Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa nếp địa phương

1. MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới (lúa mì, lúa, ngô). Ngoài được sử dụng làm lương thực thì sản phẩm phụ của lúa gạo còn có vai trò quan trọng trong ngành chế biến cũng như cho ngành chăn nuôi. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên rất thích hợp cho cây lúa phát triển. Từ lâu, cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu và có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Để từ một nước nông nghiệp lạc hậu trở thành nước xuất khẩu gạo thứ hai thế giới thì ngoài những điều kiện tự nhiên thuận lợi cùng kinh nghiệm sản xuất lúa nước từ lâu đời của người dân cần phải kể đến sự phát triển vượt bậc về khoa học nông nghiệp trong đó, công tác giống và bảo vệ thực vật chiếm một vị trí hết sức quan trọng. Hiện nay, ngoài việc chú trọng nâng cao năng suất và sản lượng lúa tẻ thì lúa nếp cũng được xem là chiến lược của nhiều vùng sản xuất lúa do nhu cầu lúa nếp chất lượng càng cao. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân cơ bản làm giảm năng suất và sản lượng lúa hàng năm là sâu bệnh. Trong đó, bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây hại nặng ở cả lúa nếp và lúa tẻ. Theo số liệu thống kê của cục bảo vệ thực vật từ năm 1999 đến năm 2003, bệnh làm giảm sản lượng trung bình từ 6 - 60% năng suất lúa hàng năm. Tác hại chủ yếu của bệnh là làm cho lá lúa mà đặc biệt là lá đòng sớm tàn, nhanh chóng khô chết, bộ lá sơ xác, ảnh hưởng tới quang hợp dẫn đến tỉ lệ hạt lép cao, năng suất giảm sút rõ rệt. Các biện pháp phòng trừ như biện pháp canh tác, chế độ bón phân hợp lý, biện pháp hoá học… đều cho hiệu quả không cao. Biện pháp phòng chống hữu hiệu nhất là chọn giống kháng bệnh. Muốn chọn tạo giống chống bệnh bạc lá lúa thành công và bền vững thì trước hết phải có nguồn gen kháng phong phú. Tập đoàn các giống lúa địa phương thường mang nhiều đặc tính quý về các khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận và sâu bệnh hại, trong đó khả năng kháng bệnh được các nhà chọn giống đặc biệt quan tâm - Đây chính là nguồn cung cấp gen kháng bệnh phong phú và rất có ý nghĩa cho công tác chọn tạo giống chống bệnh. Để khai thác và sử dụng nguồn gen này thì việc xác định khả năng kháng của từng giống lúa là việc làm rất cần thiết. Tuy nhiên, việc xác định chính xác các giống lúa có chứa gen kháng bệnh hay không lại là một việc làm rất khó khăn. Phương pháp truyền thống là tiến hành lây nhiễm nhân tạo khi lúa làm đòng, sử dụng các dòng đẳng gen và phổ chống nhiễm, sau 18 – 20 ngày sẽ cho kết quả. Phương pháp này cũng thành công song còn phụ thuộc vào điều kiện môi trường nên độ chính xác chưa cao. Để khẳng định chính xác khả năng mang gen kháng của các giống lúa nghiên cứu thì sử dụng phương pháp PCR là một hướng được nhiều nhà khoa học quan tâm. Phương pháp PCR chỉ cần sử dụng hai đoạn mồi đặc hiệu cho gen cần xác định rồi nhân PCR, sản phẩm nhân PCR được chạy điện di để xác định sự đa hình. Hiện nay có rất nhiều các RFLP liên kết với gen kháng bệnh đã được xác định trình tự AND, việc thiết kế các đoạn mồi đơn giản. Vì vậy, áp dụng PCR trong chọn tạo giống kháng bệnh có ý nghĩa lớn cả về kinh tế và tính hiệu quả của phương pháp. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa nếp địa phương”. 1.2 Mục đích Tìm ra các giống lúa nếp địa phương có khả năng kháng bệnh bạc lá phục vụ cho chọn tạo giống chống bệnh bền vững. 1.3 Yêu cầu * Khảo sát một số đặc điểm nông sinh học của tập đoàn giống lúa nếp địa phương. * Lây nhiễm nhân tạo và đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa nếp địa phương. * Sử dụng chỉ thị phân tử PCR tìm gen kháng bệnh bạc lá ở tập đoàn giống lúa nếp địa phương. 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gen địa phương và vấn đề bảo quản nguồn gen cây lúa. 2.1.1 Hiện trạng sử dụng nguồn gen địa phương Việt nam nổi tiếng về sự phong phú, đa dạng sinh học. Đây được coi là cái nôi của nhiều loài cây lương thực quan trọng. Theo thống kê nước ta có tới hơn 1810 giống ngô, 75 giống khoai lang, 33 giống đay, 114 giống lạc, 224 giống đậu đỗ, 48 giống dâu… Các nhà khoa học cho rằng Việt Nam là một trong những cái nôi của nền văn minh nông nghiệp lúa nước, cả nước có khoảng 2.000 giống lúa cổ truyền trong đó có 206 giống lúa nếp, hiện vẫn còn những loài lúa hoang dại trong tự nhiên. Qua qu¸ tr×nh canh tác hàng nghìn năm, Việt Nam đã lưu giữ, chọn tạo được nhiều giống lúa quý, chất lượng nổi tiếng, riêng về lúa nếp đã tới ba bốn chục giống. Thí dụ: giống nếp hương, nếp hoa vàng, nếp rồng Nghệ An, nếp chân voi, nếp cà cuống, nếp dâu, nếp cánh sẻ, nếp bầu . Do quá trình chọn lọc, trồng cấy hàng nghìn đời nên chúng có khả năng thích nghi và chịu đựng tốt với môi trường ruộng đồng [43], [47].   Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI đã hợp tác chính thức với Việt Nam từ năm 1975 trong chương trình thử nghiệm giống lúa quốc tế (IRTP) trước đây và nay là chương trình đánh giá nguồn gen cây lúa (INGER). Trong quá trình hợp tác, Việt nam đã nhận được 279 tập đoàn lúa gồm hàng nghìn mẫu giống mang nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, năng suất cao, chất lương tốt, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận. Việt Nam đã tiến hành công tác bảo tồn nguồn gen từ những năm 1987, kết quả đạt được là đã bảo tồn và lưu giữ được trên 13.500 giống thực vật tại trung tâm tài nguyên thực vật (Lưu Ngọc Trình, 2000), trên 450 giống lúa có khả năng chịu hạn, chịu úng ngập và chống chịu sâu bệnh tốt (Trần Duy Quý, 2000), trên 480 giống cây ăn quả và rau (Vũ Mạnh Hải, 2000) [7]. Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia đã nghiên cứu bình tuyển, phục tráng, chọn lọc và thử nghiệm một số dòng/giống cây trồng để phát triển trong sản xuất: giống khoai môn KMC-1 và KMN-1, khoai sọ KS-5, lúa nếp Quýt đặc sản, lúa thơm ngắn ngày LT-3, lúa nếp thơm ngắn ngày NT-96, giống hoa Uất Kim Cương Tím, giống đậu tương nhập nội TN1, đậu tương cao sản DT-2006... Đặc biệt, giống khoai sọ KS4 và giống hoa Đuôi chồn đỏ đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật (giống quốc gia) [46]. 2.1.2 Vấn đề bảo quản nguồn gen cây lúa Cây lúa đươc xem như là cây trồng đầu tiên trên thế giới được công bố hoàn thành đọc chuỗi ký tự DNA [40]. Với khoảng 50.000 gen, bộ genom cây lúa có 12 nhiễm sắc thể bao gồm 430 triệu cặp base của phân tử DNA, trung bình mỗi gen có khoảng 3000bp. Nguồn gen phong phú này chủ yếu tồn tại trong các giống địa phương. Với hệ gen phong phú Indica: 45.000 – 56.000 gen, Japonica: 32.000 – 50.000 gen (2003), đây là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng để các nhà chọn giống lai tạo giống mới. * Đặc điểm của giống lúa địa phương Các giống lúa địa phương được hình thành do quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo lâu dài trong điều kiện địa phương do vậy, chúng có một số đặc điểm cơ bản đó là [7]: - Cho năng suất ổn định do thích nghi cao với điều kiện địa phương. - Có tính chống chịu tốt với một số sâu bệnh nguy hiểm và điều kiện bất thuận của tự nhiên. Trong quần thể các giống lúa địa phương tồn tại rất nhiều gen quý như: các gen quy định tính kháng bệnh, gen quy định mùi thơm… Ở các địa phương do tập quán, điều kiện canh tác, khả năng tiếp cận khoa học kỹ thuật của đồng bào các dân tộc miền núi chưa cao, nên nhiều nơi còn duy trì và trồng một số giống lúa địa phương bản địa. Thành phần của các giống lúa này rất đa dạng và phong phú. Dần dần, do sự phát triển kinh tế trong đó có nông nghiệp thì họ sẽ bỏ dần giống cũ và thay thế các giống lúa lai mới nhập nội có năng suất cao hơn nhưng khả năng kháng bệnh lại rất kém đã tiềm ẩn nguy cơ sâu bệnh bùng phát trên diện rộng. Do đó công tác chọn tạo các giống lúa có khả năng kháng bệnh là việc làm rất cấp thiết nhằm đảm bảo am ninh lương thực. Tuy nhiên, để chọn tạo giống kháng sâu bệnh thành công thì nguồn gen các giống lúa địa phương bản địa có ý nghĩa rất to lớn. Vấn đề đặt ra là phải thường xuyên tiến hành đánh giá, thu thập và bảo quản nguồn gen, dùng các biện pháp kỹ thuật thích hợp để lai tạo giống mới dựa trên những tính trạng tốt của các giống lúa địa phương. 2.1.3 Các hướng sử dụng nguồn gen địa phương Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, bằng nhiều phương pháp khác nhau và tuỳ vào từng điều kiện cụ thể, người ta có nhiều cách để sử dụng nguồn gen địa phương làm sao để đạt kết quả tốt nhất. - Dùng phương pháp chọn lọc trực tiếp: Từ quần thể địa phương, các nhà khoa học tiến hành chọn tạo trực tiếp bằng cách chọn những cá thể tốt nhất với kiểu sinh thái địa lý và gây thành giống mới. Ví dụ: Giống lúa Mộc Tuyền được chọn ra từ giống Mộc Khâm [7]. - Dùng trong các tổ hợp lai: Các nhà khoa học sử dụng các giống lúa địa phương có một số phẩm chất tốt như có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận, mang gen mùi thơm… để lai với các giống khác có tính trạng bổ sung như thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, … nhằm tạo giống mới. - Dùng phương pháp gây đột biến: Các giống địa phương mang tính trạng quý nhưng còn có nhược điểm được sử dụng làm vật liệu gây đột biến nhằm cải tiến tính trạng mong muốn. Ví dụ: đã gây đột biến tạo dòng nếp cái hoa vàng vừa mang gen mùi thơm vừa cấy được cả hai vụ, khắc phục được nhược điểm phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, dễ đổ…[1] 2.1.4 Các kỹ thuật sinh học áp dụng để tạo nguồn gen cây lúa. 2.1.4.1 Nuôi cấy bao phấn Nuôi cấy bao phấn để tạo cây đơn bội là kỹ thuật được áp dụng tương đối thành công trên các giống lúa Japonica. Tuy nhiên đây cũng là một nhược điểm vì chương trình cải tiến giống lúa của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc Châu Á yêu cầu phải tạo được nhóm lúa Indica. 2.1.4.2. Cứu sống phôi mầm Là kỹ thuật khắc phục hiên tượng bất thụ khi lai xa, có thể tạo ra con lai, đặc biệt là khi lai giữa lúa hoang dại và lúa trồng. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là sự tái tổ hợp các genom bố mẹ và nhiều con lai khác khác loài có thể không cho ra một giá trị cụ thể nào cả. Do vậy, nó ít được sử dụng trong chương trình cải tiến giống. 2.1.4.3. Khai thác bất dục đực tế bào chất. Kỹ thuật này dùng để tạo ra các giống lúa lai F1, đã và đang áp dụng khá thành công ở Trung Quốc với ưu thế về năng suất vượt 20 – 30% so với các giống lúa đang trồng có năng suất cao nhất [2]. Hệ thống lúa lai 3 dòng: Dòng A (bất dục đực), dòng B (duy trì tính bất dục), dòng R (phục hồi hữu dục), đã được áp dụng khá thành công với khoảng 22 dòng CMS có nguồn gốc từ IRRI và Trung Quốc (Jachuk, 1986). Lúa lai 3 dòng tạo ưu thế lai với những ưu điểm như: có khả năng cho năng suất cao, có khả năng tích luỹ chất khô cao, khả năng thích nghi rộng, cây con phát triển mạnh, có tính kháng sâu bệnh. Tuy nhiên nhược điểm của ưu thế lai là quá trình thuần hoá dòng cha mẹ rất tốn kém, giá thành hạt lai cao. Hệ thống lúa lai 2 dòng ra đời đã phần nào khắc phục được những nhược điểm trên. Hệ thống lúa lai hai dòng bao gồm: dòng PGMS (bất dục đực do tính cảm quan) và TGMS (bất dục đực do tính cảm nhiệt). Ưu điểm của hệ thống này là có thể dùng bất kỳ nguồn gen phục hồi nào đó cũng được và rút ngắn quá trình sản xuất hạt lai. 2.1.4.4. Dung hợp tế bào trần Phương pháp này đã được áp dụng để tái sinh cây lúa từ tế bào trần ở cả hai loại hình Indica và Japonica (Lee et al, 1989). Người ta cũng có thể sản xuất con lai somatic giữa các loài có khoảng cách di truyền rất xa. Tuy nhiên, lợi ích của những con lai này vẫn chưa được biết rõ. 2.1.4.5. Kỹ thuật chuyển gen Đây là kỹ thuật được tạo ra nhờ những tiến bộ trong nuôi cấy mô và sinh học phân tử. Có hai cách để chuyển một gen lạ vào cây trồng: - Chuyển qua vector: Các plasmis có thể được dùng làm vector để chuyển các vật liệu di truyền vào tế bào thực vật, nó được gọi là Ti-plasmis và Ri-plasmis. - Truyền trực tiếp ADN bằng các phương pháp: Phương pháp vi tiêm (tiêm trực tiếp dung dịch ADN vào các tế bào trần dưới áp lực cao); Biến nạp bằng xung điện (trong điện trường xoay đều với tần số cao, các tế bào trần liên kết lai với nhau, sau đó dùng xung điện một chiều để dunn hợp chúng lại); Phương pháp mở lỗ điện (các tế bào trần và ADN cần biến nạp cùng nằm trong một dung dịch sinh lý thích hợp, người ta cho xung điện chạy qua dung dịch, tạo nên các lỗ hổng trên màng sinh chất, nhờ vậy các phân tử ADN có thể chui vào bên trong); Dùng súng bắn gen,..... Phương pháp này đã tạo ra một số giống lúa kháng bệnh bạc lá: VL902 (gen Xa – 21 được chuyển vào loài phụ Indicca) [23]. 2.1.4.6. Ứng dụng marker phân tử Kỹ thuật này dùng để đánh dấu các gen có tầm quan trọng kinh tế. Những ứng dụng của phương pháp này là: - Xác định mức độ phong phú di truyền. - Xác định mức độ chính xác về di truyền của con lai. - Ước định mức độ lẫn tạp và phát hiện sự du nhập gen hoang dại. 2.1.5 Sự lẫn giống Trước khi trồng một giống lúa nào, nông dân cần phải xác định xem giống đó lẫn bao nhiêu phần trăm. Lẫn giống là tình trạng dễ gặp trong công tác thu thập giống. Lẫn giống có tác hại làm cho giống nhanh chóng bị thoái hoá, làm giảm chất lượng thương phẩm, chất lượng xay xát… Có nhiều nguyên nhân gây thoái hoá giống: lẫn giống do cơ giới (trong quá trình vận chuyển, quá trình phơi phóng), lẫn giống do xuất hiện các biến dị, do tàn dư cỏ dại,… Khi phát hiện thấy giống bị lẫn > 5% thì phải tiến hành khử lẫn triệt để. Khi quyết định có nên đưa một giống mới vào gieo trồng hay không, trước hết phải qua khâu chọn hạt giống, hạt giống phải khoẻ, mẩy, đồng đều, không lẫn giống. Trước khi gieo cấy phải dọn sạch tàn dư cỏ dại và cây trồng vụ trước, thường xuyên tiến hành khử lẫn đồng ruộng. 2.2 Vị trí của lúa nếp trong đời sống và nguồn gen di truyền cây lúa nếp 2.2.1 Vị trí, vai trò của lúa nếp trong đời sống của người Việt Nam Lúa là cây lương thực chính của người Việt Nam, từ xa xưa cây lúa được phân biệt thành hai loại nếp và tẻ và cả hai đều đóng góp vai trò quan trọng trong văn hoá ẩm thực Việt Nam. Lúa nếp được trồng lâu đời ở Việt Nam và được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như dùng làm đồ thờ cúng ông bà tổ tiên, trong các bữa tiệc, lễ hội bao giờ cũng có mặt những món ăn từ lúa nếp. Từ những loại bánh, món ăn cổ truyền nổi tiếng như bánh chưng, bánh dày, bánh cốm, cốm ,… đến thứ “nước uống” đặc biệt rượu đều được làm từ lúa nếp cổ truyền. Chính lúa nếp đã góp phần làm nên hương vị hấp dẫn, độc đáo giầu tính nhân văn của văn hoá ẩm thực Việt Nam. Lúa nếp chiếm khoảng 10% trong sản xuất lúa nói chung, giá trị hàng hoá của lúa nếp gấp 1,5 lần lúa tẻ. Ở khu vực đồng bằng lúa nếp được trồng chính ở vụ mùa và một phần ở vụ chiêm, chất lượng của lúa nếp trồng ở đồng bằng cao hơn ở khu vực miền núi [32]. 2.2.2 Nguồn gen di truyền lúa nếp Nguồn gen di truyền lúa nếp ở Việt Nam lần đầu tiên được Lê Quý Đôn thế kỷ 18 (Theo Bùi Huy Đáp, 1980) mô tả trong cuốn “ Vân đài loại ngữ” với 70 giống lúa cổ truyền, trong đó có 29 giống lúa nếp [32]. Lúa nếp đã được người nông dân Việt Nam cải tiến và sử dụng đa dạng nguồn gen. Ngân hàng gen quốc gia tại Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã bảo quản 1200 mẫu giống bản địa lúa nếp được thu thập trên toàn quốc, trong số này có gần 200 mẫu giống được thu thập trước những năm 1990, là những giống có nguồn gốc chủ yếu ở khu vực đồng bằng, còn hơn 1000 mẫu giống được thu thập sau năm 1990, chủ yếu là lúa nương ở khu vực miền núi [32]. Năm 1995, Lương Ngọc Trình và các cộng sự dựa trên các mẫu isozyme để phân loại 643 giống lúa cổ truyền đại diện cho các hệ sinh thái của Việt Nam, phát hiện dòng lúa Indica chiếm 91,9% nguồn gen lúa Việt Nam, lúa japonica chiếm 6,8% và 1,3% là không phân loại được. Kết quả này đã giới thiệu một cấu trúc di truyền chung của nguồn gen lúa Việt Nam [44]. Trong số 359 mẫu giống nếp địa phương bảo quản tại ngân hàng gen quốc gia được phân loại bằng phản ứng phenol đã cho thấy 56,6% là lúa japonica, 45,4% là lúa indica. Kết quả này là chính xác vì phần chính của 359 mẫu giống địa phương được phân loại này là lúa nương. Lưu Ngọc Trình (1999) sử dùng phương pháp RADP phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen lúa, đã thấy trong số 29 mẫu giống lúa nếp địa phương đại diện cho các vùng sinh thái khác nhau của Việt Nam có 20 mẫu giống xấp xỉ 68,9% là lúa japonica [32]. Trong 315 mẫu giống lúa nếp địa phương, xấp xỉ 40% gen lúa nếp đã được đánh giá và đưa vào cơ sở dữ liệu của ngân hàng gen quốc gia. Điều này cho thấy lúa nếp đa dạng ít hơn lúa tẻ. Tuy nhiên, Lưu Ngọc Trình (1999) sử dụng phương pháp RADP để nghiên cứu đa dạng di truyền của 67 mẫu giống địa phươngn đại diện cho lúa Việt Nam đã thấy rằng tính đa dạng lúa nếp và lúa tẻ trong nguồn gen lúa Việt Nam là ngang nhau [32]. Qua quá trình canh tác hàng nghìn năm, Việt Nam đã lưu giữ, chọn tạo được nhiều giống lúa nếp quý như giống nếp hương, nếp cái hoa vàng, nếp rồng Nghệ An, nếp chân voi, nếp cà cuống, nếp dâu, nếp cánh sẻ, nếp bầu... Do quá trình chọn lọc, trồng cấy hàng nghìn đời nên chúng có khả năng thích nghi và chịu đựng tốt với môi trường. Đây chính là quỹ gen phong phú, đa dạng – một nguồn gen hết sức quý giá. 2.3 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá lúa 2.3.1 Nguồn gốc và phân bố của bệnh bạc lá lúa Bệnh bạc lá lúa được phát hiện đầu tiên ở Fukuoka - Nhật Bản, vào năm 1884, và trở nên phổ biến ở tất cả các nước trồng lúa trên thế giới trong khoảng từ cuối thập kỷ 60 đến đầu thập kỷ 80, đặc biệt là các nước trồng lúa châu Á như Ấn Độ (1940), Indonexia (1950), Philippin (1957), Trung Quốc (1957), Pakistan (1976).... Ngoài ra, người ta còn quan sát được bệnh này ở châu Phi (1975) và châu Mỹ la tinh (1979) [24]. Tuy nhiên, bệnh bạc lá phổ biến và gây hại nặng nhất ở các nước trong vùng nhiệt đới châu Á như: Ấn Độ, Philippin và Việt Nam.... Đặc biệt, bệnh gây hại nặng hơn khi mở rộng diện tích trồng 1 số giống lúa nửa lùn cho năng suất cao kết hợp với các hình thức thâm canh trong cuộc Cách mạng xanh [70]. Vì vậy, đây là vấn đề rất quan trọng đối với các nước trồng lúa nói chung và các nước trồng lúa ở nam Á nói riêng. Ở Việt Nam, bệnh bạc lá lúa được phát hiện từ sau hoà bình lập lại (1954), trên các giống lúa địa phương cao cây, nhưng mức độ gây hại không nghiêm trọng [19]. Khi phong trào thâm canh lúa phát triển, mở đầu bằng việc gieo trồng các giống lúa cải tiến, chịu phân, cho năng suất cao, kết hợp với việc sử dụng nhiều phân bón, đặc biệt là phân đạm thì bệnh bạc lá thực sự trở nên nghiêm trọng và thường xuyên gây hại trong vụ mùa. Bệnh đã phát triển thành dịch lớn ở một số tỉnh Đồng bằng sông hồng trong vòng từ năm 1968-1975 [47]. Trong những năm gần đây, bệnh bạc lá có xu hướng tăng lên và gây hại ở cả vụ xuân. Điều này do nhiều nguyên nhân gây nên, trong đó phải kể đến việc gieo trồng và sử dụng rộng rãi các giống lúa nhập nội từ Trung Quốc, chưa qua khâu đánh giá tính chống bệnh. Phần lớn các giống này có phản ứng nhiễm vừa đến nhiễm nặng đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá ở Việt Nam. Theo cục Bảo vệ thực vật, trong năm 1994, diện tích bị bệnh bạc lá hại đã lên tới 120.000 ha ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Hồng [47]. Theo Hà Minh Trung (1996), bạc lá lúa là một trong ba loại bệnh nặng và phổ biến trên cả nước [45]. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của ngành trồng lúa, nhiều công trình nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa đã được tiến hành và tập trung vào các mặt như dịch tễ học, đặc điểm sinh lý sinh hoá của vi khuẩn, giống chống bệnh.... Những thành công trong các công trình nghiên cứu này đã góp phần không nhỏ vào việc làm giảm tác hại của bệnh bạc lá, làm tăng chất lượng và sản lượng lúa hàng năm. 2.3.2 Tác hại của bệnh bạc lá lúa Tác hại chủ yếu của bệnh bạc lá lúa là làm cho lá đòng và các lá công năng cháy, sớm tàn, nhanh chóng trở nên khô, chết; làm bộ lá xơ xác, ảnh hưởng tới khả năng quang hợp của cây; làm tăng tỉ lệ hạt lép, dẫn tới giảm năng suất rõ rệt [16], [48]. Tuy nhiên, mức độ thiệt hại nặng hay nhẹ còn phụ thuộc khả năng kháng của từng giống và tác nhân gây bệnh là các chủng vi khuẩn khác nhau. Ấn Độ hàng năm có tới hàng triệu ha bị bệnh nặng, năng suất giảm từ 6 – 60% (Theo Srivastava,1972) [70]. Ở Nhật Bản trong những năm gần đây hàng năm có từ 300.000 – 400.000 ha lúa bị bệnh nặng, với năng suất giảm từ 20 – 30%, có nơi tới 50%. Còn ở Việt Nam, theo thí nghiệm của Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam tại Văn Điển cho thấy giống lúa Trân Châu Lùn bị bệnh 100%, vụ mùa năm 1969 đạt năng suất 177 tạ/ha và vụ mùa năm 1970 chỉ đạt 15 tạ/ha. Năng suất lúa bị bệnh giảm so với ruộng bình thường không bị nhiễm bệnh là 40 – 60% (Mai Văn Quyết, 1969 – 1970) [24], [28]. Còn trong những năm 1970 – 1975 bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng cho một số giống lúa mới, đặc biệt là giống lúa NN8 cấy trong vụ mùa. Bệnh gây hại nặng ở các tỉnh đồng bằng ven biển như Hà Nam Ninh (cũ), Thái Bình với 18% diện tích giống NN8 bị bệnh, năng suất giảm từ 30 – 60% (Theo Đường Hồng Dật, 1998) [4]. Năm 1996 diện tích bị nhiễm ở các tỉnh miền Bc, miền Trung là 304.700 ha (gấp 2,5 lần so với vụ mùa năm 1995), các giống bị nhiễm gồm: Các giống lúa lai, lúa thuần Trung Quốc, CR203. Tỷ lệ bị bệnh trên nhiều giống lên tới 90 – 100% với cấp bệnh từ cấp 7 – cấp 9 và gây cháy lá. (Theo Viện Bảo vệ thực vật,1998) [51]. Còn năm 1997phát sinh mạnh trong cuối vụ đông xuân, sau vụ mưa giông diện tích bị bệnh tăng tới 29 lần, tỷ lệ bệnh trung bình là 20%, nơi cao 70% - 90%, chủ yếu trên các giống lúa lai, lúa thuần Trung Quốc, CR203. Theo Tạ Minh Sơn [25] thì cứ 1% chỉ số bệnh làm giảm 0,94 tạ/ha. Năm 1999 diện tích lúa bị nhiễm bệnh bạc lá là 112.000 ha (Cục BVTV – 1999). Năm 2000 chỉ tính riêng các tỉnh phía Bắc diện tích lúa bị bệnh bạc lá là: 76.000 ha (TT BVTV phía Bắc – 2000). Vụ mùa 2005 riêng tỉnh Nghệ An diện tích lúa bị bệnh là 15.000 ha, bệnh hại chủ yếu trên các giống lúa lai Trung Quốc như: Nhị ưu 838, D.ưu 52… [30]. 2.3.3 Nguyên nhân gây bệnh bạc lá lúa Lúc đầu các nhà khoa học cho rằng đây là một bệnh sinh lý, sau đó Takaishi (1908), Bokura (1911) đã phân lập được vi khuẩn ký sinh trên lá bệnh và kết luận đây là bệnh vi khuẩn, không phải bệnh sinh lý [70]. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa được gọi tên là Xathomonas Oryzae pv. Oryzae. Ngoài ra trước đây, vi khuẩn này còn được gọi bằng rất nhiều tên khác như: Bacillus Oryzae Hori et Boruka (Boruka, 1911), Pseudomonas Oryzae Uyeda et Ishiyama (Ishiyama, 1922), Xathomonas Oryzae (Uyeda et Ishiyama) Dowson (Dowson,1948)...[7]. Năm 1922, Ishitama đã chỉ ra rằng vi khuẩn gây bệnh bạc lá có hình gậy ngắn, hai đầu hơi tròn, kích thước từ 1 – 2 x 0.5 - 0.9àm, có một tiêm mao dài 6 – 8àm. Vi khuẩn nhuộm gram âm, không hình thành bào tử, các tế bào vi khuẩn có màng nhầy bao bọc và được nối với nhau thành một khối vững chắc. Vi khuẩn gây bệnh chủ yếu bằng hình thức xâm nhập vào hệ thống mạch dẫn của lá và ăn dọc theo hệ thống mạch dẫn nhờ thẩm thấu các chất dinh dưỡng trong dung dịch qua vách tế bào. Những chất dinh dưỡng ở dạng phức tạp sẽ được chuyển thành dạng đơn giản, nhờ hệ thống men của vi khuẩn trước khi được hấp thụ [16]. Con đường xâm nhập chủ yếu của vi khuẩn X. Oryzae là qua các vết thương, vết xây xát ở trên lá do mưa bão gây ra. Ngoài ra vi khuẩn còn có thể xâm nhập qua lỗ thuỷ khổng ở mép lá, đầu mút lá [16], [18]. Khi tiếp xúc với bề mặt lá lúa có màng nước ướt vi khuẩn dễ dàng xâm nhập vào các lỗ thuỷ khổng phân bố ở đầu mút lá và 2 bên mép lá. Sau khi xâm nhập vào lỗ thuỷ khổng, vi khuẩn nhân nhanh trong biểu mô, là nơi thông với hệ thống mạch dẫn lá. Khi đó, một số vi khuẩn xâm nhập vào hệ thống này, còn một số khác thoát ra ngoài lỗ thuỷ khổng (Taoei và Muko,1960) [20]. Ở một số nước nhiệt đới, do thói quen xén đầu lá mạ trước khi cấy vô tình đã tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập vào bên trong và gây hại [28]. Ngoài con đường xâm nhập qua lá, vi khuẩn còn có thể xâm nhập vào hệ thống mạch nhựa ở rễ qua phần rễ bị đứt trong quá trình nhổ mạ cấy. Khi vi khuẩn xâm nhập qua rễ, cây lúa thường biểu hiện triệu chứng Kresek, làm lá và toàn bộ cây bị héo rũ [15]. Sự sinh sản độc tố của vi khuẩn Xathomonas Oryzae pv. Oryzae: Theo Egawa và cộng tác viên, 1996 lần đầu tiên đã tách, chiết được Phenylacetic axit thô trên môi trường Wakimoto nuôi cấy vi khuẩn sau đó sử dụng dịch chiết để xử lí mạ. Kết quả cho thấy Phenylacetic axit có khả năng gây heo mạ non, ức chế sự phát triển của cây mạ sau 3 ngày xử lí. Puruthosaman và Prasad, 1972 đã tách chiết được phenolic trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn Xathomonas Oryzae pv. Oryzae sau đó xử lí lá lúa non và cho kết quả lá bị héo rất nhanh chỉ sau 12 giờ, trong khi đó, đối chứng xử lí bằng nước cât vô trùng sau 4 ngày lá lúa mới bắt đầu vàng úa nhưng không có hiện tượng héo như khi xử lí dịch chiết vi khuẩn Xathomonas Oryzae pv. Oryzae [30]. 2.3.4 Triệu chứng bệnh bạc lá lúa Bệnh bạc lá phát sinh và gây hại suốt từ thời kỳ mạ đến khi lúa chín, nhưng triệu chứng bệnh điển hình xuất hiện từ thời kỳ đẻ nhánh tốt đa đến trỗ và chín sữa [16]. Vào năm 1964, Goto đã chỉ ra rằng bệnh bạc lá trên thế giới có 3 triệu chứng điển hình: Bạc lá, vàng nhợt, và héo xanh (Kresek) [68]. Héo xanh và bạc lá là triệu chứng của sự nhiễm bệnh còn vàng nhạt là ảnh hưởng sau, là hậu quả của sự nhiễm bạc lá hay kresek gây nên cũng có thể do độc tố (toxin) của vi khuẩn bạc lá sinh sản ra (Dẫn theo Mew, 1978) [63]. Theo S.H.O.U mô tả triệu chứng bạc lá như sau: Bệnh thường xuất hiện từ giai đoạn đẻ nhánh đến trỗ, trường hợp nghiêm trọng bệnh có thể xuất hiện cả trên mạ. - Trên mạ: Đầu tiên xuất hiện những đốm nhỏ mọng nước ở rìa mép lá. Các đốm này to dần, lá chuyển sang màu vàng khô nhanh rồi chết. - Trên lúa: Vết bệnh thường bắt đầu từ rìa lá, cách ngọn lá khoảng vài phân, vết bệnh phát triển dọc theo phiến lá cả chiều dài lẫn chiều rộng. Quanh vết bệnh thường có đường viền gợn sóng phân biệt phần bệnh và phần không bị bệnh. Các vết bệnh có thể bắt đầu từ một hoặc hai bên rìa lá. Trên những giống dễ bị nhiễm bệnh lá thường bị héo tàn đi như đổ nước sôi, lá bạc trắng rồi chết. Trên mô bệnh còn tươi quan sát thấy những giọt dịch màu trắng sữa do vi khuẩn tiết ra. Giọt dịch này chuyển sang màu vàng rơm đọng lại thành hình cầu nhỏ li ti trên lá và rơi xuống nước. - Trên hạt: Hạt bệnh quan sát thấy những vết bệnh không màu, xung quanh có viền nước, các vết bệnh còn thấy rõ khi hạt thóc còn non và xanh. Khi hạt chín vết bệnh chuyển sang màu vàng xám hoặc vàng nhạt. Còn ở Việt Nam, theo Lê Lương Tề bệnh bạc lá gây nên chủ yếu là triệu chứng bạc lá. Các triệu chứng Kresok hoặc vàng nhạt không được nhắc đến có lẽ do triệu chứng này ít xuất hiện và không gây hại nghiêm trọng [5]. Theo kết quả nghiên cứu của bộ môn Bệnh cây - trường Đại học Nông nghiệp I cho biết có 2 triệu chứng bạc lá lúa là bạc lá gợn vàng và bạc lá gợn xanh, trong đó bạc lá gợn xanh nguy hiểm hơn bạc lá gợn vàng. Bạc lá gợn vàng phổ biến hầu hết trên các giống lúa và các mùa vụ còn bạc lá gợn xanh chủ yếu xuất hiện trên các giống lúa ngắn ngày, chịu phân, phiến lá to (NN 27, I1...). Thông thường ranh giới giữa mô bệnh và mô khoẻ được phân biệt rõ ràng bằng đường gợn sóng màu vàng hoặc không vàng hoặc đường viền màu nâu liên tục hoặc đứt quãng [16]. Các triệu chứng đó là do vi khuẩn xâm nhập vào mô lá đã sản sinh ra độc tố Xanthomonin. Độc tố Xanthomonin là các axit hữu cơ (Trans – 3 – Methylthio – Acryli axit, Tiglic axit, Succinic axit, Fumaric axit,...) và các polysaccharide (Glucose, Mannose, Glucoronic axit, ...) gây ra triệu chứng héo cho tất cả các giống lúa nhiễm bệnh bạc lá ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa kể cả giai đoạn mạ, đẻ nhánh, làm đòng - trỗ bông [30]. 2.3.5 Quy luật phát sinh, phát triển của bệnh bạc lá lúa ở Việt Nam 2.3.5.1 Quy luật phát sinh, phát triển của bệnh bạc lá lúa Ở miền Bắc nước ta, bệnh bạc lá có thể phát sinh và phát triển trong tất cả các mùa vụ. Vào vụ chiêm xuân, bệnh thường phát sinh trong tháng 3, tháng 4 và phát triển mạnh vào tháng 5, tháng 6. Tuy nhiên, mức độ bệnh nhẹ và ít hại hơn trong vụ mùa. Ở vụ mùa, bệnh có thể phát sinh vào tháng 8, đặc biệt là khi lúa bước vào giai đoạn làm đòng đến trỗ và chín sữa. Đối với trà cấy muộn, lúa trỗ vào khoảng tháng 10, thì thiệt hại của bệnh thường nhẹ hơn [16]. 2.3.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát sinh, phát triển của bệnh bạc lá lúa * Nguồn bệnh ban đầu Trên thế giới, có một số ý kiến khác nhau về nguồn bệnh ban đầu của bệnh bạc lá lúa. Tuy nhiên, các ý kiến này đều công nhận rằng nguồn bệnh ban đầu quan trọng của bệnh bạc lá là tàn dư cây bệnh trên đồng ruộng và trên cỏ dại. Đây cũng chính là nguồn bệnh có ý nghĩa quan trọng trong việc lan truyền bệnh cho vụ sau [9]. Theo Lê Lương Tề, nguồn bệnh ban đầu ở nước ta là hạt giống, tàn dư cây bệnh, các viên keo vi khuẩn tồn tại ở cuối vụ đều có thể là nguồn bệnh ban đầu [19]. * Điều kiện ngoại cảnh Hầu hết các kết quả nghiên cứu đều cho rằng bệnh phát triển thuận lợi trong điều kiện nhiệt độ từ 26 - 30o C, ẩm độ cao (> 90%), bệnh phát sinh thành dịch trong khoảng nhiệt độ 22 – 310c, tối thích là 27 – 300c [25]. Ẩm độ cũng ảnh hưởng lớn đến sự phát sinh phát triển của bệnh. ẩm độ từ 79,3% - 92,8% làm tăng sự phát triển của bệnh, còn ẩm độ từ 60,3% - 77% hạn chế sự phát triển của bệnh [56]. Đặc biệt là khi trời có mưa bão không những gây nên những vết thương trên lá mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập vào mạch dẫn lá. Bệnh cũng phát triển mạnh hơn ở những vùng đất ẩm thấp, khó thoát nước và hay bị ngập [25]. Nhiệt độ dưới 180c và trên 37,20c đều hạn chế sự phát triển của bệnh (Devadath, 1985) [56]. Đối với lúa cấy, ở vùng đất màu mỡ thì thường bị hại nặng hơn ở vùng đất xấu [19]. Bên cạnh đó, có ý kiến cho rằng thời gian chiếu sáng cũng ảnh hưởng tới sự phát triển của bệnh bạc lá. Trong điều kiện đủ ánh sáng thì bệnh phát triển mạnh hơn trong điều kiện thiếu ánh sáng. Do ánh sáng có tác dụng kích thích sự phân chia và nhân lên của vi khuẩn [25]. * Kỹ thuật canh tác Trước tiên, ta phải kể tới sự ảnh của phân bón đối với sự phát triển của bệnh bạc lá lúa, đặc biệt là phân đạm. Mức độ ảnh hưởng của phân đạm phụ thuộc vào lượng bón và thời kỳ bón. Nếu bón quá nhiều phân đạm, bón lai rai, bón muộn sẽ làm cho cây lúa xanh tốt, thân lá mềm yếu nên vi khuẩn dễ xâm nhập vào mạch dẫn hơn. Nếu bón thúc sớm, tập trung sẽ có tác dụng kích thích đẻ nhánh tập trung và làm giảm nhẹ tác hại của bệnh hơn. Theo Modal và Miah (1985), khi bón kali tăng sẽ làm giảm mức độ nhiễm bệnh bạc lá lúa [64]. Bên cạnh đó, ở ruộng lúa có mực từ 10-15 cm thường bị bệnh nặng hơn ở ruộng có mực nước từ 5-7 cm. Đồng thời bệnh cũng phát triển mạnh hơn ở ruộng lúa cấy dầy [26]. 2.3.6 Các biện pháp phòng trừ bệnh bạc lá lúa Có rất nhiều biện pháp phòng trừ bệnh bạc lá lúa như: Biện pháp canh tác, biện pháp hoá học, biện pháp chọn giống chống bệnh, và biện pháp phòng trừ sinh học. Mỗi biện pháp đều có ưu, nhược ._.điểm riêng nhưng biện pháp chọn giống chống bệnh và biện pháp phòng trừ sinh học được các nhà khoa học quan tâm hơn cả. 2.3.6.1 Biện pháp canh tác Bao gồm việc dọn vệ sinh đồng ruộng, bón phân và tưới nước hợp lý... Đây là biện pháp đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém nhưng hiệu quả hòng trừ không cao, không có khả năng dập dịch. 2.3.6.2 Biện pháp hoá học Biện pháp hoá học có hiệu quả phòng trừ cao nhưng lại gây độc hại tới môi xung quanh, tới nông sản, thậm chí ảnh hưởng tới cả con người và tiêu tốn về kinh tế. Những nghiên cứu ở Nhật Bản đã chỉ ra rằng: dùng thuốc boócđo và các hợp chất chứa đồng để phun đã phần nào hạn chế được tác hại của bệnh, nhưng đồng thời gây độc cho lúa (Dẫn theo Devadath, 1985) [56]. 2.3.6.3 Biện pháp phòng trừ sinh học Hiện nay, trên thế giới đã có một vài công trình nghiên cứu về biện pháp phòng trừ sinh học. Islam-N và Bora-LC (1998) đã đưa ra biện pháp phòng trừ bệnh bạc lá bằng việc sử dụng hai chủng vi khuẩn Rhizobacterial vào việc khử trùng hạt giống. Kết quả cho thấy vi khuẩn này không chỉ có tác dụng làm giảm ảnh hưởng của bệnh bạc lá lúa mà còn có tác dụng làm tăng năng suất lúa đối với những cây được xử lý khử trùng [20], [58]. Còn tác giả Nivedita và cộng sự đã (2002) xác định tác dụng phòng trừ của vi khuẩn Bdellovibrio Bacteriovorus bằng cách lây nhiễm nhân tạo dung dịch có chứa vi khuẩn này và vi khuẩn X. Oryzae theo những tỉ lệ tương ứng khác nhau (1:1, 9:1 và 99:1). Kết quả cho thấy: cả chiều dài vết bệnh và triệu chứng bệnh đều giảm tương ứng với tỉ lệ vi khuẩn B. Bacteriovorus tăng lên trong dung dịch lây nhiễm [65]. 2.3.6.4. Biện pháp chọn tạo giống chống bệnh Biện pháp chọn tạo giống chống bệnh là biện pháp có hiệu quả cao, không gây ô nhiễm môi trường và được coi là biện pháp chiến lược trong bất kỳ chương trình phòng chống bệnh nào. Để có thể chọn tạo ra giống vừa có khả năng chống bệnh tốt vừa cho năng suất cao, trước tiên, ta phải có nguồn vật liệu khởi đầu, là những giống có khả năng chống bệnh. Trên cơ sở đó, chúng ta tiến hành chọn tạo giống chống bệnh có đặc điểm nông sinh học tốt bằng nhiều con đường khác nhau. Trên thế giới, có rất nhiều giống có khả năng chống bệnh bạc lá. Ở ấn Độ, trong 522 dòng lúa đem khảo sát, có 16 dòng chống hoàn toàn, 70 dòng chống trung bình, còn lại là nhiễm vừa và nhiễm nặng [18]. Các nhà khoa học Trung Quốc đã đánh giá khả năng chống chủng Jiang Ling 691 của 4091 dòng như sau: 6% chống hoàn toàn, 10% chống trung bình, 84% nhiễm [20]. Ở nước ta, Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp đã tiến hành lây nhiễm nhân tạo đối với 1164 giống trong tập đoàn các giống lúa địa phương. Kết quả đã phát hiện có: 597 giống chống bệnh cao, 299 giống chống trung bình, còn lại là nhiễm [17], [35]. 2.3.7 Cơ sở khoa học và các phương pháp chọn giống chống bệnh bạc lá 2.3.7.1 Cơ sở khoa học của chọn giống chống bệnh bạc lá Tính kháng bệnh là một tiến trình năng động được xác định bởi kiểu gen của 2 phía: ký sinh và ký chủ [2]. Năm 1971 thuyết “gen đối gen” của Flor đã chỉ ra rằng: ''Đối với mỗi gen kiểm soát tính chống bệnh ở ký chủ thì có một gen đặc thù kiểm soát tính gây bệnh trong ký sinh''. Nghiên cứu di truyền phân tử đã khẳng định lại giả thuyết “gen đốigen” với quy mô phân tử AND. Sự kích thích phản ứng tự vệ của thực vật được bắt nguồn từ sự ghi nhận tín hiệu phân tử đặc biệt, người ta dùng thuật ngữ “elicitor”. Những “elicitor” này đã được mã hoá một các trực tiếp hoặc gián tiếp bởi các gen không độc. Người ta cho rằng những gen kháng sẽ mã hoá các “elicitor” đối với từng “elicitor” riêng biệt (Staskawicz và CTV, 1995) [40]. Vào những năm 80, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã xác định bản chất di truyền tính kháng bệnh bạc lá lúa là do gen quy định. Cơ chế chống bệnh bạc lá là cơ chế kháng chủ động. Theo thuyết ''gen đối gen'' (Flor, 1956): Nếu vi khuẩn gây bệnh xâm nhập vào bên trong ký chủ mang gen alen không gây bệnh thì gen kháng bệnh của ký chủ mới hoạt động [7]. Khi đó ký chủ có thể tiết ra các Phytoalanin để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh, hoặc có thể làm tăng tính hoạt hoá của một số Enzym trong cây. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá khi xâm nhập vào tế bào cây chủ, trong cây chủ sẽ xuất hiện phản ứng tự vệ. Phản ứng tự vệ đó được định tính như sau: Do sự gia tăng hoạt động peroxydase; Hiện tượng dự trữ lignin trong thành tế bào; Sự chết của tế bào cây chủ để bao bọc pathogen lại, còn gọi là phản ứng đốm nâu (browning); Sự hạn chế vi khuẩn gia tăng quần thể (Reimers và CTV, 1992). Hai gen peroxydase POX8.1 và POX22.3 thể hiện xuyên suốt trong quá trình kháng bệnh xâm nhập (Chitoor và CTV, 1997). Phân tích trên bản đồ di truyền, người ta nghi nhận POX22.3 và một peroxydase khác POX5.1 (nhạy cảm khi có vết thương) định vị trên nhiễm sắc thể số 7 (Chitoor và CTV, 1998). Để xác định nhiệm vụ của peroxydase trong cơ chế tự bảo vệ đối với pathogen gây bệnh bạc lá, người ta nghiên cứu công thức gen chuyển nạp trên dây mạng mã gốc (sense) và dây đối mã (antisense) những peroxydase cảm ứng với pathogen (Wang và Leung.1999) [40]. Những nghiên cứu có tính chất hệ thống về gen kháng bệnh bạc lá được thực hiện tại Nhật Bản và Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) từ năm 1960 đến nay (Mew, 1987). Theo Shauaguchi, các nhà khoa học trên thế giới đã xác định được 22 gen điều khiển tính chống bệnh bạc lá lúa là: Xa - 1, Xa - 2, Xa - 3, Xa - 4, xa - 5, Xa - 7, xa - 8, Xa - 10, Xa - 11, Xa - 12, xa - 13, Xa - 14, xa - 15, Xa - 16, Xa - 17, Xa - 18, xa - 19, xa - 20, Xa - 21, Xa - 22, Xa - 23 và Xa - 24. Trong đó có 3 gen lặn là: xa - 5, xa - 8, xa - 13 [40], [71]. Mới đây tác giả Lee K.S (2003) còn xác định thêm 3 gen kiểm tra tính chống bệnh bạc lá là: xa - 26(t), Xa - 27(t), xa - 28(t) [61]. Một vài gen phổ biến đã được sử dụng trong các chương trình cải tiến giống lúa, bên cạnh đó chúng ta đã đồng hoá được 5 gen, đó là: Xa - 1, xa - 5, Xa - 21, Xa - 26, Xa - 27 [40]. Cùng với việc xác định các gen kiểm tra tính chống thì việc xác định nhiễm sắc thể và vị trí sắp xếp của các gen đó trên nhiễm sắc thể (NST) cũng phục vụ đắc lực cho công tác chọn tạo giống chống bệnh. Gen Xa - 1, Xa - 2, Xa - 12 nằm trên nhiễm sắc thể số 4, gen xa - 5 nằm trên nhiễm sắc thể số 5, Xa - 7 nằm trên nhiễm sắc thể số 6, xa - 13 nằm trên nhiễm sắc thể số 8, xa - 19 nằm trên nhiễm sắc thể số 10, các gen Xa - 3, Xa - 4, Xa - 10, Xa - 21, Xa - 23 nằm trên nhiễm sắc thể số 11… Tính chống bệnh của một cá thể được kiểm tra bởi một gen đơn trội (X - a4, Xa - 7, Xa - 21…) hay một gen đơn lặn (xa - 5, xa - 8, xa - 13) hoặc hai gen liên kết (Xa - 1\Xa - 4, Xa - 4\Xa - 7, Xa - 1\Xa - 10…). Cũng có khi cùng nằm trên một nhiễm sắc thể: Xa - 1 và Xa - 2 cùng nằm trên nhiễm sắc thể số 4, gen Xa - 3 và Xa - 4 cùng nằm trên nhiễm sắc thể số 11 [60]. Tuy nhiên khả năng kháng bệnh bạc lá còn phụ thuộc vào độ độc của từng chủng và điều kiện sinh thái của mỗi vùng. Mà mỗi vùng địa lý khác nhau thì tồn tại những nòi sinh lý khác nhau, nên 1 gen có khả năng kháng nòi này nhưng không kháng được nòi khác. Khi xác định được nòi sinh lý, khu vực phân bố và khả năng chống của các gen đối với nòi đó thì sẽ có phương hướng chọn tạo giống chống bệnh phù hợp với từng vùng sinh thái khác nhau. Các nhà khoa học trên thế giới đã xác định ở ấn độ có 9 chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa. Trong đó, những giống chứa gen xa - 5, kháng hầu hết các chủng có ở Ấn Độ. Ở Philippin được xác định có 6 chủng và khả năng kháng cao nhất là những giống chứa gen xa - 5 và Xa - 21. Cụ thể gen xa - 5 có thể kháng chủng I, II, III, V, kháng vừa với chủng IV và nhiễm chủng VI. Trong khi đó gen Xa - 21 có khả năng kháng tất cả các chủng vi khuẩn X. Oryzae có tại philippin [35]. Tại Thái Lan (1972 – 1977) có 3 nhóm chủng vi khuẩn là I, II, III (Dẫn theo Eamchit và Mew 1982) [57]. Theo Zhang – Qi và cộng sự (1998) các giống lúa ở Trung Quốc chứa các gen kháng chủ yếu là Xa- 2, Xa - 7 và Xa - 14 [72]. Theo Phan Hữu Tôn và Bùi Trọng Thuỷ: Ở Trung Quốc, các giống chứa gen Xa - 2, Xa - 7, Xa - 14 kháng được hầu hết các chủng, tuy nhiên khi nhập nội các giống này vào Việt Nam và đánh giá mức độ chống bệnh của gen Xa - 14 đã kết luận gen này không có khả năng chống được các chủng gây bệnh ở Việt Nam. Trong khi đó, các gen xa - 5, Xa - 7, Xa - 21 lại kháng được hầu hết các chủng vi khuẩn gây bệnh ở Việt Nam [36]. Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng ngoài gen kiểm tra tính chống bệnh trong nhân có thể có gen phụ và một số yếu tố khác cùng kiểm tra tính chống bệnh của giống đó [72]. Vậy để xác định được các nòi sinh lí và khả năng chống bệnh của từng gen, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã tạo ra các dòng đẳng gen chứa các gen chống bệnh bạc lá khác nhau trên thế giới. Các dòng này được tạo ra bằng phương pháp lai lại giữa giống IR24 và các giống chứa gen chống bệnh bạc lá khác nhau. Vì thế, chúng đều có nền gen chung của IR24, chỉ khác nhau ở một gen chống bệnh bạc lá. Điều này có nghĩa rằng, những gen phụ và các yếu tố cùng kiểm tra tính chống bệnh với gen chính giữa các dòng này là như nhau. Do vậy, có thể phân biệt được các nòi sinh lí dựa vào phản ứng của các nòi này với các gen chống khác nhau. Đồng thời, cũng có thể xác định được khả năng chống của từng gen đối với các chủng khác nhau. 2.3.7.2 Di truyền tính kháng bệnh Cũng như các loài vi sinh vật gây bệnh khác, vi khuẩn Xathomnas Oryzae cũng tồn tại nhiều nòi sinh lý khác nhau ở một vùng sinh thái. Trong số các chủng vi khuẩn gây bệnh ở mỗi vùng thì có chủng gây bệnh phổ biến, có chủng gây bệnh ít phổ biến. Nếu giống đưa ra sản xuất chỉ chứa gen chống chủng vi khuẩn phổ biến (đơn gen) mà không chống được các vi khuẩn ít phổ biến thì các chủng ít phổ biến sẽ có cơ hội sinh sôi và trở nên phổ biến. Điều này cho chúng ta thấy một giống chứa đa gen sẽ kháng bệnh bền vững hơn giống chứa đơn gen. Do vậy người ta chú trọng tới việc chọn giống chứa đa gen kháng, giống có tính kháng ngang hơn là giống có tính kháng dọc. Người ta có thể chia tính kháng sâu bệnh thành hai nhóm: * Tính kháng ngang, kháng dọc - Tính kháng dọc (vertical resistance) còn được gọi là tính kháng chuyên biệt đối với nòi, tính kháng không đồng nhất , tính kháng chất lượng, tính kháng không bền vững. - Tính kháng ngang (horizontance resistance) còn được gọi là tính kháng toàn phần, tính kháng đồng nhất, tính kháng đa gen…. Sự khác nhau giữa tính kháng ngang và tính kháng dọc: Tính kháng dọc Tính kháng ngang - Sự chuyên tính của nòi cho phản ứng kháng hoặc nhiễm của cây chủ đối với một nòi nào đó của ký sinh. - Được kiểm soát bởi một hoặc và gen. - Ít chịu ảnh hưởng của môi trường. - Rất hiệu quả đối với một ít nòi nhưng không hiệu quả đối với nhiều nòi khác. - Tạo nên bệnh chỉ cần một vài tác động lây nhiễm ban đầu. - Sự không chuyên tính của nòi cho phản ứng kháng cới nhiều nòi không nhất thiết có cùng mức độ như nhau. - Được kiểm soát bởi đa gen. - Chịu ảnh hưởng tương tác với môi trường. - Có hiệu quả mức độ đối với nhiều nòi cho dù không cùng mức độ như nhau. - Có suy giảm ảnh hưởng nhất định sau khi hình thành quần thể ký sinh đủ mạnh trên cây chủ. Do bản chất di truyền khác nhau nên khả năng kháng ngang, kháng dọc không giống nhau. Kháng dọc có tác dụng làm giảm nguồn bệnh ban đầu và trì hoãn sự bùng nổ của dịch bệnh. Thời gian tồn tại của khả năng kháng dọc phụ thuộc vào sự đa dạng di truyền trong quần thể ký sinh. Kháng ngang không làm giảm bớt nguồn bệnh ban đầu nhưng lại làm giảm tốc độ phát triển của dịch bệnh. Do đó, kháng ngang có tính kháng bệnh bền vững hơn kháng dọc [1]. * Tính kháng bệnh bền vững Tính kháng bệnh bền vững là khả năng duy trì tính kháng trong khoảng thời gian dài trong môi trường sống thuận lợi cho ký sinh gây bệnh (Johnson,1984). Khả năng kháng bệnh bền vững có thể có được ở những giống chứa hai hay nhiều gen kháng đặc thù với từng nòi sinh lý. Chỉ khi các nòi này đồng thời tạo nên nhiều đột biến độc lập mới có thể phá vỡ hàng dào kháng bệnh của giống đó [1]. Với kỹ thuật PCR, người ta có thể tìm kiếm những gen kháng chính, những gen như vậy có thể nhanh chóng được phân lập và đánh dấu phân tử. Nhờ vậy, sự phối hợp lại các gen kháng sẽ giúp cho tính kháng trở nên ổn định hơn. 2.3.8 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lá lúa Ngay từ khi bệnh bạc lá lúa phát sinh và gây hại đầu tiên ở Fukuoka (Nhật Bản) vào năm 1988 sau đó xuất hiện ở nhiều nước trên thế giới thì việc nghiên cứu bệnh bạc lá lúa đã trở thành nhiệm vụ quan trọng của ngành khoa học nông nghiệp toàn thế giới. Sau khi Takashi phân lập được vi khuẩn gây bệnh và lây lại cho lúa thành công năm 1908 thì việc nghiên cứu một cách có hệ thống bệnh bạc lá lúa đã được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới. Năm 1926, ở Nhật Bản giống lúa chống chịu bệnh đầu tiên trên thế giới Kono 35 đã được xác định (Kush, 1997) được chọn lọc từ giống nhiễm bệnh Shikiniki. Sau đó, IRRI đã tạo ra nhiều dòng, giống lúa kháng bệnh và được trồng rộng rãi ở nhiều nước Châu Á như giống Chandina, IR532 – 1 – 176, IR579 – 48 ở ấn độ, IR272 – 4 – 1 ở Bangladesh, IR36 và IR38 ở Philippine và IR1561 – 1 – 2, IR1561 – 228, IR22 ở Việt Nam (Kush,1977) [59]. Tại Nhật Bản, nghiên cứu thành phần nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lá đã được tiến hành từ năm 1957 khi phát hiện thấy giống Aisacse chống bệnh trở lên nhiễm bệnh, họ đã xác định ở Nhật Bản có 5 nòi vi khuẩn [14]. Năm 1972 Murty và Khush đã nghiên cứu tính kháng trội của các giống lúa khác nhau khi lây bệnh nhân tạo vi khuẩn gây bệnh bạc lá, phát hiện giống DZ192 và BJ1 có khả năng kháng bệnh bạc lá và có chứa gen kháng bệnh [29]. Năm 1973, Murty và ctv đã khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá của các giống lúa Sigadis, TKM6, BJ1, Wase Aikoku 3, PI 215936, Zenith và B589 A4 – 18 – 1 đã chỉ ra rằng các giống lúa này có ít nhất 3 gen kháng các nhóm nòi vi khuẩn [29]. Năm 1977, Petpisit và ctv trình diễn thí nghiệm khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá lúa của các giống IR20, IR22, IR1529 – 680 – 3 đã xác định được một gen kháng trộ và đặt tên là Xa – 4. các giống lúa IR 1330 – 3 – 2 và Pelita 1/1 có tính kháng bạc lá mạnh quyết định bởi gen trội Xa – 4, ngược lại giống lúa Chinsurah Boro II được quyết định bởi gen lặn xa – 5. Gen trội Xa – 4 còn được tìm thấy ở các giống lúa khác như IR994 – 102 và IR1698 – 241 [29]. Librojo và ctv đã tìm thấy gen Xa – 4 ở giống Semora Mangga chỉ thể hiện tính kháng trội ở giai đoạn đòng – trỗ, ngược lại các giống Hom thong, IR22 thể hiện tính kháng trội của Xa – 4 ở cả các giai đoạn mạ, đẻ nhánh. Năm 1974, Sur và Khush đã xác định được gen trội Xa – 4 định vị trên nhiễm sắc thể số 11 [29]. Ở Indonexia, theo tác giả Tentara và Hartinio (1977) Viện nghiên cứu nông nghiệp Borog đã dùng 10 giống lúa chỉ thị của Nhật Bản và IRRI để xác định các nhóm chủng dựa trên hệ thống nhóm Kozaka, kết quả đã xác định có 4 nhóm chủng Xanthomonas Oryrae (Vũ Công Khoái, 2000) [14]. Năm 1978, Sidhu và Khush phát hiện các gen đơn kháng bệnh bạc lá của 5 giống lúa có hiện tượng “kháng trội đảo chiều” (Dominance reversal), là các giống lúa: Dayaggot Qan Binuggon, Qan Qipugo và Zenith, gen này được đặt tên là gen trội Xa – 6 [29]. Năm 1978, Sidhu và ctv đã phân tích gen của 74 giống lúa cho kết quả như sau: Gen Xa – 4: 18 giống lúa, gen Xa – 4b: 20 giống lúa, gen xa – 5: 32 giống lúa. Theo Sudhi, khả năng kháng bệnh bạc lá của các giống lúa DV85, DV86 và DZ 78 được quy định bởi 2 Xa – gen liên kết: xa – 5 và Xa7. trong thời kỳ lúa đẻ nhánh nếu cây lúa được chăm sóc cẩn thận thì tính kháng của gen lặn xa – 5 có thể được thể hiện vào giai đoạn làm đòng đến trỗ bông [29]. Năm 1983, Sidhu và ctv đã thiết kế thành công và định tên cho hầu hết các Xa – gen kháng: Xa - 1, Xa – 2, Xa – 3, Xa- 4, xa -5, Xa – 6, Xa – 7, Xa – 8. Những năm cuối thế kỷ 20, lần lượt thiết kế và định tên cho các Xa – gen còn lại [29]. Đến năm 1998 Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) và Nhật Bản đã xác định được 23 gen đơn kháng các nhóm nòi (race) vi khuẩn X. Oryzae gây bệnh bạc lá lúa và được chia thành 2 nhóm: - Nhóm Xa - gen trội bao gồm: Xa - 1, Xa – 2, Xa – 3, Xa - 4, Xa – 7, Xa – 10, Xa - 11, Xa – 12, Xa – 14, Xa – 15 Xa – 16, Xa- 17, Xa – 18, Xa – 19, Xa – 21, Xa – 22 và Xa – 23. - Nhóm Xa - gen lặn bao gồm: xa – 5, xa – 8, xa – 13, và xa – 20 [29]. Năm 2000, A.C.Sanchez và cộng sự kết luận: Gen Xa – 21 kháng tất cả các chủng có ở Philippin, gen Xa – 7 kháng chủng 1,2,3 và 5, kháng vừa với chủng 4 và nhiễm với chủng 6 [54]. Mới đây tác giả Lee K.S (2003) còn xác định thêm 3 gen kiểm tra tính chống bệnh bạc lá là: xa26(t), Xa27(t), xa28(t) [61]. Năm 1999, Noda, phạm Văn Dư và CTV đã xác định ở Việt Nam có ít nhất 6 chủng là Race A (Phú Yên), Race B ( Lào Cai), Race C (Quảng Nam), Race D (An Giang), Race E (Nam Hà), Race F (Bến Tre) [33]. Năm 2003, Yoshimuara, Bùi Trọng Thuỷ và CTV đã xác định được ở miền Bắc Việt Nam tồn tại ít nhất 10 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. Oryzae đó là Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9 và Y10 trong đó Y5 và Y6 có tính phổ biến hơn cả [33]. Trong 3 năm 2001 – 2003, nhóm nghiên cứu bệnh bạc lá trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã phân lập và bảo quản đựơc 154 isolate vi khuẩn Xoo ở 11 tỉnh phía Bắc Việt Nam trên 27 giống lúa. Đồng thời xác định được các gen kháng hữu hiệu bệnh bạc lá ở các tỉnh phía bắc đó là gen Xa – 4, xa – 5, Xa – 7, Xa – 21. Qua đó thấy được số lượng gen kháng của các dòng, giống. Khả năng kháng của gen xa – 5 tương đương với cá giống chứa gen xa – 5/Xa - 10, xa -5/Xa – 7, vì vậy thay bằng việc chuyển đồng thời hai gen kháng, ta chỉ cần tìm cách chuyển một gen kháng xa – 5 cũng đủ khă năng kháng [41], [66], [67], [69]. Theo Yoshimmra, Bùi Trọng Thuỷ, 2003 đã xác định ở miền Bắc Việt nam tồn tại ít nhất 10 chủng vi khuẩn Xoo [71]. Từ nằm 2001 đến 2004, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu xác định thành phần các nòi vi khuẩn Xanthomonas oryzae ở miền Bắc Việt Nam. Thử phản ứng của 17 giống lúa chỉ thị nòi vi khuẩn với 90 nguồn vi khuẩn thu thập từ các vùng trồng lúa miền Bắc Việt Nam đã xác định được 7 nhóm nòi sinh lý. Phân tích sự phân bố nhóm nòi của 15 tỉnh thu mẫu, thấy rằng các nhóm nòi xuất hiện đan xen, một địa phương có thể xuất hiện nhiều nhóm nòi và ngược lại. Nhóm nòi 1 và 2 chiếm tỷ lệ cao nhất trong mẫu được thu thập và phân bố ở nhiều địa phương nhất. Các nhóm nòi còn lại tuy xuất hiện ít hơn nhưng có tiềm năng nguy hiểm vì đã tấn công và gây nhiễm được nhiều giống mang gen kháng bạc lá (Nguyễn Văn Viết và cộng sự, 2006) [50]. Năm 2005, TS. Phan Hữu Tôn và cộng sự đã ứng dụng kỹ thuật PCR phát hiện 4 gen kháng bạc lá từ 500 giống lúa địa phương, kết quả thu được 56 giống chứa gen Xa – 4, 36 giống chứa gen xa – 5, 16 giống chứa Xa -7, không có giống nào chưa gen Xa – 21. Giống tẻ thơm N46 năng suất cao, chất lượng gạo ngon chứa gen kháng bệnh bạc lá đang là giống lúa được ưa chuộng hiện nay [17], [65]. Nguyễn Thị Lang và cộng sự, 2005 tìm ra marker liên kết với gen kháng Xa – 4, xa – 5 trên giống lúa cao sản với hai marker RM144 (Xa – 4) là giống OM2517, OM3428 và RM122 (xa - 5) là giống OM2492, OMCS2000. Tìm ra gen kháng với quần thể trên giống lúa mùa đối với gen Xa – 13 thông qua STS marker (RG136) trên quần thể IR24/Nangsom. Ứng dựng marker phân tử có thể hỗ trợ trong chọn lọc các quần thể lai backross để chuyển gen kháng bạc lá (Nguyễn Thị Lang) [1]. Phan Hữu Tôn và cộng sự đã dùng PCR chọn lọc gen kháng và kết hợp với nuôi cấy bao phấn đã chọn ra một số giống kháng bệnh tốt như SS – 2, 10091, 10119…[41]. Bằng phương pháp nuôi cấy đơn tế bào kết hợp với kỹ thuật PCR để nhận diện loài vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. Oryzae phân lập được 154 isolate và xác định được chúng thuộc 10 chủng vi khuẩn gây bệnh khác nhau đánh số từ 1 – 10. Trong đó, Chủng 2 bao gồm 3 chủng phụ là 2A, 2A’ và 2B; chủng 3 cũng bao gồm 5 chủng phụ đó là 3A, 3A’ và 3B; Chủng 5 gồm 5A và 4.3b và chủng 7 gồm 7 và 7’( Phan hữu Tôn, 2006) [41], [66], [67], [69]. Hai chủng 2 và 3 rất phổ biến và tồn tại ở hầu hết các vùng trồng lúa ở miần Bắc Việt Nam [19],[37]. Sông Hồng xuất hiện thêm chủng 1, 4, 6, 7 và 8; Sông Đà thêm chủng 5, 9 và 10. Miền Nam chỉ tồn tại 3 chủng là chủng 2 (chiếm khoảng 78%), chủng 10 (chiếm khoảng 20%), còn lại là chủng 5 (chiếm khoảng 2%) [41]. Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam tiến hành lây nhiễm 47 nguồn vi khuẩn Xanthomonas oryzae trên các giống lúa chỉ thị mang các gen kháng bạc lá Xa – 4, xa5, - Xa – 7 và Xa – 21, hầu hết có khả năng chống chịu. Với 1159 mẫu giống của ngân hàng gen lúa được viện nghiên cứu, có 226 mẫu giống có khả năng kháng bệnh, trong đó có 0,12% mẫu giống cổ truyền và 4,44% mẫu giống nhập nội có khả năng kháng cao. Đây là nguồn gen di truyền có thể sử dụng phục vụ giống chống chịu bệnh, đặc biệt chọn tạo nhờ chỉ thị phân tử và chuyển nạp gen (Nguyễn Văn Viết và cộng sự, 2006) [50]. Trường đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã tiến hành lây nhiễm nhân tạo, sử dụng 10 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae cho 150 giống lúa địa phương, phát hiện 4 giống lúa kháng hoàn toàn (10111, 10342, 10141 -1, 10154). Ngoài ra, chọn lọc được 13 giống kháng được 9 chủng, 18 giống kháng được 8 chủng, 15 giống kháng được 7 chủng, 21 giống kháng được 6 chủng, 15 giống kháng được 5 chủng, 19 giống kháng được 4 chủng, 10 giống kháng được 3 chủng, 16 giống kháng được 2 chủng, 16 giống kháng được 1 chủng, 8 giống không kháng được chủng nào trong đó bao gồm cả IR24 (Phan Hữu Tôn và công tác viên, 2003) [38]. Dòng chỉ thị IRBB5 chứa gen xa – 5, IRBB7 chứa gen Xa – 7, IRBB21 chứa gen Xa – 21, biểu hiện chống được hầu hết các chủng vi khuẩn gây bệnh. Trong khi đó, các dòng chỉ thị IRBB1, IRBB2, IRBB3, IRBB10, IRBB11 và IRBB14 chứa lần lượt các gen Xa -1, Xa – 2, Xa – 3, Xa – 10, Xa – 11 và Xa – 14 lại bị nhiễm bởi hầu hết các chủng. Chứng tỏ gen xa -5, Xa – 7 và Xa – 21 là những gen kháng bệnh bạc lá hữu hiệu và sự tổ hợp thêm gen kháng Xa -1, Xa – 2, Xa – 3, Xa – 10, Xa – 11 và Xa – 14 không làm thay đổi tính kháng của gen xa -5, Xa – 7 và Xa – 21 [40],[41]. Điều tra 120 giống lúa địa phương bằng PCR phát hiện có 8 giống lúa chứa gen Xa – 7, các giống này đều kháng tất cả 6 chủng lây nhiễm, 8 giống khác tuy kháng được tất cả các chủng tương tự như IRBB7 những bằng PCR không phát hiện thấy có chứa gen Xa – 7, chúng có thể chứa gen hữu hiệu khác như Xa – 5 và Xa21 hoặc xảy ra tái tổ hợp, cần phải có nghiên cứu tiếp theo (Phan Hữu Tôn và cs, 2005) [39]. Năm 2006 đã xác định được ít nhất có 12 Race, trong đó Race 5 với kiểu phản ứng đặc trưng, là nhóm nhóm nòi phổ biến nhất trong quẩn thể Xanthomonas oryzae pv. Oryzae ở miền Bắc Việt Nam [62], [71]. Race 12 có tính độc gây bệnh cao nhất đã phát hiện ở Nghệ An trên giống lúa Tạp giao – 1, nhưng chiếm số lượng và tỷ lệ rất thấp. Vài năm gần đây hình thành các nhóm nòi vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. Oryzae mới có độc tính cao hơn 12 Race đã phát hiện, chúng khắc phục được tính kháng cao của gen xa5. Năm 2007, và 2008 Bùi Trọng Thuỷ và CTV đã phát hiện thêm 3 Race mới của quần thể Xanthomonas oryzae pv. Oryzae gây bệnh bạc lá lúa ở Nam Định, Bắc Ninh và Hà Nội [34]. 2.3.9 Các phương pháp tạo giống chống bệnh 2.3.9.1 Phương pháp lai hữu tính Trung là nước có nền nông nghiệp phát triển, phương pháp lai hữu tính đã được các nhà khoa học nông nghiệp Trung Quốc áp dụng rất rộng rãi. Nhờ phương pháp này họ đã chuyển được một có gen có khả năng chống bệnh cao vào một số giống quan trọng trong quy trình sản xuất lúa lai 3 dòng. Ví dụ như Xa - 21, là gen có phổ chống rộng đối với các nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lá đã được chuyển thành công vào ''Minghui 63'', là một dòng phục hồi được sử dụng rộng rãi trong quy trình sản xuất lúa lai 3 dòng ở Trung Quốc [55]. Cũng nhờ phương pháp này mà các nhà khoa học trên thế giới đã tạo một loạt giống chống bệnh tốt, năng suất cao: II You 084 (9,24 tạ/ha), Shennong 1033 ...và một số dòng kiểu cây mới cho năng suất cao như: IR65598-112, IR65600-42 và IR65600-96.... Tuy nhiên, cần chú ý trong chu trình sản xuất hạt lai F1 thương phẩm thì không nên sử dụng những gen điều khiển tính chống bệnh là gen lặn (xa - 5, xa - 13...) mà chỉ nên sử dụng các gen trội kiểm tra tính chống bệnh (Xa - 7, Xa - 21...). Như vậy, con lai F1 mới có khả năng chống bệnh ổn định. Còn những gen lặn chỉ nên sử dụng cho quá trình chọn tạo giống lúa thuần. Khi đó đặc tính chống bệnh của cây nhanh ổn định hơn qua các thế hệ. 2.3.9.2 Phương pháp gây đột biến Trên thực tế người ta đã chọn được giống chống bệnh bạc lá Fuzhu 2, được tạo ra bởi tác dụng gây đột biến của tia gama. Và tính chống bệnh của dòng này vẫn được duy trì ở các thế hệ sau. Tuy nhiên việc ứng dụng phương pháp này rất hạn chế do tính chất nguy hiểm khi sử dụng các tia phóng xạ để gây đột biến. 2.3.9.3 Ứng dụng công nghệ sinh học Qua hơn nửa thế kỷ phát triển kể từ ngày Watson và Crick (1953) phát minh ra cấu trúc xoắn kép của DNA, nền công nghệ sinh học thế giới đã có bước tiến vượt bậc và khẳng định vai trò to lớn của nó trong nhiều lĩnh vực [18]. Hiện nay, các nhà khoa học thường ứng dụng công nghệ sinh học vào chương trình chọn tạo giống chống bệnh thông qua việc dùng chỉ thị phân tử ADN để xác định trình tự có mặt của các gen kiểm tra tính chống bệnh. Nhờ áp dụng chỉ thị phân tử AND (RFLP) có thể xác định được vị trí từng gen trên nhiễm sắc thể thông qua đoạn AND dò đặc hiệu liên kết với gen đó với khoảng cách gen nhất định, từ đó xây dựng bản đồ di truyền cho các gen kháng. Một số gen đã được xác định bằng chỉ thị phân tử như: gen Xa - 4 liên kết với RFLP ở locus Npb181 và Npb 78 trên NST số 11 (Yoshidaet al.1992). Với khoảng cách liên kết đều là 1.7cM. Gen lặn xa - 5 liên kết với chỉ thị RG556 trên nhiễm sắc thể số 5 với khoảng cách là 0-1cM (MC Cough et.1991). Gen Xa - 7 liên kết chặt với chỉ thị P3 trên nhiễm sắc thể số 6 với khoảng cách 2,5 cM. Còn gen xa21 thì liên kết với chỉ thị pTA818 và pTA248 với khoảng cách 0-1cM (Ronald et al.1992) [35]. Tuy nhiên, áp dụng phương pháp RFLP thường mất nhiều thời gian, lượng AND cần tinh khiết, nhiều khi phải dùng đến phóng xạ, nên khó áp dụng rộng rãi. Để khắc phục nhược điểm này người ta đề xuất chuyển sang phương pháp chọn lọc gián tiếp trên cơ sở nhân AND bằng phương pháp PCR, sau đó chạy điện di rồi xác định sự đa hình giữa kiểu gen kháng và nhiễm. 2.3.9.4 Phương pháp PCR Năm 1993, Tiến sỹ hoá học Karry Mullis người Nhật Bản đã nhận được giải thưởng Nobel hoá học nhờ phát minh ra phương pháp PCR. Đây là một trong những thành tựu nổi bật nhất thập kỷ qua. Phản ứng này đã mang lại những ứng dụng vô cùng to lớn trong y học, sinh học, khoa học hình sự và khảo cổ học [35]. * Khái niệm: Phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction) dùng để nhân bất kỳ một đoạn gen nào trong cơ thể sinh vật, chỉ cần sử dụng hai đoạn Nucleotit mồi ở đầu 5’ và đầu 3’ của đoạn đó nếu gen đó đã biết trước được trình tự sắp xếp các Nucleotit của nó. Sau đó phân tách bằng điện di trên gen agarose, nhuộm bằng Ethillium bromide và quan sát kết quả sau khi chiếu bằng tia UV[41]. * Nguyên lý. PCR là phương pháp dựa trên cơ sở tái bản phân tử DNA cần có một số yếu tố như: Enzim Tap DNApolymerase, 4deoxyribonuclotide triphotphat (dNTPs), MgCl2, hai hoặc một đoạn nucleotide, môi trường muối đệm. Tất cả được trộn lẫn với một lượng AND nguyên bản. Sau một số chu kỳ phản ứng nhiệt, có thể nhân được một lượng lớn DNA từ DNA nguyên bản ban đầu. Tuỳ từng đoạn mồi khác nhau mà ta thiết lập chu kỳ của phản ứng PCR khác nhau, tuy nhiên chúng đều dựa trên nguyên lý chung theo sơ đồ: Tách 2 sợi đơn từ sợi DNA kép (900c, trong 5 phút) Giai đoạn tách hai sợi đơn Tiếp cặp giữa đoạn mồi với từ sợi DNA kép (940c, cặp bổ xung của sợi DNA đơn trong 30giây) (30 – 65o, trong 3 phút) Tổng hợp sợi DNA đơn mới (65 -750, trong 2 – 5 phút) Để nhân bất kỳ một đoạn DNA nào nếu biết trước được trình tự sắp xếp các nucleotit trên mạch đó thì đầu tiên là phải thiết kế và tổng hợp hai đoạn mồi thường dài từ 20 – 30 nucleotit đối xứng với các base ở đầu 5’ và đầu 3’của đoạn DNA định nhân. Hiện nay, việc thiết kế các đoạn mồi được bán sẵn trên thị trường do việc thiết kế khá đơn giản [53]. Việc sử dụng phương pháp PCR ngày càng rộng rãi do nó có một số ưu điểm như: - Có khả năng chọn lọc đồng thời nhiều tính trạng. - Có khả năng chọn lọc sớm từ giai đoạn cây nonđối với những tính trạng biểu hiện muộn. - Mất ít thời gian để phân tích một mẫu, giá thành vừa phải. - Chỉ cần một lượng nhỏ DNA (20 -30 nucleotit), không cần tinh khiết lắm, do vậy giảm bớt chi phí trong tách chiết DNA. Kỹ thuật phân biệt các đoạn DNA dựa trên nguyên tắc điện di như sau: DNA được đặt trong môi trường agarose, nó sẽ di chuyển về anot của nguồn điện một chiều bằng vận tốc tương ứng với trọng lượng phân tử của nó (do DNA là một đoạn phân tử mang điện tích âm). 2.4 Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam Trong những năm gần đây, công tác nghiên cứu, chọn tạo, thử nghiệm và đưa vào sản xuất các giống lúa mới đã được đẩy mạnh ở các Viện nghiên cứu, các trường Đại học Nông nghiệp, các trạm trại, các công ty trong cả nước. Theo Ngô Thế Dân, giai đoạn 1996 – 2000 các chương trình nghiên cứu chọn tạo giống cây lương thực đã sử dụng nhiều phương pháp mới như RADP marker, PCR marker, STS marker, đánh giá sự đa dạng di truyền, cơ chế sinh lý sinh hoá, tính chống chịu sâu bệnh hại, chất lượng của 29435 mẫu giống và sử dụng phương pháp nuôi cấy hạt phấn, nuôi cấy tế bào xoma, lai xa, đột biến, ưu thế lai, đã có 35 giống lúa được công nhân ở cấp quốc gia, 44 giống tiến bộ kỹ thuật [3]. Năm 2005 sản lượng lúa cả nước đạt 36,04 triệu tấn, gấp 2,11 lần so với năm 1998. Những giống lúa do Việt Nam chọn tạo ra nói chung sử dụng trong sản xuất ngày một nhiều. Trong 20 năm (1968 – 1988) Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã thu thập được 3.500 giống lúa địa phương (Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính, Nguyễn Thị Then, 1988) [13]. Giai đoạn 2001 – 2005, Viện Cây lương thực – Cây thực phẩm đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn công nhận 6 giống lúa thuần (CH5, MT163, P1, M6, N97, NX30), một giống lúa lai (HIT83). Bằng phương pháp truyền thống và kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, Viện đã chọn tạo và đưa vào sản xuất một số giống lúa thâm canh có hàm lượng protein cao trong g._.ó chứng tỏ khả năng kháng của các giống không phụ thuộc vào điều kiện sinh thái mà phụ thuộc vào kiểu gen của từng giống. Tuy nhiên, trong quá trình lây nhiễm khả năng xâm nhập của vi khuẩn vào cây lúa chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện thời tiết. Do đó, kết quả đo chiều dài vết bệnh ở vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009 có sự biến động nhưng sự biến động đó là không lớn. * Kết quả đánh giá mức độ tính độc của các chủng vi khuẩn Tính độc của một chủng vi khuẩn nhất định được xác định thông qua tỷ lệ phản ứng kháng/nhiễm của chúng đối với toàn bộ các giống đem lây nhiễm , tỷ lệ này càng cao chủng đó ít độc và ngược lại. Bảng 4.9: Biểu hiện tỷ lệ kháng/nhiễm của từng chủng cho thấy: - Chủng HAU 020191: có độc tính mạnh nhất biểu hiện: Ở vụ mùa có 24 giống trong số 49 giống (chiếm 48,97%) có phản ứng nhiễm, 6 giống nhiễm vừa và 20 giống khác. Ở vụ xuân 2009, có 27 giống nhiễm, 4 giống nhiễm vừa và 19 giống biểu hiện kháng. Qua theo dõi thấy: đa số giống nào kháng được chủng này thì cũng chống được những chủng còn lại. - Chủng HAU 020081: có độc tính mạnh thông qua tỷ lệ kháng/nhiễm ở cả 2 vụ cho thấy: Ở vụ mùa 2008, có 20 giống phản ứng nhiễm, 9 giống nhiễm vừa, 21 giống kháng Ở vụ xuân 2009, có 18 giống có phản ứng nhiễm, 8 giống nhiễm vừa và 22 giống biểu hiện kháng. - Chủng HAU 020371: có độc tính khá mạnh. Ở vụ mùa 2008, có 17 giống biểu hiện nhiễm, 12 giống nhiễm vừa và 20 giống có khả năng kháng. Ở vụ xuân 2009, có 13 giống nhiễm, 14 giống nhiễm vừa và 23 giống kháng. - Chủng HAU 020131: có độc tính vừa Ở vụ mùa 2008, có 10 giống biểu hiện nhiễm, 17 giống nhiễm vừa và 23 giống có khả năng kháng. Ở vụ xuân 2009, có 14 giống nhiễm, 10 giống nhiễm vừa và 23 giống kháng. - Chủng HAU 020364: có độc tính nhẹ, qua tỷ lệ kháng/ nhiễm cho thấy Ở vụ mùa 2008, có 18 giống biểu hiện nhiễm, 7 giống nhiễm vừa và 25 giống kháng. Ở vụ xuân 2009, có 10 giống nhiễm, 12 giống nhiễm vừa và 26 giống kháng. - Chủng HAU 020201: có độc tính gây bệnh tương đối nhẹ, qua tỷ lệ kháng/nhiễm cho thấy: Ở vụ mùa 2008, có 12 giống biểu hiện nhiễm, 11 giống nhiễm vừa và 24 giống kháng. Ở vụ xuân 2009, có 15 giống nhiễm, 16 giống nhiễm vừa và 25 giống kháng. - Chủng HAU 010081: có độc tính gây bệnh nhẹ nhất đối với tập đoàn các giống lúa nếp địa phương của Việt Nam. Qua tỷ lệ kháng/ nhiễm cho thấy: Ở vụ mùa 2008, Kết quả lây nhiễm chủng này thu được 16 giống biểu hiện nhiễm, 6 giống nhiễm vừa và 28 giống kháng. Ở vụ xuân 2009, có 9 giống nhiễm, 12 giống nhiễm vừa và 29 giống kháng. Dựa vào độc tính của từng Isolate đối với 49 giống đánh giá, chúng tôi xắp xếp các Isolate theo độc tính tăng dần như sau: HAU 020191 > HAU 020081 > HAU020371 > HAU 020131 > HAU 020346 > HAU 020201 > HAU 010081. Một số hình ảnh đánh giá khả năng lây nhiễm nhân tạo Chủng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hình 4.1: Lá bị bệnh của giống 10618 ở vụ mùa 2008 Qua hình 4.5 cho thấy, các vệt band rõ nét, chứng tỏ DNA nguyên bản không bị gãy, đảm bảo được độ tinh sạch, đáp ứng được yêu cầu trong quá trình tách chiết. Phản ứng PCR là đáng tin cậy. 4.3.2 Ứng dụng kỹ thuật PCR để xác định các Xa – gens Tiến hành nhân gen bằng kỹ thuật PCR, quan sát sản phẩm sau khi điện di bằng cách nhuộm Ethiliembromide và chiếu lên tia UV. Trong qua trình làm chúng tôi sử dụng 2 máy chạy điện di 20 lỗ giếng và 15 lỗ giếng. Mỗi lần chạy đều kèm theo đối chứng âm và dương trong đó, đối chứng âm là IR 24 còn đối chứng dương là các dòng BB4, BB5, BB7 chứa các gen kháng tương ứng. Sau khi quan sát và chụp ảnh điện di, nếu vạch trên gen agarose ở giống nào trùng với vạch đối chứng dương thì kết luận giống đó chứa gen kháng tương ứng. Sau khi quan sát các vết band xuất hiện trên các bản gen, chúng tôi thu được kết quả ở bảng 4.11. Qua bảng 4.9 cho thấy: Có 18 giống mang gen X - 4 đó là 10057, 10068, 10072, 10090, 10094, 10095, 10100, 10103, 10105, 10137, 10163, 10167, 10171, 10173, 10279, 10282, 10646, 10675. Có 24 giống mang gen Xa - 7 đó là 10098, 10108, 10124, 10128, 10137, 10144, 10156, 10158-1, 10168, 10169, 10173, 10273, 10279, 10280-2, 10282, 10285, 10590, 10618, 10640, 10641, 10678, 10681, 10685, 10699. Có 7 giống mang gen xa - 5 đó là: 10590, 10641, 10654, 10668, 10681, 10698, 10685. Qua quá trình chạy PCR tìm gen kháng bệnh bạc lá chúng tôi thấy đây thực sự là nguồn gen rất quý cho công tác chọn tạo giống chống bệnh bền vững. Bảng 4.11: Kết quả chạy PCR tìm gen kháng bệnh bạc lá STT `Giống Xa 4 xa 5 Xa 7 1 10055 - - - 2 10057 + - - 3 10068 + - - 4 10072 + - 5 10090 + - - 6 10094 + - - 7 10095 + - - 8 10098 - - + 9 10100 + - - 10 10103 + - - 11 10105 + - - 12 10107 - - - 13 10108 - - + 14 10113 - - - 15 10124 - - + 16 10128 - - + 17 10137 + - + 18 10144 - - + 19 10153 - - - 20 10156 - - + 21 10163 + - - 22 10165 - - - 23 10167 + - - 24 10168 - - + 25 10169 - - + 26 10171 + - - 27 10173 + - + 28 10176 - - - 29 10179 - - - 30 10273 - - + 31 10279 + - + 32 10282 + - + 33 10285 - - + 34 10292 - - - 35 10590 - + + 36 10618 - - + 37 10640 - - + 38 10641 - + + 39 10646 + - - 40 10654 - + - 41 10668 - + - 42 10675 + - - 43 10678 - - + 44 10681 - + + 45 10685 - + + 46 10698 - + - 47 10699 - - + 48 10158-1 - - + 49 10280- 2 - - + 50 IR24 - - - 51 BB4 + - - 52 BB5 - + - 53 BB7 - - + Chú thích: + có gen kháng - không có gen kháng * Qua bảng đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá và kết quả điện di xác định các Xa – genes ta có một số nhận xét sau: - Hầu hết các giống mang gen Xa - 4 đều có phản ứng nhiễm với chủng vi khuẩn HAU 020191, HAU 020081, HAU 020364, chứng tỏ gen Xa - 4 không có khả năng kháng 3 chủng này - Phản ứng của các giống mang gen Xa -7 với các chủng vi khuẩn đem lây nhiễm thấy: Hầu hết các giống mang gen Xa - 7 đều có phản ứng nhiễm với chủng HAU 020131, HAU 020191, HAU 020371, HAU 020081, HAU 020364. Các giống mang gen Xa - 7 tỏ ra kháng hữu hiệu với chủng 7 (HAU 010081). - Phản ứng của các giống mang gen xa - 5 với các chủng vi khuẩn đem lây nhiễm. Qua đánh giá khả năng kháng của các giống tham gia thí nghiệm với các chủng vi khuẩn thì hầu hết các giống mang gen xa - 5 đều có phản ứng kháng với tất cả các chủng vi khuẩn lây nhiễm. Như vậy, từ kết quả đánh giá khả năng kháng các chủng vi khuẩn bằng lây nhiễm nhân tạo và kết quả chạy điện di tìm gen kháng Xa - 4, xa – 5, Xa – 7 của các giống tham gia thí nghiệm thấy: Với những giống mang gen Xa – 4 và Xa – 7 nếu chỉ có một gen đơn lẻ thì khả năng kháng với 6 chủng … là rất thấp, kháng tương đối với chủng 7. Nhưng nếu giống nào mang tổ hợp 2 gen kháng Xa - 4 + Xa – 7 hay Xa – 7 + xa – 5 thì phản ứng kháng với cả 7 chủng được biểu hiện rất rõ. Do đó, thay vì việc tổ hợp nhiều kháng vào một giống ta chỉ cần đưa một gen kháng x - 5 hay tổ hợp 2 gen kháng Xa – 4 + Xa – 7 hoặc xa – 5 + Xa – 7 cũng đủ khả năng kháng 7 chủng vi khuẩn này. Vì vậy, trước khi đem một giống về trồng ở địa phương nào đó thì ta nên xác định các chủng vi khuẩn có mặt tại vùng sinh thái đó trước, sau đó mới lựa chọn nên dùng những giống chứa gen kháng hữu hiệu nào để cho hiệu quả kháng bệnh cao nhất. Giếng 1- IR24, giếng 2 – BB4, giếng 3 – 10057, giếng 4 – 10107, giếng 5 - 10108, giếng 6 -10068, giếng 7- 10113, giếng 8 -10072 , giếng 9 –10095, giếng 10- 10100, giếng 11 - 10112, giếng 12- 10108, giếng 13- 10179. Các giếng 3, 6, 8, 9, 10 tương ứng với các giống 10057, 10068, 10072, 10095, 101000, trùng với vệt band của BB4 chứng tỏ các giống này mang gen Xa - 4. Các giếng còn lại có vệt band trùng với IR24 là nhưng giống không mang gen Xa – 4. Hình 4.7: Kết quả điện di xác định gen xa - 5 Giếng 2 - IR24, giếng 3 – BB5, giếng 4 – 10590, giếng 4 – 10107, giếng 5 -10165, giếng 6 -10668, giếng 7- 10698, giếng 8 -10072 , giếng 9 –10681, giếng 10 - 10685. Các giếng 4, 6, 7, 9, 10 tương ứng với các giống 10590, 10668, 10698, 10681, 10685, trùng với vệt band của BB5 chứng tỏ các giống này mang gen xa - 5. Các giếng còn lại có vệt band trùng với IR24 là nhưng giống không mang gen xa – 5. Giếng 1- IR24, giếng 2 – BB7, giếng 3 – 10153, giếng 4 – 10169, giếng 5 - 10685, giếng 6 -10107, giếng 7- 10156, giếng 8 -10165 , giếng 9 – 10292, giếng 10 - 10167, giếng 11 -10168, giếng 12- 10179, giếng 13 - 10698, giếng 14 – 10176, giếng 15 - 10169 , giếng 16 - 10100, giếng 17 - 10095, giếng 18 - 10090, giếng 19- 10094, giếng 20 – 10072. Các giếng 4, 5,11, 15, tương ứng với các giống 10169, 10685, 10168, 10169 trùng với vệt band của BB7 chứng tỏ các giống này mang gen Xa - 7. Các giếng còn lại có vệt band trùng với IR24 là nhưng giống không mang gen Xa – 7. 4.4 Giới thiệu một số giống triển vọng Nguồn gen địa phương là vật liệu vô cùng phú trong chọn tạo giống. Qua đề tài này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát đặc điểm nông sinh học và xác định khả năng chứa gen kháng Xa - 4, xa - 5, Xa - 7 của 49 giống lúa nếp địa phương mới thu thập, chúng tôi thấy một số giống có năng suất tiềm năng khá và có mang gen kháng bệnh bạc lá. Bảng 4.10: Giới thiệu một số giống triển vọng STT Giống Số bông hữu hiệu/khóm Số hạt/ bông Số hạt chắc/ bông Tỷ lệ hạt chắc (%) KL 1000 hạt NSTN (tạ/ha) Chứa gen kháng bạc lá 42 10279 4.4 99.2 94.4 95.16129 30.75 57.47544 Xa4, Xa7 40 10282 5.8 158 131.2 83.03797 19 65.06208 Xa4, Xa7 26 10685 3.8 189.4 135 71.27772 30.75 70.98638 xa5, Xa7 33 10654 4.6 130.8 117 89.44954 30.25 73.26248 xa5 36 10641 6.2 105.8 97 91.68242 28 75.7764 xa5 31 10590 6 124.2 111.4 89.69404 25.38 76.32293 xa5, Xa7 34 10698 7.2 171.8 148.2 86.2631 18 86.43024 xa5 27 10681 6.2 104.2 87 83.49328 39 94.6647 xa5, Xa7 28 10668 5.6 173.2 142 81.98614 26.38 94.3803 xa 17 10144 6.4 210.8 123 58.34915 29 102.7296 Xa7 2 10057 6.8 201 136 67.66169 25 104.04 Xa4 23 10168 6.8 138 106 76.81159 33 107.0388 Xa7 Qua quá trình thí nghiệm theo dõi đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh bạc lá chúng tôi thấy: Có 12 giống thể hiện ở bảng 4.10 chứa gen kháng bệnh bạc lá và có tiềm năng năng suất khá. Vì vậy, có thể đem trồng ở những vụ tiếp theo hoặc dùng để làm vật liệu chuyển gen kháng bạc lá vào những giống có tiềm năng năng suất cao và chất lượng tốt mà không có khả năng kháng bệnh bạc lá. 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Qua quá trình đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của 49 giống lúa nếp địa phương bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo kết hợp với phương pháp PCR đồng thời khảo sát một số đặc điểm nông sinh học liên quan đến năng suất lúa và khả năng kháng bệnh trong 2 vụ chính là vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009, chúng tôi rút ra một số kết luận và đề nghị sau: 5.1 Kết luận 1. Thời gian sinh trưởng của các giống tham gia thí nghiệm ở vụ mùa 2008 ngắn hơn ở vụ xuân 2009. Ở vụ mùa 2008, tổng thời gian sinh trưởng của các giống lúa tham gia thí nghiệm dao động từ 97 (10100) ngày đến 126 ngày (10113). Trong đó, có 6 giống có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm cực ngắn ngày, 30 giống có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày, 13 giống có thời gian sinh trưỏng thuộc nhóm ngày trung bình. Đối chứng TK90 có tổng thời gian sinh trưởng là 105 ngày, thuộc nhóm ngắn ngày. Ở vụ xuân 2009, Đối chứng TK90 có tổng thời gian sinh trưởng là 147 ngày, thuộc nhóm ngày trung bình. Thời gian sinh trưởng của các giống lúa tham gia thí nghiệm dao động từ 117 ngày đến 148 ngày, trong đó có 24 giống có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm ngắn ngày, còn lại thuộc nhóm ngày trung bình. 2. Các giống lúa tham gia thí nghiệm đều có chiều cao cây từ trung bình đến cao. Chiều cao cây của các giống thí nghiệm dao động trong khoảng 96,2 cm (10103) đến 155,2 cm (10282), còn đối chứng TK90 có chiều cao cây đạt 132 cm, thuộc nhóm cao cây. 3. Đa số các giống tham gia thí nghiệm đều có khả năng đẻ nhánh thấp. Ở vụ mùa 2008, các giống tham gia thí nghiệm có số nhánh tối đa dao động từ 5 nhánh/khóm 10,8 đến nhánh/khóm, còn đối chứng TK90 có số nhánh tối đa là 8,6 nhánh/khóm. Ở vụ xuân 2009, số nhánh tối đa trên khóm của các giống tham gia thí nghiệm dao động từ 4,8 nhánh/khóm (10156) đến 14,6 nhánh/khóm (10100), đối chứng TK90 có số nhánh tối đa trên khóm là 8,8 nhánh. 4. Ở vụ mùa 2008, các giống tham gia thí nghiệm có số bông hữu hiệu trên khóm dao động từ 3 bông đến 8 bông, còn đối chứng TK90 có số bông hữu hiệu/khóm là 6 bông/khóm. Ở vụ Xuân 2009, Đối chứng TK90 có số bông hữu hiệu/khóm là 7 bông/khóm, thấp hơn số bông hữu hiệu/khóm ở vụ mùa 2008 là 3,23%. Còn các giống tham gia thí nghiệm có số bông hữu hiệu dao động trong khoảng từ 3 bông/khóm (10156) đến 11 bông/khóm (10100). 5. Ở vụ mùa 2008, đối chứng TK90 có tỷ lệ hạt chắc/bông là 77,59%, còn các giống tham gia thí nghiệm có tỷ lệ hạt chắc dao động từ 72,59 % (10171) đến 92,81 % (10176). Ở vụ xuân 2009, tỷ lệ hạt chắc trên bông của các giống tham gia thí nghiệm dao động từ 58,35% (10144) đến 95.16 (10279). Đối chứng TK90 có tỷ lệ hạt chắc/bông đạt 79,49 % cao hơn vụ mùa 6.9%. 6. Khối lượng 1000 hạt ở vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009 dao động không đáng kể. Khối lượng 1000 hạt của các giống tham gia thí nghiệm dao động từ 17,58g đến 31g. Trong đó, có 7 giống (chiếm 14,29%) có khối lượng 1000 hạt thuộc nhóm hạt nhỏ, 8 giống (chiếm 16,33%) có khối lượng 1000 hạt thuộc nhóm hạt trung bình tương đương với đối chứng TK90 (24g), còn lại 79,38% thuộc nhóm hạt to. 7. Ở vụ mùa năng suất tiềm năng của các giống lúa tham gia thí nghiệm dao động từ 34,73 tạ/ha (10156) đến 105,71 tạ/ha (10144), đối chứng TK90 có năng suất tiềm năng đạt 81,65 tạ/ha. Ở vụ xuân 2009, năng suất tiềm năng của đối chứng TK90 đạt 91,43 tạ/ha, năng suất tiềm năng của các giống tham gia thí nghiệm dao động từ 27,97 tạ/ha (10165) đến 107,04 tạ/ha (10168). 8. Khi đem 9 chủng lây nhiễm nhân tạo ở vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009 thấy: có 2 chủng 1,2 đã mất hoạt tính. Ở vụ mùa 2008, có 9 giống chiếm 16 % kháng hoàn toàn với cả 7 chủng (trừ 2 chủng mất hoạt tính) đem lây. Có 2 giống kháng được 6 chủng đó là. Nhóm giống chống được 5 chủng gồm 4 giống chiếm 8%. Nhóm giống chống được 4 chủng gồm 11 giống chiếm 22%. Gộp chung mức nhiễm vừa (M) và nhiễm (S) vào mức nhiễm bệnh thì phát hiện thấy có 9 giống chiếm khoảng 18% nhiễm hoàn toàn với 7 chủng vi khuẩn đem lây nhiễm. Có 7 giống (chiếm 14%) có phản ứng nhiễm với 6 chủng. Có 4 giống (chiếm 8%) phản ứng nhiễm với 5 chủng. Còn lại các giống chống được từ 1 – 3 chủng. Ở vụ xuân 2009, có 15 giống chiếm 30% thể hiện kháng hoàn toàn với cả 7 chủng (trừ 2 chủng mất hoạt tính) đem lây nhiễm. Có 2 giống kháng được 6 chủng. Có 2 giống kháng được 5 chủng. Nhóm giống chống được 4 chủng gồm 4 giống. Cũng gộp chung mức nhiễm vừa (M) và nhiễm (S) vào mức nhiễm bệnh thì phát hiện thấy có 9 giống chiếm khoảng 18% nhiễm hoàn toàn với 7chủng vi khuẩn đem lây nhiễm. Có 7 giống (chiếm 14%) phản ứng nhiễm với 6 chủng. Nhóm giống chống được 5 chủng gồm 7 giống. Có 2 giống phản ứng nhiễm với 4 chủng. Còn lại các giống chống được từ 1 – 3 chủng. 9. Dựa vào tỷ lệ R/M/S của từng Isolate đối với 49 giống đánh giá ở cả vụ mùa 2008 và vụ xuân 2009, chúng tôi xắp xếp các Isolate theo độc tính tăng dần như sau: HAU 020191 > HAU 020081 > HAU020371 > HAU 020131 > HAU 020346 > HAU 020201 > HAU 010081. 10. Tìm được 18 giống mang gen X4 đó là 10057, 10068, 10072, 10090, 10094, 10095, 10100, 10103, 10105, 10137, 10163, 10167, 10171, 10173, 10279, 10282, 10646, 10675. Có 24 giống mang gen Xa7 đó là 10098, 10108, 10124, 10128, 10137, 10144, 10156, 10158-1, 10168, 10169, 10173, 10273, 10279, 10280-2, 10282, 10285, 10590, 10618, 10640, 10641, 10678, 10681, 10685, 10699. Có 7 giống mang gen xa 5 đó là: 10590, 10641, 10654, 10668, 10681, 10698, 10685. 5.2 Đề nghị 1. Trong qua trình thực hiện đề tài này chúng tôi chỉ lây nhiễm 9 chủng vi khuẩn mà 2 chủng lại mất hoạt tính do vậy, chúng tôi đề nghị tiếp tục đánh giá khả năng kháng nhiễm của các giống lúa thí nghiệm với 2 chủng mất hoạt tính và một số chủng khác ở các vụ tiếp theo. 2. Chọn lọc những giống có đặc điểm nông sinh học tốt và chứa gen kháng bệnh bạc lá, sử dụng làm vật liệu trong công tác chọn tạo giống. TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tài liệu trong nước Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, Cải tiến giống cây trồng bằng ứng dụng chỉ thị phân tử. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, Ứng dụng công nghệ sinh học trong cải tiến giống lúa, NXB Nông nghiệp. Ngô thế Dân (2002), Kết quả nghiên cứu thử nghiệm về giống cây trồng giai đoạn 1996 – 2000, Tạp chí khoa học Nông nghiệp, số tháng 1/2002, tr.11. Đường Hồng Dật (1998), Lời giới thiệu hướng dẫn nghiên cứu bệnh vi khuẩn thực vật (Hà Minh Trung và Nguyễn Văn Thành dịch), NXB Hà Nội. Đỗ Tấn Dũng, Nguyễn Văn Viên, Một số bệnh chính và biện pháp phòng trừ, NXB Hà Nội, tr.42 – 45. Nguyễn Văn Hiển (1992), Khảo sát tập đoàn giống lúa địa phương và nhập nội miền Bắc Việt Nam, Luận án Phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội. Nguyễn Văn Hiển và cs (2002), giáo trình chọn giống cây trồng, NXB Giáo Dục. Nguyễn Tấn Hinh (2006), Viện cây lương thực và cây thực phẩm - Những thành tựu khoa học công nghệ giai đoạn 2001 – 2005 và định hướng nghiên cứu giai đoạn 2006 – 2010, Tạp chí khoa học và công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 1/9- 2006, nhà in công ty Hữu Nghị, tr.28 – 29. Nguyễn Văn Hoan (1991), Giống lúa ngắn ngày ĐH 60, Kỷ yếu nghiên cứu khoa học 35 năm ngày thành lập Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, NXB Nông nghiệp Hà nội. Nguyễn Văn Hoan (1994), Một số nghiên cứu chọn tạo giống lúa bằng phương pháp lai hữu tính, Luận án Phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội . Nguyễn Văn Hoan (1994) ĐH60 giống lúa Quốc gia mới cho vùng đất khó khăn, Tạp chí Nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm, số 8. Nguyễn Văn Hoan (1995), Kỹ thuật thâm canh lúa ở hộ nông dân, NXB giáo dục Hà Nội, tr. 91- 101. Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính, Nguyễn Thị Then (1998), Kết quả xây dựng quỹ gen và chọn tạo giống lúa mới, Tạp chí khoa học và kỹ thuật nông nghiệp, số 11. Vũ Công Khoái (2000), Nghiên cứu bệnh bạc lá lúa hại trên giống lúa lai và lúa thuần, Luận án thạc sĩ , Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội, tr. 3 – 20. K.E.Mucller (Hà Văn Chức dịch), Những thiệt hại trên ruộng lúa nhiệt đới ( Hà Văn Chức dịch) – IRRI,1983. Nguyễn Thị Lan – Bài giảng cao học phần cây lương thực. Đoàn Thị Lương, Ứng dụng chỉ thị PCR nhằm phát hiện và đánh giá nguồn gen kháng bệnh bạc lá lúa Xa – 7, Xa – 21, Báo cáo tốt nghiệp 2005. Vũ Triệu Mân, PGS. TS Lê Lương Tề (1999), Bệnh vi khuẩn, vi rút hại cây nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr. 183 – 184. Vũ Triệu Mân, PGS.TS Lê Lương Tề (2001), Giáo trình bệnh cây Nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr.183 – 184. O.U.S.H, Bệnh hại lúa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1983. Phương pháp PCR - Diễn đàn Đại học Nông nghiệp Hà Nội, info/forum/showthread.php. Quy phạm khảo nghiệm giống lúa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 2004. Trần Duy Quý (2006), Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ sản xuất nông nghiệp, Trồng trọt và bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, tr.326 – 377. Mai Văn Quyền (1969 – 1970), Ảnh hưởng của các loại phân vô cơ đến sự phát sinh phát triển bệnh bạc lá vi khuẩn, Kỷ yếu kết quả nghiên cứu khoa học nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, tr.69 – 72. Tạ Minh Sơn, Bệnh bạc lá vi khuẩn (Xanthomonas Oryzae) và chọn tạo giống chống bệnh- Luận án Phó tiến sỹ khoa học, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, 1987. Tạ Minh Sơn, Kết quả nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa vi khuẩn ở Việt Nam. Tạp chí Bảo vệ thực vật số 6/1996. Trần Thanh Sơn, Sở Khoa học công nghệ An Giang, Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam, Lê Lương Tề (1980), Bệnh bạc lá của vùng đồng bằng Sông hồng, Tuyển tập các công trình nghiên cứu KHKT nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội. tr. 184 – 187. Lê Lương Tề, Bùi Trọng Thuỷ, Một số nghiên cứu về các Xa – gen kháng bệnh bạc lá, Tạp chí Bảo vệ thực vật số 3 năm 2006, tr.30. Lê Lương tề, Bước đầu nghiên cứu về độc tố Xanthomonin của vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc lá trên một số giống lúa, Tạp chí Bảo vệ thực vật, số 5/2008, tr 35 – 36. Số bông /khóm. Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao, Nguyễn Thịên Huyên, Hà Công Vượng (1997), Giáo trình cây lương thực, tập I, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr 102. Lê Vĩnh Thảo, GS. TS. Bùi Chí Bửu, PGS. TS. Lưu Ngọc Trình. ThS. Nguyễn Văn Vương. Các giống lúa đặc sản, giống lúa chất lượng cao và kỹ thuật canh tác. NXB Nông gnhiệp Hà Nội – 2004, tr 9 – 11. Bùi Trọng Thuỷ và ctv, Kết quả nghiên cứu xác định các chủng (pathotype) Xan thomonas oryzar pv. Oryzae gây bệnh bạc lá lúa ở miền bắc Việt Nam, Tạp chí Bảo vệ thực vật số 1 năm 2004, tr.15. Bùi Trọng Thuỷ, Phát hiện thêm 3 race mới của vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. Oryzae gây bệnh bạc lá lúa ở Nam Định, Bắc Ninh và Hà Nội (2007 – 2008), Tạp chí Bảo vệ thực vật số 1 năm 2009, tr.28. Phan Hữu Tôn, Giáo trình Công nghệ sinh học trong chọn giống cây trồng. Phan Hữu Tôn (2000), Application of PCR – Based markers to indentifi rice Bacterial blight resistance genes xa – 5, xa – 13 and Xa – 21 in Vietnames germplasm collection, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp tháng 9. Hiền(tr12). Phan Hữu Tôn và Bùi Trọng Thuỷ (2003), Nghiên cứu khả năng kháng các chủng bệnh bạc lá Việt Nam của tập đoàn chỉ thị chứa gen chống bệnh khác nhau, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Tập 1, số 4/2003, tr. 284 – 288. Phan Hữu Tôn và cs (2003), Nghiên cứu chỉ thị phân tử DNA phục vụ chọn tạo giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc lá vùng Đồng bằng Bắc bộ, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiêp. Phan Hữu Tôn (2005), Bài giảng công nghệ gen và an toàn sinh học, Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội. Phan Hữu Tôn (2005), Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử PCR chọn lọc gen kháng bạc lá, Hội nghị khoa học toàn quốc về công nghệ sinh học hướng 8.2, T2/2005, tr. 146 – 150. Phan Hữu Tôn (2006), phân bố, đặc điểm gây bệnh các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa và phát hiện nguồn gen kháng bằng kỹ thuật PCR, Trồng trọt và bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, Tr.311 – 325. Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan (1995), Chọn tạo giống lúa cao sản, năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh cho vùng thâm canh ở miền Bắc Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài KN01 -01. Lưu Ngọc Trình, Đào Thế Tuấn, Sự đa dạng di truyền lúa ở Việt Nam và vùng Đông nam Á, Tài nguyên di truyền thực vật ở Việt Nam, NXB Nông nghiệp Hà Nội. Lưu Ngọc Trình, Phân loại nhanh lúa Indica và Japonica lúa trồng Châu Á Orya sativa, Thông tin công nghệ sinh học và ứng dụng, tháng 1 – 2/1995. Hiền (tr11) Hà Minh Trung (1996), Hiện trạng và triển vọng nghiên cứu bênh virut, vi khuẩn hại cây trồng ở Việt Nam, Tạp chí Bảo vệ thực vật, t4/1996. Tr22 - 25. Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Kết quả bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật gia đoạn 2001 – 2005, định hướng 2006 – 2010, Nguyễn Văn Tuất và cs (1996), Nghiên cứu đặc điểm hoá sinh, Tạp chí BVTV Số 4, tr. 22 – 25. Nguyễn Văn Tuất (1996), Nghiên cứu đặc điểm hoá sinh , Tạp chí Bảo vệ thực vật Số 4, tr42 – 45. Nguyễn Văn Tuất (2006), Kết quả nghiên cứu nổi bật của Viện bảo vệ thực vật giai đoạn 2001 – 2005 và định hướng giai đoạn 2006 – 2010, Tạp chí khoa học công nghệ nông nghiệp Việt Nam, số 1/9- 2006, nhà in công ty Hữu Nghị, tr.44 – 45. Nguyễn Văn Viết và cs (2006), Nghiên cứu di truyền miễn dịch phục vụ chọn tạo giống cây trồng chống chịu sâu bệnh, Trồng trọt và bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, tr. 243 – 310. Viện Bảo vệ thực vật (1998), Phương pháp điều tra phát hiện sâu bệnh hại cây trồng. NXB Nông nghiệp Hà Nội. Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), (1996), Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam dịch. V.P. Izrainxki (Hà Minh Trung và Nguyễn Văn Thành dịch), tr.22 - 25. II. Tài liệu nước ngoài A.C.Shan Chez vaf ctv, Crop Science, The International Comulity of Crop Science, volume 40 number 3, 2000. Chen – Sheng và ctv, Improvement of bacterial blight resistant ò “Minghui63”, an elite restorerline of hybrid rice by molecular maker assisted selection – CropScience, 2000, p239 – 244. Devedath S v à ctv, Management of Bacterial blight and Bacterial leaf streat of rice, Central Rice Research Institute, Cuttrack, Orrisa, India, P.143. Eamchit S and Mew T.V (1982), Comparsion of Viralence of Xanthomonas Campestris pv.Oryzae in Thailand and phillipine, plant disease, Vol, 66 No, 7, P.556 – 559. Islam – N, Bora – LC, Biologycal management of Bacterial leaf blight of rice (Oryza Santiva) with plant grow promoting Rhizobacteria, Indian Journal of Agricultural Univercity, Jorhat 125013, Indian. Khush GS (1997), Disease and insect resistance in rice, Adv, Agron 29,p.268 – 341. KS. Lee and ctv, Geniticanalysis of resistance to blight Xanthomonas oryzae pv. Oryzae in some rice cyltival, Philippine – Journal – of – Crop science 25 (Supplemen no, 1) May, 2002. Hien Lee K.S va ctv, Inheritance of resistance to bacterial bligrh in 21 cultivrs of rice, Photopathology, 2003, p.147 – 152. Furuya, N. et al. 2003.” Expermental technique for Bacterial blibht of rice”. HAU – JICA ERCB Project. Kyushu Univ. Japan, July, 2003.42 pages. Mew T.W (1978), Diffirence of trains to cause leaf blight and wilt symptomes of rice, Proco 4th conf, Plant Pathu, Bact Angers, P.371 – 374. Modal A.H and Miah S.A (1985), Effect of potassium on bacterial blight develoment, International Rice Research Newsletter. Vol. 10, No.2, April, p.12. Nivedita Nayak và CTV, Biologycal control of Bacterial blight of rice (Xanthomonas oryzae pv.Oryzae) Naruto Furuya, Satoru Taura, Bui Trong Thuy, Phan Huu Ton, Nguyen Van Hoan and Atsushi Yoshimura (2003), Experimental Technique for Bacterial Blight of Rice. Hanoi Agricultural Unoversity in Cooperration with HAU – Jica ERCB proect. Naruto Furuya, Satoru Taura, Bui Trong Thuy, Masaru Matsumoto, Seint San Aye and Phan Huu Ton (2002), Isolation and preer vation of Xanthomonas oryzae pv. Oryzae from Viet Nam in 2001 – 2002. hieen. Goto M (1970), Application of fluoresence – antibody method for study of ecology of Bacterial blight of rice, Report, submitted to IRRI, p.16. Rice gennitic, International – Rice – Reserch – Newsletter, 1986. Srivastava D.N (1972), Bacterial blight of rice, Phytopathol 26, P1 – 6. Yoshimura, A. Taura, S. Thuy, B. Et al.2004. “Pyramiding of genes for resistance to Bacterial blight of rice and its application to hybrid rice breeding rice in Northern Part of VietNam”. Abtract of the 1st International Conference on BB of rice. Tsukuba, Japan. Pp. 15 – 30. Zhang – Qi va ctv, Breeding of three isogenic japonica rice lines with major genes for resistant to bacterial blight – Insitute of crop breeding. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------------------ NGUYỄN THỊ THANH TUYẾT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ CỦA TẬP ĐOÀN GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2009 LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thanh Tuyết LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản luận văn này ngoài sự cố gắng của bản thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phan Hữu Tôn, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Viện Sau đại học, khoa Nông học, khoa Công nghệ sinh học, bộ môn sinh học phân tử trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập. Xin cảm ơn gia đình, ban bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Thị Thanh Tuyết MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 3.1. Danh sách các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá đem lây nhiễm 39 Bảng 3.2. Danh mục các giống tham gia thí nghiệm 39 Bảng 4.1a: Tình hình sinh trưởng của cây mạ ở vụ mùa – 2008 52 Bảng 4.1b: Tình hình sinh trưởng của cây mạ ở vụ Xuân - 2009 53 Bảng 4.2a: Thời gian sinh trưởng của các giống tham gia thí nghiệm ở vụ mùa 2008 56 Bảng 4b: Thời gian sinh trưởng của các giống tham gia thí nghiệm ở vụ xuân 2009 57 Bảng 4.3. Đặc điểm hình thái của các giống lúa thí nghiệm 64 Bảng 4.4a: Chiều cao cây và số nhánh hữu hiệu/khóm của các giống lúa tham gia thí nghiệm (Vụ mùa 2008) 68 Bảng 4.4b: Chiều cao cây và số nhánh hữu hiệu/khóm của các giống lúa tham gia thí nghiệm (Vụ xuân 2008) 69 Bảng 4.5a: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất vụ mùa 2008 73 Bảng 4.5b: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất (vụ xuân 2009) 74 Bảng 4.6: Tình hình nhiễm sâu bệnh của các giống tham gia thí nghiệm ở vụ mùa 2008 78 Bảng 4.7a: Vết bệnh lây nhiễm nhân tạo vụ mùa 2008 81 Bảng 4.7b: Vết bệnh lây nhiễm nhân tạo vụ xuân 2009 82 Bảng 4.8a: Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá ở vụ mùa – 2008 83 Bảng 4.8b: Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá ở vụ xuân – 2009 84 Bảng 4.11: Kết quả chạy PCR tìm gen kháng bệnh bạc lá 92 Bảng 4.10: Giới thiệu một số giống triển vọng 96 DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 4.1: Lá bị bệnh của giống 10618 ở vụ mùa 2008 88 Hình 4.2: Lá bị bệnh của giống 10618 ở vụ Xuân 2009 89 Hình 4.3: Lá bị bệnh của giống 10668 ở vụ mùa 2008 89 Hình 4.4: Lá bị bệnh của giống 10668 ở vụ xuân 2009 90 Hình 4.5: Kiểm tra độ tinh sạch của DNA nguyên bản 90 Hình 4.6: Kết quả điện di xác định gen Xa4 94 Hình 4.7: Kết quả điện di xác định gen xa - 5 94 Hình 4.8: Kết quả điện di xác định gen Xa – 7 95 ._.