Nghiên cứu giống lúa chịu mặn với hàm lượng sắt cao và amylose thấp

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.2. Nội dung nghiên cứu

1.2.1. Nội dung 1: Đánh giá vật liệu di truyền để chọn bố mẹ sử dụng cho nghiên cứu

1.2.2. Nội dung 2: Lai tạo, lai hồi giao và đánh giá tuyển chọn dòng lai mang tính trạng mong muốn

1.2.3. Nội dung 3: Trồng khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái

1.2.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.2.4.1. Ý nghĩa khoa học

1.2.4.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.2.5. Tính khoa học của đề tài

1.2.6. Những đóng góp mới của đề tài

1.2.7. Tính ứng dụng của đề tài

1.2.8. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

2.1. Sự xâm nhập mặn và đất nhiễm mặn ở khu vực ĐBSCL

2.2. Sự ảnh hưởng của mặn lên cây lúa

2.2.1. Ảnh hưởng giai đoạn nảy mầm và đầu giai đoạn mạ

2.2.2. Ảnh hưởng của mặn lên chiều cao cây lúa

2.2.3. Ảnh hưởng của mặn lên độ hữu thụ của hạt phấn

2.2.4. Ảnh hưởng của mặn lên chiều dài bông và năng suất lúa

2.3. Tính chống chịu mặn và đặc điểm di truyền của các giống lúa chịu mặn

2.3.1. Tính chống chịu mặn của cây lúa

2.3.2. Nghiên cứu đặc điểm di truyền giống lúa chống chịu mặn

2.4. Chỉ thị phân tử SSR

2.5. Sắt và vai trò của sắt

2.5.1. Nhu cầu sắt của cơ thể người và tác hại thiếu sắt

2.5.2. Thành phần sắt có trong hạt gạo

2.5.3. Cung cấp sắt cho cơ thể dựa vào thực phẩm chính từ gạo giàu sắt

2.6. Một số tiêu chí phân loại chất lượng gạo

2.6.1. Hàm lượng amylose

2.6.2. Các chỉ tiêu phẩm chất cơm liên quan đến hàm lượng amylose

2.7. Các nghiên cứu liên quan

2.7.1. Các nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu sắt

2.7.2. Các nghiên cứu về hàm lượng amylose trên các giống lúa

2.7.3. Một số thành tựu chọn tạo giống lúa chống chịu mặn

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.1.1. Thanh lọc mặn

3.1.2. Sử dụng dấu phân tử SSR để nhận diện gen mặn

3.1.3. Phân tích phẩm chất hạt

3.1.4. Lai tạo các thế hệ lai mới (F1 đến BC3F1)

3.1.5. Đánh giá chọn dòng (BC3F2 đến BC3F3)

3.1.6. Trồng thử nghiệm các dòng lúa lai ưu tú thế hệ BC3F4 đến BC3F5 tại vùng sinh thái mặn

3.2. Phương tiện nghiên cứu

3.2.1. Dụng cụ và hóa chất

3.3. Phương pháp nghiên cứu

3.3.1. Nội dung 1: Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn - chất lượng cao

3.3.2. Nội dung 2: Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính trạng mong muốn

3.3.3. Nội dung 3: Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ sử dụng chỉ thị phân tử SSR

3.3.4. Nội dung 4 và 5: Khảo nghiệm các dòng lúa lai ưu tú có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại 2 vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017 và Đông Xuân 2018

3.3.5. Phương pháp phân tích số liệu

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đánh giá vật liệu bố mẹ sử dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn - chất lượng cao

4.1.1. Đánh giá khả năng chịu mặn bằng phương pháp thanh lọc

4.1.2. Phân tích hàm lượng sắt trong gạo lức và gạo trắng

4.1.3. Phân tích nhiệt trở hồ, độ bền gel và hàm lượng amylose bằng phương pháp sinh hóa

4.1.4. Sử dụng chỉ thị phân tử SSR liên kết với gen chịu mặn để phát hiện vật liệu di truyền mang gen mong muốn

4.2. Lai hồi giao các tổ hợp lai tạo các dòng lúa mới mang tính trạng mong muốn

4.3. Chọn tạo quần thể lai hồi giao có khả năng chịu mặn thông qua thanh lọc mặn và kiểm tra gen mặn nhờ chỉ thị phân tử SSR

4.3.1. Giai đoạn các thế hệ cây F1, BC1-3F1

4.3.2. Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F2

4.3.3. Giai đoạn hạt tự thụ thế hệ BC3F3

4.4. Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp tại các vùng sinh thái vụ Hè Thu 2017

4.4.1. Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F4

4.4.2. Đánh giá đặc tính nông học và năng suất

4.4.3. Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Hè Thu 2017

4.5. Khảo nghiệm các dòng lúa có khả năng chịu mặn, gạo có sắt cao và amylose thấp các vùng sinh thái vụ Đông Xuân 2017 - 2018

4.5.1. Đánh giá tính chống chịu mặn của các dòng lúa BC3F5

4.5.2. Đánh giá đặc tính nông học và năng suất

4.5.3. Đánh giá phẩm chất hạt các dòng lúa khảo nghiệm trong vụ Đông Xuân 2017 - 2018

4.5.4. Đặc tính cơ bản của các dòng được chọn từ đề tài

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Tài liệu tham khảo

I. Giới thiệu

Nghiên cứu giống lúa chịu mặn với hàm lượng sắt cao và amylose thấp là một trong những vấn đề cấp bách trong nông nghiệp hiện nay. Giống lúa chịu mặn không chỉ giúp nông dân đối phó với tình trạng xâm nhập mặn mà còn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng về chất lượng gạo. Việc phát triển giống lúa có hàm lượng sắt cao và amylose thấp sẽ góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Theo nghiên cứu, hàm lượng sắt trong gạo có vai trò quan trọng trong việc cung cấp vi chất cho cơ thể, trong khi amylose thấp giúp gạo có độ dẻo và ngon hơn. Do đó, việc lai tạo và chọn lọc giống lúa mới là cần thiết để đáp ứng nhu cầu này.

II. Tình hình nghiên cứu

Xâm nhập mặn đã trở thành thách thức lớn đối với nông dân trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu cho thấy, lúa chịu mặn có khả năng phát triển tốt trong điều kiện đất nhiễm mặn. Các giống lúa như Pokkali đã được sử dụng làm giống cho quá trình lai tạo. Việc áp dụng công nghệ sinh học và chỉ thị phân tử trong nghiên cứu giống lúa giúp rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả trong việc chọn lọc giống. Các dòng lúa được chọn lọc có hàm lượng sắt cao và amylose thấp, từ đó tạo ra nguồn giống có giá trị dinh dưỡng cao.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lai tạo truyền thống kết hợp với công nghệ sinh học để tạo ra các dòng lúa mới. Các chỉ thị phân tử SSR được áp dụng để xác định gen chịu mặn và hàm lượng sắt trong gạo. Quá trình lai tạo diễn ra qua nhiều thế hệ, từ F1 đến BC3F5, nhằm chọn lọc các dòng lúa có tính trạng mong muốn. Kết quả cho thấy, các dòng lúa lai có khả năng chịu mặn tốt và hàm lượng sắt trong gạo đạt yêu cầu, đồng thời amylose thấp, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, các dòng lúa BC3F4 và BC3F5 có hàm lượng sắt trong gạo lức dao động từ 14,13 - 16,19 mg/kg và hàm lượng amylose đạt từ 18,12 - 19,95%. Những dòng lúa này không chỉ có khả năng chịu mặn tốt mà còn đáp ứng được yêu cầu về chất lượng gạo. Việc phát triển các dòng lúa này sẽ góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời tạo ra nguồn giống có giá trị cho nông dân trong vùng ĐBSCL.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc phát triển giống lúa chịu mặn có hàm lượng sắt cao và amylose thấp sẽ giúp cải thiện tình hình sản xuất nông nghiệp tại vùng ĐBSCL. Đồng thời, nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực nông nghiệp bền vững. Các dòng lúa được phát triển có thể trở thành nguồn giống quý giá cho các chương trình lai tạo và phát triển giống lúa trong tương lai.

Luận án tiến sĩ về giống lúa chịu mặn có hàm lượng sắt cao và amylose thấp