Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN BÁ THÔNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN VÀ SẢN XUẤT MỘT SỐ TỔ HỢP LÚA LAI HỆ HAI DÒNG CÓ NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO ðƯỢC CHỌN TẠO TRONG NƯỚC GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN LÚA LAI TẠI THANH HOÁ CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Mà SỐ: 62 62 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS NGUYỄN THỊ TRÂM 2. PGS.TS VŨ ðÌNH HOÀ HÀ NỘI - NĂM 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i i LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Nguyễn Bá Thông Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii ii Lời cám ơn Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Thị Trâm, PGS. TS Vũ ðình Hoà, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi cũng xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô Bộ môn Di truyền Chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã ñóng góp nhiều ý kiến quý báu trong qúa trình thực hiện và hoàn hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô Viện ñào tạo Sau ñại học, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã quan tâm giúp ñỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Nhân dịp này tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu; Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học và Ban Lãnh ñạo Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp ñỡ của Ban Giám hiệu Trường ðại học Hồng ðức; Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Thanh Hoá; Trung tâm NCƯDKHK giống cây trồng Thọ Xuân; Trại giống cây trồng Triệu Sơn; Trại giống cây trồng ðịnh Bình, Yên ðịnh; phòng Nông nghiệp các huyện: Như Thanh, ðông Sơn, Quảng Xương, Thọ Xuân, Yên ðịnh, Triệu Sơn và Công ty Cổ phần Giống cây trồng tỉnh Thanh Hoá ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi thực hiện và hoàn thành luận án. Hoàn thành luận án còn có sự ñộng viên, khuyến khích giúp ñỡ của Ban Giám ñốc và Cán bộ Trung tâm NCƯDKHCN; Phòng Quản lý Khoa học và Hợp tác Quốc tế; Cán bộ Giảng viên và Sinh viên Bộ môn Khoa học Cây trồng, Khoa Nông- Lâm- Ngư nghiệp, Trường ðại học Hồng ðức, các bạn ñồng nghiệp và gia ñình. Tôi xin chân thành cám ơn Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2009 Tác giả Nguyễn Bá Thông Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii iii MỤC LỤC Trang Lêi cam ®oan . i Lời cám ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu . viii Danh mục các bảng . ix Danh mục các ñồ thị . xii MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài . 1 2. Mục tiêu của ñề tài . 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài . 2 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu . 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 1.1. Lịch sử nghiên cứu và sử dụng ưu thế lai ở cây lúa . 4 1.1.1. Nghiên cứu về hiện tượng ưu thế lai ở cây lúa . 4 1.1.2. Sự biểu hiện ưu thế lai ở một số tính trạng của cây lúa . 5 1.1.3. Khai thác ưu thế lai ở cây lúa theo phương pháp lai hai dòng 11 1.2. Những nghiên cứu về chọn tạo, làm thuần, vùng sinh thái và thời vụ nhân dòng EGMS và dòng cho phấn 16 1.2.1. Các phương pháp chọn tạo dòng EGMS . 16 1.2.2. Các phương pháp ñánh giá dòng EGMS 21 1.2.3. Những nghiên cứu chọn thuần các dòng EGMS 23 1.2.4. Nghiên cứu về vùng sinh thái và thời vụ nhân dòng TGMS . 27 1.2.5. Một số kết quả nghiên cứu về dòng cho phấn 28 1.2.6. Một số nghiên cứu về gen tương hợp rộng 29 1.3. Một số nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật sản xuất hạt lúa lai F 1 30 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv iv 1.3.1. Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lai F 1 31 1.3.2. Nghiên cứu tỷ lệ hàng bố mẹ 32 1.3.3. Nghiên cứu mật ñộ và số dảnh cơ bản 32 1.3.4. Nghiên cứu sử dụng GA 3 ñể nâng cao năng suất hạt lai F 1 33 1.3.5. Nghiên cứu sử dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác khác 34 1.3.6. Nghiên cứu biện pháp thụ phấn bổ sung vào lúc cao ñiểm 34 1.4. Một số kết quả nghiên cứu về kỹ thuật thâm canh cây lúa lai thương phẩm 35 1.5. Những thành công và hạn chế của lúa lai hai dòng . 36 1.6. Quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam và Thanh Hoá 38 1.6.1. Quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam . 38 1.6.2. Quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Thanh Hoá 42 1.7. Nhận xét tổng quan và cơ sở khoa học của ñề tài 44 1.7.1. Nhận xét chung 44 1.7.2. Nhận xét về nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam . 45 1.7.3. Nhận xét về nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Thanh Hoá 46 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu . 47 2.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 47 2.2.1. ðịa ñiểm nghiên cứu . 47 2.1.2. Thời gian nghiên cứu . 47 2.3. Nội dung nghiên cứu . 48 2.4. Phương pháp nghiên cứu 48 2.4.1. ðiều tra, phân tích tình hình sản xuất lúa lai; diễn biến của các yếu tố khí hậu thời tiết với việc nhân dòng TGMS và sản xuất hạt lai F 1 ở Thanh Hoá 48 2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm . 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v v 2.4.3. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp ñánh giá . 53 2.4.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu thí nghiệm 54 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. ðiều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình sản xuất lúa lai tại Thanh Hoá . 56 3.1.1. Vị trí ñịa lý, dân số và tình hình sử dụng ñất 56 3.1.2. Các yếu tố khí hậu thời tiết ở Thanh Hoá với việc nhân dòng TGMS và sản xuất hạt lai F 1 . 57 3.1.3. Tình hình sản xuất lúa lai ở Thanh Hoá trong những năm qua 61 3.2. Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng tại Thanh Hóa . 65 3.2.1. ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai hai dòng . 65 3.2.2. Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong ñiều kiện tự nhiên tại trường ñại học Hồng ðức . 69 3.2.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng trường ñại học Hồng ðức . . 71 3.2.4. Biểu hiện ưu thế lai chuẩn của một số tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân và vụ Mùa tại trường ñại học Hồng ðức. 75 3.2.5. Năng suất trung bình và ưu thế lai chuẩn của các tổ hợp lai tại các ñiểm và các năm thí nghiệm ở Thanh Hoá . 79 3.2.6. ðánh giá mức ñộ ổn ñịnh năng suất của các tổ hợp lúa lai ở các vụ và ñiểm thí nghiệm thông qua phân tích tương tác kiểu gen môi trường 82 3.2.7. Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng vụ Xuân và vụ Mùa theo chỉ số chỉ số chọn lọc 87 3.2.8. Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lúa lai hai dòng có triển vọng tại Thanh Hoá . 90 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi vi 3.3. Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nhân dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ T1S-96 tại vùng ðồng bằng Thanh Hoá . 94 3.3.1. Xác ñịnh thời vụ nhân dòng bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt ñộ T1S-96 ở vụ ðông Xuân 94 3.3.1.1. Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học của dòng T1S-96 94 3.3.1.2. Ảnh hưởng của thời vụ ñến sự chuyển ñổi tính dục và tỷ lệ ñậu hạt của dòng T1S-96 96 3.3.1.3. Tình hình nhiễm sâu bệnh hại ở các thời vụ gieo cấy dòng T1S- 96 102 3.3.1.4. Ảnh hưởng của thời vụ gieo cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất dòng T1S-96 trong vụ ðông Xuân 103 3.3.2. Nghiên cứu liều lượng NPK cho nhân dòng T1S-96 vụ ðông Xuân 2004- 2005 . 105 3.3.2.1. Ảnh hưởng của liều lượng NPK ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học của dòng T1S-96 . 105 3.3.2.2. Ảnh hưởng của liều lượng NPK ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dòng T1S-96 trong vụ ðông Xuân 106 3.3.3. Nghiên cứu mật ñộ cấy trong nhân dòng T1S-96 vụ ðông Xuân 2005- 2006 . 108 3.3.3.1. Ảnh hưởng của mật ñộ cấy ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học của dòng T1S-96 108 3.3.3.2. Ảnh hưởng của mật ñộ cấy ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dòng T1S-96 trong vụ ðông Xuân 109 3.3.4. Kết quả hậu kiểm dòng bất dục ñực T1S-96 . 110 3.4. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3- 4 tại vùng ðồng bằng Thanh Hoá . 115 3.4.1. Xác ñịnh thời vụ sản xuất hạt lúa lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 trong vụ Mùa 2005 115 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii vii 3.4.1.1. ðặc ñiểm nông sinh học dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 và TH3-4 115 3.4.1.2. Tập tính nở hoa của các dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 và TH3-4 118 3.4.1.3. Mức ñộ bất dục hạt phấn và tỷ lệ nhận phấn ngoài của dòng T1S-96 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 121 3.4.1.4. Tình hình nhiễm sâu bệnh của các dòng bố mẹ tổ hợp TH3-3 và TH3-4 . 127 3.4.1.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 129 3.4.2. Xác ñịnh tỷ lệ hàng bố mẹ trong sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 vụ mùa năm 2006 131 3.4.2.1. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ HÀNG BỐ MẸ ðẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU NÔNG SINH HỌC DÒNG BỐ MẸ TỔ HỢP TH3-3 VÀ TH3- 4 132 3.4.2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ HÀNG BỐ MẸ ðẾN CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT HẠT LAI F 1 TỔ HỢP TH3-3 VÀ TH3-4 133 3.4.3. Xác ñịnh khoảng cách cấy hàng mẹ tổ hợp lai TH3-3 và TH3-4 vụ Mùa 2006 134 3.4.4. Xác ñịnh liều lượng GA 3 cho sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 vụ Mùa 2005 . 136 3.4.4.1. ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến một số ñặc ñiểm nông sinh học dòng mẹ tổ hợp TH3-3 và TH3-4 . 137 3.4.2.2. ảnh hưởng của liều lượng GA 3 ñến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 138 3.5. Xây dựng mô hình trình diễn 140 3.5.1. Xây dựng mô hình trình diễn tổ hợp lúa lai TH3-3 và TH3-4 . 140 3.5.2. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn nhân dòng T1S-96 và sản xuất hạt lai F 1 tổ hợp TH3-3 và TH3-4 141 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn Tin s khoa hc Nụng nghip viii viii KT LUN V NGH Kt lun 143 ngh 144 Cỏc cụng trỡnh ủó cụng b cú liờn quan ủn lun ỏn 146 Ti liu tham kho 147 Ph lc DANH MC CC CH VIT TT (Kí HIU) T.T Ch vit tt (ký hiu) Ngha ca ch vit tt (ký hiu) 1 Bd Bt dc 2 BTST Bi tp Sn thanh 3 CMS Dũng bt dc ủc di truyn t bo cht (Cytoplasmic Male Sterility) 4 CNSH Cụng ngh sinh hc 5 CS Cng s 6 CT Cụng thc 7 C i chng 8 HH i hc Hng c 9 HNN i hc Nụng nghip 10 EGMS Dũng bt dc ủc di truyn nhõn mn cm mụi trng (Environment- sensitive Genic Male Sterility) 11 GA 3 Gibberellic acid 12 DKHCN ng dng Khoa hc Cụng ngh 13 DKHKT ng dụng Khoa học Kỹ thuật 14 NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 15 NPK Đạm- Lân- Ka li 16 NST Nhiễm sắc thể 17 PGMS Dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ (Photoperiodic- sensitive Genic Male Sterility) 18 PTNT Phát triển Nông thôn 19 R Dòng bố (dòng cho phấn) 20 S Dòng mẹ (dòng bất dục đực) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ix ix 21 SHNN Sinh häc N«ng nghiÖp 22 TB Trung b×nh 23 TGMS Dßng bÊt dôc ®ùc di truyÒn nh©n mÉn c¶m nhiÖt ®é (Thermo- sensitive Genic Male Sterility) 24 TN ThÝ nghiÖm 25 TV Thêi vô 26 WA BÊt dôc kiÓu hoang d¹i (Wild Abortive) 26 WCG Gen t−¬ng hîp réng (Wide Compatibility Gene) DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 3.1. Diễn biến diện tích, năng suất và sản lượng lúa và lúa lai tại tỉnh Thanh Hóa thời kỳ 1991- 2007 63 3.2. ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2006 và 2007 tại trường ñại học Hồng ðức 66 3.3. ðặc ñiểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Mùa 2005 và 2006 tại trường ñại học Hồng ðức . . 68 3.4. Tình hình nhiễm một số loại sâu bệnh hại trên các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân và vụ Mùa tại trường ñại học Hồng ðức . 70 3.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2006 và 2007 tại trường ñại học Hồng ðức . 72 3.6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Mùa 2005 và 2006 tại trường ñại học Hồng ðức . 74 3.7. Giá trị ưu thế lai chuẩn (H S ) trên một số tính trạng số lượng và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2006 và 2007 tại trường ñại học Hồng ðức 76 3.8. Giá trị ưu thế lai chuẩn (H S ) trên một số tính trạng số lượng và năng suất của các tổ hợp lúa lai hai dòng vụ Mùa 2005 và 2006 tại trường ñại học Hồng ðức 78