Luận án Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng tốt cho vùng đồng bằng Sông Hồng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN TRỌNG KHANH NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHẤT LƯỢNG TỐT CHO VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2015 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN TRỌNG KHANH NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHẤT LƢỢNG TỐT CHO VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Mã số: 62 62 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN VĂN HOAN TS. PHẠM ĐỒNG QUẢNG HÀ NỘI, 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nêu trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngàytháng.năm 2015 Tác giả luận án Nguyễn Trọng Khanh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận đƣợc 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. Nguyễn Văn Hoan và TS. Phạm Đồng Quảng đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng nhƣ hoàn chỉnh luận án. Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm, Ban Quản lý đào tạo, các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 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 các cán bộ Trung tâm Nghiên cứu lúa thuần, Bộ môn Chọn giống lúa cho vùng khó khăn, Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ các phƣơng tiện, trang thiết bị và kinh phí để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Sau cùng là gia đình đã luôn động viên khích lệ, tạo điều kiện về thời gian, công sức và kinh tế để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Trọng Khanh iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục các bảng viii Danh mục các hình xi Trích yếu luận án xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3 1.3 Tính mới và những đóng góp của đề tài 3 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 1.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 4 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 5 2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới 5 2.1.2 Các kết quả nghiên cứu tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo chất lƣợng tốt của Việt Nam 10 2.2 Đặc điểm di truyền của một số tính trạng liên quan đến chất lƣợng 14 2.2.1 Di truyền và các yếu tố ảnh hƣởng đến tính thơm 14 2.2.2 Di truyền của kích thƣớc hạt 21 2.2.3 Di truyền hàm lƣợng amylose 22 2.2.4 Di truyền tính trạng hàm lƣợng protein 24 2.2.5 Di truyền tính trạng nhiệt độ hóa hồ 25 2.2.6 Di truyền tính trạng độ bền thể gel 26 2.2.7 Di truyền một số tính trạng liên quan đến năng suất 26 2.3 Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chất lƣợng cao có mùi thơm 30 2.3.1 Nghiên cứu về chọn tạo giống lúa chất lƣợng cao 30 iv 2.3.2 Nghiên cứu về tác động của các yếu tố môi trƣờng và kỹ thuật canh tác tới chất lƣợng gạo 31 2.3.3 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thơm 33 2.3.4 Phƣơng pháp đánh giá mùi thơm ở lúa 38 PHẦN 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.1 Vật liệu nghiên cứu 40 3.2 Nội dung nghiên cứu 40 3.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng 41 3.3.1 Điều tra, đánh giá thị hiếu tiêu dùng gạo chất lƣợng cao tại một số vùng đô thị, nông thôn vùng ĐBSH 41 3.3.2 Thu thập và đánh giá nguồn gen lúa chất lƣợng cao 41 3.3.3 Nghiên cứu đặc điểm di truyền của một số tính trạng chất lƣợng dinh dƣỡng ở một số giống lúa chất lƣợng tốt 42 3.3.4 Nội dung 4: Lai tạo, đánh giá và tuyển chọn giống lúa chất lƣợng tốt cho vùng đồng bằng sông Hồng 44 3.3.5 Nội dung 5: Khảo nghiệm và phát triển sản xuất các giống lúa mới có triển vọng tại một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng 45 3.4 Các chỉ tiêu theo dõi 46 3.4.1 Thời gian qua các giai đoạn sinh trƣởng 46 3.4.2 Đặc điểm nông sinh học của các giống 46 3.4.3 Đặc điểm hình thái 47 3.4.4 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm 48 3.4.5 Mức độ nhiễm sâu bệnh 48 3.4.6 Đánh giá chất lƣợng thóc gạo 51 3.4.7 Chất lƣợng cơm và các tiêu chuẩn đánh giá 51 3.5 Phƣơng pháp phân tích số liệu 52 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 4.1 Kết quả điều tra, đánh giá thị hiếu tiêu dùng gạo chất lƣợng tốt tại một số vùng đô thị, nông thôn ở đồng bằng sông Hồng 53 4.2 Kết quả thu thập, đánh giá và khai thác nguồn gen lúa 64 4.2.1 Tập hợp và đánh giá nguồn gen cây lúa phục vụ mục tiêu chọn tạo giống lúa chất lƣợng tốt 64 v 4.2.2 Phân nhóm các mẫu giống lúa chất lƣợng cao theo tính trạng 74 4.3 Kết quả tìm hiểu đặc điểm di truyền của một số tính trạng liên quan đến chất lƣợng dinh dƣỡng của các mẫu giống lúa nghiên cứu 78 4.3.1 Kết quả tìm hiểu đặc điểm di truyền của hàm lƣợng protein trong gạo của một số giống lúa 78 4.4 Kết quả đánh giá, tuyển chọn dòng, giống lúa có triển vọng 88 4.4.1 Kết quả tuyển chọn các dòng lúa chất lƣợng tốt 88 4.4.2 Kết quả so sánh một số dòng thuần có triển vọng 98 4.5 Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống lúa thuần mới 103 4.5.1 Kết quả khảo nghiệm trong mạng lƣới khảo nghiệm quốc gia 103 4.5.2 Kết quả phát triển sản xuất giống lúa Gia Lộc 159 107 4.5.3 Kết quả phát triển sản xuất giống lúa Gia Lộc 105 112 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 116 5.1 Kết luận 116 5.2 Đề nghị 117 Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án 118 Tài liệu tham khảo 119 Phụ lục 128 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa ADN Axít Deoxyribonucleic ARN Axít ribonucleic AFLP BT7 BT KBL Đa hình chiều dài đo n phân cắt đƣợc nhân bội (Amplified Fragment Length Polymorphism) Giống lúa Bắc thơm 7 Giống lúa Bắc thơm kháng bạc lá cM Centimorgan CMS: ĐBSH (đ) Đb Bất dục đực tế bào chất, ký hiệu là dòng A (Cytoplasmic Male Sterile) Đồng bằng sông Hồng Điểm kháng sâu bệnh hại, điều kiện bất thuận, theo thang điểm của IRRI Đột biến GCA Khả năng kết hợp chung (General Combining Ability) MAS Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (Marker Assisted Selection) QTL Locus tính trạng số lƣợng (Quantitative Trait Loci) SCA: TGST Khả năng kết hợp riêng (Special Combining Ability) Thời gian sinh trƣởng WCG Gen tƣơng hợp rộng (Wide Compatibility Gene) SSRs Trình tự lặp lại đơn giản (Simple sequence repeats) SNP Đa hình nucleotit đơn (Single nucleotide polymorphisms) vii RIL Dòng tự thụ tái tổ hợp (Recombinant inbred lines) UTL Ƣu thế lai VX Vụ lúa xuân VM Vụ lúa mùa viii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Mƣời alen đƣợc phát hiện kiểm soát mùi thơm của các giống lúa 16 2.2 Kiểu gen kiểm soát di truyền hàm lƣợng amylose 22 2.3 Kiểu gen kiểm soát di truyền nhiệt độ hóa hồ 25 2.4 Kiểu gen kiểm soát di truyền độ bền thể gel 26 2.5 Mức độ đóng góp của các yếu tố vào năng suất lúa 30 2.6 Hai cặp mồi đƣợc sử dụng trong phân tích 37 3.1 Mồi SSR và trình tự nucleotide phân tích 43 4.1 Giá bán và các chỉ tiêu chất lƣợng của các loại gạo chính đƣợc bán tại các siêu thị Marko, BigC, Intimex tại thời điểm 12/2012 54 4.2 Giá bán và các chỉ tiêu chất lƣợng của các loại gạo chính đƣợc bán tại các cửa hàng bán lẻ tại thời điểm 12/2012 55 4.3 Tỉ lệ bán ra của các loại gạo tại các đại lý bán buôn và của hàng bán lẻ trong tháng 12/2012 của một số thị trƣờng tại đồng bằng sông Hồng 57 4.4 Kết quả phỏng vấn sở thích của ngƣời tiêu dùng đối với một số tiêu chí liên quan đến chất lƣợng gạo 58 4.5 Kết quả đánh giá một số đặc tính nông học, đặc điểm hình thái của các giống lúa có gạo đƣợc tiêu thụ nhiều trên thị trƣờng vùng đồng bằng sông Hồng vụ xuân và vụ mùa năm 2013 60 4.6 So sánh một số tiêu chí chất lƣợng gạo tốt của vùng đồng bằng sông Hồng với đồng bằng sông Cửu Long và một số thị trƣờng tiêu thụ gạo khác trên thế giới 63 4.7 Kết quả thu thập, duy trì và đánh giá nguồn gen lúa 65 4.8 Một số đặc đặc điểm nông học của các giống lúa có chất lƣợng tốt 66 4.9 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống trong vụ Xuân 2010 67 4.10 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống trong vụ Mùa 2010 68 4.11 Một số chỉ tiêu chất lƣợng gạo của các mẫu giống lúa chất lƣợng tốt 70 4.12 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận của các mẫu giống 72 ix 4.13 Phân nhóm các mẫu giống lúa nghiên cứu theo thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây và số nhánh hữu hiệu 74 4.14 Phân nhóm các mẫu giống lúa nghiên cứu theo kích thƣớc hạt 75 4.15 Phân nhóm các mẫu giống lúa nghiên cứu theo chất lƣợng dinh dƣỡng 75 4.16 Phân nhóm các mẫu giống dựa trên đa dạng về kiểu hình 76 4.17 Các cặp lai giữa giống có hàm lƣợng Protein thấp, nền di truyền tốt (mẹ) và giống có hàm lƣợng Protein cao (bố), năm 2009 79 4.18 Hàm lƣợng protein của các giống bố mẹ tham gia thí nghiệm 79 4.19 Hàm lƣợngprotein và sự biến động của các tổ hợp lai thế hệ F1 80 4.20 Hàm lƣợng protein và sự biến động của các tổ hợp lai thế hệ F2 80 4.21 Hàm lƣợngprotein và sự biến động của các tổ hợp lai thế hệ BC1F1 81 4.22 Mức độ trội của gen qui định hàm lƣợng protein cao ở các giống lúa 82 4.23 Thành phần và hàm lƣợng acid amnine trong protein của giống bố, mẹ và hạt F2 (% so với protein) 84 4.24 Ma trận tƣơng đồng của các giống lúa phân tích khi sử dụng mồi SSR Sửa kh thập phân sang dấu phảy ! 85 4.25 Thiết lập hệ di truyền trên các tổ hợp lai 86 4.26 Đánh giá mức độ trội của tính trạng chiều dài hạt gạo 86 4.27 Đánh giá mức độ trội của tính trạng tỷ lệ dài/rộng hạt gạo 87 4.28 Đánh giá mức độ trội của tính trạng hàm lƣợng Amylose 87 4.29 Đánh giá mức độ trội của tính trạng hàm lƣợng protein 88 4.30 Kết quả chọn lọc dòng thuần từ các tổ hợp lai tốt trong 2 năm 2009, 2010 tại Viện Cây lƣơng thực và Cây thực phẩm 89 4.31 Một số đặc điểm nông học của các dòng thuần trong năm 2011 90 4.32 Một số đặc điểm hình thái của các dòng thuần trong năm 2011 92 4.33 Khả năng kháng sâu bệnh hại, chống chịu điều kiện bất thuận của các dòng thuần trong năm 2011 (điểm) 94 4.34 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng thuần trong vụ Xuân 2011 95 4.35 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng thuần trong vụ Mùa 2011 96 4.36 Một số chỉ tiêu chất lƣợng của các dòng, giống lúa thuần trong vụ Mùa 2011 97 4.37 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng lúa tham gia thí nghiệm vụ Mùa 2011 99 x 4.38 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của các dòng lúa tham gia thí nghiệm vụ Mùa 2011 99 4.39 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng lúa tham gia thí nghiệm vụ Mùa 2011 100 4.40 Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân năm 2012 101 4.41 Mức độ nhiễm sâu bệnh và chống chịu điều kiện bất thuận của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân năm 2012 102 4.42 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng triển vọng tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân năm 2012 103 4.43 Năng suất thực thu của các dòng giống triển vọng tham gia thí nghiệm khảo nghiệm tại một số địa phƣơng 104 4.44 Năng suất thực thu của các giống tham gia khảo nghiệm quốc gia vụ Xuân 2012 105 4.45 Năng suất thực thu của các giống tham gia khảo nghiệm quốc gia vụ Mùa 2012 106 4.46 Một số đặc điểm nông, sinh học chính của giống lúa GL159 107 4.47 Khả năng chống chịu một số loại sâu bệnh hại chính, khả năng chịu rét, chống đổ của giống Gia Lộc 159 108 4.48 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lƣợng gạo của giống lúa Gia Lộc 159 109 4.49 Đánh giá chất lƣợng cơm của giống lúa Gia Lộc 159 bằng cảm quan 109 4.50 Kết quả khảo nghiệm tác giả giống lúa GL159 tại một số địa phƣơng trong vụ Xuân năm 2012 110 4.51 Kết quả khảo nghiệm tác giả giống lúa GL159 tại một số địa phƣơng trong vụ Mùa năm 2012 111 4.52 Kết quả khảo nghiệm tác giả giống lúa GL159 tại một số địa phƣơng trong vụ Xuân năm 2013 112 4.53 Một số đặc điểm nông sinh học chủ yếu của giống lúa Gia Lộc105 trong năm 2012 113 4.54 Một số chỉ tiêu chất lƣợng gạo của giống lúa Gia Lộc 105 113 4.55 Đánh giá chất lƣợng cơm của giống lúa Gia Lộc 105 114 4.56 Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống lúa Gia Lộc 105 tại một số địa phƣơng 115 xi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Vị trí gen thơm trên NST số 8 18 2.2 Cấu trúc của gen thơm fgr 19 2.3 Trình tự amino acid BAD1 protein đƣợc mã hóa trên NST số 4. 20 4.1 Phân nhóm di truyền 45 mẫu giống lúa dựa trên 10 tính trạng kiểu hình 77 4.2 Hình ảnh ADN của cây bố mẹ và các con lai sử dụng chỉ thị SSR 83 xii TRÍCH YẾU CỦA LUẬN ÁN 1. Tóm tắt mở đầu: - Tên tác giả: Nguyễn Trọng Khanh - Tên luận án: Nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lƣợng tốt cho vùng Đồng bằng song Hồng. - Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng - Mã số: 62 62 01 11 - Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam 2. Nội dung bản trích yếu 2.1. Mục đích nghiên cứu của luận án: - Xác định đƣợc các tiêu chí gạo chất lƣợng tốt, phù hợp với thị hiếu tiêu dùng của cƣ dân vùng ĐBSH làm định hƣớng cho công tác chọn giống trong thời gian tiếp theo. - Thiết lập tập đoàn nguồn gen lúa phù hợp cho công tác chọn giống lúa chất lƣợng tốt. - Chọn tạo đƣợc 1-2 giống lúa chất lƣợng tốt có thời gian sinh trƣởng 90-115 ngày, chất lƣợng gạo tốt, năng suất đạt 55-70 tạ/ha, ít nhiễm sâu bệnh hại chính, phù hợp với cơ câu luân canh của các tỉnh ĐBSH. - Khảo nghiệm và phát triển sản xuất một số giống lúa chất lƣợng tốt tại các tỉnh ĐBSH. 2.2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng: - Điều tra, đánh giá thị hiếu tiêu dùng gạo chất lƣợng cao tại một số vùng đô thị, nông thôn vùng ĐBSH sử dụng phƣơng pháp phỏng vấn sở thích tiêu thụ các loại gạo khác nhau của ngƣời tiêu dùng thuộc các nhóm đối tƣợng có thu nhập khác nhau kết hợp với thu thập và phân tích chất lƣợng các mẫu gạo. - Thu thập và đánh giá nguồn gen lúa chất lƣợng cao đƣợc Bố trí thí nghiệm theo phƣơng pháp khảo sát tập đoàn không nhắc lại. - Phƣơng pháp đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học của các giống lúa đƣợc đánh giá và phân nhóm theo tiêu chuẩn “Đánh giá nguồn gen cây lúa” của IRRI (2002). - Phƣơng pháp đánh giá sự đa dạng di truyền: Hệ số tƣơng đồng di truyền Jaccard và phƣơng pháp UPGMA trong NTSYSpc 2.1 đƣợc sử dụng để phân tích, đánh giá sự đa dạng di truyền, và phân nhóm (cây di truyền) các mẫu giống lúa nghiên cứu xiii dựa trên 10 tính trạng nông học (thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây, số nhánh hữu hiệu/khóm, số hạt/bông, khối lƣợng 1000 hạt, năng suất thực thu, chiều dài hạt, tỷ lệ D/R, tỷ lệ gạo xát, hàm lƣợng amylose, hàm lƣợng Protein) - Các phƣơng pháp đƣợc áp dụng để nghiên cứu đặc điểm di truyền của một số tính trạng chất lƣợng dinh dƣỡng ở một số giống lúa chất lƣợng tốt, cụ thể: + Nghiên cứu đặc điểm di truyền của tính trạng hàm lƣợng Protein: * Phân tích hiệu quả kiểu gen, tƣơng tác gen & môi trƣờng theo phƣơng pháp của Bửu-Lang (2002) và Diễn-Tú (1995). * Sử dụng PCR để bƣớc đầu xác định mối liên hệ về vật chất di truyền giữa bố mẹ và con lai của các tổ hợp lai có hàm lƣợng protein cao. * Phƣơng pháp phân tích và nhận dạng ADN của quần thể F2 bằng chỉ thị SSR + Nghiên cứu mức độ trội của một số tính trạng chất lượng gạo: Phƣơng pháp xác định mức độ trội - lặn của các chỉ tiêu liên quan đến chất lƣợng gạo đƣợc tính theo công thức của Belli and Atkius (1966) -Lai tạo, đánh giá và chọn giống lúa chất lƣợng tốt: lai hữu tính, chọn lọc theo phƣơng pháp gia hệ - Khảo nghiệm và phát triển sản xuất các giống lúa mới có triển vọng: thí nghiệm khảo nghiệm cơ bản theo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống lúa” (QCVN 01-55:2011/BNNPTNT). 2.3. Các kết quả, phát hiện chính và kết luận: Đã cung cấp cơ sở dữ liệu đã đƣợc hệ thống hoá về tiêu chuẩn gạo chất lƣợng tốt phù hợp với thị hiếu tiêu dùng ở vùng ĐBSH. Một số tính trạng liên quan đến chất lƣợng nhƣ: hàm lƣợng protein, hàm lƣợng amylose, chiều dài hạt gạo đƣợc nghiên cứu về đặc điểm di truyền là dữ liệu khoa học quan trọng để các nghiên cứu về chất lƣợng gạo tiếp theo tham khảo. Thu thập đƣợc 1040 mẫu giống lúa, đây là nguồn gen phong phú, có giá trị cho công tác chọn tạo giống lúa ở Việt Nam. Chọn tạo thành công và phát triển sản xuất đƣợc 02 giống lúa Gia Lộc 105, Gia Lộc 159 có năng suất khá, chất lƣợng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại góp phần đa dạng hóa bộ giống trong cơ cấu giống lúa tại các tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng. 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), thƣơng mại lúa gạo toàn cầu tăng 2,4% hàng năm từ năm 2007 đến 2016. Đến năm 2016 thƣơng mại lúa gạo toàn cầu đạt mức 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002. Trong những năm tới gạo trắng, hạt dài dự tính chiếm khoảng 75% thị trƣờng lúa gạo toàn cầu. Gạo trắng, hạt dài sẽ đƣợc nhập khẩu bởi nhiều nƣớc Nam và Đông Nam Á, Trung Đông và phần lớn các nƣớc vùng Sahara Châu Phi và các nƣớc Châu Mỹ la tinh. Gạo hạt ngắn và hạt trung bình dự kiến tăng 10-12% thƣơng mại toàn cầu, với các nƣớc nhập khẩu chủ yếu là Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Thổ Nhĩ Kỳ, Jordan, Papue New Guine v.v. Trong những năm gần đây, thị trƣờng gạo thế giới mua bán khoảng 30 triệu tấn/năm, giá trị khoảng 10 tỷ USD; thị phần gạo thơm khoảng 2-3 triệu tấn, trong đó gạo thơm Thái Lan chiếm khoảng 1,6-1,8 triệu tấn, gạo Basmati Ấn Độ chiếm khoảng 300 ngàn tấn (FAO, 2012) Năm 2013, xuất khẩu gạo của Việt Nam đạt 6,68 triệu tấn và đứng thứ hai thế giới. Song về chất lƣợng, đa số gạo xuất khẩu của nƣớc ta thuộc loại thấp và một ít đạt loại trung bình nên hiệu quả kinh tế không cao, đời sống ngƣời dân trồng lúa rất chậm cải thiện. Trong khi đó, Thái Lan xuất khẩu hàng năm 5,0-7,0 triệu tấn gạo (luôn đứng đầu thế giới), gạo thơm chất lƣợng chiếm 25,0-30,0%, giống chủ lực là Khao Dawk Mali 105, RD15, Jasmine, Basmati..., các giống này đều đã có thƣơng hiệu trên thị trƣờng Quốc tế. Mặt khác, nhu cầu gạo thơm ngon của ngƣời tiêu dùng trong nƣớc ngày càng tăng, giá của các loại gạo thơm truyền thống nhƣ Tám thơm, Tám xoan, Dự hƣơng còn cao do các giống lúa thơm này còn nhiều hạn chế nhƣ thời gian sinh trƣởng dài, năng suất thấp, chống chịu sâu bệnh yếu, không đáp ứng đƣợc nhu cầu sản xuất (Hiệp hội Lƣơng thực Việt Nam, 2014). Ở Việt Nam, lúa chất lƣợng cao, lúa thơm đƣợc khuyến khích trồng để xuất khẩu và sử dụng trong nƣớc không có giới hạn. Tuy nhiên bộ giống lúa chất lƣợng cao của Việt Nam hiện nay chƣa đa dạng, tính thích ứng còn hẹp, các giống lúa thơm, lúa nếp, japonica nhập nội có tiềm năng năng suất khá, gạo thơm 2 ngon nhƣng nhiễm nhiều loại sâu bệnh (rầy, bạc lá, đạo ôn..) nên việc mở rộng diện tích vẫn khó khăn. Công tác chọn tạo và phát triển giống lúa thơm, nếp, japonica trong thời gian qua còn mang tính chất nhỏ lẻ, không đồng bộ, đầu tƣ không đầy đủ vì vậy các giống lúa thơm, lúa nếp, japonica chọn tạo ra chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu sản xuất. Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính và lớn nhất nƣớc là đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL); trong đó vùng ĐBSCL có diện tích trồng lúa lớn nhất cả nƣớc, đóng góp hơn 50% sản lƣợng lúa của Việt Nam và cung cấp khoảng trên 90% lƣợng gạo xuất khẩu, tỷ trọng lúa hàng hóa chiếm 57,2- 60% so với tổng sản lƣợng lúa hàng hóa cả nƣớc (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013). Ngoài ra còn có các vùng khác (Trung du và miền núi phía Bắc, Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung và Tây Nguyên, Đông Nam bộ), tuy nhiên các vùng này diện tích và sản lƣợng thấp, chủ yếu