Tên đề tài: “Nghiên cứu giống lúa thơm trong điều kiện phèn và phèn mặn”.

Tác giả:  Nguyễn Phúc Hảo, Khóa: 2013

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng; Mã số: 62620110. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Võ Công Thành - Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Đề tài được thực hiện với phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt vào giai đoạn nảy mầm trên vật liệu ban đầu là giống lúa Nàng Thơm Chợ Đào (NTCĐ) được thu thập tại huyện Cần Đước, tỉnh Long An. Kết hợp với việc xác định dấu chỉ thị phân tử protein là polypeptide liên kết với tính thơm của lúa để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả chọn lọc.

Với quy trình chọn lọc phả hệ hoàn chỉnh trên các dòng sau khi xử lý sốc nhiệt, đã chọn lọc ra được 14 dòng ưu tú ở thế hệ M₅. Ở thế hệ M₅, thực hiện thanh lọc tính chống chịu phèn và chịu mặn trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida có bổ sung yếu tố phèn, mặn. Đồng thời đánh giá một số chỉ tiêu nông học quan trọng, chỉ tiêu năng suất, các thành phần năng suất trong điều kiện nhà lưới và phân tích các chỉ tiêu chất lượng hạt. Kết thúc quá trình thanh lọc tính chống chịu mặn, đã chọn được 4 dòng ưu tú mất tính mẫn cảm với quang kỳ ở thế hệ M₅ là NTCĐ ĐB-1-3-13-1 và NTCĐ ĐB-1-3-15-1, NTCĐ ĐB-1-3-15-2 và NTCĐ ĐB-2-1-15-1 (có hàm lượng protein đạt 6,9%). Các dòng chọn lọc có thời gian sinh trưởng ngắn <110 ngày, có năng suất thực tế từ 6,0 - 6,4 tấn/ha, chống chịu mặn 12 dSm^-1 (7,68‰.) ở giai đoạn mạ, hàm lượng amylose thấp từ 12,9% đến 15,7%, hạt gạo dài 6,7 – 6,8 mm, gạo thơm và mềm cơm.

Các dòng ưu tú thế hệ M₅ được chọn sau khi thanh lọc khả năng chịu mặn được tách thành 7 dòng ở thế hệ M₆ để đánh giá khả năng chống chịu trong điều kiện phèn sắt FeSO₄ và phèn nhôm Al₂(SO₄)₃ ở các mức độ khác nhau. Trên cơ sở đó, thực hiện các thí nghiệm khảo nghiệm ngoài đồng ruộng ở 2 vụ Đông Xuân 2016-2017 và vụ Hè Thu 2017 tại 2 vùng thí nghiệm có đất phèn đặc trưng là huyện Mộc Hoá và Thị xã Kiến Tường, tỉnh Long An.

Kết thúc quá trình khảo nghệm ngoài đồng, đã chọn lọc được 2 dòng lúa Nàng Thơm Chợ Đào không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ. Dòng lúa LA15 (NTCĐ ĐB 1-3-15-1-2) chịu phèn tốt trong điều kiện khảo nghiệm (cấp 1 ở vụ Đông Xuân và 3 ở vụ Hè Thu), năng suất thực tế >6 tấn/ha ở cả 2 vụ tại 2 điểm khảo nghiệm, hàm lượng amylose thấp 13,26%, hàm lượng protein trung bình 6,62%, có gen thơm lặn đồng hợp tử. Dòng lúa LA16 (NTCĐ ĐB 1-3-15-2-2) chịu phèn tốt trong điều kiện khảo nghiệm (cấp 1 ở vụ Đông Xuân và 3 ở vụ Hè Thu), năng suất thực tế >6 tấn/ha ở cả 2 vụ tại 2 điểm khảo nghiệm, hàm lượng amylose thấp 13,07%, hàm lượng protein trung bình 6,35%, có gen thơm lặn đồng hợp tử.

Ngoài ra, bằng việc áp dụng kỹ thuật điện di protein thành phần albumine để khảo sát các polypeptide của bộ giống lúa thơm và không thơm, nghiên cứu đã chỉ ra đươợc polypeptide có trọng khối phân tử 16 kDa khác biệt rõ giữa những giống lúa có mùi thơm và không thơm. Có cơ sở để khẳng định rằng các hợp chất tạo mùi thơm quan trọng đều hiện diện ở cả 2 nhóm lúa thơm và không thơm nhưng với mức độ khác nhau. Ở nhóm lúa không thơm, sự hiện diện của các hợp chất này rất ít, đến mức khó phát hiện bằng cảm quan. Polypeptide 16 kDa có thể sử dụng làm công cụ để tăng hiệu quả và rút ngắn thời gian chọn lọc mùi thơm trong phương pháp chọn phả hệ.

2. Những đóng góp mới của đề tài

Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE đã xác định được marker phân tử liên kết với tính thơm của các giống lúa thơm, làm cơ sở để nhanh chóng phát hiện và chọc lọc mùi thơm của lúa.

Qui trình chọn lọc dòng lúa mới bằng phương pháp xử lý nhiệt độ gây sốc nhiệt qua các thế hệ, có thể chọn lọc được các dòng lúa mới với năng suất và phẩm chất phù hợp mục tiêu chọn lọc, áp dụng được cho các giống lúa mùa (bị ảnh hưởng bởi quang kỳ).

Đã chọn được 2 dòng lúa thơm, không mẫn cảm với quang kỳ, có năng suất cao, chất lượng gạo tốt, canh tác được trong điều kiện phèn và phèn mặn

3. Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng của luận án

Chọn được dòng lúa thơm mới không bị ảnh hưởng bởi quang kỳ, có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện canh tác ở những vùng khó khăn, bị nhiễm phèn và phèn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long từ đó nâng cao hiệu quả canh tác của những vùng này và có thể mở rộng vùng canh tác lúa trên đất phèn.

 Xác định được chỉ thị protein (là polypeptide liên kết với tính thơm của lúa) để áp dụng trong quá trình chọn lọc các giống lúa thơm nhằm rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả chọn lọc.

1. Overall academic merit of the dissertation

The research was done with the heat treatment method to cause heat shock in germination stages on the original material: Nang Thom Cho Dao (NTCĐ) seasonal rice, collected in Can Duoc District, Long An province. Combined with the determination of protein molecular marker is a polypeptide that associated with fragrant in rice to shorten the time and improve the selection efficiency.

With the complete pedigree lines selection process after heat shock treatment, 14 elite lines have been selected in the M₅ generation. In M₅ generation, alum tolerance and salt tolerance were filtered out in the Yoshida nutrient solution with the addition of alum and salinity factors. At the same time, these rice lines were also assessed in some important agronomic characteristics, yield, yield components in greenhouse conditions and analysis grain quality criteria. At the end of the purification process for salt tolerance, 4 elite lines were selected to lose their susceptibility to photoperiod sensitivity in the M₅ generation, namely NTCĐB-1-3-13-1 and NTCĐB-1-3-15- 1, NTCĐB-1-3-15-2 and NTCĐD-2-1-15-1 (with a protein content of 6.9%). Selected lines have a short growing time <110 days, actual yield from 6.0 to 6.4 tons/ha, salt tolerance 12 dSm^-1 (7.68 ‰.) at the seeding stage, amylose content is low from 12.9% to 15.7%, rice grain is 6.7 - 6.8 mm long, rice is fragrant and soft.

The elite lines of generation M₅ selected after the salt tolerance purification were separated into 7 lines in the M₆ ​​generation to assess the resistance to FeSO₄ and Al₂(SO₄)₃ at many different levels. On that basis, conducting field trials in the two seasons, Winter-Spring crop 2016-2017 and Summer-Autumn crop 2017 in 2 experimental areas with typical alkaline soils, namely Moc Hoa district and Kien Tuong town, Long An province.

At the end of the field survey, 2 newly lines of Nang Thom Cho Dao rice have been selected that are not affected by the photoperiod. The rice line LA15 (NTCĐB 1-3-15-1-2) tolerates alum well in the testing conditions - alkaline soil (level 1 in Winter Spring and level 3 in Summer-Autumn), actual yield > 6 tons/ha in both 2 cases at 2 experimental sites, the amylose content was low at 13.26%, the average protein content was 6.62%, with homozygous recessive aromatic genes. The rice line LA16 (NTCĐB 1-3-15-2-2) tolerates alum well in the trial conditions (level 1 in Winter-Spring and level 3 in Summer-Autumn), actual yield > 6 tons/ha in bot, 2 cases at 2 experimental sites, amylose content was low at 13.07%, average protein content was 6.35%, with the homozygous recessive aromatic gene.

In addition, by applying the protein electrophoresis technique of the albumin component to investigate the polypeptides of the aromatic and non-aromatic rice cultivars, the study showed that the polypeptide with a molecular weight of 16 kDa was clearly different from aromatic and non-aromatic rice. There is evidence to confirm that important aromatic compounds were present in both aromatic and non-aromatic rice but varying in degrees. In the group of non-aromatic rice, the presence of these compounds was very small, so difficult to detect by sensory. The 16 kDa polypeptide can be used as a tool to increase efficiency and shorten the time for fragrance selection in the genealogical selection method.

2. New contributions of the thesis

Application of SDS-PAGE protein electrophoresis technique has identified the molecular marker (polypeptidde) associated with fragrance in aromatic rice varieties, which serves as the basis for quickly detecting and filtering the fragrance of rice.

The process of selecting new rice lines by heat treatment method to cause heat shock over generations can be applied to select new rice lines with yield and quality suitable to the selection target, applicable to seasonal rice varieties  (affected by photoperiod).

Two aromatic rice lines were selected, non - insensitive to photoperiod, high yield, good quality, and can be cultivated under acidic and saline conditions.

3. Practical significance and applicability of the thesis

New selected aromatic rice lines that are not affected by phytoperiod, have high yield, good quality, suitable for farming conditions in difficult areas, contaminated with acidic and saline in the Mekong Delta, thereby improving the farming efficiency of these regions and can expand rice cultivation areas on acidic soil.

Determination of protein indicator (polypeptide associated with fragrance on rice) to apply in the selection process of fragrant rice varieties to shorten the time and improve the selection efficiency.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)