Chuyên đề tốt nghiệp Trần Thị Ngọc – lt2 khct L ời cảM ƠN

ỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Cương, người đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện chuyên đề.

Tôi xin chân thành cảm ơn KS. Nguyễn Chí Dân và các thầy cô giáo Bộ môn Di Truyền – Giống, trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận.

Cuối cùng tôi xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, khuyến khích tôi trong suốt thời gian qua.

Mặc dù bản thân đã cố gắng hoàn thành chuyên đề thục tập trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.

Hà nội, ngày tháng năm 2010

Sinh viên

Trần Thị Ngọc

Đồ thi 4.1: Một số đặc điểm sinh trưởng của các dòng, giống ở giai đoạn mạ Error: Reference source not found

Đồ thị 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống lúa thí nghiệm Error: Reference source not found

Đồ thị 4.3. Động thái ra lá của các giống lúa tham gia thí nghiệm Error: Reference source not found

Đồ thị 4.4. Động thái đẻ nhánh của các giống lúa thí nghiệm Error: Reference source not found

Hình 4.1. Kiểu cây của các dòng, giống lúa tham gia thí nghiệm 39

Hình 4.2. Bắt đầu đẻ nhánh 44

Hình 4.3. CD56 nâu bắt đầu đẻ nhánh 44

Hình 4.3. thời kỳ dể nhánh rô. 44

Hình 4.4. CD56 nâu thời kỳ đẻ nhánh rộ 44

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp phát triển lâu đời với khoảng 70% dân số sống bằng nghề nông, sản xuất nông nghiệp chiếm 44,8% tổng sản phẩm xã hội, trong dó Lúa được xem là loài cây lương thực quan trọng hàng đầu. Tuy nhiên, trong những năm gần đây do sự biến đổi của khí hậu đã làm cho thiên tai hạn hán xảy ra thường xuyên hơn, nhiệt độ trái đất ngày càng tăng cao, đất sản xuất nông nghiệp càng ngày càng bị thu hẹp dần bởi quá trình công nghiệp hóa, sự gia tăng nhanh của dân số và những nhu cầu khác của con người, trong khi đó nhu cầu lương thực ngày càng cao cả về chất lượng và số lượng. Chính những khó khăn trên đã làm cho vấn đề an ninh lương thực quốc gia bị đe dọa. Vì vậy, nghành sản xuất lúa của chúng ta cần có chiến lược lâu dài để đảm bảo an ninh lương thực quốc gia trong giai đoạn trước mắt cũng như lâu dài. Việc nghiên cứu và sử dụng các giống năng suất cao, chất lượng tốt đang được xem là một hướng đi quan trọng hàng đầu đối với sản xuất lúa ở nước ta trong giai đoạn hiện nay. Bên cạnh các giống lúa thuần nước ta còn sử dụng lúa lai. Các giống lúa lai như tạp giao 1, Tạp giao 2, Bùi tạp Sơn thanh,…. được nhập từ Trung Quốc, mang lại hiệu quả rõ rệt về năng suất cho người trồng lúa. Tuy nhiên, sự phụ thuộc giống lúa lai nhập nội gây ra không ít khó khăn như: nguồn giống không ổn định, giá giống quá cao; nhiều năm bị sâu bệnh hại rất nặng, dẫn đến năng suất không đạt yêu cầu mong muốn. Những khó khăn này thúc đẩy các nhà chọn giống tập trung nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa mới chủ động hơn, thuận lợi hơn và an toàn hơn. Một số giống lúa lai do Việt Nam chọn tạo và đưa vào sản xuất như: các giống lúa lai Việt lai 20, TH 3-3, TH 3-4, Việt lai 24, HYT83, HYT100,…;

Các giống lúa thuần chất lượng năng suất cao được chọn tạo như: Hương Cốm; Giống lúa OM5464, OM8923, OM6677, OM6377, OM6976, OM5981, OM6904; OM6932, TBR36, TBR45, BN3,…

Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng -Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã và đang nghiên cứu chọn tạo ra các giống lúa mới. Mỗi giống lúa mới được chọn tạo trước khi đưa vào sản xuất đại trà thì trước hết cần phải tiến hành khảo nghiệm đánh giá những đặc điểm sinh trưởng phát triển, khả năng thích ứng và tiềm năng cho năng suất của giống. Đây là một trong những công việc rất quan trọng và có ý nghĩa cho sản xuất nhằm chọn ra các giống lúa có khả năng sinh trưởng tốt, cho năng suất cao, chất lượng tốt. Để góp phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới của nông nghiệp Việt Nam, chúng tôi đã thực hiện chuyên đề:

“Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng và phát triển của dòng lúa thuần mới chọn tạo (CD 56 nâu) trong vụ xuân 2011 tại trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội”.

1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1. Mục đích của đề tài

Nhằm đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm nông sinh học của giống lúa thuần mới được chọn tạo (CD 56) so với giống bố mẹ và đối chứng (Khang Dân 18) trong vụ Xuân 2011.

- Tiến hành thí nghiệm khảo sát một số đặc trưng, đặc điểm nông sinh học, theo dõi tình hình sinh trưởng và phát triển của các giống lúa thí nghiệm.

- Đo đếm các chỉ tiêu đã đề ra và đánh giá độ thơm của lúa theo cảm quan.
II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
Cây lúa là loại cây lương thực quan trọng đối với con người, là loại cây lương thực chính của gần 80% dân số thế giới. Chính vì vai trò quan trọng này cho nên đã có rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu về những đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh trưởng phát triển, đặc điểm di truyền… của cây lúa nhằm giúp cho con người có được những hiểu biết sâu sắc về cây lúa từ dó làm cơ sở lý thuyết trong chọn tạo giống lúa mới cũng như trong sản xuất để nâng cao năng suất và chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.

2.1. Đặc điểm thực vật học của cây lúa.

Việc nghiên cứu, tìm hiểu đặc điểm thực vật học của cây lúa có ý nghĩa lớn trong việc chọn tạo giống có tiềm năng năng suất cao đồng thời có các biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý để năng cao năng suất trong quá trình sản xuất lúa.

Hasegawa (1963) làm thí nghiệm về bộ rễ lúa cạn Nhật Bản thấy rằng: hai giống lúa cạn có bộ rễ ăn sâu hơn 20 cm trong khi chỉ có một vài rễ của hai giống lúa nước tham gia thí nghiệm đạt đến độ sâu này [26].

IRRI (1975) [26] đã so sánh bộ rễ của 25 giống lúa với bộ rễ của ngô và lúa miến, là hai loại cây trồng có khả năng chịu hạn khá hơn lúa. Tỷ lệ rễ/thân lá của ngô (146mg/g) và lúa miến (209mg/g) cao hơn nhiều so với các giống lúa. Tuy nhiên, giống lúa khác nhau thì tỷ lệ này cũng khác nhau. Chẳng hạn, giống lúa mẫn cảm với hạn IR20 có tỷ lệ rễ/thân lá thấp nhất (49mg/g) trong khi phần lớn các giống lúa chịu hạn (OS4, E425, Palawa, Dular, M1-48 …) có tỷ lệ này gần tương đương với ngô (101-120mg/g). Tỷ lệ rễ/thân lá của các giống lúa cạn cao hơn lúa nước và đáng tin cậy ở cả hai điều kiện đủ nước và hạn.

* Thân lúa: Cây lúa có thân giả và thân thật. Ở thời kỳ lúa con gái thân nhìn thấy trên mặt đất là thân giả do các bẹ lá xếp sít nhau tạo thành, thân giả thường dẹt, xốp. thân thật chỉ xuất hiện từ khi cây lúa vươn đốt, thân thật gồm các lóng nối với nhau kế tiếp qua các đốt, phần cuối cùng của thân là bông lúa (IRRI- 1991) [12]. Số lóng trên thân phụ thuộc vào giống, các giống có thời gian sinh trưởng trung ngày thường có khoảng 6 – 7 lóng, các giống ngắn ngày thì 4 – 5 lóng. Số lóng kéo dài thường từ 3 đến 8, trung bình là 5 (S. Yosida, 1981) [6].

* Lá lúa: Lá lúa được hình thành từ các mầm mắt thân. Khi hạt nảy mầm lá đầu tiên được hình thành là lá bao mầm, tiếp đến là các lá thật thứ nhất, thứ 2, 3,…. Một lá lúa hoàn chỉnh bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá, cổ lá, tai lá và lưỡi lá. Thông thường trên cây lúa có khoảng 5 -6 lá xanh cùng hoạt động, sau một thời gian hoạt động các lá ở phía gốc chuyển vàng rồi chết đi, các lá mới lại tiếp tục xuất hiện. Tốc độ ra lá thay đổi theo thời gian sinh trưởng và điều kiện ngoại cảnh. Ở thời kỳ mạ non trung bình 1 – 3 ngày ra 1 lá, ở thời kỳ mạ khỏe trung bình 7 -10 ngày ra 1 lá, ở thời kỳ đẻ nhánh khoảng 5 – 7 ngày ra 1 lá và khoảng 12 -15 ngày ra 1 lá ở thời kỳ cuối đẻ nhánh chuyển sang làm đòng [15]. Tổng số lá trên cây ít nhiều có sự thay đổi tùy giống, thời vụ cấy và các biện pháp kỹ thuật tác động. Ở nước ta nhóm giống lúa ngắn ngày thường có khoảng 12 – 15 lá, nhóm giống lúa trung ngày có khoảng 16 – 18 lá, nhóm dài ngày có thể có tới 20 – 21 lá [6].

Ngoài ra, Chang (1972) [24] nhận thấy các giống lúa cạn địa phương có diện tích lá lớn hơn các giống lúa bán lùn nhưng động thái tăng trưởng và số lá của các giống lúa cạn lại kém hơn lúa nước. Theo Bake (1989) [23] phần lớn các giống lúa cạn nhiệt đới có bộ lá màu xanh nhạt, thường đi kèm với đặc điểm lá dài và rủ xuống. Các giống lúa cạn Châu Phi và Philipine có góc lá lớn, thường gấp đôi góc lá của giống lúa bán lùn. Tuy nhiên, một vài giống lúa địa phương, ví dụ giống Jappeni Tunkungo lại có bộ lá dài, đứng và xanh thẫm.

Còn theo Bùi Huy Đáp, cấy một dảnh ngạnh trê và cấy thưa trong vụ mùa, giống lúa tám có thể đẻ được 232 nhánh trong đó có 198 nhánh thành bông. Vụ chiêm, giống Chiêm Chanh đẻ được 113 nhánh trong đó có 101 nhánh thành bông. Tuy nhiên trên đồng ruộng, nếu cấy 4 – 5 dảnh, khóm lúa có thể đẻ 15 – 20 nhánh sau đó có thể cho 12 – 15 nhánh hữu hiệu [6]. Tổng kết các kết quả nghiên cứu trên các giống lúa năng suất cao cho thấy: các nhánh được sinh ra sớm lớn lên thành bông hữu hiệu , các nhánh đẻ sớm cho bông to, các nhánh đẻ muộn cho bông nhỏ. Muốn có một khóm lúa tốt,ít nhánh vô hiệu thì chỉ nên để cây mạ (hoặc cây lúa) đẻ dến nhánh thứ 3 với giống ngắn ngày và nhánh thứ tư với các giống dài ngày [12]. Theo Nguyễn Văn Hoan, 1995, nếu thâm canh mạ tốt, cây mạ đẻ sớm thì chỉ cần cấy 3 – 4 khóm mạ/khóm lúa với các giống ngắn ngày và chỉ cần cấy 2 – 3 khóm mạ/khóm lúa với các giống trung ngày và dài ngày là vừa [12].

Thời gian sinh trưởng của cây lúa tính từ khi hạt nảy mầm đến khi lúa chín, thay đổi từ 90 - 180 ngày và có thể chia ra hai thời kỳ sinh trưởng chủ yếu là sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Thời gian sinh trưởng sinh thực của các giống ít biến động (60- 65 ngày), thời gian sinh trưởng sinh dưỡng biến động mạnh nhất, do đó sự khác nhau về thời gian sinh trưởng giữa các giống chủ yếu là do thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh[4].

Tanaka (1964) cho rằng: Những giống có thời gian sinh truởng quá ngắn (dưới 105 ngày) có thể không thích hợp với phương pháp cấy đang được áp dụng ở một số nước nhiệt đới. những giống có thời gian sinh trưởng từ 110-130 ngày thích hợp cho năng suất cao. Những dòng, giống ngắn ngày có khả năng cho năng cho năng suất cao là do cân đối giữa thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và thời gian sinh trưởng sinh thực. Theo Yosida (1979) [20], những giống lúa có thời gian sinh trưởng quá ngắn thì không thể cho năng suất cao vì sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế, ngược lại những giống có thời gian sinh trưởng quá dài cũng không thể cho năng suất cao được vì sinh trưởng quá dài sẽ gây hiện tượng lốp đổ. Tuy nhiên trong điều kiện đất có độ phì thấp như nhau thì giống có thời gian sinh trưởng dài ngày hơn sẽ cho năng suất cao hơn.

Năm 1970, Bùi Huy Đáp khi nghiên cứu ảnh hưởng của ngoại cảnh đến sinh trưởng phát triển của cây lúa cho rằng: Lúa Xuân ít mẫn cảm với thời gian chiếu sáng trong ngày ngược lại rất mẫn cảm với nhiệt độ, còn lúa mùa ít mẫn cảm với nhiệt độ nhưng lại rất mẫn cảm với ánh sáng ngày ngắn. Tác giả còn cho rằng: Thời gian sinh trưởng quá ngắn không đủ cho cây lúa đẻ nhánh và có diện tích lá quang hợp đầy đủ. Ngược lại thời gian sinh trưởng quá dài sẽ khó khăn trong công tác mùa vụ và các điều kiện bất thuận về thời tiết. Thời gian sinh trưởng thích hợp sẽ cho số nhánh và diện tích quang hợp cao.

Dựa vào thời gian sinh trưởng, cây lúa được chia thành 4 nhóm sau:

- Nhóm cực ngắn nhày có thời gian sinh trưởng dưới 100 ngày.

- Nhóm ngắn ngày có thời gian sinh trưởng từ 101 - 120 ngày.

- Nhoám trung ngày có thời gian sinh trưởng từ 121 -140 ngày.

- Nhóm dài ngày có thời gian sinh trưởng 140 ngày trở lên.

Ở nước ta các giống lúa ngắn ngày có thời gian sinh trưởng khoảng 90- 120 ngày, các giống lúa trung ngày có thời gian sinh trưởng dài 140 -160 ngày [6].

Chiều cao cây của cây lúa là một đặc tính di truyền được quyết định bởi số lóng kéo dài và chiều dài các lóng. Chiều cao cây ảnh hưởng tới đến khả năng thích ứng của cây lúa ở các vùng sinh thái khác nhau đặc biệt chiều cao cây còn quyết định tính chống đổ, khả năng chống úng và khả năng chịu thâm canh. Guliaep (1975) xác định có 4 gen kiểm tra chiều cao cây. Khi nghiên cứu các dòng lùn tự nhiên và đột biến có trường hợp do 1 cặp gen, có trường hợp do 2 cặp gen và đa số trường hợp do 8 cặp gen lặn kiểm tra lá d₁, d₂, d₃, d₄, d_5, d₆, d₇ và d₈ [22]. Theo Rutger và cộng sự (1985) khi xử lý các giống lúa Calvose đã tạo nên 3 kiểu đột biến lùn do 3 gen độc lập của cây lúa gây ra là: sd1, sd2, sd4. Trong đó gen sd1 lảm giảm chiều cao cây khoảng 25% nhưng vẫn giữ nguyên chiều dài bông. Điều này chứng tỏ các gen kiểm tra tính trạng lùn đều do gen lặn. Những nghiên cứu về di truyền đến nay cho rằng ở lúa có hai kiểu gen lùn chính trong tự nhiên ngoài ra còn có một số kiểu gen lùn do đột biến tự nhiên hay nhân tạo. Gen lùn được phân lập từ các giống lúa có nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc, Đài Loan như Dee – Geo – Woo – gen, I- Geo –Tze thường là do một cặp gen lặn kiểm soát, cặp gen này khi ở trạng thái đồng hợp thể sẽ làm cho các lóng bị rút ngắn nhưng không rút ngắn chiều dài bông. Khi lai các giống lùn kể trên với các giống khác những dạng tái tổ hợp cây thấp nhưng bông dài [18].

Hiện nay, các nhà chọn tạo giống đang tập trung và định hướng chọn kiểu hình cây lúa có chiều cao lý tưởng là 100cm.

2.2.2. Di truyền về khả năng đẻ nhánh

Đẻ nhánh là chức năng sinh lý của cây lúa, nó là yếu tố quyết định đến năng suất lúa. Những giống đẻ gọn, tập trung thì cho tỷ lệ nhánh hữu hiệu cao, những giống có thời kỳ đẻ nhánh dài, đẻ muộn thì có tỷ lệ nhánh vô hiệu nhiều. Theo kết quả nghiên cứu của P.R Jenning và cộng sự 1979, đối với lúa thường cho rằng: số nhánh đẻ của một cá thể di truyền số lượng, có hệ số di truyền thấp đến trung bình [18]. Bùi huy Đáp (1980) cho rằng các nhánh đẻ càng muộn thì số lá càng ít cho nên khó có khả năng cho bông. Những nhánh cho bông là những nhánh đẻ sớm có đủ thời gian để tích luỹ chất khô vào trong thân lá. Ngoài ra qua các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tính đẻ nhánh khoẻ di truyền bởi số lượng có hệ số di truyền từ thấp đến trung bình và bị ảnh hưởng rõ rệt của điều kiện ngoại cảnh, kỹ thuật chăm bón [1]. Một số nhà nghiên cứu khác cho rằng đa số giống lúa cổ truyền có khả năng đẻ nhánh khỏe, khi lai chúng với dạng lùn để rút ngắn chiều dài thân thường không làm giảm khả năng đẻ nhánh mà còn làm tăng lên [18].

Qua nghiên cứu người ta thấy lá thẳng đứng được kiểm tra bởi một cặp gen lặn có hệ số di truyền cao, cặp gen này có tác dụng đa hiệu vừa gây ra thân ngắn vừa làm cho bộ lá đứng thẳng, cứng và ngắn. Độ dài lá có quan hệ với các gen xác định chiều cao cây và còn bị chi phối bởi các điều kiện môi trường. Độ dài lá có quan hệ chặt chẽ với tiềm năng năng suất lúa. Tính trạng lá đòng dài di truyền độc lập với gen lùn kiểm tra độ dài thân và độ dài các lá phía dưới [8].

Khả năng vượt nước sâu của các giống lúa có giá trị với những vùng đất ngập. Theo nhũng nghiên cứu của Jennings và cộng sự (1979) cho rằng; Tính trạng vượt nước sâu của cây lúa do 2 hoặc 3 gen kiểm tra, tuy nhiên các gen chịu ngập không cùng alen với các gen kiểm tra tính trạng vươn lóng nhanh [8]. Khả năng vượt nước sâu liên quan tới tính trạng vươn lóng của giống, qua phân tích diallel Bùi Chí Bứu, Nguyễn Văn Tạo, Nguyễn Thị Lang đã có nhận xét: có ít nhất 5 nhóm gen kiểm tra tính trạng chiều cao của giống lúa nước sâu [20].

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất có tương quan thuận với nhau, sự tương quan này còn phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Theo Yuan L.P (1977) cho rằng: Kiểu cây lúa lý tưởng phải có kích thước bông và số lượng bông trung bình [18]. Nguyễn Văn Hiển và Trần Thị Nhàn (1978) khi nghiên cứu độ trổ thoát của bông cho biết những giống có bông trổ thoát hoàn toàn thường cho tỉ lệ hạt chắc cao[10]. Khi nghiên cứu về năng suất cá thể, Vũ Tuyên Hoàng và Luyện Hữu Chỉ cho rằng: những bông lúa có bông to, hạt to sẽ có năng suất cao [13]. Nghiên cứu về kích thước bông trên các tập đoàn giống lúa các nhà khoa học đã khẳng định: kích thước và số lượng bông tương quan ngược chiều nhau trong phạm vi khá ổn định và thấp hơn từng yếu tố thành phần các giống bông to thì đẻ ít nhánh, các giống nhiều bông thì bông nhỏ.

Chất lượng lúa gạo là một trong những yếu tố được quan tâm hàng đầu trong công tác chọn tạo giống lúa hiện nay. Đi sâu tìm hiểu gen quy định chiều dài hạt, Rmaiah (1931) [33] cho rằng chiều dài hạt gạo do 1 gen kiểm tra. Rollich (1957) cho là 2 gen kiểm tra. Còn Ramaiah và Parthasasthy (1933) lại cho là 3 gen kiểm tra. Ngược lại, Mitro (1962), Chang (1974), Nkatats và Jackson 1973, Somrith và cộng sự 1979 [27] lại cho rằng tính trạng do nhiều gen kiểm tra. Sau dó, trong nghiên cứu bằng phương pháp phân tích quần thể phân li vào năm 1994, Takeda và Saito đã phát hiện ra chiều dài hạt được điều khiển bởi một gen lặn kí hiệu là lk-I [17].

Qua nghiên cứu, người ta cũng thấy chiều dài và hình dạng hạt di truyền độc lập nên có thể tổ hợp hai tính trạng đó vào một giống, không có sự khác biệt di truyền nào gây cản trở sự tái tổ hợp của tính trạng hạt thon dài với tính trạng độ trong, độ bạc bụng, hàm lượng Amyloza trong nội nhũ, kiểu cây, thời gian sinh trưởng và năng suất [18]. Một số kết quả nghiên cứu khác cho rằng: chiều dài và độ thon của hạt lai biểu hiện hiệu ứng di truyền cộng tính, con lai F₁ có sự phân ly tăng tiến theo hướng dài hơn và ngắn hơn bố mẹ [18].

Các kết quả nghiên cứu gần đây vẫn chưa thống nhất được về số gen kiểm tra tính trạng nỗi nhũ trong, nhưng đều có nhận xét rằng sự di truyền tính trạng này không quá phức tạp, có thể chọn được những cá thể phân ly hạt gạo trong ở quần thể F₂ của lai đơn, ở F₁ của lai 3 hoặc lai trở lại. Đặc tính gạo trong di truyền độc lập với các tính trạng nông sinh học khác [18].

Đi sâu nghiên cứu về tính di truyền hàm lượng amylose chưa có kết quả chính xác. Theo Jenning và cộng sự (1979) [32] cho rằng: “ do một cặp gen điều khiển và hàm lượng amylose cao là trội hoàn toàn so với hàm lượng amylose trung bình và thấp”. Hàm lượng amylose thấp và trung bình được điều khiển bởi gen đơn tác động chính và một số gen nhỏ cũng tác động tính trạng này. Do vậy muốn con lai có hàm lượng amylose trung bình thì một trong hai bố mẹ phải có hàm lượng amylose trung bình (Jenning và cộng sự, 1979) [32]

Di truyền tính trạng hàm lượng amylose rất phức tạp vì nó có hai alen (3n trong nội nhũ). Hàm lượng amylose cao được kiểm tra bởi một gen bổ sung. Một vài nghiên cứu cho rằng hàm lượng amylose do đa gen kiểm soát (Puri, 1980, N.T.Lang và B.C.Buu, 2004). Trong phân tích hệ di truyền của hàm lượng amylose thì hàm lượng amylose ảnh hưởng cả hai nhóm alen cộng tính và alen không cộng tính. Một số nhà nghiên cứu cho rằng hàm lượng amylose có hiệu ứng cộng tính và không cộng tính [2]. Đi sâu nghiên cứu ở cấp độ phân tử cho thấy hàm lượng amylose được tổng hợp bởi 1 enzyme gọi là GBSSI (Kossmann và Lloyd, 2000; Smith và cộng sự, 1999) [28] Mặt khác, enzym GBSSI được mã hoá bởi 1 gen kí hiệu là Wx nằm trên NST số 6 (Okagaki và Wesssler, 1988). Theo Nguyễn Minh Thu (2009) [19], đánh giá 124 mẫu giống lúa được thu thập và bảo quản tại bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng, Đại học Nông nghiệp Hà Nội bằng phương pháp PCR đã xác định được 10 mẫu giống có kiểu gen Wx- T/Wx- T cho hàm lượng amylose thấp.

Nghiên cứu di truyền tính thơm của lúa gạo, có rất nhiều ý kiến khác nhau. Tuy nhiên đến năm 2005, L. Bradbury và cộng sự đã công bố một nghiên cứu về vị trí, cấu trúc và cơ chế của gen fgr quy định tính trạng mùi thơm của lúa. Trong nghiên cứu này, Bradburry và cộng sự đã phát hiện 8 đột biến mất đoạn và 3 SNPs trên exon của gene mã hoá tổng hợp Betaine aldehyde dehydrogenase 2 (BAD2) chính là nguyên nhân hình thành tính thơm trên các giống lúa thơm Basmati [30]. Các giống lúa không thơm sẽ có bản gen mã hoá BAD2 chứa đột biến mất đoạn và các SNPs. Hậu quả của việc thay đổi cấu trúc này sinh ra một mã dừng làm mất tác dụng của enzyme BAD2. Ngoài ra, các tác giả đã sử dụng các Bacterial artificial Chromosome (nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn) để kiểm tra vị trí của gen fgr và đã phát hiện chính xác của gen này trên NST 8.

Kết quả của nghiên cứu này đã được công nhận rộng rãi và được sử dụng trong rất nhiều nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử trong chọn tạo các giống lúa thơm. Nguyễn Minh Thu (2009) [19] đánh giá 124 mẫu giống lúa được thu thập và bảo quản bằng phương pháp PCR đã xác định được 9 mẫu giống có chứa gen fgr quy định mùi thơm ở lúa.

2.3. Nghiên cứu di truyền về tính chống chịu sâu bệnh.

* Di truyền kháng bệnh bạc lá

Bệnh bạc lá do vi khuẩn Xanthomonas ozyza gây ra. Trên thế giới bệnh bạc lá gây hại nghiêm trọng và phổ biến ở các vùng trồng lúa thuộc Châu Á. Nghiên cứu về di truyền khả năng kháng bệnh bạc lá, các nhà khoa học Nhật Bản là những người đi đầu trong lĩnh vực này. Nisimura, 1961, đã có những nghiên cứu đầu tiên về di truyền khả năng kháng bệnh bạc lá. Trong khi nghiên cứu về sự luân chuyển các giống lúa trồng ở Nhật Bản, ông đã phát hiện khả năng kháng bệnh bạc lá ở hai giống lúa trồng Kogyoku và Kaganeman, được điều khiển bởi một gen trội nằm trên NST số 11. Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện được 29 gen kháng bệnh bạc lá lúa được ký hiệu từ Xa1 đến Xa29, trong đó có 20 gen trội và 9 gen lặn. Hầu hết các gen này đã được đánh giá khả năng kháng và được sử dụng trong chọn giống kháng bệnh (Kinoshita, 1995; Sidhu và Khush 1978; Lin, 1996; Ogawa, 1988; Nagato và Yoshimura, 1998; Zhang, 1998; Khush và Angeles, 1999; Gao, 2001; Chen, 2002; Lê, 2003; Yang, 2003; Tan, 2004) [29] [34] [35].

Gần đây, IRRI và một số nước phát triển đã phát hiện và chọn lọc những gen chống bệnh ở lúa trong đó có bệnh bạc lá. Trên cơ sở đó, người ta tạo ra những giống lúa có khả năng chống chịu được bệnh bạc lá và một số loại bệnh khác nhanh hơn.

Ở nước ta trong khoảng 10 năm trở lại đây bệnh bạc lá phát sinh và gây hại khá nặng ở các giống lúa vụ mùa nhưng gần đây lại có dấu hiệu phát sinh cả ở vụ Xuân. Nguyên nhân là do chúng ta nhập nội và sử dụng quá nhiều các giống lúa lai có nguồn gốc từ Trung Quốc có khả năng kháng bệnh kém.

Bệnh đạo ôn phát sinh phát triển khắp các vùng trồng lúa trên thế giới. nó có nhiều chủng loại khác nhau, người ta đã phát hiện được gen chống bệnh đạo ôn ở lúa, có thể là gen chính hoặc các locus tính trạng số lượng. Guliaep (1975) đã xác định bệnh đạo ôn do nhiều chủng khác nhau gây nên, ở lúa khi có 3 cặp gen hiện diện là Pi1, Pi2, Pi3 thì có thể chống được bệnh này. Theo Kinoshita (1991) và Mackill (1992) cho rằng ít nhất có 30 locus chống bệnh đạo ôn trong đó có 20 gen chính và 10 gen giả định số lượng. Do có nhiều gen chống bệnh đạo ôn nên công tác chọn tạo, lai tạo ra các giống chống bệnh đạo ôn rất thuận lợi. Bên cạnh đó có các nòi gây bệnh rất nhiều, vì vậy phải có các giống chống chịu được nhiều nòi. Theo kết quả nghiên cứu bảo quản quỹ gen của Viện lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long đối với bệnh đạo ôn thì giống có khả năng kháng ổn định qua nhiều vụ là: Tẻ tép, Sa mo rằn, Tép sài gòn, Bale C7025 [20].

Sâu đục thân là nhóm gây hại chính đối với sản xuất lúa ở Việt Nam nó phát sinh, phát triển và gây hại trên các thời kỳ sinh trưởng của cây lúa và các vụ lúa.Việc phòng trừ sâu đục thân hiện nay vẫn hết sức khó khăn vì thế các hướng nghiên cứu chọn giống chống chịu sâu đục thân đều dựa vào các đặc điểm của giống để có thể ngăn cản sự phát triển, xâm nhập hay tồn tại của sâu đục thân. Khi nghiên cứu những đặc điểm di truyền của cây lúa liên quan đến khả năng gây hại của sâu đục thân thì Okando (1965) cho rằng: “Lúa có thân cao, đẻ khoẻ, lá dài, rộng mẫn cảm với mức độ nhiễm sâu đục thân hơn, độ ráp của bẹ lá, độ ôm của thân và bẹ lá có tương quan nghịch với sâu đục thân lúa”. Còn Shoki (1971) kết luận “những giống lúa có râu mẫn cảm với sâu đục thân hơn là các giống lúa không râu”.

* Di truyền về khả năng kháng rầy nâu:

Rầy nâu (Nilaparvata higen) là loài côn trùng gây hại phổ biến ở nhiều vùng trồng lúa trên thế giới do nhiều kiểu sinh học (biotypes) gây hại. Các nghiên cứu cho thấy có 2 gen kháng rầy nâu dạng trội là BPH1 và BPH3 và 2 gen lặn là bph2 và bph4, các gen này được phân lập ở các loài lúa dại và một số giống lúa trồng [8].