Tài liệu Chọn tạo giống lúa chịu mặn bằng phương pháp chỉ thị phân tử cho vùng ven biển đồng bằng sông hồng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ XUÂN PHƢƠNG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU MẶN BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHO VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ XUÂN PHƢƠNG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU MẶN BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHỈ THỊ PHÂN TỬ CHO VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ HÙNG LĨNH Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Hùng Lĩnh, sự giúp đỡ của các cán bộ tại Bộ môn Sinh học phân tử - Viện Di truyền nông nghiệp. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này. Thái Nguyên, ngày 19 tháng 9 năm 2014 Tác giả luận văn Lê Xuân Phƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Hùng Lĩnh - Trưởng Bộ môn sinh học phân tử - Viện Di truyền Nông Nghiệp, người đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn chỉnh luận văn của mình. Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu, nhiệt tình của tập thể cán bộ thuộc: 1. Bộ môn Sinh học phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp 2. Khoa Khoa học sự sống, Đại học Khoa học Thái Nguyên Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ, chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Thái Nguyên, ngày 19 tháng 9 năm 2014 Tác giả luận văn Lê Xuân Phƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1. Dự báo mức gia tăng trung bình toàn cầu của nhiệt độ không khí và mực nước biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau ......................... 9 Bảng 2.1. Thông tin về các chỉ thị phân tử trên NST1 ................................... 29 Bảng 2.2. Thành phần dinh dưỡng của môi trường Yoshida..........................35 Bảng 2.3. Đánh giá tiêu chuẩn cải tiến (SES) qua quan sát mức hại của mặn ở giai đoạn mạ (IRRI, 1997) .............................................................................. 37 Bảng 3.1. Kết quả thanh lọc mặn sau 2 tuần của các giống ........................... 43 Bảng 3.2. 478 44 Bảng 3.3. Kết quả thanh lọc mặn sau 2 tuần của các dòng ............................ 50 Bảng 3.4 2013 tại Giao Thủy, Nam Định................................ 51 Bảng 3.5. Năng suất và các yếu tố cấu tăng năng suất của các dòng tham g 2013..............................................53 Bảng 3.6. 2014 tại Giao Thủy, Nam Định............................... 55 Bảng 3.7. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất các dòng tham gia thí nghiệm tại Giao Thủy, Nam Định 2014 .......................................................... 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv DANH MỤC HÌNH Hình Tên hình trang Hình 1.1. Dự báo sự thay đổi của mực nước biển đến năm 2100 .................... 6 Hình 1.2. Diễn biến nhiệt độ ở quy mô toàn cầu và khu vực ........................... 6 Hình 1.3. Diễn biến của nhiệt độ (a) và lượng mưa (b) ở Việt Nam ............. 11 trong 50 năm.................................................................................................... 11 Hình 1.4. Diễn biến của mực nước biển tại trạm hải văn Hòn Dấu ............... 12 Hình 2.1. Vị trí các chỉ thị trên NST1 và Locus gen Saltol ........................... 28 Hình 2.2. Sơ đồ phương pháp MABC ………………...……………………33 3.1. 6 (P1) và FL478 (P2) ...................................................................................................... 46 Hình 3.2. 1F1 ...................................................................... 47 Hình 3.3. 1F1 ............................................................................ 48 Hình 3.4. 1F2 ............................................................................ 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Từ viết tắt ANLT BĐKH CNSH Cs CTAB EB ENSO FAO IPCC 10 IRRI 11 MABC 12 MAS 13 NST 14 PCR 15 QTL/QTLs 16 SSR 17 18 19 20 TBE TE TGST WB Nội dung An ninh lương thực Biến đổi khí hậu Công nghệ sinh học Cộng sự Cetyl trimethyl amonium bromide Extraction buffer El Nino Southern Oscillation Tổ chức lương thực thế giới Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hiệp quốc The International Rice Research Institute - Viện Nghiên cứu lúa quốc tế Marker assisted backcrossing - Chọn giống hồi giao nhờ chỉ thị phân tử Marker assisted selection - Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử Nhiễm sắc thể Polymerase Chain Reaction - Phản ứng trùng hợp chuỗi Quantitative Trait Loci(s) - Locus kiểm soát tính trạng số lượng Simple Sequence repeat - Sự lặp lại của trình tự đơn giản Tris - Bric Acid - EDTA Tris - EDTA Thời gian sinh trưởng Ngân hàng thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi MỤC LỤC Lời cam đoan ................................................................................................................... i Lời cám ơn ...................................................................................................................... ii Danh mục bảng ..............................................................................................................iii Danh mục hình............................................................................................................... iv Danh mục các từ viết tắt ................................................................................................. v Mục lục........................................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................. 2 3. Nội dung Nghiên cứu ................................................................................2 4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 4.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................. 4 5.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................. 4 5.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 5 1.1. Tình hình của BĐKH trên Thế giới và Việt Nam ...................................... 5 1.1.1. Tình hình của BĐKH trên Thế giới ........................................................ 5 1.1.2. Ảnh hưởng của BĐKH tại Việt Nam .................................................... 10 1.2. Nghiên cứu di truyền và chọn giống lúa chịu mặn .................................. 13 1.2.1. Cơ sở di truyền tính chống chịu mặn ở cây lúa .................................... 13 1.2.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa chịu mặn .............. 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii 1.2.3. Nghiên cứu lập bản đồ QTL/gen Saltol chịu mặn từ giống lúa Pokkali ... 18 1.2.4. Ứng dụng phương pháp chọn tạo giống bằng chỉ thị phân tử trong tạo giống lúa chịu mặn .......................................................................................... 19 1.2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn trong nước ........... 23 Chƣơng 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 28 2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 28 2.2. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................ 30 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 30 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 30 2.4.1. Phương pháp lai hữu tính giữa giống lúa cho và nhận gen................... 30 2.4.2. Phương pháp chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại (MABC) ........... 32 2.4.3. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng .................................................... 34 2.4.4. Phương pháp thử độ mặn nhân tạo........................................................ 34 2.4.5. Phương pháp tách chiết DNA và phân tích di truyền chỉ thị phân tử ... 37 Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 43 3.1. Kết quả đánh giá xác định vật liệu bố mẹ trong nghiên cứu chọi tạo giống lúa chịu mặn .................................................................................................... 43 3.1.1 Kết quả đánh giá khả năng chịu mặn của các giống lúa trong điều kiện nhân tạo ........................................................................................................... 43 ịnh vật liệu bố mẹ 3.1.2. Kết quả .......................................................................................... 44 3.2. Kết quả chọn tạo dòng lúa chịu mặn từ tổ hợp lai TL6/FL478 ............... 45 ữa FL478 và TL6 . 45 3.2.1. Kết quả kiể ử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC1F1. ...................................................................... 47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii 3.2.3. Sử dụng chỉ thị phân tử xác định các cá thể mang locus gen chịu mặn trong quần thể BC1F2....................................................................................... 48 3.3. Đánh giá vật liệu sử dụng trong nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chịu mặn.. 49 3.3.1. Đánh giá tính chịu mặn của các dòng lúa chọn tạo trong điều kiện nhân tạo. . 49 3.3.2. Đánh giá các đặc tính nông sinh học, yếu tố cấu thành năng suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL/Saltol trong vụ mùa 2013.. 51 3.3.3. Đánh giá các đặc tính nông sinh học, yếu tố cấu thành năng suất và khả năng chịu mặn của các dòng được tạo ra mang QTL/Saltol trong vụ xuân 2014 ........... 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................. 59 1. Kết luận ....................................................................................................... 59 2. Kiến nghị ..................................................................................................... 59 Tài liệu tham khảo...................................................................................................... 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. BĐKH dẫn đến nhiều thay đổi bất thường của thời tiết, tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường. BĐKH còn làm tăng tính biến động và tính cực đoan của các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, tố, lốc, các thiên tai thời tiết khô nóng, lũ, ngập úng, hay hạn hán, rét hại, xâm nhập mặn, sâu bệnh, làm ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp. Hậu quả của BĐKH đối với Việt Nam là nghiêm trọng và là một nguy cơ hiện hữu cho mục tiêu xoá đói giảm nghèo, cho việc thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ và sự phát triển bền vững của đất nước. Cây lúa là cây trồng quan trọng nhất ở Việt Nam, đồng thời cũng là nguồn thức ăn quan trọng nhất cho một nửa dân số thế giới. Việt Nam là nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 2 trên thế giới sau Thái Lan. Lúa gạo là nguồn thu ngoại tệ lớn nhất của nền nông nghiệp xuất khẩu Việt Nam và cũng là nguồn thức ăn chính của 86 triệu dân số trong nước. Đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long có sản lượng gạo lần lượt là 17% và 50% [5]. Đáp ứng sản lượng lúa ở Việt Nam là rất cần thiết cho ứng phó với điều kiện biến đổi khí hậu. Do vậy, chọn tạo giống lúa năng suất cao chống chịu mặn là hết sức cần thiết và có ý nghĩa cho an toàn lương thực và tăng thu nhập của nông dân tại vùng chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Chọn giống bằng chỉ thị phân tử (Marker assisted selection - MAS) là phương pháp thiết thực, hiệu quả trong việc chuyển locus gen quy định tính trạng di truyền số lượng (Quantitative Trait Loci - QTL) hay gen đích vào giống mới. Phương pháp MAS cho phép rút ngắn quá trình chọn lọc, chọn lọc được những tính trạng khó và đắt tiền hay nhiều gen cùng một lúc. Chọn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 giống bằng MAS sẽ giảm được giá thành và thời gian. Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử là kỹ thuật hiệu quả cho phép chọn lọc trực tiếp hệ gen của từng cá thể trong quần thể. Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử có thể sử dụng chỉ thị để kiểm tra di truyền của dòng bố mẹ và các cá thể con lai. Từ đó có thể kiểm soát được các alen đặc biệt trong các cá thể của quần thể. Bằng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại (Marker assisted backcrossing - MABC), các nhà chọn giống các nước pháp triển trên thế giới đã thành công mang lại kết quả trong việc tạo ra các giống lúa vừa có năng suất cao, vừa có khả năng chống chịu với các điều kiện phi sinh học bất lợi như ngập chìm, mặn và chống chịu sâu bệnh. Những giống lúa này có thể giúp cho các vùng bờ biển giảm bớt thiệt hại do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu [21], [22]. Từ những vấn đề nêu trên, việc ứng dụng công nghệ chọn giống nhờ chỉ thị phân tử để chọn tạo giống lúa có năng suất cao, có khả năng chống chịu mặn là một vấn đề cấp thiết. Vì vậy chúng tôi xây dựng đề tài: “Chọn tạo giống lúa chịu mặn bằng phương pháp chỉ thị phân tử cho vùng ven biển Đồng bằng sông Hồng”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Sử dụng phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử chọn tạo giống lúa chịu mặn đáp ứng nhu cầu giống lúa cho vùng ven biển Đồng bằng Sông Hồng ứng phó với tác động biến đổi khí hậu. 3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá vật liệu bố mẹ trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa chịu mặn - Ứng dụng chỉ thị phân tử xác định cá thể mang locus gen Saltol. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 - Đánh giá và trồng thử nghiệm các dòng chịu mặn được chọn tạo bằng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. Xác định các dòng chịu mặn triển vọng phục vụ công tác phát triển giống lúa chịu mặn cho sản xuất. 4. Ý nghĩa của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học Ứng dụng phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử để chọn tạo giống lúa chịu mặn giúp chọn lọc nhanh và chính xác nguồn gen chịu mặn ở các thế hệ chọn tạo giống, nhờ vậy có thể rút ngắn thời gian chọn lọc trên đồng ruộng, giảm số lượng cá thể gieo trồng hàng vụ, giảm diện tích gieo trồng, giảm lao động nặng nhọc, giảm chi phí cho những thí nghiệm đồng ruộng góp phần tăng đầu tư cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm một cách chuẩn mực. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Những thành công bước đầu trong việc ứng dụng chỉ thị phân tử để chọn lọc các cá thể lai sẽ mở ra hướng ứng dụng rộng rãi trong công tác chọn tạo giống nói chung, không chỉ với đặc tính chịu mặn mà còn đối với nhiều đặc tính nông sinh học quý khác. - Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ chọn tạo ra một số dòng/giống lúa chịu mặn cho các vùng ven biển Đồng bằng Sông Hồng nơi chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đối khí hậu. - Bổ sung thêm cơ sở lý luận trong công tác chọn tạo giống lúa bằng chỉ thị phân tử nhưng vẫn kế thừa các phương pháp chọn giống truyền thống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 5.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Giống lúa FL478 là thuần mang QTL/Saltol (gen chịu mặn) được nhập từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (The International Rice Research Institute IRRI). - Giống TL6 Là giống lúa chịu thâm canh khá, chống chịu tốt với một số sâu bệnh hại chính như: bệnh Đạo ôn, khô vằn và bạc lá. Phẩm chất gạo ngon, thơm, cơm mềm, nhưng không dính. Gieo cấy được 2 vụ trong năm, có tiềm năng cho năng suất cao. - Các chỉ thị phân tử có liên quan được sử dụng trong nghiên cứu. 5.2. Phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm được triển khai tại: Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử thuộc Viện Di truyền Nông nghiệp (Từ Liêm, Hà Nội); Huyện Giao Thuỷ, Nam Định. Thời gian nghiên cứu: Từ năm 2012 đến năm 2014. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình của BĐKH trên Thế giới và Việt Nam 1.1.1. Tình hình của BĐKH trên Thế giới Biến đổi khí hậu là do các hoạt động trực tiếp và gián tiếp của con người gây ra, nó làm thay đổi các thành phần trong khí quyển toàn cầu. BĐKH đã và đang gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến cuộc sống của con người trên mọi lĩnh vực, cả về môi trường và kinh tế-xã hội. Trong 150 năm qua, nhiệt độ bình quân bề mặt trái đất giai đoạn 1900-2005 tăng khoảng 0,80 C; nhiệt độ đại dương tăng 0,50 C nhiệt độ bình quân bề mặt toàn cầu đã tăng 0,760C [20]. Sự nóng lên toàn cầu đã gây nên khí hậu thay đổi nhiều hơn, như những biến đổi của mưa và gia tăng tần suất, cường độ và tính biến động và tính cực đoan của các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, lốc, các thiên tai liên quan đến nhiệt độ và mưa như thời tiết khô nóng, lũ, ngập lụt, hạn hán, rét hại, xâm nhập mặn, dịch bệnh và dẫn đến mực nước biển bình quân toàn cầu dâng cao. Theo các nhà khoa học về BĐKH toàn cầu và nước biển dâng cho thấy, đại dương đã nóng lên đáng kể từ cuối thập kỷ 1950. Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961-2003 đã dâng với tốc độ 0,5 - 1,8mm/năm [20]. Dự báo sự thay đổi của mực nước biển và diễn biến nhiệt độ ở quy mô toàn cầu đến năm 2100 thể hiện ở hình 1.1 và hình 1.2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 6 Hình 1.1. Dự báo sự thay đổi của mực nước biển đến năm 2100 (Nguồn: IPCC, 2007) [20] Hình 1.2. Diễn biến nhiệt độ ở quy mô toàn cầu và khu vực (Nguồn: IPCC AR4 WG-I Report, 2007) [20] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 Các từ viết tắt: - CCSR/NIES: Trung tâm nghiên cứu hệ thống khí hậu và Viện nghiên cứu môi trường Quốc gia; Sử dụng mô hình CCSR/NIES AGCM + CCSR OGCM Models 1890-2100. - CCCma: Trung tâm phân tích và xây dựng mô hình khí hậu Canada. Sử dụng mô hình CGCm2 Model 1900-2100 - CSIRO: Tổ chức nghiên cứu công nghiệp và khoa học về sức khỏe. Sử dụng mô hình CSIRO-Mk2 model 1961-2100. - Hadley Centre: Trung tâm nghiên cứu và dự báo khí hậu Hadley. Sử dụng mô hình HADCM3 model 1950-2099. - GFDL: Phòng nghiên cứu biến động các chất lỏng theo địa vật lý. Sử dụng mô hình R30 Model 1961-2100. - MPI-M: Viện khí tượng Max Planck. Sử dụng mô hình ECHAM4/OPYC coupled model 1990-2100. - NCAR PCM: Trung tâm nghiên cứu khí quyển Quốc gia Mỹ. Sử dụng mô hình PCM model 1980-2099. - NCAR CSM: Trung tâm cứu khí quyển Quốc gia Mỹ. Sử dụng mô hình CSM Model 2000-2099. Tuy nhiên, mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới: Một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài lần tốc độ dâng trung bình toàn cầu trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có thể hạ thấp. Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan trắc trên toàn cầu, mặc dù, vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đông Bắc Canada, vùng biển Scandinavia. Theo một số báo cáo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 của các nhà khoa học, trong thập kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh nhất ở vùng phía Tây Thái Bình Dương và phía Đông Ấn Độ Dương [20]. BĐKH đã ảnh hưởng trực tiếp đến ngành nông nghiệp, đây là ngành cung cấp lương thực chính cho con người đang phải đứng trước thách thức vô cùng to lớn, những khu vực tập trung trồng lúa nhiều nhất trên thế giới lại có nguy cơ bị xâm nhiễm mặn khi mực nước biển dâng cao. Do đó, cần phải có các giống lúa có khả năng chịu được ngập và độ mặn cao. Bên cạnh đó, theo báo cáo của FAO (2010), trên 800 triệu ha đất trên toàn thế giới bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi muối và khoảng 20% diện tích tưới (khoảng 45 triệu ha) được ước tính bị vấn đề xâm nhiễm mặn theo mức độ khác nhau. Mặt khác, tài liệu “Tác động của mực nước biển dâng cao đến các nước đang phát triển: Phân tích so sánh” của Ngân hàng Thế giới (WB) thực hiện tháng 2/2007 đã đánh giá các tác động của mực nước biển dâng cao đối với tất cả các nước đang phát triển bằng cách sử dụng bộ chỉ số đồng nhất các chỉ thị và với các kịch bản khác nhau về mực nước biển dâng cao. WB đã chia 84 nước đang phát triển ở ven biển thành 5 nhóm theo 5 văn phòng khu vực của WB gồm: Mỹ Latin và Caribê (25 nước); Trung Đông và Bắc Phi (13 nước); Châu Phi cận Xahara (29 nước); Đông Á (13 nước); và Nam Á (4 nước). Các kết quả nghiên cứu cho thấy 0,31% (194.309 km2) vùng lãnh thổ của 84 nước đang phát triển bị ảnh hưởng khi mực nước biển dâng cao 1m. Tỷ lệ bị ngập có thể tăng lên 1,2% theo kịch bản nước biển dâng cao 5m. Cho dù tỷ lệ này nhỏ song sẽ có khoảng 56 triệu người (hay 1,28% dân số) ở 84 nước đang phát triển bị ảnh hưởng khi mực nước biển dâng cao 1m. Với kịch bản nước biển dâng cao 1m, Bahamas (khu vực Mỹ latinh và Caribê) là nước bị ảnh hưởng nặng nhất xét về diện tích bị ảnh hưởng (12% tổng diện tích). Việt Nam đứng đầu danh sách 10 nước bị ảnh hưởng về dân số, khu vực đô Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 9 thị và đất ngập nước (khoảng 10%). Nông nghiệp của Ai Cập bị ảnh hưởng nhiều nhất, gần 13%. 28% diện tích đất ngập nước của Việt Nam, Jamaica và Belize có thể bị ảnh hưởng khi mực nước biển dâng cao 1m. Xét về tất cả các chỉ thị, theo Báo cáo của WB, Việt Nam nằm trong danh sách 5 nước bị ảnh hưởng nhiều nhất cùng với Ai Cập, Suriname và Bahamas [14]. Dự báo mức gia tăng trung bình toàn cầu của nhiệt độ không khí và mực nước biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau được thể hiện ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Dự báo mức gia tăng trung bình toàn cầu của nhiệt độ không khí và mực nước biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau (Nguồn: IPCC 2007) [20] Biến đổi của nhiệt độ (0C) (Giai đoạn 2090 – 2099 so với giai đoạn 1980-1999)a Mức dâng cao của mục nước biển(m) (Giai đoạn 2090 – 2099 so với giai đoạn 1980 – 1999) Đánh giá tốt nhất Phạm vi có thể xảy ra Phạm vi mô hình cơ sở ngoai trừ sự biến đổi động lực của dòng chảy băng trong tương lai Hàm lượng KNK không đổi ở mức năm 2000b 0,6 0,3 - 0,9 - Kịch bản B1 1,8 1,1 – 2,9 0,18 – 0,38 Kịch bản A1T 2,4 1,4 – 3,8 0,20 – 0,45 Kịch bản B2 2,4 1,4 – 3,8 0,20 – 0,43 Kịch bản A1B 2,8 1,7 – 4,4 0,21 – 0,48 Kịch bản A2 3,4 2,0 – 5,4 0,23 – 0,51 Kịch bản A1F1 4,0 2,4 – 6,4 0,26 – 0,59 Trường hợp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 Ghi chú: - a: Sự đánh giá này được đánh giá từ một hệ thống mô hình, bao gồm một mô hình khí hậu đơn giản, một số mô hình Trái đất có mức tạp vừa phải và số lớn mô hình hoàn lưu toàn cầu khí quyển – đại dương (AOGCMs). - b: Hàm lượng khí nhà kính (KNK) cố định năm 2000 được lấy từ AOGCMs. 1.1.2. Ảnh hƣởng của BĐKH tại Việt Nam Cũng như các nước khác trên thế giới, khí hậu đã, đang và sẽ biến đổi trên lãnh thổ Việt Nam. Kết quả phân tích các số liệu khí hậu cho thấy những biến đổi chủ yếu của các yếu tố khí hậu và mực nước biển như sau: - Nhiệt độ: Trong 50 năm qua (1958 - 2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam tăng lên khoảng từ 0,50C đến 0,70C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí hậu phía Nam (hình1.3a). Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập kỷ gần đây (1961 - 2000) cao hơn trung bình năm của 3 thập kỷ trước đó (1931 - 1960). Nhiệt độ trung bình năm của thập kỷ 1991 - 2000 ở Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931 1940 lần lượt là 0,8; 0,4 và 0,60C. Năm 2007, nhiệt độ trung bình năm ở cả 3 nơi trên đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931 - 1940 là 0,8 - 1,30C và cao hơn thập kỷ 1991 - 2000 là 0,4 - 0,50C. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/