Luận án Chọn tạo và sử dụng các dòng bất dục đực gen nhân mẫn cảm môi trường trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRẦN VĂN QUANG CHỌN TẠO VÀ SỬ DỤNG CÁC DÒNG BẤT DỤC ĐỰC GEN NHÂN MẪN CẢM MÔI TRỜNG TRONG TẠO GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG Ở VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Mà SỐ : 62.62.05.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS BÙI BÁ BỔNG 2. PGS.TS NGUYỄN THỊ TRÂM HÀ NỘI, 2008 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Bùi Bá Bổng và PGS.TS Nguyễn Thị Trâm đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn chỉnh luận án. Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Ban lãnh đạo Viện Sinh học Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, khoa Sau đại học, các thầy cô giáo bộ môn Di truyền Giống, khoa Nông học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Vụ Khoa học và Công nghệ, Bộ Giáo dục và Đào tạo, PGS.TS Nguyễn Văn Hoan-Chủ nhiệm đề tài “Kết hợp kỹ thuật chọn lọc marker phân tử với phương pháp truyền thống trong chọn tạo giống lúa lai hai dòng" đã hỗ trợ kinh phí để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Phòng Nghiên cứu ứng dụng ưu thế lai, Viện Sinh học Nông nghiệp, các sinh viên thực tập tốt nghiệp từ khóa 43 đến khóa 48 đã cộng tác giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Sau cùng là gia đình đã luôn động viên khích lệ, tạo điều kiện về thời gian, công sức và kinh phí để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn./. Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2008 Tác giả Trần Văn Quang Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và đã được công bố một phần trong luận văn Thạc sĩ của tôi, các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Trần Văn Quang Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iii MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN A : Dòng bất dục đực tế bào chất AFLP : Đa hình chiều dài đoạn phân cắt được nhân bội (Amplified fragment leghth polymophisms) B : Dòng duy trì tính bất dục đực tế bào chất. BSA : Phân tích thể phân ly theo nhóm (Bulked segregant analysis) CMS : Dòng bất dực đực tế bào chất (Cytoplasmic Male Sterility) EGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường (Environment- sensitive Genic Male Sterility) GA3 : Gibberellic acid MAS : Chọn giống nhờ trợ giúp của chỉ thị phân tử (Marker Asisted Selection). PGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng (Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility) P(T)GMS : Bất dục đực mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng và nhiệt độ (Photoperiodic and Thermo-sensitive Genic Male Sterility) Phytotron : Buồng khí hậu nhân tạo R : Dòng phục hồi tính hữu dục (Restorer) RAPD : ADN khác biệt được nhân bội ngẫu nhiên (Randomly Amplified Polymorphic DNA) RFLPs : Đa hình chiều dài đoạn phân cắt giới hạn (Restriction Fragment Length Polymorphisms) TGMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ (Thermo-sensitive Genic Male Sterility) T(P)GMS : Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ và chu kỳ chiếu sáng (Thermo and Photoperiodic-sensitive Genic Male Sterility) WA : Bất dục đực hoang dại (Wild Abortive) WCG : Gen tương hợp rộng (Wide Compatibility Gene) Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iv MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN I LỜI CAM ĐOAN ii MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN III MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MINH HOẠ X MỞ ĐẦU 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 3 2.1 Mục đích 3 2.2 Yêu cầu 3 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4 3.1 Ý nghÜa khoa häc 4 3.2 Ý nghÜa thùc tiÔn 4 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 6 2.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển lúa lai trên thế giới 6 2.2 Sự biểu hiện ưu thế lai ở lúa 8 2.3 Nghiên cứu phát triển lúa lai hai dòng 10 2.3.1 Nghiên cứu và sử dụng các dòng EGMS 11 2.3.2 Phương pháp chọn tạo các dòng EGMS 18 2.3.3 Phương pháp đánh giá các dòng EGMS 24 2.3.4 Phương pháp chọn thuần và nhân các dòng EGMS 27 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………v 2.3.5 Dòng phục hồi và gen tương hợp rộng 31 2.3.6 Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp của dòng EGMS 33 2.3.7 Kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 hệ hai dòng 36 2.3.8 Những thành công và hạn chế của lúa lai hai dòng 37 2.4 Nghiên cứu và phát triển lúa lai ở Việt Nam 38 2.4.1 Những thành tựu về nghiên cứu 38 2.4.2 Phát triển lúa lai thương phẩm 40 2.4.3 Sản xuất hạt giống lúa lai F1 41 2.4.4 Những tồn tại trong nghiên cứu và phát triển lúa lai 42 2.4.5 Định hướng phát triển lúa lai trong thời gian tới 42 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Vật liệu 44 2.2 Nội dung 45 2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 45 2.4 Phương pháp nghiên cứu 45 2.4.1 Nội dung 1: Phân lập và đánh giá các TGMS và PGMS 45 2.4.2 Nội dung 2: Tìm hiểu gen kiểm soát tính mẫn cảm quang chu kỳ của dòng P5S 48 2.4.3 Nội dung 3: Lai thử, đánh giá tổ hợp lai và xác định khả năng kết hợp của các dòng EGMS 49 2.4.4 Nội dung 4: Thiết lập qui trình nhân dòng bất dục P5S 50 2.4.5 Nội dung 5: Thiết lập qui trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH5-1 51 2.4.6 Các chỉ tiêu theo dõi 52 2.4.7 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu 52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC DÒNG EGMS 55 3.1.1 Tóm tắt quá trình lai và chọn lọc 55 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vi 3.1.2 Kết quả phân lập các dòng EGMS mới 55 3.1.3 Đặc điểm cơ bản của các dòng mới phân lập 59 3.1.4 Quá trình chuyển đổi tính dục của dòng P5S và T4S ở điều kiện tự nhiên trong vụ mùa 66 3.1.5 Quá trình chuyển đổi tính dục của dòng P5S và T4S ở điều kiện tự nhiên trong vụ xuân 69 3.1.6 Kết quả đánh giá các dòng EGMS tại Quảng Nam 73 3.1.7 Khả năng sử dụng dòng P5S ở Việt Nam 78 3.1.8 Kết quả xác định thời kỳ mẫn cảm của các dòng EGMS 80 3.1.9 Đặc điểm của các dòng EGMS sau khi xử lý trong Phytotron 83 3.1.10 Đặc điểm của dòng P5S và T4S trong điều kiện hữu dục 84 3.1.11 Đặc điểm của dòng P5S và T4S trong điều kiện bất dục 87 3.2 KIỂM SOÁT DI TRUYỀN VÀ KHẢ NĂNG TỔ HỢP CỦA DÒNG P5S 90 3.2.1 Phân tích di truyền tính trạng bất dục đực mẫn cảm quang chu kỳ của dòng P5S 90 3.2.2 Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng EGMS 93 3.3 ĐÁNH GIÁ VÀ TUYỂN CHỌN TỔ HỢP LAI MỚI 97 3.3.1 Đánh giá con lai F1 trong vụ xuân 97 3.3.2 Đánh giá con lai F1 trong vụ mùa 112 3.4 NHÂN DÒNG MẸ VÀ SẢN XUẤT HẠT LAI F1 TỔ HỢP TH5-1 119 3.4.1 Nhân dòng bất dục P5S trong vụ xuân 119 3.4.2 Sản xuất hạt lai F1 121 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 132 4.1 Kết luận 132 4.2 Đề nghị 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 134 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Tên Bảng Trang 3.1 Kết quả phân lập cây bất dục và hữu dục ở hai công thức xử lý 57 3.2 Phân loại các cá thể PGMS và TGMS được phân lập 58 3.3 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của dòng P5S và T4S qua các thời vụ trong vụ mùa 2002 61 3.4 Một số đặc tính nông sinh học của dòng P5S và T4S qua các thời vụ trong vụ mùa 2002 62 3.5 Đặc điểm hình thái của dòng P5S và T4S mới phân lập 64 3.6 Quá trình chuyển đổi tính dục của dòng P5S và T4S trong vụ mùa 2002 66 3.7 Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng EGMS ở điều kiện tự nhiên trong vụ xuân 2003 70 3.8 Thời gian từ gieo đến trỗ, số lá trên thân chính của các dòng EGMS qua các thời vụ (Vụ xuân 2005 tại Quảng Nam) 75 3.9 Quá trình chuyển đổi tính dục của các dòng EGMS ở điều kiện tự nhiên trong vụ xuân 2005 tại Quảng Nam 77 3.10 Kết quả xử lý các dòng EGMS theo công thức I (12 giờ 15 phút + 28,0OC) ở các bước phân hoá đòng khác nhau 81 3.11 Kết quả xử lý các dòng EGMS theo công thức II (13 giờ + 20,00C) ở các bước phân hoá đòng khác nhau 82 3.12 Một số đặc điểm của các dòng EGMS sau khi xử lý nhân tạo 83 3.13 ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ đậu hạt và một số đặc tính nông sinh học của dòng P5S và T4S trong vụ xuân 2003 85 3.14 Một số đặc điểm nông sinh học của hai dòng P5S và T4S ở điều kiện hữu dục 86 3.15 ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ đậu hạt và một số đặc tính nông sinh học của dòng P5S và T4S trong vụ mùa 88 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………viii 2003 3.16 Một số đặc điểm của các dòng EGMS ở điều kiện bất dục 89 3.17 Tỷ lệ phấn hữu dục của con lai F1 và các dòng bố mẹ 90 3.18 Thống kê tần số phân ly thực nghiệm và lý thuyết về tỷ lệ hữu dục : bất dục trong quần thể F2 của các tổ hợp lai 92 3.19 Tỷ lệ phân ly hữu dục : bất dục ở F1 của con lai trở lại (BC1F1) 92 3.20 Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng bố mẹ đối với một số tính trạng 93 3.21 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của tính trạng chiều dài bông 94 3.22 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của tính trạng số bông/khóm 95 3.23 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của tính trạng số hạt/bông 95 3.24 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của tính trạng khối lượng 1000 hạt 96 3.25 Giá trị khả năng kết hợp riêng giữa các dòng bố mẹ của tính trạng Năng suất thực thu 97 3.26 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai trong vụ xuân 2004 98 3.27 Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai trong điều kiện tự nhiên ở vụ xuân 2004 100 3.28 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai 103 3.29 Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai 105 3.30 Kết quả tuyển chọn các tổ hợp lai bằng chỉ số chọn lọc 106 3.31 Giá trị ưu thế lai thực (Hb) và ưu thế lai chuẩn (Hs) của 108 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ix tính trạng số lượng 3.32 Giá trị ưu thế lai thực (Hb) và ưu thế lai chuẩn (Hs) trên các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 111 3.33 Một số tính trạng số lượng của các tổ hợp lai trong vụ mùa 2004 112 3.34 Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh trên đồng ruộng của các tổ hợp lai ở vụ mùa 2004 114 3.35 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 115 3.36 Một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các tổ hợp lai mới tuyển chọn 117 3.37 Mức phản ứng với các chủng vi khuẩn gây bệnh bệnh bạc lá của các dòng bố mẹ và con lai TH5-1 118 3.38 ảnh hưởng của mật độ cấy, lượng phân bón đến năng suất thực thu ruộng nhân dòng P5S ở vụ xuân 2007 (tạ/ha) 119 3.39 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các dòng bố mẹ trong vụ xuân 122 3.40 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ 123 3.41 ảnh hưởng của tỷ lệ hàng bố mẹ và lượng GA3 phun đến năng suất ruộng sản xuất F1 ở vụ xuân 2004 124 3.42 ảnh hưởng của cách phun GA3 đến một số đặc điểm sinh học của dòng mẹ 125 3.43 ảnh hưởng của cách phun GA3 đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt lai F1 ở vụ xuân 2005 126 3.44 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ và năng suất ruộng sản xuất hạt lai F1 trong vụ mùa 2005 129 3.45 Kết quả sản xuất thử hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 130 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………x DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị Tên đồ thị Trang 3.1 ảnh hưởng của nhiệt độ và độ dài chiếu sáng ở thời kỳ mẫn cảm đến tỷ lệ hạt phấn hữu dục của các dòng EGMS trong điều kiện vụ mùa ở Hà Nội 67 3.2 ảnh hưởng của nhiệt độ và độ dài chiếu sáng ở thời kỳ mẫn cảm đến tỷ lệ hạt phấn hữu dục của các dòng EGMS 71 3.3 DiÔn biÕn ®é dµi ngµy t¹i ba vÜ ®é kh¸c nhau 79 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MINH HỌA ẢNH TÊN ẢNH TRANG 1 Các dòng F4 cấy trong chậu trước khi đưa vào Phytotron xử lý 60 2 Các dòng F4 cấy trong nhà lưới để đánh giá đặc điểm nông sinh học 60 3 Các dòng EGMS được đưa vào Phytotron để xử l ý 65 4 Kiểu cây dòng P5S 65 5 Kiểu cây dòng T4S 65 6 Hạt phấn của dòng P5S ở thời kỳ hữu dục 72 7 Hạt phấn của dòng P5S ở thời kỳ bất dục 72 8 Tổ hợp lai TH5-1 trong thí nghiệm so sánh vụ xuân 2004 116 9 Tổ hợp lai TH5-1 được trồng tại Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân 2005 116 10 Ruộng nhân dòng P5S trong vụ xuân 2007 120 11 Thí nghiệm mật độ và phân bón cho ruộng nhân dòng P5S 120 12 Ruộng sản xuất thử hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 131 13 Ruộng sản xuất hạt lai F1 tổ hợp lai TH5-1 sau thu hoạch dòng bố 131 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu chọn tạo các giống lúa lai của Việt Nam là một đòi hỏi tất yếu trong những năm gần đây và tương lai vì diện tích trồng lúa lai của nước ta ngày một tăng. Năm 1991 chỉ có 100 ha cấy thử đến năm 2005 diện tích trồng lúa lai đạt mức 615.000 ha, năng suất lúa lai đạt bình quân 63 tạ/ha. Đặc biệt là lúa lai hai dòng, diện tích trồng tăng khá nhanh, năm 1996 mới đưa vào trồng thử nghiệm nhưng đến năm 2005 diện tích đã đạt 130.000 ha chiếm gần 1/5 diện tích lúa lai. Phần lớn các tổ hợp lai hai dòng đang trồng phổ biến tại Việt Nam có năng suất không cao hơn các tổ hợp lúa lai ba dòng. Công nghệ nhân dòng bố mẹ và sản xuất hạt giống lúa lai F1 của các tổ hợp này gặp nhiều khó khăn về độ thuần, độ ổn định bất dục và khả năng nhận phấn ngoài của các dòng mẹ. Đây là những lý do hạn chế việc mở rộng diện tích trồng lúa lai hai dòng ở Việt Nam. Muốn mở rộng diện tích lúa lai hai dòng ở Việt Nam cần phải chủ động tạo ra những tổ hợp lai có năng suất cao, chất lượng tốt thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai và trình độ thâm canh. Khi có tổ hợp lai thì tất yếu sẽ hoàn toàn chủ động về nguồn giống bố mẹ, qui trình sản xuất hạt lai F1 và sẽ có cơ hội hạ giá thành cũng như giá bán cho nông dân. Để thực hiện được mục tiêu này cần phải chọn tạo được các dòng mẹ bất dục ổn định, độ thuần đạt tiêu chuẩn nguyên chủng, dễ sản xuất hạt lai và con lai F1 có năng suất tương đương với các tổ hợp lúa lai đang trồng phổ biến. Dòng mẹ của lúa lai hai dòng là dòng bất dục đực gen nhân (Dòng bất dục đực di truyền nhân) mẫn cảm với môi trường. Hiện nay người ta đã tìm ra hai loại dòng bất dục đó là: (1) - Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) và (2) - Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ (PGMS). Cả hai loại dòng này đều có thể sử dụng được ở Việt Nam. Tuy Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………2 nhiên khi sử dụng dòng TGMS có một nhược điểm là nhiệt độ thường không ổn định trong mỗi vụ sản xuất làm cho nó xuất hiện phấn hữu dục trong vụ sản xuất hạt lai, dẫn đến độ thuần lô hạt F1 giảm kéo theo năng suất lúa thương phẩm giảm. Sử dụng dòng PGMS có lợi thế đặc biệt là quang chu kỳ luôn ổn định theo vĩ độ địa lý, theo mùa và địa hình của mỗi địa phương, độ ổn định chính xác đến hàng phút cho mỗi ngày. Vì vậy nếu tìm được dòng PGMS thích hợp cho một vùng nào đó, người ta hoàn toàn chủ động điều kiển lịch gieo cấy để cho dòng bất dục hay hữu dục một cách chính xác vào những thời điểm cần thiết để đạt năng suất mong muốn. Tuy nhiên các dòng PGMS hiện có của Trung Quốc không phù hợp với điều kiện Việt Nam do có ngưỡng chuyển hoá tính dục cao từ 13 giờ đến 13 giờ 45 phút trong khi đó ngày dài nhất của Việt Nam là 13 giờ 36 phút (24 vĩ độ Bắc). Theo số liệu lưu trữ của Tổng cục Khí tượng thủy văn (phụ lục) tại 21 vĩ độ Bắc (Hà Nội) từ ngày 12/12-1/1 có độ dài ngày (pha sáng) ngắn nhất trong năm, thời gian ban ngày dài 10 giờ 52 phút. Từ ngày 2/1-22/3 ngày dài dần ra do trục quay của trái đất nghiêng về Bắc bán cầu một góc 23,50, ngày 21/3 thì ngày và đêm dài tương đương nhau, sau đó ngày dài dần ra và đạt cực đại là 13 giờ 24 phút, thời gian đạt cực đại kéo dài 15 ngày (ngày 15/6-30/6). Từ ngày 1/7-22/9 ngày ngắn dần lại vì trục quay của trái đất lúc này lại nghiêng về phía Nam bán cầu. Ngày 23/9, đêm và ngày dài tương đương nhau, sau đó ngày ngắn dần đến 12/12. Tại các vĩ độ khác của Việt Nam (từ 8-24 vĩ độ Bắc) quy luật diễn biến độ dài ngày tương tự như Hà Nội vì cùng nằm ở vùng giữa xích đạo và chí tuyến Bắc, chỉ khác nhau về số giờ sáng - tối trong ngày. Nghĩa là tại một vĩ độ nhất định, quang chu kỳ diễn ra từng ngày của năm sau hoàn toàn không thay đổi so với năm trước (Trần Đức Hạnh, 1997; Đoàn Văn Điếm, 2005) [8], [14]. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để khai thác lợi thế tự nhiên này? Nếu ta tìm được một dòng lúa bất dục đực nhân mẫn cảm quang chu kỳ đảm bảo giai Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………3 đoạn bất dục trong điều kiện tự nhiên dài hơn 30 ngày (Yuan L.P., 1995) [149] và phù hợp với cơ cấu mùa vụ của Việt Nam thì dòng bất dục đó phải có “ngưỡng” chuyển đổi tính dục vào khoảng 12 giờ 15 phút đến 12 giờ 30 phút. Vì thế việc chọn được dòng PGMS có ngưỡng chuyển đổi tính dục phù hợp với điều kiện Việt Nam, bên cạnh đó tìm thêm nhiều dòng TGMS mới khắc phục nhược điểm của các dòng đã có là yêu cầu cấp thiết. Chính vì những lý do nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Chọn tạo và sử dụng các dòng bất dục đực gen nhân mẫn cảm môi trường trong tạo giống lúa lai hai dòng ở Việt Nam” 2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục đích + Chọn tạo được các dòng EGMS mới có đặc điểm nông sinh học tốt, tính bất dục ổn định và ngưỡng chuyển đổi tính dục phù hợp với điều kiện Việt Nam. + Trên cơ sở đánh giá con lai F1 giữa các dòng EGMS mới với các giống lúa thường tuyển chọn được một số tổ hợp lai hai dòng triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ sản xuất. 2.2 Yêu cầu + Lai tạo và chọn lọc được các dòng TGMS có ngưỡng chuyển hoá tính dục 24OC và dòng PGMS có ngưỡng chuyển đổi tính dục từ 12 giờ 15 phút đến 12 giờ 30 phút. + Đánh giá đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nông sinh học, đặc điểm hình thái và mức phản ứng với sâu bệnh trong điều kiện tự nhiên của các dòng EGMS mới. + Xác định giai đoạn mẫn cảm, thời gian mẫn cảm và sự chuyển hoá tính dục của các dòng EGMS mới. Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………4 + Đánh giá được khả năng kết hợp của các dòng EGMS và tìm hiểu gen kiểm soát tính mẫn cảm quang chu kỳ của dòng PGMS. + Tuyển chọn được một số tổ hợp lai hai dòng mới có năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với điều kiện Việt Nam. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Ý nghĩa khoa học + Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống đầu tiên ở Việt Nam về chọn tạo dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm quang chu kỳ ngắn. Kết quả đã chọn được dòng P5S có phản ứng chính xác với độ dài ngày, ít chịu ảnh hưởng bởi điều kiện ngoại cảnh khác nên có thể coi đây là một tiến bộ mới trong việc tạo vật liệu bất dục cho phát triển lúa lai hai dòng ở Việt Nam. + Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ bổ sung thêm cơ sở lý luận và phương pháp chọn tạo các dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm môi trường ở điều kiện Việt Nam. + Việt Nam với vị trí địa lý kéo dài trên 17 vĩ độ (từ 8 đến 24 vĩ độ Bắc) đều có những thời gian mà độ dài ngày ngắn hơn và dài hơn ngưỡng 12 giờ 16 p