Luận văn xác định khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp bằng phương pháp lai đỉnh

luận văn

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

-

đặng huy hùng

Xác định khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp bằng phương pháp lai đỉnh

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 - 2006

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và ch−a từng đ−ợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã

đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Đặng Huy Hùng

Lời cám ơn

Để hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình, sự

đóng góp quý báu của nhiều cá nhân và tập thể

Trước hết, tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thế Hùng - Giảng viên khoa Nông học - Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài.

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các Thầy, Cô giáo Khoa Nông học, Khoa Sau đại học - Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện và hoàn thành đề tài

Tôi xin cảm ơn đến gia đình, người thân, các cán bộ đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện về mọi mặt cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội - 2006

Đặng Huy Hùng

Mục lục

3.1 Vật liệu, địa điểm, điều kiện nghiên cứu 29

4.1 Kết quả nghiên cứu các dòng ngô tham gia thí nghiệm thu đông

4.1.1 §Æc ®iÓm giai ®o¹n sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn c¸c dßng tham gia

4.1.2 §Æc tr−ng h×nh th¸i c©y cña c¸c dßng tham gia thÝ nghiÖm 39

4.1.5 Kh¶ n¨ng chèng chÞu cña c¸c dßng tham gia thÝ nghiÖm 47 4.1.6 C¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt tham gia thÝ nghiÖm 48 4.2 Kh¶ n¨ng kÕt hîp KNKH cña c¸c dßng ng« b»ng ph−¬ng ph¸p lai

4.2.1 Giai ®o¹n sinh tr−ëng ph¸t triÓn cña c¸c tæ hîp lai 51 4.2.2 §éng th¸i t¨ng tr−ëng cña c¸c tæ hîp lai 53 4.2.3 DiÖn tÝch l¸ vµ chØ sè diÖn l¸ qua c¸c thêi kú cña tæ hîp lai 57 4.2.4 §Æc tr−ng h×nh th¸i cña c¸c tæ hîp lai 60 4.2.5 §Æc tÝnh chèng chÞu cña c¸c tæ hîp lai 63 4.2.6 C¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt vµ n¨ng suÊt cña c¸c tæ hîp lai 65 4.2.7 §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng kÕt hîp tÝnh tr¹ng n¨ng suÊt cña c¸c dßng trong

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

CIMMYT : Trung t©m c¶i ng« vµ lóa mú quèc tÕ

Danh mục các bảng

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng của ngô rau và một số rau khác 5 Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 1985 - 2004 9 Bảng 2.3 Diện tích năng suất sản lượng ngô của Việt Nam (1995 - 2005) 11 Bảng 3.1 Các dòng ngô nếp tham gia nghiên cứu 29

Bảng 4.4 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá các dòng tham gia thí

Bảng 4.5 Một số chỉ tiêu bông cờ, lượng hạt phấn, khả năng phun râu

của các dòng tham gia thí nghiệm vụ Thu Đông 2005 46 Bảng 4.6 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng ngô tham gia thí nghiệm

Bảng 4.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết của các

dòng ngô thí nghịêm vụ Thu Đông 2005 49 Bảng 4.8 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai vụ

Bảng 4.12 Các đặc điểm hình thái cây của tổ hợp ngô lai vụ Xuân 2006 62 Bảng 4.13 Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ của các tổ hợp lai

Bảng 4.14 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp

Bảng 4.15 KNKH chung tính trạng năng suất của các dòng và cây thử

Bảng 4.16 KHKH riêng của các dòng và cây thử trong thí nghiệm 69 Bảng 4.17 Chất l−ợng dinh d−ỡng của hạt ngô các tổ hợp lai vụ xuân 2006 71 Bảng 4.18 Đánh giá chất l−ợng ngô qua chế biến 73

1 Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong lịch sử tiến hoá của các loại cây trồng phổ biến nhất trên trái

đất hiện nay chưa có loài cây nào phát triển nhanh chóng và có nhiều công dụng cho loài người như cây ngô Ngô là cây lương thực quan trọng của thế giới, đứng vị trí thứ ba sau lúa mì và lúa nước ở các vùng đồi núi hẻo lánh tại nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta, ngô vẫn là nguồn lương thực chủ yếu

Cây ngô là một trong những cây trồng thường được chọn làm đối tượng nghiên cứu cũng như trong việc áp dụng các thành tựu khoa học, như di truyền học, chọn giống, hoá học, cơ giới hoá, làm cho sản lượng ngô và diện tích ngô ngày một tăng Sản lượng ngô hàng năm đạt khoảng 614 triệu tấn, góp phần không nhỏ trong việc nuôi sống gần 1/3 dân số trên toàn thế giới, đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực cho mỗi quốc gia và là nhân tố đảm bảo cho sự phát triển bền vững lâu dài trong xã hội

Trên thế giới diện tích ngô đạt khoảng 142 triệu ha, với năng suất đạt 4,85 tấn/ha (Theo cục thống kê năm 2004) ở Việt Nam cây ngô có vị trí chiến lược hết sức quan trọng, được trồng trong nhiều vùng sinh thái khác nhau Theo thống kê năm 2004, diện tích ngô cả nước khoảng 909,8 nghìn ha với năng suất bình quân 32,2 tạ/ha [19], trong đó chủ yếu trồng các giống ngô lai đạt gần 40,0 tạ/ha Theo FAO và CIMMYT đã đánh giá thì ngô lai Việt Nam có tốc độ phát triển nhanh trên thế giới

Với diện tích và năng suất tăng dần qua các năm, cây ngô không chỉ là cây cung cấp lương thực cho con người mà còn cung cấp thức ăn cho chăn nuôi và là một trong những nguyên liệu cho nền công nghiệp chế biến Từ ngô

người ta có thể chế biến làm thức ăn gia súc tổng hợp, rượu cồn, tinh bột, dầu, glucoza, bánh kẹo… Những năm gần đây cây ngô còn là cây thực phẩm, dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp Các thể loại ngô nếp, ngô đường dùng để ăn tươi, đóng hộp xuất khẩu và đã đem lại hiệu quả kinh tế cao cho một số nước như Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc…

Bên cạnh các tiến bộ về sản xuất ngô, chúng ta còn gặp nhiều khó khăn như trồng ngô có hiệu quả thấp, các sản phẩm chế biến từ ngô còn ít và chưa

đáp ứng được với những thay đổi của xã hội Một vấn đề quan trọng được đặt

ra là đưa các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngô để đem lại những sản phẩm có năng suất, chất lượng cao hơn đồng thời đáp ứng tính bền vững lâu dài Vì vậy, ngày nay chương trình chọn tạo giống ngô ưu thế lai năng suất cao đã được nhiều nước tiến hành có hiệu quả như Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan… và đặc biệt áp dụng phương pháp này đã đem lại hiệu quả kinh tế trong việc chọn tạo giống và sản xuất ngô ở Việt Nam

Để đáp ứng mục tiêu kế hoạch của nhà nước đặt ra về diện tích, năng suất và sản lượng ngô trong thời gian tới thì công tác chọn tạo giống ngô có năng suất cao, phẩm chất tốt, khả năng thích ứng rộng là một yêu cầu hết sức quan trọng, cấp bách cho những nhà khoa học nghiên cứu vê ngô

Quá trình chọn tạo giống ngô lai phải trải qua các giai đoạn sau

- Tạo nguồn vật liệu khởi đầu và chọn tạo dòng thuần

- Xác định khả năng kết hợp và chọn các tổ hợp lai ưu tú

- Thử nghiệm các tổ hợp lai ưu tú và sản xuất hạt lai

Để chọn ra được tổ hợp lai ưu tú, hiệu quả cao trong chọn giống thì phương pháp lai đỉnh (Topcross) do Davis đề suất năm 1927, Tenkin và Bruce phát triển năm 1932 có ý nghĩa cho quá trình chọn lọc khi khối lượng dòng quá lớn mà không thể đánh giá bằng phương pháp khác, phần nào đã đem lại thành công trong việc chọn tạo giống ngô lai ở nước ta

Để góp phần giải quyết những vấn đề trên chúng tôi tiến hành đề tài

2 Tổng quan tàI liệu và cơ sở khoa học

2.1 Vai trò của cây ngô trong nền kinh tế

Cây ngô được trồng trên khắp thế giới và có vai trò quan trọng trong nền kinh tế

* Ngô làm lương thực cho con người

Ngô là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới, tất cả các nước nói chung đều dùng ngô làm lương thực ở mức độ khác nhau, toàn thế giới sử dụng 21% sản lượng ngô làm lương thực cho con người Các nước Đông Nam Phi 42%, Tây á 27%, Nam á 75%, Đông Nam á và Thái Bình Dương 39%,

Đông á 30%, Trung Mỹ và Caribe 61%, Nam Mỹ 12%, Đông Âu và Liên Xô

cũ 4% (Ngô Hữu Tình và ctv,1997) [15]

* Ngô làm thức ăn trong chăn nuôi

Ngô là nguồn thức ăn cho gia súc quan trọng nhất hiện nay, chiếm hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp Ngoài ra cây ngô còn dùng làm thức ăn xanh hoặc ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt cho bò sữa Khi

đời sống của người dân phát triển thì nhu cầu thịt, trứng, sữa và các sản phẩm chăn nuôi khác ngày càng tăng do đó đòi hỏi sản lượng ngô ngày càng lớn

* Ngô được dùng làm thực phẩm và thuốc chữa bệnh

Dùng ngô bao tử làm rau cao cấp vì có hàm lượng dinh dưỡng cao (Bảng 2.1) Các loại ngô nếp, ngô nù, ngô đường dùng để ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp xuất khẩu Ngô có thể chế biến các món ăn và các bài thuốc có tác dụng tốt cho sức khoẻ chống suy dinh dưỡng và trị bệnh Nhiều tài liệu cho thấy ngô có lợi cho hệ tiêu hoá, tim mạch, sinh dục, chống oxy hoá, lão hoá, ung thư (Phó Đức Thuần, 2002) [13]

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng của ngô rau và một số rau khác

* Ngô dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp

Ngô dùng làm nguyên liệu để sản xuất rượu cồn, tinh bột, dầu, glucoza, bánh kẹo Từ cây ngô người ta đã sản xuất ra 670 mặt hàng khác của các ngành dược, công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm (Ngô Hữu Tình 1997) [8]

* Ngô là nguồn hàng hoá xuất khẩu

Hạt ngô là mặt hàng hoá rất quan trọng trên thị trường thế giới Theo Grain WM & T tháng 6/2004 dự báo mậu dịch ngô thế giới niên vụ 2004/2005

đạt 77,170 triệu tấn Các nước suất khẩu chính là Mỹ, Pháp, Trung Quốc, Thái Lan; các nước nhập khẩu chính là Nhật Bản, Hàn Quốc, Châu Phi

2.2 Chất lượng dinh dưỡng của hạt ngô

2.2.1 Thành phần hoá học của hạt ngô

Ngô có thành phần hoá học, về cơ bản giống các loại hạt ngũ cốc khác

Cụ thể là hạt ngô chứa nhiều tinh bột (trên 70%) và khoảng trên dưới 10% protein Do vậy, khi phân tích chi tiết sẽ thấy ngô có những đặc tính riêng

2.2.1.1 Protein

Hàm lượng protein trong ngô thay đổi theo giống và điều kiện trồng trọt Trong số 4 loài phụ của ngô, ngô răng ngựa, ngô đá, ngô bột và ngô nổ thì ngô nổ và ngô đá thuộc loài giàu protein nhất Nhiều kết quả nghiên cứa cho thấy nhiều biện pháp trồng trọt có thể làm tăng lượng chứa protein trong hạt ngô, đặc biệt là phun đạm vào thời kỳ sau trỗ cờ, có mối tương quan nghịch giữa kích thước hạt ngô và hàm lượng protein trong hạt

Các nhóm protein khác nhau trong hạt ngô là vấn đề được nghiều nhà canh tác, di truyền, chọn giống quan tâm vì chất lượng protein dự trữ trong hạt ngô được chia thành 3 nhóm theo tính tan Protein tan trong nước gọi là albumin, tan trong NaCl 10% gọi là globulin, tan trong ethanol 70% gọi là prolamin (zein), tan trong kiềm 0,2% gọi là glutelin [62]

2.2.1.2.Glucid

Tinh bột chiếm 70% trong hạt ngô, thông thường thành phần chủ yếu là amylose amylopectin giống như các loại tinh bột khác So với các loại ngũ cốc khác thành phần glucid ngô có nhiều thay đổi hơn Glucid chủ yếu trong hạt ngô là tinh bột Trong tinh bột amylose chiếm 25 - 28%, có khi tới 50 - 80% ở ngô giàu amylose Ngô nếp hầu như không có amylose Ngô đường chứa ít

tinh bột nhưng nhiều sacharose và phytoglucogen [52]

2.2.1.3 Lipid

Ngô là một trong những loại hạt cốc chứa nhiều Lipid, khoảng 3-7% tính theo chất khô Hàm lượng Lipid thay đổi theo giống và điều ngoại cảnh lúc làm

hạt Khoảng 50-80% Lipid của hạt ngô nằm ở phôi Vì thế phôi là nguyên liệu để

ở mầm, trong đó α-tocopherol có hoạt tính cao nhất

Vitamin hào tan trong nước chủ yếu là Thiamin, Riboflavin, Niacin Niacin trong hạt cốc thường ở dạng liên kết Để thoả mãn nhu cầu những Vitamin này người ta thường bổ sung niacin, pentotenic acid, ribofavin và B12 vào thức ăn giầu ngô O2

Ngô chứa khoảng 1,3% chất khoáng, trong đó 80% chất khoáng nằm ở phôi Ngô chứa ít canxi nhưng nhiều Kali và Phospho Ngoài ra còn có một ít các nguyên tố sắt, đồng, magie và kẽm Ngô là thức ăn cho nhiều loại gia súc, gia cầm cho nên cần kiểm tra để bổ sung

2.3 Những nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới

và ở Việt Nam

2.3.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 1985 - 2004 được tổng hợp qua bảng 2.3 Năm 2004, toàn thế giới có 142 triệu ha ngô, năng suất trung bình 48,5 ta/ha, đạt sản lượng 705,293 triệu tấn Tăng trưởng hàng năm về diện tích (0,7%), năng suất (2,1%) và sản lượng (3,2%) cho thấy sản xuất ngô trên thế giới tăng trưởng liên tục suốt 20 năm qua, trong đó năng suất tăng nhanh hơn diện tích Nước Mỹ có sản lượng ngô 300,107 triệu tấn đứng đầu thế giới, chiếm 42,6% tổng sản lượng của thế giới và có tăng trưởng năng suất hàng năm (2,8%) cao hơn trung bình của thế giới (2,1%) Trung Quốc có sản lượng ngô 131,860 triệu tấn đúng thứ nhì thế giới, chiếm 18,7% tổng sản lượng ngô thế giới Trong giai đoạn này Trung Quốc có tăng trưởng hàng năm về sản lượng và diện tích nhanh hơn thế giới nhưng tăng trưởng năng suất hàng năm (1,9%) lại chậm hơn trung bình của thế giới (2,1%)

Thành tựu khoa học phát triển nông nghiệp lớn nhất của các nhà chọn giống cây trồng trong thế kỷ 20 là việc ứng dụng ưu thế lai vào sản xuất hạt giống ngô lai (Trần Việt Chi, 1993) [15] Vai trò của giống lai được đánh giá là

có tính chất quyết định trong việc tăng năng suất ngô Nghiên cứu và áp dụng ưu thế lai cho cây ngô được tiến hành sớm và có hiệu quả nhất đó là nước Mỹ Theo Duvick (1990) [38] mức tăng năng suất ngô hàng năm ở Mỹ giai đoạn 1930 -

1986 là 103 kg/ha/năm, trong đó phần đóng góp do giống lai là 63kg, chiếm 61% mức tăng Các nước phát triển thường có năng suất ngô cao là do trình độ thâm canh cao cộng với việc sử dụng giống lai cho hầu hết diện tích trồng ngô Nhờ sử dụng giống ngô lai và trình độ thâm canh cao, năng suất ngô của thế giới đã tăng 1,83 lần trong vòng 1960 - 1990 (D.Petrop, 1994) Cũng trong thời gian đó Mỹ

và một số nước châu Âu có năng suất ngô tăng 2-3 lần

79,071 95,859

26,767 29,668

18,40325,583Năng suất (ta/ha) 1985

2004

34,048,5

21,0 31,3

66,0 100,0

37,051,5Sản lượng (1000 tấn) 1985

2004

429,937705,293

168,408 300,107

175,383 298,233

67,873131,860Tăng trưởng

á, Châu Phi, Châu Mỹ La Tinh (Nguyễn Thế Hùng,1995) [5] Với việc ứng dụng công nghệ gen người ta có thể chuyển các gen ngoại lai để cho các sản phẩm đa dạng, có gen kháng sâu bệnh, kháng hạn, kháng lạnh, kháng mặn… như giống ngô Bt kháng sâu đục thân của công ty Monsanto Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh được ứng dụng trong

việc tạo dòng thuần nhanh chóng Kỹ thuật nuôi cấy phôi non sử dụng nhằm tạo ra nguyên liệu ban đầu phục vụ kỹ thuật chuyển gen và thiết lập gen Trong cải tạo cây ngô, các nhà khoa học cũng đã thành công trong việc tạo dòng từ đơn bội, chọn lọc dòng vô tính, chuyển nạp AND ngoại lai…

2.3.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đúng thứ hai sau cây lúa nước Cây ngô được đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình,1997) [8], ngô có nhiều đặc điểm nông sinh học quý, tiềm năng năng suất cao, có khả năng thích nghi rộng với điều kiện sinh thái đa dạng của Việt Nam Do

điều kiện chiến tranh kéo dài nên nhưng nghiên cứu về cây ngô cũng bắt đầu rất muộn so với các nước trong khu vực Năm 1973 mới có nhưng định hướng phát triển ngô ở Việt Nam (Trần Hồng Uy,2001) [25]

Trong các giai đoạn phát triển ngô ở Việt Nam, năm 1975 đất nước mới giải phóng khó khăn chồng chất nên cây ngô chưa được chú trọng [22] Diện tích ngô dạt 267 nghin ha, năng suất 1,05 tấn/ha, với tổng sản lượng đạt 280,6 nghìn tấn Mặt khác vật liệu ngô khởi đầu của ta còn nghèo nàn và không phù hợp, cùng với cơ sở vật chất chưa đáp ứng được một số khâu quan trọng trong sản xuất ngô Nhưng tới năm 1990 diện tích tăng lên 432 nghìn ha, với tổng sản lượng đạt 671 nghìn tấn tăng gấp 3 lần năm 1975 Năm 1995 sản lượng

đạt 1177,2 nghìn tấn trên diện tích 556,8 nghìn ha nhưng đến năm 2000 mặc

dù diện tích tăng so với 1995 không đáng kể nhưng sản lượng đạt 2005,9 tăng gần gấp 2 lần Được nhà nước đặc biệt quan tâm về phát triển nông nghiệp nói chung và cây ngô nói riêng đến nay, diện tích trồng ngô cả nước đạt 990,4 nghìn ha, năng suất 3,49 tấn /ha và sản lượng đạt 3453,6 nghìn tấn (Tổng cục thống kê,2004) [19]

Bảng 2.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của Việt Nam (1995 - 2005)

Năm

Diện tích (1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Nguồn: Tổng cục thống kê 2004 Ngô Hữu Tình- 2006

Trong quá trình phát triển cây ngô giai đoạn này phải kể đến hai sự kiện

tạo sự chuyển biến quan trọng, đó là “ Ngô đông trên đất hai lúa ở Đồng bằng

Bắc Bộ” và “ Sự bùng nổ ngô lai ở các vùng trồng ngô trong cả nước” (Ngô

Hữu Tình, 2003) [11] Để đạt được năng suất và sản lượng trên thì không thể

không nói đến ngô lai Quá trình chọn tạo giống ngô được tiến hành với hai

quá trình song song

- Quá trình chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do là chương trình được ưu

tiên trong vòng 10 - 15 năm đầu khi điêu kiện kinh tế, dân trí thấp Quá trình

này sẽ là bước đệm nhằm tạo tiền đề phát triển chương trình ngô lai

- Quá trình tạo giống ngô lai

Song song quá trình phát triển ngô trên thế giới và các nước trong khu vực, ngô lai ở Việt Nam trong nhưng năm gần đây đã phát triển không ngừng Giai đoạn 1990 ban đầu với diện tích 5ha trồng ngô lai, sau đó diện tích đã mở rộng nhanh chóng Năm 1991, diện tích đạt 500 ha đến năm 1996 diện tích trồng ngô lai là 230 nghin ha, chiếm 40% diện tích và 74% sản lượng (Quách Ngọc Ân, 1997) [1], đến năm 2000 diện tích ngô lai trong cả nước đã đạt tới

500 nghìn ha chiếm 65% diện tích ngô cả nước Theo dự kiến nhu cầu hạt giống ngô lai giai đoạn 2002 - 2005, trong nhưng năm từ 2002 - 2004 tỷ lệ sử dụng ngô lai từ 80 - 87% và dự kiến đến năm 2005 tỷ lệ này đạt 90%, nhiều tỉnh ngô lai đạt gần 100% diện tích như An Giang, Trà Vinh, Đồng Lai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Sơn La, Hà Tây, Vĩnh Phúc (Ngô Hữu Tình, 2003) [11] Nhờ phát triển ngô lai mà năng suất ngô lai trong cả nước bình quân đạt 5 - 6 tấn /ha (Trần Hồng Uy, 2001) [25] Điển hình một số tỉnh năng suất cao trong một số năm như ĐakLăc: 5,37 tấn/ha Bà Rịa - Vũng Tàu: 6,22 tấn/ha và An Giang: 7,82 tấn/ha (Ngô Hữu Tình và CS, 1997) [9]

Những thành tựu mà ngô lai mang lại đã phần nào đánh giá tốc độ phát triển ngô lai Việt Nam so với thế giới Mười năm trở lại đây, tăng trưởng ngô bình quân hàng năm ở Việt Nam đạt 3,7% diện tích, 5,5% năng suất, 9,2% sản lượng trong khi tỷ lệ tương ứng trên thế giới là: 0,7% diện tích, 2,4% năng suất và 3,1% sản lượng (Lê Thành ý , 2000) [27]

ở Việt Nam, cuộc cách mạng về ngô lai đã và đang làm thay đổi tận gốc rễ những tập quán canh tác lạc hậu trước đây góp phần tích cực vào việc giải quyết nhu cầu về ngô (Viện Nghiên cứu ngô, 1996) [26]

Những thành tựu trên phải kể đến Viện nghiên cứu ngô và các nhà khoa học đã đóng góp công sức của mình để tạo ra những giống ngô lai có thời gian sinh trưởng khác nhau, thích ứng cho từng điều kiện sinh thái, đáp ứng nhu cầu của sản xuất như: LS3, LS4, LS5, LVN1, LVN4, LVN10 , năng suất các giống này đạt từ 4 -7 tấn/ha đặc biệt là giống LVN10, LVN4 có năng suất cao,

thích ứng rộng, được trồng phổ biến ở hầu hết các vùng trồng ngô ở Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam đang tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm một số giống ngô lai có năng suất và chất lượng tốt phục vụ nhu cầu sản xuất như giống: LVN-35, DP-5, SC16161, SC184, LVN98, SX2010 Dự kiến Việt Nam sẽ đưa diện tích ngô lai từ 70% (năm 2000) lên 90% (năm 2005), đạt 4 triệu tấn ngô trên diện tích 1triệu ha (Trần Hồng Uy, 2000) [24], đến năm

2010 đạt 6 triệu tấn ngô trên diện tích 1,2 triệu ha và đưa tỷ lệ sử dụng giống ngô lai lên 96% (Trần Hồng Uy, 2001) [25]

Có thể nhận thấy trong vòng 20 năm qua diện tích trồng ngô của Việt Nam có sự thay đổi nhanh về diện tích, năng suất và cơ cấu bộ giống, tuy nhiên diện tích trồng nhóm ngô thực phẩn chất lượng cao nói chung và ngô nếp nói riêng còn hạn chế

2.3.3 Vai trò của ngô nếp

Cây ngô nếp đem lại hiệu quả cao cho sản suất vừa có thể làm lương thực, làm ngô quà do vậy tại nhiều vùng sản xuất ngô nếp được ưu tiên phát triển với ngô ngọt, ngô rau Thực tế cho thấy các loại ngô nếp, ngô thực phần

là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, có thể trồng gối vụ, rải vụ và không chịu áp lực bởi thời vụ, hiệu quả cao và nhu cầu tiêu dùng xã hội còn nhiều Hiện nay ngô nếp được trồng tại tất cả các vùng trồng ngô Việt Nam phân làm hai nhóm :

Nhóm ngô nếp địa phương : Đây là những giống ngô được các hộ nông dân trồng từ rất lâu, nhiều giống trở thành sản phẩm đặc biệt của địa phương như giống ngô nếp Cồn Hến (Huế), ngô tím của người Thái (Sơn La)… nhóm giống này được các hộ nông dân tự để giống, chất lượng cao, thơm ngon nhưng thường bị lẫn tạp, có su hướng mất dần khi các giống ngô mới có năng suất cao được đưa vào trồng thay thế

Nhóm ngô nếp mới : Là những giống được chọn tạo phục tráng hiện

được các công ty giống sản xuất và cung cấp, đây là những giống ngắn ngày,

thời gian sinh trưởng từ 70 - 80 ngày, bao gồm : VN2 (Viện nghiên cứu ngô), MX2, MX4 (Cty CP giống cây trồng miền Nam) và nếp Nự (N1 - Viện KHNN miền Nam - Cty Lương Nông) các giống này cho năng suất khá cao,

có thể đạt từ 30 - 45 tạ/ha, thu bắp tươi từ 7 - 8 tấn/ha ; khả năng chống chịu khá (hạn, chua phèn, đổ), ít nhiễm sâu bệnh Nhu cầu về giống ngô nếp lai còn rất lớn, rất cần có bộ giống ngô nếp mới để đáp ứng đòi hỏi của các hộ nông dân trồng ngô

2.3.2.1 Kết quả nghiên cứu nguồn gen

+ Thu thập, đánh giá và bảo tồn giống ngô nếp địa phương tại các tỉnh miền núi Tây Bắc đã được các nhà nghiên cứu Trường Đại học Nông Nghiệp I thực hiện từ năm 2000 đến 2005 Kết quả điều tra thu thập các giống ngô ở một số vùng tại khu vực Điện Biên do Vũ Văn Liết và cộng sự đã thu nhập

được 20 giống ngô trong đó có 13 mẫu giống ngô nếp Năm 2004, Bộ môn Cây lương thực khoa Nông học đã thu thập được 10 mẫu ngô nếp tại Sơn La

và 20 mẫu ngô nếp tại Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào Kết quả của hai đợt khảo sát cho thấy nguồn gen (giống) cây ngô tại các vùng miền núi huyện

Điện Biên nói riêng, vùng miền núi phía Bắc và miền Trung Việt Nam còn nhiều, đa dạng và phong phú Vì vậy chúng ta cần thiết phải tiến hành thu thập, bảo tồn, phân loại, đánh giá chúng để phục vụ cho công tác chọn tạo giống mới, đặc biệt là chọn tạo các giống ngô nếp lai cho các vùng trồng ngô hàng hoá, vùng đồng bằng và các giống ngô canh tác nhờ nước trời tại các tỉnh miền núi phía Bắc và miền Trung Việt Nam

+ Duy trì bảo tồn những giống ngô nếp địa phương chất lượng cao được nhiều cơ quan nghiên cứu trong nước và các nhà khoa học quan tâm PGS.TS Trần Văn Minh, 2006, đã cùng các cộng sự tiến hành phục tráng và bảo tồn thành công giống ngô nếp Cồn Hến của Thừa Thiên Huế Sau 5 năm nghiên cứu, nhóm tác giả đã phục tráng thành công giống ngô nếp Cồn Hến, giữ được

đặc điểm bản chất quý hiếm của giống và bảo vệ giống ngô nếp quý hiếm

trồng tại miền Trung Việt Nam

2.3.2.2 Kết quả chọn tạo và sử dụng ngô nếp

+ Kết quả chọn tạo ngô nếp : Do nhu cầu giống ngô nếp cần nhiều, hiện nay tại các viện nghiên cứu, trường Đại học nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc tạo dòng, lai tạo thử nghiệm các giống ngô nếp lai

- Nhóm nghiên cứu trường Đại học Nông nghiệp I trong giai đoạn 2003-2005, được sự hỗ trợ của đề tài chọn tạo các giống ngô đường, ngô nếp phuc vụ sản xuất (Đề tài cấp bộ, mã số B- 2004 - 32 - 89) Nhóm nghiên cứu

đã lai thử khả năng kết hợp của 50 tổ hợp lai, từ kết quả lai tạo đã chọn được các tổ hợp ngô nếp lai ưu tú : N8 x N11, N4 x N8, N11 x N14 và N2 x N12 Các tổ hợp lai có các đặc điểm tốt như : Thời gian sinh trưởng ngắn, trồng thu lấy bắp luộc khoảng 75 - 80 ngày, thu lấy hạt từ 95 - 105 ngày Các tổ hợp ngô nếp lai có màu hạt trắng, dẻo, ăn ngon, năng suất hạt đạt 40 - 45 tạ/ha cao hơn giống ngô nếp tổng hợp VN2 một cách chắc chắn

- Tại viện nghiên cứu ngô các nhà chọn tạo giống đã chọn được một số

tổ hợp ngô nếp lai ưu tú làm nguyên liệu chọn tạo giống ngô nếp lai trong thời gian tới

+ Nhu cầu về ngô nếp ngoài sản xuất còn rất lớn Theo tác giả Phan Xuân Hào (Viện nghiên cứu ngô) hàng năm các công ty sản xuất hạt giống lớn như công ty cổ phần giống cây trồng miền Nam, công ty Lương nông, công ty Nông tín, công ty cổ phần giống cây trồng Trung ương cung cấp cho thị trường khoảng 1500 tấn giống, trong đó chủ yếu là các giống thụ phấn tự

do, một số giống ngô nếp lai nhập vào Việt Nam giá bán rất cao Chẳng hạn, ngô nếp Wax 44 của công ty Syngenta và giống 286 của công ty Đông Tây giá bán tới 140.000 đến 160.000 đ/kg hạt giống Tuy nhiên do hiệu quả kinh tế cao nên vẫn được ngưới sản xuất chấp nhận

Có thể nhận thấy một xu hướng mới trong chọn gióng ngô của Việt Nam là mở rộng phạm vi chọn giống, tập trung vào chọn tạo một số giống ngô

thực phẩm như ngô đường, ngô nếp, ngô rau làm đa dạng thị trường giống,

điều này giúp tăng hiệu quả sản xuất ngô và đáp ứng được các đòi hỏi của nền kinh tế Bên cạnh việc chọn giống mới, nghiên cứu quy trình sản xuất hạt giống, giảm giá bán giống ngô, tăng tỉ trọng ngô lai Việt Nam là mọt trong các nghiên cứu cần được ưu tiên

2.4 Ưu thế lai và ứng dụng trong sản xuất

2.4.1 Khái niệm về dòng thuần và ưu thế lai

Dòng thuần là dòng có kiểu gen đồng hợp tử ở nhiều đặc trưng di truyền, đây là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt tới độ đồng

đều và ổn định cao ở nhiều tính trạng như; cao cây, cao đóng bắp, năng suất

và màu hạt Dòng thuần được tạo ra bằng phương pháp tự phối cưỡng bức, theo Charles Darwin, tự phối sẽ làm giảm sức sống của cây Theo G.Shull [56], khi thụ phấn cưỡng bức ở ngô để thu dòng thuần, ông đã kết luận năng suất ở cây ngô đã giảm đi nhanh chóng và ngay ở thế hệ thứ ba của tự phối năng suất trung bình giảm đi hai lần Quá trình tự phối liên tục quần thể sẽ bị phân ly thành nhiều dòng với các kiểu gen và kiểu hình khác nhau Như vậy, dòng thuần là dòng có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc trưng di truyền Qua nghiên cứu cho thấy đến thế hệ thứ năm chiều cao cây sẽ ổn định, còn đến thế hệ hai mươi thì năng suất mới ổn định (Trần Tú Ngà, 1990) [14] Dòng thuần được tạo bằng phương pháp tự phối cưỡng bức (Shull, 1904), năm

1974 Stringfield đề nghị phương pháp tạo dòng rộng còn gọi là phương pháp tạo dòng fullsib, nhằm làm giảm mức độ suy thoái do tự phối gây ra kéo dài thời gian chon lọc dòng

Các nghiên cứu của Shull (1908, 1909) [56], [57] đã chỉ ra rằng; khi tiến hành quá trình tự thụ ở ngô để tạo dòng thuần thì xảy ra sự suy giảm sức sống và năng suất, nhưng sự suy giảm này được phục hồi hoàn toàn khi lai hai dòng với nhau Về sau phương pháp này đã trở thành phương pháp chuẩn

trong chương trình tạo giống ngô lai (Crow, 1998) [36] Hiện nay phương pháp tự phối là một trong những phương pháp chủ yếu được rất nhiều nước trên thế giới sử dụng vì các dòng tạo ra được lai thành những giống ngô lai cho năng suất cao hơn các giống hiện trồng Mặt khác các dòng thuần có khả năng kết hợp cao hơn so với các phương pháp khác, nó được thể hiện ưu thế lai cao ở các tổ hợp lai

* Phương pháp tạo dòng thuần

Trong quá trình tạo giống ngô lai việc tạo dòng thuần có ý nghĩa rất quan trọng đối với các nhà chọn tạo giống Dòng thuần là công việc đầu tiên của quá trình chọn tạo giống ngô phải trải qua 3 giai đoạn: chọn tạo dòng thuần, đánh giá KNKH đồng thời chọn các tổ hợp lai ưu tú và thử nghiệm các tổ hợp lai ưu tú

Ngô là cây giao phấn điển hình, bản thân cây ngô là một thể dị hợp tử mang kiểu gen dị hợp, ở kiểu gen dị hợp tử cây ngô đã biểu hiện ưu thế lai Mặt khác muốn có ưu thế lai cao hơn nữa phải tạo các dòng thuần có kiểu gen đồng hợp tử

để tạo con lai mang kiểu gen di hợp

bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh (Goodsell, 1961) Cho tới nay phương pháp

tự phối là phương pháp chủ yếu vì tự phối tạo ra cường độ phân ly mạnh nên nhanh đạt tới kiểu gen đồng hợp tử ở nhiều tính trạng và cho những dòng thuần có KNKH cao mà các phương pháp không tạo được

ưu thế lai Sau đó vào năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã đi tới kết luận: chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so với dạng ngô tự phối (Hallauer và Miranda, 1988) [45], trong khi đó William James Beal đã thực hiện lai có kiểm soát giữa các giống ngô, ông thu được năng suất cao vượt so với bố mẹ 15%

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

- Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây Theo tác giả Kiesselback, 1922 còn lai F1 của ngô có độ lớn hạt tăng hơn bố mẹ 11,1%, đường kính thân tăng 48%, chiều cao cây tăng 30 - 50% ngoài ra diện tích lá, chiều dài cờ ở tổ hợp lai thường lớn hơn bố mẹ

- Ưu thế lai về năng suất: Được biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt trên bắp, tỷ lệ hạt trên bắp Ưu thế lai về năng suất ở các giống lai đơn giữa dòng có thể đạt 193% - 263% so với

năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985) [21]

- Ưu thế lai về tính thich ứng: Biểu hiện qua khả năng chống chịu với

điều kiện môi trường bât thuận như : sâu, bệnh, khả năng chịu hạn

- Ưu thế lai về tính chín sớm: Thể hiện thông qua con lai chín sớm hơn

bố mẹ do sự biến đổi quá trình sinh lý, sinh hoá, trao đổi trong cơ thể

2.4.2 ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất ngô

Ưu thế lai đóng vai trò to lớn trong sản xuất nói chung và sản xuất nông nghiệp nói riêng Năm 1876, Charles Darwin là người đầu tiên đưa ra lý thuyết về ưu thế lai nhưng đến năm 1909, H Shull mới bắt đầu công tác chọn tạo giống ngô lai Ưu thế lai thể hiện qua con lai F1 và biểu hiện ưu thế lai này phụ thuộc vào các dạng bố mẹ, vì vậy cần những giải pháp cụ thể cho từng giai đoạn Năm 1917 khi Jones đã đưa ra phương pháp sản xuất hạt lai kép nhằm hạ giá thành sản phẩm và ngay năm thử nghiệm đầu tiên (năm 1920) đã được nhanh chóng chấp nhận Mặt khác trong các loại giống cây trồng của con người ngô là cây cho ưu thế lai cao nhất Các giống lai đơn đầu tiên được thử nghiệm năm 1960 đã chinh phục loài người bởi năng suất cao và

độ đòng đều mặc dù giá thành hạt giống đắt

Việt Nam có định hướng phát triển ngô lai tương đối sớm và bước đầu mang lại thành công Năm 1990 diện tích trồng ngô lai ban đầu chỉ chiếm 5

ha nhưng đến năm 2003 là 909,80 ha (Tổng cục thống kê, 2003) [18] Ngoài việc tăng về diện tích thì ngô lai ngày càng phát triển mạnh mẽ và ưu thế lai

đã thể hiện hầu hết các tính trạng của tổ hợp lai trong đó tính trạng năng suất thể hiện rõ rệt, quan trọng nhất ban đầu năng suất chỉ 0,1% năm 1990 tăng lên 40% vào năm 1996 và 73% năm 2002 (Niên gián thống kê, 2002) [17], vì thế Việt Nam trở thành nước có tốc độ phát triển rất nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới

2.5 Các loại giống ngô lai

Ngô lai là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong công tác tạo giống ngô (G.F.Sprague, 1985) [61] Có thể nói ngô lai là thành tựu khoa học nông nghiệp nổi bật của thế kỷ XX (Ngô Hữu Tình, 2003) [11] Trong sản xuất hiện nay, ta thường gặp hai loại giống ngô lai: Giống ngô lai không quy ước và giống ngô lai quy ước

2.5.1 Ngô lai không quy ước (Non-conventional hybrid)

Là giống ngô lai được tạo ra trong đó ít nhất một thành phần bố mẹ không phải là dòng thuần Các giống lại quy ước thường là:

- Giống x giống: Khả năng lai giữa các giống thường cho năng suất cao hơn từ 15 - 18% so với giống thụ phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng

- Dòng x giống hoặc giống x dòng (lai đỉnh): Các tổ hợp lai đỉnh có khả năng cho năng suất cao hơn 25 - 30% so với giống thụ phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng

- Lai đơn x giống (lai đỉnh kép): Tổ hợp lai đỉnh kép cho năng suất cao hơn 20 - 30% so với giống thụ phấn tự do cùng thời gian sinh trưởng

- Gia đình x gia đình

Giống lai không quy ước có ưu điểm chúng có nền di truyền rộng, khả năng chống chịu tốt, năng suất, đặc điểm nông sinh học cao hơn các giống thụ phấn tự do, gía hạt giống thấp ở mức độ thâm canh vừa phải các giống ngô loại này cho năng suất cao, hiệu quả kinh tế khá nhưng tiềm năng năng suất không cao băng giống lai quy ước

2.5.2 Ngô lai quy ước

Là giống ngô lai giữa các dòng thuần với nhau Việc tạo ra các giống ngô lai quy ước được coi là thành tựu lớn nhất của khoa học nông nghiệp thế giới mấy chục năm qua (giáo trình cây lương thực, 1997) [8] Đây là phương

thức sử dụng có hiệu quả của hiện t−ợng −u thế lai do đó lợi dụng đ−ợc hiệu ứng trội và siêu trội khi lai các dòng tự phối đời cao với nhau Dựa vào số dòng thuần tham gia tạo giống, giống lai quy −ớc đ−ợc phân thành:

- Lai đơn: công thức lai: A x B

Trong đó: A, B là dòng thuần (inbred line)

- Lai đơn cải tiến: (A x A’) x B hoặc (A x A’) x (B x B’) với A, B là dòng thuần A, A’ và B, B’ là các dòng chị em (sister line)

- Lai ba (A x B) x C với A, B, C là các dòng thuần

- Lai ba cải tiến: F1 = (A x B) x (C x C’) với A, B, C, C’ là dòng thuần

−u thế lai và cho năng suất cao

Các nghiên cứu phát triển giống ngô của Việt Nam trong những thập niên gần đây đã đạt đ−ợc một số kết quả khả quan mà nòng cốt là Viện nghiên cứu ngô Viện nghiên cứu đã chủ động trong việc chọn tạo dòng thuần, giống lai, giống thụ phấn tự do nên đã kịp thời đ−a vào sản xuất những giống tốt có khả năng thích ứng rộng, phù hợp với cơ cấu luân canh cho từng vùng tạo tiền

Giống chín trung bình: LVN-4, LVN-17, LVN-12, P-11, P-60, 3,

T-9, LVN-22, Việt Nam-8960… có tiềm năng năng suất từ 5-8 tấn/ha

Giống chín muộn: LVN - 10, CPDK - 888, QH - 2000, LVN 98, T6 có tiềm năng năng suất từ 5 - 9 tấn/ha

Thành công đem lai hiệu quả cao trong chương trình phát triển ngô lai

ở Việt Nam, chúng ta đã xây dựng một quy trình sản xuất chế biến hạt giống ngô lai khá hoàn chỉnh Với quy trình này chúng ta hoàn toàn chủ động được việc sản xuất và cung ứng hạt giống đồng thời dành lại thị trường mà mấy năm trước đây các Công ty nước ngoài chiếm giữ

2.6 Khả năng kết hợp và phương pháp đánh giá khẳ năng kết hợp

là không tồn tại một mối tương quan chặt và đáng tin cậy (Trần Hồng Uy,1985) [21] Mối tương quan của các tình trạng giữa dòng thuần ngô và con lai F1 đã được nhiều khoa học quan tâm nghiên cứu (Gama và Hallauer, 1997,

Jenkins, 1929) [40], [48] Họ đã nhận thấy tình trạng khác nhau thì mối tương quan của chúng giữa dòng thuần và con lai F1 cũng khác nhau

Russell (1992) [55] cho rằng để cải thiện mối tương quan của dòng và con lai đối với các tính trạng quy định bởi nhiều gen như năng suất thì các dòng phải được chọn lọc trong điều kiện mật độ cao, dưới tác động stress của môi trường

Theo Nguyễn Văn Cương (2004) [2], cho rằng trong suất quá trình tạo dòng, cần loại bỏ những dòng có sức sống kém, dị dạng, khó duy trì (khả năng cho phấn của cờ ngô hay sự phát triển của bắp kém), dễ nhiễm sâu bệnh, chống đổ kém…., những tính trạng này đều có thể chọn lọc bằng mắt Nhưng

đối với KNKH của dòng thì phương pháp này không có hiệu quả mà phải dùng phương pháp lai thử (Sprague và Miller, 1952) [66] Vì vậy một trong những khâu quan trọng để tạo giống ngô lai là phải đánh giá KNKH của dòng

KNKH là sự biểu hiện những đặc điểm tốt của dòng trong tổ hợp lai

được Sprague và Tatum (1942), Griffing (1956), Ngô Hữu Tình và Nguyễn

Đình Hiền (1996) [59], [43], [7] chia thành hai loại: KNKH chung (General combining ability GCA) và KNKH riêng (Special combining ability SCA)

KNKH chung (GCA) là biểu hiện giá trị trung bình của tất cả các cặp lai và được xác định bởi yếu tố di truyền cộng nên chúng ổn định hơn dưới tác

động của môi trường

KNKH riêng (SCA) thể hiện độ lệch so với giá trị trung bình của một cặp lai cụ thể, được xác định bởi yếu tố ức chế, yếu tố tính trội, siêu trội và

điều kiện môi trường

Dưới tác động của điều kiện môi trường sự biểu hiện KNKH chung ổn

định hơn còn sự biểu hiện của KNKH riêng biến động hơn (Sprague va Tatum, 1942) [59] Đế đánh giá chính xác KNKH riêng thì thí nghiệm được tiến hành trong thời gian dài Để đánh giá KNKH của dòng hoặc giống các nhà nghiên

cứu thường sử dụng hai phương pháp chính: lai đỉnh (Topcross) và lai luân giao (Diallen cross)

2.6.2 Đánh giá KNKH bằng phương pháp lai đỉnh

Việc tạo ra các dòng thuần ngô có KNKH chung và riêng cao nhằm thực hiện mục tiêu cuối cùng là tạo ra các giống lai tốt phục vụ trong sản xuất Theo Trần Hồng Uy (1972) [20] không phải dòng tự phối nào khi quan sát bằng mắt thấy tốt, ngoại hình đẹp, năng suất khá cũng cho KNKH cao Vì vậy khi xác định KNKH của dòng tự phối cần áp dụng phương pháp lai thử còn gọi phương pháp lai đỉnh (topcross) Qua lai thử, chỉ những dòng tốt có khả năng con lai F1 có ưu thế lai cao được giữ lại

Lai đỉnh là phương pháp xác định khả năng kết hợp chung do Davis đề xuất 1927, được Jenkins và Bruce phát triển hoàn thiện năm 1932 (Hallauer và

CS, 1986) [44] Phương pháp này được áp dụng nhiều ở giai đoạn đầu của quá trình tạo dòng để xác định KNKH chung khi mà số lượng dòng ban đầu quá lớn, không thể thực hiện bằng phương pháp lai luân phiên

Theo tác giả Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền (1996) [7], Trần Hồng Uy (1999) [23], phương pháp lai đỉnh được sử dụng rộng rãi để đánh giá vật liệu tạo giống và dễ dàng loại bỏ được những dòng không mong muốn ngay ở giai đoạn đầu

ở nước ta phương pháp lai đỉnh cũng đem lại thành công to lớn trong công tác chọn tạo giống ngô Một số tác giả đã thành công trong việc xác định KNKH chung về năng suất của dòng ngô thuần chịu hạn bằng phương pháp lai đỉnh (Ngô Hữu Tình và Phạm Thị Vân, 2001) [10] Vì vậy lai đỉnh trở thành kỹ thuật chuẩn trong chương trình tạo giống ngô (Hallauer, 1990) [46]

ở Việt Nam, các nhà nghiên cứu như Nguyễn Thế Hùng (1995) [5], Ngô Hữu Tình (2001) [10], Mai Xuân Triệu (1998) [12], Nguyễn Thị Lưu (1999) [6] sử dụng phương pháp lai đỉnh để chọn tạo giống ngô và đã đem lai thành công

Phần lớn các tác giả nhận định để đạt được những kết quả mong muốn trong lai đỉnh việc chọn đúng cây thử là rất quan trọng, nó phụ thuộc lớn vào mục đích của các nhà tạo giống Cây thử phải đạt được yêu cầu qua lai thử các dòng phải phân biệt được giữa chúng với nhau thông qua KNKH Một số nhà nghiên cứu đã đưa ra một số khái niệm về chọn cây thử

* Chọn cây thử

Cây thử mong muốn là cây thử phải có nhiều dòng thông tin di truyền của dòng nghiên cứu ở các môi trường khác nhau (Matzinger và chính sách, 1959) [51]

Cây thử tốt là cây thử khi lai với các dòng đem thử thì các dòng này có thể được phân biệt giữa chúng với nhau (Rawlings và Thompson, 1962) [53]

Cây thử thích hợp là cây thử cung cấp chính xác giá trị của từng dòng

đem thử và đạt được giá trị di truyền lớn nhất

Hầu hết các tác giả thống nhất trong lai đỉnh cây thử phải có ưu thế lai khác với vật liệu đem thử Cây thử phải khác với nguồn, dòng định thử để nâng cao độ chính xác nên sử dụng nhiều cây thử có nền di truyền khác nhau

Tác giả Nguyễn Thế Hùng (1995) [5] đã sử dụng 4 cây thử là dòng thuần để đánh giá KNKH của 14 dòng Fullsib rút ra từ quần thể MSB49 vàng Mai Xuân Triệu (1998) [12] đã sử dụng 3 cây thử khác nhau: giống thụ phấn

tự do, dòng thuần và giống lai kép để xác định KNKH của 3 nhóm dòng trung ngày, dài ngày và ngắn ngày có nguồn gốc địa lý khác nhau Phan Xuân Hào [1997] [4] sử dụng 2 cây thử: dòng thuần TQ2 và giống thụ phấn tụ do Q2 để xác định KNKH của 9 dòng ưu tú Tóm lại việc sử dụng cây thử trong lai đỉnh

để tăng độ tin cậy thường dùng 2 hay nhiều cây thử có nền di truyền rộng hẹp khác nhau (Ngô Hữu Tình, Nguyễn Đình Hiền, 1996) [7]

Theo Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền (1996) và một số nhà nghiên cứu cho rằng cây thử có năng suất thấp thích hợp hơn cho việc đánh giá dòng

vì nó làm rõ việc khác biệt giữa các dòng đem thử, còn cây thử có năng suất cao sẽ che lấp sự khác biệt đó Trong lai đỉnh sử dụng cây thử có KNKH cao cho xác suất ra được giống cao hơn cây thử có KNKH trung bình hoặc thấp Krulicovski và Adamchich (1979) (Theo Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền, 1996) [7] cho rằng cây thử tốt nhất là:

- Cây thử là dòng thuần có lượng alen trội và lặn bằng nhau

- Cây thử có nền di truyền rộng (giống thụ phấn tự do hoặc giống lai kép)

- Cây thử có nền di truyền hẹp (dòng thuần hoặc giống lai đơn)

Tóm lại việc lựa chọn cây thử còn đang được bàn luận, có một số cây thử

được sử dụng với nhà chọn giống này nhưng với nhà chọn tạo giống khác thì họ lại dùng cây khác không phải cây thử đó Mặt khác trên thực tế cây thử có nguồn gốc xa với dòng đem thử thì ưu thế lai ở con lai F1 được thể hiện mạnh hơn so với cây thử có nguồn gốc họ hàng với dòng đem thử (Hallauer, 1990) [46]

Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã thống nhất rằng cây thử không nên ở cùng nhóm ưu thế lai với các nguyên liệu đem thử Theo Vasal và CS (1995c) [64] cây thử có thể là giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp, giống lai hay là dòng thuần Xu hướng mới sử dụng các dòng thuần ưu tú có KNKH cao làm cây thử để giảm bớt thời gian chon tạo gióng ngô, giúp đánh giá chính xác KNKH của các dòng định thử

* Giai đoạn thử

Giai đoạn thử KNKH các dòng phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm và nghệ thuật của nhà tạo giống Nếu các nhà chọn giống thấy rằng chọn lọc bằng mắt là hiệu quả đối với các đặc tính mong muốn thì có thể thử muộn

Còn việc thử sớm đã được Jenkin (1935) [49] và Green (1948a, 1948b) [41], [42] đề xuất nhằm mục đích loại bớt những dòng không có giá trị sau này khi khối lượng dòng quá lớn Do đó, khả năng nhìn nhận về dòng của nhà chọn tạo giống rất có ý nghĩa quan trọng

Hallauer và Mirinda (1988) [45] nhận thấy nếu năng suất của tổ hợp lai

đỉnh của các dòng tự thụ S1 với 5 cây thử cao thì sang đời S8 các dòng này cũng có các tổ hợp lai đỉnh năng suất cao Qua đó ta càng củng cố thêm quan

điểm thử sớm của các nhà tạo giống ngô lai Ngày nay, lai thử đã được ứng dụng rộng rãi trong các chương trình tạo giống

2.6.3 Đánh giá KNKH bằng phương pháp luân giao

Phương pháp đánh giá KNKH bằng phương pháp lai luân giao được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại cây trồng đặc biệt là cây ngô Đánh giá KNKH bằng lai luân giao được đề xuất bởi Sprague và Tatum (1942) [59], được Griffing hoàn chỉnh (1956) [43]

Luân giao là đem các dòng định thử KNKH lai luân phiên trực tiếp với nhau Trong lai luân giao các dòng vừa là cây thử của dòng khác vừa là cây thử của chính nó Phương pháp lai luân giao xác định được bản chất và giá trị di truyền của các tính trạng cũng như KNKH chung và riêng của các vật liệu tham gia

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

Phương pháp phân tích Hayman: Giúp xác định được tham số di truyền của bố mẹ cũng như ở các tổ hợp lai Tuy nhiên việc xác định các thông số chỉ chính xác khi bố, mẹ thoả mãn điều kiện của Hayman nêu ra Qua phân tích lai luân giao, phương pháp Hayman được tiến hành theo 2 bước:

Phương pháp 1: Bao gồm các cặp lai thuận và nghịch + các dòng bố

mẹ, số tổ hợp lai = P2

Phương pháp 2: Bao gồm các cặp lai thuận và bố mẹ = P (P+1) /2 Phương pháp 3: Bao gồm các cặp lai thuận và nghịch = P (P-1)

Phương pháp 4: Chỉ có cặp lai thuận = P (P-1)/2

Trong 4 phương pháp phân tích của Griffing, phương pháp 1 và 4 được

áp dụng rộng rãi nhất trong công tác tạo giống ngô Hiện nay phương pháp 4

được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình phân tích KNKH trong quá trình chọn tạo giống ngô bởi sự tiện lợi không tốn nhiều công sức đạt kết quả nhanh

và chính xác

3 Vật liệu, nội dung

và phương pháp nghiên cứu

3.1 Vật liệu, địa điểm, điều kiện nghiên cứu

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu gồm 7 dòng ngô nếp có nguồn gốc khác nhau và 2 cây thử: N6 và N8

Bảng 3.1 Đặc điểm các dòng ngô nếp tham gia nghiên cứu

1 N1 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp mèo, trun

ngày, cao cây, hạt màu trắng

2 N5 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Điện

biên, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

3 N9 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Điện

Biên, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

4 N10 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Điện

Biên, trung ngày, thấp cây, hạt màu trắng

5 N14 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Hà

Giang, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

6 N16 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Hà

Giang, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

7 N20 Dòng tự phối đời S4, tạo từ giống ngô Nếp Hà

Giang, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

8 N6 (Cây thử 1) Dòng tự phối đời S6, tạo từ giống ngô Nếp Điện

Biên, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

9 N8 (Cây thử 2) Dòng tự phối đời S6, tạo từ giống ngô Nếp Điện

Biên, trung ngày, cao cây, hạt màu trắng

+ Lai tạo tổ hợp lai (THL): 14 THL

Bảng 3.2 Bảng ký hiệu các tổ hợp lai Dòng Tên THL (với cây thử 1- N6 ) TT Tên THL (với cây thử 2 - N8)

+ Tiến hành khảo sát tổ hợp lai vụ trong Xuân 2006 với Đ/C là VN2

3.1.2 Địa điểm thực hiện thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành tại khu ruộng thí nghiệm xã Xuân Quan

huyện Văn Giang - Hưng Yên

3.1.3 Điều kiện đất làm thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí trên đất phù sa thuộc Đồng bằng sông Hồng

không được bồi hàng năm

Làm đất đủ tiêu chuẩn gieo hạt

3.1.4 Thời gian tiến hành

Vụ Thu Đông 2005: Tạo các tổ hợp lai bằng phương pháp lai đỉnh

Vụ Xuân 2006: Khảo nghiệm các tổ hợp lai, so sánh chọn ra các tổ hợp

lai ưu tú và xác định KNKH của các dòng

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.2.1 Khảo sát các dòng ngô nếp

- Xác định thời gian sinh trưởng, các đặc điểm sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu, khả năng thụ phấn thụ tinh và năng suất của các dòng ngô nếp

- Lai các dòng với cây thử để tạo ra các tổ hợp lai

3.2.2 Đánh giá các tổ hợp lai thu được

3.3.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát các tổ hợp lai

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) 3 lần nhắc lại Hàng cách hàng : 0.7 (m)

Cây cách cây : 0.25 (m)

Chiều dài mỗi hàng: 5 (m)