Luận văn thạc sĩ khảo sát tập đoàn dòng ngô đường và đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô đường bằng phương pháp lai đỉnh năm 2010 tại vùng gia lâm, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------ DƯƠNG VĂN LONG KHẢO SÁT TẬP ðOÀN DÒNG NGÔ ðƯỜNG VÀ ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ ðƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

DƯƠNG VĂN LONG

KHẢO SÁT TẬP ðOÀN DÒNG NGÔ ðƯỜNG VÀ ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ

ðƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAI ðỈNH NĂM 2010

TẠI VÙNG GIA LÂM - HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG

HÀ NỘI - 2010

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ……… ………i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu kết quả nghiên cứu ñược nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công

bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác

Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn ñều ñược ghi

rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Dương Văn Long

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thế Hùng ñã tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô Viện ñào tạo sau ñại học, khoa Nông học, bộ môn Cây lương thực ñã tận tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện ñể tôi hoàn thành luận văn

Luận văn này ñược hoàn thành còn có sự giúp ñỡ tận tình của nhiều bạn bè, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà N ội, ngày 08 tháng 09 năm 2010

Tác giả

Dương Văn Long

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦii

2.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam 4 2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô ựường trên thế giới và Việt Nam 8 2.3 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo và sử dụng giống ngô ựường 12

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

4.1 Kết quả khảo sát các dòng ngô thắ nghiệm vụ Thu đông năm 2009 42 4.1.1 đặc ựiểm thời gian sinh trưởng và phát triển của các dòng ngô 42 4.1.2 đặc ựiểm hình thái cây của các dòng ngô thắ nghiệm 46 4.1.3 đặc trưng hình thái bắp và bông cờ của các dòng ngô thắ nghiệm 49 4.1.4 Số lá, diện tắch lá và chỉ số diện tắch lá của các dòng ngô thắ nghiệm 53

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………iii

4.1.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống ñổ của các dòng ngô 57 4.1.6 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất hạt của các dòng ngô 60 4.1.7 Kết quả chọn dòng theo chỉ số chọn lọc (Selindex) 63 4.2 Kết quả khảo sát các tổ hợp ngô ñường lai vụ Xuân 2010 67 4.2.1 Các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp ngô ñường lai 67 4.2.2 Các ñặc ñiểm hình thái cây và số lá của các tổ hợp ngô ñường lai 69 4.2.3 Một số ñặc ñiểm hình thái bắp của các tổ hợp ngô ñường lai 70 4.2.4 Một số chỉ tiêu sinh lý của các tổ hợp ngô ñường lai 72 4.2.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống ñổ của các THL ngô ñường 75 4.2.6 Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp ngô ñường lai 77 4.2.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai 78 4.2.8 Khả năng kết hợp của một số tính trạng các dòng ngô thí nghiệm 81

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………iv

TGST Thời gian sinh trưởng

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦv

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU

2.1: Diện tắch, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới giai ựoạn

2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai ựoạn 2000 Ờ 2008 7 2.4 Diện tắch, năng suất và sản lượng ngô ựường trên thế giới giai

2.5 Xuất khẩu ngô ựường (bắp tươi) trên thế giới và một số nước,

2.6: Sự phân bố của gen quy ựịnh loại hình ngô thực phẩm (ngô nếp,

3.2: Các tổ hợp ngô ựường lai tham gia thắ nghiệm (vụ Xuân 2010) 36 4.1 Tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của các dòng ngô 43 4.2: Một số ựặc ựiểm hình thái cây của các dòng ngô (Vụ Thu đông

4.3 Một số ựặc trưng hình thái bắp của các dòng ngô thắ nghiệm (Vụ

4.4 Một số chỉ tiêu về bông cờ, khả năng phun râu của các dòng ngô 52 4.5: Diện tắch lá và chỉ số diện tắch lá của các dòng ngô thắ nghiệm 55 4.6 Mức ựộ gây hại của sâu bệnh và chống ựổ của các dòng ngô (Vụ

4.7 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất hạt của các dòng ngô 62 4.8 Tương quan giữa một số ựặc ựiểm nông, sinh học các dòng ngô 64 4.9 Mục tiêu và cường ựộ chọn lọc của một số chỉ tiêu chọn lọc 65

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………vi

4.10 Chỉ số chọn lọc và một số chỉ tiêu hình thái, năng suất của 8

4.11: Tỷ lệ nảy mầm và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai 68 4.12: Một số chỉ tiêu hình thái cây và số lá của các tổ hợp lai 70 4.13 Một số chỉ tiêu hình thái bắp của các tổ hợp ngô ñường lai (Vụ

4.14: Chỉ số diện tích lá và SPAD của các tổ hợp ngô ñường lai 73 4.15: Mức ñộ gây hại của sâu bệnh và chống ñổ của các tổ hợp lai 76 4.16: Một số chỉ tiêu chất lượng và ñộ Brix của các tổ hợp ngô ñường lai 78 4.17: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô

4.19: Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng và của cây thử 83 4.20: Giá trị KNKH riêng theo tính trạng năng suất bắp tươi 85

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………vii

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ

4.1 Diện tích lá của một số dòng ngô qua các thời kỳ 56 4.2 Chỉ số diện tích lá của một số dòng ngô qua các thời kỳ 56

4.4 Chỉ số diện tích lá của các tổ hợp ngô ñường lai 74

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………1

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Ngô là một trong những cây ngũ cốc chính, cổ nhất, phổ biến rộng, có năng suất cao và giá trị kinh tế lớn của loài người Hàng năm, ngô góp phần nuôi sống khoảng 1/3 dân số thế giới Ngô giàu dinh dưỡng hơn lúa mì và gạo Nhiều nước coi ngô là cây lương thực chính không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày Ngoài ra, ngô còn là thức ăn quan trọng cho gia súc, là nguyên liệu chính cho các nhà máy chế biến thức ăn gia súc tổng hợp, cho công nghiệp sản xuất cồn, tinh bột, dầu, bánh kẹo (Ngô Hữu Tình, 2003)[22]

Trong những năm gần ñây, do nhu cầu về chất lượng cuộc sống của con người, cây ngô còn là cây thực phẩm ñem lại lợi tức cao (ngô ñường, ngô nếp, ngô rau) Diện tích gieo trồng ngô thực phẩm trên thế giới ngày càng ñược

mở rộng Theo thống kê của FAO, năm 2000 diện tích ngô thực phẩm khoảng 1,0 triệu ha, năng suất 83,8 tạ/ha, tổng sản lượng 8,6 triệu tấn ñến năm 2007 diện tích trồng ngô thực phẩm trên toàn thế giới khoảng 1,1 triệu ha, năng suất ñạt 88,3 tạ/ha, tổng sản lượng thu hoạch là 9,2 triệu tấn (FAOSTAT, 2009)[41] Và một trong những cây ngô thực phẩm có giá trị dinh dưỡng, kinh tế cao, ñang ñược các nhà khoa học nông nghiệp nghiên cứu chọn tạo là

cây ngô ñường (Zea mays L, subsp saccharata Sturt) Ngô ñường ñược xếp

vào loại rau sạch, chất lượng cao Sản phẩm chính của ngô ñường là: bắp tươi

ñể luộc; bắp tươi cho chế biến ñông lạnh; bắp tươi chế biến kẹo ngô và làm sữa ngô rất giàu dinh dưỡng Chúng có Hàm lượng ñường cao, giàu protein, chất béo, vitamin và các nguyên tố vi lượng

Ngô ñường do ñột biến cặp gen lặn susu (Sugary), ñột biến tự nhiên, quy ñịnh hàm lượng ñường tăng cao (%Brix), nên gọi là ngô ñường (Sweet

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ2

corn) đầu tiên cây ngô ựường ựược phát hiện ra vào những năm 1770- 1779, nhưng ựến năm 1950-1960 trường ựại học Illinois (Mỹ) phát hiện thêm các gen shrunken [67] Từ ựó, ngô ựường phát triển nhanh chóng cả về diện tắch gieo trồng và sản lượng Gần ựây, trên thế giới, nhu cầu tiêu thụ ngô ựường tăng rất nhanh Tổng giá trị xuất khẩu ngô ựường ựóng hộp trên thế giới năm

1985 là bằng 0, ựến năm 2005 ựã ựạt 231.784,47 nghìn ựô la Hoa Kỳ (FAOSTAT, 2008)[40]

Ở Việt Nam, ngô ựường mới thực sự ựược gieo trồng trong những năm ựầu thế kỷ 21 Nhưng thực tế cho thấy năng suất và giá trị thực thu trên một ựơn vị diện tắch rất cao, gấp 3- 4 lần so với trồng lúa; 2- 3 lần so với các loại rau mầu khác (Trần Văn Minh, 2004)[13] Tuy nhiên trong sản xuất các giống ngô ựường hiện nay chủ yếu nhập ngoại (suger 75(Syngenta), Hoa trân (Trung Quốc), Arizona (Hoa Kỳ), TN115, TN103, Sakita vv) với giá thành cao 350000 Ờ 500000 ự/kg hạt giống ựã gây khó khăn cho việc sản xuất, mở rộng diện tắch ngô ựường (Lê Quý Kha, 2006)[9] Trước nhu cầu sản xuất ngô ựường lai trong nước ựã ựặt ra một nhiệm vụ cần nhanh chóng có ựược giống ngô ựường lai do Việt Nam sản xuất Với mục tiêu ựó từ năm 2005 Viện Nghiên Cứu Ngô, trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội, tiến hành thu thập vật liệu, chọn tạo dòng mới, ựến nay Viện ựã chọn ựược hơn 20 dòng ngô ựường thế hệ ựời S5, S6 (Nguyễn Văn Thu, 2008)[60] đánh giá dòng, thử khả năng kết hợp của các dòng

là bước quan trọng trong chương trình tạo giống mới Nguồn vật liệu tạo giống chỉ có giá trị trong tạo giống khi chúng ựược xác ựịnh là có khả năng kết hợp cao và có tắnh chống chịu tốt

Xuất phát từ nhiệm vụ thực tế nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu

ựề tài: Ộ Khảo sát tập ựoàn dòng ngô ựường và ựánh giá khẳ năng kết hợp của

một số dòng ngô ựường bằng phương pháp lai ựỉnh năm 2010 tại vùng Gia Lâm Ờ

Hà Nội Ợ

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ3

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu

và năng suất của tập ựoàn dòng ngô ựường thắ nghiệm

- Xác ựịnh khă năng kết hợp của một số dòng ngô ựường thắ nghiệm

- Chọn ra một số dòng và 1 ựến 2 tổ hợp lai ưu tú ựể làm vật liệu cho

công tác chọn tạo giống ngô ựường lai

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

đề tài thực hiện dựa trên các cơ sở lý luận khoa học, ựó là áp dụng

ựúng ựắn các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành vào thực tiễn sản xuất

trên ựồng ruộng Nó góp phần cung cấp các dẫn liệu khoa học về: ựặc ựiểm

sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu và năng suất của các dòng và tổ

hợp ngô ựường lai

Kết quả thắ nghiệm giúp người nghiên cứu, chọn tạo giống có thêm các

căn cứ thực tế ựể xác ựịnh và khai thác nguồn vật liệu bố mẹ trong phép lai,

chọn ra 1 Ờ 2 tổ hợp ngô ựường lai ưu tú phục vụ cho công tác khảo nghiệm

và công nhận giống mới

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………4

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới

Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu Mặc dù ñứng thứ 2 về diện tích sau lúa mỳ nhưng ngô ñã có năng suất và sản lượng cao nhất trong các cây cốc (Ngô Hữu Tình, 2009)[25] Năm 2008 (FAOSTAT, 2010)[42] diện tích ngô trên thế giới là 161,0 triệu ha, năng suất 51,1 tạ/ha và cho sản lượng 822,7 triệu tấn, trong khi lúa mỳ diện tích là 223,6 triệu ha, năng suất 30,9 tạ/ha và sản lượng 689,5 triệu tấn còn lúa nước tương ứng 159 triệu

ha, 43,1 tạ/ha và sản lượng 685,0 triệu tấn

Bảng 2.1: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô

trên thế giới giai ñoạn 2000 - 2008

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng ( triệu tấn)

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ5

tăng 230,2 triệu tấn tương ứng với mức ựộ tăng trưởng bình quân hàng năm là 2,2% về diện tắch, 2,3% về năng suất và sản lượng là 4,9%

Kết quả trên có ựược, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ƯTL trong chọn tạo giống, ựồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác đặc biệt từ 10 năm trở lại ựây, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học trong canh tác cây ngô, ựã góp phần ựưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước Với 52% diện tắch trồng ngô bằng giống ựược tạo ra nhờ công nghê sinh học, năng suất ngô năm 2005 của Mỹ ựạt hơn 10 tấn/ha trên diện tắch 30 triệu ha Năm 2007, diện tắch trồng ngô chuyển gen trên thế giới ựã ựạt 35,2 triệu ha, riêng ở Mỹ ựã chiếm 27,4 triệu ha, chiếm 73% trong tổng số hơn 37,5 triệu ha ngô của thế giới (Phan Xuân Hào, 2008)[5]

Trên thế giới hàng năm lượng ngô xuất nhập khẩu khoảng 80 Ờ 90 triệu tấn bằng 11,5% tổng sản lượng ngô với giá bình quân trên dưới 100 USD/tấn

đó là nguồn lợi lớn của các nước xuất khẩu Các nước xuất khẩu chắnh là Mỹ, Argentina, Trung Quốc, Hungary, Nam Phi, Rumania Các nước nhập khẩu chắnh là Nhật Bản, Hàn Quốc, Angerie, Mexico, Malaysia, EU, Ai cập, Iran,

và Colombia (Ngô Hữu Tình, 2009)[25] Các nước xuất nhập khẩu ngô lớn

giai ựoạn 2000 Ờ 2005 ựược trình bày ở bảng 2.2

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ6

Bảng 2.2 Các nước xuất nhập khẩu ngô chắnh

Xuất khẩu (1.000 tấn) Nước

Giá trị 2005 1.000 USD

Mỹ 48.557 48.407 48.424 43.810 49.029 45.601 5.038.540 Argentina 10.848 10.934 9.483 11.912 10.692 14.601 1.363.373 Trung Quốc 10.687 6.048 11.679 16.421 2.318 8.611 1.096.581

Nhập khẩu (1.000 tấn) Nhật bản 16.111 16.221 16.420 17.064 16.479 16.655 2.584.222

Ngu ồn: FAOSTAT, FAO Statistics Division 2008, http://Faostat.fao.org, 2008

2.1.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trong nước

Ngô ựược ựưa vào Việt Nam cách ựây khoảng 300 năm Theo nhà bác học Lê Quắ đôn nêu trong ỘVân ựài loại ngữỢ thì vào thời kỳ ựầu Khang Hy (1682 Ờ 1723) , Trần Thế Vinh, người Tiên Phong thuộc Sơn Tây ựi sứ nhà Thanh thấy loại cây mới này mang về trồng ở hạt Sơn Tây và gọi là ỘngôỢ (Ngô Hữu Tình, 2009)[25] Mặc dù là cây lương thực thứ 2 sau lúa song do truyền thống sản xuất lúa nước lâu ựời nên những năm trước cây ngô chưa ựược chú trọng phát triển mà mãi ựến năm 1973 mới có những ựịnh hướng phát triển ngô ở Việt Nam (Trần Hồng Uy, 2001)[30] Những năm gần ựây

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………7

nhờ có những chính sách khuyến khích của ðảng và Nhà nước cũng như việc

áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất mà cây ngô ở Việt Nam

ñã có những bước tiến ñáng kể trong tăng trưởng về diện tích, năng suất và sản lượng

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai ñoạn 2000 – 2008

(nghìn ha)

Năng suất (Tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Diện tích ngô lai (%)

tấn So với năm 2000, thì diện tích, năng suất, sản lượng ñã tăng lần lượt là:

1,54 lần; 1,46 lần; 2,26 lần và tương ứng với mức tăng trưởng bình quân/năm

là 6,75% về diện tích; 5,77% về năng suất; 15,74% về sản lượng, ñều cao hơn nhiều so với mức trung bình chung của thế giới ở cùng thời ñiểm (2,2% về diện tích; 2,3% về năng suất và sản lượng 4,9%) Nhưng nhìn chung năng suất ngô của Việt Nam năm 2008 (40,2 tạ/ha) vẫn còn thấp hơn nhiều so với mặt bằng chung của thế giới (51,1 tạ/ha) và thấp hơn rất nhiều so với năng suất ngô ở các nước phát triển (trên 10 tấn/ha)

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ8

Diện tắch trồng ngô của nước ta trong những năm gần ựây tăng mạnh hơn năng suất, ựiều này có liên quan ựến hai nhân tố có tắnh quyết ựịnh ựó là

ỘSản xuất ngô đông trên ựất hai lúa ở đồng bằng Bắc BộỢ và ỘSự bùng nổ ngô lai ở các vùng trồng ngô trong cả nướcỢ (Ngô Hữu Tình, 2003)[22] Năm

1991, diện tắch trồng ngô lai chưa ựến 1% trên hơn 400 ngàn ha trồng ngô Năm

2000 con số ựó ựã tăng lên ựến 65% trong số hơn 730 nghìn ha và năm 2008, giống lai ựã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc ựộ cao hơn trung bình thế giới trong suốt 20 năm qua Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới (11/32 tạ/ha) Năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha) Năm 2000 bằng 60% (25/42 tạ/ha) Năm 2005 bằng 73% (36/49 tạ/ha) đến năm 2008 ựã ựạt 79% (40,2/51,1 tạ/ha)

so với năng suất trung bình chung của toàn thế giới Năm 1994, sản lượng ngô Việt Nam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 ựã vượt ngưỡng 2 triệu tấn và năm

2008 chúng ta ựã ựạt sản lượng cao nhất từ trước ựến nay trên 4 triệu tấn (Phan Xuân Hào, 2008)[5]

2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô ựường trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô ựường trên thế giới

Những năm gần ựây, nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm (ngô ựường, ngô nếp, ngô rau) ngày càng tăng Diện tắch trồng ngô ựường trên thế giới không ngừng ựược mở rộng từ 1961 trở về ựây ựặc biệt năm 2000 diện tắch ựã lên ựến trên 1,0 triệu ha và năm 2006 là 1,029 triệu ha Cùng với ựó thì năng suất, sản lượng cũng tăng trưởng cao và ựạt năng suất trung bình 4,7 tấn/ha,

sản lượng 4,838 triệu tấn vào năm 2006

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………9

Bảng 2.4 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ñường

trên thế giới giai ñoạn 1961- 2006

(ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

Ngu ồn: United Nations, Food and Agriculture Organization, FAOSTAT (11/07)

Trong số các nước sản xuất ngô ñường, Mỹ là quốc gia sản xuất và tiêu thụ ngô ñường lớn nhất Năm 2005 (FAOSTAT, 2007)[39], nước Mỹ ñã xuất khẩu ñạt 62,8 nghìn tấn bắp tươi chiếm 54,8% lượng xuất khẩu bắp tươi trên toàn thế giới So với năm 2000, năm 2005 xuất khẩu ngô ñường (bắp tươi) của Mỹ ñã tăng 16,5 nghìn tấn tương ñương với 26,3% Trung bình một năm một người Mỹ tiêu thụ 11,8 kg ngô ñường Trong số ñó ăn tươi 4,13 kg, ngô ñường ñông lạnh 4,54 kg, ngô ñường ñóng hộp là 3,18 kg (Diane Hutrods, 2008)[37] Sản lượng ngô ñường của Mỹ tăng từ 644,957 nghìn tấn lên 1.283,411 nghìn tấn năm 2007 (USDA, 2008)[62] ðứng sau Mỹ về sản xuất

và xuất khẩu ngô ñường là Tây Ban Nha, Thái Lan, Pháp, Hungary ðây cũng

là những nước sản xuất và xuất khẩu ngô ñường tươi và ngô ñường chế biến lớn trên thế giới Năm 2000, Pháp xuất khẩu ñạt 8,0 nghìn tấn bắp tươi, Tây Ban Nha là 7,2 nghìn tấn và Thái Lan ñạt 4,2 nghìn tấn, ñến 2005 con số tương ứng ñã tăng lên là 19,7 nghìn tấn, 8,6 nghìn tấn và 4,9 nghìn tấn

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………10

Bảng 2.5 Xuất khẩu ngô ñường (bắp tươi) trên thế giới

Ngu ồn: United Nations, Food and Agriculture Organization, FAOStat (11/07)

Ngoài việc sản xuất ngô ñường phục vụ ăn tươi, xuất khẩu bắp tươi thì ngô ñường ñóng hộp cũng là sản phẩm xuất khẩu thu lại ngoại tệ rất cao Năm

1985, tổng giá trị xuất khẩu ngô ñường ñóng hộp trên thế giới là bằng 0, ñến năm 1990 xuất khẩu ngô ñường ñóng hộp toàn thế giới ñạt 133.981,35 nghìn

ñô la, trong ñó Mỹ là nước ñứng ñầu ñạt: 47.641,0 nghìn ñô la; các nước phát triển: 109.865,07 nghìn ñô la; Thái Lan: 898,36 nghìn ñô la .v.v ðến năm

2005 toàn thế giới xuất khẩu ngô ñường tăng lên gấp 2 lần và ñạt: 231.784,47 nghìn ñô la Mỹ vẫn là nước thu nhập từ xuất khẩu nhiều nhất: 59.452,0 nghìn

ñô la, các nước phát triển: 201.491,04 nghìn ñô la, Thái Lan: 4.196 nghìn ñô

la, Trung Quốc: 5823 nghìn ñô la ðặc biệt, Việt Nam ñã xuất khẩu ngô ñường ñóng hộp ñạt 1.083,93 nghìn ñô la (FAOSTAT, 2008)[40] Thị trường

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ11

xuất khẩu ngô ựường ựóng hộp nhiều nhất của Mỹ là Nhật Bản với 49.284 tấn (40%), sau ựó là Hàn Quốc (15%), đài Loan (12%) Từ 1998 ựến 2003, ngô ựương ựóng hộp xuất khẩu của Mỹ giảm 30% Năm 2004, Mỹ xuất khẩu ựến Nhật Bản giảm 12% so với năm 2003 [70] Xuất khẩu ngô ựường ựóng hộp của Thái Lan tăng mạnh trong 7 tháng ựầu năm 2001, ựạt 20.814 tấn, so với 15.940 tấn cùng kỳ năm 2000 Ngoài xuất khẩu sang các thị trường truyền thống như Hàn Quốc, đài Loan và Nhật Bản tăng, xuất khẩu sang các thị trường mới như Mỹ và Liên bang Nga cũng tăng mạnh Xuất khẩu ngô ựường ựóng hộp Thái Lan sang Mỹ tăng từ 194 tấn trong 7 tháng ựầu năm 2000 lên 1.001 tấn cùng kỳ năm 2001, trong khi xuất khẩu sang Liên bang Nga tăng từ dưới 100 tấn lên 1.115 tấn trong cùng kỳ Do vậy tổng xuất khẩu năm 2000/2001 ựã tăng 10% lên 29.398 tấn, so với 26.739 tấn năm 1999 /2000

Bên cạnh thị trường xuất khẩu, thì thị trường nhập khẩu ngô ựường cũng sôi ựộng không kém Nhập khẩu ngô ựường ựóng hộp thế giới từ 1994 ựến 2003 ựã tăng 152% Canada nhập khẩu khoảng 14,7 nghìn tấn, năm 2004 Triều Tiên nhập khẩu 36,1 nghìn tấn ngô ựường tăng lên ựến 39,3 nghìn tấn năm 2007 (Sunchul Choi & Susan Philips,2008)[59] Năm 2005, nhập khẩu ngô ựường (bắp tươi) trên toàn thế giới là 187,79 nghìn tấn tăng 2,39 lần so với năm 1995 đứng ựầu vẫn là Canada với lượng nhập khẩu 112,56 nghìn tấn, tiếp ựến là Hoa Kỳ (25,79 nghìn tấn), Anh Quốc (26,8 nghìn tấn), Pháp (9,45 nghìn tấn) và Tây Ban Nha (3,86 nghìn tấn) (FAOSTAT, 2007)[39]

2.2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô ựường trong nước

Ở nước ta, những năm 90 các giống ngô ựường hầu như bị lãng quên, không ựược quan tâm chú trọng trong phát triển sản xuất Chỉ mấy năm trở lại ựây khi nhu cầu về các loại thực phẩm của con người ựa dạng hơn thì ngô ựường mới ựược quan tâm chú ý ựến Hiện nay diện tắch ngô ựường ựang có

xu hướng tăng dần Theo số liệu ựiều tra của trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng trung ương, năm 2003- 2004 cả nước có diện tắch ngô ựường là

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………12

1.275 ha và ước tính ñến nay diện tích khoảng 5000 ha, tập trung chủ yếu ở vùng ñồng bằng sông Cửu Long và các thành phố lớn Ngô ñường ñược dùng

ăn tươi và là nguyên liệu cho một số nhà máy chế biến thực phẩm như : công

ty thực phẩm xuất khẩu ðồng Giao (Ninh Bình), công ty cổ phần chế biến thực phẩm xuất khẩu miền Tây (Cần Thơ), công ty liên doanh Luveco (Nam ðịnh), công ty cổ phần chế biến nông sản thực phẩm xuất khẩu Hải Dương,…

Trong thực tế sản xuất ở nước ta, bộ giống ngô ñường còn nghèo nàn về chủng loại, các giống ñược chọn tạo trong nước rất ít, chất lượng hầu như không ñáp ứng ñược công nghệ chế biến, các giống có mặt trong sản xuất hiện nay hầu hết là các giống ngô ñường nhập nội như TN115, Sakita, Hoa Trân, Kết quả ñiều tra sơ bộ tại công ty xuất nhập khẩu ðồng Giao tháng 6 năm 2008 cho thấy hàng năm công ty ñã sử dụng 2500- 2800 kg hạt giống ngô ñường cho sản xuất, sản lượng bắp tươi nhà máy thu ñược 4000 tấn/năm Tuy nhiên, do lơi nhuận từ việc sản xuất ngô ñường khá cao, xu hướng mở rộng sản xuất ñang tăng lên nhanh theo thời gian Nếu tính từ năm 2000, giá trị xuất khẩu ngô ñường ñóng hộp của nước ta mới ñạt 270,4 nghìn ñô la, ñến năm 2005 ñạt 1.083,93 nghìn ñô

la (FAOSTAT, 2008)[40] Trong khi xuất khẩu ngô ñường (bắp tươi) của nước

ta năm 2000 là bằng 0, ñến năm 2003 ñã là 100 tấn và năm 2005 ñạt 1.200 tấn Ngoài ra khu vực phía Bắc còn xuất hiện nhiều nhà máy chế biến ngô ñường của các công ty TNHH ở Nam ðịnh, Hà Nam, Hưng Yên,… ðiều ñó chứng tỏ nhu cầu sản xuất, tiêu thụ, chế biến còn ñòi hỏi một lượng ngô ñường lớn Hiện tại thị trường xuất khẩu ngô ñường ñóng hộp của nước ta chủ yếu sang khối EU, vì vậy cần phát triển sản xuất, chế biến ngô ñường ñể mở rộng thị trường xuất khẩu, khai thác các thị trường tiềm năng khác

2.3 Tình hình nghiên cứu, chọn tạo và sử dụng giống ngô ñường

2.3.1 Nghiên cứu lịch sử phát triển, ñặc ñiểm và phân loại ngô ñường

Theo tài liệu Wikipedia, cây ngô ñường ñược phát hiện năm 1770 ở Pennsylvania Năm 1779 lần ñầu tiên cây ngô ñường ñược nhắc ñến bởi những

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………13

thổ dân da ñỏ ở lưu vực sông Susquehanna Sau ñó ngô ñường có tên “Papoon”

ñã ñược di thực ñến nước Anh ðến năm 1821, một số công ty tư nhân ñã chính thức công bố tên một loạt các giống ngô ñường [38] Vào năm 1880 ngô ñường

ñã trở thành loại thực phẩm yêu thích ở Hoa Kỳ Trong cuốn sách “Hoa và Rau” xuất bản năm 1880, James Vick ñã mô tả rất tỉ mỉ sự xuất hiện giống ngô ñường “Minnesota” Kế tiếp là giống “Stowlle,s Evergreen” ñã ra ñời vào những năm 1853 Ban ñầu hầu hết ngô ñường có nội nhũ trắng như “Country Gentleman” Năm 1902 các quần thể có nội nhũ trắng ñược thay ñổi nhờ sự giao phấn tự nhiên với nguồn ngô ñường tên là “Golden Bantam”, hình thành loại ngô ñường hai màu, vàng- trắng (bi - colors) [69] Tuy nhiên, ngô ñường màu vàng vẫn ñược yêu thích nhất, từ ñó công ty giống W Atlee Burpee chính thức công bố tên các giống ngô ñường có nội nhũ vàng và phát triển cho ñến ngày nay

Sau hơn 200 năm phát triển không có gì ñặc biệt, ñến ñầu thập kỷ 50 và

60 của thế kỷ 20, trường ðại học Illinois phát hiện thêm hai gen shrunken (sh2)và sugary enhanced (se), cây ngô ñường mới thực sự phát triển mạnh mẽ

ở nhiều nước phát triển như Anh, Hoa Kỳ [45] ðến nay ngô ñường có mặt ở hầu hết các nước trên thế giới và vị trí vai trò của nó ngày càng ñược khẳng ñịnh Ngô ñường (Zea mays L.) ñôi khi gọi theo biến chủng là Zea mays L

var rugosa (hoặc saccharata) Là cây hàng năm, họ hòa thảo, bộ nhiễm sắc thể 2n=20 [61]

Ngô ñường là một ñột biến lặn của ngô thường, một số là ñột biến lặn của kiểu gen ñiều khiển tinh bột (su ), những biến ñổi khác và gen ñiều khiển

ñộ ngọt là gen kéo dài mạch ñường (se ), gen siêu ngọt hay nhăn nheo là sh2 (Jonathan R,1998) [50]; (Vince Fritz, 2002) [65] Sự ñột biến của ngô ñường làm cho hạt tích lũy ñường gấp 2 lần ngô thường Ngày nay có hàng trăm giống ngô ñường ñược sử dụng Gần ñây một vài ñột biến mới ñã ñược sử

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………14

dụng ñể làm tăng chất lượng ngô ñường, ñặc biệt kéo dài mạch ñường (se ) và gen nhăn nheo (sh2 ) (Vince Fritz, 2002) [65]

Ngô ñường có ñặc ñiểm: mặt hạt hơi nhăn nheo, hơi ñục, phôi tương ñối lớn, nội nhũ sừng, trong có nhiều hydratcarbon dễ tan (dextrin) Khi chín sữa hàm lượng ñường trong hạt khoảng 10-20%, khi chín hoàn toàn thì hàm lượng ñường giảm dần (ðinh Thế Lộc và ctv , 1997) [12]

Hiện nay, ñể phân loại ngô ñường người ta có nhiều cách phân loại khác nhau Như dựa vào kiểu gen người ta có 2 loại như sau:

Bảng 2.6: Sự phân bố của gen quy ñịnh loại hình ngô thực phẩm (ngô nếp, ngô ñường, ngô rau) trên nhiễm sắc thể

Waxy (wx) Wxwx Ngô nếp

NST số 9

Opaque

Sugary (su) Susu

Ngô ngọt

NST số 4

Nhăn nheo, trong

Shrunken-2 (sh2) Sh2sh2

Ngô siêu ngọt

NST số 3

Nhăn, opaque

Một số dạng gen Btbt

Ngô rau

NST số 5

Ngu ồn: Boyer và Shannon (1984)

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………15

Dựa vào hàm lượng ñường ngô ñường: Theo phân loại của trường ðại học Oregon (2004) [52] ngô ñường ñược chia thành 3 loại:

1) Ngô ngọt thông thường (chứa cặp gen susu): hàm lượng ñường từ

5-10%, chủ yếu ñể ăn tươi Hạt giống có thể nảy mầm ở ñiều kiện nhiệt ñộ

12 - 150C

2) Ngô ngọt ñậm (có chứa cặp gen sese): hàm lượng ñường từ

12-20%, hạt mềm, hương vị ngon Hạt giống có thể nảy mầm trong ñiều kiện nhiệt ñộ từ 12-150C

3) Ngô siêu ngọt (chứa gen sh 2): hàm lượng ñường từ 20-30%, hạt có dang kem, giòn, nhẹ hơn và nhăn hơn ngô ngọt ñậm Hạt giống nảy mầm kém hơn khi ñất khô (ñộ ẩm <65%)

Dựa vào màu sắc người ta chia ngô ñường thành các nhóm [2]:

Bảng 2.7: Màu sắc hạt và lõi của một số dạng ngô ñường

Màu sắc

Hồng (ñỏ nhạt) Trắng var rubentiduleis Kiorn

Hạt trong với vạch ñỏ - var atratoduleis Kulesh et Kozhuh Hạt trên bắp có nhiều màu - var varioduleiss Korn

Ngu ồn: Cây ngô, Cao ðắc ðiểm [2]

Ngoài ra theo B Rosie Lerner và Micheal N Dana dựa trên ñột biến phân ngô ñường thành 6 nhóm như sau:

Tr ường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………16

1) Ngơ đường cơ bản: susu*

2) Loại ngơ đường đã bị biến đổi một phần tối thiểu là 25% nội nhũ:

- Sự phối hợp hoặc ngơ siêu ngọt (sush2*)

- Dạng ngơ đường tăng cường mang kiểu gen suse

3) Dạng biến đổi hồn tồn (suse*) biến đổi tất cả nội nhũ

4) Chỉ cĩ một gen thay thế gen (su) thơng thường là (sh2)

5) Cĩ nhiều gen thay thế gen (su-ae), và wx* là nhĩm thay thế (su) 6) Một dạng tương đối mới của ngơ ngọt được biết như “bộ ba” gồm hai phần gen tăng cường (se) và một phần gen siêu ngọt sh2 trong nội nhũ trên một bắp [31]

2.3.2 Một số nghiên cứu chọn tạo, sử dụng giống ngơ đường trên thế giới

Trên thế giới cĩ rất nhiều cơ quan, tổ chức nghiên cứu về cây ngơ, trong đĩ

cơ quan nghiên cứu đĩng vai trị quan trọng nhất trong cơng tác chọn tạo giống ngơ đĩ là Trung tâm Cải lương giống Ngơ và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT – Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz Y Trigo) được thành lập năm

1966 tại Mexico Từ khi thành lập tới nay, CIMMYT đã tạo ra một khối lượng lớn các dịng thuần ðây là nguồn vật liệu khởi đầu cho cơng tác chọn tạo giống ngơ

để cung cấp cho các cơ quan nghiên cứu ở các quốc gia trên khắp thế giới Thành cơng đầu tiên là vào năm 1985, CIMMYT đã đưa ra 74 dịng nhiệt đới (CML1 - CML74) và 65 dịng á nhiệt đới (CML75 - CML 139) (CIMMYT, 1985)[35] Năm 1992, các nhà nghiên cứu của CIMMYT tiếp tục cung cấp thêm tập đồn gồm 99 dịng (CML140 - CML238), trong đĩ bao gồm 33 dịng QPM nhiệt đới (CML140 - CML172), 22 dịng QMP á nhiệt đới (CML 173 - CML194), 22 dịng cận nhiệt đới thấp (CML217 - CML238) Với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ cho lai tạo giống, năm 2001, CIMMYT cơng bố tiếp một số dịng thuần (CML 476 - CML 487) cĩ thời gian sinh trưởng trung bình và chậm, thích ứng với vùng nhiệt đới, á nhiệt đới đã đáp ứng một phần nhu cầu của các nhà chọn tạo giống (CIMMYT, 2001) [36]

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………17

Chọn tạo dòng thuần và ñánh giá KNKH là công việc thường xuyên diễn ra ở bất kỳ cơ sở chọn tạo giống cây trồng nào Từ năm 1985 CIMMYT

ñã nghiên cứu KNKH của những nguồn gen và quần thể ngô nhiệt ñới trong

8 bộ lai luân giao Kết quả ñược công bố trong báo cáo tại hội thảo chọn tạo giống ngô lai năm 1996 Báo cáo chỉ ra rằng các vật liệu ñược ñánh giá có KNKH cao là: Pool 30 và P48, P42 và P47, P43 và P44, P42 và Susan 1, P43, P23, P26, P49 và P20, Pool 21, Pool 22, P6, P69 và P70, PR7737 ñây là các vật liệu có KNKH cao về tính trạng năng suất có thể sử dụng trong công tác

chọn tạo giống ngô lai mới (Beck, D.L; 1990) [34]

* Kết quả nghiên cứu chọn tạo dòng thuần

Nghiên cứu tạo dòng thuần ở ngô ñường cũng ñã có nhiều nghiên cứu

ñề cập, nghiên cứu của W.F Tracy và cộng sự năm 2000 ñã cho thấy khi tạo dòng thuần ngô ñường, một số dòng ñã xuất hiện những biến dị không mong muốn với tần suất cao Trong một số trường hợp, khi lai giữa các dòng và biến dị có ưu thế lai, nguyên nhân các biến dị và ưu thế lai như vậy là chưa ra nguyên nhân Vật liệu duy nhất cho câu hỏi này là dòng ngô ñường P39, biến

dị của P39 ñã ñược nhận biết bằng di truyền phân tử với 3 marker là lai thăm

dò, 78 single copy restriction fragment length polymorphisms (RFLP) và 671 amplified fragment length polymorphisms (AFLP) Tất cả các cặp lai ñược tạo ra giữa 7 dòng P39 Khối lượng bắp, chiều cao bắp và chiều cao cây của các cặp lai ñược theo dõi ño ñếm trong 2 năm, trên một ñịa phương và lặp lại

8 lần trên năm Khối lượng 10 bắp trong phạm vi từ 0,49 ñến 0,84 kg Mức ñộ

có ý nghĩa của biến dị di truyền phân tử ñược quan sát giữa các dòng Kết quả

ña hình trên cặp dòng thuần khi lai thăm dò ña chiều, kết quả so sánh cặp ñôi giữa các cặp dòng nằm trong phạm vi từ 0 ñến 18 RFLPs ña hình của một cặp dòng khi kiểm tra trên 78 locus, 10 cặp so sánh biểu hiện nằm trong phạm

vi từ 6 (7%) ñến 28 (35%), AFLPs so sánh 15 cặp ñôi giữa các cặp dòng cho thấy phần trăm ña hình nằm trong phạm vi từ 3 (0,5%) ñến 145 (22%) Khối

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………18

lượng 10 cặp có tương quan với số ña hình của các cặp dòng Biến ñộng RFLP có tương quan với chiều cao cây (r =0,82) Trong khi phân lập các dòng ban ñầu của P39 ñã tạo ra ñột biến tại một gen, số lượng biến dị phân tử không mong muốn cao Biến dị và thay ñổi khả năng kết hợp chỉ ra rằng sự thay thế xảy ra trong toàn bộ genome (W.F Tracya, 2000) [66]

Sự bảo quản các dòng ngô ñường thuần trong các trạm nghiên cứu khác nhau là nguyên nhân gây biến dị trong các dòng Mục ñích của nghiên cứu này là xác ñịnh sự khác nhau về phân tử và nông học ở các dòng ngô ñường thuần ñược duy trì ở Tây Ban Nha Các dòng ngô thuần của Mỹ và Tây Ban Nha có nguồn từ 5 dòng ñã ñược xác ñịnh ñặc ñiểm bằng sử dụng 34 mồi RAPD tạo ra 168 vạch 5 dòng của 4 nguồn tự phối này ñưa vào sơ ñồ lai diallen và các con lai ñược ñánh giá ở 4 môi trường ở Tây Ban Nha, ñặc ñiểm RAPD biểu hiện khác nhau giữa các dòng của 2 nguồn, trong khi sự phân chia của các dòng lớn nhất là 15125 Sự khác nhau về ñặc ñiểm nông học quan trọng nhất giữa các dòng thuần của Mỹ và Tây Ban Nha là P51, tiếp theo P39, trong khi các dòng 1453 hoặc 15125 sai khác nhau không có ý nghĩa Khác nhau về phân tử giữa các dòng không liên quan ñến biểu hiện nông học (Pedro Revilla, 2005)[55]

* Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ñường ưu thế lai

Trên thế giới, chọn tạo giống ngô ñường ñã phát triển rất mạnh từ các giống tổng hợp ñến tạo giống ưu thế lai và giống chuyển gen Tạo giống ưu thế lai có nhiều thành tựu dựa trên những nghiên cứu khoa học trong tạo giống ưu thế lai ở ngô thường Giống ưu thế lai là hiện tượng cây lai có sức sống khỏe hơn, tính chống chịu cao hơn, năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn so với bố mẹ của chúng và so với ñối chứng (Ngô Hữu Tình)[19], [20], [21]

các giống ngô ñường trước ñây chủ yếu ñược chọn tạo bằng các phương pháp chọn tạo giống ngô truyền thống ðộ ngọt do gen

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………19

“SHRUNKEN-2” kí hiệu là sh2 ñiều khiển ñược khám phá từ những năm

1960, gen sh2 ñã có ñộ ngọt cao ở thời ñiểm thu hoạch và nó còn cho ngọt hơn ở giai ñoạn sinh trưởng trước thu hoạch Ngày nay, các giống ngô ñường

ưu thế lai chiếm ưu thế và ñã có một số giống ngô ñường biến ñổi gen (GMO) nhưng chỉ trong thí nghiệm nhỏ chưa có giống thương mại, một số giống thương mại chỉ là giống chuyển gen kháng bệnh ở các giống ngô thường [58]

Nghiên cứu ngô ñường lai theo hướng nâng cao năng suất, chất lượng

và chống chịu bất thuận ñược tập trung nhiều ở châu Âu, Ordas B và cộng sự

2005 cho thấy nảy mầm và sức sống của cây con ngô ñường ưu thế lai tốt hơn

do ñồng hợp gen su1 giúp ngô phù hợp hơn với ñiều kiện canh tác của vùng Atlantic, châu Âu (mùa xuân lạnh và ẩm) Những dòng ngô ñường ưu tú ñồng hợp cả 2 gen su1 và se1 có thể cải thiện chất lượng ngô lai su1 một cách ổn ñịnh Các dòng thuần su1se1 có thể cải thiện su1su1 có thể lựa chọn trong một số hướng tạo giống Mục ñích nghiên cứu là nhận biết các dòng thuần su1se1 làm vật liệu có thể cải thiện chất lượng của giống lai su1 Tám dòng thuần su1se1 ñã ñược lai với 8 dòng thuần su1 là bố mẹ của 15 tổ hợp lai su1 Giống lai và dòng thuần ñã ñược trồng cạnh nhau ở hai ñịa phương miền bắc Tây Ban Nha trong 2 năm 1999 và 2000, ước lượng có thể ñể nhận biết bố mẹ su1se1 với các allel phù hợp thiếu trong giống lai su1 và xác ñịnh ñược MG’

và NI ñể cải thiện chất lượng giống lai một cách ổn ñịnh (Ordás B,2005) [51]

Nghiên cứu vật liệu ngô ñường cho chọn tạo giống ngô ñường lai chống chịu cũng ñược quan tâm, nhiều giống ngô ñường lai khả năng nẩy mầm rất kém trong ñiều kiện nhiệt ñộ thấp, nguồn gen chịu lạnh và di truyền của nó rất có lợi trong sản xuất ngô ñường Nghiên cứu di truyền tính chịu lạnh của con cái lai giữa các giống thụ phấn tự do 6 giống ngô ñường thụ phấn tự do ñã ñược ñưa vào sơ ñồ lai diallel, 15 con lai và bố mẹ ñược ñánh giá cùng với ñối chứng trong buồng lạnh và trong nhà kính dưới ñiều kiện ấm Cho thấy hai bố mẹ nẩy mầm chậm nhất Ngày nẩy mầm ở ñiều kiện lạnh

Tr ường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………20

khơng tương quan với ngày nẩy mầm ở điều kiện ấm Tương quan giữa khối lượng khơ rễ ở điều lạnh và ấm, tương quan khối lượng khơ mầm trong điều kiện lạnh và ấm là tương quan thuận cĩ ý nghĩa Như vậy khối lượng rễ và mầm trong điều kiện ấm cĩ thể dự đốn cây con dưới điều kiện lạnh [54]

Ngồi ra cũng đã cĩ nhiều nghiên cứu chọn tạo giống ngơ đường chống chịu sâu, bệnh Guo, B.Z và cộng sự 2004 đã cĩ những nghiên cứu di truyền khả năng chống chịu sâu của ngơ đường Cho thấy các giống ngơ đường mới chọn tạo chứa gen p1 cĩ khả năng chống chịu sâu đục bắp [46] Pataky.J.K và cộng sự năm 1998 cũng cho những nghiên cứu tạo giống chống chịu với bệnh nấm, vi khuẩn và vius là cơ sở khoa học cho tạo giống chống bệnh [53]

2.3.3 Một số nghiên cứu chọn tạo, sử dụng giống ngơ đường trong nước

* Kết quả nghiên cứu, chọn tạo giống ngơ đường ở nước ta

Trong những năm gần đây, cơng tác nghiên cứu chọn tạo các giống ngơ thực phẩm đã được đẩy mạnh ở nước ta và bước đầu đạt được những kết quả rất đáng khích lệ Viện nghiên cứu ngơ TW là cơ quan nghiên cứu và chọn tạo các giống ngơ lớn nhất Việt Nam, Viện đã tiến hành chọn lọc dịng thuần và bằng các phương pháp tạo giống Viện đã tạo được một giống ngơ ngọt thụ phấn tự do (OPVs) là TSB3, năng suất 10 tấn/ha Hiện nay, Viện đang phát triển tổ hợp ðường lai 10, đây là tổ hợp ưu tú, năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu khá với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh, Viện đang khảo nghiệm trên diện tích trồng trọt rộng để tiến tới cơng nhận giống quốc gia

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Thu và cộng sự (2008), trong

số 48 dịng ngơ đường tự phối nhập nội từ Thái Lan từ năm 2005, cĩ 21 dịng tốt

đã được chọn lọc và đánh giá thơng qua sự biểu hiện kiểu hình trền đồng ruộng ở

vụ Xuân 2008 tại ðan Phượng - Hà Nội Kết quả cho thấy, cĩ 8 dịng ưu tú cho năng suất cao đã được chọn để thử khả năng kết hợp đĩ là TD191 (1,95 tấn/ha), TD1 (1,94 Tấn/ha), TD194 (1,86 tấn/ha), TD185 (1,82 tấn/ha), HD4 và TD79 (1,73 tấn/ha), TD38 (1,46 tấn/ha), TD5 (1,38 tấn /ha) Những dịng này cĩ độ

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ21

Brix cao, có khả năng chống chịu với sâu ựục thân, không gẫy thân và ựổ rễ Áp dụng chỉ số chọn lọc, 8 dòng ựã ựược chọn ựó là: TD191, TD1, TD194, TD185, TD4, TD5, TD79 và TD38 với chỉ số chọn lọc từ 11,7 ựến 14,3 và năng suất hạt

từ 1,46 Ờ 1,95 tấn/ha, hàm lượng ựường tốt (14,3 -16,4%), chống ựổ tốt 8,3%), ắt bị nhiễm ựốm lá (2,7-3,7 ựiểm) Nhờ kết quả này ựã ựịnh hướng cho việc lai tạo nhanh ựạt kết quả [16]

(0-Bên cạnh ựó Viện ngô ựã tiến hành lai ựỉnh 8 dòng ngô ưu tú với 3 cây thử ựể thử khả năng kết hợp Kết quả cho thấy khả năng kết hợp cao nhất là dòng TD6 (1,1) và thấp nhất là dòng TD2 (-1,035), các dòng có khả năng kết hợp chung cao là: TD1, TD4, TD5 (tương ứng là: 0,415 ; 0,418 và 0,418) Cây thử cho khả năng kết hợp chung cao là HD4 (0,802) và TD106 (2,484) Dựa trên kết quả phân tắch ựa dạng di truyền các dòng ngô ựường vụ thu

2007, ựã xác ựịnh ựược tổ hợp lai (TD1/HD4) có sự khác biệt về di truyền giữa 2 dòng bố mẹ là 69%, sự khác biệt này ựã tạo ra một giống ngô ựường lai, ựược ựặt tên là đường lai 10 Qua ba vụ thử nghiệm ở vùng đồng bằng sông Hồng (vụ Xuân và Thu năm 2007, vụ Xuân 2008), giống đường lai 10

có năng suất và chất lượng tương ựương với giống ựối chứng Sugar 75 với năng suất bắp tươi 19,23 tấn/ha, ựộ Brix 15,9% [16]

Kết quả trình diễn mô hình giống đường lai 10 Vụ Xuân 2008, giống đường lai 10 ựược trình diễn tại Hà Nội (từ 500-2000 m2) gồm các hợp tác xã tại huyện đông Anh: Nguyên Khê, Bắc Hồng, Tàm Xá, huyện đan Phượng: Song phượng, đan Phương, huyện Mỹ đức: Bột Xuyên, huyện Ứng Hoà và một số ựiểm ở các vùng khác: Tuần Giáo - điện Biên, Thái Nguyên, Hải Dương, đồng Giao - Ninh Bình, xã Tự động - Bình Lục Ờ Hà Nam Kết quả cho thấy giống ngô đường lai 10 cho năng suất cao tương ựương Sugar 75, hàm lượng ựường cao, mỏng vỏ, hương thơm, vị ựậm và các ựịa phương ựều có nhu cầu mở rộng diện tắch đường lai 10 ở các vụ tiếp theo [16]

Tr ường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………22

Cùng với viện nghiên cứu ngơ, bộ mơn cây lương thực Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội đã tiến hành chọn tạo và tiếp tục làm thuần tập đồn dịng ngơ: ngơ tẻ, ngơ nếp, ngơ đường và ngơ rau Thành quả đạt được cĩ 10/56 dịng

ưu tú của Việt Nam trong 5 năm (2001-2005) đã được cơng nhận (VN1, VN4, VN5, VN6, AV2, AV6, AV110, AV20, CLT2, CLT3, CLT4) Tạo ra và duy trì

21 dịng ngơ rau và 15 dịng ngơ đường ưu tú cĩ đầy đủ thơng tin về đặc tính nơng sinh học để làm vật liệu tạo giống ngơ thực phẩm cung cấp cho nhu cầu thị trường Việt Nam Nghiên cứu quy trình nhân dịng năng suất cao của các dịng bố mẹ của 2 tổ hợp ngơ rau lai và 1 tổ hợp lai ngơ đường cĩ triển vọng chuẩn bị đưa đi khảo nghiệm và chuyển giao ra ngồi sản xuất ðây là những nghiên cứu mới đáp ứng được nhu cầu của sản xuất ngơ thực phẩm và được các cơ sở sản xuất, người dân chấp nhận Hiện nay bộ mơn cĩ 27 dịng ngơ đường tự phối ðây là nguồn vật liệu khởi đầu để tạo giống ngơ đường lai

Theo kết quả đánh giá của Nguyễn Thế Hùng về khả năng kết hợp của tám dịng ngơ đường vụ Xuân 2009, tại Gia Lâm – Hà Nội cho thấy, các dịng ngơ cĩ khả năng kết hợp chung cao đối với tính trạng năng suất bắp tươi là dịng ð3 (17,150), dịng ð27 (34,943) Cây thử ð5 và cây thử ð8 cĩ khả năng kết hợp chung như nhau Hai tổ hợp lai cĩ năng suất bắp tươi cao tương đương với giống đối chứng Sugar 75 là ð5 x ð3 (15,24 tấn/ha) và ð8 x ð27 (15,04 tấn/ha), năng suất bắp tươi của giống đối chứng là 14,44 tấn/ha ðộ Brix (%) của hai tổ hợp ưu tú tương ứng là 14,1% và 15,3%, %Brix của Sugar

75 là 15,1% (Nguyễn Thế Hùng, 2009)[8]

Mặc dù vậy nhưng cĩ thể nĩi, những nghiên cứu về ngơ đường ở nước

ta trong những năm qua là chưa tương xứng với nhu cầu của bà con nơng dân

về giống ngơ này, các cơng ty giống cây trồng như Trang Nơng, Nơng Hữu, Syngenta đã nhập giống vào Việt Nam rất nhiều ðây là một địi hỏi thực tiễn rất lớn cho các nhà khoa học nghiên cứu ngơ Việt Nam

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ23

Vụ đông 2007, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia ựã tiến hành khảo nghiệm cơ bản các giống ngô ựường và ngô nếp mới ựược lai tạo trong nước và nhập nội của 4 cơ quan tác giả Viện nghiên cứu ngô, Công ty Syngenta Việt Nam, Công ty CP tiếp thị Hoàn Hảo và Công ty Seminis Việt Nam trong mạng lưới khảo nghiệm ngô Quốc gia ở các tỉnh phắa Bắc Nhóm ngô ựường gồm 3 giống với giống ự/c là Hoa Trân 1357 Kết quả cho thấy: Giống qua khảo nghiệm 2 - 3 vụ, giống Sugar 77: TGST dài hơn ự/c Hoa trân 1357 khoảng 2 ngày, cây sinh trưởng phát triển khỏe, ựóng bắp thấp, che kắn bắp (ựiểm 1,6), nhiễm nhẹ sâu bệnh, bắp to ựều, hạt tươi màu vàng nhạt Năng suất bắp thu ăn tươi cao hơn ự/c có

ý nghĩa tại 3/5 ựiểm, tại Vĩnh Phúc ựạt cao nhất (122,33 tạ/ha), trung bình tại các ựiểm ựạt cao nhất (112,44 tạ/ha) Chất lượng ăn tươi hơn Hoa trân 1357

Giống Golden Sweeter 93: TGST tương ựương Hoa Trân 1357, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, ựộ ựồng ựều cao, thấp cây, ắt nhiễm sâu bệnh, bắp nhỏ, tỉ lệ kết hạt cao (74,2%) Năng suất trung bình bắp tươi ựạt 95,12 tạ/ha thấp hơn so với ự/c Chất lượng ăn tươi ngọt và ựậm tương ựương Hoa Trân

1357, hương thơm kém Hoa Trân 1357 (Phạm Xuân Liêm, 2007 [11])

Vụ Xuân 2007, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia ựã tiến hành khảo nghiệm cơ bản các giống ngô ựường và nếp mới ựược lai tạo trong nước và nhập nội của 5 cơ quan tác giả Viện nghiên cứu ngô, Công ty TNHH Syngenta Việt Nam, Công ty khai đạt Ờ Trung Quốc, Công ty TNHH Seminis Việt Nam và Công ty CP giống cây trồng miền Nam và ựã cho kết quả như sau: Sugar 77: Thời gian sinh trưởng dài hơn ự/c Hoa trân 1357 khoảng 2 ngày, cây STPT khoẻ, ựóng bắp thấp, che kắn bắp (ựiểm 2,0), nhiễm nhẹ sâu bệnh, bắp to ựều, hạt tươi màu vàng nhạt Năng suất bắp thu ăn tươi cao hơn ự/c có ý nghĩa tại 4/5 ựiểm, tại Hà Nội ựạt cao nhất 168,57 tạ/ha, trung bình tại các ựiểm ựạt 131,75 tạ/ha Chất lượng ăn tươi ngọt và vị ựậm hơn Hoa trân 1357

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………24

Vụ Xuân 2008, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia ñã tiến hành khảo nghiệm cơ bản 2 giống ngô ñường Starbrix 07 và Golden Sweeter 93 với giống ñối chứng là Sugar 75 Kết quả khảo nghiệm cho thấy: giống Starbirx 07 có thời gian sinh trưởng tương ñương ñ/c Sugar 75, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, ñóng bắp thấp, che kín bắp (ñiểm 1,3), nhiễm nhẹ sâu bệnh, bắp to ñều, hạt tươi mầu vàng nhạt Năng suất bắp thu ăn tươi cao hơn ñ/c có ý nghĩa tại 2/4 ñiểm, tại Hà Nội ñạt cao nhất (122,26 tạ/ha) Chất luợng ăn tươi như hương thơm và vị ngọt kém Sugar 75, vị ñậm tương ñương với ñ/c Sugar 75 (Giống Starbrix 07

do công ty cổ phần tiếp thị Hoàn Hảo gửi khảo nghiệm)

Giống Golden Sweeter 93 có thời gian sinh trưởng ngắn hơn ñ/c Sugar

75 khoảng 6 ngày, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, ñộ ñồng ñều khá, cây nhỏ, thấp cây, ít nhiễm sâu bệnh, bắp nhỏ, ñộ che kín bắp (ñiểm 1,5) Năng suất trung bình bắp thu ăn tươi ñạt 110,47 tạ/ha Chất lượng ăn tươi như ñộ ngọt

và vị ñậm tương ñương Sugar 75, hương thơm kém Sugar 75 (Giống Golden Sweeter 93 do công ty TNHH Monsanto Việt Nam gửi khảo nghiệm) [3]

Vụ ñông 2008, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia ñã tiến hành khảo nghiệm cơ bản 3 giống ngô ñường và cho kết quả như sau: Giống qua khảo nghiệm 3 vụ, Starbrix 07: TGST tương ñương ñ/c Sugar 75, cây sinh trưởng phát triển khỏe, ñóng bắp thấp, che kín bắp (ñiểm 1,3), nhiễm nhẹ sâu bệnh, bắp to ñều, hạt tươi màu vàng nhạt Năng suất bắp thu ăn tươi dao ñộng từ 71,43 – 96,19 tạ/ha, trung bình tại các ñiểm ñạt (87,64 tạ/ha) Chất lượng ăn tươi tương ñương Sugar 75

Giống qua khảo nghiệm 1 vụ, Hai giống Win99 và ðường lai số 10 khảo nghiệm vụ ñầu cho thấy TGST ngắn, cây sinh trưởng phát triển khỏe, năng suất ñạt cao Giống Win 99 và ñường lai so 10 cho năng suất cao vượt ñ/c Sugar 75 (89,75 tạ/ha) Chất lượng ăn tươi tương ñương Sugar 75.[3]

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………25

2.4 Cơ sở khoa học của ñề tài

Theo phương pháp chuẩn (Standard Method), chọn tạo giống ngô lai quy ước gồm ba bước cơ bản sau

ưu tiên quan tâm là: Năng suất cao, chống chịu khô hạn, chống ñổ gãy, thời gian sinh trưởng ngắn, chống bệnh (khô vằn, ñốm lá, gỉ sắt, chết héo, bạch tạng ), có trạng thái cây, bắp ñẹp, bao kín lá bi, ñậu kín hạt, dạng bán ñá màu cam ñẹp (Ngô Hữu Tình, 2009)[25]

* Khái niệm Dòng thuần: Dòng thuần là khái niệm tương ñối ñể chỉ các dòng ngô ñã ñạt ñộ ñồng ñều và ổn ñịnh cao ở nhiều tính trạng ðối với cây ngô, thường sau 7 - 9 ñời tự phối dòng sẽ ñạt tới ñộ ñồng ñều cao ở các tính trạng như chiều cao cây, chiều cao ñóng bắp, năng suất hạt, mầu sắc và dạng hạt… ñược gọi

là dòng thuần [24] Dòng thuần là dòng có kiểu gen ñồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều ñặc tính di truyền khác nhau Dòng thuần có giá trị khi nó có khả năng kết hợp cao (biểu hiện ƯTL ở các tổ hợp lai) dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai (Vasal, 1986)[63]

Các nghiên cứu của Shull (1908, 1909) ñã chỉ ra rằng: Khi tiến hành quá trình tự phối ở ngô ñể tạo dòng thuần thì xảy ra hiện tượng suy giảm sức sống và năng suất, ngay ở thế hệ tự phối thứ ba năng suất trung bình ñã giảm

ñi hai lần [56][57] Tuy nhiên khi các cây tự phối ñạt ñến trạng thái ñồng hợp

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………26

tử nhất ñịnh thì sự suy giảm có xu hướng dừng lại không phân ly nữa (Nguyễn Văn Hiển, 2000)[6], và sự suy giảm này sẽ ñược phục hồi hoàn toàn khi lai hai dòng thuần với nhau Qua nghiên cứu cho thấy, ñến thế hệ tự phối thứ 5 chiều cao cây sẽ ổn ñịnh, còn ñến thế hệ tự phối thứ 20 thì năng suất mới ổn ñịnh (Trần Tú Ngà, 1990)[14]

* Các phương pháp tạo dòng thuần

+ T ạo dòng thuần bằng phương pháp truyền thống (tự phối cưỡng

nguồn dị hợp tử ban ñầu do tự phối mà tỉ lệ kiểu gen ñồng hợp tử tăng lên và kiểu gen dị hợp tử giảm ñi Ta có thể tính tỉ lệ cây ñồng hợp tử ở các ñời tự phối theo công thức:

X = [1+(2m – 1)]n X: Số cá thể mang gen quy ñịnh (Tổng số cá thể) m: ðời tự phối

n: Số gen quy ñịnh tính trạng

Với phương pháp truyền thống này thì ở một số nước nhiệt ñới ñã gặp phải khó khăn, ñó là khả năng chịu áp lực tự phối của các dòng thuần thường kém, gây nên hiện tượng suy giảm sức sống nhanh, khả năng chống chịu kém, năng suất giảm mạnh và không ñáp ứng các tiêu chuẩn chọn dòng (Trần Hồng

Uy, 1997)[27]

+ T ạo dòng thuần theo phương pháp cải biên: ðể tránh làm giảm sức

sống một cách quá ñáng và trong nhiều trường hợp do hoa ñực, hoa cái không

nở cùng lúc hoặc do sự bất hợp mà người ta phải sử dụng phương pháp tạo dòng thuần cải biên ðiểm khác biệt cơ bản của phương pháp này so với phương pháp truyền thống ñó là thay vì thụ phấn cưỡng bức bằng phấn hoa của chính nó thì người ta cho thụ giữa các cây cùng mẹ có quan hệ “chị - em”, ñây chính là các phương pháp tạo dòng bố mẹ Fullsib (ñồng máu), Halfsib (nửa máu), hoặc Sib hỗn dòng (Nguyễn Văn Hiển, 2000)[6] Với phương

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ27

pháp này có thể tạo ra những dòng có sức sống và năng suất tốt hơn dòng rút

ra từ con ựường tự phối nhưng thời gian ựạt ựến ựộ ựồng hợp tử lâu hơn do ựó kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003)[22]

+ T ạo dòng thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn invitro

Phương pháp này cho phép tạo ra các dòng một cách nhanh chóng chỉ mất khoảng 1 - 2 năm, tiết kiệm ựược 3/4 thời gian so với phương pháp truyền

thống Phương pháp tạo dòng thuần invitro có thể dựa trên kĩ thuật nuôi cấy 3

bộ phận sinh sản là bao phấn, hạt phấn tách dời và noãn chưa thụ tinh Sự thành công của kĩ thuật này phụ thuộc vào khả năng tạo ra các cá thể ựơn bội và ựơn bội kép, các cá thể ựơn bội và ựơn bội kép lại phụ thuộc vào khả năng sinh sản ựơn tắnh của các nguồn nguyên liệu nghiên cứu Ở ngô, sự sinh sản ựơn tắnh xuất hiện trong tự nhiên với tần suất khoảng 1/1000.000, trong ựó sự sinh sản ựơn tắnh ựực khoảng 1/80.000 (Chase, 1969) Do tần suất xuất hiện thấp ựã gây khó khăn cho sự nhận dạng các thể ựơn bội trong tự nhiên để khắc phục các nhà khoa học ựã sử dụng phương pháp ựánh dấu các thể lưỡng bội thông thường (Chase, 1974) Hiện nay kĩ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những nghiên cứu tạo dòng thuần invitro có triển vọng nhất Có thể tóm tắt các bước của kĩ thuật này như sau:

- Thu cờ cây ngô ựủ tiêu chuẩn rồi xử lý lạnh

- Lựa chọn bào tử ựể nuôi cấy bao phấn

- Chuyển vào môi trường nhân callus hoặc tái sinh cây

- Xác ựịnh cây ngô ựơn bội kép

- Tiến hành nhân nhanh trên ựồng ruộng, xác ựịnh ựộ thuần di truyền

- đánh giá ựặc ựiểm nông học, khả năng kết hợp, và ứng dụng trong tạo giống lai (Ngô Hữu Tình, 2009)[25]

+ Ch ọn tạo dòng thuần bằng phương pháp ỘThuần hóa tắch hợpỢ

Thuần hóa tắch hợp (Additivo-cumulative Inbreeding) là trong tiến trình làm thuần cố gắng kết hợp ựược các gen ựiều khiển tắnh trạng ở các locus khác

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ28

nhau và tắch lũy ựược các alen quản lý tắnh trạng trong locus Về lý thuyết ta chưa ựịnh danh và ựịnh vị ựược các gen quy ựịnh tắnh trạng số lượng quan tâm nào ựó Song theo lý thuyết của di truyền số lượng bằng pháp này ta có thể nâng cao tần xuất gen quan tâm và như vậy với một giấ trị nào ựó của gen, khi tần xuất ựược tăng lên, thì tác ựộng của nó sẽ ựược tăng lên (Ngô Hữu Tình, 2009)[25]

2.4.2 Thử khả năng kết hợp (KNKH) của các dòng thuần bằng lai ựỉnh

* Khái niệm khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp là khả năng cho ƯTL của các dòng tự phối trong các

tổ hợp lai, hay nói cách khác ựó là khả năng các bố mẹ có thể truyền lại cho con cái các ựặc tắnh của mình khi phối hợp chúng trong các tổ hợp lai

Khả năng kết hợp ựược biểu hiện bằng giá trị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai, và ựộ chênh lệch so với giá trị trung bình ựó của một cặp lai cụ thể nào ựó Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (General combining ablity - GCA) còn ựộ chênh lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng (Specific combining ablity - SCA) (Ngô Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền, 1996) [19]

Người ta phân biệt khả năng phối hợp chung (GCA) và khả năng phối hợp riêng (SCA) Khả năng phối hợp chung là khả năng cho ƯTL của dòng tự phối khi lai với các dòng khác đó là ựại lượng trung bình về ƯTL của tất cả các THL mà dòng ựó tham gia đứng ở góc ựộ di truyền học thì khả năng kết hợp chung phản ánh phần ựóng góp của từng bố mẹ theo hiệu quả tắnh cộng vào ựộ lớn tắnh trạng của con lai F1 và không mất ựi qua các thế hệ, khá ổn ựịnh dưới tác ựộng của các yếu tố môi trường

Khả năng phối hợp riêng là khả năng cho ƯTL của một dòng khi ựem lai với một dòng cụ thể khác Nó phản ánh phần cùng ựóng góp của bố mẹ theo hiệu ứng tương tác giữa các gen khác locus, hiệu ứng trội, siêu trội, yếu

tố ức chế của các gen và chịu tác ựộng rõ rệt của ựiều kiện môi trường Các

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ29

cặp có khả năng kết hợp riêng cao nếu ựạt các yêu cầu trong các giai ựoạn thử nghiệm sau sẽ ựược dùng ựể sản xuất hạt giống cung cấp cho sản xuất hoặc ựể tạo các lai kép khi cần thiết (Nguyễn Văn Hiển, 2000[6])

Trong suốt quá trình chọn tạo dòng thuần, cần loại bỏ những dòng có sức sống kém, dị dạng, khó duy trì, dễ nhiễm sâu bệnh, chống ựổ kém những tắnh trạng này ựều có thể chọn lọc bằng mắt thường Nhưng ựối với KNKH của các dòng thì phương pháp này không có hiệu quả mà phải dùng phương pháp lai thử Vì vậy một trong những khâu quan trọng ựể tạo giống ngô lai là phải ựánh giá KNKH của các dòng (Nguyễn Văn Cương, 2004) [1]

Các nhà khoa học cho rằng ựánh giá khả năng kết hợp thực chất là xác ựịnh tác ựộng của gen và chia tác ựộng của gen liên quan ựến khả năng kết hợp thành hai loại: Khả năng kết hợp chung ựược kiểm soát bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, ựặc trưng cho hiệu quả tắnh trội, còn khả năng kết hợp riêng ựược xác ựịnh bởi yếu tố ức chế, tắnh trội, siêu trội của gen và ựiều kiện môi trường (Lê Duy Thành, [15])

Trong công tác chọn tạo giống ngô ưu thế lai, dòng thuần là vật liệu rất quan trọng Chọn tạo dòng thuần ựòi hỏi nhiều thời gian và công sức Tuy nhiên dòng thuần chỉ mới là sản phẩm khoa học, chưa phải là mục tiêu cuối cùng, giống lai mới là mục tiêu, là sản phẩm hàng hoá (Ngô Hữu Tình, 2008)[24] Vấn ựề cơ bản của quá trình tạo giống ưu thế lai là xác ựịnh cặp lai, nói cách khác là xác ựịnh khả năng kết hợp của các dạng bố mẹ, ựể tìm ra

tổ hợp lai tốt nhất Công việc này khá phức tạp và tốn kém vì thực tế cho thấy

tỷ lệ thành công trong lai tạo rất thấp Có thể nâng cao hiệu quả của quá trình này bằng việc sử dụng những dạng bố mẹ có khả năng kết hợp cao trong lai tạo, vì vậy nghiên cứu vật liệu ban ựầu về khả năng kết hợp là giai ựoạn quan trọng và cần thiết trong quá trình tạo giống lai

* đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh (Topcross)

Lai ựỉnh là phương pháp lai thử chủ yếu ựể xác ựịnh khả năng kết hợp chung

Tr ường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦ30

do Davis ựề xuất vào năm 1927, Jenkins và Bruce phát triển năm 1932 Trong phương pháp này, các dòng hoặc giống, cần xác ựịnh khả năng kết hợp ựược lai với cùng một dạng chung gọi là cây thử (Tester) (Ngô Hữu Tình, 2009)[25]

Trong lai ựỉnh, giai ựoạn thử cũng có nhiều ý kiến khác nhau, một số nhà khoa học tiến hành lai thử sớm, một số khác lại lại thử muộn, song nhìn chung người ta thường tiến hành lai thử sớm Theo tác giả Trần Hồng Uy (1999) [29], phương pháp lai ựỉnh ựược sử dụng rộng rãi ựể ựánh giá vật liệu tạo giống và dễ dàng loại bỏ ựược những dòng không mong muốn ngay trong giai ựoạn ựầu bởi vì trong quá trình thu thập và chọn tạo dòng thuần (VLKđ) thì số lượng dòng rất nhiều nên công tác chọn tạo rất vất vả và tốn kém Trong khi ựó, chỉ có một số ắt các dòng có khả năng cho ƯTL Do vậy thử khả năng kết hợp chung bằng phương pháp lai ựỉnh cho phép ta sơ bộ lựa chọn ựược các dòng triển vọng, loại bỏ các dòng không có khả năng cho ƯTL ngay từ thế hệ tự thụ I3, I4 và I5 (Ngô Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền, 1996)[19]

dòng ựịnh thử Cây thử thường có cơ sở di truyền rộng (thường là các giống tổng hợp, các giống ựịa phương tốt hoặc con lai kép ) để tăng ựộ chắnh xác cần tăng số cây trong một tổ hợp lai lên, sao cho ựủ hạt ựể bố trắ thắ nghiệm 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại ắt nhất là 20 cây [7] đa số các tác giả thống nhất trong lai ựỉnh cây thử phải có ưu thế lai khác với vật liệu ựem thử; cây thử phải khác với nguồn, dòng ựem thử (Vasal và cộng sự, 1995c) [64] để nâng cao ựộ chắnh xác thì nhà chọn giống có thể sử dụng nhiều cây thử có nền di truyền khác nhau

Trong ựiều kiện Việt Nam theo các tác giả Ngô Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền (1996)[19] cho biết nên sử dụng 2 cây thử, một có nền di truyền rộng, cụ thể là một giống thụ phấn tự do trong sản xuất, và một dòng thuần tốt

ựể vừa xác ựịnh ựược khả năng kết hợp của các dòng thuần nghiên cứu vừa có

Tr ường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ………31

khả năng ra giống nhanh, phục vụ cho yêu cầu sản xuất

Tác giả Nguyễn Thế Hùng (1995)[7], ñã sử dụng 4 cây thử là dòng thuần ñể ñánh giá khả năng kết hợp của 14 dòng Fullsib rút ra từ quần thể MSB49 vàng Khi thử khả năng kết hợp của các dòng ngô ưu tú, Phan Xuân Hào (1997)[4] ñã sử dụng 2 cây thử là dòng thuần TQ2 và giống thụ phấn tự

do Q2 ñể xác ñịnh khả năng kết hợp của 9 dòng ngô Mai Xuân Triệu (1998)

ñã sử dụng 3 cây thử khác nhau: giống thụ phấn tự do, dòng thuần, và giống lai kép ñể xác ñịnh khả năng kết hợp của 3 nhóm dòng trung ngày, dài ngày

và ngắn ngày có nguồn gốc ñịa lý khác nhau [26]

Trong phạm vi ñề tài, Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô thực phẩm (ngô thụ phấn tự do và ngô lai) phục vụ sản xuất giai ñoạn 2007 - 2008, Lê Quý Kha và cộng sự ñã sử dụng 3 cây thử là các dòng HD4, TD30, TD106

ñể thử khả năng kết hợp của 8 dòng ngô ñường (Lê Quý Kha, 2009)[10]

Tóm lại việc chọn cây thử và ñánh giá lai thử sẽ tiếp tục là công việc quan trọng của cải tạo giống ngô bởi mối tương quan kém giữa dòng và phản ứng trong giống lai ñã ñược chứng minh cả về lý thuyết và thực nghiệm [25]

rất nhiều vào các nhà cải tạo, liên quan ñến nghệ thuật người chọn giống

Một số nhà chọn giống ñề nghị nên thử khả năng kết hợp sớm nhằm mục ñích loại bỏ những dòng không có giá trị trong trường hợp số lượng dòng quá lớn (Jenkin, 1935)[49]; Green (1848)[44] Hallauer và Mirinda (1988) nhận thấy nếu năng suất của tổ hợp lai ñỉnh của các dòng tự thụ S1 với 5 cây thử cao thì sang ñời S8 các dòng này cũng cho các tổ hợp lai ñỉnh năng suất cao [47] Theo Bauman (1981)[33] thì 60% các nhà cải tạo ñánh giá dòng bằng lai thử ở S-3 (33%) và S-4 (27%), 22% ñánh giá ở S-5 hoặc muộn hơn Tuy Nhiên theo Hallauer (1990)[48] giai ñoạn thử không phải là yếu tố quyết ñịnh trong tạo dòng ưu tú

Những cặp lai thu ñược qua lai ñỉnh ñược so sánh theo phương pháp thí