CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.Thực trạng vùng lúa nhiễm mặn tại ĐBSCL ĐBSCL có hệ thống sông ngòi chằng chịt tạo thành hệ thống thủy lợi cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, tháo chua, rửa mặn và cũng là hệ thống vận chuyển đường thủy, rất thuận lợi cho vận chuyển hàng hoá, nông sản. Mùa lũ thường kéo dài 5 tháng với lượng nước chiếm khoảng 3/4 tổng lượng nước cả năm, và 7 tháng mùa khô cạn, lượng nước còn lại rất ít. Do đó, thủy triều có ảnh hưởng rất lớn đến phần lớn vùng hạ lưu sông Mêkông, toàn bộ ĐBSCL của VN. Do ảnh hưởng của thủy triều, nước mặn từ biển thường tràn vào sâu trong đất liền vào mùa khô.
Các vùng lúa ven biển ĐBSCL thuộc các tỉnh: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đều bị nhiễm mặn, nhiều hay ít tùy thuộc vào ảnh hưởng của thủy triều và hệ thống kênh rạch sông ngòi, đê ngăn mặn của từng vùng. Độ mặn lớn nhất trên sông theo quy luật, thường xuất hiện trùng với kỳ triều cường trong tháng, nước biển càng mặn, càng vào sâu trong đất liền ở các vùng triều mạnh và ít có nước thượng nguồn đổ về. Mức độ xâm nhập mặn tùy thuộc vào sự xâm nhập của nước biển, và tùy vào mùa trong năm, cao điểm vào các tháng có lượng mưa thấp, khoảng tháng 3 – 4. ĐBSCL có khoảng 1,8 - 2,1 triệu ha đất tự nhiên chịu ảnh hưởng của mặn tập trung ở các tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng và Kiên Giang, phần lớn là đất bị nhiễm mặn kết hợp với phèn, ngập nước.
Trước thực trạng trên cho thấy Việt Nam là một trong những nước bị ảnh hưởng mặn nhiều nhất và đất canh tác lúa ngày càng bị thu hẹp do sự xâm nhiễm mặn. Đứng trước thực trạng đó việc nghiên cứu tìm ra giống lúa đạt năng suất cao, phẫm chất tốt đáp ứng và đãm bảo đến an toàn lương thực là vấn đề mà hầu hết các nhà khoa học nghiên cứu lúa đã và đang quan tâm. Thực trạng ảnh hưởng xâm nhập mặn tại tỉnh Trà Vinh (truyền hình Trà Vinh, 2013) Theo người dân địa phương cho biết, chỉ trong 5 năm trở lại đây, sóng biển đã cuốn trôi khoảng 120ha đất ven biển của xã Hiệp Thạnh. Những năm gần đây, tình hình sản xuất và sinh hoạt của người dân tỉnh Trà Vinh cũng bị ảnh hưởng tiêu cực bởi tình trạng xâm nhập của nước mặn vào sâu nội đồng mà chính quyền và nhân dân chưa lường trước được.
Cụ thể, đầu năm 2012, mặc dù là mùa khô nhưng nước mặn vẫn xâm nhập sâu vào nội đồng trong khi lúa đông xuân các huyện Trà Cú, Cầu Ngang, Châu Thành tỉnh Trà Vinh trong giai đoạn trổ đòng bị ảnh hưởng nghiêm trọng của nước mặn. Lúa nhiễm mặn gây nghẹn đòng, số đã trổ bông bị lép hạt làm giảm năng suất, thất thu khi thu hoạch.000ha lúa đông xuân của bà con nông dân bị thất trắng hoặc giảm năng suất. Dưới tác động của thủy triều nước mặn xâm nhập vào nội đồng và có xu hướng đi sâu vào đất liền hơn do tình trạng nguồn nước ngọt từ thượng lưu Mêkông ngày càng giảm vì nhiều nguyên nhân khác nhau. Mặn trên sông Hậu lên quá Đại Ngải 8 đến 10 km; trên sông Tiền ranh giới mặn 4g/l vượt quá Mỹ Tho 10 km trên sông Cổ Chiên mặn 1g/l cũng đi quá rạch Vũng Liêm; Điều đó cho thấy cả Trà Vinh đang bị nước mặn vây lấn đe dọa.
Theo các nhà chuyên môn khi nước biển dâng, độ mặn trên 4g/l sẽ vượt qua cửa sông Mang - Thít thì toàn bộ dự án nam Mang - Thít sẽ không còn đảm bảo chức năng “ngọt hóa”. Việc dẫn nguồn nước ngọt sẽ rất khó khăn không chỉ vì khó tìm cửa lấy nước ngọt mà còn do chênh lệch đầu nước không đủ để vận chuyển nước qua một chặng quá dài. Như vậy, thực tế và trong tương lai, ở các vùng ven sông ven biển thì thủy triều và nước mặn dâng cao, bên trong nội đồng do tình trạng nguồn nước ngọt từ thượng lưu Mêkông ngày càng bị giảm, đồng thời các cửa sông bị đóng để ngăn mặn vấn đề thiếu nước ngọt sản xuất là điều không tránh khỏi. Tính chống chịu mặn của cây lúa Đối với cây lúa, tính chống chịu mặn là một tiến trình sinh lý phức tạp, thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây [N.
Tính trạng bất thụ của bông lúa khi bị stress do mặn được điều khiển bởi một số gen trội, nhưng các gen này không tiếp tục thể hiện ở các thế hệ sau. Phân tích diallele về tính trạng chống chịu mặn, người ta ghi nhận cả hai hoạt động của gen cộng tính và gen không cộng tính với hệ số di truyền thấp (19,18%) và ảnh hưởng của môi trường rất lớn [Roberto Tuberosa and Silvio Salvi (2007)]. Rất nhiều nghiên cứu cho rằng, yếu tố di truyền tính chống chịu mặn biến động rất khác nhau giữa các giống lúa. Vì vậy, muốn chọn giống lúa chống chịu mặn có hiệu quả, cần nghiên cứu sâu về cơ chế di truyền tính chống chịu mặn, từ đó loại bỏ ngay từ những thế hệ đầu những dòng không đáp ứng được yêu cầu của nhà chọn giống.
Nghiên cứu di truyền số lượng tính chống chịu mặn cho thấy, cả hai ảnh hưởng hoạt động của gen cộng tính và gen không cộng tính đều có ý nghĩa trong di truyền tính chống chịu mặn [Greenway, and Munns (1980)]. Hiện chúng ta có rất ít thông tin về kiểu hình chống chịu mặn ở giai đoạn trưởng thành của cây lúa. Hầu hết các thí nghiệm đều được tiến hành trên giai đoạn mạ với quy mô quần thể hạn chế và chỉ số Na/K thường được dùng như một giá trị chỉ thị [Muhammad S. Cây lúa nhiễm mặn có xu hướng hấp thu Na nhiều hơn cây chống chịu.
Ngược lại, cây chống chịu mặn hấp thu K nhiều hơn cây nhiễm. Ngưỡng chống chịu NaCl của cây lúa là EC = 4 dS/m [Muhammad S. Trong quá trình bị nhiễm mặn, nồng độ ion K+ trong tế bào được điều tiết tương thích với cơ chế điều tiết áp suất thẩm thấu và khả năng tăng trưởng tế bào. Nhiều loài thực vật thuộc nhóm halophyte và một phần của nhóm glycophyte thực hiện hoạt động điều tiết áp suất thẩm thấu làm cản trở ảnh hưởng gây hại của mặn.
Hoạt động này sẽ giúp cây duy trì một lượng lớn K+ và hạn chế hấp thu Na+. Tình hình nghiên cứu chọn giống lúa chịu mặn trong và ngoài nước 1. Ngoài nước Các quốc gia trên thế giới đã và đang tiến hành chọn tạo, canh tác có hiệu quả một số giống lúa chịu mặn. Nhiều nguồn giống lúa mùa địa phương như Nona Broka, Burarata chống chịu tốt với điều kiện mặn tương đương với giống Pokkali đã được xác định.
Những năm cuối thế kỷ 20, các nhà chọn tạo giống đã sử dụng những biến đổi di truyền để tạo ra những giống lúa có tiềm năng về năng suất, chất lượng gạo tốt, kháng một số sâu bệnh chính và chống chịu với những điều kiện bất lợi như khô hạn, ngập úng, mặn. Trong chiến lược chọn tạo giống lúa chống chịu mặn, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), từ năm 1977 - 1980 đã tiến hành chọn được những dòng lúa chống chịu mặn tốt như IR42, IR4432-28-5, IR4595-4-1, IR463-22-2, IR9884-54-3. Năng suất đạt 3,6 tấn/ha trung bình cho tất cả 25 thí nghiệm. Những giống lúa cải tiến này cho năng suất cao hơn những giống lúa cổ truyền 2 tấn/ha [Ponnamperuma, F.
Tác giả Gregorio và cộng sự (2002), báo cáo kết quả nuôi cấy tế bào soma lúa để tạo ra các biến dị soma chống chịu mặn. Từ giống lúa Pokkali (lúa mùa cao cây, cảm quang, yếu rạ, lá dài to bản và rũ, đẻ chồi ít, gạo màu đỏ, phẩm chất gạo xấu), tác giả đã thu được dòng biến dị soma TCCP226-2-49-B-B-3 là giống lúa cao sản, thấp cây, sinh trưởng mạnh, chống chịu mặn cao như Pokkali, gạo có màu trắng và phẩm chất gạo tốt hơn giống gốc, cho năng suất cao hơn nhiều so với Pokkali. Giống lúa TCCP226-2-49-B-B-3 đã được sử dụng trong các chương trình tạo giống lúa chịu mặn tại nhiều Trung tâm nghiên cứu lúa trên thế giới [Ponnamperuma, F. Sử dụng chỉ thị phân tử SSR trong chọn giống lúa chịu mặn Trên thực tế, việc chọn giống chống chịu mặn dựa trên kiểu hình rất khó, do có sự tương tác giữa các gen.
Nhờ chỉ thị phân tử mà công việc xác định gen chống chịu mặn, chọn tạo giống chống chịu trở lên dễ dàng, chủ động và chính xác hơn. -7- luan an Xác định gen kháng bằng chỉ thị phân tử nghĩa là sử dụng các chỉ thị phân tử liên kết chặt với các gen kháng và các Quantitative Trait Loci (QTLs) để chọn được các cá thể mang gen kháng trong quần thể phân li. Độ chính xác của phương pháp này có thể lớn hơn 99,75% khi gen kháng kẹp giữa hai chỉ thị liên kết với gen kháng đó và khoảng cách di truyền từ chỉ thị phân tử đến gen kháng nhỏ hơn 5cM. Bằng cách chọn lọc này, các tổ hợp gen kháng khác nhau được chọn lọc là dựa trên kiểu gen thay vì dựa trên kiểu hình [Zeng L.
Về cơ bản các loại chỉ thị trên đều có thể được ứng dụng để lập bản đồ di truyền hoặc nghiên cứu sự đa dạng di truyền hoặc phân lập gen, hoặc xác định gen,… Tuy nhiên, mỗi loại chỉ thị có ưu nhược điểm riêng vì thế tuỳ vào mục đích, yêu cầu và điều kiện cụ thể của mỗi nghiên cứu mà lựa chọn sử dụng chỉ thị nào cho thích hợp. Trong số các chỉ thị phân tử thì SSR có nhiều ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, nhanh, chính xác, độ đa hình cao và kinh tế. Trong nghiên của của mình, tác giả Mohammadi - Nejad và ctv, (2008) thí nghiệm 33 SSR marker đa hình trên đoạn Saltol của nhiễm sắc thể số 1 nhằm xác định mức độ liên kết và hữu dụng của các marker này trong chọn giống chống chịu mặn. Các SSR marker này được dùng để thử nghiệm trên 36 giống lúa được phân loại thành 5 nhóm: chống chịu tốt, chống chịu, chống chịu trung bình, nhiễm mặn và nhiễm mặn tốt qua thanh lọc mặn nhân tạo.
Trong số 33 marker, có 6 marker: RM10745, RM1287, RM8094, RM3412, RM493 và RM140 liên kết chặt với đoạn Saltol ở vị trí 10. Đoạn Saltol có thể nằm trong vị trí có chứa các marker RM8094, RM3412, RM493. Các giống lúa: IR70023, IR65858, IR69588, IR74105, IR71832, IR74099, Cherivirrupo và IR66946-3R-178-1-1 (FL478) có sản phẩm PCR giống như sản phẩm PCR của Pokkali khi được nhân bản bởi marker RM 8094 và cho tính chống chịu rất tốt hoặc tốt đối với mặn.