Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng tổ hợp của các dòng EGMS với các dòng R mới chọn tạo tại Việt nam

uất lúa bền vững ở Châu á Thái Bình D−ơng” họp tại Băng Cốc tháng 10/1995 đã cảnh báo rằng, trong khi Trung Quốc, Nhật Bản, bắc Triều Tiên năng suất lúa tăng hơn khoảng 40 – 60 % so với năng suất lúa Châu á thì sản xuất lúa ở một số n−ớc lại bị coi nhẹ. Hội nghị t− vấn “cầu nối khoảng cách năng suất lúa ở vùng Châu á và Thái Bình D−ơng” cho rằng giữa năng suất tiềm năng và năng suất thực tế chênh lệch nhau từ 10% - 60%(RAP,1999)[30]. Công nghệ lúa lai ra đời và phát triển đã đ−ợc 4 thập kỷ, Trung Quốc đã phát triển lên trên 15 triệu ha/năm, chiếm 50% diện tích lúa cả n−ớc. ở một số n−ớc khác diện tích lúa lai hàng năm lên tới 700.000ha, ở Việt Nam năm 2003 đã gieo trồng 600.000ha lúa lai với năng suất bình quân trên 60 tạ/ha. Sản xuất lúa lai đã thúc đẩy việc tăng năng suất, tăng thu nhập cho hộ nông dân. Chính vì vậy, nó đã góp phần vào việc đảm bảo an ninh l−ơng thực và ổn định xã hội. Việc nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai ở Việt Nam là một đòi hỏi tất yếu trong những năm gần đây và t−ơng lai. Diện tích lúa lai của n−ớc ta ngày một tăng, đặc biệt là lúa lai 2 dòng, năm 1998 mới chỉ đ−a vào thử nghiệm nh−ng đến năm 2001 diện tích đã đạt 100.000ha, chiếm 1/5 diện tích lúa lai. Những giống lúa lai đang đ−ợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam hiện nay đều đ−ợc 1 nhập từ Trung Quốc, nên giá hạt giống F1 cao và không chủ động. Ngoài ra, có một số tổ hợp dễ nhiễm sâu bệnh đặc biệt là bệnh bạc lá và bệnh khô vằn, chất l−ợng gạo ch−a phù hợp với thị hiếu của ng−ời Việt Nam. Nhằm khắc phục những nh−ợc điểm trên, các cơ quan nghiên cứu trong n−ớc đã và đang tiến hành chọn tạo ra các dòng bố mẹ và tổ hợp lai phù hợp với điều kiện Việt Nam. Thành công trong việc gây tạo các dòng EGMS trong n−ớc đã đặt cơ sở vững chắc cho việc tạo ra các tổ hợp lúa lai hai dòng cho các mùa vụ, vùng đất khác nhau ở Việt Nam. Để đánh giá một cách hệ thống các dòng EGMS có triển vọng và các dòng cho phấn, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng tổ hợp của các dòng EGMS với các dòng R mới chọn tạo tại Việt Nam” 1.2. Mục đích Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng tổ hợp của các dòng EGMS với các dòng R trên các tính trạng số l−ợng, đặc tính nông sinh học và năng suất nhằm phân lập những dòng có khả năng tổ hợp cao về những đặc điểm này, trên cơ sở đó tìm ra một vài tổ hợp có khả năng tổ hợp riêng cao để mở rộng sản xuất. 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Đề tài góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận và ph−ơng pháp đánh giá khả năng tổ hợp của các dòng EGMS với các dòng cho phấn. * Xác định một số dòng EGMS, dòng R tạo trong n−ớc và nhập nội triển vọng. * Xác định một số tổ hợp triển vọng nhằm giới thiệu và phát triển sản xuất. * Xác định các yếu tố ngoại cảnh ảnh h−ởng đến sinh tr−ởng phát triển của các dòng bố mẹ và con lai trong điều kiện vụ xuân muộn tại Tam Đảo Vĩnh Phúc. Trên cơ sở đó giới thiệu một vài tổ hợp lai mới thích hợp với vùng này. 2 2. Tổng quan tài liệu, cơ sở khoa học của đề tài 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Biểu hiện −u thế lai (UTL) ở lúa Nhiều công trình nghiên cứu đã xác nhận sự xuất hiện −u thế lai ngay từ khi hạt mới nẩy mần cho tới khi hoàn thành quá trình sinh tr−ởng phát triển của. Ưu thế lai có thể biểu hiện trên toàn bộ cơ thể cây, cũng có thể trên từng cơ quan sinh tr−ởng sinh d−ỡng và sinh tr−ởng sinh thực. Những biểu hiện ấy có thể đ−ợc quan sát ở các tính trạng hình thái, sinh lý, sinh hoá, khả năng chống chịu và thích ứng… - −u thế lai ở hệ rễ Theo kết quả nghiên cứu của Lin và Yuan năm 1980 và nhiều tác giả khác đã xác nhận con lai F1 ra rễ sớm, số l−ợng nhiều, rễ ăn sâu và lan rộng. Ưu thế lai biểu hiện ở độ dày của rễ, trọng l−ợng chất khô và số l−ợng rễ phụ, số l−ợng lông hút và hoạt động của bộ rễ khi hút chất dinh d−ỡng từ đất vào cây. Hệ rễ của lúa lai hoạt động mạnh nhất vào thời kỳ bắt đầu đẻ nhánh. Chính vì vậy, mà lúa lai có khả năng thích ứng rộng với điều kiện bất thuận nh− ngập, úng, hạn, phèn mặn [1], [32], [43], [48]. - Ưu thế lai về khả năng đẻ nhánh Con lai F1 đẻ sớm, đẻ tập trung, đẻ nhánh khoẻ, có tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao [46], [60] . - Ưu thế lai về chiều cao cây Chiều cao cây của lúa lai cao hay thấp là phụ thuộc vào đặc điểm của bố mẹ. Tuỳ từng tổ hợp chiều cao cây của F1 có lúc biểu hiện −u thế lai d−ơng, có lúc biểu hiện −u thế lai âm có lúc lại là trung gian giữa bố và mẹ. Vì chiều cao cây có liên quan đến tính chống đổ nên −u thế lai d−ơng về chiều cao cây không thích hợp với l−ợng phân bón cao. 3 Cho nên khi chọn giống bố mẹ cần chọn những dạng nửa lùn để có con lai dạng nửa lùn [32]. - Ưu thế lai về thời gian sinh tr−ởng Lin và Yuan(1980) cho rằng đa số con lai F1 có thời gian sinh tr−ởng khá dài và th−ờng dài hơn bố mẹ sinh tr−ởng dài nhất. Xu và Wang(1980) đã xác nhận thời gian sinh tr−ởng của con lai phụ thuộc vào thời gian sinh tr−ởng của dòng bố. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam trong năm 1992 –1993 cho thấy thời gian sinh tr−ởng của con lai F1 dài hơn cả dòng mẹ và dòng phục hồi ở cả vụ xuân và vụ mùa (Nguyễn Thị Trâm và cộng sự, 1994) [31]. - Ưu thế lai về một số đặc tính sinh lý Nhiều nghiên cứu phát hiện thấy lúa lai có diện tích lá lớn, hàm l−ợng diệp lục cao nên hiệu suất quang hợp cao. Trái lại c−ờng độ hô hấp của lá lúa lai thấp hơn lúa thuờng. Con lai F1 có c−ờng độ quang hợp cao hơn dòng bố khoảng 35%, c−ờng độ hô hấp thấp hơn lúa th−ờng từ 5 – 27%. Hiệu suất tích luỹ chất khô của lúa lai hơn hẳn lúa th−ờng nhờ vậy mà tổng l−ợng chất khô trong cây tăng, trong đó l−ợng vật chất tích luỹ vào bông hạt tăng còn tích luỹ vào các cơ quan thân lá lại giảm mạnh.[23], [32],[47], [74]. - Ưu thế lai về khả năng chống chịu Con lai F1 có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận nh− lạnh, hạn, ngập, mặn, chua…sức chịu lạnh của lúa lai cao ở thời kỳ mạ nh−ng lại chịu lạnh kém ở thời kỳ trỗ bông đến chín sáp. Lúa lai có khả năng tái sinh chồi và khả năng chịu n−ớc sâu cao. Không những thế lúa lai còn có khả năng chống chịu với một số loại sâu bệnh nh− Rầy nâu, Đạo ôn, Bạc lá.[28], [32]. - Ưu thế lai về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất Kết qủa 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%. 4 Đa số các tổ hợp lai có −u thế lai cao về số bông/khóm, khối l−ợng trung bình của bông, tỷ lệ hạt chắc, khối l−ợng 1000 hạt. Bộ Nông nghiệp và PTNT đã tổng kết kết quả gieo cấy lúa lai trên nhiều vùng cho năng suất bình quân ở các tỉnh phía Bắc đạt 7-8 tấn/ha, tăng hơn lúa th−ờng cùng thời gian sinh tr−ởng từ 2 – 3 tấn/ha/vụ. [23], [27]. 2.1.2. Bản chất di truyền Ưu thế lai của con lai F1 là do t−ơng tác gen giữa bố và mẹ khác nhau tạo ra. Bố mẹ càng khác xa nhau về mặt di truyền thì −u thế lai thể hiện càng rõ nh−ng dễ dẫn đến hiện t−ợng bất dục và bán bất dục do t−ơng tác giữa gen nhân và tế bào chất[29], [85]. 2.1.3. Chiến l−ợc khai thác UTL Tại hội nghị lúa lai quốc tế lần thứ nhất (1986), Yuan L.P là ng−ời khởi x−ớng phát triển lúa lai ở Trung Quốc đã đề ra chiến l−ợc phát triển lúa lai theo ba b−ớc: B−ớc 1: phát triển lúa lai “ba dòng” với công cụ di truyền chủ yếu là các dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (CMS), dòng duy trì bất dục (B) và dòng phục hồi hữu dục (R). Đến nay, đã tìm đ−ợc hàng trăm dòng CMS và dòng B t−ơng ứng, hàng nghìn dòng phục hồi (R) và nhiều tổ hợp lai cho −u thế lai cao ở nhiều vùng sinh thái khác nhau. Qui trình sản xuất hạt giống lai 2 dòng đã hoàn thiện. Giá thành hạt giống đã từng b−ớc giảm dần, tỷ lệ các ruộng sản xuất đã thay đổi. B−ớc 2: lúa lai “hai dòng” đang mở ra một triển vọng lớn trong t−ơng lai gần vì đã đơn giản bớt các khâu trong công nghệ sản xuất, hạ giá thành hạt giống lai. Công cụ di truyền chủ yếu là các dòng bất dục đực chức năng di truyền nhân phản ứng với chu kỳ chiếu sáng (PGMS) và phản ứng với nhiệt độ (TGMS). Giá trị các dòng này là những điều kiện nhiệt độ hoặc độ dài ngày 5 nhất định có thể sản xuất hạt lúa tự thụ bình th−ờng và trong những điều kiện ng−ợc lại thì chúng bất dục đực để có thể sản xuất hạt lai. Nghiên cứu sản xuất lúa lai hai dòng không những làm giảm giá thành hạt lai mà còn mở rộng phạm vi lai, nâng cao giá trị −u thế lai, cải tạo chất l−ợng hạt và tính chống chịu sâu bệnh. B−ớc 3: lúa lai “một dòng” đang đ−ợc nghiên cứu và trong t−ơng lai khi thành công sẽ có thể sản xuất đ−ợc “hạt lai thuần” nhờ sử dụng công cụ di truyền mới là dòng vô phối[32]. 2.2. Tóm tắt quá trình nghiên cứu phát triển và sử dụng lúa UTL Hiện t−ợng −u thế lai đ−ợc các nhà khoa học phát hiện khá sớm trên các giống cây trồng và vật nuôi. Họ đã khai thác hiệu ứng −u thế lai tạo ra các giống cây trồng cao sản nh− Ngô lai, cà chua lai, bắp cải lai…các giống vật nuôi lớn nhanh nh− lợn lai kinh tế, bò lai sind, gà lai công nghiệp [21]. Hiện t−ợng −u thế lai ở lúa đ−ợc nghiên cứu từ nửa đầu thế kỷ 20. Jones J.W (1926), là ng−ời đầu tiên đã công bố về −u thế lai ở lúa trên các tính trạng năng suất và một số tính trạng số l−ợng. Sau đó nhiều nhà khoa học khác đã nghiên cứu −u thế lai ở lúa. Các công trình nghiên cứu tập trung vào các vấn đề nh−: Bản chất di truyền của sự biểu hiện −u thế lai và các ph−ơng pháp khai thác −u thế lai(Anandacumar C.R. và Sreerangasamy C.R., 1985; Anonymous, 1977; Capinpin J.N.; Singh P., 1938; Kim C.H., Rutger J.N., 1988; Munoz D., Lasso L., 1991; Virmani S.S., Edwards I. B., 1983) [40], [41], [44], [54]. Những ng−ời đề xuất mở rộng lúa lai th−ơng phẩm là nhóm các nhà khoa học ấn Độ (Carnahan và cộng sự, 1972[45]; Kadam và cộng sự, 1937 [50]; Richharia R.H., 1962) [59], nh−ng hầu hết các công trình nghiên cứu vẫn ch−a thành công vì ch−a tìm ra ph−ơng pháp sản xuất hạt lai phù hợp. 6 Năm 1964, các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra một dạng lúa dại bất dục, sau khi nghiên cứu xác định đây là dòng bất dục đực di truyền tế bào chất, họ đã lai tạo, chọn lọc và chuyển đ−ợc gen bất dục đực tế bào chất vào lúa trồng, tạo ra các dòng lúa bất dục đực tế bào chất (CMS) mở đ−ờng cho công tác khai thác −u thế lai th−ơng phẩm sau này (Yuan L.P., 1966, 1977, 1992, 1993) [74], [77], [78], [79]. Năm 1973 Trung Quốc đã sản xuất đ−ợc hạt lai F1 hệ “ba dòng” nhờ sử dụng 3 loại dòng bố mẹ là: Dòng bất dục đực tế bào chất, dòng duy trì bất dục và dòng phục hồi hữu dục(Yuan L.P, 1993) [74], đánh dấu sự ra đời của hệ lúa lai ‘Ba dòng” mở ra một b−ớc ngoặt cho lịch sử sản xuất và thâm canh lúa. Năm 1976, Trung Quốc đã sản xuất đ−ợc hạt lai F1 và gieo cấy khoảng 140.000ha lúa lai. Diện tích trồng lúa lai liên tục tăng năm sau cao hơn năm tr−ớc, song song với nó thì năng suất lúa cũng tăng đáng kể. Năm 1990 Trung Quốc đã trồng đ−ợc 15 triệu ha lúa lai chiếm 49% tổng diện tích lúa. Năng suất v−ợt 20 - 30% so với lúa th−ờng tốt nhất. Quy trình nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai F1 ngày càng hoàn thiện và đạt năng suất cao. Với những thành công này của Trung Quốc mở ra triển vọng lớn về phát triển lúa lai trên thế giới[74], [75]. Cùng với việc phát triển lúa lai ba dòng, một số kết quả nghiên cứu lúa lai hai dòng đã đ−ợc công bố. Năm 1973, Shi Minh Shong phát hiện đ−ợc dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với quang chu kỳ (HPGMS) từ giống Nông Ken 58S. Năm 1991, Maruyama và cộng sự (Nhật Bản) đã tạo ra đ−ợc dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ Norin PL12 bằng ph−ơng pháp gây đột biến nhân tạo[80], [81]. Giống lúa lai hai dòng đ−ợc đ−a ra trồng đại trà đầu tiên của Trung Quốc là Pei ải64S/Teqing. Năm 1992, diện tích gieo trồng lúa lai hai dòng ở Trung Quốc là 15.000ha với năng suất 9 – 10 tấn/ha, năng suất cao nhất đạt 17 tấn/ha 7 trên diện tích nhỏ vào năm 1997. Cũng năm đó đã có 640.000ha lúa lai hai dòng, năng suất cao hơn lúa lai ba dòng từ 5 – 15 %. Các tổ hợp lai hai dòng đều cho năng suất cao và phẩm chất tốt hơn các tổ hợp lai ba dòng (Yuan L.P, 1997)[75]. Thành công của công nghệ sản xuất lúa lai ở Trung Quốc đã đ−ợc ứng dụng rộng rãi tại nhiều n−ớc trên thế giới. Hiện nay đã có 17 n−ớc nghiên cứu và sản xuất lúa lai ngoài Trung Quốc. Lúa lai đã mở ra h−ớng phát triển mới để nâng cao năng suất và sản l−ợng, góp phần giữ vững an ninh l−ơng thực trên phạm vi toàn cầu [30], [67]. Theo đánh giá của FAO thì Việt Nam và ấn Độ là hai n−ớc tiếp thu công nghệ lúa lai khá nhanh (Virmani S.S, 1995)[68]. Lúa lai thực sự đã mở ra một h−ớng đi mới cho công tác cải tiến giống lúa. 2.3. Các hệ thống lúa lai 2.3.1. Hệ thống lúa lai ba dòng 2.3.1.1. Khái niệm và đặc điểm Di truyền tế bào chất là sự truyền đạt tính trạng của thực vật thông qua bộ gen trong tế bào chất. Vật liệu di truyền tế bào chất không trải qua quá trình phân chia giảm nhiễm, vì vậy những tính trạng đ−ợc kiểm tra bởi các gen trong tế bào chất không phân ly theo quy luật di truyền của Menden mà di truyền qua tế bào sinh sản cái. Các tính trạng của dòng mẹ đ−ợc di truyền ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác. Hiện t−ợng bất dục đực ở lúa là một ví dụ điển hình về di truyền tế bào chất đã đ−ợc khai thác hợp lý và mở rộng trong sản xuất. Lúa lai hệ ba dòng sử dụng ba dòng vật liệu có bản chất di truyền khác biệt nhau làm bố mẹ để lai: dòng bất dục đực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterile – CMS) gọi là dòng A dùng làm mẹ để lai; dòng duy trì bất dục (Maintainer) gọi là dòng B dùng làm bố để giữ cho dòng A bảo toàn đ−ợc tính bất dục; dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer) gọi là dòng R, dùng làm bố để sản xuất hạt lai F1. 8 a. Dòng CMS (A) Là dòng có bao phấn lép , thon dài, đầu nhọn không mở, vỏ bao phấn vàng ngà hay trắng sữa khi hoa lúa mới nở sau đó bao phấn chuyển sang màu vàng −ớt, rung bông lúa không có hạt phấn rơi ra. Khi nhuộm màu hạt phấn bằng dung dịch Iốt trong Iốt đua Kali (I-KI 1%) và quan sát d−ới kính hiển vi thấy hạt phấn có hình dạng bất th−ờng: hình thoi, tam giác, bán cầu, vỏ nhăn nheo màu vàng nâu đôi khi có hạt phấn tròn nhỏ nh−ng không chuyển màu xanh đen chứng tỏ hạt phấn ch−a tích luỹ đ−ợc tinh bột. Hiện t−ợng trỗ nghẹn đòng của dòng CMS có thể giải thích do có sự liên kết giữa gen kiểm soát tính bất dục và gen làm ngắn chiều dài lóng giáp cổ bông. Hoạt động liên kết của 2 gen này chỉ tác động làm ngắn lóng giáp cổ bông nh−ng không làm ảnh h−ởng đến sự v−ơn dài của bẹ lá đòng. Dòng CMS có các cơ quan sinh tr−ởng sinh d−ỡng nh− rễ, thân, lá khoẻ mạnh bình th−ờng, đa số dòng có thời gian sinh tr−ởng ngắn đẻ nhánh sớm. Một số bộ phận của cơ quan sinh sản cái phát triển tốt hơn nh−: nhuỵ to, cuống nhuỵ dài, đầu nhuỵ phân nhánh nhiều, các lông tơ trên núm nhuỵ dầy to, thời gian nhận phấn của nhuỵ kéo dài hơn hẳn lúa th−ờng. Khi nở hoa 2 vòi nhuỵ v−ơn dài và cong vì vậy khi vỏ trấu khép lại vòi nhuỵ nằm bên ngoài và vẫn còn khả năng hứng phấn để thụ tinh. Tiêu chuẩn để có một dòng CMS tốt cần: 1-Tính bất dục đực di truyền ổn định do gen bất dục trong tế bào chất kiểm soát, hạt phấn bất dục hoàn toàn và ổn định qua các vụ; 2- phải t−ơng đối dễ phục hồi, phổ phục hồi rộng, đặc điểm nở hoa giống lúa th−ờng, độ thoát cổ bông cao và nhạy với GA3, tỷ lệ đậu hạt cao khi lai với dòng R[30], [32], [61]. b. Dòng duy trì (B) Dòng duy trì bất dục đực là dòng cho phấn dòng A để tạo hạt A. Khi gieo hạt đ−ợc tạo ra do lai A với B sẽ thu đ−ợc cây có hạt phấn bất dục vì vậy dòng B 9 đ−ợc gọi là dòng duy trì tính bất dục đực. Về bản chất di truyền dòng B có gen lặn kiểm soát tính bất dục đực ở nhân tế bào. Tế bào chất của dòng B không có nhân tố gây bất dục cho nên dòng B có phấn hữu dục nh− lúa th−ờng, đ−ợc nhân bằng ph−ơng thức tự thụ phấn, khi lai dòng A với dòng B sẽ thu đ−ợc hạt lai A/B, gieo hạt lai này sẽ cho cây lai có hạt phấn bất dục. Dòng A và B là hai dòng “chị em” giống nhau về mọi tính trạng hình thái, khác nhau về tính dục, cấu tạo hoa và đặc điểm nở hoa, độ thoát cổ bông khi lúa trỗ và ph−ơng thức nhân giống[30], [32]. c. Dòng phục hồi (R) Là dòng cho phấn dòng A để sản xuất hạt lai F1, cây lai F1 hoàn toàn hữu dục, đồng nhất về các tính trạng nông sinh học và có −u thế lai cao. Dòng R phải là dòng thuần có nhiều đặc tính tốt, năng suất phẩm chất tốt, thời gian sinh tr−ởng phù hợp với yêu cầu của nhà chọn giống: Có khả năng phục hồi mạnh, tỷ lệ đậu hạt của con lai cao ngang với lúa th−ờng hoặc cao hơn 80%; có đặc tính nông sinh học tốt, có khả năng phối hợp cao, cho −u thế lai cao đáng tin cậy; cây cao khoẻ hơn dòng A, thời gian sinh tr−ởng xấp xỉ hoặc dài hơn dòng A; Bao phấn mẩy chứa nhiều hạt phấn, tập tính nở hoa tốt, bao phấn mở l−ợng phấn tung tập trung [80], [17]. 2.3.1.2. Những thành công và hạn chế của ph−ơng pháp ba dòng * Thành công cơ bản của ph−ơng pháp ba dòng là đã khai thác và sử dụng có hiệu quả tính bất dục di truyền tế bào chất ở lúa. Bằng lai lại liên tục đã cải tiến nhanh chóng các dạng lúa dại, lúa nửa dại thành lúa trồng. Sử dụng tính đa dạng di truyền trong các tổ hợp lai nên đã tạo ra nhiều tổ hợp có năng suất siêu cao trên 100kg hạt/ha/ngày nh− tổ hợp 10120A/HOi 73-28 (Janponica) đạt 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, đặc biệt có thời gian sinh tr−ởng ngắn rất phù hợp với điều kiện tăng vụ 10 trong cơ cấu gieo trồng. Cho đến nay lúa lai ba dòng đã đ−ợc sử dụng rộng rãi ở nhiều n−ớc trên thế giới (theo Nguyễn Văn Hoan, 1999 và Hà Văn Nhân, 2000) [8], [21]. * Hạn chế ph−ơng pháp ba dòng Việc tạo dòng CMS mới gặp nhiều khó khăn vì chỉ có khoảng 0,1% các giống lúa th−ờng có khả năng duy trì tốt đối với kiểu bất dục WA. Các dòng CMS tạo ra từ các nguồn tế bào chất khác kiểu WA th−ờng không ổn định nên khó sử dụng. Hiện nay có tới 95% số dòng CMS đang sử dụng thuộc kiểu WA Yuan L.P,1995) [81]. Hiện t−ợng t−ơng đồng tế bào chất nh− vậy sẽ dẫn đến nguy cơ bị hại nghiêm trọng nếu nh− xuất hiện một loại bệnh hại đặc thù nào đó. Phổ phục hồi của những dòng CMS kiểu WA hẹp. Có rất ít dòng bố lai thử có khả năng phục hồi tốt đối 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. Công nghệ sản xuất hạt lai phức tạp do phải thực hiện 2 lần lai (duy trì dòng mẹ và sản xuất hạt lai F1) phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết lúc trỗ. Nên dễ gặp rủi ro do thời tiết và chi phí nhiều công lao động, hoá chất điều hoà tốn kém làm cho giá thành hạt giống cao. 2.3.2. Hệ thống lúa lai hai dòng Có rất nhiều dạng bất dục đực ở lúa do gen nhân gây nên, nh−ng đến nay ng−ời ta mới sử dụng các dạng bất dục đực do gen lặn hoạt động hai chức năng kiểm soát đó là gen pms và gen tms. 2.3.2.1. Bất dục đực di truyền nhân cảm ứng quang chu kỳ (PGMS) Là dòng bất dục đực di truyền nhân cảm quang chu kỳ. Mùa hè 1973 tại Hồ Bắc Trung Quốc (vĩ độ 30027’N) Shi Ming Song phát hiện đ−ợc cây lúa bất 11 dục hạt phấn trong quần thể giống Nongken58S khi trỗ bông tr−ớc 1/9. Khi các chồi mọc từ gốc rạ của các thể này trỗ bông sau 5/9 lại cho hạt tự thụ. Sau đó ng−ời ta tiến hành làm thí nghiệm thời vụ trong 3 năm liền(1982 – 1985) đều cho kết quả thống nhất là: những thời vụ trỗ tr−ớc 1/9 hàng năm đều bất dục đực từ 99,5 – 100%, trỗ đúng ngày 2/9 tỷ lệ bất dục bắt đầu giảm còn 98,3%, ngày 5/9 còn 74,5% và đến ngày 6/9 chỉ còn 20% hạt phấn bất dục và tỷ lệ đậu hạt cao bình th−ờng nh− lúa trỗ vào những ngày sau đó[32]. Tỉnh Hồ Bắc nằm ở vĩ độ cao nên thời gian chiếu sáng trong mùa hè dài 16 – 14h/ ngày vì thế dòng PGMS bất dục. Khi gieo muộn lại lúa trỗ bông gặp chu kỳ sáng ngắn hơn nên hữu dục. Để đánh giá chính xác thời kỳ cảm ứng và độ dài pha sáng đã tiến hành xử lý chiếu sáng nhân tạo. Kết quả xử lý cho thấy dòng PGMS Nongken58S bất dục khi pha sáng kéo dài 14h và hữu dục khi pha sáng là 13h45’. Nh− vậy dòng này chắc chắn có mang gen di truyền cảm ứng với quang chu kỳ. Tiến hành lai dòng PGMS với các giống lúa th−ờng thuộc loài phụ Janponica. Hạt lai thu đ−ợc đem gieo trong một số thời vụ khác nhau sao cho có thời vụ trỗ vào thời kỳ bất dục của dòng mẹ (quang chu kỳ dài) và có thời vụ trỗ vào thời kỳ hữu dục của dòng mẹ (quang chu kỳ ngắn). Kết quả thí nghiệm cho thấy con lai F1 gieo các thời vụ khác nhau đều hữu dục bình th−ờng nghĩa là quang chu kỳ dài hay ngắn đều không gây ảnh h−ởng đến tỷ lệ h−u dục của F1. Nh− vậy tính bất dục đ−ợc kiểm soát bởi gen lặn trong nhân mà không có quan hệ với tế bào chất. Quần thể phân ly F2 đ−ợc bố trí trỗ đúng vào thời kỳ bất dục của dòng mẹ, thu đ−ợc tỷ lệ phân ly 3 hữu dục : 1 bất dục phù hợp với qui luật phân ly đơn gen của Menden. Tiến hành lai trở lại với con lai F1 và thống kê tỷ lệ phân ly ở quần thể F1 lai lại thu đ−ợc 1 hữu dục : 1 bất dục. Nh− vậy có thể kết luận chắc chắn rằng gen kiểm soát tính cảm ứng quang chu kỳ là một cặp gen lặn 12 trong nhân tế bào. Tiếp tục gieo các thế hệ F3, F4…và thu cây bất dục ng−ời ta đã tạo đ−ợc các dòng bất dục đực cảm quang mới. Các dòng bất dục đực cảm quang có thể nhân giống nh− lúa th−ờng trong điều kiện có quang chu kỳ ngắn, đồng thời có thể dùng làm dòng mẹ bất dục để sản xuất hạt lai trong điều kiện ngày dài. Thời gian dài hay ngắn của pha sáng là yếu tố chính gây nên sự biến đổi hoạt động của gen PGMS theo h−ớng bất dục hay hữu dục. Pha sáng chỉ đ−ợc tính khi c−ờng độ ánh sáng phải đạt ít nhất là 50lux[32], [62]. 2.3.2.2. Bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt độ (TGMS) Dòng TGMS là dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ. Gen kiểm tra tính dục nằm trong nhân tế bào là một cặp gen lặn. Cặp gen lặn này có hai chức năng: gây bất dục phấn khi nhiệt độ cao và tạo ra hạt phấn hữu dục khi nhiệt độ giảm thấp <240c. Các kết quả nghiên cứu cho thấy: giới hạn để gây chuyển hoá hữu dục an toàn ở n−ớc ta là 240c, tức là trong điều kiện nhiệt độ 19 – 240c dòng TGMS sẽ hữu dục, trong điều kiện nhiệt độ trên 260c dòng TGMS sẽ bất dục hoàn toàn. Những dòng TGMS của Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I nh− T25s, T27s, T29s, T1s-96 đ−ợc chọn tạo thuộc nhóm này (Nguyễn Văn Hoan, 1999)[10]. Khi nhiệt độ cao, gen tms biểu hiện chức năng gây bất dục, hoạt động này liên kết với gen kiểm soát chiều dài lóng giáp cổ bông, vì vậy trong điều kiện bất dục dòng TGMS trỗ nghẹn đòng, nh−ng trong điều kiện hữu dục cũng dòng TGMS đó lại trỗ thoát. Thời kỳ cảm ứng nhiệt độ của dòng TGMS t−ơng đối ngắn và muộn vào thời điểm từ b−ớc 4 đến b−ớc 6 của phân hoá đòng non. Nhiệt độ tới hạn gây bất dục và hữu dục của các dòng rất khác nhau[32]. Borkakati (1994) cho rằng thời kỳ cảm ứng bắt đầu từ ngày thứ 15 đến ngày thứ 6 tr−ớc khi lúa trỗ bông, Wu XJ (1997) cho rằng thời kỳ cảm ứng mạnh xẩy ra tr−ớc khi lúa trỗ 15 –11 ngày. Trong thời kỳ cảm ứng có những dòng chỉ cần xử lý nhiệt độ 1 giờ đã bị thay đổi (Borkakati , 1994) có những 13 dòng phải xử lý 3 ngày mới có biến đổi. Đa số dòng phải xử lý 4 – 6 ngày mới có kết quả. Nguyễn Thị Trâm và cộng sự (1999), đã tiến hành xử lý 8 dòng TGMS ( 2 dòng Trung Quốc và 6 dòng do Việt Nam mới tạo) cho nhận xét: Dòng H−ơng 125s (Hồ Nam – Trung Quốc) có thời gian cảm ứng dài 8 ngày (19 – 12 ngày tr−ớc trỗ) t−ơng ứng với thời kỳ phân hoá đòng b−ớc 4 đến hết b−ớc 5. Dòng SE21 nhập từ Phúc Kiến cảm ứng nhiệt độ từ 21 – 16 ngày tr−ớc trỗ. Các dòng chọn tạo tại Việt Nam (bằng ph−ơng pháp lai với các dòng TGMS của Trung Quốc) cảm ứng với nhiệt độ ngắn hơn: Dòng T24S có thời gian cảm ứng 7 ngày (18 – 12 ngày tr−ớc trỗ), T26s có thời gian cảm ứng nhiệt độ từ 17 – 12 ngày tr−ớc trỗ…[26], [32]. Dựa vào đặc điểm bất dục của hạt phấn, đã chia dòng TGMS thành 2 kiểu bất dục: Kiểu thứ nhất: bất dục điển hình, hạt phấn có hình thoi, tam giác, vỏ nhăn nheo… giống nh− 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 (theo Hà Văn Nhân, 2000)[21]. Yang và cộng sự (1989) phát hiện ra dòng bất dục đực cảm ứng nhiệt độ đầu tiên mang tên 5460S, thu đ−ợc từ quần thể đột biến của giống lúa IR54 [76]. Năm 1990, Yang và cộng sự chọn tạo đ−ợc dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ R59TS và H89-1. Sau đó Maruyama và cộng sự (1991) thông báo về việc chọn tạo dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ Norin PL-12 bằng ph−ơng pháp đột biến [56], [73]. Những tác giả trên đều đ−a ra kết luận rằng tính trạng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ đều do một cặp gen lặn trong nhân điều khiển. 2.3.2.3. Ph−ơng pháp chọn tạo các dòng EGMS Để chọn đ−ợc một dòng EGMS phù hợp cần nghiên cứu qui luật diễn biến nhiệt độ, độ dài ngày của vùng cần sử dụng các dòng EGMS đó để đ−a ra h−ớng chọn tạo và sử dụng. Các nhà nghiên cứu cho rằng dòng PGMS có ý 14 nghĩa sử dụng nhiều hơn cho vùng Ôn đới, dòng TGMS thích hợp cho vùng nhiệt đới. Vùng phía Nam Trung Quốc và niềm Bắc Việt Nam có sự thay đổi lớn về nhiệt độ giữa các vùng cao và thấp, giữa các mùa trong năm nên thích hợp cho việc sử dụng các dòng TGMS [18], [20], [34], [57]. Có nhiều ph−ơng pháp khác nhau để chọn tạo dòng EGMS. Theo Yuan L.P. và các nhà nghiên cứu lúa lai Trung Quốc thì có một số ph−ơng pháp chính sau đây: a. Phân lập các dòng EGMS có trong tự nhiên Quan sát trên ruộng lúa ở giai đoạn trỗ bông đến chín có thể tìm thấy cây bất dục. Sau đó duy trì chúng bằng lúa chét để theo dõi sự chuyển hoá tính dục của chúng. Những cây phục hồi hữu dục trong điều kiện nhiệt độ thấp hoặc trong điều kiện ngày ngắn đó là EGMS (Mou T.M., 2000; Yin Hua Qi, 1993 [55], [80]. Có thể chọn ngay trong quần thể phân ly F2 của các tổ hợp lúa lai hai dòng để tìm ra những cây EGMS mới. Bằng ph−ơng pháp này ng−ời ta trồng vật liệu và điều khiển cho phân hoá đòng vào thời kỳ có nhiệt độ cao và ngày dài để chọn cây bất dục. Sau đó duy trì cây bất dục đã chọn đ−ợc bằng nhân vô tính các mầm bật lên từ gốc rạ và điều khiển cho phân hoá đòng ở điều kiện nhiệt độ thấp, ngày ngắn. Nếu thu đ−ợc các cá thể hữu dục thì chúng là EGMS mới. Sau đó đánh giá trong nhà sinh tr−ởng nhân tạo với các chế độ nhiệt độ và chu kỳ chiếu sáng khác nhau để xác định chính xác ng−ỡng nhiệt độ, ng−ỡng ánh sáng gây chuyển hoá hạt phấn của các dòng. Đồng thời tiếp tục đánh giá các đặc điểm nông sinh học khác để chọn các dòng EGMS −u tú [80]. b. Tạo dòng EGMS mới bằng ph−ơng pháp lai chuyển gen Đây là ph−ơng pháp th−ờng đ−ợc sử dụng khi muốn truyền đặc tính EGMS từ dòng cho gen vào các dòng giống thích ứng ở địa ph−ơng hoặc cải tiến dòng EGMS làm đa dạng các kiểu hình EGMS trong tự nhiên [74], [76]. 15 * Lai và chọn lọc phả hệ(Pedigree) Dùng nguồn EGMS sẵn có trong tập đoàn lai với các giống lúa th−ờng, chỉ tiến hành lai đơn. Thu hạt F1 và gieo để tạo lập một quần thể F2 có ít nhất 1000 cá thể. Thời vụ trồng F2 phải điều chỉnh sao cho lúa trỗ vào thời kỳ có quang chu kỳ dài nhất hoặc nhiệt độ cao nhất trong năm. Chỉ có điều kiện nh− vậy mới xuất hiện các cá thể hoàn toàn bất dục. Thu các cây bất dục có kiểu hình đẹp trồng gốc rạ để mọc các chồi chét. Các chồi chét đ−ợc trồng và xử lý ở điều kiện độ dài ngày và nhiệt độ khác nhau để thu hạt tự thụ trên cây F2 bất dục đ−ợc chọn lọc đó. Tiến hành gieo hạt tự thụ riêng từng cá thể trong điều kiện quang chu kỳ dài hoặc nhiệt độ cao để chọn cây bất dục ở F3. Cây đ−ợc chọn lại đ−ợc làm tiếp tục nh− đối với cây F2. Cần thực hiện nh− vậy trong 4 – 5 vụ nữa sẽ thu đ−ợc dòng thuần về kiểu hình và ổn định về đặc tính phản ứng với điều kiện môi tr−ờng[61], [10]. Bằng ph−ơng pháp này, các tác giả Việt Nam đã tạo ra đ−ợc một số dòng TGMS t−ơng đối thuần về kiểu hình và ổn định về đặc tính phản ứng với điều kiện môi tr−ờng nh− : T103S, T1S-96…để phục vụ cho công tác sản xuất hạt lúa lai F1[9], [33]. * Lai trở lại để tạo dòng EGMS Ph−ơng pháp lai lại đ−ợc tiến hành khi chỉ cần chuyển gen EGMS, còn các tính trạng khác của giống cần đ−ợc bảo toàn. Vì tính bất dục đực của dòng TGMS và PGMS do gen lặn quy định, nên công việc lai lại phải tiến hành cách một thế hệ. Sau khi lai giữa một giống tốt với dòng EGMS cho gen bất dục thì cần để cho F1 tự thụ để thu đ−ợc F2. ở F2 chỉ chọn các cây bất dục hoàn toàn và có kiểu hình giống với dòng bố để tiến hành lai lại. Công việc đ−ợc tiếp tục lặp lại cho đến khi thu đ−ợc dòng EGMS mới có tính trạng giống nh− bố nh−ng bất dục[10], [61]. 16 c. Tạo dòng EGMS bằng ph−ơng pháp gây đột biến Là ph−ơng pháp rất có hiệu quả gây nên những biến động di truyền. Ta dùng các tác nhân vật lý, hoá học tác động lên hạt giống để gây đột biến. Đột biến có thể tạo ra hàng loạt các dạng bất dục đực khác nhau (CMS, TGMS, PGMS…) tuỳ theo mục đích của ng−ời chọn giống. Đột biến vừa có thể cải tiến một số tính trạng không hoàn hảo của các dòng EGMS sẵn có vừa có thể tạo ra các dòng EGMS mới. Rất nhiều dòng EGMS đ−ợc xác nhận của Trung Quốc, Nhật, Mỹ, ấn Độ đ−ợc tạo ra nhờ đột biến tự nhiên hay nhân tạo. Xử lý đột biến có thể rút ngắn thời gian tạo dòng EGMS: Dòng Norin PL12 của Nhật Bản đ−ợc xác nhận ở thế hệ M7[32]. Wu Dianxing và cộng sự (2003) gây đột biến dòng Pei ải64S bằng tia gamma đã tạo dòng Pei ải64S – a18 có đặc tính là trong giai đoạn 1 – 3 lá có màu bạch tạng, các lá sau trở lại màu xanh bình th−ờng. Điều này đã giúp cho việc khử lẫn ngay trong giai đoạn mạ để nâng cao độ thuần dòng mẹ, nh−ng mạ trong giai đoạn này sinh tr−ởng kém.[70]. d. Tạo dòng EGMS mới bằng công nghệ sinh học Việc áp dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực chọn tạo giống lúa lai đã thu đ−ợc nhiều kết quả khả quan. Trong hệ thống chọn lọc lúa lai 3 dòng, ng−ời ta đã sử dụng kỹ thuật nuôi cấy bao phấn làm xúc tiến nhanh quá trình chọn tạo các dòng CMS và các dòng phục hồ._.i mới, rút ngắn quá trình làm thuần các dòng bố mẹ. Đối với hệ thống lúa lai 2 dòng, vấn đề lớn nhất làm hạn chế phát triển mạnh sản xuất hạt lai F1 đó là sự bất ổn định về ng−ỡng nhiệt độ gây bất dục hạt phấn, làm giảm độ thuần của dòng mẹ. Có thể giải quyết vấn đề này bằng cách nuôi cấy bao phấn để làm tăng nhanh quá trình chọn tạo dòng mẹ và làm tăng sự ổn định độ thuần của dòng EGMS[63]. Zhu X.D. và cộng sự đã thông báo: nuôi cấy bao phấn đã nhận đ−ợc 91 thể l−ỡng bội hoá từ Pei ải64S. Theo dõi sự phân ly ở các thế hệ sau cho thấy: ở thế hệ thứ 2 đã xuất hiện 3 17 dạng khác nhau; dạng 1 – Pei ải64HS bất dục trên 99,8% và ổn định; dạng 2 – Pei ải64HF tỷ lệ hạt phấn hữu dục cao, bất dục không ổn định; dạng 3 – Pei ải64HM bán bất dục và bất dục không ổn định, khoảng thời gian bất dục ngắn. Thế hệ thứ 3 vẫn xuất hiện các dạng nh− thế hệ 2 nh−ng dạng Pei ải64HS có tỷ lệ bất dục cao hơn (Trích theo Nguyễn Thị Gấm)[6] Công nghệ sinh học đã b−ớc đầu thành công trong việc tạo dòng EGMS có chỉ thị hình thái để sử dụng vào việc chống lẫn hạt dòng mẹ tự thụ trong sản xuất lúa lai. Một số dòng EGMS mang gen chỉ thị hình thái đầu tiên đ−ợc sử dụng trong hệ thống lúa lai hai dòng ở Trung Quốc ví dụ M2S có lá và thân màu xanh sáng. Dòng DHMP3S mới đ−ợc tạo ra gần đây lá có màu xanh tím[82]. e. Ph−ơng pháp nhập nội Nhập nội các dòng EGMS sẵn có từ các trung tâm nghiên cứu Quốc Tế hay các quốc gia, vùng lân cận để hình thành một tập đoàn vật liệu khởi đầu. Các dòng nhập nội đ−ợc gieo trồng cẩn thận trong nhà l−ới, theo dõi đặc điểm sinh tr−ởng phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh và khả năng thích ứng. Bố trí các thí nghiệm thời vụ để xác định thời kỳ bất dục đực, thời kỳ hữu dục, ng−ỡng nhiệt độ chuyển hoá, ng−ỡng cảm ứng quang chu kỳ…Khi tìm đ−ợc các dòng có triển vọng tiến hành lai thử với các giống lúa th−ờng trong tập đoàn công tác để tạo ra các tổ hợp lai 2 dòng mới[32]. 2.3.2.4. Ph−ơng pháp đánh giá các dòng EGMS a. Các tiêu chuẩn đánh giá Để tuyển chọn một dòng EGMS nào đó thì cần dựa trên tiêu chuẩn của dòng EGMS triển vọng đã đ−ợc Yuan Long Ping đề xuất năm 1995. Theo ông thì một dòng EGMS tốt cần phải có những đặc tính t−ơng tự CMS. Ngoài ra còn phải có thêm một số tiêu chuẩn sau đây: 18 * Quần thể dòng EGMS phải lớn hơn 1000 cây đồng nhất về các đặc tính nông sinh học, các tính trạng hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh… * Tỷ lệ cây bất dục là 100% và ổn định qua các lần gieo, mức độ bất dục hạt phấn phải cao hơn 99,5%. * Thời gian bất dục đực kéo dài liên tục ít nhất là trên 30 ngày trong điều kiện tự nhiên. Trong giai đoạn phục hồi hữu dục, tỷ lệ hạt phấn hữu dục cần đạt cao trên 30%. Trong ruộng sản xuất hạt lai, tỷ lệ nhận phấn ngoài không đ−ợc thấp hơn dòng CMS đang đ−ợc sử dụng phổ biến. * Sự chuyển hoá “Hữu dục – bất dục” phải đ−ợc kiểm tra cẩn thận để xác định phản ứng của dòng với quang chu kỳ, với nhiệt độ trong điều kiện nhân tạo. * Ký hiệu của dòng EGMS đ−ợc qui định thống nhất là “S” để phân biệt với chữ “A” là ký hiệu của dòng CMS [30]. b. Đánh giá độ bất dục và tính trạng hình thái của các dòng EGMS Theo Yin Hua Qi thì ngoài những tính trạng hình thái nh− các giống lúa th−ờng, các dòng bất dục đực cần thiết đ−ợc đánh giá những tính trạng đặc thù riêng (Yin Hua Qi, 1993) [80]. Độ bất dục hạt phấn và các đặc điểm dạng hình đặc thù riêng của các dòng bất dục đực đánh giá theo thang điểm 1 đến 9. Các dòng mẹ đ−ợc xếp loại tốt và khá khi đánh giá đạt điểm 1 đến 3 t−ơng ứng có độ bất dục hạt phấn đạt 99% đến 99,9%; tỷ lệ thụ phấn ngoài đạt trên 20%; độ thoát cổ bông trên 90%; tỷ lệ thò vòi nhuỵ trên 41%; khả năng phục hồi hạt phấn ở F1 trên 90% (trích theo Nguyễn Thị Gấm) [6] c. Đánh giá tính ổn định của dòng EGMS trong điều kiện tự nhiên - Trong điều kiện thay đổi nhiệt độ và độ dài ngày ở các vùng và các mùa vụ khác nhau trong năm, có thể đánh giá tính ổn định của các dòng EGMS trong điều kiện tự nhiên. 19 - Đánh giá các dòng EGMS mới chọn tại ở các mùa vụ gieo trồng khác nhau, thời vụ sau cách vụ tr−ớc 10 – 15 ngày. Mỗi thời vụ gieo 50 hạt/dòng, cấy 1dảnh/khóm, 2 hàng/dòng với khoảng cách rộng, 3 đối chứng kèm theo là một giống lúa lai tốt nhất, một dòng CMS và 1 dòng EGMS đã sử dụng trong sản xuất. Sau đó lấy mẫu đem đo đếm tất cả các chỉ tiêu, tr−ớc khi lúa trỗ cần quan sát kỹ để loại bỏ những cây lẫn. Khi lúa bắt đầu trỗ lấy 5 hoa ch−a nở ở đầu bông, giữa bông và cuối bông chính để kiểm tra hạt phấn, sau đó tiến hành bao cách ly những bông vừa lấy mẫu, khoảng 10 – 15 ngày sau thì kiểm tra tỷ lệ đậu hạt[64]. Thông qua số liệu khí t−ợng của vùng đặt thí nghiệm để phân tích quan hệ giữa nhiệt độ, thời gian chiếu sáng và sự chuyển hoá hạt phấn của dòng EGMS. - Đánh giá ở các vùng sinh thái khác nhau để kiểm tra khả năng ổn định về phản ứng với nhiệt độ và chu kỳ chiếu sáng của các dòng EGMS, xác định vùng sinh thái thích ứng của chúng. Quá trình này đ−ợc thực hiện sau khi các dòng EGMS đã qua nhà sinh tr−ởng nhân tạo, mỗi dòng cần làm 2 năm, nơi làm thí nghiệm phải đại diện cho vùng sinh thái. Nơi đ−ợc chọn bố trí thí nghiệm phải tiêu biểu cho sinh thái của vùng. Các vị trí bố trí thí nghiệm là đại điện cho các vùng sinh thái khác nhau. Từ đó chọn vùng sinh thái thích hợp của các dòng EGMS [64]. d. Đánh giá EGMS trong điều kiện nhân tạo * Xác định chu kỳ chiếu sáng (P) và nhiệt độ (T) để đánh giá: theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Gấm (2003) [6] và Trần Văn Quang (2003) [26], P đ−ợc thiết lập sao cho có một thông số cho kết quả hữu dục và một thông số cho kết qủa bất dục. Thông số T bao gồm nhiệt độ trung bình ngày, nhiệt độ tối thấp và tối cao. Nhiệt độ trung bình ngày thiết lập có cả mức nhiệt độ cao để bất dục và mức nhiệt độ thấp cho hữu dục. Việc thiết lập nhiệt độ trung bình cao phải đảm bảo cho tất cả các dòng EGMS bất dục và nhiệt độ 20 trung bình thấp phải đảm bảo nhiệt độ trỗ an toàn của cây lúa (với Indica >220c). Vậy nhiệt độ thấp trung bình là 230c để dòng EGMS trỗ an toàn và hữu dục. Nguyên tắc thiết lập thông số nhiệt độ tối thấp và nhiệt độ tối cao trong ngày phải mô phỏng theo số liệu khí t−ợng của vùng nghiên cứu nhằm mục đích sau khi sàng lọc đ−ợc dòng EGMS trong điều kiện nhân tạo có thể sử dụng đ−ợc trong điều kiện tự nhiên ở vùng đó. * Ph−ơng pháp quản lý thí nghiệm và lấy mẫu Tiến hành gieo mạ trên đồng ruộng đến 4-5 lá thì cấy vào trong bầu nilon đựng đất, cấy 1 cây/ 1 khóm và 1 – 2 dảnh trong bầu, xếp các bầu chứa cây vào trong thùng hộp lớn chăm sóc bình th−ờng. Có thể cấy mạ ở ruộng bình th−ờng nh−ng th−a, chăm sóc tốt, khi xử lý mới đánh cây trồng vào thùng. Thời gian xử lý có thể kéo dài từ 8 – 10 ngày, sau xử lý đ−a cây ra trồng ngoài nhà l−ới. Khi lúa trỗ tiến hành lấy mẫu để kiểm tra hạt phấn[6], [26]. * Kết quả đánh giá Nếu là dòng PGMS thì nó bất dục hoàn toàn trong điều kiện ánh sáng dài, hữu dục trong điều kiện ánh sáng ngắn và nhiệt độ trung bình. Nếu là dòng TGMS bất dục khi điều kiện nhiệt độ cao, hữu dục trong điều kiện nhiệt độ thấp. 2.3.2.5. Chọn bố mẹ để tạo các tổ hợp lai và đánh giá khả năng kết hợp của dòng EGMS a. Nguyên tắc chọn bố mẹ để phát triển các tổ hợp lai tốt Việc chọn bố mẹ để có các tổ hợp lai cho −u thế lai cao là một trong những vấn đề quan trọng, tạo tiền đề cho quá trình khai thác −u thế lai ở lúa. Theo Yin Hua Qi (1993)[80] để có đ−ợc tổ hợp lai tốt thì việc tuyển chọn bố mẹ cần dựa trên các nhân tố sau: 21 * Đảm bảo tính đa dạng di truyền: khi sự đa dạng di truyền của các bố mẹ tham gia lai càng lớn thì sự biểu hiện UTL càng mạnh. Vì vậy trong quá trình chọn lọc bố mẹ cần phải nắm rất vững nguồn gốc của chúng. Nến chọn bố mẹ thuộc các loài phụ khác nhau hoặc xa nhau về nguồn gốc phát sinh. Tuy nhiên đó chỉ là những điều kiện mang tính lý thuyết. Chọn giống thực nghiệm, nhiều khi chọn đ−ợc bố mẹ xa nhau về di truyền vẫn không cho UTL cao. * Chọn bố mẹ có tính trạng bổ sung: mỗi tính trạng biểu hiện ra kiểu hình đều do một hoặc một số gen qui định. Con ng−ời đến nay vẫn ch−a biết hết đ−ợc số l−ợng cũng nh− vị trí của các gen trong cây lúa. Tuy nhiên trong một phạm vi nhất định một số tính trạng tồn tại độc lập ở các giống khác nhau có thể bổ sung cho nhau khi lai hai cá thể với nhau. * Chọn bố mẹ có khả năng kết tổ hợp tốt: khả năng tổ hợp chung về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các bố mẹ có ảnh h−ởng quyết định đến năng suất của con lai F1. Vì vậy cần chọn các bố mẹ có giá trị khả năng tổ hợp cao về các tính trạng nh− sức đẻ nhánh, số nhánh hữu hiện, số hạt/bông, khối l−ợng 1000 hạt và có khả năng kết hợp chung thấp về các tính trạng chiều cao cây, thời gian sinh tr−ởng, tỷ lệ lép…Ngoài ra chúng ta cũng cần chọn nh−ng bố mẹ có khả năng tổ hợp riêng cao. * Chọn bố mẹ có hệ số di truyền cao: sử dụng UTL chính là việc khai thác th−ơng mại tiềm năng của sức mạnh do lai ở thế hệ thứ nhất, vì thế khi chọn bố mẹ để lai phải dựa vào tham số di truyền tổng quát của vật liệu. Có những tính trạng có hệ số di truyền cao, có tính trạng có hệ số di truyền thấp, có tính trạng di truyền trội, có tính trạng di truyền lặn. * Chọn bố mẹ có tiềm năng cho năng suất cao: các tổ hợp lai −u tú nhất hiện nay trong sản xuất đều đ−ợc tạo nên nhờ sử dụng các dòng CMS, TGMS và các dòng R có tính đa dạng di truyền lớn, có các tính trạng nông sinh học bổ sung cho nhau, các tính trạng có khả năng tổ hợp cao và khả năng di truyền lớn. 22 b. Đánh giá khả năng tổ hợp Theo các nhà di truyền học và chọn giống cây trồng thì có khoảng 0,01 đến 0,1% các dòng thuần có khả năng cho con lai có −u thế lai cao, đó chính là các dòng có khả năng tổ hợp cao. Khả năng tổ hợp là một đặc tính di truyền nên nó đ−ợc duy trì qua các thế hệ tự phối (Lê Duy Thành, 2001) [38]. Qua đánh giá khả năng tổ hợp của các dòng vật liệu bố mẹ, các nhà chọn tạo giống có thể loại bỏ những dòng có khả năng tổ hợp thấp, chọn đ−ợc những dòng có khả năng tổ hợp vừa và cao để sử dụng lai tạo giống. Nh− vậy việc xác định khả năng tổ hợp của nguồn vật liệu ban đầu có ý nghĩa rất quan trọng để làm tăng hiệu quả của quá trình tạo giống mới. Các kết quả nghiên cứu lý thuyết về khả năng tổ hợp đ−ợc công bố nhiều trên các dòng tự phối và cũng đ−ợc áp dụng đối với cây tự thụ phấn điển hình là cây lúa. Ng−ời ta chia khả năng tổ hợp ra thành hai loại là: Khả năng tổ hợp chung (General Combining Ability – GCA) và khả năng tổ hợp riêng (Special Combining Ability – SCA) [17], [24], [37], [65]. Khả năng tổ hợp chung biểu thị khả năng di truyền tính trạng của giống trong các tổ hợp lai, đ−ợc xác định bằng độ lệnh trung bình của giống đó ở trong tất cả các tổ hợp lai so với trung bình chung của toàn bố mẹ, đặc tr−ng cho hiệu quả cộng tính của các gen. Khả năng tổ hợp riêng là khoảng chênh lệnh giữa giá trị tính trạng của từng tổ hợp lai cụ thể, với giá trị khả năng tổ hợp chung của hai bố mẹ. Khả năng tổ hợp riêng đặc tr−ng cho hiệu quả tính trội của các gen và các dạng t−ơng tác. Về bản chất di truyền các nhà khoa học cho rằng khả năng tổ hợp chung đ−ợc kiểm soát bởi kiểu hoạt động di truyền cộng tính của các gen trội. khả năng tổ hợp riêng đ−ợc xác định bởi hoạt tính trội, át chế hay siêu trội của các gen. Cho nên khả năng tổ hợp chung khá ổn định d−ới tác động của các yếu 23 tố môi tr−ờng. Ng−ợc lại khả năng tổ hợp riêng chiụ tác động rõ rệt của điều kiện ngoại cảnh. Vậy để thử khả năng tổ hợp đạt đ−ợc độ chính xác cao phải tiến hành qua một số thời vụ và những vùng sinh thái khác nhau (Lê Duy Thành, 2000) [38]. Đánh giá khả năng tổ hợp th−ờng dùng hai hệ thống lai thử là lai đỉnh và luân giao(lai dialen). * Ph−ơng pháp lai đỉnh Đánh giá khả năng tổ hợp chung và th−ờng sử dụng trong giai đoạn đầu của quá trình đánh giá các dòng bố mẹ khi số l−ợng dòng tham gia t−ơng đối lớn (Ngô Hữu Tình, 1995; Lê Duy Thành, 2001; Singh R.R và Chauhary B.D, 1985) [37], [38], [65]. Từ kết quả của lai đỉnh và lai trắc nghiệm (Line x Testers) ng−ời ta có cơ sở để loại bỏ những dòng không phù hợp yêu cầu và chỉ giữ lại những dòng có khả năng tổ hợp chung vừa và cao tức là có khả năng cho giá trị UTL của con lai cao để đ−a vào hệ thống luân giao (Lê Duy Thành, 2001) [38]. * Đánh giá khả năng tổ hợp bằng ph−ơng pháp luân giao do Sprague và Tatum khởi x−ớng (Sprague và Tatum, 1942) [66]. Sau này đ−ợc Griffing đề xuất sử dụng 4 mô hình toán học thống kê để phân tích khả năng tổ hợp của các dòng tự phối (Ngô Hữu Tình, 1995) [37]. Ph−ơng pháp này đ−ợc sử dụng rộng rãi, th−ờng để đánh giá khả năng tổ hợp riêng đối với các dòng có khả năng tổ hợp chung cao. Bốn mô hình đ−ợc giới thiệu nh− sau: Mô hình 1. Tất cả các dòng định thử đ−ợc lai luân phiên với nhau theo mọi tổ hợp lai có thể, theo cả hai h−ớng thuận và nghịch, số tổ hợp là p2. Mô hình 2. Tất cả các dòng định thử đ−ợc lai luân phiên với nhau theo mọi tổ hợp lai có thể, chỉ theo h−ớng thuận, số tổ hợp là P(P+1)/2. 24 Mô hình 3. Chỉ các dòng khác nhau lai luân phiên với nhau theo cả h−ớng thuận và h−ớng nghịch, số tổ hợp là P(P-1). Mô hình 4. Chỉ các dòng khác nhau lai luân phiên với nhau và chỉ theo h−ớng thuận, số tổ hợp là P(P-1)/2. Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu và điều kiện cụ thể cần thiết phải chọn một mô hình cho phù hợp. Nếu sử dụng mô hình 1 và 3 thì độ chính xác cao nh−ng số l−ợng tổ hợp quá lớn sẽ mất rất nhiều thời giai và chi phí quá tốn kém. Chính vì vậy, trong chọn giống thực nghiệm ng−ời ta th−ờng sử dụng mô hình 2 hoặc 4, có độ chính xác vẫn cao và số l−ợng tổ hợp tham gia vừa phải [17], [37], [69]. ở cây lúa việc nghiên cứu khả năng tổ hợp có những khác biệt nhất định so với cây ngô. Nếu tiến hành lai theo ph−ơng pháp khử đực bằng ta, cũng có thể tiến hành đáng giá khả năng tổ hợp t−ơng tự nh− cây ngô. ở n−ớc ta có một số tác giả đã nghiên cứu vấn đề này nh− Lê Thị Dự, Trần Thị Lợi... Bằng việc đ−a hệ thống lai Diallel đầy đủ theo mô hình 3 vào để đánh giá khả năng tổ hợp Trần Thị Lợi (2002), tìm ra các giống có khả năng tổ hợp cao trên các tính trạng : Năng suất, bông trên khóm, hạt chắc trên bông, chiều cao cây, chiều dài bông nh− OM576, ĐS20, TH85, IR13240, ĐS20, IR62032… Và một số tổ hợp có khả năng tổ hơp riêng và −u thế cao ở các tính trạng cấu thành năng suất: Jasmine85/TH85, OMCS96/ĐS20, OM576/Jasmine85[19]. Khi sử dụng dòng bất dục đực để lai thì việc thử khả năng tổ hợp không giống nh− tiến hành lai thủ công nữa. Nghiên cứu về vấn đề này, Nguyễn Thị Gấm (2003) đã sử dụng ph−ơng pháp lai “Line x Testers” theo mô hình Kempthorme (1957) để đánh giá khả năng tổ hợp và tìm ra các giống có khả năng tổ hợp cao trên các tính trạng năng suất nh−: 7S, CL64S…và một số tổ hợp có khả năng tổ hợp riêng cao, có triển vọng trong sản xuất: CL64S/RST, 7S/R8, 7S/R130[6]. 25 c. Ph−ơng pháp lai “Line x Testers” theo mô hình Kempthorme (1957) * Phân tích ph−ơng sai Line x Testers Dựa trên cơ sở thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên hay khối ngẫu nhiên để thu thập số liệu. Sau đó tiến hành phân tích ph−ơng sai thí nghiệm một nhân tố là các kiểu gen tham gia trong thí nghiệm. Nếu sự khác nhau có ý nghĩa theo phép nghiệm F thì tiếp tục b−ớc 2 là phân tích ph−ơng sai do các hợp phần Lines, Testers và “Line x Testers” đ−ợc tạo nên trong thí nghiệm. Số liệu thu đ−ợc rất quan trọng cho việc đánh giá vai trò của các thành phần di truyền trong các tổ hợp lai (Singh R.R và Chauhary B.D., 1985) [65]. * Phân tích sự tổ hợp các thành phần di truyền Di truyền số l−ợng là sự phát triển của di truyền Mendel, tuân thủ nguyên tắc của di truyền Mendel. Thông qua kết quả phân tích về di truyền số l−ợng có thể −ớc đoán khả năng di truyền các tính trạng. Trong mô hình Kempthorme (1957) chỉ ra rằng việc đánh giá các thông số di truyền tính trạng dựa trên cơ sở phân tích ph−ơng sai khả năng tổ hợp chung của các dòng vật liệu đ−a vào lai tạo và khả năng tổ hợp riêng của từng tổ hợp lai đ−ợc thể hiện theo công thức sau: - Ph−ơng sai khả năng tổ hợp chung 1 (L –1) MsL + (T – 1) MsT δ2GCA = x - MsLT R(2LT – L – T) L + T - 2 - Ph−ơng sai khả năng tổ hợp riêng δ2SCA = (MsLT – MsE)/R Ph−ơng sai đ−ợc chia thành ph−ơng sai do các dòng mẹ (Lines) và ph−ơng sai do các dòng bố (Testers) để đánh giá vai trò của các gen cộng tính 26 trong việc điều khiển tính trạng. Ph−ơng sai do con lai (Line x Testers) để đánh giá hiệu quả của gen không cộng trong việc điều khiển tính trạng. Bằng phân tích ph−ơng sai khả năng tổ hợp chung và ph−ơng sai khả năng tổ hợp riêng của các con lai (Line x Testers) để phân tích ph−ơng sai tính cộng và ph−ơng sai tính trội nhằm dự đoán vai trò chủ đạo của các hợp phần gen trong việc điều khiển các tính trạng. Ph−ơng sai tính cộng: δ2A = 2. δ2GCA Ph−ơng sai tính trội: δ2D = δ2SCA Trong đó: L(lines) là số dòng, T(testers) là số vật liệu thử, MsL là ph−ơng sai do lines, MsT là ph−ơng sai do testers, MsLT là ph−ơng sai do Line x Testers, MsE là ph−ơng sai do sai số, R số lần nhắc lại. * Phân tích khả năng tổ hợp chung và khả năng tổ hợp riêng Theo Trần Đình Long và lê Duy Thành, tiêu chuẩn đáng tin cậy trong việc chọn cặp bố mẹ để đ−a vào lai tạo giống là khả năng tổ hợp chung. Khả năng tổ hợp chung có thể là bằng chứng về số l−ợng, trạng thái và hoạt tính kiểu gen làm xuất hiện tác động cộng tính. Khả năng tổ hợp riêng là đặc điểm của giống chỉ có trong một số tổ hợp nhất định. Cho nên đánh giá khả năng tổ hợp chung của các dạng bố mẹ là quan trọng nhất. Khả năng tổ hợp chung xem nh− là chỉ tiêu t−ơng đối ổn định của giống, còn khả năng tổ hợp riêng phụ thuộc nhiều vào mức độ phản ứng của kiểu gen tham gia trong tổ hợp lai do vậy biến động nhiều hơn. Trong công tác cải tạo giống khi xác định đ−ợc những giống có khả năng tổ hợp chung cao mang lại hiệu quả cao hơn trong công tác lai tạo. Con lai triển vọng nhất có thể sẽ đ−ợc tạo thành từ các tổ hợp lai có bố hoặc mẹ có khả năng tổ hợp chung cao nhất (Trần Đình Long, 1997; Lê Duy Thành, 2001) [17], [38]. * Các b−ớc đánh giá khả năng tổ hợp 27 - Số liệu thu đ−ợc trong thí nghiệm đánh giá khả năng tổ hợp cần thiết phải xử lý thống kê. Nếu ph−ơng sai do các dòng (giống) tham gia thí nghiệm khác nhau có ý nghĩa theo phép nghiệm F thì chứng tỏ có các kiểu gen khác nhau tham gia trong thí nghiệm. Lúc đó tiếp tục b−ớc thứ 2 là phân tích các thành phần tạo nên sự sai khác gồm có sự sai khác do con lai F1 và do bố mẹ. - Sự sai khác ở con lai F1 do vật liệu thử (T); dòng thử (L) và t−ơng tác giữa “L x T” tạo nên. Các tác động này đều đ−ợc kiểm tra bởi giá trị có ý nghĩa trong phép thử F. - Những dòng bố mẹ đ−ợc xác định là có khả năng tổ hợp chung (GCA) cao khi GCA có giá trị d−ơng lớn hơn giới hạn sai khác (LSD) ở độ tin cậy 95% và 99%. - Những dòng bố mẹ đ−ợc xác định là có khả năng tổ hợp riêng (SCA) cao khi SCA có giá trị d−ơng lớn hơn giá trị sai khác (LSD) ở độ tin cậy 95% và 99%. - Các dòng bố mẹ có khả năng tổ hợp chung tốt đ−ợc chọn dùng cho công tác lai thử. Tổ hợp có khả năng tổ hợp riêng cao đ−ợc chọn đ−a vào thí nghiệm so sánh sơ bộ [17], [37], [69]. 2.3.3. Ph−ơng pháp nhân dòng EGMS thuần và sản xuất hạt lai F1 2.3.3.1. Nhân dòng EGMS Việc nhân dòng EGMS t−ơng đối dễ dàng so với nhân dòng CMS. Bởi vì nhân dòng CMS phải kẹp đôi để nhân theo cặp A/B đ−ợc coi nh− một lần sản xuất. Nhân dòng EGMS đ−ợc tiến hành nh− nhân giống bình th−ờng, nh−ng chúng ta cần l−u ý một số yêu cầu sau: * Điều khiển thời vụ gieo cấy hợp lý để thời kỳ cảm ứng với điều kiện ngoại cảnh của dòng EGMS trùng khớp với thời gian có nhiệt độ hoặc độ dài ngày thuận lợi nhất cho phấn hữu dục để đảm bảo năng suất cao. Theo Nguyễn 28 Thị Trâm và cộng sự (2003), dòng T1S – 96 đ−ợc gieo nhiều thời vụ khác nhau nhằm tìm hiểu sự chuyển đổi tính dục trong điều kiện tự nhiên và một số đặc điểm khác, đồng thời tìm hiểu thời vụ nhân dòng. Kết quả cho thấy: thời vụ nhân dòng thích hợp nhất cho T1S – 96 là 15/12[33]. * Các dòng EGMS có vòi nhuỵ dài, đầu nhuỵ phát triển thò ra ngoài vỏ trấu và sống khá lâu, do đó khi nhân dòng vẫn phải cách ly tốt để tránh lẫn phấn đảm bảo độ thuần của mỗi dòng. Ngoài biện pháp thời vụ ng−ời ta còn sử dụng biện pháp t−ới n−ớc lạnh vào thời kỳ cảm ứng của dòng TGMS để nâng cao năng suất. Nguồn n−ớc lạnh có thể lấy từ vùng núi cao khoảng 1000m so với mặt biển hoặc khoan giếng ngầm sâu hút n−ớc lên để t−ới vào thời kỳ cảm ứng. Mức độ t−ới phải sâu ngập đòng non đang phân hoá trong thân, đồng thời phải chảy liên tục để tránh nhiệt độ tăng cao. Nhiệt độ n−ớc t−ới cần giữa ở mức 19 – 210c. Trong điều kiện nh− vậy thì nhiệt độ không khí có thể cao từ 24,5 – 350c dòng TGMS vẫn cho hạt hữu dục[58], [32]. 2.3.3.2. Sản xuất hạt lai F1 Trong điều kiện Miền Bắc Việt Nam chỉ nên sử dụng các dòng TGMS để sản xuất hạt lai vào mùa hè, đây là một khó khăn vì mùa hè th−ờng có m−a bão nếu gieo để đảm bảo cho dòng TGMS bất dục thì phải điều khiển trỗ từ sau ngày 15/5(vụ xuân) và 25/8 đến 10/9 (vụ mùa), thời kỳ này th−ờng có m−a bão lụt. Nếu điều khiển trỗ sớm hơn 15/5 hoặc muộn hơn 10/9 có thể gặp một số ngày lạnh làm cho hạt phấn hữu dục hình thành, nh− vậy hạt lai sẽ bị lẫn hạt tự thụ[32]. Kết quả sản xuất hạt giống F1 tổ hợp Việt Lai 20 của Nguyễn Văn Hoan và cộng sự (2002), cho thấy: trong 4 thời vụ sản xuất thử thì vấn đề trùng khớp đều đã đạt đ−ợc. Tuy nhiên nếu bố trí gieo mạ vào ngày 15 – 17/6 để lúa trỗ xung quanh 2 – 5/9 thì cả 2 năm đều bị gặp m−a trong giai đoạn lúa trỗ. Điều này đã làm ảnh h−ởng lớn đến năng suất hạt lai F1. Trong 2 vụ 2000 và 2001 đã điều 29 chỉnh ngày gieo lên 20/6 lúa trỗ xung quanh 9 – 10/9 thì vừa đạt đ−ợc độ trùng khớp, thời tiết nắng ráo khi trỗ và độ bất dục đạt nh− yêu cầu[9]. Ngoài ra các yêu cầu kỹ thuật khác nh− điều kiện cách ly, kỹ thuật để đạt đ−ợc nở hoa trùng khớp, mật độ quần thể bố mẹ và các biện pháp thân canh khác đều phải đ−ợc nghiên cứu và thử nghiệm. Theo Nguyễn Thị Gấm (2003), đối với sản xuất hạt lai F1 hệ lúa lai hai dòng nên bố trí phân hoá đòng vào tháng 8, trỗ đầu tháng 9 là thời vụ tốt nhất. Vì dòng mẹ phân hoá đòng vào tháng 8, suốt cả quá trình phân hoá đòng sẽ gặp nhiệt độ cao hơn ng−ỡng nhiệt độ chuyển hoá hạt phấn của các dòng TGMS. Do đó các dòng mẹ bất dục tuyệt đối và thời tiết lúc trỗ thuận lợi nên có cơ hội tốt cho sản xuất hạt giống F1 đảm bảo độ thuần và cho năng suất hạt lai cao[6]. 2.3.4. Những thành công và hạn chế của lúa lai hai dòng * Hệ thống lai hai dòng sử dụng dòng EGMS mang gen lặn điều khiển tính cảm ứng với điều kiện môi tr−ờng cho nên có thể duy trì dòng bằng tự thụ phấn. * Khoảng 95% giống lúa th−ờng có khả năng phục hồi phấn cho dòng EGMS nên phạm vi chọn dòng bố để tạo các tổ hợp lai rộng hơn so với chọn dòng phục hồi trong hệ thống lai ba dòng. * Tính bất dục đực cảm ứng với điều kiện môi tr−ờng do 1 hoặc 2 gen lặn điều khiển nên có thể lai chuyển gen này sang các giống có những tính trạng mong muốn khác làm đa dạng nền di truyền của các dòng EGMS. Chính vì vậy tránh đ−ợc những tổn hại di truyền tiềm ẩn do hiện t−ợng đồng tế bào chất gây nên. * Sản xuất hạt lai khi dùng dòng EGMS làm mẹ sẽ giảm đ−ợc một lần lai trong chu kỳ sản xuất hạt giống nên có thể hạ giá thành hạt F1. 30 * Phạm vi chọn bố mẹ rộng nên việc cải tiến chất l−ợng hạt th−ơng phẩm, cải tiến khả năng chống chịu và thích ứng thuận lợi hơn so với hệ ba dòng. * Có thể dễ dàng chuyển gen t−ơng hợp rộng vào các dòng EGMS để khắc phục hiện t−ợng lép lửng do không t−ơng hợp di truyền khi lai xa. Ph−ơng pháp chọn giống lúa lai hai dòng còn một số hạn chế nh− sau: * Quá trình sản xuất tiêu tốn nhiều lao động thủ công nặng nhọc và th−ờng xuyên chịu rủi ro vì điều kiện thời tiết thay đổi ngoài dự tính. * Dòng EGMS rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh mà điều kiện ngoại cảnh lại biến đổi thất th−ờng, đặc biệt là điều kiện nhiệt độ, cho nên năng suất hạt lai có thể thấp, độ thuần kém và gây thiệt hại cho sản xuất đại trà. 2.4. Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 2.4.1. Những nghiên cứu và phát triển lúa lai Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai vào năm 1986 tại Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di truyền Nông nghiệp. Nguồn vật liệu chủ yếu đ−ợc nhập từ Viện Nghiên cứu Lúa quốc tế song những nghiên cứu này mới ở giai đoạn tìm hiểu. Năm 1989 hạt giống lúa lai F1 đ−ợc nhập qua biên giới Việt Trung, gieo trồng ở một số địa ph−ơng vùng núi các tỉnh phía Bắc nh− Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang đã cho năng suất rất hấp dẫn. Năm 1990 Bộ Nông nghiệp và Công nghiệp Thực phẩm nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã nhập một số tổ hợp lai của Trung Quốc gieo trồng thử trong vụ xuân ở Đồng bằng Bắc Bộ, các tổ hợp đều cho năng suất cao hơn hẳn lúa th−ờng vì thế diện tích lúa lai tăng lên nhanh chóng ở Đồng bằng, Trung du và Miền núi phía Bắc. Năm 1990 mới gieo cấy đ−ợc 10 ha, năm 1992 đã đạt 5000ha và năm 1998 đạt 200.000ha [8]. Bên cạch đó Việt Nam đã thu thập và đánh giá khả năng thích ứng của 70 dòng mẹ bất dục đực CMS. 70 dòng duy trì t−ơng ứng và rất nhiều dòng phục hồi từ Viện 31 Nghiên cứu lúa quốc tế(IRRI), Trung Quốc ấn Độ, Các Viện, Tr−ờng đã nghiên cứu và duy trì đ−ợc các nguồn này. Hiện nay các dòng CMS đang đ−ợc sử dụng ở Việt Nam là BoA, II32A, Zhenshan 97A…và các dòng duy trì t−ơng ứng. Đồng thời đã chọn hàng 100 dòng bố phục hồi phấn phục vụ cho ch−ơng trình lai tạo. Hàng năm lai tạo khoảng 2000 tổ hợp lai, kết qủa là đã chọn tạo đ−ợc một số tổ hợp lai cho năng suất cao, chất l−ợng tốt nh− HYT56, HYT57…[13], [14]. Ngoài ra các cơ quan nghiên cứu cũng đã đạt đ−ợc một số kết quả b−ớc đầu về nghiên c−u lúa lai hai dòng. Chọn tạo đ−ợc khoảng 20 dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt độ(TGMS) và hàng nghìn tổ hợp lai đ−ợc lai tạo và đánh giá, một số tổ hợp có triển vọng đã đ−ợc công nhận trong sản xuất: VL20, TM4, TH3-3, VN01/D212, HYT83…[33], [7]. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Gấm (2003) tìm ra 2 tổ hợp lai mới 25A/RQ5 và CL64S/RST có các bố mẹ đã đ−ợc xác định có dạng kết hợp chung cao. Đó là RQ5, CL64S, RST. Tổ hợp 25A/RQ5 có năng suất đạt 72,72tấn/ha, tổ hợp CL64S/RST có năng suất 72,4 tạ/ha. Hai tổ hợp này có thời gian sinh tr−ởng thuộc nhóm ngắn ngày 130 – 133 ngày(vụ xuân), số bông/m2 từ 251 – 293 bông, tỷ lệ hạt chắc là 157 – 173 hạt/bông[6]… Theo tổng kết của Nguyễn Trí Hoàn, năm 1997 Việt Nam đã có khoảng 17 dòng TGMS nhập nội, 29 dòng TGMS chọn lọc từ các tổ hợp lai [11]. Đã có thành tựu về ph−ơng pháp chọn tạo dòng TGMS bằng đột biến đ−ợc công nhận tiến bộ khoa học là ph−ơng pháp tạo dòng TGMS – VN1 (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2001) [22]. 2.7.2. Phát triển lúa lai th−ơng phẩm Sản suất lúa lai th−ơng phẩm tại Việt Nam đã tăng nhanh chóng về diện tích và năng suất. Năm 1991 cấy thử 100ha, vụ xuân năm 1992 diện tích tăng lên 1.300ha. Diện tích lúa lai đạt 500.000ha ở năm 2002, một số tỉnh có diện tích trồng lúa lai lớn: Nam Định, Thanh Hoá, Nghệ An, Ninh Bình, Hà 32 Nam…Năng suất lúa lai th−ơng phẩm trong 10 năm qua t−ơng đối ổn định đạt 55 – 65tạ/ha. Năm 1997 – 1998 chúng ta đã nhập nội và thử nghiệm một số tổ hợp lúa lai 2 dòng từ Trung Quốc đó là Bồi Tạp Sơn Thanh, Bồi Tạp 77, Bồi Tạp 49… tại H−ng Yên, Thanh Hoá và một số tỉnh khác trên miền Bắc và Miền Trung. Các giống này có thời gian sinh tr−ởng ngắn, năng suất cao trung bình đạt 7.5 – 8 tấn/ha, chất l−ợng gạo khá, chống chịu điều kiện bất lợi khá (Trần Duy Quý và cộng sự, 1994; Nguyễn Công Tạn, 1995; Nguyễn Thị Trâm và Nguyễn Văn Hoan, 1996; Viện Di truyền Nông nghiệp, 1995) [25], [29], [34], [39]. Hiện nay nhiều tổ hợp lai mới đ−ợc đ−a ra sản xuất: VL20, Bồi Phong 25, HYT83, HYT 84, cho năng suất cao 6,5 - 8,0tấn/ha, chất l−ợng gạo ngon, có nhiều đặc tính tốt nh−: thời gian sinh tr−ởng ngắn phù hợp với hệ thống canh tác 3 vụ/năm, chịu rét, chịu sâu bệnh khá[10], [2]. Theo tác giả Nguyễn Thị Trâm năm 2003 đã tổ chức trình diễn khoảng 60 ha TH3-3 tại các địa ph−ơng khác nhau[33]. Trong vụ xuân, kết quả trình diễn cho thấy, TH3-3 là giống lai dễ tính cho năng suất cao ở các chân đất thâm canh cũng nh− đất có khó khăn(hạn, chua..). Trên đất bạc màu huyện Đông Anh năng suất đạt 75 tạ/ha, tại xã Đồng Tuyển (thị xã Lào Cai) vùng đất xấu chua trũng TH3-3 cho năng suất 62tạ /ha, trên đất tốt đạt 80tạ/ha và chất l−ợng gạo ngon. 2.7.3. Sản xuất hạt giống lúa lai F1 Ch−ơng trình lúa lai d−ới sự chỉ đạo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn với sự trợ giúp của FAO đã hình thành hệ thống nghiên cứu, phát triển lúa lai trong cả n−ớc. Việc hoàn thiện quy trình sản xuất hạt lai F1 và làm thuần các dòng bố mẹ b−ớc đầu đ−ợc quan tâm và đạt kết quả đáng khích lệ. từ chỗ ruộng sản xuất F1 chỉ đạt 5 – 6 tạ/ha vào năm 1995 đến năm 1997 đã có một số cơ sở đạt năng suất 35 – 36tạ/ha [8]. Theo kết quả nghiên cứu tổ hợp lai Việt Lai 20 của Nguyễn Văn Hoan (2002), vụ mùa năm 1998 bắt đầu sản 33 xuất thử 500m2, năng suất đạt 1603kg/ha. Năm 1999 trên diện tích 5000m2 đã nâng đ−ợc năng suất lên 2360kg/ha trong đó có 1000 m2 đạt 2770kg/ha. Năm 2000 đã tổ chức sản xuất chính thức 1,5ha năng suất đạt 2493kg/ha. Song quan sát thấy các dòng bố mẹ còn yếu, ch−a đủ số bông và ch−a đủ phấn. Vụ mùa 2001 đã tổ chức sản xuất thử trên 4 điểm trong đó có 3 điểm tập trung là Hải Phòng, Hà Tây và Hà Nội. Đã điều chỉnh số dảnh cấy trên khóm bố lên 14 dảnh cơ bản/ khóm, phun GA3 với l−ợng 60 – 70g/ha, quan sát thấy các hàng bố tạm đủ cung cấp phấn cho hàng mẹ, năng suất trung bình đã đạt 4432kg/ha, một năng suất hạt lai rất hấp dẫn ở vụ mùa [9]. Công ty Trách nhi._.tính ít có hiệu quả. Ph−ơng sai do “Dòng x Cây thử” có ý nghĩa trên tất cả các tính trạng nghiên cứu: Năng suất thực thu, số bông/ khóm, số hạt/ bông, tỷ lệ chắc/ bông, khối l−ợng 1000 hạt, chiều cao cây. Ta có thể dựa vào ph−ơng sai khả năng kết hợp chung của dòng và cây thử để đánh giá tỷ lệ đóng góp của chúng trong việc hình thành các tính trạng ở các tổ hợp lai. 74 Bảng 4.17. Phân tích ph−ơng sai theo mô hình Kempthorme (1957) Ph−ơng sai Nguồn biến động Năng suất thực thu Số bông / khóm Số hạt/ bông Tỷ lệ hạt chắc/ bông Khối l−ợng 1000 hạt Chiều cao cây Lần nhắc 0,73 0,07 31,17 3,81 0,002 19,43 Do cặp lai 113,93∗∗ 1,16∗∗ 1439,75∗∗ 260,58∗∗ 11,67∗∗ 53,29∗∗ GCA do dòng 181,93 ns 2,27∗∗ 1138,64ns 275,32ns 14,82∗∗ 100,25∗∗ GCA do cây thử 14,99 ns 0,99ns 5213,87∗∗ 30,76ns 39,41∗∗ 19,39ns SCA do Dòng x Cây thử 99,72∗∗ 0,65∗∗ 835,48∗∗ 129,17∗∗ 4,56∗∗ 36,58∗∗ Sai số (E) 16,38 0,12 15,79 5,40 0,005 4,96 Số liệu phân tích bảng 4.17 cũng cho thấy, ở các tính trạng số bông/ khóm, chiều cao cây có sự đóng góp của dòng là chủ yếu. Chứng tỏ dòng mẹ đóng vai trò quyết định đến các tính trạng này. Trong khi đó, các tính trạng Số hạt/ bông, khối l−ợng 1000 hạt vai trò chủ yếu do cây thử tức là dòng bố đóng vai trò quyết định các tính trạng này. Bằng kết quả phân tích ph−ơng sai khả năng tổ hợp chung của dòng cây thử và khả năng tổ hợp riêng của các cặp lai có thể dự đoán đ−ợc vai trò chủ đạo của các hợp phần gen trong việc kiểm soát các tính trạng thông qua phân tích ph−ơng sai tính cộng và tính trội. Qua kết quả bảng 4.18 cho thấy, ph−ơng sai tính trội (δ2D) lớn hơn ph−ơng sai cộng tính (δ2A) trên tính trạng số hạt/bông. Điều này cho thấy các tính trạng này có lợi cho việc khai thác −u thế lai để tạo giống lúa mới theo h−ớng chọn giống lúa có số hạt/bông cao. Bảng 4.18. Ph−ơng sai tính trạng số l−ợng của con lai F1 theo mô hình Kempthorme (1957) 75 Năng suất thực thu Số bông/ khóm Số hạt/ bông Tỷ lệ hạt chắc Khối l−ợng 1000 hạt Chiều cao cây δ2GCA 98,1 0,62 807 126,6 4,3 35,6 δ2SCA 27,8 0,18 273,2 41,3 1,5 10,5 δ2A 196,2 1,24 161,4 253,2 8,6 71,2 δ2D 27,8 0,18 273,2 41,3 1,5 10,5 4.4.2. Khả năng tổ hợp chung của các dòng bố mẹ Khả năng tổ hợp chung của các giống đ−ợc tính bằng giá trị trung bình của các tổ hợp lai do giống bố hoặc mẹ đó tổ hợp với một nhóm bố hoặc mẹ khác. Cho nên khả năng tổ hợp chung của bố mẹ cao sẽ cho biết khả năng cho con lai có giá trị tính trạng cao khi sử dụng bố mẹ đó để lai giống. Theo kết quả bảng 4.19 cho thấy: Năng suất thực thu: trên tính trạng này các dòng mẹ có khả năng tổ hợp chung cao là P5S, T4S và dòng bố có khả năng tổ hợp cao là R7. Điều này cũng thấy rằng các con lai của chúng có năng suất cao nhất đạt 66,5 – 70,5tạ/ha. Các dòng mẹ T1S-96, T29S, T15S và dòng bố R1, R3 có khả năng tổ hợp chung thấp, đồng nghĩa với việc cho các con lai có năng suất thấp. Số bông/khóm: các dòng mẹ T29S, T47S, P5S và dòng bố R7 có khả năng tổ hợp chung cao, sẽ mang lại hiệu quả cao trong việc tăng số bông/khóm của con lai F1. Số hạt/bông: những dòng mẹ T1S-96, T47S, T4S và dòng bố R3 có khả năng kết hợp chung cao, chứng tỏ con lai của các dòng này có số hạt/bông cao. 76 Tỷ lệ chắc/bông: các dòng mẹ T1S-96, P5S, T4S và dòng bố R7 có khả năng tổ hợp chung cao, nên con lai của các dòng này có tỷ lệ chắc/bông cao. Khối l−ợng 1000 hạt: các dòng mẹ T1S-96, T29S, T47S, và dòng bố R1, R3 cho khả năng tổ hợp chung cao, có ý nghĩa trong việc nâng cao khối l−ợng 1000 hạt của con lai F1. Ng−ợc lai, có những dòng mẹ P5S, T4S, T15S, dòng bố R3 cho khả năng tổ hợp chung rất thấp, khó có thể cải thiện khối l−ợng 1000 hạt của con lai F1. Chiều cao cây: các dòng mẹ T1S-96, T47S, P5S và dòng bố R3 có khả năng tổ hợp chung cao. Nh−ng do lai giữa các dòng bố thuộc nhóm bán lùn nên con lai F1 không cao quá 101cm. Qua đây chúng ta cũng có thể đánh giá đ−ợc khả năng tổ hợp chung của một số dòng nh− sau: Bảng 4.19. Khả năng tổ hợp chung một số tính trạng của các dòng bố mẹ Năng suất thực thu Số bông/ khóm Số hạt/ bông Tỷ lệ hạt chắc Khối l−ợng 1000 hạt Chiều cao cây Dòng mẹ T1S-96 -3,42∗ -0,86∗∗ 3,99∗∗ 4,71∗∗ 1,13∗∗ 1,01ns T29S 0,10ns 0,66∗∗ -20,17∗∗ -1,17ns 0,99∗∗ -2,13∗∗ T47S 0,99ns 0,12ns 10,28∗∗ -8,79∗∗ 1,06∗∗ 6,05∗∗ P5S 5,43∗∗ 0,17ns -2,92∗ 6,88∗∗ -1,32∗∗ 0,25ns T4S 3,65∗∗ 0,09ns 9,73∗∗ 0,50ns -1,76∗∗ -2,34∗∗ T15S -6,75∗∗ 0,17ns -0,91ns -2,14∗∗ -0,10∗∗ -2,83∗∗ 77 Sai số(E) 1,35 0,11 1,33 0,78 0,02 0,74 LSD05 2,65 0,22 2,60 1,53 0,04 1,45 LSD01 3,48 0,28 3,43 2,00 0,05 1,91 Dòng bố R1 -0,78ns 0,03ns -5,04∗∗ -0,51ns 0,8∗∗ -0,27ns R3 -0,22ns -0,25∗∗ 18,97∗∗ -0,98ns -1,71∗∗ 1,15∗ R7 1.0ns 0.22∗∗ -13.93∗∗ 1,49∗∗ 0,91∗∗ -0,88ns Sai số(E) 0.95 0.08 0.94 0,55 0,02 0,53 LSD05 1,86 0,16 1,88 1,08 0,04 1,04 LSD01 2,45 0,21 2,42 1,42 0,05 1,37 Dòng P5S có khả năng tổ hợp chung cao trên tính trạng năng suất thực thu (5,43∗∗), tỷ lệ hạt chắc/bông (6,88∗∗). Trên các tính trạng số bông/khóm, chiều cao cây khả năng tổ hợp chung d−ơng, nh−ng sai khác không có ý nghĩa. Các tính trạng số hạt/bông, khối l−ợng 1000 hạt, khả năng tổ hợp chung có giá trị âm. Nên dòng này có −u thế trong việc chọn tạo giống lúa lai có năng suất cao, chất l−ợng tốt và thấp cây nhằm chống đổ. Dòng T4S có khả năng tổ hợp chung cao trên các tính trạng năng suất thực thu (3,65∗∗), số hạt/bông (9,73∗∗). Các tính trạng số bông/khóm, tỷ lệ chắc/bông khả năng tổ hợp với giá trị d−ơng nh−ng sai khác không có ý nghĩa. Tính trạng khối l−ợng 1000 hạt và chiều cao cây khả năng kết hợp cho giá trị âm. Dòng này sử dụng rất hiệu quả trong việc tạo ra giống lúa lai có số hạt/bông cao, năng suất thực thu cao, chất l−ợng tốt và chiều cao cây thấp. 78 Dòng R7 có khả năng tổ hợp chung cao các tính trạng số bông/khóm, tỷ lệ chắc/bông, khối l−ợng 1000 hạt. Tính trạng năng suất thực thu khả năng tổ hợp chung có giá trị d−ơng nh−ng sai khác không có ý nghĩa. Các tính trạng số hạt/bông, chiều cao cây khả năng tổ hợp có giá trị âm. Dòng này dùng để làm bố trong việc khai thác −u thế lai theo h−ớng cho năng suất khá, số bông hữu hiệu cao, chiều cao cây thấp. Hai dòng bố còn lại là R1, R3 ở hầu hết các tính trạng khả năng tổ hợp chung thấp, cho nên không mang hiện quả cho việc tạo ra những tổ hợp lai có năng suất cao, chất l−ợng tốt. 4.4.3. Khả năng tổ hợp riêng (SCA) của các tổ hợp lai Việc đánh giá khả năng tổ hợp riêng có ý nghĩa rất quan trọng trong công tác chọn giống. Trong lai tạo giống thì các nhà chọn giống th−ờng quan tâm đến các tổ hợp lai có giá trị SCA cao ở các tính trạng mong muốn và những tổ hợp này sẽ đ−ợc giữ lại để phát triển giống mới. ở đây chúng tôi tiến hành đánh giá khả năng tổ hợp riêng của 9 dòng bố mẹ với 6 tính trạng nghiên cứu. * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng năng suất Khả năng tổ hợp riêng về năng suất đ−ợc thể hiện trong bảng 4.20, có 10 giá trị SCA d−ơng chiếm 55,56%, có 8 giá trị SCA âm chiếm 44,44%. Điều này ta giải thích đ−ợc rằng, hiệu quả gen không cộng tính chiếm −u thế trong việc kiểm soát tính trạng năng suất của các tổ hợp lai. Qua bảng 4.20 cũng cho thấy, có 1 giá trị SCA cao đ−ợc tạo thành từ một dòng bố mẹ có khả năng tổ hợp chung cao đó là P5S/R7. Hai giá trị SCA cao đ−ợc tạo thành từ một dòng bố mẹ có khả năng tổ hợp chung thấp đó là T15S/R1, T47S/R3. 79 Bảng 4.20. Giá trị khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng năng suất Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 -2,53ns 2,88ns -0,35ns T29S -2,09ns 0,66ns 1,43ns T47S 0,99ns 5,10∗ -6,09∗∗ P5S -6,75∗∗ 0,66ns 6,09∗∗ T4S 4,32ns -8,19∗∗ 3,87ns T15S 6,06∗∗ -1,09ns -4,96∗ SE hiệu quả SCA = 2,34 (LSD05 = 4,6 và LSD01 = 6,0) Có 10 giá trị SCA (+), 8 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 3,31 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng số bông/khóm Kết quả đánh giá khả năng tổ hợp riêng của tính trạng số bông/khóm ở bảng 4.21 thấy rằng, Tỷ lệ các giá trị SCA d−ơng bằng các giá trị SCA âm. Ta có thể giải thích là vai trò của gen không cộng tính thể hiện không rõ trong việc kiểm soát tính trạng này. Chỉ có 2 tổ hợp T4S/R1, T29S/R3 có giá trị d−ơng và sai khác có ý nghĩa ở mức (**), nó cũng chính là 2 tổ hợp có khả năng tổ hợp riêng cao trên tính trạng bông/khóm. Bảng 4.21. Giá trị khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng bông/khóm 80 Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 0,04ns -0,09ns 0,05ns T29S -0,65∗∗ 0,56∗∗ 0,09ns T47S -0,17ns 0,04ns 0,14ns P5S -0,29ns 0,38ns -0,09ns T4S 0,72∗∗ -0,44∗ -0,28ns T15S 0,35ns -0,44∗ 0,09ns SE hiệu quả SCA = 0,198 (LSD05 = 0,39 và LSD01 = 0,51) Có 9 giá trị SCA (+), 9 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 0.28 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng số hạt/bông Theo kết quả đánh giá SCA trên tính trạng số hạt/bông ở bảng 4.22 cho thấy, giá trị SCA d−ơng cao hơn giá trị SCA âm. Từ đó, chúng tôi có nhận xét vai trò quan trọng của gen không cộng tính trong việc kiểm soát tính trạng số hạt/bông. Nghĩa là hiệu quả tính trội của các gen chiểm −u thế trong việc kiểm soát tính trạng này. Có 8/18 tổ hợp lai mang giá trị SCA d−ơng và có ý nghĩa, thể hiện các dòng bố mẹ trong thí nghiệm có thuận lợi cho việc khai thác −u thế lai theo h−ớng tạo giống lúa với đặc tính nhiều hạt/bông. 81 Bảng 4.22. Giá trị khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng số hạt/bông Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 -14,17∗∗ -4,78∗ 18,95∗∗ T29S 5,26∗ -22,15∗∗ 16,89∗∗ T47S 4,44ns 8,56∗∗ -13,00∗∗ P5S -13,19∗∗ 7,10∗∗ 6,10∗∗ T4S 0,36ns 12,22∗∗ -12,58∗∗ T15S 17,29∗∗ -0,95ns -16,35∗∗ SE hiệu quả SCA = 2,30 (LSD05 = 4,5 và LSD01 = 5,92) Có 10 giá trị SCA (+), 8 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 3,25 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng tỷ lệ chắc/bông Qua bảng 4.23 chúng ta nhận thấy, có 10 tổ hợp với giá trị SCA d−ơng và 8 tổ hợp có giá trị SCA âm (các giá trị SCA d−ơng cao hơn giá trị SCA âm), thể hiện −u thế hiệu qủa không cộng tính trên tính trạng tỷ lệ hạt chắc/bông. Có 6/18 tổ hợp cho giá trị SCA d−ơng có ý nghĩa (** và *) đó là: T1S-96/R1, PT47S/R1, P5S/R1, T1S-96/R3, T4S/R7, T15S/R7. Các tổ hợp này có ý nghĩa khi chọn giống với tỷ lệ chắc/bông cao. Bảng 4.23. Giá trị khả năng tổ hợp theo tính trạng tỷ lệ chắc/bông 82 Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 4,57∗∗ 2,63∗ -7,20∗∗ T29S -1,96ns 1,28ns 0,68ns T47S 4,43∗∗ 1,03ns -5,46∗∗ P5S 5,40∗∗ -2,14ns -3,26∗ T4S -2,02ns -3,46∗∗ 5,48∗∗ T15S -10.41∗∗ 0.65ns 9.76∗∗ SE hiệu quả SCA = 1,34 (LSD05 = 2,63 và LSD01 = 3,45) Có 10 giá trị SCA (+), 8 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 1,89 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng khối l−ợng 1000 hạt Qua kết qủa tính toán về khả năng tổ hợp riêng trên tính trạng khối l−ợng 1000 hạt trong bảng 4.24 cho thấy, có 9 tổ hợp có giá trị SCA d−ơng và 9 tổ hợp cho giá trị SCA âm đã cho biết vai trò của gen không cộng tính thể hiện không rõ. Với 10/18 tổ hợp cho giá trị SCA d−ơng có ý nghĩa là P5S/R1, T15S/R1, T1S-96/R3, T29S/R3, T47S/R3, P5S/R3, T4S/R3, T29S/R7, T47S/R7, T4S/R7 rất có ý nghĩa trong việc chọn giống lúa có khối l−ợng 1000 hạt cao. 83 Bảng 4.24. Giá trị khả năng tổ hợp riêng theo khối l−ợng 1000 hạt Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 -0,85∗∗ 1,62∗∗ -0,77∗∗ T29S -0,92∗∗ 0,52∗∗ 0,40∗∗ T47S -1,09∗∗ 0,29∗∗ 0,80∗∗ P5S 1,02∗∗ 0,30∗∗ -0,72∗∗ T4S 0,04ns 0,46∗∗ 0,42∗∗ T15S 1,80∗∗ -1,66∗∗ -0,14∗∗ SE hiệu quả SCA = 0,04 (LSD05 = 0,08 và LSD01 = 0,10) Có 9 giá trị SCA (+), 9 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 0,06 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa * Khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng chiều cao cây Kết quả trên tính trạng chiều cao cây đã đ−ợc đánh giá ở bảng 4.25 cho nhận xét, khả năng kết hợp riêng trên tính trạng này có 8 giá trị SCA âm và 10 giá trị SCA d−ơng. Chỉ có 4/18 tổ hợp có giá trị SCA d−ơng có ý nghĩa đó là T15S/R1, T4S/R3, T1S-96/R7, T29S/R7. Có 4/18 tổ hợp với giá trị SCA d−ơng không có ý nghĩa và 10/18 tổ hợp với giá trị SCA âm không có ý nghĩa. Bảng 4.25. Giá trị khả năng tổ hợp riêng theo tính trạng cao cây 84 Dòng bố Dòng mẹ R1 R3 R7 T1S-96 -4,98∗∗ 2,07ns 2,92∗ T29S -0,81ns -2,29ns 3,10∗ T47S 1,02ns 1,37ns -2,38ns P5S 1,82ns -1,04ns -0,78ns T4S -2,36ns 2,65∗ -0,29ns T15S 5,33∗∗ -2,76∗ -2,57∗ SE hiệu quả SCA = 1,29 (LSD05 = 2,53 và LSD01 = 3,32) Có 8 giá trị SCA (+), 10 giá trị SCA (-) SE so sánh SCA (Xij – Xjk) = 1,82 * : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 95% ** : độ chênh lệch có ý nghĩa nhỏ nhất ở mức 99% ns : độ chênh lệch không có ý nghĩa 85 5. Kết luận và đề nghị 5.1. Kết luận 1. Đặc điểm hình thái nông sinh học của các dòng bố mẹ * Các dòng mẹ tham gia nghiên cứu đều có đặc điểm hình thái nông sinh học tốt, tính trạng chiều cao cây, số lá, thời gian sinh tr−ởng, đặc tính nở hoa, khả năng nhận phấn ngoài cao, rất thuận lợi cho việc sản xuất hạt lai F1. * Dòng T4S, P5S có khả năng tự thụ cao nên thuận lợi cho việc nhân dòng nhanh, với số l−ợng lớn. * Hai dòng T4S, P5S có khả năng đẻ nhánh khoẻ, tỷ lệ thành bông cao, khối l−ợng 1000 hạt thấp, hạt thon dài có thể sử dụng để tạo ra những tổ hợp có năng suất cao, chất l−ợng tốt. * Dòng R7 có các đặc tính nông sinh học tốt, đẻ nhánh khoẻ, cao cây, thời gian sinh tr−ởng trung bình, năng suất cao, chất l−ợng khá, không nhiễm sâu bệnh. 2. Đặc điểm hình thái nông sinh học của con lai F1 * Hai tổ hợp T4S/R7, P5S/R7 có các đặc tính hình thái nông sinh học tốt, tính trạng số lá và thời gian sinh tr−ởng rất phù hợp với cơ cấu 3 vụ/năm, tính trạng chiều cao cây trung bình là 89,3 – 91,4cm thích hợp với vùng thâm canh, thời gian đẻ nhánh ở vụ xuân ngắn và tập trung, khả năng đẻ nhánh trung bình, chịu thâm canh cao, khả năng kháng sâu bệnh khá, năng suất cao đạt 66,5 – 70,5 tạ/ha, chất l−ợng tốt. * Hai tổ hợp P5S/R7, T4S/R7 cho −u thế lai thực âm về chiều cao cây và chiều dài, rộng lá đòng rất thuận lợi cho những vùng thâm canh tăng năng suất. Các tổ hợp này cũng cho −u thế lai d−ơng cao trên các tính trạng hạt chắc/bông, 86 năng suất thực thu, cho −u thế lai âm trên tính trạng khối l−ợng 1000 hạt. Đây là những giống có năng suất cao, chất l−ợng tốt. 3. Khả năng tổ hợp các tính trạng của 6 dòng EGMS và 3 dòng R lai thử trong thí nghiệm nh− sau * Trên tính trạng năng suất thực thu, số hạt chắc/bông hai dòng T4S và P5S có khả năng tổ hợp chung cao, tính trạng số bông/khóm dòng P5S có khả năng tổ hợp chung cao, số hạt/bông dòng T4S có khả năng tổ hợp chung cao. * Các tính trạng năng suất thực thu, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc/bông chủ yếu do gen không cộng tính kiểm soát. Tính trạng số bông/khóm, khối l−ợng 1000 hạt và chiều cao cây thể hiện vai trò quan trọng của cả gen cộng tính và không cộng tính. * Vai trò của các dòng mẹ (lines) chiếm −u thế trong việc kiểm soát các tính trạng bông/ khóm, chiều cao cây. Trong khi đó, các tính trạng Số hạt/ bông, khối l−ợng 1000 hạt vai trò chủ yếu do dòng bố (Testers) chiếm −u thế trong việc kiểm soát các tính trạng này. 5.2. Đề nghị 1. Tiếp tục chọn lọc để duy trì dòng thuần và đánh giá dòng T4S, P5S ở những vùng sinh thái khác nhau để có h−ớng sử dụng một cách cụ thể. 2. Các tổ hợp lúa lai có triển vọng đã đ−ợc xác định trong nghiên cứu này là T4S/R7, P5S/R7 cần đ−ợc khảo nghiệm ở các vùng sinh thái để đánh giá và khai thác tiềm năng của giống. 87 Tài liệu tham khảo Tiếng việt 1. Quách Ngọc Ân (1994), Nhìn lại 2 năm phát triển lúa lai, thông tin chuyên đề, Trung tâm thông tin Bộ Nông nghiệp và PTNT. 2. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2003), Tuyển tập báo cáo tổng kết chỉ đạo sản xuất và khuyến nông 2000 – 2003, Nhà xuất bản nông nghiệp, Hà Nội. 3. Bùi Chí Bửu Và cộng sự (1996), Tìm hiểu một số thông tin di truyền chọn giống Bông luồi qua ph−ơng pháp phân tích Line x Tester, Luận án thạc sĩ Nông nghiệp, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội. 4. Ngô Thế Dân (1994), “Dự án TCP/VIE/2521 hỗ trợ phát triển lúa lai”, thông tin chuyên đề Nông nghiệp và công nghệ thực phẩm. Trung tâm thông t in, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Hà Nội. 5. Tr−ơng Đích (2000), Kỹ Thuật trồng các giống lúa mới, Nhà xuất bản Nông thôn, Hà Nội. 6. Nguyễn Thị Gấm (2003), Nghiên cứu các nguồn gen bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt độ(TGMS) phục vụ công tác tạo giống lúa lai 2 dòng ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Hà Nội. 7. Nguyễn Thị Gấm, Lê Hùng Phong, Nguyễn Trí Hoàn (1998), “ Tìm hiểu đặc điểm và khả năng sử dụng các dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) nhập nội thuộc hệ thống lúa lai hai dòng” Kết quả nghiên cứu khoa học nông nghiệp, Nhà xuất bản nông nghiệp. 88 8. Nguyễn Văn Hoan (1999), Kết quả chọn tạo giống lúa lai cực ngắn ngày VL20, Báo các khoa học tại hội nghị khoa học Ban trồng trọt và Bảo vệ thực vật Bộ Nông nghiệp và PTNT, Hà Nội. 9. Nguyễn Văn Hoan (2002), “Tổ hợp lúa lai hai dòng mới cực ngắn ngày Việt Lai 20”, Báo cáo khoa học, Hà Nội. 10. Nguyễn Văn Hoan (1999), Lúa lai và kỹ thuật thâm canh, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 11. Nguyễn Trí Hoàn (1997), Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai ở Việt Nam, Báo cáo tại hội thảo về quá trình phát triển và sử dụng lúa lai ngoài Trung Quốc, Hà Nội. 12. Nguyễn Trí Hoàn (2001), Nghiên cứu và thử nghiệm quy trình sản xuất hạt giống lúa lai F1 tổ hợp Bắc −u 64 trong vụ xuân ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học, Hội nghị khoa học ban trồng trọt và BVTV của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Hà Nội. 13. Nguyễn Trí Hoàn (2001), Nghiên cứu và thử nghiệm quy trình sản xuất hạt giống lúa lai F1 tổ hợp Bắc Ưu 64 trong vụ xuân của vùng Đồng Bằng sông Hồng, Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học, Hội nghị khoa học Ban trồng trọt và bảo vệ thực vật của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Hà Nội. 14. Nguyễn Trí Hoàn (2002), Hiện trạng nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam, ph−ơng h−ớng nghiên cứu trong giai đoạn 2001 – 2005, Báo cáo tại hội nghị t− vấn về nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Việt Nam giai đoạn 2002 – 2005, Hà Nội. 15. IRRI (1996), Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa (Nguyễn Hữu Nghĩa và cộng sự dịch). Nhà xuất bản nông nghiệp, Hà Nội. 16. Nguyễn Thị Lang (1994), Nghiên cứu −u thế lai của một vài tính trạng sinh lý và năng suất cây lúa. Luận án PTS khoa học Nông nghiệp, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội. 89 17. Trần Đình Long (1997), Chọn giống cây trồng, Giáo trình cao học Nông nghiệp, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 18. Phạm Ngọc L−ơng (2000), Nghiên cứu chọn tạo một số dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ phục vụ cho công tác chọn giống lúa lai hệ hai dòng ở Miền Bắc Việt Nam, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Hà Nội 19. Trần Thị Lợi (2002), Nghiên cứu tập đoàn giống để chọn tạo giống lúa thâm canh cho vụ đông xuân ở các tỉnh Duyên hải Nam trung Bộ, Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp, Hà Nội 20. Hoàng Tuyết Minh và cộng sự (1996), Báo cáo tóm tắt về kết quả chọn tạo dòng bất dục đực TGMS và các tổ hợp lúa lai 2 dòng. Hội nghị 5 năm nghiên cứu và phát triển lúa lai, Bộ Nông nghiệp và PTNT, tháng 10/1996, Hà Nội. 21. Hà Văn Nhân (2000), Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học của một số dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ và ứng dụng trong chọn giống lúa lai 2 dòng, Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội. 22. Nguyễn Hữu Nghĩa (2001), Báo cáo tổng kết đề tài KHCN 08 – 01 giai đoạn 1996 – 2000. Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam. 23. Trần Duy Quý (1994), Cơ sở di truyền và kỹ thuật gây tạo sản xuất lúa lai, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 24. Trần Duy Quý (1997), Các ph−ơng pháp mới trong chọn tạo giống cây trồng, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 25. Trần Duy Quý và cộng sự (1994), “Một số kết quả b−ớc đầu trong nghiên cứu lúa lai ở Viện Di truyền Nông nghiệp”, Tạp chí khoa học công nghệ và QLKT tháng 4, Hà Nội. 26. Trần Văn Quang (2003), Nghiên cứu phân lập các dòng lúa bất dục đực di truyền nhân cảm ứng môi tr−ờng (EGMS) phù hợp với điều kiện Việt Nam, Luận văn Thạc sĩ, Hà Nội. 90 27. Nguyễn Công Tạn (1993), Từng b−ớc phát triển rộng rãi thành tựu khoa học kỹ thuật về sử dụng −u thế lai trong sản xuất lúa lai ở Việt Nam, Hội nghị tổng kết lúa lai Bộ Nông nghiệp và CNTP ngày 29 – 30/10/1993, Hà Nội. 28. Nguyễn Công Tạn và cộng sự (1999), Nghiên cứu phát triển lúa lai ở Việt Nam, công trình đề nghị nhà n−ớc xét giải th−ởng Hồ Chí Minh, Hà Nội. 29. Nguyễn Công Tạn (1995), Phát triển mạnh mẽ sử dụng −u thế lai trong sản xuất lúa tại Hà Tây, Nhà xuất bản Nông nghiệp tháng 2, tr. 43 – 44. 30. Nguyễn Công Tạn, Ngô Thế Dân, Hoàng Tuyến Minh, Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Trí Hoàn, Quách Ngọc Ân (2002), Lúa lai ở Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội 31. Nguyễn Thị Trâm và cộng sự (1994), “Kết quả nghiên cứu một số dòng bố mẹ lúa lai hệ 3 dòng nhập nội”, Kết quả nghiên cứu khoa học, khoa trồng trọt 1992 – 1993, Tr−ờng ĐHNNI, Hà Nội. 32. Nguyễn Thị Trâm (2002), Chọn giống lúa lai, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 33. Nguyễn Thị Trâm (2003), Nghiên cứu gây tạo các dòng vật liệu mới để tạo ra các tổ hợp lúa lai có năng suất cao, chất l−ợng tốt, thích ứng cho các vùng sinh thái miền Bắc Việt Nam, Báo cáo khoa học nghiên cứu đề tài cấp bộ B2003-38-38, Hà Nội. 34. Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan (1996), b−ớc đầu nghiên cứu chọn tạo dòng bất dục đực cảm ứng với nhiệt độ (TGMS) để phát triển lúa lai 2 dòng. Hội nghị 5 năm nghiên cứu và phát triển lúa lai Bộ Nông nghiệp và PTNT tháng 10/1996, Hà Nội. 35. Nguyễn Thị Trâm (2003), Kết quả chọn tạo tổ hợp lai hai dòng TH3-3, Báo cáo khoa học ban Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật, Hà Nội. 91 36. Lê Công thuyết, Nguyễn Công Thuật và cộng sự (1995), nghiên cứu sản xuất thử giống lúa lai và đánh giá sâu bệnh trên các giống lúa lai, lúa thuần Trung Quốc, Viện BVTV, tháng 2, Hà Nội. 37. Ngô Hữu Tình, Nguyễn Đình Hiền (1996), Các ph−ơng pháp lai thử và phân tích khả năng kết hợp trong các thí nghiệm về −u thế lai. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 38. Lê Duy Thành (2001), Cơ sở di truyền chọn giống thực vật. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 39. Viện Di truyền Nông nghiệp (1995), Báo các kết qủa nghiên cứu lúa lai giai đoạn 1991 – 1995, Ô Môn, Cần Thơ. Tài liệu tiếng anh 40. Akita S., Banco L., Virmani S.S. (1986), “Phisiological analyses of heterosis in rice plant”, Jpn. J. Crop Sci 55 (Spec Issue). 41. Anonymous (1977), “Breeding of Male- sterile Lines of rice with their maintainers and restorers of fertility by means of hybridization of wild rice of china with cultivars”. Ata Genet Sin3, 219-228. 42. Ashby E. (1932) “Studies on the inheristance of physiological characteristics, II further experiments upon the basis of hybid vigor and upon the inheristance of efficiency index and respiration rate in maize”, Ann .Bot. 46: 1001-1032. 43. Anonymous (1997), “ Rice breeding in China”, Rice Res - News letter2(5), pp 27-28 44. Capinpin J.N., Singh P (1938), “A study of varietal crosses and hybrid vigor in rice”, Philipp. Agric. 27: 255-277 45. Carnahan H.L., Erickson J.R., Tseng S.T., Rutger J.N (1972), Outlook for Hybrid rice in USA, In: Rice breeding. IRRI Manila, Philippines, PP.603-607. 92 46. Chang W.L, lin EH, Yang C.N (1971), “mainfestation of hybrid vigor rice”, J. Taiwan Agric. Res.20(4): 8-23 47. Cheng S.H (2000), Clasification procedures for environmentally induced genetic male sterility (EGMS) in rice, training course, Hangzhou. 48. Ekanayake I.J, Garrity D.P, Virmani S.S (1986), “Heterosis for root pully resistance in F1 rice hybrid”, IRRI 11(6):6 49. Kim C., H Rutger J.N. (1988), Heterosis in rice, Hybrid Rice, IRRI, Manila, Philippines, pp. 39-54. 50. Kadam B.C., Patil G.G., Patankar V.K.(1937) “Heterosis in rice” , Indica J. Agric. Sci.7: 118-126 51. Lu X., Wang J (1988), Fertility transfermation and genetic behavior of Hubei photoperiod-sensitive genetic male sterile rice, In: Hybrid rice. Proc. Int. Symp. on Hybrid rice, Changsha, Hunan, China, Oct. 6-10, 1986. IRRI, Manila, Philippines, pp.129-138 52. Lu Xing Gui (1994), “Retrospects on selection and breeding of photothermo - sensitive genic male stirile rice lines in china”. J. Hybrid rice, No 3,4. 53. Luo L, Liao Y.P, Yin J.F (1993), Methods for apomitic rice breeding in proc, Workshop on apomixis in rice, pp 75-80. 54. Munoz D., Lasso L (1991), Identification of maintainer and restores for two cytoplasmic – genetic male sterile rice lines, IRRI 16 55. Mou T.M (2000), Methods and procedures for breeding EGMS lines, training course, Hangzhou. 56. Maruyama K., Araki H., Kato H(1991), “Thermo – sensitive genic male stirility induced by irradiation”, Rice Genet. Internatinal Rice Reseach Institute, P.O. Box 933, Malina, Philippines, pp 227 – 235. 57. Hunan Hybrid Rice Research Center (1992), International Hybrid Rice Seed Production Training Course, China. 93 58. Nguyen Thi Tram (2002), “ Fertility alteration of TGMS line Peiai 64S and the ability of seed multiplication and hybrid seed production in Viet Nam”, Asbtracts of 4th International Symposium on hybrid rice, 14 – 15 May 2002. Ha Noi. 59. Richharia R.H (1962), Cloral propagation as a practical means of exploiting hybrid vigor in rice, Nature 194: 598 60. Shi MS (1981), “Preliminary report of later japonica natural 2 lines and application”, Hubei Agric. Sci. 7. 61. Sun Z. X (2000), New strategiecs of incorporate rice anther culture into breeding programs in china. Training course, Hangzhou. 62. Sun Z. X (2000), Procedures of evaluation P(T)GMS: Test under the natural and artificical controlled condictions, Training course, Hangzhou. 63. Sun Z. X. (2000), New strategies of incorporate rice anther culture into breeding programs in china. Training course, Hangzhou. 64. Sun Z. X (2000), Procedures for evalution P(T)GMS: Test under the natural and artificical controlled condictions, Training course, Hangzhou. 65. Singh R.R, Chauhary B.D (1985), Biometrical methods in quantitative genetics analysis. pp 287. 66. Sprague G.S., Tatum L.A (1942), “General and specific combining ability in single crosses of corn”. J. Am Soc. Agron. 34: 923 – 932. 67. Virmani S.S, Voc P.C (1991), “Introduction on photo and thermo – sensitive genic male sterility in indica rice”, Agron Abstr., p.119 68. Virmani S.S (1995), “Golbal research an devolopment highlights on hybrid rice”, Paper presented at the meeting for establishing international Task force on Hybrid rice International Rice Research Institute, P.O. Box 993, Malina, Philippines, October 21. 94 69. Virmani S.S (1997), Combining Ability Nursery, Hybrid Rice Breeding Manual, IRRI, pp 59 – 69. 70. Wu D., Shen S., Cui H., Xia Y., Shu Q (2003), “ Anovel thermo/photoperiod – sensitive genic male sterile , rice mutant with green – revertible albino leaf color marker induced by gamma irradiation”, Field crops research, Feb 2003, Vol. 81 Issue 2/3. 71. Yang Huaqui, Zhuje (1996), “Breeding of 543S, an Indica PTGMS rice with its sterility induced by short daylengths and low temperature”. J. Hybrid rice No, pp. 8 – 13. 72. Yang R.C, Li W.M, Wang N.Y, K. Z Lian, Cheng C.H (1989), “ The discovery and preliminary study on breeding and utilization of photo(thermo)-sensitive male sterile indica rice 5460S”, Chi. J. Rice Sci.3(2). pp47 – 48. 73. Yang R.C, Wang N. Y, Liang K.J, Cheng C. H (1990), “Thermo – sensitive genic male sterile rice R59TS”, Sci. Agric. Sin. 23(2):90. 74. Yuan L.P (1993), Hybrid rice in China, Intenational hybrid rice training course. 75. Yuan L.P (1997), Exploiting crop heterosis by two – line system hybrid: current status and future prospects, Proc. Inter. Symp. On two – line system heterosis breeding in crops. September 6-8, 1997, Changsha PR. China, pp 1-6. 76. Yuan L.P (1995), Technology of hybrid rice production, Food and Agriculture Oganization of united nation – Rome. 77. Yuan L.P (1966), “A Preliminary report on male sterility in rice”, Sci. Bull. 4: 32-34 (in chinese with English summary). 78. Yuan L.P (1977), “The execution and theory of developing hybrid rice”. Zhonggue. Nongye Kexue (china Agric. Sci) 1: 27-31. 95 79. Yuan L.P (1992), Increasing yield potential in rice by exploitation of heterosis, Paper presented at the 2nd Int. Symp. on Hybrid rice, IRRI, Malina, Philippines, April 21-25. 80. Yin Hua Qi (1993), Program of hybrid rice breeding, Training course. 81. Zhou C.S (2000), The techniques of EGMS line multiplication and foundation seed production, Traning course, Hangzhou. 82. Zhu X.D (2000), Application some techniques in two – line hybrid rice breeding Anther culture, Morphology maker, to transfer the herbicide – resistant gen into male parental line through genetic engineering, selective lethality of herbicide “betazon”, Training corse, Hangzhou, china. 96 ._.