Luận văn thạc sĩ đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô tự phối có nguồn gốc từ việt nam và thái lan bằng phương pháp lai đỉnh

Cĩ được trên 90% diện tích dùng giống ngơ lai ở Việt Nam hiện nay, chương trình ngơ lai đã trải qua các bước nghiên cứu, triển khai như sau: - Từ 1991 - 1993, khi nơng dân mới làm quen v

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

-


    -

HOÀNG THỊ THANH HOA

ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ

DÒNG NGÔ TỰ PHỐI CÓ NGUỒN GỐC TỪ VIỆT NAM

VÀ THÁI LAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAI ðỈNH

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 – 2009

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên

Hoàng Thị Thanh Hoa

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

1 PGS.TS Nguyễn Thế Hùng - người ñã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài

2 TS Mai Xuân Triệu (Viện Nghiên cứu Ngô) ñã tạo ñiều kiện và ñóng góp những ý kiến quí báu trong quá trình nghiên cứu

3 Tập thể cán bộ, nhân viên phòng Tạo giống 2, Viện nghiên cứu Ngô,

ñã tận tình giúp ñỡ trong quá trình thực hiện ñề tài

4 Gia ñình và bạn bè ñã ñộng viên, giúp ñỡ rất nhiều trong quá trình học tập và nghiên cứu của tôi

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Hoàng Thị Thanh Hoa

4.1.1 ðặc ñiểm thời gian sinh trưởng và hình thái cây các dòng ngô thí

4.1.3 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá (LAI) của các dòng qua các

4.1.4 Khả năng chống chịu của các dòng ngô thắ nghiệm 50 4.1.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng ngô thắ

4.2.8 đánh giá khả năng kết hợp ở tắnh trạng năng suất hạt của các

DANH MỤC BẢNG

4 1 Thời gian sinh trưởng và các ñặc trưng hình thái cây của các

4 2 Các ñặc trưng hình thái bắp của các dòng ngô thí nghiệm - Xuân

4.3 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá qua các thời kỳ - Xuân 2009 tại

4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng ngô thí

4 7 Các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai vụ Xuân

4.8 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai vụ Xuân

4.9 Tốc ñộ ra lá của các tổ hợp lai vụ Xuân 2009 tại ðan Phượng –

4 10 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các THL vụ Xuân 2009 tại

4.11 Các ñặc ñiểm hình thái cây của tổ hợp lai vụ Xuân 2009 tại ðan

4.12 Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống ñổ của các tổ hợp lai vụ

4.13 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ñỉnh

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

4.16 Phương sai KNKH riêng của các dòng và cây thử trong thí nghiệm

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.4 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây của các THL vụ Xuân

Hình 4.6: Diện tích lá của các THL vụ Xuân 2009 tại ðan Phượng – Hà

Hình 4.7: Chỉ số diện tích lá của các THL vụ Xuân 2009 tại ðan Phượng –

1 MỞ ðẦU

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Nhu cầu về ngô ñang tăng nhanh ở qui mô toàn cầu, do ngô không chỉ ñược dùng làm thức ăn chăn nuôi và lương thực cho người mà hiện nay lượng ngô ñể chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol) ñang ngày một tăng nhanh Mậu dịch ngô thế giới tăng liên tục trong những năm gần ñây Nếu năm 1990, lượng ngô xuất nhập khẩu trên thế giới là trên 66 triệu tấn, ñến năm 2000 ñã tăng lên 90 triệu tấn và ñạt trên 100 triệu tấn vào năm 2008 (Faostat, 2009) [31]

Theo dự báo của Chiến lược phát triển chăn nuôi Việt Nam [1], nhu cầu thức

ăn chăn nuôi công nghiệp sẽ tăng 7,8 %/năm, tương ứng là 19 triệu tấn vào năm 2020; nguồn thức ăn thô xanh tăng từ 120 triệu tấn lên 170 triệu tấn, nhưng với tốc ñộ thị hoá nhanh ở nước ta, diện tích ñất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp bởi ñang ñược chuyển sang làm các khu ñô thị và khu công nghiệp ðể ñáp ứng ñủ nhu cầu ñó thì việc chọn tạo giống là công việc quan trọng

Nguồn nguyên liệu ban ñầu quyết ñịnh ñến hiệu quả của công việc tạo dòng thuần Nếu chọn ñược nguồn nguyên liệu phù hợp thì quá trình tạo dòng sẽ nhanh và ñạt hiệu quả cao Nguồn nguyên liệu tạo dòng rất ña dạng về mặt di truyền, có thể là giống tổng hợp, hỗn hợp, các giống lai ñơn, lai kép, lai ba hoặc giống ñịa phương Mỗi dạng nguyên liệu ñều sử dụng thành công, nhưng giống và các quần thể có nền

di truyền hẹp là nguồn nguyên liệu ñược sử dụng phổ biến và hiệu quả hơn (Hallauer, 1990)[36] Vùng xuất xứ ñịa lý của nguồn nguyên liệu tạo dòng cũng có ý nghĩa rất quan trọng ñến thành công của chương trình phát triển giống ngô lai

Viện Nghiên cứu Ngô ñã có một số lượng khá lớn dòng tự thụ (khoảng 3,000 dòng), một phần các dòng ñược tạo ra bởi các nhà tạo giống Việt Nam, phần khác ñược nhập nội từ các nước khác nhau, trong ñó một số từ Trung tâm Nghiên cứu Ngô

và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT) ðể có thể tạo ra những cặp lai tốt, các dòng phải

ựồng thời có những ựặc tắnh nông học tốt như sinh trưởng khá, có khả năng chống chịu tốt với các ựiều kiện bất thuận của môi trường và sâu bệnh, có năng suất khá ổn ựịnh và một ựặc tắnh hết sức quan trọng là phải có khả năng kết hợp cao và ựa dạng

di truyền

Nhằm góp phần ựáp ứng yêu cầu của sản xuất về chủ ựộng lượng giống ngô cung cấp cho từng vụ, với chất lượng tốt, giá bán thấp hơn giá của các công ty liên

doanh với nước ngoài, chúng tôi tiến hành ựề tài: Ộ đánh giá khả năng kết hợp của

pháp lai ựỉnhỢ

1.2 Mục tiêu của ựề tài

- đánh giá ựặc ựiểm cơ bản của dòng tự phối

- Chọn ra những tổ hợp lai ưu tú và chất lượng cao phục vụ công tác chọn giống ngô lai

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

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

2.1.1 Tình hình s ản xuất và tiêu thụ

Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ ñầu thế kỷ 20 ñến nay, nhất là trong gần 20 năm trở lại ñây, ngô là cây trồng có tốc ñộ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu Vào năm 1990, năng suất ngô trung bình của thế giới 36,8 tạ/ha, năm 2004 ñã ñạt 49,9 tạ/ha Năm 2007, diện tích ngô ñã vượt qua lúa nước, với 157 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha và sản lượng ñạt kỷ lục với 766,2 triệu tấn Với lúa nước, năm 2007 diện tích là 153,7 triệu ha, năng suất 41 tạ/ha và sản lượng là 626,7 triệu tấn (FAOSTAT, 2009)[28]

Bảng 2.1 Sản xuất ngô Thế giới 1990 - 2008

Ngu ồn : FAOSTAT, USDA 2009

Kết quả trên có ñược trước hết là 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 ngô ñã góp phần ñưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước Với 52% diện tích trồng bằng giống ñược tạo ra bằng công

nghệ sinh học, năng suất ngô nước Mỹ năm 2005 ựạt hơn 10 tấn/ha trên diện tắch 30 triệu ha

Lượng ngô thương mại trên thế giới từ 1999 ựến nay chiếm từ 10,6% ựến 12,9% tổng sản lượng ngô Xu thế nhập khẩu ngô vẫn tăng mạnh do nhu cầu thức ăn chăn nuôi tăng Hàng năm, Mỹ là nước dẫn ựầu xuất khẩu ngô, chiếm khoảng 60%-73% tổng lượng ngô thương mại thế giới, và dự kiến chiếm 70% vào năm 2013 (USDA, 2008) [43] Kế ựến là Achentina, xuất khẩu khoảng 10 triệu tấn/năm và dự kiến sẽ ựược 14 triệu tấn ngô (2013), Braxin xuất ựược 5 triệu tấn/năm và sẽ giữ vững ở mức này vì nhu cầu trong nước cần nhiều Trong khi ựó nhiều nước trong khối EU, đông Á, đông Nam Á, vùng Tây và Nam Phi vẫn là những nước nhập khẩu ngô chắnh Các loại hình thương mại ngô không có gì thay ựổi lớn, trừ khi các quy ựịnh về cây trồng chuyển gen của Mỹ có hiệu lực Thương mại ngô ở vùng Châu

Á sẽ tăng mạnh, chủ yếu phụ thuộc vào ngô Trung Quốc Một số nước Châu Phi khó xuất nhập khẩu ngô vì cước vận chuyển quá cao (CIMMYT, 2008) [29]

Từ cuối năm 2006 ựến nay, xu hướng giá ngô thế giới tăng mạnh: tại Mỹ là 164,2 ựô la/tấn (1/2007); tại Achentina là 177,1 ựô la Mỹ/tấn đến tháng 4/2008 thì giá ngô tại Mỹ ựã tăng lên 236 ựô la Mỹ/tấn So với cùng kỳ năm trước, giá ngô ựã tăng từ 89% - 94% (Thời báo kinh tế Việt Nam, 4/2008) [14], tuy nhiên xu hướng này chưa thể khẳng ựịnh vì xu hướng sử dụng ngô chế biến ethanol vẫn ựang ựược thảo luận

Dự kiến cho nhu cầu ựảm bảo an ninh lương thực và thức ăn gia súc cho tới năm 2020, năm mà lần ựầu tiên dự kiến nhu cầu về ngô sẽ cao hơn nhu cầu về lúa mì

và gạo Thách thức ựặt ra là làm thế nào ựể sản xuất thêm ựược 266 triệu tấn ngô ựáp ứng nhu cầu tiêu thụ khoảng 852 triệu tấn trên toàn cầu vào năm 2020 [28] Trong số

266 triệu tấn ngô cần sản xuất thêm này thì các nước ựang phát triển cần tới 80% hay tương ựương 213 triệu tấn Do vậy, ựối với các nước ựang phát triển vấn ựề ựặt ra là phải tối ựa hoá sản lượng sản xuất trong nước ựể ựáp ứng phần lớn nhu cầu gia tăng thêm của họ khi mà nhập khẩu dự kiến chỉ tiếp tục ựáp ứng ựược 10% nhu cầu

Bảng 2.2 Thương mại ngô thế giới từ năm 1999 ñến năm 2008

Thương mại thế giới Thương mại của Mỹ Niên vụ

Tổng sản lượng (Tr.tấn)

Số lượng (Tr.tấn)

% so với tổng sản lượng

Số lượng (Tr.tấn)

% so với thương mại thế giới

2005 trong tổng số 9,66 tỉ gallon Ethanol (1 gallon = 3,78 lít) sản xuất trên thế giới,

Mỹ sản xuất 44,5% từ ngô Tính ñến cuối năm 2006, Mỹ có 110 trung tâm sản xuất Ethanol; 73 trung tâm khác ñang ñược xây dựng Dự tính ñến cuối năm 2009, Mỹ có khả năng sản xuất 12,5 tỉ gallon mỗi năm, trong khi Chính phủ Mỹ mới ñây ñặt mục tiêu sản xuất 35 tỉ gallon/ năm vào năm 2017 Với ñà sản xuất nguyên liệu Ethanol

tại Mỹ ngày một tăng ñang làm ảnh hưởng ñến thị trường ngô thế giới vì Mỹ chiếm 40% sản lượng ngô của thế giới, và chiếm 50% lượng ngô xuất khẩu trên toàn cầu

2.1.2 Tình hình nghiên c ứu

Một trong những thành tựu lớn nhất của các nhà chọn giống cây trồng thế kỷ

20 là việc ứng dụng ưu thế lai vào sản xuất hạt giống ngô lai (Trần Việt Chi, 1993)[2] Giống lai ñược ñánh giá là có tính chất quyết ñịnh trong việc tăng năng suất ngô

Nghiên cứu và áp dụng ưu thế lai cho cây ngô ñược tiến hành sớm và hiệu quả nhất là nước Mỹ Nămg suất ngô ñã tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1930 ñến 7 tấn/ha vào những năm 90 (S.K.Vasal, et al.,1990) [44] Theo Duvick (1990) [30], mức tăng năng suất ngô của Mỹ giai ñoạn 1930 - 1986 là 103 kg/ha/năm, trong ñó ñóng góp do cải tiến di truyền là 63 kg/ha/năm, chiếm 61% mức tăng Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai ở Châu Âu bắt ñầu muộn hơn Mỹ 20 năm và ñã ñạt ñược thành công rực rỡ

Tỷ lệ sử dụng giống ngô lai ở Châu Âu rất lớn và nó ñã góp phần tạo nên năng suất cao ở nhiều nước (S K Vasal, et al., 1999) [46] Theo FAO (2008), một số nước có năng suất ngô bình quân cao là Mỹ, Achentina, Braxin, Mexico, Pháp, Italia

Những năm ñầu thập kỷ 60 một số nước ñang phát triển mới bắt ñầu nghiên cứu tạo giống ngô lai Trong thời kỳ từ 1966 -1990 có xấp xỉ 852 giống ngô ñược tạo

ra (S K Vasal, et al., 1999) [46] Việc sử dụng các giống ngô lai ñã góp phần giải quyết nạn ñói ở các nước ñang phát triển vùng Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh (Nguyễn Thế Hùng, 1995)[8] Nhờ sử dụng giống lai và trình ñộ thâm canh cao nên năng suất ngô của thế giới ñã tăng 1,83 lần trong vòng 30 năm từ 1960 -1990, trong ñó Mỹ là nước sử dụng giống lai nhiều nhất chiếm 100%, Vênêzuela 99%, Trung Quốc 94%, Thái Lan 76% Hiện nay, do những ưu việt của giống lai mà các nước ñang phát triển có xu hướng sử dụng giống lai tăng

Với việc ứng dụng một số công nghệ tiên tiến như: công nghệ gen ñể tạo các sản phẩm ña dạng có chứa các gen ñặc biệt như: kháng sâu bệnh, chịu mặn, hạn,

hay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và noãn chưa thụ tinh ñể nhanh tạo dòng thuần ñã thúc ñẩy tạo ra giống mới nhanh hơn và có chất lượng hơn

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

2.2.1 Tình hình s ản xuất

Từ giữa những năm 1980, hợp tác với trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế, nhiều giống ngô cải tiến ñã ñược ñưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào ñầu những năm 1990 Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực

sự có những bước tiến nhảy vọt từ những năm 1990 ñến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản xuất, ñồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo ñòi hỏi của giống mới

Bảng 2.3 Sản xuất ngô Việt Nam 1990 - 2008

Thực tiễn sản xuất mấy năm qua cho thấy, các giống ngô lai Việt Nam có sản lượng không thua kém các giống nhập từ nước ngoài nhưng giá trị hạt giống rẻ chỉ bằng 50- 60% Việc sử dụng thành công quy trình công nghệ sản xuất hạt giống ngô lai cho năng suất cao, chất lượng tốt, giá hạt giống rẻ hơn giống nhập ngoại ñã góp phần tăng nhanh diện tích sử dụng giống ngô lai của cả nước Do giảm bớt ñược lượng giống nhập ngoại nên hàng năm ngành sản xuất ngô ở nước ta tiết kiệm ñược

từ 12 - 15 triệu USD Hơn nữa sự xuất hiện của những giống ngô lai năng suất cao,

chất lượng tốt do trong nước chọn tạo với giá thành hạ, buộc các công ty nước ngoài phải giảm giá giống xuống còn 1/2 ựến 2/3 so với giá trước ựây Do vậy, người dân cũng có ựiều kiện ựầu tư mở rộng diện tắch trồng ngô Nhờ sản xuất ngô giống nhiều nông dân ở một số vùng sâu, vùng cao dân tộc thiểu số (Lào Cai, Sơn La, Nghệ An, Thanh Hoá ) và các ựịa phương ựồng bằng ựã có thu nhập từ 60 - 70 triệu ựồng/ha/năm (Phạm Hà Thái, 2006) [13]

Ngô là một trong những mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao, đảng và Nhà nước

ta ựã xác ựịnh ựược tầm quan trọng của cây ngô và ựã ựề ra phương hướng sản xuất ngô năm 2010 phải ựạt 5 - 6 triệu tấn ngô trên diện tắch 1,2 triệu ha (Trần Hồng Uy, 2001) [25] để ựạt ựược mục tiêu năm 2010, chúng ta phải tăng cường cả diện tắch và năng suất Trong ựịnh hướng tăng năng suất có những biện pháp thực hiện như sau: (1) Tăng tỷ lệ giống lai từ 80% hiện nay lên 85 - 90% (2) Tạo ra những giống lai mới ưu việt hơn (ngắn ngày, có khả năng chống chịu tốt, có năng suất cao và phẩm chất tốt) (3) đầu tư cho một số khâu trong biện pháp kỹ thuật trồng trọt như phân bón, tưới nước Trong ựịnh hướng tăng diện tắch có những biện pháp sau: (1) Tăng diện tắch vụ Xuân trên ựất bỏ hoá ở các tỉnh miền núi phắa Bắc (2) Tăng diện tắch vụ

2 (Thu- đông) ở các tỉnh Tây Bắc, Tây Nguyên, đông Nam Bộ, Tăng diện tắch vụ đông ở các tỉnh đồng bằng Sông Hồng và Bắc Trung Bộ (3) Chuyển một số diện tắch cây trồng khác kém hiệu quả sang trồng ngô ( lúa ở đồng bằng Sông Cửu Long,

cà phê ở Tây Nguyên )

Trong chương trình phát triển sản xuất giống ngô giai ựoạn 2015 Ờ 2020 ựã ựề

ra mục tiêu và kế hoạch sản xuất ngô của nước ta như sau:

- đẩy mạnh nghiên cứu về cây ngô của Việt Nam ựến năm 2015, phấn ựấu ựạt 1,3 triệu ha ngô; năng suất ựạt 50 tạ/ha; sản lượng ựạt 6,5 triệu tấn, ựến năm 2020 ựạt 1.500.000 ha với năng suất bình quân 60 tạ/ha và sản lượng 9,0 triệu tấn, nhằm ựảm bảo cung cấp ựủ nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhu cầu khác

trong nước, từng bước tham gia xuất khẩu

- Cải thiện thu nhập và ñời sống cho người sản xuất ngô, nâng cao hiệu quả sử dụng ñất, lao ñộng và vốn ñầu tư

- ðẩy mạnh nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ñảm bảo ñủ sức cạnh trạnh trên thị trường trong nước và xuất khẩu giống cho một số nước trong khu vực

- ðảm bảo cung cấp giống ngô lai Việt Nam chiếm 51 -55% thị phần ngô lai của cả nước nhằm chủ ñộng hạt giống với giá bán phù hợp với khả năng ñầu tư giống của nông dân

- Nghiên cứu các giải pháp về khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ngô, tăng thu nhập cho người trồng ngô, bảo vệ môi trường sinh thái, góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững

ðây là mục tiêu hết sức khó khăn nhưng phải phấn ñấu vì nhu cầu ngô dùng làm thức ăn chăn nuôi ở nước ta là rất lớn

2.2.2 K ết quả công nhận giống và sử dụng giống ngô lai

Từ những năm 1972 - 1973 các nhà nghiên cứu ngô Việt Nam ñã bắt ñầu chuẩn bị cho chương trình tạo giống ngô lai Năm 1972, các nhà tạo giống ngô Việt Nam ñã chú ý rút dòng và cải tạo dòng thuần, lai thử và thử nghiệm các tổ hợp lai Vào năm 1988, 3 giống lai ñơn ñầu tiên (LDSB1, LDSB2, LDSB3) ñược thử nghiệm Nhưng do khả năng ñầu tư thâm canh của người sản xuất và trình ñộ dân trí lúc ñó nên 3 giống lai ñơn của Viện Nghiên cứu Ngô không phát triển ñược

ðến năm 1990, cơng cuộc đổi mới mở cửa của Việt Nam đi vào thực tiễn, chúng ta đã cĩ bước ngoặt về diện tích, năng suất, sản lượng nhờ các giống ngơ lai Cĩ được trên 90% diện tích dùng giống ngơ lai ở Việt Nam hiện nay, chương trình ngơ lai

đã trải qua các bước nghiên cứu, triển khai như sau:

- Từ 1991 - 1993, khi nơng dân mới làm quen với giống ngơ lai, ít cĩ khả năng đầu tư thâm canh, Viện Nghiên cứu Ngơ đã đưa ra sản xuất một số giống ngơ lai khơng quy ước (một trong hai bố mẹ khơng phải là dịng thuần) như LS3, LS4, LS5, LS6, LS7 và LS8 Các giống lai khơng quy ước cĩ tiềm năng năng suất 3 - 7 tấn/ha

Do thành phần mẹ là giống lai đơn, giống TPTD nên giá thành hạt giống thấp, nơng dân chấp nhận được

- Tiếp theo là những thành tựu về ngơ lai ba như LVN11 và lai kép như LVN12

và LVN31, cĩ tiềm năng năng suất 5 - 8 tấn/ha

- Tiếp đến là hàng loạt những giống lai như LVN1 (lai đơn), LVN5 (lai kép), LVN20 (lai đơn), LVN23 (lai đơn) cĩ tiềm năng năng suất 4-6 tấn/ha, LVN4 (lai đơn), LVN6 (lai đơn), LVN9 (lai ba), LVN17 (lai ba) cĩ tiềm năng năng suất 5-10 tấn/ha và những giống chín muộn như LVN10 (lai đơn), LVN11 (lai ba) LVN12 (lai ba), LVN16 (lai đơn) cĩ tiềm năng năng suất 7-12 tấn/ha

Hiện nay, tỷ lệ sử dụng các giống ngơ lai trong cơ cấu giống ngơ ở nước ta

đã lên tới 85% - 90% Các giống ngơ lai đang được sử dụng cĩ chất lượng cao, giá

cả phù hợp được bà con nơng dân tín nhiệm (Ngơ Hữu Tình, 2005) [19]

Hàng năm, các cơng ty giống, Viện Nghiên cứu Ngơ đã tổ chức triển khai xây dựng một hệ thống sản xuất giống ngơ lai với qui mơ lớn trên tồn Quốc sản xuất từ

9 đến 11 nghìn tấn hạt giống ngơ lai các loại phục vụ sản xuất/năm Cĩ thể nĩi tiềm lực cung ứng các giống ngơ lai phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước hồn tồn cĩ thể đáp ứng được trong thời điểm hiện tại và tương lai

Một số cơng ty, tập đồn sản xuất giống ngơ lai gồm: Cơng ty Tư vấn và đầu

tư phát triển ngô, Công ty giống Cổ phần cây trồng miền Nam, Công ty CP Việt Nam, Công ty Monsanto Việt Nam, Công ty Bioseed Việt Nam, Công ty Syngenta Việt Nam, Công ty Pacific Việt Nam [9]

ðây là những cơ sở có ñầy ñủ các ñiều kiện ñể nghiên cứu cơ bản như: các phòng thí nghiệm, ruộng sản xuất, cán bộ khoa học ñầu ñàn nhiều kinh nghiệm, có thể thực hiện tốt công tác nghiên cứu tạo giống cũng như nhân giống Hàng năm, các ñơn vị này

ñã tranh thủ sự tiến bộ vượt bậc về nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ở nước ta, chủ ñộng nhập hạt giống bố mẹ các tổ hợp lai và phối hợp với các công ty giống sản xuất hạt lai F1, cung cấp cho các ñịa phương hàng nghìn tấn hạt giống ngô lai các loại có chất lượng cao

2.3 Cơ sở khoa học của ñề tài

2.3.1 Ưu thế lai và ứng dụng trong sản xuất

Ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức sống mạnh hơn bố me, sinh trưởng phát triển nhanh hơn, cho năng suát cao hơn bố mẹ chúng

Năm 1876, Darwin lần ñầu tiên ñưa ra lý thuyết về ưu thế lai (ƯTL) Qua việc nghiên cứu hàng loạt các cá thể giao phối ở các loài khác nhau như ngô, ñậu ñỗ, ông nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phối so với cây tự phối về chiều cao cây, tốc

ñộ nảy mầm của hạt, số quả, sức chống chịu và năng suất hạt Năm 1880, nhà nghiên cứu người Mỹ Beal ñã áp dụng ƯTL trong việc tạo ra giống ngô lai giữa giống và ông ñã thu ñược những cặp lai hơn hẳn giống bố mẹ về năng suất từ 10 - 15%

Nhà khoa học ñi ñầu trong lĩnh vực tạo giống ngô lai quy ước là G.H.Shull Năm 1904, Shull tiến hành tự phối cưỡng bức ở ngô ñể thu ñược các dòng thuần và

ñã tạo ra những giống ngô lai ñơn từ dòng thuần này

Thuật ngữ “Heterosis” ñể chỉ ưu thế lai ñược Shull sử dụng lần ñầu tiên vào

1914 trong các tài liệu khoa học (G F Sprague, et al., 1953) [41] Từ năm 1918, khi Jone ñề xuất sử dụng lai kép trong sản xuất ñể giảm giá thành hạt giống thì việc áp dụng ƯTL vào nông nghiệp ñã ñược phát triển nhanh chóng Năm 1960,

các giống ngô lai ñơn ñầu tiên ñược thử nghiệm ñã cho năng suất cao và ñộ ñồng ñều mặc dù giá thành hạt giống cao Ngày nay, ƯTL ñã ñược nghiên cứu khá chi tiết từ khái niệm ñến giả thuyết giải thích hiện tượng, ñánh giá và duy trì ƯTL cũng như việc ứng dụng ƯTL trong sản xuất

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

- ƯTL về hình thái: biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây Theo Kiesselback 1922 con lai F1 của ngô có ñộ lớn hạt tăng hơn bố mẹ 11,1%; ñường kính thân tăng 48%, chiều cao cây tăng 30 - 50% ngoài ra diện tích lá, chiều dài bông cờ ở tổ hợp lai thường lớn hơn bố mẹ

- ƯTL về năng suất: biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt trên bắp, tỷ lệ hạt trên bắp ƯTL về năng suất ở các giống lai ñơn giữa dòng có thể ñạt 193 - 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985) [23]

- ƯTL về tính chín sớm: thể hiện thông qua con lai chín sớm hơn bố mẹ do sự biến ñổi quá trình sinh lý, sinh hóa, trao ñổi trong cơ thể

- ƯTL về tính thích nghi

- ƯTL về sinh lý, sinh hóa

2.3.2 Dòng thu ần và phương pháp tạo dòng thuần

Dòng thuần là khái niệm tương ñối ñể chỉ các dòng tự phối ñã ñạt tới sự ñồng ñều và ổn ñịnh cao ở nhiều tính trạng như chiều cao cây, cao ñóng bắp, năng suất, hình dạng hạt Như vậy, dòng thuần là dòng có kiểu gen ñồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều ñặc tính di truyền

Vật liệu ñể tạo dòng thuần là từ các giống ngô ñịa phương, các giống ngô thụ phấn tự do và giống lai Nguồn nguyên liệu nhập nội cho việc tạo dòng là nguồn nguyên liệu chính ở Việt Nam (Ngô Hữu Tình, 1997) [15]

Phương pháp tạo dòng thuần:

Ngô là cây giao phấn ñiểm hình, quần thể rất ña dạng bao gồm các kiểu gen dị hợp tử, nếu ñể phát triển tự nhiên, quần thể luôn ở trạng thái cân bằng như ñịnh luật Hardy - Weinberg ñã nêu, tần số alen trội và lặn trong quần thể luôn giữ ở trạng thái cân bằng, nhờ ñó quần thể luôn ổn ñịnh về mặt hình thái và năng suất (Trần Văn Diễn, 1994) Quá trình tạo dòng ñã phá vỡ trạng thái cân bằng của quần thể, tạo nên

sự biến ñổi sâu sắc ở nhiều tính trạng sinh học mà quần thể ñã có

Tạo dòng thuần là tạo vật liệu có kiểu gen ñồng hợp tử và có sự khác biệt ở những tính trạng quan tâm, ñể khi lai giữa chúng tổ hợp lai sẽ mang kiểu gen dị hợp tử, qua ñó xuất hiện hiệu ứng siêu trội tạo nên ưu thế lai ở cây ngô

Các phương pháp tạo dòng thuần ở ngô như: tự phối cưỡng bức (G.F Shull,1909) Phương pháp cận huyết ñồng máu (fullsib), nửa máu (halfsib), sib hỗn dòng có thể tạo ra những dòng có năng suất và sức sống tốt hơn dòng rút ra bằng con ñường tự phối nhưng thời gian ñạt tới ñộ ñồng hợp tử dài hơn và không tạo ra những dòng có KNKH ñột xuất cao, kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003) [18]

Phương pháp tự phối (Selfing):

Tự phối cưỡng bức ñược coi là phương pháp truyền thống ñể tạo dòng thuần ở ngô Như chúng ta ñã biết, ngô là cây giao phấn ñiển hình do vậy khi chúng ta buộc chúng tự thụ phấn tức là lấy hạt phấn trên hoa ñực thụ phấn cho chính hoa cái của nó Thực chất chúng ta ñã ñi ngược lại quy luật sinh học của cây ngô Quá trình tự thụ phấn sẽ dẫn ñến quần thể bị ñồng hợp tử, tức là tỷ lệ các cá thể có kiểu gen ñồng hợp ngày một tăng lên và tỷ lệ các cá thể dị hợp giảm dần Khi cây tự phối liên tục quần thể sẽ bị phân ly thành nhiều dòng với các kiểu gen và kiểu hình khác nhau Cùng với quá trình ñồng hợp tử trong quá trình tạo dòng ở ngô, hiện tượng suy giảm sức sống diễn ra mạnh mẽ, biểu hiện rõ nét là suy giảm các ñặc trưng hình thái và năng suất Ước lượng suy thoái do ñồng huyết ở ngô ñã ñược tổng kết rằng trung bình năng suất của dòng giảm 68%, cao cây giảm 25%, ngày ra hoa tăng 6,8% ở mức ñộ thuần so

với mức không thuần (Hallauer, 1988) [35] Thời ñiểm xuất hiện thoái hóa mạnh nhất ở ñời tự phối ñầu tiên, nói chung sự thoái hóa của quá trình tự phối biểu hiện liên tục từ ñời này qua ñời khác ñến khi thuần Sau khi thuần, ít có sự thay ñổi về hình thái và năng suất của dòng Do áp lực tự phối, quần thể ban ñầu phân ly rất mạnh, trong quá trình phân ly này chúng ta sẽ chọn ñược những tính trạng di truyền mong muốn Phương pháp tự phối cho kết quả nhanh và cho những dòng thuần có khả năng kết hợp cao ñột xuất mà các phương pháp khác chưa thể tạo ñược

Phương pháp sib (cận phối hoặc fullsib (cận phối giữa anh em ñồng máu):

Những tài liệu ñầu tiên về cách chọn dòng Fullsib và khả năng tạo giống lai của các dòng thông báo trong các năm 1967 - 1986 Phương pháp tạo dòng Fullsib cho ra con lai ñơn ñầu tiên vào năm 1967 Hallauer A R (1973) [33] cho rằng: Kỹ thuật Fullsib có hiệu quả cho sự phát triển lai ñơn cho năng suất cao Ngoài việc sử dụng phương pháp Fullsib ñể tạo các dòng ngô bình thường, phương pháp này ñã ñược sử dụng ñể tạo ra các dòng ngô thuần có năng suất và chất lượng protein cao (Quality protein Maize – QPM) từ nguồn vật liệu có gen Opaque giàu Lizin Magnavaca R và cộng sự (1989) [37] cho rằng: những kết quả nghiên cứu về dòng Fullsib và các con lai của chúng cho phép lựa chọn các tổ hợp lai có tính thích ứng rộng và riêng với môi trường Ưu ñiểm của phương pháp Fullsib là dễ chọn tạo, các dòng có sức sống cao, dễ phù hợp với ñiều kiện môi trường, có thể chọn ñược với các nguồn vật liệu khởi ñầu có ñặc ñiểm quý (QPM) nhưng sức sống quá kém không chọn ñược bằng con ñường tự phối cưỡng bức Tuy nhiên phương pháp Fullsib có nhược ñiểm là thời gian tạo dòng lâu do mức ñộ ñồng hợp tử giảm chậm

Phương pháp chọn lọc phả hệ:

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 số các dòng và trong một dòng có thể thực hiện ñược Việc tự thụ và ñánh giá dòng có thể thực hiện trong một dòng Gần ñây chọn lọc phả hệ trong các quần thể phân ly của các cặp lai từ

những dòng ưu tú ñã trở thành phương pháp tạo dòng ngày càng phổ biến (Ngô Hữu Tình, 1999) [17]

Phương pháp một hốc:

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- 4 cây, thay cho gieo thành hàng như thông thường Những cây có ñặc ñiểm tốt sẽ ñược tự thụ ñể tạo dòng ñời tiếp theo 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 dòng

Phương pháp hỗn hợp:

Một số nhà tạo giống sử dụng phương pháp này (R.J Saikumar, 1999) [38]

Từ một bắp trong một ñời tự phối ñược hỗn hợp lại và gieo thành hàng, tiến hành tự thụ những cây ñược chọn lọc Tiếp tục làm như vậy trong 3 -5 vụ cho ñến khi dòng ñạt ñộ ñồng hợp tử cao Sau ñó mỗi bắp tự phối ñược ñể riêng và gieo thành một hàng như trong phương pháp chuẩn Nhược diểm của phương pháp này là phả hệ của các dòng không ñược theo dõi, rất khó chọn lọc trong số các dòng và trong cùng một dòng, khó xác ñịnh và sử dụng con cháu những dòng tốt ở ñời thấp

Ngoài những phương pháp tạo dòng thuần trên còn có một số phương pháp tạo dòng nhanh như nuôi cấy 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 ñộ phân ly mạnh nên nhanh ñạt tới kiểu gen ñồng hợp tử ở nhiều tính trạng và cho những dòng thuần có KNKH cao mà các phương pháp khác không tạo ñược

2.3.3 Kh ả năng kết hợp và phương pháp ñánh giá khả năng kết hợp

2.3.3.1 Kh ả năng kết hợp

Khả năng kết hợp (KNKH) là khả năng của một dòng (giống) khi lai với dòng hoặc giống khác cho con lai có ưu thế lai cao KNKH là thuộc tính di truyền, ñược truyền lại cho thế hệ sau

KNKH phụ thuộc vào kiểu gen và tương tác giữa chúng (B Griffing,1956) [31] Các nhà khoa học phân KNKH thành 2 loại: KNKH chung (General combining ability - GCA) và KNKH riêng (Special combining ability - SCA) KNKH chung (GCA) biểu hiện phản ứng trung bình của dòng quan sát ựược ở tất cả các cặp lai KNKH riêng (SCA) biểu hiện ựộ lệch ở mỗi cặp lai cụ thể nào ựó

so với giá trị trung bình Sprague (1942) [39] cho rằng ựánh giá dòng về KHKH thực chất là xác ựịnh tác ựộng của gen KNKH chung ựược xác ựịnh bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, khá ổn ựịnh dưới tác ựộng của môi trường KNKH riêng ựược xác ựịnh bởi yếu tố tắnh trội, siêu trội, ức chế và ựiều kiện môi trường để xác ựịnh KNKH của dòng hoặc giống các nhà nghiên cứu thường sử dụng hai phương pháp chắnh: lai ựỉnh (Topcross) và lai luân phiên (Diallen cross)

.3.3.2 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh

Lai ựỉnh là phương pháp thử chủ yếu ựể xác ựịnh KNKH của vật liệu tạo giống

do 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 Jenkin và Bruce (1932) ựã sử dụng và phát triển Hallauer và Miranda (1988)

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 dòng giống cần xác ựịnh KNKH ựược lai với cùng một dạng gọi là cây thử (Tester) ựể tạo ra các tổ hợp lai thử Qua ựánh giá tổ hợp lai

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 luân giao (Ngô Hữu Tình, 1997) [16] Phương pháp lai ựỉnh ựã trở thành một kỹ thuật chuẩn, ựược sử dụng rộng rãi ựể ựánh giá KNKH chung của vật liệu tạo giống, ựặc biệt rất có hiệu quả trong công tác tạo dòng và giống ngô lai

Qua ựánh giá KNKH bằng phương pháp lai ựỉnh thấy rằng chọn dạng khởi

thủy có 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 - thử sớm

Giai ựoạn thử các dòng phụ thuộc vào nhà tạo giống và liên quan ựến kỹ xảo của người chọn lọc trong quá trình tạo và chọn lọc dòng Nếu nhà tạo giống cho rằng chọn lọc là hiệu quả ựối với các ựặc tắnh mong muốn thì có thể thử muộn Còn những người ựề xuất thử sớm muốn loại bỏ các dòng kém ựể tập trung vào việc chọn lọc ở thế hệ sau các dòng có KNKH trên trung bình (Ngô Hữu Tình, 1997) [16]

Jenkin (1935) và Sprague (1946) [40] là 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 Jenkin 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) [40] và Lonnquist (1950) ựã cung cấp số liệu về giá trị của thử sớm và chỉ ra các khả năng lớn tìm ựược những dòng có KNKH cao Theo Davis (1934), KNKH của dòng S2 và của dòng S3, S4 là như nhau nên KNKH thường ựược thử ở ựời S4 hoặc trước S4 Theo Trần Như Nguyện và Luyện Hữu Chỉ (1991) [10] có thể tiến hành thử ngay với nguồn nguyên liệu ban ựầu ựịnh tự phối đặc ựiểm của dòng về KNKH ựược hình thành sớm trong quá trình tạo dòng và ựược truyền lại về sau tương ựối ổn ựịnh 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 ựoạn sớm vẫn giữ ựược ựặc ựiểm này ở giai ựoạn sau (Trần Văn Diễn, 1980) [3] Theo Bauman (1981) [27] có 60% các nhà tạo giống ựánh giá dòng bằng lai thử ở S3 và S4, 22% ựánh giá ở S5 hoặc muộn hơn

Phương pháp lai ựỉnh có ý nghĩa ở giai ựoạn ựầu của quá trình tạo và chọn lọc dòng, khi ựó số lượng dòng quá lớn, không thể ựánh giá bằng phương pháp luân giao Phương pháp này cho phép thử số lượng lớn dòng trong cùng một lúc Kết quả ựánh giá giúp cho quá trình tạo dòng và chọn lọc dòng chỉ tiếp tục ựối với những

dòng có KNKH ở trên mức trung bình, mạnh dạn loại bỏ những vật liệu kém Theo Trần Hồng Uy (1985) [23] chỉ giữ lại những dòng có KNKH cao qua lai thử, thông thường qua lai ñỉnh loại bỏ 50% số dòng hoặc nhiều hơn Những kết quả ñược Sprague (1946) [40], Lonnquist (1950) và Wellhausen và cộng sự (1954) [47] trình bày 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 quá nhiều dòng cũng không phải là tốt (Trần Hồng Uy, 1985) [23] Vì thực tế

có những dòng qua ñánh giá ban ñầu thấy có ít giá trị, nhưng nó ñã cho những giống lai tốt (E.S.Horner và H.W.Lunky, 1963) Theo Hallauer (1990) [36] giai ñoạn thử không phải là yếu tố quyết ñịnh trong tạo dòng

Chọn cây thử trong lai ñỉnh

Việc chọn ñược những cây thử thích hợp là rất quan trọng, có ảnh hưởng lớn ñến kết quả ñánh giá KNKH của các vật liệu trong lai ñỉnh 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 và quan hệ giữa bản thân dòng và phản ứng trong lai thử Xuất phát từ mục tiêu kinh doanh, các nhà tạo giống lai thương mại sử dụng dòng ưu tú làm cây thử, vì họ muốn phát triển một tổ hợp lai ñỉnh mà sẽ là một lai ñơn phục vụ cho sản xuất giống lai thương mại (Ngô Hữu Tình, 1997) [16] Theo Hallauer(1990) [36] cây thử có khác biệt về di truyền và ở nhóm ưu thế lai ñối lập với dòng ñịnh thử Có thể dùng hai hay nhiều cây thử ñể tăng ñộ chính xác Theo Trần Hồng Uy (1985) [21] 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) [27], cây thử có thể là giống thụ phấn tự do, lai ñơn và dòng tự phối

Theo Vasal, Srinivasan và cộng sự (1992) [45]: cĩ được những cây thử trong tạo giống lai là rất quan trọng Vai trị của cây thử bao gồm: đánh giá KNKH của nguồn nguyên liệu, lựa chọn kiểu ưu thế lai, sử dụng trong chương trình cải tạo quần thể và cũng cĩ thể được dùng như dạng bố mẹ để xác định và mở rộng những giống lai quy ước và khơng quy ước

Những năm qua cĩ sự thay đổi lớn trong việc dùng các cây thử từ cây thử cĩ nền di truyền rộng đến cây thử cĩ nền di truyền hẹp Người ta nhận thức được rằng: cây thử cĩ nền di truyền rộng được dùng để xác định KNKH chung và cây thử cĩ nền

di truyền hẹp được dùng để xác định KNKH riêng

Một yếu tố quan trọng giúp cho việc chọn cây thử là quá trình tiến hĩa của cặp

ưu thế lai Reid Yellow Dent và Lancaster Sure Crop Kiểu ưu thế lai quan trọng này được xác định trên cơ sở các tổ hợp lai giữa các dịng được tạo ra từ Reid Yellow Dent và Lancaster Kiểu ưu thế lai này cho ta cách chọn cây thử hợp lý dựa vào nguồn gốc dịng: cây thử dùng cho các dịng cĩ nguồn gốc từ một nguồn gen trước hết phải cĩ nguồn gốc từ nguồn nguyên liệu khác, thuộc nhĩm ưu thế lai đối lập (Ngơ Hữu Tình, 1997) [16]

Nghiên cứu về mối quan hệ giữa tác động di truyền và kiểu cây thử trong việc đánh giá dịng, Rawling và Thompson (1962) đã trình bày những lý luận về việc chọn cây thử Qua đĩ nhận thấy sự biến đổi tương đối giữa các tổ hợp lai thử phụ thuộc vào mức độ trội và tần số các alen cĩ lợi trong cây thử Nếu khơng cĩ tính trội thì sự biến động giữa các lai thử là tương tự, bất chấp tần suất các 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 (1979) [34] đã tiến hành một nghiên cứu tương tự và thu được kết quả phù hợp với dự đốn của Rawling và Thompson và chứng minh tiên đề: nên sử dụng cây thử khơng cĩ họ hàng với dịng định thử KNKH (Ngơ Hữu Tình, 1997) [16]

Theo Phan Xuân Hào và Nguyễn Văn Cương (1997) [5] nên chọn cây thử theo nguyên tắc: mỗi nhóm ưu thế lai hiện có chọn ít nhất một cây thử và tùy vào giai ñoạn của chương trình mà chọn các cây thử có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai kép) hay hẹp (dòng thuần, lai ñơn)

Trong ñiều kiện nước ta nên sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử có nền di truyền rộng (một quần thể cải tiến hay một giống thụ phấn tự do), hai là cây thử có nền di truyền hẹp (một dòng thuần) ñể vừa xác ñịnh KNKH của dòng nghiên cứu vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ sản xuất Tác giả cho rằng việc chọn cây thử là dòng thuần, giống thụ phấn tự do hay giống lai kép không ảnh hưởng ñến biểu thị KNKH của các dòng ñịnh thử (Mai Xuân Triệu, 1998) [20]

Mô hình toán học chung của các cặp lai ựỉnh là:

Yijk = ộ + di + cj + sij + eijk

Trong ựó:

Yijk Ờ độ lớn tắnh trạng con lai của cặp lai (i x j) ở lần lặp k

ộ Ờ Tắnh trạng trung bình trong thắ nghiệm

di Ờ Khả năng kết hợp chung của dòng i

cj Ờ Khả năng kết hợp chung của cây thử j

sij Ờ Khả năng kết hợp riêng giữa dòng i và cây thử j

eijk Ờ Sai số ngẫu nhiên

Cây thử có nền di truyền hẹp cũng ựược nhiều tác giả nghiên cứu và sử dụng ựạt kết quả tốt như: ựánh giá KNKH của 6 dòng ngô thuần bằng phương pháp lai ựỉnh với cây thử dòng 525, các tác giả ựã xác ựịnh ựược dòng số 1 và sô 2 có KNKH chung cao, dòng số 2 biểu hiện KNKH chung cao ở các chỉ tiêu cấu thành năng suất

và năng suất (Trần Hồng Uy và cộng sự, 1985) [23]

đánh giá KNKH của một số dòng ngô thuần có nguồn gốc ựịa lý khác nhau bằng phương pháp lai ựỉnh với 2 loại cây thử là dòng thuần và giống lai kép hoặc giống thụ phấn tự do, tác giả ựã nhận xét: việc chọn cây thử là dòng thuần, giống thụ phấn tự do hay giống lai kép không ảnh hưởng ựến biểu thị KNKH của các dòng ựịnh thử (Mai Xuân Triệu, 1998) [20]

2.2.3 Các k ết quả nghiên cứu về khả năng kết hợp và khảo nghiệm các giống ngô

Một số kết quả trong lai tạo giống ngô

Hiện nay, việc xác ựịnh KNKH thường ựược tiến hành trên cơ sở các dòng ựược chọn lọc cùng một phương pháp hay nhiều phương pháp khác nhau Các dòng ựược chọn tạo có thể từ một ựến nhiều nguồn khác nhau tùy mục ựắch của nhà cải

tạo Ngoài ra những dòng ựược chọn tạo có thể từ những vật liệu có cùng hoặc khác nguồn gốc ựịa lý Do yêu cầu bức thiết của thực tiễn ựặt ra việc sản xuất hạt giống lai

là phải hiệu quả

Sử dụng phương pháp lai ựỉnh với cây thử là ngô ựá Tây Nguyên, ựánh giá KNKH của 8 dòng ngô thuần dài ngày ở các tắnh trạng cao cây, cao bắp, dài bắp, số hàng hạt, tỉ lệ hạt khô/bắp và năng suất các dòng ngô số 1, 6 và 7 có KNKH chung cao ựã ựược chọn (Trần Hồng Uy và cộng sự, 1984) [22]

Sử dụng phương pháp lai ựỉnh với 4 cây thử : Nếp vàng, JV2, DC7 và GG5 ựánh giá KNKH của 14 dòng ngô rút dòng từ quần thể 2649, tác giả ựã chọn ựược 6 dòng có KNKH chung cao và cây thử có KNKH tốt là DC7 (Nguyễn Thế Hùng và cộng sự, 1992) [7]

Mai Xuân Triệu khi sử dụng phương pháp lai ựỉnh ựể ựánh giá KNKH của 10 dòng có nguồn gốc từ Ấn độ, Thái Lan, Nhật Bản và Thụy Sỹ với cây thử 1 là giống lai kép Pacific11 - giống ựược trồng phổ biến ở ựồng bằng và trung du Bắc Bộ, cây thử 2 là dòng thuần Bigei ựã chọn ựược 8 dòng có KNKH chung cao và cây thử có KNKH tốt là Bigei [20]

Sử dụng phương pháp lai ựỉnh với 2 cây thử là giống lai ựơn LVN10 và dòng DF1 ựánh giá KNKH của 5 dòng D17, Q2, P11, P3012, Rando 2 ựã chọn ựược 2 dòng triển vọng và cây thử có KNKH tốt là DF1 (Lường Văn Vàng và cộng sự, 2002) [26]

Năm 2003, Nguyễn Thế Hùng (Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam) tiến hành lai ựỉnh ựể ựánh giá KNKH của 10 dòng có nguồn gốc từ Ấn độ, Braxin, Thái Lan, Việt Nam và Mêhicô với 2 cây thử CT18 và CT27 trong vụ Hè - Thu, ựã chọn ựược 5 dòng có KNKH chung khá và cao Từ 5 dòng chọn ựược ựưa vào thắ nghiệm luân giao ở vụ Thu đông năm 2003, kết quả thu ựược 3 dòng có KNKH chung cao phù hợp với kết quả lai ựỉnh và 2 THL là IL2845 x IL51 ; IL2845 x ILD3 có năng suất cao

(92,26 - 96,94 tạ/ha) Kết quả sản xuất thử hạt F1 của tổ hợp lai IL2845 x IL51 ở đồng Nai cho thấy hoàn toàn có thể sản xuất hạt giống ngô lai ựơn F1 có chất lượng tốt tương ựương giống nhập nội mà giá bán thấp, chỉ bằng 60% giá giống của nước ngoài

Năm 2004, nghiên cứu KNKH của các dòng của Viện Nghiên cứu Ngô với các dòng của CIMMYT, cho thấy các dòng cho năng suất tương ựối cao, ổn ựịnh qua các

vụ, có khả năng chống ựổ, chống chịu một số sâu bệnh chắnh tương ựối tốt 4 dòng DFỜ

2, DFỜ5, DFỜ7 và DFỜ9 của Viện Nghiên cứu Ngô, 4 dòng G21MH169, G21MH52, CML41 và CML285 của CIMMYT ựược xác ựịnh có KNKH riêng cao với cây thử Các dòng này có thể kết hợp với cây thử ựể tạo nhanh một số giống ngô lai tốt

Ngoài các công trình nghiên cứu trên thì việc sử dụng các kỹ thuật công nghệ sinh học, ựể nghiên cứu ựa dạng di truyền và dự ựoán ưu thế lai ở cây ngô mới ựang trong giai ựoạn tiệp cận ban ựầu Tuy là hướng nghiên cứu mới nhưng với những ưu ựiểm vượt trội, việc ứng dụng này là cần thiết ựể hỗ trợ cho phương pháp truyền thống trong công tác tạo giống ngô lai, góp phần nhanh chóng xác ựịnh ựược các tổ hợp ngô lai có ưu thế lai cao phục vụ sản xuất

Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần có nhiều triển vọng, phương pháp này cho kết quả khá ổn ựịnh và hiệu quả Tuy nhiên còn phụ thuộc vào từng giống đồng thời với phương pháp nuôi cấy bao phấn, Viện Di Truyền Nông Nghiệp ựã phát triển các phương pháp khác ựể tạo dòng thuần, như phương pháp nuôi cấy noãn chưa thụ tinh và dùng dòng kắch tạo ựơn bội

Một số kết quả khảo nghiệm và ựánh giá một số giống ngô mới

đánh giá giống mới tạo ra là khâu hết sức quan trọng, việc ựánh giá biểu hiện của một giống thường bắt ựầu từ việc ựánh giá các ựặc tắnh sinh học, ựánh giá sự sinh trưởng, phát triển, tiềm năng năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và các ựiều kiện bất lợi Mối tương quan giữa một số chỉ tiêu ựến năng suất cây trồng sâu bệnh

và các ựiều kiện bất lợi

Phùng Quốc Tuấn và Nguyễn Thế Hùng tiến hành khảo nghiệm giống vụ Xuân năm 1995 ựã kết luận: trong ựiều kiện vụ Xuân vùng Gia Lâm - Hà Nội, các giống ngô lai thắ nghiệm ựiều sinh trưởng và phát triển tốt ựạt năng suất khá cao Các giống có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm trung bình từ 120 - 130 ngày, thắch hợp cho cơ cấu luân canh vụ Xuân vùng ựồng bằng Bắc Bộ, một số giống có chiều cao cây thấp (LVN20, LVN11), các giống còn lại có chiều cao cây trung bình 150 - 160

cm Năng suất các giống ngô khác (các giống ựạt năng suất thực thu lớn hơn 50 tạ/ha) Ngoài ra các giống LVN17, LVN11 cũng ựạt năng suất khá cao

Kết quả khảo nghiệm các giống ngô lai năm 1996 tại vùng Duyên hải miền Trung Lê Quý Tường và cộng sự ựã rút ta nhận xét bước ựầu: các giống ngô lai trong thắ nghiệm thắch nghi tốt trong vụ đông Xuân - Hè Thu tại các tỉnh Duyên hải miền Trung Giống CP888 ựạt năng suất cao và ổn ựịnh, hai giống CP999 và Bioseed 9696 cho năng suất cao trong cả hai vụ đông Xuân và Hè Thu, có thời gian sinh trưởng 89 - 110 ngày, chống ựổ tốt, chiều cao ựóng bắp vừa phải, ựộ ựồng ựều khá ắt nhiễm khô vằn, kắn bao bắp, chịu thâm canh Ngoài ra các giống Cargill, LVN18, Cargill 4002, Cargill 912, Cargill 715, T5 và số 8 cũng ựạt năng suất cao (Lê Quý Tường và cộng sự, 1996) [21]

Kết quả khảo nghiệm Quốc gia về giống ngô năm 1996 - 1997 theo Nguyễn Tiên Phong và cộng sự kết luận: tại các ựiểm trong mạng lưới khảo nghiệm ngô ở phắa Bắc,

ựã xác ựịnh ựược hai giống ngô lai chắn sớm là giống số 2 và LVN25, 5 giống ngô lai chắn trung bình là VN2151, LVN4, LVN17, B681 và số 10, một số giống ngô lai chắn muộn LVN9 đây là những giống có triển vọng, năng suất cao ổn ựịnh, ắt sâu bệnh cần ựược mở rộng ra sản xuất trong các mùa vụ thắch hợp ở các ựịa phương (Nguyễn Tiên Phong và cộng sự, 1997) [11]

Vụ Xuân năm 2008, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng

và phân bón Quốc gia ựã tiến hành khảo nghiệm cơ bản 31 giống ngô lai mới ựược

lai tạo trong nước và nhập nội của 10 cơ quan tác giả trong mạng lưới khả nghiệm ngô Quốc gia ở phắa Bắc, ựã xác ựịnh ựược 3 giống ngô lai chắn trung bình là NT6654, 30B80 và 30N34 đây là những giống có triển vọng, năng suất cao ổn ựịnh,

ắt sâu bệnh cần ựược mở rộng ra sản xuất (Nguyễn Tiên Phong và cộng sự, 2008) [12]

Kết quả khảo nghiệm Quốc gia về giống ngô vụ đông năm 2008, tại các ựiểm trong mạng lưới khảo nghiệm ngô ở phắa Bắc, ựã xác ựịnh ựược 5 giống ngô lai SSC5130, MB069, BC42521, DK9901 và 30A55 có thời gian sinh trưởng 120 -125 ngày, là những giống triển vọng, năng suất cao ổn ựịnh, ắt sâu bệnh cần ựược mở rộng ra sản xuất trong các mùa vụ thắch hợp ở các ựịa phương (Nguyễn Tiên Phong

và cộng sự, 2008) [12]

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Thắ nghiệm 1: đánh giá dòng

- Thắ nghiệm 2: Khảo sát các tổ hợp lai - để ựánh giá ưu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng

3.2 Vật liệu và trình tự nghiên cứu

3.2.1 V ật liệu nghiên cứu

Thắ nghi ệm 1 : Vật liệu nghiên cứu gồm 10 dòng ngô có nguồn gốc khác nhau

và 2 cây thử

Bảng 3.1 đặc ựiểm các dòng ngô trong thắ nghiệm

Nhóm 1 Rút từ THL có nguồn gốc Thái Lan

Nhóm 2 Rút từ THL có nguồn gốc Việt Nam

- Thắ nghi ệm 2 : Tiến hành khảo sát tổ hợp lai trong vụ Xuân 2009 với ựối

3.2.2 địa ựiểm nghiên cứu

Thắ nghiệm ựược tiến hành tại khu ruộng thắ nghiệm của Viện nghiên cứu Ngô

và khu ruộng tại xã Phương đình - đan Phượng - Hà Nội

3.2.3 điều kiện ựất làm thắ nghiệm

Thắ nghiệm ựược bố trắ trên khu ựất phù sa cổ, không ựược bồi ựắp hàng năm, tại khu thắ nghiệm của Viện nghiên cứu Ngô và khu ruộng tại xã Phương đình

3.2.4 Th ời gian tiến hành thắ nghiệm

- Vụ Thu đông 2008: Khảo sát dòng và tạo các tổ hợp lai bằng phương pháp lai ựỉnh Do ảnh hưởng của trận mưa lớn kéo dài cuối tháng 10 năm 2008, thắ nghiệm Khảo sát dòng bị ảnh hưởng nặng nên chúng tôi tiến hành thắ nghiệm bổ sung vào vụ Xuân 2009

- Vụ Xuân 2009: Khảo sát các tổ hợp lai, so sánh chọn ra các tổ hợp lai ưu tú

và xác ựịnh KHKH của các dòng

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 S ơ ñồ thí nghiệm và phương pháp bố trí thí nghiệm

3.3.1.2 Thí nghi ệm 2: Khảo sát các tổ hợp lai

Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên ñầy ñủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại

Dải bảo vệ

3.3.2 Ch ăm sóc thí nghiệm

- Phân bón cho 1 ha (theo 10 TCN 341 - 2006 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển

Các thí nghiệm ñược tưới nước chủ ñộng

3.3.3 Ch ỉ tiêu và phương pháp theo dõi

Các chỉ tiêu ñược ñánh giá theo sự hướng dẫn, ñánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm so sánh giống ngô của CIMMYT (1985b)

3.3.3.1 Th ời gian sinh trưởng (ngày)

- Ngày mọc: từ khi gieo hạt ñến khi có 50% số cây mọc

- Ngày trỗ cờ: tính từ gieo ñến khi có >50% số cây trỗ cờ

- Ngày tung phấn : tính từ gieo ñến khi có >70% số cây ñã tung phấn trong công thức

- Ngày phun râu: tính từ khi gieo ñến khi có >70% số cây phun râu trong công thức

- Ngày chín sinh lý: ñược tính từ khi có 70% số bắp có hạt xuất hiện ñiểm ñen

ở chân hạt

3.3.3.2 Các ch ỉ tiêu về hình thái cây

- Chiều cao cây (cm): tính từ gốc sát mặt ñất ñến ñiểm bắt ñầu phân nhánh bông cờ