Báo Cáo Tổng Hợp Kết Quả Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Lúa Lai Hai Dòng Kháng Bệnh Bạc Lá

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Chọn tạo giống lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá bằng kết hợp phương pháp công nghệ sinh học công, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng

• Trường học: Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Nông nghiệp
• Đề tài: Chọn Tạo Giống Lúa Lai Hai Dòng Kháng Bệnh Bạc Lá
• Loại tài liệu: báo cáo tổng hợp

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước và trên thế giới
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước
• 1.2. Bệnh bạc lá và những nghiên cứu bệnh bạc lá
• 1.2.1. Đặc điểm, triệu chứng bệnh bạc lá lúa
• 1.2.2. Nguyên nhân gây bệnh bạc lá
• 1.2.3. Thành phần nòi vi khuẩn gây bệnh bạc lá

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Nghiên Cứu Giống Lúa Lai Kháng Bệnh Bạc Lá Mới

Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và nâng cao hiệu quả sản xuất lúa gạo. Lúa lai, với ưu thế về năng suất và khả năng thích ứng, đã trở thành một phần không thể thiếu trong cơ cấu giống cây trồng ở Việt Nam. Tuy nhiên, diện tích trồng lúa lai đang có xu hướng giảm do một trong những nguyên nhân chính là sự mẫn cảm với bệnh bạc lá. Bệnh bạc lá gây thiệt hại nặng nề, làm giảm năng suất từ 30-60%. Do đó, việc phát triển các giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá là vô cùng cấp thiết. Nghiên cứu này hướng đến việc tạo ra các giống lúa mới, kết hợp công nghệ sinh học và phương pháp truyền thống, nhằm mang lại năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng chống chịu bệnh tật vượt trội, góp phần vào sản xuất lúa gạo bền vững. Việc sử dụng các chỉ thị phân tử giúp xác định nhanh chóng và chính xác các cá thể mang gen kháng bệnh, định hướng quá trình chọn tạo giống lúa hiệu quả hơn.

1.1. Tầm quan trọng của việc phát triển giống lúa lai kháng bệnh

Phát triển giống lúa lai kháng bệnh bạc lá có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo năng suất và chất lượng lúa gạo. Bệnh bạc lá gây thiệt hại lớn cho người nông dân, đặc biệt là trong điều kiện biến đổi khí hậu ngày càng khắc nghiệt. Việc sử dụng giống kháng bệnh giúp giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Các giống lúa lai có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn, giúp giảm thiểu rủi ro cho người nông dân và tăng tính ổn định cho sản xuất. Hơn nữa, việc tạo ra các giống lúa lai có chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu thị trường sẽ góp phần nâng cao giá trị gia tăng cho ngành lúa gạo Việt Nam.

1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu lúa lai trong và ngoài nước

Trung Quốc là quốc gia tiên phong trong nghiên cứu và phát triển lúa lai, với diện tích lúa lai chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa. Ấn Độ và Việt Nam cũng đã đạt được những thành tựu đáng kể trong lĩnh vực này. Các nghiên cứu tập trung vào việc tạo ra các giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh và thích ứng với các điều kiện môi trường khác nhau. Trong nước, nhiều dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) đã được tạo ra, mở ra triển vọng cho việc phát triển lúa lai hai dòng. Tuy nhiên, phần lớn giống lúa lai đang được trồng ở Việt Nam vẫn nhập khẩu từ Trung Quốc, đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc chủ động trong sản xuất giống.

II. Thách Thức và Vấn Đề Với Bệnh Bạc Lá Trên Giống Lúa Lai

Bệnh bạc lá lúa là một trong những thách thức lớn nhất đối với sản xuất lúa gạo ở Việt Nam. Bệnh do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây ra, gây hại trên lá, làm giảm khả năng quang hợp và dẫn đến giảm năng suất nghiêm trọng. Các giống lúa lai hiện nay thường dễ bị nhiễm bệnh bạc lá, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết ẩm ướt và mưa nhiều. Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ bệnh có thể gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Do đó, cần có giải pháp bền vững hơn để kiểm soát bệnh bạc lá, trong đó việc chọn tạo giống lúa lai có khả năng kháng bệnh bạc lá là một hướng đi quan trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các gen kháng bệnh và ứng dụng chúng trong quá trình tạo giống, nhằm giảm thiểu thiệt hại do bệnh bạc lá gây ra và đảm bảo năng suất ổn định cho người nông dân. Giải quyết các vấn đề liên quan đến giống lúa chất lượng cao bị ảnh hưởng bởi dịch bệnh.

2.1. Tác động của bệnh bạc lá đến năng suất và chất lượng lúa gạo

Bệnh bạc lá gây tác động lớn đến năng suất và chất lượng lúa gạo. Lá bị bệnh làm giảm khả năng quang hợp, ảnh hưởng đến quá trình tích lũy tinh bột trong hạt. Lúa bị bệnh bạc lá thường có tỷ lệ hạt lép cao, chất lượng gạo giảm sút, ảnh hưởng đến giá trị kinh tế. Ngoài ra, bệnh bạc lá còn làm tăng chi phí sản xuất do phải sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, ảnh hưởng đến lợi nhuận của người nông dân. Việc phòng trừ bệnh bạc lá đòi hỏi phải có biện pháp quản lý đồng bộ, từ việc sử dụng giống kháng bệnh đến việc áp dụng các biện pháp canh tác hợp lý.

2.2. Các chủng vi khuẩn bạc lá phổ biến và khả năng kháng bệnh của các giống lúa

Vi khuẩn bạc lá có nhiều chủng khác nhau, với khả năng gây bệnh khác nhau trên các giống lúa. Một số chủng vi khuẩn có khả năng gây bệnh mạnh trên nhiều giống lúa, trong khi một số chủng khác chỉ gây bệnh trên một số giống nhất định. Các giống lúa có các gen kháng bệnh khác nhau, giúp chúng có khả năng chống lại một số chủng vi khuẩn nhất định. Việc xác định các chủng vi khuẩn bạc lá phổ biến và khả năng kháng bệnh của các giống lúa là rất quan trọng để có thể lựa chọn giống phù hợp và áp dụng biện pháp phòng trừ bệnh hiệu quả. Cần liên tục cập nhật thông tin về các chủng vi khuẩn mới xuất hiện và khả năng kháng bệnh của các giống lúa để đảm bảo hiệu quả phòng trừ bệnh.

2.3. Ưu thế lai và những hạn chế khi lúa lai bị nhiễm bệnh bạc lá

Lúa lai thường có năng suất cao hơn so với lúa thuần nhờ ưu thế lai. Tuy nhiên, khi lúa lai bị nhiễm bệnh bạc lá, năng suất có thể giảm đáng kể, thậm chí còn thấp hơn so với lúa thuần. Điều này làm giảm hiệu quả kinh tế của việc trồng lúa lai và gây thiệt hại cho người nông dân. Do đó, việc tạo ra các giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá là rất quan trọng để khai thác tối đa ưu thế lai và đảm bảo năng suất ổn định.

III. Phương Pháp Chọn Tạo Giống Lúa Lai Kháng Bệnh Bạc Lá Hiệu Quả

Nghiên cứu này sử dụng kết hợp các phương pháp công nghệ sinh học (CNSH) và phương pháp truyền thống để chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá. Phương pháp CNSH bao gồm công nghệ đơn bội và chỉ thị phân tử, giúp rút ngắn thời gian chọn giống và tăng độ chính xác. Công nghệ đơn bội cho phép tạo ra các dòng thuần nhanh chóng, trong khi chỉ thị phân tử giúp xác định các cá thể mang gen kháng bệnh. Phương pháp truyền thống bao gồm lai tạo, chọn lọc và khảo nghiệm, nhằm đánh giá khả năng thích ứng và năng suất của các dòng lai. Sự kết hợp giữa hai phương pháp này cho phép tạo ra các giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng chống chịu bệnh tật vượt trội. Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống giúp tăng cường hiệu quả và độ chính xác của quy trình.

3.1. Ứng dụng công nghệ sinh học CNSH trong chọn tạo giống lúa

Công nghệ sinh học trong chọn giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu quả và độ chính xác của quy trình. Công nghệ đơn bội giúp tạo ra các dòng thuần nhanh chóng, rút ngắn thời gian chọn giống. Chỉ thị phân tử giúp xác định các cá thể mang gen kháng bệnh, cho phép chọn lọc hiệu quả hơn. Các công nghệ khác như chuyển gen, chỉnh sửa gen cũng có thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính của giống lúa. Tuy nhiên, việc ứng dụng CNSH cần tuân thủ các quy định về an toàn sinh học và đảm bảo tính bền vững của sản xuất.

3.2. Lai tạo và chọn lọc theo phương pháp truyền thống

Lai tạo và chọn lọc là các phương pháp truyền thống vẫn đóng vai trò quan trọng trong quy trình chọn tạo giống. Lai tạo giúp tạo ra sự đa dạng di truyền, tạo cơ hội cho việc chọn lọc các cá thể có đặc tính mong muốn. Chọn lọc giúp loại bỏ các cá thể không phù hợp và giữ lại các cá thể có tiềm năng. Quá trình lai tạo và chọn lọc cần được thực hiện cẩn thận và kỹ lưỡng để đảm bảo tạo ra các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng chống chịu bệnh tật. Kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học trong chọn giống mang lại hiệu quả cao.

3.3. Sử dụng chỉ thị phân tử Marker Assisted Selection MAS

Sử dụng chỉ thị phân tử (MAS) là một công cụ hiệu quả để quy trình chọn tạo giống đạt hiệu quả cao. MAS cho phép xác định các cá thể mang gen kháng bệnh một cách nhanh chóng và chính xác, giúp giảm thiểu thời gian và chi phí chọn giống. Các chỉ thị phân tử được liên kết chặt chẽ với gen kháng bệnh, giúp dự đoán chính xác kiểu hình kháng bệnh của cây. Việc sử dụng MAS giúp tăng cường hiệu quả chọn lọc và tạo ra các giống lúa có khả năng kháng bệnh tốt hơn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Giống Lúa Lai Hai Dòng Kháng Bạc Lá Tiềm Năng

Nghiên cứu đã tạo ra được một số dòng giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá tiềm năng. Các dòng này được đánh giá về năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu bệnh tật trong điều kiện đồng ruộng. Kết quả cho thấy các dòng này có năng suất tương đương hoặc cao hơn so với các giống lúa lai đang được trồng phổ biến, đồng thời có khả năng kháng bệnh bạc lá tốt hơn. Các dòng này cũng có chất lượng gạo tốt, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Các dòng giống lúa lai hai dòng này đang được tiếp tục khảo nghiệm và đánh giá để có thể sớm đưa vào sản xuất đại trà, góp phần vào việc tăng cường an ninh lương thực và nâng cao hiệu quả sản xuất lúa gạo.

4.1. Đánh giá năng suất và khả năng kháng bệnh của các dòng lúa lai

Việc đánh giá năng suất và khả năng kháng bệnh của các dòng lúa lai được thực hiện trong điều kiện đồng ruộng, với sự lây nhiễm nhân tạo của vi khuẩn bạc lá. Các dòng lúa lai được so sánh với các giống lúa lai đang được trồng phổ biến về năng suất, tỷ lệ hạt lép, mức độ nhiễm bệnh và các chỉ tiêu khác. Kết quả cho thấy các dòng lúa lai kháng bệnh có năng suất tương đương hoặc cao hơn so với các giống đối chứng, đồng thời có mức độ nhiễm bệnh thấp hơn đáng kể.

4.2. Phân tích chất lượng gạo của các dòng lúa lai kháng bệnh

Chất lượng gạo là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến giá trị kinh tế của giống lúa. Các dòng lúa lai kháng bệnh được phân tích về các chỉ tiêu chất lượng gạo như tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ bạc bụng, độ trắng, độ trong, hàm lượng amylose và các chỉ tiêu khác. Kết quả cho thấy các dòng lúa lai kháng bệnh có chất lượng gạo tốt, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Điều này giúp tăng giá trị gia tăng cho sản phẩm và nâng cao thu nhập cho người nông dân.

4.3. Khảo nghiệm các dòng lúa lai tại các vùng sinh thái khác nhau

Khảo nghiệm giống tại các vùng sinh thái khác nhau là rất quan trọng để đánh giá khả năng thích ứng của các dòng lúa lai với các điều kiện môi trường khác nhau. Các dòng lúa lai được trồng tại nhiều địa điểm khác nhau, với các điều kiện khí hậu, đất đai và chế độ canh tác khác nhau. Kết quả khảo nghiệm cho thấy các dòng lúa lai kháng bệnh có khả năng thích ứng tốt với nhiều vùng sinh thái khác nhau, chứng tỏ tính ổn định và tiềm năng phát triển của chúng.

V. Ứng Dụng và Tiềm Năng Phát Triển Giống Lúa Lai Trong Tương Lai

Các dòng giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá được tạo ra từ nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất lúa gạo ở Việt Nam. Việc sử dụng các giống này giúp giảm thiểu thiệt hại do bệnh bạc lá gây ra, tăng năng suất và chất lượng lúa gạo, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Trong tương lai, nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện các đặc tính của giống lúa, như năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu bệnh. Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp lai tạo lúa mới, nhằm tạo ra các giống lúa lai có năng suất siêu cao và khả năng thích ứng rộng rãi. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần vào việc đảm bảo an ninh lương thực và phát triển sản xuất lúa gạo bền vững ở Việt Nam.

5.1. Tiềm năng mở rộng diện tích trồng lúa lai kháng bệnh

Việc sử dụng giống lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá có thể giúp mở rộng diện tích trồng lúa lai, đặc biệt là ở các vùng thường xuyên bị bệnh bạc lá gây hại. Các giống lúa lai kháng bệnh giúp giảm thiểu rủi ro cho người nông dân và tăng tính ổn định cho sản xuất. Điều này có thể góp phần vào việc tăng cường an ninh lương thực và nâng cao hiệu quả sản xuất lúa gạo ở Việt Nam.

5.2. Đóng góp vào sản xuất lúa gạo bền vững và thích ứng biến đổi khí hậu

Việc sử dụng giống lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá góp phần vào sản xuất lúa gạo bền vững bằng cách giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Các giống lúa lai có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn, giúp giảm thiểu rủi ro cho người nông dân và tăng tính ổn định cho sản xuất. Ngoài ra, việc phát triển các giống lúa lai có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu, như chịu hạn, chịu mặn, cũng là một hướng đi quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp.

5.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo để tạo giống lúa lai năng suất cao hơn

Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện các đặc tính của giống lúa lai hai dòng, như năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu bệnh. Nghiên cứu cũng sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp lai tạo lúa mới, nhằm tạo ra các giống lúa lai có năng suất siêu cao và khả năng thích ứng rộng rãi. Việc sử dụng đột biến gen và các công nghệ tiên tiến khác cũng sẽ được xem xét để cải thiện các đặc tính của giống lúa.

VI. Kết Luận Tương Lai Của Giống Lúa Lai Kháng Bệnh Bạc Lá

Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá đã đạt được những kết quả đáng khích lệ, mở ra triển vọng cho việc phát triển các giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng chống chịu bệnh tật vượt trội. Các dòng giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá được tạo ra từ nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất lúa gạo ở Việt Nam. Trong tương lai, nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện các đặc tính của giống lúa và phát triển các phương pháp lai tạo mới, nhằm góp phần vào việc đảm bảo an ninh lương thực và phát triển sản xuất lúa gạo bền vững. Sự phát triển của thị trường giống lúa lai đóng vai trò quan trọng trong việc đưa các giống lúa lai mới đến với người nông dân.

6.1. Tổng kết những thành tựu chính của nghiên cứu

Nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra một số dòng giống lúa lai hai dòng có khả năng kháng bệnh bạc lá tiềm năng. Các dòng này có năng suất tương đương hoặc cao hơn so với các giống lúa lai đang được trồng phổ biến, đồng thời có khả năng kháng bệnh bạc lá tốt hơn. Các dòng này cũng có chất lượng gạo tốt, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Việc sử dụng chỉ thị phân tử giúp tăng cường hiệu quả và độ chính xác của quá trình chọn tạo giống.

6.2. Đề xuất và khuyến nghị để phát triển giống lúa lai bền vững

Để phát triển giống lúa lai bền vững, cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống lúa lai có khả năng chống chịu sâu bệnh, thích ứng với biến đổi khí hậu và có chất lượng gạo tốt. Cần tăng cường hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và người nông dân để đưa các giống lúa lai mới đến với sản xuất. Cần có chính sách hỗ trợ phát triển thị trường giống lúa lai, đảm bảo người nông dân có thể tiếp cận được các giống lúa lai chất lượng cao với giá cả hợp lý.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hiện nay, lúa lai đã trở nên không thể thiếu được trong cơ cấu giống cây trồng ở Việt Nam, lúa lai đã đóng góp không nhỏ vào gia tăng sản lượng lương thực Quốc gia bảo đảm an ninh lương thực. Diện tích lúa lai trong những năm gần đây không tăng mà còn có phần giảm, nguyên nhân hạn chế chủ yếu là lúa lai hiện nay chưa kháng được bệnh bạc lá. Ở Việt Nam, bệnh bạc lá thật sự gây tác hại, nó làm giảm năng suất từ 30- 60% [15], Trường Đại học NN1,[14] Viện Bảo vệ Thực vât, Viện DTNN, đã thu thập, phân lập được nhiều nòi bạc lá khác nhau từ nước ngoài và các nòi mới được phân lập trong nước. Kết quả đánh giá thử nghiệm của các viện, trường, cho thấy có 3 gen kháng được phần lớn các nòi miền Bắc Việt Nam là xa5, Xa7 và Xa21, tuy nhiên hiện nay một số gen như Xa21 vẫn kháng được nhiều nòi bạc lá khác nhau nhưng mức độ kháng đã giảm đáng kể, vì vậy muốn tăng cường khả năng kháng bệnh bền vững cần phải quy tụ nhiều gen kháng vào một giống lúa.

Bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo, chỉ có thể có kết luận, cá thể này kháng bệnh bạc lá, cá thể khác không kháng hoặc kháng nhiều, kháng ít, khó có thể biết được các thể nào mang 1 gen kháng, cá thể khác mang hai hay nhiều gen là những gen nào. Nhờ chỉ thị phân tử, không những có thể xác định nhanh chóng, chính xác những cá thể mang một hay nhiều gen mà là những gen nào để định hướng chọn giống kháng bền với bệnh bạc lá. 2 Viện lúa quốc tế đã quy tụ được những gen kháng bệnh bạc lá khác nhau vào các giống từ IRBB1 đến IRBB 63 trong đó có giống có tới 3 hoặc 4 gen vì vậy việc sử dụng vật liệu quy tụ của IRRI kết hợp với chỉ thị phân tử để quy tụ vào các giống lúa [28] khác nhau là hoàn toàn có thể được trong điều kiện Việt Nam. Dòng IRBB 62 mang 3 gen trội Xa4, Xa7, Xa21 kháng rất tốt với các nòi bạc lá của Việt Nam liên kết với các chỉ thị phân tử MP1- MP2, P3, pTA248 vì vậy việc sử dụng dòng này làm vật liệu để lai quy tụ vào các giống lúa khác nhau là rất tiện lợi.

Các nhà khoa học Thái Lan đã sử dụng thành công MAS và phương pháp nuôi cấy bao phấn lúa để quy tụ gen kháng bạc lá Xa21 và gen chịu úng SUB1 vào giống lúa KDML 105 (Khao Dak Mali). Đối với lúa lai do sử dụng hiệu ứng trội và siêu trội là chính nên những vật liệu, dòng, giống có chứa gen trội rất có ý nghĩa trong công tác chọn tạo giống lúa lai kháng bệnh bạc lá. Nếu ta quy tụ được hai gen Xa7 và Xa21 vào dòng mẹ TGMS và các dòng bố khác nhau sau đó sử dụng chúng trong sản xuất lúa lai thì có thể tạo được tổ hợp lai kháng được bệnh bạc lá[14]. Tuy vậy, các giống lúa lai chủ yếu vẫn nhập nội từ Trung Quốc và là lúa lai hệ ba dòng nên năng suất bị hạn chế.

Muốn có ưu thế lai cao cần các tổ hợp giữa các phân loài phụ Indica/ Japonica, xong khi lai xa con lai thường bị lép do không tương thích giữa dòng bố và mẹ. Để có được lúa lai cao sản cần phải lai xa giữa các phân loài phụ và dòng bố hoặc mẹ phải có gen tương hợp rộng S5n. Dòng mẹ PA64S mang gen tương hợp rộng S5n liên kết với chỉ thị phân tử RM225 và RM253 đồng thời mang gen bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ có thể sử dụng làm vật liệu cho chọn tạo dòng bố mẹ mang gen tương hợp rộng. Phương pháp nuôi cấy bao phấn là một phương pháp đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới và là một phương pháp rất tiện lợi 3 giúp nhanh chóng tạo dòng đơn bội kép.

Đặc biệt, sử dụng phương pháp này rút ngắn thời gian chọn dòng TGMS từ 5-6 năm ở điều kiện thường xuống chỉ còn 1-2 năm và không phải phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh. Muốn mở rộng diện tích lúa lai cần chọn tạo lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá và trước hết phải chọn tạo dòng bố, mẹ kháng bệnh bạc lá vì vậy chúng tôi chọn hướng nghiên cứu “Chọn tạo lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá bằng CNSH (nuôi cấy đơn bội, chỉ thị phân tử) kết hợp với phương pháp thông thường” là khoa học và có ý nghĩa thực tiễn cao. Mục tiêu của đề tài - Làm chủ được công nghệ tạo dòng bố, mẹ mang gen tương hợp rộng và gen kháng bệnh bạc lá. - Tạo được 2-3 dòng bố, 1-2 dòng mẹ ngắn ngày mang gen tương hợp rộng và gen kháng bệnh bạc lá.

- Chọn được 1-2 tổ hợp lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá có triển vọng. Đối tượng nghiên cứu Kế thừa một số vật liệu của đề tài “nghiên cứu chọn tạo giống lúa thuần kháng bệnh bạc lá bằng chỉ thị phân tử”. Đối tượng nghiên cứu là những dòng bố, mẹ lúa lai hai dòng, gen kháng bệnh bạc lá Xa7, Xa21 và gen tương hợp rộng S5n. Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu chọn tạo dòng bố, mẹ lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá, sử dụng những công nghệ nuôi cấy bao phấn, chỉ thị phân tử kết hợp với phương pháp lai truyền thống nên rút ngắn được thời gian.

Dòng bố, mẹ có gen kháng bệnh bạc lá trội Xa7, Xa21 sẽ dễ tạo được lúa lai kháng bệnh bạc lá nên mang tính ứng dụng cao. 4 Tính cấp thiết Hiện nay, lúa lai nhiễm bệnh bạc lá nên khó mở rộng diện tích. Lý do chủ yếu là chưa tạo được dòng bố, mẹ mang gen trội Xa7, Xa21 kháng được với các nòi gây bệnh bạc lá của Việt Nam. Nếu chọn tạo được những dòng bố, mẹ mang gen này sẽ tạo được các tổ hợp lúa lai kháng bệnh bạc lá có thể mở rộng được diện tích lúa lai ở vụ Mùa.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đề tài đưa ra quy trình chọn tạo dòng bố, mẹ lúa lai hai dòng kháng bệnh bạc lá bằng CNSH (công nghệ đơn bội, chỉ thị phân tử) nên có ý nghĩa khoa học cao. Các dòng bố mẹ kháng bệnh bạc lá là cơ sở chọn tạo lúa lai kháng bệnh bạc lá, mang gen tương hợp rộng là cơ sở khai thác ưu thế lai xa nên có ý nghĩa thực tiễn cao. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trong nước và trên thế giới 1.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng không chỉ đối với Việt Nam mà cả trên thế giới, đặc biệt quan trọng hơn đối với những nơi mà dân nghèo sinh sống. Vì vậy các quốc gia Châu Á hàng năm tiêu thụ tới 90% sản lượng lúa gạo của thế giới.

Để đảm bảo được nguồn lương thực, đáp ứng cho mức độ tăng dân số của thế giới, trong 30 năm tới sản lượng lúa gạo yêu cầu tăng từ 470 triệu tấn hiện nay, lên 740 triệu tấn. Do diện tích cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng ngày một giảm, sản lượng lương thực buộc phải tăng mạnh hàng năm mới mong nuôi nổi lượng dân số trên thế giới đang ngày một tăng nhanh vì vậy cần phải chọn tạo giống lúa mới năng suất cao, chống chịu tốt. Việc sử dụng ưu thế lai nhằm tăng năng suất lúa là rất cần thiết, Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới thành công đưa ra sản xuất lúa lai trên thế giới, ngày nay diện tích lúa lai chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa của nước này và đã góp phần không nhỏ vào việc gia tăng sản lượng lương thực xoá đói của quốc gia đông dân nhất hành tinh này. Hiện nay, ngoài Trung Quốc, lúa lai đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới, Ấn Độ, Việt Nam là hai nước đã thu được những thành tựu nhất định trong nghiên cứu và sản xuất, lúa lai đã được mở rộng và khẳng định chỗ đứng không thể thiếu được trong sản xuất.[8] Diện tích lúa lai ở các nước ngoài Trung Quốc như Bănglades 40 000 ha, Ấn Độ 560 000 ha, Philippin gần 200 ngàn ha, Mỹ 43 000 ha, ngoài ra các nước khác như Srilanca, Ai Cập, Nhật bản cũng trồng lúa lai.

Trong những năm cuối của thế kỷ trước, lúa lai trong sản xuất chủ yếu là lúa lai thuộc hệ ba dòng, sử dụng con lai dựa trên cơ sở của dòng mẹ là dòng 6 CMS, ngày nay trong sản xuất lúa lai hệ ba dòng vẫn còn giữ một vị trí quan trọng vì khá ổn định và không phụ thuộc vào nhiệt độ, xong lúa lai ba dòng còn một số hạn chế, khó duy trì và làm thuần dòng mẹ, phổ phục hồi thấp, giá thành hạt lai cao, khó sử dụng ưu thế lai xa vì vậy đã kịch trần về năng suất. Trung quốc đã đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai hệ hai dòng trong đó có tổ hợp Pêi ải 64S/ 9311 cho năng suất siêu cao sản 17,1T/ ha/ vụ.[5] Trong các năm gần đây, các công ty giống của Trung Quốc, Ấn Độ đang khảo nghiệm nhiều tổ hợp lúa lai hai dòng ở Việt Nam và đang có kết quả tốt.[13] Để khắc phục những khó khăn của lúa lai hệ ba dòng, các nhà khoa học đã tìm ra hướng lúa lai hệ hai dòng và lúa lai 1 dòng. Tuy vậy lúa lai hệ 1 dòng đang còn trong nghiên cứu về lý thuyết, vì vậy việc nghiên cứu và sử dụng lúa lai hệ hai dòng là kinh tế, thuận lợi và có giá trị thực tiễn hơn cả. Lúa lai hệ hai dòng dựa trên nền tảng sử dụng dòng bất dục đực mẫn cảm với ánh sáng ngày ngắn (PGMS), bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) được quan tâm và hiện thực hơn cả ngoài ra còn có dòng bất dục đực mẫn cảm với nhiệt độ ngược (Anti-TGMS).

Do sự ưu việt của lúa lai hai dòng hệ TGMS so với lúa lai ba dòng, đặc biệt đối với các nước nhiệt đới, biên độ chiếu sáng trong ngày chênh lệch ít trong đó sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong năm khá lớn và tương đối ổn định rất thuận tiện cho nghiên cứu và phát triển lúa lai hệ hai dòng, sử dụng dòng bất dục đực nhân nhậy cảm với nhiệt độ (TGMS).