Vai trò của vật liệu lai tạo có nguồn gốc chiếu xạ trong chọn tạo các giống lúa lai Sóc Trăng

Vai trò của vật liệu lai tạo có nguồn gốc chiếu xạ

Công tác chọn tạo giống đột biến đóng vai trò rất quan trọng trong việc tăng khả năng kháng sâu bệnh, khả năng chống chịu yếu tố môi trường bất lợi, tăng năng suất và chất lượng của cây trồng. Chính hoạt động này đã góp phần tạo nên sự thành công của cuộc cách mạng Xanh ở nhiều nước trên thế giới. Sự tác động của bức xạ ion hóa đã gây ra những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau. Đa số đột biến gen là đột biến lặn và có hại, chỉ một số ít là có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình chọn giống. Những cá thể mang đột biến có lợi sẽ được dùng chọn giống trực tiếp để tạo ra giống mới. Tuy nhiên một số cá thể mang đột biến có lợi khác lại tồn tại trên các cá thể còn mang nhiều tính trạng cần phải cải thiện. Chính vì thế, nhóm các chuyên gia của Trung tâm Giống cây trồng tỉnh Sóc Trăng, Liên hiệp các hội KH&KT tỉnh Sóc Trăng và Doanh nghiệp tư nhân Hồ Quang Trí đã sử dụng các vật liệu đột biến này làm nguồn nguyên liệu cơ sở để tiếp tục lai với các giống lúa mục tiêu nhằm tạo ra các giống lúa lai Sóc Trăng mới.

Kể từ năm 2002, khi giống ST3 (đột biến tự nhiên từ giống Việt Đài 20) được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống lúa cấp quốc gia, công tác cải tiến giống lúa ST với đặc điểm thơm, mềm, gạo thon rất dài được đẩy mạnh. Công việc sưu tập vật liệu để phục vụ lai tạo được ưu tiên, đặc biệt là đối với giống lúa có nguồn gốc từ đột biến (ĐB). Từ 2 giống lúa Tám Thơm đột biến và Basmati đột biến được chọn ra từ đề tài chọn giống lúa đột biến chiếu xạ bằng tia gamma do PGS.TS. Lê Xuân Thám và ThS. Nguyễn Thị Thu Hiền thực hiện tại tỉnh Sóc Trăng, nhóm nghiên cứu còn chọn ra được một số dòng Tám Thơm ĐB, ST3 ĐB,… có các đặc điểm tốt nhưng cần phải lai bổ sung thêm để làm nguồn vật liệu tạo ra giống lúa mới có tính khác biệt.

Bảng 1. Một số vật liệu sử dụng trong lai tạo

* ĐB: đột biến

Các tiêu chuẩn chọn giống lúa

Ngay từ đầu khi chọn giống lúa, nhóm chuyên gia đã đặt ra mục tiêu “Ngon cho ra ngon, thơm cho ra thơm” và luôn suy tính tìm ra những giải pháp để đạt mục tiêu đó.

Từ năm 2001, khi bước vào quá trình chọn giống lúa, các chuyên gia không có tiêu chuẩn rõ rệt mà phải mượn tạm tiêu chuẩn gạo thơm Thai Hom Mali xuất khẩu của Thái Lan với các tiêu chí: gạo thơm, hạt dài 7,5 mm, thon, hàm lượng amylose dưới 20% để làm mục tiêu chọn giống.

Năm 2003, trong bài viết “Cải tiến giống lúa đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp đến năm 2010”, GS.TS. Bùi Chí Bửu đã đặt ra các yêu cầu về cải tiến giống lúa là:

• Thời gian sinh trưởng ngắn (từ 90 đến 100 ngày ở đồng bằng sông Cửu Long);
• Chống chịu ổn định với rầy nâu và bệnh đạo ôn;
• Mùi thơm (Khai thác tính trạng thơm ngon từ cây lúa cổ truyển năng suất thấp vào lúa cao sản gặp trở ngại về khả năng tiếp hợp trong trường hợp lai khác loài, dưới loài);
• Đột phá về năng suất;
• Giống lúa hạt dài, hàm lượng amylose khoảng 20%, ít bạc bụng.

Nhóm chuyên gia đã thử nhiều phép lai từ 2 cho tới 7 bố mẹ. Kinh nghiệm rút ra là lai càng nhiều bố mẹ và qui mô chọn lọc với quần thể lớn thì cơ hội chọn giống có mục tiêu càng cao, tuy nhiên mất nhiều thời gian và kinh phí.

Kết quả đạt được

Kể từ năm 2003, với khoảng 16 năm nghiên cứu lai tạo để phát triển giống lúa dựa trên các vật liệu đột biến chiếu xạ, giống lúa cảm quang và giống lúa cải tiến, nhóm chuyên gia đã có 2 giống lúa ST20 và ST ĐỎ đã được công nhận giống đặc cách theo Quyết định số 16/QĐ-TT-CLT ngày 17/01/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Đến năm 2019, giống ST24 được công nhận đặc cách theo Quyết định số 880/QĐ-BNN-TT ngày 18/03/2019.
 

GIỐNG LÚA THƠM ST20                                                  GIỐNG LÚA THƠM ST24
 

Ưu điểm của gạo ST24 (so sánh với gạo thơm KDM105 của Thái Lan)

Về mùi thơm (cấp 2) và độ trở hồ của gạo ST24 (cấp 6,8) tương đương gạo thơm KDM105 (điểm 7). Riêng độ bền thể gel của gạo ST24 (100 mm) dài hơn gạo KDM105 (85,5mm). Với độ bền thể gel này, sau khi tồn trữ đến 6 tháng, gạo ST24 vẫn cho cơm mềm trong khi đó gạo KDM105 đã bắt đầu khô cần tăng lượng nước khi nấu. Độ bền thể gel 100mm là một chỉ tiêu rất khó đạt được.

Bảng 2 . Kết quả phân tích chỉ tiêu chất lượng cơm nấu

Giống lúa thơm ST24 có hạt gạo thon rất dài, có thời gian sinh trưởng ngắn (dưới 100 ngày trong vụ Đông Xuân), năng suất khá cao nên diện tích gieo trồng tăng rất nhanh ở các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long. Mùi thơm gạo ST24 có mùi hương dứa và mùi cốm nhẹ, khác biệt với KDM105.

Bảng 3. Kết quả đánh giá mùi thơm

• Cấp 0: không thơm; cấp 1: thơm nhẹ; cấp 2: thơm

Kết quả thử phản ứng đạo ôn trên nương mạ qua 3 vụ cho thấy giống ST24 có tính kháng cao với bệnh đạo ôn, cấp độ nhiễm đạo ôn của giống chỉ ở cấp 1- 2 (trong thang điểm 0 - 9).

Bảng 4. Phản ứng của giống lúa ST24 khảo nghiệm với bệnh đạo ôn trong điều kiện nhân tạo

(Nguồn: TT. Khảo kiểm nghiệm giống và SPCT vùng Nam bộ, 2015-2016)
 

Giống ST24 có thời gian sinh trưởng 102 – 105 ngày đối với lúa cấy, từ 97 – 105 ngày đối với lúa gieo sạ. Giống có lá đòng dài, hơi mo, thân lá gọn, chống đổ ngã tốt, năng suất cao. Giống kháng tốt đạo ôn (0 - 2), nhiễm rầy nâu trung bình, phẩm chất gạo tốt, hạt gạo gạo rất đẹp thon dài, trắng trong, cơm thơm, mềm dẻo. Nhược điểm cần chú ý của giống ST24 là trổ không tập trung và dễ nẩy mầm trên cây khi bị mưa bão kéo dài ở giai đoạn lúa chín trong vụ Hè Thu. Vì thế, vẫn phải cần tiếp tục đột biến và lai tạo để giống lúa ST24, kể cả các dòng lúa khác, được hoàn thiện hơn.

Nhờ vào nguồn vật liệu lúa đột biến thông qua chiếu xạ bởi tia gamma Cobalt 60, tính dung hợp khi lai lúa thơm đã được tăng lên (do đột biến làm mất tính cảm quang) và việc lai giữa hai nhóm Japonia (Lúa Tám Thơm Bắc Bộ) và Indica (Lúa thơm phía Nam) được dễ dàng. Kết quả là nhóm nghiên cứu đã chọn được tập đoàn lúa thơm ST, đặc biệt ST24 là giống lúa thơm cải tiến ngắn ngày đầu tiên ở Đông Nam Á lọt vào Top 3 gạo ngon nhất thế giới năm 2017. Giống lúa này đang được sản xuất ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là các tỉnh ven biển, mỗi năm cung ứng một lượng lớn gạo chất lượng cao để xuất khẩu.