Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: 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

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích cơ bản của luận án này là 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 kích 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.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: 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

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 CHUYÊN 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 bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học 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
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngô (Zea mays L.) có nguồn gốc ở Mexico cách đây 7000 năm và châu Mỹ là quê hương chuyển ngô thành nguồn lương thực tốt hơn cho con người. Hạt ngô chứa xấp xỉ 72% tinh bột, 10% protein và 4% chất béo, nó 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 Mỹ, 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 ngô được 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 Mỹ khoảng 14%, Trung Quốc khoảng 40% và chỉ có Ai Cập cao nhất là 100%. Còn lại, các nước khác trên thế giới chỉ khoảng 10% diện tích trồng ngô là có tưới. Thống kê 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 nó đến cuộc sống của con người ở những vùng ngô được sử dụng làm lương thực hàng ngày, như sa mạc Châu Phi và 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 tỷ đô la (Doug, 2012). Vì thế, chọn giống ngô chống chịu hạn vẫn đóng vai trò vô 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 nề đến năng suất và sản lượng của các vùng trồng ngô trên thế giới. Các phương pháp nhận biết và phát triển ngô lai chịu hạn là mục tiêu quan trọng của các nhà nghiên cứu. Những cố gắng của các nhà tạo giống cơ 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 có thể nhận biết ở các dòng thuần bố mẹ và khả năng di truyền của chúng cho con cái là tổ hợp lai giữa các bố mẹ chịu hạn (Meghyn, 2010). Mở rộng nền di truyền bằng tạo ra nguồn vật liệu di truyền chịu hạn là tiềm năng to lớn để tạo ra giống ngô chịu hạn, đặc biệt quan trọng với điều kiện môi trường khắc nghiệt ở các nước đang phát triển (Weiwei et al., 2011). Diện tích trồng ngô ở Việt Nam chủ yếu trên đất dốc của vùng núi, nơi không có hệ thống tưới tiêu do vậy canh tác ngô chủ yếu là 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 ở miền núi trên đất dốc canh tác hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa, nên thường 1
xuyên gặp bất thuận thiếu hụt nước giai đoạn đầu và cuối của cây ngô, bởi vì giai đoạn này lượng mưa thấp nhất. Để giảm ảnh hưởng của hạn đến sản xuất ngô Viện Nghiên cứu Ngô đã nghiên cứu quản lý và chọn giống chịu hạn đã thu được những kết quả đáng ghi nhận. Tuy nhiên các giống chịu hạn vẫn còn hạn chế và 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 rõ nét, những ảnh 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 là chọn giống cây trồng chống chịu và thích nghi với các điều kiện bất thuận. Ở vùng Trung du và Miền núi phía Bắc, ngô là cây lương thực chính chỉ đứng sau cây lúa. Năm 2015, diện tích ngô là 519,3 nghìn ha (Tổng cục Thống kê, 2015). Sản xuất ngô chủ yếu trên đất dốc và nhờ nước trời (chiếm khoảng 80% diện tích). 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 cả nước. Năng suất ngô của vùng này đạt thấp như vậy là do thiếu bộ giống ngô thích hợp với điều kiện của vùng. Nhu cầu giống ngô lai mới của vùng Trung du và Miền núi phía bắc là rất lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu chọn các giống ngô ngắn ngày, chịu hạn, năng suất cao cho vùng là cần thiết và cấp bách. 1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Phát triển tập đoàn dòng đời thấp và chọn lọc và chọn lọc một số dòng thuần có 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 lượng, 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 kích 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 thụ phấn cưỡng bức từ 32 dòng tự phối đời S3- S4 ban đầu phát triển từ nguồn gen có nguồn gốc địa phương và nhập nội về các đặc điểm nông sinh học, năng suất và khả năng chịu hạn. Thử khả năng kết hợp và đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp lai ưu tú trong điều kiện nhân tạo và canh tác nhờ nước trời. Nghiên cứu khả năng thích nghi, khả năng kích tạo đơn bội của dòng kích tạo đơn bội UH400 để phát triển dòng đơn bội kép đối với các dòng ngô nhiệt 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 ở miền Bắc, Việt Nam. Phát triển được 30 dòng tự phối, đã chọn được 4 dòng (D5, D14, D22 và D28) chịu hạn và có khả năng kết hợp cao về năng suất. 2
Tạo được 2 tổ hợp lai (THL1, THL8) ưu tú, năng suất cao chống chịu tốt, thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời có thể phát triển thành giống mới phục vụ sản xuất. Khẳng định UH400 có khả năng thích nghi và 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 về nước 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 có khả năng thích nghi và kích tạo đơn bội với các dòng ngô nhiệt đới có thể sử dụng để phát triển dòng thuần nhanh hơn ở ngô. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Đã xác định được 4 dòng tự phối có khả năng sử dụng trong chương trình chọn tạo giống ngô lai cho các điều kiện canh tác ngô nhờ nước trời. Chọn tạo được 2 tổ hợp lai ưu tú 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 kép 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 và thảo luận 94 trang, Phần 5-Kết luận và kiến nghị 1 trang. Luận án gồm 71 bảng số liệu, 8 hình minh họa, tham khảo 147 tài liệu trong đó có 18 tài liệu tiếng việt và 129 tài liệu tiếng anh, ngoài ra có 5 phụ lục ghi rõ 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 là lương thực quan trọng của nhiều nước, lương thực là quyền cơ bản nhất của con người. Ngô là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất và đứng thứ 3 sau lúa nước và lúa mỳ, như là nguồn cung cấp calo hàng ngày cho người dân ở 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 và Mỹ La Tinh (CIMMYT and IITA, 2011). 2.1.2. Sản xuất ngô trên thế giới Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình của 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 3
tấn lên 1.038,28 triệu tấn (gấp 4,96 lần), diện tích tăng từ 105,55 triệu lên 183,32 triệu hecta (hơn 1,75 lần) (FAO, 2014). Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961- 2014 Chỉ tiêu Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 1961 105,55 19,42 205,02 1971 118,19 26,53 313,62 1975 121,48 28,13 341,75 1990 131,04 36,89 483,37 2000 137,00 43,25 592,48 2001 137,52 44,76 615,53 2002 137,61 43,96 604,87 2003 144,70 44,59 645,16 2004 147,45 49,43 728,97 2005 148,04 48,21 713,68 2006 146,74 48,17 706,85 2007 158,39 49,88 790,16 2008 162,69 51,06 830,61 2009 158,74 51,67 820,20 2010 164,03 51,89 851,26 2011 171,69 51,70 887,66 2012 179,22 48,99 877,92 2013 185,12 55,00 1.018,11 2014 183,32 56,63 1.038,28 Nguồn: FAOSTAT (2014) 2.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Sản xuất ngô của nước ta tăng nhanh về diện tích, năng suất và sản lượng trong giai đoạn 2000 – 2015. Từ năm 2000, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt. Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác. Năm 2015, diện tích ngô tăng đáng kể, đạt khoảng 1.179,3 nghìn ha, tăng xấp xỉ 61,5% so với năm 2000. Về năng suất, sau 10 năm kể từ năm 2005 đã tăng từ 36,0 tấn/ha lên 44,8 tấn/ha (tăng 24,4% so với năm 2003). Tổng sản lượng ngô sơ bộ của cả nước năm 2014 đạt trên 5,2 triệu tấn, tăng 65,6 % so với năm 2004 (Tổng cục Thống kê, 2015). 2.2. ĐA DẠNG NGUỒN GEN VÀ DI TRUYỀN CHỊU HẠN Ở NGÔ 2.2.1. Nghiên cứu đa dạng nguồn gen ngô trên thế giới Nguồn gen ngô có tầm quan trọng to lớn đối với đa dạng sinh học, đa dạng di truyền và chọn tạo giống nên được quan tâm thu thập, bảo tồn và sử dụng. Bảo tồn được thực hiện với cả hai phương thức là bảo tồn in - situ và ex - situ. Trung tâm phát triển ngô và lúa mỳ Quốc tế CIMMYT vẫn đang cố gắng tiếp tục thu thập và 4
bảo tồn nguồn gen ngô theo mục tiêu và các hướng chính như: thu thập nguồn gen ngô bản địa đại diện cho châu Mỹ La Tinh như là một điểm tài nguyên di truyền của cây ngô, tiếp tục hợp tác với các quốc gia ở Mỹ La Tinh và các vùng khác trên thế giới để thu thập, nhân và bảo tồn đa dạng giống bản địa. Nhận biết và bảo tồn đa dạng các giống bản địa của Châu Phi, Châu Á bởi vì chúng là những nguồn gen duy nhất có khả năng thích nghi với khí hậu và thổ nhưỡng của vùng Nhiệt đới, Á nhiệt đới và vùng cao (Taba et al., 2004). 2.2.2. Đa dạng nguồn gen ngô của Việt Nam Nguồn gen ngô của miền núi phía bắc Việt Nam rất đa dạng, thu thập trên phạm vi một huyện ở tỉnh Điện Biên các nhà nghiên cứu có 24 mẫu giống ngô. Phân loại các mẫu giống ngô thu thập được theo phân bố địa lý, dân tộc và phân loại thực vật kết quả cho thấy các xã vùng sâu, vùng xa Việt Nam có bộ giống ngô rất đa dạng, phân bố theo tiểu vùng sinh thái và dân tộc đây là một điểm chú ý nghiên cứu nguồn gen thực vật nói chung và nguồn gen ngô nói riêng (Vũ Văn Liết và Đồng Huy Giới, 2006). 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT TRIỂN DÒNG THUẦN CHO TẠO GIỐNG NGÔ ƯU THẾ LAI CHỊU HẠN Một số phương pháp tạo dòng thuần đã được các nhà khoa đề xuất sử dụng như: + Phương pháp chuẩn: Do Shull đề xuất sử dụng (1909, 1910) + Phương pháp cận phối (sib hoặc fullsib); Phương pháp thuần hoá tích hợp; Chọn tạo dòng tương đồng; Phương pháp lai trở lại... Ngoài các phương pháp tạo dòng truyền thống như ở trên, một số phương pháp tạo dòng thuần mới đã được phát triển như chọn lọc giao tử, tạo dòng đơn bội kép bằng nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh, hay phương pháp tạo dòng đơn bội kép in vivo sử dụng dòng kích tạo đơn bội… 2.4. CÁC NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ CHỐNG CHỊU HẠN Việt Nam cũng đã xác định được một số chỉ thị SSR liên kết với các gen chịu hạn và một số chỉ thị liên quan đặc tính chịu hạn ở ngô (Bùi Mạnh Cường, 2013). Nguồn gen ngô địa phương Việt Nam rất đa dạng cần khai thác và sử dụng trong chọn tạo giống ngô thích ứng với các điều kiện sinh thái khác nhau cũng đã được quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam. Vũ Văn Liết và cs. (2013) đã thực hiện đề tài “Chọn lọc dòng ngô có khả năng chịu hạn dựa trên kiểu hình và marker phân tử”. Hai mươi tám dòng tự phối của ngô có nguồn gốc khác nhau được đánh giá để chọn dòng bố mẹ có khả năng chịu hạn phục vụ cho tạo giống ngô ưu thế lai. Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn được trồng trong chậu plastic. Sử dụng marker phân tử SSR để dò tìm các gen và QTL (locus tính trạng số lượng) điều khiển một số tính trạng liên quan đến khả năng chịu hạn với 3 cặp mồi: UMC1862 dò tìm QTL điều khiển năng suất ngô dưới điều kiện bất thuận nước (YS), UMC2359 dò tìm QTL 5
điều khiển chỉ số chống chịu bất thuận nước (STI), NC133 dò tìm QTL điều khiển di truyền khả năng chống chịu bất thuận nước (TOL). Kết quả dựa trên đánh giá kiểu hình và marker phân tử đã chọn ra 5 dòng TP17, TP12, TP2, TP5 và TP24 ưu tú có thể sử dụng để lai thử khả năng kết hợp chọn tạo giống ngô lại chịu hạn. Qua các kết quả về nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam có thể thấy nhu cầu sử dụng ngô ngày một tăng, đặc biệt là nhu cầu cho ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi (theo Bộ NN & PTNT sáu tháng đầu năm 2016, Việt Nam đã chi tới hơn 650 triệu USD, tương đương hơn 14.650 tỉ đồng để nhập 3,3 triệu tấn ngô). Tuy nhiên các nghiên cứu ngô ở Việt Nam còn hạn chế, các giống ngô lai mới tạo ra còn ít chưa đủ đáp ứng cho thị trường. Mặt khác ngô ở Việt Nam chủ yếu được trồng ở miền núi nơi khó khăn về nước tưới, những giống đang sử dụng ở miền núi vẫn chủ yếu là giống địa phương, năng suất thấp, giống thụ phấn tự do cải tiến và một số giống lai của các công ty nước ngoài sản xuất với giá thành cao. Từ thực tế đó, nghiên cứu và chọn tạo các giống ngô lai chất lượng tốt, năng suất cao, phù hợp với điều kiện canh tác của từng vùng là một vấn đề rất cần thiết đối với các nhà chọn tạo giống ở Việt Nam. PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Nghiên cứu được tiến hành tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Khoa Công nghệ Sinh học, Phòng thí nghiệm Dự án JICA– Học Viện Nông nghiệp Việt Nam. Thời gian nghiên cứu từ năm 2012 đến năm 2016. 3.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Vật liệu là 32 dòng ngô tự phối đời S3 – S4 phát triển từ các giống ngô có nguồn gốc địa phương và nhập nội do Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam cung cấp, giống đối chứng là LCH9, VN8960 và DK 9901. 3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Đánh giá các dòng tự phối ngô đời thấp về đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu, năng suất và chịu hạn qua các thí nghiệm đồng ruộng, nhà lưới, chậu vại, chỉ thị phân tử và đánh giá khả năng kết hợp chung sớm tại Gia Lâm, Hà Nội Nội dung 2: Phát triển dòng thuần, đánh giá dòng tự phối đời cao tại Gia Lâm, Hà Nội. Lai thử khả năng kết hợp riêng đối với các dòng tuyển chọn bằng lai diallel theo mô hình Griffing 4 Nội dung 3: Đánh giá các dòng bố mẹ và tổ hợp lai tại Gia Lâm, Hà Nội. Khảo nghiệm các tổ hợp lai ưu tú tại môi trường canh tác nhờ nước trời ở Mai Sơn, Sơn La Nội dung 4: Tạo và phát triển các dòng đơn bội kép bằng kích tạo đơn bội, sử dụng dòng UH400 tại Gia Lâm, Hà Nội 6
3.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.4.1. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng, đánh giá dòng tự phối thế hệ S3-S4 và thí nghiệm so sánh Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá 32 dòng tự phối thế hệ S3-S4 + Thí nghiệm bố trí mạng lưới (Lattice) sử dụng đánh giá 32 dòng tự phối thế hệ S3-S4 theo IPGRI năm 2001, diện tích ô thí nghiệm 14m2, 2 lần lặp lại, đố i chứng là VN8960, LCH9. Sơ đồ thí nghiệm tóm tắt như sau: (Ghi chú: A, B, C...: Vật liệu nghiên cứu) Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện năm 2012 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng. + Thí nghiệm so sánh cơ bản các tổ hợp lai Thí nghiệm bố trị khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) theo phương pháp của (Gomez, 1984); 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm 14m2, đối chứng LCH9, VN8960. Thí nghiệm đánh giá các THL ưu tú tại môi trường mục tiêu canh tác nhờ nước trời (Mai Sơn, Sơn La) vụ Xuân Hè 2016. Thí nghiệm bố trí bố trí khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 01 - 56: 2011/ BNNPTNT), 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm 14m2, đối chứng LCH9 và DK9901. 3.4.2. Phương pháp thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn của dòng tự phối và tổ hợp lai + Đánh giá chịu hạn giai đoạn cây con của ngô trồng trong chậu vại theo phương pháp của (Camacho et al., 1994) Bố trí thí nghiệm chậu plastic trong nhà có mái che, ba lần nhắc lại. mẫu được trồng trong chậu plastic lớn có thể rút được nước (chậu cao 35 cm, đường kính 20 cm), mỗi mẫu được trồng trong 3 chậu, mỗi chậu 3 cây. Các chậu đặt trong nhà có mái che, tưới nước ẩm. Ngừng tưới nước, gây hạn 10 ngày thì thu mẫu. Thu mẫu sau gieo 4 tuần bằng cách nhổ cả cây và rễ để đánh giá các chỉ tiêu: Diện tích lá/cây; thể tích rễ = V (tổng) - V (nước); Chiều dài rễ dài nhất; Chiều cao cây; Khối lượng rễ tươi; Khối lượng rễ khô; Khối lượng thân khô; Tỷ lệ RDW/SDW (khối lượng rễ khô/khối lượng thân tươi). + Đánh giá chịu hạn ở các giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau trong nhà có mái che theo phương pháp của (Pervez et al., 2002) Bố trí thí nghiệm tuần tự theo thời điểm (thời vụ) gieo khác nhau trong nhà có mái che tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng. Vật liệu nghiên cứu gồm 32 dòng ngô đời S3 - S4, đố i chứng là VN8960 và LCH9. Các dòng trồng 4 thời vụ, thời vụ 1 gieo ngày 2/3 và cứ sau 10 ngày gieo các thời vụ tiếp theo. Mỗi thời vụ trồng 2 hàng chiều dài 5m. Gây hạn tại thời vụ 1 đã vào chắc, thời vụ 2 vào giai 7
đoạn trỗ cờ- phun râu và thời vụ 3 giai đoạn cây xoắn nõn và thời vụ 4 giai đoạn 7 – 9 lá, sau gây hạn tưới trở lại và theo dõi đánh giá khả năng chịu hạn dựa trên các chỉ tiêu chính gồm độ cuốn lá, độ tàn lá, chênh lệc trỗ cờ phun râu, năng suất và yếu tố tạo thành năng suất. Các chı̉ số đánh giá chiụ ha ̣n. Chỉ số mẫn cảm hạn (Stress Susceptibility Index) của Fischer and Maurer (1978).   Ys  SSI = 1 −   / SI    Y p  Trong đó SI =1 (Ys / Yp ) Chỉ số chịu bất thuận hạn (Stress Tolerance Index) của Fernandez (1992). STI = (Y p −Y s ) (Y ) p 2 Chỉ số chịu hạn : Theo CIMMYT (Fischer et al., 1983; Zadi, 2000). Có thể đánh giả khả năng chịu hạn (DI) theo công thức Ys / Yp DI = Ys / Yp Trong đó SSI = chı̉ số mẫm cảm với ha ̣n STT= Chı̉ số chiụ bấ t thuâ ̣n Yp = Năng suấ t trong điề u kiê ̣n có tưới Ys = Năng suấ t trong điề u kiê ̣n bất thuâ ̣n Y p = Năng suấ t trung bı̀nh trong điề u kiê ̣n có tưới Ys = Năng suấ t trung bı̀nh trong điề u kiê ̣n bấ t thuâ ̣n + Dò tìm QTL kiểm soát một số tính trạng chịu hạn bằng chỉ thị phân tử SSR theo Mohammadreza (2011). Bảng 3.1. Tên và trình tự mồi Tên mồi Trình tự mồi Dò tìm QTL umc1719 Forward: CCTGGAAGCACCACTGATACTAGC Chỉ số chịu hạn Reverse: AGCTCCAGCCTGCCTACCAG nc133 Forward: AATCAAACACACACCTTGCG Khả năng chịu hạn Reverse: GCAAGGGAATAAGGTGACGA umc1432 Forward: GGCCATGATACAGCAAGAAATGAT Năng suất dưới điều Reverse: TACTAGATGATGACTGACCCAGCG kiện hạn umc1447 Forward: TAATACTCCTACTAACGGCGCTGC Chỉ số chịu bất thuận Reverse: TCTGTCTCCCATGCCTGAAATAAT hạn umc2359 Forward: CTGGATCAGATGAAAAAGAAGGGA Năng suấ t trung bı̀nh Reverse: GCCTGACATGAATGTTACATGAGC dưới điều kiện hạn, chỉ số chịu bất thuận umc1862 Forward: ATGGGCACATGAAAAAGAGACATT Năng suất dưới điều Reverse: CCCATGAGAAGAGTGAAGACAACA kiện hạn 8
Tách chiết DNA từ 3 lá non của cây ở giai đoạn 4 đến 5 lá thật bằng phương pháp CTAB (cetyl trimethylammonium bromide - CTAB) cải tiến của (Nobuo et al., 1998); Số lượng và chất lượng DNA đánh giá trên máy quang phổ UV – spectrophotometer. Sử sụng 10µl hỗn hợp DNA của các cá thể, 10µl tổng số thể tích DNA phản ứng PCR cho vào đệm phản ứng 1X PCR chứa 2,0mM MgCl2; 0,2mM dNTP mix; 0,4µM mỗi bộ primer 0,5 U Taq DNA polymerase (SIGMA) và điều chỉnh đến 10µl bằng nước cất 2 lần (dd H2O). Khuếch đại trong máy PCR với chu kỳ nhiệt như sau chu kỳ 1: làm biến tính tại 94oC trong 5 phút, tiếp theo 35 chu kỳ tại nhiệt độ 94oC trong 30 giây, nhiệt độ 55oC trong 1 phút và 72oC trong 1 phút và 30 giây, cuối cùng là chu kỳ mở rộng tại 72oC trong 10 phút. Sản phẩm khuếch đại đưa vào các giếng của bản agarose 2,0% trong đệm 1X TBE (89 mM Tris, 89 mM Boric acid và 2,5 mM EDTA pH 8,0), chứa 0,15 µg/µl Ethidium Bromide. Điện di ở hiệu điện thế 100V, thời gian 90 phút, soi bản gel trên đèn UV và chụp ảnh. 3.4.3. Phương pháp phát triển dòng thuần + Phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn cưỡng bức, theo phương pháp của (Shull, 1909) + Phương pháp tạo dòng đơn bội kép Đánh giá tỷ lệ kích tạo hạt đơn bội theo dõi các chỉ tiêu: Số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, số hạt đơn bội dựa trên chỉ thị hình thái R1 –nj (màu tía nội nhũ đỉnh hạt), số hạt tự thụ (không có màu tía cả nội nhũ và phôi), số hạt lai F1 (có màu tía ở cả nội nhũ và phôi theo phương pháp của Andrés and Hartwig (2010) và tính tỷ lệ hạt đơn bội = số hạt đơn bội/tổng số hạt/bắp. Hình 3.1. Nhận biết hạt đơn bội thông qua chỉ thị hình thái + Nhận biết các dòng đơn bội kép bằng chỉ thị phân tử Nhân đôi bộ nhiễm sắc thể đơn bội bằng colchicine theo bài giảng của Schipprack đại học Hohenhiem, 2012. Hạt cho nảy mầm, cắt đỉnh mầm những vào dung dịch colchicine nồng độ 0,06%. Đặt các bình xử lý vào điều kiện tối và ở nhiệt độ phòng. Sau đúng 8 giờ tại nhiệt độ phòng và tối chuyển hạt nảy mầm từ dung dịch xử lý ra hộp rửa dưới vòi nước sạch trong 30 phút. Giữ độ ẩm mầm đến khi nhúng vào dung dịch và sau khi xử lý cũng giữ ẩm đến khi trồng. Hạt sau xử lý trồng vào khay trồng là các khay có hốc nhỏ, cho vào các hốc khoảng ½ đất và tưới. Sau khoảng 10 ngày, cây ở giai đoạn 3 lá có thể trồng ra ngoài ruộng. Tiến hành chăm sóc, theo dõi tất cả các cây trồng trên đồng ruộng. Bao cách ly và thụ phấn bắt buộc cho các cây trong thí nghiệm. Đánh giá khả năng lưỡng bội hóa 9
thông qua những chỉ thị hình thái nhất định. Bảng 3.2. Tên và trình tự mồi Mồi Trình tự Lặp Bin bnlg1175 Left End: ACTTGCACGGTCTCGCTTAT (bmc1175 forward) Repeat: 2.04 Right End: GCACTCCATCGCTATCTTCC (bmc1175 reverse) AG(38) bnlg1520 Left End: TCCTCTTGCTCTCCATGTCC (bmc1520 forward) Repeat: RightEnd: ACAGCTGCGTAGCTTCTTCC (bmc1520 reverse) AG(22) 2.09 bnlg1233 LeftEnd: GAACACCAGAGGAGAGTGGG (bmc1233 forward) Repeat: 2.08 Right End: TTCACTTGTCCACCACTGGA (bmc1233 reverse) AG(24) bnlg1258 LeftEnd: GGTGAGATCGTCAGGGAAAA (bmc1258 forward) Repeat: 2.08 Right End: GAGAAGGAACCTGATGCTGC(bmc1258 reverse) AG(24) bmc1714 Left End: CATCATGGAGGCATATGTCG AG(25) 9.04 Right End: ACACATTTAGACCCACCCCA 3.4.4. Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp + Đánh giá KNKH chung bằng lai đỉnh theo Kempthorne (1957) Đánh giá KNKH chung (GCA) bằng lai đỉnh các dòng hai cây thử DT3 và KE5 do viện Nghiên cứu và Phát triển cây trổng cung cấp. Lai 32 dòng tự phối đời S3-S4 với 2 cây thử tạo ra 64 THL đỉnh, đối chứng là LCH9 đưa vào thí nghiệm đánh giá KNKH chung. + Đánh giá khả năng kết hợp riêng theo mô hình Griffing 4 Đánh giá khả năng kết hợp riêng bằng lai các dòng thuần đã được đánh giá chọn lọc theo mô hình Griffing 4, lai một chiều không tự phối. Kết quả chọn các dòng và sơ đồ lai như sau: Bảng 3.4. Sơ đồ lai Griffing 4 của 6 dòng và kí hiệu các THL D5 D22 D23 D9 D14 D28 D5xD22 D5xD23 D5xD9 D5xD14 D5xD28 D5 (THL1) (THL2) (THL3) (THL4) (THL5) D22xD23 D22xD9 D22xD14 D22xD28 D22 (THL6) (THL7) (THL8) (THL9) D23xD9 D23xD14 D23xD28 D23 (THL10) (THL11) (THL12) D9xD14 D9xD28 D9 (THL13) (THL14) D14xD28 D14 (THL15) D28 3.4.5. Phân tích đa dạng di truyền của 30 dòng tự phối đời cao dựa trên đặc điểm hình thái Đánh giá đa dạng di truyền trên 11 tính trạng: Năng suất thực thu, KL1000, ASI, số hàng hạt, số hạt trên hàng, đường kính bắp, chiều dài bắp, LAI, thời gian sinh trưởng, sô lá cuối cùng, chiều cao cây. 3.5. CHỈ TIÊU THEO DÕI CÁC THÍ NGHIỆM Các chỉ tiêu theo dõi được tiến hành theo hướng dẫn đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm của CYMMYT theo quy phạm khảo nghiệm giống ngô Quốc gia QCVN 01- 56: 2011/BNNPTNT. 10
Chỉ tiêu sinh trưởng, chỉ tiêu hình thái, chỉ tiêu về chống chịu, chỉ tiêu về năng suất và yếu tố cấu thành năng suất. - Đánh giá đặc điểm chịu hạn trên đồng ruộng: + Độ cuốn lá: Xác định độ cuốn lá bằng thang điểm từ 1- 5 (Điểm 1: Không cuốn, Điểm 2: Bắt đầu cuốn, Điểm 3: Cuốn hình chữ V, Điểm 4: Lá cuốn tròn lại, Điểm 5: Lá cuộn tròn như lá hành). + Độ tàn lá: Quan sát chung triệu chứng của lá trong một ô trên cơ sở tổng diện tích lá bị khô để cho điểm. Một hệ thống thang điểm thông dụng là từ 1 - 10 điểm: 1
đoạn từ 7 – 9 lá đến thời kỳ bắt đầu vào chắc ảnh hưởng tiêu cực đối với các dòng, và so sánh với điều kiện đủ nước, phân tích các chỉ số chịu hạn nhận biết 15 dòng có khả năng chịu hạn và có các đặc điểm nông học khác phù hợp là: H28, H4, H14, H6, H23, H17, H7, H24, H15, H30, H20, H18, H29, H21 và H19. 4.1.4. Dò tìm QTL kiểm soát một số tính trạng chịu hạn bằng chỉ thị phân tử SSR Dò tìm QTL liên quan đến khả năng chịu hạn của 32 các dòng tự phối đời S3- S4 và 2 đối chứng với 6 cặp mồi đặc hiệu là umc1862, umc1432, umc1719 dò tìm QTL điều khiển năng suất ngô dưới điều kiện bất thuận nước (Ys), cặp mồi nc133 dò tìm QTL điều khiển di truyền khả năng chống chịu bất thuận nước (TOL), cặp mồi umc2359, umc1447 dò tìm QTL điều khiển chỉ số chống chịu bất thuận nước (STI), chỉ số mẫn cảm hạn (SSI) trên cơ sở tham khảo kết quả nghiên cứu của của Mohammadreza (2011). Kết quả điện di trên gel agarose đối chứng là LCH9 và VN8960, Ladder (M) 10000bp (hình 4.1). Hình 4.1. Sản phẩm PCR với mồi umc1862, umc2359, nc133, umc1432, umc1447, umc1719 của 32 dòng tự phối và 2 đối chứng trên gel Agarose 2% Kết quả dò tìm QTL liên quan đến chỉ số chịu hạn đã nhận biết 20 dòng tự phối mang QTL là H1, H3, H4, H6, H7, H13, H14, H15, H17, H18, H19, H20, H21, H23, H24, H26, H27, H28, H29 và H30. 4.1.5. Đánh giá khả năng kết hợp chung Năng suất thực thu có sự chênh lệch về năng suất thực thu của các THL giữa 32 dòng với 2 cây thử. Các THL của KE5 có năng suất thực thu trung bình cao hơn hẳn so với năng suất THL của DT3. Năng suất thực thu giữa các THL biến động từ 31,07 – 87,11 tạ/ha. 21 THL có năng suất thực thu cao hơn đối chứng H15xKE5 12
(87,11 tạ/ha), H17xKE5 (83,72 tạ/ha), H18 × KE5 (79,38 tạ/ha)…. Đối chứng LCH9 có năng suất thực thu đạt 65,3 tạ/ha. Một số THL thuộc nhóm năng suất thấp như: H12xDT3(31,07 tạ/ha), H2xDT3(34,93 tạ/ha), .… Bảng 4.1. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai Số KL Số KL Số hạt/ NSTT Số hạt/ NSTT THL bắp/ 1000 THL bắp/ 1000 hàng (tạ/ha) hàng (tạ/ha) cây (g) cây (g) H1xDT3 23,65 1,0 260,52 49,57 H1xKE5 27,45 1,0 316,29 61,71 H2xDT3 17,65 1,0 201,54 34,93 H2xKE5 28,90 1,0 324,91 70,22 H3xDT3 27,60 1,0 220,27 47,48 H3xKE5 27,80 1,0 264,80 63,86 H4xDT3 23,60 1,1 260,00 35,85 H4xKE5 31,15 1,1 305,81 72,39 H5xDT3 13,90 1,0 207,18 49,38 H5xKE5 24,10 1,0 263,34 67,66 H6xDT3 22,85 1,1 228,62 46,87 H6xKE5 32,15 1,0 271,72 69,93 H7xDT3 26,85 1,1 216,97 49,15 H7xKE5 29,35 1,1 313,72 61,25 H8xDT3 28,35 1,0 243,43 44,71 H8xKE5 30,30 1,0 324,38 60,17 H9xDT3 22,00 1,0 252,56 50,87 H9xKE5 28,50 1,0 294,16 72,59 H10xDT3 25,30 1,1 214,51 48,52 H10xKE5 25,00 1,0 247,46 51,39 H11xDT3 22,95 1,0 257,89 44,12 H11xKE5 25,05 1,0 313,96 61,27 H12xDT3 19,60 1,0 216,18 31,07 H12xKE5 27,40 1,1 262,63 57,33 H13xDT3 24,90 1,0 238,62 49,29 H13xKE5 29,10 1,0 307,60 75,60 H14xDT3 27,55 1,1 254,55 54,63 H14xKE5 32,85 1,1 308,12 74,23 H15xDT3 23,90 1,0 242,14 49,16 H15xKE5 31,15 1,1 337,76 78,11 H16xDT3 26,55 1,0 239,48 51,04 H16xKE5 29,95 1,0 317,63 63,41 H17xDT3 26,35 1,1 227,71 55,94 H17xKE5 30,15 1,1 344,58 76,72 H18xDT3 28,75 1,0 208,58 46,36 H18xKE5 30,90 1,0 302,93 74,38 H19xDT3 29,90 1,0 216,90 54,17 H19xKE5 29,35 1,0 263,10 60,85 H20xDT3 27,15 1,0 220,43 53,09 H20xKE5 30,90 1,0 327,49 72,06 H21xDT3 24,55 1,0 280,57 57,34 H21xKE5 27,70 1,1 314,42 70,21 H22xDT3 24,42 1,0 283,31 39,39 H22xKE5 25,95 1,0 326,71 73,04 H23xDT3 28,20 1,0 227,98 55,28 H23xKE5 30,21 1,0 229,24 74,52 H24xDT3 29,10 1,0 239,20 56,19 H24xKE5 28,75 1,2 277,18 73,57 H25xDT3 25,34 1,0 262,71 50,73 H25xKE5 31,55 1,0 331,53 65,92 H26xDT3 26,75 1,0 226,37 49,02 H26xKE5 28,70 1,0 309,63 72,11 H27xDT3 25,10 1,0 233,52 37,86 H27xKE5 30,95 1,0 340,42 76,89 H28xDT3 24,28 1,1 242,01 55,53 H28xKE5 33,35 1,0 314,92 73,49 H29xDT3 19,80 1,0 293,70 40,96 H29xKE5 29,55 1,0 338,10 60,18 H30xDT3 21,40 1,0 228,86 41,69 H30xKE5 31,35 1,0 290,00 59,96 H31xDT3 23,14 1,0 223,00 41,73 H31xKE5 29,55 1,0 319,73 61,07 H32xDT3 22,16 1,0 267,55 38,09 H32xKE5 27,52 1,0 308,75 62,17 LCH9(ĐC) 28,20 1,1 312,5 61,3 DT3 23,40 1,0 239,60 31,14 KE5 24,85 1,0 347,39 64,06 CV% 3,7 6,5 4,8 3,7 6,5 4,8 LSD 0,05 5,9 4,5 3,2 5,9 4,5 3,2 13
Đánh giá KNKH chung của 32 dòng tự phối đời S3-S4 với 2 cây thử cho thấy: KNKH chung của các dòng với cây thử KE5 cho năng suất và chất lượng cao hơn so với KNKH giữa các dòng với cây thử DT3. Mười năm dòng tự phối đời S3- S4 có KNKH chung dương, trong đó những dòng có KNKH chung cao là H4, H6, H14, H15, H17, H23, H24, H28, H13, H16, H21, H26, H27, H18 và H9 được đánh giá là những dòng triển vọng, có thể tiếp tục sử dụng trong công tác chọn tạo giống. NSTT NSTT 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 -5 -10 -15 Hình 4.2. Khả năng kết hợp chung về năng suất của 32 dòng ngô đời S3-S4 Trên cơ sở đánh giá nguồn dòng ban đầu là các dòng ngô địa phương và nhập nội bằng các thí nghiệm (đồng ruộng, chậu vại, nhà lưới và chỉ thị phân tử) cùng với kết quả đánh giá KNKH chung đã chọn ra 15 dòng (H4, H6, H7, H14, H15, H16, H17, H18, H20, H21, H23, H24, H26, H27 và H28 tiếp tục phát triển dòng theo 2 phương pháp: (i) Phương pháp tự thụ phấn của Shull (1909), kết quả đã tạo ra được 110 dòng tự phối (phần phụ lục 4). Các dòng được đánh giá có đặc điển nông sinh học, khả năng cho phấn và có khả năng kết hợp được đưa vào quá trình tự thụ phấn 3-4 thế hệ tạo được 30 dòng tự phối đời cao S6- S8 (ký hiệu từ D1-D30, phụ lục 3). (ii) Phương pháp phát triển dòng thuần bằng kích tạo đơn bội theo Schipprack đại học Hohenhiem (2012). 4.2. ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ ĐA DẠNG DI TRUYỀN 30 DÒNG NGÔ TỰ PHỐI (S6 – S8) VỤ XUÂN 2014 Đánh giá đặc điểm nông sinh học và phân tích đa dạng di truyền dựa vào đặc điểm hình thái của 30 dòng tự phối (S6 – S8) thu được kết quả hình 4.3. Phân nhóm di truyền dựa trên kiểu hình của 30 dòng cho thấy nếu hệ số tương đồng là 0,19. Chúng được phân thành 9 nhóm di truyền: Nhóm 1 gồm 3 dòng D1, D2 và D9; nhóm 2 gồm 2 dòng là D17 và D22; nhóm 3 gồm 7 dòng là D3, D4, D13, D21, D15, D23 và D30; nhóm 4 gồm 3 dòng là D7, D25 và D27; nhóm 5 gồm 3 dòng là D28, D12 và D20; nhóm 6 gồm 2 dòng là D5 và D10; nhóm 7 gồm 5 dòng là D8, D24, D29, D19 và D16; nhóm 8 gồm 4 dòng là D6, D16, D28 và D14 14
nhóm 9 gồm 1 dòng là D11. Mức độ đa dạng cao của các dòng do nguồn vật liệu tự phối ban đầu đa dạng bao gồm các giống địa phương thụ phấn tự do ở các địa phương khác nhau như Lào Cai (D1, D2, D3, D4, D20, D5 và D6), Điện Biên (D27, D28, D29 và D30), Hà Giang (D22, D23, D24, D25), Trung Quốc (D12, D13, D14 và D15), Mỹ (D7, D8, D9, D10 và D11). Hình 4.3. Sơ đồ phân nhóm tương đồng của 30 dòng tự phối (S6 – S8) dựa trên kiểu hình Trên cơ sở kết quả đánh giá đặc điểm nông sinh học, chống chịu, năng suất, yếu tố tạo thành năng suất và khả năng chịu hạn. Sử dụng chương trình chọn lọc cùng với phân tích đa dang di truyền dựa trên đặc điểm hình thái chúng tôi đã chọn được 6 dòng ưu tú nhất cho thử khả năng kết hợp riêng là: D5, D22, D23, D9, D14 và D28. Kết quả nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu của (Li et al., 2002). Những dòng tự phối ưu tú được chọn lọc trong nghiên cứu có nguồn gốc khác nhau có thể sử dụng làm nguồn vật liệu trong chương trình lai dialen chọn giống ngô lai chịu hạn thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời của miền Bắc, Việt Nam. 15
4.3. ĐÁNH GIÁ 6 DÒNG BỐ MẸ VÀ 15 THL VỤ XUÂN 2015 TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI. KHẢO NGHIỆM 8 THL ƯU TÚ TẠI MAI SƠN, SƠN LA 4.3.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất các tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội Thời gian sinh trưởng của ngô liên quan đến mùa vụ canh tác, hệ thống canh tác, kỹ thuật canh tác, khả năng tránh điều kiện bất thuận. Năng suất thực thu của THL và ĐC dao động từ 49,4 – 69,9(tạ/ha), các THL có năng suất lớn nhất, vượt trội hơn giống đối chứng LCH9 (63,8 tạ/ha) là THL8(69,9 tạ/ha), THL6(68,1 tạ/ha), THL5(66,3 tạ/ha), THL1(65,6 tạ/ha) và THL15(65,1tạ/ha). Đối với dòng bố mẹ, dòng D14 có năng suất cao nhất 36,2(tạ/ha) và thấp nhất là dòng D9(26,7 tạ/ha). Bảng 4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong Vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội Số bắp Tỷ lệ Chiều Đường Đường Số Số hữu Đuôi hạt/ KL NSTT THL dài kính kính hàng hạt/ hiệu chuột bắp 1000 (tạ/ha) bắp lõi bắp hạt hàng /cây (%) THL1 1,03 17,9 2,2 4,3 1,3 12,9 30,4 89,0 315,8 65,6 THL2 1,00 17,8 2,8 4,6 2,1 13,9 25,6 70,0 288,3 54,9 THL3 1,00 16,7 2,7 4,5 1,6 11 23,4 67,6 264,4 50,3 THL4 1,00 17,4 2,7 4,4 0,6 12,3 28,6 78,4 295,4 58,5 THL5 1,10 18,0 2,8 4,6 0,4 14,1 29,8 78,5 316,2 66,3 THL6 1,00 17,3 2,1 4,5 1,0 14,8 31,7 85,5 305,6 68,1 THL7 1,00 19,2 2,7 4,5 1,4 12 23,5 66,9 280,0 51,4 THL8 1,15 19,8 2,8 4,3 0,5 13,7 32,5 89,9 317,2 69,9 THL9 1,00 17,8 2,7 4,5 1,2 13,1 28,3 72,0 310,9 63,4 THL10 1,00 16,3 2,9 4,0 1,5 13,7 25,6 75,0 276,6 49,4 THL11 0,97 17,9 2,6 4,3 1,7 13,8 23,8 74,0 279,1 53,8 THL12 1,00 17,8 2,8 4,2 1,3 12,9 22,7 65,0 288,3 54,9 THL13 1,00 17,7 2,2 4,2 0,8 13,6 26,1 72,3 297,2 60,1 THL14 1,00 18,0 2,5 4,5 0,6 14,7 28,9 87,0 295,1 62,8 THL15 1,00 17,9 2,2 4,6 0,9 14 27,4 80,0 294,1 65,1 LCH9(ĐC) 1,10 17,9 2,6 4,5 0,7 14,3 28,2 82,0 309,5 63,8 LSD0,05 2,70 0,5 0,9 1,19 0,45 1,24 6,70 2,13 CV% 4,3 5,4 2,7 16,3 5,8 4,9 2,3 8,9 Dòng D5 0,97 15,1 1,7 3,6 0,7 12,6 19,1 61,3 248,7 31,7 D22 0,98 15,5 2,1 4,1 0,6 12,0 23,8 59,6 280,1 32,2 D23 1,00 14,5 2,2 3,8 1,2 13,4 21,2 62,1 269,6 30,6 D9 0,97 12,2 2,5 3,4 1,3 12,0 18,3 49,3 240,4 26,7 D14 1,00 15,9 2,4 3,9 0,6 14,2 22,1 65,9 287,3 36,2 D28 1,00 14,3 2,2 4,0 0,7 12,8 21,9 63,8 271,9 33,7 LSD0,05 0,79 0,12 0,13 0,23 0,49 1,12 2,18 2,37 CV% 5,0 4,2 3,3 9,4 3,6 4,5 1,2 9,5 Ghi chú: NSTT; Năng suất thực thu, KL1000: khối lượng nghìn hạt 16
4.3.2. Đánh giá về khả năng chịu hạn của bố mẹ và các tổ hợp ngô lai ở thời kỳ cây con trong thí nghiệm chậu vại vụ Xuân 2015 Thí nghiệm đánh giá sàng lọc tính chịu hạn trong chậu vại có thể kết luận các tổ hợp lai THL1, THL2, THL3, THL5, THL6, THL8, THL9, THL12, THL13, THL14, THL15, dòng D5, D22, D14 và D28 là những tổ hợp lai và dòng có chỉ tiêu cao, khả năng chịu hạn tốt hơn. Bảng 4.3. Chỉ tiêu đánh giá khả năng chịu hạn của bố mẹ và các tổ hợp ngô lai ở thời kỳ cây con trong thí nghiệm chậu vại vụ Xuân 2015 Khối Khối Chiều Khối Thể Khối Diện lượng Chiều lượng Tỷ lệ cao lượng tích lượng THL tích lá thân dài rễ rễ RDW cây thân rễ rễ khô (cm2) tươi (cm) tươi /SDW (cm) khô (g) (ml) (g) (g) (g) THL1 165,10 44,03 3,81 0,77 31,70 2,56 2,84 0,91 1,18 THL2 175,70 40,77 3,45 0,79 37,39 2,13 3,98 0,81 1,03 THL3 171,80 43,98 3,73 0,73 41,40 2,67 3,42 0,85 1,16 THL4 163,20 49,74 4,09 0,87 38,53 2,63 3,34 0,79 0,91 THL5 176,40 47,00 4,42 0,86 41,33 3,23 2,37 0,95 1,10 THL6 178,10 48,50 3,54 0,75 36,50 3,17 3,23 0,92 1,23 THL7 173,60 48,20 4,82 0,89 39,17 2,82 2,67 0,83 0,93 THL8 168,30 47,00 4,24 0,88 43,44 3,14 2,85 0,96 1,09 THL9 175,20 49,44 4,53 0,80 45,78 2,61 2,73 0,83 1,04 THL10 162,40 44,78 3,62 0,72 41,11 2,54 3,75 0,52 0,72 THL11 136,20 46,78 4,15 0,79 42,22 2,47 3,58 0,60 0,76 THL12 147,70 41,11 4,00 0,74 44,78 2,58 3,77 0,74 1,00 THL13 164,00 45,22 4,19 0,81 39,33 2,20 3,92 0,86 1,06 THL14 179,20 46,33 4,17 0,82 37,22 3,01 2,88 0,83 1,01 THL15 185,10 48,33 3,91 0,84 42,44 3,08 3,12 0,89 1,06 LCH9(Đ/C) 182,10 46,01 4,80 0,89 39,00 3,10 3,69 0,99 1,11 Dòng D5 150,50 28,37 3,64 0,67 26,62 2,63 2,43 0,78 1,16 D22 143,00 26,34 3,75 0,62 25,39 2,50 2,99 0,65 1,05 D23 166,70 22,27 3,37 0,65 24,97 2,17 2,32 0,64 0,98 D9 147,20 28,07 2,60 0,63 25,38 2,43 2,16 0,61 0,97 D14 168,50 25,91 1,84 0,71 27,43 1,93 2,24 0,76 1,07 D28 159,00 31,90 2,87 0,59 29,73 2,30 2,74 0,61 1,03 Ghi chú: RDW/SDW: tỉ lệ khối lượng rễ khô/ khối lượng thân khô 4.3.3. Dò tìm QTL chịu hạn của một số tính trạng quan trọng liên quan đến chịu hạn Kết quả dò tìm QTL liên quan đến chỉ số chịu hạn đã nhận biết THL và bố mẹ mang QTL gồm: THL1, THL5, THL6, THL8, THL9, THL13, THL14, THL15, D5, D22, D14, D28 có khả năng chịu hạn tốt hơn các dòng và THL còn lại và phù hợp với kết quả đánh giá kiểu hình. 17
Hình 4.4. Sản phẩm PCR với mồi nc133, umc2359, umc1862, umc1432, umc1719, umc1447, umc1862của 21 mẫu vật liệu và 1 đối chứng trên gel Agarose 2% 4.3.4. Đánh giá khả năng kết hợp của 6 dòng (thế hệ S6 – S8) Trong nghiên cứu chúng tôi tiến hành phân tích KNKH của 6 dòng ngô đã sử dụng làm bố mẹ trong sơ đồ lai Griffing 4 kết quả thu được trình bày trong các bảng 4.4 và 4.5. Kết quả phân tích phương sai cho thấy phương sai giữa các giống có bình phương trung bình và Ftn lớn, Khả năng kết hợp chung có phương sai bình phương trung bình 129,65 và Ftn là 109,07. Khả năng kết hợp riêng có bình phương trung bình là 25,99 và Ftn là 19,53. Do vậy có sự sai khác về khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng của các dòng ở mức có ý nghĩa. Bảng 4.4. Bảng phân tích phương sai I Nguồn biến động Tổng BF Bậc tự do Trung Bình Ftn Toàn bộ 2058,4 29 70,98 Giống 2006 14 143,29 6027 Lặp lại 19,04 1 19,04 8,01 Ngẫu nhiên 33,28 14 2,38 18