Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số dòng TGMS tại vùng Gia Lộc Hải Dương

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi ----------
---------- nguyÔn thµnh lu©n NGHIÊN CỨU ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DÒNG TGMS TẠI VÙNG GIA LỘC - HẢI DƯƠNG LuËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp Chuyªn ngµnh: Di truyÒn vµ chän gièng c©y trång M· sè: 60.62.05 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: ts. hµ v¨n nh©n Hµ Néi - 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i LỜI CAM ðOAN ---------------------- Tôi xin cam ñoan rằng Kết quả nghiên cứu ñược trình bày trong luận văn này là do tôi thực hiện, các số liệu, nêu trong luận án là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ luận án nào khác. Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn. Các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Học viên Nguyễn Thành Luân Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ii LỜI CẢM ƠN §Ó hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp nµy, ngoµi sù nç lùc cña b¶n th©n, t«i cßn nhËn ®−îc sù gióp ®ì, chØ b¶o tËn t×nh cña rÊt nhiÒu tËp thÓ vµ c¸ nh©n trong vµ ngoµi tr−êng. Tr−íc hÕt, t«i xin bµy tá lßng kÝnh träng vµ biÕt ¬n s©u s¾c tíi TS. Hµ V¨n Nh©n - Tr−ëng Bé m«n Chän gièng lóa th©m canh, Phã Gi¸m ®èc Trung t©m Nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn lóa thuÇn, ViÖn C©y l−¬ng thùc vµ C©y thùc phÈm, Gia Léc H¶i D−¬ng ®· tËn t×nh chØ b¶o, h−íng dÉn cô thÓ, ®éng viªn t«i hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp nµy. §ång thêi t«i còng göi lêi c¶m ¬n tíi tËp thÓ c¸c c«, c¸c chó, cïng toµn thÓ c¸c anh, chÞ, em trong Trung t©m Nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn lóa thuÇn – ViÖn C©y l−¬ng thùc vµ C©y thùc phÈm, Gia Léc H¶i D−¬ng ®· gióp ®ì vµ t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho t«i trong suèt qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n nµy. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o trong Bé m«n Di truyÒn gièng, Khoa N«ng häc, ViÖn ®µo t¹o sau §¹i häc – Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp Hµ Néi ®· d¹y b¶o, h−íng dÉn vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó t«i hoµn thµnh luËn v¨n nµy. Cuèi cïng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n tíi gia ®×nh, ng−êi th©n vµ b¹n bÌ ®· gióp ®ì, ®éng viªn, cæ vò t«i trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp vµ ®Æc biÖt trong thêi gian viÕt luËn v¨n võa qua ®Ó t«i cã ®−îc thµnh c«ng nµy. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Häc viªn NguyÔn Thµnh Lu©n Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iii MỤC LỤC Trang Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Những chữ viết tắt ñược sử dụng trong luận án v Danh mục các bảng, biểu vi 1. MỞ ðẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài. 1 1.2. Mục ñích nghiên cứu 2 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển ưu thế lai ở lúa. 3 2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai ở lúa 8 2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 10 2.4. Các hệ thống lúa lai 12 2.5. Quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 33 2.6. Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 36 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1. Vật liệu nghiên cứu 38 3.2. Nội dung nghiên cứu 38 3.3. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 38 3.4. Phương pháp nghiên cứu 38 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 4.1. ðặc ñiểm nông sinh học của các dòng bố, mẹ. 41 4.1.1. ðặc ñiểm hình thái 41 4.1.2. ðặc ñiểm nở hoa và ñặc ñiểm hạt phấn 43 4.1.3. Khả năng chuyển ñổi hữu dục - bất dục trong ñiều kiện tự nhiên của các dòng TGMS 44 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iv 4.1.4. Số lá/ thân chính và thời gian sinh trưởng của các dòng bố mẹ. 47 4.1.5. Một số ñặc ñiểm nông sinh học khác của các dòng bố mẹ. 48 4.1.6. Khả năng giao phấn tự nhiên của các dòng TGMS. 50 4.1.7. ðánh giá mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại chính trên ñồng ruộng của các dòng bố mẹ. 51 4.1.8. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố mẹ 52 4.2. Kết quả ñánh giá ñặc ñiểm các tổ hợp lai vụ xuân 2009. 54 4.2.1. ðặc ñiểm hình thái 54 4.2.2. Tính trạng số lá và thời gian sinh trưởng 56 4.2.3. Một số ñặc ñiểm nông sinh học khác của các tổ hợp lai 58 4.2.4. Mức ñộ nhiễm sâu, bệnh hại chính trên ñồng ruộng của các tổ hợp lai (ñiểm) 60 4.2.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai. 62 4.2.6. ðánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai 65 4.3. ðánh giá ưu thế lai ở một số ñặc tính nông sinh học và năng suất của con lai F1. 67 4.3.1. ðánh giá ưu thế lai thực (Hb) và ưu thế lai chuẩn (Hs) ở một số ñặc tính nông sinh học. 67 4.3.2. ðánh giá ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn về một số tính trạng năng suất. 70 4.3. Sơ bộ ñánh giá khả năng kết hợp của các dòng tham gia thí nghiệm 72 4.3.1. Khả năng kết hợp chung của các dòng bố mẹ. 72 4.3.2. Khả năng kết hợp riêng của các dòng bố mẹ. 74 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 76 5.1. Kết luận 76 5.2. ðề nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Phụ lục 86 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………v NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ðƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Chữ viết tắt Nghĩa CMS: Cytoplasmic Male Sterile Bất dục ñực tế bào chất, ký hiệu là dòng A Dòng B: Maintainer line Dòng phục duy trì bất dục cho dòng A Dòng R: Restorer line Dòng phục hồi hữu dục cho dòng A EGMS: Environmental-sensitive Genic Male Sterility Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện môi trường F: (Fertile) Hữu dục GCA: General Combining Ability Khả năng kết hợp chung Hb: Heterobehiosis Ưu thế lai thực Hs: Standard heterosis Ưu thế lai chuẩn IRRI: International Rice Research Institute Viện Nghiên cứu lúa quốc tế RAPD: Rapid analysis polymorphysm DNA Phân tích nhanh ña hình ñộ dài mảnh phân cắt DNA RFLP: Restriction fregmenth length polymorphysm ða hình ñộ dài mảnh phân cắt DNA RCBD: Random Complete Block Design Thiết kế thí nghiệm theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên TGMS: Thermo- sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ PGMS: Photoperiod-sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ P(T)GMS: Photoperiod and thermo- sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ và nhiệt ñộ T(P)GMS: Thermo and Photoperiod - sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ và quang chu kỳ SCA: Specific combining ability Khả năng kết hợp riêng ƯTL Ưu thế lai WA: Wild Aborted Bất dục ñực dạng dại Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU SỐ LIỆU TT Tên bảng Trang 4.1 Một số ñặc ñiểm hình thái của các dòng bố mẹ 42 4.2 ðặc ñiểm nở hoa và ñặc ñiểm hạt phấn của các dòng bố mẹ 43 4.3 Tỷ lệ hạt phấn hữu dục và tỷ lệ kết hạt của các dòng TGMS trong ñiều kiện tự nhiên ở các thời vụ khác nhau 45 4.4 Thời gian sinh trưởng của các dòng bố mẹ 47 4.5 Một số ñặc ñiểm nông sinh học khác của các dòng bố mẹ vụ xuân 2009 49 4.6 Tỷ lệ kết hạt của các dòng TGMS khi lai với dòng bố ở vụ mùa 2008 50 4.7 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại chính trên ñồng ruộng của các dòng bố mẹ vụ mùa 2008 51 4.8 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại chính trên ñồng ruộng của các dòng bố mẹ vụ xuân 2009 52 4.9 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố mẹ trong ñiều kiện vụ xuân 2009 53 4.10 Một số ñặc ñiểm hình thái và ñộ thuần ñồng ruộng của các tổ hợp lai 55 4.11 Số lá và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 57 4.12 Một số ñặc ñiểm nông học của các tổ hợp lai F1 vụ xuân 2009 59 4.13 Mưc ñộ nhiễm sâu bệnh hại trên ñồng ruộng của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 61 4.14 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 63 4.15 Chất lượng xay xát của các tổ hợp lai F1 vụ xuân 2009 65 4.16 Giá trị ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn về chiều cao cây của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 67 4.17 Giá trị ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn về thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 69 4.18 Giá trị ưu thế lai thực và ưu thế lai chuẩn về một số tính trạng năng suất của các tổ hợp lai vụ xuân 2009 70 4.19 Khả năng kết hợp chung ở một số tính trạng của các dòng bố mẹ 73 4.20 Giá trị khả năng kết hợp riêng trên tính trạng năng suất thực thu của các dòng bố mẹ 75 TT Tên biểu ñồ Trang 4.1 Tỷ lệ hạt phấn hữu dục của các dòng TGMS trong ñiều kiện tự nhiên (%) 46 4.2 Tỷ lệ kết hạt của các dòng TGMS trong ñiều kiện tự nhiên (%) 46 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………1 1. MỞ ðẦU 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài. Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng và chủ yếu trên thế giới, ñặc biệt là các nước Châu Á. Theo số liệu thống kê của FAO, diện tích lúa trên thế giới là trên 147 triệu hecta, chiếm khoảng 11% diện tích ñất canh tác. Sản phẩm lúa gạo hàng năm khoảng 576 triệu tấn, góp phần nuôi sống hơn nửa dân số thế giới hiện nay (Yuan L.P 2003) [103]. Hơn 90% sản phẩm lúa gạo ở những quốc gia Châu Á ñược dùng làm thức ăn chủ yếu [102] [103]. Chính vì vậy việc trồng lúa là tất yếu và quan trọng không thể thiếu ñể ñảm bảo an ninh lương thực thế giới ñặc biệt là các nước Châu Á. Các nhà khoa học ñã dự tính ñược rằng với mức tăng dân số như hiện nay thì sản lượng lúa gạo sẽ phải ñạt ñược 760 triệu tấn vào năm 2020 [103]. Tuy nhiên ở nhiều quốc gia ñặc biệt là Châu Á trong ñó có Việt Nam ñất canh tác ñang ngày càng bị thu hẹp do công nghiệp hoá và chuyển ñổi mục ñích sử dụng. Trước tình hình ñó ñể ñáp ứng ñược nhu cầu gạo trên thế giới, việc tăng năng suất lúa trên ñơn vị diện tích là một biện pháp hữu hiệu nhất trong ñó việc ñổi mới giống là biện pháp quan trọng hàng ñầu. Công nghệ sản xuất lúa lai ra ñời, ñầu tiên Trung Quốc và nhanh chóng ñược ứng dụng rộng rãi ở một số quốc gia khác ngoài Trung Quốc như: Ấn ðộ, Việt Nam, Indonesia, Phillipin, Bangladesh, … ðây là một hướng ñi mới ñể tăng nhanh sản lượng lúa góp phần giải quyết vấn ñề an ninh lương thực toàn cầu. Ở Việt Nam trong những năm gần ñây việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật về lúa lai ñã có những kết quả to lớn. Diện tích lúa lai ñược phát triển khá nhanh ở miền Bắc, tăng từ 80.000ha vào năm 2001 lên hơn 600.000ha năm 2004 [19]. Tuy nhiên những dòng, giống bố mẹ, những tổ hợp lai F1 ñang ñược trồng phổ biến ở nước ta vẫn chủ yếu ñược nhập nội từ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………2 Trung Quốc với lượng giống nhập lên trên 17 nghìn tấn/năm, chiếm 80% nhu cầu nên giá thành hạt giống cao và không chủ ñộng ñược nguồn giống. Bên cạnh ñó những tổ hợp này khi ñưa vào trồng ở nước ta dễ bị nhiễm sâu bệnh ñặc biệt là bệnh bạc lá trong ñiều kiện vụ mùa. ðể khắc phục những nhược ñiểm trên, các cơ quan nghiên cứu trong nước ñã và ñang tiến hành nghiên cứu ñể chọn tạo ra các dòng bố, mẹ, các tổ hợp lai mới phù hợp với ñiều kiện khí hậu ở nước ta. Thành công trong việc gây tạo ra các dòng TGMS trong nước ñã ñặt cơ sở vững chắc cho việc tạo ra các tổ hợp lúa lai mới của Việt Nam. ðể sử dụng có hiệu quả các dòng TGMS có triển vọng chúng tôi tiến hành ñề tài: “Nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học của một số dòng TGMS tại vùng Gia Lộc Hải Dương”. 1.2. Mục ñích nghiên cứu - X¸c ®Þnh ®−îc những ñặc ñiểm hình thái, nông sinh học của một số dòng TGMS t¹i vïng Gia Léc, H¶i D−¬ng. - Tìm ra ñược một, hai dßng tèt lµm dßng mÑ cho c¸c tæ hîp lúa lai hai dòng. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài - ðề tài ñược thực hiện sẽ bổ sung c¸c dßng TGMS míi cho tËp ®oµn ; vµ bæ sung các cơ sở dữ liệu về các dòng TGMS ñược chọn ở Việt Nam, ñồng thời là tài liệu nghiên cứu giảng dạy trong các trường ðại học, Cao ñẳng và cơ sở ñể tạo ra các tổ hợp lai mới. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………3 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển ưu thế lai ở lúa. 2.1.1. Khái niệm Ưu thế lai (Heterosis) là một thuật ngữ ñể chỉ tính hơn hẳn của con lai F1 so với bố mẹ của chúng về các tính trạng hình thái, khả năng sinh trưởng, sức sống, sức sinh sản, khả năng chống chịu với các ñiều kiện bất thường và thích nghi, năng suất, chất lượng hạt và các ñặc tính khác [35][40]. Lúa lai (Hybrid rice) là thuật ngữ dùng ñể gọi các giống lúa sử dụng hiệu ứng ưu thế lai ñời F1. Hạt giống lúa lai (hạt F1) chỉ sử dụng một lần khi mà hiệu ứng ưu thế lai thể hiện mạnh nhất [13]. 2.1.2. Tóm tắt quá trình nghiên cứu lúa lai trên thế giới. Hiện tượng ưu thế lai ñược các nhà khoa học phát hiện khá sớm trên các giống cây trồng và vật nuôi (Beall, 1878; Sull, 1904). Người ta ñã khai thác hiệu ứng ưu thế lai tạo ra các giống cây trồng cao sản như: ngô lai, bắp cải, hành tây, cà chua... sử dụng ưu thế lai thương phẩm ñã ñem lại lợi ích kinh tế vô cùng lớn lao cho ngành chăn nuôi và trồng trọt [13][40][45]. Năm 1926 J. W. Jones (nhà thực vật học người Mỹ) lần ñầu tiên báo cáo về sự xuất hiện ưu thế lai trên những tính trạng số lượng và năng suất [40][64]. Sau Jones có nhiều công trình nghiên cứu xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai về năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất (Anonymous, 1977; Li, 1977; Lin và Yuan, 1980....Các công trình nghiên cứu tập trung vào các vấn ñề như: bản chất di truyền của sự biểu hiện ưu thế lai và các phương pháp khai thác ưu thế lai [45][50][52][55][72]. Những người ñề xuất mở rộng lúa lai thương phẩm là nhóm các nhà khoa học Ấn ðộ [56][65][75], nhưng hầu hết các công trình nghiên cứu vẫn chưa thành công vì chưa tìm ra phương pháp sản xuất hạt lai phù hợp [13] [57][58]. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………4 2.1.3. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Trung Quốc Trung Quốc bắt ñầu nghiên cứu lúa lai muộn hơn. Năm 1964, Yuan Long Ping là người ñầu tiên ñề xuất ý tưởng sử dụng ưu thế lai ở lúa và bắt ñầu nghiên cứu lúa lai. Tháng 11 năm 1970, Li Bihu ñã phát hiện ñược cây lúa dại bất dục ñực trong loài lúa dại Oryza sativa spontanea tại ñảo Hải Nam, sau khi thu về nghiên cứu, lai tạo họ ñã chuyển ñược tính bất dục ñực hoang dại vào lúa trồng và tạo ra những công cụ di truyền mới giúp cho việc khai thác ưu thế lai thương phẩm [67][96][98][99]. Năm 1972 nhóm những dòng CMS ñầu tiên như Erjiunan 1A, Zhenshan 97A, V20A ñã ñược phát triển bằng việc sử dụng dạng bất dục ñực hoang dại làm thể cho gen bất dục theo phương pháp lai lại liên tục. Năm 1973 nhóm những dòng phục hồi ñầu tiên như Taiyin 1, IR24, IR661 ñã ñược sử dụng qua phương pháp sàng lọc. Cũng trong thời gian này các nhà khoa học Trung Quốc ñã hoàn thiện ñược quy trình công nghệ từ nhân dòng bất dục ñực, sản xuất hạt lai F1 và gieo cấy lúa lai thương phẩm [67] Năm 1974 những tổ hợp lai "3 dòng" cho ưu thế lai cao như: Nanyou 2 (Erjiunan 1A/IR24), Nanyou 3 (Erjiunan 1A/IR661) ñã ñược mở rộng [27] [67]. Năm 1973, Shiming Shong nhà chọn giống lúa lai Trung Quốc ñã phát hiện và chọn lọc ñược dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ (HPGMS) từ giống Nông ken 58S tại Hồ Bắc Trung Quốc [67]. Sau công trình này người ta bắt ñầu tìm ra các dòng vật liệu bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng nhiệt ñộ, các dòng vừa cảm ứng nhiệt ñộ vừa cảm ứng với quang chu kỳ - (PTGMS, TPGMS) các dòng PGMS ngược, TGMS ngược, các dòng bất dục cảm ứng với ñiều kiện môi trường do gen trội kiểm soát... sử dụng các dòng này làm dòng mẹ ñể lai ñã mở rộng phạm vi lai Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………5 giữa các loài phụ lúa trồng tạo nhiều ñiều kiện thuận lợi cho việc chọn ra các tổ hợp cao sản có chất lượng tốt [103]. Việc sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng từ năm 2000 trở lại ñây có nhiều tiến bộ trong nghiên cứu và ứng dụng: năm 2001, Trung Quốc ñưa ra 32 tổ hợp lúa lai hai dòng ñược gieo trồng trên nhiều vùng trồng lúa khác nhau trong ñó có 10 dòng EGMS ñược sử dụng cho sản xuất lúa lai thương mại [8]. Tổ hợp ñầu tiên ñưa ra sản xuất trên cơ sở lai dòng mẹ Pei ải 64S và dòng bố Taying ñã cho năng suất rất cao (ñạt 70 tạ/ha) vào năm 1997 và ñược gieo cấy trên diện tích 0,13 triệu ha [27]. Các tổ hợp lúa lai hai dòng ở Trung Quốc ñã cho năng suất cao hơn lúa lai ba dòng bình quân từ 5 -10%, có chất lượng hạt tốt hơn, thời gian sinh trưởng ngắn hơn và dễ chuyển ñược ñặc tính chống chịu sâu bệnh hại tốt hơn [67][103]. Một số tổ hợp lai hai dòng rất ưu việt như Hương 125S/Dòng 68 mới ñưa vào sản xuất năm 1999 ñã ñạt tới diện tích 60.000 ha năm 2000, năng suất bình quân 7,5 tấn/ha cao hơn lúa lai "3 dòng" là 10% và hơn lúa thuần tốt nhất 20% [40]. Năm 2002, diện tích gieo trồng lúa lai ở Trung Quốc là 15,821 triệu ha chiếm 53% diện tích lúa toàn quốc, sản lượng ñạt 113,67 triệu tấn chiếm trên 60%, năng suất bình quân 7,17 tấn/ha (Yang Geng 2002) [91]. Trồng lúa lai làm tăng sản lượng của Trung Quốc mỗi năm là 22,5 triệu tấn, tạo ñiều kiện ñể Trung Quốc giảm 6 triệu ha trồng lúa/năm, hiện nay chỉ còn 27 triệu ha lúa [83]. Quá trình tạo giống "siêu lúa lai" gồm hai giai ñoạn: giai ñoạn 1 bắt ñầu từ năm 1996 ñã tạo siêu lúa lai ñạt năng suất 10,5 tấn/ha vào năm 2000, giai ñoạn 2 năng suất ñạt 12 tấn/ha vào năm 2005, ở diện tích thí nghiệm các giống "siêu lúa lai" ñạt tới 19,5 tấn/ha (tổ hợp Kim23A/Q661) [103]. Chương trình lai xa giữa các loài phụ Indica/Japonica ñược bắt ñầu từ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………6 năm 1987 nhờ sự phát hiện và sử dụng gen tương hợp rộng, mở ra tiềm năng năng suất cao cho các giống lúa lai hai dòng, năng suất của các tổ hợp này lên tới hơn 10 tấn/ha trên diện tích ñại trà, cao nhất có thể ñạt từ 14,8 - 17,1 tấn/ha ở các tổ hợp Pei ải 64S/E32, Pei ải 64S/9311 [27]. Hướng nghiên cứu lúa lai "một dòng" là mục tiêu cuối cùng rất quan trọng trong công tác chọn giống lúa lai ở Trung Quốc. Lúa lai một dòng thực chất là duy trì ưu thế lai của một tổ hợp nào ñó ñược xác ñịnh là có ưu thế lai cao về mọi tính trạng mong muốn. Theo Yuan Long Ping (1992) phương pháp một dòng là phương pháp sản xuất "hạt lai thuần" (True- bred hybrid rice) [102]. Con ñường tốt nhất ñể phát triển giống lai xa thuần chính là sử dụng thể vô phối của những hạt ña phôi. Các nhà khoa học Trung Quốc ñã ñưa ra biện pháp sử dụng lúa chét ñể cố ñịnh ưu thế lai [101]. Lúa lai "một dòng" còn ñược Trung Quốc và một số nước phát triển khác như: Mỹ, Nhật Bản… nghiên cứu theo hướng chuyển các gen Apromixis từ cỏ dại sang cây lúa, tạo ra lúa ña phôi kết hợp với chọn giống truyền thống sẽ là giải pháp hiệu quả ñể tạo ra giống lai "một dòng" [40][106]. Ngoài ra, còn sử dụng một số phương pháp khác như: cố ñịnh ưu thế lai bằng phương pháp nuôi cấy tế bào soma, duy trì ưu thế lai bằng sử dụng hệ thống “cân bằng chết”, sử dụng lúa vô phối ñể phát triển “lúa lai thuần” [45]. Năm 2000, Trung Quốc trồng 240.000 ha siêu lúa lai và năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha. Năm 2002, ñã trồng 1,4 triệu ha với năng suất 9,1 tấn/ha [9]. Hiện nay, Trung Quốc ñã có hàng chục giống lúa lai ñạt năng suất cao và siêu cao trồng trên diện tích rộng năng suất tăng 10% so với những giống lúa lai hiện có. Khi ñạt ñược năng suất 12 tấn/ha của giai ñoạn hai, siêu lúa lai có năng suất trung bình cao hơn năng suất của lúa thuần là 2,2 tấn/ha. Nếu siêu lúa lai ñược gieo trồng trên 13 triệu ha thì sản lượng sẽ tăng thêm 30 triệu tấn/năm so với trồng lúa thuần. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………7 Trung Quốc là nước ñã mở ñường và ñạt ñược nhiều thành tựu to lớn trong quá trình nghiên cứu phát triển lúa lai. Có 17 nước ngoài Trung Quốc (Ấn ðộ, Việt Nam, Philippin, Indonesia, Malaysia, Hàn Quốc, Triều Tiên…) nghiên cứu và sản xuất lúa lai, song phát triển mạnh nhất sau Trung Quốc là Việt Nam và Ấn ðộ. Tổng diện tích lúa lai toàn thế giới chiếm khoảng 10% tổng diện tích trồng lúa và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng lúa toàn thế giới. Lúa lai ñã mở ra hướng phát triển mới ñể nâng cao năng suất và sản lượng, góp phần giữ vững an ninh lương thực trên phạm vi toàn thế giới [45]. Ngày nay, lúa lai ñược coi là biện pháp tăng năng suất, tăng thu nhập cho nông dân, cứu ñói và bảo vệ môi trường (IRRI, 2003). 2.1.4. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở một số nước. Bangladesh bắt ñầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1993 tại Viện nghiên cứu lúa (BRRI) Vụ xuân năm 1996-1997, BRRI ñã xác ñịnh ñược một số dòng CMS ổn ñịnh và thích ứng trong ñiều kiện Bangladesh như: IR6768A, IR68281A, IR68725A và IR66707A. Tỷ lệ nhận phấn ngoài ñạt từ 22-43,4%. ðồng thời ñã xác ñịnh ñược một số dòng R tốt như IR29723-143-3-3-1R, IR44675-101-3-3-2- 2R, IR34686-179-1-2-1R....Trên cơ sở các dòng bố mẹ này, ñã lai thử và chọn ra một số tổ hợp lai có triển vọng [40]. Bangladesh ñã tổ chức nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lai F1, kết quả ñược ghi nhận là: tỷ lệ dòng bố mẹ khi nhân là 2B: 6A ñạt năng suất cao nhất, trong sản xuất hạt lai F1, tỷ lệ là 2R: 14A. Những kết quả bước ñầu này ñã khẳng ñịnh triển vọng phát triển lúa lai ở Bangladesh [40]. Tại Ấn ðộ ñã công nhận và mở rộng sản xuất ñại trà 15 giống lúa lai năng suất cao, chất lượng tốt. Diện tích lúa lai thương phẩm ñạt 200.000ha năm 2001. Các tổ hợp lai và hạt giống lúa lai ñều do Ấn ðộ tự chọn và sản xuất, Ấn ðộ ñã thu ñược một số kết quả chính như sau: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………8 - Xây dựng ñược mạng lưới nghiên cứu lúa lai gồm: 1 Viện nghiên cứu và 12 Trung tâm, các ñơn vị nghiên cứu này ñã liên kết với các công ty giống cây trồng cùng tổ chức sản xuất hạt lai F1. ðặc biệt ở Ấn ðộ, các công ty tư nhân cũng ñưa ra sản xuất và ñược công nhận 8 giống lúa lai mới. Năng suất hạt giống lai F1 mới chỉ ñạt 1,5-2 tấn/ha. - ðã tạo ñược một số giống chống chịu sâu bệnh khá và các giống lai có chất lượng gạo thương phẩm cao, hạt gạo dài, trong, có mùi thơm do chuyển ñược tính thơm Basmati vào dòng CMS [81]. Các quốc gia khác như: Indonesia, Malaysia, Myanmar... bắt ñầu nghiên cứu và phát triển lúa lai từ năm 1990. Song do họ sử dụng các tổ hợp lai của Trung Quốc không phù hợp với ñiều kiện tự nhiên của mình, vì vậy phải tự tạo tổ hợp lai riêng. Các quốc gia ở Châu Á là Malaysia, Myanmar, Philippines, Việt Nam, Indonesia và Srilanca ñã thực hiện chung một dự án Quốc tế “ñội ñặc nhiệm phát triển lúa lai” do FAO tài trợ. Sau dự án tiềm lực nghiên cứu của mỗi nước ñều ñược tăng cường trong lĩnh vực chọn tạo giống mới và sản xuất hạt lai F1 [79]. ðến hội nghị lúa lai quốc tế lần thứ IV tổ chức tại Việt Nam tháng 5/2002, ñã có thêm nhiều nước nghiên cứu và ứng dụng lúa lai như: Hàn Quốc, Triều Tiên, Thái Lan, Nga, Mỹ, ðức, Ai Cập, Nhật Bản.... 2.2. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai ở lúa Nhiều tác giả coi ưu thế lai của con lai F1 là do tương tác gen giữa các bố mẹ khác nhau tạo ra [38][42][43][94]. 2.2.1. Tương tác giữa các allen trong nhân a) Giả thuyết tính trội Theo thuyết này thì tính trội ñược hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh vật. Các gen trội có lợi lấn át các gen lặn có hại gây hiệu quả xấu. Có nghĩa là gen trội át chế tác ñộng gây hại của gen lặn tương ứng cùng locus trên nhiễm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………9 sắc thể tương ñồng [27][30][40][82]. Sơ ñồ: P1 AAbbCCdd (2 gen trội) x P2 aaBBccDD (2 gen trội) F1 AaBbCcDd (4 gen trội) b) Giả thuyết tính siêu trội Theo thuyết này cho rằng nhiều tính trạng có lợi cho sự sinh trưởng do gen trội kiểm soát, còn các gen lặn tương ứng thì có tác dụng ngược lại. Tính dị hợp tử của một allen ở một vị trí nhất ñịnh sẽ sản sinh ra các vật chất có ảnh hưởng ñến sức sống vượt xa các loại mang allen ñồng hợ tử [45]. Sơ ñồ: a1a1 a2a2 ; aa AA c) Thuyết cân bằng di truyền Theo thuyết này thì mỗi cơ thể sinh vật ở trạng thái cân bằng di truyền nhất ñịnh ñảm bảo cho sự hình thành một kiểu hình thích ứng với ñiều kiện sống. Khi ñem lai hai cơ thể có hai kiểu cân bằng di truyền khác nhau trong loài, trạng thái cân bằng mới ñược thiết lập, có thể là cân bằng di truyền mới tốt hơn thì sẽ xuất hiện những tính trạng mới tốt hơn bố mẹ và ngược lại thì con lai có ưu thế lai thấp hơn so với bố mẹ [40][42][45][82]. 2.2.2. Tương tác giữa các gen nhân và tế bào chất. Ưu thế lai không chỉ bị chi phối bởi các gen nhân mà còn liên quan tới các gen tế bào chất. Theo nghiên cứu của một số nhà khoa học, ở một vài tổ hợp biểu hiện ưu thế lai ở con lai lai F1 khi lai thuận và lai nghịch là không giống nhau. Lúa lai ñược gây tạo nhờ kết hợp kiểu gen nhân với nền tế bào chất khác nhau cũng bộc lộ các mức ñộ ưu thế lai khác nhau, tác ñộng của các gen nhân mạnh hơn sơ với các gen tế bào chất và tương tác giữa các allen trong nhân là nhân tố chính tạo ra ưu thế lai. Theo Yuan Long Ping và nhiều tác giả khác ñã rút ra nhận xét có tính quy luật về năng suất của các con lai giữa các loài phụ như sau: Indica/Japonica > Indica/Javanica > Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………10 Japonica/Javanica > Indica/Indica > Japonica/Javanica. ðiều ñó có nghĩa là bố mẹ càng khác xa nhau về mặt di truyền thì ưu thế lai thể hiện càng cao nhưng dễ dẫn ñến hiện tượng bất dục và bán bất dục do tương tác gen nhân và tế bào chất [39][67][82][102] 2.3. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa Nhiều công trình nghiên cứu ñã xác nhận sự xuất hiện ưu thế lai ngay từ khi hạt mới nảy mầm cho tới khi hoàn thành quá trình sinh trưởng phát triển của cây. Ưu thế lai có thể biểu hiện trên toàn bộ cơ thể cây, cũng có thể trên từng cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Những biểu hiện ấy có thể ñược quan sát ở các tính trạng hình thái, sinh lý, sinh hoá, khả năng chống chịu và thích ứng.... 2.3.1. Sự biểu hiện ưu thế lai ở các cơ quan dinh dưỡng a) Ưu thế lai ở hệ rễ Theo kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan năm 1980 và nhiều tác giả khác ñã xác nhận con lai F1 ra rễ sớm, số lượng nhiều, rễ ăn sâu và lan rộng. Chất lượng rễ ñược ñánh giá bằng ñộ dày, khối lượng khô, số lượng rễ phụ, số lượng lông hút và hoạt ñộng hút chất dinh dưỡng của bộ rễ [45][68]. Hiệu ứng ưu thế lai ñối với chỉ tiêu số lượng rễ biểu hiện ngay từ khi lúa chưa ñẻ nhánh, cao nhất khi lúa ñẻ ba nhánh và các thời kỳ khác ñều cao hơn lúa thường. Chính vì thế mà lúa lai có tính thích ứng rộng với những ñiều kiện bất thuận như: ngập, úng, hạn, phèn, mặn [1][45][48][59]. b) Ưu thế lai về khả năng ñẻ nhánh Con lai F1 ñẻ nhánh sớm, ñẻ tập trung, ñẻ nhánh khoẻ và có tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao [45][57][60][77]. c) Ưu thế lai về chiều cao cây Chiều cao cây của lúa lai cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào ñặc ñiểm của bố mẹ, tuỳ từng tổ hợp mà chiều cao cây F1 có lúc biểu hiện ưu thế Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………11 lai dương, có lúc nằm trung gian giữa bố mẹ, có lúc xuất hiện ưu thế lai âm. Vì chiều cao cây có liên quan ñến tính chống ñổ trên ñồng ruộng nên khi chọn bố mẹ phải chú ý ñúng mức ñể con lai F1 cao tương ñương với giống nửa lùn cải tiến là thích hợp [45][55]. d) Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng ða số con lai F1 có thời gian sinh trưởng khá dài và thường dài hơn bố mẹ sinh trưởng dài nhất, thời gian sinh trưởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của dòng bố phục hồi (R) [68][89][90]. Một số kết quả nghiên cứu khác lại xác ñịnh thời gian sinh trưởng của con lai tương ñương hoặc ngắn hơn thời gian sinh trưởng của các dòng bố mẹ chín muộn, ưu thế lai về thời gian sinh trưởng có giá trị âm [74]. Thời gian sinh trưởng của con lai F1 dài hơn những giống ñối chứng tốt nhất, tuy nhiên ñó là do chọn dòng bố mẹ có thời gian sinh trưởng dài [62][68]. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam trong năm 1992 -1993 cho thấy thời gian sinh trưởng của con lai F1 dài hơn cả dòng mẹ và dòng phục hồi ở cả vụ xuân và vụ mùa [44]. e) Ưu thế lai về một số ñặc tính sinh lý Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy lúa lai có diện tích lá lớn, hàm lượng diệp lục cao nên hiệu suất quang hợp cao. Trái lại cường ñộ hô hấp của lá lúa lai thấp hơn lúa thường [50][85]. Con lai F1 có cường ñộ quang hợp cao hơn dòng bố khoảng 35%, cường ñộ hô hấp thấp hơn lúa thường từ 5,6 -27,1%, con lai có ưu thế lai trung bình và ưu thế lai thực cao hơn ñáng tin cậy ở chỉ tiêu tích luỹ chất khô và chỉ số thu hoạch [79][80]. Hiệu suất tích luỹ chất khô của lúa lai hơn hẳn lúa thường nhờ vậy mà tổng lượng chất khô trong một cây tăng trong ñó lượng vật chất tích luỹ vào bông hạt tăng mạnh còn tích luỹ vào các cơ quan như thân, lá lại giảm mạnh [33][97]. f) Ưu thế lai về ñặc tính sinh hoá Kết quả nghiên cứu của Chao (1972) công bố rằng có ưu thế lai dương Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………12 về hàm lượng Protein ở con lai F1 thuộc nhóm Japonica chín sớm nhưng không xuất hiện ở lúa Indica hay nhóm Japonica chín muộn [58]. Hàm lượng ñường trong phiến lá và bẹ lá của lúa lai ñều thấp hơn so với lúa thuần ở các giai ñoạn sinh trưởng [87], ở lúa lai có sự vận chuyển các chất về hạt nhiều hơn, hoạt ñộng tổng hợp tinh bột từ ngày thứ sáu sau khi trỗ tới ngày thứ hai mươi sau trỗ của lúa lai cao hơn nhiều so với lúa thuần, còn hoạt tính men ở lúa thuần bắt ñầu giảm từ ngày thứ mười một sau trỗ [61]. 2.3.2. Sự biểu hiện ưu thế lai trên các cơ quan sinh sản Kết quả nghiên cứu của một số tác giả cho thấy con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ 20 -70% khi gieo cấy trên diện rộng và hơn hẳn các giống lúa lùn cải tiến tốt nhất từ 20 -30% [33][34][37]. ða số các tổ hợp lai có ưu thế lai cao về số bông/khóm, khối lượng trung bình của bông, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng nghìn hạt [57][80]. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ñã tổng kết kết quả gieo cấy lúa lai trên nhiều vùng cho năng suất bình quân ở các tỉnh phía Bắc ñạt 7 - 8 tấn/ha, tăng hơn lúa thường cùng thời gian sinh trưởng từ 2 -3 tấn/ha/vụ [33][37]. 2.4. Các hệ thống lúa lai 2.4.1. Hệ thống lúa lai ba dòng 2.4.1.1. Khái niệm Lúa lai hệ ba dòng sử dụng ba dòng vật liệu có bản chất di._. truyền khác biệt nhau làm bố mẹ ñể tạo ra con lai; dòng bất dục ñực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterile – CMS) gọi là dòng A dùng làm mẹ ñể lai; dòng duy trì bất dục (Maintainer) dòng B dùng làm dòng bố ñể giữ cho dòng A bảo toàn ñược tính bất dục; dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer) gọi tắt là dòng phục hồi – dòng R dùng làm bố ñể sản xuất hạt lai F1. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………13 2.4.1.2. Dòng bất dục ñực tế bào chất – CMS a) ðặc ñiểm và khái niệm Là dòng có nhuỵ cái phát triển bình thường nhưng có bao phấn lép, thon dài, khi nở hoa bao phấn không mở, vỏ bao phấn vàng ngà hay trắng sữa khi hoa lúa mới mở sau ñó bao phấn chuyển sang màu vàng ướt, rung bông lúa lúc hoa mở không có hạt phấn rơi ra. Nếu nhuộm hạt phấn bằng dung dịch KI 1% và quan sát trên kính hiển vi thì hạt phấn không nhuộm màu, hình thái hạt phấn bất thường; hình tam giác, hình thoi, cầu khuyết.....Vì vậy mà dòng CMS không tự kết hạt ñược [35][45][45]. Tuy nhiên dòng CMS có khả năng nhận phấn của các dòng giống lúa khác ñể thụ phấn, thụ tinh và cho hạt mẩy bình thường, khi trỗ cổ bông bị bẹ lá ñòng bao bọc một ñoạn dài từ 5 -15cm (trỗ ngẹn ñòng). Dòng CMS có các cơ quan sinh trưởng sinh dưỡng như rễ, thân, lá khoẻ mạnh bình thường, ña số dòng CMS có thời gian sinh trưởng ngắn, ñẻ nhánh sớm. Một số bộ phận của cơ quan sinh sản cái phát triển to hơn như; nhuỵ to, cuống nhuỵ dài, ñầu nhuỵ phân nhánh nhiều... [24][51][57][100][103]. Một dòng CMS muốn dùng ñể sản xuất hạt lai (dòng CMS tốt) cần có những ñặc ñiểm sau: - Tính bất dục ñực di truyền ổn ñịnh do gen bất dục trong tế bào chất kiểm soát. - Hạt phấn bất dục hoàn toàn và ổn ñịnh qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ hạt phấn bất dục ñạt 100% và không bị thay ñổi khi gieo trồng trong ñiều kiện thời tiết khí hậu có biến ñộng. - Phải tương ñối dễ phục hồi, biểu hiện cụ thể là: + Phổ phục hồi rộng nghĩa là nhiều giống lúa thường khi lai với dòng A cho con lai F1 hữu dục cao > 80%, trên cơ sở ñó có thể chọn ra ñược nhiều tổ hợp lai tốt. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………14 + Có ñặc ñiểm nở hoa càng giống lúa thường càng tốt cụ thể là nở hoa tập trung vào buổi sáng cùng với lúa thường. Có cấu tạo hoa phù hợp với ñặc ñiểm nhận phấn ngoài: góc mở vỏ trấu rộng, thời gian mở dài, sau khi hoa khép lại số lượng vòi nhuỵ thò ra hai bên vỏ trấu nhiều, thời gian sống của ñầu nhuỵ kéo dài. + ðộ trỗ thoát bông càng nhiều càng tốt và nhậy cảm với GA3 + Khi lai với dòng R tỷ lệ ñậu hạt phải cao trong mọi ñiều kiện thời tiết thay ñổi [48]. b) Phân loại dòng CMS Có thể phân loại dòng bất dục ñực tế bào chất theo 3 cách sau: Phân loại dựa theo ñặc ñiểm di truyền; phân loại dựa theo mối quan hệ giữa dòng phục hồi và dòng duy trì và phân loại dựa theo hình thái bất dục của hạt phấn. Dựa theo ñặc ñiểm di truyền thì có các kiểu dòng CMS như sau + Kiểu bất dục bào tử thể (Sporophytic male sterility ) Trong hệ thống này tính bất dục của hạt phấn ñược kiểm soát bởi kiểu gen trong tế bào cơ thể, hạt phấn không mang gen này. Khi kiểu gen của cây là S (rr) thì tất cả hạt phấn ñều bất dục. Nếu kiểu gen là N (RR) hoặc S (RR) thì tất cả hạt phấn ñều hữu dục. Bởi vì chúng ñược kiểm soát bởi gen trội trong bào tử khởi ñầu. Chính vì vậy trong quần thể F2 (con lai giữa dòng A loại này với R) có tỷ lệ hạt phấn hữu dục xung quanh 90%, nhưng khi phân ly thì xuất hiện 25% số cây bất dục. Kiểu bất dục này hạt phấn thoái hoá sớm ở thời kỳ phát triển tiểu bào tử, vì vậy hầu hết hạt phấn bất dục ñều méo mó, dị dạng và hoàn toàn không nhuộm màu trong I-KI 1%. Vỏ bao phấn trắng sữa hoặc vàng ướt, không mở. Tính bất dục ổn ñịnh, ít chịu ảnh hưởng của ñiều kiện ngoại cảnh, tuy nhiên phổ phục hồi tính hữu dục hẹp nên chọn dòng phục hồi khó khăn hơn. Các dòng bất dục ñực kiểu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………15 “WA”, “G” thuộc kiểu bào tử thể [40][45][48][67] + Kiểu bất dục giao tử thể (Gametophytic male sterility) Trong hệ thống này tính bất dục của hạt phấn ñược kiểm soát trực tiếp bởi kiểu gen của hạt phấn mà không phụ thuộc vào kiểu gen của cây. Gen nhân R và r trong giao tử ñiều khiển tính hữu dục và bất dục, giao tử S(r) bất dục (không có khả năng thụ tinh). Con lai F1 (A/R) có hai kiểu gen của hạt phấn là S(R) và S(r) với tỷ lệ ngang nhau (khoảng 50% số hạt phấn hữu dục và 50% bất dục). Tuy vậy tỷ lệ ñậu hạt của cây F1 vẫn cao như bình thường, F2 không phân ly bất dục và hữu dục như trường hợp của kiểu bào tử thể. Sự thoái hoá hạt phấn diễn ra vào cuối quá trình phát triển bào tử nên hạt phấn ñã tròn, tinh bột ñã ñược tích luỹ một ít khi nhuộm hạt phấn bằng dung dịch I-KI 1% hạt phấn có màu xanh nhạt hoặc chỗ ñậm chỗ nhạt. Bao phấn lép, màu vàng úa hoặc trắng sữa, không mở. Khi gặp nhiệt ñộ cao, ñộ ẩm không khí thấp, một số bao phấn có thể mở và trên cây có một ít hạt tự thụ phấn ñược hình thành. Dòng bất dục giao tử thể dễ phục hồi tính hữu dục, phổ phục hổi rộng nên dễ tìm ñược dòng phục hồi tốt. Các kiểu bất dục “BT”, “Dian 1” và “Hồng liên” thuộc hệ thống bất dục này [40][45][48][67]. Phân loại bất dục dựa theo mối quan hệ giữa dòng phục hồi và dòng duy trì thì có ba loại như sau + Bất dục ñực dạng dại (Wild Aborted – WA) Dòng bất dục dạng WA ñược hình thành khi sử dụng dạng lúa hoang dại làm mẹ lai lại liên tục với lúa trồng như dòng Er –Jiu – Nan 1, Zhen – Shan 97, V20 và V41[67]. Tần suất xuất hiện những dòng phục hồi của bất dục dạng này thì cao ở các giống Indica chín sớm canh tác ở Trung Quốc và thấp ở những dòng của IRRI [67]. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………16 Nghiên cứu bản chất di truyền của kiểu bất dục dạng này Gao (1981), Hu và Li (1985), Lei và cộng sự (1984) ñã xác ñịnh tính bất dục của kiểu này ñược kiểm tra bởi gen bất dục trong tế bào chất liên kết với hai cặp gen lặn trong nhân [45]. + Bất dục ñực kiểu “Hồng Liên” Dạng bất dục này ñược hình thành do lai giữa lúa dại râu ñỏ với lúa trồng giống Liên –Tang –Zao. Mối quan hệ giữa dòng phục hồi và dòng duy trì kiểu “Hồng Liên” ngược với kiểu “WA”. Các dòng duy trì kiểu “WA” như Zhen shan 97, Xianfeng 1 lại phục hồi cho kiểu “Hồng Liên”. Trái lại một số dòng phục hồi mạnh cho kiểu “WA” như Taiyin 1 lại duy trì ñược kiểu “Hồng Liên”. Tính bất dục kiểu “Hồng Liên” ñược kiểm tra bởi bộ gen nằm trong tế bào chất và một cặp gen lặn cùng với một số gen cải tiến nằm trong nhân tế bào. + Bất dục ñực kiểu “BT” Là kiểu bất dục ñặc trưng cho loài phụ Japonica, kiểu này bao gồm nhiều dòng CMS như: Tai chung 65, Li ming, Tien 1, Tien 3. Hầu hết các giống lúa Japonica có thể duy trì kiểu bất dục “BT”. Các gen phục hồi ñều có nguồn gốc từ Indica nhưng ñã ñược lai chuyển sang Japonica. Một số giống Indica của vùng núi Vân Nam Trung Quốc, của vùng ðông Nam Á cũng có thể phục hồi hữu dục cho kiểu “BT”. Tính bất dục ñược một cặp gen lặn trong nhân và gen trong tế bào chất ñiều khiển (Hu và Li 1985, Shinjyo 1975) Dựa vào hình thái hạt phấn thì dòng CMS ñược phân thành các dạng như sau + Kiểu bất dục ñiển hình Hạt phấn bất dục có hình dạng bất thường như hình tam giác, hình thoi, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………17 hình cầu khuyết, vỏ hạt nhăn nheo. Khi nhuộm màu trong dung dịch I-KI 1% các hạt không chuyển màu xanh vì không tích luỹ ñược tinh bột Hạt phấn bị thoái hoá chủ yếu vào thời kỳ ñơn nhân nên kiểu bất dục này ñược gọi là kiểu “bất dục ñơn nhân”. Các dòng bất dục kiểu “WA” ñều có dạng bất dục ñiển hình. + Kiểu bất dục hình cầu Hạt phấn hình cầu, kích thước các hạt trong cùng bao phấn không ñều nhau, không chuyển màu khi nhuộm I - KI 1%. Hạt phấn bị thoái hoá thời kỳ hai nhân nên gọi là kiểu “bất dục hai nhân”. Các dòng bất dục ñực tế bào chất “Hồng Liên” thuộc kiểu này. + Kiểu bất dục nhuộm màu Hạt phấn hình cầu, nhuộm từng phần hoặc nhuộm nhẹ trong dung dịch I - KI 1%. Hạt phấn bị thoái hoá vào thời kỳ ba nhân nên gọi là kiểu “bất dục ba nhân”. Các dòng bất dục ñực tế bào chất kiểu “BT” xếp vào loại này. 2.4.1.3. Dòng duy trì tính bất dục (Maintainer line - dòng B) Dòng duy trì tính bất dục ñực là dòng cho phấn dòng A ñể tạo ra hạt A. Khi gieo hạt ñược tạo ra khi lai A với B sẽ thu ñược cây có hạt phấn bất dục. Vì vậy dòng B ñược gọi là dòng duy trì tính bất dục ñực. Về bản chất di truyền dòng B có gen lặn kiểm soát tính bất dục ñực ở nhân tế bào. Dòng B có nhiều ñặc nông sinh học tốt, có thời gian sinh trưởng ngắn, sức sinh trưởng mạnh. Trừ tính bất dục còn lại tất cả các tính trạng khác của dòng A ñược xác ñịnh bởi dòng B tương ứng. Vì vậy mà dòng A và dòng B là hai dòng “chị em” giống nhau về mọi tính trạng hình thái, trừ tính dục. Dòng B có thời gian từ gieo ñến trỗ luôn luôn ngắn hơn dòng A từ 3-5 ngày, thời gian trỗ bông, nở hoa tập chung hơn. Bởi vậy khi nhân dòng A cần Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………18 phải cấy kèm dòng B ñược ñiều khiển sao cho B kéo dài thời gian nở hoa, tung phấn nhằm cung cấp ñủ phấn cho dòng A ñể ñạt năng suất cao. Mỗi dòng B chỉ duy trì tính bất dục tốt cho một dòng A tương ứng [40][45]. 2.4.1.4. Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer line - R) a) Khái niệm và ñặc ñiểm Phục hồi hữu dục là khả năng của một dòng khi lai với một dòng bất dục ñực nào ñó cho con lai hữu dục bình thường. Dòng phục hồi hữu dục ñóng vai trò vô cùng quan trọng trong chương trình chọn giống nhằm khai thác tính bất dục ñực ñặc thù của một công cụ di truyền mới là dòng bất dục ñực di truyền tế bào chất [48]. Dòng phục hồi tính dục là dòng dùng ñể cho phấn dòng A và tạo ra hạt lai trên cây mẹ, cây lai F1 hoàn toàn hữu dục, ñồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có ưu thế lai cao. Dòng R phải là dòng thuần có nhiều ñặc tính tốt, năng suất phẩm chất tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp với yêu cầu của nhà chọn giống [24][33][45][94]. Gen phục hồi tính hữu dục ñược kiểm soát bởi 1 hoặc 2 cặp gen trội nằm trong nhân tế bào. Gen trội này tác ñộng lên tế bào chất của chính nó làm lấn át hoàn toàn tính bất dục do tế bào chất gây nên. Vì vậy khi chuyển cặp gen trội RR vào bất kỳ giống nào dù trong tế bào chất có nhân tố bất dục hay không thì dòng ñó vẫn trở nên hữu dục [48]. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc cho rằng trong các giống lúa thuộc loài phụ Indica nguyên thuỷ có thể dễ dàng tìm ñược gen trội phục hồi tính hữu dục. ðặc biệt là các giống có nguồn gốc phát sinh ở vùng nhiệt ñới ẩm, nơi có vĩ ñộ thấp dễ tìm dòng phục hồi hơn. ðáng chú ý là các giống Indica dài ngày, có phản ứng quang chu kỳ chặt và các giống trung ngày dễ tìm dòng phục hồi hơn so với các giống Indica ngắn ngày. Rất khó tìm ra dòng phục hồi trong các giống thuộc loài phụ Japonica nguyên thuỷ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………19 hoặc cải tiến [48]. b) Phân nhóm và phân loại Trong quá trình nghiên cứu, các nhà chọn giống lúa lai Trung Quốc ñã phân lập ñược hơn 3.000 giống lúa ñịa phương và lúa cải tiến có khả năng phục hồi tính hữu dục. Các giống này ñược Xia và cộng sự (1994) chia thành 4 nhóm chính: + Nhóm 1: Giống ñại diện là IR24 có hai cặp gen phục hồi trội R1R1R2R2 chúng có khả năng phục hồi mạnh cho kiểu bất dục WA và kiểu G, phục hồi yếu cho kiểu Hồng Liên và Tiên 1. + Nhóm 2: Giống ñại diện là Taiying 1, Peta, IR8, Indonesia-6, Xueqingzao phục hồi kiểu WA, duy trì kiểu Hồng Liên, BT, Tiên 1 và G. + Nhóm 3: Giống ñại diện là Zhenshan 97, Longzil duy trì kiểu WA, phục hồi kiểu Hồng Liên, BT và Tiên 1. + Nhóm 4: Các giống ñại diện là IR 5350, 75-P12… ñược gây tạo bằng phương pháp lai có thể phục hồi cho hầu hết các kiểu bất dục ñực. Wang (1983) chia các dòng phục hồi thành ba nhóm dựa theo khả năng phục hồi là: Nhóm phục hồi mạnh ký hiệu là Rs, nhóm phục hồi yếu ký hiệu là Rw, nhóm không có khả năng phục hồi- mang gen lặn rr [48]. c) Tiêu chuẩn dòng phục hồi tốt Dòng R tốt phải ñạt ñược một số tiêu chuẩn sau: - Chiều cao cây cao 95 -110cm, cây cứng, ñẻ nhánh khoẻ, kéo dài. - Thời gian sinh trưởng dài hơn dòng A. - Có nhiều tính trạng quí có thể di truyền cho con lai F1, ñồng thời lấn át ñược các tính trạng xấu của dòng A như: sức sinh trưởng mạnh, chống chịu sâu bệnh tốt, chống ñổ, chống úng .... - Bao phấn to mẩy chứa nhiều hạt phấn, khi nở hoa bao phấn mở, tung phấn mạnh, tập trung, khả năng bám dính của hạt phấn tốt, nẩy mầm nhanh và Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………20 khả năng thụ tinh mạnh. - Có khả năng phục hồi mạnh, cho con lai F1 ñậu hạt cao >80%. - Có khả năng tương hợp rộng ñể có thể phục hồi tính dục cho nhiều dòng bất dục ñực khác nhau tạo ra những tổ hợp lai xa ñịa lý, sinh thái hoặc xa huyết thống nhằm khai thác tiềm năng cho ưu thế lai cao [24][45][48][94]. 2.4.1.5. Sơ ñồ tổng quát của hệ thống lúa lai hệ “3 dòng” Như vậy ñể có ñược hạt lai F1 cần phải thực hiện 2 lần lai với sự tham gia của 3 dòng A, B, R theo sơ ñồ sau: A x B R (nhân dòng bất dục) A x R F1 (sản xuất hạt lai) Theo sơ ñồ này thì ñể có ñược hạt lai F1 cung cấp cho nông dân cần thực hiện 2 lần lai với tỷ lệ diện tích như sau: A/B: A/R : F1 = 1: 50 : 5000. Tỷ lệ này phụ thuộc vào năng suất của ruộng nhân dòng, năng suất của ruộng sản xuất hạt lai và lượng giống F1 yêu cầu cho gieo trồng 1 ha thương phẩm. Tại Trung Quốc do năng suất hạt lai tăng, tỷ lệ về diện tích tăng lên nhanh chóng từ 1:30:1000 (năm 1970) ñã tăng tới 1:50:3000 trong những năm cuối của thập kỷ 80 và gần ñây là 1:50:6000 [13][67][88]. 2.4.1.6. Những thành công và hạn chế của phương pháp “ba dòng” a) Những thành công của phương pháp “ba dòng” Thành công cơ bản của phương pháp ba dòng là ñã khai thác và sử dụng có hiệu quả tính bất dục ñực di truyền tế bào chất ở lúa. Bằng lai lại liên tục ñã cải tiến nhanh chóng các dạng lúa dại, lúa nửa dại thành lúa trồng. Sử dụng tính ña dạng di truyền trong các tổ hợp lai nên ñã tạo ra nhiều tổ hợp có năng suất siêu cao trên 100kg hạt/ha/ngày như tổ hợp 10120ª/H0i 73-28 ñạt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………21 năng suất 15,65 tấn/ha/vụ ở tỉnh Kiên Giang và phẩm chất khá tốt. Lúa lai có khả năng thích ứng rộng và chịu thâm canh, chống chịu sâu bệnh khá, ñặc biệt có thời gian sinh trưởng ngắn rất phù hợp với ñiều kiện tăng vụ trong cơ cấu gieo trồng. Cho ñến nay lúa lai ba dòng ñã ñược sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới [14][29]. b) Hạn chế của phương pháp “ba dòng” Những tính trạng kinh tế do các gen lặn ñiều khiển cho nên ở con lai F1 không thể khai thác ñược tiềm năng này [40]. Việc tạo dòng CMS mới gặp nhiều khó khăn vì chỉ có khoảng 0,1% các giống lúa thường có khả năng duy trì tốt ñối với kiểu bất WA. Các dòng CMS tạo ra từ các nguồn tế bào chất khác kiểu WA thường không ổn ñịnh nên khó sử dụng Số lượng các dòng CMS tìm ra khá nhiều nhưng số dòng ñược sử dụng còn ít, có tới 95% số dòng CMS ñang dùng thuộc kiểu “WA” [101]. Hiện tượng tương ñồng tế bào chất như vậy sẽ dẫn ñến nguy cơ bị hại nghiêm trọng nếu như xuất hiện một loại bệnh có liên kết với gen gây bất dục ñực [12]. Phổ phục hồi của những dòng CMS kiểu WA hẹp. Có rất ít dòng bố lai thử có khả năng phục hồi tốt ñối với những dòng CMS kiểu WA. Do vậy khả năng tìm thấy các dòng phục hồi tốt cho lúa lai ba dòng cũng bị giới hạn [45]. Các tổ hợp lai ba dòng trong loài phụ Japonica còn ít, năng suất trên diện rộng chỉ cao hơn giống thuần Japonica 5 -10% nên không hấp dẫn. Mặt khác kiểu bất dục “BT” là chủ yếu của loài phụ Japonica lại khôn ổn ñịnh bằng kiểu “WA” của loài phụ Indica, do ñó hạt lai không thuần làm hạn chế năng suất của F1 ở các tổ hợp này [45]. Quy trình duy trì dòng CMS và sản xuất hạt lai F1 rất khắt khe, cồng kềnh và tốn kém, phải trải qua hai lần lai mới có ñược hạt lai F1 mà mỗi lần lai ñều có thể gặp ñiều kiện thời tiết bất thuận gây tốn kém lao ñộng, vật tư Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………22 mà năng suất lại thấp làm cho giá thành hạt giống cao và kế hoạch sản xuất luôn bị thay ñổi [13][11][101]. 2.4.2. Hệ thống lúa lai hai dòng 2.4.2.1. Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường (Enviromental sensitive Genic Male Sterile – EGMS) Bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với ñiều kiện môi trường là một loại “công cụ di truyền” mới dùng làm dòng mẹ ñể sản xuất hạt lai “hai dòng”. Có hai loại dòng EGMS ñang ñược phổ biến ñó là: - Dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ (Photoperiod- sensitive Genic Male Sterile - PGMS) - Dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ (Thermo- sensitive Genic Male Sterile - TGMS) Ngoài ra còn có các loại dòng bất dục ñực di truyền nhân vừa cảm ứng quang chu kỳ vừa cảm ứng nhiệt ñộ (PTGMS) hoặc TPGMS, hoặc các dòng PGMS ngược hoặc TGMS ngược. a) Bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt ñộ (TGMS) Wu và cộng sự (1992) cho rằng các dòng khác nhau có phản ứng khác nhau với sự thay ñổi của nhiệt ñộ ở giai ñoạn cảm ứng, kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho rằng tính nhạy cảm với môi trường của cả hai loại dòng PGMS và TGMS ñều do một cặp gen lặn nằm trong nhân kiểm soát, ñược ký hiệu là pms và tms tương ứng [84]. Năm 1995, Wang và cộng sự dùng phương pháp BSA kết hợp với kỹ thuật RFLP, RAPD ñã thành công trong việc lập bản ñồ gen tms-1 của dòng TGMS-5460S và xác ñịnh vị trí tms-1 nằm trên nhiễm sắc thể số 8. Năm 1997 các nhà khoa học Viện nghiên cứu lúa Quốc tế xác ñịnh gen tms-3 nằm trên nhiễm sắc thể số 6 [40]. Năm 2000 Nguyễn Văn ðồng và cộng sự ñã xác ñịnh gen tms-4 nằm trên nhiễm sắc thể số 2 [10]. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………23 Nhiệt ñộ gây chuyển ñổi tính dục của các dòng TGMS rất khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của mỗi dòng [70], Wu và cộng sự ñã sử dụng hai dòng TGMS là 90336S và 90338S có cùng nguồn gốc ñể nghiên cứu bản chất di truyền của sự thay ñổi nhiệt ñộ tới hạn cho bất dục phấn, với 3 ngưỡng nhiệt ñộ; nhỏ hơn 230C và lớn hơn 230C liên tục trong 3 ngày, nhỏ hơn 250C và lớn hơn 250C liên tục trong 3 ngày, nhỏ hơn 270C và lớn hơn 270C liên tục trong 3 ngày. Sau khi nghiên cứu tác giả ñã kết luận: nhiệt ñộ chuyển ñổi bất dục của 90336S thấp hơn 90338S, nghiên cứu tỷ lệ phân ly bất dục: hữu dục trong quần thể F2 ñã kết luận ñược rằng ngưỡng chuyển ñổi bất dục thấp ñược kiểm soát bởi hai gen trội L1 và L2 [10][40][87]. Khi nhiệt ñộ cao, gen tms biểu hiện chức năng gây bất dục, hoạt ñộng này liên kết với gen kiểm soát chiều dài lóng giáp cổ bông. Vì vậy trong ñiều kiện bất dục dòng TGMS trỗ nghẹn ñòng, nhưng trong ñiều kiện hữu dục cũng dòng TGMS ñó lại trỗ thoát. Thời kỳ cảm ứng nhiệt ñộ của dòng TGMS tương ñối ngắn và muộn vào thời ñiểm từ bước 4 ñến bước 6 của phân hoá ñòng non [45]. Borkakati (1994) cho rằng thời kỳ cảm ứng bắt ñầu từ ngày thứ 15 ñến ngày thứ 6 trước khi lúa trỗ bông, Wu XJ (1997) cho rằng thời kỳ cảm ứng mạnh xẩy ra trước khi lúa trỗ 15 – 11 ngày. Trong thời kỳ cảm ứng có những dòng chỉ cần xử lý nhiệt ñộ 1 giờ ñã bị thay ñổi có những dòng phải xử lý 3 ngày mới có biến ñổi. ða số dòng phải xử lý 4- 6 ngày mới có kết quả. Theo tổng kết của Nguyễn Thị Trâm (2000) thời kỳ cảm ứng của các dòng TGMS bắt ñầu từ ngày thứ 18 ñến ngày thứ 12 trước khi trỗ bông tương ứng với thời kỳ phân hoá ñòng ñầu bước 4 ñến hết bước 5 [45]. Theo Hoàng Tuyết Minh và Nghiêm Thị Nhạn (2002) thì giai ñoạn cảm ứng từ 20 ngày ñến 10 ngày trước khi lúa trỗ [66], trong giai ñoạn này chỉ cần 4 ngày nhiệt ñộ thấp thì ña số dòng TGMS sẽ hình thành hạt phấn hữu dục [21]. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………24 Dựa vào ñặc ñiểm bất dục của hạt phấn, người ta ñã chia dòng TGMS thành 2 kiểu bất dục; kiểu thứ nhất - bất dục ñiển hình, hạt phấn có hình thoi, hình tam giác, vỏ nhăn nheo....giống như dòng CMS; kiểu thứ hai - bất dục không hạt phấn, bao phấn rỗng không có hạt phấn, khi lúa trỗ thấy bao phấn có màu trắng [29][45]. Dòng TGMS có một số ñặc ñiểm quý như: vòi nhuỵ dài, ñầu nhuỵ to phân ra nhiều nhánh, tỷ lệ núm nhuỵ vươn ra ngoài vỏ trấu cao hơn các dòng CMS. ðây là những tính trạng giúp ích cho sản xuất hạt lai F1 [45]. Sun, Yang và cộng sự (1989) phát hiện ra dòng bất dục ñực cảm ứng nhiệt ñộ ñầu tiên mang tên 5460S, thu ñược từ quần thể ñột biến của giống lúa IR54 [92]. Năm 1990, Yang và cộng sự chọn tạo ñược dòng bất dục ñực cảm ứng nhiệt ñộ R59TS và H89-1, sau ñó Maruyama và các cộng sự (1991) thông báo về việc chọn tạo dòng bất dục ñực cảm ứng nhiệt ñộ Norin PL -12 bằng phương pháp ñột biến [71][76][93]. Những tác giả trên ñều ñưa ra kết luận rằng tính trạng bất dục ñực cảm ứng với nhiệt ñộ ñều do một cặp gen lặn trong nhân ñiều khiển. Kinoshita (1992) ñặt tên cho gen TGMS của 5460S và Norin PL -12 là tms -1 và tms -2 [70]. Năm 1991, Virmani và cộng sự ñã chọn ñược dòng TGMS mới IR32364S từ IR32364 bằng ñột biến phóng xạ [85], ngoài ra còn nhiều dòng TGMS tạo ra bằng các phương pháp khác nhau của các tác giả ở nhiều nước khác trên thế giới như: dòng TGMS 822 thu ñược từ ñột biến tự nhiên giống lúa ñịa phương hay dòng TGMS - SA - 2 tạo ra bằng phương pháp gây ñột biến hoá chất của Ấn ðộ [59]. Các dòng TGMS ñược chọn tạo và sử dụng trong nghiên cứu và phát triển lúa lai có ngưỡng chuyển ñổi tính dục từ 23,5 - 26,50C. Các dòng có ngưỡng chuyển hóa cao sẽ khó sử dụng ở nước ta do khi sản xuất hạt lai có nhiều ngày có thể nhiệt ñộ sẽ hạ thấp làm xuất hiện hạt tự thụ. Vì vậy, ñiều quan trọng nhất ở ñây ñể một dòng TGMS có thể ứng dụng một cách có hiệu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………25 quả là nhiệt ñộ gây bất dục của nó phải khá thấp và sự chuyển hóa từ bất dục sang hữu dục và ngược lại phải triệt ñể. Các kết quả nghiên cứu ở nước ta cho thấy các dòng TGMS ñược chọn tạo trong thời gian qua có ngưỡng gây chuyển ñổi tính dục an toàn là 240C, có nghĩa là trong ñiều kiện nhiệt ñộ từ 19 - 240C dòng TGMS sẽ hữu dục, nếu nhiệt ñộ trên 240C dòng TGMS sẽ bất dục hoàn toàn [13][40]. Ở miền Bắc Việt Nam có 2 giai ñoạn mà nhiệt ñộ môi trường phù hợp ñể nhân dòng TGMS là từ 10 - 30/3 và từ 15 - 25/10. Dòng TGMS phân hoá vào 2 giai ñoạn này sẽ trỗ bông vào giai ñoạn tương ñối phù hợp, trong ñó giai ñoạn 10 - 30/3 là thuận lợi và chắc chắn hơn. Như vậy, miền Bắc nước ta có thể nhân dòng TGMS trong vụ ðông Xuân, bố trí sao cho lúa phân hóa bước 4 - 6 vào 20/3 - 5/4 và trỗ trước ngày 15/4 hoặc vụ Thu ðông cho lúa phân hóa từ 15/10 - 20/11 và trỗ vào 10 - 20/11 [13]. Tại Viện Di truyền Nông nghiệp, các chuyên gia ñã áp dụng việc dùng nước mát lấy từ giếng khoan tưới liên tục cho dòng TGMS ở thời kỳ mẫn cảm và thu ñược tỷ lệ kết hạt khá cao. Từ phương pháp này có thể nhân duy trì dòng TGMS trong các mùa vụ thích hợp, kể cả khi có nhiệt ñộ không khí cao. Nguyễn Thị Trâm (2000) [45] cho rằng: trong ñiều kiện miền Bắc Việt Nam chỉ nên sử dụng các dòng TGMS ñể sản xuất hạt lai vào mùa hè, ñó là một khó khăn lớn vì mùa hè thường gặp mưa bão, muốn dòng TGMS bất dục thì phải ñiều khiển trỗ vào sau ngày 15/05 (vụ Xuân) và từ 28/08 ñến 10/09 (vụ Mùa). Nếu ñiều khiển trỗ sớm hơn 15/05 hoặc muộn hơn 10/09, có thể gặp một số ngày lạnh sẽ làm cho dòng mẹ tự thụ, ảnh hưởng ñến chất lượng hạt lai. Khi nghiên cứu về sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng tổ hợp Bồi Tạp Sơn Thanh [5] cho biết: Quá trình sản xuất hạt lúa lai F1 phải chủ ñộng về giống bố mẹ, thực hiện trong vụ mùa và ñiều khiển ñể chúng trỗ vào khoảng 25/8 - 5/9 là tốt nhất. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………26 b) Bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ (Photoperiodic sensitive Genetic Male Sterility - PGMS) Là dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ. Vào mùa hè năm 1973 tại Hồ Bắc Trung Quốc (vĩ ñộ 30027N) Shi Ming Song phát hiện ñược cây lúa bất dục hạt phấn trong quần thể giống Nongken 58 khi trỗ bông trước 1/9. Khi các chồi mọc từ gốc rạ của cá thể này trỗ bông sau 5/9 lại cho hạt tự thụ. Sau ñó người ta tiến hành làm thí nghiệm thời vụ trong 3 năm liền (1982- 1985) ñều cho kết quả là: những thời vụ trỗ trước 1/9 hàng năm ñều bất dục ñực từ 99,5- 100% trỗ ñúng ngày 2/9 tỷ lệ bất dục ñực bắt ñầu giảm còn 98,3% ngày 5/9 còn 74,5% và ñến ngày 6/9 chỉ còn 20% hạt phấn bất dục và tỷ lệ ñậu hạt cao bình thường khi lúa trỗ vào những ngày sau ñó. ðể ñánh giá chính xác thời kỳ cảm ứng và ñộ dài pha sáng ñã tiến hành xử lý chiếu sáng nhân tạo. Kết quả xử lý cho thấy dòng PGMS Nongken 58S bất dục khi pha sáng kéo dài 14h và bất dục khi pha sáng là 13h45. Như vậy dòng này chắc chắn có mang gen di truyền cảm ứng với quang chu kỳ. ðể phát hiện bản chất di truyền của gen cảm ứng quang chu kỳ người ta tiến hành lai dòng PGMS với các giống lúa thường thuộc loài phụ Japonica, kết qủa thí nghiệm cho thấy con lai F1 hữu dục bình thường, F2 phân ly theo tỷ lệ 3 hữu dục: 1 bất dục ñúng như ñịnh luật Menden và kết luận rằng tính cảm ứng quang chu kỳ do một cặp gen lặn (pms) ñiều khiển. Gen cảm ứng quang chu kỳ có bản chất di truyền giống như gen cảm ứng nhiệt ñộ (có thể ñồng alen với gen tms), gen pms hoạt ñộng hai chức năng: Gây bất dục khi pha sáng trong ngày dài và có khả năng hình thành hạt phấn hữu dục khi pha sáng ngắn xảy ra vào thời kỳ cảm ứng (12- 18 ngày trước khi trỗ bông). Tuy nhiên tính cảm ứng quang chu kỳ phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt ñộ, giới hạn nhiệt ñộ cao ảnh hưởng ñến ñộ an toàn của quá trình duy trì dòng bất dục trong ñiều kiện ngày ngắn, còn giới hạn nhiệt ñộ thấp lại ảnh hưởng trực tiếp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………27 ñến quá trình sản xuất hạt lai trong ñiều kiện ngày dài. ðể một dòng PGMS dễ dàng sử dụng thì giới hạn nhiệt ñộ dưới gây bất dục ñực trong ñiều kiện ngày dài cần phải thấp và khoảng nhiệt ñộ gây mẫn cảm ánh sáng cần phải rộng [13][45][48]. 2.4.2.2. Các phương pháp chọn tạo và phát triển các dòng EGMS mới ðể chọn tạo ñược một dòng EGMS phù hợp cần nghiên cứu quy luật diễn biến nhiệt ñộ, ñộ dài ngày của vùng cần sử dụng các dòng EGMS ñó ñể ñưa ra hướng chọn tạo và sử dụng. Các nhà nghiên cứu cho rằng dòng PGMS có ý nghĩa sử dụng nhiều hơn cho vùng Ôn ñới, dòng TGMS thích hợp cho vùng nhiệt ñới. Vùng phía Nam Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam có sự thay ñổi lớn về nhiệt ñộ giữa các vùng cao và thấp, giữa các mùa trong năm nên thích hợp cho việc sử dụng các dòng TGMS [23][26]. a) Nhập nội Việc nhập các dòng EGMS sẵn có từ các trung tâm nghiên cứu quốc tế hoặc từ các quốc gia khác là một phương pháp ñã ñược thực hiện từ lâu. Tuy nhiên các dòng nhập nội thường chưa thích ứng ngay với ñiều kiện mới nên sau khi nhập cần ñánh giá lại và tìm biện pháp khai thác thích hợp [48]. Các dòng nhập nội ñược gieo trồng cẩn thận trong nhà lưới, theo dõi ñặc ñiểm sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh và khả năng thích ứng. Bố trí các thí nghiệm thời vụ ñể xác ñịnh thời kỳ bất dục, thời kỳ hữu dục, ngưỡng nhiệt ñộ chuyển hoá, ngưỡng cảm ứng quang chu kỳ.... Khi tìm ñược các dòng có triển vọng tiến hành lai thử với các giống lúa thuần trong tập ñoàn công tác ñể tạo ra các tổ hợp lai hai dòng mới [45]. b) Sàng lọc các dòng EGMS có trong tự nhiên Trong tập ñoàn vật liệu chọn giống lúa có thể tồn tại các dòng bất dục ñực do ñột biến tự nhiên tạo ra. Quan sát trên ruộng lúa ở giai trỗ bông ñến chín có thể tìm thấy cây bất dục. Sau ñó duy trì chúng bằng lúa chét ñể theo Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………28 dõi sự chuyển hoá tính dục của chúng. Những cây phục hồi hữu dục trong ñiều kiện nhiệt ñộ thấp hoặc trong ñiều kiện ngày ngắn ñó là EGMS [73][94]. Sau ñó tiếp tục ñánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, tập tính nở hoa, xác ñịnh ngưỡng nhiệt ñộ và ánh sáng gây chuyển hoá tính dục hạt phấn ñể chọn các dòng EGMS ưu tú [94]. c) Tạo dòng EGMS mới bằng phương pháp lai chuyển gen ðây là phương pháp thường ñược sử dụng khi muốn truyền ñặc tính EGMS từ dòng cho gen vào các dòng giống thích ứng ở ñịa phương hoặc cải tiến dòng EGMS làm ña dạng các kiểu hình EGMS trong tự nhiên [100][101]. + Lai và chọn lọc phả hệ (Pedigree) Dùng nguồn EGMS sẵn có trong tập ñoàn lai với các giống lúa thường, chỉ tiến hành lai ñơn. Thu hạt F1 và gieo ñể tạo lập một quần thể F2 có ít nhất 1000 cá thể. Thời vụ trồng F2 phải ñiều chỉnh sao cho lúa trỗ vào thời kỳ có quang chu kỳ dài nhất hoặc nhiệt ñộ cao nhất trong năm. Chỉ có ñiều kiện như vậy mới xuất hiện những cá thể hoàn toàn bất dục. Thu các cây bất dục có kiểu hình ñẹp trồng gốc rạ ñể mọc các chồi chét. Các chồi chét ñược trồng và xử lý ở ñiều kiện ñộ dài ngày và nhiệt ñộ khác nhau ñể thu hạt tự thụ trên cây F2 bất dục ñược chọn lọc ñó. Tiến hành gieo hạt tự thụ riêng từng cá thể trong ñiều kiện quang chu kỳ dài hoặc nhiệt ñộ cao ñể chọn cây bất dục ở F3. Cây ñược chọn lại ñược làm tiếp tục như ñối với cây F2. Cần tiến hành làm như vậy trong 4-5 vụ nữa sẽ thu ñược dòng thuần về kiểu hình và ổn ñịnh về ñặc tính phản ứng với ñiều kiện môi trường như: T103S, T1S-96.... ñể phục vụ công tác sản xuất hạt lúa lai F1 [14]. + Lai trở lại ñể tạo dòng EGMS Phương pháp lai lại ñược tiến hành khi chỉ cần chuyển gen EGMS, còn các tính trạng khác ._. 11TGMS-1 3 22.1400 13TGMS-4 3 25.0600 15TGMS-6 3 24.1500 TGH20 3 20.1500 R236 3 25.1800 R257 3 26.1500 R215 3 22.1400 R217 3 26.2400 SE(N= 3) 0.684032 5%LSD 16DF 2.05074 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE BOMECT 29/ 8/** 18:15 ------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |DONG$ |NHACLAI | (N= 27) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | CATHEME 27 23.481 2.5216 1.1848 5.0 0.0000 0.3454 Bang phan tich Anova ve nang suat thuc thu cac dong bo me vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ======================================================================== 1 DONG$ 8 3336.35 417.043 340.05 0.000 3 2 NHACLAI 2 2.41722 1.20861 0.99 0.397 3 * RESIDUAL 16 19.6228 1.22643 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 26 3358.39 129.169 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE TTBOME 29/ 8/** 17:55 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT DONG$ ------------------------------------------------------------------------- DONG$ NOS NSTTBOME 5TGMS-3 3 30.1000 11TGMS-1 3 32.5000 13TGMS-4 3 35.6000 15TGMS-6 3 38.2000 TGH20 3 31.5000 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………96 R236 3 53.2000 R257 3 58.1000 R215 3 52.6000 R217 3 57.2000 SE(N= 3) 0.639382 5%LSD 16DF 1.91688 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE TTBOME 29/ 8/** 17:55 ------------------------------------------------------------ PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |DONG$ |NHACLAI | (N= 27) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | NSTTBOME 27 43.222 11.365 1.1074 9.6 0.0000 0.3968 Bang phan tich Anova ve chieu cao cay cua cac to hop lai F1 vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ========================================================================= 1 TOHOP$ 20 1318.48 65.9239 9.00 0.000 3 2 NHACLAI 2 7.57237 3.78618 0.52 0.606 3 * RESIDUAL 40 293.108 7.32769 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 1619.16 26.1154 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE CCAYF1 26/ 8/** 22:34 ------------------------------------------------------------ PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS CAO CAY 5TGMS-3/R236 3 89.4000 11TGMS-1/R236 3 87.9000 13TGMS-4/R236 3 90.1000 15TGMS-6/R236 3 81.2000 TGH20/R236 3 86.8000 5TGMS-3/R257 3 86.4000 11TGMS-1/R257 3 93.4000 13TGMS-4/R257 3 94.4000 15TGMS-6/R257 3 83.2000 TGH20/R257 3 89.3000 5TGMS-3/R215 3 89.1000 11TGMS-1/R215 3 92.4000 13TGMS-4/R215 3 79.4000 15TGMS-6/R215 3 75.6000 TGH20/R215 3 83.3000 5TGMS-3/R217 3 86.8000 11TGMS-1/R217 3 87.8000 13TGMS-4/R217 3 83.2000 15TGMS-6/R217 3 83.4000 TGH20/R217 3 85.5000 D.UU527 3 90.4000 SE(N= 3) 1.56287 5%LSD 40DF 4.46676 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………97 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CCAYF1 26/ 8/** 22:34 -------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | CAO CAY 63 86.619 5.1103 2.7070 5.1 0.0000 0.6058 Bang phan tich Anova ve chieu dai bong cua cac to hop lai F1 vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ======================================================================== 1 TOHOP$ 20 260.489 13.0244 2.38 0.010 3 2 NHACLAI 2 30.1153 15.0576 2.75 0.074 3 * RESIDUAL 40 218.825 5.47062 ------------------------------------------------------------------------ * TOTAL (CORRECTED) 62 509.429 8.21659 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE DABONG 5/ 9/** 9:12 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS DAIBONG 5TGMS-3/R236 3 25.6000 11TGMS-1/R236 3 24.7000 13TGMS-4/R236 3 23.8000 15TGMS-6/R236 3 20.7000 TGH20/R236 3 22.4000 5TGMS-3/R257 3 26.7000 11TGMS-1/R257 3 23.6000 13TGMS-4/R257 3 24.1000 15TGMS-6/R257 3 22.5000 TGH20/R257 3 28.0000 5TGMS-3/R215 3 23.4000 11TGMS-1/R215 3 22.6000 13TGMS-4/R215 3 20.8000 15TGMS-6/R215 3 21.3000 TGH20/R215 3 23.5000 5TGMS-3/R217 3 25.4000 11TGMS-1/R217 3 24.3000 13TGMS-4/R217 3 26.5000 15TGMS-6/R217 3 24.2000 TGH20/R217 3 25.5000 D.UU527 3 27.8000 SE(N= 3) 1.35038 5%LSD 40DF 3.85947 ------------------------------------------------------------------------- F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………98 | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | DAIBONG 63 24.162 2.8665 2.3389 9.7 0.0097 0.0742 Bang phan tich Anova ve chieu dai co bong cac to hop lai F1 vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ========================================================================= 1 TOHOP$ 20 123.397 6.16986 17.11 0.000 3 2 NHACLAI 2 .435238 .217619 0.60 0.557 3 * RESIDUAL 40 14.4248 .360619 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 138.257 2.22995 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE COBONG 5/ 9/** 9:42 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS COBONG 5TGMS-3/R23 3 4.50000 11TGMS-1/R23 3 3.40000 13TGMS-4/R23 3 2.10000 15TGMS-6/R23 3 1.50000 TGH20/R23 3 3.60000 5TGMS-3/R25 3 5.20000 11TGMS-1/R25 3 4.50000 13TGMS-4/R25 3 4.60000 15TGMS-6/R25 3 2.70000 TGH20/R25 3 6.00000 5TGMS-3/R21 3 3.20000 11TGMS-1/R21 3 1.50000 13TGMS-4/R21 3 0.700000 15TGMS-6/R21 3 0.800000 TGH20/R21 3 1.50000 5TGMS-3/R17 3 2.80000 11TGMS-1/R17 3 3.60000 13TGMS-4/R17 3 2.70000 15TGMS-6/R17 3 1.90000 TGH20/R17 3 3.40000 DUU527 3 3.20000 SE(N= 3) 0.346708 5%LSD 40DF 0.990909 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE COBONG 5/ 9/** 9:42 ------------------------------------------------------------ PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | COBONG 63 3.0190 1.4933 0.60052 19.9 0.0000 0.5569 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………99 Bang phan tich Anova ve so bong/khom cua cac to hop lai vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ========================================================================= 1 TOHOP$ 20 74.4971 3.72486 48.84 0.000 3 2 NHACLAI 2 .189524 .947619E-01 1.24 0.300 3 * RESIDUAL 40 3.05048 .762619E-01 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 77.7371 1.25382 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HHIEUF1 26/ 8/** 23: 3 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS HHIEU 5TGMS-3/R236 3 5.80000 11TGMS-1/R236 3 6.50000 13TGMS-4/R236 3 7.00000 15TGMS-6/R236 3 8.00000 TGH20/R236 3 4.80000 5TGMS-3/R257 3 5.60000 11TGMS-1/R257 3 6.20000 13TGMS-4/R257 3 7.00000 15TGMS-6/R257 3 8.90000 TGH20/R257 3 5.20000 5TGMS-3/R215 3 6.50000 11TGMS-1/R215 3 7.00000 13TGMS-4/R215 3 7.20000 15TGMS-6/R215 3 9.10000 TGH20/R215 3 6.80000 5TGMS-3/R217 3 7.00000 11TGMS-1/R217 3 6.50000 13TGMS-4/R217 3 7.40000 15TGMS-6/R217 3 7.80000 TGH20/R217 3 5.60000 D.UU527 3 5.80000 SE(N= 3) 0.159439 5%LSD 40DF 0.455683 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HHIEUF1 26/ 8/** 23: 3 ------------------------------------------------------------ PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | HHIEU 63 6.7476 1.1197 0.27616 4.1 0.0000 0.2996 Bang phan tich Anova ve tong so hat/bong cua cac to hop lai vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ======================================================================== 1 TOHOP$ 20 33469.1 1673.45 74.83 0.000 3 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………100 2 NHACLAI 2 265.029 132.514 5.93 0.006 3 * RESIDUAL 40 894.561 22.3640 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 34628.7 558.527 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HATF1 2/ 9/** 15:28 ------------------------------------------------------------ PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS HAT/BONG 5TGMS-3/R236 3 185.700 11TGMS-1/R236 3 170.500 13TGMS-4/R236 3 195.600 15TGMS-6/R236 3 155.900 TGH20/R236 3 152.500 5TGMS-3/R257 3 205.400 11TGMS-1/R257 3 195.400 13TGMS-4/R257 3 209.700 15TGMS-6/R257 3 162.700 TGH20/R257 3 166.700 5TGMS-3/R215 3 170.800 11TGMS-1/R215 3 175.700 13TGMS-4/R215 3 205.100 15TGMS-6/R215 3 158.900 TGH20/R215 3 182.700 5TGMS-3/R217 3 220.700 11TGMS-1/R217 3 240.600 13TGMS-4/R217 3 185.600 15TGMS-6/R217 3 166.533 TGH20/R217 3 166.900 D.UU527 3 158.900 SE(N= 3) 2.73032 5%LSD 40DF 7.80341 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HATF1 2/ 9/** 15:28 ------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | HAT/BONG 63 182.50 23.633 4.7291 6.6 0.0000 0.0057 Bang phan tich Anova ve so hat chac/bong cua cac to hop lai F1 vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ======================================================================== 1 TOHOP$ 20 27610.9 1380.54 190.10 0.000 3 2 NHACLAI 2 1.99459 .997297 0.14 0.872 3 * RESIDUAL 40 290.494 7.26234 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 27903.4 450.055 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE CHACF1 2/ 9/** 21:25 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………101 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS HHIEU 5TGMS-3/R236 3 167.200 11TGMS-1/R236 3 148.400 13TGMS-4/R236 3 166.300 15TGMS-6/R236 3 124.800 TGH20/R236 3 123.500 5TGMS-3/R257 3 162.300 11TGMS-1/R257 3 179.800 13TGMS-4/R257 3 167.800 15TGMS-6/R257 3 145.200 TGH20/R257 3 148.400 5TGMS-3/R215 3 135.033 11TGMS-1/R215 3 148.100 13TGMS-4/R215 3 174.300 15TGMS-6/R215 3 140.000 TGH20/R215 3 138.800 5TGMS-3/R217 3 196.600 11TGMS-1/R217 3 192.500 13TGMS-4/R217 3 170.700 15TGMS-6/R217 3 152.600 TGH20/R217 3 149.400 D.UU527 3 119.200 SE(N= 3) 1.55589 5%LSD 40DF 4.44680 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE CHACF1 2/ 9/** 21:25 ------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | HATCHAC 63 154.81 21.214 2.6949 5.7 0.0000 0.8724 BALANCED ANOVA FOR VARIATE NSCTF1 FILE NSCTF1 3/ 9/** 16:11 ------------------------------------------------------------ PAGE 1 Bang phan tich Anova ve nang suat ca the cua cac to hop lai F1 xuan 09 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ========================================================================= 1 TOHOP$ 20 479.685 23.9842 25.28 0.000 3 2 NHACLAI 2 1.24127 .620634 0.65 0.530 3 * RESIDUAL 40 37.9562 .948904 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 518.882 8.36907 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE NSCTF1 3/ 9/** 16:11 ------------------------------------------------------------ PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS NSCTF1 5TGMS-3/R236 3 24.1700 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………102 11TGMS-1/R236 3 22.1700 13TGMS-4/R236 3 30.2800 15TGMS-6/R236 3 23.0200 TGH20/R236 3 22.1600 5TGMS-3/R257 3 24.2700 11TGMS-1/R257 3 26.8000 13TGMS-4/R257 3 28.7800 15TGMS-6/R257 3 24.0100 TGH20/R257 3 22.2500 5TGMS-3/R215 3 19.1700 11TGMS-1/R215 3 24.1500 13TGMS-4/R215 3 20.0700 15TGMS-6/R215 3 24.1600 TGH20/R215 3 20.1600 5TGMS-3/R217 3 24.1700 11TGMS-1/R217 3 28.0500 13TGMS-4/R217 3 24.1100 15TGMS-6/R217 3 26.0900 TGH20/R217 3 22.1900 D.UU527 3 25.1600 SE(N= 3) 0.562407 5%LSD 40DF 1.60739 ----------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE NSCTF1 3/ 9/** 16:11 ------------------------------------------------------------ PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | NSCTF1 63 24.066 2.8929 0.97412 4.0 0.0000 0.5301 Bang phan tich Anova ve nang suat thuc thu cua cac to hop lai vu xuan 2009 LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ========================================================================= 1 TOHOP$ 20 2572.35 128.617 40.36 0.000 3 2 NHACLAI 2 2.08326 1.04163 0.33 0.728 3 * RESIDUAL 40 127.470 3.18674 ------------------------------------------------------------------------- * TOTAL (CORRECTED) 62 2701.90 43.5790 ------------------------------------------------------------------------- TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE NSTT 26/ 8/** 23:36 ------------------------------------------------------------- PAGE 2 MEANS FOR EFFECT TOHOP$ ------------------------------------------------------------------------- TOHOP$ NOS NSTT 5TGMS-3/R236 3 53.7500 11TGMS-1/R236 3 51.7800 13TGMS-4/R236 3 70.5600 15TGMS-6/R236 3 56.1800 TGH20/R236 3 49.1200 5TGMS-3/R257 3 60.1500 11TGMS-1/R257 3 70.1500 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………103 13TGMS-4/R257 3 71.0200 15TGMS-6/R257 3 62.0500 TGH20/R257 3 58.1600 5TGMS-3/R215 3 52.0200 11TGMS-1/R215 3 52.1400 13TGMS-4/R215 3 65.1600 15TGMS-6/R215 3 58.9000 TGH20/R215 3 55.7000 5TGMS-3/R217 3 59.1200 11TGMS-1/R217 3 70.0900 13TGMS-4/R217 3 60.1200 15TGMS-6/R217 3 60.0500 TGH20/R217 3 59.0500 D.UU527 3 60.0800 SE(N= 3) 1.03065 5%LSD 40DF 2.94566 ------------------------------------------------------------------------- ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE NSTT 26/ 8/** 23:36 ------------------------------------------------------------- PAGE 3 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1 VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |TOHOP$ |NHACLAI | (N= 63) -------------------- SD/MEAN | | | NO. BASED ON BASED ON % | | | OBS. TOTAL SS RESID SS | | | NSTT 63 59.779 6.6014 1.7851 5.0 0.0000 0.7275 Phụ lục 4: Kết quả phân tích số liệu theo chương trình Topcross ðánh giá về cao cây của các tổ hợp lai BANG PHAN TICH PHUONG SAI I ---------------------------------------------------------------------------------------- Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º º Khoi ³ 2 4.537 2.269 0.303 º º Cong thuc ³ 19 1273.446 67.023 8.962 º º Sai so ³ 38 284.203 7.479 º ----------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 1562.186 º BANG PHAN TICH PHUONG SAI II ---------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ---------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 4.537 2.269 0.303 º º Cong thuc ³ 19 1273.446 67.023 8.962 º º Cap lai ³ 19 1273.446 67.023 8.962 º º GCA Dong ³ 4 589.146 147.287 4.002 º º GCA Tester ³ 3 242.694 80.898 2.198 º º SCA Dong*Tester ³ 12 441.606 36.800 4.920 º Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………104 º Sai so ³ 38 284.203 7.479 º ----------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 1562.186 º ----------------------------------------------------------------------------------------- Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 46.264 Dong gop cua Cay thu : 19.058 Dong gop cua Dong * Cay thu : 34.678 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------------------------------------------------------------- ³ CAY THU ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ 0.650 ³ ³ 2 ³ 2.910 ³ ³ 3 ³ -2.470 ³ ³ 4 ³ -1.090 ³ ----------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.706 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.999 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------------------------------------------------------------- ³ DONG ³ KNKH ³ ----------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ 1.495 ³ ³ 2 ³ 3.945 ³ ³ 3 ³ 0.345 ³ ³ 4 ³ -5.580 ³ ³ 5 ³ -0.205 ³ ----------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.789 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 1.116 ðánh giá về số bông/khóm BANG PHAN TICH PHUONG SAI I ------------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ----------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 0.112 0.056 0.786 º º Cong thuc ³ 19 71.669 3.772 52.931 º º Sai so ³ 38 2.708 0.071 º Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………105 ------------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 74.489 º ------------------------------------------------------------------------------------------- BANG PHAN TICH PHUONG SAI II ------------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 0.112 0.056 0.786 º º Cong thuc ³ 19 71.669 3.772 52.931 º º Cap lai ³ 19 71.669 3.772 52.931 º º GCA Dong ³ 4 56.136 14.034 19.738 º º GCA Tester ³ 3 7.001 2.334 3.282 º º SCA Dong*Tester ³ 12 8.532 0.711 9.977 º º Sai so ³ 38 2.708 0.071 º ----------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 74.489 º ------------------------------------------------------------------------------------------- Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 78.327 Dong gop cua Cay thu : 9.768 Dong gop cua Dong * Cay thu : 11.905 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ CAY THU ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ -0.375 ³ ³ 2 ³ -0.215 ³ ³ 3 ³ 0.525 ³ ³ 4 ³ 0.065 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.069 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.097 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ DONG ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ -0.570 ³ ³ 2 ³ -0.245 ³ ³ 3 ³ 0.355 ³ ³ 4 ³ 1.655 ³ ³ 5 ³ -1.195 ³ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………106 ------------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.077 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.109 ðánh giá về số hạt chắc/bông BANG PHAN TICH PHUONG SAI I º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 2.953 1.477 0.217 º º Cong thuc ³ 19 23634.576 1243.925 183.124 º º Sai so ³ 38 258.127 6.793 º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 23895.656 º ------------------------------------------------------------------------------------------- BANG PHAN TICH PHUONG SAI II ------------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 2.953 1.477 0.217 º º Cong thuc ³ 19 23634.576 1243.925 183.124 º º Cap lai ³ 19 23634.576 1243.925 183.124 º º GCA Dong ³ 4 10678.731 2669.683 5.352 º º GCA Tester ³ 3 6970.260 2323.420 4.658 º º SCA Dong*Tester ³ 12 5985.585 498.799 73.430 º º Sai so ³ 38 258.127 6.793 º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 23895.656 º ------------------------------------------------------------------------------------------- Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 45.183 Dong gop cua Cay thu : 29.492 Dong gop cua Dong * Cay thu : 25.326 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ CAY THU ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ -10.540 ³ ³ 2 ³ 4.120 ³ ³ 3 ³ -9.360 ³ ³ 4 ³ 15.780 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………107 Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.673 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.952 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ DONG ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ 8.670 ³ ³ 2 ³ 10.620 ³ ³ 3 ³ 13.195 ³ ³ 4 ³ -15.930 ³ ³ 5 ³ -16.555 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.752 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 1.064 ðánh giá về năng suất thực thu BANG PHAN TICH PHUONG SAI I ------------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 1.430 0.715 0.215 º º Cong thuc ³ 19 2572.061 135.372 40.737 º º Sai so ³ 38 126.277 3.323 º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 2699.768 º ------------------------------------------------------------------------------------------- BANG PHAN TICH PHUONG SAI II ------------------------------------------------------------------------------------------- º Nguon bien dong ³ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Khoi ³ 2 1.430 0.715 0.215 º º Cong thuc ³ 19 2572.061 135.372 40.737 º º Cap lai ³ 19 2572.061 135.372 40.737 º º GCA Dong ³ 4 966.724 241.681 3.135 º º GCA Tester ³ 3 680.347 226.782 2.942 º º SCA Dong*Tester ³ 12 924.990 77.083 23.196 º º Sai so ³ 38 126.277 3.323 º ------------------------------------------------------------------------------------------- º Toan bo ³ 59 2699.768 º Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………108 ------------------------------------------------------------------------------------------- Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 37.586 Dong gop cua Cay thu : 26.451 Dong gop cua Dong * Cay thu : 35.963 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ CAY THU ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ -3.485 ³ ³ 2 ³ 4.543 ³ ³ 3 ³ -2.979 ³ ³ 4 ³ 1.923 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.471 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.666 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ DONG ³ KNKH ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ 1 ³ -3.503 ³ ³ 2 ³ 1.277 ³ ³ 3 ³ 6.952 ³ ³ 4 ³ -0.468 ³ ³ 5 ³ -4.256 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.526 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.744 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ ³ Cay 1 ³ Cay 2 ³ Cay 3 ³ Cay 4 ³Bien dong³ ------------------------------------------------------------------------------------------- ³ dong 1 ³ 0.975³ -0.653³ -1.261³ 0.937³ 0.543 ³ ³ dong 2 ³ -5.775³ 4.567³ -5.921³ 7.127³ 45.948 ³ ³ dong 3 ³ 7.330³ -0.238³ 1.424³ -8.518³ 42.051 ³ ³ dong 4 ³ 0.370³ -1.788³ 2.584³ -1.168³ 3.053 ³ ³ dong 5 ³ -2.902³ -1.890³ 3.172³ 1.620³ 7.488 ³ ------------------------------------------------------------------------------------------- Bien dong cay thu 23.317 6.197 13.022 31.223 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………109 Trung binh bien dong cua cay thu 19.817 Trung binh bien dong cua Dong 18.440 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 1.052 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 1.488 ._.