BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

TRẦN QUANG TIẾN

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NƠNG HỌC VÀ
TÍNH KHÁNG NẢY MẦM SỚM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA

ĐANG TRỒNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH ĐỊNH
NHẰM PHỤC VỤ CÔNG TÁC TUYỂN CHỌN
VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM

Bình Định, năm 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

TRẦN QUANG TIẾN

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NƠNG HỌC VÀ
TÍNH KHÁNG NẢY MẦM SỚM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA

ĐANG TRỒNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH ĐỊNH
NHẰM PHỤC VỤ CÔNG TÁC TUYỂN CHỌN
VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số : 8420114

Ngƣời hƣớng dẫn: TS. NGUYỄN THANH LIÊM
TS. PHẠM THỊ THU HÀ

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu này là kết quả nghiên cứu của riêng
tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Liêm, giảng viên khoa Khoa học Tự
nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn và TS. Phạm Thị Thu Hà, giảng viên Trường Đại
học Tôn Đức Thắng. Các số liệu thu thập, tàil iệu tham khảo sử dụng trong luận văn
có nguồn gốc rõ ràng, đã cơng bố theođúng quy định.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn do tơi theo dõi,thu thập,
phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với quy chuẩn của Việt Nam
chưa từng được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác cho đến thời điểm này.
Tôi xin cam đoan!

Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành luận văn này, tơi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình
của quý thầy cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp và gia đình.Tơi
xin trân trọng cảm ơn đến:
Thầy giáo - TS. Nguyễn Thanh Liêm, giảng viên Khoa Khoa học Tự nhiên,
Trường Đại học Quy Nhơn và cô giáo TS. Phạm Thị Thu Hà, giảng viên Trường
Đại học Tôn Đức Thắng, đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và hướng dẫn tơi trong q
trình thực hiện đề tài cũng như hồn thành luận văn.
Lãnh đạo Nhà trường, Khoa Khoa học Tự nhiên, và các bạn học viên lớp
Cao học sinh học thực nghiệm K23-Trường Đại học Quy Nhơn đã giúp đỡ tôi trong
quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu, tơi thực hiện thí nghiệm khảo
nghiệm sản xuất ở vụ Đông Xuân năm 2021 - 2022.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã ln bên
cạnh ủng hộ, động viên tơi để tơi có thể hồn thành đề tài này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Bình Định, tháng năm 2023
Tác giả luận văn

MỤC LỤC
Trang

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................2
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3
1.1. Tổng quan chung về cây lúa..............................................................................3

1.1.1. Nguồn gốc cây lúa ........................................................................................3
1.1.2. Phân loại cây lúa ...........................................................................................4
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo .....................................................................5
1.1.4. Ðặc tính sinh học của cây lúa .......................................................................7
1.2. Tình hình sản uất và nghiên cứu lúa trên thế giới ......................................10
1.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới ............................................................10
1.2.2. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thích ứng với biến đổi khí hậu trên
thế giới.......................................................................................................................12
1.3. Tình hình sản uất và nghiên cứu lúa t i Việt Nam .....................................15
1.3.1.Tình hình sản xuất lúa tại Việt Nam ............................................................15

1.3.2. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa thích ứng BĐKH tại Việt Nam.................16
1.4. Nảy mầm trƣớc thu ho ch và những nghiên cứu về nảy mầm sớm............17
1.4.1. Hiện tượng nảy mầm trước khi thu hoạch ..................................................17
1.4.2. Những nghiên cứu về tính kháng nảy mầm trước khi thu hoạch ..............17
1.4.3. Các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sự nảy mầm sớm trên bông lúa 21
1.5. Điều kiện đất đai, thời tiết và khí hậu t i địa điểm tiến hành thí nghiệm ..22

1.5.1. Điều kiện đất đai nơi tiến hành thí nghiệm.................................................22
1.5.2. Diễn biến về điều kiện thời tiết khí hậu trong q trình thực hiện thí
nghiệm .......................................................................................................................23
Chƣơng 2. ĐỐI TƢ NG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU.........................................................................................................25
2.1. Đối tƣợng và ph m vi nghiên cứu...................................................................25
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................25
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................26
2.2. Nội ung nghiên cứu ........................................................................................26
2.3. Phƣơng ph p nghiên cứu.................................................................................26
2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ...................................................................26
2.3.2. Kỹ thuật trồng, bón phân và chăm sóc .......................................................26
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xác định..........................................28
2.3.4. Ðánh giá đa dạng di truyền các giống lúa thơng qua kiểu hình..................32
2.4. Phƣơng ph p ử lý số liệu ...............................................................................33
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN......................................34
3.1. Đ nh gi một số đặc điểm hình th i, n ng học của c c giống lúa nghiên cứu 34
3.1.1. Một số giai đoạn sinh trưởng phát triển của các giống lúa nghiên cứu......34
3.1.2.Đặc điểm hình thái lá và bông của các giống lúa nghiên cứu .....................35
3.2. Năng suất và c c yếu tố cấu thành năng suất của c c giống lúa nghiên cứu
................................................................................................................................... 40
3.2.1. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa nghiên cứu...................40
3.2.2. Năng suất của các giống lúa nghiên cứu ....................................................43

3.3. Đ nh gi tính kh ng nảy mầm trƣớc thu ho ch của c c giống lúa nghiên cứu
................................................................................................................................... 45
3.4. Tình hình sâu, ệnh h i chính trên c c giống lúa nghiên cứu .....................48
3.4.1. Mức độ kháng sâu hại của giống lúa nghiên cứu .......................................48
3.4.2. Mức độ kháng bệnh hại của các giống lúa nghiên cứu...............................49
3.5. Ð nh gi đa ng i truyền c c giống lúa th ng qua kiểu hình ..................50

KẾT LUẬN VÀ ÐỀ NGHỊ .....................................................................................52
1. Kết luận ................................................................................................................52
2. Ðề nghị..................................................................................................................53
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................54
PHỤ LỤC .................................................................................................................62

Chữ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AA Nghĩa đầy đủ

AACC Enzym alpha-amylaza (alpha-amylase)
Các Hiệp hội hóa học lâm sàng Mỹ (American Association for
ABA Clinical Chemistry)
BĐKH Axit abscisic (Abscisic acid)
CT Biến đổi khí hậu
CTTN Công thức
CV (%) Cơng thức thí nghiệm
ĐC Hệ số biến thiên (%) - Coefficient variance
DNA Đối chứng
ĐVT Phân tử mang thông tin di truyền (Deoxyribonucleic acid)
Đơn vị tính
EB-SILs Chọn lọc chéo sớm dòng xâm lấn (early backcross-selective
introgression lines)
FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (Food and

Agriculture Organization)
FAOSTAT Dữ liệu thống kê của FAO
GA Acid gibberellic (Gibberellic Acid)
GI Chỉ số nảy mầm (germination index)
GSR Giống lúa cao sản thân thiện môi trường (Green Super Rice)
Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (International Rice Research
IRRI Institute)
Khoa học kỹ thuật
KHKT

LSD Hệ số sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (Least significant difference)

MAS Chọn lọc dựa trên chỉ thị phân tử (Marker assisted selection)
NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
NSLT Năng suất lý thuyết

Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ

NST Nhiễm sắc thể

NSTT Năng suất thực thu

NXB Nhà xuất bản

OryGenesDB Cơ sở dữ liệu gen Oryza sativa (Oryza sativa gen database)

P Trọng lượng

Hiện tượng nảy mầm trên bông lúa trước thu hoạch (Pre-harvest
PHS


sprouting-PHS)

QCVN Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia

Q-TARO Cơ sở dữ liệu Lơ-cut tính trạng số lượng của cây lúa (QTL
annotation rice online database)

QTL Lơ-cut tính trạng số lượng (Quantitative trait locus)

SILs Chọn lọc dòng xâm lấn (selective introgression lines)

TB Trung bình

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TGST Thời gian sinh trưởng

TN Thí nghiệm

NSS Ngày Sau Sạ

VLKĐ Vật liệu khởi đầu

DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Một số thành phần dinh dưỡng trong có trong 100 gam gạo ................. 6
Bảng 1.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chính với đất tại nơi thí nghiệm ........ 22
Bảng 1.3. Diễn biến thời tiết và khí hậu trong vụ Đơng Xuân 2021-2022 tại huyện

Phù Mỹ, tỉnhBình Định ........................................................................................... 23
Bảng 2.1. Thông tin mô tả đặc điểm nguồn gốc của các giống lúa được sử dụng
trong thí nghiệm ...................................................................................................... 25
Bảng3.1.Thờigiansinhtrưởngvàpháttriểncủa09giốnglúathínghiệm .......................... 34
Bảng 3.2. Đặc điểm về màu sắc của phiến lá, gốc b lá, độ thốt cổ bơng và râu của
các giống lúa nghiên cứu ......................................................................................... 36
Bảng 3.3. Một số đặc điểm hình thái đặc trưng của các giống lúa nghiên cứu ...... 38
Bảng 3.4. Một số đặc điểm về kích thước và hình dạng hạt của các giống lúa nghiên
cứu ........................................................................................................................... 39
Bảng 3.5. Một sốyếu tốcấu thànhnăng suấtcủa cácgiống lúa nghiên cứu ............... 40
Bảng 3.6. Năng suất của các giống lúa nghiên cứu ................................................ 43
Bảng 3.7. T lệ nảy mầm của các giống lúa ở các thời điểm 40, 45 và 50 ngày sau
khi bắt đầu trổ .......................................................................................................... 46
Bảng 3.8. T lệ nảy mầm của các giống lúa ở các thời điểm 40, 45 và 50 ngày sau
khi bắt đầu trổ đã được sấy khô .............................................................................. 47
Bảng 3.9.Mức độ nhiễm sâu hại của các giống lúa nghiên cứu .............................. 48
Bảng3.10.Mức độ nhiễm bệnh hại của cácgiống lúa nghiên cứu ........................... 49

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1. Sự phân bố gen và QTLs trên NST liên quan đến trạng thái ngủ nghỉ và
nảy mầm của hạt ở cây Arabidopsis ........................................................................ 18
Hình 1.2. Biểu đồ định vị của QTLs Sdr1 ............................................................... 20
Hình 1.3. Kiểu hình của dịng đồng đ ng gen NIL[Sdr4 và biểu đồ định vị của
QTLs Sdr4 ................................................................................................................ 20
Hình 1.4. Biểu đồ định vị của QTL qSdn-1 (A, B) và qSdn-5 (C, D) ................... 21
Hình 3.1. Biểu đồ mơ tả một các tố cấu thành năng suất của các giống lúa nghiên
cứu ............................................................................................................................ 43

Hình 3.2. Biểu đồ mơ tả năng suất của các giống lúa nghiên cứu ........................... 45
Hình 3.3. Biểu đồ biểu hiện khả năng nảy mầm và nảy mầm sau sấy của các giống
lúa nghiên cứu .......................................................................................................... 47
Hình 3.4. Sơ đồ hình cây biểu hiện mối tương quan về di truyền của các giống lúa
nghiên cứu ................................................................................................................ 51
Biểu đồ 1.1 biểu đồ mơ tả diện tích, năng suất và sản lượng lúa gạo của 10 quốc gia
sản xuất chính trên Thế giới ..................................................................................... 11

1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

Trên thế giới, cây lúa (Oryza sativa L.) là một loại ngũ cốc quan trọng, ước
tính hơn 1/2 dân số thế giới sử dụng lúa gạo làm thức ăn. Việt Nam, lúa là cây
lương thực quan trọng hàng đầu, cung cấp lương thực cho 100% dân số.Theo
FAO(2021), diện tích lúa được canh tác tại Châu Á là 143,06 triệu ha, chiếm
khoảng 86,57% tổng diện tích lúa tồn cầu. Trong đó, 69,21 triệu ha (49,93%)
thường xun bị thiên tai đe dọa, bao gồm 36,72 triệu ha canh tác hoàn toàn nhờ
vào nước trời, 19,15 triệu ha là đất cạn và 13,34 triệu ha dễ bị ngập úng [68]. Như
vậy, gần 20% diện tích trồng lúa n m trong tình trạng ngập úng nghiêm trọng. Năng
suất lúa ở các vùng đất bị ảnh hưởng bởi thiên tai chỉ đạt 0,8-1,7 tấn/ha, b ng 20-
40% năng suất lúa ở các vùng không bị thiên tai.

Việt Nam là quốc gia n m ở vùng nhiệt đới cận xích đạo, có địa hình dốc và
đường bờ biển dài nên thường xuyên xảy ra áp thấp nhiệt đới, mưa bão và lũ lụt.
Cho nên, sản xuất và canh tác lúa ở Việt Nam đã và đang phải đương đầu với nhiều
thách thức như biến đồi khí hậu (BĐKH), hạn hán, lũ lụt, nước biển dâng, đất canh
tác lúa bị nhiễm phèn, mặn,.... Vào mùa vụ thu hoạch nếu gặp thời tiết mưa nhiều,
kéo dài và ẩm độ cao s gây ra hiện tượng nảy mầm trên bông lúa trước thu hoạch

(Pre-harvest sprouting-PHS) làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất, phẩm chất
lúa gạo và gây thiệt hại lớn về kinh tế. Theo Hu Weimin và cộng sự (2003), hiện
tượng PHS làm giảm 6% năng suất lúa thường, giảm 20% năng suất lúa lai và gây
tổn thất hàng t đô la Mỹ m i năm [18].Vài năm trở lại đây, nhiều tỉnh thuộc vùng
Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung trực tiếp chịu ảnh hưởng hiện tượng thời
tiết bất thường, cực đoan gây mưa lớn kéo dài ngày, làm cho hàng trăm hecta lúa bị
đổ ngã, ngập nước và dẫn đến hạt lúa nảy mầm ngay trên bông lúa ảnh hưởng đến
năng suất, phẩm chất và giảm giá trị kinh tế 20-50%. Vì vậy, cơng tác chọn tạo
giống lúa mới có khả năng kháng PHS thích ứng với BĐKH để bổ sung cơ cấu
giống lúa canh tác cho vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung nh m giảm
thiểu rủi ro và thúc đẩy sản xuất lúa bền vững, tăng thu nhập cho người nơng dân là
giải pháp hữu ích trong bối cảnh hiện nay.

2

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu, đánh giá đặc điểm hình thái, nơng học và tính kháng nảy mầm

sớm của 9 giống lúa OM 18, BĐR 999, ĐV 108, KD 18, BĐR87, VNR 20, Thiên
Ưu 8, Đài Thơm 8, Đài Thơm R ng;

- Đề xuất được một hoặc một số giống lúa có khả năng kháng PHS, phù hợp
với điều kiện sinh thái tự nhiên và điều kiện canh tác tại địa phương trong điều kiện
có sự xảy ra của BĐKH.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần cung cấp thêm các thơng tin tính
kháng PHS cũng như sơ đồ quan hệ giữa giữa tính kháng PHS với các tỉnh trạng
sinh-nông học.

- Ý nghĩa thực tiễn
Đề xuất giống lúa có tính kháng PHS cao đưa vào cơ cấu giống sản xuất ở
trên địa bàn tỉnh Bình Định nói riêng vàcho vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền
Trung nói chung góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tăng thu nhập cho nông dân.

3

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan chung về cây lúa
1.1.1. Nguồn gốc cây lúa

Cây lúa trồng hiện nay có nguồn gốc và phát triển từ cây lúa hoang dại
Oryza rufipogon. Một số khu vực đã được đề xuất là điển hình cho nguồn gốc của
cây lúa, như Ấn Độ, Nam Trung Quốc, khu vực sông Dương Tử ở Trung Quốc,
“vùng vành đai” với sự đa dạng lớn của các loài Oryza dọc theo sườn phía nam của
dãy Himalaya, và các sinh cảnh đầm lầy ven biển ở Đông Nam Á [20].

Nguồn gốc địa lý và thời điểm thuần hóa là hai trong số những vấn đề cơ bản
của việc thuần hóa cây lúa. Nói chung, cây lúa được thuần hóa từ các khu vực có
các loài tương đối hoang dã. Ngày nay, các loài họ hàng hoang dã O. rufipogon và
O. nivara phân bố ở Nam Á, Đông Nam Á và Nam Trung Quốc. Ban đầu, việc tìm
thấy giống lúa họ hàng hoang dã và các giống lúa địa phương phong phú, O. sativa
được cho là đã được thuần hóa từ Ấn Độ [58]. Sau đó, Ting (1957)đã phát hiện lúa
dại ở Nam Trung Quốc và lập luận r ng lúa được thuần hóa từ miền nam Trung
Quốc [55]. B ng chứng khảo cổ học và dữ liệu di truyền của q trình thuần hóa lúa
đã tích lũy nhanh chóng trong những thập k qua. Phytolith, hóa thạch của lúa đã
được tìm thấy ở một số địa điểm khảo cổ ở châu Á. Trong số các phytolith, những
thứ được tìm thấy ở vùng trung lưu và hạ lưu của sông Dương Tử được hầu hết các
nhà khảo cổ học chấp nhận là sớm nhất. Các phytolith lúa được bảo quản ở
Diaotonghuan thuộc tỉnh Giang Tây và Shangshan thuộc tỉnh Chiết Giang đã được

phát hiện từ 10.000 năm trước [36]. Do đó, các nhà khảo cổ cho r ng vùng trung và
hạ lưu sông Dương Tử phải là một trong những trung tâm nguồn gốc địa lý của việc
trồng lúa [25], [57].

Các nhà di truyền học đã sử dụng các dấu hiệu sinh hóa và phân tử để điều
tra mối quan hệ phát sinh loài của loài O. sativa và lúa hoang từ những năm 1980.
Với hệ phát sinh loài được xây dựng, các khu vực mà quần thể lúa hoang tổ tiên
được xác định là từ các khu vực nguồn gốc địa lý của O. sativa. Londo và cộng sự
(2006)đã phát hiện SNPs trong một DNA lục lạp (atpB-rbcL) và hai gen nhân (SAM
và p-VATPase) trên 362 mẫu O. sativa và O. Rufipogon [41]. Phân tích thực vật học

4

ủng hộ r ng indica được thuần hóa trong một khu vực phía nam dãy núi Himalaya,
có thể là miền đông Ấn Độ, Myanmar và Thái Lan, trong khi japonica được thuần
hóa từ miền nam Trung Quốc. Wei và cs(2012)đã chọn 100 nhóm lúa trồng và 111
nhóm lúa hoang ở Trung Quốc để kiểm tra mối quan hệ giữa O. sativa và O.
rufipogon và từ đó suy ra q trình thuần hóa và tiến hóa của cây lúa ở Trung Quốc
thơng qua phân tích trình tự của sáu vùng gen [61]. Kết quả chỉ ra r ng cả indica
vàjaponica đều được thuần hóa từ miền Nam Trung Quốc và lưu vực sơng Châu
Giang gần chí tuyếnở Trung Quốc. Huang và cs (2012c) đã giải trình tự 446 mẫu
của O. rufipogon và 1.083 mẫu của O. sativa. Phân tích các SNP trên tồn bộ bộ
gen và q trình thuần hóa cho thấy r ng japonica được thuần hóa từ Thung lũng
sơng Châu Giang ở miền Nam Trung Quốc và indica đó đến từ các giống lai giữa
japonica tổ tiên và lúa hoang ở Nam Á [33].

Châu Phi cũng thấy xuất hiện cả hai loài lúa dại Oryza longistaminata (đa
niên) và Oryza brevigulata (hàng niên), do đó nhiều tác giả cho r ng Oryza
glaberrima có nguồn gốc từ Oryza breviligulata. Cho đến nay, nhiều nhà khoa học
đã đồng ý r ng lúa Glaberrim và lúa Sativa có cùng chung nguồn gốc [38], [45].

1.1.2. Phân loại cây lúa

Phân loại theo hệ thống phân loại học thực vật:
Hệ thống phân loại này coi cây lúa như tất cả các cây cỏ khác trong tự nhiên.
Nó được sắp xếp theo hệ thống chung của phân loại thực vật học là ngành Divisio,
lớp classis, bộ ordines, họ familia, chi genus, loài species và biến chủng varieties
Để rõ thêm thì có thể sử dụng các đơn vị trung gian như họ phụ subfamilia,
lồi phụ subspecies, theo hệ thống phân loại này thì cây lúa được sắp sếp theo trình
tự sau đây:
Ngành - Divisio: Angiospermae - thực vật có hoa
Lớp - Classis: Monocotyledones - lớp một lá mầm
Bộ - Ordines: Poales (Graminae) - hịa thảo có hoa
Họ - Familia: Poacae (Graminae) - hòa thảo
Họ phụ - Subfamilia: Poidae -hòa thảo ưa nước
Chi - Genus: Oryza

5

Loài - Speccie: Oryza sativa - Lúa trồng
Loài phụ - Subspeccies
Subsp: japonica: Loài phụ Nhật Bản
Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ
Subsp: Javanica: Loài phụ Java
Biến chủng: Varietas: Var. Multica - Biến chủng hạt mỏ cong
Cây lúa (Oryzasativa L.) thuộc họ hịa thảo (Gramince), có 30.000-50.000
gen, chứa 2n với n = 12NST và có bộ gen nhỏ nhất trong số các cây trồng một lá
mầm. Những loại lúa trồng hiện nay thuộc hai loài phụ indicavàjaponica.
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của lúa gạo
Lúa gạo được coi là thực phẩm cung cấp năng lượng và phục hồi sức sống,
tương tự như các loại ngũ cốc khác. Mặc dù gạo trắng là nguồn cung cấp calo đáng

kể nhưng nó cũng chứa nhiều khoáng chất thiết yếu khác nhau [67]. Bảng 1.1 cho
thấy thành phần hóa học của gạo trắng và gạo lứt. Cacbonhydrat, chủ yếu là tinh
bột, chiếm khoảng 80% chất khô của hạt, trong khi protein chiếm khoảng 7%.
Thành phần axit amin của gạo cho thấy hàm lượng axit aspartic và glutamic cao,
trong đó lysine là axit amin giới hạn. Gạo chứa các axit béo khơng bão hịa như axit
oleic (18:1), axit linoleic (18:2), axit linolenic (18:3) và eicosenoic (20:1). Axit béo
khơng bão hịa có thể giúp ngăn ngừa viêm xương khớp, ung thư và rối loạn tự miễn
dịch [37]. Ngồi ra, gạo cịn chứa nhiều chất xơ, vitamin và khống chất, đặc biệt là
nhóm B như Thiamine (B1), Ribofavin (B2), Niacin (B3), axit Pantothenic (B5),
Pyridoxine (B6) và Biotin (B7).

6

Bảng 1.1. Một số thành phần inh ƣỡng trong có trong 100 gam g o

Thành phần inh ƣỡng G o lứt G o ay
Cac onhy rat có thể chuyển hóa 84,8–88,2 89,1–91,2
6,5–10,0
Protein 1,2–1,7 7,3–8,3
Chất tro 1,9–3,9 0,3–0,9
Chất éo 0,3–0,65
Chất ơ 1,6-2,8 0,3-0,5
Cacbonhydrat 85,2–88,9 91,07
Nƣớc (% trọng lƣợng tƣơi) 11,37–16,4 12,31–15,5
Tinh ột
Đƣờng tự o 77,2 90,2
Tổng chất ơ 0,8–1,5 0,3–0,5
Chất ơ th 0,5–2,8
Pentosan 3,9 0,2–0,6
Lignin 0,7–1,2 0,6–1,6

Năng lƣợng(kJ/g) 1,4–2,4
Aspartic acid 0.1
Arginine 17,2–18,7 17,0–18,1
Alanine 0,59–0,96
Cystine 0,52–0,88
Histidine 0,37–0,59
0,15–0,28
0,16–0,27

Glycine 0,32-0,48

Vitamin(µg/gdrymatter)

Retinol(A) 0–0,13 0-vết

Thiamine(B1) 3,4–8,1 0,2–1,3

Ribofavin(B2) 0,2–1,6 0,2–0,7

Niacin(B3) 41–134,7 15–28

Pantothenicacid(B5) 11–17 4,8

Pyridoxine(B6) 1.8–11 0,5–1,4

Biotin(B7) 0,05–0,12 0,01–0,07

Tổng Choline 1100 450–1020

Folicacid(B9) 0,1–0,6 0,03–0,16


Cyanocobalamin(B12) 0–0,005 0–0,0016

Nguồn: Nawaz và cs(2018) [44], Zhao vàcs(2020)[67]

7

1.1.4. Ðặc tính sinh học của cây lúa
a. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Lúa trồng thường được coi là một loại cỏ hàng năm bán thủy sinh, mặc dù ở

vùng nhiệt đới, nó có thể tồn tại dưới dạng cây lâu năm, tạo ra các nhánh mới từ các
nút sau khi thu hoạch. Khi trưởng thành cây lúa có thân chính và một số nhánh.
Chiều cao cây thay đổi tùy theo giống và điều kiện môi trường, dao động từ khoảng
0,4 m đến hơn 5 m ở một số lúa nổi. Hình thái của cây lúa được chia thành các giai
đoạn sinh dưỡng (bao gồm các giai đoạn nảy mầm, mạ và đẻ nhánh) và các giai
đoạn sinh sản (bao gồm các giai đoạn hình thành bơng và ra hoa).

Hạt giống
Hạt lúa, thường được gọi là hạt, bao gồm quả thật và vỏ bao quanh hạt. Gạo
bao gồm chủ yếu là phôi và nội nhũ. Bề mặt chứa nhiều lớp mơ mỏng biệt hóabao
bọc phơi và nội nhũ.
Palea, lemmas và rachilla tạo thành vỏ của gạo indica. Tuy nhiên, ở lúa
japonica, vỏ thường bao gồm các hạt thô sơ và có l là một phần cuống. Một hạt
nặng khoảng 10-45 mg ở độ ẩm 0%. Chiều dài, chiều rộng và độ dày hạt rất khác
nhau giữa các giống. Trọng lượng vỏ trung bình chiếm khoảng 20% tổng trọng
lượng hạt.
Cây giống
Sự nảy mầm và phát triển của cây con bắt đầu khi hạt ngủ nghỉ đã bị phá vỡ
và hạt hấp thụ đủ nước và tiếp xúc với nhiệt độ từ khoảng 10oC đến 40oC.

Định nghĩa sinh lý về sự nảy mầm thường là thời điểm mà mầm hoặc lá mầm
(chồi phôi) xuất hiện từ vỏ hạt bị vỡ.Trong điều kiện thống khí, rễ tinh là rễ đầu
tiên xuất hiện thông qua lá mầm từ phôi, và sau đó là lá mầm. Tuy nhiên, trong điều
kiện yếm khí, lá mầm là xuất hiện đầu tiên, với rễ phát triển khi lá mầm đã đến
vùng thống khí của mơi trường. Nếu hạt phát triển trong bóng tối giống như khi
hạt được gieo bên dưới bề mặt đất, thì thân ngắn (mesocotyl) s phát triển, nâng
thân cây lên ngay dưới bề mặt đất. Sau khi lá mầm xuất hiện, nó tách ra và lá sơ cấp
phát triển.

8

Thời gian thế hệ của lúa trồng rất khác nhau giữa các giống, dao động từ
khoảng 3 đến 6 tháng. Trong thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, sau đó là thời kỳ sinh
trưởng sinh sản, cây phát triển hàng chục lá và chồi. Các điều kiện môi trường,
ch ng hạn như độ dài ngày và nhiệt độ, ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật và
sự chuyển pha sang tăng trưởng sinh sản. Nói chung, điều kiện ngày dài làm giảm
chiều cao cây và làm cho lá có màu xanh đậm hơn. Ngược lại, điều kiện ngày ngắn
thường cần thiết cho quá trình chuyển đổi giai đoạn sang tăng trưởng sinh sản.

O. sativa là cây tự thụ phấn. Một bông duy nhất, được gọi là bông hoa, chứa
sáu bao phấn, chứa hơn một nghìn hạt phấn hoa và một nhụy hoa có kiểu lông, m i
bao phấn dẫn đến đầu nhụy. Đồng thời với việc mở bông lúa, hạt phấn rơi xuống
đầu nhụy, nảy mầm và kéo dài ống phấn. Một trong những ống phấn đi đến túi phơi
s tham gia q trình thụ tinh kép.

Việc mở bông lúa bắt đầu từ đầu bông đến phần gốc. Cụ thể, nhánh trục
chính trên cùng bắt đầu mở trước, sau đó các nhánh trục chính phía dưới bắt đầu mở
theo thứ tự. cành nhánh sơ cấp, bông con trên cùng s mở ra trước, và bông con
thấp nhất trong cùng nhánh nhánh chính đó s mở ra tiếp theo. Sau đó, các bơng con
phía dưới bắt đầu mở theo thứ tự và bông con cao thứ hai s mở ra cuối cùng. Các

bông con ở nhánh nhánh thứ cấp cũng bắt đầu mở ra từ phía trên, và trình tự các
bơng con mở ra ở nhánh nhánh thứ cấp cũng giống như ở nhánh chính.

Yoshida (1981), nhận định phải mất 5 ngày để hầu hết các bông trong một
bông nở ra và từ 7-10 ngày đối với tất cả các bông[65]. Sleper và Poehlman (2006),
cho r ng giai đoạn mở bông của một bông đơn lẻ kéo dài từ 3-7 ngày sau khi ra
hoa, và hầu hết chúng nở hoa từ 2-4 ngày sau khi bắt đầu nở bông [52].

b. Đặc tính hình thái của cây lúa
 Rễ lúa

Hệ thống rễ đóng vai trò thiết yếu trong việc hấp thụ nước và chất dinh
dưỡng. Thơng tin định lượng về các đặc điểm hình thái rễ rất hữu ích để hiểu mối
quan hệ giữa biểu hiện di truyền thực vật với hình thái và môi trường

Đường kính rễ 0,5–2,0 mm được coi là “tốt” và những đường kính nhỏ hơn
0,5 mm được coi là “rất mịn”. Những rễ này có độ dẻo cao và có khả năng thay đổi

9

sự sinh trưởng và phát triển để thích nghi với mơi trường thay đổi. Các loại rễ khác
nhau có chức năng khác nhau. Rễ có đường kính lớn thường dài hơn, nhỏ hơn và là
con đường chính vận chuyển nước và chất dinh dưỡng đến chồi. Ngược lại, rễ có
đường kính nhỏ thường ngắn hơn và dài hơn, đóng vai trị chính trong việc hút nước
và chất dinh dưỡng [19].

Hầu hết rễ lúa có đặc điểm là “rất mịn” (< 0,5 mm). Cây lúa hình thành hệ
thống rễ dạng sợi bao gồm rễ mầm phù du, rễ đốt và các rễ bên của chúng. Rễ tinh
có nguồn gốc từ phơi và chỉ sống được khoảng 30 ngày trong thời kỳ đầu phát triển
của cây. Rễ bên có thể được phân loại là rễ bên mịn hoặc rễ bên dày. Các rễ bên dày

có thể phân nhánh và hình thành các rễ bên mới, bậc cao hơn, trong khi các rễ bên
mịn thường khơng có nhánh.

Các rễ tạo thành khung cơ bản của hệ thống rễ, với các rễ bên cung cấp một
mạng lưới tốt. Rễ bên mịn tạo thành cơ chế chính để hấp thụ nước và chất dinh
dưỡng, trong khi rễ bên dày giúp mở rộng toàn bộ hệ thống rễ để hấp thụ nước và
chất dinh dưỡng vào một thể tích đất lớn hơn.

 Thân lúa
Thân lúa gồm nhiều mắt và lóng, số lóng trên thân phụ thuộc vào giống. Các

giống có thời gian sinh trưởng trung ngày thường có 6 - 7 lóng, các giống ngắn
ngày có khoảng 4 - 5 lóng. Sự phát triển của các lóng đốt quyết định đến chiều cao
cây và liên quan tới khả năng chống đổ.

 Bộ lá lúa
Đây là cơ quan quang hợp và là một đặc trưng hình thái giúp phân biệt các

giống khác nhau. Vì vậy, màu sắc, kích thước, độ dày và góc độ lá có ảnh hưởng
lớn đến năng suất sinh vật học và năng suất kinh tế.

Theo Yosida 1981, lá lúa hoàn chỉnh bao gồm: b lá, bản lá, tai lá và thìa lìa.
Các giống lúa chín sớm và chín trung bình có từ 10 - 18 lá trên thân chính, các
giống mẫn cảm với chu kỳ quang có số lá ổn định trong hầu hết các điều kiện.
Thông thường sự phát triển của 1 lá lúa cần khoảng 100% ngày ở thời kỳ trước khi
phân hóa địng và cần 170% ngày sau khi phân hóa địng. Thời gian sống của từng