HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
NGUYỄN THỊ HÂN
PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG THUẦN PHỤC VỤ CHỌN TẠO
GIỐNG NGÔ LAI CHO ĐIỀU KIỆN CANH TÁC
NHỜ NƯỚC TRỜI CỦA MIỀN BẮC, VIỆT NAM
CHUN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG
MÃ SỐ: 62 62 01 11
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
HÀ NỘI - 2017
Công trình hoàn thành tại:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Người hướng dẫn: 1. GS. TS. VŨ VĂN LIẾT
2. PGS.TS. NGUYỄN VĂN CƯƠNG
Phản biện 1: PGS.TS. Vũ Đình Hòa
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Phản biện 2: TS. Khuất Hữu Trung
Viện Di truyền nông nghiệp
Phản biện 3: TS. Đặng Ngọc Hạ
Viện Nghiên cứu Ngô
Luận án sẽ được bo vệ trước Hội đng đánh g luận án cấp Hc viện họp tại:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2017
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam
1
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngô (Zea mays L.) có nguồn gốc Mexico cách đây 7000 năm và châu M
quê hương chuyển ngô thành nguồn lương thực tốt hơn cho con người. Hạt ngô
chứa xấp xỉ 72% tinh bột, 10% protein 4% chất béo, cung cấp năng lượng
sinh học (365 Kcal/100g) cho hoạt động sống. Ngô được trồng rộng khắp trên thế
giới, những nước có diện tích sản xuất và sản lượng lớn nhất là M, Trung Quốc và
Brazil, ba nước này tạo ra xấp xỉ 717 triệu tấn/năm. Ngô sử dụng làm lương thực,
thức ăn chăn nuôi, công nghiệp khác, trong 10 năm gân đây nđược sử dụng làm
nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học, do vậy nhu cầu ngô của
thế giới ngày càng tăng (Peter et al., 2014).
Hầu hết 160 triệu ha diện tích trồng ngô toàn cầu trong điều kiện canh tác nhờ
nước trời. Tỷ lệ diện tích trồng ngô có tưới ở M khoảng 14%, Trung Quốc khoảng
40% chỉ Ai Cập cao nhất 100%. Còn lại, các nước khác trên thế giới chỉ
khoảng 10% diện tích trồng ngô tưới. Thống toàn cầu, thiệt hại năng suất
ngô do hạn trung bình hàng năm là 15%, tương đương với 120 triệu tấn ngô hạt, với
giá hiện nay tương đương với 36 tỷ đô la. Tuy nhiên, ảnh hưởng và tổn thất thực sự
của hạn hán là tác động của đến cuộc sống của con người những vùng ngô
được sử dụng làm lương thực hàng ngày, như sa mạc Châu Phi các nước nghèo,
ước tính khoảng 300 triệu người. Chương trình lương thực thế giới đã phải mua
410.000 tấn ngô với kinh phí hơn 100 triệu đô la cứu đói cho những vùng này, năm
2011 hạn cũng làm thiệt hại nông nghiệp của Mỹ 5,2 t đô la (Doug, 2012). thế,
chọn giống ngô chống chịu hạn vẫn đóng vai trò cùng quan trọng với thế giới
trong mục tiêu phát triển thiên niên kỷ chống nghèo đói (WFP, 2012).
Hạn hán xảy ra nghiêm trọng trong những thập kỷ qua đã ảnh hưởng nặng n
đến năng suất sản lượng của các vùng trồng ngô trên thế giới. Các phương pháp
nhận biết phát triển ngô lai chịu hạn mục tiêu quan trọng của các nhà nghiên
cứu. Những cố gắng của các nhà tạo giống bản tập trung tạo giống có năng suất
ổn định khi gặp điều kiện bất thuận hạn, nhận biết để cải tiến khả năng chịu hạn
thông qua các tính trạng gián tiếp. Các tính trạng gián tiếp thể nhận biết các
dòng thuần bố mkhả ng di truyền của chúng cho con cái tổ hợp lai gia
các bố mẹ chịu hạn (Meghyn, 2010).
Mở rộng nền di truyền bằng tạo ra nguồn vật liệu di truyền chịu hạn tiềm
năng to lớn để tạo ra giống nchịu hạn, đặc biệt quan trng với điều kiện môi
trường khắc nghiệt các nước đang phát triển (Weiwei et al., 2011). Diện tích
trồng ngô Việt Nam chủ yếu trên đất dốc của vùng núi, nơi không có hệ thống
tưới tiêu do vậy canh tác ngô chủ yếu canh tác nhờ nước trời. Những điều kiện
canh tác này cần thiết có giống ngô lai năng suất cao và có khả năng chịu hạn.
Ngô Hữu Tình (1997) cho rằng ngô của Việt Nam được trồng chủ yếu
miền núi trên đất dốc canh tác hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa, nên thường
2
xuyên gặp bất thuận thiếu hụt nước giai đoạn đầu cuối của y ngô, bởi giai
đoạn y lượng mưa thấp nhất. Để giảm ảnh hưởng của hạn đến sản xuất ngô Viện
Nghiên cứu Ngô đã nghiên cứu quản chọn giống chịu hạn đã thu được những
kết quả đáng ghi nhận. Tuy nhiên các giống chịu hạn vẫn n hạn chế chưa đáp
ứng cho từng tiểu vùng sinh thái miền núi Tây Bắc, Việt Nam.
Biến đổi khí hậu tác động đến Việt Nam ngày càng nét, những nh hưởng
tiêu cực như nước biển dâng, nhiệt độ cao,...đặc biệt hạn hán ngày càng khốc liệt ảnh
hưởng đến sinh kế của người dân và tác động tiêu cực đến nông nghiệp (Nguyễn Văn
Thắng và cs., 2010). Một trong những giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu chọn
giống cây trồng chống chịu và thích nghi với các điều kiện bất thuận.
vùng Trung du Miền núi phía Bắc, ngô cây lương thực chính chỉ
đứng sau y lúa. Năm 2015, diện tích ngô 519,3 nghìn ha (Tổng cục Thống kê,
2015). Sản xuất ngô chyếu trên đất dốc nhờ nước trời (chiếm khoảng 80% diện
ch). Năng suất ngô của vùng Trung du và Miền núi phía bắc chỉ đạt 36,8 tạ/ha, bằng
82,12% so với trung bình cảớc. Năng suất ngô của vùng này đạt thấp như vậy do
thiếu bgiống ngô tch hợp với điều kiện của vùng. Nhu cầu giống nlai mi của
ng Trung du Miền núi phía bắc rất lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu chọn các
giống nngắn ngày, chịu hạn,ng suất cao cho vùng cần thiết và cấpch.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Phát triển tập đoàn dòng đời thấp và chọn lọc chọn lọc một số dòng thuần
đặc điểm nông sinh học tốt, chị hạn, khả năng kết hợp cao làm nguồn vật liệu
cho công tác tạo giống ngô lai năng suất cao, chất ợng, thích hợp với điều kiện
canh tác nhờ nước trời ở Miền Bắc, Việt Nam.
Chọn tạo được một số tổ hợp lai ngô năng suất cao thích hợp với điều kiện
canh tác nhờ nước trời ở miền Bắc, Việt Nam.
Ứng dụng được phương pháp ch tạo đơn bội trên các vật liệu ngô ở điều kiện
nhiệt đới bằng sử dụng cây kích tạo UH400 nhằm phát triển dòng thuần nhanh hơn.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Phát triển dòng tự phối thuần bằng thphấn ỡng bức từ 32 ng tự phối đời
S
3
- S
4
ban đầu phát triển từ nguồn gen nguồn gốc địa phương và nhập nội về các
đặc điểm nông sinh học, năng suất và khả năng chịu hạn.
Thkhnăng kết hợp và đánh giá khng chịu hạn của c thợp lai ưu
trong điều kiện nhân tạo và canh tác nhờ nước trời.
Nghiên cứu khả ng thích nghi, khng kích tạo đơn bội của dòng ch tạo
đơn bội UH400 đphát triểnng đơn bội kép đối với các dòng nnhiệt đới.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng cơ sở khoa học trong công tác chọn tạo dòng tự phối chịu hạn để
chọn tạo các giống ngô lai cho điều kiện canh tác nhờ nước trời miền Bắc, Việt
Nam. Phát triển được 30 dòng tự phối, đã chọn được 4 dòng (D5, D14, D22
D28) chịu hạn và có khả năng kết hợp cao về năng suất.
3
Tạo được 2 tổ hợp lai (THL1, THL8) ưu tú, năng suất cao chống chịu tốt,
thích ứng với điều kiện canh tác nhnước trời thể phát triển thành giống mi
phục vụ sản xuất.
Khẳng định UH400 khnăng thích nghi kích tạo đơn bội với các dòng
ngô nhiệt đới và tạo được ra 10 dòng đơn bội kép.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài đã đánh giá được nguồn gen ngô địa phương và nhập nội, chất lượng,
thích nghi với điều kiện khó khăn vnước tưới để phát triển vật liệu di truyền cho
chọn giống ngô lai năng suất cao, thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời
miền núi phía Bắc, Việt Nam.
Đề tài đã khẳng định UH400 khả ng thích nghi kích tạo đơn bội với c
dòng ngô nhiệt đới có thể sdụng để pt triển ng thuần nhanh hơn ngô.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đã xác định được 4 dòng tự phối có khả năng sử dụng trong cơng trình chọn
tạo giống ngô lai cho các điều kiện canhc ngô nhnước trời.
Chọn tạo được 2 tổ hợp lai ưu về năng suất, khả năng chịu hạn, thích nghi
với điều kiện canh tác khó khăn về nước tưới.
Tạo ra 10 dòng đơn bội p sử dụng dòng kích tạo UH400, những dòng đơn
bội kép có thể sử dụng trong phát triển giống ngô lai.
1.6. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN
Luận án gồm 163 trang, chia thành 5 phần: Phần 1 - Mở đầu 4 trang, Phần 2-
Tổng quan 37 trang, Phần 3- Phương pháp nghiên cứu 17 trang, Phần 4-Kết quả
thảo luận 94 trang, Phần 5-Kết luận kiến nghị 1 trang. Luận án gồm 71 bảng số
liệu, 8 hình minh họa, tham khảo 147 tài liệu trong đó 18 tài liệu tiếng việt và
129 tài liệu tiếng anh, ngoài ra có 5 phụ lục ghi các số liệu thí nghiệm, đặc điểm
nông sinh học của các dòng thuần và tổ hợp lai mới được tạo ra.
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.1.1. Vai trò của cây ngô
Ngô lương thực quan trọng của nhiều ớc, lương thực là quyền bản
nhất của con người. Ngô một trong ba cây lương thực quan trọng nhất đứng
thứ 3 sau lúa nước và lúa mỳ, như là nguồn cung cấp calo hàng ngày cho người dân
các nước đang phát triển, ngô rẻ hơn hạt ngũ cốc khác. Ngô đặc biệt quan trọng
với hơn 900 triệu người nghèo của các nước thuộc châu Phi, châu Á M La Tinh
(CIMMYT and IITA, 2011).
2.1.2. Sản xuất ngô trên thế giới
Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình ca thế giới chỉ xấp xỉ 20 tạ/ha, thì
năm 2014 tăng gấp hơn 2,8 lần (đạt 56,63 tạ/ha), sản lượng đã tăng từ 205,02 triệu