Kết quả thu thập và đánh giá một nguồn gen lúa cạn tại một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam

Nguyễn Đức Thạnh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 81(05): 135 - 139 135 KẾT QUẢ THU THẬP VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT NGUỒN GEN LÚA CẠN TẠI MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM Nguyễn Đức Thạnh* Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Đề tài đã thu thập được 284 mẫu giống lúa cạn tại 63 xã thuộc 32 huyện của 12 tỉnh miền núi phía Bắc. Các mẫu giống lúa cạn thu được nhiều ở tỉnh Hà Giang 69 mẫu, Bắc Kạn 57 mẫu, Cao Bằng 54 mẫu.... Trên cơ sở tên gọi, đặc điểm hình thái của các giống, một số giống thu trùng lặp đã được loại bỏ còn lại 223 giống. Trong tổng số giống thu được giống lúa nếp có tỷ lệ cao hơn chiểm 59,5%, giống lúa tẻ chiếm 40,5%, Tại các tỉnh giống lúa nếp chiếm tỷ lệ cao hơn lúa tẻ. Số lượng loài phụ Japonica chiếm tỷ lệ lớn 70,9% , loài phụ Indica chiếm tỷ lệ 29.1%. Trong đó đối với loài Japonica nhóm lúa nếp có số lượng và tỷ lệ cao hơn lúa tẻ và ngược lại. Về chất lượng gạo có 56,1% không bạc bụng, ở điểm 1 bạc bụng ít có 34,7%, trong khi đó số lượng giống có độ bạc bụng nhiều chỉ chiếm 1% và số lượng giống có độ bạc bụng trung bình chiếm 8,2%. Các nhóm giống lúa có độ phân hủy kiềm trung bình là nhiều nhất chiếm 82,1%, nhóm có độ phân hủy kiềm thấp không có, nhóm có độ phân hủy kiềm cao là 17,9%. Từ khóa: Lúa cạn, Loài phụ lúa, Chất lượng gạo MỞ ĐẦU* Việt Nam là một đất nước đa dạng sinh học nông nghiệp, trong nửa thế kỷ qua, Việt Nam đã trải qua một giai đoạn lịch sử phức tạp, hậu quả của chiến tranh đã ảnh hưởng to lớn đến đa dạng sinh học. Nhà nước Việt Nam đã có những nỗ lực to lớn để ngăn chặn suy giảm đa dạng sinh học nói chung và tài nguyên di truyền thực vật nói riêng [1]. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của chiến tranh, thiên tai như lũ lụt, hạn hán và do tác động của các yếu tố kinh tế, văn hoá, xã hội, yếu tố sinh học nhiều giống lúa địa phương quí hiếm có nguy cơ cao bị xói mòn nguồn gen [2]. Nhằm góp phần sử dụng bền vững nguồn gen giống lúa, trong đó có nguồn gen lúa cạn, bảo vệ các tri thức bản địa và sự đa dạng sinh học đối với cây lúa, chúng tôi thực hiện đề tài thu thập và đánh giá nguồn gen cây lúa cạn tại một số tỉnh miền núi phía Băc Việt Nam và bước đầu đánh giá nhanh một số tính trạng của tập đoàn đã thu thập. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Nội dung nghiên cứu - Thu thập các giống lúa cạn tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam; * Tel: 0989.153.954 - Phân loại lúa nếp và lúa tẻ; - Phân loại các loài phụ; - Đánh giá một số đặc điểm về chất lượng. Phương pháp nghiên cứu - Thu thập các giống lúa theo mẫu sưu tập giống. - Đánh giá các chỉ tiêu: + Phân loại lúa nếp lúa tẻ bằng dung dịch I- KI 1%. + Phân loại loài phụ của lúa theo phương pháp phân loại nhanh của Oka (1958) [5] + Xác định nhiệt độ hóa hồ, độ bạc bụng của hạt, dạng tinh bột của nội nhũ theo phương pháp Quốc tế của IRRI [3]. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả thu thập Để bảo tồn sự đa dạng di truyền nguồn gen lúa cạn ở các tỉnh miền núi phía Bắc cần thu thập nguồn tài nguyên quý này, chúng tôi tiến hành thu thập các giống lúa cạn trên cơ sơ điều tra những địa phương có nhiều giống lúa để thu thập và một phần dựa vào lực lượng sinh viên trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên thu thập tại một số địa phương. Sau khi xác định được những địa phương có nguồn gen lúa cạn khá phong phú, chúng tôi tiến hành liên hệ, hướng dẫn những sinh viên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Đức Thạnh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 81(05): 135 - 139 136 thu thập theo mẫu phiếu sưu tập giống lúa. Từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2009 đã thu thập được nhiều mẫu giống lúa cạn tại 63 xã thuộc 32 huyện của 12 tỉnh miền núi phía Bắc. Kết quả thu thập các giống lúa cạn được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Số giống lúa thu được tại các tỉnh TT Tỉnh Số huyện Số xã Số giống 1 Bắc Kạn 6 11 57 2 Cao Bằng 6 12 54 3 Điện Biên 1 1 4 4 Hà Giang 5 19 69 5 Lào Cai 1 1 1 6 Lai Châu 3 5 38 7 Nghệ An 1 1 4 8 Sơn La 4 5 15 9 Thanh Hóa 1 1 9 10 Thái Nguyên 1 2 9 11 Tuyên Quang 1 1 4 12 Yên Bái 2 4 20 Tổng số 32 63 284 Kết quả sau khi loại bỏ các giống trùng lặp đã thu được 284 mẫu giống. Trong đó tỉnh Hà Giang nơi thu thập được số mẫu giống nhiều nhất 69 mẫu, Bắc Kạn 57 mẫu, Cao Bằng 54 mẫu. Phân loại giống lúa nếp lúa tẻ Phân loại theo phẩm chất hạt gạo chủ yếu dựa vào cấu tạo của tinh bột. Mặt khác còn dựa vào đặc điểm hình dạng, chất lượng, hàm lượng dinh dưỡng của hạt gạo. Hiện nay, nhu cầu lúa gạo về mặt phẩm chất rất khác nhau tùy từng vùng và tập quán. Lúa tẻ và lúa nếp khác nhau là do cấu tạo và thành phần tinh bột. Lúa tẻ có thành phần tinh bột là amyloza cao hơn lúa nếp, lúa nếp có thành phần amylopectin cao hơn lúa tẻ. Do vậy để phân biệt 2 loại này, có thể dùng phản ứng đặc trưng của tinh bột với Iodua kali (I-KI). Nước ta có nhiều giống nếp địa phương, qua thu thập tại một số tỉnh phía Bắc, chúng tôi thu thập được 169 giống lúa nếp trong tổng số 284 giống, kết quả tỷ lệ giống ở bảng 2. Trong tổng số giống thu được cho thấy giống lúa nếp có tỷ lệ cao hơn chiểm 59,5%, giống lúa tẻ chiếm 40,5%. Trừ những tỉnh có số mẫu ít nên chưa đại diện, kết quả thu thập ở các tỉnh có số lượng mẫu lớn cho thấy giống lúa nếp chiếm tỷ lệ cao hơn lúa tẻ. Do có sự trùng lặp giữa các giống lúa do đó sau khi loại bỏ các giống trùng lặp tại các địa phương chúng tôi thu được 223 giống lúa để tiếp tục đánh giá, trong đó có 125 giống lúa nếp chiếm 56,1% và 98 giống lúa tẻ chiếm 43,9%, tỷ lệ nếp/tẻ 127,5%. Bảng 2. Tỷ lệ lúa nếp lúa tẻ ở các địa phương TT Tỉnh Tổng số giống Lúa nếp Lúa tẻ Tỷ lệ nếp (%) Số lượng Tỷ lệ % Số lượng Tỷ lệ (%) Số lượng Tỷ lệ (%) 1 Bắc Kạn 57 20.1 33 19.5 24 20.9 57.9 2 Cao Bằng 54 19.0 32 18.9 22 19.1 59.3 3 Điện Biên 4 1.4 2 1.2 2 1.7 50.0 4 Hà Giang 68 23.9 41 24.3 27 23.5 60.3 5 Lào Cai 1 0.4 0 0.0 1 0.9 0.0 6 Lai Châu 38 13.4 23 13.6 15 13.0 60.5 7 Nghệ An 4 1.4 2 1.2 2 1.7 50.0 8 Sơn La 15 5.3 10 5.9 5 4.3 66.7 9 Thanh Hóa 9 3.2 7 4.1 2 1.7 77.8 10 Thái Nguyên 10 3.5 6 3.6 4 3.5 60.0 11 Tuyên Quang 4 1.4 2 1.2 2 1.7 50.0 12 Yên Bái 20 7.0 11 6.5 9 7.8 55.0 284 100.0 169 100.0 115 100.0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Đức Thạnh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 81(05): 135 - 139 137 Phân loại các giống lúa theo loài phụ Phân loại các loài phụ là rất quan trọng bởi vì các loài phụ có sự cách biệt rõ rệt về mặt di truyền khi lai với nhau có tỷ lệ bất thụ cao và phân ly kéo dài ở các thế hệ sau. Việc xác định đúng các loài phụ để chọn tổ hợp lai là rất cần thiết trong công tác giống. Loài lúa Oryza sativa có 3 loài phụ là Indica, Japonica và Javanica, mỗi loài có đặc điểm hình thái và nơi phân bố khác nhau. Năm 1987 Glaszmann đã dựa trên phương pháp đẳng men (Isozime) để phân loài O.sativa thành 6 nhóm, trong đó Japonica và Indica là 2 nhóm đối cực. Ông cũng chứng minh được Japonica và Javanica tuy khác nhau về hình thái và phân bố địa lý nhưng bản chất di truyền gần gũi nên gọi chung là Japonica. Japonica truyền thống gọi là Japonica ôn đới còn Javanica gọi là Japonica nhiệt đới. Phương pháp đẳng men dựa vào thành phần allele của 5 lico đẳng men là Pgi1, Pgi2, Amp-1, Amp-2, Amp-3. Phương pháp phân loại nhanh của OK (1958) chỉ phân biệt 2 loài phụ Indica và Japonica. Kết quả phân loại tập đoàn được trình bày ở bảng 3. Kết quả bảng 3 cho thấy số lượng loài phụ Japonica chiếm tỷ lệ lớn 70,9% với số lượng 158 giống. Loài phụ Indica chỉ có 65 giống chiếm tỷ lệ 29.1%. Trong đó đối với loài Japonica nhóm lúa nếp có số lượng và tỷ lệ cao hơn lúa tẻ. Ngược lại loài Indica có số lượng và tỷ lệ ở nhóm lúa tẻ cao hơn nhóm lúa nếp. Theo Nguyễn Hữu Nghĩa và Lưu Ngọc Trình (2000) lúa Japonica được phân bố rộng khắp và chủ yếu tại miền Bắc, miền Trung và giảm dần vào miền Nam. Riêng khu vực đồng bằng sông Cửu Long thì chủ yếu là lúa Indica [4]. Hình 1 cho thấy Japonica nhóm lúa nếp cao hơn lúa tẻ (43%/29%) và Indica nhóm lúa tẻ cao hơn nhóm lúa nếp (15%/13%). Đánh giá tập đoàn theo chất lượng gạo Độ bạc bụng hạt gạo Hiện tượng bạc bụng được quyết định bởi giống và ngoại cảnh. Nói chung bạc bụng là do sự chín chưa hoàn toàn của nội nhũ. Hiện tượng đục của hạt gạo nếp là do bản thân cấu trúc hạt tinh bột. sự vắng mặt của các phân tử amylose ở lúa nếp làm hạt tinh bột còn khe hở trúc hạt tinh bột. Vì vậy người ta chỉ xét độ bạc bụng ở nhóm lúa tẻ. Độ bạc bụng của nội nhũ một phần do yếu tố di truyền nhưng điều kiện môi trường mà chủ yếu là nhiệt độ sau khi lúa trỗ cũng ảnh hưởng đến đặc tính này. Kết quả đánh giá đối với 98 nguồn gen lúa tẻ được trình bày ở bảng 4. Bảng 3. Phân loại các loài phụ của các giống lúa TT Loài phụ Tổng số giống Nếp Tẻ Số lượng Tỷ lệ (%) Số lượng Tỷ lệ (%) Số lượng Tỷ lệ (%) 1 Japonica 158 70.9 95 76.0 64 65.3 2 Indica 65 29.1 30 24.0 34 34.7 223 100.0 125 100.0 98 100.0 Bảng 4. Độ bạc bụng của các giống lúa tẻ Điểm Mức độ bạc bụng Số lượng Tỷ lệ % 0 Không 55 56.1 1 Ít 34 34.7 5 Trung bình 8 8.2 9 Nhiều 1 1.0 Tổng số 98 100.0 43% 29% 13% 15% Japonica Nếp Japonica Tẻ Indica Nếp Indica Tẻ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Đức Thạnh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 81(05): 135 - 139 138 Qua kết quả phân tích chúng tôi thấy trong tổng số 98 giống lúa tẻ được đánh giá thì số lượng giống không bạc bụng và bạc bụng rất ít chiếm tỷ lệ rất cao. Có 56,1% không bạc bụng, ở điểm 1 bạc bụng ít có 34,7%, trong khi đó số lượng giống có độ bạc bụng nhiều chỉ chiếm có 1% và số lượng giống có độ bạc bụng trung bình chiếm 8,2%. Điều này cho thấy nếu chỉ xét riêng ở chỉ tiêu này thì nguồn gen lúa tẻ trong tập đoàn có được đặc tính tốt đó là độ bạc bụng rất thấp và thậm chí là không bạc bụng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Ngoài sự phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng thì đặc tính này cũng ảnh hưởng rất lớn đến kỹ nghệ xay xát. Sự phân bố vết đục trong hạt gạo cũng ảnh hưởng lớn đến kỹ nghệ này. Có lợi nhất là khi vết đục nằm về một bên, những giống có vết đục nằm ở tâm nội nhũ hay bị vỡ khi xay xát. Nhiệt độ hóa hồ Nhiệt độ hóa hồ của tinh bột gạo là nhiệt độ mà khi lên đến đó nước được hấp thụ và hạt tinh bột phồng lên đồng thời dạng tinh thể biến mất. Nhiệt độ hóa hồ của các mẫu giống được xác định thông qua mức độ phân hủy trong dung dịch KOH. Mức độ phân hủy trong dung dịch KOH tỷ lệ nghịch với nhiệt độ hóa hồ của tinh bột, điều này có nghĩa là những giống có độ phân hủy kiềm cao thì nhiệt độ hóa hồ thấp và ngược lại. Kết quả đánh giá mức độ phân hủy trong dung dịch kiềm được trình bày ở bảng 5. Dựa trên kết quả này cho thấy nếu xét ở mức độ tổng thể mẫu nghiên cứu thì nhóm có độ phân hủy kiềm trung bình là nhiều nhất chiếm 82,1%, trong khi đó nhóm có độ phân hủy kiềm thấp không có, nhóm có độ phân hủy kiềm cao là 17,9%. Nếu đánh giá ở mức độ nhóm lúa nếp, tẻ thì có sự khác biệt nhỏ. Nhóm lúa nếp có độ phân hủy trong kiềm ở mức trung bình cao hơn lúa tẻ 84,0/79,6% và ngược lại nhóm lúa tẻ có độ phân hủy trong kiềm ở mức cao lớn hơn nhóm lúa nếp 20,4/16,0%. KẾT LUẬN Nguồn gen lúa cạn ngày một suy giảm, hiện tại các giống lúa cạn còn được đồng bào các dân tộc thiểu số trồng ở các vùng núi cao và mật độ dân số thưa. Đã thu thập được 284 giống lúa cạn tại 63 xã thuộc 32 huyện của 12 tỉnh. Tỷ lệ giống lúa nếp nhiều hơn lúa cạn và tại các tỉnh tỷ lệ lúa nếp cũng cao hơn lúa tẻ. Tập đoàn giống lúa có loài phụ Japonica nhiều hợn Indica. Về chất lượng gạo: các giống lúa có tỷ lệ bạc bụng thấp, số giống lúa không bạc bụng và bạc bụng ít chiếm tỷ lệ cao, số giống bạc bụng nhiều có tỷ lệ không đáng kể. Nhóm giống có độ phân hủy trong kiềm chiếm tỷ lệ cao nhóm có độ phân hủy trong kiềm cao chiếm tỷ lệ thấp. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ Khoa học – Công nghệ - Môi trường - Quyết định 2117/1997/QĐ-BKHCNMT ngày 30/12/1997, Quy chế về quản lý bảo tồn nguồn gen thực vật, động vật và vi sinh vật. [2]. Cần quan tâm đến công tác bảo tồn nguồn gen động thực vật, 2005/Số 6/Thành tựu khoa học và công nghệ:-Tri thức và phát triển. [3]. IRRI (1996), Standard Evaluation System for rice. [4]. Nguyễn Hữu Nghĩa, Lưu Ngọc Trình (2000), “Sử dụng bền vững tài nguyên di truyền lúa trong chọn tạo giống mới và trong sản xuất”, Báo cáo tại Hội nghị bảo tồn in-situ TNDTTV phục vụ cho mục tiêu lương thực và nông nghiệp, Hà Nội 21 – 23/3/2000. 5. OK , HI (1958), Intervariental variation and classification of cultivated rice”, Ind J Genet, and Pit Breed. Bảng 5. Độ phân hủy trong kiềm của các giống lúa TT Mức độ phân hủy trong kiềm Tổng thể mẫu Nhóm lúa Nếp Nhóm lúa Tẻ Số lượng Tỷ lệ % Số lượng Tỷ lệ % Số lượng Tỷ lệ % 1 Thấp 0 0.0 0 0.0 0 0.0 2 Trung bình 183 82.1 105 84.0 78 79.6 3 Cao 40 17.9 20 16.0 20 20.4 Tổng số 223 100.0 125 100.0 98 100.0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Đức Thạnh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 81(05): 135 - 139 139 SUMMARY RESULTS OF A COLLECTION AND EVALUATION OF UPLAND RICE GENETIC RESOURCE IN SOME MOUNTAINOUS PROVINCES OF NORTHERN VIET NAM Nguyen Duc Thanh* College of Agriculture and Forestry - TNU In the study, 284 samples of rice varieties in 63 communes of 32 districts in 12 northern mountainous provinces were collected. A large number of upland rice verieties were collected in Ha Giang with 69 samples, Bac Kan 57 samples and Cao Bang 54 samples. On the basis of the names, morphological characteristics of these varieties, some of the overlapse varieties collected from other places were removed.Finally 223 different varieties were collected and evaluated.The percentage of the glutious rice was the highest, making up 59.5%, the ordinary rice accounted for 40.5% of the total rice varieties collected. In the provinces invested, the percentage of glutious rice was higher than that of the ordinary rice Japonica subspecies had larger proportion with 70.9%, Indica subspecies accounted for only 29.1%. In Japonica rice species, the rate of glutious rice group had higher amount and percentage than that of the ordinary rice and vice versa. With regard to quality of rice, 56.1% weren’t chalky. At point one 34.7% were chalky.The varieties which were more chalky accounted only for 1% and the varieties which had average amount of chalkiness accouted for 8.2%. The groups having average alkaline decomposition. made up the highest percentage: 82.1%, There were no groups with low alkaline decomposition.The group with high alkaline decomposition accounted for 17.9% Key words: Upland rice, Rice subspecies, Rice quality * Tel: 0989153954 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên