Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày trồng trên đất tăng vụ tại miền núi Đông Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án là chọn tạo được một số dòng ngô ngắn ngày, năng suất cao, khả năng kết hợp tốt phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày. Chọn tạo được 1 – 2 giống ngô lai triển vọng có thời gian sinh trưởng ngắn (100-110 ngày trong vụ Xuân ở miền núi Đông Bắc), năng suất cao thích hợp với điều kiện sinh thái và một số cơ cấu tăng vụ ở vùng miền núi Đông Bắc Việt Nam (Năng suất đạt 50-60 tạ/ha trong điều kiện tăng vụ).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày trồng trên đất tăng vụ tại miền núi Đông Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM --------------------------------- NGUYỄN TIẾN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI NGẮN NGÀ Y TRỒNG TRÊN ĐẤT TĂNG VỤ TẠI MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62.62.01.11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2016
2 Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Mai Xuân Triệu, Viện Nghiên cứu Ngô 2. TS. Nguyễn Tất Khang, Hội giống cây trồng Việt Nam Phản biện 1: …………………………………………………. Phản biện 2: …………………………………………………. Phản biện 3: …………………………………………………. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Quốc gia 2. Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
1 MỞ ĐẦU Vùng miền núi Đông Bắc bao gồm 8 tỉnh: Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Yên Bái, Lào Cai, Tuyên Quang với diện tích trồng ngô năm 2015 là 238.200 ha, chiếm 20,2% diện tích ngô toàn quốc và là vùng có diện tích sản xuất ngô lớn nhất của cả nước. Tuy nhiên, đây cũng là vùng có năng suất thấp nhấ t, chỉ đạt 38,6 tạ/ha tương đương 86,2% năng suất trung bình cả nước. Miền núi Đông Bắc có một diện tích rất lớn đất có thể sử dụng giống ngô ngắn ngày để tăng vụ. Đến nay, đã có một số mô hình trồng ngô trên đất tăng vụ nhưng chưa thành công do thiếu giống ngắn ngày và một số biện pháp kỹ thuật canh tác chưa phù hợp nên năng suất thấp. Vì vậy, việc nghiên cứu cho ̣n ta ̣o ra những giống ngô lai có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, có thể trồ ng trên các chân đấ t tăng vu ̣ ta ̣i vùng miề n núi Đông Bắ c là công việc rất cần thiết và cấp bách. Xuất phát từ những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày trồng trên đất tăng vụ tại miền núi Đông Bắc Việt Nam” đã được thực hiện. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: - Chọn tạo được một số dòng ngô ngắn ngày, năng suất cao, khả năng kết hợp tốt phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày - Chọn tạo được 1 – 2 giống ngô lai triển vọng có thời gian sinh trưởng ngắn (100-110 ngày trong vụ Xuân ở miền núi Đông Bắc), năng suất cao thích hợp với điều kiện sinh thái và một số cơ cấu tăng vụ ở vùng miền núi Đông Bắc Việt Nam (Năng suất đạt 50-60 tạ/ha trong điều kiện tăng vụ). Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: - Ý nghĩa khoa học của đề tài: Xác định được nguồn vật liệu khởi đầu phù hợp cho việc tạo dòng ngô thuần có khả năng kết hợp chung cao về một số tính trạng như: thời gian sinh trưởng ngắn (nguồn giống Trung Quốc, giống địa phương) hoặc năng suất hạt cao (nguồn giống lai thương mại), góp phần nâng cao hiệu
2 quả chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày, năng suất cao thích hợp cho trồng tăng vụ tại vùng núi Đông Bắc Việt Nam. Các số liệu và kết quả nghiên cứu của đề tài luận án có thể là tài liệu tham khảo có giá trị cho công tác nghiên cứu khoa học về chọn tạo và phát triển giống ngô lai ngắn ngày, năng suất cao ở Việt Nam Cung cấp thông tin, dẫn liệu khoa học về thực trạng khó khăn, thuận lợi và giải pháp mở rộng diện tích trồng ngô tăng vụ ở các tỉnh vùng núi Đông Bắc. Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án có thể làm tài liệu tham khảo cho việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ trong tái cơ cấu ngành trồng trọt ở các tỉnh miền núi Đông Bắc. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: - Đề tài đã xác định được 2 giống ngô lai triển vọng ngắn ngày, năng suất cao, thích hợp với điều kiện sinh thái của vùng miền núi Đông Bắc Việt Nam là LVN111 và LVN883. Hai giống ngô lai LVN111 và LVN883 đã phù hợp với cơ cấu cây trồng trên đất tăng vụ ngô và đủ điều kiện mở rộng qui mô - Đề tài đã xác định được 2 dòng ngô (D17 và D37) ngắn ngày, năng suất cao, chống chịu tốt, vừa có khả năng kết hợp chung cao về năng suất đồng thời cũng có KNKH chung cao về tính chín sớm phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: * Đối tượng nghiên cứu: - Một số giống ngô địa phương của vùng núi Đông Bắc (Tẻ vàng Pá Làng, Tẻ Vàng Đồng Văn); Một số giống ngô lai Trung Quốc (GuiDan698, YAHANG505, GuiDan699) và một số giống ngô lai thương mại (C919, DK949, NK4300, NK67, NK66, PA33, 30Y87, CP999, B9698) - 56 dòng ngô được chọn tạo bằng các phương pháp khác nhau. Dòng đối chứng là T5 và T8 (Bố và Mẹ của giống ngô lai ngắn ngày LVN99), giống đối chứng là LVN99
3 * Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được nghiên cứu trong phạm vi Viện Nghiên cứu Ngô và 2 tỉnh miền núi Đông Bắc: Thái Nguyên và Cao Bằng trong thời gian từ 2006-2015 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Bằng việc đánh giá kiểu hình kết hợp với đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử và khả năng kết hợp, đã cung cấp cơ sở lý luận để lựa chọn các dòng ngô bố mẹ phục vụ cho chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày, năng suất cao ở Việt Nam. - Chọn tạo được một số dòng ngô thuần thích hợp cho việc chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày (D17 và D37), năng suất cao (D27, D30, D46 và D49) và có thể sử dụng làm cây thử trong chương trình chọn tạo giống ngô lai ở nước ta. - Đã chọn tạo được 01 giống ngô lai mới được công nhận chính thức (LVN111 theo Quyết định số 227/QĐ-TT-CLT ngày 09/6/2015) và được chuyển nhượng quyền phân phối sản phẩm cho Công ty Cổ phần Bảo vệ Thực vật 1 Trung ương với tên thương mại là PSC-747, 01 giống ngô lai triển vọng (LVN883), ngắn ngày, năng suất cao, thích hợp với điều kiện trồng tăng vụ tại vùng núi Đông Bắc Việt Nam. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Nội dung chính của luận án gồm 148 trang, có 61 bảng, 13 hình ảnh và đồ thị được trình bày trong 5 phần: Mở đầu (5 trang); Chương 1: Tổng quan tài liệu (45 trang); Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (10 trang); Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (86 trang); Kết luận và đề nghị (2 trang). Tài liệu tham khảo gồm 109 tài liệu, trong đó có 37 tài liệu Tiếng Việt và 72 tài liệu Tiếng Anh. Có 2 công trình liên quan đến luận án đã được công bố trên các tạp chí trong nước và 1 giống ngô lai chín sớm được công nhận Chính thức là LVN111 và đã được chuyển nhượng bản quyền phân phối sản phẩm cho Công ty Cổ phần Bảo vệ Thực vật 1 Trung Ương với tên thương mại là PSC-747.
4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L. thuộc chi Maydeae, họ hoà thảo Poaceae, bộ nhiễm sắc thể 2n = 20. Ngô là cây hàng năm với hệ thống rễ chùm phát triển, là loài cây giao phấn có hoa đơn tính cùng gốc. 1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NGÔ TRÊN THẾ GIỚI 1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Năm 2014, diê ̣n tić h trồ ng ngô trên toàn thế giới là 183,3 triê ̣u ha với năng suấ t 56,64 ta ̣/ha và tổ ng sản lươ ̣ng đa ̣t 1.038,28 triê ̣u tấ n. Trung Quốc là nước đứng đầu về diện tích trồng ngô trên thế giới và có năng suất ngô trung bình cao hơn năng suất bình quân thế giới. Năm 2014, diện tích trồng ngô ở Trung Quốc là 35.98 triệu ha với năng suất 59,98 ta ̣/ha và sản lượng là 215,81 triệu tấn. Mỹ là nước có diện tích trồng ngô đứng thứ 2 với 33.64 triệu ha, năng suất trung bình đạt 107,33 ta ̣/ha và sản lượng đạt 361,09 triệu tấn. 1.1.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới Năm 2013, Brazin là nước xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới, tuy nhiên nhiều năm liền trước đó Mỹ luôn đứng đầu thế giới về xuất khẩu ngô. Tiếp theo là Argentina, Ukraina, Pháp, Ấn Độ. Nhật Bản là nước nhập khẩu ngô nhiều nhất trong nhiều năm với 14.400.910 tấn năm 2013, tiếp theo là Triều Tiên, Mexico, Ai Cập… Việt Nam đứng thứ 16 trong số những quốc gia nhập khẩu ngô. 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NGÔ Ở VIỆT NAM 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Năm 2015, diện tích trồng ngô của Việt Nam là 1.179.300 ha, trong đó khoảng 90% diện tích là sử dụng các giống ngô lai đã góp phần quan trọng trong việc nâng năng suất ngô trung bình toàn quốc lên 4,48
5 tấn/ha (tăng khoảng 61 % so với năm 2000), đạt tổng sản lượng 5.281,0 nghìn tấn. 1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô ở Việt Nam Năm 2015, Việt Nam nhập khẩu 7.629.674 tấn ngô hạt trị giá 1.652.307.123 USD, đứng thứ 3 trong số những nước nhập khẩu ngô nhiều nhất, tăng 60,15% về lượng và tăng 35,89% về trị giá so với cùng kỳ năm trước. Trong năm 2014, nhập khẩu ngô Việt Nam đạt 4.794.917 tấn, trị giá 1.224.143.991 USD, tăng 119,05% về lượng và tăng 81,4% về trị giá so với năm 2013. 1.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, XÃ HỘI VÀ SẢN XUẤT NGÔ CỦA CÁC TỈNH MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 1.3.1. Điều kiện tự nhiên và xã hội Miền núi Đông Bắc Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, gió mùa với hai mùa cơ bản: mùa Đông chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc (thường kéo dài từ tháng 11 năm trước đến hết tháng 4 năm sau) và mùa Hè chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam (thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10). Nhiệt độ trung bình trong năm từ 20ºC đến 22ºC. Miền núi Đông Bắc là vùng có nhiều dân tộc cùng cư trú lâu đời như: Tày, Nùng, Kinh, Mông, Dao, Sán Chay, Thái, Giáy, Bố Y, Pà Thẻn, Hà Nhì, Phù Lá, Lô Lô, La Chí, Cờ Lao, Pu Péo,... các dân tộc ở đây có đặc điểm riêng về ngôn ngữ, về số lượng dân cư và về sự phân bố. 1.3.2. Tin ̀ h hin ̀ h sản xuấ t ngô ở các tỉnh miề n núi Đông Bắ c Vùng miền núi Đông Bắc bao bồm 8 tỉnh, nơi ngô được coi là cây trồng chính thúc đẩy phát triển ngành chăn nuôi và là cây lương thực quan trọng đối với đồng bào các dân tộc thiể u số , với diện tích trồng ngô năm 2015 là 238.200 ha, chiếm 20,2% diện tích ngô toàn quốc và là vùng có diện tích sản xuất ngô lớn nhất của cả nước. Tuy nhiên, đây cũng là vùng có năng suất thấp nhấ t, chỉ đạt 38,6 tạ/ha tương đương 86,2% năng suất trung bình cả nước.
6 1.3.3. Vai trò cây ngô trong sản xuất nông nghiệp của vùng miền núi Đông Bắc Diê ̣n tích đấ t sản xuấ t ngô năm 2013 chiế m mô ̣t tỷ lê ̣ khá cao trong đấ t sản xuấ t nông nghiê ̣p, đă ̣c biê ̣t ở mô ̣t số tỉnh như Bắ c Ka ̣n (44,7%), Cao Bằ ng (41,4%), Lào Cai (41,2%) và Hà Giang (34,0%). Tính trung bình trên cả vùng miề n núi Đông Bắ c diê ̣n tích sản xuấ t ngô chiế m 29,2% trong đấ t sản xuấ t nông nghiê ̣p 1.3.4. Khả năng mở rộng diện tích trồng ngô vùng miền núi Đông Bắc theo hướng tăng vụ 1.3.4.1. Cơ cấu cây trồng nông nghiệp hiện nay của vùng miền núi Đông Bắc + Độc canh 1 vụ lúa Mùa/năm (Ruộng bậc thang) + Độc canh 1 vụ ngô Hè Thu/năm (Đất đồi núi, soi bãi) + Đất 2 vụ ngô/năm + Đất độc canh 1 vụ lúa nương/năm 1.3.4.2. Khái niệm về đất tăng vụ Đất tăng vụ là đất trồng trọt tăng thêm vụ cây trồng trên diện tích đất trồng truyền thống nhờ áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới như: giống, kỹ thuật canh tác… 1.3.4.3. Những khó khăn cho việc tăng vụ ngô, tăng năng suất và sản lượng ngô ở miền núi Đông Bắc: Tập quán sản xuất chỉ gieo trồng vào mùa mưa; Chăn thả gia súc tự do; Thiếu giống ngắn ngày chịu hạn; Kỹ thuật làm đất để giữ ẩm chưa có; Thiếu vốn đầu tư phân bón, giống mới, thuê nhân công gieo trồng; Trình độ dân trí thấp, tiêu thụ nông sản khó do ít có cơ hội tiếp cận thị trường mà phải qua khâu trung gian nên bị ép giá; Thiếu cơ sở vật chất cho việc thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản sau thu hoạch nên thất thoát sau thu hoạch là lớn; Rét kéo dài đầu năm và cuối năm; Đa số diện tích sản xuất nông nghiệp phụ thuộc nước trời; Hạn kéo dài đầu năm và
7 cuối năm; Với vùng đất bãi ven sông suối dễ bị ngập úng và lũ lụt khi mùa mưa đến vào cuối tháng 6 đầu tháng 7… 1.3.4.4. Vai trò của giố ng ngắ n ngày trong sản xuất và nhu cầu tăng vu ̣ ở miền núi Đông Bắc Sử dụng giống ngắn ngày giúp thu hoạch sớm nhằm tránh lũ cuối vụ Xuân, tránh rét và hạn cuối vụ Đông. Do đó, giống ngắn ngày rất cần thiết trong sản xuất và nhu cầu tăng vu ̣ ở miền núi Đông Bắc. 1.3.4.5. Khả năng mở rộng diện tích ngô tăng vụ Ở vùng miền núi Đông Bắc có một diện tích rất lớn đất có thể mở rộng diện tích ngô tăng vụ như: Đất ruộng bậc thang chỉ cấy 1 vụ lúa Mùa, bỏ hóa vụ Xuân và vụ Đông; các loại đất gò đồi, đất phù sa, đất ruộng một vụ, soi bãi, đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ, đất lầy, đất xám bạc màu…dễ ngập úng khi mùa mưa đến sớm vào tháng 6, tháng 7 có thể sử dụng giống chín sớm nhằm thu hoạch trước khi mùa lũ đến cuối vụ Hè Thu và tránh hạn, tránh rét cuối vụ vào cuối năm để tăng vụ ngô Thu Đông… Qua điều tra khảo sát và kết quả nghiên cứu trước đây thì khung thời vụ đối với một số cây trồng trong cơ cấu luân canh tăng vụ cần đạt được như sau: Các huyện miền núi vùng cao + 1 vụ ngô Xuân Hè/năm  Ngô Xuân Hè (gieo 20/3 đến 10/4; thu hoạch 25/6 đến 10/7) + ngô Thu Đông (Gieo 20/7 đến 5/8; thu hoạch 15-30/11): Đất gò đồi, lúa nương + 1 vụ lúa Mùa/năm  Ngô Xuân Hè (Gieo 20/3 đến 10/4; thu hoạch 25/6 đến 10/7) + lúa Mùa (Cấy 20/7 đến 10/8), nếu hiệu quả sản xuất lúa thấp có thể chuyển sang trồng 2 vụ ngô/năm: Đất ruộng bậc thang + Đậu tương, lạc Xuân Hè  Đậu tương, lạc Xuân Hè + Ngô Thu Đông (Gieo 20/7 đến 5/8; thu hoạch 15-30/11): Đất gò đồi Các huyện miền núi vùng thấp
8 + Lúa mùa chính vụ  Ngô Xuân (Gieo 20/2 đến 15/3; thu hoạch 10/6 đến 20/6) + Lúa mùa chính vụ (Cấy 1/7 đến 15/7): Đất ruộng bậc thang + 1 vụ ngô Xuân Hè/năm  Ngô Xuân Hè (Gieo 20/3 đến 10/4; thu hoạch 25/6 đến 10/7) + ngô Thu Đông (Gieo 10-20/9; thu hoạch 20- 30/12): Đất soi bãi ven sông 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG GIỐNG NGÔ NGẮN NGÀY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.4.1. Nghiên cứu về phân nhóm thời gian sinh trưởng ở ngô Theo FAO, giống ngắn ngày là giống có thời gian sinh trưởng 103-107 ngày; Theo CIMMYT là 86-105 ngày; Theo Lưu Trọng Nguyên là giống có tổng nhiệt độ bình quân ngày đêm cần cho sự phát dục bình thường là 1800 - 2000 0C. Theo Bộ Nông nghiệp và PTNT tại QCVN 01- 56:2011/BNNPTNT là dưới 105 ngày trong vụ Xuân ở phía Bắc, dưới 95 ngày ở Tây Nguyên và dưới 90 ngày ở Duyên hải Miền Trung và Nam Bộ. 1.4.2. Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai ngắn ngày trên thế giới Trên thế giới hầu hết các vùng trồng ngô đều đã sử dụng ngô ngắn ngày, đồng thời cũng có nhiều nghiên cứu về giống ngô ngắn ngày như: Troyer and Brown (1976); Banzinger và cô ̣ng sự (2000); Derieux (1979); Galeev (1990); Agrawal và cô ̣ng sự (1990); Peshev (1979); HAS (2012); Schrag (2006); Troyer (2001); Revilla (1999); Has (2010); Iqbal (2011); Hefiny (2010); Amer (2002); Sofi (2006); Devi (2004)…Các nghiên cứu đều cho thấy di truyền tính chín sớm ở ngô là di truyền số lượng, các gen tương tác theo kiểu cộng tính, bao gồm ảnh hưởng của nhiều gen tác động tương đương nhau hoặc khác nhau 1.4.3. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày ở Việt Nam Tại Việt Nam, những nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày đã được thực hiện từ những năm 80 của thế kỷ 20. Các nhà khoa
9 học: Ngô Hữu Tình, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Thị Bính đã chọn tạo ra các giống ngô lai ngắn ngày tiêu biểu như: LVN20; LVN99; LVN885… 1.5. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO DÒNG THUẦN NGÔ Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt đến độ đồng hợp tử cao và ổn định ở nhiều tính trạng. Đối với ngô, thường sau 7 - 9 đời tự phối. Một số phương pháp chọn tạo dòng tự phối như: Phương pháp tự phố i; Phương pháp câ ̣n phố i; Phương pháp lai trở la ̣i; Phương pháp ta ̣o dòng đơn bô ̣i kép… 1.6. ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI Ưu thế lai là hiện tượng vượt trội của con lai so với các dạng bố mẹ về sức sống, khả năng thích ứng, năng suất và chất lượng. Ưu thế lai dựa chủ yếu trên 2 học thuyết: Thuyế t tính trội và Thuyế t siêu trội Ưu thế lai về tính chín sớm: là sự biể u hiê ̣n của tổ hơ ̣p lai chín sớm hơn so với trung bình bố me ̣và có thể cho năng suấ t cao hơn. Nguyên nhân là do có sự tăng cường hoa ̣t đô ̣ng của các quá trình sinh lý, sinh hóa, trao đổ i chấ t trong cơ thể con lai ma ̣nh hơn bố me ̣. 1.7. KHẢ NĂNG KẾT HỢP VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI Khả năng kết hợp là một thuộc tính được chế định di truyền, truyền lại thế hệ sau qua tự phối và qua lai. Khả năng kết hợp được xác định thông qua đánh giá khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng. Khả năng kết hợp chung biểu thị giá trị trung bình của ưu thế lai quan sát ở tất cả các tổ hợp lai. Khả năng kết hợp riêng biểu thị độ lệch của một cặp lai nào đó so với giá trị trung bình 1.8. NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI Cây ngô là loài cây giao phấn điển hình, quần thể rất đa dạng và cá thể dị hợp tử về kiểu gen. Vì thế những thông tin về đa dạng di truyền của các nguồn gen là rất cần thiết và vô cùng hữu ích trong công tác đánh giá dòng, phân nhóm ưu thế lai và dự đoán các tổ hợp lai ưu tú. Các nghiên
10 cứu về hiện tượng ưu thế lai cho thấy sự khác biệt di truyền của bố mẹ có ảnh hưởng mạnh mẽ tới sự biểu hiện ưu thế lai của các tổ hợp lai đơn. Ưu thế lai giữa các dòng thích nghi trong cùng một điều kiện sinh thái sẽ tăng khi các dòng bố mẹ có sự khác biệt di truyền lớn hơn. Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu - Một số giống địa phương của các tỉnh miền núi Đông Bắc, nguồn gốc từ Trung Quốc: Tẻ vàng Pá Làng (Tuyên Quang); Tẻ Vàng Đồng Văn (Hà Giang), GuiDan698, GuiDan699, YAHANG505 (Trung Quốc). - Một số giống ngô lai thương mại: NK4300, NK67, NK66 (Syngenta), PA33, 30Y87 (Pioneer), C919, DK949 (Mosanto), CP999 (CP group), B9698 (Bioseed). - Các dòng thuần được tạo ra từ các vật liệu trên - Dòng T8 và T5 (bố mẹ LVN99) - Giống ngô lai ngắn ngày LVN99 2.2. Nội dung nghiên cứu - Chọn tạo và đánh giá dòng + Nguồn gốc các dòng nghiên cứu + Đánh giá đa dạng di truyền của các dòng nghiên cứu + Đánh giá đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh hại chính và năng suất hạt của các dòng - Đánh giá ưu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng - Khảo nghiệm sản xuất các tổ hợp lai triển vọng trong cơ cấu tăng vụ ở một số vùng miền núi Đông Bắc 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu - Địa điểm:
11 Các thí nghiệm chọn tạo và đánh giá dòng được tiến hành tại Viện Nghiên cứu Ngô, Đan Phượng, Hà Nội Các thí nghiệm so sánh tổ hợp lai được tiến hành tại Võ Nhai, Thái Nguyên Các mô hình được tiến hành tại Quảng Uyên – Cao Bằng và Võ Nhai – Thái Nguyên. - Thời gian: 2006 – 2008: Chọn tạo và xây dựng tập đoàn dòng 2009 – 2011: Đánh giá dòng và tổ hợp lai đỉnh, luân giao 2012 – 2014: Khảo nghiệm các THL triển vọng ở một số cơ cấu cây trồng tăng vụ 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp chọn tạo dòng thuần Sử dụng phương pháp truyền thống (tự phối, sib,..) 2.4.2. Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền của các dòng nghiên cứu - Quy trình tách chiết DNA theo phương pháp của Saghai-Maroof (1984) - điện di theo quy trình của AMBIONET (2004) - hệ số tương đồng di truyền được tính theo hệ số Jacard (1997) 2.4.3. Phương pháp đánh giá dòng Dựa vào một số chỉ tiêu về đặc điểm nông sinh học như: thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp; các giai đoạn sinh trưởng phát triển (Trỗ cờ, tung phấn, phun râu, chín sinh lý), khả năng chống chịu (đổ, sâu đục thân, khô vằn, đốm lá lớn, gỉ sắt...) và năng suất trong đó ba chỉ tiêu được quan tâm nhất là thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất hạt. Ưu thế lai và khả năng kết hợp về năng suất hạt và thời gian sinh trưởng của các dòng được xác định qua thí nghiệm lai đỉnh và lai luân giao theo Omarov (1975), Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền (1996).
12 2.4.4. Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng Theo hướng dẫn đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm so sánh giống ngô của CIMMYT (CIMMYT, 1985) và Viện Nghiên cứu Ngô. 2.4.5. Xử lý và phân tích số liệu Thu thập số liệu theo phương pháp thống kê sinh học. Kết quả thí nghiệm được xử lý bằng các chương trình Excel, IRISTAT, Linetester, chương trình di truyền số lượng của Nguyễn Đình Hiền. Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả chọn tạo và đánh giá dòng 3.1.1. Nguồn gốc các dòng nghiên cứu Trong đề tài nghiên cứu, sử dụng 2 giống địa phương vùng miền núi Đông Bắc, 3 giống ngô lai Trung Quốc và 9 giống ngô lai thương mại có thời gian sinh trưởng ngắn hoặc trung bình làm vật liệu chọn tạo dòng với phương pháp truyền thống (tự phối, kết hợp fullsib với tự phối). Các vật liệu được chia làm 2 bộ: Bộ 1 gồm các vật liệu có nguồn gốc Trung Quốc, giống địa phương của vùng miền núi phí Bắc, giống ngô nhập nội ngắn ngày đang phổ biến tại miền núi Đông Bắc (Tẻ vàng Pá Làng, Tẻ Vàng Đồng Văn, GuiDan698, GuiDan699, YAHANG505, C919 và NK4300); Bộ 2 gồm các vật liệu là các giống thương mại có thời gian sinh trưởng trung bình sớm và trung bình trồng phổ biến ở các tỉnh miền núi Đông Bắc (PA33, NK67, CP999, 30Y87, DK949, NK66 và B9698). Mỗi vật liệu chọn tạo ra 4 dòng, sau đó dựa vào những đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu và sơ đồ phả hệ dựa trên 30 mồi SSR theo phương pháp phân nhóm UPGMA tuyển chọn mỗi vật liệu 2 dòng có khả năng chống chịu tốt, năng suất khá, tổng số dòng đề tài lựa chọn là 28 dòng (mỗi vật liệu 2 dòng) để tiếp tục đánh giá khả năng kết hợp chung, khả năng kết hợp riêng thông qua các thí nghiệm lai đỉnh và luân giao. Đồng thời để các thí nghiệm và những nghiên cứu được chính xác
13 hơn các dòng nghiên cứu được chia thành 2 bộ dòng, mỗi bộ 14 dòng (từ 7 vật liệu): - Bộ 1 gồm các dòng được chọn tạo từ các vật liệu có nguồn gốc từ Trung Quốc thuộc, giống địa phương của miền núi Đông Bắc và giống thương mại đang được trồng phổ biến trong vùng, bao gồm: D1, D2 (C919, Mosanto), D5, D7 (GuiDan698, Trung Quốc), D9, D10 (Tẻ vàng Pá Làng, Tuyên Quang), D13, D16 (Tẻ Vàng Đồng Văn, Hà Giang), D17, D18 (YAHANG505, Trung Quốc), D21, D22 (GuiDan699, Trung Quốc), D27, D28 (NK4300, Syngenta) - Bộ 2 gồm các dòng được chọn tạo từ các vật liệu là các giống thương mại có thời gian sinh trưởng trung bình sớm và trung bình trồng phổ biến ở các tỉnh miền núi Đông Bắc, bao gồm: D30, D31 (PA33, Pioneer), D33, D34 (NK67, Syngenta), D37, D38 (CP999, CP), D43, D44 (30Y87, Pioneer), D45, D46 (DK949, Mosanto), D49, D50 (NK66, Syngenta), D54, D55 (B9698, Bioseed) Từ kết quả đánh giá thông qua lai đỉnh sẽ chọn mỗi bộ 7 dòng có khả năng kết hợp chung cao hơn của 7 vật liệu để đánh giá bằng thí nghiệm luân giao. 3.1.2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền của các dòng nghiên cứu Từ sơ đồ quan hệ di truyền của 58 dòng được phân tích thông qua chỉ thị phân tử SSR cho thấy: Ở mức tương đồng di truyền là 0,30 các dòng ngô nghiên cứu được phân thành 6 nhóm: - Nhóm I: Gồm 25 dòng, nhóm này phân thành 4 phân nhóm như sau: + Phân nhóm 1.1: Gồm các dòng: D27, D26, D33, D36, D9, D49, D51, D54, D56, D13, D15, D7, D8, D12, D50 và D52 + Phân nhóm 1.2: Gồm các dòng: D30, D32, D14 và D16 + Phân nhóm 1.3: Gồm các dòng: D44, D41, D18 và D20 + Phân nhóm 1.4: Dòng T5 - Nhóm II: Gồm các dòng: D55, D53, D34, D35, D37 và D40
14 - Nhóm III: Gồm các dòng: D29, D31, D2, D3, D47, D46, D17, D19, D42, D43, D45, D48, D22, D10, D11, D24, T8, D38 và D39. Nhóm này phân thành 4 phân nhóm như sau: + Phân nhóm 3.1: Gồm các dòng: D29 và D31 + Phân nhóm 3.2: Gồm các dòng: D2, D3, D47, D46, D17, D19, D42, D43, D45, D48 và D22 + Phân nhóm 3.3: Gồm các dòng: D10, D11 và D24 + Phân nhóm 3.4: Gồm các dòng: T8, D38 và D39 - Nhóm IV: Chỉ có duy nhất 1 dòng: D28 - Nhóm V: Gồm các dòng: D1, D4 và D25 - Nhóm VI: Gồm các dòng: D5, D6, D23 và D21 3.1.3. Đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh hại chính và năng suất hạt của các dòng Các dòng có thời gian sinh trưởng từ ngắn đến trung bình đáp ứng được yêu cầu cho công tác chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày. Xác suất chọn tạo được những dòng có thời gian sinh trưởng ngắn từ các vật liệu có nguồn gốc từ Trung Quốc và các vật liệu địa phương cao hơn từ các giống ngô lai thương mại. Năng suất của các dòng rất khác nhau giữa các vật liệu tạo giống và ngay trong cùng một vật liệu, tuy nhiên xác suất để chọn tạo được những dòng năng suất cao từ các vật liệu là giống ngô thương mại cao hơn từ vật liệu là giống địa phương. Năng suất có sự khác nhau khá lớn giữa các dòng nhưng không khác nhau nhiều giữa vụ Xuân và vụ Đông, điều này cho thấy tính ổn định của các dòng nghiên cứu khá cao. 3.2. Kết quả đánh giá ưu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng 3.2.1. Kết quả đánh giá KNKH chung của các dòng bằng phương pháp lai đỉnh 3.2.1.1. Kết quả thí nghiệm lai đỉnh I Các tổ hợp lai có nguồn gốc từ giống địa phương cho thời gian sinh trưởng trung bình ngắn nhất, sau đó là giống Trung Quốc và dài nhất là giống lai thương mại. Ảnh hưởng của thời gian sinh trưởng các dòng đến thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai là rất lớn nhưng tác động đến
15 năng suất tổ hợp lai đỉnh không đáng kể, phụ thuộc nhiều vào nền di truyền của cây thử và các dòng. Như vậy, để chọn tạo được giống ngô lai ngắn ngày thì ít nhất một trong 2 dòng bố mẹ phải là dòng ngắn ngày. Bảy dòng có khả năng kết hợp chung cao nhất được chọn cho thí nghiệm luân giao là: D2, D5, D10, D13, D17, D21 và D27 3.2.1.2. Kết quả thí nghiệm lai đỉnh II Kết quả phân tích cho thấy dòng D46 có khả năng kết hợp chung cao nhất (5,517 vụ Xuân và 7,372 vụ Đông), tiếp đến là các dòng D30 (4,390 vụ Xuân; 5,710 vụ Đông), D37 (3,388 vụ Xuân; 5,915 vụ Đông), D33 (2,578 vụ Đông; 3,765 vụ Đông). Trong đó, dòng D30 vừa có khả năng kết hợp chung cao và phương sai khả năng kết hợp riêng cao. Khả năng kết hợp chung của các dòng có sự biến động khá lớn giữa các vật liệu và cả trong cùng một vật liệu. Ở vật liệu PA33, dòng D30 có khả năng kết hợp chung cao hơn dòng D31, tương tự với những vật liệu NK67, CP999, 30Y87, DK949, NK66 và B9698 thì các dòng D33, D37, D44, D46, D49 và D55 có khả năng kết hợp cao hơn các dòng còn lại trong cùng vật liệu. Để trách trùng lặp các dòng trong thí nghiệm luân giao có cùng nguồn gốc, hiệu quả chọn tạo giống sẽ không cao nên 7 dòng đã được chọn đưa vào thí nghiệm luân giao là: D30, D33, D37, D44, D46, D49 và D55. 3.2.2. Kết quả đánh giá KNKH chung, KNKH riêng của các dòng và ƯTL của các THL bằng phương pháp luân giao 3.2.2.1. Kết quả thí nghiệm luân giao I Thí nghiệm luân giao 1 gồm 7 dòng được chọn tạo từ 7 vật liệu thuộc 3 nguồn gen khác nhau: D10 và D13 (Từ Tẻ vàng Pá Làng và Tẻ Vàng Đồng Văn là các giống địa phương); D5, D17 và D21 (Từ GuiDan698, YAHANG505 và GuiDan699 là các giống ngô lai Trung Quốc); D2 và D27 (Từ C919 và NK4300 là các giống ngô lai thương mại). Tính trung bình qua 2 vụ thí nghiệm chỉ có duy nhất tổ hợp lai D17 x D27 cho năng suất vượt trội so với đối chứng LVN99. Các tổ hợp lai
16 triển vọng chủ yếu tập trung ở 4 dòng D17, D27, D2 và D5, đây là những vật liệu quý cho công tác chọn tạo giống ngô lai sau này. Bảng 3.22. Các giá trị trung bình về TGST và ưu thế lai tính chín sớm của các tổ hợp lai có chung nguồn gốc vật liệu Vụ Xuân 2011 Vụ Đông 2011 TT Vật liệu TGST Hmp Hbp Hs TGST Hmp Hbp Hs (ngày) (%) (%) (%) (ngày) (%) (%) (%) 1 D2 (C919) 107,1 -5,4 -5,8 2,0 107,3 -4,3 -5,3 1,8 2 D5 (GuiDan698) 106,1 -6,3 -6,6 1,1 105,3 -5,4 -6,1 0,0 D10 (Tẻ vàng Pá 3 106,4 -6,1 -6,5 1,4 105,7 -5,1 -5,8 0,4 Làng) D13 (Tẻ Vàng Đồng 4 105,1 -6,8 -7,4 0,1 104,1 -5,6 -6,9 -1,2 Văn) 5 D17 (YAHANG505) 104,5 -6,9 -7,9 -0,5 103,1 -6,0 -7,7 -2,1 6 D21 (GuiDan699) 106,9 -6,0 -6,7 1,9 105,9 -5,5 -6,5 0,6 7 D27 (NK4300) 107,2 -5,3 -5,6 2,1 106,7 -4,1 -4,9 1,3 Giống địa phương 8 105,8 -6,4 -6,9 0,8 104,9 -5,3 -6,3 -0,4 (D10, D13) Giống Trung Quốc 9 105,9 -6,3 -7,0 0,9 105,0 -5,5 -6,5 -0,3 (D5, D17, D21) Giống thương mại 10 106,9 -5,5 -5,9 1,8 106,7 -4,4 -5,3 1,3 (D2, D27) Bảng 3.24. Các giá trị trung bình về năng suất thực thu và ưu thế lai ở tính trạng năng suất hạt của các tổ hợp lai có chung nguồn gốc vật liệu Vụ Xuân 2011 Vụ Đông 2011 TT Vật liệu NS Hmp Hbp Hs NS Hmp Hbp Hs (tạ/ha) (%) (%) (%) (tạ/ha) (%) (%) (%) 1 D2 (C919) 72,7 129,6 111,8 -3,1 66,4 119,3 103,1 -10,5 2 D5 (GuiDan698) 65,8 119,1 108,0 -12,3 59,8 108,2 98,8 -19,4 D10 (Tẻ vàng Pá 3 62,5 111,7 101,7 -16,7 57,0 99,6 91,2 -23,2 Làng) D13 (Tẻ Vàng Đồng 4 56,0 102,1 82,7 -25,3 50,0 84,0 70,0 -32,6 Văn) 5 D17 (YAHANG505) 69,6 133,5 122,0 -7,3 65,2 128,1 117,4 -12,2 6 D21 (GuiDan699) 63,7 118,8 105,9 -15,1 57,9 104,2 94,7 -22,0 7 D27 (NK4300) 71,8 119,7 98,2 -4,3 66,3 106,7 83,2 -10,7 Giống địa phương 8 59,6 106,8 92,1 -20,6 53,8 91,7 80,4 -27,6 (D10, D13) Giống Trung Quốc 9 67,2 125,3 112,2 -10,5 61,8 114,7 103,2 -16,8 (D5,D17,D21) Giống thương mại 10 71,9 125,6 104,7 -4,1 66,2 114,2 93,6 -10,8 (D2, D27)
17 Bảng 3.27. Giá trị KNKH chung (ĝi) và phương sai KNKH riêng ( sij) ở tính trạng TGST và năng suất hạt của các dòng nhóm I tại Thái 2 Nguyên năm 2011 ĝi ĝi 2 sij 2 sij ĝi NS ĝi NS 2 sij 2 sij TGST TGST TGST TSGT vụ vụ NS vụ NS vụ Dòng vụ vụ vụ vụ Xuân Đông Xuân Đông Xuân Đông Xuân Đông 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 D2 1,038 8,007 2,200 7,226 0,336 1,461 14,870 30,979 D5 -0,095 -0,208 -0,133 -0,684 0,441 1,745 23,909 35,198 D10 0,305 -4,233 0,333 -4,030 0,145 0,277 13,655 19,542 D13 -1,362 -11,971 -1,667 -12,428 0,279 0,579 19,392 28,333 D17 -2,029 4,252 -2,800 5,790 1,390 1,425 20,544 32,339 D21 0,905 -2,795 0,600 -2,984 0,601 0,826 15,939 20,672 D27 1,238 6,947 1,467 7,111 1,561 1,852 37,949 51,213 Dòng D2 và D27 có khả năng kết hợp chung cao về năng suất hạt nhưng khả năng kết hợp về tính chín sớm không cao. Các dòng có khả năng kết hợp chung mang giá trị âm thấp về tính chín sớm như D5 và D13 nhưng KNKH chung ở tính trạng năng suất hạt cũng thấp. Duy nhất dòng D17 vừa có khả năng kết hợp chung về năng suất hạt cao đồng thời cũng có KNKH chung về tính chín sớm mang giá trị âm thấp. Như vậy, D17 là dòng có giá trị cao trong công tác chọn tạo giống ngô lai chín sớm. 3.2.2.2. Kết quả thí nghiệm luân giao II Chỉ có 6 tổ hợp cho năng suất cao hơn LVN99 ở cả 2 vụ đó là: D30 x D37, D46 x D49, D30 x D49, D30 x D46, D37 x D46 và D33 x D37, trong đó năng suất cao nhất là D30 x D37. Tổng hợp các giá trị KNKH chung (ĝi) và phương sai KNKH riêng ( sij) ở tính trạng TGST và năng suất hạt của các dòng nhóm II tại Bảng 2 3.38 cho thấy dòng D30, D46 và D49 có khả năng kết hợp chung cao ở tính trạng năng suất hạt nhưng lại có khả năng kết chung thấp về tính chín sớm (ĝi có giá trị dương cao). Dòng D44 và dòng D55 có khả năng kết hợp chung về tính chín sớm cao (ĝi có giá trị âm thấp) nhưng có khả năng kết hợp chung ở tính trạng năng suất thấp. Duy nhất dòng D37 vừa có khả năng
18 kết hợp chung cao ở tính trạng năng suất hạt vừa có khả năng kết hợp chung cao về tính chín sớm, đây là dòng có giá trị cao trong công tác chọn tạo giống ngô lai chín sớm. Bảng 3.38. Giá trị KNKH chung (ĝi) và phương sai KNKH riêng (2sij) ở tính trạng TGST và năng suất của các dòng nhóm II tại Thái Nguyên năm 2011 2 sij 2 sij 2 sij 2 sij ĝi ĝi ĝi NS ĝi NS TGS TSG NS NS TGS TGS Dòn vụ vụ T vụ T vụ vụ vụ T vụ T vụ g Xuân Đông Xuâ Đôn Xuâ Đôn Xuân Đông 2011 2011 n g n g 2011 2011 2011 2011 2011 2011 D30 0,943 6,986 0,629 6,821 0,381 0,360 45,797 37,365 D33 1,076 -4,392 1,162 -3,672 0,190 0,214 85,717 86,397 D37 -1,324 10,108 -0,838 11,318 0,310 0,650 27,674 19,958 D44 -1,657 -9,384 -1,571 -9,706 1,287 0,918 68,216 54,215 D46 1,076 2,655 0,762 2,840 0,750 0,740 38,668 40,156 D49 1,610 5,627 1,162 4,921 0,256 0,321 129,010 126,375 D55 -1,724 -11,601 -1,305 -12,522 0,745 0,508 71,466 62,824 3.2.3. Kết quả nghiên cứu mối tương quan giữa các tính trạng trong thí nghiệm luân giao Thời gian sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất như: chiều dài bắp, đường kính bắp, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt và tỷ lệ hạt/bắp có mối tương quan không đáng kể. Hệ số tương quan giữa thời gian sinh trưởng với năng suất mang giá trị dương nhưng không cao ở cả 2 vụ và 2 bộ thí nghiệm, vụ Xuân r = 0,226 và 0,344, vụ Đông r = 0,213 và 0,309. Như vậy, năng suất hạt có mối tương quan thuận với thời gian sinh trưởng nhưng không chặt, do đó vẫn có thể chọn tạo ra những giống ngô lai có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng năng suất tương đương hoặc cao hơn các giống dài ngày. Kết quả này cũng giống với kết luận của Nguyễn Thị Bính, 2004. Mối tương quan giữa năng suất với các tính trạng hình thái cây như: chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá không thể hiện rõ ràng. Tuy nhiên, giữa năng suất với các yếu tố cấu thành năng suất như: chiều dài bắp,