Nghiên cứu chọn tạo giống lúa xuất khẩu cho đồng bằng sông Cửu Long (giai đoạn 2011 - 2013)

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 190 NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG LÚA XUẤT KHẨU CHO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (GIAI ĐOẠN 2011 - 2013) GS.TS. Nguyễn Thị Lang Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long SUMMARY Research on Rice breeding for exporting in the Mekong Dellta To gain breeding objectives, selection of initial materials as parents serving for crossing program is of important to introgress/pyramid multiple genes into promising varieties. The first aim of project is concentrated on four characters: fragrance, amylose content, gel consistency and gelatinization to select high quality varieties. On the one hand, quality research involving to the aroma of rice varieties are continuing, which will be the essential basis for development of good tasty-varieties. Different approaches are being followed at Cuu Long Delta Rice Research Institute (CLRRI) to develop grain quality varieties of rice. These approaches include conventional methods involving crosses with grain quality donors and subsequent selection for agronomic and adaptive traits over a number of generations. Moreover, modern breeding tools such as mutation breeding, another culture and molecular breeding are also being implemented to accelerate progress in developing good quality varieties. 1000 crossing and 72,600 lines. Some varieties such OMCS2009, OM 6600, OM 5629, OM 5636 OM 5954, OM 6377 were developed that can yield 6-7,5 ton ha-1, and are being out-scaled at Mekong delta and Sounthern VietNam. Special efforts should also be placed on training of young scientists to prepare a new generation that can effectively tackle in future. Keywords: Aroma, amylose, grain quality, selection and plant breeing. I. ĐẶT VẤN ĐỀ* Lúa là một trong những cây trồng quan trọng nhất tại Việt Nam và sản lượng của nó thể hiện một phần đáng kể chiến lược khắc phục tình trạng thiếu lương thực và cải thiện sự tự cung tự cấp cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Tăng thêm trong sản xuất lúa gạo thông qua tăng năng suất trên một đơn vị diện tích là cần thiết. Việc này có thể đạt được khi thông qua các biện pháp: Cải thiện về giống, tối ưu hóa điều kiện nuôi trồng trong thực tiễn, kiểm soát cỏ dại, sâu bệnh và cải thiện chất lượng gạo cho tiêu dùng và xuất khẩu. Chất lượng của hạt gạo lần lượt phụ thuộc vào: Sự tăng trưởng của cây lúa trong giai đoạn sinh dưỡng, sự tăng trưởng hạt/bông, chất dinh dưỡng vào các hạt và giai đoạn chín của hạt. Nhà lai tạo hiện đang làm việc để phát triển các giống lúa mới, các giống lúa được cải thiện các đặc tính nông học nhằm cho năng suất hạt gạo cao hơn. Trong nhiều năm qua, Việt Nam đã đạt được mục tiêu tăng cao năng suất của lúa trên một hecta, chất lượng hạt đã trở thành mục tiêu ưu tiên nghiên cứu trong chương trình nhân giống lúa.Gần đây các chương trình nhân giống đã chuyển sự quan tâm của vào sự phát triển gạo liên quan đến các chất lượng co7o65t số giống Người phản biện: PGS.TS. Trần Thị Cúc Hòa. lúa phát triển tốt và phẩm chất OM 4900, OM 6161, OM 6162, OM 7347 phát hành con lai chủ yếu là có hàm lượng amylose thấp (17 - 18%) với chất lượng nấu chấp nhận được đối với người tiêu dùng địa phương. Với mục tiêu tạo ra giống lúa cho đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) ngắn ngày, có năng suất cao, chất lượng gạo đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu, chống chịu được các sâu bệnh hại chính và xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác các giống lúa mới phù hợp cho các tiểu vùng sinh thái ĐBSCL đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa xuất khẩu cho ĐBSCL” được đề xuất và thực hiện. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu Một số giống trong tổ hợp lai. 600 giống lúa mùa địa phương tại ngân hàng gen của Viện Lúa ĐBSCL, 200 giống lúa cao sản và 72 giống lúa du nhập từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Đánh giá kiểu hình: Các tính trạng phân tích phẩm chất theo tiêu chuẩn của IRRI (1996, 1999), Khush (1987). Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ nhất 191 Đánh giá kiểu gen: Theo phương pháp của Nguyễn Thị Lang (2002). Phương pháp thống kê: Số liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel 2003. Phân tích nhóm di truyền và phân tích bằng phần mềm NTSYSpc, IRRISTAT (Yan và ctv., 1998). III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá vật liệu khởi đầu cho công tác chọn giống Phân tích với 600 giống lúa mùa địa phương và 200 giống lúa cao sản ngắn ngày trong đó có các giống du nhập từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế, 72 giống liên quan đến phẩm chất cây lúa. Phân tích giống lúa mùa ghi nhận sự biến động hàm lượng amylose từ 5 - 27%, dao động này khá cao. Độ bền gel cũng dao động từ 34mm- 100mm. Phân tích trên lúa cao sản ngắn ngày cho thấy hàm lượng amylose ở mức thấp 16 - 22% và trung bình trên 25%. Trong khi độ bền gel đều cho thấy biến động thấp từ 48 đến 72 mm. Riêng độ tiêu kiềm biến động cấp 3 đến 7. Chứng tỏ rằng cần cải tiến độ bền gel, hàm lượng amylose trong các giống lúa cao sản nhiều hơn cho giống chất lượng ở đồng nằng sông Cửu Long. Khai thác vật liệu khởi đầu về phẩm chất chỉ chọn các giống. Kết quả đánh giá phẩm chất 39 giống lúa, có các giống du nhập từ Viện Lúa Quốc tế, ghi nhận các giống có hàm lượng amylose thấp bao gồm: PR33315-2B-3-1-2-2 (15,6%), OM 4900 (16,5%), PR180-1 (16,5%), IR77537-24-1-1-3 (17,5%), PR26645-B-7 (17,9%). Đây là các giống có khả năng làm vật liệu tốt cho chọn giống có hàm lượng amylose thấp. Chọn tạo giống lúa lai tạo tiếp tục chọn lọc các dòng triển vọng về các tính trạng mùi thơm đã dùng 3 chỉ thị để đánh giá. 3.2. Các giống được chọn tạo Đề tài thực hiện nhiều biện pháp: Lai đơn và lai hồi giao. Với 800 tổ hợp lai và 23.300 dòng từ các thế hệ khác nhau được chọn lựa. Ngoài ra 600 dòng từ phóng xạ và hơn 75 dòng biến dị soma và nuôi cấy túi phấn. Giống lúa được tạo ra trong đề tài hầu hết đều đáp ứng với hạt gạo dài, có tỉ lệ gạo nguyên cao như OM6377. Giống có hàm lượng amylose thấp nhất là OM6600, OMCS2009. Giống có mùi thơm là OM 6600, OM 10041, OM10040, OM 4488. 3.3. Khảo nghiệm nhiều điểm 240 thí nghiệm tại Viện Lúa và 113 điểm thí nghiệm tại đất của nông dân ĐBSCL trên các vụ Hè Thu và Đông Xuân. Khảo nghiệm và so sánh giống cũng được đánh giá, nhiều giống lúa bổ sung vào vật liệu khởi đầu và cải tiến và đưa vào sản xuất 175 dòng/giống triển vọng. 91 giống được khảo nghiệm Quốc gia. Phân tích vài chỉ tiêu quan trọng. Phân tích tương tác giữa giống và môi trường nhằm xác định được sự ổn định của các giống để kịp thời phóng thích vào sản xuất. Có 22 giống có hàm lượng protein trên 8% gồm: OM96L, OM6600, OM6L, OM6832, OM6691,... Chọn giống phẩm chất liên quan các tính trạng rầy nâu cũng được đánh giá. Kết quả một số dòng đang phân ly mạnh khi kết hợp lai chồng gen rầy nâu và đạo ôn. Trong vụ Đông Xuân 2011 - 2012, các giống phù hợp trên các vùng sinh thái của cả 12 môi trường đó là giống: OM 6707, OM10000, OM6L, OM 10375, OM 10383,.... Trong vụ Hè Thu 2012, các giống phù hợp trên các vùng sinh thái của cả 13 môi trường đó là giống: OM 6L, OM 10418, OM 10040, OMCS 2012, OM 6707. Nhiều dòng triển vọng như OM 6707, OM10000, OM6L, OM 10375, OM 10383 đang chuẩn bị đưa vào bộ khảo nghiệm Quốc gia. Thử nghiệm phân bón đạm trên các nghiệm thức ghi nhận tăng lượng phân bón đạm cho cây lúa ghi nhận tỉ lệ gãy hạt tăng, tỉ lệ bạc bụng tăng, hàm lượng amylose có tăng nhưng không có ý nghĩa. Về năng suất các giống có khác biệt có ý nghĩa thống kê. Các giống được bảo vệ công nhận giống sản xuất thử là 6 giống ngoài ra tiếp tục đang xin công nhận một số giống triển vọng GIỐNG ĐƯỢC CÔNG NHẬN TỪ 2011 - 2013 *Giống công nhận Quốc gia gồm 7 giống: 1/Giống OM6600 (Quyết định số 711/QĐ- TT-CLT ngày 07/12/2011) Giống lúa OM6600 có nguồn gốc từ C43/Jasmine 85//C43 với thời gian sinh trưởng khoảng 100 ngày, chiều cao từ 105 - 115cm. Giống này có thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh khá từ 12 - 15 chồi trên bụi với chiều dài hạt gạo là 7,2mm. OM6600 có trọng lượng ngàn hạt là 27,5g. Về phẩm chất, giống OM6600 có hàm VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 192 lượng amylose 19,52%, mùi thơm cấp 1, bạc bụng cấp 0. Giống có khả năng kháng bệnh đạo ôn cấp 3, rầy nâu cấp 3 và năng suất trung bình khoảng 6,5 - 7,5 tấn/ha. 2/Giống OM6377 (Quyết định số 711/QĐ- TT-CLT ngày 07/12/2011) OM6377 là giống do Bộ môn Di truyền giống - Viện Lúa ĐBSCL lai tạo được chọn lọc từ tổ hợp lai IR64 dùng làm mẹ và giống lúa TYPE3-123 được dùng làm cha. Giống lúa OM6377, có thời gian sinh trưởng 90 - 95 ngày, thân rạ cứng, cao cây 100 - 105cm, đẻ nhánh khá, số bông/khóm 12 - 16 bông, P1000 hạt 27,5g, tỷ lệ gạo nguyên 50%, chiều dài hạt 7,1mm, dài/rộng 3,8, thuộc nhóm ngắn. Đặc biệt là chịu phèn khá, chịu mặn trồng cho vùng lúa tôm, thích nghi các vụ trong năm. Năng suất vụ 6 - 8 tấn/ha. Giống lúa OM6377 có khả năng kháng được bệnh đạo ôn cấp 3 - 5 và kháng rầy nâu cấp 3. 3/Giống OM5954 (Quyết định số 711/QĐ- TT-CLT ngày 07/12/2011) Giống lúa OM5954 có nguồn gốc từ tổ hợp lai OM1644/OM1490. Giống này có thời gian sinh trưởng từ 95 - 100 ngày, chiều cao cây 102cm với thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh tốt với số bông trên m2 là 343 bông, chiều dài hạt gạo là 7,1 mm và trọng lượng ngàn hạt là 27g. Giống lúa OM5954 có hàm lượng amylose 22%, mùi thơm cấp 1, bạc bụng cấp 1, khả năng kháng rầy nâu và đạo ôn cấp 3, có khả năng chống chịu mặn và năng suất trung bình từ 5 - 7 tấn/ha. 4/Giống OMCS2009 (Quyết định số 711/QĐ-TT-CLT ngày 07/12/2011) Giống lúa OMCS2009 có nguồn gốc từ OM1314/OM2514/OM2514 với thời gian sinh trưởng từ 93 - 95 ngày, chiều cao từ 95 - 105cm. Giống này có thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh tốt, số bông/m2 từ 320 - 360 bông, chiều dài hạt gạo 7,1mm và P1000 hạt đạt từ 25 - 26g. OMCS2009 có hàm lượng amylose từ 22 - 23%, bạc bụng cấp 3, khả năng kháng bệnh đạo ôn cấp 4, kháng rầy nâu cấp 3 - 7 và năng suất trung bình từ 5-7 tấn/ha 5/Giống lúa OM5981 (Quyết định số 711/QĐ-TT-CLT, ngày 07/12/2011) Giống lúa OM5981 được chọn lọc từ tổ hợp lai C27/IR64//C27. Thời gian sinh trưởng 95 - 100 ngày, cao cây 105cm, thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh tốt 343 bông/m2, chiều dài hạt 7,1mm, P1000 hạt 27,3g, độ bạc bụng cấp 1, mùi thơm cấp 0, hàm lượng amylose 24,5, năng suất trung bình 5 - 7 tấn/ha. Chống chịu phèn tốt, chịu mặn 6 - 8‰. Rầy nâu kháng cấp 3, đạo ôn hơi kháng cấp 3. *Giống sản xuất thử gồm 2 giống lúa và 1 giống lúa nếp 1/Giống lúa OM4488 (Quyết định số 385/QĐ-TT-CLT ngày 17/8/2012) Giống OM4488 được chọn lọc từ tổ hợp lai. Thời gian sinh trưởng 85 - 90 ngày, cao cây 102 - 105cm, thân rạ cứng, khả năng đẻ nhánh tốt, số chồi 14 - 16, chiều dài hạt 7,2mm, P1000 hạt 26,6g, độ bạc bụng cấp 3-5, mùi thơm cấp 0, hàm lượng amylose 23.5, năng suất trung bình 6 - 8 tấn/ha. Kháng rầy nâu cấp 3, kháng đạo ôn cấp 3. 2/Giống lúa OM5953 (Quyết định số 385/QĐ-TT-CLT ngày 17/8/2012) Giống OM5953 được chọn lọc từ tổ hợp lai C53 và OM269. Giống lúa OM5953 rất có triển vọng, có ưu điểm cứng cây, đẻ nhánh khoẻ, năng suất cao (5 - 7 tấn/ha), gạo dẻo (amylose: 22 - 23%), ngon cơm, chịu phèn, mặn tốt, kháng bệnh đạo ôn. Giống này chống chịu rầy nâu khá, cấp 3 -5 và đạo ôn cấp 1 - 3, có khả năng chống chịu được bệnh vàng và lùn xoắn lá. Diện tích vụ ĐX 2009 - 2010 lên đến 6.610ha. Phù hợp cho các tỉnh Hậu Giang, Cần Thơ, An Giang, Vĩnh Long, Kiên Giang... Giống đã được Công ty cổ phần Giống cây trồng miền Nam mua bản quyền vào năm 2011. 3/Giống OM7348 theo (Quyết định số 386/QĐ-TT-CLT ngày 17/8/2012) Giống nếp OM7348 là giống nếp thuần được chọn lọc từ tổ hợp lai nếp Lá Xanh/Nếp Ốc//Nếp Lá Xanh. Kết hợp các đặc tính quý của cây cha mẹ, thông qua MAS chọn lọc chính xác và rút ngắn thời gian chọn lọc con lai. Các chỉ thị phân tử là WX, RM 42, là giống nếp cao sản, có thời gian sinh trưởng trung bình 90 - 95 ngày điều kiện cấy, đẻ nhánh khoẻ, dạng hình tốt, dẻo, độ đục đạt 100%. Hơi nhiễm rầy nâu (cấp 4 - 5) và nhiễm bệnh đạo ôn (cấp 5 - 7). - Năng suất cao, vượt 10 - 15% so với giống đối chứng. Giống này còn phát triển mạnh trong thời gian tới bởi là giống có nhiều triển vọng, hội tụ đủ các yêu cầu của giống nếp hiện nay. Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ nhất 193 Đến năm 2012 diện tích sản xuất của giống OM7348 đạt 7581ha. Giống này phù hợp các vùng cho ĐBSCL và các tỉnh miền Đông Nam Bộ. Tổng diện tích giống lúa mới được đưa sản xuất tại các tỉnh ĐBSCL từ năm 2011 - 2012 là 300,90ha. Những kết quả này đã và sẽ phát huy tác dụng, hiệu quả trong các chương trình cải tiến nguồn gen và trong thực tế sản xuất lúa xuất khẩu của vùng, tham gia cạnh tranh cây lúa trong khu vực và trong vùng. Ngoài ĐBSCL giống còn được phát triển ở Nam Trung Bộ như Ninh Thuận, Bình Thuận, Đắk Lắk, Quảng Ngãi vvà miền Đông Nam Bộ như Tây Ninh, Vũng Tàu, TP. Hồ Chí Minh. Diện tích các giống phát triển: OM5981: 12.986ha, OM6377: 23.711,3ha, OM7348: 6.700ha, OM6600: 14.590ha, OMCS2009: 34.700ha, OM5981: 12.986ha. Ngoài ra, những giống có diện tích khá cao như OM10041, OM8108 đang xin vượt cấp để công nhận giống Quốc gia và còn nhiều giống đang khảo nghiệm và trồng diện tích rộng như: OM5900, OM6055, OM10040, OM7L, OM6L, OM10375, OM70L. *Về xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất giống: 8 quy trình canh tác giống cây trồng được các tỉnh áp dụng đưa vào sản xuất và liên kết với công ty để chuyển giao kết qủa vào đời sống là bước ngoặt giúp mở rộng sản xuất. *Hiệu quả đào tạo: Đã nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học và đào tạo cán bộ khoa học bằng sự lồng ghép việc triển khai các nội dung nghiên cứu đề tài với hoàn thành luận văn: 36 sinh viên, 8 thạc sĩ, 3 Tiến sĩ đã hoàn thành, 3 tiến sĩ đang tiếp tục thực hiện đề tài cho tới năm 2015. Bổ sung kiến thức vào đời sống với 42 công trình công bố trong và ngoài nước. Đào tạo nông dân và kỹ thuật viên từ năm 2001 - 2012 gồm 1250 nông dân cho các tỉnh Cần Thơ, Vĩnh Long, An Giang, Hậu Giang, Trà Vinh và Bạc Liêu. Tổ chức 6 cuộc hội thảo khoa học vào năm 2011 - 2012 nhằm thảo luận và bổ sung kịp thời các thông tin cần thiết phục vụ cho đề tài. Đề tài cũng thời kịp thời khen thưởng cho các cán bộ địa phương tham gia thực hiện thông quan đề tài. IV. KẾT LUẬN (1) Sử dụng hiệu quả vật liệu trong đó 200 giống lúa mùa địa phương, 200 giống lúa cao sản và 72 giống lúa du nhập đã tạo một khối lượng sàn lọc bố mẹ cho vật liệu lai. Có 22 giống có hàm lượng protein trên 8% gồm: OM96L, OM6600, OM6L, OM6832, OM6691,... Chọn giống phẩm chất liên quan các tính trạng rầy nâu cũng được đánh giá. Kết quả một số dòng đang phân ly mạnh khi kết hợp lai chồng gen rầy nâu và đạo ôn. (2) Phân tích đa dạng di truyền cho kết quả phân nhóm mạnh mẽ, phát triển được 6 quần thể hồi giao, thực hiện 500 tổ hợp lai với 72,000 dòng được chọn lọc qua nhiều thế hệ F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, qua 3 năm và các công nghệ khác nhau như khai thác biến dị tế bào soma, khai thác biến dị nuôi cấy túi phấn và các ứng dụng về chỉ thị phân tử trong chọn lọc để rút ngắn thời gian chọn giống (3) Thực hiện 120 thí nghiệm tại Viện Lúa và 72 điểm thí nghiệm tại đất của nông dân vùng đồng bằng sông Cửu Long qua hai vụ Hè Thu và Đông Xuân. Khảo nghiệm và so sánh giống cũng được đánh giá, nhiều giống lúa bổ sung vào vật liệu khởi đầu và cải tiến, đưa vào sản xuất 90 dòng/giống triển vọng. 31 giống được khảo nghiệm Quốc gia liên tục từ 2-3 vụ. Phân tích vài chỉ tiêu quan trọng. Phân tích tương tác giữa giống và môi trường nhằm xác định được tính ổn định của các giống. (4) Bảy giống công nhận Quốc gia: OM6161, OMCS2009, OM6600, OM5629, OM5954, OM6377, OM5891. Hai giống xin công nhận sản xuất thử: OM5953, OM 4488. 32 giống triển vọng thơm ngon, ngắn ngày đang chuẩn bị đưa ra sản xuất trong vài năm tới như OM10041, OM10040, OM28L, OM 7L, OM 6L,OM 10375, OM70L... Các giống này mang lại hiệu quả phục vụ cho đời sống của người dân ĐBSCL ổn định trong thời gian qua và bước điệm để chuẩn bị phát triển các giống lúa phẩm chất cao trong tương lai. (5) Điều quan trọng tác động đến nguồn nhân lực đào tạo thế hệ trẻ tiếp bước sự nghiệp chọn tạo và sản xuất giống lúa. Tăng cường sự liên kết và trao đổi kiến thức về chọn giống thông qua sự hợp tác và các cuộc hội thảo khoa học với người nông dân để nhân rộng mô hình. Lời cám ơn: Xin chân thành cảm ơn Bộ Nông nghiệp và PTNT đã cấp kinh phí cho đề tài được tiến hành và các tỉnh ĐBSCL đã tạo điều kiện để bố trí thí nghiệm. Chúng tôi cũng rất biết ơn nguồn vật liệu quý của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI). VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 194 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Khush G.S (1987). Rice Breeding, Past, Present and future. J. Genet 66:195-216 2. Khush. G. S (1994). Rice improvement through biotechnology. PP 152-161. 3. IRRI (1996). Standard evalution system, international rice research insitute, Los Banos, Philippines. 4. IRRI (1999). Experimental Design and data analysis for agricultural research. Volume 2.277 paper. 5. Nguyễn Thị Lang (2002). Phương pháp cơ bản trong nghiên cứu Công nghệ sinh học. NXB. Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh. 6. Yan, W., and L.A. Hunt (1998). Genotype by environment interaction and crop yield. Plant breed. Rev. 16:135-178.