Bài giảng Chọn giống cây trồng ngắn ngày - Chương 3: Chọn tạo giống ngô

CHƢƠNG 3 CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ

3.1. Giới thiệu

 Toàn cầu đang có xấp xỉ 140 triệu ha trồng ngô, những nước sản xuất ngô chủ yếu là Mỹ, Trung Quốc, Brazil tiếp đó là Argentina, Nam Phi và EU.

 Xấp xỉ 96 triệu ha được trồng ở các nước đang phát triển trong đó 4 nước Trung Quốc, Brazil, Mexico và Ấn Độ ước tính chiếm hơn 50% số diện tích này.

 Đến năm 2020 nhu cầu ngô ở các nước đang phát triển là một

công cuộc lớn vượt hơn cả cây lúa và lúa mỳ.

 Nó được phản ánh qua dự báo nhu cầu ngô toàn cầu sẽ tăng hơn 50% từ 558 triệu tấn năm 1995 lên 837 triệu tấn vào năm 2020,

 Ở các nước đang phát triển nhu cầu ngô sẽ tăng từ 282 triệu tấn năm 1995 lên 504 triệu tấn vào năm 2020 (Taba và cs, 2004, Prasanna, 2012).

 Xấp xỉ 58% diện tích trồng ngô ở các nước đang phát triển trồng các giống cải tiến, 44% ngô lai và, 14% giống thụ phấn tự do cải tiến (OPVs), và 42% giống thụ phấn tự do chưa cải tiến OPVs (Pandey và Gardner, 1992; CIMMYT, 1994).

Bảng 3.1 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngô toàn cầu qua 50 năm từ 1971 – 2011

1971 1981 1991 2001 2011

Diện tích(Tr.ha) 118,19 127,89 133,76 137,48 171,78

Năng suất (t/ha) 2,65 3,49 3,69 4,47 5,15

Sản lượng(tr.tấn) 31,62 446,77 494,46 615,53 171,78

(Nguồn FAOSTAT, 2011)

Bảng 3.2 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam qua 50 năm từ 1961 – 2011

1961 1975 1990 2000 2011

Diện tích (tr.ha) 0,23 0,26 0,43 0,73 1,12

Năng suất (t/ha) 1,14 1,01 2,14 2,51 4,31

Sản lượng (tr.tấn) 0,26 0,28 1,14 2,00 4,83

 Ngô là đối tượng chính của nghiên cứu di truyền và công nghệ sinh học bởi vì nó đại diện cho công nghệ ưu thế lai và sản xuất hạt giống ưu thế lai thương mại sớm nhất trong các loài cây trồng.

 Ngô còn là cây mô hình cho nghiên cứu di truyền về locus gen, kho

dự trữ khổng lồ về di truyền và tế bào.

 Nghiên cứu phân tử về di truyền và sinh học đều dễ dàng có thể hướng đến mục đích cuối cùng để hiểu sâu sắc hơn bộ genome của ngô.

 Những cố gắng phát triển công cụ và kỹ thuật để nhận biết các gen và các chức năng của gen cung cấp khả năng tiếp cận nghiên cứu tăng năng suất và sản lượng ngô thông qua chọn tạo giống (Taba và cs, 2004, Prasanna, 2012).

3.2. Nguồn gốc và phân loại

Cho đến nay có nhiều giả thuyết về nguồn gốc di truyền cây ngô.

• Là con lai giữa Teosinte và thành viên không rõ thuộc tộc

Andropogoneae

• Là con lai nhị bội tự nhiên giữa các loài châu Á thuộc tộc

Maydeae và Andropogoneae

• Là con lai giữa ngô bọc, Teosinte và Tripsacum

• Là con lai của ngô bọc Nam Mỹ và Tripsacum Trung Mỹ với

Teosinte.

 Cây ngô ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc.

 Những năm gần đây, cây ngô được quan tâm nghiên cứu và phát

 Theo Lê Quý Đôn trong “Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, người huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy được giống ngô đem về nước.

triển ở Việt Nam.

 Cuộc cách mạng về giống ngô lai đã góp phần phần tăng nhanh diện tích, năng suất và sản lượng ngô toàn quốc, đưa nước ta đứng vào hàng ngũ những nước trồng ngô lai tiên tiến của vùng châu Á.

 Chúng ta cũng đã bước đầu xuất khẩu được giống ngô lai cho các

nước trong khu vực.

Tripsacum latifolium L. (gamagrass)

Zea diploperennis (a variety of teosinte)

Zea mays ssp. parviglumis (teosinte)

Hình 3.1 Quá trình tiến hóa của ngô từ teosinte (nguồn José Antonio Serratos Hernández, 2009)

Phân loại

Phân loại ngô trong hệ thống phân loại thực vật trồng dựa trên đặc điểm nông học và lượng tinh bột trong hạt được phân thành 9 loài phụ:

1.Ngô bột (Flour corn - Zea mays var. amylacea)

2.Ngô nổ (Popcorn - Zea mays var. everta)

3.Ngô răng ngựa (Dent corn - Zea mays var. indentata)

4.Ngô đá (Flint corn - Zea mays var. indurata)

5.Ngô đường (Sweet corn - Zea mays var. saccharata and Zea mays var. rugosa)

6.Ngô nếp (Waxy corn - (Zea mays L. ssp. ceratina) (Zea mays L. ssp. ceratina)

7.Amylomaize -Zea mays

8.Ngô bọc (Pod corn - Zea mays var. tunicata Larrañaga ex A. St. Hil.)

9.Ngô sọc (Striped maize - Zea mays var. japonica )

Ngô tẻ

Ngô nếp

Ngô đƣờng

 Ngô thuộc chi Zea thuộc tộc Andropogoneae trong họ phụ

Panicoideae, họ Poaceae (OECD 2003; USDA 2005).

 Hiện nay có 86 chi trong tộc Andropogoneae (USDA 2005).

 Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật của Cơ quan bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, Bộ Nông nghiệp, Hoa Kỳ, ngô thuộc họ Poaceae , chi Genus Zea L. – corn, loài ngô Zea mays L. – corn, trong loài có 5 loài phụ:

1. Subspecies Zea mays L. ssp. mays – corn

2. Subspecies Zea mays L. ssp. parviglumis Iltis & Doebley – corn

3. Variety

Zea mays L. ssp. parviglumis Iltis & Doebley var.

huehuetenangensis Iltis & Doebley – maize

4. Species Zea mexicana (Schrad.) Kuntze – Mexican teosinte

5. Species Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Manglesdorf – perennial

teosinte

Bảng 3.3 Loài, loài phụ và số nhiễm sắc thể ở ngô

Loài

Loài phụ

Tương ứng

Số nhiễm sắc thể 2n = 20

1. Zea diploperennis HH

-

Iltis và cộng sự

2n = 20 -

2. Zea luxurians (Durieu & Asch.) RM Bird

Euchlaena luxurians Durieu & Asch. Zea mays ssp luxurians (Durieu & Asch.) HH Iltis

3. Zea mays L.

2n = 20 Zea mays ssp

huehuetenangensis (HH Iltis & Doebley) Zea mays ssp mays

Zea mays ssp mexicana (Schrad.)

Euchlaena mexicana Schrad. Zea mexicana (Schrad.)

Zea mays var parviglumis

Zea mays ssp parviglumis HH Iltis & Doebley -

-

4. Zea nicaraguensis HH

2n =?

Iltis & BF Benz

2n = 40 -

Euchlaena perennis Hitchc.

5. Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsd.

Hình 3.2 Phân loại các chủng ngô Mexico

Tổ tiên gốc

Ngoại lai trước Columbus

Thời kỳ Bồ Đào Nha

Bắt đầu ngô hiện đại

Hình 3.3 Cấu trúc phát sinh loài của ngô trên cơ sở trung bình tần suất allele từ nhiều vùng sử dụng phân tích isozyme (nguồn E.S. Buckler và cộng sự năm 2006)

3.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô

 Tổng số mẫu nguồn gen đã được đánh giá là trên 27.000 (bao gồm

cả vật liệu tạo giống).

 Nguồn gen tập trung chủ yếu ở Châu Mỹ la Tinh: Argentina, Bolivia, Brazil, Colombia, CIMMYT, Cuba, Ecuador, Guatemala, Mexico, Peru, Paraguay và Venezuela.

 Ước tính trước đây (trước tham hiểm Columbus) số mẫu nguồn gen 20.000 đến 40.000, hầu hết những mẫu nguồn gen này đại diện của con cháu các loài dại, giống thụ phấn tự do hoặc giống lai (Brandolini, 1970; Taba, 1997).

 Việt Nam ngô di thực vào muộn hơn (ước tính khoảng 300 năm

trước đây),

 Trong quá trình biến đổi do tương tác giữa kiểu gen và môi trường, chọn lọc của con người hàng trăm năm qua và nhập nội giống tạo nên sự đa dạng,

 Loài phụ ngô và đa dạng nhất là ngô răng ngựa (Zea mays var. indentata ), đá (Zea mays var. indurata) và ngô nếp (Zea mays L. ssp. ceratina).

 Mỗi loài phụ có nhiều biến chủng khác nhau hình thành ở các địa phương, các dân tộc tạo nên sự đa dạng cao của các giống ngô địa phương.

 Nhập nội nguồn gen cũng đã tăng sự đa dạng của nguồn gen thụ phấn tự do, dòng, vật liệu tạo giống và giống ngô ưu thế lai ở Việt Nam (Vũ Văn Liết và cs, 2003, 2006, 2011).

Bảng 3.4: Phân bố diện tích, năng suất và sản lượng ngô theo vùng năm 2011

Vùng Diện tích Năng suất Sản lượng

(tr.ha) (t/ha) (tr.t)

Châu Phi 35,5 1,9 65,0

Châu Mỹ 64,5 6,8 438,3

Châu Á 54,8 4,9 270,8

Châu Âu 16,4 6,5 166,4

Châu Đại Dương 0,8 6,7 5,8

Toàn cầu 170,3 5,1 883,4

(Nguồn FAOSTAT,2011)

a. Đa dạng nguồn gen ngô toàn cầu sử dụng cho tạo giống

 Trung tâm cải tiến Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) thu thập trên 27.000 mẫu nguồn gen hạt gồm: giống bản địa (24.191 mẫu), họ hàng hoang dại của ngô, các dòng tạo giống, vốn gen, quần thể và giống.

 Các mẫu nguồn gen này thu thập từ 64 nước trên thế giới, chúng

 Ngân hàng gen Bắc Kinh Trung Quốc thu thập và bảo tồn mẫu

đại diện gần 90% đa dạng ngô ở Châu Mỹ (Wen và cs. 2011).

nguồn gen bản địa (~14,000).

 Ngân hàng gen Quốc gia Ấn Độ thu thập và bảo tồn khoảng 7500

mẫu nguồn gen ngô bản địa.

 Trung Tâm dự trữ nguyên liệu di truyền ngô của Mỹ thu thập và

bảo tồn trên 80.000 mẫu nguồn gen đột biến.

b. Đa dạng nguồn gen ngô bản địa

 Ngô bản địa đã không được bảo tồn như một nguồn vật liệu di

truyền để cải tiến ngô

 Nguồn vật liệu ngô bản địa có thể mang những alen hữu ích sử

dụng trong chọn tạo giống ngô tương lai.

 Ngô bản địa rất phong phú và thích nghi cao với điều kiện sinh thái và hệ thống canh tác của địa phương và thường là những quần thể dị hợp.

 Wellhausen và cs. (1952) lần đầu tiên hệ thống hóa và phân loại

nguồn gen ngô Mexico thành 4 nhóm gồm:

i) Nhóm tổ tiên bản địa;

ii)Nhóm ngoại lai trước Columbian;

iii)Nhóm thời cổ đại

iv)Nhóm bắt đầu cải tiến.

3.4. Đặc điểm thực vật học của cây ngô

a. Rễ ngô

• Rễ mầm – Rễ tạm thời: Giúp cây hút nước từ nảy mầm đến khi

ngô được 4-5 lá.

• Rễ đốt- Rễ phụ cố định: Là loại rễ chủ yếu cung cấp nước và

dinh dưỡng trong suốt quá trình sống của cây.

• Rễ chân kiềng: Mọc xung quanh các đốt trên mặt đất, nếu đâm

vào đất phát triển rễ nhánh, rễ con và lông hút giống như rễ

đốt. Rễ chân kiềng giữ vững cây.

b. Thân cây ngô

• Thân ngô chia làm nhiều lóng, thân to, nhỏ, cao,

thấp, nhiều hay ít đốt phụ thuộc vào giống.

• Trung bình thân ngô cao 1,8-2m, đặc biệt có

giống cao 7m nhưng cũng có giống cao 0,3-0,5m.

• Số lóng biến động từ 8-20.

c. Lá ngô

• Lá mầm: Những lá ra đầu tiên được tạo thành khi cây

còn nhỏ

• Lá thân: Những lá có mầm nách ở kẽ chân lá

• Lá ngọn: Những lá từ phía trên bắp cho đến ngọn cây

• Lá bi: Những lá bao quanh bắp

d. Hoa ngô

 Hoa ngô thuộc loại đơn tính đồng chu

 Hoa đực và bông cờ:

 Chùm hoa đực được gọi là bông cờ nằm ở đỉnh cây.

 Bông cờ gồm một trụ chính, trụ phân thành nhiều nhánh,

nhánh phân thành nhiều nhánh nhỏ.

 Hoa đực mọc thành gié, các gié mọc đối diện nhau trên

nhánh.

 Mỗi hoa đực ở phía ngoài cùng có 2 vỏ trấu hình bầu dục. Bên trong có 3 nhị, mỗi nhị có một bao phấn, mỗi bao phấn có 2 phòng, chứa 4000-5000 hạt phấn

 Mỗi bông cờ có 15-20 triệu hạt phấn

 Hoa cái và bắp ngô:

• Hoa cái được hình thành từ chồi nách các lá, có 1-3

chồi giữa thân hình thành bắp

• Hoa có cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt cắm một

lá bi.

• Trên trục đỉnh hoa cái (cùi, lõi ngô), hoa mọc từng đôi bông nhỏ, mỗi bông nhỏ có 2 hoa nhưng một hoa thoái hóa, một hoa tạo hạt.

• Chính giữa và trên bầu hoa có núm và với vòi nhụy

vươn dài thành râu ngô.

• Trên râu có nhiều lông tơ và chất tiết ra làm cho hạt

phấn bám vào và nảy mầm.

Hoa cái và bắp ngô

Bắp ngô gồm những bộ phận chính

• Cuống bắp

• Lõi bắp

• Hạt ngô

3.5. Mục tiêu của chọn tạo giống ngô

 Năng suất cao và chất lượng tốt

 Chọn tạo giống chống chịu điều kiện bất thuận (hạn,

ngập, mặn)

 Chọn tạo giống chống chịu sâu, bệnh

 Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM)

Hướng phát triển ngô ở Việt Nam:

 Tạo giống có năng suất cao, chất lượng tốt và ổn định.

 Tạo giống chịu hạn, chống chịu sâu bệnh (bệnh đốm lá,

thối cây…, sâu đục thân,…).

 Chọn các giống chống đổ.

 Tạo giống có lá đứng để trồng tăng mật độ.

 Tạo các dòng tự phối có giá trị để sản xuất giống ngô lai.

 Tạo giống ngô lai dài ngày, năng suất cao, thích hợp cho

vùng trồng 2 vụ.

 Tạo giống ngô thực phẩm như ngô đường, ngô nếp, ngô

có hàm lượng protein cao.

 Tạo giống ngô lấy hạt, khi thu hoạch thân, lá của cây còn

xanh làm thức ăn cho gia súc.

Mục tiêu chọn giống ngô dựa vào đặc điểm sinh

học

 Tạo các giống ngô hai bắp.

 Tạo các giống ngô thấp cây.

 Tạo các giống có lá cứng.

 Tạo các giống ngô chín sớm.

 Tạo các giống ngô chống chịu hạn, đổ và chống

chịu một số sâu bệnh chính.

3.6. Di truyền một số đặc điểm và tính trạng

3.6.1. Di truyền một số tính trạng hình thái và năng suất

 Hình thái của ngô được điều khiển bởi đa gen.

 Chiều cao cây ngô có 10 QTL ảnh hưởng đến tính trạng này nằm

trên 6 NST khác nhau.

 Hui và cs, 1994 nhận biết 30 QTL ảnh hưởng đến chiều cao đóng bắp ở ngô và có ảnh hướng và tương quan chặt với chiều cao cây.

 Di truyền thấp cây do gen lùn brachytic-2 (br2) điều khiển làm

ngắn các lóng thân phía dưới vị trí đóng bắp 20 đến 30%.

 Có 5QTL ảnh hưởng đến các tính trạng của cờ và 9 QTL ảnh hưởng

đến tính trạng của bắp ngô.

Hình 3.4 Vị trí QTL liên quan đến năng suất trên NTS số 1, 5 và 9 (nguồn H. Rahman và cộng sự, 2011)

3.6.2. Di truyền tính trạng chất lượng

Hình 3.5. Vị trí nhiễm sắc thể của gen zein khác nhau (nguồn: Gibbon và Larkin, 2005)

 Di truyền hàm lượng dầu trong hạt như axít linoleic do một gen đơn điều khiển với allele lặn ln1 tạo ra hàm lượng axít lioleic cao.

 Di truyền chất lượng của ngô nếp do đột biến Wx điều khiển hình

thành nội nhũ sáp.

 Ngô nếp ăn tươi một chỉ tiêu chất lượng quan trọng là vỏ hạt mỏng, có 33 QTL nhận biết của 5 tính trạng vỏ mỏng (UG,LG, UA,LA và đầu hạt).

 Di truyền chất lượng của ngô đường với các đặc điểm là nội nhũ

 Ngô mang gen đột biến su1 và sh2 có nồng độ đường (sucrose) cao

mịn, ngọt, có mùi thơm, do rất nhiều gen lặn điều khiển.

gấp 3 đến 8 lần ngô hoang dại

3.6.3. Di truyền tính trạng chống chịu điều kiện bất thuận

 Phân tích phối hợp vùng genome đã nhận biết các QTL nằm trên

NST số 1,3,5,6, và 8 ảnh hưởng đến khả năng chịu hạn.

 Một QTL tính trạng mật độ rễ, khối lượng khô của rễ, tổng sinh khối, hàm lượng nước liên kết, hàm lương ABA trong lá trên nhiễm sắc thể số 1 và 7.

 Ba yếu tố ảnh hưởng đến chịu ngập đã được công bố là: (1) khả năng sinh trưởng của rễ bất định trên bề mặt đất trong thời gian ngập; (2) khả năng hình thành rễ hảo khí; và (3) chịu độc tố (như Fe2+, H2S) dưới điều kiện ngập nước.

 Tính trạng chịu lạnh và sức sống khỏe đều có di truyền số lượng và phức tạp vì vậy có khó khăn trong tạo giống. Hiện nay nhận biết 9 QTL chịu lạnh và 6 QTL cho sức sống khỏe giai đoạn đầu.

3.6.4. Di truyền tính trạng kháng bệnh

Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngô

Bệnh

Vi sinh vật

Cỡ/loại quần thế

Exserohilum turcicum

Đốm lá lớn (Northern corn leaf blight)

W22Hm1 x A619 Ht1

Phương pháp phân tích SIM SIM CIM SIM CIM CIM CIM CIM LA LA LA

Vật liệu di truyền Z ( germplasm) 121 F2:3 B52 x Mo17 150 F2:3 B52 x Mo17 220 F3 D32 x D145 230 F2:3 Z3 x P138 194 F2:3 Lo951 x CML 202 194 F2:3 Lo951 x CML 202 196 F3:4 Đất cao x Đất thấp IL731a x W6786 157 F2:3 4/cặp NIL, 95 F2 DF20 x LH146Ht n/a, BC1 Một số NIL,124F2 A619 Ht2 x W64A

LA LA

60 BC1 n/a

(K61 x Pr1)xPr1 n/a

Đốm lá ngô (Northern corn leaf spot)

Cochliobolus carbonum R.R. Nelson

Đốm xám lá Gray leaf spot

Cercospora sorghi Ellis & Everh

CIM SIM SIM CIM CIM

230 F2 239F2:3 139 F2:3 301 BC1S1 100F2:4

Propietary F2 Va14 x B73 ADENT x B73rhm FR1141 x 061 VO613Y x Pa405

Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)

Bệnh

Vi sinh vật

Phương pháp phân tích

Đốm lá nhỏ Southern corn leaf bligh

Cochliobolus heterostrophu s (Drechs.)

ANOVA CIM CIM LA

Cỡ/loại quần thế 139F2:3 192 RIL 196F2:4 102 F2:3

Vật liệu di truyền Z ( germplasm) ADENT x B73rhm B73 x Mo17 Dòng thuần đất cao x đất thấp RH95rhm x B73

Puccinia polysora nderw.

Gỉ sắt miền Nam Rust, southern corn

Gỉ sắt Common rust

Puccinia sorghi

CIM ANOVA ANOVA LA CIM CIM

196 F3:4 165 | F2 140 | F2:3 n/a 280 | F3 157 | F2:3 ANOVA and MR 178 | RIL 3,450 | TC

LA

427 | TC

Peronoscleros pora

NA ANOVA CIM

n/a 94 | RIL 135 | RIL

Dòng thuần đất cao x đất thấp Z-95 × Z-93 (B73Ht × Mo17Ht) × 1416-1 n/a KW1265 × D146 IL731a × W6786 (BS11(Fr)C7) × FrMo17 (Rp1-G R168 × Rp5 R168) × Oh43 and H95 rp3/rp3 line × Rp3-D R168 (see publication) n/a G62 × G58 Ki3 × CML139

Bệnh mốc sương (Downy mildews)

Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)

Bệnh

Vi sinh vật

Cỡ/loại quần thế

Vật liệu di truyền Z ( germplasm)

Phương pháp phân tích

Ustilago maydis

CIM

280 | F3

KW1265 × D146

ANOVA 178 | RIL

(BS11(Fr)C7) × FrMo17

Bệnh ung thư ngô(Commo n smut)

CIM

Fusarium moniliforme

238 and 206 | F2

B.P.R.L. BA90 39-1-2-2-3 × Pob.800C5 HC37-2-1-1-2-B

ANOVA 217 | BC1S1;

B73 × Oh516; LH185

Aspergillus flavus

265 | TC

Bệnh nấm thối thân và bắp (Ear and stalk rots)

Gibberella zeae Hồi quy 112 | F3

B89 × 33-16

CIM

Colletotrichum graminicola

DE811ASR × DE811; DE811ASR × LH13

49 and 231 | F2; 158 and 151 | F3

CIM

210 | F2:3

Mp313E × B73

Aspergillus flavus

Bệnh nấm cúc (mốc) Aflatoxin

ANOVA 217 | BC1S1

B73 × Oh516

Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)

Bệnh

Vi sinh vật

Cỡ/loại quần thế

Vật liệu di truyền Z ( germplasm)

Phương pháp phân tích CIM

157 | F2:3

IL731a × W6786

Virus xoăn lùn (Stewart’s wilt Viral diseasese)

Erwinia stewartii MSV

SMV

ANOVA SIM CIM SIM CIM CIM CIM

87 | RIL 65 | F2:3 91 | F2:3 7 | RIL T 96 | F2:3 121 | F3 19 | F3

ANOVA and SIM 91 | RIL ANOVA and CIM 316 | F2

MMV MCDV WSMV

MDMV

ANOVA LA LA

Tzi4 × Hi34 D211 × B73 B73 × CIRAD390 Tzi4 × Hi34 Lo951 × CML202 F7 × FAP1306A D32 × D145 Hi31 × Ki14 Oh1V1 × Va35 B73 × Mo17 Pa405 × Oh28 Pa405 × yM14; polB73 × Pa405

129 | RIL 100 | F2 1,488 | BC1; 187 | F2; 669 | F2:3

LA

Several (see publication)

R-gene analogs n/a

LA

B73 × Mo17; D32 × D145

Several (see publication) 4 | RIL; 84 | F2:3

3.7. Chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do

3.7.1. Chọn lọc cải tiến quần thể

 Cải tiến giống ngô (Zea mays L.) gồm hình thành, đánh giá, chọn lọc và tái tổ hợp các gia đình hoặc dòng tự phối, bởi vì giống mới phải tổ hợp được nhiều tính trạng mong muốn.

 Những phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể ngô đã được trình

bày trong phần chọn giống đại cương bao gồm:

1.Chọn lọc hỗn hợp (Mass selection)

2.Chọn lọc bắp trên hàng (Ear to row selection)

3.Chọn lọc bắp trên hàng cải tiến (modified ear-to-row selection)

4.Chọn lọc half-sib

5.Chọn lọc half-sib dựa trên con cái lai thử (half-sib with inbred tester)

6.Chọn lọc full-sib

7.Chọn lọc full-sib thuận nghịch (reciprocal full-sib)

8.Chọn lọc con cái S1, S2 (S1-progeny, S2-progeny)

 Các phương pháp chọn lọc trên được cải tiến và phát triển thêm

để chọn lọc đối với các quần thể và tính trạng khác nhau.

 Tuy nhiên theo A.E. Melchinger, 2006, các phương pháp chọn lọc chu kỳ (RS) trình bày trên là một quá trình theo chu kỳ gồm ba pha chính là:

(i)Phát triển con cái,

(ii)Đánh giá con cái và

(iii)Tái tổ hợp những con cái được chọn như hình sau

Hình 3.6 Mô hình chọn lọc chu kỳ tổng quát của Backer,1993

Hình 3.7 Sơ đồ chọn lọc Full-sib chu kỳ cải tiến của C. Flachenecker, M. Frisch, K.C.Falke, A.E. Melchinger, 2006 )

Hình 3.8 Sơ đồ chọn lọc MABC tổng quát thực hiện tại CIMMYT (nguồn Jean-Marcel Ribaut và cs, 2007)

3.7.2. Tạo giống ngô tổng hợp (Thụ phấn tự do)

1. Chọn 8-10 gia đình tốt nhất từ chương trình chọn lọc chu kỳ. Hạt của các gia đình ưu tú này còn lại đang cất trữ tạo lai diallel cây với cây để hình thành nên OPV.

2. Lai diallel giữa 10 hoặc ít hơn 10 kiểu gen dễ thực hiện và tái hợp

hoàn chỉnh hơn giảm thểu cận phối.

3. Trong một khối lai nếu một gia đình có cây khác với các cây trong gia đình ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng và phát triển nào của chúng có thể loại bỏ trước hoặc sau thụ phấn. Các cây khác trong gia đình thụ phấn bằng cây không mong muốn đó cũng phải loại bỏ

4. Các OPV có thể phát triển bằng tái tổ hợp các dòng tự phối ưu tú từ

các quần thể không trong chương trình chọn lọc cải tiến.

5. Giống TPTD có thể bằng lai giữa 4 đến 5 giống lai đơn, lai ba và lai

kép, nhưng giống lai đó phải là giống lai giữa các dòng tự phối.

6. Hạt F1 nên nhân sang F2 thụ phấn bằng tay và sử dụng một trong 2 phương pháp sau để cung cấp đủ hạt cho đánh giá và duy trì OPV và giảm bắt ảnh hưởng ưu thế lai (hình 3.6).

Hình 3.6 Tạo giống và nhận được hạt F2 từ chương trình chọn lọc chu kỳ (nguồn CIMMYT,1999)

a. Quy trình chọn lọc hỗn hợp đơn giản:

 Bước 1: Gieo trồng quần thể nền (2000 cây), đánh giá các cá thể trong quần thể đối với tính trạng cần cải tiến; chọn 200 cây tốt (10%) để thu bắp.

 Bước 2: Thu hoạch một lượng hạt bằng nhau từ 200 cây được chọn, trồng trong điều kiện cách ly và cho giao phối với nhau.

 Bước 3: Lặp lại bước 1 & 2, nhiều chu kỳ.

- Chọn lọc sau thụ phấn- kiểu hình cây mẹ

- Chọn lọc trước thụ phấn- chọn cả bố lẫn mẹ

b. Chọn lọc hỗn hợp cải tiến (Stratified Selection)

Do Gardner đề xuất (1961) để giảm biến động do sự

không đồng nhất về đất đai.

 Vụ 1:

 Gieo 7.500 đến 10.000 cây, mật độ thưa để dễ phân

biệt hình của các cá thể.

 Trồng cách ly để tránh lẫn tạp sinh học.

 Chia ruộng chọn lọc thành những ô nhỏ có diện tích

tương đương nhau (khoảng 60-100 ô).

 Các vụ sau:

 Mỗi vụ chọn ra những cây tốt nhất, chiếm khoảng 15-

20% số cây trong quần thể.

 Cường độ chọn lọc phụ thuộc vào loài cây. Ví dụ ở

ngô, cường độ chọn lọc là 5% như vậy số bắp chọn ở

mỗi ô là 5 bắp (mỗi ô 100 cây).

 Hạt được hỗn hợp lại gieo để chọn lọc cho chu kỳ sau

(mỗi vụ là 1 chu kỳ).

 Một phần hạt của mỗi chu kỳ được trồng so sánh với

các chu kỳ trước để thấy được hiệu quả chọn lọc.

Sơ đồ chọn lọc hỗn hợp cải tiến

c. Phương pháp chọn lọc chu kỳ

 Khái niệm: Chọn lọc chu kỳ là quy trình chọn lọc nhằm

tăng tần số gen trong quần thể, lặp lại theo chu kỳ, duy

trì các biến dị di truyền trong các chu kỳ chọn lọc.

 Các bƣớc trong 1 chu kỳ chọn lọc:

- Chọn cá thể

- Đánh giá

- Giao phối cá thể đƣợc chọn để tạo quần thể cho chu

kỳ mới (tái tổ hợp).

Sơ đồ chọn lọc chu kỳ

d. Chọn lọc chu kỳ gia đình half- sib (HS)

• Quy trình chọn lọc chu kỳ gia đình half-sib (HS)

A x B X

A x C Y

• X và Y là half- sib hay anh em nửa máu (cùng mẹ khác

cha)

• Có nhiều phƣơng thức chọn lọc gia đình nửa máu,

đƣợc phân biệt bởi:

- Vật liệu thử

- Mức độ kiểm soát bố mẹ

- Cách sử dụng hạt cho giao phối để tái thiết quần thể mới.

e. Phương pháp bắp theo hàng

f. Phương pháp bắp trên hàng cải tiến

Vụ 1: Chọn cây tốt dựa vào kiểu hình

Vụ 2: Gieo 1 phần hạt thu hoạch thành hàng con cái ở 3 điểm để đánh giá năng suất thế hệ con cùng đối chứng.

Vụ 3: Tại điểm chọn lọc, 1 phần hạt đƣợc gieo thành 2 dãy

hàng trong khu cách ly:

- Dãy hàng mẹ: hạt của mỗi 1 cá thể đƣợc gieo riêng

- Dãy hàng bố: Hỗn hợp số hạt bằng nhau từ mỗi cá thể đã chọn

- Dãy hàng mẹ đƣợc thụ phấn từ hàng bố.

f. Chọn lọc nửa máu (half-sib) dựa vào năng suất con cái

 Vụ thứ 1: Chọn lọc 50-100 cây từ quần thể ban đầu. Thu

hạt riêng từng cây và bảo quản hạt.

 Vụ thứ 2: Chia đôi số hạt thu đƣợc, một nửa hạt đem dự

trữ, nửa khác đem gieo ở khu cách ly để đánh giá năng

suất con cái của cây đƣợc chọn từ vụ thứ nhất.

 Vụ thứ 3: Quần thể đƣợc tái hợp:

 Từ số hạt (bằng nhau) của 5 đến 10 con cái đã đựơc đánh giá là tốt

nhất (về năng suất) tại ruộng thử nghiệm trong vụ thứ 2.

 Từ hạt dự trữ của 5-10 dòng đƣợc đánh giá là tốt thông qua kết quả

thử nghiệm năng suất ở vụ thứ 2.

 Hai quần thể trên trồng trong khu cách ly cho chúng tự do phát triển

để hình thành quần thể mới. Hạt thu hoạch ở vụ 3 có thể sử dụng

theo 3 hƣớng chính:

+ Giống tự do thụ phấn mới

+ Trồng làm quần thể cho chu kỳ chọn lọc tiếp theo

+ Trồng làm quần thể tự phối cho chƣơng trình tạo giống ƣu thế lai

g. Chọn lọc nửa máu (half-sib) dựa vào năng suất con lai thử

h. Chọn lọc chu kỳ gia đình full-sib

A x B K, M, L

C x D X, Y, Z

K, M, L là một gia đình full-sib (cả máu)

X, Y, Z là gia đình full-sib (cả máu)

i. Chọn lọc gia đình tự phối

g.Chọn lọc chu kỳ theo khả năng kết hợp chung

 Ở phƣơng pháp này những cây chọn từ quần thể khởi đầu đƣợc tự phối, đồng thời lai với giống dị hợp là vật liệu thử.

 Nếu 2 thao tác không thể tiến hành trên 1 cây thì lấy 1 phần hạt tự phối gieo thành S1 ở năm sau lai với vật liệu thử.

 Ở vụ sau các cây đƣợc đánh giá về năng suất và các tính trạng cần cải tiến, cá thể tốt nhất đƣợc chọn lọc.

 Hạt tự phối dự trữ đƣợc sử dụng để tạo quần thể mới

cho chu kỳ chọn tiếp theo.

k. Chọn lọc chu kỳ theo khả năng kết hợp riêng

Khác với phƣơng pháp chọn lọc chu kỳ theo khả năng

phối hợp chung, vật liệu thử là dòng tự phối.

Quy trình:

 Vụ 1: Cây tự thụ đƣợc chọn, đồng thời lai với các cây

làm vật liệu thử trong quần thể khác.

 Vụ 2: Đánh giá năng suất của con lai thử, tốt nhất bằng thí nghiệm lặp lại ở ít nhất 2 điểm trong điều kiện cách ly, chọn lọc gia đình HS ƣu việt.

 Vụ 3: Gieo hạt tự phối của các gia đình đƣợc chọn và

cho giao phối để tạo ra quần thể chu kỳ 1.

 Vụ 4-6: Tiến hành chu kỳ thứ 2, lặp lại nhƣ từ năm 1-3

cho mỗi chu kỳ.

Bước 1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền

 Thu thập nguồn vật liệu di truyền phục vụ chọn tạo giống ngô ưu thế lai bao gồm: giống thụ phấn tự do, giống lai thương mại, dòng tạo giống, dòng thuần.

 Nguồn vật liệu đáp ứng cho mục tiêu tạo giống cụ thể như năng

suất, chất lượng, chống chịu và xa nhau về di truyền.

 Nguồn gen ngô địa phương có giá trị làm nguồn vật liệu tự phối,

 Các giống ngô địa phương thụ phấn tự do rất có giá trị để phát

triển dòng thuần trong chương trình tạo giống ngô ưu thế lai.

3.8. Chọn giống ngô ưu thế lai

 Tạo giống ưu thế lai ở ngô trên cơ sở

 Đánh giá khả năng kết hợp (KNKH)

 Phát triển dòng thuần bằng tự phối 7 đến 8 thế hệ

 Cuối cùng sản xuất hạt lai thương mại (Hallauer và cs., 1988).

 Nhìn chung chọn tạo giống ngô ưu thế lai chi tiết hơn trên cơ sở

qua 5 bước sau:

1. Thu thập nguồn vật liệu di truyền

2. Phát triển dòng thuần

3. Thử khả năng kết hợp

4. Đánh giá tổ hợp lai

5. Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai

Bước 2: Phát triển dòng thuần

•Phát triển dòng thuần tiêu chuẩn bằng tự thụ phấn cưỡng bức

Hình 3.10. Sơ đồ các bước tạo giống đã sử dụng để phát triển hai dòng ngô thuần ND2005 và ND2006 (nguồn Carena và cs,2009)

•Phát triển dòng thuần đơn bội kép (DH) bằng nuôi cấy bao phấn (in vitro)

Hình 3.11 Sơ đồ quá trình tạo dòng DH bằng nuôi cấy bao phấn (nguồn Ingrid E. Aulinger, 2002)

•Phát triển dòng thuần đơn bội kép bằng kích tạo đơn bội (in vivo)

Hình 3.12 Sơ đồ kích tạo đơn bội In vivo ở ngô (nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)

Hình 3.13 Marker nhận biết hạt đơn bội (nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)

Bao cờ, bao bắp tạo dòng tự phối

Bước 3: Thử KNKH chung và KNKH riêng

• Khả năng kết hợp là khả năng của một dòng tự phối khi lai với dòng khác (giống khác) tạo ra thế hệ con có năng suất cao.

• Khả năng kết hợp chung (KNKHC)- khả năng cho ưu thế lai của một dòng tự phối với các dòng khác, được đo bằng năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp mà dòng đó tham gia.

• Khả năng kết hợp riêng (KNKHR)- khả năng cho ưu thế lai của một dòng tự phối khi đem lai với một dòng cụ thể khác. KNKHR được đo bằng độ lệch năng suất được dự đoán thông qua KNKHC.

• Kiểm tra KNKHC của các dòng tự phối bằng tester. Có thể

dùng 1-3 tester để xác định dòng có KHKH tốt.

• Lai kiểm tra các dòng tự phối có KNKHC cao với nhau để

kiểm tra KNKHR để tìm ra tổ hợp có năng suất cao nhất

• Dùng các dòng tự phối để tạo các giống:

- Lai đơn

- Lai ba

- Lai kép

- Giống lai quần thể (hỗn hợp các dòng, lai đơn, lai kép)

các dòng tự phối

1

2

3 Vật liệu thử (Tester)

4

5 ….

n

Thử KNKH chung

Thử KNKH riêng

• Sau khi thử KNKH chung, các dòng có KNKH chung cao

nhất được tiến hành thử KNKH riêng giữa các dòng tự phối

ưu tú với nhau để xác định tổ hợp có năng suất vượt trội

(ưu thế lai cao nhất).

• Thử KNKH riêng được tiến hành theo sơ đồ lai diallen do

Griffing đề xuất và xây dựng mô hình phân tích.

• Trong nghiên cứu di truyền số lượng và thực tế tạo giống

người ta áp dụng 4 sơ đồ lai diallen sau đây:

• Sơ đồ 1: Gồm lai thuận, lai nghịch kết hợp tự phối, N= n2

• Sơ đồ 2: Lai một chiều kết hợp tự phối, N = n(n+1)/2

• Sơ đồ 3: Lai thuận nghịch không có tự phối, N = n(n-1)

• Sơ đồ 4: Không có lai nghịch và tự phối, N= n(n-1)/2

Sơ đồ 1: Lai thuận nghịch và tự phối, N= n2 = 52 =25

k i

1 x 1

1 x 2

1 x 3 1 x 4

1 x 5

2 x 1

2 x 2

2 x 3

2 x 4

2 x 5

3 x 1

3 x 2

3 x 3

3 x 4

3 x 5

4 x 1

4 x 2

4 x 3

4 x 4

4 x 5

5 x 1

5 x 2

5 x 3

5 x 4

5 x 5

Sơ đồ 2: Lai thuận và tự phối, N= n(n+1)/2 = 5x6/2 =15,

k i

1 x 1

2 x 1

2 x 2

3 x 1

3 x 2

3 x 3

4 x 1

4 x 2

4 x 3

4 x 4

5 x 1

5 x 2

5 x 3

5 x 4

5 x 5

Sơ đồ 3: Lai thuận nghịch, không có tự phối N= n(n-1) = 5x4 =20

k i 1

1 x 2

1 x 3 1 x 4

1 x 5

2 x 1

2 x 3

2 x 4

2 x 5

3 x 1

3 x 2

3 x 4

3 x 5

4 x 1

4 x 2

4 x 3

4 x 5

5 x 1

5 x 2

5 x 3

5 x 4

Sơ đồ 4: Lai thuận, không có tự phối

N= n(n-1)/2 = 5x4/2 =10

k i 1

2 x 1

3 x 1

3 x 2

4 x 1

4 x 2

4 x 3

5 x 1

5 x 2

5 x 3

5 x 4

Bước 4: Đánh giá con lai • Thời gian sinh trưởng

• Sinh trưởng của cây (chiều cao cây/sức sống),

• Thích hợp với thổ nhưỡng/vùng nào;

• Độ đồng đều cây, bộ lá; màu lá lá tới khi thu hoạch;

• Mật độ trồng,

• Chiều cao đóng bắp; chiều dài trung bình bắp; Đồng đều bắp,

• Số hàng hạt/ bắp; số hạt/ hàng; Trọng lượng 1000 hạt; màu

đóng hạt; độ sâu cay lõi

hạt;

• Năng suất thực thu

• Lá bi bao bắp,

• Khả năng chống chịu sâu bệnh/hạn,

• Đánh giá đổ ngã;

• Thị hiếu của nông dân và của thị trường.

3.9. Chọn tạo giống ngô cho mục tiêu đặc thù

3.9.1. Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM)

Bảng 3.8 Hai Phương pháp tiếp cận chọn tạo giống ngô QPM

Tiếp cận Truyền thống

Phân tử

Phương pháp tạo giống

Sự cải tiến Non-QPM thành QPM bằng lai trở lại +Phương pháp phả hệ Non-QPM x QPM +Phương pháp phả hệ QPM x QPM

Thành phần

Vật liệu non –QPM ưu tú Vật liệu cho (donor) QPM tốt Các tester chuẩn cho khả năng đánh giá kết hợp

Các marker phân tử

Bước 1 Công cụ

Nhận biết o2o2 (xác định chất lượng) và nội nhũ cứng Bảng sáng

Marker phân tử và hộp sáng

Bước 2 Công cụ

Xác định lysine và triptophan và protein (xác định số lượng) Phòng thí nghiệm hoá sinh

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Vivek và cs,2008)

Vụ Thế hệ

Vật liệu đến cây

Hướng dẫn

 Hỗn hợp của 75 cây dòng N thụ cho 5 cây

1 F1(BC0F1) Nếu sử dụng dòng N tự

phối làm cây cho:

dòng Q đến nhân được F1.

+Trồng 1 hàng (17-26

 Bẻ cờ các cây dòng N mà đã lấy phấn để

cây) của dòng donor

hỗn hợp để thụ 2 lần cho 5 cây dòng Q

QPM gọi là dòng (Q)

 Sử dụng ít nhất 200 cây dòng N trong quá

+Trồng 20 hàng ngô

trình này

thường giao phấn OPV

 Thu hoạch chọn lọc ít nhất 10 bắp F1

gọi là dòng (N)(ít nhất

 Hỗn hợp hạt F1 hình thành từng gia đình

250 cây)

F1(BC0F1) Nếu sử dụng donor là

giống giao phấn

+Trồng 20 hàng (ít nhất

 Hỗn hợp phấn của 75 cây donor (OPV) thụ cho 75 cây dòng N tạo hạt F1,khử cờ các cây donor đã thụ phấn ,lặp lại quá trình thu

250 cây)của dòng N thụ

phấn hỗn hợp phấn và thụ phấn 2 lần nữa.

phấn tự do và 20 hàng

 Sử dụng 200 cây OPV lấy lại nền di truyền

(ít nhất 250 cây )dòng

QPM donor

và 200 cây donor OPV trong quá trình này  Thu hoạch và chọn lọc ít nhất 20 bắp F1 từ các bắp này hỗn hợp hạt F1 để tạo các gia đình

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

yếu bộ

Hướng dẫn  Chọn các cây khoẻ ,chống chịu bệnh và các đặc điểm nông học mong muốn,F1 x F1 tạo F2 (ít nhất tự phối 15 cây)

Vụ Thế hệ Vụ 2 Chủ tiến đến F2(BC0F2)

Vật liệu đến cây Trồng 15 hàng (255-390 cây) của hạt F1 đã hỗn hợp trên(hoặc 3-5 gia đình F1,mỗi gia đình trồng 15 hàng

 Thu hoạch 300 bắp sạch bệnh ,hỗn hợp hạt F2 và dự trữ hạt còn lại để làm đại diện làm quần thể F2  Kiểm tra nội nhũ trên bàn sáng chọn những cá thể có nội nhũ điểm 3(có thể chọn cả điểm 2 nếu điểm 3 không đủ). Vì vậy khoảng 80%hạt điểm 1 bị loại bỏ (75% bình thường kiểu O2O2 hoặc O2o2 và 5% o2o2 do không thể phân biệt được )

 10% không cải tiến nội nhũ /opque 2(mức 4-5)  Thông thường 10% hat còn lại được chọn lọc sau quá trình này (phụ thuộc vào nguồn vật liệu di truyền)

phòng

phân

để

 Nếu sử dụng nhiều hơn 1 donor QPM,chuyển 20 mẫu hạt (đã chọn lọc ở điểm 3)từ mỗi gia đình F2 đến tích thí nghiệm tryptophan,mất khoảng 1 tháng để phân tích.

 Loại bỏ tất cả các gia đình có hàm lượng

tryptophan <0.075%

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Vụ Thế hệ Vụ 3 Hình

Hướng dẫn Chọn lọc trong gia đình có cây giống như bố

gia

thành BC1F1

mẹ N(lấy lại nền di truyền ) Hỗn hợp phấn của 75 cây N thụ cho các cây F2 để hình thành BC1F1,rút các cây đã thụ phấn, lặp lại thụ phấn hỗn hợp và thụ cho BC0F2 thêm 2 lần nữa.

Sử dụng 200 cây N thụ phấn tự do OPV trong

quá trình này.

Vật liệu đến cây Trồng 5 hàng (85-130 cây)của đình F2(o2o2) đã chọn và có lượng hàm cao tryptophan 1 trồng nhất,chỉ hạt/hốc. trồng 10 hàng (170-260 cây )của bố mẹ N phía khác để so sánh kiểu hình.

Thu hoạch 20 bắp khoẻ ,tạo composite cân bằng và dự trữ hạt còn lại để làm đại diện cho BC1F1 Chọn lọc các cây khoẻ ,chống bệnh và có tính

Vụ 4 BC1F1 Trồng 5 hàng(985- của cây) 130 composine cân bằng BC1F1

trạng mong muốn. Tự phối tất cả các cây chọn để tiến tới BC1F2.. thụ phấn ít nhất 75 cây để tăng tần suất cải tiến

Thu hoạch 30 bắp sạch bệnh ,gói mỗi bắp trong

1 túi riêng. Mỗi bắp của 1 cây BC1F2 phải kiểm tra trên bảng sáng dể chọn lọc các bắp có hạt điểm 2 và 3. chọn bắp có tần suất cải tiến hạt cao hơn.

Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi cá thể chọn đưa đến

phòng thí nghiệm phân tích triptphan.

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Hướng dẫn

 Loại bỏ các hàng có hàm

lương triptophan

<0.0075%

Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Trồng mỗi gia Vụ 5 Hình đình BC1F2 theo bắp trên hàng

 Chọn lọc các cây chống bệnh trong gia đình và có

thành BC2F1

(30 hàng)trồng

tính trạng mong muốn như bố mẹ N (lấy lại nền di

1 hạt/khóm

truyền, chọn lọc trên chỉ thị kiểu hình)

 Hỗn hợp phấn của 75 cây bố mẹ N thụ phấn cho các cây chọn trên các hàng của các gia đình BC2F1 ,thu phấn từ 1 cây,rút cờ cây này để tránh thụ phấn 2

lần.

 Lặp lại quá trình thu phấn và thụ phấn 2 lần cho các

cây N.

 Sử dụng ít nhất 200 cây củ bố mẹ N giao phấn cho

quá trình này.

 Thu hoạch tối thiểu 10 bắp chống bệnh tốt nhất của

1 gia đình BC1F2

 Tạo composite cân bằng với cùng số hạt từ 1 bắp

chọn lọc của mỗi gia đình đại diện BC2F1

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Trồng 5 hàng Vụ 6 Tiến bộ

Hướng dẫn  Chọn lọc các cây khoẻ chống bệnh và có những tính

(85-130

cây)

trạng nong học mong muốn

BC2F2

composite

 Tự thụ phấn tất cả các cây chọn để tạo ra BC2F2 ít

nhất 75 cây để tăng tần suất cải tiến.

của cân bằng BC2F1

 Thu hoạch 30 bắp sạch bệnh, vỏ mỗi bắp cho vào 1

túi riêng

 Mỗi bắp BC2F2 đem so trên bảng sáng để chọn các

hạt điểm 2.

 Các bắp chọn cũng phải có tần suất cải tiến chất

lương cao hơn

 Lấy một mẫu 20 hạt từ 1 bắp BC2F2 (có điểm hạt ở mức 2)chuyển đến phòng hàm lượng phân tích

tryptophan.

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Vụ Thế hệ Vụ 7 Hình thành BC3F1

Hướng dẫn Chọn lọc các gia đình trên cơ sở phân tích hàm lượng tryptophan loại bỏ các gia đình tryptophan <0.075% bỏ đi 8-10 gia đình

Vật liệu đến cây +trồng mỗi gia đình BC2F2 băng theo hàng (30 hàng). Trồng 1 hạt/khóm +trồng 5 hàng(85- 130 cây) của bố mẹ N trên mỗi phía để so sánh kiểu hình

Chọn các cây trong các gia đình còn lại chống bệnh , chống đổ và toàn bộ tính trạng nông học giống như bố mẹ N(dòng lấy lại nền di truyền) So sánh mỗi BC2F2 về nông học với bố mẹ N và chỉ thụ phấn những gia đình tốt nhất giống như bố mẹ N

Hỗn phấn 75 cây bố mẹ N và thụ cho tất cả các chọn cây trên hàng của gia đình BC2F2 để hình thành BC3F1 Rút cờ các cây sử dụng để tránh sử dụng 2

lần

Lặp lại hỗn phấn và thụ phấn 2 lần Thu 20 bắp của mỗi gia đình tạo composite căn bằng sử dụng tất cả các bắp chọn ở mỗi gia đình BC2F2 để biểu hiện BC3F1

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Thế hệ Vật liệu đến cây

Hướng dẫn  Các cây chọn có đặc điểm chống bệnh

và tính trạng mong muốn khác

 Tự thụ phấn tất cả các cây chọn trong

mỗi gia đình BC3F1 để tạo BC3F2

 So sánh mỗi gia đình về nông học với mỗi bố mẹ N và tự thụ phấn các gia đình tốt giống bố mẹ N nhất

Vụ Vụ 8 BC3F2 +trồng 5 hàng (85-130 cây) từ mỗi composite cân bằng BC3F1 +trồng 5 hàng (85-130 cây) của bố mẹ N bên cạnh để so sánh kiểu hình

 Thu hoạch 30 bắp trên các cây chọn

chống BC3F1, vỏ bắp gói riêng

 Các bắp BC3F2 nên soi trên bảng sáng để chọn hạt của những gia đình đã cải tiến ở mức 2

 Các bắp không cải tiến bỏ đi  Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi bắp BC3F2 (hạt điểm 2)gửi đến phòng phân tích thí nghiệm triptophan

Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)

Vụ

Thế hệ

Vật liệu đến cây

Hướng dẫn

Vụ 9

+Trồng mỗi gia

 Chỉ chọn các gia đình các hàm lượng

BC3F3

proein và triptophan cao

đình BC3F2 chọn lọc bắp trên hàng (30

 Tự thụ phấn 8 cây tốt nhất ở BC3F2 để

hàng)

tạo BC3F3

+Trồng xen 3 hàng

 Khi thu hoạch chọn các bắp chống bệnh