Tài liệu Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng mới và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ tại gia lâm, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ***************** ***************** LEENA SAYAKHAM TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC DÒNG BỐ MẸ TẠI GIA LÂM, HÀNỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ***************** ***************** LEENA SAYAKHAM TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LÚA LAI HAI DÒNG MỚI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC DÒNG BỐ MẸ TẠI GIA LÂM, HÀNỘI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG Mà SỐ: 60.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN VĂN QUANG HÀ NỘI, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội 10 tháng 04 năm 2015 Tác giả LEENA SAYAKHAM Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. TRẦN VĂN QUANG, đã tận tình hướng dẫn, đóng góp nhiều ý kiến quí báu và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, tập thể cán bộ phòng Công nghệ lúa lai đã tạo điều kiện về thời gian, giúp đỡ và động viên tinh thần để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã quan tâm giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Luận văn này hoàn thành còn có sự giúp đỡ của nhiều đồng nghiệp, bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng biết ơn những tình cảm cao quy đó! Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2015 Tác giả LEENA SAYAKHAM Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC ĐỒ THỊ 1. M Ở 1. Đặ 1 t 1. M 2. ục 1. Yê 3. u 2. T Ổ 2. Tì 1. nh 2. Ư 2. u 2. Ư 2. u 2. Ư 2. u 2. Ư 2. u 2. Ư 2. u 2. Ch 2. ất 2. Hệ 3. th 2. Bấ 3. t m al 2. Bấ 3. t 3. V Ậ 3. Vậ 1. t 3. Đị 2. a viii 1 1 2 2 3 3 18 19 19 19 20 21 22 22 24 26 26 27 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 3. 27 3. 3. 27 4. 3. 27 4. 3. 29 4. 3. 31 4. 3. 31 4. 4. 32 K 4.1. Kết quả đánh giá và tuyển chọn các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân 2014 32 4.1.2. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 34 4.1.3. Đánh giá động thái sinh trưởng của các tổ hợp lai 37 4.1.4. Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lúa lai 42 4.1.5. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp lúa lai 45 4.1.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 47 4.1.7. Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lúa lai 52 4.1.8. Một số đặc điểm của các tổ hợp lai có triển vọng. 55 4.2. Kết quả đánh giá đặc điểm sinh trưởng của các dòng bố mẹ tổ hợp lai T11S/R7 57 4.2.1. Một số đặc điểm giai đoạn mạ 57 4.2.2. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng 58 4.2.3. Động thái tăng trưởng số lá của các dòng bố mẹ. 59 4.2.4. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng bố mẹ trong vụ Mùa 2014 60 4.2.5. Một số đặc điểm của các dòng bố mẹ sau khi phun GA3 trong vụ Mùa 2014. 61 4.2.6. Sức sống vòi nhụy của các dòng mẹ trong vụ mùa 2014 62 4.2.7. Ảnh hưởng của GA3 đến một số đặc điểm nông sinh học của dòng 4.8. mẹ T11S trong vụ Mùa 2014 64 Một số đặc điểm về hạt phấn của dòng bố mẹ trong vụ mùa 2014 64 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 5. K 66 Ế 5. K 66 1. ết 5. Đ 67 2. ề TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 72 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ghi chú CMS Bất dục đực tế bào chất TGMS Bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ PGMS Bất dục chức năng di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ BTST Bồi tạp Sơn thanh M Mật độ P Phân bón TGST Thời gian sinh trưởng Đ/C đối chứng FAO Tổ chức nông lương thế giới D Dài R Rộng D/R Dài/rộng TB Trung bình T Thon TD Thon dài VSHNN Viện sinh học Nông nghiệp NSCT Năng suất cá thể NSTT Năng suất thực thu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 DANH MỤC BẢNG STT Tªn b¶ng Trang 2. D 1. iệ th 1 4. ời M 6 3 1. 4. 2. 4. ột T hĐ 2 3 5 3 3. 4. 4. 4. ộĐ 7 4 ộn Đ 0 5. ộX 4 4. uâ M 1 6. ột X 4 4. uâ M 4 7. ứ X 4 uâ C 5 ác X 4 4. uâ N 8 5 9. 4. ăn M 0 10 ột X 5 4. 8. uâ M 3 ột tr 5 4. oM 6 5 12 4. ột T 7 5 4. 11 13 4. 14 4. hĐ ộM 8 5 9 6 15 4. 16 ứ M 1 ột M 6 4. ùa S 2 6 17 4. ứ Ả 3 18 nd 6 4. òM 4 6 19 ột 5 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC ĐỒ THỊ S T T g 4. N 52 1. 4. ăĐ 60 2. ộ + Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii 1. MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Cây lúa (Oryza sativa L.) là cây trồng có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất, được gieo trồng ở tất cả các châu lục nhưng tập trung chủ yếu ở Châu Á chiếm gần 90% diện tích và hơn 91% sản lượng. Việt Nam là một nước nông nghiệp với cây lúa là cây trồng chính cung cấp nguồn lương thực và xuất khẩu hàng năm. Nhưng hiện nay quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá, đô thị hoá diễn ra rất mạnh mẽ ở tất cả các tỉnh trên toàn quốc, cùng với tốc độ gia tăng dân số nhanh đã dẫn đến diện tích trồng trọt giảm đáng kể trong đó chủ yếu là diện tích trồng lúa. Vì vậy, vấn đề an ninh lương thực ngày càng trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Lúa lai là một trong những tiến bộ kỹ thuật đã được nghiên cứu và ứng dụng rất mạnh để góp phần giải quyết vấn đề lương thực cho nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu. Lúa lai được gieo trồng ở Việt Nam từ năm 1991. Hiện nay, diện tích lúa lai là hơn 700.000 ha với năng suất trung bình từ 6,3-6,7 tấn/ha, cao hơn lúa thuần từ 10-15%. Việc sử dụng lúa lai đã góp phần nâng cao năng suất, sản lượng lúa, tăng thu nhập cho nông dân. Mặc dù, hiệu quả kinh tế của cây lúa lai đã rõ ràng, nhưng hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu trên 70% lúa giống F1 từ Trung Quốc và Ấn Độ. Điều này đã khiến cho nhiều địa phương không thể chủ động được kế hoạch sản xuất cũng như ổn định về chất lượng hạt giống. Hơn nữa, do điều kiện về thời tiết khí hậu khác nhau nên các giống lúa lai nhập khẩu khi trồng trong điều kiện Việt Nam thường có sức sống kém, dễ nhiễm sâu bệnh gây thất thu mùa màng. Vì vậy, chủ động được sản xuất giống lúa lai vẫn đang là bài toán đặt ra với ngành nông nghiệp và các nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam. Nhiều giống lúa lai hai dòng có khả năng chống chịu tốt và có tiềm năng năng suất cao đã được các nhà khoa học Việt Nam chọn tạo thành công và đưa vào sản xuất như: Việt Lai 200, TH3-3, TH3-4, Việt Lai 24, TH3-5, TH7-2... Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 Tuy nhiên, các giống lúa lai hai dòng trên chưa cung ứng đủ nhu cầu của sản xuất. Do đó, việc tiếp tục chọn tạo được các tổ hợp lai triển vọng đồng thời hoàn thiện qui trình sản xuất hạt giống lai F1 là vấn đề cấp thiết. Để góp một phần giải quyết vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng mới và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ tại Gia Lâm, Hà Nội”. 1.2. Mục đích - Tuyển chọn được tổ hợp lúa lai hai dòng có triển vọng trong vụ Xuân 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội. - Đánh giá được một số đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ góp phần xây dựng qui trình sản xuất hạt lai F1 của tổ hợp lai hai dòng mới triển vọng tại Gia Lâm - Hà Nội. 1.3. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá được các đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái, sinh trưởng, phát triển, mức độ nhiễm sâu bệnh, năng suất và chất lượng của các tổ hợp lúa lai hai dòng trong vụ Xuân năm 2014. - Tuyển chọn được tổ hợp lúa lai có năng suất cao, chất lượng khá và có các đặc điểm nông sinh học mong muốn. - Đánh giá được đặc điểm sinh trưởng của các dòng bố, mẹ và đặc điểm bất dục của dòng mẹ. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới và Việt Nam 2.1.1. Nghiên cứu và phát triển lúa lai trên thế giới Năm 1926, J.W.Jone bắt đầu nêu những vấn đề ưu thế lai cúa lúa khi khảo sát lúa ở Đài Loan. Tiếp đến các nhà tạo giống trên thế giới như B.S. Kadem (Ấn Độ-1937), F.B.Brone (Malaysia-1953), A.Alim (Pakistan-1957) cũng như nhiều nhà khoa học của Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc, Philippine, Pakistan, Malaysia, Liên Xô cũ, Ý, Hàn Quốc đều tập trung nghiên cứu, trong số đó có Yuan L.P. và cộng sự đã nghiên cứu và chọn tạo thành công lúa lai theo phương pháp “ba dòng”, đã cống hiến cho nền khoa học nông nghiệp Trung Quốc và Thế giới những thành tựu to lớn, xuất sắc trong sản xuất lúa ở thế kỷ XX. Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới sử dụng lúa lai trong sản xuất đại trà từ năm 1976, diện tich gieo cấy là 133,3 nghìn ha (Nguyễn Công Tạn và ctv, 2002). Nghiên cứu và sản xuất lúa lai Trung Quốc đã nhận được giải thưởng đặc biệt và phát minh năm 1981. Mặc dù phát triển lúa lai thương phẩm sớm nhưng còn có nhiều nhược điểm “Ưu không sớm, sớm không ưu” nên khó mở rộng diện tích. Đầu thập kỷ 80, giống lúa lai Ủy ưu 35, Ủy ưu 49 phù hợp với sản xuất trong vụ Xuân ra đời thì diện tích gieo cấy lúa lai Trung Quốc mở rộng tương đối nhanh. Qua nhiều năm nghiên cứu, các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra vật liệu bất dục đục di truyền tế bào chất và dòng duy trì tương ứng, tạo ra nhiều dòng phục hồi để tạo ra nhiều tổ hợp lúa lai gieo trồng phổ biến trong sản xuất. Ngoài hệ thống lúa lai ba dòng vẫn giữ vai trò chủ lực trong sản xuất, Trung Quốc đã thành công đưa vào sản xuất lúa lai hai dòng cho năng suất cao hơn lúa lai ba dòng từ 5-10%. Diện tích lúa lai hai dòng năm 2002 là 2,6 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 triệu ha, chiếm 18% tổng diện tích lúa lai ở Trung Quốc (Yuan L.P., 2004). Trung Quốc cũng đạt được những thành tựu trong việc tạo giống siêu lúa lai, tạo ra được hai tổ hợp siêu lúa lai Peiai 64S/E32 va Peiai 64S/9311 năng suất cao nhất đạt từ 14,8-17,1 tấn/ha. Ngày nay, Trung Quốc đã hình thành hệ thống nghiên cứu lúa lai đến tận các tỉnh, đào tạo cán bộ nghiên cứu và kỹ thuật viên đông đảo, xây dựng hệ thống sản xuất, kiển tra, kiểm nghiệm, khảo nghiệm và chỉ đạo thâm canh lúa lai thương phẩm. Hình thành một hệ thống sản xuat hạt lai F1 rất chặt chẽ từ trung ương đến địa phương. Theo khuyến cáo của Hội đồng lúa gạo quốc tế, FAO đã hỗ trợ phát triển lúa lai trên diện rộng cho các quốc gia trồng lúa. Hơn một thập kỷ qua, FAO đã tiến hành xây dựng và hỗ trợ kỹ thuật để giúp đỡ các chương trình lúa lai của nước trên thế giới. Như tại Myanmar là dự án FAO/TCP/MYA/6612 thời gian từ 3/1997-3/1999 với ngân sách 221.000 USD; Ấn Độ là dự án UNDP/IND/91/008 và IND/98/140 thời gian từ 19912002 ngân sách 6.550.000USD; dự án FAO/TCP/BGD/6613 tại Bangladesh thời gian từ 5/1997 - 4/1999 ngân sách 201.000 USD (Dat Tran Van, 2004; Dương Văn Chín, 2007). Theo Ma Q.H. và Yuan L.P. (2003), 50% diện tích trồng lúa lai đã góp 60% sản lượng lúa của Trung Quốc, trong khi 50% diện tích lúa thuần chỉ đóng góp 40% sản lượng. Trồng lúa lai làm tăng sản lượng mỗi năm là 22,5 triệu tấn, tạo điều kiện để Trung Quốc giảm 6 triệu ha trồng lúa mỗi năm, hiện nay chỉ còn 27 triệu ha lúa (Virmani S.S., 2004). Năm 1973, Shiming Song ở trung tâm lúa lai Hồ Bắc phát hiện được s dòng bất dục mẫn cảm quang chu kì (HPGMS) từ giống Nông ken 58 (Trần Duy Quý, 1994; Yin Hua Qui, 1993; Zhou et al, 2000). Sự ra đời của lúa lai hai dòng đã mở ra một hướng đi mới trong lai tạo đó là lai xa giữa các loài phụ để tạo ra các giống siêu lúa lai. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 Năm 1991, các nhà khoa học Nhật Bản (Marnyagma et al, 1991) đã áp dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo để tạo ra được dòng bất dục đực mẫn cảm nhiệt độ (TGMS), Norin PL12. Bằng phương pháp lai chuyển gen các nhà chọn giống lúa lai Trung Quốc đã tạo được các dòng EGMS mới từ nguồn Nông ken 58S. Những dòng PTGMS mới này (N504S, 31111S, WD1S, 7001S, Peiai 64S…) có những đặc tính nông sinh học mới mà Nong ken 58S không có. Ngoài các dòng EGMS phát triển từ nguồn Nông ken 58S còn có các dòng 5460S, AnnongS-1 được chọn tạo do lai giữa Indica và Indica; dòng HennongS-1 do lai xa giữa Indica và lúa dại; dòng Xinguang do lai giữa Indica và Japonica. Các tác giả Zeng và Zhang khi xử lý dòng Peiai 64S ở các mức nhiệt độ khác nhau và chọn lọc qua 10 thế hệ đã chọn được các dòng đồng nguồn từ Peiai 64S, nhưng khác nhau về ngưỡng nhiệt độ chuyển đổi tính dục: P2364S, P2464S, P2664S, P2864S (Trích theo Đặng Văn Hùng, 2007). Chương trình tạo giống “siêu lúa lai” gồm hai giai đoạn, có sự tham gia của 20 cơ quan nghiên cứu nông nghiệp từ 1996, giai đoạn 1 đã tạo siêu lúa lai đạt năng suất 12 tấn/ha vào 2005, ở diện tích thí nghiệm các giống siêu lúa lai đạt tới 19,5 tấn/ha. (Kim 23A/Q661) (Yuan L.P., 2002). Chương trình lai xa giữa các loài phụ Indica/Japonica bắt đầu từ năm 1987 nhờ sự phát hiện và sử dụng gen tương hợp rộng mở ra tiềm năng năng suất cao cho các giống lúa lai hai dòng, năng suất của các tổ hợp lai xa lên tới hơn 10 tấn/ha trên diện tích đại trà, cao nhất có thể đạt 14,8-17,1 tấn/ha ở các S S tổ hợp Peiai 64 /E32, Peiai 64 /9311. Năm 1992, diện tích gieo trồng lúa lai hai dòng ở Trung Quốc là 15.000 ha với năng suất 9 -10 tấn/ha, năng suất cao nhất có thể đạt 17 tấn/ha. Đến năm 1997 đã có 640.000 ha năng suất trung bình cao hơn lúa lai ba dòng 5 - 15%. Hầu hết các tổ hợp lai hai dòng đều có năng suất cao và phẩm chất tốt hơn so với các tổ hợp lai ba dòng. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 Vào năm 2000, Trung Quốc trồng 240.000 ha siêu lúa lai và năng suất bình quân là 9,6 tấn/ha (Trần văn Đạt, 2005). Hiện nay, Trung Quốc đã có hàng chục giống lúa lai đạt năng suất cao và siêu cao trồng trên diện tích rộng, năng suất tăng 10% so với giống lúa lai hiện có. Khi đạt được năng suất 12 tấn/ha ở giai đoạn 2, siêu lúa lai sẽ có năng suất trung bình cao hơn năng suất của lúa thuần là 2,2 tấn/ha. Nếu siêu lúa lai được gieo trồng trên 13 triệu ha thì sản lượng sẽ tăng thêm 30 triệu tấn/năm so với trồng lúa thuần. Dựa trên những thành tựu đã đạt được và tiềm năng năng suất của lúa, Trung Quốc đã xây dựng kế hoạch giai đoạn 4 cho chọn giống lúa lai siêu cao sản với năng suất 15,0 tấn/ha/vụ ở qui mô lớn vào năm 2020. Theo Bộ Nông nghiệp Trung Quốc chương trình này được khởi động từ tháng 4 năm 2013 và giống lúa lai đầu tiên được thử nghiệm là Y Liangyou 900, trồng trong vụ mùa đạt năng suất 14,8 tấn/ha tại huyện Long Hải tỉnh Hồ Nam. Với kết quả ban đầu như vậy, Trung Quốc có thể đưa năng suất siêu lúa lên 15,0 tấn/ha/vụ vào năm 2015 (Yuan L.P., 2014). Theo lý thuyết, cây lúa có thể chuyển đổi 5% bức xạ mặt trời thành chất hữu cơ nên chỉ cần sử dụng hiệu quả 2,5% thì năng suất lúa có thể đạt 22,5 tấn/ha. Thực nghiệm cho thấy các giống lúa có chiều cao 1,3m có thể đạt được năng suất 15-16 tấn/ha, với kiểu cây cao khoảng 1,5m có thể đạt năng suất 17-18 tấn/ha. Do vậy để đạt được năng suất 18-20 tấn/ha thì chiều cao cây của các giống siêu lúa lai phải có chiều cao từ 1,8-2,0m. Theo Yuan L.P. (2014) để đạt được điều đó thì những giống siêu lúa lai có kiểu hình đẹp, đẻ nhánh gọn, khỏe, tập trung. Chính vì thế, cần giải quyết vấn đề đổ ngã của siêu lúa lai bằng việc lai khác loài để có bộ rễ mạnh khỏe và lai với các nguồn gen có cổ bông to, thân đặc, đốt ngắn, các đốt ở dưới to. Theo FU Jing et al (2012), từ năm 1996, Trung Quốc đã tạo ra giống lúa lai siêu cao sản bằng việc lai khác loài phụ với kiểu cây lý tưởng. Đến nay đã có hơn 80 giống lúa lai siêu cao sản được trồng ngoài sản xuất, trong số đó Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 có những giống năng suất đạt 12-21 tấn/ha. Lý do chính để các giống lúa lai này đạt năng suất cao là: số hạt/bông và kích thước bông tăng; chỉ số diện tích lá tăng, thời gian lá xanh dài, khả năng quang hợp cao hơn, chống đỗ tốt hơn, tích lũy chất khô ở giai đoạn trước trỗ cao hơn, vận chuyển carbohydrat từ thân lá vào hạt mạnh hơn, bộ rễ lớn hơn và hoạt động hút dinh dưỡng của rễ khỏe hơn. Tuy nhiên, có hai vấn đề chính đối với lúa lai siêu cao sản là các hoa nở sau không vào chắc được và tỷ lệ đậu hạt thấp và không ổn định. Hướng nghiên cứu lúa lai “một dòng” là mục tiêu cuối cùng rất quan trọng trong công tác chọn giống lúa lai ở Trung Quốc với ý tưởng sử dụng thể vô phối (Apomixis) và cố định ưu thế lai để sản xuất “hạt lai thuần” (True – bred hybrid rice) (Yuan L.P., 1997). Con đường tốt nhất để phát triển giống lai xa thuần chính là sử dụng thể vô phối của lúa đa phôi. Các nhà khoa học Trung Quốc đã đưa ra biện pháp sử dụng lúa chét để cố định ưu thế lai (Yuan L.P. và Xi Q.F., 1995). Lúa lai “một dòng” còn được Trung Quốc và một số nước như Mỹ, Nhật Bản,… nghiên cứu theo hướng chuyển các gen Apomixis từ cỏ dại sang cây lúa, tạo ra giống đa phôi kết hợp với chọn giống truyền thống là giải pháp hiệu quả để tạo ra giống lúa lai “một dòng” (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002). Vấn đề này chưa có kết quả ứng dụng cụ thể, tuy nhiên có nhiều đề tài nghiên cứu quan trọng đang được tiến hành như: gây tạo các dòng bất dục đực đa phôi với tỷ lệ phôi vô phối cao để sản xuất hạt vô phối, xác định các gen kiểm soát tính trạng vô phối, phương pháp phân lập vô phối,… đây là chiến lược phát triển bền vững có cơ sở khoa học và giá trị thực tiễn cao. Trung Quốc là nước mở đường và đạt được nhiều thành tựu to lớn trong quá trình nghiên cứu và phát triển lúa lai. Ngoài Trung Quốc có 17 nước nghiên cứu và sản xuất lúa lai như: Ấn Độ, Việt Nam, Philippine, Indonesia, Malaysia, Mỹ, Hàn Quốc, Triều Tiên,…Tuy nhiên, phát triển mạnh nhất vẫn là Trung Quốc, sau đó đến Việt Nam và Ấn Độ. Tổng diện tích lúa lai toàn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 thế giới chiếm khoảng 10% tổng diện tích trồng lúa và chiếm khoảng 20% tổng sản lượng lúa. Lúa lai đã mở ra hướng phát triển mới để nâng cao năng suất và sản lượng, góp phần giữ vững an ninh lương thực trên phạm vi toàn thế giới. Ngày nay, lúa lai là một giải pháp kỹ thuật đẩy mạnh tăng năng suất, tăng thu nhập cho nông dân (Carnahan H.L., 1972). 2.1.2. Nghiên cứu và phát triển lúa lai tại Việt Nam Việt Nam bắt đầu nghiên cứu lúa ưu thế lai vao năm 1983 tại Viện khoa học kỹ thuật Nông Nghiệp, Viện di truyền Nông Nghiệp, Viện lúa Đồng bằng sông cứu long, với sự hỗ trợ của IRRI, FAO và các đề tại nghiên cứu cấp quốc gia. Các chương trình này bắt đầu thực hiện đầu tiên tại Viên lúa ĐBSCL (Nguyễn Thị Trâm, 2001; Dương Văn Chín, 2007). Theo Nguyễn Trí Hoàn (2007), trải qua 16 năm nghiên cứu và phát triển từ 1991-2007, Việt Nam đã có những tiến bộ vượt bậc: 77 dòng TGMS được thu thập và nhập nội từ Trung Quốc, IRRI để nghiên cứu, đánh giá trong điều kiện sinh thái của Việt Nạm như là BoA,IR58025A và II32A đã được chọn thuần cho sử dụng trong chọn giống lúa lai mới cũng như sử dụng trong sản xuất hạt giống. Nhiều dòng CMS được lai tạo thông qua lai liên tục các dòng CMS với những dòng duy trì mới dược chọn tạo. Theo Nguyễn Thị Trâm (2007), kết quả chọn tạo giống lúa lai của Viện sinh học Nông Nghiệp: Chọn được các dòng TGMS có ngưỡn chuyển đổi tính dục ổn định, nhạy cảm GA3, nhận phấn tốt, nhân dòng và sản xuất hạt lai có năng suất cao. Chọn được dòng PGMS, góp phần đa dạng nguồn vật liệu để phát triển lúa lai hai dòng. Đưa ra sản xuất rộng tổ hợp lai TH3-3 có năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp với cơ cấu 2 vụ lúa + 1-2 vụ rau mùa, được nông dân chấp nhận. Năng suất hạt lai khá cao. Sản lượng sản xuất hạt lai trong 4 năm đạt 1.522 tấn hạt F1. Một số tổ hợp lai mới đang được mở rộng khá nhanh là TH3-4, TH3-5, TH7-2. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 Theo Hà Văn Nhân (2007), một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai hai dòng tại Viện cây lương thực: nhiều dòng TGMS pù hợp với điều kiện Việt Nam đã được tạo ra bằng các phương phap nhập nội, lai kết hợp nuôi cấy bao phấn, gây đột biến. Các nghiên cứu khác như khác như khả năngkết hợp, khả năng giao phấn, khả năng chống chịu sâu bệnh, kỹ thuật sản xuất hạt lai và nhân dòng bất dục cũng đã được thực hiện. Một số tổ hợp lai đã được công nhận tạm thời hoặc chín thức. Nguồn vật liệu để nghiên cứu chủ yếu nhập từ Viện Nghiên cứu lúa quốc tế-IRRI. Đến năm 1990, lúa lai F1 được nhập nội từ Trung Quốc để gieo trồng ở một số xã miền núi đã có năng suất rất cao. Năm 1994, Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn quyết định thành lập Trung tâm Nghiên cứu lúa lai thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam thì công tác nghiên cứu lúa lai được đinh hướng rõ ràng. Các dòng bất dục đực tế bào chất, dòng duy trì và dòng phục hồi nhập nội từ Trung Quốc và IRRI đã được đánh giá đầy đủ và nhiều thực nghiệm sản xuất hạt lai F1 được triển khai ở các địa phương. Từ đó diện tích lúa lai được tăng lên nhanh chóng: từ 10 ha năm 1990 lên 100 ha năm 1991, đến 2003 đạt 600.000 ha, năm 2004 đạt 650.000 ha (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2010). Theo Cục Trồng trọt (2012), thực tiễn phát triển lúa lai hơn trong những năm qua cho thấy chủ trương đẩy mạnh phát triển lúa lai ở Việt Nam là hoàn toàn đúng đắn, góp phần tăng năng suất lúa, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, đặc biệt các tỉnh Trung du miền núi phía Bắc (TDMNPB) và Bắc trung bộ (BTB); lúa lai sinh trưởng phát triển khỏe, chịu thâm canh, có tiềm năng năng suất cao, khả năng thích ứng rộng, gieo trồng được nhiều vùng sinh thái từ đồng bằng đến trung du miền núi. Gần đây chất lượng của các giống lúa lai đã được cải thiện đáng kể, nhiều tổ hợp lai có chất lượng gạo tốt được phát triển vào sản xuất. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9 a. Phát triển lúa lai thương phẩm Việt Nam ứng dụng thành tựu nghiên cứu và phát triển lúa lai của Trung Quốc từ năm 1991. Chương trình nghiên cứu phát triển lúa lai được Chính phủ đầu tư và đã thu được nhiều thành tựu đáng khích lệ. Diện tích gieo cấy lúa lai thương phẩm tăng liên tục từ 100 ha (năm 1991), lên 600 ngàn ha (2003), năm 2009 đạt trên 710 ngàn ha và Việt Nam trở thành quốc gia có diện tích lúa lai lớn thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Ấn Độ. Năm 2011 diện tích lúa lai có giảm nhưng vẫn đạt 595 nghìn ha. So với diện tích lúa cả nước, lúa lai chỉ chiếm 12-15%, tuy nhiên lúa lai đóng vai trò quan trọng ở phía Bắc với diện tích chiếm 32-33% trong vụ đông xuân và khoảng 17-20% trong vụ Hè Thu, vụ Mùa, đặc biệt ở các tỉnh TDMNPB, BTB. Các tỉnh phía Bắc có diện tích lúa lai lớn trong vụ đông xuân là Thanh Hóa 57-60% diện tích, Nghệ An 72-73%, Lào Cai 80%, Tuyên Quang 60-70%, Yên Bái 60-65% và Phú Thọ khoảng 50%. Hiện nay lúa lai không những phát triển ở các tỉnh phía Bắc mà còn được mở rộng vào các tỉnh Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) và Tây Nguyên (TN) và bước đầu vào Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), chủ yếu trong vụ đông xuân (ĐX). Vụ ĐX 2010, diện tích lúa lai tại DHNTB là 14.600 ha (8,4%), TN (4.400 ha (6%), ĐBSCL: 6000 ha (0,3%);tương ứng vụ đông xuân 2011 là 8.445 ha (4,8%), 6.728 ha (9%), 9.550 ha (0,6%). Tỉnh có diện tích lúa lai lớn là Quảng Nam 12-16%, Bình Định 7-15%, Đắc Lắc 614%, Đắc nông 30-45%, Cà Mau 10%. b. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai trong nước Trong giai đoạn 2001-2012, công tác chọn tạo lúa lai của Việt Nam đã được thúc đẩy mạnh mẽ và thu được nhiều thành tựu đáng kể; tỷ trọng lúa lai thương hiệu Việt Nam đã tăng lên rõ rệt, số giống được công nhận chính thức chiếm 28% trong tổng số các giống được công nhận. Các cơ quan nghiên cứu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10