(LUẬN văn THẠC sĩ) đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô nổ mới chọn tạo tại gia lâm, hà nội

Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60.62.01.10 Mục đích nghiên cứu Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô nổ từ đó xác định được các dòng có năng suất cao, chất lượng tốt, độ nổ cao,

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN DUY HƯNG

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ NỔ MỚI CHỌN TẠO

TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Cương

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Duy Hưng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và rèn luyện tại Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam, tôi

đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong trường, đặc biệt là của các thầy cô trong Khoa Nông học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Cương -

Giảng viên Bộ môn Di truyền và Chọn Giống cây trồng - Khoa Nông Học - Học Viện

Nông Nghiệp Việt Nam, đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn

thành đề tài và bảo luận văn Thạc sĩ nông nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng trong Khoa Nông học, Ban quản lý đào tạo-Học viện Nông nghiệp Việt Nam

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện

đề tài này

Để hoàn thành được khoá học này, tôi còn nhận được sự động viên, hỗ trợ rất lớn về vật chất, về tinh thần của gia đình, bạn bè

Tôi xin trân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Duy Hưng

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục biểu hình viii

Trích yếu luận văn ix

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài 1

1.2.1 Mục đích của đề tài 1

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Giới thiệu chung về ngô nổ 3

2.1.1 Vai trò và giá trị của ngô nổ 3

2.1.2 Nhu cầu và thị hiếu ngô nổ ở Việt Nam 4

2.1.3 Nguồn gốc và phân loại ngô nổ 5

2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới 6

2.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 6

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên thế giới 7

2.3 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô, ngô nổ ở Việt Nam 10

2.3.1 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 10

2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ ở Việt Nam 12

2.4 Cơ sở khoa học của đề tài 12

2.4.1 Khái niệm dòng thuần 12

2.4.2 Khái niệm ưu thế lai 14

2.4.3 Ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất ngô 15

2.4.4 Khái niệm khả năng kết hợp 16

2.4.5 Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp 17

2.4.6 Khảo nghiệm và đánh giá khả năng kết hợp của một số giống ngô 19

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 22

3.1 Địa điểm, thời gian và vật liệu nghiên cứu 22

3.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

3.1.2 Vật liệu 22

3.2 Nội dung nghiên cứu 23

3.3 Phương pháp nghiên cứu 23

3.3.1 Bố trí thí nghiệm 23

3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi 26

3.3.3 Một số chỉ tiêu cảm quan 28

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 29

Phần 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 30

4.1 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các dòng ngô nổ thí nghiệm vụ xuân 2015 30

4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ thí nghiệm 32

4.3 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng ngô nổ thí nghiệm 34

4.4 Đặc trưng hình thái của các dòng ngô nổ 36

4.4.1 Chiều cao cây cuối cùng 36

4.4.2 Chiều cao đóng bắp 37

4.4.3 Tỷ lệ chiều cao đóng bắp/chiều cao cây 38

4.4.4 Màu sắc thân, hình dạng thân và một số đặc trưng khác 38

4.4.5 Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá 39

4.5 Đặc trưng hình thái bông cờ và bắp của ngô nổ 41

4.5.1 Đặc trưng hình thái bông cờ 41

4.5.2 Đặc trưng hình thái bắp 42

4.6 Sâu, bệnh hại và đặc tính chống đổ gẫy của một số dòng ngô nổ 43

4.6.1 Sâu, bệnh hại ngô nổ 43

4.6.2 Đặc tính chống đổ, gẫy của các dòng ngô nổ 44

4.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của một số dòng ngô nổ thí nghiệm 44

4.7.1 Các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng ngô nổ thí nghiệm 44

4.7.2 Năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT) của một số dòng ngô nổ 46

4.8 Độ nổ của các dòng ngô nổ thí nghiệm 48

4.8.1 Tỷ lệ nổ 48

4.8.2 Thời gian nổ 48

4.8.3 Thể tích trước nổ và thể tích sau khi nổ 48

4.9 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai 49

4.10 Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai 50

4.11 Đặc trưng về hình thái cây của các thl ngô nổ thí nghiệm 53

4.12 Màu sắc thân, hình dạng thân và một số đặc trưng khác 55

4.13 Tổng số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các tổ hợp lai ngô nổ 56

4.14 Đặc trưng hình thái bông cờ và bắp của một số THL ngô nổ 58

4.14.1 Đặc trưng hình thái bông cờ 58

4.14.2 Đặc trưng hình thái bắp 58

4.15 Sâu, bệnh hại và đặc tính chống đổ gẫy của một số THL ngô nổ 61

4.15.1 Sâu, bệnh hại ngô nổ 61

4.15.2 Đặc tính chống đổ, gẫy của các dòng ngô nổ 61

4.16 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các thl ngô nổ 62

4.17 Độ nổ của các THL ngô nổ 65

4.18 Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô nổ 67

4.18.1 Đánh giá khả năng kết hợp chung của các dòng ngô nổ 67

4.18.2 Đánh giá khả năng kết hợp riêng của các dòng ngô nổ 68

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 70

5.1 Kết luận 70

5.2 Kiến nghị 70

Tài liệu tham khảo 71

Phụ lục 77

CIMMYT : Trung tâm cải lương Ngô và Lúa mỳ Quốc tế

(International Maize and Wheat Improvement Center)

IFPRI : Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới

(International Food Policy Research Institute) LAI : Chỉ số diện tích lá (Leaf Area Index)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ 5

Bảng 2.2 Phân loại ngô nổ 6

Bảng 2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô thế giới giai đoạn 2006 - 2013 7

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của các châu lục năm 2013 7

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Việt Nam từ 2006 – 2014 11

Bảng 4.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô nổ vụ Xuân 2015 30

Bảng 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ 33

Bảng 4.3 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 34

Bảng 4.4 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng ngô nổ 35

Bảng 4.5 Tốc độ ra lá của các dòng ngô nổ 36

Bảng 4.6 Chiều cao cây cuối cùng và chiều cao đóng bắp của các dòng 37

Bảng 4.7 Các đặc điểm hình thái của các dòng ngô nổ 39

Bảng 4.8 Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các dòng ở các thời kỳ 39

Bảng 4.9 Một số chỉ tiêu về hình thái bông cờ 41

Bảng 4.10 Một số đặc điểm về bắp của các dòng ngô nổ thí nghiệm 42

Bảng 4.11 Tỷ lệ sâu bệnh và đặc tính chống đổ, gẫy của các dòng ngô nổ 44

Bảng 4.12 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nổ 45

Bảng 4.13 Độ nổ và tỷ lệ nổ của một số dòng ngô nổ thí nghiệm 49

Bảng 4.14 Thời gian sinh trưởng của các THL ngô nổ vụ Thu Đông năm 2015 49

Bảng 4.15 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các THL ngô nổ 50

Bảng 4.16 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các THL ngô nổ 51

Bảng 4.17 Động thái tăng trưởng số lá cây của các THL ngô nổ 53

Bảng 4.18 Chiều cao cây cuối cùng và chiều cao đóng bắp của các THL 54

Bảng 4.19 Các đặc điểm hình thái của các THL ngô nổ 55

Bảng 4.20 Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các THL 57

Bảng 4.21 Một số chỉ tiêu về bông cờ và bắp của các THL ngô nổ 60

Bảng 4.22 Tỷ lệ sâu bệnh và đặc tính chống đổ, gẫy của các tổ hợp lai 62

Bảng 4.23 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết của các THL ngô nổ thí nghiệm 63

Bảng 4.24 Chỉ tiêu về độ nổ của 20 THL ngô nổ thí nghiệm 69

Bảng 4.25 Khả năng kết hợp chung một số tính trạng của các dòng ngô nổ 67

Bảng 4.26 Khả năng kết hợp riêng của các dòng theo một số tính trạng quan trọng 68

DANH MỤC BIỂU HÌNH

Hình 4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ 33

Hình 4.2 Động thái ra lá của các dòng ngô nổ 35

Hình 4.3 Chỉ số diện tích lá của các dòng ngô nổ 40

Hình 4.4 Năng suất của các dòng ngô nổ 47

Hình 4.5 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các THL 52

Hình 4.6 Chỉ số diện tích lá của các THL ngô nổ 58

Hình 4.7 Năng suất của các THL ngô nổ thí nghiệm 64

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Duy Hưng

Tên Luận văn: Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của một số dòng

ngô nổ mới chọn tạo tại Gia Lâm, Hà Nội

Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60.62.01.10

Mục đích nghiên cứu

Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô nổ từ đó xác định được các dòng có năng suất cao, chất lượng tốt, độ nổ cao, kết hợp tốt; lựa chọn tổ hợp lai triển vọng, loại bỏ các dòng, các tổ hợp lai có khả năng kết hợp không tốt trong quá trình chọn tạo

Phương pháp nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu:

Thí nghiệm 1: Đánh giá đặc điểm nông sinh học của 12 dòng ngô nổ và thu nhận các tổ hợp lai

Thí nghiệm 2: Đánh giá các THL được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ, 3 lần nhắc lại

Vật liệu nghiên cứu: 10 dòng ngô nổ và 02 dòng được chọn làm cây thử trong đó

04 dòng có nguồn gốc từ Học viện Nông nghiệp Việt Nam và 08 dòng có nguồn gốc từ trung tâm cải lương Ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT)

Phương pháp nghiên cứu: Các số liệu, kết quả thí nghiệm được xử lý bằng phần mềm Excel 2007, chương trình IRRISTAT 5.0 và xác định khả năng kết hợp bằng phương pháp phân tích Topcross (phương pháp thông dụng của Nguyễn Đình Hiền, 1996)

Kết quả nghiên cứu chính

Thông qua kết quả đánh giá chọn 10 dòng ưu tú đưa vào lai đỉnh với 02 dòng thử

để đánh giá khả năng kết hợp chung Đánh giá các tổ hợp lai đỉnh trong thí nghiệm đồng ruộng khi phân tích khả năng kết hợp đã xác định 03 dòng có khả năng kết hợp chung

và khả năng kết hợp riêng cao là S11B(3), S11C(3), S11C(4) Các dòng này có thể sử dụng trong công tác chọn tạo giống ngô lai mới

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Duy Hung

Thesis title: Evaluate the biochemical character and the combinative possibily of some

new kinds of pop corns which are chosen at Gia Lam district, Hanoi

Major: Crop Science Code: 60.62.01.10

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives:

Evaluate the combinative possibility from different kinds of pop corns In order to determine kinds with productive, high quality and good combination; choose the prospective hybrid and eliminate bad ones

Materials and Methods

Experiment 1: Evaluate the agro-biology characteristic of twelve pop corn kind & collect the hybrid combinatory Fomular experiments were arranged in turns without repeating

Experiment 2: Evaluate hybrid combinatory which were arranged in random with

3 replications

Materials research: 10 kinds of pop corns and 2 of them are chosen as experiment plans which were created by Vietnam National Unversity of Agriculture and 8 other kinds created by CIMMYT

Data & result of experiments were processed by Excel 2007, IRRISTAT 5.0 program and determinded the possibility of combination by Topcross analyzing method (Popular method by Nguyen Dinh Hien, 1996)

Main findings and conclusions

By this evaluation, the best 10 pop corn kinds were chosen to breed with 2 experiment kinds to judge the combinatory Evaluate the best hybrids in mass experiment at a field while judging the combinatory, there are 3 kinds with good combinatory: S11B(3), S11C(3), S11C(4) Those kinds can be used in cross-breed study

to find out new pop corn kinds

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất

(ngô, lúa mì và lúa gạo) trên toàn thế giới Ngô còn là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng Hiện nay, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc là từ ngô Ngô còn là cây thực phẩm, người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao, làm quà (ngô nếp, ngô nổ,…) (Ngô Hữu Tình 2003)

Ngô nổ (Zea mays Everta Sturt) thuộc loài Zea mays, chi Zea, họ Poaceae

(Gramineae) là loại ngô đặc biệt của nhóm ngô đá, được người bản địa châu Mỹ

phát hiện ra cách đây khoảng 1.000 năm (Ziegler et al., 1994) Hạt ngô nổ là loại

ngô thực phẩm, khi gặp nhiệt độ cao thì nổ phồng rất to, được gọi là bỏng Bỏng ngô nổ xốp và giòn (snack) được sử dụng làm đồ ăn nhanh hoặc làm một số loại bánh ngô hấp dẫn (Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Hữu Đống, 1993)

Trước đây, Việt Nam có một số giống ngô nổ địa phương như Ngô nổ Tây Nguyên, ngô nổ Hồng (Đăk Lăk), ngô nổ Dài, ngô nổ Tím (Cao Bằng)… (Nguyễn Văn Cương và cs., 2010) Hiện tại, ngô nổ ít thấy trồng trên đồng ruộng Việt Nam, thậm chí có nguy cơ biến mất, trong khi nhu cầu sử dụng ngô nổ nhập nội, bỏng ngô (Popcorn) ở nước ta đang được ưa chuộng trên thị trường nhất là giới trẻ và phụ nữ

Việc nghiên cứu và sản xuất ngô nổ ở nước ta còn khá mới mẻ, chưa được quan tâm phát triển, một số giống ngô nổ đã được nhập nội và có một số tác giả nghiên cứu về giống ngô này (Nguyễn Văn Cương, 2010) Do đó, công tác chọn tạo các dòng ngô nổ có triển vọng về tiềm năng năng suất, chất lượng bỏng nổ tốt

là việc làm rất cần thiết

Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự giúp đỡ của Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng - Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, chúng tôi

tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết

hợp của một số dòng ngô nổ mới chọn tạo tại Gia Lâm, Hà Nội”

1.2 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

1.2.1 Mục đích của đề tài

- Đánh giá đặc điểm nông sinh học cơ bản của 12 dòng ngô nổ

- Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô nổ từ đó xác định được các dòng ngô nổ triển vọng có đặc điểm nông sinh học phù hợp, chất lượng tốt,

độ nổ cao

- Chọn dòng ngô nổ có các đặc điểm tốt phục vụ công tác chọn tạo và phát trong thời gian tới

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển của 12 dòng ngô nổ và 20 tổ hợp lai trong điều vụ Xuân 2015 và vụ Thu-Đông 2015

- Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng và tổ hợp lai

- Xác định khả năng kết hợp của 10 dòng ngô với 2 dòng thử

- Xác định được các dòng năng suất cao, chất lượng tốt, độ nổ cao, kết hợp tốt, tổ hợp lai triển vọng; loại bỏ các dòng, các tổ hợp lai có khả năng kết hợp không tốt trong quá trình chọn tạo

1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài nghiên cứu góp phần hiểu rõ về các dòng ngô nổ triển vọng

- Duy trì, lựa chọn các giống ngô nổ tốt để đưa vào sản xuất phục vụ nghiên cứu

- Thúc đẩy, giới thiệu ngô nổ vào hệ thống cây trồng của người nông dân

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÔ NỔ

2.1.1 Vai trò và giá trị của ngô nổ

2.1.1.1 Vai trò

Ngô nổ là loại ngô được dùng làm thực phẩm Hạt ngô nổ khác với các giống ngô khác ở chỗ hạt có vỏ cứng, nội nhũ hầu như hoàn toàn là nội nhũ sừng Khi bị làm nóng, độ ẩm trong hạt gây áp lực ép lên thành vỏ hạt, hạt nổ ra với thể tích lớn Hạt bị nổ là do lớp sừng bên ngoài hạt có chất keo dai và đàn hồi, chứa lượng protein cao, khi nhiệt độ còn trong giới hạn hạt chịu đựng được thì hạt có thể chống được áp suất hơi nước, khi vượt quá giới hạn đó thì hạt đột nhiên trương to rồi nổ ra làm nội nhũ bật ra thành một đám bột tơi và nhanh chóng khô lại và xốp, thể tích có thể tăng 15 - 30 lần Hạt ngô nổ phồng to lên như vậy được gọi là bỏng ngô

Hạt ngô nổ tương đối nhỏ và có nhiều màu sắc, hình dạng khác nhau như: màu trắng, vàng, đen, đỏ, tím, màu đỏ có sọc trắng, màu trắng có sọc đỏ … trong

đó có màu trắng hoặc vàng là chủ yếu

Ngoài ra còn có dạng ngô nổ jargon cũng là loại hạt khi nổ có bỏng ngô trắng sáng như tuyết cũng được ưa chuộng trong đời sống Loại ngô nổ "nấm"có bỏng hình tròn, sáng, vỏ mỏng ăn giòn

Để nổ ngô tạo bỏng có nhiều phương pháp như dùng lò vi sóng, máy nổ,

nổ trong chảo dầu hoặc bơ nóng Trên thị trường người ta dùng máy để nổ ngô

để làm bỏng ngô với số lượng nhiều Khi nổ ngô có thể cho thêm bơ hoặc đường vào để tạo vị ngọt và mùi thơm cho bỏng ngô Nổ ngô ngay sau khi thu hoạch sẽ không tốt vì độ ẩm hạt còn cao sẽ nổ kém và mảnh nổ dai Vì thế sau khi thu hoạch về cần phơi khô hoặc sấy cho ngô khô Độ ẩm để nổ ngô thường là 14 - 15% trọng lượng hạt ngô Nếu ngô khô quá thì tỷ lệ nổ sẽ giảm, giảm chất lượng hạt nổ Hạt không nổ do không đủ độ ẩm để tạo áp suất nổ hoặc là do vỏ hạt bị răn thủng (Bruce Hamaker of Purdue University) Có nhiều cách nổ ngô như trên thị trường người ta dùng máy để nổ ngô (Charles Creators thế kỷ 19)

2.1.1.2 Giá trị của ngô nổ

Bỏng ngô giàu chất sơ, ít kalo và chất béo, không chứa natri và đường tự do

Bỏng ngô nổ bán trực tiếp hoặc được chế biến làm bánh ngọt dùng làm thực phẩm Ở Bắc Mỹ có truyền thống làm ngô Cramel Ở nước Anh người ta chế biến bỏng ngô nổ thành Toffee (tương tự Caramel) bán được giá và rất ăn khách

Ngô nổ có mùi rất hấp dẫn, kích thích khứu giác của con người Trong ngô

nổ có chứa các hợp chất thơm 6-acetyl-2, 3,4,5-tetrahydropyridine và pyroline, các chất này được sử dụng làm chất phụ gia để cho các sản phẩm đó có mùi thơm như bắp rang Ngô nổ còn được dùng để trang trí lễ hội (tường hoặc cây Noel ở một số nơi Bắc Mỹ và bán đảo Balkan) Ngô nổ còn được sử dụng trong ngành công nghiệp điện, sản xuất túi nilon tự phân hủy, làm chất dẫn dụ côn trùng (Ziegler and Ashman, 1994)

2-acetyl-1-Các nhà khoa học trường Đại học Scranton (Hoa Kỳ) đã phát hiện ra trong ngô nổ có chứa chất chống oxy hóa giúp tăng cường sức khỏe được gọi là polyphenol và có hàm lượng chất xơ cao Trong ngô nổ có hàm lượng polyphenol nhiều hơn hẳn trong rau và trái cây chúng ta ăn hàng ngày Trong 400

g ngô có 100 kcal và 3g chất xơ, do đó ngô nổ trở thành món ăn vặt quen thuộc của những người muốn giảm cân mà vẫn cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng

Theo Joel (2008), trong hạt ngô có rất nhiều folate, là chất giúp ngăn chặn nguy cơ sảy thai và thai nhi bị khuyết tật ở những người phụ nữ khi mang thai

Do đó, thường xuyên ăn ngô sẽ không cần phải bổ sung các viên folate, nó sẽ giúp cơ thể thai nhi tổng hợp tế bào mới và khỏe mạnh

Bắp ngô cũng giàu vitamin B1 giúp acetylcholine-một chất truyền tín hiệu thần kinh cho bộ nhớ Nếu cơ thể thiếu vitamin B1 sẽ gây ra tình trạng đầu óc mệt mỏi và giảm trí nhớ Một bát ngô có thể đáp ứng được khoảng 24% lượng

thiamin mà cơ thể cần mỗi ngày (http://www.nuthouse.com.vn.index.php.en)

2.1.2 Nhu cầu và thị hiếu ngô nổ ở Việt Nam

Ngô nổ là loại ngô thực phẩm hiện nay rất được ưa chuộng ở thị trường Bắc Mỹ, Châu Âu và một số nước ở Châu á như Singapore, Hàn Quốc, Việt Nam Ngô nổ ở Việt Nam chủ yếu ở dạng hình bướm (buttterfly), trong khi các nước trên thế giới như Hoa Kỳ, Châu âu, Singapore ưa chuộng dùng ngô nổ hình nấm (mushroom) Ngô nổ dạng hình bướm khi nổ sẽ làm hạt ngô bung xòe không đồng đều dẫn tới việc không thấm đều gia vị hoặc gia vị bị vón cục ở vài điểm làm ngô nổ không ngon Ngổ nổ hình nấm (mushroom) được ưa chuộng

hơn ngô nổ hình bướm do có nhiều hương vị hơn hẳn Ngô nổ ở Việt Nam có hai

mùi vị chính là vị ngọt và vị mặn nên ít có sự lựa chọn cho người tiêu dùng

Hiện nay, công ty trách nhiệm hữu hạn Nhà hạt (Nut house) đã chính thức đưa ra sản phẩm ngô nổ hình nấm Panther Popcorn duy nhất Việt Nam Ngô nổ dạng hình nấm khi nổ bung đều và có đầu tròn như cây nấm nên thường được dùng để bọc thêm lớp áo ngoài như caramen, socola hoặc vị cafe hay hương thơm đầy quyến rũ từ ngô nổ vị phô mai Bên cạnh đó, Panther Popcorn được đựng trong các túi Zip đảm bảo hạt ngô nổ ra luôn thơm ngon, giữ được độ giòn

và nguyên mùi vị, nếu dùng không hết có thể zip lại không sợ ngô nổ bị mềm (http://www.nuthouse.com.vn.index.php.en)

Thành phần dinh dưỡng của ngô nổ thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ

Năng lượng 380 kcal 1600 Kj

Nguồn: USDA Nutrient database (2005)

2.1.3 Nguồn gốc và phân loại ngô nổ

Ngô nổ (Zea mays subsp.everta Sturt) thuộc loài Zea mays, chi Zea, họ

Poaceae (Gramineae), tộc Poales Ngô nổ được người bản địa Châu Mỹ phát hiện

ra cách đây khoảng 1000 năm

Ngô nổ là loại ngô thực phẩm, khi gặp nhiệt độ cao thì nổ phồng rất to nên gọi là bỏng Ngô nổ được trồng khá nhiều ở Mỹ, Brazil, Trung Quốc và các quốc gia khác Việt Nam trước đây có một số giống địa phương như: Ngô nổ Tây Nguyên, ngô nổ Hồng (Đăk Lăk), ngô nổ Dài, ngô nổ Tím (Cao Bằng)

Căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các thứ như sau:

Bảng 2.2 Phân loại ngô nổ

2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI

2.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Cây ngô có nguồn gốc từ Mexico thuộc Trung Mỹ, sau đó được trồng phổ biến, rộng rãi khắp khu vực châu Mỹ Năm 2013 cây ngô được trồng ở khắp nơi trên thế giới với diện tích lớn 184,2 triệu ha (FAOSTART, 2014) Ngô là một trong ba loại cây lương thực quan trọng trên thế giới bên cạnh lúa mỳ, lúa nước Nếu xét về tiềm năng cho năng suất thì cây ngô có năng suất cao nhất Từ cuối thế kỷ XVIII đến trước những năm 40, năng suất trung bình của cây ngô đạt khoảng 1,2-1,8 tấn/ha Nhưng trong khoảng 40 năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng về năng suất và sản lượng của ngô đạt được ở mức rất cao, sản xuất ngô

đã giữ một vị trí đặc biệt trong nền nông nghiệp thế giới (Đinh Thế Lộc, 1997) Trong những năm gần đây, diện tích trồng ngô ngày càng được mở rộng cả về diện tích cũng như nâng cao sản lượng, chất lượng Theo FAO, năm 2006 diện tích ngô được gieo trồng trên thế giới là 146,94 triệu ha, sản lượng đạt 706,83 triệu tấn thì đến năm 2013, diện tích ngô là 184,2 triệu ha, sản lượng đạt 1.016,4 triệu tấn (FAOSTAT 2014, bảng 2.3)

Bảng 2.3 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô thế giới

giai đoạn 2006 - 2013

Năm Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

có diện tích ngô thấp nhất là 0,1 triệu ha, sản lượng đạt 0,72 triệu tấn (FAOSTAT, 2014)

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của các châu lục năm 2013

Châu lục Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên thế giới

Dựa vào cấu trúc nội nhũ của hạt, ngô được phân thành các loài phụ bao gồm ngô đá, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô bột, ngô bọc, ngô nổ Ngô

nổ có hạt nhỏ, tròn hoặc nhọn đầu, có màu hạt trắng, vàng, tím, tím đỏ và màu mày trắng

Hoseney et al (2008) nghiên cứu về ngô nổ thấy rằng khối lượng ngô nổ

phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ ẩm, kiểu gen, tính chất vật lý của hạt, phương pháp nổ, nhiệt độ nổ, thu hoạch và xử lý Tuy nhiên, độ ẩm là yếu tố có ảnh hưởng quan trọng nhất đến khối lượng của ngô nổ vì nó ảnh hưởng đến tốc độ và mức độ áp lực tích tụ lượng tinh bột trong hạt

Ngô nổ có những đặc điểm, tính chất khác biệt so với các giống ngô khác (ngô tẻ, ngô nếp, ngô đường) là giống ngô duy nhất có thể nổ bung rất nhanh khi đem rang Năng suất ngô nổ rất thấp song có chất lượng dinh dưỡng cao, thường được dùng để rang, làm bỏng hoặc bột dinh dưỡng Chất lượng của ngô nổ cũng rất quan trọng do đó cải thiện các đặc tính chất lượng được coi là mục tiêu quan

trọng nhất trong chương trình nhân giống ngô nổ (Dofing et al., 1990)

Khi nghiên cứu về ngô nổ thì Ziegler and Ashman (1994), Khoa nông học, Đại học Tổng hợp Iowa, Mỹ nhận thấy ngô nổ khác với tất cả các loại ngô khác

về màu trắng tuyết của hạt sau khi nổ nhờ sử dụng nhiệt độ Sản phẩm từ ngô nổ như bỏng ngô, bánh ngọt có giá trị dinh dưỡng cao và ngày càng được ưa chuộng Ngô nổ còn được sử dụng làm vật liệu cách điện, chất dẫn dụ côn trùng, hộp ngô nổ, bánh kẹo, thức ăn chăn nuôi (Jose, 2009)

Prodhan (1997), Trường đại học Nông nghiệp Ấn Độ khi nghiên cứu sự liên quan giữa các tính trạng ở ngô nổ đã thấy có sự liên quan giữa khối lượng và năng suất hạt nổ trên 154 dạng Năng suất hạt đã liên kết chặt với trọng lượng hạt Melchiorre (1998), Trường đại học tổng hợp Buenos Aires, Argentina đánh giá về đặc điểm và các dạng ngô nổ khi thực hiện trên 39 tính trạng về màu sắc, hình thái, nở hoa của ngô nổ tại Italy Phương sai của mỗi tính trạng khi xem xét cho thấy, chúng có thể được sử dụng cho đánh giá các mục tiêu chọn giống Phương sai trong về chỉ số mật độ cờ và chiều dài giữa các nhánh cờ, là hình dạng nguyên thủy, bồi hoàn của loài Confite Morocho từ Peru

Wang Xiaoli et al (2001), Trường đại học Nông nghiệp Henan,

Zhengzhou 450002, Trung Quốc nghiên cứu quần thể và KNKH của ngô nổ với các dòng thuần ngô thường thuộc các nhóm di truyền khác nhau, đã dùng mô hình NC II, 06 dòng ngô nổ lai với 10 dòng và có 09 tính trạng được phân tích Kết quả, hầu hết khối lượng hạt/bắp của 60 tổ hợp ngô nổ x ngô thường đều cao hơn nhiều so với đối chứng nhưng khối lượng bỏng nổ của chúng rất thấp Do đó, ngô nổ lai với ngô thường không có giá trị sử dụng trực tiếp Có 06 dòng ngô nổ được xếp vào 04 nhóm di truyền với N04, N05 và N14 cùng nhóm, còn 3 dòng còn lại thuộc 3 nhóm khác (Wang XiaoLi, 1001)

Li et al (2001), Khoa Nông học, đại học Nông nghiệp Henan, Zhengzhou

450002, Trung Quốc) đã sử dụng phương pháp SSR marker để nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng ngô nổ tự phối thường Tập hợp có 56 dòng ngô nổ

tự phối và 21 dòng ngô thường tự phối được chọn lọc là nhóm có ưu thế lai để đánh giá mức độ đa dạng di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối và nghiên cứu quan hệ di truyền giữa chúng Kết quả, khoảng cách di truyền giữa các nhóm ưu thế lai của ngô nổ tự phối và các dòng ngô thường tự phối là khác nhau Phân tích quần thể các dòng tự phối nhận thấy sự khác biệt giữa nguồn gen cận nhiệt đới và nhiệt đới 56 dòng ngô nổ tự phối và 21 dòng ngô thường tự phối được chia thành 07 nhóm ưu thế lai tương ứng với kết quả nghiên cứu và chọn giống thực tế trước đây Kết quả thu được cho thấy các SSR makers có thể được sử dụng để đo khoảng cách di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối, sắp chúng vào nhóm ưu thế lai và sử dụng cho việc nghiên cứu nguồn gen của chúng liên quan đến các dòng ngô thường tự phối và công tác chọn giống

Hadi (2005), Viện hàn lâm khoa học Hungary khi nghiên cứu ảnh hưởng của các dòng ngô nổ từ dãy núi Ander đến sự phát triển của các nguồn gen lấy hạt ở Trung Âu, cho biết các dòng ngô cổ sớm, nhiều hàng, ngô đá hạt cứng có màu hạt nâu ở Trung Âu, và một số dòng ngô răng ngựa ở vùng Chutucuno Chico và Chutucuno Grande chịu lạnh, cảm quang ánh sáng ngày dài, bắp nhỏ, nhiều hàng, nhiều bắp, giống ngô nổ hạt cứng, màu hạt đỏ nâu đươc giới thiệu ở Hungary và Italy Nguồn gen này rất có ý nghĩa cho các nước Châu Âu trong việc chọn giống

Nghiên cứu tính trạng số lượng trong phân loại các giống ngô nổ, Zhang et al

(2006), Trường đại học Nông nghiệp Thượng Hải, Trung Quốc thấy rằng chiều cao cây, khối lượng 100 hạt, năng suất hạt, tỷ lệ hạt nổ, thời gian nổ và mức độ

nổ được sử dụng để phân loại 08 giống ngô thuộc 03 nhóm phân tích Giống Guangxiban, Quảng Đông 1, Quảng Đông 2 và Quảng Đông 3 được đề nghị làm nguồn gen cho chọn giống

Viana and Matta (2008) khi phân tích Khả năng kết hợp chung (KNKHC)

và khả năng kết hợp riêng (KNKHR) của quần thể ngô nổ, bao gồm cả bố mẹ tự phối đã phân tích hiệu quả của KNKH chung và KNKH riêng trong phân tích lai diallel của quần thể giao phấn, có cả bố mẹ tự thụ phấn cho thấy, việc phân tích sự thay đổi giá trị của quần thể do tự phối còn cho phép đánh giá trực tiếp tính trội, sự lệch trội và sự thay đổi di truyền trong mỗi quần thể bố mẹ Phương pháp này

được sử dụng để chọn lọc quần thể ngô nổ trong chương trình chọn giống quần thể

và sản xuất hạt lai được Đại học liên bang Vicosa, Minas, Brazil phát triển Kết quả phân tích đã có 2 quần thể ngô nổ hạt ngọc được chọn đưa vào sản xuất

Joel (2008), Bộ môn khoa học và kỹ thuật trường McPherson College, khi

nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ gieo trồng đến năng suất và phát triển cây ngô

nổ thấy rằng sản xuất ngô nổ hàng hẹp có tiềm năng tăng năng suất hơn hàng rộng

và mật độ hàng hẹp còn làm hạn chế cỏ dại; không tìm thấy sai khác về chiều cao cây, đường kính bắp, đường kính thân, dài bắp, số bắp/cây, P1000 hạt hay năng suất

2.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU NGÔ, NGÔ NỔ Ở VIỆT NAM

2.3.1 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Ngô được đưa vào trồng ở nước ta vào cuối thế kỷ 17 (Ngô Hữu Tình và cs., 1999), đã trở thành cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa gạo, là cây trồng chính để phát triển ngành chăn nuôi và được trồng trên các điều kiên sinh thái khác nhau của cả nước Năng suất ngô của nước ta trước đây rất thấp so với năng suất ngô của thế giới, do sử dụng các giống ngô địa phương và áp dụng kỹ thuật canh tác lạc hậu, bên cạnh đó do truyền thống sản xuất lúa nước lâu đời nên những năm trước đây cây ngô vẫn chưa được chú trọng phát triển mãi cho đến năm 1973 mới có những chính sách phát triển ngô ở Việt Nam (Trần Hồng Uy, 2001) Từ giữa những năm 1980 trở lại đây, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta thông qua chương trình ngô Việt Nam và kết quả đã tạo ra một loạt giống lai không quy ước như LS3, LS5, LS6, LS7 làm thay đổi một bước về năng suất và sản lượng ngô của nước ta ở thời điểm đó, góp phần đưa năng suất của cây ngô lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 1990 Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô của nước ta có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng sử dụng rộng rãi các giống ngô lai vào trong sản xuất, đồng thời áp dụng các kỹ thuật canh tác mới nhằm phát huy hết tiềm năng năng suất của các giống mới Nhờ việc sản xuất giống dễ dàng, giá thành rẻ, con lai có năng suất cao và thích ứng rộng, trong đó các giống ngô lai không quy ước đã được người nông dân nhanh tróng chấp nhận và nhanh chóng mở rộng diện tích Tiếp tục Chương trình ngô Việt Nam về nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai, cùng sự hợp tác Quốc tế chúng ta đã tạo ra nhiều giống lai quy ước đạt năng suất, chất lượng không thua kém các giống lai nhập nội như LVN4, LVN5,

LVN12, LVN23 Năm 1991, diện tích trồng ngô lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2004 diện tích trồng ngô của cả nước là hơn 990 nghìn

ha năng suất đạt 34,9 tạ/ha và sản lượng là 3,454 triệu tấn (Tổng cục Thống kê, 2005), tỷ lệ diện tích trồng ngô lai là 84% (Phạm Đồng Quảng và cs., 2005; Trung tâm Khuyến nông quốc gia, 2005); Năm 2012, năng suất ngô Việt Nam đạt 4,3 tấn/ha và sản lượng đạt 4,8 triệu tấn Đến năm 2014, Việt Nam đạt diện tích, sản lượng ngô cao nhất từ trước cho đến nay (diện tích đạt 1.178,9 nghìn ha, sản lượng 5,2 triệu tấn) (FAOSTAT, 2014) Tuy nhiên năng suất và sản lượng ngô của nước ta vẫn còn ở mức thấp so với năng suất bình quân toàn thế giới Năng suất và sản lượng ngô của thế giới và Việt Nam tăng lên mạnh mẽ nhờ thành tựu phát triển giống ngô lai đơn và kỹ thuật canh tác Ở Việt Nam, nhiều

cơ quan, tổ chức tham gia nghiên cứu chọn tạo giống ngô gồm các Viện (Viện nghiên cứu Ngô, Viện Khoa học kỹ thuật miền Nam), Trung tâm nghiên cứu, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, nhiều công ty (công ty cổ phần Giống cây trồng miền Bắc, công ty cổ phần Giống cây trồng miền Nam, công ty cổ phần Giống cây trồng Trung ương…) Các giống dài ngày (LVN10, HQ2000, LVN8), các giống trung ngày (LVN4, LVN12, LVN17), các giống ngắn ngày (LVN9, LVN99, VN98-1, LVN885) Một số giống ngô lai có năng suất và chất lượng tốt phục vụ cho nhu cầu sản xuất giống như LVN-35, DP-5, SC16161, SC184, LVN98… Tuy nhiên giống ngô lai ngắn ngày cho canh tác vụ Đông ở đồng bằng sông Hồng còn rất hạn chế

Bảng 2.5 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Việt Nam từ 2006 – 2014

Năm Diện tích

(triệu ha) Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ ở Việt Nam

Tại Việt Nam, trong những năm 1990 ngô nổ được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía bắc và vùng Tây Nguyên, hạt ngô có màu sắc đa dạng, giòn, thơm ngon Hiện nay, ngô nổ được trồng rất ít trên đồng ruộng ở nước ta Các nghiên cứu về ngô nổ còn hạn chế, có ba tài liệu nghiên cứu chính thức về ngô nổ được đăng trên tạp chí (tạp chí Hoạt động khoa học của Bộ KHCN, 2012 và tạp chí Nông nghiệp và PTNT của Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2010) Một bài đăng trên kỷ yếu, hội thảo “công nghệ sinh học toàn quốc 2013” Một số tài liệu về phân loại ngô có đề cập đến ngô nổ là một trong các loài phụ song chưa có các kết quả về nghiên cứu ngô nổ Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, Viện Nghiên cứu Ngô và một số cơ quan khác có lưu giữ một số lượng các mẫu giống nhưng không nhiều Trong khi nguồn giống ngô nổ đang bị mất dần, nguồn gen bị xói mòn thì hạt ngô nổ được nhập dưới dạng thực phẩm

Công trình nghiên cứu gần nhất về ngô nổ là đánh giá về sinh trưởng, phát triển và khả năng tạo bỏng của ngô nổ vụ Thu- Đông 2009 tại Gia Lâm - Hà Nội của Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Văn Lộc (Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam), kết quả cho thấy ngô nổ phía Bắc Việt Nam có thời gian sinh trưởng 102 - 125 ngày; chiều cao cây 123,5 - 198,5 cm; số lá trung bình 14,4 - 18,8 lá; số bắp trên cây 1 - 2 bắp; số hàng hạt/bắp 10,0 - 16,0 hàng; số hạt/ hàng 12,4 – 32,0; năng suất của các dòng ngô nổ không cao, trong đó dòng No21 (ngô

nổ Tây nguyên) có năng suất cao nhất và độ nổ tốt nhất (Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Văn Lộc, 2010)

Nguyễn Văn Cương và cs (2013) nghiên cứu về sự đa dạng di truyền của

40 dòng ngô nổ được phân tích bằng 28 mồi RAPD Phân tích sản phẩm PCR của các mồi ngẫu nhiên này thấy có 08 mồi cho kết quả đa hình di truyền với 157 băng/ mồi Trong khi, mồi OPB 07 cho nhiều băng nhất với số băng là 255 băng Mồi OPC-11 cho số băng thấp nhất (79 băng/ mẫu) Mồi OPM 02 cho tỷ lệ số băng đa hình là 100% và mồi OPC-11 có tỷ lệ số băng đa hình thấp nhất là 50% Kết quả phân tích bằng phần mềm NTSYS 2.0 cho thấy mức tương đồng di truyền của các dòng ngô nổ này dao động trong khoảng 0,69 đến 0,94

2.4 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

2.4.1 Khái niệm dòng thuần

Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt đến độ đồng hợp tử cao và ổn định ở nhiều tính trạng Đối với ngô thường sau 7-8 đời tự

phối, dòng đạt đến độ đồng đều cao như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất, màu sắc, dạng hạt và được gọi là dòng thuần

Dòng thuần là vật liệu cơ bản quan trọng trong chọn tạo và phát triển giống ngô lai Dòng thuần được tạo ra từ những vật liệu đa dạng, giống địa phương, giống thụ phấn tự do, các quần thể các gia đình và bằng các phương pháp khác nhau như: tự thụ phấn cưỡng bức các hình thức nội phôi như: half - Sib, Full - sib, nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh với mục đích lựa chọn kiểu gen có những đặc điểm nông sinh học tốt và khả năng sử dụng cao

Shull (1904) tiến hành thụ phấn cưỡng bức ở ngô đến năm 1908 đã thu được con lai có ưu thế lai cao giữa các dòng tự phối và đây là phương pháp đang được các nhà tạo giống sử dụng nhiều Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ưu thế lai tăng nhanh sau năm 1908 và 1909 khi Shull nhà chọn giống người Mỹ công bố một công trình với tiêu đề “Sự tổ hợp của một ruộng ngô” Những nghiên cứu của ông đã tạo ra sự khởi đầu khai thác ưu thế lai ở cây trồng, đây thực sự là một bước nhảy vĩ đại của di truyền học Theo nghiên cứu của Shull, khi tiến hành tự thụ ở ngô để tạo dòng thuần thì xảy ra sự suy giảm sức sống và năng suất nhưng sự suy giảm được phục hồi hoàn toàn khi lai 2 dòng với nhau, phương pháp này đã trở thành phương pháp chuẩn trong chương trình tạo giống ngô lai (Crow, 1998)

Theo (Bùi Mạnh Cường và cs., 1998; Lê Huy Hàm và cs., 1998,1999), phương pháp nuôi cấy bao phấn ngô tại Việt Nam bắt đầu được nghiên cứu và ứng dụng trong khoảng 15 năm trở lại đây và đã thu được một số kết quả nhất định Những nghiên cứu cải tiến quy trình nuôi cấy nhằm nâng cao tỷ lệ tạo phôi

và tái sinh cây đã được đề cập như xử lý lạnh bao phấn trước và sau khi cấy, cải tiến thành phần muối khoáng trong môi trường nuôi cấy, bổ sung các chất hữu

cơ Phương pháp truyền tính cảm ứng thông qua lai nguồn có phản ứng cao với vật liệu Việt Nam đã nâng cao tỷ lệ tái sinh cây lên hàng chục lần

Chọn tạo giống ngô ưu thế lai của ZP (Maize Research Institute “Zemun Polje”, Republic of Secbia) có nội nhũ tiêu chuẩn Thời kỳ đầu chọn tạo giống ngô và chọn lọc các giống địa phương thụ phấn tự do và phân thành 6 nhóm di truyền cơ bản sử dụng làm nguồn vật liệu Đầu tiên phát triển dòng thuần từ nguồn là 3 giống địa phương thụ phấn tự do là Vukovarski răng ngựa, Rumski Golden răng ngựa và Sidski răng ngựa tại Viện nghiên cứu Ngô năm 1953 Sau khi chọn lọc kiểu hình mỗi giống chọn lọc được hàng trăm bắp Chọn bắp trên

hàng và đánh giá khả năng kết hợp ở các thế hệ tự thụ phấn Các bố mẹ của lai kép của Mỹ như WF9 x N6, WF9 x 38-11… đã được sử dụng làm các cây thử Những tổ hợp ngô lai kép đầu tiên của ZP được phát triển như ZP 755, ZP 488,

ZP 370 có dạng ngô răng ngựa, các tổ hợp lai này từ bố mẹ là các dòng thuần (V312, V390, V395, V158, V144, R59) Tiềm năng năng suất của các dòng thuần chỉ ra rằng có thể sử dụng chúng làm mẹ của các tổ hợp lai đơn Bắt đầu từ những năm 1960 và 1970 các tổ hợp lai đơn đầu tiên như ZPSC 1, ZPSC 4, ZPSC 6, ZPSC 3, ZPSC 58c đã được chọn tạo thành công, chứng tỏ nguồn giống ngô địa phương thụ phấn tự do rất có giá trị để phát triển dòng thuần trong

chương trình tạo giống ngô ưu thế lai (Drinic et al., 2007)

Đinh Công Chính (2010) tiến hành thí nghiệm trên 08 quần thể ngô nếp địa phương đã được chọn lọc với các tính trạng tốt được duy trì tại quỹ gen của Viện nghiên cứu Ngô, có 5 giống ngô nếp lai nhập nội từ Trung Quốc và 17 giống nếp lai nhập nội từ Thái Lan, SW 226-SW290 và 4 tổ hợp lai kép giữa các vật liệu trên Kết quả khẳng định rằng có thể ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy bao phấn trong tạo dòng ngô nếp thuần, nguồn vật liệu nhập nội từ Thái Lan có tỷ lệ tạo phôi, tái sinh cây, cây hữu thụ cao hơn vật liệu nhập nội từ Trung Quốc và vật liệu nhập nội bản địa của Việt Nam Tập đoàn dòng thuần được tạo ra từ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn có các tính trạng nông học khá ổn định, có khả năng chống chịu khá, năng suất khá cao và có thể dùng trong các thí nghiệm phân tích

đa hình di truyền và tạo giống lai

2.4.2 Khái niệm ưu thế lai

Nghiên cứu và so sánh sự sinh trưởng, phát triển của cây lai so với bố mẹ

có thể xảy ra 3 trường hợp: cây lai không khác gì bố mẹ hoặc chỉ khác rất ít; cây lai kém hơn bố mẹ; cây lai tốt hơn bố mẹ Thực tế trường hợp thứ ba có ý nghĩa kinh tế đối với sản xuất gọi là hiện tượng ưu thế lai

Ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức sống khỏe hơn bố mẹ, sinh trưởng phát triển nhanh hơn, có tính chống chịu cao hơn, năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn so với bố mẹ của chúng

Năm 1876, Darwin là người đầu tiên đưa ra lý thuyết về ưu thế lai, ông làm thí nghiệm so sánh hai dòng ngô tự phối và ngô giao phối và đi đến kết luận rằng chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 09% so với dạng ngô tự phối Tương tự, ông đã lai rất nhiều loài, giống cây trồng với

nhau và ông đã thấy rằng “Tự phối thường làm giảm sức sống còn giao phối thì khôi phục lại nó” (Ngô Hữu Tình và cs., 1997)

Shull (1994) đã nghiên cứu ưu thế lai ở cây ngô, ông đã tiến hành tự phối

ở ngô để thu được các “dòng thuần” và đã tạo ra những lai đơn từ những dòng thuần này Shull là người đầu tiên đưa ra giải thích đúng đắn về hiện tượng suy giảm sức sống do tự phối và hiện tượng gia tăng sức sống của con lai

Ưu thế lai thể hiện ở tổ hợp lai trên các tính trạng có thể chia thành các dạng biểu hiện chính sau:

Thứ nhất: Ưu thế lai về hình thái

Ưu thế này biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây; bên cạnh đó, diện tích lá, chiều dài bông cờ, số nhánh trên bông cờ ở các tổ hợp lai thường lớn hơn bố mẹ

Thứ hai: Ưu thế lai về năng suất

Biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt/bắp, tỷ lệ hạt/bắp Ưu thế lai về năng suất ở các giống lai đơn giữa dòng có thể đạt 193% - 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985)

Thứ ba: Ưu thế lai về tính thích ứng

Biểu hiện qua khả năng chống chịu với điều kiện môi trường bất thuận như: Sâu, bệnh, khả năng chịu hạn

Thứ tư: Ưu thế lai về tính chín sớm

Thể hiện thông qua con lai chín sớm hơn bố mẹ do sự biến đổi quá trình sinh lý, sinh hóa, trao đổi trong cơ thể tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ

2.4.3 Ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất ngô

Việc chọn tạo và sử dụng ngô lai mới là một việc làm cần thiết đối với sản xuất hiện nay Công tác chọn giống ngô lai được H.Shull bắt đầu thực hiện vào năm 1909 Năm 1917, khi Jones đưa ra phương pháp sản xuất hạt lai kép nhằm

hạ giá thành sản phẩm và ngay trong năm thử nghiệm đầu tiên (1920), phương pháp này đã nhanh chóng được chấp nhận Các giống ngô lai đơn đầu tiên được thử nghiệm năm 1960 đã chinh phục loài người bởi năng suất cao và độ đồng đều mặc dù giá thành hạt giống rất cao Theo CIMMYT (2000), bình quân chung ngô lai trên thế giới chiếm khoảng 65%

Ưu thế lai ở cây ngô về một số tính trạng nông sinh học đã được Goodman xác định năm 1985, trong các tính trạng đó thì đặc tính quang hợp là quan trọng nhất vì hoạt động của bộ máy quang hợp quyết định 90-95% năng suất cây trồng

và ưu thế lai về đặc tính này ở cây ngô đã được công bố ở giai đoạn chín sữa

(Ying et al., 2002)

Trong khoảng 20 năm trở lại đây, nhờ sử dụng các giống ngô lai mới, sản xuất ngô của Việt Nam có những thay đổi nhanh chóng Năm 1990, diện tích trồng ngô lai chỉ chiếm 5 ha, nhưng đến năm 2006 diện tích trồng ngô lai là 876.350 (tổng cục thống kê, 2006) Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam tăng nhanh, giải quyết một phần nhu cầu về lương thực, thực phẩm, thức ăn gia súc của đất nước Tuy vậy, hàng năm chúng ta vẫn phải nhập khẩu một khối lượng ngô lớn làm thức ăn gia súc, do đó để tăng năng suất, sản lượng của cây ngô thì việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh mới, chọn tạo và

sử dụng ngô lai mới là hết sức cần thiết

2.4.4 Khái niệm khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp (KNKH) là khả năng của một dòng (giống) khi lai với dòng khác, giống khác cho con lai có ưu thế lai cao Khả năng kết hợp là một thuộc tính quan trọng không chỉ ở ngô mà ở cả cây trồng khác, nó được kiểm soát

di truyền có thể truyền lại qua tự phối cũng như qua lai Thuật ngữ này lần đầu tiên được Sprague và Tatum (1942) đưa ra và sử dụng Các nhà khoa học phân khả năng kết hợp thành hai loại: Khả năng kết hợp chung (General combining ability-GCA) và Khả năng kết hợp riêng (Specific combining ability-SCA)

- Khả năng kết hợp chung (General combining ability-GCA) là khả năng của dòng hoặc giống truyền các đặc tính tốt cho hầu hết các tổ hợp lai có dòng hoặc giống đó tham gia; biểu thị bằng giá trị ưu thế lai trung bình ở tất cả các tổ hợp lai Khả năng kết hợp chung bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, khá

ổn định dưới tác động của môi trường

- Khả năng kết hợp riêng (Specific combining ability-SCA) của một dòng hoặc giống thể hiện trong tổ hợp lai của dòng hoặc giống đó với dòng hoặc giống khác cho ưu thế lai cao hay thấp Nó được đánh giá thông qua trị số tính trạng cần đánh giá thu được của tổ hợp lai đó so với tổ hợp lai khác

Trong công tác chọn giống cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng, chúng ta luôn mong muốn tìm ra những kiểu gen có giá trị để tạo ra những giống

ngô và nguồn tự phối tốt phục vụ cho quá trình phát triển giống ngô lai Do đó phương pháp đánh giá KNKH của các dòng là khâu quan trọng để tạo các giống ngô lai từ các dòng tự phối

Năng suất giữa con lai F1 và các dòng tự phối là không tồn tại mối tương quan chặt và đáng tin cậy do đó không phải bất kỳ một dòng thuần nào khi quan sát thấy tốt cũng cho rằng KNKH cao (Trần Hồng Uy, 1985)

2.4.5 Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp

* Phương pháp lai đỉnh

Lai đỉnh (topcross) để thử khả năng kết hợp sớm của các dòng tự phối được Devis đề xuất năm 1927, Jenkins và Bruce phát triển năm 1932, rất có ý nghĩa trong giai đoạn đầu của quá trình chọn lọc, khi các dòng tự phối quá lớn Phương pháp lai đỉnh có thể đánh giá KNKH chung của cá dòng Các dòng cần xác định khả năng kết hợp chung gọi là vật liệu thử Các dạng thử thường là các giống được xác định từ trước Yêu cầu của dạng thử là có cơ sở di truyền động có thể là giống địa phương, các giống tổng hợp hoặc giống lai; thường dùng 2 - 3 dạng thử Các dạng thử thường làm mẹ, các dòng cần thử làm bố Như vậy vừa

có thể làm tự phối, vừa lai thử khả năng kết hợp rõ ràng

Việc chọn được những cây thử thích hợp trong tạo giống lai là rất quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các vật liệu trong lai đỉnh Theo Phan Xuân Hào (1997) nên chọn cây thử theo nguyên tắc: Mỗi nhóm ưu thế lai hiện có chọn ít nhất một cây thử, và tùy vào giai đoạn của chương trình chọn các cây thử có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai kép) hay hẹp (dòng thuần lai đơn)

Trong điều kiện Việt Nam nên sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử có nền di truyền rộng hai là cây thử có nền di truyền hẹp để vừa xác định khả năng kết hợp của dòng nghiên cứu vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ sản xuất

Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã thống nhất rằng cây thử không nên ở

cùng nhóm ưu thế lai với các nguyên liệu đem thử, theo Vasal et al (1995) cây

thử là giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp giống lai hay là dòng thuần

Vật liệu thử và dạng thử phải có thời gian sinh trưởng gần tương đương nhau, đặc biệt thời gian tung phấn, phun râu cùng lúc

Lai lần lượt các vật liệu thử với các dạng thử, thu được các tổ hợp lai Vụ sau đem các tổ hợp lai đi so sánh

Cách xác định khả năng kết hợp chung: năng suất của tất cả các tổ hợp lai trong lai đỉnh được cộng lại và chia cho số tổ hợp lai để có một trị số trung bình Năng suất trung bình các tổ hợp lai của từng dòng với các dạng thử được so sánh với trị số trung bình của tất cả các tổ hợp; các dòng có năng suất trung bình cao hơn trung bình của tất cả các tổ hợp đều được coi là có khả năng kết hợp chung Phương pháp này đơn giản, dễ làm và có tính chính xác cao khi xác định khả năng kết hợp Đây là phương pháp được áp dụng rộng rãi

* Phương pháp thụ phấn tự do có cách ly

Nội dung của phương pháp này là đem các vật liệu định thử trồng trong một khu cách ly và cho thụ phấn tự do Thu hoạch hạt trên vật liệu thử Các vật liệu thử cần có thời gian nở hoa tương đương nhau So sánh năng suất của các dòng đã được đã được thụ phấn, trong vụ sau ta có thể đánh giá được khả năng kết hợp chung của các vật liệu cần xác định

Cách xác định khả năng kết hợp chung: Năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp lai được cộng lại để chia cho số tổ hợp lai để có một trị số trung bình Năng suất của các tổ hợp lai của từng dòng được so sánh với trị số trung bình của tất cả các tổ hợp; các dòng có năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp đều được coi là có khả năng kết hợp chung

Phương pháp này đơn giản, dễ làm hơn phương pháp lai đỉnh, nhưng việc đánh giá khả năng kết hợp không chính xác bằng phương pháp lai đỉnh

* Phương pháp luân giao

Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai luân giao do Sprague và Tatum đề xướng (Sprague và Tatum,1942) Sau này được Griffing đề xuất sử dụng 4 mô hình toán học thống kê để phân tích khả năng kết hợp của các dòng tự phối (Ngô Hữu Tình, 1995) Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để đánh giá khả năng kết hợp, đặc biệt là đối với ngô

Luân giao là đem các dòng định thử khả năng kết hợp lai luân phiên trực tiếp với nhau, trong lai luân giao các dòng vừa là cây thử của các dòng khác vừa

là cây thử của chính nó Phương pháp lai luân giao xác định bản chất và giá trị di truyền của các tính trạng cũng như khả năng kết hợp chung và riêng của các vật liệu tham gia

Phân tích luân giao được thể hiện theo hai phương pháp chính: phương pháp phân tích Hayman và phương pháp Griffing

Phương pháp phân tích Hayman: phương pháp này xác định được tham số

di truyền của bố mẹ cũng như của các tổ hợp lai Tuy nhiên việc xác định các thông số chỉ chính xác khi bố, mẹ thỏa mãn điều kiện do Hayman đưa ra Qua phân tích lai luân giao, phương pháp Hayman được tiến hành theo hai bước là phân tích phương sai và ước lượng thành phần biến dị

Phương pháp phân tích Griffing: Phương pháp này cho biết thành phần biến động KNKH chung riêng được quy đổi sang các thành phần biến động do hiệu quả cộng tính, trội và siêu trội của gen Phương pháp lai luân giao dựa trên chiều hướng bố mẹ và con lai thuận nghịch mà Griffing chia làm 4 phương pháp

cơ bản sau đây

Phương pháp 1: Gồm các cặp lai thuận nghịch và các dòng bố mẹ, số tổ hợp lai là P2

Phương pháp 2: Gồm các cặp lai thuận và bố mẹ, số tổ hợp lai là P

(P+1)/2

Phương pháp 3: Gồm các cặp lai thuận và nghịch, số tổ hợp lai P (P-1)

Phương pháp 4: Chỉ có các cặp lai thuận, số tổ hợp lai P (P-1)/2

Trong 4 phương pháp phân tích của Griffing phương pháp 1 và 4 được áp dụng rộng rãi nhất trong công tác chọn tạo giống ngô Hiện nay phương pháp 4 được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình phân tích KNKH trong quá trình cải tạo giống ngô bởi sự tiện lợi không tốn nhiều công sức đạt kết quả nhanh và chính xác

2.4.6 Khảo nghiệm và đánh giá khả năng kết hợp của một số giống ngô

Trong những năm gần đây có nhiều nghiên cứu về đánh giá khả năng kết hợp, chọn tạo giống mới

Nghiên cứu của Thongnarin et al (2006) đánh giá khả năng kết hợp các tổ

hợp lai của 4 dòng tự phối làm bố (241, 246, 303, 5101) và 4 dòng tự phối làm

mẹ (207,209, 216, 513) năm 2005 tại Thái Lan Kết quả có 4 dòng có khả năng kết hợp chung cao và chất lượng tốt là 241, 303, 513 và 216 Chọn ra được các dòng tốt để làm dòng bố 241, 303, các dòng tốt để làm dòng mẹ 216, 513

Nguyễn Việt Long và cs (2008), tiến hành khảo nghiệm đánh giá khả năng kết hợp trên ngô rau vụ xuân năm 2007 tiến hành nghiên cứu trên 28 tổ hợp lai luân giao ngô rau được tạo ra từ 8 dòng ngô nhiều bắp tại Gia Lâm, Hà Nội Kết quả nghiên cứu cho thấy có 5 tổ hợp lai có năng suất bắp bao tử đạt trên 2

tấn/ha đồng thời có đặc tính khác phù hợp để làm ngô rau được khuyến cáo để sản xuất trên diện tích rộng

Kết quả đánh giá đặc điểm nông học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô có nguồn gốc địa lý khác nhau chọn tạo tại phía Bắc Việt Nam (Lưu Cao Sơn, 2009) Nghiên cứu này nhằm đánh giá những đặc điểm nông học và khả năng kết hợp của 26 dòng có nguồn gốc địa lý khác nhau để xác định những dòng tốt phục vụ cho chương trình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai Thí nghiệm đánh giá dòng tại Viện Nghiên cứu Ngô, vụ xuân và thu 2008 cho thấy: 07 dòng DQ.3 MSTo.919, 30Y.87, 30K.95, 30N.34, 30Y.87 và T8NN có nguồn gốc cận nhiệt đới được chọn tạo tại Việt Nam có khả năng sinh trưởng, chống chịu tốt, những dòng này vừa có năng suất cao và có giá trị KNKH chung khá cao, có thể tham gia vào một số THL có triển vọng Đã phát hiện được 02 tổ hợp lai T8NN/CMYT.18' (dòng cận nhiệt đới/nhiệt đới) và 30Y.87/MSTo.919 (dòng nhiệt đới/nhiệt đới) cho năng suất cao

Thongnarin et al (2006) đã xác định khả năng kết hợp (GCA và SCA) để

nhận biết các dòng có khả năng kết hợp tốt nhất trong phát triển giống ngô nếp

ưu thế lai Bốn dòng tự phối làm bố là 241, 246, 303 và 5101, bốn dòng tự phối làm mẹ là 204, 209, 216 và 513 Tổ hợp theo mô hình II được đánh giá trong thí nghiệm RCBD ba lần nhắc lại với 03 đối chứng trong hai vụ là mùa mát 2005 (12/2004-02/2005) và mùa mưa 2005 (5/2005-7/2005) tại khoa Nông nghiệp trường Đại học Khon Kaen, Thái Lan Kết quả xác định được 04 dòng 241, 303,

513 và 216 có giá trị GCA về năng suất và chất lượng dương Bên cạnh đó, các THL phát triển tự những dòng tự phối này như 513 x 241, 216 x 241 và 513 x

303 có năng suất cao và có giá trị khả năng kết hợp riêng về năng suất dương Các dòng 214 và 303 phù hợp làm bố, các dòng 216 và 513 phù hợp làm mẹ Nhóm nhà khoa học chọn tạo giống ngô Hàn Quốc năm 2005 (Viện khoa học cây trồng quốc gia Suwon – RDA) đã tạo ra giống ngô nếp lai đơn Ilmichal hạt trắng có chất lượng ăn tươi tốt, năng suất cao và chống đổ tốt Giống lai được tạo bằng hai dòng tự phối KW51 (seed parent) và KW35 (pollen parent), giống

có chiều dài bắp 18,8 cm và đường kính 4,5 cm, tỷ lệ kết hạt trên bắp cao (95%)

Giống lai cũng chống bạc lá Biporalis maydis và Exserohilum turcicum Khả

năng duy trì dòng bố mẹ và sản xuất hạt lai rất thuận lợi và đã được phổ biến rộng rãi ở Hàn Quốc Giống ngô nếp lai đơn “Chalok 1’ được tạo ra từ năm 1989

do lai giữa hai dòng tự phối KW1 (seed parent) và KW2 (pollen parent) Hai

dòng này tự phối từ giống ngô địa phương của Hàn Quốc Giống ngô lai Chalok

1 phun râu sớm hơn giống ngô nếp địa phương 12 ngày, đồng đều hơn, chất lượng cũng tốt hơn giống ngô nếp địa phương nhưng chiều dài bắp không phù hợp cho xuất khẩu Giống Chalok 2 phát triển năm 1994 chiều bắp dài hơn Chalok 1 là 2,5 cm, chín muộn hơn 4 ngày, phù hợp xuất khẩu của cơ quan phát

triển nông thôn Hàn Quốc (Jung et al., 2006)

Shen et al (2009) khi nghiên cứu khả năng kết hợp về các tính trạng chất

lượng của ngô nếp, nghiên cứu thực hiện với 06 dòng tự phối ngô nếp (01 dòng mới giới thiệu và 05 dòng của Thượng Hải) đưa vào sơ đồ lai diallen theo mô hình Griffing 4 trên thí nghiệm đồng ruộng thực hiện 06 dòng và các tổ hợp lai của chúng Đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA), khả năn g kết hợp riêng (SCA) và các thông số di truyền của một số tính trạng chất lượng Kết quả cho thấy sự sai khác có ý nghĩa cao về GCA và SCA ở tất cả các tính trạng chất lượng trừ tính trạng độ dày vỏ và màu sắc hạt Tính trạng màu sắc được điều khiển bởi gen hiệu ứng cộng, trong khi các gen cộng và không cộng điều khiển các tính trạng chất lượng khác Các dòng tự phối P3, P6, P5, P2, có giá trị GCA cao

ở hầu hết các tính trạng, trong khi các dòng P36, P46, P13, P15 P24, P25 có giá trị SCA cao ở hầu hết các tính trạng

Trong nghiên cứu đánh giá khả năng kết hợp của Vũ Văn Liết và cs (2011) đối với 8 dòng ngô nếp tự phối chọn tạo từ các quần thể ngô nếp thuộc các nhóm dân tộc khác nhau thu được kết quả Có 3 dòng có khả năng kết hợp chung cao là D2, D3 và D5 có thể sử dụng cho các chương trình lai tạo giống ngô nếp lai đơn; có 1 tổ hợp lai D2 x D4 có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp trồng làm ngô nếp ăn tươi

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

3.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Khu thí nghiệm đồng ruộng khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Thời gian: Vụ Xuân và vụ Thu - Đông năm 2015

3.1.2 Vật liệu

TT Kí hiệu Tên dòng Nguồn gốc

Vật liệu bao gồm 10 dòng ngô: NS1N8, S11B(2), S11B(3), S11C(3),

S11C(4), N17(2), N2(1), N1(2)a, N1(2)b, N3A(1) và 2 dòng D231D6, N17(1)b

được sử dụng làm cây thử và 20 THL được tạo ra từ 10 dòng trên với 2 dòng thử Đời tự phối của 10 dòng và 02 dòng thử là đời S5, cách tạo dòng thuần bằng phương pháp tự thụ phấn

Dòng thử thứ nhất D231D6 được rút ra từ dòng BRAZ 2799 do Học viện Nông nghiệp Việt Nam thực hiện từ đời S5 có đặc điểm: dạng hạt màu trắng, đầu tròn Dòng thử thứ hai N17(1)b là được rút ra từ dòng CMS 42 REDOND có nguồn gốc nhập nội từ CIMMYT, tự phối đời S5, có đặc điểm dạng hạt nhỏ, màu vàng, đầu tròn

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô nổ

- Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Đánh giá đặc điểm nông sinh học và năng suất các dòng, các THL ngô nổ

- Lai đỉnh để thu nhận các tổ hợp lai (Topcross):

- Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh thông qua con lai ở

các tính trạng, khả năng tạo hạt, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số lá, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất, khả năng nổ

3.3.1 Bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm 1: Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng và thu nhận các THL

a Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng được bố trí theo phương

pháp đánh giá tập đoàn giống Các công thức thí nghiệm được bố trí tuần tự không nhắc lại

+ Mỗi công thức gieo 02 hàng, mỗi hàng dài 5 m

+ Khoảng cách gieo: Hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm

Theo phương pháp này, các dòng giống cần xác định KNKH được lai với cùng một dạng gọi là cây thử (Tester) để tạo ra các tổ hợp lai thử Qua đánh giá

tổ hợp lai sẽ xác định được KNKH của dòng Phương pháp này có ý nghĩa ở giai

đoạn đầu của quá trình chọn lọc khi khối lượng dòng quá lớn không thể đánh giá bằng phương pháp luân giao (Ngô Hữu Tình, 1997) Phương pháp lai đỉnh đã trở thành một kỹ thuật chuẩn, được sử dụng rộng rãi để đánh giá KNKH chung của vật liệu giống, đặc biệt rất có hiệu quả trong công tác tạo dòng là giống ngô lai

Số dòng tham gia 10 dòng, gồm các dòng NS1N8, N17(2), N23(3), N21(3), N2(1), N3B(1), N17(1), N1(2), N3A(1), N2(2), số dòng thử (tester) 02 dòng, tên dòng thử S11B(1), D213D6

Sơ đồ lai đỉnh và các tổ hợp lai

TT Tên dòng Tổ hợp lai với

cây thử 1

Tổ hợp lai với cây thử 2 Ký hiệu

- Thí nghiệm 2: Đánh giá các THL được bố trí thí nghiệm theo kiểu khối

ngẫu nhiên đầy đủ, 3 lần nhắc lại Đối chứng là giá trị trung bình của các tổ hợp

(do chưa có giống ngô nổ được công nhận chính thức) Quy trình Kỹ thuật (Mật

độ và chăm sóc ) và đánh giá các chỉ tiêu cơ bản theo theo QCVN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn-QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT và QCVN 01-66: 2011/BNNPTNT

+ Trồng hàng bảo vệ xung quanh

+ Khoảng cách gieo Hàng cách hàng 60 cm, cây cách cây 25 cm

Gieo hạt sâu từ 2 – 3 cm theo khoảng cách 70cm x 25 cm

Trồng dặm bổ sung cho những cây bị chết hoặc không phát triển được và tỉa cây để mỗi hốc 1 cây phát triền tốt

Tưới nước đầy đủ và hợp lý: chú ý ở 2 thời kỳ thời kỳ trỗ cờ độ ẩm 80 % và thời kỳ chín sữa đạt 70 – 80%

Xới xáo, phá váng hợp lý

+ Bón phân: lượng phân bón cho 1 ha như sau:

Phân đạm: 120 kg N (260.87 kg ure)

Phân lân: 100 kg P2O5 (625 kg supe lân)

Phân kali: 80 kg K2O (133,33 kg kaliclorua)

Cách bón:

Bón lót: phân lân và phân vi sinh (thay phân chuồng)

Bón thúc: phân đạm và kali được chia đều làm 3 đợt

Đợt 1: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/2 kg K2O (66,67 kg kali), bón khi ngô được 3–5 lá, kết hợp với làm cỏ, vun gốc cho cây

Đợt 2: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/2kg K2O (66,67 kg kali), bón khi ngô được 7–9 lá, kết hợp với làm cỏ, vun gốc cho cây

Đợt 3: còn lại, bón trước trỗ cờ 10 - 15 ngày (giai đoạn xoắn nõn), kết hợp làm cỏ vun cao chống đổ cho cây

- Thời vụ gieo: Gieo hạt từ ngày 29/8/2015 và thu hoạch từ 20/12/2015

3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi

- Thời gian sinh trưởng (ngày): từ khi gieo đến:

Ngày mọc: từ khi gieo hạt đến khi có 50 % cây nhú lên khỏi mặt đất

Ngày trỗ cờ: Khi có ≥ 70 % số cây trỗ cờ

Ngày tung phấn: ngày có ≥ 70% số cây có hoa nở được 1/3 trục chính Ngày phun râu: ngày có ≥ 70% số cây phun râu

Ngày chín sinh lý: ngày có 100% cây có lả bị khô hoặc chân hạt có điểm đen

- Các chỉ tiêu hình thái:

Chiều cao cây cây (cm): đo từ mặt đất đến điểm phân nhánh cờ đầu tiên

Độ cao đóng bắp (cm): đo từ mặt đất tới đốt đóng bắp trên cùng

Số lá: Bôi sơn để đánh dấu lá thứ 3, 5 và thứ 10

Động thái tăng trưởng chiều cao cây, 7 ngày đo một lần, đo từ mặt đất đến đỉnh lá cao nhất

Động thái tăng trưởng số lá, 7 ngày đếm 1 lần

- Các yếu tố cấu thành năng suất:

Chiều dài bắp: đo khoảng cách giữa hai đầu mút của hàng hạt dài nhất

Chiều dài đuôi chuột: chiều dài phần đầu bắp không có hạt

Đường kính bắp (cm): đo ở giữa bắp

Số hàng hạt/bắp: Một hàng được tính khi có 50% số hạt so với hàng dài nhất

Số hạt/hàng: Được đếm theo hàng hạt ở bắp có chiều dài trung bình Khối lượng 1000 hạt (gram) ở ẩm độ 14%

Ẩm độ khi thu hoạch (%): Lấy mẫu như khi tính tỷ lệ hạt/bắp, đo bằng máy Kett–Grainer

Năng suất lý thuyết (tạ/ha) được tính theo công thức:

NSLT=

100000

*1000

P1000 : là khối lượng 1000 hạt (gram) ở độ ẩm 14%

Năng suất hạt thực thu (tạ/ha) ở ẩm độ 14%:

- Khả năng chống chịu (theo CIMMYT.2006):

+ Sâu đục thân: cho điểm từ 1–5

Điểm 1: < 5% số cây

Điểm 2: 5–15 % số cây

Điểm 3: 15–25 % số cây

Điểm 4: 25–35 % số cây

Điểm 4: vết bệnh lan đến bắp ( lá bi)

Điểm 5: vết bệnh lan toàn cây

+ Bệnh đốm lá: (cho điểm từ 1 đến 5 tương tự như với bệnh khô vằn)

* Đổ gẫy thân: đếm các cây bị gãy ở đoạn thân phía dưới gốc trước khi thu hoạch Điểm 1: Tốt: <5% cây gãy

Điểm 2: Khá: 5 – 15 % cây gãy

Điểm 3: T.Bình: 15-30 % cây gãy

Điểm 5: Rất kém: 50% cây gãy

* Chống đổ:

Đổ rễ (%) được tính theo cây đổ nghiêng 1 góc >30o so với phương thẳng đứng

Đổ gẫy (%) được tính khi cây gãy ngay dưới bắp hữu hiệu

- Độ nổ: Dụng cụ thí nghiệm: máy nổ, dầu, đồng hồ bấm giờ, ống thí đong hình trụ có đường kính 3cm có chia vạch

+ Tiến hành: dùng ống đong hình trụ đo thể tích 50ml hạt trước khi nổ Đun sôi dầu cho lần lượt từng công thức ngô nổ vào Bấm giờ từ khi bắt đầu hạt ngô đầu tiên đến khi hạt nổ cuối cùng Để nguội đo thể tích sau nổ bằng ống trụ thí nghiệm theo công thức V = Π.R2.h (h – chiều cao ống trụ, R = 1,5 cm là bán kính đáy)

3.3.3 Một số chỉ tiêu cảm quan

- Vận dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống ngô (QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT) và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống ngô (QCVN 01-66: 2011/BNNPTNT) Do Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn chưa ban hành quy chuẩn đánh giá các chỉ tiêu về ngô nổ nên chất lượng được đánh giá bằng thử nếm: Đánh giá bằng cách cho nổ Quan sát bỏng ngô và ăn thử sau đó cho điểm

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu

- Xử lý số liệu trên máy tính bằng chương trình Microsoft Excel và xử lý thống

kê theo phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) bằng chương trình thống

kê sinh học IRISTAT ver 5.0

- Xác định chỉ số chọn lọc, khả năng kết hợp bằng phân tích phương sai Topcross (phương pháp thông dụng của Nguyễn Đình Hiền, 1995)