ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  DƯƠNG THỊ DUNG “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ DÒNG LÚA BẤT DỤC ĐỰC MẪN CẢM VỚI NHIỆT ĐỘ (TGMS) Ở VỤ XUÂN (2014) TẠI THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Khoa : Nông học Lớp : K42 - TT Khóa học : 2010 - 2014 Thái Nguyên, 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  DƯƠNG THỊ DUNG Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ DÒNG LÚA BẤT DỤC ĐỰC MẪN CẢM VỚI NHIỆT ĐỘ (TGMS) Ở VỤ XUÂN (2014) TẠI THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Khoa : Nông học Lớp : K42 - TT Khóa học : 2010 - 2014 Giáo viên hướng dẫn: TS. Đỗ Thị Ngọc Oanh – TS. Phạm Văn Ngọc - Khoa Nông học – Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Thái Nguyên, 2014 i LỜI NÓI ĐẦU Bước chân vào giảng đường đại học em thấy mình thật may mắn. Đặc biệt, được khoác trên mình dòng chữ “Sinh viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”, một ngôi trường đã gắn bó với biết bao thế hệ đi trước, có trên bốn mươi năm kinh nghiệm giảng dạy và đào tạo đội ngũ cán bộ trong lĩnh vực Nông – Lâm – Ngư nghiệp cho các tỉnh Trung du và Miền núi phía Bắc Việt Nam. Thực tập tốt nghiệp là khâu cuối cùng của tất cả các sinh viên trước khi ra trường, nó như là trang giấy cuối cùng tổng kết lại tất cả những gì đã viết trong một cuốn sách cũng như là bài tổng kết lại quá trình học tập, rèn luyện về đạo đức, kỹ năng và tư cách của một người sinh viên. Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm, sinh trưởng phát triển một số dòng lúa bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) ở Vụ Xuân(2014), tại Thái Nguyên”. Qua đây, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường, gia đình, bạn bè đã cùng em đi suốt chặng đường vừa qua. Đặc biệt, em muốn cảm ơn tới cô giáo TS. Đỗ Thị Ngọc Oanh đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian em thực tập tại trường. Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên trong khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em hy vọng rằng sẽ nhận được những ý kiến đóng góp chân thành từ các thầy, các cô và các bạn để khóa luận của em ngày một hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên Dương Thị Dung ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 8 1.1. Đặt vấn đề 8 1.2. Mục đích nghiên cứu đề tài. 10 1.3. Nội dung đề tài 10 1.4. Ý nghĩa của đề tài. 10 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học. 10 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. 10 CHƯƠNG 2 11 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 11 2.1. Cơ sở khoa học sử dụng bất dục đực trong lai tạo giống lúa 11 2.2. Hiện tượng bất dục đực ở lúa. 12 2.2.1. Hiện tượng bất dục đực tế bào chất. 13 2.2.2 Hiện tượng bất dục đực di truyền nhân. 15 2.2.2.1. Dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với quang chu kỳ 17 2.2.2.2 Dòng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với nhiệt độ. 20 2.3. Các tiêu chuẩn của một dòng bất dục đực ở lúa. 23 Ứư  !"#ửụấụđự#ả$ ấ% ủ&ệ'() 2.6. Định hướng về nghiên cứu bất dục đực cho sản xuất lúa lai. 30 CHƯƠNG 3 32 iii NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.1. Vật liệu và địa điểm nghiên cứu 32 3.1.1. Vật liệu nghiên cứu 32 3.1.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu. 32 3.2. Nội dung nghiên cứu 32 3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm. 33 3.4. Phương pháp theo dõi, đánh giá. 33 3.4.1. Thời gian sinh trưởng, phát triển ( tính từ khi gieo đến khi chín, đơn vị : ngày) 33 3.4.2. Các đặc tính nông học 34 3.4.4. Đánh giá đặc tính nở hoa của các dòng TGMS. 36 3.5. Phương pháp sử lý số liệu 37 CHƯƠNG 4 38 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1. Chất lượng mạ của các dòng tham gia thí nghiệm trước khi cấy 38 4.2.Thời gian sinh trưởng, phát triển của các dòng, tham gia thí nghiệm. 39 4.3. Động thái tăng trưởng của các dòng tham gia thí nghiệm. 41 4.3.1. Động thái tăng trưởng chiều cao cây. 41 4.3.2. Động thái ra lá của các dòng tham gia thí nghiệm 44 4.4. Khả năng đẻ nhánh của các dòng tham gia thí nghiệm. 45 4.5. Đặc tính nở hoa của các dòng TGMS. 47 4.5.1. Độ dài giai đoạn trỗ của các dòng lúa bất dục đực: 48 4.5.2.Độ thoát cổ bông của các dòng lúa bất dục đực: 49 4.5.3. Mức độ bất dục hạt phấn của các dòng bất dục đực: 50 4.5.4. Độ mở vỏ trấu của các dòng bất dục đực: 50 4.5.5. Mức độ thò vòi nhụy của các dòng bất dục đực 51 CHƯƠNG 5 53 iv KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53 5.1. Kết luận 53 5.2. Đề nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 01 Phụ lục 02 v BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT CMS : Cytoplasmic Male Sterile : Bất dục đực tế bào chất, ký hiệu là dòng A Dòng B : Maintainer line : Dòng duy trì bất dục đực cho dòng A Dòng R : Restorer line : Dòng phục hồi hữu dục cho dòng A EGMS : Environmental-sensitive : Bất dục đực di truyền nhân mẫn Genic Male Sterility cảm với điều kiện môi trường TGMS : Thermo-sensitive Genic : Bất dục đực di truyền nhân Male Sterile mẫn cảm với nhiệt độ P(T)GMS : Photoperiod and thermo : Bất dục đực di truyền nhân mẫn -sensitive Genic Male Sterile cảm với nhiệt độ và quang chu kỳ S : Sterile : Bất dục WA : Wild Abortion : Dòng bất dục đực tế bào chất dạng hoang dại vi DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1: Chất lượng mạ của các dòng tham gia thí nghiệm 38 Bảng 4.2: Thời gian sinh trưởng của các dòng, tham gia thí nghiệm 40 Bảng 4.3. Động thái tăng trưởng chiều cao cây (cm) 42 Bảng 4.4: Động thái ra lá của các dòng tham gia thí nghiệm (lá) 44 Bảng 4.5: Một số đặc điểm nông học của các dòng tham gia thí nghiệm. 46 Bảng 4.6: Một số đặc điểm nở hoa của các dòng bất dục đực được nghiên cứu vụ Xuân tại Thái Nguyên năm 2014 48 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 4.1. Động thái tăng trưởng chiều cao của các dòng tham gia thí nghiệm vụ xuân 2014 tại Thái Nguyên 42 Hình 4.2. Động thái ra lá của các dòng tham gia thí nghiệm vụ xuân 2014 tại Thái Nguyên 45 8 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Cây lúa nước ( có tên khoa học là Oryza sativa L ) là một cây lương thực quan trọng nhất đối với hàng tỷ người Châu Á, là cây lương thực đứng thứ hai trên Thế giới và là cây lương thực quan trọng nhất ở nước ta. Trong bối cảnh gia tăng dân số, biến đổi khí hậu và cạn kiệt nguồn tài nguyên như hiện nay, Thế giới đặc biệt quan tâm đến vấn dề đảm bảo An Ninh lương thực cho 7 tỉ người trên Trái Đất. Do đó việc duy trì và phát triển sản xuất lúa luôn được các Quốc gia và nhiều tổ chức Quốc tế quan tâm đầu tư. Để ổn định và phát triển sản xuất lúa cần quan tâm đến nhiều vấn đề, trong đó có việc nghiên cứu lai tại các giống lúa mới để tạo ra các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt vì sự ra đời của lúa lai đã góp phần quan trọng vào việc tăng năng suất lúa cũng như chất lượng gạo.Việc nghiên cứu, khai thác ưu thế lai đã trở thành một giải pháp quan trọng. Để đảm bảo An Ninh lương thực và giữ mức xuất khẩu gạo cao trong điều kiện dân số tăng, diện tích giảm thì việc đưa lúa lai vào sản xuất sẽ là một giải pháp quan trọng và cần thiết, đặc biệt là vùng đồng bằng Sông Hồng đất chặt người đông, vùng trung du miền núi phía Bắc nơi cần xóa đói giảm nghèo cho các dân tộc. Lúa là cây tự thụ, trong hoa có cả nhị và nhụy, do đó việc lai tạo lúa sẽ tốn rất nhiều thời gian để khử đực và việc lai sẽ chỉ dừng lại trên mô hình thí nghiệm, rất khó để áp dụng vào sản xuất giống Đại trà do tốn nhiều thời gian, chi phí và công sức. Ở lúa và một số loài cây trồng khác có hiện tượng bất dục đực. Đây là hiện tượng cây không tạo thành được hạt phấn hoặc có hạt phấn nhưng hạt phấn không có khả năng thụ phấn và thụ tinh [4], do ảnh hưởng của các yếu tố nội tại và ngoại cảnh. Bất dục đực có 2 loại đó là: Bất dục đực tế bào chất [...]... dài chiếu sáng ảnh hởng mạnh đến sự bất dục hơn là ảnh hởng của nhiệt độ Nhiều tác giả đW nghiên cứu hiệu ứng nhiệt độ đối với dòng PGMS cho thấy các dòng PGMS không chỉ có độ dài ngày tới hạn mà còn có nhiệt độ tới hạn cho sự biến đổi bất dục- hữu dục Nhiệt độ tới hạn đối với dòng PGMS quan trọng hơn so với độ dài ngày tới hạn Sự biến đổi nhiệt độ có thể làm thay đổi sự bất dục của dòng PGMS đợc trồng... kiểu bất dục chính TGMS và PGMS, còn tồn tại các kiểu (T)PGMS và P(TGMS) cảm ứng với cả nhiệt độ và thời gian chiếu sáng Đối với dòng (T)PGMS mẫn cảm với nhiệt độ nhiều hơn, ngợc lại dòng (P)TGMS mẫn cảm với độ dài ngày mạnh hơn Khi lai tạo các dòng bất dục đực chức năng thờng đợc các dòng (P)TGMS hoặc (T)PGMS mới [10] Những phát hiện trên cho thấy hiện tợng bất dục đực di truyền nhân cảm ứng với môi... sự hữu dục của dòng PGMS phản ứng mạnh với sự thay đổi của nhiệt độ và có sự tác động qua lại giữa dòng và nhiệt độ [55], [56], [57] Mou T.M và một số tác giả khác cũng công bố rằng PGMS bất dục hoàn toàn trong điều kiện tổ hợp của ngày dài cùng với nhiệt độ cao và hữu dục ở điều kiện tổ hợp của ngày ngắn cùng với nhiệt độ thấp Tuy nhiên khi nhiệt độ < 24oC, độ dài ngày > 14 giờ hoặc khi nhiệt độ > 26oC,... Những kết quả nghiên cứu trong phytotron cũng cho kết quả tơng tự, ngời ta kết luận rằng, độ dài ngày tới hạn làm cho dòng PGMS trở nên bất dục là 13,75-14,0 h (Mou T.M., 2000) [54] 18 Khi nghiên cứu ảnh hởng của độ dài chiếu sáng và nhiệt độ đến sự chuyển đổi hữu dục và bất dục của dòng Nongken58S, ngời ta thấy: Trong khoảng nhiệt độ thuận lợi cho sự phát triển của bông lúa thì sự thay đổi độ dài chiếu... phn ng vi nhit (TGMS) v phn ng vi chu k chiu sỏng 2.2.2.1 Dũng bt dc c di truyn nhõn cm ng vi quang chu k Với kiểu bất dục đực PGMS, gen trong nhân kiểm soát tính bất dục đực phản ứng rất chặt với độ dài chiếu sáng trong ngày Sự chuyển hóa hữu dục và bất dục của PGMS phụ thuộc cả vào độ dài ngày và nhiệt độ trong giai đoạn phân hóa đòng Độ dài ngày tới hạn cho sự biến đổi bất dục và mức độ tơng tác giữa... các dòng TGMS không ổn định trong điều kiện khí hậu ở Nhật Bản nên cần có những nghiên cứu thêm để sử dụng các dòng TGMS trong chơng trình chọn tạo lúa lai hai dòng (T Takita, 2003) [86] 2.5 Tình hình nghiên cứu và s dng bt dc c trong sn xut lỳa lai ca Vit Nam Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa lai từ năm 1985, nhng thực sự đợc xúc tiến mạnh từ những năm 1990 Một số dòng bất dục đực tế bào chất, dòng. .. xây dựng quy trình nhân dòng bất dục và sản xuất hạt lai F1 Một số tác giả đW có các nghiên cứu ban đầu về bản chất di truyền và khả năng phối hợp của một số vật liêu hiện có ĐW có hơn 20 dòng TGMS mới đợc chọn tạo tại Việt Nam [34], tuy nhiên chỉ một số dòng nh 103S, T1S-96 đợc sử dụng rộng rWi trong việc chọn tạo các tổ hợp lúa lai hai dòng mới phát triển vào sản xuất Các dòng này cho con lai ngắn... Kết quả nghiên cứu đW thu đợc trên các lĩnh vực nh: Nghiên cứu hiện tợng bất dục đực ở lúa và ứng dụng trong chọn giống lúa u thế lai; Chọn tạo các dòng bố mẹ mới bằng các phơng pháp truyền thống và hiện đại; đánh giá các đặc tính nông học, đặc tính bất dục và khả năng kết hợp của các dòng EGMS; Trong chiến lợc chọn tạo và nâng cao u thế lai của lúa các nhà khoa học đW tập trung vào việc nghiên cứu cải... kết với các gen bất dục nhạy cảm với môi trờng Locus pms1 ở giữa chỉ thị phân tử RG477 và R6511, ở vị trí 3,5 đơn vị tái tổ hợp từ R6477 và 15 đơn vị tái tổ hợp từ R6511 Locus pms2 ở giữa chỉ thị RG191 và RG348 Mei và cộng sự (1999) đW xác định gen pms3 đợc lên kết với chỉ thị C751 và R2708 Ngợc lại với kiểu bất dục trên, các nhà khoa học đW phát hiện ra kiểu bất dục mới đợc gây bởi ngày ngắn, nhiệt độ. .. lúa lai tăng nhiều hơn năng suất lúa thuần và có tơng quan thuận ở mức có ý nghĩa với LAI và CGR ở giai đoạn đầu của quá trình sinh trởng (Phạm Văn Cờng, 2005) [32], [33] 29 Công tác nghiên cứu, chọn tạo lúa lai hai dòng cũng đợc xúc tiến mạnh mẽ ở Việt Nam Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào một số lĩnh vực nh chọn tạo, đánh giá các đặc tính nông sinh học của các dòng TGMS; tiến hành lai thử để . Xuất phát từ thực tế trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu đặc điểm, sinh trưởng phát triển một số dòng lúa bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) ở Vụ Xuân(2014), tại Thái Nguyên HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  DƯƠNG THỊ DUNG “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ DÒNG LÚA BẤT DỤC ĐỰC MẪN CẢM VỚI NHIỆT ĐỘ (TGMS) Ở VỤ. 48 4.5.2 .Độ thoát cổ bông của các dòng lúa bất dục đực: 49 4.5.3. Mức độ bất dục hạt phấn của các dòng bất dục đực: 50 4.5.4. Độ mở vỏ trấu của các dòng bất dục đực: 50 4.5.5. Mức độ thò vòi