Ngun Xu©n Tn Líp K29B SINH-KTNN TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN NGUYỄN XUÂN TUẤN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH NƠNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐỘT BIẾN LÚA ƯU VIỆT Ở THẾ HỆ THỨ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 010506 Hướng dẫn khoa học: NGUYỄN NHƯ TON H Ni - 2007 Khoá luận tốt nghiệp Đại häc 1 Ngun Xu©n Tn Líp K29B SINH-KTNN LỜI CẢM N ! Bng tm lòng bit n sâu sc xin chân thnh cm n s giúp tn tình, đầy tr¸ch nhiệm thầy gi¸o Ths Nguyễn Như Toản thc hin ti nghiên cu Tôi cng xin cm n thy cô giáo b môn di truyền-phương ph¸p giảng dạy c¸c bạn sinh viên nhóm ã có nhng óng góp quý báu cho ti nghiên cu hon thnh tt luận văn Xuân Hoà, ngày tháng năm 2007 Sinh viờn Nguyễn xuân tuấn Khoá luận tốt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân Tuấn Lớp K29B SINH-KTNN MC LC ề mục Trang Lời cảm ơn Mục lôc…… Lời cam đoan Mở đầu Lí chọn đề tài………………………………………………… Mục đích nghiên cứu……………………………………………… Ý nghĩa đề tài………………………………………………… Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu…………………………… 1.1.Giá trị kinh tế lúa………………………………………… 1.2.Nguồn gốc số đặc điểm nông sinh học lúa……… 1.3.Lược sử nghiên cứu đột biến thực nghiệm lúa……………… 10 1.4.Vai trò đột biến chọn giống lúa……………………… 13 1.5.Thành tựu việc chọn giống đột biến lúa giới Việt Nam………………………………………………………… Chương 2.Đối tượng phương pháp nghiên cứu…………………… 15 17 2.1.Đối tượng nghiên cứu…………………………………………… 17 2.2.Phương pháp nghiên cứu………………………………………… 17 2.3.Phạm vi nghiên cứu……………………………………………… 20 Chương 3.Kết nghiên cứu thảo luận…………………………… 21 3.1.Đặc điểm nơng sinh học q trình sinh trưởng lúa… 21 3.2.Các yếu tố cấu thành suất………………………………… 26 Kết luận kiến nghị…………………………………………………… 33 Tài liệu tham khảo……… …………………………………………… 35 Phụ lục… …………………………………………………………… 37 Kho¸ luËn tốt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân Tuấn Lớp K29B SINH-KTNN LỜI CAM ĐOAN Luận văn thực hướng dẫn Th.S Nguyễn Như Toản Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu tài liệu công sức thân tôi, kết không trùng với kết tác giả công bố Một số dẫn liệu đề tài xin phép tác giả trích dẫn để bổ sung cho khố luận Nếu sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm Xn Hồ, ngày tháng năm 2007 Tác giả Ngun xu©n tuấn Khoá luận tốt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân TuÊn Líp K29B SINH-KTNN MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Việt Nam quốc gia nông nghiệp với 70% dân số hoạt động lĩnh vực Trong năm gần ngành sản xuất nông nghiệp Việt Nam nói chung sản xuất lúa nói riêng có nhiều tiến Nước ta từ chỗ thiếu đói lương thực sau chiến tranh đảm bảo nhu cầu lương thực nước đồng thời vươn lên đứng thứ giới xuất gạo (Đào Xuân Tân, 2003)[13] Tuy nhiên, theo chuyên gia kinh tế xã hội học dự đoán dân số giới tính đến 2010 khoảng tỉ người Do nhu cầu lương thực cần phải tăng lên 75% so với Theo đà tăng dân số dân số Việt Nam tăng lên đạt 80 triệu người vào năm 2020 Sự gia tăng dân số mạnh mẽ kéo theo tăng lên nhu cầu nhà ở, sở vật chất đặc biệt nhu cầu cao lượng thức ăn tiêu thụ Mặt khác ta lại thấy diện tích đất nơng nghiệp khơng ngừng bị thu hẹp nhu cầu thị hố, phát triển cơng nghiệp, đất nông nghiệp sử dụng để xây dựng nhà máy, khu công nghiệp, khu dân cư… Do lương thực vấn đề thời chiến lược cho quốc gia Không đủ lương thực cho người điều kiện bình thường, mà phải đủ đáp ứng nhu cầu có biến động khí hậu xảy So với nước giới, nhu cầu tiêu thụ lúa gạo Việt Nam xếp vào hàng thứ (sau Trung Quốc, Inđơnêxia, Ấn Độ, Băngladet) Vì đòi hỏi cấp thiết tăng suất, sản lượng lương thực lên nhiều lần phải tăng theo hướng lấy suất trồng, có đóng góp quan trọng lúa Để làm điều phải đưa nhanh tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất nơng nghiệp, đất giống trồng sở quan trọng nht Khoá luận tốt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân Tn Líp K29B SINH-KTNN Các nhà khoa học khơng ngừng nghiên cứu, áp dụng thành tựu khoa học vào công tác chọn, tạo giống kết tạo nhiều giống lúa mang đặc tính tốt, có giá trị kinh tế cao thời gian sinh trưởng ngắn, sống điều kiện khắc nghiệt, suất cao, chất lượng tốt….Một biện pháp tạo giống nghiên cứu sử dụng gây đột biến thực nghiệm tác nhân lý hay hoá học giống có, giống địa phương thối hố…, sau tiến hành chọn lọc lai tạo qua hệ để thu giống mang đặc điểm mong muốn Xuất phát từ tình hình thực tế chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đánh giá đặc tính sinh học số dòng đột biến lúa ưu việt hệ thứ 7” 2.Mục đích nghiên cứu 2.1 Phân tích, đánh giá đặc tính nơng sinh học khả phân li tính trạng hệ sau thể đột biến lúa ưu việt 2.2 Tuyển chọn số dòng ưu việt suất, chất lượng, thời gian sinh trưởng, khả chống chịu, để tạo dòng nhân nhanh làm giống 3.Ý nghĩa đề tài Tìm hiểu cách thức phương pháp chọn tạo cá thể đột biến lúa từ cá thể ban đầu, từ tiến hành tuyển chọn để dòng ưu tú Góp phần nâng cao suất, chất lượng giống lúa cách sử dụng trồng thử nghiệm, nhân giống, đưa sản xut i tr Khoá luận tốt nghiệp Đại học Ngun Xu©n Tn Líp K29B SINH-KTNN CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Giá trị kinh tế lúa Lúa lương thực đứng thứ giới sau ngô (Nguyễn Minh Công, 2000 )[2] Theo nghiên cứu gần khoảng 25% dân số giới sử dụng lúa gạo ½ phần ăn hàng ngày Ở Việt Nam lúa gạo sử dụng hầu hết bữa ăn người dân Sản xuất lúa gạo năm gần có bước tăng trưởng mạnh ( 70% gần 30 năm) Ở Việt Nam lúa gạo trở thành mạnh xuất ( đứng hàng thứ sau Thái Lan )( Đào Xuân Tân, 2003)[13] Cây lúa góp phần giải tình trạng thiếu lương thực sau chiến tranh đảm bảo an ninh lương thực nước, mang lại lợi nhuận lớn Làm điều nhờ việc ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ vào thực tiễn sản xuất Qua nghiên cứu người ta tạo giống lúa mang nhiều đặc điểm tốt như: Chống lốp đổ, chín sớm, suất cao, chống chịu hạn, sâu bệnh …, đặc biệt có khả mang hợp chất quý như: Vitamin, Vacxin, … Các sản phẩm lúa mang lại có giá trị kinh tế to lớn đời sống người, cho chăn nuôi, sản xuất công nghiệp… 1.2.Nguồn gốc số đặc điểm nông sinh học lúa 1.2.1.Nguồn gốc Lồi Oryza savita L hố từ lồi lúa dại nhiều năm trước công nguyên Người ta cho tổ tiên chi lúa Oryza loài hoang dại siêu lục địa Gondwana cách 130 triệu năm phát tán rộng khắp châu lục q trình trơi dạt lục địa Hiện có khoảng 21 lồi Kho¸ ln tèt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân Tuấn Lớp K29B SINH-KTNN hoang dại thuộc chi loài lúa hoá lúa châu Á (Oryza sativa) lúa châu Phi (Oryza glaberrima) Lúa châu Phi gieo trồng khoảng 3.500 năm Trong khoảng thời gian từ 1500 TCN đến 800 TCN O glaberrima lan rộng từ trung tâm xuất phát lưu vực châu thổ sông Niger mở rộng tới Sénégal Tuy nhiên, khơng phát triển xa khỏi khu vực nguồn gốc Việc gieo trồng lồi lúa chí suy giảm giống châu Á, người Ả Rập từ bờ biển phía đơng đem tới châu Phi đại lục thời gian khoảng từ kỷ đến kỷ 11 Tổ tiên lúa châu Á O sativa loại lúa hoang phổ biến (Oryza rufipogon) dường có nguồn gốc khu vực xung quanh chân núi Himalaya, với O sativa thứ indica phía Ấn Độ O sativa thứ japonica phía Trung Quốc Hiện giống lúa gieo trồng làm lương thực khắp giới (http://vi.wikipedia.org ) [18] Nhiều giả thuyết khác nơi tiến hành việc gieo trồng hay hố giống lúa Theo Candalle (1998) lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ Theo Roseleviez (1931) lúa có nguồn gốc từ Đơng Nam Á, đặc biệt từ Ấn Độ Đông Dương Quan điểm nhiều người cơng nhận lúa có nguồn gốc từ Đơng Nam Á.Vì vùng có diện tích trồng lúa lớn giới, có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với sinh trưởng lúa, nơi trồng lúa sớm Các giống lúa trồng vùng đất khô đưa vào Nhật Bản Triều Tiên khoảng năm 1000 TCN Các giống lúa nước có mặt Triều Tiên vào thời kỳ đồ gốm Mumun (khoảng 850-550 TCN) tới Nhật Bản vào khoảng thời kỳ Yayoi (khong 300 TCN) Khoá luận tốt nghiệp Đại học 8 Ngun Xu©n Tn Líp K29B SINH-KTNN O sativa thích nghi với việc gieo trồng Trung Đơng Địa Trung Hải châu Âu vào khoảng năm 800 TCN Người Moor đem tới bán đảo Iberia họ xâm chiếm vùng vào năm 711 Thời gian nửa sau kỷ 15, lúa trải rộng tới Ý sau Pháp sau tất châu lục khác thời kỳ khám phá chinh phục lớn người châu Âu Năm 1694, lúa đến South Carolina, có lẽ có nguồn gốc từ Madagascar Người Tây Ban Nha đem giống lúa tới Nam Mỹ vào đầu kỷ 18 (http://vi.wikipedia.org ) [18] 1.2.2.Đặc điểm sinh học lúa Lúa thông thường gieo hay cấy ruộng lúa nước - mảnh ruộng tưới hay ngâm lớp nước không sâu với mục đích đảm bảo nguồn nước cho lúa ngăn không cho cỏ dại phát triển Khi lúa phát triển trở thành chủ yếu ruộng lúa nước tưới tiêu theo chu kỳ thu hoạch mùa màng Các ruộng lúa có tưới tiêu nước làm tăng suất, lúa trồng vùng đất khơ (chẳng hạn ruộng bậc thang sườn đồi ) với kiểm soát cỏ dại nhờ biện pháp hóa học Một số phận quan trọng lúa: +Rễ lúa Rễ lúa thuộc loại rễ chùm gồm loại: Rễ mầm rễ phụ Rễ mầm phát triển từ hạt bắt đầu nảy mầm, có Rễ phụ hình thành sau tạo suốt thời gian sinh trưởng lúa Cả hai loại rễ có nhiệm vụ hút nước muối khống cho Khoá luận tốt nghiệp Đại học Nguyễn Xuân Tuấn Líp K29B SINH-KTNN +Thân lúa Thân phát triển từ thân mầm, có dạng ống tròn gồm đốt đặc gióng rỗng Thân lúa làm nhiệm vụ vận chuyển giữ nước, muối khoáng lên để quang hợp, vận chuyển Oxi sản phẩm khác từ tới phận rễ, nhánh, bông, hạt nơi dự trữ đường, tinh bột để chuyển hạt thời kỳ sau trỗ +Lá lúa Lá lúa hình thành từ mầm mắt thân, mọc hai bên thân Lá lúa có hai loại: - Lá khơng hồn tồn (lá bao): có bẹ ôm lấy thân, phiến lá, phát triển sau hạt nảy mầm - Lá hoàn toàn (lá thật): gồm bẹ lá, cổ lá, phiến lá, tai thìa Lá lúa trung tâm hoạt động sinh lý lúa (hơ hấp, quang hợp, tích luỹ chất khơ, nước…) +Bơng lúa Gồm: cuống bơng, thân bơng, gié, hoa, hạt thóc - Cuống bơng phần cuối thân bơng - Thân bơng có từ đến 10 đốt, đốt mọc gié gọi gié cấp 1, gié cấp mọc gié cấp chia thành nhiều chẽn, chẽn đính hoa Cuống bơng thân bơng nối với đốt cổ +Hoa lúa Là hoa lưỡng tính gồm đế hoa, bắc, vảy cá, nhị nhuỵ Lá bắc có lá, phía phát triển thành hai vỏ trấu, phớa ngoi l my hoa Khoá luận tốt nghiệp Đại häc  10  Ngun Xu©n Tn Líp K29B SINH-KTNN Theo kết nghiên cứu bảng 3.4 thấy rút kết luận Chiều dài lúa dòng lúa mức trung bình so với dòng đối chứng dao động khoảng [22,3 cm - 30,0 cm] Hệ số biến dị thấp hầu hết