Nghiên cứu chọn tạo dòng TGMS ngắn ngày để phát triển giống lúa lai cực ngắn tại miền Bắc

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG I: CỞ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

1.2. Ưu thế lai và khai thác sử dụng ưu thế lai ở lúa

1.3. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai

1.4. Cơ sở phân tử của hiện tượng ưu thế lai

1.5. Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa

1.6. Hệ thống bất dục đực sử dụng trong chọn giống lúa lai hai dòng

1.7. Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (TGMS)

1.8. Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.9. Điều kiện khí hậu thời tiết của các tỉnh phía Bắc Việt Nam

1.10. Cơ sở thực tế về sinh trưởng phát triển và gen của giống lúa cực ngắn

1.11. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng bố với các dòng TGMS

1.11.1. Tình hình nghiên cứu các dòng TGMS trên Thế giới và ở Việt nam

1.11.2. Tình hình nghiên cứu các dòng TGMS trên Thế giới

1.11.3. Tình hình nghiên cứu tạo dòng TGMS của Việt nam

1.11.4. Tình hình nghiên cứu chọn tạo tổ hợp lúa lai 2 dòng trên Thế giới và Việt Nam

1.11.5. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo tổ hợp lúa lai 2 dòng trên Thế giới

1.11.6. Kết quả chọn tạo các tổ hợp lúa lai 2 dòng ở Việt nam

1.11.7. Tình hình phát triển lúa lai trên Thế giới

1.11.8. Tình hình phát triển lúa lai của Việt Nam

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

2.1. Vật liệu nghiên cứu (nguồn gốc phụ lục 1)

2.2. Vật liệu sử dụng cho chọn tạo TGMS mới, thu thập cho đánh giá và sử dụng

2.3. Vật liệu sử dụng cho chọn tạo TGMS mới

2.4. Vật liệu TGMS thu thập cho đánh giá và sử dụng: T37S, T14S, T256S, 4TGMS, T6S, 15TGMS, 12TGMS, 25S, Kim76S, TG1

2.5. Vật liệu TGMS cho đánh giá ngưỡng nhiệt độ, các đặc tính nông sinh học, thử khả năng kết hợp: T37S, T14S, T256S, 4TGMS, TH17S-16, TH3-3

2.6. Vật liệu làm bố cho lai tạo và tìm tổ hợp lai cực ngắn ngày mới

2.7. Vật liệu cho nhân dòng mẹ, thử sức sống của vòi nhụy, đánh giá các tổ hợp lai triển vọng: T256S, TH17S-16, RT201, RT205, RT203, LT3

2.8. Nội dung nghiên cứu

2.8.1. Nghiên cứu lai tạo, thu thập, chọn lọc và đánh giá các dòng TGMS ngắn ngày

2.8.2. Lai tạo và chọn lọc các dòng TGMS ngắn ngày

2.8.3. Thu thập và chọn thuần các dòng TGMS ngắn ngày

2.8.4. Đánh giá tính bất dục, các đặc tính nông sinh học và khả năng kết hợp của các dòng TGMS thuần ngắn ngày (được lựa chọn)

2.8.5. Đánh giá tính bất dục của các dòng TGMS thuần được lựa chọn

2.8.6. Đánh giá đặc tính hình thái và đặc tính nông sinh học của các dòng TGMS thuần được lựa chọn

2.8.7. Đánh giá KNKH của các dòng mẹ TGMS mới và các dòng bố

2.8.8. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của dòng bố để chọn tạo các tổ hợp lai cực ngắn; đánh giá so sánh một số tổ hợp lai được lựa chọn

2.8.9. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của dòng bố để chọn tạo các tổ hợp lai cực ngắn

2.8.10. Đánh giá một số tổ hợp lai cực ngắn ngày triển vọng được lựa chọn

2.8.11. Nhân dòng mẹ và nghiên cứu sức sống vòi nhụy của dòng mẹ T256S, TH17S-16, bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản xuất tổ hợp lai triển vọng

2.8.12. Nhân dòng mẹ TGMS: T256S, TH17S-16

2.8.13. Nghiên cứu sức sống vòi nhụy của dòng mẹ T256S, TH17S-16

2.8.14. Bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản xuất các tổ hợp lai triển vọng

2.9. Phương pháp nghiên cứu

2.9.1. Lai tạo, chọn lọc các dòng TGMS

2.9.2. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học và đặc tính bất dục của các dòng TGMS

2.9.3. Phương pháp đánh giá KNKH các dòng bố mẹ trong TN Line x Tester

2.9.4. Phương pháp đánh giá so sánh tổ hợp lai triển vọng, nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất hạt lai F1 và nhân dòng TGMS

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Nghiên cứu chọn tạo, thu thập, làm thuần và đánh giá các dòng TGMS

3.2. Lai tạo, chọn lọc và đánh giá các dòng TGMS mới

3.3. Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng, hình thái của các dòng TGMS mới chọn tạo

3.4. Thu thập và chọn lọc các dòng TGMS ngắn ngày hiện có trong nước

3.5. Kết quả đánh giá độ bất dục hạt phấn và các đặc tính nông sinh học, khả năng kết hợp của các dòng TGMS ngắn ngày tốt được lựa chọn

3.6. Nghiên cứu đặc tính mẫn cảm nhiệt độ, độ bất dục của hạt phấn của một dòng TGMS tốt được lựa chọn

3.7. Kết quả đánh giá các đặc tính hình thái và tính trạng nông sinh học của các dòng TGMS được lựa chọn

3.8. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng TGMS ngắn ngày triển vọng được lựa chọn

3.9. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất của các dòng bố mẹ trong nghiên cứu KNKH

3.10. Đặc điểm nông sinh học, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai F1 giữa các dòng bố mẹ trong NC KNKH

3.11. Kết quả đánh giá KNKH chung (GCA) của các dòng bố mẹ

3.12. Kết quả đánh giá KNKH riêng (SCA) của các dòng bố mẹ

3.13. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của các dòng bố để tạo ra các tổ hợp lai cực ngắn ngày, so sánh các tổ hợp lai được lựa chọn

3.14. Nghiên cứu về lựa chọn TGST của các dòng bố để chọn tạo các tổ hợp lai cực ngắn

3.15. Đánh giá một số tổ hợp lai cực ngắn ngày được lựa chọn

3.16. Kết quả đánh giá một số tổ hợp lai được lựa chọn

3.17. Đánh giá chất lượng gạo của một số tổ hợp lai triển vọng

3.18. Nhân dòng mẹ, nghiên cứu sức sống của vòi nhụy dòng mẹ có KNKH chung cao, bước đầu đưa ra quy trình sản xuất hạt lai F1 các tổ hợp triển vọng

3.19. Bước đầu nhân thử dòng mẹ TGMS: T256S, TH17S-16

3.20. Nghiên cứu sức sống vòi nhụy của 2 dòng mẹ: T256S, TH17S-16 và bước đầu đưa ra hướng dẫn kỹ thuật sản suất hạt lai các tổ hợp triển vọng

4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và cơ sở khoa học

Nghiên cứu tập trung vào việc chọn tạo giống lúa TGMS ngắn ngày nhằm phát triển giống lúa lai cực ngắn tại miền Bắc. Đây là giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu, đặc biệt là rét đậm, rét hại và lũ lụt, gây ảnh hưởng lớn đến nông nghiệp. Các giống lúa TGMS hiện có thường có thời gian sinh trưởng dài, không phù hợp với điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Nghiên cứu này nhằm tạo ra các dòng TGMS ngắn ngày, có năng suất lúa cao và khả năng chống chịu tốt.

1.1. Ưu thế lai và ứng dụng

Ưu thế lai là yếu tố quan trọng trong việc phát triển giống lúa lai. Nghiên cứu khai thác ưu thế lai để tạo ra các tổ hợp lúa lai hai dòng, có năng suất cao hơn 5-10% so với giống thông thường. Hệ thống lúa lai hai dòng sử dụng dòng bất dục đực mẫn cảm nhiệt độ (TGMS), phù hợp với điều kiện khí hậu hai mùa nóng lạnh rõ rệt tại miền Bắc.

1.2. Cơ sở di truyền

Cơ sở di truyền của ưu thế lai được giải thích qua hai giả thuyết chính: tính trội và siêu trội. Giả thuyết tính trội cho rằng ưu thế lai xuất phát từ sự kết hợp các gen trội, trong khi giả thuyết siêu trội nhấn mạnh sự tương tác giữa các alen khác nhau. Cả hai giả thuyết đều được áp dụng trong chọn tạo giống lúa để tối ưu hóa năng suất và chất lượng.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lai tạo và chọn lọc các dòng TGMS ngắn ngày. Các dòng bố ngắn ngày được lai với dòng mẹ TGMS để tạo ra các tổ hợp lai F1 có thời gian sinh trưởng ngắn. Quá trình chọn lọc được thực hiện qua các thế hệ F2, F3 để đảm bảo tính ổn định của các đặc tính nông sinh học và độ bất dục.

2.1. Lai tạo và chọn lọc

Các dòng TGMS mới được tạo ra bằng cách lai giữa dòng bố ngắn ngày và dòng mẹ TGMS. Quá trình chọn lọc tập trung vào các đặc điểm như thời gian sinh trưởng, độ bất dục hạt phấn và khả năng kết hợp. Các dòng TGMS triển vọng được đánh giá về năng suất lúa và khả năng chống chịu sâu bệnh.

2.2. Đánh giá đặc tính nông sinh học

Các dòng TGMS được đánh giá về đặc điểm hình thái, thời gian sinh trưởng và khả năng kết hợp. Các tổ hợp lai F1 được so sánh về năng suất và chất lượng gạo. Kết quả đánh giá giúp xác định các tổ hợp lai triển vọng, phù hợp với điều kiện canh tác tại miền Bắc.

III. Kết quả và ứng dụng

Nghiên cứu đã chọn tạo được hai dòng TGMS ngắn ngày là T256S và TH17S-16, cùng ba tổ hợp lai triển vọng: T256S/RT205, T256S/RT201 và TH17S-16/RT203. Các tổ hợp này có thời gian sinh trưởng cực ngắn (≤100 ngày), năng suất lúa cao và chất lượng gạo tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác tại miền Bắc.

3.1. Dòng TGMS ngắn ngày

Hai dòng TGMS T256S và TH17S-16 được chọn tạo có thời gian sinh trưởng ngắn, độ bất dục ổn định và khả năng kết hợp cao. Các dòng này là nền tảng để tạo ra các tổ hợp lai cực ngắn ngày, đáp ứng nhu cầu sản xuất lúa tại các vùng có điều kiện khí hậu khắc nghiệt.

3.2. Tổ hợp lai triển vọng

Ba tổ hợp lai T256S/RT205, T256S/RT201 và TH17S-16/RT203 có thời gian sinh trưởng cực ngắn, năng suất cao và chất lượng gạo tốt. Các tổ hợp này được đánh giá là giống dự phòng hiệu quả cho vụ Xuân sớm, giúp né tránh rét đậm, rét hại và lũ lụt, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất cây vụ Đông.

IV. Ý nghĩa và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp luận cứ khoa học cho việc chọn tạo giống lúa TGMS ngắn ngày và các tổ hợp lúa lai cực ngắn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao, giúp cải thiện năng suất lúa và ứng phó với biến đổi khí hậu tại miền Bắc. Các dòng TGMS và tổ hợp lai triển vọng được tạo ra là nguồn giống quý giá cho sản xuất nông nghiệp.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ cơ sở di truyền và phương pháp chọn tạo giống lúa TGMS ngắn ngày. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà khoa học và giảng viên trong lĩnh vực di truyền và chọn giống cây trồng.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

Các dòng TGMS và tổ hợp lai triển vọng được tạo ra có khả năng ứng dụng cao trong sản xuất nông nghiệp. Chúng giúp tăng năng suất lúa, giảm thiểu rủi ro do biến đổi khí hậu, và tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại miền Bắc.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chọn tạo dòng TGMS ngắn ngày phát triển giống lúa lai cực ngắn ở miền Bắc