Đặt vấn đề Cây lúa (Oryza sativa. L) là cây lương thực của nhiều quốc gia trên thế giới, là nhân tố quyết định đảm bảo an ninh lương thực, quyết định các chính sách nông nghiệp bền vững. Ở Việt Nam sản xuất nông nghiệp đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong phát triển nền kinh tế trong đó sản xuất lúa gạo chiếm hơn 90% tổng sản phẩm nông nghiệp. Nước ta là nước nằm trong vùng nhiệt đới nóng và ẩm, điều kiện thuận lợi cho cây lúa phát triển, kèm theo đó là sự phát triển của rất nhiều bệnh hại… Trong đó bệnh đốm vằn là loại bệnh hại quan trọng, xuất hiện ở hầu hết các nơi trồng lúa trên thế giới đặc biệt ở các vùng nhiệt đới.
Bệnh đốm vằn có thể gây hại năng suất lên đến 25-50% (Ou,1985). Theo bộ Nông nghiệp loại bệnh phá hoại nặng nhất, tấn công vào bộ lá làm cho cây lúa giảm năng suất và sản lượng bao gồm bệnh khô vằn, bệnh bạc lá, đạo ôn và rầy nâu. Trong đó bệnh khô vằn (đốm vằn) do nấm Rhizoctonia solani (Thanatephorus cucumeris) gây ra, là một mối nguy hại cực lớn đối với nền nông nghiệp ở Việt Nam nói chung và các vùng trồng lúa trên Thế giới. Vì vậy cần nghiên cứu về bệnh nấm này và phân lập ra các chủng nấm gây bệnh gây ra trên các giống lúa và các chủng nấm phát triển phân bố trên các vùng khác nhau để sau khi phân lập, phân tích và thống kê ra các chủng tại các khu vực khác nhau thì sẽ cho ta biết được nên trồng loại lúa gì để cho bệnh khô vằn này ảnh hưởng bị hạn chế nhất đối với sản lượng nông sản của lúa.
Ngoài ra còn cần tìm hiểu về cách thức lây lan và phát triển để ta biết được chi tiết rồi từ đó sẽ có được những biện pháp đối phó cũng như phòng trừ bệnh tại các giai đoạn phát triển của nấm bệnh. Một vài năm trở lại đây, xu hướng sản xuất lúa theo hướng độc canh, tăng vụ, sử dụng giống cao sản đã và đang tạo điều kiện thuận lợi cho các loại bệnh hại (trong đó có bệnh khô vằn) xuất hiện ngày càng nhiều, phá hoại nghiêm trọng làm ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng lúa. Sử dụng các biện pháp như 1 dùng thuốc hoá học để phòng chống bệnh hại bước đầu đã mang lại những khả năng phòng trừ bệnh nhanh chóng, bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên nếu xử lí thuốc không hợp lí sai phương pháp sẽ mang đến hiệu quả thấp, gây nên ô nhiễm môi trường,nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, sinh vật có ích hoặc để lại dư lượng trong nông sản vượt mức cho phép, gây ngộ độc thực phẩm cho người và gia súc.
Xuất phát từ những cơ sở trên, được sự đồng ý của Bộ môn Sinh học phân tử và Công nghệ Sinh học ứng dụng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu phân lập chủng nấm và khảo sát nguồn gen kháng bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1. Mục đích đề tài Phân lập và khảo sát để phát hiện dòng giống lúa cho năng suất chất lượng tốt, có khả năng kháng chủng nấm do nấm Rhizoctonia solani (Thanatephorus cucumeris) phục vụ cho công tác chọn tạo giống. Yêu cầu của đề tài Nuôi cấy và phân lập nấm Rhizoctonia solani.
Sử dụng chỉ thị phân tử RAPD xác định mối tương quan di truyền giữa các chủng nấm Rhizoctonia solani nghiên cứu. Đánh giá một số tính trạng sinh trưởng phát triển và cấu thành năng suất của các giống lúa triển vọng. Đánh giá khả năng kháng bệnh của các giống lúa triển vọng với các chủng nấm Rhizoctonia solani phân lập. 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.
Tổng quan về lúa 2.1 Nguồn gốc và giá trị dinh dưỡng Lúa có tên khoa học là Oryza sativa L thuộc họ hoà thảo (Gramineae), là một trong những loại cây trồng có lịch sử lâu đời nhất có từ 130 triệu năm trước, tồn tại như một cây cỏ dại và sinh sống trên đất Gondwana ở siêu lục địa. Lúa (Oryza sativa L) là một trong những loài lúa loài lúa chiếm ưu thế được phát hiện ở Đông Nam Á. Hiện nay loài lúa này được trồng nhiều ở Châu Á, Châu Phi, Châu Âu, Bắc Trung, Nam Châu Mỹ và Nam Châu Đại Dương (Shouichi Yoshida, 1981). Loài lúa trồng Châu Á O.Sativa là loài cây thân thảo.
Tùy theo giống lúa mà thời gian sinh trưởng, vụ trồng, nơi sống các điều kiện sinh thái cũng thay đổi từ 75 đến 120 ngày. Cây được mọc thẳng đứng sống ở cạn đất cao hay ngập chân hoặc thân lúa ở trong nước sâu từ 2-4 m. Thân cây lúa có thể cao khoảng 70-150cm, đốt thân lúa nhẵn và chúng cách nhau bởi các đốt dài, ngắn khác nhau. Phiến lá thẳng đều có bề mặt phiến lá rộng và mép lá đều ráp.
Thuộc loài hoa lưỡng tính và lúa là loài cây trồng tự thụ phấn. Giá trị dinh dưỡng: Hạt gạo có giá trị cao và là cây lương thực chính cho nhiều quốc gia trên thế giới.4 protein; 8-12 mg calcium; 0,07-0,26 mg B1; cung cấp 361-362 calories và rất nhiều chất dinh dưỡng khác (Nguyễn Thành Hối,2011). Cây lúa có nguồn gốc từ Trung Quốc, một nhóm các nhà nghiên cứu về gene đã đưa ra kết luận như vậy trong một nghiên cứu lịch sử tiến hoá hằng nghìn năm qua bằng genere-sequencing (chạy lặp lại chuỗi thứ tự gene) ở một quy mô rộng. Những phát hiện này đã được đăng kí trên Kỷ yếu Học viện Khoa học Quốc gia (PNAS) số gần đây nhất cho thấy rằng cây lúa đã được xuất hiện và thuần hóa vào khoảng 9.000 năm ở khu vực Dương Tử (hay còn gọi là Trường Giang).
Những nghiên cứu trước đây là giả định cây lúa được thuần hóa có hai nguồn gốc (hai quê) đó là Ấn Độ và Trung Quốc. 3 Cây lúa đã trải qua một lịch sử tiến hóa rất lâu dài và khá phức tạp với nhiều thay đổi rất lớn về đặc điểm hình thái, nông học, sinh lý và sinh thái để có thể thích nghi với điều kiện khác nhau của môi trường.H cây lúa được xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc. Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đông Dương là cái nôi của lúa trồng. De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa.
Đinh Dĩnh (Trung Quốc) căn cứ lịch sử phát triển lúa hoang ở trong nước cho rằng lúa có xuất xứ ở Trung Quốc. Một số nhà nghiên cứu ở Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia. Sampath và Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của các loại lúa hoang ở Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đông Dương chính là nơi xuất xứ của lúa trồng. Sato (Nhật Bản) cũng cho rằng lúa có nguồn gốc ở Ấn Độ, Việt Nam và Miến Điện.T Chang (1976), nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên Cứu lúa Quốc Tế (IRRI), đã tổng kết rất nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập ở cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng Ganges dưới chân phía đông của dãy núi Hy-Mã-Lạp-Sơn (Himalayas - Ấn Độ), ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc.
Từ hàng ngàn năm nay cây lúa cũng đã được trồng ở Việt Nam và nơi đây cũng được gọi là biểu tượng của nền văn minh lúa nước trên thế giới. Trong đó vùng Đồng Bằng Bắc Bộ là những vùng sinh thái của có những nguồn gen đa dạng và phong phú nhất của cả nước (Lê Doãn Diên,1990). Hiện nay, sự tiến hóa của loài lúa vẫn đang tiếp tục nhờ sự thuần dưỡng và áp dụng những phương pháp lai tạo của con người. Đặc tính thực vật học của cây lúa.
Các giống lúa ở Việt Nam thường có những đặc điểm như chiều cao, thời gian sinh trưởng (dài hay ngắn), chịu sâu bệnh, chịu thâm canh, chịu mặn,… rất 4 khác nhau. Song những đặc tính về giải phẫu, hình thái, bộ phận rễ, thân, lá bông và hạt là giống nhau.1: Hình thái cây lúa Rễ lúa Lúa thuộc loại rễ chùm. Rễ trưởng thành có màu vàng nâu và nâu đậm, rễ non có màu trắng sữa, rễ già thường có màu đen. -Thời kì mạ: Khi mạ gieo thưa, rễ mạ thường có thể dài 5-6 cm.
Tiêu chuẩn của mạ tốt là có nhiều rễ trắng và bộ rễ ngắn. -Thời kì sau cấy: Bộ rễ tăng dần về số lượng và chiều dài ở thời kì đẻ nhánh, làm đòng. -Thời kì trỗ bông: Thời kì trỗ bông bộ rễ đạt tới 500-800 cái. Chiều dài của rễ đạt 2-3 km/cây khi cây trồng riêng trong chậu.
Trên đồng ruộng, phạm vi ra rễ là ở gần lớp mặt đất mặt (0-20cm là chính).Khi cây lúa được cấy quá sâu (> 5cm), cây lúa sẽ tạo ra 2 tầng rễ, trong thời gian này cây lúa chậm phát triển sẽ làm cho lúa bị hiện tượng nghẹt rễ. Cấy ở độ sâu thích hợp (3-5 cm) sẽ khắc phục được hiện tượng trên. Để tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển tốt cần làm cỏ sục bùn để có thể chủ động điều chỉnh lượng nước hợp lí, tạo điều kiện cho tang đất vùng rễ thông 5 thoáng, cây lúa sinh trưởng và phát triển tốt, chống chịu được bệnh, mang lại năng xuất cao. Thân gồm nhiều mắt và lóng.
Trước thời kì lúa trỗ, bẹ lá bao bọc thân lúa.2: Ảnh hình thái cây lúa Tổng số mắt trên thân chính bằng số lá trên thân cộng thêm 2. Chỉ vài lóng ở ngọn dài ra, số còn lại ngắn và dày đặc. Số lóng dài: Từ 3-8 lóng. Theo giải phẫu ngang lóng, lóng có một khoảng trống lớn đó được gọi là xoang lỏi.
-Chiều cao cây, thân: • Chiều cao thận: Thường được tính từ gốc lên cổ bông và thường có liên quan đến khả năng chống đổ của giống lúa. • Nhánh lúa: 6 Hình 2.3:Nhánh lúa Khi đẻ nhánh cây lúa thường có 4-5 lá thật. Ở ruộng lúa cấy, sau khi bén rễ hồi xanh cây lúa bắt đầu đẻ nhánh. Lúa kết thúc vào thời kì làm đòng và thời kì làm đốt.
Từ cây mẹ đẻ ra nhánh con (cấp 1) nhánh cấp 1 đẻ nhánh cấp 2 và nhánh cấp 2 đến nhánh cấp 3. Giai đoạn cuối những nhánh hình thành là nhánh vô hiệu. Các giống lúa thường có khả năng đẻ nhánh hữu hiệu cũng cao hơn các giống lúa cũ cổ truyền.