ĐẶT VẤN ĐỀ Sản xuất lúa gạo của nước ta giai đoạn 2000 - 2007 có những thay đổi rõ rệt cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Diện tích trồng lúa có xu hướng giảm xuống do sự phát triển của công nghiệp, cơ sở hạ tầng và các khu đô thị mới. Tuy nhiên sản lượng lúa gạo của nước ta vẫn tiếp tục tăng do thâm canh tăng năng suất. Nếu như năm 2000 năng suất mới đạt 42,43 tạ/ha thì đến 2007 năng suất đã đạt 48,70 tạ/ha ( tăng 6,27 tạ/ha).
Do đó sản lượng lúa đã tăng đáng kể từ 32,53 triệu tấn ( 2000) lên 35,56 triệu tấn ( 2007). Theo dự báo, đến 2010 sản lượng lúa của nước ta sẽ đạt 40,10 triệu tấn và sẽ xuất khẩu khoảng 5,5 triệu tấn gạo. Năm 2007, mười nước nhập khẩu gạo hàng đầu thế giới bao gồm: Indonesia, Philippine, Nigeria, Bangladesh, Eu-27, Saudi Arabia, Ivory Coast, Iran, Nam Phi, Senegal. Trong đó, đứng đầu là Indonesia nhập khẩu 2 triệu tấn.
Toàn thế giới nhập khẩu 31,59 triệu tấn gạo. Cũng trong năm 2007, Việt Nam là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 3 trên thế giới với 4,52 triệu tấn trong số mười nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, sau Thái Lan xuất khẩu 9,5 trịêu tấn và Ấn Độ xuất khẩu là 6,3 trịêu tấn gạo. Đối với Việt nam, chiến lược sản xuất lúa gạo trong thời gian tới là duy trì sản lượng lúa hàng năm 40 triệu tấn/năm, đẩy mạnh sản xuất các giống lúa có chất lượng cao, dành 1 triệu ha để sản xuất lúa phục vụ mục tiêu xuất khẩu, duy trì sản lượng gạo xuất khẩu hàng năm từ 4 – 5 triệu tấn. Để đạt mục tiêu này một mặt chúng ta phải đẩy mạnh đầu tư (phân bón, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu, bệnh, thuỷ lợi, cơ giới hoá…) chuyển đổi cơ cấu giống theo năng suất cao, chất lượng tốt, chống chọi với các loại sâu, bệnh hại chính.
Vì vậy việc nghiên cứu, chọn lọc, lai tạo và nhập khẩu các loại giống lúa có chất lượng cao phục vụ cho yêu cầu của sản xuất là một nhiệm vụ sống còn và phải đặt thành chương trình cấp quốc gia và phải huy động cả “4 nhà” cùng tham gia thì mới đạt kết quả như mong đợi. Cả nước hiện có 25 đơn vị nghiên cứu gia chọn tạo giống cây trồng mới, trong đó 15 đơn vị thuộc Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn, 07 thuộc Bộ giáo dục và đào tạo, 01 thuộc Viện khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia, 02 đơn vị thuộc Bộ Công nghiệp. Bên cạnh đó, còn có hàng chục công ty nước ngoài, công ty trong nước đang thực hiện các hoạt động nghiên cứu chọn tạo hoặc nhập nội giống phục vụ sản xuất đã đáp ứng được mục tiêu của công tác chọn tạo giống lúa trong thời gian qua. Xu hướng tăng tỷ lệ giống chất lượng để 1 xuất khẩu và tiêu dùng trong nước nhằm nâng cao giá trị ngành trồng lúa đang được các địa phương và nông dân quan tâm.
Vùng đồng bằng Sông Cửu Long có tỷ lệ gieo trồng giống lúa chất lượng ngắn ngày và giống đặc sản dài ngày tăng cao, chiếm trên 55% diện tích lúa, đã góp phần quan trọng tăng giá trị gạo xuất khẩu của Việt Nam trong những năm qua. Vùng Đồng bằng Sông Hồng cũng đang chuyển dịch theo hướng tăng giống lúa chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường nội địa và bữa ăn hàng ngày của nông dân. Do đó cần quan tâm hơn nữa đến chất lượng trong công tác chọn tạo giống lúa và phục tráng các giống lúa địa phương cổ truyền. Cùng với các phương pháp chọn tạo giống lúa truyền thống, hiện nay trên thế giới và ở nước ta đang ứng dụng rất thành công về công nghệ sinh học trong tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác giống.
Trong đó, nuôi cấy bao phấn đã được ứng dụng thành công ở lúa mì, lúa nước, thuốc lá. Ở cây lúa nước đã có trên một trăm giống và dòng thuần được tạo ra ở Trung Quốc thông qua nuôi cấy bao phấn. Đã có nhiều dòng thuốc lá có triển vọng tạo ra từ nuôi cấy bao phấn, các dòng này có khả năng chống chịu. Thông qua kỹ thuật nuôi cấy bao phấn lúa, người ta có thể cố định ưu thế lai và các gen có ích từ con lai F1 có ưu thế lai cao, làm tăng năng suất cây [19].
Nuôi cấy bao phấn lúa lai Indica/Indica đã thu được các dòng có năng suất cao hơn bố mẹ và bằng 93,2% so với con lai F1 [40]. Duy trì tính trạng bất dục đực và khả năng kết hợp của dòng thuần là yếu tố quan trọng trong tạo giống lúa lai. Hiện nay, sản xuất lúa lai ở nước ta phụ thuộc rất lớn vào nhập khẩu giống lúa lai từ Trung Quốc. Để tạo ra các dòng bất dục mới, các dòng có tiềm năng và rút ngắn quá trình tạo giống, các nhà khoa học thường kết hợp lai, lai xa và nuôi cấy bao phấn [36].
Kết quả nhiều công trình cho thấy kỹ thuật nuôi cấy bao phấn của con lai Japonica/Indica, Japanica/Indica là con đường nhanh và có hiệu quả để phát triển các dòng phục hồi mang gen kết hợp rộng trong tạo giống lúa lai [36],[39]. Để tạo ra các dòng bất dục nhân với các nền di truyền khác nhau, nuôi cấy bao phấn con lai F1 mang gen bất dục đực nhân sẽ cho phép tạo ra các dòng bất dục đực nhân mới chỉ sau một lần nuôi cấy bao phấn [39]. Hiện nay, các nhà khoa học đã tạo được con lai khác loài để chuyển gen kháng từ lúa dại vào lúa trồng. Tuy nhiên khó khăn gặp phải là tính không tương hợp.
Phương pháp cứu phôi và nuôi cấy bao phấn đã có hiệu qủa trong việc tạo con lai từ các cặp lai khác loài. Phương pháp đã tạo được giống lúa có khả năng kháng bằng sử dung chuyển gen kháng các loài lúa dại, ví dụ các gen kháng rầy nâu, bệnh đạo ôn, bạc lá [36]. Phương pháp chọn giống dựa vào các chỉ thị phân tử là một phương pháp tạo giống mới đang được áp dụng khá rộng rãi ở nhiều loại cây trồng. Phương pháp này cho phép xác định nhanh, chính xác sự có mặt của các gen mong muốn, do vậy có thể hỗ 2 trợ trong chọn giống.
Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử có thể khắc phục được hạn chế của phương pháp truyền thống, tiết kiệm công sức và rút ngắn thời gian chọn tạo giống mới [36]. Điều kiện sinh thái ở nước ta rất đa dạng nên đòi hỏi phải có bộ giống lúa phong phú mới có thể khai thác tốt tiềm năng của từng vùng. Thực tế đối với sản xuất lúa ở nhiều địa phương thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta hiện nay là các giống lúa thuần vẫn chiếm khoảng 60 % đến 65% cơ cấu diện tích giống. Do những ưu điểm của các giống lúa thuần là năng suất khá cao và ổn định , không đòi hỏi khắt khe về các yếu tố kỹ thuật như các giống lúa lai và người dân có thể chủ động tự để giống trong sản xuất.
Vì vậy nghiên cứu xác định giống lúa thuần đáp ứng các yêu cầu của người dân như có khả năng đạt năng suất cao, chất lượng tốt và chống chịu tốt để giới thiệu cho sản xuất góp phần nâng cao thu nhập, hiệu quả kinh tế sản xuất lúa vẫn rất cần thiết. Từ thực tế đó, được sự hợp tác với viện nghiên cứu lúa của Trường Đại học Nông nghiệp Nam Kinh, chúng tôi tiến hành thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu “ Ứng dụng công nghệ sinh học vào chọn tạo giống lúa năng suất cao, chất lượng tốt và có khả năng chống chịu góp phần xoá đói giảm nghèo cho khu vực miền núi phía Bắc Việt nam”. 2- M ỤC TI ÊU NHIỆM VỤ Trên cơ sở nguồn gen bản địa và nhập nội, chọn tạo được các dòng, giống lúa ưu tú có khả năng cho năng suất cao, chất lượng tốt và thích ứng với điều kiện sinh thái , góp phần xoá đói giảm nghèo cho khu vực miền núi phía Bắc Việt nam. 3-DỰ KIẾN SẢN PHẨM ( hợp đồng đính kèm) 3 Phần thứ hai TỔNG QUAN 2.1--Tình hình sản xuất và nghiên cứu lúa trên thế giới 2.
Tình hình sản xuất, tiêu thụ và xuất khẩu gạo trên thế giới: Cây lúa (tên khoa học là Oryza sativa L) là một loại cây ngũ cốc có lịch sử lâu đời, trải qua một quá trình biến đổi và chọn lọc từ cây lúa dại thành cây lúa ngày nay. Quê hương của cây lúa không như nhiều người tưởng là ở Trung Quốc hay Ấn Độ, mà là ở vùng Đông Nam Á, vì vùng này khí hậu ẩm và điều kiện lý tưởng cho phát triển nghề trồng lúa. Theo kết quả khảo cổ học trong vài thập niên qua, quê hương đầu tiên của cây lúa là vùng Đông Nam Á và Đông Dương, những nơi mà dấu ấn cây lúa đã được ghi nhận là khoảng 10000 năm trước Công Nguyên. Còn ở Trung Quốc, bằng chứng về cây lúa lâu đời nhất chỉ 5900 đến 7000 năm về trước, thường thấy ở các vùng xung quanh sông Dương Tử.
Từ Đông Nam Á, nghề trồng lúa được du nhập vào Trung Quốc, rồi sang Nhật Bản, Hàn Quốc, những nơi mà cư dân chỉ quen với nghề trồng lúa mạch. Việt Nam có vinh dự được coi là cái nôi của nền văn minh lúa nước. Cây lúa có khả năng thích nghi rộng nên cây lúa có khả năng gieo trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau và ở nhiều nơi trên thế giới. Hiện nay trên thế giới có 114 nước trồng lúa và phân bố ở tất cả các châu lục trên thế giới.
Trong đó, châu Phi có 41 nước trồng lúa, châu Á có 30 nước, bắc Trung Mỹ có 14 nước, Nam Mỹ có 13 nước, châu Âu có 11 nước, châu Đại Dương có 5 nước. Diện tích lúa biến động và đạt khoảng 153 trịêu ha, năng suất lúa bình quân xấp sỉ 4 tấn/ha. Sản xuất lúa gạo vẫn tập trung chủ yếu ở các nước châu Á nơi chiếm tới 90% diện tích gieo trồng và sản lượng (FAOSTAT 2006)[43]. Trong đó Ấn Độ là nước có diện tích thu hoạch lúa lớn nhất đạt 44 790 trịêu ha, ngược lại Jamaica là nước có diện tích trồng lúa thấp nhất 24 ha.
Năng suất lúa cao nhất đạt 9,45 tấn/ha tại Australia và thấp nhât là 0,9 tấn/ha tại IRAQ. Giai đoạn 2001- 2005, sản lượng lúa trên thế giới đều tăng, năm 2005 đạt 618. Trong đó, sản lượng lúa Châu Á đạt 559.349 triệu tấn chiếm 90,45%. Sản lượng lúa ở Nam Mỹ là 24.020 triệu tấn chiếm 3,88%.
Sản lượng lúa ở Châu Phi là 18.851 triệu tấn chiếm 3,04%.