Nghiên cứu cải tiến giống lúa nếp bằng chiếu xạ tia gamma Co60 trên hạt nảy mầm

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Nguồn gốc và phân loại cây lúa, lúa nếp

1.2. Nguồn gốc cây lúa, lúa nếp

1.3. Phân loại lúa, lúa nếp

1.4. Nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp

1.4.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ lúa và lúa nếp trên thế giới

1.4.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa, lúa nếp ở Việt Nam

1.5. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến và nghiên cứu đa dạng di truyền ở lúa

1.5.1. Cơ sở khoa học của sự phát sinh đột biến

1.5.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền phục vụ công tác tạo chọn giống lúa mới

1.6. Nghiên cứu hiệu quả gây đột biến khi xử lý tia gamma lên hạt lúa khô, Ướt và hạt nảy mầm

1.7. Cơ sở khoa học lựa chọn mùa vụ gieo trồng hạt lúa bị chiếu xạ bằng tia gamma – thế hệ thứ nhất (M1) ở miền Bắc nhằm nâng cao hiệu biểu hiện của biến dị biểu hiện ở M2

1.8. Một số thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến

1.8.1. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến trên thế giới

1.8.2. Thành tựu chọn tạo giống lúa đột biến ở Việt Nam

1.9. Cơ sở sinh lý, di truyền của mùi thơm và một số đột biến ở lúa

1.9.1. Cơ sở sinh lý, di truyền của tính trạng mùi thơm

1.9.2. Sự di truyền một số đột biến trên lúa nếp

1.10. Nghiên cứu về tương tác kiểu gen và môi trường

1.10.1. Trên thế giới

2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

2.2. Nội dung nghiên cứu

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp chiếu xạ và chọn lọc sau đột biến

2.3.2. Phương pháp triển khai thí nghiệm đồng ruộng

2.3.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh các biến dị ở thế hệ thứ 2

2.3.4. Phương pháp nghiên cứu xác định hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến

2.3.5. Phương pháp nghiên cứu mối tương quan giữa sự phát sinh biến dị diệp lục ở giai đoạn mạ với biến dị có ý nghĩa chọn giống

2.3.6. Phương pháp nghiên cứu cải tiến giống nếp Đuôi Trâu và nếp Cái Hoa Vàng

2.3.7. Phương pháp đánh giá các đặc điểm hình thái, nông học và chất lượng lúa gạo của một số dòng đột biến phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng, nếp Đuôi Trâu và dòng đột biến tự nhiên HV-H

2.3.8. Phương pháp đánh giá tính ổn định về năng suất của các dòng đột biến có triển vọng

2.3.9. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.4.1. Thời gian nghiên cứu

2.4.2. Địa điểm nghiên cứu

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng liều xạ và vật liệu xử lý đến tỷ lệ sống sót ở hệ thứ nhất

3.1.1. Tỷ lệ sống sót giai đoạn mạ

3.1.2. Tỷ lệ sống sót giai đoạn đẻ nhánh

3.1.3. Tỷ lệ sống sót giai đoạn trỗ-chín

3.2. Ảnh hưởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh biến dị ở thế hệ thứ hai

3.2.1. Ảnh hưởng của liều xạ và vật liệu xử lý đến biến dị diệp lục

3.2.2. Ảnh hưởng của liều xạ, vật liệu xử lý đến sự phát sinh một số biến dị có ý nghĩa chọn giống ở thế hệ thứ hai

3.3. Mối tương quan giữa sự phát sinh biến dị diệp lục ở giai đoạn mạ với các biến dị có ý nghĩa chọn giống

3.4. Sự phát sinh một số biến dị ở M2 khi chiếu xạ bằng tia gamma (Co60) vào hạt nảy mầm của giống gốc và dòng đột biến

3.4.1. Sự phát sinh một số biến dị diệp lục

3.4.2. Sự phát sinh một số biến dị có ý nghĩa chọn giống

3.5. Tổng tần xuất và phổ biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2 phát sinh từ giống gốc và dòng đột biến

3.5.1. Mối tương quan giữa BDDL và các biến dị có ý nghĩa chọn giống ở M2

3.6. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu

3.6.1. Đánh giá đa dạng tập đoàn dòng đột biến phát sinh từ nếp Đuôi Trâu

3.6.2. Đa dạng kiểu hình các dòng đột biến phát sinh từ nếp cái Hoa Vàng

3.7. Kết quả giải phẫu thân của các dòng đột biến và giống gốc

3.8. Mức độ biểu hiện mùi thơm của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh từ giống lúa nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu

3.9. Đánh giá tính ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh từ nếp Cái Hoa Vàng và nếp Đuôi Trâu

3.9.1. Tính ổn định và thích nghi về năng suất ở vụ Mùa 2016

3.9.2. Tính ổn định và thích nghi của năng suất ở vụ Xuân 2017

3.10. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo các dòng đột biến phát sinh từ dòng đột biến HV-H

3.10.1. Một số đặc điểm hình thái, nông học của các dòng đột biến

3.10.2. Tính ổn định và thích nghi của các dòng đột biến có triển vọng phát sinh từ dòng đột biến HV-H

3.11. Một số kết quả khảo nghiệm cơ bản giống nếp cái Hoa Vàng đột biến

3.12. Kết quả sản suất thử giống lúa nếp Cái Hoa Vàng đột biến

3.13. Một số đặc điểm hình thái, nông học chính của các dòng đột biến Ưu tú được tuyển chọn

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về nghiên cứu cải tiến giống lúa nếp

Nghiên cứu này tập trung vào việc cải tiến giống lúa nếp thông qua chiếu xạ tia gamma Co60 trên hạt nảy mầm. Mục tiêu chính là tạo ra các giống lúa nếp có chất lượng cao, năng suất tốt và khả năng thích nghi với điều kiện môi trường. Chiếu xạ tia gamma là một phương pháp hiệu quả để tạo đột biến, giúp tăng cường đa dạng di truyền và cải thiện các đặc tính nông học của cây trồng. Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, góp phần nâng cao sản lượng và chất lượng lúa nếp tại Việt Nam.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ và vật liệu xử lý đến hiệu quả gây biến dị ở lúa nếp. Cụ thể, nghiên cứu nhằm xác định tần suất xuất hiện các biến dị có ý nghĩa cải tiến giống ở thế hệ M2, tương quan giữa biến dị diệp lục và các biến dị có ý nghĩa chọn giống, cũng như so sánh hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến và giống gốc.

1.2. Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của chiếu xạ tia gamma Co60 trên hạt nảy mầm của các giống lúa nếp như Phú Quý, Lang Liêu và N98. Các thí nghiệm được thực hiện trong các vụ Xuân và Mùa từ năm 2013 đến 2016, nhằm đánh giá hiệu quả gây biến dị và tuyển chọn các dòng đột biến ưu tú.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật chiếu xạ với tia gamma Co60 để tạo đột biến trên hạt nảy mầm của các giống lúa nếp. Các phương pháp bao gồm chiếu xạ hạt ở các liều lượng khác nhau, theo dõi tỷ lệ sống sót và sự phát sinh biến dị ở các thế hệ tiếp theo. Ngoài ra, nghiên cứu còn áp dụng các phương pháp đánh giá đa dạng di truyền, phân tích hình thái và nông học để tuyển chọn các dòng đột biến có triển vọng.

2.1. Chiếu xạ tia gamma Co60

Phương pháp chiếu xạ tia gamma Co60 được thực hiện trên hạt nảy mầm của các giống lúa nếp. Các liều lượng chiếu xạ được điều chỉnh từ 100Gy đến 150Gy để đánh giá hiệu quả gây biến dị. Kết quả cho thấy liều lượng 150Gy mang lại hiệu quả cao nhất trong việc tạo ra các biến dị có ý nghĩa chọn giống.

2.2. Đánh giá biến dị

Các biến dị được đánh giá thông qua tỷ lệ sống sót, sự phát sinh biến dị diệp lục và các đặc điểm nông học như chiều cao cây, số hạt trên bông, và thời gian sinh trưởng. Nghiên cứu cũng xác định mối tương quan giữa biến dị diệp lục và các biến dị có ý nghĩa chọn giống, giúp dự báo hiệu quả của phương pháp chiếu xạ.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã tạo ra nhiều dòng đột biến từ các giống lúa nếp như Cái Hoa Vàng và Đuôi Trâu. Các dòng đột biến này có các đặc điểm cải tiến như phá vỡ cảm ứng quang chu kỳ, tăng khả năng chống đổ và năng suất cao. Ngoài ra, nghiên cứu cũng phát hiện mối tương quan chặt chẽ giữa biến dị diệp lục và các biến dị có ý nghĩa chọn giống, mở ra khả năng dự báo hiệu quả của phương pháp chiếu xạ.

3.1. Đa dạng di truyền

Các dòng đột biến được tạo ra từ chiếu xạ tia gamma Co60 cho thấy sự đa dạng di truyền cao, với nhiều biến dị có ý nghĩa chọn giống như thấp cây, lá đòng dài và tăng số hạt trên bông. Điều này khẳng định hiệu quả của phương pháp chiếu xạ trong việc tạo ra nguồn vật liệu mới cho công tác chọn giống.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Các dòng đột biến ưu tú được tuyển chọn từ nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất nông nghiệp. Chúng không chỉ cải thiện năng suất mà còn nâng cao chất lượng gạo nếp, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của chiếu xạ tia gamma Co60 trong việc cải tiến giống lúa nếp. Các kết quả thu được không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, góp phần nâng cao sản lượng và chất lượng lúa nếp tại Việt Nam. Đề xuất tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các biến dị mới và ứng dụng rộng rãi các dòng đột biến ưu tú vào sản xuất nông nghiệp.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đã đóng góp vào lý luận về phương pháp chiếu xạ hạt giống, đặc biệt là việc xác định hiệu quả gây biến dị khi chiếu xạ vào hạt của dòng đột biến. Điều này mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc lựa chọn vật liệu xử lý đột biến.

4.2. Hướng phát triển

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa liều lượng chiếu xạ và mở rộng ứng dụng các dòng đột biến ưu tú vào sản xuất. Đồng thời, cần đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của các giống lúa nếp cải tiến để đảm bảo tính bền vững.

Luận án tiến sĩ: Cải tiến giống lúa nếp thông qua chiếu xạ tia gamma Co60 trên hạt nảy mầm