Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu vật liệu khởi đầu cho giống lúa kháng rầy nâu

• Tác giả: Phạm Thị Kim Vàng
• Người hướng dẫn: Gs. Nguyễn Thị Lang
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Khai Thác Vật Liệu Khởi Đầu Cho Công Tác Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Lúa Kháng Rầy Nâu
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Tính mới của đề tài
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• 2.1. Giới thiệu sơ lược về rầy nâu
• 2.2. Tình hình gây hại của rầy nâu ở Việt Nam trong những năm gần đây
• 2.3. Các biện pháp phòng trừ
• 2.4. Kết quả nghiên cứu giống lúa kháng rầy nâu
• 2.5. Cơ chế kháng rầy nâu của cây trồng
• 2.5.1. Cơ chế kháng hóa sinh “antibiosis”
• 2.5.2. Cơ chế không ưa thích “antixenosis”
• 2.5.3. Cơ chế chống chịu “tolerance”
• 2.6. Nghiên cứu về gen kháng rầy nâu trên lúa
• 2.6.1. Di truyền tính kháng rầy nâu ở lúa. Thống kê các gen kháng rầy nâu được phát hiện
• 2.6.2. Các gen kháng chủ lực hiện nay
• 2.6.3. Tổng quan các nghiên cứu về gen kháng liên quan đến cơ chế kháng
• 2.7. Mối tương tác giữa cây lúa và rầy nâu
• 2.8. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu gen kháng rầy nâu phục vụ công tác chọn tạo giống kháng rầy nâu
• 2.8.1. Chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu
• 2.8.2. Tình hình nghiên cứu gen kháng rầy nâu và xây dựng bản đồ di truyền gen kháng rầy nâu, QTLs
• 2.8.3. Phương pháp lai hồi giao cải tiến
• 2.8.4. Các nghiên cứu về khai thác vật liệu khởi đầu và ứng dụng MAS trong chọn tạo giống lúa kháng rầy nâu
• 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.2. Vật liệu nghiên cứu
• 3.2.1. Giống lúa tham gia thí nghiệm
• 3.2.2. Quần thể rầy nâu
• 3.2.3. Chỉ thị phân tử để đánh giá tính kháng rầy nâu
• 3.2.4. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng
• 3.2.5. Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.3.1. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm
• 3.3.2. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lưới
• 3.3.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng
• 3.3.4. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp chung cho các thí nghiệm
• 3.4.2. Phương pháp riêng cho từng nội dung nghiên cứu
• 3.5. Thí nghiệm chọn dòng lúa kháng rầy nâu
• 3.5.1. Khảo nghiệm ngoài đồng các dòng lúa triển vọng được chọn tạo qui tụ gen kháng rầy nâu
• 3.6. Phân tích số liệu
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thu thập và đánh giá tính kháng rầy nâu của các bộ giống thử nghiệm
• 4.1.1. Đánh giá độc tính của bốn quần thể rầy nâu tại vùng ĐBSCL
• 4.1.2. Đánh giá tính kháng rầy nâu của một số giống lúa sản xuất phổ biến tại ĐBSCL
• 4.1.3. Biến động độc tính của 4 quần thể rầy nâu đối với các giống lúa mang gen chuẩn kháng khác nhau
• 4.2. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống cao sản
• 4.2.1. Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các dòng và giống lúa cao sản
• 4.2.2. Cấp hại và phản ứng của các dòng và giống lúa cao sản trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL
• 4.2.3. Phân nhóm di truyền của các dòng và giống lúa cao sản
• 4.3. Đánh giá tính kháng rầy nâu trên bộ giống lúa mùa
• 4.3.1. Chỉ số gây hại của 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL trên các giống lúa mùa
• 4.3.2. Cấp hại và phản ứng của các giống lúa mùa trên 4 quần thể rầy nâu tại ĐBSCL
• 4.3.3. Phân nhóm di truyền của các giống lúa mùa
• 4.4. Đánh giá kiểu gen kháng rầy nâu trên các giống lúa thử nghiệm
• 4.5. Phát triển quần thể chọn lọc trong nhà lưới
• 4.6. Các thông số di truyền trong phân tích hiệu quả chọn lọc của các tổ hợp lai trên tính trạng kháng rầy nâu
• 4.7. Kết quả tạo hạt hồi giao lần thứ nhất (BC1) cho các quần thể
• 4.8. Kết quả đánh giá các quần thể BC1 và tạo hạt hồi giao lần 2 (BC2)
• 4.9. Kết quả đánh giá các quần thể BC2 và tạo hạt hồi giao lần 3 (BC3)
• 4.10. Kết quả đánh giá sàng lọc cây mang gen kháng và chọn dòng thuần từ các quần thể hồi giao mang gen kháng rầy nâu
• 4.11. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng
• 4.11.1. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM6683
• 4.11.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử để đánh giá các dòng qui tụ các gen kháng rầy nâu trên tổ hợp OM6162/OM7364
• 4.12. Kết quả ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo quần thể lai hồi giao mang gen kháng rầy nâu
• 4.13. Quan sát và so sánh các dòng kháng rầy nâu ngoài đồng
• 4.13.1. Chọn dòng lúa kháng rầy nâu ngoài đồng
• 4.14. Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông sinh học của các dòng triển vọng
• 4.14.1. Kết quả đánh giá tính kháng rầy nâu của 14 dòng lúa triển vọng
• 4.14.2. Kết quả đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng, thành phần năng suất và năng suất của các dòng lúa triển vọng
• 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về giống lúa kháng rầy nâu

Giống lúa kháng rầy nâu là một trong những giải pháp quan trọng để đối phó với tình trạng rầy nâu (Nilaparvata lugens) gây hại nghiêm trọng cho sản xuất lúa ở Việt Nam. Việc phát triển giống lúa kháng rầy nâu không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do sâu bệnh mà còn góp phần bảo vệ môi trường sinh thái. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng giống kháng là phương pháp hiệu quả và bền vững trong quản lý dịch hại. Theo các chuyên gia, việc khai thác nguồn gen kháng và ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống sẽ mang lại những giống lúa có khả năng kháng rầy nâu tốt hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất lúa tại đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).

1.1. Tình hình rầy nâu ở Việt Nam

Rầy nâu đã trở thành một trong những côn trùng gây hại chính đối với lúa ở Việt Nam, đặc biệt là ở ĐBSCL, nơi có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của chúng. Theo thống kê, thiệt hại do rầy nâu gây ra có thể lên tới 20% sản lượng lúa hàng năm. Các đợt bộc phát rầy nâu thường diễn ra theo chu kỳ, làm gia tăng áp lực cho nông dân trong việc quản lý dịch hại. Việc phát triển giống lúa kháng rầy nâu là một trong những biện pháp cần thiết để cải thiện tình hình này.

II. Phương pháp nghiên cứu và vật liệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác vật liệu nông nghiệp để phát triển giống lúa kháng rầy nâu. Các giống lúa được chọn lựa từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm giống cao sản và giống mùa. Việc sử dụng chỉ thị phân tử trong quá trình chọn giống giúp xác định nhanh chóng các dòng lúa mang gen kháng. Phương pháp lai hồi giao cải tiến cũng được áp dụng để tạo ra các dòng lúa kháng ổn định và có năng suất cao. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc kết hợp giữa công nghệ sinh học và phương pháp chọn giống truyền thống sẽ mang lại hiệu quả cao hơn trong việc phát triển giống lúa kháng rầy nâu.

2.1. Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu bao gồm 115 giống lúa cao sản và 119 giống lúa mùa. Các quần thể rầy nâu từ các tỉnh Cần Thơ, Đồng Tháp, Tiền Giang và Hậu Giang cũng được thu thập để đánh giá khả năng kháng của các giống lúa. Việc sử dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu giúp xác định nhanh chóng các gen kháng và đánh giá tính kháng của các giống lúa. Đây là bước quan trọng để tạo ra nguồn giống lúa kháng hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sản xuất lúa bền vững.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy một số giống lúa có tính kháng rầy nâu tốt hơn so với các giống khác. Đặc biệt, các dòng lúa được chọn lọc thông qua công nghệ sinh học đã thể hiện khả năng kháng cao với các quần thể rầy nâu. Việc đánh giá tính kháng của các giống lúa không chỉ dựa trên chỉ số gây hại mà còn dựa vào các yếu tố di truyền. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, việc sử dụng kỹ thuật canh tác kết hợp với giống kháng sẽ mang lại hiệu quả cao trong việc quản lý dịch hại. Từ đó, có thể thấy rằng việc phát triển giống lúa kháng rầy nâu không chỉ có giá trị về mặt khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn trong sản xuất nông nghiệp.

3.1. Đánh giá tính kháng

Đánh giá tính kháng của các giống lúa được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Các chỉ số gây hại từ các quần thể rầy nâu khác nhau được ghi nhận và so sánh. Kết quả cho thấy rằng một số giống lúa có khả năng kháng tốt hơn, cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong khả năng chống chịu với rầy nâu. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển giống lúa kháng rầy nâu bền vững và hiệu quả hơn trong tương lai.