Khóa luận tốt nghiệp đánh giá đặc điểm nông sinh học của con lai thế hệ f3 giữa vật liệu lúa oryza sativa indica và japonica

Khóa luận tốt nghiệp phân tích đặc điểm nông sinh học của con lai F3 từ giống lúa Oryza sativa Indica và Japonica, ứng dụng trong nghiên cứu cải tiến giống lúa.

• Tác giả: Bùi Thị Mai Trang
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Tuấn Anh
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
• Đề tài: Đánh giá đặc điểm nông sinh học của con lai thế hệ F3 giữa vật liệu lúa (Oryza sativa) indica và japonica
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 2. PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Nguồn gốc cây lúa trồng
• 2.2. Phân loại nguồn gen lúa
• 2.2.1. Phân loại theo đặc điểm canh tác học
• 2.2.2. Phân loại dựa vào thời gian sinh trưởng
• 2.2.3. Phân loại theo địa lý
• 2.2.4. Phân loại theo đặc điểm sinh thái
• 2.3. So sánh đặc điểm của nhóm lúa japonica với indica
• 2.3.1. Khác biệt chung giữa lúa japonica và lúa indica
• 2.3.2. Khác biệt về rễ của lúa japonica so với indica
• 2.3.3. Khác biệt về đặc điểm sinh thái giữa lúa japonica và lúa indica
• 2.4. Con lai giữa hai loài phụ indica và japonica
• 2.4.1. Sự bất tương hợp ở con lai giữa hai loài phụ indica và japonica
• 2.4.2. Tiềm năng khi lai giữa hai loài indica và japonica
• 2.5. Đặc điểm di truyền của một số tính trạng nông sinh học trên cây lúa
• 2.5.1. Thời gian sinh trưởng
• 2.5.2. Khả năng đẻ nhánh của cây lúa
• 2.5.3. Chiều cao cây
• 2.5.5. Kích thước hạt gạo
• 3. PHẦN III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.2.2. Bố trí thí nghiệm
• 3.3. Phương pháp theo dõi số liệu
• 3.3.1. Gieo trồng và chăm sóc mạ
• 3.3.2. Phương pháp cấy và chăm sóc sau cấy
• 4. PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thời gian sinh trưởng
• 4.2. Quá trình sinh trưởng của các giống lúa thí nghiệm
• 4.2.1. Động thái tăng trưởng chiều cao của các giống lúa thí nghiệm
• 4.2.2. Động thái tăng trưởng số nhánh của giống lúa thí nghiệm
• 4.2.3. Động thái tăng trưởng lá của các giống thí nghiệm
• 4.3. Đặc điểm hình thái
• 4.4. Đặc điểm hạt
• 4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
• 4.6. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại
• 5. PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Oryza Sativa Indica và Japonica

Oryza Sativa là loài lúa trồng phổ biến nhất trên thế giới, được chia thành hai loài phụ chính là Oryza Indica và Oryza Japonica. Oryza Indica thường được trồng ở vùng nhiệt đới với đặc điểm hạt dài, chịu nóng tốt, trong khi Oryza Japonica phù hợp với vùng ôn đới, hạt tròn và chịu lạnh tốt. Sự kết hợp giữa hai loài phụ này tạo ra con lai F3 với tiềm năng năng suất lúa cao và khả năng chống chịu tốt hơn.

1.1. Đặc điểm di truyền của Oryza Indica và Japonica

Oryza Indica và Japonica có sự khác biệt rõ rệt về đặc điểm di truyền. Indica có hạt dài, thân cao, chịu nóng tốt, trong khi Japonica có hạt tròn, thân thấp, chịu lạnh tốt. Sự kết hợp giữa hai loài phụ này trong con lai F3 tạo ra sự đa dạng di truyền, giúp cải thiện tính trạng như sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất.

1.2. Tiềm năng của con lai F3

Con lai F3 giữa Oryza Indica và Japonica mang lại tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất lúa và khả năng chống chịu. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, con lai này có thể kết hợp ưu điểm của cả hai loài phụ, tạo ra giống lúa có thời gian sinh trưởng phù hợp, sinh trưởng mạnh và năng suất cao.

II. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá

Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích giống để đánh giá đặc điểm nông sinh học của con lai F3. Các tính trạng như thời gian sinh trưởng, khả năng đẻ nhánh, chiều cao cây và năng suất được theo dõi và phân tích. Kết quả nghiên cứu giúp xác định các dòng con lai F3 có tiềm năng cao để phát triển thành giống lúa mới.

2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí tại Hà Nội với các dòng con lai F3 được gieo trồng và theo dõi trong vụ Xuân 2021. Các yếu tố như thời gian sinh trưởng, sinh trưởng và năng suất được ghi chép và phân tích để đánh giá hiệu quả của các dòng lai.

2.2. Phương pháp đánh giá tính trạng

Các tính trạng như chiều cao cây, số nhánh, kích thước hạt và năng suất được đánh giá dựa trên tiêu chuẩn quốc tế. Kết quả cho thấy, các dòng con lai F3 có sự biến đổi lớn về tính trạng, tạo cơ sở cho việc chọn lọc giống lúa ưu tú.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, các dòng con lai F3 có thời gian sinh trưởng từ 90 đến 120 ngày, chiều cao cây từ 95 đến 105 cm và năng suất đạt từ 5 đến 7 tấn/ha. Các dòng lai cũng thể hiện khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện môi trường bất lợi.

3.1. Đặc điểm sinh trưởng của con lai F3

Các dòng con lai F3 có sinh trưởng mạnh với chiều cao cây và số nhánh cao hơn so với giống đối chứng. Điều này cho thấy tiềm năng của con lai F3 trong việc cải thiện năng suất lúa và khả năng chống chịu.

3.2. Năng suất và các yếu tố cấu thành

Năng suất của các dòng con lai F3 đạt từ 5 đến 7 tấn/ha, cao hơn so với giống đối chứng. Các yếu tố cấu thành năng suất như số hạt chắc, khối lượng hạt và tỷ lệ hạt chắc cũng được cải thiện đáng kể.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã xác định được các dòng con lai F3 có tiềm năng cao về năng suất và khả năng chống chịu. Các dòng này sẽ tiếp tục được đánh giá và phát triển thành giống lúa mới, góp phần nâng cao năng suất lúa và đáp ứng nhu cầu lương thực trong tương lai.

4.1. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc chọn tạo giống lúa mới từ con lai F3, giúp cải thiện năng suất và khả năng chống chịu của cây lúa. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và phát triển nông nghiệp bền vững.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc đánh giá tính đa dạng di truyền và biến đổi di truyền của các dòng con lai F3, đồng thời ứng dụng kỹ thuật nhân giống hiện đại để tạo ra giống lúa ưu tú.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L,) là nguồn lương thực chủ yếu của hơn nửa số dân trên thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại, Ở châu Á lúa gạo cung cấp 50 - 70% năng lượng hấp thụ hàng ngày, Theo thống kê, sản lượng lúa toàn cầu năm 2013 khoảng 746,4 triệu tấn (tương đương với 497,6 triệu tấn gạo sát), cao hơn 1,4 % hay khoảng 10,2 triệu tấn so với năm 2012 (736,2 triệu tấn), Sản lượng gạo thế giới tăng trưởng ở mức 1,0% mỗi năm với 0,8% tăng do cải thiện năng suất và 0,2% do tăng diện tích canh tác, Trong khi đó mức tiêu thụ gạo toàn cầu tăng 1,06% mỗi năm, và thương mại, lúa gạo tăng trưởng 2,54% mỗi năm (tăng từ 29 đến 33 triệu tấn trong giải đoạn 2011 - 2013 và dự kiến sẽ tăng lên xấp xỉ 40 triệu tấn vào năm 2022), Với mức độ đô thị hoá và công nghiệp ngày càng nhanh khi dân số loài người tiếp tục tăng trong tương lai, diện tích đất trồng cây nói chung và trồng lúa nói riêng sẽ ngày càng bị thu hẹp, Việc gia tăng sản lượng lương thực do đó phụ thuộc vào việc gia tăng năng suất cây trồng chứ không thể gia tăng diện tích canh tác, Cải tiến giống cây trồng với năng suất tiềm năng cao hơn, khả năng chống chịu tốt hơn là tố quyết định hiệu suất của một hệ thống sản xuất, Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng phép lai giữa hai loài phụ của lúa trồng, Oryza sativa ssp, indica và O, sativa ssp, japonica có tiềm năng tạo ra con lai mang ưu thế lai cộng tính cao nhất so với các cặp lai trong cùng loài phụ hoặc so với các cặp loài phụ khác có đặc điểm hình thái và phân bố khác nhau nên việc lai giữa loài phụ indica và loài phụ japonica để tạo tái tổ hợp có ưu thế lai cộng tính là một chiến lược quan trọng trong chọn tạo giống, Do đó đề tài “Đánh giá đặc điểm nông sinh học của con lai thế hệ F3 giữa vật liệu lúa indica và japonica” nhằm đánh giá một số yếu tố cấu thành năng 1 suất, đặc điểm nông sinh học và kiểu cây trên con lai của hai loài phụ nhằm tìm kiếm dòng vật liệu ưu tú có tiềm năng năng suất cao nhất, tiếp tục phục vụ mục tiêu năng cao năng suất lúa, 1,2 Mục tiêu Đánh giá đặc điểm nông sinh học, hình thái và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng con lai thế hệ F3 của phép lai giữa lúa indica và lúa japonica nhằm chọn lọc các dòng có TGST phù hợp, tiềm năng năng suất lớn, tiếp tục phát triển thành các dòng thế hệ F4, 1,3 Nội dung nghiên cứu • Đánh giá mức độ biến động và theo dõi về các đặc điểm nông sinh học, kiểu cây, yếu tố cấu thành năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng vật liệu, • Chọn lọc 30% số dòng có năng suất, tiềm năng năng suất cao nhất, cùng một số đặc điểm tốt trên kiểu hình để tiếp tục phát triển các quần thể phân ly thế hệ F4, 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2,1 Nguồn gốc cây lúa trồng Hiện nay, có nhiều giả thiết khác nhau về nguồn gốc của cây Lúa trên trái đất, nhưng hầu hết đều thừa nhận rằng các loài lúa hoang dại đã xuất hiện từ thời tiền sử của trái đất (thời Gondwana), Theo công bố của Chang và cs (1984), O,sativa xuất hiện đầu tiên ở dãy Himalaya, Miến Điện, Lào, Việt Nam và Trung Quốc, Từ các trung tâm trên lúa Indica phát tán đến lưu vực sông Hoàng Hà và sông Dương Tử rồi sang Nhật Bản, Triều Tiên và từ đó biến thành chủng Japonica, Lúa được hình thành ở Indonesia và là sản phẩm của quá trình chọn lọc từ Indica, Hình 2,1, Sơ đồ mối quan hệ họ hàng giữa lúa trồng và các loài trong chi Oryza Ở Việt Nam, theo kết quả khảo sát nguồn gen cây lúa những năm gần đây tìm thấy các loài lúa dại mọc nhiều ở vùng Tây Bắc, Nam Trung bộ, đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nguyên là các loài O,granulata, O,nivara, O,ridleyi, O,rufipogon, Với 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, 3 Lúa trồng hiện nay có nguồn gốc từ lúa dại, Việc xác định trực tiếp tổ tiên của cây lúa trồng ở Châu Á (Oryza sativa) vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau, Một số tác giả như Đinh Dĩnh, Bùi Huy Đáp, Đinh Văn Lữ…cho rằng: Oryza fatua là loài lúa dại gần nhất và được coi là tổ tiên của lúa trồng hiện nay, 2,2 Phân loại nguồn gen lúa Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) trước đây đã nghiên cứu và xếp lúa trồng ở châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hòa thảo (graminae), có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24, Theo Trần Văn Đạt (2005), Kato là người đầu tiên xây dựng các luận cứ khoa học về phân loại dưới loài của lúa trồng châu Á dựa trên các đặc điểm hình thái, Tùy theo các đặc điểm và tiêu chí khác nhau mà các nhà khoa học phân loại cây lúa theo các quan điểm khác nhau, phân loại cây lúa nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nguồn gen để phục vụ cho mục tiêu chọn tạo giống cây trồng, 2,2,1 Phân loại theo đặc điểm canh tác học Quá trình thuần hóa và thích nghi với điều kiện sống và điều kiện canh tác khác nhau, cây lúa trồng được phân thành các nhóm: Lúa nổi: Lúa được gieo trồng trước mùa mưa; khi mưa lớn, cây lúa đã đẻ nhánh; khi nước lên cao cây lúa vươn khỏi mặt nước khoảng 10 cm/ngày để ngoi theo, Lúa cạn: Lúa được trồng trên đất cao, không có khả năng giữ nước, cây lúa sống hoàn toàn nhờ nước trời trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển, Lúa có tưới: Được trồng trên những cánh đồng có công trình thủy lợi, chủ động về nước tưới, tiêu theo yêu cầu của từng thời kì sinh trưởng của cây lúa, Lúa nước sâu: Được gieo trồng ở những cánh đồng thấp, khó rút nước hoặc rút nước chậm khi gặp mưa lớn hoặc lũ, Tuy nhiên thời gian ngập nước không quá 10 ngày và mực nước không quá 50 cm, 4 Lúa nước trời: là loại lúa được trồng ở triền thấp hoặc các vùng đồng bằng, không có hệ thống tưới tiêu chủ động, cây sống hoàn toàn bằng lượng nước mưa tại chỗ và mức thủy cấp khá cao có thể cung cấp bổ sung nước cho cây lúa ở vào một số thời điểm nào đó, Ở Việt Nam tồn tại cả 4 nhóm lúa trên, nhưng chủ yếu là nhóm lúa nước có tưới, còn 3 nhóm còn lại ngày một giảm đi, Nhóm lúa cạn tồn tại nhiều ở vùng núi và Trung du Bắc Bộ, Tây Nguyên, Lúa có tưới chủ yếu canh tác ở vùng đồng bằng Sông Hồng, đồng bằng Sông Cửu Long và ven biển Miền Trung, Lúa nước sâu thì thường được trồng ở các vùng ngập úng, trũng đồng bằng Bắc Bộ, các thung lũng khó thoát nước thuộc vùng trung du miền núi phía Bắc và tồn tại rất ít ở vùng Đồng Tháp Mười, Ngoài 4 nhóm lúa trên ở Việt Nam cong có một số nhóm lúa thích nghi với các tiểu vùng sinh thái chuyên biệt khác nhau như: Giống lúa chịu mặn, các giống lúa này được trồng ở các vùng duyên hải Bắc, Nam Trung Bộ, Hình 2,2: Phân loại lúa trên thế giới theo địa hình và chế độ nước (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) 5 2,2,2 Phân loại dựa vào thời gian sinh trưởng -Lúa rất sớm: < 100 ngày -Lúa sớm: 101-120 ngày -Lúa lỡ:121-140 ngày -Lúa muộn: > 140 ngày Tuy nhiên sự phân loại trên chỉ có tính tương đối, vì nếu bị ảnh hưởng của nhiệt độ, một số giống lúa sớm có thể trở thành lỡ hoặc muộn, Các giống trồng ở miền Nam có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng khi gieo trồng trong vụ Đông Xuân ở miền Bắc thì có thời gian sinh trưởng dài, Cùng một giống nhưng gieo vào thời vụ khác nhau cũng có thời gian sinh trưởng khác nhau, Ngoài ra, những giống cảm quang mạnh khi gieo vào bất cứ thời gian nào trong năm cũng chỉ trổ bông vào lúc ngày ngắn, 2,2,3 Phân loại theo địa lý Theo Nguyễn Văn Hoan (2006), lúa trồng được phân chia thành các nhóm sinh thái địa lý như sau: Nhóm Đông Á: Bao gồm Triền Tiên, Nhật Bản, phía Bắc Trung Quốc, Đặctrưng của nhóm là chịu lạnh rất tốt và hạt khó rụng, Nhóm Trung Á: Bao gồm các nước Trung Á, Đặc điểm nổi bật của lúa vùng này là hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt trên 32 gam, chịu lạnh và chịu nóng khá, Nhóm Iran: Gồm toàn bộ các nước Trung Đông xung quanh Iran, Đây là nhóm sinh thái địa lý với các loại hình chịu lạnh tốt, hạt gạo to, đục, cơm dẻo, Nhóm Nam Á: Bắt đầu từ Pakistan sang vùng bờ biển phía Nam Trung Quốc đến Bắc Việt Nam, Đặc điểm nổi bật của nhóm sinh thái địa lý này là chịu lạnh kém, phần lớn có hạt dài và nhỏ, 6 Nhóm Philippin: Nhóm lúa điển hình nhiệt đới không chịu lạnh, Toàn bộ vùng Đông Nam Á, miền Nam Việt Nam nằm trong nhóm này, Nhóm châu Âu: Bao gồm các nước trồng lúa ở châu Âu như: Nga, Italia, Bungaria,,,, Đây là nhóm sinh thái với các loại hình japonica chịu lạnh, hạt to, cơm dẻo, chịu nóng kém, Nhóm châu Phi: Nhóm lúa trồng thuộc loại Oryza glaberrima, Nhóm châu Mỹ La Tinh: Gồm các nước Trung Mỹ và Nam Mỹ, Nhóm lúa cao cây, thân to, hạt gạo lớn, gạo trong và dài, chịu ngập và chống đổ tốt, 2.