Tóm tắt Luận án Phát triển vật liệu lúa cẩm theo hướng tăng khả năng quang hợp và kháng bệnh Bạc Lá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
NGÔ THỊ HỒNG TƯƠI 
PHÁT TRIỂN VẬT LIỆU LÚA CẨM THEO HƯỚNG 
TĂNG KHẢ NĂNG QUANG HỢP 
VÀ KHÁNG BỆNH BẠC LÁ 
CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG 
MÃ SỐ: 62 62 01 11 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
HÀ NỘI, 2015
 Công trình được hoàn thành tại: 
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
Người hướng dẫn khoa học: 
1. PGS. TS. Nguyễn Văn Hoan 
2. PGS. TS. Phạm Văn Cường 
Phản biện 1: 
PGS.TS. Nguyễn Thị Trâm 
Hội Giống cây trồng 
Phản biện 2: 
PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn 
Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 
Phản biện 3: 
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hinh 
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện 
họp tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 
Vào hồi: giờ ngày tháng năm 2015. 
Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện: 
- Thư viện Quốc gia 
- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài 
Gạo nếp cẩm có màu đen còn gọi là bổ huyết mễ, là loại gạo có 
hàm lượng giá trị dinh dưỡng cao như: hàm lượng protein trong gạo 
nếp cẩm cao hơn 6,8%, chất béo cao hơn 20% so với gạo khác, ngoài 
ra trong gạo nếp cẩm còn chứa caroten, 8 loại axit amin, chứa 
anthocyanin và các nguyên tố vi lượng (sắt, kẽm) cần thiết cho cơ thể 
(UPI, 2010). Các giống nếp cẩm địa phương thường có màu tím trên 
các bộ phân cây lúa, góc lá đòng và lá công năng ngang đến gập 
xuống nên khả năng quang hợp không cao, năng suất thấp, nhiễm 
bệnh bạc lá, cao cây và thời gian sinh trưởng dài và thường phản ứng 
với ánh sáng ngày ngắn nên chỉ trồng được một vụ trong năm. 
Các giống lúa nếp cẩm có các màu sắc khác ở vỏ trấu và vỏ 
cám như màu đỏ, tía hoặc đen thường có hàm lượng các chất hữu cơ 
đặc thù như chất kháng oxy hóa anthocyanin, vitamin, các vi lượng 
có lợi cho sức khỏe của con người và có thể ngăn ngừa một số bệnh 
nguy hiểm nên đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong những năm gần 
đây. Anthocyanin là chất có khả năng kháng oxy hóa cao và có hàm 
lượng cao trong lúa cẩm, hiện nay đang được nghiên cứu nhiều ở các 
nước trồng lúa (Kristamtini et al., 2012). 
Một giống lúa để đưa ra sản xuất ngoài năng suất, giá trị dinh 
dưỡng còn cần phải có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận 
sinh học và phi sinh học, trong đó bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn 
Xanthomonas oryzae pv. oryzae là một bệnh gây hại nghiêm trọng ở 
các vùng trồng lúa trên thế giới, bệnh có thể làm thiệt hại năng suất 
từ 20-30% (Suh et al., 2013). Lúa cẩm trong sản xuất hiện nay hầu 
hết là các giống địa phương, những nghiên cứu về di truyền và chọn 
giống lúa cẩm còn hạn chế. Do vậy, để phát triển sản xuất lúa cẩm có 
2 
hiệu quả cao cần thiết phải có những nghiên cứu chọn tạo giống lúa 
cẩm mới đáp ứng được đòi hỏi của thực tiễn sản xuất. 
Từ việc nghiên cứu và đánh giá nguồn vật liệu ban đầu về các 
tính trạng quan tâm trên tập đoàn lúa cẩm, ý tưởng tạo ra các vật liệu 
lúa cẩm có khả năng quang hợp cao và kháng bệnh bạc lá để tiến tới 
tạo ra các giống lúa tẻ cẩm năng suất cao, kháng bệnh bạc lá và có 
thể trồng được 2 vụ trong năm từ nguồn vật liệu nếp cẩm địa phương 
đã gợi cho chúng tôi có định hướng để thực hiện đề tài này. 
2. Mục tiêu nghiên cứu 
Nghiên cứu phát triển, tạo các vật liệu lúa cẩm phục vụ cho 
công tác chọn tạo giống lúa cẩm có khả năng quang hợp cao và 
kháng bệnh bạc lá. 
3. Nội dung nghiên cứu 
- Thu thập và đánh giá một số đặc điểm nông sinh học, đa dạng 
di truyền, đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá và khả năng quang 
hợp của một số nguồn vật liệu. 
- Tìm hiểu biểu hiện di truyền của một số tính trạng đặc trưng 
ở lúa cẩm. 
- Phát triển vật liệu tạo giống lúa cẩm có khả năng quang hợp cao, 
kháng bệnh bạc lá và chọn tạo nguồn vật liệu lúa cẩm mới cải tiến. 
4. Những đóng góp mới của luận án 
- Đã thu thập và đánh giá đa dạng di truyền của nguồn vật liệu 
lúa cẩm mới. 
- Xác định được khả năng quang hợp và khả năng kháng bạc lá 
của tập đoàn lúa cẩm để phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa tẻ 
cẩm mới. 
- Chọn lọc được 3 dòng lúa cẩm có khả năng quang hợp cao 
và kháng bệnh bạc lá, góp phần vào công tác chọn tạo các giống lúa 
cẩm chất lượng ở Việt Nam. 
3 
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 
- Thu thập và phân tích đa dạng di truyền vật liệu lúa cẩm từ 
các địa phương khác nhau. 
- Xác định khả năng quang hợp và khả năng kháng bệnh bạc lá 
làm cơ sở cho việc chọn tạo giống lúa cẩm chất lượng mới. 
- Chọn lọc được các dòng lúa tẻ cẩm có khả năng quang hợp 
cao và kháng bệnh bạc lá. 
6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 
6.1. Đối tượng nghiên cứu 
Một số giống nếp cẩm địa phương và một số giống lúa cẩm 
cải tiến. 
6.2. Phạm vị nghiên cứu 
Đề tài thực hiện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam và bắt 
đầu từ năm 2009 đến năm 2014. 
Tập trung nghiên cứu về đặc điểm nông sinh học, đa dạng di 
truyền, khả năng quang hợp và kháng bệnh bạc lá của nguồn vật liệu 
mới thu thập và các thế hệ phân ly sau lai hữu tính. 
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 
1.1. Nguồn gốc – phân biệt lúa nếp, lúa tẻ 
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa, cây lúa nếp 
Lúa nếp có thể thích ứng với nhiều điều kiện khí hậu khắc 
nghiệt như lạnh, khô hanh. Lúa nếp nương là dạng khởi nguồn của 
lúa trồng vì nó được tìm thấy đầu tiên ở Assam - Yunna, nơi lúa nếp 
chiếm ưu thế. 
Nguồn gốc của lúa cẩm (lúa đen) vẫn chưa rõ ràng nhưng có thể có 
nguồn gốc từ các nước châu Á bao gồm Trung Quốc (Mingwei et al., 
1995), Nhật Bản (Natsumi and Noriko, 1994) và ở Việt Nam (Quan, 
4 
1999). Chaudary and Tran (2001) cho rằng lúa đen có nguồn gốc từ 
Sri Lanka, Philippin, Bangladesh, Thailand, Myanmar và Indonesia. 
Lúa cẩm chưa được biết rõ về nguồn gốc, nhưng hầu hết các 
nghiên cứu đều cho rằng lúa cẩm có nguồn gốc từ các nước châu Á. 
Lúa cẩm chủ yếu là lúa nếp và có ở cả hai loài phụ Indica và 
Japonica (Mingwei et al., 1995). 
1.1.2. Phân biệt lúa nếp và lúa tẻ 
Căn cứ chủ yếu để phân chia lúa nếp và tẻ dựa trên cấu tạo tinh 
bột của nội nhũ. Nhuộm tinh bột bằng dung dịch KI1% để phân biệt 
lúa nếp và lúa tẻ. 
1.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền trong chọn tạo giống lúa 
1.2.1. Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền 
- Chỉ thị hình thái 
- Chỉ thị enzyme 
- Chỉ thị phân tử 
1.2.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống 
- Phân tích đa dạng di truyền 
- Tìm chỉ thị phân tử liên kết gen và lập bản đồ 
- Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử 
1.2.3. Một số kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền 
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã ứng dụng các chỉ thị về 
hình thái, enzyme, phân tử trong các nghiên cứu về đa dạng di 
truyền. Đã phân nhóm được rất nhiều nguồn vật liệu nghiên cứu ban 
đầu, giúp cho công tác chọn tạo giống nhanh và hiệu quả hơn. 
1.3. Quang hợp và năng suất ở lúa 
1.3.1. Mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất lúa 
Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định đến năng suất cây 
trồng. Dựa vào mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất, để tăng 
5 
năng suất cây trồng cần phối hợp nhiều biện pháp tác động vào nhiều 
nhân tố sinh thái một cách hợp lý để cho quá trình quang hợp xảy ra 
ở mức tối ưu. 
Tăng năng suất cây trồng thông qua điều khiển quang hợp như 
tăng diện tích lá, tăng hiệu suất quang hợp, thời gian quang hợp. 
1.3.2. Một số kết quả nghiên cứu vềquang hợp ở cây lúa 
- Mối quan hệ giữa hàm lượng diệp lục và quang hợp 
- Mối quan hệ giữa cường độ quang hợp và năng suất 
Đã có rất nhiều các nghiên cứu về mối quan hệ giữa hàm 
lượng diệp lục và quang hợp, giữa cường độ quang hợp và năng suất 
ở lúa tẻ, còn trên lúa cẩm thì chưa được nghiên cứu nhiều. 
1.4. Di truyền một số tính trạng ở cây lúa 
- Di truyền kích thước hạt gạo 
- Hàm lượng amylose 
- Nhiệt hóa hồ 
- Hàm lượng protein tổng số 
- Độ bền thể gel 
- Di truyền tính trạng màu sắc vỏ trấu 
- Di truyền tính trạng màu sắc hạt gạo lật 
- Di truyền tính trạng về góc và chiều dài lá đòng, lá công năng 
1.5. Di truyền tính kháng bệnh bạc lá ở lúa 
1.5.1. Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa 
Vi khuẩn gây bệnh bạc lá lúa có tên gọi là Xanthomonas 
oryzae pv. oryzae thuộc chi Xanthomonas, họ Pseusomonadaceae, bộ 
Eubacteriales, lớp Schizomycetes (Eubacteria). 
1.5.2. Đặc tính gây bệnh 
Về đặc tính gây bệnh của vi khuẩn, các nghiên cứu đã chỉ ra 
có liên quan đến 3 nhóm gen: hrp, avr và hrpX. 
6 
1.5.3. Các chủng vi khuẩn 
Hiện nay, các nhà khoa học trên thế giới công bố có 30 
chủng vi khuẩn Xoo gây bệnh trên lúa (Xia et al., 2012). Nhật Bản 
xác định được 12 chủng, Philippine xác định có 6 chủng, Indonesia 
có 9 chủng, Ấn Độ xác định được 9 chủng (Swamy et al., 2006). Việt 
Nam có 13 nhóm chủng. 
1.5.4. Mối quan hệ ký sinh - ký chủ, thuyết “gen đối gen” 
Năm 1956 thuyết “gen đối gen” của Flor chỉ ra rằng: cứ mỗi 
một gen R quy định tính kháng ở giống cây ký chủ thì có một gen a 
quy định độc tính ở chủng ký sinh, không trước thì sau gen độc a 
tương ứng này sẽ vượt qua được gen kháng R dẫn đến tình trạng 
nhiễm bệnh. Đồng thời cứ mỗi một gen kháng R ở giống cây ký chủ 
cũng sẽ có một gen A tương ứng ở ký sinh để kích hoạt cây ký chủ 
hình thành các phản ứng tự vệ chống lại gen A đó dẫn đến tình trạng 
không nhiễm bệnh. 
1.5.5. Tổng hợp nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa 
Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều 
nghiên cứu về bệnh bạc lá lúa. Đã có rất nhiều thành tựu trong chọn 
tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá, đặc biệt trên các giống lúa tẻ. Còn 
trên các giống nếp cẩm và tẻ cẩm chưa được nghiên cứu nhiều. 
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu 
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 
2.1.1.1. Các mẫu giống lúa sử dụng làm vật liệu 
- Các mẫu giống lúa cẩm được thu thập ở các địa phương khác 
nhau do Trung tâm Tài nguyên di truyền thực vật và ở một số Viện 
nghiên cứu cung cấp. 
7 
- Dòng đẳng gen IRBB21: là dòng cho gen Xa21; Giống IR24: 
làm giống chuẩn nhiễm bệnh bạc lá; Các dòng đẳng gen IRBB5, 
IRBB7, IRBB21: làm chuẩn kháng bệnh bạc lá; Giống BT7 làm đối 
chứng cho các dòng chọn lọc. 
2.1.1.2. Các isolate vi khuẩn gây bệnh bạc lá 
Sử dụng 3 isolate vi khuẩn Xanthomonas oryzae được ký hiệu 
là XooND, XooTH và XooTN. 
2.1.1.3. Các chỉ thị phân tử sử dụng trong nghiên cứu 
- 35 cặp mồi SSR sử dụng trong đánh giá đa dạng di truyền của 
nguồn vật liệu. 
- Các mồi chỉ thị liên kết với các gen kháng hữu hiệu với vi 
khuẩn gây bệnh bạc lá ở lúa: Xác định gen xa5 dùng mồi RM122, xác 
định gen Xa7 dùng mồi RM5509 (McCouch, 2002), xác định gen Xa21 
dùng mồi M2Xa21 (Vu, 2008). 
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 
Thí nghiệm đồng ruộng tại Khu thí nghiệm đồng ruộng Khoa 
Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Gia Lâm, Hà Nội 
Thí nghiệm phân tử tại Phòng thí nghiệm Dự án Jica, Học viện 
Nông nghiệp Việt Nam, Gia Lâm, Hà Nội. 
2.1.3. Thời gian nghiên cứu 
Từ 2/2009 đến 11/2014. 
2.2. Nội dung nghiên cứu 
- Thu thập và đánh giá một số đặc điểm nông sinh học, đa dạng 
di truyền, đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá và khả năng quang 
hợp của nguồn vật liệu. 
- Tìm hiểu biểu hiện di truyền của một số tính trạng đặc trưng 
ở lúa cẩm. 
8 
- Phát triển vật liệu tạo giống lúa cẩm có khả năng quang 
hợp cao, kháng bệnh bạc lá và chọn tạo nguồn vật liệu lúa cẩm 
mới cải tiến. 
2.3. Phương pháp nghiên cứu 
2.3.1. Thí nghiệm đánh giá các đặc điểm nông sinh học của các 
dòng giống lúa 
Thí nghiệm bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, tuần tự 
không nhắc lại, mỗi mẫu giống 10m2. Thời gian: vụ mùa 2009 và vụ 
xuân 2010. 
2.3.2. Phương pháp chỉ thị phân tử 
Tách chiết ADN của Doyle et al. (1987), kỹ thuật PCR, điện di. 
Thời gian thực hiện: Vụ mùa 2009 và vụ mùa 2014. 
2.3.3. Phương pháp lây nhiễm vi khuẩn bạc lá nhân tạo 
Sử dụng phương pháp lây nhiễm nhân tạo bệnh bạc lá của 
Furuya et al. (2002). Thời gian: vụ mùa 2009, vụ xuân – vụ mùa 
2011 và vụ mùa 2014. 
2.3.4. Phương pháp lai 
Lai tạo theo phương pháp truyền thống: Lai hữu tính, lai 
đơn. Các thí nghiệm chọn dòng được bố trí theo kiểu tuần tự, 
không nhắc lại. 
2.3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm so sánh giống 
Thời gian: vụ Mùa 2014 
Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, 3 lần 
lặp lại, mỗi ô 10m2, cấy 1 dảnh/khóm, khoảng cách 15cm x 20cm. 
Các chỉ tiêu theo dõi được lấy mẫu và đánh giá theo Quy 
chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo kiểm nghiệm giá trị canh tác và giá 
trị sử dụng của giống lúa: theo quy chuẩn QCVN01 -55-2011 của Bộ 
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 
9 
2.3.6. Một số phương pháp xác định các chỉ tiêu về chất lượng 
2.3.6.1 Xác định hàm lượng anthocyanin 
Theo phương pháp pH vi sai (Wrolstad et al., 1993), đo bằng 
máy quang phổ UV 2550. 
2.3.6.2. Chất lượng xay xát 
Thực hiện theo phương pháp của Govindewami and Ghose 
(1969); Hàm lượng amylose: theo phương pháp của Sadavisam and 
Manikam (1992) và được phân loại theo Kumar and Khush (1987); 
Hàm lượng protein: Được phân tích theo phương pháp của Kijeldahll 
(1883); Nhiệt hóa hồ: phân tích theo phương pháp của Litle (1958). 
2.3.7. Một số phương pháp xác định các chỉ tiêu về quang hợp 
Cường độ quang hợp: đo bằng máy LICOR - 6400 (Hoa Kỳ) ở 
điều kiện 300C, nồng độ CO2 là 360 - 370 ppm, cường độ ánh sáng là 
1500 µmol CO2/m2 lá/giây và độ ẩm 60%. 
Chỉ số SPAD: đo bằng máy SPAD - 502 của Nhật Bản. 
Diện tích lá và khối lượng chất khô tích lũy: Diện tích lá đo 
bằng máy quét diện tích lá (Licor - 3100, Hoa Kỳ). Khối lượng chất 
khô tích lũy được cân sau khi sấy khô ở nhiệt độ 800C đến khi khối 
lượng không đổi. 
2.3.8. Phương pháp phân biệt nhóm lúa nếp/tẻ 
Phân loại lúa nếp, lúa tẻ dựa theo phản ứng bắt màu với dung 
dịch KI 1% (Lưu Ngọc Trình, 1997): tinh bột lúa tẻ nhuộm màu 
xanh, tinh bột lúa nếp cho nhuộm màu đỏ tía. 
2.3.9. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan cơm bằng cho điểm 
Theo tiêu chuẩn 10 TCN 590 - 2004. 
2.3.10. Phương pháp xử lý số liệu 
Số liệu được xử lý thống kê theo phương pháp phân tích 
phương sai bằng phần mềm IRRISTAT 5.0, sử dụng EXCEL và xây 
dựng sơ đồ hình cây để so sánh hệ số tương đồng theo phương pháp 
UPGMA bằng phần mềm NTSYS 2.1. 
10 
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Thu thập và đánh giá nguồn vật liệu lúa cẩm 
3.1.1. Kết quả thu thập và phân loại nếp/tẻ của các mẫu giống lúa cẩm 
Qua đánh giá vật liệu lúa cẩm kết quả cho thấy: 43 mẫu giống 
lúa cẩm thuộc hai loài phụ: nhóm lúa thuộc loài phụ Japonica gồm 26 
mẫu giống nếp cẩm địa phương và đối chứng là giống Asominori của 
Nhật Bản (lúa Japonica) và nhóm lúa thuộc loài phụ Indica gồm 17 
mẫu giống cả nếp cẩm, tẻ cẩm và dòng đẳng gen IRBB21 (lúa Indica). 
Kết quả phân biệt nếp/tẻ dựa theo phương pháp nhuộm tinh 
bột bằng KI 1% cho thấy trong 43 mẫu giống lúa cẩm có 5 mẫu 
giống là lúa tẻ và 38 mẫu giống là lúa nếp. Các mẫu giống lúa tẻ đều 
thuộc nhóm lúa Indica. 
3.1.2. Đánh giá một số đặc điểm nông sinh học chính của các mẫu 
giống lúa cẩm 
3.1.2.1. Thời gian sinh trưởng 
Kết quả đánh giá thời gian sinh trưởng của 43 mẫu giống lúa 
tr ... 
I 
II 
I.2 
II.1 
II.2 
15 
3.1.4. Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá và khả năng quang 
hợp của nguồn vật liệu 
3.1.4.1. Đánh giá khả năng kháng bạc lá của các mẫu giống lúa cẩm 
a. Xác định các gen kháng bằng chỉ thị phân tử 
Trong nghiên cứu này, phân tích khả năng kháng bệnh bạc lá 
nhờ các cặp mồi đặc hiệu của các gen có khả năng kháng với các nòi 
phổ biến ở miền Bắc Việt Nam là gen xa5, Xa7. 
Xác định gen kháng xa5: 
Nhờ chỉ thị RM122 cho thấy trong 43 mẫu giống lúa cẩm địa 
phương có 9 mẫu giống mang gen kháng xa5. Các mẫu giống chứa 
gen xa5 là: N1, N2, N3, N4, N14, N15, N16, N17 và N29. 
Xác định gen kháng Xa7: 
Nhờ chỉ thị RM5509 trong 43 mẫu giống lúa cẩm địa phương 
có 5 mẫu giống mang gen kháng Xa7. Đó là các mẫu giống được ký 
hiệu: N5, N7, N8, N10 và N13. 
Qua bảng kết quả điện di xác định xa5 và Xa7 đã chỉ ra trong số 
43 mẫu giống lúa cẩm địa phương có 29 mẫu giống không chứa gen 
kháng xa5 và Xa7, 14 mẫu giống chứa đơn gen. 
b. Đánh giá tính kháng bệnh bạc lá của mẫu giống lúa cẩm 
bằng lây nhiễm nhân tạo 
Kết quả đánh giá về tính kháng bệnh bạc lá, cho thấy: những 
mẫu giống nào có chứa gen xa5 hoặc Xa7 thì kháng được cả 3 
isolate lây nhiễm, kết quả này phù hợp với kiểu biểu hiện nhiễm 
của gen kháng ở dòng đẳng gen IRBB5 và IRBB7 với 3 isolate 
này. Các mẫu giống còn lại thì nhiễm với cả 3 isolate vi khuẩn lây 
nhiễm. 
16 
Các mẫu giống được đánh giá có các đặc điểm nông sinh phù 
hợp với mục tiêu, có hàm lượng anthocyanin cao và chứa gen xa5 
hoặc Xa7 sẽ tiếp tục đưa vào đánh giá khả năng quang hợp. 
3.1.4.2. Đánh giá khả năng quang hợp của nguồn vật liệu 
 Trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành đánh giá khả năng 
quang hợp thông qua các chỉ tiêu như: Cường độ quang hợp, chỉ số 
SPAD, diện tích lá và khối lượng chất khô tích lũy. Kết quả các mẫu 
giống N1, N5, N7, N13, N29 có khả năng quang hợp cao. 
3.2. Tìm hiểu biểu hiện di truyền của một số tính trạng đặc trưng 
ở lúa cẩm 
3.2.1. Lựa chọn bố mẹ cho các tổ hợp lai 
 Thông qua đánh giá 43 mẫu giống lúa cẩm cho thấy: nhiều 
mẫu giống có giá trị chọn giống cao (Bảng 3.5). 
Bảng 3.5. Phân nhóm vật liệu lúa cẩm theo đặc điểm 
giá trị chọn giống 
STT 
Tính trạng có giá trị 
chọn giống 
Số mẫu mang 
tính trạng 
Tỷ lệ 
(%) 
1 Cao cây (>125 cm) 26 60,4 
2 Cây cao trung bình (<90-
125cm) 
17 39,6 
3 Thấp cây (<90cm) 0 0 
4 Bông to (trên 200 hạt) 7 16,2 
5 Kháng bạc lá (có chứa gen xa5 
hoặc Xa7) 
14 32,6 
6 Quang hợp cao 5 11,6 
Có 8 mẫu giống đạt mục tiêu được sử dụng làm mẹ để thực 
hiện các phép lai, đó là các mẫu giống: N1, N4, N5, N7, N13, N14, 
N16 và N29. 
17 
3.2.2. Nghiên cứu sự di truyền và biểu hiện tính trạng đặc trưng ở 
lúa cẩm 
3.2.2.1. Nghiên cứu sự di truyền và biểu hiện một số tính trạng số lượng 
 Kết quả nghiên cứu về sự di truyền và biểu hiện tính trạng 
chiều cao cây: ở F1 biểu hiện siêu trội dương, chiều dài bông cho biểu 
hiện cả siêu trội âm và siêu trội dương, còn số hạt/bông cho biểu hiện 
siêu trội âm hoặc trội không hoàn toàn. 
 Kết quả đánh giá chiều dài, chiều rộng lá đòng và lá công 
năng cho biểu hiện siêu trội dương hoặc trội không hoàn toàn. 
3.2.2.2. Nghiên cứu sự di truyền và biểu hiện một số tính trạng chất lượng 
 Kết quả nghiên cứu cho thấy: góc lá đòng rộng trội so với 
góc lá đòng hẹp, góc lá công năng hẹp lại trội so với góc lá công 
năng rộng. Hai tính trạng này di truyền độc lập với nhau và để chọn 
cây lúa có lá đòng đứng và góc lá công năng đứng thì tỷ lệ xuất 
hiện là 3/16. 
Kết quả đánh giá sự di truyền và biểu hiện một số tính trạng 
màu sắc hạt lúa: Màu mày hạt phân ly theo tỷ lệ 9:6:1; màu vỏ trấu 
phân ly theo tỷ lệ 9:3:3:1 và màu sắc hạt gạo lật có tỷ lệ phân ly là 
1:2:1. 
3.3. Kết quả lai tạo và chọn lọc dòng tẻ cẩm mới kháng bệnh bạc lá 
3.3.1. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tẻ 
cẩm mới triển vọng 
Các dòng tẻ cẩm mới triển vọng được đánh giá trên các chỉ 
tiêu: số bông hữu hiệu/khóm, số hạt chắc/bông, tỷ lệ lép, khối lượng 
1000 hạt và năng suất. Kết quả được trình bày ở bảng 3.6. 
Năng suất thực thu đạt từ 39,1 - 45,4 tạ/ha trên diện tích thí 
nghiệm 10m2/ô, trong đó dòng TĐ1 tương đương với giống đối 
18 
chứng. Năng suất lý thuyết đạt từ 82,6 - 113,5 tạ/ha, tương đương 
hoặc cao hơn so với đối chứng. 
Bảng 3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các 
dòng tẻ cẩm mới triển vọng vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội 
STT 
Dòng, 
giống 
Số bông 
hữu 
hiệu/ 
khóm 
Số hạt 
chắc/bông 
Tỷ lệ 
lép 
(%) 
KL 
1000 
hạt 
(g) 
NSLT 
(tạ/ha) 
NSTT 
(tạ/ha) 
1 TĐ1 8,3 132,5 11,0 25,0 96,2 45,4 
2 TĐ2 9,1 121,5 15,6 21,9 84,7 42,4 
3 TĐ3 8,1 136,2 10,7 21,4 82,6 39,1 
4 TĐ4 10,0 117,0 9,7 23,0 94,1 43,6 
5 TĐ5 8,7 165,8 13,9 22,5 113,5 42,8 
6 BT7 (đ/c) 10,0 131,1 8,3 18,1 83,0 45,0 
CV% 1,6 30,8 20,5 3,2 23,8 1,5 
LSD0,05 6,5 18,3 8,4 8,2 6,7 4,6 
3.3.2. Một số chỉ tiêu về chất lượng của các dòng tẻ cẩm mới triển vọng 
Tỷ lệ gạo lật của các dòng tẻ cẩm đạt từ 78,3 – 82,2%, trong đó 
dòng TĐ2 đạt tỷ lệ gạo lật cao nhất 82,2%, đối chứng BT7 là 78,6%. 
Tỷ lệ gạo xát của các dòng tẻ cẩm đạt từ 72,1% - 77,7% cao hơn 
giống đối chứng từ 0,4 - 7,0 % (Bảng 3.7). 
Bảng 3.7. Chất lượng xay xát của các dòng tẻ cẩm mới 
vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội 
STT 
Dòng, 
giống 
Tỷ lệ gạo 
lật 
(% thóc) 
Tỷ lệ gạo xát 
(% thóc) 
Tỷ lệ gạo 
nguyên 
(% gạo xát) 
1 TĐ1 80,1 72,1 85,4 
2 TĐ2 82,2 77,7 56,1 
3 TĐ3 80,7 75,2 49,7 
4 TĐ4 78,3 72,6 73,8 
5 TĐ5 80,9 75,6 57,4 
6 BT7 (đ/c) 78,6 71,7 76,6 
19 
Tỷ lệ gạo nguyên của các dòng triển vọng đạt từ 49,7 - 
85,4%, trong khi giống đối chứng là 76,6%. Chỉ có dòng TĐ1 là có 
tỷ lệ gạo nguyên cao hơn giống đối chứng, các dòng còn lại thấp 
hơn (Bảng 3.7). 
Phân tích chất lượng gạo của các dòng tẻ cẩm cho thấy: hàm 
lượng anthocyanin các dòng tẻ cẩm triển vọng đạt từ 0,04 đến 0,17%, 
dòng TĐ2 có màu vỏ cám tím xẫm nên cũng có hàm lượng 
anthocyanin cao nhất, đối chứng Bắc thơm 7 không có anthocyanin. 
Hàm lượng protein của các dòng tẻ cẩm dao động từ 7,89% đến 
8,96%, dòng TĐ1 có hàm lượng protein tương đương với giống đối 
chứng. Về hàm lượng amylose các dòng TĐ1, TĐ3 và TĐ5 đạt từ 
18,0 – 24,5% cao hơn đối chứng, trong khi 2 dòng TĐ2 và TĐ4 đạt 
14,2 – 16,5 % thấp hơn đối chứng (Bảng 3.8). 
Bảng 3.8. Chất lượng gạo của các dòng tẻ cẩm mới 
vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội 
STT 
Dòng, 
giống 
Hàm lượng 
anthocyanin 
(%) 
Hàm 
lượng 
protein 
(%) 
Hàm 
lượng 
amylose 
(%) 
Độ 
phân 
hủy 
kiềm 
(điểm) 
Độ 
bền 
thể gel 
(mm) 
1 TĐ1 0,12 8,96 18,0 3,0 90 
2 TĐ2 0,17 8,30 14,2 4,0 71 
3 TĐ3 0,04 8,76 24,5 5,0 73 
4 TĐ4 0,14 7,89 16,5 3,0 91 
5 TĐ5 0,05 8,41 24,2 5,0 42 
6 BT7 (đ/c) 0 8,99 17,1 4,2 66 
(Số liệu phân tích tại Bộ môn Sinh lý, Sinh hóa và chất lượng nông sản, Viện Cây 
lương thực và Cây thực phẩm). 
20 
3.3.3. Đánh giá chất lượng cảm quan cơm của các dòng tẻ cẩm mới 
Các dòng tẻ cẩm mới có mùi từ thơm vừa cho đến thơm, 
độ mềm đạt ở mức hơi mềm đến mềm, độ dính dòng TĐ2 và 
TĐ3 được đánh giá có cơm gạo lứt hơi dính; còn TĐ1, TĐ4, 
TĐ5 được đánh giá là rời. Độ bóng các dòng đạt ở mức hơi 
bóng, vị ngon có dòng TĐ1, TĐ2 đạt mức ngon, các dòng còn 
lại đạt mức ngon vừa, BT7 đạt mức hơi ngon. Như vậy, về chất 
lượng cảm quan các dòng tẻ cẩm đạt tương đương với đối 
chứng BT7. Đặc biệt, cơm gạo lứt của các dòng tẻ cẩm được 
đánh giá ngon hơn so với BT7.Còn về màu cơm gạo lứt thì các 
dòng tẻ cẩm có màu tím đến tím đen, BT7 có màu trắng hơi 
xám.Các dòng TĐ1, TĐ2 và TĐ4 có tổng điểm các chỉ tiêu cao 
hơn BT7 (Bảng 3.9). 
Bảng 3.9. Chất lượng cảm quan cơm gạo lứt của các dòng tẻ cẩm mới 
vụ Mùa 2014 tại Gia Lâm - Hà Nội (điểm) 
ST
T 
Dòng, 
giống 
Mùi 
Độ 
mềm 
Độ 
dính 
Màu 
cơm gạo 
lứt 
Độ 
bóng 
Vị 
ngon 
Tổng 
điểm 
1 TĐ1 3,2 2,8 2,2 Tím đen 3,0 4 17,2 
2 TĐ2 3,6 3,2 3,0 Tím đen 3,3 4 19,1 
3 TĐ3 2,8 3,2 2,5 Tím 3,2 3,0 16,2 
4 TĐ4 3,7 2,7 2,2 Tím 3,3 3,0 16,4 
5 TĐ5 2,0 2,3 2,0 Tím 2,5 3,0 13,3 
6 
BT7 
(đ/c) 
2,8 3,3 2,3 
Trắng 
hơi xám 
3,1 2,0 14,5 
(Số liệu phân tích tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông 
nghiệp Việt Nam) 
21 
Bảng 3.10. Chất lượng cảm quan cơm gạo xát của các 
dòng tẻ cẩm mới vụ Mùa tại Gia Lâm – Hà Nội (điểm) 
STT 
Dòng, 
giống 
Mùi 
Độ 
mềm 
Độ 
dính 
Độ 
trắng 
Độ 
bóng 
Vị 
ngon 
Tổng 
điểm 
1 TĐ1 2,0 3,0 2,5 1,6 2,5 3,0 16,1 
2 TĐ2 2,5 4,8 4,5 1,6 4,3 3,5 23,0 
3 TĐ3 2,7 3,0 3,3 1,6 3,0 2,6 17,5 
4 TĐ4 2,8 4,0 4,0 1,6 3,8 3,7 21,8 
5 TĐ5 2,7 2,5 2,6 1,8 2,3 2,5 15,7 
6 BT7 (đ/c) 3,5 3,7 3,3 4,2 3,0 3,5 23,0 
(Số liệu phân tích tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông 
nghiệp Việt Nam) 
Chất lượng cảm quan cơm gạo xát của các dòng tẻ cẩm được 
đưa ra trong bảng 3.10. Mùi cơm trắng của các dòng không được 
đánh giá cao như BT7, chỉ ở mức hơi thơm đến thơm vừa, độ mềm 
dòng TĐ2, TĐ4 được đánh giá rất mềm và mềm, còn độ dính của hai 
dòng này cũng là dính tốt và dính. Độ bóng có dòng TĐ2 và TĐ4 
được đánh giá là bóng, chỉ có dòng TĐ5 là hơi mờ. Vị ngon của cơm 
gạo xát được đánh giá ở mức ngon và ngon vừa, tương đương với đối 
chứng BT7. 
 Còn về tổng điểm có trọng lượng cơm gạo xát thì dòng TĐ2 
và TĐ4 được đánh giá tương đương với BT7. 
3.3.4. Kết quả kiểm tra gen kháng của các dòng tẻ cẩm mới 
Vụ mùa 2014, các dòng tẻ cẩm mới được lấy mẫu lá để 
kiểm tra gen kháng bệnh bạc lá bằng chỉ thị phân tử. Kết quả kiểm 
tra như sau: 
Kết quả xác định gen Xa7 dùng mồi RM5509: đã xác định được 
dòng TĐ1, TĐ2 và TĐ4 chứa gen Xa7. 
22 
Kết quả xác định gen Xa21 dùng mồi M2Xa21 cho thấy, dòng 
TĐ1, TĐ2 và TĐ4 chứa gen Xa21. 
3.3.5. Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá bằng lây nhiễm nhân tạo 
Kết quả lây nhiễm nhân tạo với 3 isolate vi khuẩn 
Xanthomonas oryzae pv. oryzae cho thấy: các dòng đẳng gen và các 
mẫu giống biểu hiện tính kháng nhiễm khác nhau. Dòng IR24 không 
chứa gen kháng nào nên nhiễm với cả 3 isolate lây nhiễm; IRBB21 
và IRBB7 kháng được cả 3 isolate. 
Qua kết quả lây nhiễm 3 isolate vi khuẩn trên với các dòng 
triển vọng, các dòng TĐ1, TĐ2 và TĐ4 kháng được với cả 3 isolate 
vi khuẩn, kết quả này phù hợp với kiểu biểu hiện nhiễm của gen 
kháng ở dòng đẳng gen IRBB21 và IRBB7 với 3 isolate nghiên cứu. 
Như vậy, các dòng TĐ1, TĐ2, TĐ4 là nguồn vật liệu để phát 
triển thành các giống lúa tẻ cẩm mới kháng bệnh bạc lá. Trong đó 
dòng TĐ4 có khả năng quang hợp cao hơn so với dòng làm mẹ, 
chứa gen kháng Xa7 và Xa21, các dòng này được đánh giá có cơm 
gạo lứt ngon. 
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 
1) Đã thu thập được tập đoàn 43 mẫu giống lúa cẩm khá đa 
dạng bao gồm dạng nếp, dạng tẻ, loài phụ Indica, loài phụ Japonica, 
thời gian sinh trưởng từ ngắn đến dài, hàm lượng anthocyanin từ thấp 
đến rất cao, kháng bệnh bạc lá ở các mức khác nhau. Tập đoàn 
hiện có đáp ứng được yêu cầu của chương trình chọn giống lúa cẩm. 
2) Các mẫu giống có nhiều đặc điểm nông học và hình thái phù 
hợp cho cải tiến giống lúa cẩm là: 
- Hàm lượng anthocyanin cao: có mẫu giống N4, N10, N14, 
N16, N18, N20 và N22. 
23 
- Số nhánh/khóm nhiều: có mẫu giống N13, N17, N38, N39 
và N43. 
- Số hạt/bông nhiều (>200 hạt/bông): gồm mẫu giống N4, N13, 
N18, N22, N25, N36, N39 và N43. 
- Các mẫu giống có nhiều đặc điểm tốt: N1, N4, N5, N7, N13, 
N14, N16 và N29. 
3) Thông qua đánh giá đa dạng di truyền dựa vào các chỉ thị 
phân tử đặc trưng đã thiết lập được cây phát sinh chủng loại về mối 
quan hệ giữa các mẫu giống: 43 mẫu giống phân thành hai nhóm 
lớn, nhóm I gồm 26 mẫu giống thuộc loài phụ Japonica và nhóm II 
gồm 17 mẫu giống thuộc loài phụ Indica. Ở hệ số tương đồng di 
truyền 0,76 tập đoàn được phân chia thành 6 nhóm riêng biệt trong 
đó 17 mẫu giống thuộc loài phụ Indica đã phân chia thành 5 nhóm 
khác nhau, riêng N4 và N39 có tính khác biệt cao so với 41 mẫu 
giống khác. 
4) Đánh giá gen kháng vi khuẩn bạc lá Xanthomonas oryzae 
pv. oryzae ở các mẫu giống thu thập bằng chỉ thị phân tử đã phát 
hiện: 9 mẫu giống mang gen xa5 là N1, N2, N3, N4, N14, N15, N16, 
N17, N29 và 5 mẫu giống mang gen Xa7 là N5, N7, N8, N10, N13. 
Kiểm tra qua lây nhiễm nhân tạo cho mức độ kháng/nhiễm phù hợp 
với kết quả kiểm tra gen kháng bằng chỉ thị phân tử. Đây là những 
vật liệu rất có giá trị cho chương trình chọn giống lúa cẩm kháng 
bệnh bạc lá. 
5) Thông qua các chỉ tiêu về quang hợp thì mẫu giống N1, N5, 
N7, N13, N29 có khả năng quang hợp cao. Ở vụ xuân, tìm thấy có 
mối tương quan thuận giữa cường độ quang hợp và hàm lượng 
chlorophill ở cả ba giai đoạn. Mối tương quan giữa cường độ quang 
hợp và chỉ số SPAD là rất chặt ở 3 thời kì: đẻ nhánh (r = 0,98), trỗ (r 
24 
= 0,79) và chín sáp (r = 0,97). Mối tương quan giữa cường độ quang 
hợp với năng suất cá thể ở thời kì chín sáp là r = 0,84. 
6) Sự di truyền và biểu hiện một số tính trạng: 
- Về sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều cao cây ở F1 
biểu hiện siêu trội dương, về chiều dài bông cho biểu hiện cả siêu trội 
âm và siêu trội dương, còn về số hạt/bông cho biểu hiện siêu trội âm 
hoặc trội không hoàn toàn. 
- Về chiều dài, chiều rộng lá đòng và lá công năng cho biểu 
hiện siêu trội dương hoặc trội không hoàn toàn. Góc lá đòng rộng trội 
so với góc lá đòng hẹp, góc lá công năng hẹp lại trội so với góc lá 
công năng rộng. Hai tính trạng này di truyền độc lập với nhau và để 
chọn cây lúa có lá đòng đứng và góc lá công năng đứng thì tỷ lệ xuất 
hiện là 3/16. 
- Sự di truyền và biểu hiện về một số tính trạng màu sắc hạt 
lúa: Màu mày hạt phân ly theo tỷ lệ 9:6:1, màu vỏ trấu phân ly theo 
tỷ lệ 9:3:3:1 và màu sắc hạt gạo lật có tỷ lệ phân ly là 1:2:1. 
7) Thông qua lai tạo và chọn lọc đã xác định dòng TĐ1, TĐ2 
và TĐ4 mang hai gen kháng bệnh bạc lá (Xa7 và Xa21), có hàm 
lượng anthocyanin cao và hàm lượng amylose thấp, riêng dòng TĐ4 
không những kháng được bệnh bạc lá mà còn có khả năng quang hợp 
cao; các dòng tẻ cẩm mới chọn tạo đáp ứng được các yêu cầu để phát 
triển thành giống tẻ cẩm mới kháng bệnh bạc lá. 
2. Đề nghị 
Các dòng TĐ1, TĐ2 và TĐ4 được chọn lọc từ đề tài cần tiếp 
tục đánh giá ở nhiều vụ và nhiều môi trường khác nhau để phát triển 
thành giống tẻ cẩm mới kháng bạc lá. 
 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 
1. Ngô Thị Hồng Tươi, Phạm Văn Cường và Nguyễn Văn 
Hoan (2014). Phân tích đa dạng di truyền của các mẫu 
giống lúa cẩm bằng chỉ thị SSR, Tạp chí Khoa học và 
Phát triển, tập 12, số 4, tr. 485-494. 
2. Ngô Thị Hồng Tươi, Phạm Văn Cường và Nguyễn Văn 
Hoan (2014). Nghiên cứu xác định gen kháng bạc lá của 
các mẫu giống lúa nếp cẩm địa phương phục vụ công 
tác chọn tạo giống, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 
nông thôn, 21/2014, tr. 24-30. 
Ngô Thị Hồng Tươi, Phạm Văn Cường và Nguyễn Văn Hoan (2014). 
Kết quả nghiên cứu và chọn tạo lúa tẻ cẩm kháng bệnh bạc lá, Tạp 
chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tháng 12/2014, tr 88-94.