Luận văn thạc sĩ đánh giá đặc điểm nông sinh học đặc tính nổ và khả năng kết hợp của một số dòng ngô nổ tại gia lâm hà nội

MỤC đÍCH đánh giá một số ựặc ựiểm nông, sinh học chắnh và khả năng kết hợp nhằm xác ựịnh những dòng ngô nổ có những ựặc ựiểm, tắnh trạng tốt phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô nổ.

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

-


   -

ðÀO THỊ BẾN

ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC, ðẶC TÍNH NỔ

VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ NỔ

TẠI GIA LÂM – HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt

Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN CƯƠNG

HÀ NỘI - 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả ñược nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa ñược sử dụng trong bảo vệ bất kì một học

Lời cảm ơn

Trong suốt thời gian thực tập và hoàn thiện luận văn tốt nghiệp vừa qua, tôi ựã nhận ựược sự quan tâm, giúp ựỡ to lớn của các thầy cô giáo trong

bộ môn Di truyền Chọn giống- khoa Nông học- trường đại học Nông nghiệp

Hà Nội, cùng toàn thể cán bộ công nhân viên trong trường, bạn bè và gia ựình

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Văn Cương ựã tận tình hướng dẫn, tạo mọi ựiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt ựề tài

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo, cán

bộ trong Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng Ờ Khoa Nông học - Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, ựã quan tâm và tạo ựiều kiện cho tôi trong quá trình học tập, thực tập và hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia ựình, người thân, bạn bè ựã giúp ựỡ, ựộng viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2012

Tác giả luận văn

đào Thị Bến

MỤC LỤC

Lời cam ựoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Danh mục viết tắt viii

PHẦN I: MỞ đẦU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA đỀ TÀI 1

1.2 MỤC đÍCH 2

1.3 YÊU CẦU 2

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA đỀ TÀI 3 2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 3

2.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới 3

2.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam 5

2.2 NGÔ NỔ, NGUỒN GỐC VÀ đẶC TÍNH 6

2.2.1 Nguồn gốc và phân loại ngô nổ 6

2.2.2 đặc ựiểm và giá trị của ngô nổ 7

2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NGÔ NỔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 9

2.3.1 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên Thế giới 9

2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ ở Việt Nam 11

2.4 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA đỀ TÀI 12

2.4.1 Khái niệm Ưu thế lai 12

2.4.2 Tạo dòng thuần ở ngô 14

2.4.3 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh 19

PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 26

3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 26

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 27

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.3.1 Bố trắ thắ nghiệm 27

3.3.2 Kỹ thuật chăm sóc 29

3.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi 30

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 32

3.4 đỊA đIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 32

PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

4.1 TÌNH HÌNH THỜI TIẾT TẠI GIA LÂM- HÀ NỘI 33

4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỤ THU đÔNG 2011 34

4.2.1 Sinh trưởng phát triển của 17 dòng ngô nổ qua các giai ựoạn 34

4.2.2 động thái tăng trưởng chiều cao cây, số lá 36

4.2.3 đặc ựiểm hình thái của 17 dòng ngô nổ 41

4.2.4 Một số ựặc tắnh chống chịu của các dòng ngô thắ nghiệm 44

4.2.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 17 dòng ngô thắ nghiệm 46

4.2.6 Một số chỉ tiêu chất lượng 50

4.2.7 Chỉ số chọn lọc 52

4.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỤ XUÂN 2012 54

4.3.1 Sinh trưởng phát triển của 30 THL ngô nổ qua các giai ựoạn 54

4.3.2 động thái tăng trưởng của 30 THL ngô nổ 57

4.3.3 đặc tắnh hình thái của các tổ hợp lai 61

4.3.4 Khả năng chống chịu sâu bệnh, và chống ựổ 64

4.3.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 30 THL 66

4.3.6 đánh giá khả năng kết hợp của các dòng 73

4.3.7 ðặc tính nổ của các tổ hợp lai ngô nổ 82

4.3.8 Tóm tắt kết quả một số dòng và tổ hợp lai triển vọng 84

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 86

5 1 Kết luận 86

5.2 ðề nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước 4

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 2000 – 2010 6

Bảng 2.3 Phân loại ngô nổ 7

Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ 8

Bảng 4.1 Thời gian sinh trưởng của 17 dòng ngô nổ 35

Bảng 4.2 ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của 17 dòng ngô nổ 36

Biểu 4.3 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây của 17 dòng ngô nổ 37

Bảng 4.4 ðộng thái tăng trưởng số lá cây của 17 dòng ngô nổ 39

Bảng 4.5 Tốc ñộ ra lá của 17 dòng ngô nổ 40

Bảng 4.6 Một số ñặc ñiểm hình thái của 17 dòng ngô nổ 42

Bảng 4.7 Các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô nổ 44

Bảng 4.8 ðặc tính ñổ gẫy và khả năng chống chịu với một số sâu bệnh hại chính của 17 dòng ngô nổ 45

Bảng 4.9 Một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nổ 47

Bảng 4.10 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 49

Bảng 4.11 ðặc tính nổ và chất lượng bỏng của các dòng ngô nổ 51

Bảng 4.12 Chỉ số chọn lọc và các ñặc trưng nông học của 4 dòng ngô nổ triển vọng ñược chọn 53

Bảng 4.13 Thời gian sinh trưởng của 30 THL ngô nổ 56

Bảng 4.14 ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của 30 THL ngô nổ 57

Bảng 4.15 ðộng thái tăng trưởng số lá của 30 tổ hợp lai ngô nổ 59

Bảng 4.16 Một số ñặc ñiểm hình thái của 30 THL ngô nổ 62

Bảng 4.17 Các ñặc ñiểm hình thái của 30 THL ngô nổ……….63

Bảng 4.18 ðặc tính ñổ gẫy và khả năng chống chịu với một số sâu bệnh hai chính của các tổ hợp lai 65

Bảng 4.19 Một số yếu tố cấu thành năng suất của 30 THL ngô nổ 68

Bảng 4.20 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 70

Bảng 4.21 NSTB của các THL có dòng và cây thử tham gia 72

Bảng 4.22 Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng về tính trạng năng

Bảng 4.28 Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng về tính trạng chiều

cao cây cuối cùng 80

Bảng 4.29 Giá trị khả năng kết hợp riêng của dòng và cây thử về tính trạng

chiều cao cây cuối cùng 81

Bảng 4.30 ðặc tính nổ và chất lượng bỏng của các THL ngô nổ 83

Bảng 4.31 Một số dòng và tổ hợp lai triển vọng 84

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây 38 Hình 4.2 ðồ thị ñộng thái ra lá của 10 dòng ngô nếp 41 Hình 4.3 ðồ thị năng suất của 17 dòng ngô nổ……… 50 Hình 4.4 ðồ thị ñộng thái tăng trưởng chiều cao cây của 30 THL ngô nổ 58 Hình 4.5 ðồ thị ñộng thái ra lá của 30 THL ngô nổ 60 Hình 4.6 ðồ thị năng suất của 30 THL 71

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CB/CC : Cao bắp/cao cây

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

FAOSTAT : Thống kê của tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên

hiệp quốc IFPRI : Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới

IRRI : Viện nghiên cứu lúa quốc tế

KNKH : Khả năng kết hợp

KNKHC : Khả năng kết hợp chung

KNKHR : Khả năng kết hợp riêng

NSLT : Năng suất lý thuyết

NSTT : Năng suất thực thu

NXB : Nhà xuất bản

TGST : Thời gian sinh trưởng

THL : Tổ hợp lai

TPTD : Thụ phấn tự do

USDA : Bộ Nông nghiệp Mỹ

ƯTL : Ưu thế lai

PHẦN I: MỞ ðẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI

Cây ngô ( Zea mays.L) là một trong ba cây ngũ cốc có tiềm năng năng suất cao, ñược trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới và sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau Ngô là cây lương thực nuôi sống gần một phần ba số dân trên toàn thế giới Bên cạnh giá trị làm lương thực, cây ngô còn là cây thức ăn gia súc quan trọng, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ ngô Cây ngô còn là thức

ăn xanh và ủ chua rất tốt cho chăn nuôi gia súc lớn, ñặc biệt là bò sữa Những năm gần ñây, ngô còn là loại cây nguyên liệu của công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghệ y dược và công nghiệp nhẹ

Ở nước ta hiện nay, với dân số trên 86 triệu người và diện tích ñất giành cho nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp …Trong khi ñó nhu cầu về ngô phục vụ chế biến công nghiệp và nhu cầu về ngô thực phẩm ngày càng tăng cả về sản lượng và chất lượng Hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu từ trên dưới 1 triệu tấn ngô hạt ñể phục vụ cho sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm và thuỷ sản [36]

ðể giải quyết vấn ñề này, có 2 hướng cơ bản, ñó là:

- Một là mở rộng diện tích gieo trồng

- Hai là nâng cao năng suất, hiệu quả của cây trồng

Hướng thứ nhất là mở rộng diện tích gieo trồng, có 2 cách là khai hoang và luân canh cây trồng Khai hoang ñất ñể gieo trồng là biện pháp không mang lại hiệu quả vì tốc ñộ ñô thị hoá ñang diễn ra mạnh mẽ, dân số ngày càng tăng Luân canh cây trồng ñòi hỏi chúng ta phải có bộ giống ngắn ngày mới ñem lại hiệu quả

Hướng thứ hai là nâng cao năng suất, hiệu quả của cây trồng Theo hướng này, ngành sản xuất ngô của nước ta ñã có những thành công ñáng kể

nhờ sử dụng giống ngô lai năng suất cao, ựa dạng hoá giống cây trồng chất lượng cao như ngô nếp, ngô ựường, ngô rauẦ

Nhu cầu ngô thực phẩm ựể ăn tươi, ăn quà (ngô nếp, ngô ựường, ngô nổ, ngô rau) cũng tăng lên ựáng kể nhờ những ưu ựiểm của nó: giàu dinh dưỡng, hợp thị hiếu người tiêu dùng

Ngô nổ là một loại ngô có giá trị dinh dưỡng cao và rất ựược ưa chuộng, hạt ngô nổ ựược nhập dưới dạng thực phẩm và bán khá ựắt (200.000 ựồng/kg) tại các siêu thị nhưng vẫn ựược tiêu thụ mạnh Ngô nổ ựược sử dụng làm caramen, trang trắ, bỏng ngô, chất dẫn dụ côn trùng, thức ăn gia súcẦ Tuy nhiên,

ở nước ta hiện nay, ngô nổ ựược trồng rất ắt, thậm chắ có nguy cơ biến mất Trong khi ựó việc nghiên cứu về ngô nổ còn hạn chế, thậm chắ chưa có nhiều tài liệu nghiên cứu chắnh thức về ngô nổ lai Vì vậy, chọn tạo giống ngô nổ ưu thế lai là nhu cầu của thực tế sản xuất, góp phần làm phong phú thêm bộ giống ngô trong

cơ cấu sản xuất, duy trì và bảo tồn nguồn gen và nâng cao hiệu quả kinh tế cho

người trồng ngô Do ựó, chúng tôi tiến hành thực hiện ựề tài: Ộđánh giá ựặc ựiểm

nông sinh học, ựặc tắnh nổ và khả năng kết hợp của một số dòng ngô nổ tại Gia Lâm Ờ Hà NộiỢ

1.2 MỤC đÍCH

đánh giá một số ựặc ựiểm nông, sinh học chắnh và khả năng kết hợp nhằm xác ựịnh những dòng ngô nổ có những ựặc ựiểm, tắnh trạng tốt phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô nổ

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI

2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới

Ngô là một trong những cây cốc chính, cổ nhất, phổ biến rộng, có năng suất cao và giá trị kinh tế lớn của loài người Chính vì tầm quan trọng của ngô trong nền kinh tế, nên cây ngô ñã ñược toàn thế giới gieo trồng và nhanh chóng trở thành ñối tượng nghiên cứu chính trong khoa học nông nghiệp toàn cầu Những thành tựu về ngô vừa phong phú cả chiều sâu lẫn chiều rộng Những kết quả nghiên cứu ñạt ñược về di truyền chọn giống, sinh học, hoá sinh, sinh lý, kỹ thuật trồng trọt, cơ khí hoá…ñã làm thay ñổi hẳn kỹ thuật trồng ngô và vị trí của cây ngô

Nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, ñồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác ðặc biệt, từ 10 năm nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô ñã góp phần nâng cao năng suất, sản lượng ngô một cách ñáng kể: năm 1961, diện tích ngô toàn thế giới ñạt 105,5 triệu

ha, năng suất 19,4 tạ/ha, sản lượng 205 triệu tấn; ñến năm 2009, diện tích trồng ngô thế giới ñạt khoảng 159,5 triệu ha, năng suất bình quân 51,3 tạ/ha, sản lượng 817,1 triệu tấn [7] Trong ñó Mỹ, Trung Quốc, Braxin là những nước ñứng ñầu về diện tích, năng suất và sản lượng ngô (xem bảng 2.1)

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước

Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Quốc gia

2005 2007 2009 2005 2007 2009 2005 2007 2009

Mỹ 30,3 35,0 32,2 9,3 9,5 10,3 282,3 331,2 333,0 Trung Quốc 26,3 29,5 30,5 5,3 5,2 5,3 139,4 152,4 163,1 Braxin 11,5 13,7 13,8 3,0 3,8 3,7 34,5 52,1 51,2 Argentina 2,8 2,8 2,3 7,3 7,7 5,6 20,4 21,7 13,1 Mexico 6,6 7,3 7,2 2,9 3,2 2,8 19,1 23,5 20,2

do và ñược chọn lọc theo phương pháp cổ ñiển Trong những năm gần ñây, các giống ngô lai không quy ước, lai ba, lai kép, lai ñơn ñược trồng rộng rãi trên thế giới góp phần không nhỏ trong nâng cao năng suất, sản lượng ngô trên thế giới Diện tích trồng các giống ngô lai hiện nay ở các nước phát triển chiếm tỷ lệ cao như: Mỹ là 100%, Venezuela 99%, Trung Quốc 94%,

Argentina 88%, Thái Lan 76%, ở các nước ñang phát triển thì chậm hơn

Tuy nhiên những năm gần ñây xu hướng sử dụng ngô lai ở các nước ñang phát triển ñang tăng lên Bình quân chung trên thế giới tỷ lệ sử dụng ngô lai chiếm khoảng 65% (CIMMYT, 2000) [6]

2.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam

Cây ngô ñược ñưa vào trồng ở Việt Nam hơn 300 năm trước (Ngô Hữu Tình, 2003) [15] Nước ta nằm trong vùng nhiệt ñới gió mùa nên rất thuận lợi cho cây ngô sinh trưởng và phát triển Mặc dù là một cây lương thực quan trọng sau lúa nước, song cây ngô chưa phát huy ñược hết tiềm năng, năng suất vốn có của nó

Năng suất ngô Việt Nam trong những năm 1960 chỉ ñạt trên 1tấn/ha với diện tích trên 200.000 ha, ñến ñầu những năm 1980 năng suất ngô cũng chỉ ñạt 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống ngô ñịa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Vào ñầu những năm 1990, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến ñã ñược trồng ở nước ta, góp phần ñưa năng suất lên gần 1,5 tấn/ha [6] Chỉ trong 9- 10 năm (1990- 2000) tỷ lệ trồng ngô lai tăng lên từ 0- 65% ðến năm 2004 tỷ lệ trồng ngô lai ñạt khoảng 85% diện tích, tỷ lệ ngô thụ phấn tự do còn khoảng 15% ðây là một nguyên nhân chính dẫn ñến năng suất ngô của nước ta tăng lên gấp 2 lần so với năng suất ngô những năm 80 Trong khoảng 10 năm trở lại ñây (2000 – 2010) diện tích, năng suất và sản lượng ngô của nước ta ñều có xu hướng tăng lên một cách ñáng kể Từ năm 2000 ñến 2010, năng suất tăng từ 27,5 tạ/ha lên 40,9 tạ/ha và sản lượng tăng từ 2.005,9 nghìn tấn lên 4.606,8 nghìn tấn (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 2000 – 2010

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

2.2 NGÔ NỔ, NGUỒN GỐC VÀ ðẶC TÍNH

2.2.1 Nguồn gốc và phân loại ngô nổ

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

Poaceae (Gramineae) Cách ñây khoảng 1000 năm, ngô nổ ñược người bản ñịa Châu Mỹ phát hiện ra và ngày nay ñược trồng khá nhiều ở các nước như Mỹ, Braxin, Trung Quốc… Ở Việt Nam trước ñây có một số giống ñịa phương như: Ngô nổ Tây Nguyên, ngô nổ Dài, ngô nổ Hồng (ðăk Lăk), ngô nổ Tím (Cao Bằng)…

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

Bảng 2.3 Phân loại ngô nổ

Màu sắc Tên loài phụ

Ngô nổ trắng Trắng Var.oryziodes Korn

Hạt tròn ñầu, ñen - Var.melanormis Korn

2.2.2 ðặc ñiểm và giá trị của ngô nổ

Ngô nổ là một loại ngô thực phẩm, bắp ngô nổ bé, hạt ngô nổ không như các loại hạt ngô khác vì khi gặp nhiệt ñộ cao thì có thể nổ phồng lên rất to, gọi là bỏng ngô Hạt ngô tương ñối nhỏ, dạng hạt gạo, hạt ngọc, có loại hạt nhọn ở ñầu, hạt có vỏ cứng và nội nhũ hầu như hoàn toàn là nội nhũ sừng Khi bị làm nóng, ñộ

ẩm trong hạt gây áp lực ép lên thành vỏ hạt, hạt nổ ra với thể tích lớn Hạt bị nổ là

do lớp sừng bên ngoài hạt có chất keo dai và ñàn hồi, chứa lượng protein cao; khi nhiệt ñộ còn trong giới hạn hạt chịu ñựng ñược thì hạt có thể chống ñược áp suất hơi nước, khi vượt quá giới hạn ñó thì không thể giữ ñược, hạt ñột nhiên trương to rồi nổ ra làm nội nhũ bật ra thành một ñám bột tơi và nhanh chóng khô lại và xốp, thể tích có thể tăng 15 – 30 lần [12]

Giống ngô nổ có nhiều loại, màu sắc hạt cũng khác nhau như: màu trắng, vàng, ñen, ñỏ, tím, trắng có sọc vàng hoặc sọc tím, hoặc sọc ñỏ … Tuy hạt ngô có màu khác nhau nhưng khi ñã nổ thành bỏng ngô thì thường có màu trắng Chỉ có vỏ hạt ngô là giữ ñược màu sau khi ñã nổ, bỏng ngô nổ xốp và giòn Ngoài ra còn có dạng ngô nổ jargon là loại hạt khi nổ có bỏng ngô trắng

sáng như tuyết, ñược ưa chuộng trong ñời sống Loại ngô nổ "nấm" có bỏng hình tròn, sáng, vỏ mỏng ăn giòn [37]

Ngay sau khi thu hoạch ñem nổ ngô sẽ không tốt vì ñộ ẩm hạt còn cao sẽ nổ kém và mảnh nổ dai Do ñó sau khi thu hoạch cần phơi khô hoặc sấy cho ngô khô nhưng nếu ngô quá khô thì tỷ lệ nổ sẽ giảm, giảm chất lượng hạt nổ Hạt không nổ

do không ñủ ñộ ẩm ñể tạo áp suất nổ hoặc là do vỏ hạt bị răn thủng ðộ ẩm thích hợp ñể nổ ngô thường là 14 – 15% trọng lượng hạt ngô Có rất nhiều cách ñể nổ ngô tạo bỏng: dùng máy ñể nổ ngô (Charles Creators thế kỷ 19) làm bỏng ngô với

số lượng nhiều; dùng chảo cho một ít dầu ăn vào, khi dầu sôi cho ngô vào nổ nếu

số lượng ít hoặc nổ ngô bằng lò vi sóng Khi nổ ngô có thể thêm ñường, bơ vào ñể tạo vị ngọt và mùi thơm cho bỏng ngô

Ngô nổ ñược chế biến làm bánh ngọt, túi bỏng ngô, hộp ngô nổ, bánh kẹo, dầu ăn…, làm thức ăn chăn nuôi rất tốt cung cấp nhiều protein cho ñộng vật Ở một số vùng trên thế giới dùng ngô nổ ñể làm các thực phẩm như: ngô caramel ở Bắc Mỹ, chế biến bỏng ngô nổ thành Toffee (tương tự caramel) ở nước Anh bán ñược giá và rất ăn khách Ngô nổ có mùi rất hấp dẫn, kích thích khứu giác của con người do trong ngô nổ có chứa các hợp chất thơm 6-acetyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine và 2-acetyl-1-pyroline, các chất này ñược sử dụng làm chất phụ gia ñể cho các sản phẩm ñó có mùi như bắp rang

Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ

Năng lượng 380 kcal 1600 Kj

Nguồn: USDA Nutrient database

Ngoài ra, ngô nổ còn ñược dùng ñể trang trí lễ hội (tường hoặc cây Noel ở một số nơi Bắc Mỹ và bán ñảo Balkan), sử dụng trong ngành công nghiệp ñiện, sản xuất túi nilon tự phân hủy, làm chất dẫn dụ côn trùng…[39] Ngô nổ ñược trồng khá nhiều ở Mỹ, Trung quốc, Braxin và các nước khác Ở Mỹ, hàng năm sản xuất 498,000 tấn ngô nổ trong số ñó có 103,000 tấn ñược nổ bán ra thị trường [39] và có ít nhất 6 vùng ngô nổ ñược mệnh danh “Thủ ñô ngô nổ của thế giới” là: Valparaiso, Indiana; Van Buren, Indiana; Marion, Ohio; Ridgway, Illinois; Schaller, Iowa; and North Loup, Nebraska [37]

2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NGÔ NỔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.3.1 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên Thế giới

Ngô nổ ñược trồng ở khá nhiều nước trên thế giới mặc dù không ñược phổ biến và rộng rãi như các giống ngô nếp, ngô tẻ, hay ngô lai khác nhưng ngô nổ có nhiều ñặc ñiểm, tính chất khác biệt Ziegler K E và Ashman B (Khoa nông học, ðại học Tổng hợp Iowa, Mỹ) nghiên cứu về ngô nổ và nhận thấy ngô nổ khác với tất cả các loại ngô khác về màu trắng tuyết của hạt sau khi nổ nhờ sử dụng nhiệt ñộ [35]

Trong nghiên cứu sự liên quan giữa các tính trạng ở ngô nổ của Prodhan, H S., Rai, R (ðại học Nông nghiệp Ấn ðộ) cho thấy có sự liên quan giữa khối lượng và năng suất hạt nổ của ngô nổ nghiên cứu trên 154 dạng Năng suất hạt ñã liên kết chặt với trọng lượng hạt [29]

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các dòng ngô nổ từ dãy núi Ander ñến

sự phát triển của các nguồn gen lấy hạt ở Trung Âu; Hadi, G (Viện hàn lâm khoa học Hunggari) cho biết các dòng ngô cổ sớm, nhiều hàng, ngô ñá hạt cứng có màu hạt nâu ở Trung Âu, và một số dòng ngô răng ngựa ở vùng Chutucuno Chico và Chutucuno Grande (Timothy et al, 1961) chịu lạnh, cảm

quang ánh sáng ngày dài, bắp nhỏ, nhiều hàng, nhiều bắp, giống ngô nổ hạt cứng, màu hạt ựỏ nâu ựươc giới thiệu ở Hunggari và Italy Nguồn gen này có

ý nghĩa cho các nước Châu Âu trong chọn giống [23]

Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của mật ựộ gieo trồng ựến năng suất và phát triển cây ngô nổ, Joel Grosbach (Bộ môn khoa học và kỹ thuật trường McPherson College) cho thấy sản xuất ngô nổ hàng hẹp có tiềm năng tăng năng suất hơn hàng rộng và mật ựộ hàng hẹp còn làm hạn chế cỏ dại [25] Khi ựánh giá ựặc ựiểm và các dạng ngô nổ ựược Melchiorre, P (đại học tổng hợp Buenos Aires, Argentina) thực hiện trên 39 tắnh trạng về màu sắc, hình thái, nở hoa ựược nghiên cứu ở ngô nổ Italy Phương sai của mỗi tắnh trạng ựược xem xét cho thấy, chúng có thể ựược sử dụng cho ựánh giá các mục tiêu chọn giống [28]

Zhang, J H và cộng sự (Khoa cây trồng, đại học Nông nghiệp Thượng Hải, Trung Quốc) ựã sử dụng chiều cao cây, trọng lượng 1000 hạt, năng suất hạt, tỷ lệ hạt nổ, thời gian nổ và mức ựộ nổ ựể phân loại 8 giống ngô thuộc 3 nhóm phân tắch bằng cách nghiên cứu tắnh trạng số lượng trong phân loại các giống ngô nổ Các giống Guangxiban, Quảng đông 1, Quảng đông 2 và Quảng đông 3 ựược ựề nghị làm nguồn gen (vật liệu) cho chọn giống [34] Wang XiaoLi và cộng sự (đại học Nông nghiệp Henan, Zhengzhou

450002, Trung Quốc) nghiên cứu quần thể và khả năng kết hợp của ngô nổ

với các dòng thuần ngô thường thuộc các nhóm di truyền khác nhau ựã dùng

mô hình NC II, 6 dòng ngô nổ lai với 10 dòng và có 9 tắnh trạng ựược phân tắch Kết quả cho thấy hầu hết trọng lượng hạt/bắp của 60 tổ hợp của ngô nổ lai với ngô thường ựều cao hơn nhiều so với ựối chứng nhưng khối lượng bỏng nổ của chúng rất thấp Vì vậy, ngô nổ lai với ngô thường không có giá trị sử dụng trực tiếp Có 6 dòng ngô nổ ựược xếp vào 4 nhóm di truyền với N04, N05 và N14 cùng nhóm, còn 3 dòng còn lại thuộc 3 nhóm khác [33]

Ly Y L và cộng sự (Khoa Nông học, đại học Nông nghiệp Henan, Zhengzhou 450002, Trung Quốc) nghiên cứu ựa dạng di truyền của các dòng

ngô nổ tự phối và nguồn gen của chúng liên quan với các dòng ngô tự phối thường ñã sử dụng phương pháp SSR marker Tập hợp có 56 dòng ngô nổ tự phối và 21 dòng ngô thường tự phối ñược chọn lọc là nhóm có ưu thế lai ñể ñánh giá mức ñộ ña dạng di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối và nghiên cứu quan hệ di truyền giữa chúng Kết quả cho thấy khoảng cách di truyền giữa các nhóm ưu thế lai của ngô nổ tự phối và các dòng ngô thường tự phối

là khác nhau Phân tích quần thể các dòng tự phối nhận thấy sự khác biệt giữa nguồn gen nhiệt ñới và cận nhiệt ñới 56 dòng ngô nổ tự phối và 21 dòng ngô thường tự phối ñược chia thành 7 nhóm ưu thế lai tương ứng với kết quả nghiên cứu và chọn giống thực tế trước ñây Từ kết quả thu ñược cho thấy các SSR markers có thể ñược sử dụng ñể ño khoảng cách di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối, xếp chúng vào nhóm ưu thế lai và sử dụng cho việc nghiên cứu nguồn gen của chúng liên quan ñến các dòng ngô thường tự phối [26] Khi nghiên cứu phân tích khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng của quần thể ngô nổ, bao gồm cả bố mẹ tự phối, Viana, J M S và Matta, F de P ñã phân tích hiệu quả của khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng trong phân tích lai diallel của quần thể giao phấn, có cả bố mẹ

tự thụ phấn cho thấy, việc phân tích sự thay ñổi giá trị của quần thể do tự phối còn cho phép ñánh giá trực tiếp tính trội, sự lệch trội và sự thay ñổi di truyền trong mỗi quần thể bố mẹ Phương pháp này ñược sử dụng ñể chọn lọc quần thể ngô nổ trong chương trình chọn giống quần thể và sản xuất hạt lai ñược ðại học liên bang Vicosa, Minas, Braxin phát triển Kết quả phân tích ñã có 2 quần thể ngô nổ hạt ngọc ñược chọn ñưa vào sản xuất [32]

2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ ở Việt Nam

Trước những năm 1990 ở Việt Nam ngô nổ ñược trồng khá nhiều ở một

số tỉnh miền núi phía bắc, vùng Tây Nguyên và có màu sắc ña dạng, giòn và rất thơm ngon Hiện nay, ngô nổ rất hiếm thấy trên ñồng ruộng Việt Nam Một số kết quả ñiều tra thu thập gần ñây cho thấy nguồn giống ngô nổ ở nước

ta không nhiều và ựang bị mất dần do xói mòn nguồn gen có thể dẫn ựến tuyệt chủng Các nghiên cứu về ngô nổ lai trong nước còn rất ắt, chỉ có một vài công bố chắnh thức Tài liệu về phân loại ngô có ựề cập ựến ngô nổ là một trong các loài phụ song không có các kết quả về nghiên cứu ngô nổ

Trong khi nguồn giống ngô nổ ựang bị mất dần, nguồn gen bị xói mòn thì hạt ngô nổ vẫn ựược nhập dưới dạng thực phẩm và ựược bán khá ựắt (200.000 ựồng/kg) tại các siêu thị nhưng vẫn ựược tiêu thụ mạnh Do ựó Việt Nam cần chú trọng và có nhiều nghiên cứu về ngô nổ nhằm ngăn chặn xói mòn, bảo tồn và phát triển nguồn gen, từ ựó góp phần làm vật liệu ban ựầu cho công tác chọn tạo giống ngô nổ ở Việt Nam

Trường đại Học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Nghiên cứu Ngô và một số

cơ quan khác có lưu giữ một số lượng các mẫu giống ngô nổ nhưng không nhiều Gần ựây nhất là công trình nghiên cứu ựánh giá về sinh trưởng, phát triển và khả năng tạo bỏng của ngô nổ vụ Thu đông 2009 tại vùng Gia Lâm Ờ

Hà Nội của Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Văn Lộc (Khoa Nông học, trường đại học Nông nghiệp Hà Nội), kết quả cho thấy ngô nổ phắa Bắc có thời gian sinh trưởng 102 Ờ 125 ngày; chiều cao cây 123,5 Ờ 198,5 cm; số lá trung bình 14,4 Ờ 18,8 lá; số bắp trên cây 1 Ờ 2 bắp; số hàng hạt/bắp 10,0 Ờ 16,0 hàng; số hạt/ hàng 12,4 Ờ 32,0 hạt; năng suất của các dòng ngô nổ không cao, trong ựó dòng N21 (ngô nổ Tây Nguyên) có năng suất cao nhất và ựộ nổ tốt nhất [2]

2.4 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA đỀ TÀI

2.4.1 Khái niệm Ưu thế lai

Khái niệm Ưu thế lai

Ưu thế lai là hiện tượng sinh học trong ựó con lai của bố mẹ khác nhau

về di truyền có sức sống mạnh hơn, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất và chất lượng cao hơn so với bố mẹ (Nguyễn Lộc, 1997) [8]

Cơ sở di truyền của ưu thế lai

Thuyết siêu trội

Ưu thế lai gây nên do kết quả của tác ñộng qua lại giữa các alen khác

nhau cùng vị trí, ảnh hưởng của nó vượt xa bất kỳ dạng ñồng hợp tử nào

AA < Aa > aa

Ở ñây A, a là các alen cùng vị trí Như vậy giả thuyết siêu trội cho rằng

ưu thế lai là do dị hợp tử gây ra nên giả thuyết này còn gọi là thuyết về tính dị

hợp tử [7] Thuyết siêu trội giải thích ưu thế lai là do sự tích luỹ các gen ở

trạng thái dị hợp tử và cũng giải thích ñược sự giảm sức sống ở các thế hệ sau

F1 là do sự tăng dần trạng thái ñồng hợp tử

Tuy vậy thuyết chưa giải thích ñược tại sao lai ba, lai kép thường cho

năng suất và ñộ ñồng ñều kém hơn so với các giống lai ñơn mặc dù nó luôn

biểu hiện trạng thái dị hợp tử

Thuyết tính trội

Theo thuyết này các alen trội là những alen có lợi, các alen lặn ñồng vị

của chúng là những alen có hại, ưu thế lai sinh ra do tác dụng qua lại của các

gen trội khác nhau Cũng theo thuyết này thì con lai càng nhiều alen trội thì

ưu thế lai càng cao

P ♀AAbb x ♂aaBB

↓ F1 AaBb

A > a

Trong ñó gen trội ức chế gen lặn và (A+B) cùng quyết

B > b ñịnh một tính trạng làm giá trị của nó tăng lên [7]

Theo Ngô Hữu Tình, 1997 người ta dựa vào tác ñộng ñơn gen ñể giải

thích hiện tượng ưu thế lai theo sơ ñồ sau:

Cơ sở di truyền

TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC ALEN TƯƠNG TÁC TRONG ALEN

Các yếu tố bổ sung các yếu tố trội các yếu tố liên kết tính dị hợp tử (Keeble và Pellow) (Collin và Bruce) (Jones) (East)

Thuyết trội Thuyết siêu trội

Ưu thế lai (Crow)

Thuyết cân bằng di truyền

Nhằm liên kết các giả thuyết khác nhau ñể giải thích tổng hợp sự phát sinh ưu thế lai Theo giả thuyết này thì mỗi cá thể sinh vật có một trạng thái cân bằng di truyền do các gen nằm trong nhân và tế bào chất quy ñịnh Khi lai giữa các cá thể khác nhau thì cân bằng di truyền cũ bị phá vỡ, tạo nên một cân bằng mới, cân bằng mới tạo ra một kiểu hình mới, hoặc tốt hơn hoặc xấu hơn cân bằng cũ, nếu kiểu hình mới tốt hơn thì xuất hiện ưu thế lai [7]

2.4.2 Tạo dòng thuần ở ngô

2.4.2.1 Các phương pháp tạo dòng thuần

Tạo dòng thuần là một phần quan trọng của chương trình tạo giống lai Tuy nhiên tạo ñược dòng thuần tốt là ñiều rất khó khăn Khi nghiên cứu hiện tượng ưu thế lai ở ngô khả năng kết hợp của các dòng thuần ñược chọn lọc từ quần thể ban ñầu là 0,01- 0,1% Một số phương pháp tạo dòng thuần ñã ñược các nhà khoa học (G.F Sprague và S.a Eberhart, 1955) CIMMYT, 1990 và R.J Saikumar, 1999 [31] ñề xướng và sử dụng như:

-Phương pháp chuẩn (standard method): tự phối là phương pháp chuẩn ñược các nhà tạo giống sử dụng do Shull (1909, 1910) ñề xướng

Tự thụ cưỡng bức là lấy phấn của cây ñó thụ phấn cho hoa cái của chính cây ñó, qua nhiều ñời tự phối ta thu ñược dòng ñồng hợp tử gọi là dòng thuần Nhưng thụ phấn cưỡng bức ñã làm suy giảm sức sống của cây nghiêm trọng vì vậy trong quá trình tạo dòng thì phải kết hợp với chọn lọc

-Phương pháp Sib (cận phối) hoặc Fullsib cận phối giữa anh em ñồng máu Phương pháp Sib do Stringfield (1974) ñề xuất và sử dụng ñể tạo dòng, nhằm làm giảm mức ñộ suy thoái do tự phối gây nên nhưng lại kéo dài thời gian chọn lọc ðể tạo ra ñược các dòng thuần thì có khả năng kết hợp cao thì phương pháp tự phối có ưu thế hơn so với phương pháp cận phối

-Phương pháp chọn lọc phả hệ (Pedigree seclection)

Trong phương pháp này những cây có ñặc ñiểm tốt ñược tự phối ñể tạo ñời dòng tiếp theo và ñược ghi chép phả hệ Ưu ñiểm của phương pháp này là: Chọn lọc trong một số dòng và trong một dòng có thể thực hiện ñược Việc

tự thụ và ñánh giá dòng có thể thực hiện trong một dòng

-Phương pháp một hốc (Single – hill method)

ðây là sự cải tiến của phương pháp chuẩn ñược ñề xuất bởi Jones và Singleton (1934) Trong phương pháp này dòng ñời S1 và ñời tiếp theo ñược gieo theo hốc, mỗi hốc từ 3 ñến 4 cây, thay cho gieo thành hàng như thông thường Những cây có ñặc ñiểm tốt sẽ ñược tự thụ ñể tạo dòng vào ñời sau Phương pháp này cho phép thử một số lượng lớn thế hệ con cháu của các dòng trong cùng một không gian, nhưng lại làm giảm cơ hội chọn lọc trong thế hệ con cháu

-Phương pháp hỗn hợp (Bulk method)

Từ các bắp trong một ñời tự phối hỗn hợp lại gieo thành hàng tiến hành

tự thụ những cây ñược chọn Cứ làm như vậy trong khoảng 3 ñến 5 vụ cho ñến khi dòng ñạt ñộ ñồng hợp tử cao Sau ñó mỗi bắp tự phối ñược ñể riêng

và gieo thành hàng như trong phương pháp chuẩn

-Phương pháp nuôi cấy bao phấn

đây là một kỹ thuật tạo dòng thuần mới nhưng trên thế giới ựã làm và thành công rất nhiều Hiện nay ở Việt Nam cụ thể là tại viện nghiên cứu ngô

ựã tạo thành công cây ựơn bội bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn, ứng dụng vào công tác chọn tạo giống ngô ưu thế lai

2.4.2.2 đánh giá dòng về các ựặc tắnh nông sinh học

Trong quá trình tạo dòng thuần, việc theo dõi và ựánh giá các ựặc tắnh nông sinh học như: thời gian sinh trưởng, ựặc ựiểm hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh, chống hạn, chống ựổ, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất đặc biệt phải mô tả tất cả các ựặc tắnh quan trọng của dòng có liên quan ựến việc sản xuất hạt giống trong tương lai, nếu như dòng ựược sử dụng làm

bố mẹ Theo S K Vasal (1999) phải mô tả tất cả các ựặc tắnh quan trọng của chắnh bản thân dòng và trong sự kết hợp với các cây thử khác nhau Trong thực tế việc chọn bố mẹ trong cặp lai phụ thuộc rất nhiều vào ựặc ựiểm hình thái, sinh lý và năng suất của chắnh dòng ựó (Ngô Hữu Tình và Nguyễn đình Hiền, 1996) [16]

đối với dòng mẹ, các ựặc tắnh quan trọng là: năng suất hạt cao, bắp to dài nhiều hạt, kắch thước hạt vừa phải, chống ựổ tốt, phun râu ựều, ựồng ựều khi ra hoa, trỗ cờ trước khi tung phấn, chống chịu bệnh lá, bệnh bắp, chống chịu cỏ dại đối với dòng bố: bông cờ có nhiều nhánh, phấn nhiều, thời gian tung phấn dài, trỗ cờ tập trung, phát tán phấn tốt, cao cây, chống ựổ tốt, chống chịu bệnh và các ựiều kiện bất thuận khác (F C Gonzales và S K Vasal, 1999) [11]

Theo Hallauer (1990) : Tạo dòng và ựánh giá dòng nên thực hiện bằng cách chia ô: một phần hàng dùng ựể tạo dòng và nâng cao ựời dòng, nửa kia ựể quan sát ựánh giá Những chỉ tiêu quan trọng là: Năng suất hạt, cấu trúc cây, thời gian sinh trưởng, kắch thước cờ, ựặc ựiểm về hạt và bắp, khả năng chống chịu ựiều kiện bất thuận [11] Những dòng triển vọng nhất ựược ựánh giá về các yếu

tố nông học khác như: tỷ lệ hạt giống, sử dụng phân bón, khoảng cách gieo trồng, ựiều này giúp cho hoàn thành quy trình sản suất hạt giống

Các nhà tạo giống ngô ở Mỹ cho rằng chỉ tiêu quan trọng nhất là năng suất hạt của các dòng Nếu như một dòng có khả năng kết hợp tốt ñược dùng trong lai ñơn nhưng năng suất dòng quá thấp thì giá thành hạt giống sẽ rất cao, sản xuất khó chấp nhận

2.4.2.3 Mối quan hệ giữa ñặc ñiểm của giống lai và dòng

ðể tạo dòng ưu tú, mối quan hệ giữa ñặc ñiểm của giống lai và dòng

bố mẹ cần ñược các nhà chọn giống hiểu và làm sáng tỏ Hiện nay ñã có nhiều báo cáo kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa các thuộc tính khác nhau của một dòng tự phối hoặc thuộc tính ñó với năng suất của thế hệ con lai (Jorgenson và Brewbaker, 1927; Kiesselbach, 1922; Nilsson- Leisner, 1927; Richey, 1924; Richey và Mayer, 1925) Nghiên cứu chi tiết về mối quan hệ giữa ñặc ñiểm của giống lai và dòng bố mẹ một cách rõ ràng nhất là của Jenkin (1929) Kết quả những nghiên cứu này bao gồm các mối liên quan giữa các ñặc ñiểm của dòng tự phối và những ñặc tính khác nhau của các thế

hệ tổ hợp lai của chúng

Hays và Jonson (1939); E G Gamar và A R Hallauer (1977) ñã báo cáo

về mối liên quan giữa năng suất của các tổ hợp lai và những ñặc tính của dòng bố

mẹ thuần Năng suất của các tổ hợp lai có tương quan chặt với 12 ñặc tính với hệ

số tương quan là 0,67; số bắp trên cây là ñặc tính có quan hệ dương và cao với năng suất [13]

Trong trường hợp phần lớn các ñặc ñiểm giống nhau, nếu cùng năng suất thì chọn làm mẹ khi khối lượng 1000 hạt nhỏ hơn, tỷ lệ nảy mầm cao, mọc nhanh, cây con khoẻ Và chọn làm bố khi cây cao hơn và nhiều phấn hơn Thời gian sinh trưởng tuỳ theo vụ [11]

Sự ña dạng nguồn gen di truyền là nền tảng của mọi chương trình chọn tạo giống cây trồng Sự khác nhau về di truyền có thể biểu thị bằng mối quan

hệ tổ tiên, sự xa cách về ñịa lý, sự khác nhau về ñặc ñiểm hình thái Tuy nhiên, sự khác nhau về ƯTL là thước ño sự khác biệt di truyền một cách trực tiếp và có lợi hơn cho các nhà tạo giống Những tổ hợp lai giữa các dòng không

có quan hệ về nguồn gốc có năng suất cao hơn những tổ hợp lai giữa các dòng

có quan hệ về nguồn gốc Nhiều tác giả ñã có kết luận chung là: Những giống lai tốt nhất ñược tạo ra từ những dòng có nguồn gốc khác nhau [13]

Những chỉ tiêu cần quan tâm trong quá trình chọn tạo dòng thuần:

Chỉ tiêu ñể chọn dòng nói chung

 Chống ñổ rễ

 Chống gãy thân

 Chịu hạn

 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh chính

 Khả năng chịu mật ñộ cao

 Thời gian tung phấn, phun râu

 Khả năng kết hạt

 Chất lượng

 Năng suất

Chỉ tiêu ñể chọn dòng làm bố: Chỉ tiêu ñể chọn dòng làm mẹ:

* KNKH chung về năng suất cao

* Nhiều ñặc ñiểm gần với dòng làm

mẹ (TGST, cao cây, màu hạt…)

* Nhiều phấn, thời gian cho phấn dài

trong chương trình chọn tạo của mình Các ựặc tắnh ựặc trưng của dòng, giống thường có ắt nhiều quan hệ với nhau và không theo một chiều hướng nhất ựịnh Do ựó, khi chọn lọc các nhà chọn giống buộc phải chọn ựồng thời ở nhiều tắnh trạng có quan hệ mật thiết với tắnh trạng chọn Tuy nhiên, ựể chọn ựược những dòng, giống tốt theo mục ựắch là rất khó Bởi thực tế chọn giống cho thấy có những dòng, giống biểu hiện tắnh trạng tốt ở tắnh trạng này nhưng lại biểu hiện bình thường hoặc kém ở tắnh trạng khác Ngoài ra, mỗi tắnh trạng ựược theo dõi theo từng ựơn vị khác nhau, vắ dụ: chiều cao cây và chiều cao ựóng bắp ựo bằng centimet, năng suất ựo bằng tạ/haẦDo ựó, ựể ựáp ứng yêu cầu chọn tạo ựược nhiều tắnh trạng khác nhau, Smith (1936) là người ựầu tiên

ựề xuất phương pháp chọn giống dựa vào chỉ số chọn lọc (Baker,1986) [20]

Chỉ số chọn lọc là cơ sở cho việc chọn lọc ựồng thời nhiều tắnh trạng thông qua sự nhận biết và phân biệt các kiểu gen mong muốn với các kiểu gen không mong muốn dựa vào kiểu hình Công thức tắnh chỉ số chọn lọc:

I = b1P1 + b2P2 + Ầ + biPi + Ầ + bnPn

Trong ựó: I: chỉ số chọn lọc

Pi: giá trị ựo ựếm về tắnh trạng của kiểu hình thứ i bi: tầm quan trọng của tắnh trạng thứ i cần chọn

2.4.3 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh

Khái niệm về khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp (KNKH) là một thuộc tắnh ựược chế ựịnh di truyền, truyền lại thế hệ sau qua tự phối và qua lai KNKH ựược biểu thị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai và ựộ lệch so với giá trị trung bình

ựó Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (GCA- General Combining Ability), ựộ lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng (SCA- Specific Combining Ability) Khả năng kết hợp phụ thuộc vào kiểu gen và tương tác giữa chúng (Griffing, 1956a) [21]; (Griffing, 1956b) [22]

Quan hệ giữa KNKH chung và KNKH riêng thông qua tác ựộng trội và ức chế ựược xác ựịnh bằng việc tắnh toán các phương sai di truyền cộng, di truyền trội và ức chế trội (Allard R W., 1960); (Darrad, L.L., and Hallauer, A.R., 1972); (Trần đình Long và CS, 1990) [9]

Sprague và Tatum (Sprague, G.F and Tatum, L.A., 1942) [32] ựã chứng minh rằng, ảnh hưởng của KNKH chung lớn hơn và quan trọng hơn ựối với những dòng không ựược chọn lọc và ảnh hưởng của KNKH riêng quan trọng hơn ở tổ hợp lai giữa các dòng mà ựã ựược thử trước Những dòng không ựược thử trước, sự khác nhau về KNKH chung lớn hơn sự khác nhau

về KNKH riêng

Kết quả ựánh giá KNKH của các dòng tự phối thông qua các tắnh trạng

ở tổ hợp lai của chúng giúp chúng ta có quyết ựịnh chắnh xác về việc giữ lại những dòng có KNKH cao, loại bỏ những dòng có KNKH thấp không có tác dụng khi lai cũng như sử dụng các dòng có KNKH chung và riêng cao vào các mục ựắch tạo giống khác (Mai Xuân Triệu, 1998) [17]

Xác ựịnh KNKH bằng lai thử là công việc ựòi hỏi nhiều thời gian, tiền của

và sức lực của các nhà tạo giống (Hallauer, A R., and Miranda, J.B., 1981) [39] ; (Sprague, 1955) [40] Trần Hồng Uy cho rằng trong công tác tạo dòng tự phối, việc xác ựịnh KNKH của dòng là giai ựoạn quan trọng nhất (Trần Hồng Uy, 1972) [18] Cho ựến nay ựể xác ựịnh KNKH của dòng tự phối, phương pháp lai thử vẫn là con ựường duy nhất và chắc chắn nhất đánh giá KNKH thực chất là xác ựịnh tác ựộng gen Tác ựộng gen liên quan ựến KNKH chung ựược xác ựịnh bởi yếu tố di truyền cộng, còn KNKH riêng ựược xác ựịnh bởi yếu tố trội, siêu trội, ức chế và ựiều kiện môi trường

đánh giá KNKH bằng phương pháp lai ựỉnh

Lai ựỉnh là phương pháp lai thử ựể xác ựịnh KNKH của vật liệu lai tạo giống ựược Davis ựề xuất năm 1927 Theo ông, KNKH chung của quần thể gốc và các thế hệ có nguồn gốc từ chúng là cực kỳ quan trọng ựối với quá

trình tạo giống ngô lai Phương pháp lai ựỉnh có thể ựánh giá KNKH chung của các dòng Phương pháp này ựược Jenkins và Bruson (1932) sử dụng và phát triển Hallauer và Miranda (1981) ựã khẳng ựịnh rằng dòng tự phối phải ựược ựánh giá qua lai ựỉnh ựể xác ựịnh ựặc ựiểm tương ựối của chúng

Theo phương pháp này, các nguồn vật liệu cần xác ựịnh KNKH ựược lai với cùng một dạng chung gọi là cây thử (tester) ựể tạo ra các THL thử Qua ựánh giá thành tắch của THL thử sẽ xác ựịnh ựược KNKH của dòng Phương pháp này rất có ý nghĩa ở giai ựoạn ựầu của quá trình chọn lọc khi khối lượng dòng quá lớn không thể ựánh giá bằng phương pháp lai luân phiên ( Ngô Hữu Tình, 1997) [14] Phương pháp lai ựỉnh ựã trở thành kỹ thuật ựược

sử dụng rộng rãi ựể ựánh giá KNKH chung của vật liệu chọn tạo giống, là ựặc ựiểm rất có ý nghĩa trong công tác tạo dòng và giống ngô lai

đánh giá KNKH bằng lai ựỉnh cho thấy chọn dạng khởi thuỷ KNKH chung cao ựể tạo dòng tự phối có ý nghĩa rất lớn ựối với quá trình tạo giống ngô ( Trương đắch, 1980 ) [4]

Giai ựoạn thử sớm: Giai ựoạn thử các dòng tự phối phụ thuộc vào các nhà tạo giống và liên quan tới kỹ xảo của nhà nghiên cứu trong quá trình chọn tạo dòng Nếu nhà tạo giống cho rằng chọn lọc là hiệu quả ựối với các ựặc tắnh mong muốn thì có thể thử muộn Một số nhà tạo giống ựề xuất thử sớm với mong muốn loại bỏ các dòng có KNKH kém ựể tập trung vào việc chọn lọc ở thế hệ sau các dòng có KNKH trên trung bình ( Ngô Hữu Tắnh, 1997) [14] Jenkins (1935) và Sprague (1946) là những người ựã ựề xuất phương pháp thử dòng ở giai ựoạn sớm của quá trình tạo dòng ựể xác ựịnh KNKH tương ựối của chúng Jenkins cho rằng có sự khác nhau ựáng kể về KNKH trong số các cá thể của quần thể ựược chọn lọc trong quá trình tạo dòng Sprague (1946) và Lonnquist (1950) ựã cung cấp số liệu về giá trị thử sớm và khả năng lớn tìm ựược những dòng có KNKH cao Davis (1934) ựã nhận thấy khả năng kết hợp của dòng S2 và S3, S4 là như nhau Vì vậy, KNKH thường

ñược thử ở ñời S4 hoặc trước S4 Theo Trần Như Nguyệt và Luyện Hữu Chỉ ( 1991) [10] thì chỉ có thể tiến hành thử ngay với nguồn nguyên liệu ban ñầu ñịnh tự phối ðặc ñiểm của dòng về KNKH ñược hình thành sớm trong quá trình tạo dòng và ñược truyền lại về sau tương ñối ổn ñịnh 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 ñoạn sớm vẫn giữ ñược ñặc ñiểm này ở giai ñoạn sau ( Trần Văn Diễn, 1980 ) [3] Theo Bauman (1981) có 60% các nhà tạo giống ñánh giá dòng bằng lai thử ở S3 và S4, 22% nhà tạo giống ñánh giá

ở S5 hoặc muộn hơn

Phương pháp lai ñỉnh có ý nghĩa ở giai ñoạn ñầu của quá trình tạo và chọn dòng, khi ñó số lượng dòng còn quá lớn, không thể ñánh giá ñược bằng phương pháp lai luân phiên Lai ñỉnh cho phép thử số lượng lớn dòng cùng một lúc Kết quả ñánh giá giúp cho quá trình tạo và chọn lọc dòng chỉ tiếp tục với những dòng có KNKH ở trên mức trung bình, mạnh dạn loại bỏ những vật liệu kém Theo Trần Hồng Uy (1985) [19] chỉ nên giữ lại những dòng mà trong lai thử nó ñảm bảo thu ñược những con cháu biểu hiện ƯTL mạnh Người ta xác ñịnh ñược rằng có thể loại bỏ 50% số dòng hoặc nhiều hơn Sprague (1946), Lonnqist ( 1950) và Wellhausen (1954) ñã 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 ñánh giá KNKH chung qua lai ñỉnh mà loại bỏ qua nhiều dòng cũng không phải là tốt (Trần Hồng Uy, 1985) [19] Vì thực tế cho thấy có những dòng qua ñánh giá ban ñầu thấy có ít giá trị, nhưng nó ñã cho những giống lai rất tốt ( E.S.Horner và H.W.Lundy,1963) [24] Theo Hallauer (1990) giai ñoạn thử không phải là yếu tố quyết ñịnh trong tạo dòng ưu tú

Chọn cây thử trong lai ñỉnh

Kết quả ñánh giá KNKH của vật liệu phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn cây thử Một số nhà nghiên cứu ñã ñưa ra những quan ñiểm khác nhau:

-Cây thử thích hợp là cây thử cung cấp chính xác giá trị của từng dòng ñem thử và ñạt ñược giá trị di truyền lớn nhất Theo Hull (1945, 1952) thì cây thử phải có ñồng hợp tử gen lặn ở tất cả các locus Quan ñiểm này nhận ñược

sự tán ñồng của Rawlings và Thomson (1962), Comstock (1964), Allison và Curnow ( 1966)

-Cây thử mong muốn là cây thử phải cho nhiều thông tin di truyền của dòng nghiên cứu ở các môi trường khác nhau (Matzingger và cs, 1959) [27] -Cây thử tốt là cây thử khi lai với dòng ñem thử thì các dòng này có thể phân biệt ñược chúng với nhau (Rawlings và Thomson, 1962) [30]

Vấn ñề chọn cây thử trong lai ñỉnh vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau nhưng nhìn chung các nhà nghiên cứu ñã căn cứ vào một số tiêu chuẩn ñể chọn cây thử như: năng suất cao hay thấp, có họ hàng hay không họ hàng, có nền di truyền rộng hay hẹp, quan hệ bản thân dòng và phản ứng trong lai thử Xuất phát từ mục tiêu kinh doanh, các nhà tạo giống lai thương mại thường sử dụng dòng ưu tú làm cây thử vì họ muốn một THL ñỉnh là một lai ñơn phục

vụ cho sản xuất giống lai thương mại ( Ngô Hữu Tình, 1997 ) [14].Theo Hallauer (1990) cây thử nên có sự khác biệt về di truyền và ở các nhóm ƯTL ñối lập với dòng ñịnh thử Có thể dùng hai hay nhiều cây thử ñể tăng ñộ chính xác Theo Trần Hồng Uy (1985) [19] thì không nên sử dụng cây thử có nền di truyền quá rộng hoặc có khả năng mạnh trong việc truyền một số ñặc ñiểm vào con lai, cũng như không nên sử dụng cây thử có nền di truyền quá hẹp ( những dòng ñồng huyết ) vì sẽ không xác ñịnh ñược KNKH của dòng ñịnh thử Theo Bauman (1981) cây thử có thể là TPTD, lai ñơn hay dòng tự phối việc chọn cây thử phụ thuộc vào giai ñoạn và mục tiêu tạo giống:

-Cây thử là giống TPTD: Dùng cho giai ñoạn ñầu của quá trình tạo giống Những quần thể có KNKH chung cao sẽ ñược làm cây thử

-Cây thử là giống lai ñơn: Sử dụng một THL của một dòng tốt ñể làm cây thử sẽ dẫn ñến ñưa giống lai ra sản xuất nhanh hơn

-Cây thử là dòng thuần: Nếu chương trình tạo giống ở mức ñộ cao thì việc dùng dòng thuần làm cây thử là cần thiết và hợp lý Cây thử là dòng thuần phải có năng suất và sức sống cao ñể dùng làm bố mẹ trong sản xuất giống lai thương mại sau này

Theo Vasal và Srinivasan (1992) thì: Có ñược những cây thử trong tạo giống lai là rất quan trọng Vai trò của cây thử bao gồm: ñánh giá KNKH của nguồn nguyên liệu, lựa chọn kiểu ƯTL, sử dụng trong chương trình cải tạo quần thể và cũng có thể ñược dùng như dạng bố mẹ ñể xác ñịnh và mở rộng giống lai qui ước và không qui ước

Những năm gần ñây ñã có sự thay ñổi lớn trong việc sử dụng cây thử,

từ cây thử có nền di truyền rộng ñến cây thử có nền di truyền hẹp Người ta nhận thức ñược rằng: cây thử có nền di truyền rộng ñược dùng ñể xác ñịnh KNKH chung còn cây thử có nền di truyền hẹp ñược dùng ñể ñánh giá KNKH riêng CIMMYT ñã có cố gắng ñặc biệt ñể xác ñịnh cây thử ñối với các nguồn nguyên liệu khác nhau Những dòng này ñã ñược sử dụng thành công ñể tạo THL và phân nhóm ƯTL với các dòng

Một yếu tố quan trọng giúp cho việc chọn cây thử là quá trình tiến hóa của cặp ƯTL Reid Yellow Dent và Lancaster Sure Crop Kiểu ƯTL quan trọng này ñược xác ñịnh trên cơ sở các THL giữa các dòng ñược tạo ra từ Reid Yellow Dent và Lancaster Kiểu ƯTL này cho cách chọn cây thử hợp lý dựa vào nguồn gốc dòng: cây thử dùng cho các dòng có nguồn gốc từ một nguồn gen trước hết phải có nguồn gốc từ một nguồn nguyên liệu khác thuộc nhóm ƯTL ñối lập (Ngô Hữu Tình, 1997) [14]

Nghiên cứu về mối quan hệ giữa tác ñộng di truyền và kiểu cây thử trong việc ñánh giá dòng, Rawling và Thompson(1962) ñã trình bày những lý luận về cây thử Số liệu thực nghiệm cho thấy sự biến ñổi tương ñối giữa các THL thử phụ thuộc vào mức ñộ trội và tần suất các alen có lợi trong cây thử Nếu không

có tính trội thì sự biến ñộng giữa các phép lai thử là tương tự, bất chấp tần suất

alen cĩ lợi trong cây thử Nếu cĩ ảnh hưởng của tính trội thì cây thử với số alen

cĩ lợi ít nhất sẽ tạo ra sự biến động lớn hơn giữa các cây thử Như vậy, một cây thử xấu cung cấp thơng tin rõ hơn giữa các dịng Hallauer và Lopez perez (1997) đã tiến hành một nghiên cứu tương tự và thu được kết quả phù hợp với

dự đốn của Rawling và Thompsonvaf chứng minh tiêu đề: Nên sử dụng cây thử khơng cĩ họ hàng với dịng định thử (Ngơ Hữu Tình,1997) [14]

Theo Phan Xuân Hào và Nguyễn Văn Cương (1997) [5] nên chọn cây thử theo nguyên tắc: Mỗi nhĩm ƯTL hiện cĩ chọn ít nhất một cây thử, và tùy vào giai đoạn của chương trình mà chọn các cây thử cĩ nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai kép) hay hẹp (dịng thuần, lai đơn)

Trong điều kiện nước ta nên kết hợp sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử cĩ nền di truyền rộng (một quần thể cải tiến hay một giống TPTD), hai là cây thử cĩ nền di truyền hẹp (một dịng thuần) để vừa xác định KNKH của dịng nghiên cứu, vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ cho sản xuất (Mai Xuân Triệu, 1998) [17]

Trong thực tế, các nhà nghiên cứu đã sử dụng cây thử cĩ nền di truyền rộng đạt kết quả tốt như: đánh giá KNKH của 8 dịng ngơ thuần dài ngày bằng phương pháp lai đỉnh với cây thử là ngơ đá Tây Nguyên, các tác giả đã chọn được các dịng số 1, 6, 7 cĩ KNKH chung cao (Trần Hồng Uy và cs, 1985) [19]

Cây thử cĩ nền di truyền hẹp cũng được nhiều tác giả nghiên cứu và sử dụng đạt kết quả tốt như: đánh giá KNKH của 6 dịng bằng phương pháp lai đỉnh với cây thử là dịng 525, các tác giả đã xác định được dịng số 1 và số 2

cĩ KNKH chung cao

PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Vụ 1 (vụ thu ñông 2011)

Vật liệu nghiên cứu trong vụ thu ñông năm 2011 gồm 17 dòng ngô nổ

tự phối ñời S5 (bao gồm 2 dòng tester N12 và N21) như danh sách sau:

Danh sách 17 dòng ngô nổ theo dõi KNKH vụ ñông năm 2011

Vụ 2 (vụ xuân 2012)

Vật liệu nghiên cứu trong vụ xuân 2012 gồm 30 tổ hợp lai ựược tạo bởi

15 dòng ngô nổ và 2 tester (dòng N12 và dòng N21) ựã ựược theo dõi trong

vụ thu ựông 2011

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- đánh giá một số ựặc ựiểm nông sinh học và năng suất của dòng trong ựiều kiện thắ nghiệm ựồng ruộng

- đánh giá KNKH của một số dòng thông qua năng suất của các tổ hợp lai ựỉnh và một số tắnh trạng khác

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Bố trắ thắ nghiệm

- Vụ Thu đông 2011:

+ Thắ nghiệm ựược bố trắ tuần tự không nhắc lại

+ Mỗi dòng gieo 2 hàng, riêng 2 tester gieo 6 hàng, chiều dài hàng 5m + Khoảng cách gieo: Hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm

3.3.2 Kỹ thuật chăm sóc

- Làm ñất và gieo hạt: ðất phải ñược cày sâu 25 – 30cm, bừa nhỏ ñảm

bảo ñộ tơi xốp, san phẳng mặt ruộng, sạch cỏ và ñảm bảo ñộ ẩm ñất lúc gieo khoảng 75-80% ñộ ẩm tối ña ñồng ruộng

- Ngày gieo:

+ Vụ thu ñông 2011: gieo ngày 28/08/2011

+ Vụ xuân 2012: gieo ngày 15/02/2012

- Bón phân cho 1 ha:

+ Lượng phân bón cho 1 ha như sau:

800 kg vi sinh + 120 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O

+ Cách bón:

Phân vi sinh và phân lân bón lót toàn bộ

Phân ñạm và kali bón thúc chia thành 3 ñợt:

Bón thúc ñợt 1: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/3 K2O (66,67 kg kali) khi ngô ñược 3 – 5 lá

Bón thúc ñợt 2: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/3 K2O (66,67 kg kali) khi ngô ñược 7 – 9 lá

Bón thúc ñợt 3: bón ñợt phân còn lại vào giai ñoạn ngô xoắn nõn (trước trỗ cờ 12 – 15 ngày)

+ Tưới nước ñảm bảo ñủ ñộ ẩm 70%, ñặc biệt vào các thời kỳ ngô 6-7

lá, ngô xoắn nõn(trước trỗ10-15 ngày), kết thúc thụ phấn ñến chín sữa(sau khi ngô trỗ cờ từ 5-10 ngày) Cần tưới ñồng ñều, sau khi tưới hoặc khi mưa phải thoát hết nước ñọng trong ruộng

+ Thường xuyên phát hiện sâu bệnh ñể có biện pháp phòng trừ kịp thời

- Thu hoạch: Khi cây ngô ñã chuyển màu vàng hoàn toàn, chân hạt có

chấm ñen( khi ngô chín sinh lý), có thể thu hoạch muộn hơn khi ñiều kiện thời tiết cho phép

3.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi

* Chỉ tiêu sinh trưởng:

- Ngày mọc: ðược tính từ gieo hạt ñến khi có 75% số cây mọc trên ô

- Ngày trỗ cờ: ðược tính từ gieo hạt ñến khi có > 70% số cây trên ô trỗ cờ

- Ngày phun râu: ngày có ≥ 70% số cây có râu nhú dài từ 2-3 cm

- Chín sinh lý: ngày có 100% cây có lá bi khô hoặc chân hạt có chấm ñen

* Các chỉ tiêu hình thái:

- ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây, 7 ngày ño một lần, ño từ mặt ñất ñến ñỉnh lá cao nhất

- ðộng thái tăng trưởng số lá, 7 ngày ño một lần

- Chiều cao cây (cm): ðo từ mặt ñất ñến ñiểm phân nhánh bông cờ ñầu tiên

- ðộ cao ñóng bắp (cm): ðo từ mặt ñất ñến ñốt ñóng bắp trên cùng

- Số lá (ñánh dấu lá số 5 và lá số 10)

- Chiều dài bông cờ (cm): ðo từ ñốt có nhánh cờ ñầu tiên ñến ñiểm mút của nhánh cờ, ñếm số nhánh cờ

- Góc lá: Góc lá<300: Hẹp; 300<Góc lá< 600: Rộng; 600<Góc lá<900: Rất rộng

- Màu sắc thân lá, ñộ phủ lá bi, màu sắc hạt khi chín, dạng hạt

* Khả năng chống chịu:

• Khả năng chống chịu sâu bệnh chính:

- Sâu ñục thân(%) : ðược tính theo tỷ lệ tổng số cây bị hại/ tổng số cây (chủ yếu ñục dưới bắp)

- Bệnh khô vằn: Cho ñiểm từ 1-5

ðiểm 1: Không có vết bệnh