Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu của nghiên cứu sinh Bùi Viết Thư với đề tài "Nghiên cứu chọn tạo dòng bất dục đực tế bào chất và dòng duy trì mới phục vụ cho chọn giống lúa lai ba dòng ở Việt Nam", thực hiện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam năm 2018 dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Thị Trâm và PGS. Vũ Thị Thu Hiền, thuộc chuyên ngành Di truyền và chọn giống cây trồng (mã số: 9620 111).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lúa lai ba dòng chiếm trên 70% tổng diện tích gieo trồng lúa lai tại Việt Nam (đạt khoảng 650.000 ha vào năm 2016 theo Cục Trồng trọt). Tuy nhiên, sản xuất trong nước phụ thuộc lớn vào nguồn hạt giống nhập khẩu từ Trung Quốc (chiếm khoảng 70% lượng hạt giống mỗi vụ), dẫn đến sự thiếu chủ động về kế hoạch sản xuất, giá thành và kiểm soát chất lượng. Các dòng mẹ nhập nội phục vụ sản xuất hạt lai F1 tại Việt Nam bộc lộ nhiều nhược điểm lớn:

  • Dòng bất dục IR58025A (nhập từ IRRI) cho con lai có chất lượng gạo tốt nhưng tỷ lệ thò vòi nhụy thấp, khả năng nhận phấn ngoài kém, dẫn đến năng suất sản xuất hạt lai F1 thấp và giá thành cao.
  • Dòng II-32A (nhập từ Trung Quốc, nguồn gốc đột biến từ Inđonexia-6) có khả năng nhận phấn ngoài tốt và năng suất hạt lai đạt 4–5 tấn/ha, nhưng tính bất dục không ổn định và rất khó duy trì dòng mẹ tại Việt Nam.
  • Dòng BoA cho năng suất cao, dễ sản xuất F1 nhờ tỷ lệ thò vòi nhụy cao nhưng hạt lai bị hở vỏ trấu nhiều, dễ nảy mầm trên bông trước thu hoạch hoặc bị mọt mốc trong bảo quản, đồng thời F1 có chất lượng gạo trung bình đến kém và có phản ứng nhẹ với ánh sáng ngày ngắn.
  • Hiện tượng đơn điệu về nguồn tế bào chất bất dục (chủ yếu là dạng hoang dại WA chiếm trên 85% diện tích) tiềm ẩn nguy cơ rủi ro cao trước dịch bệnh và biến đổi khí hậu.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết là việc thiếu các dòng bất dục đực tế bào chất (dòng A) và dòng duy trì (dòng B) mới được chọn tạo trong nước vừa có tính bất dục ổn định, vừa khắc phục được các nhược điểm về nhận phấn ngoài, phẩm chất hạt và tính thích ứng sinh thái tại Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu chọn tạo được cặp dòng A/B bất dục ổn định, mới có kiểu cây cải tiến, thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng nhận phấn ngoài của dòng A được cải thiện, làm đa dạng nguồn vật liệu phục vụ chọn tạo giống lúa lai ba dòng mới ổn định và thích ứng với điều kiện sản xuất của Việt Nam.

Nội dung và câu hỏi nghiên cứu

Luận án giải quyết 3 nội dung nghiên cứu chính:

  1. Nội dung 1: Lai giữa các dòng B truyền thống, đánh giá và chọn dòng B mới mang tính trạng mục tiêu (Tạo dòng B mới).
  2. Nội dung 2: Lai dòng B mới với dòng A truyền thống, đánh giá và chọn dòng A mới mang nhiều đặc điểm tốt (Tạo dòng A mới).
  3. Nội dung 3: Lai dòng A mới với các dòng R tốt, chọn tổ hợp F1 triển vọng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu:
    • Các dòng mẹ và dòng duy trì khởi đầu: BoA/B, IR58025A/B (viết tắt là 25A/B), II-32A/B.
    • Các dòng phục hồi (dòng bố R): 21 dòng R triển vọng, bao gồm các dòng nhập nội từ Trung Quốc (R838, Q5) và các dòng R trong tập đoàn công tác của Công ty TNHH Syngenta Việt Nam (R632, R1532, R1586, R2210, R93, R2214...).
    • Giống đối chứng: Nhị ưu 838, Thái Xuyên 111.
  • Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá đặc điểm nông sinh học, tính bất dục/hữu dục, khả năng chống chịu sâu bệnh trên đồng ruộng và lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá (chủng vi khuẩn ND4.4) tại Nam Định và Thanh Hóa; thực hiện các thế hệ lai và đánh giá con lai F1 trong giai đoạn từ năm 2009 đến năm 2017.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước

Luận án đã hệ thống hóa các thành tựu lý thuyết và thực tiễn về ưu thế lai và hệ thống bất dục đực trên lúa:

  • Lý thuyết ưu thế lai và chọn giống lúa lai: Trích dẫn các phát hiện nền tảng từ Jones (1926), Chang et al., Kim (1985), Yuan et al. (1988, 1989, 2014) về xu hướng ưu thế lai giữa các loài phụ (Indica/Japonica > Indica/Javanica > Japonica/Javanica > Indica/Indica), chuyển gen tương hợp rộng (Wide Compatibility - Sn5) và mô hình siêu lúa lai. Các công trình di truyền phân tử của Song et al. (2010), Zhou et al. (2012), Xuehui et al. (2015), Wang et al. (2015), Qian (2016) về các locus tính trạng số lượng (QTL) và các alen vượt trội (superior alleles).
  • Hệ thống bất dục đực tế bào chất (CMS): Tổng thuật cơ chế tương tác gen nhân và tế bào chất của Virmani (1997), Ahmed (1966), Forde and Leaver (1980), Kadowaki et al. (1988). Lịch sử phát hiện dòng CMS của Shinjyo (1969, 1975 trên Boro-II), Erickson (1969), Carnahan (1972), Athwal và Virmani (1972), Yuan (1964) và Li Bi Hue (1970 với dạng WA). Phân loại nguồn tế bào chất của Cao et al., Khan et al., Young (1993) gồm WA, DA, G (Gambiaka), D (Dissi), ID (Indonesia 6), K, Honglian. Nghiên cứu phục hồi tính hữu dục qua gen Rf3, Rf4, orf352 của Tomohiko et al. (2014).
  • Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam: Điểm lại các công trình của Nguyễn Thị Trâm (1995, 2015, 2016), Nguyễn Công Tạn (1992, 2002), Nguyễn Văn Hoan (2001), Lê Văn Thuyết, Lê Hùng Phong, Phạm Văn Thuyết, Vũ Thị Bích Ngọc (2014), Nông Thị Huệ (nghiên cứu gen lóng vươn dài EUI).

Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết

Trong khi phần lớn các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam chỉ dừng lại ở việc khảo nghiệm, nhập nội hoặc chuyển gen đơn lẻ, luận án chọn hướng đi: Sử dụng phương pháp lai hữu tính giữa các dòng duy trì (dòng B) có nguồn gốc tế bào chất giống hoặc khác nhau nhằm tích hợp các đặc tính nông sinh học ưu việt vào một dòng B trung gian mới, sau đó tiến hành lai trở lại (hồi giao) liên tục với dòng CMS ban đầu để tạo ra các dòng A mới có tính bất dục ổn định, tỷ lệ thò vòi nhụy cao, chất lượng hạt cải thiện và mở rộng nguồn tế bào chất (WA và ID).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Cơ sở di truyền CMS: Tính bất dục đực do sự tương tác giữa tế bào chất mang gen gây bất dục $S$ (Sterile) và cặp gen lặn trong nhân $rr$. Dòng duy trì mang tế bào chất bình thường $N$ (Normal) và nhân $rr$. Dòng phục hồi mang gen trội $RR$ có khả năng lấn át yếu tố tế bào chất $S$.
  • Tiêu chuẩn phân loại dòng theo Virmani et al. (1997):
Phân loại dòng Tỷ lệ hạt phấn hữu dục (%) Tỷ lệ đậu hạt tự thụ (%)
Dòng duy trì (Maintainer - M) 0 – 1,0 0
Dòng bán duy trì (Partial Maintainer - PM) 1,1 – 50,0 0,1 – 50,0
Dòng bán phục hồi (Partial Restorer - PR) 50,1 – 80,0 50,0 – 75,0
Dòng phục hồi (Restorer - R) > 80,0 > 75,0

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Phương pháp lai và chọn lọc:
    • Lai hữu tính truyền thống, khử đực thủ công bằng tay, thụ phấn nhân tạo có bao cách ly chuyên dụng.
    • Tạo dòng B: Thực hiện 2 tổ hợp lai đơn IR58025B / BoB (cùng kiểu duy trì WA) và IR58025B / II-32B (duy trì kiểu WA và ID). Chọn lọc phả hệ qua các thế hệ phân ly đến khi đạt độ thuần (dòng thuần D1 và D2).
    • Tạo dòng A: Lai các dòng B mới chọn được với 3 dòng A khởi đầu (BoA, 25A, II-32A), sau đó tiến hành hồi giao liên tục từ $F_1$ đến thế hệ $BC_3F_1$ và $BC_6F_1$ để chuyển toàn bộ kiểu nhân của dòng B mới sang nền tế bào chất bất dục.
  • Phương pháp đánh giá nông sinh học và tính bất dục:
    • Đánh giá hình thái cây, lá, bông, hạt, thời gian sinh trưởng theo quy chuẩn IRRI (2002).
    • Kiểm tra độ bất dục hạt phấn bằng dung dịch $I-KI\ 1%$ dưới kính hiển vi và theo dõi tỷ lệ đậu hạt tự thụ trong bao cách ly.
    • Đánh giá tập tính nở hoa: Đo tỷ lệ thò vòi nhụy (nhụy thò 1 bên, 2 bên, tổng tỷ lệ thò vòi nhụy).
    • Đánh giá khả năng chống chịu: Quan sát sâu bệnh hại ngoài đồng ruộng (vụ Mùa 2014, vụ Xuân 2015) và lây nhiễm nhân tạo 2 chủng vi khuẩn bạc lá ND4.4 tại Nam Định và Thanh Hóa (vụ Xuân 2016).
    • Phân tích chất lượng: Phân tích hàm lượng amylose của hạt gạo.
  • Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp và con lai F1:
    • Lai thử nghiệm dòng mẹ mới với các dòng R theo phương pháp Line $\times$ Tester.
    • Phân tích giá trị khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA) đối với các tính trạng: số bông/khóm, chiều dài bông, số hạt chắc/bông, tỷ lệ hạt chắc, khối lượng 1000 hạt, năng suất cá thể.
    • Đánh giá năng suất và chất lượng cơm gạo của các tổ hợp lai $F_1$ triển vọng trong các vụ Xuân 2016, Mùa 2016 và Xuân 2017.

Nội dung chính theo từng chương

CẤU TRÚC LUẬN ÁN

Phần 1. Tính cấp thiết của đề tài

Trình bày cơ sở thực tiễn và lý luận về vai trò của lúa lai ba dòng tại Việt Nam, sự phụ thuộc nguồn hạt giống từ nước ngoài, phân tích chi tiết các điểm hạn chế của 3 dòng mẹ chủ lực (IR58025A, II-32A, BoA), xác định mục tiêu chọn tạo cặp dòng A/B mới và khẳng định ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Phần 2. Tổng quan tài liệu

Tổng quan 8 nội dung lớn:

  1. Khái niệm ưu thế lai.
  2. Ưu thế lai trên cây lúa.
  3. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới (tiến trình 4 giai đoạn tại Trung Quốc; chiến lược phát triển tại Ấn Độ, Bangladesh, Indonesia, Philippines, Thái Lan).
  4. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước.
  5. Hệ thống bất dục đực tế bào chất (CMS) và cơ chế di truyền.
  6. Hệ thống bất dục đực do gen nhân (TGMS).
  7. Phương pháp chọn tạo bố mẹ lúa lai ba dòng (chọn tạo dòng A, dòng B, dòng R).
  8. Mối quan hệ giữa các dòng A, B, R và khả năng kết hợp.

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết điều kiện thực nghiệm tại Nam Định và Thanh Hóa từ 2009–2017. Trình bày chi tiết vật liệu gồm 3 cặp dòng A/B gốc, 21 dòng R triển vọng, các giống đối chứng. Thiết lập sơ đồ lai tạo và quy trình chọn lọc phả hệ tạo dòng B mới (Hình 3.1), quy trình lai hồi giao tạo dòng A mới (Hình 3.2), phương pháp lây bệnh nhân tạo và các công thức phân tích di truyền số lượng.

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

4.1. Lai tạo, chọn lọc cải tiến các dòng B đang sử dụng tại Việt Nam để tạo dòng B mới

  • Đặc điểm các dòng khởi đầu: Đánh giá đặc điểm nông học của các dòng A, B tại Nam Định (vụ Xuân 2009) khẳng định sự khác biệt rõ nét về kiểu hình, thời gian sinh trưởng và khả năng nhận phấn.
  • Chọn lọc dòng thuần B mới:
    • Từ tổ hợp lai BoB / 25B, chọn lọc được 9 dòng thuần D1 mang đặc tính của nhóm B1.
    • Từ tổ hợp lai II-32B / 25B, chọn lọc được 9 dòng thuần D2 mang đặc tính của nhóm B2.
  • Đánh giá khả năng duy trì bất dục: Đánh giá khả năng duy trì bất dục của các dòng D1 và D2 trong vụ Mùa 2012 chứng minh: 9 dòng B1 duy trì hoàn toàn cho kiểu tế bào chất WA; 9 dòng B2 có khả năng duy trì bất dục cho cả 2 dạng tế bào chất WA và ID. Các dòng B mới đều tích hợp được các tính trạng mong muốn: đẻ nhánh khỏe, bông to, dạng hạt thon dài, một số dòng có mùi thơm.

4.2. Lai trở lại và đánh giá các dòng CMS mới

  • Quá trình hồi giao: Thực hiện lai trở lại các dòng B mới với các dòng mẹ ban đầu đến thế hệ $BC_6F_1$:
    • Tổ hợp BoA × B1 tạo ra nhóm dòng A1.
    • Tổ hợp 25A × B1 tạo ra nhóm dòng A2 (chọn được 9 dòng A2 ưu tú).
    • Cặp lai II-32B / 25B (B2) lai với dòng A tạo ra nhóm dòng A3 và A4 (mỗi nhóm chọn được 9 dòng ưu tú).
  • Độ bất dục đực: Đánh giá độ bất dục hạt phấn và tỷ lệ đậu hạt tự thụ qua các thế hệ từ $F_1$, $BC_3F_1$ đến $BC_6F_1$ (vụ Xuân 2013 đến vụ Xuân 2016) cho thấy các dòng A mới đạt độ bất dục đực hoàn toàn và ổn định ($100%$ hạt phấn bất dục, tỷ lệ đậu hạt tự thụ $0%$).
  • Đặc tính nông sinh học và hình thái: Các dòng A mới có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ vụ Mùa ngắn (72–78 ngày), chiều cao cây thấp và cứng cáp (54–79 cm), khả năng đẻ nhánh đạt 8–11 bông/khóm, số hạt trên bông lớn (172–197 hạt/bông), dạng hạt thon dài.
  • Tập tính nở hoa: Tỷ lệ thò vòi nhụy của các dòng A2, A3, A4 ưu tú trong vụ Xuân 2016 đạt từ 60% đến 73%, vượt trội so với dòng mẹ gốc IR58025A.
  • Phản ứng sâu bệnh và chất lượng: Các dòng A mới thể hiện tính chống chịu khá trên đồng ruộng vụ Mùa 2014 và Xuân 2015; kết quả lây nhiễm nhân tạo 2 chủng vi khuẩn bạc lá tại Nam Định và Thanh Hóa (vụ Xuân 2016) xác định được các dòng có mức độ nhiễm nhẹ; hàm lượng amylose ở mức thấp.

4.3. Lai tạo, chọn lọc tìm tổ hợp triển vọng mới

  • Tuyển chọn dòng bố R: Đánh giá đặc điểm nông sinh học của tập đoàn dòng R trong vụ Xuân 2015 và vụ Mùa 2015, xác định các dòng R có khả năng tung phấn tốt, thời gian sinh trưởng phù hợp để phối hợp với các dòng A mới.
  • Phân tích khả năng kết hợp (Line $\times$ Tester): Đánh giá 40 tổ hợp lai giữa 8 dòng A mới với 5 dòng R (R838, Q5, R632, R1532, R1586) trong vụ Xuân 2016:
    • Xác định 4 dòng A mới gồm A2-17, A3-4, A4-7, A4-8 có giá trị khả năng kết hợp riêng (SCA) cao vượt trội về các yếu tố cấu thành năng suất, đặc biệt là năng suất cá thể.
    • Chọn được 2 tổ hợp lai ưu tú là A2-17 / R632 và A3-4 / R1532.
  • Khảo nghiệm con lai F1 triển vọng: Đánh giá 19 tổ hợp triển vọng (từ 121 tổ hợp lai thử giữa 8 dòng A và 16 dòng R mới) trong các vụ Xuân 2016 và Xuân 2017:
    • Chọn được 3 tổ hợp lai ưu tú gồm A4-8 / R2210, A3-4 / R93, A2-9 / R2214.
    • Các tổ hợp này có thời gian sinh trưởng ngắn (vụ Xuân 120–135 ngày, vụ Mùa 105–115 ngày), dạng hình cây đẹp, chất lượng gạo cải thiện, năng suất thực thu cao hơn đối chứng Nhị ưu 838 từ 11% đến 35%.

Phần 5. Kết luận và đề nghị

Đưa ra 3 kết luận khoa học và thực tiễn lớn của đề tài, đồng thời kiến nghị các bước thử nghiệm tiếp theo.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt khoa học lý luận

  1. Khả năng tái tổ hợp tính trạng ở dòng duy trì (dòng B): Khẳng định khi lai hữu tính giữa hai dòng B có cùng hoặc khác kiểu duy trì tế bào chất bất dục đực, qua chọn lọc phả hệ có thể tạo ra các dòng B mới thuần vừa tích hợp các tính trạng nông sinh học mong muốn từ cả hai bố mẹ, vừa giữ nguyên khả năng duy trì bất dục cho các dạng tế bào chất tương ứng (kể cả khả năng duy trì đồng thời cho cả 2 dạng tế bào chất WA và ID).
  2. Hiệu ứng tế bào chất bất dục: Luận án kết luận tế bào chất bất dục có ảnh hưởng quyết định đến độ ổn định của tính bất dục đực, nhưng ít ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện kiểu hình thân lá, dạng hình cây, dạng hạt và năng suất của con lai F1.
  3. Hiệu quả chuyển gen bằng lai hồi giao: Sử dụng dòng B mới để lai trở lại với các dòng A truyền thống đến thế hệ $BC_6F_1$ cho phép chuyển toàn bộ các đặc tính ưu việt của nhân dòng B sang dòng A mới mà vẫn bảo tồn tính bất dục ổn định.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Tạo ra 18 dòng B mới: Gồm 09 dòng B1 (duy trì tính bất dục cho dạng tế bào chất WA) và 09 dòng B2 (duy trì tính bất dục cho cả 2 dạng tế bào chất WA và ID). Các dòng B mới có thời gian sinh trưởng ngắn, đẻ nhánh khỏe, độ phong phú phấn cao, bông to, dạng hạt đẹp và một số dòng có mùi thơm.
  • Tạo ra 08 dòng CMS (dòng A) mới: Gồm 4 dòng mang tế bào chất kiểu WA và 4 dòng mang tế bào chất kiểu WA và ID. Các dòng A mới có thời gian sinh trưởng từ gieo đến trỗ vụ Mùa từ 72–78 ngày, chiều cao cây 54–79 cm, số bông/khóm từ 8–11 bông, số hạt/bông đạt 172–197 hạt, hàm lượng amylose thấp, tỷ lệ thò vòi nhụy cao (60–73%), khả năng nhận phấn ngoài được cải thiện rõ rệt.
  • Tạo ra 05 tổ hợp lúa lai ba dòng triển vọng: Gồm A2-17 / R632, A3-4 / R1532, A4-8 / R2210, A3-4 / R93, A2-9 / R2214. Các tổ hợp này có thời gian sinh trưởng vụ Xuân từ 120–135 ngày, vụ Mùa từ 105–115 ngày, năng suất vượt đối chứng Nhị ưu 838 từ 10% đến 35%, chất lượng gạo tốt.

Bảng tổng hợp các dòng bố mẹ và tổ hợp lai tiêu biểu của luận án

Nhóm vật liệu Số lượng tạo thành Tên dòng / Tổ hợp tiêu biểu Nguồn gốc / Nền tế bào chất Đặc tính nông sinh học chính
Dòng duy trì (B mới) 18 dòng 9 dòng B1 (nhóm D1)
9 dòng B2 (nhóm D2)		 Lai BoB / 25B
Lai II-32B / 25B		 TGST ngắn, đẻ khỏe, bông to, hạt thon dài, duy trì kiểu WA hoặc cả WA và ID.
Dòng mẹ bất dục (CMS - A mới) 8 dòng A2-17, A3-4, A4-7, A4-8, A2-9... Hồi giao đến $BC_6F_1$ (mang TBC WA hoặc WA & ID) Cây thấp (54–79 cm), 8–11 bông/khóm, 172–197 hạt/bông, thò vòi nhụy 60–73%, amylose thấp.
Tổ hợp lai F1 triển vọng 5 tổ hợp A2-17 / R632
A3-4 / R1532
A4-8 / R2210
A3-4 / R93
A2-9 / R2214		 Lai giữa các dòng A mới với các dòng R chọn lọc TGST Xuân 120–135 ngày, Mùa 105–115 ngày; năng suất cao hơn đối chứng Nhị ưu 838 từ 10–35%.

Kiến nghị và đề xuất

Tiến hành đưa 05 tổ hợp lai triển vọng (A2-17 / R632, A3-4 / R1532, A4-8 / R2210, A3-4 / R93, A2-9 / R2214) vào mạng lưới khảo nghiệm sinh thái ở các vùng sản xuất lúa khác nhau và tham gia hệ thống khảo nghiệm giống Quốc gia để sớm công nhận và phục vụ sản xuất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Phạm vi vùng khảo nghiệm: Các đánh giá khả năng kết hợp và năng suất con lai $F_1$ chủ yếu tập trung thực nghiệm tại Nam Định và Thanh Hóa trong giai đoạn 2009–2017. Cần mở rộng khảo nghiệm đa điểm tại các vùng sinh thái lúa lớn khác ở miền Bắc và miền Trung để đánh giá tính thích ứng rộng và độ ổn định năng suất.
  • Phổ tính trạng chống chịu sâu bệnh: Mới chỉ thực hiện đánh giá tập trung đối với bệnh bạc lá qua lây nhiễm nhân tạo chủng ND4.4 và quan sát đồng ruộng tự nhiên; cần tiếp tục đánh giá sâu hơn về mức độ kháng rầy nâu, đạo ôn và các điều kiện bất thuận ngoại cảnh (hạn, mặn, nhiệt độ khắc nghiệt).
  • Ứng dụng chỉ thị phân tử: Các dòng bố mẹ mới được chọn tạo hoàn toàn bằng phương pháp lai truyền thống và chọn lọc kiểu hình; hướng nghiên cứu tiếp theo có thể ứng dụng chỉ thị phân tử (chọn giống nhờ chỉ thị phân tử - MAS) để giám định chính xác các gen kháng sâu bệnh và các gen phục hồi/duy trì bất dục nhằm rút ngắn thời gian chọn lọc.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, giảng viên và nhà chọn giống cây trồng: Luận án cung cấp quy trình thực nghiệm hoàn chỉnh về phương pháp cải tiến dòng duy trì (dòng B) bằng lai hữu tính giữa các dòng B truyền thống, kết hợp phương pháp hồi giao liên tục đến thế hệ $BC_6F_1$ để tạo dòng CMS mới. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp luận và kỹ thuật di truyền số lượng trong chọn tạo dòng bố mẹ lúa lai ba dòng.
  • Đối với các cơ quan nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất giống cây trồng: 18 dòng B mới, 8 dòng A mới và 5 tổ hợp lai $F_1$ là nguồn vật liệu di truyền sẵn có để khai thác, phối hợp lai tạo hoặc phát triển sản xuất hạt giống lúa lai nội địa, góp phần giảm bớt tỷ lệ phụ thuộc vào nguồn giống nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã sử dụng những cặp dòng khởi đầu nào để tạo vật liệu dòng duy trì (B) mới?

Tác giả đã sử dụng 3 cặp dòng bố mẹ phổ biến trong sản xuất gồm: IR58025A/B (nhập nội từ IRRI), BoA/B và II-32A/B (nhập nội từ Trung Quốc). Trong đó, phép lai BoB / 25B được dùng để tạo ra nhóm dòng B1, và phép lai II-32B / 25B được dùng để tạo ra nhóm dòng B2.

2. Các dòng B mới được chọn tạo có khả năng duy trì tính bất dục đối với những nguồn tế bào chất nào?

Trong số 18 dòng B mới được tạo ra:

  • 09 dòng B1 (chọn từ tổ hợp BoB / 25B) có khả năng duy trì tính bất dục cho tế bào chất dạng hoang dại WA.
  • 09 dòng B2 (chọn từ tổ hợp II-32B / 25B) có khả năng duy trì tính bất dục cho cả 2 dạng tế bào chất khác nhau là WA và ID (Indonesia 6).

3. Tỷ lệ thò vòi nhụy của các dòng A mới được cải thiện như thế nào so với dòng mẹ truyền thống?

Các dòng A mới chọn tạo đạt tỷ lệ thò vòi nhụy từ 60% đến 73% (trong vụ Xuân 2016 tại Nam Định), cao hơn nhiều so với dòng mẹ đối chứng IR58025A (vốn chỉ đạt tỷ lệ thụ phấn chéo ngoài tự nhiên rất thấp, khoảng 2,98%), giúp nâng cao khả năng nhận phấn ngoài khi sản xuất hạt lai F1.

4. Luận án đã chọn được những tổ hợp lai F1 nào ưu tú nhất và năng suất so với đối chứng ra sao?

Luận án đã xác định được 5 tổ hợp lai $F_1$ triển vọng gồm:

  • 2 tổ hợp từ đánh giá khả năng kết hợp: A2-17 / R632 và A3-4 / R1532.
  • 3 tổ hợp từ khảo nghiệm con lai F1: A4-8 / R2210, A3-4 / R93, A2-9 / R2214. Các tổ hợp này có thời gian sinh trưởng phù hợp với cơ cấu mùa vụ (vụ Xuân 120–135 ngày, vụ Mùa 105–115 ngày) và cho năng suất thực thu cao hơn giống đối chứng Nhị ưu 838 từ 10% đến 35%.

5. Kết luận di truyền nổi bật của luận án về vai trò của tế bào chất bất dục đối với con lai F1 là gì?

Tác giả khẳng định tế bào chất bất dục có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định của tính bất dục đực ở dòng mẹ, nhưng ít ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện của con lai F1 về các tính trạng dạng hình cây, thân lá, dạng hạt và năng suất.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Bùi Viết Thư đã giải quyết thành công vấn đề tạo nguồn vật liệu bố mẹ mới cho chọn giống lúa lai ba dòng tại Việt Nam thông qua phương pháp lai cải tiến dòng duy trì B và hồi giao tạo dòng bất dục đực CMS. Công trình đã tạo ra 18 dòng B mới, 08 dòng A mới có độ bất dục ổn định, tỷ lệ thò vòi nhụy cao (60–73%) và 05 tổ hợp lai $F_1$ có năng suất vượt đối chứng Nhị ưu 838 từ 10–35%. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm phong phú nguồn tế bào chất lúa lai (WA và ID) và cung cấp cơ sở khoa học, thực tiễn để phát triển các giống lúa lai ba dòng nội địa thích ứng với điều kiện sản xuất tại Việt Nam.