PH N M Đ UẦ Ở Ầ
1. Đ t v n đặ ấ ề
Ngô (Zea mays.L) là cây l ng th c quan tr ng đ i v i con ng i cóươ ự ọ ố ớ ườ
ti m năng năng su t cao đ c tr ng ph bi n nhi u n c. Trên th gi i,ề ấ ượ ồ ổ ế ở ề ướ ế ớ
ngô x p th ba v di n tích và th nh t v năng su t, s n l ng các câyế ứ ề ệ ứ ấ ề ấ ả ượ
l y h t và s d ng d i nhi u hình th c khác nhau. Hi n nay, 49% s nấ ạ ử ụ ướ ề ứ ệ ả
l ng ngô đ c s d ng làm th c ăn gia c m,12% làm th c ăn đ ng v t,ượ ượ ử ụ ứ ầ ứ ộ ậ
25% làm l ng th c th c ph m cho con ng i, 13% trong tinh b t và cácươ ự ự ẩ ườ ộ
ngành khác, 1% là làm h t gi ng. c tính đ n năm 2020 s n l ng ngôạ ố Ướ ế ả ượ
trên th gi i s tăng t 820,7 tri u t n lên 837 tri u t n so v i năm 2010.ế ớ ẽ ừ ệ ấ ệ ấ ớ
Trong n n nông nghi p Vi t Nam, ngô là cây màu quan tr ng nh t,ề ệ ệ ọ ấ
đ ng v trí th hai sau lúa, đ c tr ng nhi u nhi u vùng sinh thái khácứ ị ứ ượ ồ ề ở ề
nhau, đa d ng v mùa v và hình th c canh tác. K t th p niên 90 đ nạ ề ụ ứ ể ừ ậ ế
nay, cu c cách m ng ngô lai đã làm thay đ i căn b n ngh tr ng ngô ộ ạ ổ ả ề ồ ở
n c ta, đ a n c Vi t Nam đ ng trong hàng ngũ các n c tr ng ngô tiênướ ư ướ ệ ứ ướ ồ
ti n trong khu v c Châu Á (Tr n H ng Uy,1997)[1]ế ự ầ ồ
Nh ng năm g n đây, s n xu t ngô c a n c ta đã có s phát tri nữ ầ ả ấ ủ ướ ự ể
m nh m v di n tích, năng su t và s n l ng. T l tăng tr ng bìnhạ ẽ ề ệ ấ ả ượ ỷ ệ ưở
quân trong 20 năm qua v di n tích là 7,5%, năng su t là 6,7% và s n l ngề ệ ấ ả ượ
là 24,5% (TS.Bùi M nh C ng, 2007)[2]. Đ c bi t vi c khai thác ti mạ ườ ặ ệ ệ ề
năng năng su t thông qua u th lai và đ a nhanh các gi ng ngô lai vào s nấ ư ế ư ố ả
xu t trên quy mô r ng l n là m t trong nh ng đóng góp quan tr ng làm tăngấ ộ ớ ộ ữ ọ
s n l ng l ng th c c n c.ả ượ ươ ự ả ướ
Ngày nay v i s phát tri n m nh m c a ngành công ngh sinh h cớ ự ể ạ ẽ ủ ệ ọ
(CNSH) đã t o ra nh ng thay đ i kì di u trong nhi u lĩnh v c. Trong nôngạ ữ ổ ệ ề ự
nghi p CNSH đ c coi là ph ng ti n gi i quy t các v n đ khó khăn màệ ượ ươ ệ ả ế ấ ề
1
công tác ch n t o gi ng truy n th ng khó có th th c hi n đ c ho c n uọ ạ ố ề ố ể ự ệ ượ ặ ế
có th c hi n đ c thì m t nhi u th i gian.ự ệ ượ ấ ề ờ
Trong công tác ch n t o gi ng ngô lai, các k thu t nh t o dòngọ ạ ố ỹ ậ ư ạ
thu n b ng ph ng pháp nuôi c y bao ph n, s d ng ch th phân t đánhầ ằ ươ ấ ấ ử ụ ỉ ị ử
giá tính đa d ng di truy n c a t p đoàn nguyên li u đã đ c s d ng và làạ ề ủ ậ ệ ượ ử ụ
tr giúp đ c l c cho ph ng pháp truy n th ng, góp ph n đ y nhanh vi cợ ắ ự ươ ề ố ầ ẩ ệ
xây d ng các t h p lai u tú đáp nhu c u ngày càng tăng v s l ng cũngự ổ ợ ư ầ ề ố ượ
nh ch ng lo i gi ng ngô lai vào s n xu t, gi m thi u m t s công đo nư ủ ạ ố ả ấ ả ể ộ ố ạ
trong công tác ch n t o. Vì v y, chúng tôi ti n hành th c hi n đ tài:ọ ạ ậ ế ự ệ ề
“Nghiên c u tính đa d ng di truy n c a m t s dòng ngô thu n Vi tứ ạ ề ủ ộ ố ầ ệ
Nam t i Vi n nghiên c u ngô - Đan Ph ng - Hà N i” ạ ệ ứ ượ ộ
2. M c tiêu c a đ tàiụ ủ ề
- Tách chi t DNA c a t h p lai u tú 20 dòng ngô thu n Vi t Namế ủ ổ ợ ư ầ ệ
trong phòng thí nghi m.ệ
- Ki m tra đ thu n c a các dòng ngô nghiên c u m c đ phân tể ộ ầ ủ ứ ở ứ ộ ử
- D a trên ch th phân t SSR xác đ nh m c đ đa hình và xây d ng sự ỉ ị ử ị ứ ộ ự ơ
đ ph h c a các dòng ồ ả ệ ủ
- D đoán các t h p lai u tú c a 20 dòng ngô thu n Vi t Namự ổ ợ ư ủ ầ ệ
3. Ý nghĩa khoa h c và th c ti nọ ự ễ
•Ý nghĩa khoa h cọ
Đ tài nghiên c u đ c th c hi n chi ti t, các v n đ liên quan đ nề ứ ượ ự ệ ế ấ ề ế
vi c đánh giá đ thu n di truy n c a các dòng ngô, phân tích đa d ng diệ ộ ầ ề ủ ạ
truy n b ng ch th phân t SSR v i mong mu n cung c p thêm s li u,ề ằ ỉ ị ử ớ ố ấ ố ệ
thông tin và kh năng ng d ng ch th phân t trong công tác ch n t oả ứ ụ ỉ ị ử ọ ạ
gi ng lai trong đi u ki n c th Vi t Nam.ố ề ệ ụ ể ở ệ
2
•Ý nghĩa th c ti nự ễ
Rút ng n th i gian đánh giá dòng, gi m b t kh i l ng công vi c laiắ ờ ả ớ ố ượ ệ
t o trên đ ng ru ng, k t h p các ph ng pháp đánh giá đ ng ru ng sạ ồ ộ ế ợ ươ ồ ộ ẽ
nhanh chóng xác đ nh, ch n l c t h p lai cho năng su t cao.ị ọ ọ ổ ợ ấ
4. Đ i t ng và ph m vi nghiên c u ố ượ ạ ứ
- Đ i t ng nghiên c u: 20 dòng ngô thu n Vi t Namố ượ ứ ầ ệ
- Ph m vi nghiên c u: Đánh giá đ thu n di truy n, kho ng cách di truy nạ ứ ộ ầ ề ả ề
gi a các dòng, phân nhóm và d đoán u th lai nh s d ng ch th SSR ữ ự ư ế ờ ử ụ ỉ ị
- Đ a đi m nghiên c u: B môn Công ngh Sinh h c - Vi n nghiênị ể ứ ộ ệ ọ ệ
c u Ngô - Đan Ph ng - Hà N i.ứ ượ ộ
- Th i gian t 23/02/2011 đ n 22/05/2011ờ ừ ế
3
CH NG 1: T NG QUAN TÀI LI U VÀ C S KHOA H C ƯƠ Ổ Ệ Ơ Ở Ọ
Cây ngô (Zea mays.L) thu c chi Zea, phân h ngô (Maydeae), h phộ ọ ọ ụ
hòa th o (Panicoideae), h hòa th o (Grmaineae), b hòa th o (Grmainale),ả ọ ả ộ ả
l p m t lá m m (Cosmobionia) và có b nhi m s c th 2n=20. Cây ngô làớ ộ ầ ộ ễ ắ ể
cây hàng năm v i h th ng r chùm phát tri n, là loài cây giao ph n có hoaớ ệ ố ễ ể ấ
đ n tính cùng g c.ơ ố
1.1. Vai trò c a cây ngô trong n n kinh tủ ề ế
Trong l ch ti n hóa c a kho ng m t nghìn loài cây tr ng ph bi n nh tị ế ủ ả ộ ồ ổ ế ấ
trên trái đ t hi n nay, ch a có loài cây tr ng nào phát tri n nhanh chóng vàấ ệ ư ồ ể
có nhi u công d ng cho con ng i nh cây ngô (Cao Đi m Đ c, 1988)[3].ề ụ ườ ư ể ắ
Tr c h t ngô là cây ngũ c c nuôi s ng g n 1/3 dân s toàn c u. Toànướ ế ố ố ầ ố ầ
th gi i s d ng 21% s n l ng ngô làm l ng th c. Ngô là l ng th cế ớ ử ụ ả ượ ươ ự ươ ự
chính c a ng i dân khu v c Đông Nam Phi, Tây Phi, Nam Á,… Ngô làủ ườ ự
thành ph n quan tr ng b c nh t trong th c ăn chăn nuôi. H u nh 70%ầ ọ ậ ấ ứ ầ ư
ch t tinh trong th c ăn chăn nuôi t ng h p là t ngô, 71% s n l ng ngôấ ứ ổ ợ ừ ả ượ
th gi i làm th c ăn chăn nuôi (Ngô H u Tình,2003)[8].ế ớ ứ ữ
Ngô còn là m t lo i hàng hóa xu t kh u c a ngành nông nghi p, trên th gi iộ ạ ấ ẩ ủ ệ ế ớ
hàm l ng ngô xu t nh p kh u kho ng 70 tri u t n. Bên c nh đó ngô còn đemượ ấ ậ ẩ ả ệ ấ ạ
l i nhi u l i nhu n cho ng i dân. Theo th ng kê c a ISAAA, Philippine, có ítạ ề ợ ậ ườ ố ủ ở
nh t 200 ngàn ng i nông dân h ng l i t cây ngô CNSH trong năm 2008.ấ ườ ưở ợ ừ
Nghiên c u v tác đ ng c a gi ng ngô này đ n kinh t - xã h i cho th y trongứ ề ộ ủ ố ế ế ộ ấ
niên v 2003-2004, ngô CNSH làm thu nh p cho ng i dân thêm 7482 peso/haụ ậ ườ
(kho ng 135USD) trong mùa khô, còn trong mùa m a thì thu nh p tăng thêm làả ư ậ
7080 peso/ha (kho ng 125USD). S d ng s li u năm 2008, các nhà khoa h c đãả ử ụ ố ệ ọ
tính đ c r ng ngô Bt có th cho thu nh p cao h n t 5-14% trong mùa m a và tượ ằ ể ậ ơ ừ ư ừ
20-48% trong mùa khô (Clive James, 2008).
4
1.2. Tình hình nghiên c u và s n xu t ngô trong và ngoài n cứ ả ấ ướ
1.2.1. Tình hình nghiên c u và s n xu t ngô trên th gi iứ ả ấ ế ớ
Nh có vai trò quan tr ng trong n n kinh t mà cây ngô ngày càngờ ọ ề ế
đ c quan tâm và phát tri n. Ngô là m t trong ba cây l ng th c l y h tượ ể ộ ươ ự ấ ạ
quan tr ng nh t trong n n nông toàn c u và đ c tr ng ph bi n nhi uọ ấ ề ầ ượ ồ ổ ế ở ề
n c trên th gi i đem l i năng su t và s n l ng cao nh t trong các lo iướ ế ớ ạ ấ ả ượ ấ ạ
ngũ c c. Th c v y, năm 2009 theo s li u c a t ch c Nông nghi p vàố ự ậ ố ệ ủ ổ ứ ệ
l ng th c LHQ (FAO) v s n xu t ngô: Di n tích toàn th gi i là 159,53ươ ự ề ả ấ ệ ế ớ
tri u ha, Năng su t trung bình là 5,18 t n/ha, T ng s n l ngệ ấ ấ ổ ả ượ 817,1 tri uệ
t nấ. Năm 2009, ph n l n s n l ng ngô th gi i t p trung các n c M ,ầ ớ ả ượ ế ớ ậ ở ướ ỹ
Trung Qu c, Braxin, Mehicô, Pháp và n Đ , chi m trên 75% (FAOSTAT,ố Ấ ộ ế
2009).
B ng 1.1: Tình hình s n xu t ngô m t s n c d n đ u trên th gi iả ả ấ ở ộ ố ướ ẫ ầ ế ớ
năm t 2004 - 2010ừ
Ch tiêuỉN cướ 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Di n tíchệ
(tri u ha)ệ
Th gi iế ớ 145,3 145,5 149,6 160,5 158,2 156,3 160,6
Mỹ29,8 30,4 28,6 35,0 31,8 32,2 32,9
Trung Qu cố25,4 26,4 28,5 29,5 29,9 31,2 31,5
Braxin 11,6 12,9 14 14,7 14,1 12,9 12,8
Năng
su tấ
(t n/ha)ấ
Th gi iế ớ 4,9 4,8 4,8 4,9 50 5,2 5,1
Mỹ10,1 9,3 9,4 9,5 9,7 10,3 9,7
Trung Qu cố5,1 5,3 5,3 5,2 5,6 5,1 5,3
Braxin 3,0 3,2 3,6 4,0 3,6 4,3 4,0
S nả
l ngượ
(tri uệ
t n)ấ
Th gi iế ớ 715,5 699,4 713,5 793,6 797,8 812,4 820,7
Mỹ299,9 282,3 267,5 331,2 307,1 333,0 318,5
Trung Qu cố130,3 139,4 151,6 152,3 165,9 158,0 168,0
Braxin 35,0 41,7 51,0 58,6 51,0 56,1 51,0
(Ngu n USDA (2010) [23])ồ
M luôn là n c chi m v trí hàng đ u th gi i v di n tích và s n l ngỹ ướ ế ị ầ ế ớ ề ệ ả ượ
ngô, đ ng th i cũng là n c có năng su t cao nh t. Hi n nay 100% di n tíchồ ờ ướ ấ ấ ệ ệ
5