đánh giá khả năng thích ứng và khả năng kết hợp của dòng ngô mo17 và b73 trong điều kiện miền bắc việt nam

Chọn tạo giống ngô ưu thế lai giai đoạn phát triển dòng thuần thử khả năng kết hợp và dòng thuần có vai trò quan trọng, những nghiên cứu của Anderson và Brown năm 1952; đến nghiên cứu củ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

- -

PHẠM THỊ HỒNG NHUNG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH ỨNG

VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA DÒNG NGÔ MO17 VÀ B73

TRONG ĐIỀU KIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃ SỐ: 60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS.TS VŨ VĂN LIẾT

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của tôi Tất cả các những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào

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

cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Người viết cam đoan

Phạm Thị Hồng Nhung

Tôi xin cảm ơn các anh chị Phòng Nghiên cứu và phát triển công nghệ cây trồng Viện nghiên cứu lúa trường Học Viện Nông Nghiệp Việt nam đã tận tình giúp

đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành đề tài

Nhân dịp này tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Sinh viên

Phạm Thị Hồng Nhung

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình và đồ thị viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 3

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 5

1.2 Nghiên cứu phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô lai 7

1.2.1 Phương pháp phát triển dòng thuần 7

1.2.2 Thành tựu phát triển dòng thuần 9

1.3 Nghiên cứu khả năng kết hợp trong chọn tạo giống ngô lai 10

1.3.1 Nghiên cứu KNKH trong chọn tạo giống ngô lai trên thế giới 10

1.3.2 Nghiên cứu KNKH trong chọn tạo giống ngô lai ở Việt Nam 13

1.3.3 Xác định KNKH bằng phương pháp lai đỉnh 15

1.4 Những nghiên cứu về dòng thuần Mo17 và B73 16

1.5 Nghiên cứu về khả năng thích ứng của dòng ngô Mo17 và B73 22

Chương 2NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Vật liệu nghiên cứu 24

2.2 Nội dung nghiên cứu 27

2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm: 27

2.4.Kỹ thuật áp dụng, các chỉ tiêu theo dõi 28

2.5 Xử lý số liệu 31

Chương 3KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

I Đánh giá khả năng thích ứng của dòng Mo17 và B73 Lai tạo tổ hợp lai

giữa các dòng ngô trong nước với hai dòng thử Mo17 và B73 33

3.1 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của dòng Mo17 và B73, và các dòng bố mẹ trong vụ Xuân 2014 33

3.2 Động thái tăng trưởng chiều cao cây và số lá của các dòng bố mẹ trong vụ Xuân 2014 38

3.3 Đặc điểm hình thái của các dòng ngô trong vụ Xuân 2014 42

3.4 Khả năng chống chịu đồng ruộng của các dòng ngô nghiên cứu Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội 47

3.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô trong vụ Xuân 2014 50

3.6 Các đặc trưng hình thái bắp 54

3.7 Một số chỉ tiêu về bông cờ và phun râu 57

II Đánh giá KNKH của Mo17 và B73 với một số dòng ngô trong nước 59

3.8 Đặc điểm hình thái cây của các dòng bố mẹ và THL 59

3.9 Động thái tăng trưởng chiều cao cây và số lá của các tổ hợp lai 65

3.9.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây 65

3.9.2 Động thái tăng trưởng số lá 67

3.10 Một số đặc điểm hình thái cây của các dòng bố mẹ và tổ hợp lai 69

3.11 Một số đặc điểm hình thái bắp của các dòng bố mẹ và THL 74

3.12 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các tổ hợp lai 78

3.13 Khả năng chống chịu đồng ruộng của các tổ hợp lai vụ Thu Đông 2014 80

3.14 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố mẹ và THL 83

3.15 Đánh giá khả năng kết hợp về năng suất của các dòng ngô nghiên cứu 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

5.1 Kết luận 90

5.2 Đề nghị 90

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC

GCA : Khả năng kết hợp chung

SCA : Khả năng kết hợp riêng

THL : Tổ hợp lai

RCBD : Khối hoàn toàn ngẫu nhiên

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang

1.1 - Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của thế giới năm 2000 - 2013 4

2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam giai đoạn 2008 – 2012 5

2.3 Tình hình sản xuất ngô theo vùng ở Việt Nam 6

2.1 Tên và nguồn gốc 20 dòng ngô tẻ và 2 Tester 24

2.2 - Ký hiệu các tổ hợp lai 25

3.1: Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các dòng ngô thí nghiệm (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 34

3.2: Động thái tăng trưởng chiều cao cây các dòng ngô thí nghiệm (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 39

3.3: Động thái tăng trưởng số lá cây Dòng ngô thí nghiệm (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 41

3.4: Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô thí nghiệm (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 43

3.5: Khả năng chống chịu đồng ruộng của các dòng ngô nghiên cứu trong (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội.) 48

3.6 Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nghiên cứu trong Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội 51

3.7 Phân tích độ ổn định về năng suất của hai dòng thuần Mo17 và B73 54

3.8 Các đặc trưng hình thái bắp của các dòng ngô thí nghiệm trong (Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội.) 55

3.9 Một số chỉ tiêu về bông cờ và phun râu của các dòng ngô thí nghiệm trong Vụ Xuân năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội 58

3.10: Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các dòng bố mẹ và THL ngô thí nghiệm (Vụ Thu Đông năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 61

3.11: Động thái tăng trưởng chiều cao cây của THL thí nghiệm (Vụ Thu Đông năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 66

3.12: Động thái tăng trưởng số lá của THL trong thí nghiệm (Vụ Thu Đông

năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 68 3.13 : Một số đặc điểm nông sinh học của dòng bố mẹ trong thí nghiệm (Vụ

Thu Đông năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 70 3.14 : Một số đặc điểm nông sinh học của THL ngô thí nghiệm (Vụ Thu Đông

năm 2014 tại Gia Lâm – Hà Nội) 71

3.15 Một số đặc điểm hình thái bắp của các dòng bố mẹ vụ Thu Đông 2014 tại

Gia Lâm, Hà Nội 76 3.16 Một số đặc điểm hình thái bắp của các THL vụ Thu Đông 2014 tại Gia

Lâm, Hà Nội 77 3.17 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá LAI của các THL vụ Thu Đông 2014

qua các thời kỳ 79 3.18 - Tỷ lệ đổ gốc, gãy thân và nhiễm sâu bệnh hại chính của các THL vụ Thu

Đông 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội 81 3.19 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng bố mẹ vụ Thu

Đông 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội 83 4.20 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Thu Đông

2014 tại Gia Lâm, Hà Nội 84 3.21: Phân tích phương sai khả năng kết hợp 88 3.22: KNKH riêng của dòng Mo17 và B73 với các dòng chọn tạo trong nước 89

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ

STT Tên hình và đồ thị Trang

1.1: Sản phẩm PCR 4 phân đoạn trùng lấp …… 20 1.2: Hai dòng thuần (B73 và Mo17) và con lai của chúng 21 3.1: Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô trong vụ Xuân năm

2014 40 3.2: Động thái tăng trưởng số lá của các dòng ngô trong vụ Xuân năm 2014 42 3.3: Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các THL và đối chứng vụ Thu

Đông năm 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội 67 3.4: Động thái tăng trưởng số lá của các THL và đối chứng vụ Thu Đông năm

2014 tại Gia Lâm, Hà Nội 69 3.5: Chỉ số diện tích lá LAI (m2 lá/m2đất) của các THL trong vụ Thu Đông

2014 qua các thời kỳ 80

Đồ thị 3.6: Năng suất thực thu của các THL vụ Thu Đông 2014 tại Gia Lâm,

Hà Nội 87

Đồ thị: 3.7 Khả năng kết hợp chung của dòng Mo17 , B73 với các dòng chọn

tạo trong nước 89

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Shull (1908) phát hiện sự suy thoái khi tự phối tạo dòng thuần ở ngô, nhưng khi lai hai dòng thuần con cái F1 biểu hiện năng suất và sự sống vượt xa bố mẹ của chúng Công bố của ông khởi đầu cho khai thác ưu thế lai trong chọn giống cây trồng nói chung và giống ngô lai nói riêng (James, 1998) Năm 1909 ông công bố phương pháp phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn cưỡng bức trên tạp chí Hiệp hội các nhà tạo giống Mỹ và trở thành phương pháp tiêu chuẩn chọn tạo dòng thuần trong tạo giống ngô ưu thế lai Chọn tạo giống ngô ưu thế lai giai đoạn phát triển dòng thuần thử khả năng kết hợp và dòng thuần có vai trò quan trọng, những nghiên cứu của Anderson và Brown năm 1952; đến nghiên cứu của Troyer (2001) đều đã khẳng định các dòng thuần là nguồn vật liệu nền tảng cho nghiên cứu di truyền và chọn giống, các dòng ngô thuần được sử dụng mạnh mẽ trong chọn giống và sản xuất hạt giống ngô ưu thế lai Các dòng thuần ngô đặc thù đã đóng vai trò nền tảng

trong di truyền và chọn giống ngô ưu thế lai (Zhang et al., 2010)

Chương trình chọn giống ngô ưu thế lai trên thế giới đã tập trung rất lớn để phát triển dòng thuần Từ năm 1991 đến năm 2011 Trung tâm Cải tiến Ngô và Lúa

mỳ Quốc tế (CIMMYT) đã phát triển thành công 539 dòng thuần (CIMMYT, 2011) Dòng thuần được phát triển ở Mỹ từ những năm 1920 và đã phát triển thành

công hơn 600 dòng (Zuber và Darrah, 1980; Gerdes et al, 1994)

Dòng Mo17 do Đại học Missouri chọn tạo và phóng thích năm 1964 và B73 do Đại học Iowa State chọn tạo và phóng thích năm 1972 (Troyer, 1999) Hai dòng này được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu di truyền và tạo giống lai ở Mỹ và các nước khác Dòng thuần B73 và Mo17 hoặc phiên bản của chúng được sử dụng làm bố mẹ phổ biến nhất tạo giống ngô lai chín trung bình và muộn ở Trung và Nam Châu Âu Ngoài ra, nhận biết các dòng có giá trị và sử dụng chúng như những dòng bố mẹ nguồn

để phát triển dòng ngô thuần mới Ngày nay, rất nhiều dòng thuần mới có nguồn từ 7 dòng ưu tú là B73, LH82, LH123, PH207,PH595, PHG39, và Mo17 Sự tái tạo các

dòng thuần ưu tú tạo ra dòng thuần mới bằng lai 2 bố mẹ và chọn lọc phả hệ, đây là

phương pháp phổ biến nhất để phát triển dòng mới (Stojakovic et al., 2007)

Mở rộng đa dạng di truyền các dòng thuần để tăng tiềm năng thích ứng rộng các nhà tạo giống đã cố gắng sử dụng nguồn gen nhiệt đới để tăng đa dạng di truyền Đã có nhiều dòng thuần ngô nhiệt đới ưu tú sử dụng trong các chương trình tạo giống ngô, nhưng còn thiếu thông tin để lựa chọn chúng làm bố mẹ cho các tổ hợp lai Chọn giống với nguồn gen ngoại lai, nhưng chỉ trong môi trường ôn đới là rất khó khăn, do vậy cố gắng sử dụng nguồn gen ngoại nhiệt đới là rất cần thiết (Paul and Goodman, 2008)

Giống ngô lai ở Việt Nam đang tập trung khai thác một số dòng ưu tú, như vậy nền di truyền của các giống ngô lai còn rất hẹp, sẽ gặp rủi ro cao khi gặp điều kiện bất thuận Để mở rộng nền di truyền và tăng khả năng tạo ưu thế lai cao của

nguồn gen ngô nhiệt đới của nước ta, chúng tôi thực hiện đề tài: “ Đánh giá khả năng thích ứng và khả năng kết hợp của dòng ngô Mo17 và B73 trong điều kiện miền Bắc Việt Nam”

1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Đánh giá khả năng thích ứng và khả năng kết hợp của dòng Mo17 và B73 với các dòng ngô trong nước nhằm mở rộng di truyền trong chọn tạo giống ngô lai năng suất cao

1.2.2 Yêu cầu

- Đánh giá sinh trưởng phát triển của các dòng bố mẹ và con lai

- Đánh giá khả năng chống chịu đồng ruộng của các dòng bố mẹ và con lai

- Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng bố mẹ và con lai

- Đánh giá khả năng thích nghi của Mo17 và B73 qua các thời vụ

- Đánh giá năng suất và yếu tố tạo thành năng suất của các dòng bố mẹ và con lai

- Xác định THL ưu tú từ các THL Mo17 và B73 với nguồn vật liệu trong nước

- Đánh giá KNKH của Mo17 và B73 với các dòng ngô trong nước

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô (Zea mays L.) được coi là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất

thế giới, về mặt diện tích trồng và sản lượng ngô đứng vị trí thứ ba, sau lúa mì và lúa nước Do có các đặc điểm nổi bật so với cây trồng khác nên ngô được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới Nếu như đến cuối thế kỷ XX, ngô vẫn còn kém lúa nước và lúa mỳ về cả diện tích lẫn tổng sản lượng thì bước sang thế kỷ XXI, ưu thế

về năng suất của ngô được khẳng định, tuy vẫn thua kém hai cây trồng trên về diện

tích nhưng sản lượng ngô đã vươn lên đứng đầu một cách vững chắc

Ngô là cây trồng phổ biến rộng và nó có thể trồng được trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau, sản phẩm được làm lương thực cho con người, thức ăn cho gia súc và làm nguyên liệu cho công nghiệp (Maize, 2004) Ngoài các chất cơ bản tinh bột, protein lipit, hạt ngô còn chứa nhiều axit amin không thay thế như triptophan, lyzise, methiozin Vì thế các nước ở trung Mỹ, Nam Á và châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính cho con người (Ngô Hữu Tình và cs., 1997)

Hiện nay trên toàn thế giới có khoảng 140 nước trồng ngô Theo thống kê của ISAA trong số 25 nước sản xuất ngô hàng đầu thế giới thì 8 nước là nước công nghiệp; 17 nước phát triển Ngô tập trung 2/3 diện tích ở các nước đang phát triển, 1/3 ở các nước đang phát triển Tuy nhiên 2/3 sản lượng ngô trên thế giới lại tập trung ở những nước phát triển nhờ áp dụng các giống ngô lai vào sản xuất

Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay nhất là những năm gần đây ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng lớn nhất trong các cây lương thực chủ yếu Năm 1961 năng suất ngô trung bình của thế giới chưa đạt 20 tạ/ha năm 2004 đã đạt 49,9 tạ/ha Năm 2007 theo USA diện tích ngô đã đạt qua lúa nước với 158 triệu ha năng suất 5 tấn/ha và sản lượng đạt kỷ lục với 791,8 triệu tấn (GMO COMPASS)

Theo thống kê của FAO năm 2013, diện tích gieo trồng ngô trên thế giới là 184,19 triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha, sản lượng 1.016,73 triệu tấn Mỹ vẫn là nước đứng đầu về sản xuất ngô với diện tích 35,36 triệu ha, năng suất

77,442 tạ/ha và sản lượng 273,832 triệu tấn (FAOSTAT, 2014) Theo

CIMMYT, tăng trưởng hàng năm về diện tích trồng ngô trên thế giới là 0,7%, năng suất 2,1% và sản lượng 3,2% Trong đó tăng trưởng năng suất hàng năm của Mỹ đạt 2,8%, cao hơn trung bình của thế giới 2,1%

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của thế giới năm 2000 - 2013 Châu lục Diện tích (triệu ha) Năng suất(tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn)

2000 Thế giới 137,00 184,19 1,34 43,25 55,20 1,28 592,48 1016,74 1,72 Châu Phi 24,29 35,02 1,44 18,23 20,45 1,12 44,29 71,61 1,62 Châu Á 57,07 70,70 1,24 58,70 73,92 1,26 335,02 522,63 1,56 Châu Mỹ 41,83 59,39 1,42 35,64 51,24 1,44 149,06 304,31 2,04 Châu Âu 13,71 18,97 1,38 46,33 61,90 1,34 63,51 117,45 1,85 Châu Đại

Dương 0,10 0,10 0,98 57,32 70,83 1,24 0,60 0,73 1,21

(Nguồn: FAOSTAT 2014)

Dự kiến cho nhu cầu đảm bảo an ninh lương thực và thức ăn gia súc cho đến năm 2020, dự kiến lần đầu tiên nhu cầu ngô sẽ cao hơn nhu cầu lúa mì và gạo Thách thức đặt ra là làm thế nào để sản xuất thêm được 266 triệu tấn ngô đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của khoảng 852 triệu tấn trên toàn cầu vào năm 2020 Trong số 266 triệu tấn ngô cần sản xuất thêm này thì các nước đang phát triển cần tới 85% hay tương đương 213 triệu tấn Do vậy, đối với các nước đang phát triển vấn đề đặt ra là phải tối đa hóa sản lượng sản xuất trong nước để đáp ứng phần lớn nhu cầu gia tăng thêm của họ khi mà nhập khẩu dự kiến chỉ tiếp tục đáp ứng được 10% nhu cầu (International Food Policy Research Institute) (IFPRI, 2003)

Riêng Mỹ đặt mục tiêu phấn đấu đến năm 2030, năng suất ngô sẽ tăng gấp đôi hiện nay và không ảnh hưởng đến môi trường, dựa trên 3 cơ sở : Kỹ thuật nông học , tạo giống và ứng dụng công nghệ sinh học Cây ngô biến đổi gen ở Mỹ chiếm 85% tổng diện tích gieo trồng, bằng những giống kháng thuốc trừ cỏ, kháng sâu đục thân (ngô bt) Hiện giống ngô chuyển gen chịu hạn đã hoàn tất các công đoạn cần thiết để thương mại hóa Hiện nay, hai nước sản xuất Ethanol nhiều nhất thế giới là

Mỹ và Braxin với sự trợ cấp của chính phủ Trong đó, Mỹ sản xuất Ethanol chủ yếu

từ ngô, năm 2005 trong tổng số 9,66 tỷ gallon Ethanol sản xuất trên thế giới, Mỹ sản xuất 44,5% từ ngô.Tính đến cuối năm 2006, Mỹ có 110 trung tâm sản xuất Ethanol, 73 trung tâm khác đang được xây dựng Chính phủ Mỹ đặt mục tiêu đến

năm 2017 sản xuất 35 tỷ gallon/năm

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Ở Việt Nam ngô được đưa vào trồng cách đây 300 năm (Ngô Hữu Tình, 2009) Cho đến nay cây ngô được coi là cây lương thực thứ hai sau lúa

Do khả năng thích ứng rộng nên ngô được trồng hầu hết ở trên đất nước ta từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng ven biển Để có thể phát triển như ngày hôm nay, cây ngô đã trải qua những giai đoạn thăng trầm nhất định trong việc mở rộng diện tích, cải thiện kỹ thuật canh tác và chọn tạo giống

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam giai đoạn 2008 – 2012 Năm Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

Ngô được trồng trên khắp đất nước Việt Nam Tuy nhiên, do yếu tố đất đai

và khí hậu không đồng đều nên sản lượng và năng suất có sự khác nhau rõ rệt Năm

2008, vùng Trung du miền núi phía Bắc có diện tích trồng ngô lớn nhất 440,5 nghìn

ha, vùng đồng bằng sông Cửu Long có diện tích nhỏ nhất 40,9 nghìn ha Sự khác biệt này cũng do điều kiện đất đai và tập quán người dân miền núi trồng ngô lớn hơn ở đồng bằng Khác với diện tích trồng, năng suất của đồng bằng sông Cửu Long lớn nhất 56,1 tạ/ha; trung du miền núi phía Bắc thấp nhất 33,7 tạ/ha Sự khác biệt này do điều kiện đất đai đồng bằng màu mỡ hơn và điều kiện khí hậu tốt và trình độ thâm canh cao hơn miền núi

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô theo vùng ở Việt Nam

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung 219,7 38,5 846,5

Nguồn: Tổng cục thống kê, 2009

Theo kế hoạch của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển nông thôn, đến năm 2015,

dự kiến có hơn 120 nghìn/418 nghìn ha lúa chuyển sang trồng ngô trên cả nước, chiếm 28,8% tổng diện tích chuyển đổi Trong đó, các tỉnh phía Bắc chuyển đổi hơn 75.500 ha đất lúa sang trồng ngô, với phương thức mở rộng diện tích vụ đông ở đồng bằng sông Hồng; tăng diện tích ngô trên đất một vụ lúa ở các tỉnh Trung du và miền núi phía Bắc; chuyển đổi đất trồng lúa kém hiệu quả trong vụ đông xuân, vụ mùa và hè thu Định hướng phát triển cây ngô ở các tỉnh phía Bắc là sản xuất ngô lai gắn kết chặt chẽ đồng bộ từ khâu sản xuất kỹ thuật về giống, canh tác, quy trình công nghệ, phơi sấy, chế biến để nâng cao năng suất, chất lượng và tăng giá trị sản xuất ngô lai

Theo Cục Trồng trọt, sản phẩm ngô hạt là nguồn nguyên liệu chính được dùng để sản xuất thức ăn chăn nuôi Trong năm 2013, Việt Nam nhập khẩu 1,9 triệu tấn ngô hạt, chiếm 21% tổng số nguyên liệu nhập khẩu để sản xuất thức ăn chăn nuôi Dự báo của Bộ Công thương cho thấy, trong 2 năm tới tốc độ tăng trưởng

nhập khẩu mặt hàng này trung bình vẫn tăng 20%/năm Chính vì vậy, Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển nông thôn xác định cây ngô là đối tượng cây trồng số một cần tập trung phát triển trong thời gian tới

Trước năm 1980 hầu hết diện tích trồng ngô được gieo bằng các giống ngô địa phương, đồng thời sử dụng biện pháp canh tác lạc hậu cho nên năng suất thấp, chỉ đạt khoảng 1,47 – 1,56 tấn/ha/vụ Phải đến những năm 1980 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 như VM1, HSB1, TH2A …, góp phần tăng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 90 (Phan Xuân Hào, 2008)

Năm 1991, diện tích trồng ngô lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2007 giống ngô lai đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha, năng suất ngô của Việt Nam tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt 20 năm qua

Nhưng để nói đến sự đột phá trong ngành sản xuất ngô nước ta phải kể đến

sự thành công của việc chọn tạo và đưa vào sản xuất các giống ngô lai không quy ước như LS-3, LS-5, LS-6, LS-7…Thay thế cho các giống ngô cũ năng suất thấp trước đây, với năng suất từ 3-7 tấn/ha các giống ngô lai không quy ước đã nhanh chóng dành được thiện cảm của bà con nông dân và dần phổ biến trên phạm vi toàn quốc Không dừng lại ở đó, sau thành công của giống ngô lai không quy ước, trong một thời gian ngắn các nhà nghiên cứu ngô Việt Nam đã tạo ra hàng loạt các giống ngô lai quy ước, không thua kém các giống của công ty giống nước ngoài về cả năng suất và chất lượng với năng suất đạt từ 7-10tấn/ha như: LVN10 LVN4, LVN17, LVN25, LVN99, VN8960, HQ2000…các giống ngô này đều đạt năng suất

từ 6- 10 tấn/ha

1.2 Nghiên cứu phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô lai

1.2.1 Phương pháp phát triển dòng thuần

Nghiên cứu và công bố của Shull về phương pháp phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô năm 1909 đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn phát triển dòng thuần và thúc đẩy tạo giống ngô ưu thế lai Ông viết trong những năm qua tôi đã mô

tả một loạt các thí nghiệm với ngô Ấn Độ và đi đến kết luận (i) thông thường một

ruộng ngô thể hệ các cá thể nói chung tạo ra từ một sự lai rất phức tạp; (ii) sự suy thoái là do kết quả của tự thụ phấn Ông đưa ra phương pháp phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô (A pure-line method in corn breeding) Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ưu thế lai tăng nhanh sau 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, thực sự đây là một bước nhảy vĩ đại của di truyền học (Crow, 1998) Nghiên cứu của (Shull, 1909 ) đã chỉ ra rằng những dòng ngô thuần suy giảm năng suất và sức sống, nhưng khi lai hai dòng thuần đã tạo ra ưu thế lai có năng suất cao và quần thể lai rất đồng nhất Phương pháp của ông đưa ra đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn của chương trình chọn tạo giống ngô ưu thế lai (Shull, 1909)

Các phương pháp tạo dòng thuần ở ngô như tự phối cưỡng bức (Shull, 1909), phương pháp cận huyết đồng máu (Fullsib), nửa máu (Halfsib), sib hỗn dòng

có thể tạo ra những dòng có năng suất và sức sống tốt hơn dòng rút ra bằng con đường tự phối nhưng thời gian đạt tới đồng hợp tử dài hơn và không tạo ra những dòng có KNKH cao, kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003)

Chọn tạo giống ngô ưu thế lai của ZP (Maize Research Institute “Zemun Polje”, Republic of Serbia) 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 được hàng trăm bắp Chọn lọc 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 là V312, V390, V395, V158, V144, R59) Tiểm 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 rằng 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)

Phát triển dòng thuần đơn bội và đơn bội kép bằng nuôi cấy bao phấn hoặc kích tạo đơn bội Trong ba đến 5 năm qua, gây tạo đơn bội in vivo đã trở thành công

cụ phổ biến trong nghiên cứu và chọn tạo giống ngô (Zea mays L.) Trong nghiên

cứu có thể sử dụng để phát triển bản đồ di truyền quần thể (doubled haploid -DH) hoặc để phân tích liên kết không cân bằng và liên kết tính trạng/mẫu chuẩn Chọn tạo dòng DH tăng hiệu quả phát triển dòng và chọn lọc chu kỳ và giảm bớt khó

khăn trong duy trì dòng (Röber et al., 2005)

Sử dụng dòng đơn bội kép (DH) bằng phương pháp gây tạo in vivo tạo đơn

bội mẹ là một hướng sử dụng trong chọn tạo giống ngô (Zea mays L.) Tiến bộ chủ

yếu của dòng DH trong chọn tạo giống ngô lai là (i) biến di di truyền tối đa, (ii) đồng hợp hoàn toàn, (iii) nhanh thương mại, (iv) đơn giản, (v) giảm chi phí (vi) tối

ưu cho ứng dụng marker (Andrés Gordillo et al., 2010)

1.2.2 Thành tựu phát triển dòng thuần

Từ năm 1991 đến năm 2011 Trung tâm Cải tiến Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT ) đã phát triển một số lượng dòng thuần rất lớn 539 dòng, trong đó những

thành công nhất là: CML144, CML159, CML161, CML163, CML176, CML197,

CML202, CML206, CML216, CML247, CML251, CML254, CML264, CML287, CML311, CML312, CML376, CML387, CML395, and CML444 Những dòng triển

vọng trong tương lai là CML421, CML448, CML451, CML456, CML465, CML470,

B125 cũng là dòng thuần tester thương mại tốt của kiểu ưu thế lai stiff stalk và biểu hiện tester rộng hơn B122, B123 hoặc B124 Dòng B125 có ưu điểm nổi bật chống

đổ rễ, đổ thân (Bộ Nông nghiệp Mỹ, 2007)

Trạm thí nghiệm nông nghiệp của Đại học Delaware, Mỹ năm 2012 thông báo phóng thích 3 dòng ngô thuần: DE3, DE4, và DE5 DE3 (DKXL212:N11a-191-1-1-1-1-1-1) và DE4 (DKXL212:N11a-365-1-1-2-1-1-1) từ nguồn chương trình lai nâng cao nguồn gen ngô (GEM) (ngô lai nhiệt đới Brazil Dekalb DKXL212 lai với dòng thuần ưu tú không Stiff Stalk ôn đới N11a) sử dụng phương pháp truyền thống

và chọn lọc phả hệ và những thế hệ đầu thử nghiệm năng suất với các bắp S2 Cả hai dòng DE3 và DE4 có sức sống của râu và trùng khớp tốt DE3 chiều cao thấp hơn so với dòng đối chứng B73Ht DE5 chọn lọc chu kỳ 2 từ nguồn BSSS(R)C11

đã thiết kế lai là DE(BSSS)Co DE5[DE(BSSS)C2-420-3-2-1-1-1-1] và phát triển bằng chọn lọc phả hệ, thử nghiệm năng suất chu kỳ 2 với các bắp S1 là lai đỉnh với tester không Stiff Stalk DE5 cao khoảng 38 cm cao hơn đối chứng B73Ht nhưng

có chiều cao đóng bắp tương tự đối chứng

1.3 Nghiên cứu khả năng kết hợp trong chọn tạo giống ngô lai

1.3.1 Nghiên cứu KNKH trong chọn tạo giống ngô lai trên thế giới

Dòng thuần có khả năng kết hợp cao là những dòng có tiềm năng phát triển các giống ngô lai năng suất cao, như lai đỉnh của rất nhiều giống ngô lai truyền thống, các giống ngô lai truyền thống lai đỉnh có giá hạt giống rẻ hơn và tiềm năng năng suất cao hơn giống thụ phấn tự do Các tác giả phát triển 9 tổ hợp lai đỉnh giữa các dòng có sức sống cao phát triển từ các quần thể ngô khác nhau và đánh giá trong thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh Kết quả cho thấy có 1 dòng được nhận biết có khả năng tổ hợp tốt hơn các dòng khác nó được phát triển từ gia đình thụ phấn tự do ưu tú và có thể sử dụng để phát triển giống ngô lai bằng tổ hợp với các nguồn dòng ngoại lai khác và sử dụng đề phát triển giống lai đỉnh (Karunaratne, 2002)

Aliu et al (2008) lai diallel của các dòng tự phối ngô (Zea mays L.) trung

ngày và và đánh giá ước lượng các tham số di truyền về khối lượng bắp, mục đích nghiên cứu đánh giá khối lượng bắp của 10 dòng tự phối bố mẹ và con lai của

chúng trên cơ sở KNKH chung và KNKH riêng Thành phần phương sai di truyền tính theo công thức của Griffing 1956 ( mô hình lai dialle 2) Xij=µ+gi+gj+sij+e, của khối lượng bắp tìm hiểu mối quan hệ công tính và không cộng tính của gen cho thấy ảnh hưởng của gen hiệu ứng cộng quan trong hơn không cộng tính tỷ lệ là 0,25 giữa GCA và SCA Giá trị cao nhất cho khối lượng bắp tối đa là tổ hợp dị hợp của dòng thuần L6xL10 (xg = 376.2 g/bắp), trong khi trung bình nhỏ nhất là lai giữa dòng L1xL10 (240 g/bắp) Phương sai giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của khối lượng bắp của THL là 136.2 g hoặc 45% Trung bình chung của thí nghiệm µ của thế hệ F1 là 308,1 g/bắp Sự sai khác về khối lượng bắp ở thế hệ F1 là ± 68.1 g/bắp hoặc 23%, so với giá trị trung bình µ ở mức có ý nghĩa cao Kiểm tra phương sai về

hiệu quả KNKH GCA và SCA có ý nghĩa cao tại mức p ≤ 0.05 và p≤ 0.01 (Aliu et al., 2008)

Đánh giá lai đỉnh để xác định tiềm năng của các dòng tự phối trong chương trình tạo giống ngô lai Lựa chọn cây lai thử rất quan trọng đối với hiệu quả chọn lọc các dòng cho tiềm năng 1 x CML442, ILOO’E-1-9-1-1-1-1-1 x CML312, X1264DW-1-2-2-2-2 x CML464 và SC22 x tổ hợp lai của chúng Các tác giả nghiên cứu lai đỉnh của 9 dòng ngô tự phối hạt vàng với 3 cây thứ, trong đó có 2 dòng thuần (Gz653 và Gz654) và một cây thử là lai đơn (Sk85) năm 2007 Kết quả

27 tổ hợp lai đỉnh so sánh với 3 giống ngô thương mại SC155, SC162 và TWC352 (giống đối chứng) đánh giá năm 2008 Số liệu thu thập ngày phun râu 50% Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất và yếu tố tạo thành năng suất Sự sai khác giữa các tổ hợp lai ở mức có ý nghĩa với tất cả các tính trạng nghiên cứu và sai khác với đối chứng chỉ với tính trạng ngày phun râu 50%, năng suất hạt, chiều dài bắp và

số hạt/hàng Đồng thời trái ngược giữa các tổ hợp lai đỉnh và các giống đối chứng sai khác không ở mức có ý nghĩa Bình phương trung bình của các dòng, cây thử và tương tác dòng x cây thử có ý nghĩa ở tất cả các tính trạng trừ chiều dài bắp của các dòng, đường kính bắp của cây thử và số hàng hạt/bắp Hiệu ứng di truyền cộng tính quan trọng nhất đối với tất cả các tính trạng Cây thử là dòng thuần Gz653 có khả năng cho năng suất tối đa ở các tổ hợp lai đỉnh, biểu hiện nó có KNKH rộng nhất

Vì vậy cây thử tốt nhất để đánh giá dòng thuần trong lai đỉnh ở nghiên cứu này là

dòng thuần Gz653 Dòng bố mẹ có tiềm năng biểu hiện GCA mong muốn là Sk10 cho tính trạng 50%, năng suất hạt hạt, đường kính bắp và số hạt/hàng; dòng Sk5027

về năng suất hạt, đường kính bắp, số hàng hạt/bắp và số hạt/hàng; dòng Sk5026 về chiều cao cây và chiều cao đóng bắp, năng suất hạt, số hàng hạt/bắp; dòng Sk5002

về số ngày phun râu 50%, năng suất hạt, số hàng hạt/bắp và dòng Sk8001 về chiều cao cây, số hàng hạt/bắp Cây thử có hiệu quả GCA tốt nhất là Gz653 về năng suất hạt, chiều dài bắp, số hạt/hàng; cây thử SC Sk85 về năng suất, chiều cao cây và chiều cao đóng bắp Nghiên cứu khuyến cáo hữu ích cho các chương trình tạo giống

ngô lai (Mosa et al., 2010)

Zoran et al (2012) nghiên cứu xác định KNKH chung (GCA) và KNKH

riêng (SCA) của các dòng thuần ngô ZP áp dụng phương pháp lai phân tích dòng x cây thử và quan hệ phương sai di truyền công và không cộng về năng suất hạt Kết quả cho thấy điểm GCA và SCA phương sai yếu, chỉ tester Z2 biểu hiện giá trị GCA có ý nghĩa (1.30**), vì vậy được đề nghị chọn lọc, trong khi KNKH riêng không ở mức có ý nghĩa Tỷ lệ GCA/SCA nhỏ ở cả 2 địa phương thí nghiệm cho thấy tỷ lệ lớn hơn không cộng tính về năng suất ở cả 2 địa phương Đóng góp cho năng suất hạt cao nhất là Zemun Polje và Školsko dobro (68,84%) và tương tác

(dòng × testers) là (46,81%) (Zoran et al., 2012)

Reza Divan et al (2013) nghiên cứu 7 dòng tự phối đời S6 làm vật liệu cho

THL và 3 giống ngô lai thương mại (A679, K1263/1 và K3615/2) là testers trồng ở

3 nông trại cách ly năm 2011 Sau đó, 21 THL thử được đánh giá trong thí nghiệm khối ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại năm 2012 Kết quả cho thấy sự sai khác có ý nghĩa giữa các THL thử ở tất cả các tính trạng nghiên cứu trừ khối lượng bắp khô Kết quả phân tích dòng bằng phân tích cây thử biểu hiện sai khác có ý nghĩa ảnh hưởng của dòng và cây thứ về thời gian gieo đến trỗ cờ, phun râu, chênh lệc trỗ cờ-phun râu (ASI), chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, đường kính thân, số lá trên bắp số bắp/cây, đường kính bắp, chiều dài bắp, chiều cao cờ, diện tích lá Hiệu quả tương tác dòng bởi cây thử ở mức có ý nghĩa ở tất cả các tính trạng trừ tính trạng số bắp/cây, số lá trên bắp, đường kính thân, ASI biểu hiện phương sai trội có ý nghĩa Phương sai trội có ý nghĩa quan trọng điều khiển di truyền nhiều tính trạng nghiên

cứu Đánh giá KNKH chung cho thấy các dòng L4, L2, và L7 và cây thử K1263/1

có giá trị KNKH chung cao nhất KNKH riêng cao nhất là L3 × T3 với năng suất

chất xanh tươi là 59,125 tấn/ha (Reza et al, 2013)

Chọn lọc 18 dòng thuần ngô đưa vào sơ đồ lai giai thừa (factorial mating scheme) và phát triển 81 tổ hợp lai để đánh giá khả năng kết hợp và ưu thế lai Kết quả cho thấy dòng có KNKH chung cao (CML 202, CML395, 124-b (113), ILOO’E-1-9 và CML 197) đã được chọn lọc cho phát triển giống ngô lai Xác định được 5 THL đơn có năng suất cao nhất > 8 tấn/ ha Nhận biết các dòng có khả năng kết hợp riêng cao khi lai giữa các dòng này là CML395 x CML442, DE-78-Z-126-3-2-2-1- Gibe-1-91-1-1-1-1 Các THL này này đã được thí nghiệm đánh giá và khuyến cáo cho sản xuất ở Nam Phi (Mengesha, 2013 )

1.3.2 Nghiên cứu KNKH trong chọn tạo giống ngô lai ở Việt Nam

Từ những năm 80 và nhất là những năm đầu thập kỷ 90, các nhà tạo giống ngô lai Việt Nam đã nghiên cứu tạo dòng từ những giống tổng hợp, giống hỗn hợp cải tiến và các giống nhập nội Chúng ta đã tập trung vào việc tạo dòng từ các giống lai đơn nhập nội như DK888, DK999, DK9901, NK4300, Kết quả cho thấy, rút dòng từ các giống địa phương, các quần thể còn rất hạn chế, do phần lớn các giống địa phương và quần thể có năng suất thấp, suy giảm do tự phối mạnh, KNKH thấp Trong khi đó rút dòng từ nguồn nguyên liệu là giống lai nhập nội và từ các tổ hợp lai đạt kết quả cao hơn (Mai Xuân Triệu, 1998)

Một thí nghiệm lai diallel gồm 9 dòng bố mẹ tự phối đời S7 – S9 ký hiệu T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T20 và T21 được rút từ tập đoàn giống của Viện Nghiên cứu Ngô Việt Nam và Ấn Độ, tiến hành trong vụ Thu Đông năm

2002 Thí nghiệm khảo sát các THL được tiến hành trong vụ Xuân năm 2003 gồm

36 THL và 1 đối chứng LVN4, bố trí theo sơ đồ khối ngẫu nhiên có sắp xếp RCB với 4 lần nhắc lại Sử dụng chương trình Diallel (Nguyễn Đình Hiền, 1996) để đánh giá KNKH (CA) về tính trạng năng suất Kết quả cho thấy, 2 dòng thuần T16 và T18 có KNKH chung cao nhất Dòng T21 có KNKH riêng cao nhất, tiếp đến là dòng T16, T19 và T20 Xác định được 3 THL ưu tú nhất là T14 x T16, T18 x T20

và T19 x T21 Các THL này có TGST ngắn (112 – 118 ngày trong vụ Xuân), chiều

cao cây trung bình (190 – 200cm), chống chịu tốt với sâu bệnh và cho năng suất cao, đề nghị tiếp tục khảo nghiệm thêm (Nguyễn Thế Hùng, 2003).

Với 10 dòng thuần và 2 cây thử từ các nguồn khác nhau, được đánh giá khả năng kết hợp, tạo ra các tổ hợp lai đơn tại tỉnh Đồng Nai Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng được thực hiện qua hai phương pháp: lai đỉnh và luân giao Các tổ hợp lai từ lai đỉnh và luân giao được thử nghiệm trên đồng ruộng theo kiểu khối đầy

đủ ngẫu nhiên (RCBD) với 4 lần nhắc lại trong thời gian 2002-2003 Những kết quả đạt được từ nghiên cứu này như sau: Đánh giá khả năng kết hợp của dòng thuần qua lai đỉnh và luân giao cho thấy 3 dòng thuần IL 2845, IL 51 và ILD 3 đều có khả năng kết hợp cao Riêng dòng IL 2845 có phương sai khả năng kết hợp riêng cao rất thích hợp cho việc tạo giống lai cụ thể Năng suất hạt các dòng thuần này khá (29-

32 tạ/ha), thích hợp trong việc chọn làm dòng bố mẹ trong sản xuất hạt lai F1 Bảy

tổ hợp lai CT 27 x IL 2845, CT 27 x ILD 3, CT 27 x IL 51, CT 18 x IL 51, CT 18 x ILD 3, IL 2845 x IL 51 và IL 2845 x ILD 3 đứng đầu về khả năng kết hợp riêng ở đặc tính năng suất, tiềm năng năng suất vượt đối chứng G 49 từ 16.49% đến 45.15% Các tổ hợp lai ưu tú này có khả năng chống chịu khá hơn giống G 49, có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm chín trung bình –sớm Kết quả sản xuất thử hạt lai của tổ hợp IL 2845 x IL 51 ở Đồng Nai cho thấy hoàn toàn có khả năng sản xuất hạt giống lai đơn F1 với chi phí thấp, giá bán có thể chỉ bằng 60% so với giống ngoại nhập (Nguyễn Thế Hùng, 2003)

Năm 2007, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam hợp tác với Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Lào tiến hành đánh giá khả năng kết hợp của các dòng có tiềm năng được sử dụng làm bố mẹ để phát triển giống ngô lai ở khu vực này Vật liệu bao gồm 28 THL được tạo ra từ 8 dòng bố mẹ thuần bằng phương pháp lai diallel (mô hình 4 Griffing) Đối chứng là giống LVN10, một giống thương mại của Việt Nam Thí nghiệm tiến hành trong vụ Hè 2007, bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên RCBD với 3 lần lặp lại, diện tích ô thí nghiệm là 14m2 Năng suất của các THL dao động từ 5,3 – 8,6 tấn/ha Ba THL năng suất cao là VN2 x IL45 (7,8 tấn/ha), II14 x IL45 (7,98 tấn/ha) và IL19 x IL45 (8,56 tấn/ha) Ba dòng thuần

bố mẹ AV10, IL87, IL19 và II45 có KNKH chung cao Ba dòng IL45, IL34 và IL16

có KNKH riêng cao nhất Đặc biệt IL45 có cả KNKH chung và riêng cao Các dòng IL45, AV10, IL87 và IL19 được khuyến cáo cho chương trình tạo giống ngô lai (Khamtom Vanthannuovong và Nguyễn Thế Hùng, 2008)

Các nhà tạo giống ở Việt Nam nhận định rằng vật liệu nhập nội đã bổ sung nguồn gen khác nhau làm tăng sự đa dạng di truyền cho vật liệu tạo giống trong nước Vì vậy 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 năm 2008 cho thấy rằng: 7 dòng

có nguồn gốc cận nhiệt đới (Nhóm 1) được chọn tạo tại Việt Nam có khả năng sinh trưởng, chống chịu tương đương đối chứng DF5 (dòng mẹ của giống ngô lai LVN4) Dòng DQ.3 MSTo.919, 30Y.87, 30K.95, 30N.34, 30Y.87 và T8NN Những dòng này vừa có năng suất cao vừa có giá trị KNKH chung khá cao, có thể tham gia vào một số THL có triển vọng Đã phát hiện được THL T8NN/CMYT.18’ (dòng cận nhiệt đới/nhiệt đới) và 30Y.87/MSTo.919 (dòng nhiệt đới/nhiệt đới) cho năng suất cao (Lê Quý Kha và cs., 2009)

1.3.3 Xác định KNKH bằng phương pháp lai đỉnh

Jenkin (1935) và Sprague (1946) là người đề xuất ra phương pháp thử dòng

ở giai đoạn sớm của quá trình tạo dòng để xác định KNKH tương đối của chúng Jenkin cho rằng có sự khác nhau đáng kể về KNKH trong số các cá thể của quần thể được chọn lọc trong quá trình tạo dòng Sparue (1946) và Lonnquist (1950) đã cung cấp số liệu về giá trị của thử sớm và chỉ ra các khả năng lớn tìm được những dòng

có KNKH cao Theo Davis (1934), KNKH của dòng S2 và của dòng S3, S4 là như nhau nên KNKH thường được thử ở đời S4 hoặc trước S4 Theo Trần Như Nguyện

và Luyện Hữu Chỉ (1991) có thể thử ngay với nguồn nguyên liệu ban đầu định tự phối Đặc điểm của dòng về KNKH được hình thành sớm trong quá trình tạo dòng

và được truyền lại về sau tương đối ổn định Qua nghiên cứu KNKH của các vật liệu ngô Việt Nam các tác giả cũng nhận xét rằng các dòng tự phối có KNKH cao ở

giai đoạn sớm vẫn giữ được đặc điểm này ở giai đoạn sau (Trần Văn Diễn, 1980) Theo Bauman (1981) có 60% các nhà tạo giống đánh giá dòng bằng lai thử ở S3 và S4, 22% đánh giá ở S5 hoặc muộn hơn

Phương pháp lai đỉnh có ý nghĩa ở giai đoạn đầu của quá trình tạo và chọn lọc dòng, khi đó số lượng dòng quá lớn không thể đánh giá bằng phương pháp luân giao Phương pháp này cho phép thử số lượng lớn dòng trong cùng một lúc Kết quả đánh giá giúp cho quá trình tạo dòng và chọn lọc dòng chỉ tiếp tục đối với những dòng có KNKH trên mức trung bình, mạnh dạn loại bỏ những vật liệu kém Theo Trần Hồng Uy (1985), chỉ giữ lại những dòng có KNKH cao qua lai thử, thông thường qua lai đỉnh loại bỏ 50% số dòng hoặc nhiều hơn Những kết quả được

Sprague (1946), Lonnquis (1950) và Wellhausen et al (1954) trình bày đã chỉ ra

rằng: Thử sớm nhằm bảo vệ những dòng có KNKH cao Tuy nhiên nếu chọn lọc quá chặt chẽ, quá sớm trên cơ sở đánh giá trên cơ sở đánh giá KNKH chung qua lai đỉnh mà loại bỏ quá nhiều dòng cũng không phải là tốt (Trần Hồng Uy, 1985) Vì thực tế có những dòng qua đánh giá ban đầu thấy có ít giá trị, nhưng nó đã cho nhũng giống lai tốt (Horner and Lunky, 1963)

1.4 Những nghiên cứu về dòng thuần Mo17 và B73

Dòng thuần B73 và Mo17 hoặc phiên bản của chúng được sử dụng làm bố

mẹ phổ biến nhất trong tạo giống ngô lai chín trung bình và muộn ở Trung và Nam

Châu Âu Bởi vì chúng quan trọng trong sản suất ngô lai, Stojakovic et al (2007) đã

lai những dòng này để cải tiến những dòng thuần đang có Con lai được tự phối đến thế hệ S6 bằng chọn lọc phả hệ Phân tích năng suất hạt của tổ hợp lai giữa B73 và các dòng nghiên cứu lấy Mo17 làm tester, và các tổ hợp lai giữa các dòng nghiên cứu với Mo17 và B73 làm tester Theo dõi đánh giá chiều dài bắp, số hàng hạt và khối lượng 1000 hạt Chọn lọc lại dòng B73 và Mo17 biểu hiện biến động mạnh những tính trạng này Nhận biết 3 trong 19 tổ hợp lai thử với B73 và Mo17 biểu hiện năng suất cao hơn ở mức có ý nghĩa (P<0.05) so với chỉ lai giữa hai dòng chuẩn B73xMo17 Trong các dòng có nguồn B73 có 1 dòng lai với Mo17 có năng suất cao hơn đối chứng ở mức có ý nghĩa Một số con cái tự phối biểu hiện đặc điểm tính trạng tốt hơn bố mẹ gốc B73 hoặc Mo17

Steven R Eichten et al (2011) nghiên cứu các dòng đẳng gen từ Mo17 và

B73 để tìm hiểu cấu trúc di truyền ở ngô cho rằng sự tái tổ hợp các dòng thuần ngô

(Zea mays ssp mays), hai dòng thuần Mo17 và B73 đã được sử dụng rộng rãi để

khám phá locus tính trạng số lượng điều khiển rất nhiều tính trạng hình thái và cũng

là một nguồn vật liệu để lập bản đồ di truyền mật độ cao Hai dòng này đã được sử dụng để tạo một bộ dòng đẳng gen (near-isogenic lines -NILs) có những vùng chuyển gen nhỏ trong cả hai nền di truyền Phương pháp phân tích kiểu gen mới sử dụng điểm của kiểu gen qua 7.000 locus trong 100 dòng NIL của B73 và 50 dòng NIL của Mo17 Đây là quần thể mang gen ngoài được chuyển vào phủ phần lớn genome ngô Bộ dòng NIL này đóng vai trò giảm dị hợp trên cơ sở phả hệ và sự giảm dị hợp này làm tăng thêm ở vùng tâm động có khả năng tái tổ hợp thấp Sử dụng quần thể này để phát hiện và cố định locus tính trạng số lượng thông qua phân tích phương sai chiều cao cây

Dòng thuần B73 và Mo17 hoặc một số phiên bản của chúng được sử dụng làm cặp bố mẹ phổ biến nhất đế phát triển các giống ngô lai chín muộn và trung ngày ở Serbia và Montenegro Bởi vì tính vượt trội về năng suất của dòng B73 trong tổ hợp ngô lai, các tác giả đã chọn một số dòng kiểu B73 và một số dòng không có quan hệ để lai tạo tổ hợp lai Sử dụng phương pháp phả hệ phát triển con cái đến thế hệ S6 Tiềm năng năng suất hạt, chiều dài bắp, số hàng hạt và không lượng 1000 hạt lai thử với tester là dòng Mo17 đã được đánh giá Giữa các dòng mới có quan hệ với B73 dòng 260277/2 có tiềm năng nắng suất cao khi lai với Mo17 Các dòng 260465/1, 260362/1, 260747/4, 260357/13, 260151/2 và 260156/2 chiều dài bắp dài hơn trung bình của tất cả con cái So sánh với trung bình các dòng 260341/7, 260317/4, 260277/2 và 260187/2 có số hàng hạt nhiều hơn ở mức có ý nghĩa; trong khi các dòng 260362/1, 260130/5, 260277/2, 260151/2 và 260187/2 có khối lượng 1000 hạt cao hơn trung bình ở mức có ý nghĩa

Có thể sử dụng nguồn vật liệu di truyền không ưu tú, nhưng có mang các lallele kháng bệnh, năm 2000 Aldi Kraja và cộng sự nghiên cứu giá trị của các mẫu

nguồn gen ngô (Zea mays L.) ôn đới và nhiệt đới là nguồn vật liệu di truyển có

mang allele kháng bệnh để cải tiến kháng bệnh của giống ngô lai FR1064 x LH185

Nghiên cứu thực hiện lai một nhóm quần thể nhiệt đới và ngô lai từ dự án nâng cao nguồn gen ngô (Germplasm Enhancement of Maize Project-GEM) lai với Mo17 hoặc B73 (các dòng thuần ngô ôn đới) Bên cạnh, cũng đánh giá nhóm mẫu nguồn gen ôn đới Sự phản ứng với bệnh đóm lá ngô miền Nam (southern corn leaf blight

(SCLB) [Bipolaris maydis (Nisikado và Miyake), Shoemaker = Helminthosporium maydis Nisikado&Miyake], bệnh đốm lá ngô miền bắc (northern corn leaf spot - NCLS) [Bipolaris zeicola (G L Stout) Shoemaker = Helminthosporium carbonum Ullstrup chủng 2 và 3], bệnh đốm xám lá ngô (gray leaf spot -GLS) (Cercospora zeae-maydis Tehon và E.Y Daniels), bệnh đốm lá ngô miền Bắc (northern corn leaf blight -NCLB) [Exserohilum turcicum (Pass.) K J Leonard & E.G Suggs=Helminthosporiumturcicum Pass., chủng 1, 1, 2, 23N và 3 chúng chưa nhận biết] và bệnh gỉ sắt (Puccinia sorghi Schwein) Nghiên cứu ử dụng phương pháp

(Dudley’s method) để nhận biết quần thể mang allele có lợi Tất cả các mẫu nguồn gen có allele trội kháng bệnh gỉ sắt, đốm lá không có mặt trong FR1064 x LH185 Bốn mẫu nguồn gen có số allele kháng bệnh không sai khác có ý nghĩa với mẫu tốt nhất kháng 5 bệnh

Tổ hợp lai của các mẫu mang Mo17 với FR1064 và LH185 nhiễm nhẹ hơn với SCLB, NCLB, và gỉ sắt so với cặp lại giữa cacs mẫu nguồn gen mang B73 Có

7 trong 10 quần thể nhiệt đới tốt nhất x Mo17 cho kháng SCLB, NCLB, và gỉ sắt rust khi các quần thể mang allele kháng và không có mặt trong LH185 và FR1064 Phân tích thông kê ngô nhiệt đới x B73 và ngô nhiệt đới x Mo17 chỉ ra rằng khi lai trở lại hoặc tự thụ phấn con lai F1 cho kết quả triển vọng hơn Do đó, nếu quần thể ngô nhiệt đới lại với dòng thuần Corn Belt tăng khả năng thích nghi, sự so sánh giữa các quần thể ngô nhiệt đới chỉ nên so sánh khi tất cả các quần thể lai với cung một dòng thuần Corn Belt

Các dòng thuần ngô đặc thù đã đóng vai trò nền tảng trong di truyền và chọn giống ở ngô Nghiên cứu đặc điểm biến dị của các gen đặc thù của các dòng ngô đặc thù này và nguồn gốc của các dòng có ý nghĩa quan trọng để đánh giá sớm và nhận biết những tính trạng quan trọng của các dòng thuần ngô

Gen khử nitrate (NR) đóng vai trò trung tâm trong thu nhận nitrate là gen mục tiêu trong nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc năm 2010 Các tác giả nghiên cứu trên 41 dòng ngô thuần có 4 dòng chìa khóa là: Huangzaosi, Mo17, Dan340, và Ye478 Thông qua xắp xếp trình tự nhân của gen NR của B73, sử dụng như là đối chứng, các tác giả đã phát hiện: 1 gen NR của hầu hết các dòng từ Huangzaosi và các dòng đã có hai đoạn lồng và 2 đoạn lặp lại; 2 gen NR của hầu hết các dòng từ Mo17 và các dòng có một đoạn lồng và một đoạn lặp lại; 3 có 3 biến dị phổ biến và 8 SNP phổ biến trong gen NR của 4 dòng đặc thù

Nhân và nhân biết gen NR: sản phẩm PCR của 4 phân đoạn trùng lấp nhận biết bằng điện di trên gel agarose như sau:

Hình 1.1 Sản phẩm PCR 4 phân đoạn trùng lấp (M = DNA maker, Lanes 1-7 = sản phẩm PCR của 4 phân đoạn trùng lấp, A phân đoạn thứ nhất, B

phân đoạn thứ hai, C phân đoạn thứ ba, D phân đoạn thứ tư)

Ngô là một cây trồng quan trọng ở Trung Quốc, diện tích trồng ngô ở Trung Quốc khoảng 25,4 triệu ha với sản lượng khoảng 130 triệu tấn, năng suất trung bình 5,12 t/ha (Zhang, 2005) Trong 30 năm qua những dòng ngô thuần đặc biệt nhất đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu di truyền và chọn tạo giống ngô Những dòng ngô đặc biệt không chỉ đóng góp trực tiếp tạo ra một số lớn các giống ngô lai

mà còn có giá trị sử dụng để phát triển các dòng thuần khác

Các dòng ngô thuần công cộng vẫn tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong

chọn tạo giống ngô (Zea mays L.) của nhiều chương trình chọn giống ngô khác

nhau Chúng tiếp tục được sử dụng nhân tăng số hạt và làm nguồn phát triển dòng thuần mới Các tác giả nghiên cứu đánh giá mức độ đa dạng di truyền giữa và trong các dòng có nguồn khác nhau bằng marker SSR Các tác giả sử dụng 6 dòng thuần trong nghiên cứu là B73, CM105, Mo17, Oh43, W153R, và Wf9 thu được từ 14 nguồn (các chương trình tạo giống) Phân tích phương sai di truyền phân tử (ANOVA), phân tích đa dạng di truyền và khoảng cách di truyền (Dice's coefficient).Tổng số phươngg sai tần suất gen quan sát được là 87,8% giữa các đòng thuần, 7,6% các nguồn trong cùng dòng, và 4,6% trong cùng nguồn Các kiểu gen nhân biết trên cơ sở tên các dòng từ 8 nguồn khác nhau có sự sai khác trên cơ sở 44 locus SSR Trung bình đồng hình di truyền giữa các nguồn lớn hơn 85% Kết luận rằng mặc dù có sự đa dạng giữa 6 dòng thuần, nhưng phương sai có ý nghĩa thấp giữa các nguồn hạt trong cùng dòng Sự sai khác nhau có thể do quá trình duy trì đã làm sai lệch di truyền của dòng nhưng chưa chứng minh được do đột biến hoặc do nhận phấn ngoài Nghiên cứu khuyến nghị để bảo tồn nguồn gen, lập bản đồ di truyền, phát triển marker và tái tổ hợp để duy trì giống lâu dài cần có những giải pháp kỹ thuật phù hợp trong phát triển và duy trì dòng ngô thuần

Cấu trúc rễ liên quan chặt chẽ đến sự sông sót của cây dưới điều kiện bất thuận sinh học và phi sinh học (abiotic and biotic stress) Các tác giả nghiên cứu

khám phá di truyền cơ bản của hệ thống rễ phức tạp ở ngô (Zea mays L.) Tổng số

231 dòng thuần tái hợp (RIL) từ quần thể IBM (B73×Mo17) nhân hệ thống rễ cơ bản đã được thí nghiệm trong thí nghiệm lặp lại alpha lattice Hình ảnh của mỗi hệ thống rễ được ghi lại tại 4 và 8 ngày sau khi nảy mầm Mỗi hình ảnh hệ thống rễ được phân tích đa chiều (fractal dimension (FD)) Sự khác nhau ở mức có ý nghĩa giữa các dòng RIL đã được nhận biết sau 4 ngày (FD1) và 8 ngày (FD2) Với FD1

22 QTLs, FD2 13 QTL, và sự thay đổi FD qua thời gian 12 QTLs trên tất cả 10 NST ngô giải thích 24,6 và 46,8% phương sai kiểu hình Cả hai bố mẹ đóng góp bằng allele QTL của FD FD1 và FD2 có 5 BIN NST chúng 4 QTL duy nhất được

tìm thấy điều khiển sinh trưởng của rễ giữa 4 và 8 ngày Các đột biến liên quan đến hình thái rễ ngô nằm trên các BIN của NST mang các QTL của FD1 hoặc FD2 Nghiên cứu này chứng minh hữu ích của quần thể IBM như là một nguồn di truyền công cộng để nghiên cứu di truyền cơ bản của hệ thống rễ ngô

Ưu thế lai hoặc sức sống ưu thế lai được xem là hiên tượng con cái của hai dòng thuần biểu hiện sinh khối cao hơn bố mẹ, phát triển nhanh và hữu dục tốt hơn cả hai bố mẹ Minh họa 2 dòng thuần B73 và Mo17 , con lai của chúng trong hình sau

Hình 1.2 Hai dòng thuần (B73 và Mo17) và con lai của chúng

Hiện tượng ưu thế lai này đã được khai thác mạnh mẽ ở cây trồng và là động lực mạnh cho quá trình tiến hóa ở thực vật Di truyền cơ bản của hiện tượng ưu thế lai đã thảo luận gần một thế kỷ qua (Shull, 1908; Bruce, 1910; Jones, 1917), nhưng rất ít sự đồng thuận Sự tiến bộ của kỷ nguyên genome, các công cụ gần đây được thiết lập trên cơ sở phân tử để tìm hiểu về hiện tượng ưu thế lai (heterosis) Thời gian qua có xu hướng cho là bất kỳ sự khác nhau phân tử nào giữa hai bố mẹ và con cái là những đóng góp cơ bản vào ưu thế lai Nó hình như bắt nguồn từ đa di truyền

tự nhiên và rút cuộc một nguyên lý đồng nhất xuất hiện Các tác giả tóm tắt những đặc điểm nổi bật của ưu thế lai giải thích dưới mô hình phân tử Hai giả thuyết trung tâm giải thích hiện tương ưu thế lai (Crow, 1948)

Thứ nhất là giả thuyết tính trội “dominance,” khởi đầu kết quả ưu thế lai là

do bổ sung những alen có lợi của một bên bố mẹ cho bố mẹ khác đang có mặt của alen bất lợi qua thời gian, giả thuyết này được thống nhất là biểu hiện kiểu gen dị hợp khác nhau từ trung bình của 2 loại đồng hợp

Giả thuyết thứ 2: ưu thế lai là siêu trội “over-dominance,” được coi là tương tác của các alen xảy ra trong tổ hợp lai của loại dị hợp tốt hơn đồng hợp

Mặc dù hai giả thuyết này đã phát triển, chúng được coi là không cộng tính,

sự khác nhau trong phả hệ Những giả thuyết này đặt ra trước khái niệm di truyền phân tử nên đã không chính xác và lên kết với nguyên lý phân tử Do vậy chúng đã giảm bới sử dụng mô tả các tham số phân tử về ưu thế lai Tại mức phân tử, một nhìn nhận hai mô hình sâu sắc để giải thích hiện tượng ưu thế lai

1.5 Nghiên cứu về khả năng thích ứng của dòng ngô Mo17 và B73

Con cái lai thử bằng lai ngẫu nhiên các cây S9 của mỗi thế hệ với dòng thuần Mo17 là cây thử 100 con lai của F2 × Mo17 và F2-Syn 8 × Mo17 và 50 con lai BCP1 × Mo17 và BCP2 × Mo17, cũng như bố mẹ lai thử được thu hoạch Thí nghiệm đánh giá tại 4 địa phương trong năm 1990 và 3 địa phương năm 1991 Ảnh hưởng lấn át gen là có ý nghĩa với tính trạng năng suất và độ

ẩm hạt và khoảng 21% và 18% phương sai trung bình các thế hệ Phương sai

di truyền và hệ số di truyền của năng suất hạt xắp xếp là F2-Syn 8 > F2 > BCP1 > BCP2 Dưới cường độ chọn lọc thấp (a = 20%), xếp loại các thế hệ là BCP22 > F2 >> F2-Syn 8 > BCPI Dưới cường độ chọn lọc cao (a = 1%), xếp loại là F2 > F2-Syn 8 > BCP2 > BCP1 Sự lựa chọn giữa F2 và lai trở lại làm nguồn quần thể cơ bản, các tác giả gợi ý rằng tiến bộ rất hạn chế nếu giao phối ngẫu nhiên F2 trước khi chọn lọc và tự phối

Những nghiên cứu gần đây đã phân nhóm những dòng ngô ưu tú North Dakota (ND) vào các nhóm di truyền và đánh giá ổn định giữa phân nhóm bằng marker SSR và số liệu lai đỉnh 13 dòng tự phối ND đại diện cho đa dạng của nền di truyền đã đưa vào lai dialle năm 2000 Các THL và 12 đối chứng được đánh giá ở bốn môi trường trong hai năm 2001 và 2002 Ngoài ra các dòng này cũng được lai với dòng thử lai thương mại đại diện cho các nhóm di truyền đã biết trước năm 2002 Các THL giữa các dòng của chung và các dòng của các tư nhân và được đánh giá ở ba môi trường năm 2003 Các dòng ND246, ND278, ND280, ND281, ND282 và ND284 đã nằm trong

nhóm di truyền BSSS Các dòng ND277, ND285, ND286, ND290, và ND291 nằm trong nhóm di truyền Lancaster Sure Crop Các dòng ND257 và ND288 nằm trong nhóm Minnesota #13 Số liệu lai đỉnh của ND278 và ND290 biểu hiện có KNKH cao với các tester đại diện trên một nhóm ưu thế lai Nghiên cứu của các tác giả cho rằng marker SSR không hoàn toàn chính xác và tin cậy để phân nhóm di truyền khi nguồn vật liệu di truyền rất đa dạng và đối lập nhau Do vậy các tác giả khuyến cáo rằng đánh giá đồng ruộng để phân nhóm các dòng tự phối ngô là cần thiết

Bảy dòng ngô trắng (CML176 ,CML181, CML184, Bo59W, Tx807, Tx811, và TxX124) và 9 dòng ngô vàng (CML190, CML193, Tx802, Tx814, Tx818, Tx820, Do940y, TxX808, và TxX806) đã được đánh giá trong các thí nghiệm lai diallel ở 5 môi trường miền Nam Mỹ Năng suất các

tổ hợp lai QPM thấp hơn giống ngô thương mại đối chứng Qua các môi trường, hiệu quả GCA không có ý nghĩa về năng suất hạt nhưng có ý nghĩa cao về tình trạng nông học và chất lượng hạt Trên cơ sở hiệu quá GCA các dòng tự phối của đại học Taxas chín sớm, thấp cây và độ ẩm hạt nhỏ hơn các dòng tự phối á nhiệt đới của CIMMYT và Đại học Nam Phi

Năm 2004, nghiên cứu KNKH của các dòng của Viện Nghiên cứu Ngô với các dòng của CIMMYT, cho thấy các dòng có năng suất tương đối cao,

ổn định qua các vụ, có khả năng chống đổ, chống chịu với một số sâu bệnh chính tương đối tốt 4 dòng DF-2, DF-5, DF7, DF9 của Viện Nghiên cứu Ngô, 4 dòng G21MH169, G21MH52, CML41 và CML285 của CIMMYT được xác định có KNKH riêng cao với cây thử Các dòng này có thể kết hợp với cây thử để tạo nhanh một số giống ngô lai tốt (Viện nghiên cứu Ngô, 2005)

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu:

+ Hai dòng Mo17 và B73 nhập nội từ Đại học Riverside Mỹ

+ 20 dòng ngô trong nước và nhập nội

+ 20 tổ hợp lai (THL) tạo ra trong vụ Xuân năm 2014

+ Giống DK6919 làm đối chứng

Danh sách các dòng, như bảng sau:

Bảng 2.1 Tên và nguồn gốc 20 dòng ngô tẻ và 2 Tester

Địa điểm nghiên cứu:

Thí nghiệm tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam

Thời gian thực hiện: Vụ Xuân 2014, Vụ Thu đông 2014

2.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Đánh giá khả năng thích ứng của dòng Mo17 và B73 trong điều kiện vụ Xuân ở miền Bắc Việt Nam

Nội dung 2: Lai tạo tổ hợp lai giữa các dòng ngô trong nước với hai dòng thử Mo17 và B73

Nội dung 3: Đánh giá KNKH của Mo17 và B73 với một số dòng ngô trong nước

2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng thích ứng của dòng Mo17 và B73

Lai tạo tổ hợp lai giữa các dòng ngô trong nước với hai dòng thử Mo17

và B73

-Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp đánh giá tập đoàn giống (thông dụng) Các công thức thí nghiệm được bố trí liền nhau và không nhắc lại

- Thí nghiệm trồng 3 thời vụ khác nhau với 2 dòng thử Mo17 và B73: trồng

vào ngày 15 tháng 2, ngày 15 tháng 3 và ngày 15 tháng 4 năm 2014, bố trí không lặp lại, diện tích ô thí nghiệm 10,5m2, theo dõi tất cả các cây trong ô thí nghiệm

- Các dòng thử gieo vào tháng 2

- Lai dòng Mo17 và B73 với các dòng trong nước tạo tổ hợp lai để đánh giá

khả năng kết hợp trong vụ Thu Đông 2014

- Phép lai được thực hiện theo sơ đồ lai đỉnh Hai dòng Mo17 và B73 làm mẹ

Thí nghiệm 2: Đánh giá KNKH của Mo17 và B73 với một số dòng ngô trong nước

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) lặp lại hai lần với THL và giống đối chứng Thí nghiệm được bố trí vào ngày 15 tháng 9 năm 2014

- Các dòng bố mẹ trồng không lặp lại

- Khoảng cách hàng x hàng = 70cm và cây x cây = 25cm, tương ứng mật độ 57.000 cây/ha Diện tích mỗi ô thí nghiệm 14 m2

2.4.Kỹ thuật áp dụng, các chỉ tiêu theo dõi

Quy trình kỹ thuật áp dụng và các chỉ tiêu theo dõi theo: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống ngô QCVN 01-56 : 2011/BNNPTNT

*Kỹ thuật áp dụng

Đất cày sâu 25-30 cm, bừa nhỏ đảm bảo độ tơi xốp, bằng phẳng, sạch cỏ dại Trước khi gieo hạt lên luống rộng rộng 0,7 m luống cao 20-25 cm Sau đó rạch hàng gieo hạt cách hạt 25 cm để đảm bảo mật độ 57.000 cây/ ha Gieo hạt sâu 3-4 cm

+Phân bón: Lượng phân bón cho 1 ha: 5-7 tấn phân chuồng, 120 N, 90 kg P2O5, 60 kg K2O

+ Cách bón:

- Bón lót: Trước khi gieo hạt bằng cách bón rải hoặc bón theo hàng rạch sau

đó phủ 1 lớp đất mỏng kín phân Lượng bón: Toàn bộ phân chuồng và phân lân

- Bón thúc: chia làm 3 đợt:

+ Đợt 1: Khi cây có 4-5 lá thật bón 1/4 N + 1/2 K2O

+ Đợt 2: Khi cây có 8-9 lá thật bón 1/2 N + 1/2 K2O

+ Đợt 3: Khi cây xoáy nõn (trước trỗ 15 ngày) bón toàn bộ lượng phân đạm còn lại + Chăm sóc

- Từ khi gieo đến khi ngô 3 lá thật: Tiến hành xới xáo phá váng, bắt sâu

- Khi ngô 3-4 lá thật: Bón thúc đợt 1 kết hợp xới xáo nhẹ bề mặt, làm cỏ và vun nhẹ

- Khi ngô 7-9 lá: Cuốc xới giữa 2 hàng, làm cỏ và bón thúc đợt 2 Khi cây xuất hiện sâu cắn lá, sâu đục thân hoặc bệnh khô vằn, bệnh đốm lá dùng thuốc hóa học để phun trừ

+ Tưới nước thường xuyên cho ngô đảo bảo độ ẩm đồng ruộng 70-80% Đặc biệt nhu cầu nước của cây ngô lớn vào thời kỳ cây con, trỗ cờ tung phấn và chín sữa Theo dõi nếu thiếu nước phải tưới và úng phải tiêu ngay, tưới theo băng hoặc theo rãnh để ngấm rồi rút cạn

+ Phòng trừ sâu bệnh: Theo dõi thường xuyên trong suốt giai đoạn sinh trưởng của cây, quan sát phát hiện để có biện pháp phòng trừ kịp thời

*Các chỉ tiêu theo dõi

+ Các giai đoạn sinh trưởng phát triển (gieo đến mọc, gieo đến trỗ cờ, gieo đến phun râu, gieo đến chín)

+ Một số đặc điểm tính trạng nông sinh học (chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, đường kính gốc, màu sắc thân lá, màu sắc cờ, màu sắc hạt)

+ Khả năng chống chịu đồng ruộng (khả năng chống đổ, khả năng chống chịu sâu bệnh)

+ Năng suất và yếu tố tạo thành năng suất (số bắp/cây, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt, năng suất cá thể)

+ Các chỉ tiêu thích nghi (chiều dài đuôi chuột, khối lượng 1000 hạt)

+ Khả năng chống chịu

- Sâu đục thân: Ghi tổng số cây bị hại/ tổng số cây trong ô,đánh giá bằng cách

cho điểm theo thang điểm từ 1 - 5

Điểm 1: Không bị sâu(<5% số cây bị sâu)

Điểm 2:Nhẹ (có 5- 15% số cây bị nhiễm sâu)

Điểm 3: Vừa (có 15- 25% số cây bị nhiễm bệnh)

Điểm 4: Nặng (có 25- 35% số cây bị nhiễm sâu)

Điểm 5: rất nặng( có 35- 50% số cây bị nhiễm sâu)

- Bệnh khô vằn: Số cây bị bệnh/tổng số cây trong ô thí nghiệm Đánh giá bằng cách cho điểm từ 1- 5

Điểm 1: không có vết bệnh

Điểm 2: có vết bệnh ở sát gốc

Điểm 3: vết bệnh lan đến những đốt sát gốc

Điểm 4: vết bệnh lan đến bắp (lá bi)

Điểm 5: vết bệnh lan toàn cây

- Bệnh đốm lá: Đếm số cây bị bệnh/tổng số cây trong ô thi nghiệm.Đánh giá bằng cách cho điểm theo thang điểm 1 – 5

Điểm 1: Không nhiễm (< 5% diện tích lá bị bệnh)

Điểm 2: Nhẹ (có từ 5 - 15% diện tích lá bị bệnh)

Điểm 3: Vừa (có từ 15- 30% diện tích lá bị bệnh)

Điểm 4: Nặng (có từ 30 – 50 diện tích lá bị bệnh)

Điểm 5: Rất nặng (có từ 50% diện tích lá bị bệnh trở lên)

- Đổ gãy thân: Đếm số cây bị gẫy ở đoạn thân phía dưới bắp/tổng số cây trong ô khi thu hoạch

Điểm 1: tốt: < 5% cây gãy

Điểm 2: khá: 5- 15% cây gãy

Điểm 3: Trung bình: 15- 30% cây gãy

Điểm 4: Kém: 30- 50% cây gãy

Điêm 5: Rất kém: >50% cây gãy

- Đổ rễ(%): Đếm số cây nghiêng 1 góc >300 so với chiều thẳng đứng của cây Theo dõi trước khi thu hoạch

+ Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất:

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

- 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 có chiều dài trung bình

- Khối lượng 1000 hạt (gram) ở độ ẩm 14%: Cân 2 mẫu, mỗi mẫu 500 hạt, nếu hiệu giữa 2 lần cân không chênh lệch < 5 gam là chấp nhận được, đo ở độ ẩm hạt lúc đếm rồi quy về khối lượng hạt ở độ ẩm tiêu chuẩn 14%

(100 – A)

P1000 hạt (ở 14% )=

(100 – 14)

Trong đó : A là độ ẩm hạt ngay sau khi thu hoạch

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

- Năng suất lý thuyết (NSLT- tạ/ ha) ở độ ẩm 14%:

(1966) là:

Yijk = µ + gi + gj + sij +eijk