khoảng cách di truyền xa nhau như kiểu gen của giống A và giống B, có kiểu gen tương ứng là Xy/Xy và xY/xY. Giao tử truyền tính gây chết là x,y cho con lai F1 có kiểu gen là Xy/xY và trở thành chết sớm [25]. Theo Oka con lai F1 bất dục do một hoặc hai locus kiểm soát của hệ thống gen, có thể xảy ra trong bốn trường hợp sau: 1- Hai giao tử gây chết là s1, s2 (giao tử bị chết ẻo) 2- Sự tương tác phát sinh thể giao tử cuẩ một locus (giao tử Sn làm giảm hoạt động duy nhất trong cặp S/Sn) 3- Bất dục bào tử thể (một locus) khi dị hợp tử S và Sn có sự ảnh hưỏng bất lợi đến sự phát triển của giao tử. 4- Sự bổ trợ bào tử thể bất dục (loại hình với hai gen trội S1, S2 nhận thấy bất dục). Trong mỗi trường hợp trên, yếu tố bất dục có thể gây ảnh hưởng cho sự phát triển của giao tử bố, mẹ hoặc cả hai, nói một cách khác nếu trong bộ gen F1 mà lại xảy ra một trong bốn trường hợp trên thì con lai F1 bất dục [22]. Mô hình I locus đã giải thích rõ hơn nhiều so với mô hình II locus Những thành tựu nghiên cứu đầu tiên chúng ta phải kể đến công lớn của hai nhà khoa học Nhật Bản là : Hiroshi Ikehashi và Hitoshi Akaki bắt đầu nghiên cứu vào năm 1980. Hai ông đã sử dụng lai kiểm tra trên ba loài phụ là: Indica, Javanica và Japonica với tổng số là 74 giống. Sự phối hợp của các giống mang thử đã được đánh giá bằng độ hữu dục hạt phấn và mức độ đậu hạt của con lai F1. Để đánh giá hai chỉ tiêu trên thì độ hữu dục hạt phấn cần đạt là 90% và độ đậu hạt là 75 – 80% là mức bình thường [25] Sau khi đem lai kiểm tra các giống trên hai ông đã sơ bộ kết luận: Chỉ có 6 giống trong số 74 giống đã đưa vào sàng lọc là có khả năng kết hợp rộng đó là: - AUS 373 và Dular - CPCLO 17 và Kenta Nangka có chứa gen tương hợp rộng - Calotoc và Padi BuJang Penkek cũng chứa gen tương hợp rộng Do vậy chúng ta sử dụng những giống trên có kiểu kết hợp rộng để phục vụ cho chương trình chọn giống và làm nguồn gen cơ bản để lai phân tích và lai xa giữa các loài phụ của O.sativa L. Đây là những giống có chứa gen tương hợp rộng đầu tiên được tìm thấy. Hai nhà nghiên cứu Hioshi Ikehashi và HItoshi Akaki đã chia các vật liệu nghiên cứu của mình ở những nghiên cứu tiếp theo thành năm nhóm: - Nhóm 1: Nhóm hữu dục bình thường với các giống thử Indica bao gồm: giống Banten, Baso, Cicih Baat, Cicih Balanak, Cicih Cepaka, Gamah, Karii Rangga, Loktjan, Padi Aban/gogo, Padi Empat Bulan/gogo, Padi Segutuk, Saba Enim - Nhóm 2: Nhóm bán bất dục khi thử với cả hai loài phụ Indica và Japonica bao gồm: Giống Cicih Buleleng, Penuh Baru II, Sigabe Taon, Silewah, Page Leoh - Nhóm 3: Nhóm hữu dục bình thường cả Indica và Japonica: giống Bujang Penkek - Nhóm 4: Nhóm loại trừ, bao gồm: Giống Ingsa Putih, Sitabo Tabo - Nhóm 5: Kiểu Japonica: Hawara – geporeck [26] b) Giả thiết về mô hình gen tương hợp rộng Các thí nghiệm lai đầu tiên với Indica và Javanica đã được chứng minh bằng các giao tử Si và Sj khi kết hợp hai giao tử này trong con lai F1 là Si/Sj đã tạo cho con lai F1 bất dục, đây chính là hiện tượng gây chết giao tử khi kết hợp hai giao tử bố và mẹ. Trong 80 giống đã nghiên cứu, phần lớn các giống thuộc nhóm giống Aus hoặc Bulu đã được lai với Indica, Japonica. Độ hữu dục hạt phấn, tỷ lệ chắc của F1 với Indica, Japonica đã được xác định kiểu kết hợp của mỗi giống. Trong những giống đã được xác định rõ ban đầu là Calatoc, Kenta Nangka và CPSLO 17 kết hợp rất tốt với Indica và Japonica. Trong 24 giống của Indonexia có 15 giống chính thuộc loại hình nhóm I hạt phấn hữu dục với cả Indica và Japonica và bán bất dục với Indica. Sáu giống thuộc nhóm II bất dục với hai loài phụ Indica và Japonica. Chỉ có duy nhất 1 giống la Padi Bujang Pendek hữu dục hạt phấn bình thường và có tỷ lệ hạt chắc cao với cả hai loài phụ trên. [12], [25] Gen tương hợp rộng (WCG) được giải thích cho các giả thiết sau: *Giả thiết 1 Nếu gen XW của giống tương hợp rộng Wide Compatibilyti Variety (WCV) đã ảnh hưởng tới độ hữu dục trong phép lai WCV/B//A, sự ảnh hưởng của XW đã không tìm thấy tới độ hữu dục trong phép lai WCV/A//B. Nói một cách khác với những giống có chứa giao tử xY đã phối hợp chậm, thế hệ con có chứa WCV có giao tử Y thể hiện hữu dục và giao tử y thể hiện bán bất dục, còn những giống mang giao tử Xy đã phối hợp hơi chậm thì thế hệ con có chứa WCV có giao tử X thể hiện hữu dục còn giao tử x thể hiện bán bất dục. Cho nên một gen trội X hoặc Y của WCV đã liên kết với một vài marker, liên kết giữa marker và hữu dục hạt phấn được tìm thấy duy nhất trong một cặp lai. Sau lần lai đầu tiên, gen C đã tìm đến khoá của marker. Hai cặp lai của ba giống đầu tiên đã kết hợp với giống WCV [25]. *Giả thiết 2 Giả thiết này đưa ra, nếu độ hữu dục hạt phấn được kiểm tra bởi hệ thống một locus, khi đó ảnh hưởng của những giống có chứa gen tương hợp rộng là gen Sn đã liên kết với marker đánh dấu, khi đó độ hữu dục hạt phấn và gen marker đánh dấu của Sn cũng được tìm thấy trong cả hai cặp lai của ba giống WCV/A//B [26]. Năm 1986 Ikehashi và Araki đã tìm ra được bốn giao tử là nguyên nhân làm cho con lai F1 bán bất dục là: Si (Indica), Sj (Japonica), Sp (Penuhbaru) và Sb (Banten) [35]. Hai ông đã đưa ra hai lý do của sự liên kết yếu trong các cặp lai là: Sự bắt chéo của gen đã được tìm thấy khi có sự kết hợp với gen marker Ph (Phenol Staining), trong phép lai IR36/Kenta Nangka//Akihikari sự khác nhau của hữu dục là giữa khi Ph liên kết với wx/+ gây hữu dục cao ngược với khi Ph liên kết với +/+ gây hữu dục thấp và C/C+ liên kết với Ph quy định độ hữu dục thấp được dễ nhận biết khi có mặt của gen Ph. Sự liên kết của gen Ph dường như có ảnh hưởng đến toàn bộ kiểu gen trong phép lai IR36/Kenta Nangka//Akihikari. Vậy khi Ph liên kết với cặp các marker trên nên gây hữu dục thấp. Sự khác nhau về tần xuất kết hợp gen đã quan sát được giữa hai cặp lai. Giá trịn kết hợp giữa hai gen marker wx và gen marker C của phép lai IR36/kenta Nangka đã cao hơn trong phép lai Akihikari/Kenta Nangka có tần suất cao hơn phép lai Akihikari/Kenta Nangka. Chính tần suất kết hợp cao của hai marker đã giải thích cho liên kết yếu giữa các gen marker với độ hữu dục trong cho phép lai IR36/Kenta Nangka//Akihikari. Giá trị kết hợp cao gây hữu dục cao, giá trị kết hợp thấy gây hữu dục thấp. Qua các thí nghiệm của phép lai IR36/Kenta Nangka//Akihikari đã chứng minh rằng: Sự kết hợp giữa đoạn gen đánh dấu và độ hữu dục hạt phấn đã được sáng tỏ trong cả hai cặp lai. Điều chứng minh này đã làm sáng tỏ hơn cho giải thích mô hình I locus, Do đó độ hữu dục hạt phấn được quy ước bởi gen Sn từ Kenta Nangka. Gen Sn có khả năng liên kết với chỉ thị phân tử C Về cơ bản sự kết hợp trong mối quan hệ giữa Indica, Javanica, Japonica có thể được diễn tả là sự tương tác qua lại của nhiều alen trên locus S. Dù vậy, sự bất dục của con lai F1 giữa Penuh Baru II và Akihikari dường như do nguyên nhân alen ở một locus khác [12], [25] 2.5 GEN TƯƠNG HỢP RỘNG Lúa trồng ở Châu Á thuộc loài Oryza sativa L gồm chủ yếu hai loài phụ Indica và Japonica, đặc biệt cây lai F1 giữa hai loài phụ luôn thể hiện ưu thế lai mạnh (Zhang và cs, 1996) [39]. Hiện tượng ưu thế lai trong lai giữa các loài phụ đã được biết đến ở lúa trong thời gian dài. Nhưng sử dụng nó trong chọn tạo giống lúa lai bị hạn chế bởi con lai bất dục. Tuy nhiên một vài tổ hợp lai giữa các loài phụ có triển vọng bởi vì có sự kết hợp của gen tương hợp rộng Wide Compatibility gene - WCG (yếu tố làm mất sự bất dục) trong dòng, giống bố mẹ của các tổ hợp lai của các loài phụ đó. WCG có chức năng như cầu nối trong quá trình hoà hợp giữa hai bộ gen Indica, Japonica làm con lai F1 đạt tỷ lệ hữu dục cao và tỷ lệ đậu hạt tốt (Ikehash., 1991; Yuan L.P., 1995) [34]. Theo C.H.M Vijyakuma, Ilyas Ahmed, S. Sing và các cs Viện nghiên cứu lúa, Hayderabad Ấn Độ (2002), các gen tương hợp rộng thường có mặt trong các giống lúa thuộc loài phụ Javanica nhưng chúng hầu như không mang gen phục hồi hữu dục phấn (Rf). Ngược lại các dòng thuộc loài phụ Indica không có gen tương hợp rộng nhưng lại có nguồn tài nguyên phong phú về khả năng phục hồi phấn. Do vậy một trong những giải pháp hữu hiệu nhất là thực hiện phép lai giữa Indica và Javanica để nạp gen WC tạo ra các dòng thuần mang gen này và sử dụng làm dòng bố mẹ trong phát triển các tổ hợp lúa lai hai hay ba dòng giữa các loài phụ khác nhau cho ưu thế lai cao. Từ 210 tổ hợp lai giữa 30 dòng thuần với 7 dòng mang gen WC, có 50 trong số 800 dòng chọn ra từ thế hệ F7 đã được lai thử với các vật liệu thử thuộc loài phụ Indica và Japonica để kiểm tra sự biểu hiện của gen rf, Rf và WC. Kết quả có 11 dòng mang cả 2 gen Rf và WC, 4 dòng chỉ mang gen Rf, 19 dòng mang gen rf và một dòng mang gen WC. Một số tổ hợp lai trong đó sử dụng các dòng mới chọn tạo làm dòng bố đã cho năng suất cao hơn đối chứng từ 25 – 30% [22]. Vào năm 1986 IKehashi và Araki đã xác định được locus S-5 tương ứng với khả năng tương hợp rộng. Đồng thời hai ông cũng đưa ra mô hình tương tác allen để giải thích hiện tượng tương hợp rộng, theo mô hình trên locus riêng biệt (S-5) gồm allen trung tính S-5n (allen tương hợp rộng), một allen Indica kí hiệu S-5i và một allen Japonica S-5j. Cây lai có kiểu gen S-5nS-5j và S-5nS-5i thì hữu dục hoàn toàn. Trong khi đó kiểu gen S-5iS-5j bất dục. Sau đó locus này được ghi nhận nhờ sử dụng marker phân tử (Liu, 1992; Zheng, 1992; Liu, 1997). [41] Khi phân tích tính trạng số lượng quần thể được tạo ra từ rổ hợp lai ba xác định locus S-5n nằm trên NST số 6 và bổ sung thêm hai lucus nhỏ hơn trên NST số 2 và 12. Hai locus này cũng có locus này cũng có hiệu qủa làm thay đổi sự bất dục của con lai (Liu và cs, 1997). Tác dụng của hai locus này cũng có thể là nguyên nhân khác làm cho cây kiểu gen S-5nS-5j hữu dục trở nên bất dục một phần (Liu và cs, 1997) [41]. Hiện nay, bằng các kỹ thuật truyền thống và công nghệ sinh học các nhà khoa học đã tìm được một số locus có liên quan đến gen tương hợp rộng như: locus S-6 nằm trên nhiễm sắc thể số 6, locus S-7 trên nhiễm sắc thể số 4, S-8 trên nhiễm sắc thể số 6, S-9 trên nhiễm sắc thể số 7, S-15 trên nhiễm sắc thể 12… 2.6 NHỮNG THÀNH TỰU TRONG NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DÒNG, GIỐNG CÓ CHỨA GEN TƯƠNG HỢP RỘNG. Khát khao của các nhà chọn giống lúa là nâng cao tiềm năng năng suất của các tổ hợp lúa lai là nâng cao năng suất của các tổ hợp lúa lai. Ý tưởng tạo ra các tổ hợp lai có năng suất siêu cao (trên 15 tân/ha) đã trở thành hiện thực tại Trung Quốc và IRRI. Tuy nhiên một trong những yếu tố tiên quyết để tạo ra tổ hợp lai có kiểu hình cây lúa mới (New plant type) chúng ta không thể không quan tâm đến các gen tương hợp rộng Wide compatibility gene – WCG [19] Nhiều nghiên cứu đã tập trung và xác định các WCG và quy tụ vào các vật liệu chọn giống bằng kỹ thuật truyền thống và công nghệ sinh học. 2.6.1 Thành tựu trên lúa thuần Khi tiến hành lai xa giống Basmati với IR36, IR2061-628, IR2061-418 thu được con lai F2 có hạt phấn bán bất dục do sự tương tác giữa các các alen gây bất dục trên locus S-8, S-7. Khi lai giống Basmati 370 với giống Japonica Akihikari thì con lai F1 cũng bán bất dục và sự tương tác xảy ra trên locus S-5 nhưng Basmati 370 lai với Kenta nangka cho con lai F1 hữu dục cao. Điều này chứng tỏ giống tương hợp rộng Kenta nangka có khả năng phối hợp tốt với Basmati 370. Qua đây có thể thấy Kenta nangka lai được rất rộng, đây là nguồn gen quý cần được khai thác triệt để nhất là trong hệ thống lúa lai hai dòng [9]. Các nhà nghiên cứu cũng đã tìm thấy phương hướng khắc phục quá trình nở hoa muộn của các dòng mẹ bằng cách chuyển gen tương hợp rộng vào cho dòng mẹ [15]. 2.6.2 Thành tựu trên lúa lai ba dòng Sự phát triển các dòng duy trì với WCG là lai trở lại theo một trình tự của hệ thống CMS. Nếu dòng duy trì không có khả năng kết hợp với gen tương hợp rộng thì đầu tiên tìm một dòng duy trì tốt để tạo một dòng CMS mới và dòng CMS này sẽ kết hợp tốt với gen WCG khi đó ta tạo được dòng CMS có chứa WCG. Khi khai thác ƯTL giữa hai loài phụ Indica/Japonica thì loại hình Japonica khi đã lai chuyển gen WCG, giống truyền WCG là 02428 thuộc loại hình Japonica. Do vậy, các dòng CMS này có thể sử dụng để phát triển lai giữa hai loài phụ. Kết quả cho thấy 7 trong 18 dòng thuộc loài hình Japonica WCG để làm R cho cả hai dạng bất dục Hồng Liên và dạng CMS đều là những dòng có khả năng duy trì tốt. Còn lại 4 dòng đem lai thử là: JW5 và JW14 (Japonica) làm dòng phục hồi tốt, còn JW15 và JW20 lại làm dòng phục hồi tốt cho cả hai CMS trên [28], [33]. 2.6.3 Thành tựu trên lúa lai hai dòng Hiện nay Việt Nam mới bắt đầu nghiên cứu về chọn dòng có chứa gen WCG tiến tới tạo con lai xa có ưu thế lai cao. Nếu gen tương hợp rộng là đơn gen, khi đó có thể sử dụng để chọn giống bằng phép lai giữa Indica và Japonica. Tạo dòng phục hồi với khả năng tương hợp rộng Dòng phục hồi hạt phấn tốt thuộc loài phụ Indica là chiếm đa số. Các giống thuộc loài phụ này sử dụng làm dòng bố rất tốt để phát triển phép lai Indica/Japonica nhiệt đới, WCG được chuyển cho các giống thuộc loài phụ Indica theo phương pháp sau: - Chọn các giống Indicca có khả năng phục hồi tốt trong cùng một loài phụ. - Lai giữa dòng phục hồi Indica với dòng truyền gen WCG. - Gieo thế hệ con lai F1 và đánh giá khả năng hữu dục của con lai F1 (F1 cần phục hồi hạt phấn tốt) - Tiến hành chọn giống con lai có độ hữu dục hạt phấn cao và dự đoán thế hệ sau. - Gieo cấy F2 và tiếp tục chọn lọc những cây tốt cho quần thể, giữ lại các kiểu cây đã biết làm dòng phục hồi. - Trong thế hệ F5 chọn lọc các dòng đã biết sơ bộ có chứa gen tương hợp rộng để lai kiểm tra cơ bản từng các thể với giống Japonica nhiệt đới. - Đánh giá con lai thử bằng hữu dục hạt phấn và độ đậu hạt, sau đó chọn lọc các dòng có con lai F1 hữu dục tốt và những dòng này tách riêng để chọn lọc dòng thuần. - Đến F6 ta có một dòng phục hồi hạt phấn tốt nhưng chứa gen tương hợp rộng. - Chuyển gen tương hợp rộng vào dòng TGMS. Hiện nay Trung Quốc đã chuyển WCG vào dòng bất dục di truyền nhân phản ứng với điều kiện môi trường là dòng bất dục Pei Ải 64s, sơ đồ như sau: Nongken 58s x Pei Ải 64s (có chứa WCG) (Japonica) (Indica) Pei Ải 64s Phương pháp chọn tạo dòng TGMS chứa gen tương hợp rộng phương pháp chọn như sau: Phương pháp chọn tạo dòng TGMS tương tự như trên. Sau khi lai tạo dòng này đem lai thử với cả ba loài phụ mà cho con lai có độ hữu dục cao, đậu hạt tốt thì dòng đó đã chứa WCG. Để đánh giá hai chỉ tiêu đó thì độ hữu dục hạt phấn cần đạt 85-90% và độ đậu hạt là 80% là mức bình thường [25]. 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - 24 dòng TGMS có khả năng mang gen tương hợp rộng ( ký hiệu từ số 128 đến 151), với đối chứng là dòng 103s và Peiai64. - 44 dòng thuần R có khả năng mang gen tương hợp rộng (ký hiệu từ số 250 đến 293), với đối chứng dòng R24 - Giống Koshihikari (có nguồn gốc Nhật Bản) sử dụng để test nhanh kiểm tra sự có mặt của gen tương hợp rộng (WCG) - Giống Japonica mang WCG (No.PL9) và giống Japonica không mang WCG (Hanomomai và Hinohikari) sử dụng lai với dòng TGMS và dòng thuần R mang WCG nhằm đánh giá sự tương tác của gen WCG ở con lai F1. 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Sàng lọc các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng (WCG) - Đánh giá các đặc điểm nông học, sinh học của dòng TGMS mang WCG - Sàng lọc các dòng thuần mang WCG - Đánh giá các đặc điểm nông học, sinh học của dòng thuần mang WCG - Đánh giá ảnh hưởng của WCG đến một số tính trạng ở con lai F1 3.3 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN - Địa điểm: Viện nghiên cứu Lúa – Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội - Thời gian: Từ tháng 7/2008 – tháng 10/2009 Vụ hè năm 2008: + Dòng TGMS ngày gieo 7/7/2008, ngày cấy 24/7/2008 + Dòng thuần ngày gieo 7/7/2008, ngày cấy 26/7/2008 + Tổ hợp con lai ngày gieo 7/7/2008, ngày cấy 25/7/2008 + Giống Japonica chia làm 4 đợt : đợt 1 ngày gieo 2/7/2008 đợt 2 ngày gieo 6/7/2008 đợt 3 ngày gieo 10/7/2008 đợt 4 ngày gieo 14/10/2008 Vụ xuân năm 2009: + Tổ hợp con lai ngày gieo 10/2/2009, ngày cấy 1/3/2009. 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.4.1 Phương pháp lai kiểm tra gen tương hợp rộng (WCG) - Thí nghiệm 1: Sàng lọc các dòng TGMS có khả năng mang WCG Sơ đồ 1: TGMS x Koshihikary ↓ F1 - Thí nghiệm 2: Sàng lọc các dòng thuần (R) có khả năng mang WCG Sơ đồ 2: R x Koshihikary ↓ F1 3.4.2 Đánh giá ảnh hưởng gen tương hợp rộng đến một số tính trạng ở F1 Sơ đồ 3: TGMS mang WCG x Japonica không mang WCG ↓ F1 Sơ đồ 4: TGMS mang WCG x mang WCG ↓ F1 Sơ đồ 5: mang WCG x R mang WCG ↓ F1 Sơ đồ 6: không mang WCG x R mang WCG ↓ F1 SƠ ĐỒ LAI Tên dòng Giống thử Koshihikari Norin PL9 Hanomomai Hinohikari Dòng mẹ 128 F1 (473) - - - 129 474 - - - 130 475 F1 (501) F1 (515) 527 131 476 - - - 132 477 502 516 528 133 478 503 517 529 134 479 - - - 135 480 - - - 136 481 - - - 137 482 - - - 138 483 - - - 139 484 504 518 530 140 485 - - - 141 486 - - - 142 487 - - - 143 488 505 519 531 144 489 - - - 146 490 - - - 147 491 - - - 148 492 - - - 149 493 - - - 150 494 506 520 532 151 495 507 521 533 ĐC 103s Pei Ai 64s 539 543 540 544 541 545 542 546 Dòng bố 250 496 508 522 534 251 - 509 - - 253 - - - - 255 497 510 523 535 256 - 511 - - 258 498 512 524 536 267 499 513 525 537 269 - - - - 270 500 514 526 538 ĐC R24 547 548 549 550 3.4.3 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát con lai tuần tự không lặp lại. Mỗi dòng lấy 10 mẫu cá thể để đánh giá các chỉ tiêu 3.5 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI 3.5.1 Kiểm tra mức dộ hữu dục của vật liệu Đánh giá gen tương hợp rộng (WCG) thông qua tỉ lệ hạt phấn hữu dục bằng cách soi hạt phấn khi có loạt hoa nở đầu tiên. 3.5.2 Sự phục hồi hạt phấn Đánh giá thông qua tỉ lệ hạt phấn hữu dục của con lai F1. Bằng cách nhuộm màu hạt phấn dung dịch I-KI 1% soi trên kính hiển vi quang học. 3.5.3 Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng - Tuổi mạ - Thời gian hồi xanh - Từ cấy đến đẻ nhánh rộ - Từ cấy đến trỗ 10% - Từ cấy đến trỗ 50% - Từ cấy đến trỗ 80% - Thời gian sinh trưởng (từ gieo đến chín hoàn toàn) 3.5.4 Theo dõi một số chỉ tiêu về động thái - Động thái tăng trưởng chiều cao - Động thái ra lá - Động thái đẻ nhánh - Động thái nở hoa 3.5.5 Theo dõi đặc điểm nông sinh học - Chiều cao cây (cm) - Số nhánh - Số lá trên thân chính - Chiều dài cổ bông (cm) - Đường kính cổ bông (cm) - Chiều dài, chiều rộng, góc độ 3 lá cuối cùng - Chiều dài và đường kính 3 lóng cuối cùng - Khả năng nhận phấn của dòng mẹ - Tỷ lệ vòi nhụy vươn ra ngoài của dòng mẹ - Kiểm tra hạt phấn của dòng mẹ 3.5.6 Đặc điểm chống chịu sâu bệnh Đánh giá theo thang điểm của IRRI – 1996 (SES – IRRI – INGER – 1996) 3.5.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất - Số bông hữu hiệu / khóm - Số hạt / bông - Tổng số gié C1, C2 - Tỷ lệ hạt chắc (%) - Khối lượng 1000 hạt (g) - Mật độ hạt = (Số hạt / bông) / chiều dài bông (hạt/cm) - Năng suất cá thể (g/khóm) 3.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU - Số liệu được xử lý bằng chương trình Excel và IRRISTAT 7.0 - Phương pháp tính ưu thế lai thực và ưu thế lai giả định: F1 - M Hm % = M F1 - Pb Hb % = Pb Chú thích: Hm % : Ưu thế lai trung bình Hb % : Ưu thế lai thực F1 : chỉ giá trị của tính trạng cần quan tâm của con lai F1 M : chỉ giá trị trung bình về tính trạng cần quan tâm của bố mẹ Pb : chỉ giá trị của tính trạng tương ứng của bố mẹ tốt nhất 4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DÒNG TGMS MANG GEN TƯƠNG HỢP RỘNG 4.1.1 Sàng lọc các dòng TGMS mang gen tương hợp rộng Việc tạo ra các giống lúa lai bằng tổ hợp lai giữa dòng bố và dòng mẹ trong cùng loài phụ đã tạo ra cuộc cách mạng về năng suất. Với mục tiêu nâng cao năng suất hơn nữa, các nhà chọn giống tiến hành lai xa giữa các loài phụ nhưng gặp trở ngại đó là hiện tượng bất dục hạt phấn con lai F1 không kết hạt. Nhằm khắc phục hiện tượng đó nhà chọn giống chuyển gen tương hợp rộng (WCG) vào dòng mẹ. Con lai F1 hữu dục tỷ lệ đậu hạt cao. Theo nghiên cứu của hai nhà khoa học Nhật Bản là Hiroshi Ikehashi và Hitoshi Akaki yêu cầu tỷ lệ hữu dục hạt phấn con lai F1cần đạt là 90% và độ đậu hạt là 75% - 80% là mức bình thường. Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi thu được các kết quả ở bảng 4.1, bảng 4.2 và 4.3. 4.1.1.1 Đánh giá khả năng mang gen tương hợp rộng (WCG) của các dòng TGMS thông qua tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ hạt chắc của con lai F1với bố Koshihikari. Sự biểu hiện con lai F1 của các dòng TGMS nghiên cứu với bố Koshihikari đạt tỷ lệ hạt phấn hữu dục dao động từ 51,4-92%.Trong đó tỷ lệ hạt phấn hữu dục đạt cao nhất là tổ hợp lai 484 (139/Koshihikari) đạt 92%, thấp nhất là tổ hợp lai 487 (142/Koshihikari) là 45,6%. * Phân nhóm tổ hợp lai F1 với bố Koshihikari theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục Qua bảng 4.1 chúng ta có thể phân ra 3 nhóm các tổ hợp lai F1 theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục: Nhóm 1 có tỷ lệ hạt phấn hữu dục < 70% (Bán bất dục): gồm 9 tổ hợp lai (473, 474, 487,...,491) chiếm 45% tổng số các tổ hợp lai Nhóm 2 có tỷ lệ hạt phấn hữu dục từ 70% - 80% (Bán hữu dục) có 1 tổ hợp 476 (131/Koshihikari) chiếm 5% tổng số các tổ hợp lai Nhóm 3 có tỷ lệ hạt phấn hữu dục > 80% (Hữu dục đầy đủ) chiếm tỷ lệ cao nhất 50% gồm có các tổ hợp 475, 477,..., 493. Trong đó có 6 tổ hợp lai đạt tỷ lệ hạt phấn hữu dục cao > 90% Bảng 4.1. Tỷ lệ hữu dục và tỷ lệ hạt chắc/bông của con lai F1 với bố Koshihikari. STT Tổ hợp lai F1 Tỷ lệ hạt phấn Hd (%) Tỷ lệ hạt chắc (%) STT Tổ hợp lai F1 Tỷ lệ hạt phấn Hd (%) Tỷ lệ hạt chắc (%) 473 128/Koshihikari 54,4 50,4 484 139/Koshihikari 92,0 91,2 474 129/Koshihikari 51,4 53,2 485 140/Koshihikari 91,5 63,3 475 130/Koshihikari 88,3 87,9 486 141/Koshihikari 58,5 46,4 476 131/Koshihikari 72,0 67,8 487 142/Koshihikari 45,6 53,0 477 132/Koshihikari 86,0 76,3 488 143/Koshihikari 91,0 76,1 478 133/Koshihikari 91,2 82,8 489 144/Koshihikari 57,0 53,9 480 135/Koshihikari 82,2 59,7 490 145/Koshihikari 65,8 63,0 481 136/Koshihikari 60,6 51,1 491 149/Koshihikari 56,8 53,3 482 137/Koshihikari 91,6 59,0 492 150/Koshihikari 89,6 73,8 483 138/Koshihikari 53,0 63,1 493 151/Koshihikari 90,3 85,7 ĐC 103s/Koshihikari 54,4 50,4 Bố Koshihikari 92,5 90,5 * Độ hữu dục hạt phấn thông qua tỷ lệ hạt chắc của các tổ hợp lai F1 được thể hiện qua đồ thị 2, chúng ta thấy: Trong nhóm tổ hợp lai bán bất dục, tỷ lệ hạt phấn hữu dục dao động từ 45,6 -65,8% và tỷ lệ hạt chắc từ 46,4-63,1%. Từ kết quả này cho thấy sự sai khác rất lớn của bộ gen giữa các dòng mẹ ở nhóm này (473, 474, 481, 483,..., 491) với bố Koshihikari (giống Japonica điển hình) đã dẫn đến qúa trình không tương hợp của 2 giao tử Si và Sj trong bộ gen của con lai F1 tạo nên Si/Sj làm cho F1 bán bất dục. Sự bán bất dục của con lai F1 thể hiện trên cả hai phương diện: + Gen phục hồi + Gen hoà hợp (dung hoà hai bộ gen Indica và Japonica ) được gọi là gen tương hợp rộng Wide Compatibility Gene (WCG) Với kết quả này theo chúng tôi thấy giả thiết mô hình I locus do Kitamura (1962, 1963) đưa ra là hoàn toàn phù hợp. Đặc biệt so với đối chứng 103s/Koshihikari tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ đậu hạt cũng thấp là 54,4% và 50,4%, rất phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Văn Hoan và Vũ Hồng Quảng (2006) đã khẳng định dòng 103s không mang WCG. Như vậy, cho thấy các dòng mẹ TGMS có tổ hợp lai F1 thuộc nhóm bán bất dục không có WCG. Các tổ hợp lai thuộc nhóm bán hữu dục, tuy tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ đậu hạt có cao hơn so với đối chứng (54,4% và 50,4%) là 72,0% và 67,8%. Song theo nghiên cứu của hai nhà khoa học Nhật Bản là Hiroshi Ikehashi và Hitoshi Akaki yêu cầu tỷ lệ hữu dục hạt phấn con lai F1cần đạt là 90% và độ đậu hạt 75-80% là tối thiểu. Như vậy, dòng mẹ 476 có tổ hợp lai thuộc nhóm này cũng không khẳng định được là có mang WCG. Các tổ hợp lai F1 thuộc nhóm hữu dục đầy đủ gồm có 10 tổ hợp, tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ hạt chắc dao động từ 82,2-92% và 59,0- 91,2%. Chứng tỏ khả năng phục hồi hạt phấn của dòng bố Koshihikari cho các dòng TGMS là hoàn toàn tốt. Nhưng trong đó, có 3 tổ hợp lai có tỷ lệ hạt phấn hữu dục cao, song tỷ lệ hạt chắc thấp 480 (59,0%), 482(59,7%), 485 (63,3%). Có thể có một sự cản trở nào đó hoặc khi hợp tử được hình thành bị chết ẻo. Kiểm tra lại số liệu khí tượng vào những ngày tổ hợp lai trỗ bông, ta thấy thời tiết nắng ráo, không có mưa, chứng tỏ môi trường không phải là yếu tố làm cho tỷ lệ hạt chắc của các tổ hợp lai thấp. Như vậy chỉ có thể là bộ gen của Koshihikari khá xa so với các dòng TGMS (dòng 135, 137, 140), do vậy sự phối hợp tạo thành phôi và nội nhũ là rất khó khăn mặc dù hạt phấn rất tốt. Kết quả này cũng phần nào cho chúng ta biết được gen phục hồi hạt phấn đã tốt nhưng không đủ để tạo thành hạt và để tạo thành hạt đòi hỏi cần có một sự hoà hợp khác để dung hoà trong quá trình thụ tinh đậu thành hạt. Đặc biệt, có 7 tổ hợp lai F1: 475 (130/Koshihikari); 477 (132/Koshihikari); 478 (133/Koshihikari); 484 (139/Koshihikari); 488 (143/Koshihikari); 492 (150/Koshihikari); 493 (151/Koshihikari) đạt yêu cầu tỷ lệ hạt phấn hữu dục > 90% và tỷ lệ hạt chắc > 75% , chứng tỏ là các tổ hợp có mang WCG. Như vậy, chính sự có mặt WCG đã tác động gen phục hồi hạt phấn cũng như quá trình hình thành phôi và nội nhũ ở con lai F1. Từ kết quả này ta có thể suy ngược ra các dòng mẹ TGMS có mang WCG là: dòng 130, 132, 133, 139, 143, 150 và 151, so với các dòng TGMS trước thì 7 dòng TGMS này đã khắc phục được hiện tượng bán bất dục ở con lai khi lai với bố Koshihikari trên cả hai phương diện gen phục hồi và gen hoà hợp. Đồ thị 1. Phân nhóm tổ hợplai với bố Koshihikari theo tỷ lệ hạt phấn hữu dục Đồ thị 2. Tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ hạt chắc của một số tổ hợp lai với bố Koshihikari Tóm lại, Sau khi đã chọn ra được 7 ._.006), “Một số vấn đề chiến lược tạo giống cây trồng lai ở Việt Nam”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn (17), tr. 22. Nguyễn Hồng Minh (1999), “Di truyền học”, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr.124-126. 23. Trần văn Quang, Nguyễn Thị Trâm (2006), “Tìm hiểu đặc điểm bất dục của dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ ngắn P5S”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp (4&5), Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. 24. Phạm Đồng Quảng (2005), “Tình hình sử dụng giống lúa lai và kết quả khảo kiểm nghiệm giống lúa lai ở Việt Nam giai đoạn 1997 - 2005”, Báo cáo tại hội nghị lúa lai của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ngày 29/8/2005 tại Hà Nội, tr. 1. 25. Vũ Hồng Quảng (2003), “Nghiên cứu về gen tương hợp rộng ở cây lúa, phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa lai hai dòng”, Luận văn Thạc sĩ nông nghiệp 26. Phạm Công Minh (2007), “Nghiên cứu phát hiện nguồn gen tương hợp rộng phục vụ chọn tạo giống lúa lai”, luận văn Thạc sĩ nông nghiệp. 27. Trần Duy Quý (2002), Cơ sở di truyền và công nghệ sản xuất lúa lai, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr11. 28. Trần Duy Quý (1997), “ Các phương pháp mới trong chọn tạo giống cây trồng”, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 17. 39. Nguyễn Thị Trâm, Trần văn Quang và cộng sự (2008), “Bất dục đực mẫn cảm ứng quang chu kỳ ở lúa và khả năng ứng dụng”, Tạp chí Khoa học và Phát triển, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, (4), tr 395-403. 30. Nguyễn Thị Trâm (2005), “Kết quả chọn tạo giống lúa lai hai dòng mới”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp (1), tr. 55 - 61, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. 31. Nguyễn Thị Trâm, Trần Văn Quang (2003), “Kết quả chọn giống lúa lai hai dòng mới, ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt: TH3-3”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, Hà Nội, (6), tr. 686 - 687. 32. Nguyễn Thị Trâm (2002), “Kỹ thuật sản xuất lúa lai thương phẩm”, trong Lúa lai ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 258. 33. Nguyễn Thị Trâm (2002), “Chọn giống lúa lai”, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, tr 16-21, 104-107. II. Tài liệu Tiếng Anh 34. Hiroshi Ikehashi, Hitoshi Araki (1984), Varietal screening of compatibility, type reveated in F1 fertility of distant crosses in rice, Japan, tr 304 – 313. 35. Hiroshi Ikehashi, Hitoshi Araki (1987), Screening and genetic analysis of wide compatibity in F1 hybrid of distant Crosses in Rice, Oryza Sativa. L, Japan, tr 3-54 36. Virmani S. S, Vijaya Kumar R (1992), Wide compatibility in rice (Oryza.sativa.L), IRRI 37. Virmani S. S, Vijaya Kumar R (1992), Wide compatibility rice (Oryza.sativa.L), Philippines, tr 71-77. 38. Sigrid Heuer*, Kouame M. Miezan (2003), Assessing hybrid sterility in Oryza glaberrima x O.sativa hybrid progenies by PCR marker analysis and crossing with wide compatibility varieties. 39. G.W.Wang*, Y.Q.He*, C.G.Xu*, Qifa Zhang (2005), Fine mapping of f5-Du, a gene conferring vide compatibility for pollen fertility in inter-subspecific hybrids of rice (Oryza sativa L.) 40. Qing Ji*, Jufei Lu*, Qing Chao* Minghong Gu (2005), Delimiting a rice wide compatibility gene Sn5 to a 50 kb region. 41. S.Q. Qiu*, Kede Liu*, J.X. Jiang*, X. Song, C.G. Xu*, X.H. Li* Qifa Zhang (2005), Delimiting of the rice wide compatibility gene Sn5 to a 40 kb fragment. 42. S.P. Singh*, R.M. Sundaram*, S.K. Biradar* (2006), Identification of simple sequence repeat markers for utilizing wide compatibility genes in inter subspecific hybrids in rice (Oryza sativa L.). 43. Danting Li, Liangming Chen, Ling Jiang, Susong Zhu, Zhigang Zhao (2006), Fine mapping of S32 (t), a new gene causing hybrid embryo sac sterility in a Chinese landrace rice (Oryza Sativa L.) 44. Zhigang Zhao, Chunming Wang, Ling Jiang, Susong Zhu, Hiroshi Ikehashi, Jianmin Wan (2006), Identification of a new hybrid sterility gene in rice (Oryza sativa L.). PHỤ LỤC 1.1. Bảng số liệu khí tượng vụ mùa 2008 (Trạm Láng - Hà Nội) Số liệu khí tượng tháng 6/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi (mm) Trung bình Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 27,5 30,9 25,9 83,0 92,0 72,0 0,0 0,3 1,9 2 27,0 31,6 24,2 85,0 95,0 67,0 6,4 0,2 1,9 3 27,7 33,0 24,2 72,0 85,0 54,0 0,1 4,1 3,0 4 27,8 31,7 26,0 85,0 93,0 67,0 0,0 0,6 1,8 5 27,6 31,9 25,4 86,0 93,0 65,0 1,4 2,7 2,3 6 27,3 32,0 24,9 84,0 92,0 64,0 0,0 3,0 2,2 7 28,5 34,0 26,0 81,0 92,0 56,0 7,8 3,7 2,3 8 28,9 34,4 26,0 78,0 91,0 55,0 0,3 3,4 2,7 9 29,3 33,5 26,5 74,0 87,0 59,0 1,1 5,9 3,5 10 27,6 30,8 24,8 82,0 91,0 71,0 0,1 2,1 2,4 11 28,9 34,1 26,0 80,0 92,0 61,0 5,5 2,9 12 28,4 33,8 26,5 78,0 91,0 59,0 0,4 1,8 2,7 13 28,7 31,9 27,0 81,0 95,0 64,0 0,7 2,1 2,4 14 27,9 33,0 25,5 86,0 95,0 65,0 19,5 3,0 2,3 15 29,2 34,4 26,1 84,0 95,0 60,0 21,6 4,6 2,0 16 28,1 30,2 26,4 86,0 92,0 76,0 1,8 0,0 1,9 17 28,0 30,9 26,4 87,0 93,0 72,0 0,0 1,0 1,4 18 26,5 31,6 24,5 91,0 95,0 69,0 67,3 0,7 1,1 19 26,4 28,5 25,0 90,0 94,0 79,0 19,6 0,1 1,0 20 28,3 34,7 24,8 83,0 94,0 55,0 22,3 7,6 3,0 21 29,6 36,1 25,0 74,0 92,0 51,0 0,0 9,0 3,0 22 31,4 36,1 27,9 73,0 92,0 54,0 8,5 3,7 23 32,0 37,5 28,4 76,0 91,0 51,0 10,7 3,9 24 29,4 34,0 25,4 79,0 92,0 61,0 21,0 4,9 2,8 25 31,1 35,6 28,1 73,0 91,0 56,0 5,5 3,2 26 32,3 36,8 29,0 71,0 89,0 51,0 0,0 7,6 4,2 27 27,4 33,3 25,1 85,0 93,0 67,0 20,7 1,0 2,6 28 25,7 28,0 24,3 88,0 95,0 73,0 22,2 0,6 0,9 29 28,7 34,4 24,3 76,0 94,0 55,0 8,6 2,5 30 30,4 35,9 28,1 76,0 92,0 55,0 0,0 7,4 2,0 Tổng số 857,6 994,6 777,7 2427 2768 1864 234,3 116,2 73,5 TB 28,6 33,2 25,9 80,9 92,3 62,1 9,4 3,9 2,5 Max 32,3 37,5 29 91 95 79 67,3 10,7 4,2 Min 25,7 28 24,2 71 85 51 0 0 0,9 Số liệu khí tượng tháng 7/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi(mm) TB Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 29,8 35,5 26,0 79,0 90,0 53,0 8,0 5,4 3,7 2 29,8 35,8 25,9 78,0 92,0 54,0 0,3 5,4 2,8 3 30,5 35,0 26,6 75,0 91,0 52,0 0,3 10,4 3,4 4 30,4 34,6 28,2 77,0 90,0 63,0 3,3 3,0 5 30,1 33,3 28,3 81,0 94,0 67,0 1,0 2,7 6 26,8 35,0 24,0 86,0 94,0 71,0 22,7 0,5 1,3 7 28,1 32,6 24,8 82,0 93,0 57,0 5,2 4,3 2,0 8 27,1 30,6 24,7 86,0 94,0 70,0 23,1 1,7 2,2 9 29,1 33,4 25,7 81,0 92,0 59,0 0,5 3,0 1,7 10 30,6 34,4 27,1 81,0 91,0 60,0 2,2 5,3 2,9 11 27,1 35,7 26,6 75,0 94,0 54,0 0,3 10,4 3,0 12 29,0 33,4 25,7 90,0 95,0 75,0 26,0 1,7 1,6 13 30,6 33,4 26,5 82,0 94,0 64,0 1,7 2,1 14 30,0 35,5 27,7 71,0 91,0 54,0 1,6 9,7 3,1 15 26,4 35,2 27,2 76,0 96,0 57,0 0,0 7,7 3,1 16 27,1 30,1 23,9 90,0 96,0 78,0 95,3 0,0 1,0 17 27,8 30,5 24,6 89,0 96,0 76,0 26,9 1,1 1,2 18 26,5 33,2 24,2 85,0 96,0 61,0 135,6 5,2 1,8 19 29,1 34,7 25,8 79,0 94,0 54,0 7,1 6,1 2,5 20 30,1 34,2 26,6 79,0 90,0 58,0 2,2 5,2 2,6 21 31,8 37,1 28,7 66,0 86,0 49,0 0,1 9,1 4,6 22 32,2 37,4 29,1 70,0 89,0 46,0 8,6 5,2 23 31,5 33,6 30,0 67,0 83,0 58,0 0,0 4,0 24 30,0 33,6 28,1 80,0 90,0 64,0 0,0 0,0 2,5 25 27,4 29,3 25,2 90,0 95,0 83,0 43,0 0,1 1,2 26 28,4 33,5 25,4 83,0 94,0 55,0 0,4 6,4 1,9 27 30,5 34,9 27,2 77,0 94,0 54,0 8,0 2,7 28 30,3 34,4 27,5 75,0 91,0 60,0 5,2 7,4 2,9 29 30,1 35,8 26,9 76,0 88,0 55,0 0,4 6,0 3,5 30 31,3 36,2 27,9 74,0 91,0 53,0 7,5 3,7 31 29,5 32,7 27,9 83,0 94,0 69,0 17,1 1,6 2,9 Tổng số 909,0 1054,6 824,0 2463,0 2858,0 1883,0 423,5 143,8 82,8 TB 29,3 34,0 26,6 79,5 92,2 60,7 17,6 4,6 2,7 Max 32,2 37,4 30,0 90,0 96,0 83,0 135,6 10,4 5,2 Min 26,4 29,3 23,9 66,0 83,0 46,0 0,0 0,0 1,0 Số liệu khí tượng tháng 8/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi(mm) TB Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 27,7 29,1 24,7 86,0 96,0 77,0 42,6 0,3 1,5 2 28,0 32,0 26,2 84,0 92,0 66,0 0,2 5,1 1,7 3 29,7 33,4 26,2 80,0 93,0 61,0 16,5 2,6 1,9 4 29,7 33,8 27,0 78,0 91,0 54,0 41,7 5,1 2,8 5 29,2 33,6 26,5 83,0 93,0 62,0 5,1 4,0 2,6 6 30,5 35,0 26,7 77,0 93,0 55,0 0,0 7,4 2,7 7 27,2 32,6 25,9 90,0 96,0 78,0 18,0 0,0 2,1 8 27,1 30,7 24,4 90,0 96,0 74,0 70,8 0,0 1,0 9 28,3 31,7 27,0 83,0 94,0 67,0 0,1 0,6 2,0 10 26,1 28,2 25,2 92,0 95,0 79,0 40,5 0,2 1,1 11 28,9 33,8 25,6 79,0 95,0 51,0 7,0 2,8 s12 28,4 31,1 27,2 82,0 94,0 72,0 0,2 0,0 2,3 13 29,1 34,1 26,4 81,0 96,0 58,0 1,5 8,2 2,9 14 29,7 34,1 27,3 81,0 95,0 60,0 8,9 2,9 15 30,9 36,2 27,9 78,0 95,0 56,0 8,5 3,7 16 32,0 37,1 28,6 74,0 95,0 50,0 8,8 4,2 17 31,2 35,0 29,4 74,0 92,0 58,0 0,9 3,4 18 27,1 30,8 25,0 88,0 97,0 81,0 25,7 0,8 1,3 19 28,4 31,9 25,6 83,0 96,0 68,0 0,0 2,2 2,1 20 28,7 32,8 26,3 82,0 96,0 61,0 12,3 5,6 2,1 21 30,1 34,8 26,9 78,0 95,0 58,0 8,1 2,8 22 3,3 36,3 27,9 79,0 94,0 54,0 8,5 3,1 23 30,0 33,6 26,6 84,0 93,0 67,0 0,0 2,3 24 26,6 28,7 24,9 90,0 97,0 86,0 2,3 0,0 1,7 25 28,5 32,2 26,4 90,0 96,0 71,0 6,4 1,9 1,9 26 28,4 32,3 26,4 83,0 93,0 71,0 2,5 2,1 27 28,9 33,4 26,0 82,0 92,0 61,0 0,0 7,2 2,9 28 29,7 34,4 26,9 81,0 93,0 61,0 9,3 3,5 29 30,4 34,8 27,6 82,0 93,0 60,0 6,5 3,4 30 30,3 34,1 28,4 87,0 94,0 68,0 3,0 2,8 31 27,7 30,6 24,3 90,0 98,0 78,0 20,6 0,4 2,0 Tổng số 871,8 1022,2 821,4 2571,0 2928,0 2023,0 304,5 123,6 75,6 TB 28,1 33,0 26,5 82,9 94,5 65,3 16,0 4,0 2,4 Max 32,0 37,1 29,4 92,0 98,0 86,0 70,8 9,3 4,2 Min 3,3 28,2 24,3 74,0 91,0 50,0 0,0 0,0 1,0  Số liệu khí tượng tháng 9/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi (mm) TB Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 28,2 32,0 23,8 83,0 96,0 62,0 3,5 2,4 2 29,4 34,1 20,8 81,0 94,0 63,0 6,8 2,7 3 30,2 34,3 20,4 82,0 98,0 61,0 0,0 4,3 2,6 4 25,9 30,5 20,4 91,0 99,0 80,0 53,6 0,0 1,4 5 26,5 28,8 21,9 89,0 97,0 74,0 20,7 1,0 1,0 6 25,7 27,1 23,6 92,0 94,0 82,0 9,9 0,2 1,1 7 27,0 31,4 20,5 84,0 95,0 62,0 10,7 4,0 1,7 8 27,6 32,0 20,2 80,0 93,0 56,0 3,2 2,0 9 28,1 32,6 19,0 80,0 92,0 57,0 6,7 3,0 10 27,4 30,5 18,4 84,0 94,0 66,0 2,3 1,7 11 28,3 32,9 17,2 80,0 92,0 55,0 0,8 5,5 2,0 12 27,6 32,5 15,8 82,0 93,0 60,0 13,7 5,7 2,3 13 28,3 33,1 16,4 77,0 90,0 56,0 5,7 2,6 14 28,6 33,4 16,8 77,0 92,0 56,0 3,6 2,5 15 29,8 34,2 18,4 72,0 90,0 50,0 7,5 2,9 16 30,2 34,2 22,5 69,0 88,0 48,0 8,7 3,8 17 30,5 34,2 22,9 71,0 91,0 52,0 4,7 3,4 18 30,7 34,5 20,6 72,0 92,0 50,0 6,3 3,5 19 29,3 32,3 17,8 78,0 92,0 58,0 0,1 2,7 2,3 20 29,4 33,5 16,8 78,0 92,0 57,0 3,2 4,9 2,2 21 28,8 32,8 16,6 83,0 93,0 60,0 3,4 4,2 2,0 22 29,9 35,3 19,3 72,0 93,0 46,0 8,2 3,1 23 31,1 36,0 21,2 72,0 92,0 48,0 9,0 3,3 24 30,1 33,5 18,2 77,0 93,0 61,0 1,3 0,0 2,9 25 25,7 28,4 17,6 92,0 95,0 88,0 47,8 0,0 0,8 26 27,6 30,9 18,9 86,0 94,0 73,0 4,1 0,0 1,4 27 25,9 28,7 20,1 87,0 94,0 70,0 24,5 0,9 1,3 28 27,5 31,2 14,7 80,0 94,0 60,0 1,1 4,8 2,0 29 28,3 32,4 13,8 70,0 93,0 49,0 0,0 8,8 2,7 30 25,4 29,4 13,4 74,0 89,0 63,0 4,5 0,0 3,1 Tổng số 849,0 966,7 568,0 2395,0 2794,0 1823,0 199,4 123,2 69,7 TB 28,3 32,2 18,9 79,8 93,1 60,8 11,7 4,1 2,3 Max 31,1 36,0 23,8 92,0 99,0 88,0 53,6 9,0 3,8 Min 25,4 27,1 13,4 69,0 88,0 46,0 0,0 0,0 0,8 Số liệu khí tượng tháng 10/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi(mm) TB Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 25,9 29,1 23,8 76,0 86,0 64,0 0,6 1,4 2,6 2 27,5 29,1 24,6 77,0 92,0 56,0 3,4 2,3 3 28,7 32,5 25,5 77,0 94,0 57,0 5,1 2,6 4 29,0 33,1 26,1 76,0 90,0 57,0 2,5 2,8 5 24,8 33,2 23,5 87,0 95,0 72,0 53,5 1,2 1,6 6 26,9 29,7 23,7 69,0 91,0 40,0 7,8 3,0 7 26,4 31,8 23,3 71,0 92,0 46,0 5,5 2,9 8 27,2 30,8 24,6 75,0 89,0 58,0 3,5 2,6 9 27,0 31,2 25,1 79,0 88,0 60,0 0,0 1,5 2,3 10 28,0 30,7 25,8 77,0 91,0 55,0 4,5 2,4 11 27,1 32,4 24,3 83,0 93,0 58,0 31,1 4,1 2,1 12 27,3 32,0 24,5 76,0 93,0 56,0 0,0 4,2 2,5 13 26,8 30,8 24,1 67,0 76,0 51,0 1,4 4,9 4,0 14 23,9 31,0 22,1 79,0 94,0 63,0 1,5 0,0 2,7 15 24,1 27,6 21,9 86,0 93,0 74,0 0,1 0,0 1,1 16 26,6 27,0 22,9 76,0 92,0 49,0 0,0 7,9 2,3 17 27,8 31,9 24,2 70,0 92,0 47,0 7,5 3,1 18 28,0 33,0 24,8 69,0 89,0 50,0 0,0 4,6 3,3 19 27,3 32,3 26,0 78,0 92,0 66,0 2,9 0,0 2,5 20 26,8 29,6 25,1 83,0 93,0 66,0 0,2 0,7 1,3 21 26,7 30,4 24,4 84,0 95,0 69,0 0,0 1,1 1,8 22 28,1 32,9 25,3 79,0 96,0 59,0 0,0 7,7 2,4 23 27,2 32,2 24,4 82,0 93,0 60,0 0,0 4,4 2,3 24 25,2 28,5 22,9 84,0 94,0 71,0 0,0 1,4 2,0 25 25,9 28,3 23,6 79,0 90,0 71,0 0,0 1,8 2,0 26 25,3 27,2 24,1 90,0 97,0 79,0 17,6 0,0 1,2 27 25,9 29,2 23,7 83,0 94,0 69,0 0,1 3,0 1,7 28 25,7 29,3 23,6 79,0 86,0 64,0 1,6 2,1 29 25,8 28,5 24,7 87,0 94,0 73,0 4,5 0,3 1,3 30 25,3 28,2 23,6 93,0 96,0 81,0 8,7 0,0 0,6 31 24,7 25,6 23,8 97,0 97,0 93,0 347,0 0,0 0,4 Tổng số 822,9 939,1 750,0 2468,0 2847,0 1934,0 469,2 91,6 67,8 TB 26,5 30,3 24,2 79,6 91,8 62,4 21,3 3,0 2,2 Max 29,0 33,2 26,1 97,0 97,0 93,0 347,0 7,9 4,0 Min 23,9 25,6 21,9 67,0 76,0 40,0 0,0 0,0 0,4 Số liệu khí tượng tháng 11/2008 Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) Mưa (mm) Nắng (giờ) Bốc hơi(mm) TB Tối cao Tối thấp TB Tối cao Tối thấp 1 24,2 25,4 23,8 98,0 99,0 95,0 128,2 0,3 0,5 2 23,6 26,7 20,8 96,0 99,0 84,0 88,1 1,7 0,5 3 21,2 22,2 20,4 94,0 98,0 85,0 5,0 0,0 0,6 4 21,6 23,4 20,4 93,0 97,0 82,0 19,7 0,0 0,7 5 23,4 26,5 21,9 92,0 95,0 77,0 0,4 0,0 0,6 6 25,8 29,7 23,6 89,0 96,0 67,0 0,9 5,3 1,2 7 24,3 27,9 20,5 90,0 97,0 70,0 8,9 0,6 0,7 8 22,8 27,5 20,2 73,0 94,0 41,0 7,4 7,8 2,9 9 21,6 26,9 19,0 66,0 78,0 42,0 8,9 3,7 10 20,6 25,0 18,4 65,0 77,0 47,0 8,7 3,7 11 19,9 24,9 17,2 66,0 83,0 38,0 9,0 3,1 12 19,4 24,8 15,8 74,0 97,0 41,0 8,6 2,4 13 20,0 25,4 16,4 69,0 91,0 38,0 8,9 2,2 14 20,4 26,0 16,8 78,0 97,0 41,0 7,2 2,5 15 22,2 27,3 18,4 75,0 94,0 52,0 6,2 2,3 16 24,3 27,5 22,5 80,0 94,0 68,0 0,0 2,2 1,5 17 25,0 28,9 22,9 81,0 96,0 61,0 0,0 3,7 2,1 18 22,7 26,1 20,6 80,0 97,0 62,0 4,0 2,3 19 18,9 20,6 17,8 71,0 83,0 63,0 0,0 0,0 2,6 20 18,9 22,5 16,8 62,0 75,0 48,0 7,2 3,6 21 19,5 22,2 16,6 71,0 82,0 57,0 0,0 2,1 22 21,6 24,7 19,3 73,0 85,0 62,0 3,1 2,1 23 21,7 23,2 21,2 84,0 95,0 72,0 0,1 0,0 0,9 24 20,7 24,6 18,2 67,0 88,0 54,0 6,2 3,4 25 21,0 25,0 17,6 70,0 91,0 52,0 4,7 2,7 26 21,9 26,0 18,9 68,0 83,0 50,0 7,7 3,5 27 21,6 25,1 20,1 57,0 72,0 39,0 8,3 4,8 28 18,4 23,5 14,7 59,0 86,0 37,0 9,3 3,6 29 17,4 23,9 13,8 67,0 91,0 41,0 9,3 3,3 30 17,4 24,0 13,4 65,0 100,0 30,0 8,8 2,9 Tổng 642,0 757,4 568,0 2273,0 2710,0 1696,0 258,7 147,7 69,0 TB 21,4 25,2 18,9 75,8 90,3 56,5 21,6 4,9 2,3 Max 25,8 29,7 23,8 98,0 100,0 95,0 128,2 9,3 4,8 Min 17,4 20,6 13,4 57,0 72,0 30,0 0,0 0,0 0,5 1.2. Bảng số liệu khí tượng vụ xuân 2009 (Trạm HAU - JICA) Số liệu khí tượng tháng 1/2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lượng mưa (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 2 NNE 3,9 0 2,6 16,1 18,7 13,6 3 N 2,1 0 3,1 15,8 19,9 12,8 4 5 SE 3,1 0 0,2 19,7 22,2 17,8 6 SE 2,8 0 0 18,9 22,9 17,9 7 NNE 4,7 0 0,1 16,5 18 14,1 8 N 3,9 0 0 14,1 15,2 13,2 9 N 4,8 0 5,3 15 19,8 11,8 10 N 4 0 8,1 13,4 20,2 8,8 11 SE 3,2 0 7,7 13,2 20,7 6,6 12 N 3,3 0 7,1 14 21,3 8,5 13 N 3,7 0 7,1 14,2 20,5 9,2 14 N 3,2 0 6,7 13,5 19,6 8,6 15 NNW 2,8 0 6,9 13,8 20,7 8,5 16 N 2,4 0 6,8 14,7 21,6 8,6 17 SE 4,2 0 7,1 16,2 23,1 10 18 WNW 3,8 0 0 17,2 19,3 15,5 19 SE 6,8 0 6,3 19,8 25,6 16,1 20 SE 5 0 1,5 19,8 24 18 21 NNE 5 0 4,5 19,7 25,3 17 22 SE 5,4 0 5 18,6 22,4 16,2 23 NNE 4,8 0,5 0 17 18,1 15 24 NNE 5,1 0,5 0 11,4 15 10,2 25 NE 3,1 0 0,5 11,1 12,7 9,7 26 N 5,2 0,5 0 11,2 12,8 9,1 27 N 2,8 0 4,4 13,8 16,8 11,5 28 ESE 4,2 0 0 14,1 15,7 12,9 29 N 3,9 1 3,1 14,9 18,4 12,3 30 NNW 3,8 0 8,4 16,8 23,5 11,3 31 SE 5,5 0 6 17,5 21,9 13,5 Tổng 116,5 2,5 108,5 452,0 575,9 358,3 Max 6,8 1 8,4 19,8 25,6 18 Min 2,1 0 0 11,1 12,7 6,6 TB Số liệu khí tượng tháng 2/2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lượng mưa (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 ESE 2,6 0 1,1 18 20,7 15,7 2 NW 3,2 0 0,9 18,8 23,2 17,3 3 SE 5,2 0 3,3 20,2 24,5 17,9 4 SE 4,8 3,5 4,4 20,4 25,5 17,8 5 SE 4,5 0 0,4 19,5 21,8 17,9 6 SE 4,1 0 8,1 21,1 25,9 17,5 7 SE 4,2 0 0,8 19,7 23,7 17,5 8 SE 3,3 0 4,1 19,9 24 17,5 9 SSE 2,7 0 3,9 20,5 25,5 17,4 10 ESE 3,1 0 8,1 21,5 27,3 15,9 11 SE 7,3 0 6,7 21,7 27,8 17,6 12 SE 5,2 0 5,9 22,7 27,5 19,6 13 ESE 4,4 0 6,9 25 31,3 21,4 14 SE 5,5 0 6,2 23,9 30,4 20,9 15 SE 5,6 0 5,1 24,3 28,5 21,5 16 SE 6,9 0 4 24,8 28,6 22,7 17 SE 7,7 0 3,7 24,4 28 22,6 18 SE 6,8 0 4,2 23,9 27 22,3 19 SE 7,1 0 2,8 24,2 27,6 21,9 20 ESE 4,5 1,5 0,1 21,1 25,6 17,4 21 SE 5,6 0,5 0 19,4 22,1 17,7 22 SE 5,1 1 0 22,3 23,7 20,1 23 ESE 4 0 0,9 23,7 25,6 22,9 24 SE 7,4 0 3,3 24,8 28,2 22,9 25 26 SE 5,2 0,5 0 23,9 24,8 23,2 SE 3,9 0,5 0 23,9 25 23,1 27 28 Tổng 129,9 7,5 84,9 573,6 673,8 510,2 Max 7,7 3,5 8,1 25,0 31,3 23,2 Min 2,6 0,0 0,0 18,0 20,7 15,7 TB 5,0 0,3 3,3 22,1 25,9 19,6 Số liệu khí tượng tháng 3 năm 2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lượng mưa (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 2 NNE 3,8 0 0 14,7 16,3 13,8 3 NNE 4,6 0 0,7 16 18,8 13,7 4 NNE 2,4 2,5 0 17,3 19,3 15,6 5 NNE 5,7 1 0 18,3 20 17,4 6 SE 3,4 0 1,6 17,6 19,8 16,7 7 NNE 3,2 0 2,2 16,8 18,4 15,6 8 N 2,3 0 0 15,6 16,3 14,9 9 SSE 3,5 0 1,9 20,5 23,9 17,7 10 SE 4 0 0 19,6 20,3 19 11 SE 2,7 0,5 0 20,8 22,3 19 12 SE 2,8 3,5 0 22,4 22,9 21,6 13 NNE 8,9 3,5 1 21,0 25,7 16,1 14 NNE 4,9 0 7,5 17,5 22,4 13,7 15 SE 3,9 0 7,7 17,5 22,2 12,7 16 N 0,8 0 0 16,3 17 15,9 17 18 19 SE 3,6 0 0 24,8 26,6 24,2 20 SE 4,2 1 0 23,8 25,1 23,2 21 SE 5 0 7,1 25,5 30,3 22,4 22 ESE 4 0 5,1 25,6 29,3 23,7 23 ESE 6 0 5,8 26,2 30,6 23,8 24 NE 3,1 0 0 24,5 26,7 23,4 25 NNE 3,2 19 0 21,7 24 19,8 26 SE 4,6 0 0,2 21,2 23,2 19,5 27 SE 6,6 1 6,5 24,6 29,4 21 28 SE 4,5 0,5 8,4 26 30,7 22,8 29 S 5,1 0 5,6 25,0 27,9 22,1 30 NE 3 0,5 0 21,3 22,8 18,7 31 NNE 3,7 1 0 18,4 19,8 17 Tổng 113,5 34,0 61,3 580,6 652,0 525,0 Max 8,9 19,0 8,4 26,2 30,7 24,2 Min 0,8 0,0 0,0 14,7 16,3 12,7 TB 4,1 1,2 2,2 20,7 23,3 18,8 Số liệu khí tượng tháng 4/2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lượng mưa (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 1 3,7 2 0 17,9 19,8 16,6 2 16 4,3 16 0 17,3 18,5 16,2 3 6 5,1 0,5 1,5 20,8 24 17,7 4 6 3,9 0,5 2,1 23,4 26,6 21,1 5 15 8 11 1,1 21,4 25,4 18,3 6 16 3,9 0 5,2 20,3 24 18,4 7 8 6 5,6 0 1,7 22,7 25,4 21,3 9 6 6,2 0 4,6 23,4 26,8 21,3 10 6 5,8 0 4,3 24,2 27,6 22,6 11 11 4,9 1 1,7 23,7 26,4 22,8 12 6 7 0,5 5,2 24,9 28,7 23 13 7 3,9 0 6,2 26,7 30,7 24,2 14 15 6 5,5 0 3,5 26,6 29,5 24,4 16 6 3,5 3,5 6,7 27,1 32 24,2 17 6 5,1 0 2,6 25,6 28,5 24 18 6 5,8 0 5,2 27 31,2 24,7 19 6 3,2 0 8 29,5 35,8 25,2 20 16 6,2 2 7,3 27,2 32,1 23,3 21 6 3,5 0 9,3 26,9 32,2 23 22 6 5,2 0 8 26,3 30,5 22,9 23 6 4,3 0 4,4 27,0 29,9 24,9 24 6 5,5 0 0,1 27,1 31,4 24 25 16 5 3,5 3,4 24,3 27,1 21,9 26 6 4,6 0 2,3 24,1 29,4 21,3 27 7 4,4 0 4,6 23,6 28,1 20,6 28 6 2,4 0 0 23,5 25,2 22 29 5 4,4 4,5 0,4 23,7 25 22,9 30 6 4,7 0,5 0,3 24,3 26,1 23 Tổng 218,0 135,6 45,5 99,7 680,5 777,9 615,8 Max 16,0 8,0 16,0 9,3 29,5 35,8 25,2 Min 1,0 2,4 0,0 0,0 17,3 18,5 16,2 TB 8,5 5,2 8,0 4,7 23,4 27,2 20,7 Số liệu khí tượng tháng 5/2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lợng ma (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 SE 4,8 0 4,9 24,8 28,6 22,3 2 N 2,8 0 8,2 25,2 29,7 21,1 3 4 SE 4,9 0 8,5 26,8 31,3 22,8 5 SE 5,5 0 7,4 25,2 29,5 22,3 6 SE 4,4 0 1,3 24,6 27,2 23,2 7 SE 5,4 4,5 2 25,1 28,5 23,6 8 SE 9,6 149 0 24,8 25,8 22,8 9 10 SE 5,2 0 1,9 26,9 28,6 25,7 11 SE 7 0 4,7 27,4 30,9 24 12 SE 6,7 0,5 8,1 27,8 31,6 25,4 13 SE 6,1 0 9,6 27,7 32,1 25,2 14 SE 6,3 3,5 5 26,8 31,3 24,7 15 SE 8 24,5 6,1 26,6 30,5 23,5 16 SE 6,3 28 3,3 27,2 29,9 25,5 17 SE 5 0,5 6 28,4 32,9 25,7 18 SE 4,7 9,5 1 26 28,8 24,2 19 SE 2,8 0 1,4 25,54 29,1 24,4 20 21 22 23 ESE 2,1 0 2,6 29,1 33,1 26,5 24 N 3,7 0 11,3 29,3 33,7 25,6 25 SE 3,9 0 10,6 29 33,5 25,7 26 SE 4,7 0 10,5 29 33,6 25,7 27 SE 4,8 0 8,6 29,3 34,3 26,4 28 E 4,2 0 5,3 29,1 31,6 26,7 29 NNW 5,4 50 0,5 23,3 27,7 21,8 30 N 2,5 0 1,7 24,42 29 22,9 31 Tổng 126,8 270,0 130,5 669,4 762,8 607,7 Max 9,6 149,0 11,3 29,3 34,3 26,7 Min 2,1 0,0 0,0 23,3 25,8 21,1 TB 5,1 10,8 5,2 26,8 30,5 24,3 Số liệu khí tượng tháng 6/2009 trạm HAU-JICA Ngày Hướng gió Tốc độ gió Max (m/s) Lượng mưa (mm) Số giờ nắng (giờ) Nhiệt độ không khí TB (oC) Nhiệt độ không khí Max (oC) Nhiệt độ không khí Min(oC) 1 SE 6,4 0,5 6,5 29,6 33,1 26,7 2 SE 5,9 17,5 6,3 29,2 34,9 26,7 3 NW 7,1 7 6,5 24,8 28,7 21,7 4 NW 3,6 0 11 27,8 34 22,7 5 SW 3,8 0 4,7 28 33 24,5 6 S 4 0 6,8 29,5 34,6 25,8 7 S 4,6 0 7,5 30,9 36,2 27,3 8 SW 4,6 0 7,9 31,8 37,5 27,5 9 ESE 3,6 0 2,7 32,6 37,4 29,1 10 ESE 3,8 0 9 31,6 36,8 27,5 11 N 8 6 7 28,7 31,9 24,8 12 13 SE 3 0 0,6 30 33,5 28,6 14 ESE 4,1 0 6,3 30,6 35,5 27,3 15 NNE 9,7 19 6,3 28,9 35,6 25,4 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tổng 72,2 50,0 89,1 414,0 482,7 365,6 Max 9,7 19,0 11,0 32,6 37,5 29,1 Min 3,0 0,0 0,6 24,8 28,7 21,7 TB 5,2 3,6 6,4 29,6 34,5 26,1 Phụ lục 2. Xử lý số liệu trên IRRISTAT Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng R BALANCED ANOVA FOR VARIATE VAR03 FILE SO BONG 15/ 7/** 9: 5 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên VARIATE V003 VAR03 So bong/khom ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SO BONG 15/ 7/** 9: 5 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT VAR01 ------------------------------------------------------------------------------- VAR01 NOS VAR03 24 3 5.30000 250 3 4.50000 255 3 3.60000 258 3 5.10000 267 3 6.10000 270 3 4.60000 SE(N= 3) 0.138148 5%LSD 34DF 0.397021 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SO BONG 15/ 7/** 9: 5 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |VAR01 | (N= 18) -------------------- SD/MEAN | | NO. BASED ON BASED ON % | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | VAR03 18 4.8020 0.81988 0.23928 5.0 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE VAR03 FILE SO HAT/BONG 15/ 7/** 10:28 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên VARIATE V003 VAR03 So hat/bong ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SO HAT/BONG 15/ 7/** 10:28 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT VAR01 ------------------------------------------------------------------------------- VAR01 NOS VAR03 24 3 140.600 250 3 103.800 255 3 160.300 258 3 176.800 267 3 170.200 270 3 161.800 SE(N= 3) 6.17327 5%LSD 34DF 17.7412 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SO HAT/BONG 15/ 7/** 10:28 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |VAR01 | (N= 18) -------------------- SD/MEAN | | NO. BASED ON BASED ON % | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | VAR03 18 206.70 27.083 10.692 5.2 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE VAR03 FILE TY LE CHAC HAT CHAC 15/ 7/** 15: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên VARIATE V003 VAR03 ty le hat chac ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE TYLECHAC 15/ 7/** 15: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT VAR01 ------------------------------------------------------------------------------- VAR01 NOS VAR03 24 3 92.6000 250 3 84.4000 255 3 83.6000 258 3 90.2000 267 3 92.1000 270 3 80.4000 SE(N= 3) 0.916195 5%LSD 34DF 2.63303 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE TYLECHAC 15/ 7/** 15: 7 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |VAR01 | (N= 18) -------------------- SD/MEAN | | NO. BASED ON BASED ON % | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | VAR03 18 82.024 5.9461 1.5869 1.9 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE VAR03 FILE P1000 HAT 15/ 7/** 15:45 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên VARIATE V003 VAR03 P1000hat ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE P1000HAT 15/ 7/** 15:45 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT VAR01 ------------------------------------------------------------------------------- VAR01 NOS VAR03 24 3 25.2000 250 3 25.8000 255 3 21.0000 258 3 19.5000 267 3 24.0000 270 3 22.5000 SE(N= 3) 0.675965 5%LSD 34DF 1.94264 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE P1000HAT 15/ 7/** 15:45 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |VAR01 | (N= 18) -------------------- SD/MEAN | | NO. BASED ON BASED ON % | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | VAR03 18 24.439 2.0432 1.1708 4.8 0.0000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE VAR03 FILE NSCT 26/ 7/** 9:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 1 Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên VARIATE V003 VAR03 NSCT ----------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE NSCT 26/ 7/** 9:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT VAR01 ------------------------------------------------------------------------------- VAR01 NOS VAR03 24 3 17.9000 250 3 11.0000 255 3 9.70000 258 3 13.2000 267 3 24.6000 270 3 11.6000 SE(N= 3) 0.247339 5%LSD 34DF 0.710821 ------------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE NSCT 26/ 7/** 9:55 ---------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |VAR01 | (N= 18) -------------------- SD/MEAN | | NO. BASED ON BASED ON % | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | VAR03 18 19.994 3.4392 0.42840 2.1 0.0000 ._.