TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Nguồn gốc cây lúa
Nhiều giả thuyết về nguồn gốc của chi lúa đã được đưa ra, nhưng phần lớn đều đồng ý rằng các loài lúa hoang dã đã xuất hiện từ thời kỳ tiền sử của trái đất, cụ thể là thời Gondwana Theo nghiên cứu của Chang và cộng sự (1984), O sativa lần đầu tiên xuất hiện tại khu vực dãy Himalaya, Myanmar, Lào, Việt Nam và Trung Quốc.
Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lưu vực sông Hoàng Hà và sông Dương
Lúa Japonica được hình thành từ quá trình di cư từ Nhật Bản và Triều Tiên, trong khi lúa Indica phát triển tại Indonesia thông qua chọn lọc tự nhiên Tại Việt Nam, các nghiên cứu gen lúa gần đây cho thấy nhiều loài lúa dại mọc hoang ở các khu vực Tây Bắc, Nam Trung Bộ, đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên, đóng góp vào sự đa dạng sinh học của cây lúa trong nước.
O granulata, O nivara, O ridleyi, O rufipogon Với những điều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam cũng có thể là cái nôi hình thành cây lúa nước Từ lâu, cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế và xã hội của nước ta Lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ lúa dại Việc xác định trực tiếp tổ tiên của cây lúa trồng ở Châu Á (O sativa) vẫn còn khá nhiều ý kiến tranh cãi khác nhau Một số tác giả như Đinh Dĩnh, Bùi Huy Đáp, Đinh Văn Lữ…cho rằng: O fatua là loài lúa dại gần nhất và được coi là tổ tiên của lúa trồng hiện nay.
Phân loại cây lúa
Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) đã nghiên cứu và phân loại lúa trồng ở châu Á (O sativa) thuộc họ hòa thảo (Graminae) với bộ nhiễm sắc thể 2n = 24 Theo Trần Văn Đạt (2005), Kato là người đầu tiên xây dựng luận cứ khoa học về phân loại dưới loài của lúa trồng châu Á dựa trên các đặc điểm hình thái Các nhà khoa học phân loại cây lúa theo nhiều quan điểm khác nhau, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nguồn gen phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống cây trồng Mặc dù nhiều tư liệu đã cung cấp cơ sở tiến hóa cho các loài lúa trồng hiện nay, nhưng theo Khush, vẫn còn nhiều điều cần nghiên cứu thêm.
(1997) [23], sự tiến hóa của hai loại lúa trồng phổ biến hiện nay trên thế giới được thể hiện trong sơ đồ, như sau:
Hình 2 Quá trình tiến hoá của lúa trồng
2.3.1 Phân loại theo loại hình canh tác
Cây lúa trồng được phân thành bốn nhóm chính dựa trên quá trình thuần hóa và khả năng thích nghi với điều kiện sống Lúa có tưới được trồng trên cánh đồng có hệ thống thủy lợi, đảm bảo nguồn nước trong suốt quá trình sinh trưởng Lúa nước sâu phát triển trên cánh đồng thấp, không thể rút nước sau mưa hoặc lũ, nhưng nước không ngập quá 10 ngày và không cao quá 50 cm Lúa nổi được gieo trước mùa mưa, khi nước dâng cao, cây lúa vươn lên khoảng 10 cm mỗi ngày Cuối cùng, lúa cạn trồng trên đất cao, phụ thuộc hoàn toàn vào nước mưa Tại Việt Nam, cả bốn nhóm lúa này đều tồn tại, theo phân loại của Nguyễn Văn Hoan (2006) dựa trên hệ thống phân loại học thực vật.
Oryza sativa L đã đạt được sự thống nhất [2] Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: loài
Oryza sativa L bao gồm 3 loại phụ, 8 nhóm biến chủng và 284 biến chủng khác nhau Tinh bột trong lúa được phân chia thành lúa nếp (Glutinosa) và lúa tẻ (Utilissma) Theo định luật về dãy biến dị tương đồng của Vavilov, cây lúa vẫn đang tiếp tục tiến hóa và xuất hiện nhiều biến chủng mới Do đó, các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu và cập nhật hệ thống phân loại này.
2.3.2 Phân loại theo điều kiện sinh thái
Lúa được chia thành hai nhóm lớn: Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên) Lúa tiên, phân bố ở vĩ độ thấp như Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam và Indonesia, có cây to, lá nhỏ xanh nhạt, bông xòe, hạt dài, vỏ trấu mỏng, cơm khô nở nhiều, chịu phân kém và dễ lốp đổ, dẫn đến năng suất thấp Ngược lại, lúa cánh, thường ở vĩ độ cao như Nhật Bản, Triều Tiên, Bắc Trung Quốc và châu Âu, có cây lá to, xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, cơm dẻo, ít nở, thích nghi tốt với điều kiện thâm canh và cho năng suất cao Theo Nguyễn Văn Hoan (2006), lúa còn được phân loại theo địa lý thành các nhóm sinh thái như nhóm Đông Á, gồm Triền Tiên, Nhật Bản và phía Bắc Trung Quốc, nổi bật với khả năng chịu lạnh tốt và hạt khó rụng; và nhóm Trung Á, với hạt to, khối lượng 1000 hạt trên 32 gam, chịu lạnh và nóng khá tốt.
Nhóm Iran bao gồm các nước Trung Đông xung quanh Iran, nổi bật với các loại lúa chịu lạnh tốt, hạt gạo to, đục và cơm dẻo Nhóm Nam Á kéo dài từ Pakistan đến bờ biển phía Nam Trung Quốc và Bắc Việt Nam, với đặc điểm chịu lạnh kém và hạt dài, nhỏ Nhóm Philippin là nhóm lúa nhiệt đới không chịu lạnh, bao gồm toàn bộ vùng Đông Nam Á và miền Nam Việt Nam Nhóm châu Âu gồm các nước trồng lúa như Nga, Italia và Bungaria, tạo thành một hệ sinh thái riêng biệt trong lĩnh vực sản xuất lúa.
Giá trị và chất lượng dinh dưỡng
2.4 Giá trị và chất lƣợng dinh dƣỡng
Lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều quốc gia, cung cấp 80% nhu cầu calo cho người dân châu Á Ngoài ra, lúa gạo đang ngày càng trở thành thực phẩm quan trọng ở châu Âu và Nam Mỹ.
Theo FAO (2012), thành phần hoá sinh trung bình của lúa gạo bao gồm: tinh bột 63%, protein 7%, dầu 2,3%, xellulose 12%, đường tan 3,6%, tro 6% và gluxit khác 2% Bên cạnh đó, lúa gạo còn chứa 1,6-3,2% lipit và một số vitamin, chủ yếu là vitamin nhóm B (đặc biệt là B1).
Lúa gạo chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng như PP, Vitamin E và các khoáng chất, với protein có giá trị dinh dưỡng cao và cân bằng axit amin không thay thế Là nguồn cung cấp calo chủ yếu trong các loại ngũ cốc, giá trị dinh dưỡng của lúa gạo được đánh giá qua hàm lượng protein, amylose, chất khoáng và độ bền thể gen Trong đó, hàm lượng protein và amylose là hai chỉ tiêu quan trọng nhất Amylose trong tinh bột ảnh hưởng trực tiếp đến các đặc tính của cơm, bao gồm độ nở, độ cứng, độ bóng, độ mềm và độ dẻo dính.
Các giống lúa nếp có hàm lượng protein cao hơn lúa tẻ, trung bình khoảng 7,94% với biến động từ 7,25 - 8,56% Sự khác biệt này xuất phát từ khả năng tổng hợp và tích lũy protein tốt hơn trong hạt gạo nếp Nội nhũ của lúa nếp chứa tinh bột chủ yếu ở dạng amylopectin phân nhánh, trong khi gạo tẻ chủ yếu chứa amylose không phân nhánh Sự khác biệt trong cấu trúc tinh bột này dẫn đến sự khác nhau về sinh tổng hợp và tích lũy protein giữa hai loại gạo.
Gạo không chỉ là một loại lương thực quan trọng trên toàn cầu mà còn cung cấp nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe Protein là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến chế độ ăn uống và chất lượng dinh dưỡng của gạo Đặc biệt, gạo nếp có hàm lượng protein cao hơn gạo tẻ, với mức protein dao động từ 8,6 - 9,7% trong gạo xay và 8,1 - 8,5% trong gạo xát.
Theo Yoshida (1981), tinh bột chiếm hơn 80% trong hạt gạo, bao gồm hai đại phân tử là amylose và amylopectin Hàm lượng amylose là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng cơm, với mức độ thấp của amylose dẫn đến cơm mềm hơn Ngoài ra, hàm lượng tinh bột trong hạt gạo thường có mối quan hệ nghịch với hàm lượng đạm; khi hàm lượng đạm tăng, hàm lượng tinh bột thường giảm Sử dụng phân bón hợp lý không chỉ giảm hàm lượng đạm mà còn tăng hàm lượng tinh bột trong hạt gạo.
Theo IRRI (2013), hàm lượng amylose ở các giống lúa khác nhau ảnh hưởng đến độ mềm dẻo của cơm, với giống lúa nếp thường có hàm lượng amylose dưới 2%, trong khi giống lúa tẻ thường cao hơn Giống Japonica có hàm lượng amylose thấp hơn so với giống Indica, và hàm lượng amylose cũng quyết định độ bạc của hạt gạo Những giống có hàm lượng amylopectin cao có cấu trúc phân tử lỏng lẻo, tạo ra nhiều lỗ nhỏ trên bề mặt tinh bột, dẫn đến nội nhũ có màu trắng đục Do đó, hàm lượng amylose tỷ lệ nghịch với độ bạc của hạt gạo Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cân bằng giữa tỷ lệ trắng trong và độ dẻo của gạo.
Theo nghiên cứu của Jenning P.R (1979), thời gian vào chắc là yếu tố quyết định đến hàm lượng amylose trong hạt gạo, đặc biệt ở giống Japonica, khi nhiệt độ tăng trong giai đoạn này sẽ làm giảm hàm lượng amylose Hàm lượng amylose cũng có sự biến động nhỏ trong cùng một giống lúa, thường dưới 2% Bên cạnh đó, loại đất canh tác cũng ảnh hưởng đến hàm lượng amylose; lúa trồng trên đất phèn có hàm lượng amylose cao hơn so với các loại đất khác Lúa vụ Mùa cũng cho hàm lượng amylose cao hơn lúa vụ Xuân Tổng quan, sự biến động hàm lượng amylose của một số giống lúa do tác động của môi trường chỉ dao động khoảng 6% Amylose có cấu trúc mạch thẳng không phân nhánh.
Amylose là một polysaccharide cấu tạo từ 300 - 1.000 gốc glucose liên kết α-(1-4), phân bố bên trong hạt tinh bột và có khả năng tan trong nước nóng Mặc dù độ nhớt của amylose không cao và dễ lắng cặn, nhưng nó có thể gây phản ứng tủa với butanol và pentanol, cũng như bị nhiệt hóa hồ Tại lúa, amylose có trọng lượng phân tử từ 100 - 200 kDa, với chuỗi xoắn lò xo chứa 6 gốc glucose mỗi vòng, mỗi vòng hấp thụ một phân tử iodine tạo ra dung dịch màu xanh Khi đun nóng, iodine tách ra và làm mất màu xanh, đặc tính này được sử dụng để xác định hàm lượng amylose trong tinh bột Dù hàm lượng protein trong gạo chỉ khoảng 7%, nhưng protein trong lúa gạo được đánh giá cao do chứa nhiều lysine, trở thành nguồn bổ sung protein quan trọng cho các quốc gia có lúa gạo là thực phẩm chính.
Theo nghiên cứu của Vũ Tiên Hoàng và cộng sự (1988), hàm lượng protein ở các giống lúa có sự khác biệt rõ rệt, trong đó giống lúa nếp thường có hàm lượng protein cao hơn giống lúa tẻ Thời gian qua, các nhà chọn tạo giống trên thế giới và tại Việt Nam đã đạt nhiều thành công trong việc phát triển các giống lúa có hàm lượng protein cao Gần đây, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã cho ra đời các giống lúa P4, P6,… với hàm lượng protein vượt 10% Tuy nhiên, hàm lượng protein là một tính trạng có cơ chế di truyền phức tạp và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ môi trường, đặc biệt là nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước trong ruộng.
Nguyễn Trọng Khanh (2016) đã chỉ ra rằng nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước trong ruộng sau khi lúa trỗ có ảnh hưởng tích cực đến hàm lượng protein và tỷ lệ hạt chắc, từ đó nâng cao năng suất hạt và năng suất protein trên mỗi đơn vị diện tích Hơn nữa, hàm lượng protein cũng liên quan chặt chẽ đến lượng phân bón, đặc biệt là phân đạm, vì phân đạm giúp tăng cường quá trình tổng hợp protein mà không làm thay đổi đặc tính và phẩm chất của giống lúa.
Tái sinh in vitro cây lúa
Việt Nam hiện có hơn 100 phòng thí nghiệm sử dụng kỹ thuật tái sinh, sản xuất gần 30 triệu cây giống, với Đà Lạt là thành phố dẫn đầu, sản xuất hơn 26 triệu giống và sở hữu phòng thí nghiệm tư nhân hàng đầu thế giới Các kỹ thuật như chuyển gen, dung hợp, nuôi cấy tế bào đơn và tạo cây đơn bội là thiết yếu trong việc phát triển giống mới nhằm tạo ra cây chống stress và thích nghi với điều kiện trồng trọt khác nhau Tuy nhiên, nhu cầu gạo tại Việt Nam đang giảm do các quốc gia khác cải cách nông nghiệp, trong khi Việt Nam gặp khó khăn trong việc tìm kiếm đối tác nhập khẩu mới Với khoảng 75% diện tích là đồi núi và đất dốc, nguồn nước khan hiếm gây trở ngại cho việc canh tác lúa nước.
Nghiên cứu tái sinh cây invitro để xác định nguồn vật liệu cho nghiên cứu chuyển gen đã được thực hiện, trong đó Phạm Thị Thu Hiền (2012) khảo sát khả năng tái sinh của 31 giống lúa địa phương miền Bắc Việt Nam Kết quả cho thấy 25 giống có khả năng tạo mô sẹo cao trên 50%, với giống Kháu trặm họm và Kháu công ton đạt tỷ lệ mô sẹo lần lượt là 76,3% và 85%.
Phạm Thị Hương và cộng sự (2014) đã nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro trên 7 giống lúa, bao gồm BM9603, NV1, NV2, NV3, J02, Hương Cốm và BC150 Kết quả cho thấy tỷ lệ tái sinh mô sẹo trung bình đạt từ 72 đến 98%, trong đó giống Hương Cốm, NV1 và J02 có tỷ lệ tạo mô sẹo vượt 90% với các giá trị lần lượt là 97%, 92% và 98%.
Môi trường tối ưu để tạo mô sẹo cho giống Hương cốm và các giống japonica bao gồm các thành phần: muối N6, vitamin B5, 3 mg/l 2,4-D, 100 mg/l myoinositol, 500 mg/l L-proline, 500 mg/l L-glutamin, và 300 mg/l casein hydrolysate.
+ 30 g/l sucrose Nghiên cứu đã xác định được khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo của
3 giống Hương cốm, BC150 và J02 Hai giống J02 và Hương cốm có khả năng tái sinh cao trên môi trường muối N6 + vitamin B5 + 3 mg/l BAP + 1 mg/l α-NAA +
100 mg/l myo-inositol + 500 mg/l L-proline + 500 mg/l L-glutamin + 300 mg/l casein hydrolysate + 30 g/l sucrose [8]
Tại Việt Nam, nghiên cứu về phương pháp lai truyền thống trong việc tạo giống lúa chủ yếu tập trung vào khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, trong khi nghiên cứu về giống lúa năng suất cao và chất lượng tốt cho Trung du miền núi phía Bắc vẫn còn hạn chế Đặc biệt, việc áp dụng công nghệ chỉnh sửa gen để phát triển giống lúa năng suất cao tại khu vực này chưa được chú trọng Nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen là rất cần thiết, góp phần quan trọng vào việc xóa đói giảm nghèo cho người dân miền núi phía Bắc.
Khu vực phía Bắc Việt Nam hiện có ba cơ sở nghiên cứu và chọn tạo cây lúa chính: Viện Cây Lương thực, Viện Di truyền Nông nghiệp và Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc Hai cơ sở nghiên cứu lớn là Viện Cây Lương thực và Viện Di truyền Nông nghiệp, nằm ở đồng bằng sông Hồng, tập trung vào nghiên cứu ứng dụng cho toàn quốc, trong khi nghiên cứu dành riêng cho miền núi phía Bắc còn hạn chế Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc, mới được thành lập với nguồn lực hạn chế, cũng nghiên cứu cây lúa cho vùng miền núi nhưng cần thời gian để đạt được kết quả cụ thể.
Khu vực phía Bắc Việt Nam hiện có ba cơ sở nghiên cứu và chọn tạo cây lúa chính: Viện Cây Lương thực, Viện Di truyền Nông nghiệp và Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc Trong đó, Viện Cây Lương thực và Viện Di truyền Nông nghiệp có nguồn lực mạnh và nghiên cứu ứng dụng trên toàn quốc, nhưng nghiên cứu dành riêng cho miền núi phía Bắc còn hạn chế Viện KHKT Nông Lâm nghiệp miền núi phía Bắc mới được thành lập với nguồn lực hạn chế, đang nghiên cứu cây lúa cho vùng miền núi nhưng cần thời gian để đạt được kết quả cụ thể Những năm gần đây, đã có một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa tại Việt Nam.
Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội đã tiến hành thu thập đánh giá nguồn vật liệu giống lúa địa phương nhằm phục vụ cho việc chọn tạo giống lúa phù hợp với vùng canh tác nhờ nước trời tại khu vực miền núi Tây Bắc Việt Nam Những giống lúa như G4, G6, G10, G13, G14, G19, G22, G24 và nhiều giống khác sẽ được sử dụng làm vật liệu di truyền để lai tạo giống lúa cho vùng núi phía Bắc Việt Nam.
Giống lúa lai hai dòng Việt Lai 20 do Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội phát triển có thời gian sinh trưởng từ 110-115 ngày, với tiềm năng năng suất đạt 8-10 tấn/ha Giống lúa này không chỉ có chất lượng dinh dưỡng cao mà còn phù hợp cho hệ thống canh tác 3-4 vụ/năm tại các tỉnh phía Bắc.
Viện Nghiên cứu Lúa Đồng bằng sông Cửu Long đã tiến hành nghiên cứu các giống lúa phẩm chất cao nhằm phục vụ cho khu vực Đồng bằng sông Cửu Long Phương pháp nghiên cứu kết hợp công nghệ sinh học với khảo nghiệm đồng ruộng, nhằm chọn tạo các giống lúa ngắn ngày, năng suất cao và chất lượng gạo tốt Một số giống lúa tiêu biểu được trồng rộng rãi trong vùng sản xuất ngập lũ bao gồm OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495, OM4498 và OM2514.
Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long đã phát triển giống lúa biến đổi gen giàu chất vi dinh dưỡng bằng phương pháp Agrobacterium và hệ thống chọn lọc manose Sử dụng các vector pCaCar và pEun3, họ đã chuyển gen psy và crtI vào các giống lúa IR6, MTL250, Tapei309, tạo ra các dòng lúa giàu Vitamin A Sản phẩm này nhằm mục đích giảm suy dinh dưỡng trong cộng đồng dân cư nghèo, nơi gạo là thực phẩm chính.
Trường Đại học Cần Thơ ứng dụng điện di protein SDS-Page trong việc chọn tạo giống lúa chất lượng cao, bao gồm các giống lúa thuần như Nếp Bè Tiền Giang và VĐ20 Phương pháp này giúp đánh giá đa dạng di truyền của các giống lúa mùa ven biển đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời khảo sát quy luật di truyền ở mức độ phân tử, như hàm lượng proglutelin, acidic glutelin và basic glutelin.
- Xác định gen fgr điều khiển tính trạng mùi thơm của Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long [15]
Viện cây lương thực thực phẩm đã tiến hành nghiên cứu chọn giống lúa chống chịu khô hạn bằng cách thu thập nguồn vật liệu giống lúa cạn địa phương và các dòng lúa cải tiến từ IRRI Phương pháp lai hữu tính kết hợp với gây đột biến đã giúp tạo ra các tổ hợp lai có khả năng chịu hạn tốt và năng suất cao như CH2, CH3, CH133, CH5, được trồng rộng rãi ở các vùng Trung du miền núi phía Bắc, Trung bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long đã tiến hành phân tích QTL (quantitative trait loci) để xác định tính trạng chống chịu mặn của cây lúa, sử dụng phương pháp marker RFLP và microsatellite Qua phân tích bản đồ di truyền của tổ hợp lai IR 28/Đốc Phụng, nghiên cứu đã xác định marker RM223 liên kết với gen chống chịu mặn, với khoảng cách di truyền 6,3 cM trên nhiễm sắc thể số 8 ở giai đoạn mạ.
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã triển khai chiến lược chọn tạo giống lúa chống bệnh bạc lá ở Miền Bắc bằng cách thu thập mẫu bệnh và ứng dụng công nghệ sinh học Qua quá trình phân lập, nuôi cấy và phân biệt gen kháng bệnh bằng phương pháp PCR, đã xác định được 16 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh khác nhau Các dòng chỉ thị như IRBB5 (có gen Xa5), IRBB7 (Xa7), và IRBB21 (Xa2) cho thấy khả năng kháng đa số các chủng vi khuẩn gây bệnh.
Cây trồng tiếp nhận gen
Mặc dù Việt Nam có nhiều nhóm nghiên cứu về chọn tạo giống lúa mới nhằm tăng năng suất và khả năng chống chịu, nhưng chủ yếu vẫn sử dụng các phương pháp truyền thống như đánh giá dòng nhập nội, lai tạo và xử lý đột biến Gần đây, thông qua hợp tác quốc tế, một số kỹ thuật hiện đại như ứng dụng chỉ thị phân tử đã được áp dụng, hỗ trợ hiệu quả cho công tác tạo giống lúa mới tại các viện nghiên cứu như Viện nghiên cứu lúa Đồng bằng Sông Cửu Long và Viện Di truyền Nông Nghiệp.
Cây trồng điển hình chứa từ 20.000 đến 40.000 gen, cung cấp thông tin cần thiết cho sự hình thành lá, rễ, hoa và hạt, cũng như các quá trình sinh trưởng, quang hợp và hô hấp DNA của cây lúa nếu được thể hiện đầy đủ sẽ dài khoảng 40.000 trang giấy Việc biến đổi gen cây trồng đã diễn ra tự nhiên qua chọn lọc tự nhiên và lai tạo giống, trong khi sinh học hiện đại đã bổ sung phương pháp biến đổi gen chủ động bằng kỹ thuật sinh học kiểm soát Cây trồng chuyển gen (GMC) là thực vật mang một hoặc nhiều gen "lạ" được đưa vào bằng công nghệ hiện đại, với mục đích tạo ra các đặc tính mới cho cây trồng.
• Các đặc tính nông học: Kháng sâu bệnh, cỏ dại, bệnh hại, chống chịu các điều kiện khắc nghiệt: khô hạn, ngập úng, mặn
• Các đặc tính cho chế biến: Hàm lượng dầu, tinh bột, protein cao
Các đặc tính tiêu dùng bao gồm chất lượng dinh dưỡng cao, với hàm lượng vitamin A và E, protein phong phú, đồng thời giảm thiểu các chất không mong muốn như cafein, nicotine và các tác nhân gây dị ứng Ngoài ra, sản phẩm cũng liên quan đến y học, bao gồm vaccine và dược liệu.
Một số loại cây trồng đã được tiếp nhận gen thành công trên thế giới như:
• Đậu nành: kháng thuôc diệt cỏ (RR, Bt)
• Cây Alfafa: kháng thuốc diệt cỏ (RR)
• Bông: kháng sâu (Bt), kháng thuốc diệt cỏ (RR)
• Bắp: kháng sâu (Bt), kháng thuốc diệt cỏ (RR)
• Cải dầu: kháng thuốc diệt cỏ (RR)
Bầu bí có khả năng kháng virus nhờ vào cấu trúc gen của nó Gen là trình tự nucleic acid, thể hiện qua DNA và RNA, mã hóa cho các đặc tính sống của tế bào Tất cả các loài sinh vật đều có "ngôn ngữ" gen đồng nhất, với DNA được cấu thành từ đường ribose, gốc phosphate và bốn loại bazơ nitơ: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) và guanine (G) Thông tin gen được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, tạo nên bản di truyền chi tiết quy định đặc điểm riêng của mỗi sinh vật.
Chuyển gen là kỹ thuật đưa gen lạ vào tế bào vật chủ, cho phép gen này tồn tại và hoạt động, từ đó tổng hợp các protein đặc trưng, làm biến đổi hoặc xuất hiện những đặc điểm mới cho sinh vật Hiện nay, việc ứng dụng giống cây trồng và vật nuôi chuyển gen ngày càng phổ biến, với ước tính hơn một nửa đậu tương và khoảng một phần ba ngũ cốc trên thế giới được trồng từ hạt giống chuyển gen.
Chuyển gen chủ yếu có hai hình thức: chuyển gen trực tiếp và chuyển gen gián tiếp Mỗi hình thức này áp dụng các phương pháp kỹ thuật di truyền đặc trưng cho từng đối tượng sinh vật.
Sinh vật biến đổi gen (GMO) là sản phẩm của công nghệ sinh học phân tử, liên quan đến việc chuyển gen từ sinh vật này sang sinh vật khác, tạo ra những đặc tính mới Quá trình này có thể sử dụng gen từ các loài không có quan hệ di truyền gần gũi, như vi khuẩn chuyển vào cây trồng Các sinh vật này có thể tồn tại dưới dạng sống hoặc không sống, và thuật ngữ Sinh vật biến đổi gen sống (LMO) được dùng để chỉ những GMO ở dạng sống Tất cả LMOs đều là GMOs, nhưng không phải mọi GMO đều là LMO Ngoài ra, còn có các đối tượng khác như vi sinh vật biến đổi gen và động vật biến đổi gen.
Thực phẩm biến đổi gen (GMFs) là sản phẩm được tạo ra từ cây trồng hoặc động vật có gen đã được thay đổi thông qua công nghệ sinh học Các kỹ thuật này bao gồm việc sử dụng các phương pháp như chuyển gen, chỉnh sửa gen và nuôi cấy tế bào để cải thiện chất lượng và năng suất của thực phẩm.
• Kỹ thuật chuyển gen bằng sốc nhiệt
• Phương pháp chuyển gen gián tiếp
• Chuyển gen nhờ vi khuẩn - Agrobacterium tumefaciens
• Chuyển gen nhờ virus và phage
Kỹ thuật chuyển gen cho cây trồng là một trong những phương pháp di truyền quan trọng trong sinh học, cho phép gắn thêm gen mới để tạo ra các đặc tính có lợi như khả năng kháng bệnh hoặc sâu bọ.
Kỹ thuật chuyển gen chủ yếu bao gồm việc sử dụng DNA tái tổ hợp và quá trình biến nạp Quá trình này liên quan đến việc gắn DNA vào các cấu trúc tái tổ hợp mới và đưa DNA vào một sinh vật mới để tạo ra những đặc tính mong muốn.
Các bước thông thường tạo cây trồng chuyển gen [4]:
• Bước 1: Thu nhận và biến đổi mã di truyền của gen mong muốn để có thể biểu hiện gen này ở thực vật.
• Bước 2 Chuyển gen đã biến đổi vào tế bào thực vật mong muốn: Hai phương pháp thường được áp dụng là biến nạp thông qua chủng vi khuẩn
• Bước 3: Tái sinh các tế bào chứa gen mới thành cây hoàn chỉnh.
• Bước 4: Kiểm tra cây chuyển gen (về sự hiện diện của gen mới và tính trạng mong muốn) ở quy mô phòng thí nghiệm, nhà kính và đồng ruộng.
• Bước 5: Chuyển gen mới này vào các giống cây trồng có năng suất cao bằng phương pháp lai giống truyền thống.
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: 5 giống lúa trồng phổ biến khu vực miền Bắc Việt Nam (JO2, Bắc Thơm 07, LP5, Khang Dân, Bao thai).
Đề tài nghiên cứu được triển khai và thực hiện tại phòng thí nghiệm công nghệ sinh học thuộc Bộ môn Công nghệ sinh học, Khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
Nội dung nghiên cứu
3.2.1 Nội dung 1: Nghiên cứu khả năng tái sinh của một số giống lúa Việt Nam -
Nghiên cứu khả năng tạo callus của một số giống lúa Việt Nam.
- Nghiên cứu khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam.
- Nghiên cứu khả năng nhân nhanh của một số giống lúa Việt Nam.
- Nghiên cứu khả năng ra rễ của một số giống lúa Việt Nam.
- Nghiên cứu khả năng tạo cây hoàn chỉnh của một số giống lúa Việt Nam.
3.2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu khả năng tiếp nhận gen của một số giống lúa
Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu khả năng tái sinh của một số giống lúa Việt Nam
Tái sinh mẫu hạt giống đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình chuyển gen tiếp theo Nếu bước tái sinh này không thành công, các quy trình chuyển gen sau đó thông qua vi khuẩn sẽ gặp khó khăn.
A tumefaciens cũng không thể tiến hành Để tiến hành tái sinh mẫu trước hết cần phải khử trùng mẫu hạt cho phù hợp với từng loại đối tượng cũng như từng loại mẫu khác nhau Nguồn mẫu hạt giống lúa đưa vào nuôi cấy trong các thí nghiệm được thu thập từ ngoài tự nhiên nên chứa rất nhiều loại vi sinh vật Vì vậy, cần lựa chọn nồng độ, thời gian chất khử trùng thích hợp để đưa vào môi trường nuôi cấy.
3.3.1.1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả năng tạo callus của một số giống lúa Việt Nam Hạt lúa chín sau khi đã thu thập ở ngoài tự nhiên, hạt giống được bóc vỏ cẩn thận bằng tay để tránh tổn thương phôi Khử trùng mẫu trong box cấy bằng viên khử trùng EFFERVESCENT nồng độ 5g/200ml mước cất trong 20 phút, sau đó xử lý bằng EtOH 70% trong 1-2 phút, rửa lại qua 2-3 lần nước cất, thấm khô hạt bằng giấy thấm trong vòng 20-30 phút Mẫu hạt sau khi thấm khô được cấy vào các đĩa petri có chứa sẵn 25 ml môi trường trên mỗi đĩa, đặt trong điều kiện nhiệt độ phòng nuôi cấy 25 ± 2 O C.
Sử dụng môi trường nền gồm thành phần khoáng đa lượng, vi lượng, vitamin là thành phần của môi trường N6 bổ sung: đường glucose 30g/l + 1 mg/l 2,4D + agar 6g/l, pH= 5,6 – 5,8.
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn được thực hiện với 5 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần, tổng cộng có 10 công thức Các chỉ tiêu theo dõi trong thí nghiệm bao gồm số mẫu cấy, số mẫu tạo callus, và tỷ lệ mẫu tạo callus, được ghi chép và theo dõi 5 ngày một lần.
Các công thức bao gồm:
Công thức 1: Giống lúa JO2
Công thức 2: Giống lúa Bắc thơm 07
Công thức 3: Giống lúa LP5
Công thức 4: Giống lúa Khang dân
Công thức 5: Giống lúa Bao thai
3.3.1.2 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam.
Sau khi mẫu tạo callus, cần sử dụng cytokinins để kích thích sự tái sinh chồi Môi trường nền bao gồm các khoáng đa lượng, vi lượng và vitamin, với thành phần N6 bổ sung 1 mg/l BAP, 30g/l đường glucose và 6g/l agar, pH từ 5,6 đến 5,8.
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn bao gồm 5 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần với 10 mẫu cho mỗi lần Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm số mẫu cấy, số mẫu tạo chồi, và tỷ lệ mẫu tạo chồi, được ghi chép và theo dõi 5 ngày một lần.
Các công thức bao gồm:
Công thức 1: Giống lúa JO2
Công thức 2: Giống lúa Bắc thơm 07
Công thức 3: Giống lúa LP5
Công thức 4: Giống lúa Khang dân
Công thức 5: Giống lúa Bao thai
3.3.1.3 Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng nhân nhanh của một số giống lúa Việt Nam.
Sau khi mẫu đã tạo chồi, cần sử dụng nhóm chất kích thích để thúc đẩy sự tái sinh chồi Môi trường nền gồm các thành phần khoáng đa lượng, vi lượng và vitamin, cụ thể là môi trường N6 với 1 mg/l BAP, 1 mg/l NAA, 30g/l glucose và 6g/l agar, duy trì pH từ 5,6 đến 5,8.
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn được thực hiện với 5 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần, với 10 mẫu cho mỗi lần Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm số mẫu cấy, số mẫu không đạt và tỷ lệ mẫu tạo chồi, được ghi chép và theo dõi 5 ngày một lần.
Công thức 1: Giống lúa JO2
Công thức 2: Giống lúa Bắc thơm 07
Công thức 3: Giống lúa LP5
Công thức 4: Giống lúa Khang dân
Công thức 5: Giống lúa Bao thai
3.3.1.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu khả năng ra rễ của một số giống lúa Việt Nam Sau khi mẫu đã nhân nhanh, ta sử dụng nhóm các chất để kích thích sự tái sinh tạo rễ Sử dụng môi trường nền gồm thành phần khoáng đa lượng, vi lượng, vitamin là thành phần của môi trường N6 bổ sung: 1ml/l Kinetin + đường glucose 30g/l + agar 6g/l, pH= 5,6 – 5,8 Bổ sung nồng độ các chất
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn được thực hiện với 5 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần, với 10 mẫu cho mỗi lần Các chỉ tiêu được theo dõi bao gồm số mẫu cấy, số mẫu không đạt và tỷ lệ ra rễ, được ghi chép định kỳ 5 ngày một lần.
Các công thức bao gồm:
Công thức 1: Giống lúa JO2
Công thức 2: Giống lúa Bắc thơm 07
Công thức 3: Giống lúa LP5
Công thức 4: Giống lúa Khang dân
Công thức 5: Giống lúa Bao thai
3.3.1.5 Thí nghiệm 5: Nghiên cứu khả năng tạo cây hoàn chỉnh một số giống lúa Việt Nam.
Sau khi mẫu đã phát triển rễ, chúng ta sử dụng một nhóm chất kích thích để tạo ra cây hoàn chỉnh Môi trường nền cần thiết bao gồm các thành phần khoáng đa lượng, vi lượng và vitamin, cùng với môi trường N6 bổ sung, trong đó có đường glucose 30g/l và agar 6g/l, với pH từ 5,6 đến 5,8.
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn được thực hiện với 5 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần, với tổng cộng 10 công thức Các chỉ tiêu được theo dõi bao gồm số mẫu cấy, số mẫu không đạt và tỷ lệ tạo cây hoàn chỉnh, được ghi chép 5 ngày một lần.
Công thức 1: Giống lúa JO2
Công thức 2: Giống lúa Bắc thơm 07
Công thức 3: Giống lúa LP5
Công thức 4: Giống lúa Khang dân
Công thức 5: Giống lúa Bao thai
3.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu khả năng tiếp nhận gen của một số giống lúa Việt Nam
Các mẫu giống lúa Việt Nam đã được chuyển gen thông qua vi khuẩn A tumefaciens Quá trình xác định khả năng tiếp nhận gen bắt đầu bằng việc ngâm callus tốt nhất từ thí nghiệm 1 trong dung dịch AAM có chứa vi khuẩn A tumefaciens EHA105 trong 3 phút Sau đó, mẫu lúa được chuyển sang môi trường N6-AS và nuôi cấy trong 4 ngày Tiếp theo, các mẫu này được chuyển đến môi trường chọn lọc N6-GA có chứa Glyfonate - ammonium 5mg/l và được theo dõi trong 14 ngày Thí nghiệm được thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn với 5 công thức, 3 lần nhắc lại, tổng cộng 150 mẫu cho mỗi lần nhắc lại.
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn bao gồm 5 công thức, trong đó các chỉ tiêu theo dõi tỷ lệ % GUS + và tỷ lệ % GUS - được ghi chép 5 ngày một lần Các công thức được sắp xếp hợp lý để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thí nghiệm.
Công thức 2: Bắc thơm 07 Công thức 3: LP5
Công thức 4: Khang dân Công thức 5: Bao thai.
Quy trình chung được tóm tắt như sau tực hiện như sau:
Hạt giống nuôi cấy trong môi trường 2N6 - Tối
4 tuần Chuyển sang môi trường 2N6 - Tối
4 - 10 ngày Nuôi cấy hai loại tế bào vào 2N6-AS - Tối
Nuôi chọn lọc trong môi trường 2N6 - Tối
2 t u ầ n Chuy ể n và o m ôi t r ư ờ ng RG H 6 - T ố i
Chuy ể n c õ y c on s a ng m ụi t r ư ờ ng ẵ M S H – S ỏ ng
Chuy ể n c â y c on và o nhà kí nh đ ể t he o dõi kh ả n ă ng t i ế p nh ậ n ge n
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình chuyển gen lúa thông qua qúa trình tiếp nhận gen bằng vi khuẩn A tumefaciens [30]
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Kết quả nghiên cứu khả năng tạo callus của một số giống lúa Việt Nam 29
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của
Thị Thu Hiền, sử dụng môi trường MS + 1 mg/l 2,4D thu được tỷ lệ tạo callus cao nhất là 78,7% [5] Tác giả
Phan Thị Hương, với tỷ lệ tạo callus của JO2 là 81% trên môi trường N6 + 2 mg/l 2,4-D + 100 mg/l L-proline + 300 mg/l casein hydrolysate, Ozawa (2008) [8]
Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng công thức N6 + 1 mg/l 2,4D + 30 g/l đường glucose + 6 g/l agar, với pH từ 5,6 đến 5,8, mang lại hiệu quả cao nhất lên đến 94,2% trong việc hình thành callus Kết quả cho thấy sự tương tác giữa chất lượng giống là yếu tố quyết định Dữ liệu này cung cấp nền tảng quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo, và chi tiết kết quả được trình bày trong bảng 4.1 và hình 4.1.
Bảng 4.1 Kết quả nghiên cứu khả năng tạo callus của một số giống lúa Việt Nam.
(a, b, c, d và e là các nhóm khác nhau có ý nghĩa theo phương pháp phân tích one- way ANOVA của Tukey HSD, mức ý nghĩa α=0,05)
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng với giá trị LSD 0.5 = 0,64 và CV% 4,92, các công thức thí nghiệm có sự khác biệt có ý nghĩa ở mức độ tin cậy 95% Phân tích ANOVA chỉ ra rằng khả năng hình thành callus bị ảnh hưởng bởi giống lúa, với F = 593,51 lớn hơn nhiều so với Fcrit = 3,48, cho thấy sự khác biệt tỷ lệ tạo callus có liên quan mạnh mẽ đến yếu tố di truyền Các giống lúa có khả năng tạo callus cao từ 50% đến 95% bao gồm JO2 94,2%, Bắc thơm 07 58,87%, Bao thai 34,47%, Khang dân 25,53% và LP5 13,13%, đều có ý nghĩa thống kê.
Hình 4.1 Kết quả nghiên cứu khả năng tạo callus của giống lúa JO2
(A,B,C,D,E là chất lượng mẫu theo thứ tự tạo callus tốt giảm dần)
Kết quả nghiên cứu khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam
Nghiên cứu đã đánh giá khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam, cho thấy các công thức thí nghiệm thành công trong việc tạo callus Các mẫu callus này được chuyển sang môi trường tạo chồi N6 với thành phần 1 mg/l BAP, 30 g/l đường glucose, 6 g/l agar, và pH từ 5,6 đến 5,8.
Bộ giống J02 có khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo với tỷ lệ 16,33% trên môi trường N6 bổ sung 3 mg/l BAP và 1 mg/l NAA, theo nghiên cứu của Phan Thị Hương và cộng sự (2014).
Việc chuyển các mẫu tốt sang môi trường có BAP cho kết quả được trình bày, thể hiện rõ ràng và chi tiết trong bảng 4.2 và hình 4.2.
Bảng 4.2 Kết quả nghiên cứu khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam
Giống Số mẫu Thời gian Mẫu chết Mẫu tạo Tỷ lệ tạo chồi trung bình tạo chồi trung bình chồi trung bình
(a, b, c, d và e là các nhóm khác nhau có ý nghĩa theo phương pháp phân tích one- way ANOVA của Tukey HSD, mức ý nghĩa α=0,05)
Kết quả nghiên cứu từ bảng 4.2 cho thấy các công thức thí nghiệm có ý nghĩa và đạt mức độ tin cậy cao 95% với giá trị LSD 0.5 = 0,55 và CV% 2,69 Phân tích ANOVA cho thấy khả năng hình thành chồi bị ảnh hưởng bởi giống, phản ánh bản chất di truyền của các mẫu nghiên cứu.
F = 125,13 lớn hơn nhiều so với Fcrit = 3,48, cho thấy tỷ lệ tạo chồi bị ảnh hưởng bởi yếu tố bộ giống, phản ánh tính di truyền của từng giống lúa Các giống lúa có khả năng tạo chồi cao từ 50% đến 96% (như JO2 96%, Bắc thơm 07 81,33%, Bao thai 75,33%, Khang dân 68,2%, LP5 58,87%) cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Để đánh giá chất lượng chồi, dữ liệu về thời gian phát triển chồi và hình thành callus trong nuôi cấy in vitro của một số giống lúa Việt Nam cho thấy thời gian tạo callus và hình thành chồi diễn ra đồng thời, với sự hình thành chồi tiến triển song song với sự phát triển của callus.
Hình 4.2 Kết quả nghiên cứu khả năng tạo chồi của một số giống lúa JO2
(A,B,C,D,E là chất lượng mẫu theo thứ tự tạo chồi tốt giảm dần)
Kết quả nghiên khả năng nhân nhanh của một số giống lúa Việt Nam
Một số giống lúa Việt Nam có khả năng tái sinh nhanh chóng, phục vụ cho nghiên cứu chuyên sâu nhằm hoàn thiện quy trình nghiên cứu in vitro cho các giống lúa này Mẫu tạo chồi được chuyển sang môi trường N6 với 1 mg/l BAP, 1 mg/l NAA, 30g/l glucose và 6g/l agar, pH từ 5,6 đến 5,8 để nhân số lượng lớn, nâng cao chất lượng bộ giống và rút ngắn thời gian quy trình Kết quả thí nghiệm được ghi nhận và trình bày chi tiết trong bảng kết quả thí nghiệm 4.3 và hình 4.3.
Bảng 4.3 Kết quả nghiên khả năng nhân nhanh của một số giống lúa Việt Nam.
Giống Số mẫu Thời gian Mẫu chết Mẫu nhân Hệ số nhân chồi trung bình nhân chồi trung bình nhanh chồi trung bình
(hạt) trung bình (hạt) trung bình (lần)
(a, b, c, d và e là các nhóm khác nhau có ý nghĩa theo phương pháp phân tích one-way ANOVA của
Kết quả nghiên cứu cho thấy với giá trị LSD0.5 = 0,77 và CV% = 1,92, các công thức thí nghiệm đạt ý nghĩa thống kê cao với mức độ tin cậy 95% Phân tích ANOVA cho thấy số lượng chồi hình thành bị ảnh hưởng bởi giống lúa, với F = 335,56 lớn hơn Fcrit = 3,48, chứng tỏ sự khác biệt về tỷ lệ tạo chồi nhanh liên quan đến yếu tố di truyền Một số giống lúa có hệ số tạo chồi nhân nhanh cao, như JO2 (1,97), Bắc thơm 07 (1,7), Bao thai (1,55), Khang dân (1,37) và LP5 (1,2), cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của bản chất di truyền đến khả năng tạo chồi.
Hình 4.3 Kết quả nghiên khả năng nhân nhanh của giống lúa JO2 (A,B,C,D,E là chất lượng mẫu theo thứ tự nhân nhanh chồi tốt giảm dần)
Kết quả nghiên cứu cứu khả năng ra rễ của một số giống lúa Việt Nam 38
Bộ rễ của một số giống lúa Việt Nam được theo dõi trong môi trường N6 với 1 ml/l Kinetin, 30g/l đường glucose và 6g/l agar, pH 5,6 – 5,8 Thí nghiệm cho thấy khả năng hình thành bộ rễ của giống lúa khá tích cực với chất lượng rễ tốt và khả quan Chúng tôi nhận thấy hiệu quả của giống trong giai đoạn hình thành rễ sau khi nhân nhanh cây và chuyển sang môi trường lý tưởng để kích thích sự phát triển mạnh mẽ của cây Kết quả thí nghiệm được trình bày chi tiết trong bảng và hình 4.4.
Bảng 4.4 Kết quả nghiên cứu khả năng ra rễ của một số giống lúa Việt Nam.
Số mẫu tạo rễ (hạt)
Thời gian trung bình trung bình (ngày)
Mẫu tạo trung bình trung bình (hạt)
(a, b, c, d và e là các nhóm khác nhau có ý nghĩa theo phương pháp phân tích one-way ANOVA của
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, với giá trị LSD 0.5 = 0,3 và CV% = 1,29, các công thức thí nghiệm có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95% Phân tích ANOVA cho thấy khả năng hình thành rễ bị ảnh hưởng bởi giống lúa, với giá trị F = 176,87 lớn hơn Fcrit = 3,48, chứng tỏ sự khác biệt về tỷ lệ tạo rễ giữa các giống Các giống lúa có khả năng tạo rễ cao từ 77% đến 98%, cụ thể là JO2 97,33%, Bắc thơm 07 93,53%, Bao thai 84,47%, Khang dân 80,67%, và LP5 77,13%, cho thấy sự ảnh hưởng của bản chất di truyền đến khả năng tạo rễ.
Hình 4.4 Kết quả nghiên cứu cứu khả năng ra rễ của giống lúaJO2.
(A,B,C,D,E là chất lượng mẫu theo thứ tự tạo rễ tốt giảm dần)
Kết quả nghiên cứu Nghiên cứu khả năng tạo cây hoàn chỉnh của một số giống lúa Việt Nam
số giống lúa Việt Nam.
Các nghiên cứu ban đầu về các giống lúa Việt Nam cho thấy khả năng sống sót và phát triển của bộ giống trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh là tương đối tốt, đáp ứng các chỉ tiêu của thí nghiệm Kết quả về bản chất di truyền của giống cũng đã được hé lộ, khi các mẫu giống lúa phát triển bộ rễ trong môi trường N6 với 30 g/l đường glucose, 6 g/l agar, pH 5,6 - 5,8 Sự thích nghi của giống lúa được đánh giá trong điều kiện bổ sung khoáng đa lượng và vi lượng, và kết quả được trình bày chi tiết trong bảng thí nghiệm 4.5 và hình 4.5.
Bảng 4.5 Kết quả nghiên cứu khả năng tạo cây hoàn chỉnh của một số giống lúa Việt Nam.
Giống Số mẫu Thời gian Mẫu chết Mẫu tạo Tỷ lệ tạo cây trung bình tạo cây trung bình cây trung bình
(a, b, c, d và e là các nhóm khác nhau có ý nghĩa theo phương pháp phân tích one-way ANOVA của
Kết quả nghiên cứu cho thấy các công thức thí nghiệm có ý nghĩa với mức độ tin cậy 95%, với giá trị LSD 0.5 = 0,54 và CV% 2,71 Phân tích ANOVA chỉ ra rằng khả năng hình thành cây hoàn chỉnh bị ảnh hưởng bởi giống, với giá trị F = 120,6 vượt xa Fcrit = 3,48, chứng minh sự khác biệt về tỷ lệ tạo cây hoàn chỉnh giữa các giống lúa Một số giống lúa cho thấy khả năng tạo cây hoàn chỉnh cao, như JO2 89,33%, Bắc thơm 07 82,67%, trong khi một số giống khác có tỷ lệ trên 50% như Bao thai 73,78%, Khang dân 64,44%, và LP5 58,44%.
Hình quả cứu năng hoàn chỉnhcủa giống lúa JO2 (A,B,C,D,E là chất lượng mẫu theo thứ tự tạo cây hoàn chỉnh tốt giảm dần)