KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP TẬP ĐOÀN DÒNG NGÔ NẾP THUẦN Đinh Công Chính 1 , Bùi Mạnh Cường 2 , Trần Đình Long 3 , Đoàn Thị Bích Thảo 2 , guyễn Thị Thu Hoài 2
Trang 1KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐA DẠNG DI TRUYỀN
VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP TẬP ĐOÀN DÒNG NGÔ NẾP THUẦN
Đinh Công Chính 1 , Bùi Mạnh Cường 2 , Trần Đình Long 3 , Đoàn Thị Bích Thảo 2 , guyễn Thị Thu Hoài 2 , guyễn Thế Hùng 4
SUMMARY
Genetic Diversity and Combining Ability of Waxy Corn Inbred Line urseries
In maize breeding, using of genetic diversity for development of high yielding hybrids has been accepted for wide application Results on analysis of 30 Vietnam waxy conr inbred lines showed that these lines wese highly diversified and can be split into 4 genetic groups with dissimilarity index of 0.6 Seven lines had high general combining ability and specific combining variance were 1, 2, 10, 11, 14, 17 and 18 Four promising waxy corn hybrids ( 1 x 10, 2 x 4, 4 x 5, and 18 x 19) yielded higher than that
of checks The promising hybrids are under large scale testing Therefore, based on results
of application of parameters on genetic diversity of waxy corn inbred lines, this achievement should be continuously studied and wider applied for other maize breeding programs in Vietnam
Keywords: Genetic diversity and dissimilarity, general combining ability,, waxy corn
inbred lines
I §ÆT VÊN §Ò
Trong công tác chọn tạo giống nói
chung và cây ngô nói riêng, ý tưởng sử
dụng đa dạng di truyền để tạo giống ngô lai
có ưu thế lai cao đã được công nhận và sử
dụng rộng rãi Khai thác những thông tin về
đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các
nguồn vật liệu có ý nghĩa to lớn và là sức
mạnh của công tác cải tạo giống cây trồng
(Hallauer và cs., 1988)
Ở nước ta vấn đề trên được quan tâm
nghiên cứu trước hết ở mức độ chỉ thị hình
thái, trong những năm gần đây đã sử dụng
chỉ thị phân tử trong việc phân tích đa hình
di truyền tập đoàn dòng ngô tẻ (Bùi Mạnh
Cường và cs., 2004; 2007; Phan Xuân Hào
và cs., 2005) đối với vật liệu ngô nếp thì ít được quan tâm Có thể do tập đoàn vật liệu còn nghèo, hơn nữa công tác chọn tạo giống ngô nếp lai có năng suất cao chất lượng tốt chưa được quan tâm đúng mức Xuất phát
từ hạn chế trên, trong bài báo này chúng tôi muốn trình bày một số kết quả phân tích đa dạng di truyền và khả năng kết hợp của tập đoàn dòng ngô nếp nhằm làm phong phú thêm những thông tin nghiên cứu về ngô nếp ở Việt Nam
II VËT LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P
1 Vật liệu nghiên cứu
- Tập đoàn dòng ngô nếp dùng trong phân tích đa hình di truyền bao gồm 30
Trang 2dòng trong đó có 22 dòng được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn có nguồn gốc Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan; 8 dòng được rút dòng trực tiếp từ pool1, pool2, pool3, pool4
có nguồn gốc bản địa
- Thí nghiệm đánh giá khả năng kết hợp bao gồm 11 dòng thuần diallen1 và 10 dòng đối với diallen 2
2 Phương pháp nghiên cứu -Phương pháp bố trí thí nghiệm theo
quy trình kỹ thuật của Viện Nghiên cứu Ngô
- Số liệu được thu thập và xử lý theo
phương pháp thống kê sinh học trên phần
mềm Excel version 5.0 và phần mềm MSTATC
- Phân tích đa hình di truyền theo hướng dẫn của AMBIONET-CIMMYT và dựa trên phầm mềm NTSYSpc2.1
- Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp chung qua mô hình luân giao Griffing4, được xử lý bằng chương trình Diallen version 2.0 của Nguyễn Đình Hiền III KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN
1 Kết quả phân tích đa hình di truyền
Dựa trên kết quả phân tích đa hình di truyền tập đoàn xác lập mối quan hệ giữa
các vật liệu thông qua cây
(hình1)
1
Cục Trồng trọt-Bộ Nông nghiệp và PTNT; 2Viện Nghiên cứu Ngô; 3Hiệp hội Giống cây trồng Việt Nam;
4
Đại học Nông nghiệp Hà Nội
Trang 3N29MW
N29 N1 N2 N3 N4 N12 N22 N5 N6 N24 N25 N7 N8 N9 N28 N10 N23 N11 N26 N13 N30 N14 N27 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21
Hình 1 Cây phả hệ 30 dòng nếp vụ thu 2009 Trên cơ sở đó tập đoàn vật liệu được
phân nhóm cách biệt di truyền Nếu lấy
khoảng cách di truyền là 0,35 để phân nhóm
thì tập đoàn vật liệu được phân thành 4 nhóm
- Nhóm I bao gồm 2 nhóm phụ:
Nhóm phụ 1: N1, N29, N2, N3, N4,
N12, N22, N5, N6, N24
Nhóm phụ 2: N25, N7, N8, N9, N28
- Nhóm II bao gồm: N10, N23, N11, N26, N13, N30, N14, N27, N15
- Nhóm III bao gồm: N16, N17, N18, N19
- Nhóm IV bao gồm: N20, N21
Dựa vào kết quả phân nhóm cách biệt
di truyền, xác định khoảng cách di truyền giữa các nhóm (bảng1)
Trang 4Bảng 1 Khoảng cách di truyền (GD) giữa các nhóm cách biệt di truyền
Nhóm Số cặp phân tích
GD Giá trị cao nhất Giá trị thấp nhất Giá trị trung bình
(Nguồn: Bộ môn Công nghệ Sinh học-Viện Nghiên cứu Ngô)
Qua bảng 1 cho thấy: Khoảng cách
di truyền (GD) nhóm I x IV cao nhất
GD = 0,66, thấp nhất nhóm II x III
(GD = 0,59), nhóm I x III có GD =
0,63; Các dòng ở nhóm I với nhóm IV
cho giá trị cực đại GD = 0,81, giá trị
cực tiểu I x II GD = 0,34 So với kết
quả phân tích tập đoàn dòng ngô tẻ, tập
đoàn ngô nếp có khoảng cách di truyền
lớn hơn, đa dạng hơn
2 Khả năng kết hợp về năng suất của
các dòng
Nhằm đánh giá khả năng ứng dụng của
dòng trong công tác chọn tạo giống ngô nếp
lai, tiến hành đánh giá khả năng kết hợp của
tập đoàn dòng thông qua 2 thí nghiệm
diallen 1 và diallen 2, các thí nghiệm được
bố trí theo mô hình Griffing 4, các thí
nghiệm đánh giá về năng suất của các tổ
hợp lai được bố trí theo khối ngẫu nhiên 3 lần nhắc lại
Diallen 1 bao gồm các dòng thuộc nhóm cách biệt di truyền I: N1, N2, N3, N4, N6, N6 (nhóm phụ cách biệt di truyền 1); N7, N8, N9 (nhóm phụ cách biệt di truyền 2; Nhóm cách biệt di truyền II: N10, N11 Diallen 2 bao gồm 10 dòng: N12 (nhóm I); N13, N14, N15 (nhóm II); N16, N17, N18, N19 (nhóm III); N20, N21 (nhóm IV)
Các dòng sử dụng trong 2 thí nghiệm diallen là các dòng ưu tú đại diện cho các nhóm cách biệt di truyền, có khả năng sử dụng trong tạo giống ngô nếp lai
Kết quả phân tích khả năng kết hợp của các dòng thể hiện ở bảng 2 và 3
Bảng 2 Khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng
của 11 dòng ngô nếp (diallen 1)-vụ xuân 2010
Trang 51 N1 3,62 83,91
(Nguồn: Bộ môn Công nghệ Sinh học-Viện Nghiên cứu Ngô)
Bảng 3 Khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng
của 10 dòng ngô nếp (diallen 2)-vụ xuân 2010
(Nguồn: Bộ môn Công nghệ Sinh học-Viện Nghiên cứu Ngô)
Qua bảng 2 và 3 cho thấy, ở thí
nghiệm diallen 1 xác định được dòng N1,
N2, N10, N11 có khả năng kết hợp chung
cao, phương sai khả năng kết hợp riêng
cao Ở thí nghiệm diallen 2 xác định dòng
N14, N17, N18 có khả năng kết hợp chung
cao và phương sai khả năng kết hợp riêng cao Những dòng này có thể bổ sung vào
hệ thống cây thử của tập đoàn dòng nếp
3 Đặc điểm nông sinh học, năng suất của một số tổ hợp lai ưu tú
Trang 6Trên cơ sở kết quả 2 thí nghiệm diallen,
chọn lọc 7 tổ hợp lai triển vọng tiến hành
đánh giá đặc điểm nông sinh học (bảng 4),
yếu tố cấu thành năng suất và năng suất (bảng 5)
Bảng 4 Đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp lai ưu tú
(vụ xuân 2010)
TGST (ngày)
Cao cây (cm)
Khả năng chống chịu (điểm) Chống
đổ
Chịu hạn
Khô vằn
Gỉ sắt
Sâu đục thân
Sâu đục bắp
3
4
N2 x N4
N2 x N5
103
100
169,4 162,6
2
1
2
2
3
2
2
2
2
2
2
2
(Nguồn: Bộ môn Công nghệ Sinh học-Viện Nghiên cứu Ngô)
Bảng 5 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 7 tổ hợp lai triển vọng
(vụ xuân 2010)
(cm)
ĐKbắp (cm)
Số h.hạt
Số hạt/hàng
Tỷ lệ hạt/bắp (%)
Màu sắc hạt
Năng suất (tạ/ha)
1 N1x N4 13,43 3,84 12,00 17,88 78,06 trắng đục 50,25
2 N1x N10 14,27 3,72 14,00 24,80 82,20 trắng đục 62,42
3 N2 x N4 13,20 4,02 12,40 21,80 80,00 trắng đục 57,87
4 N2 x N5 12,94 3,86 12,40 23,46 78,33 trắng đục 52,02
5 N4 x N5 12,92 3,74 13,20 24,20 80,21 trắng đục 57,07
6 N14 x N17 13,49 3,86 12,00 20,16 80,68 trắng đục 51,76
7 N18 x N19 12,97 4,06 13,60 25,00 79,63 trắng đục 53,03
8 Wax44 (Đ/C) 10,98 4,14 14,56 21,15 79,60 trắng đục 48,69 (Nguồn: Bộ môn Công nghệ Sinh học-Viện Nghiên cứu Ngô)
Về tính trạng hình thái, các tổ hợp lai
có thời gian sinh trưởng từ 96-105 ngày,
thuộc nhóm chín sớm Chiều cao cây từ
162-170cm, thuộc dạng hình thấp cây,
chống đổ, chịu bệnh và hạn, khá hơn đối
chứng Các tổ hợp lai có chiều dài bắp dài
hơn nhưng đường kính bắp nhỏ hơn đối chứng, dạng bắp thuôn dài, tỷ lệ hạt/bắp cao đạt 78-80%, hạt có màu trắng đục, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng Trong số
7 tổ hợp lai triển vọng thì có 4 tổ hợp lai
có năng suất vượt đối chứng ở mức tin cậy
Trang 70,05 là N1 x N10 (62,42 tạ/ha); N2 x N4
(57,8t ạ/ha); N4 x N5 (57,07 tạ/ha) và
N18 x N19 đạt 53 tạ/ha 3 tổ hợp lai còn
lại có năng suất tương đương với đối
chứng 50 tạ/ha
Kết quả phân tích đa hình di truyền,
đánh giá khả năng kết hợp, đã xác định
được 7 dòng có khả năng kết hợp chung cao
và phương sai khả năng kết hợp riêng cao là
N1, N2, N10, N11, N14, N17, N18, xác
định 4 tổ hợp lai có năng suất cao là tổ hợp
lai 2, 3, 5 và 7
IV KÕT LUËN
1 Kết quả phân tích đa hình cho thấy tập
đoàn gồm 30 dòng nếp khá đa dạng và phong
phú, phân thành 4 nhóm cách biệt di truyền
với khoảng cách di truyền trung bình 0,60
2 Xác định được 7 dòng có khả năng
kết hợp chung và phương sai khả năng kết
hợp riêng cao là N1, N2, N10, N11, N14,
N17, N18 Xác định được 4 tổ hợp lai có
năng suất cao hơn đối chứng là N1 x N10;
N2 x N4; N4 x N5; N18 x N19 Những tổ
hợp lai này cần tiếp tục được khảo nghiệm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bùi Mạnh Cường, Phan Xuân Hào, guyễn
Văn Trường, Đoàn Thị Bích Thảo,
2004 “Phân tích đa dạng di truyền tập
đoàn dòng ngô bằng chỉ thị SSR” Tạp
chí Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn, số 1, tr 32-35
guyễn Phương Đoài, guyễn Huỳnh Minh
Quyên, guyễn Văn Trường, Bùi Mạnh
Cường, Trịnh Đình Đạt, 2004 “Sử dụng
chỉ thị phân tử SSR để nghiên cứu đa
dạng di truyền và dự đoán ưu thế lai của
một số dòng ngô (Zea mays L.)” Báo
cáo khoa học Hội nghị toàn quốc: Nghiên cứu cơ bản trong Khoa học và
Sự sống, Thái Nguyên 29-9-2004, tr.365-369
Phan Xuân Hào, Bùi Mạnh Cường, guyễn Văn Trường, Đoàn Thị Bích Thảo,
2005 “Phân tích đa dạng di truyền của
các dòng ngô thuần và mối quan hệ giữa các hệ số di truyền với năng suất các tổ hợp lai ở ngô được thể hiện thông qua chỉ thị SSR”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 6, tr 22-25
gô Thị Minh Tâm, Bùi Mạnh Cường,
2007 “Sử dụng chỉ thị SSR trong
phân tích đa dạng di truyền để dự đoán ưu thế lai và khả năng kết hợp của một số dòng ngô thuần”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,
số 5, tr.30-34
Hallauer A R., Russel W A., Lamkey K R.,
1988 “Corn breeding” Corn and corn
improvement, American Society of Agronomy, USA: 463-564
Trang 8T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
8
