Khảo sát và đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô đường tự phối tại vùng Gia Lâm - Hà Nội

1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Ngô được coi là nguồn lương thực quan trọng của con người và là nguồn thức ăn chính trong chăn nuôi, ngoài ra ngô còn được dùng làm thực phẩm sạch, giàu dinh dưỡng đáp ứng cho tiêu thụ hàng ngày của con người. Ở nước ta trong những năm gần đây, diện tích ngô có sự thay đổi theo chiều hướng tích cực, năng suất ngô liên tục tăng vì thế sản lượng ngô cũng không ngừng tăng. Năm 2000 nước ta có diện tích trồng ngô là 730,2 ngàn hecta với năng suất trung bình là 27,5 tạ/ha, năm 2004 là 991,1 ngàn hecta với năng suất trung bình là 34,6 tạ/ha, đến năm 2008, diện tích trồng ngô của nước ta là 1125,9 ngàn hecta với năng suất là 40,2 tạ/ha [20]. Các nhà khoa học không ngừng đi sâu nghiên cứu và chọn tạo ra các giống ngô mới với các hướng chọn tạo khác nhau như: chọn tạo các giống ngô tẻ có năng suất cao, các giống ngô chống chịu và các giống ngô thực phẩm (ngô đường, ngô nếp, ngô rau)… Đặc biệt đối với ngô đường, các giống đang được trồng phổ biến hiện nay là các giống ngô nhập từ Thái, Trung Quốc, Hàn Quốc và Mỹ, còn các giống được chọn tạo trong nước còn khá khiêm tốn. Giá giống ngô đường cao và thay đổi thất thường vì phụ thuộc vào hàng ngoại nhập, trung bình giá từ 300 – 400 nghìn đồng/kg, nhưng có khi tăng lên tới 700 nghìn đồng/kg [43]. Vài năm trở lại đây, Viện Nghiên cứu ngô TW đã chọn lọc được một giống ngô đường thụ phấn tự do là TSB3, đồng thời Viện đang tổ chức phát triển tổ hợp lai ngô đường triển vọng ĐL10 trên diện tích rộng để được công nhận giống. Tuy vậy vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của sản xuất và tiêu thụ ngày càng tăng của người dân. Về mặt nghiên cứu, ngô là một trong những đối tượng nghiên cứu chính trong khoa học nông nghiệp thế giới. Nó là đối tượng hấp dẫn và thích hợp cho nghiên cứu di truyền học vì hai bộ phận hoa đực và hoa cái dễ dàng nhận biết, dễ cách ly, dễ khử đực với thao tác bằng tay đơn giản và nhanh chóng, có thể thực hiện rất nhiều kiểu lai khác nhau. Rất nhiều công trình về di truyền học đã nghiên cứu thành công trên cây ngô như hiện tượng đa gen, hiện tượng ƯTL, di truyền tế bào chất… Trong quá trình chọn tạo giống ngô đường lai thì công việc quan trọng và thường xuyên nhất là tạo dòng thuần (VLKĐ). Để loại bỏ những dòng không có khả năng cho ƯTL và tìm ra những dòng thuần có KNKH cho ƯTL cao người ta dùng phương pháp thử KNKH thông qua các phép lai đỉnh và lai luân giao. Do thành công để tạo ra một tổ hợp lai tốt là rất ít vì thế việc đánh giá các VLKĐ (dòng thuần), sử dụng các phương pháp lai và đánh giá con lai để tìm ra tổ hợp lai tốt nhất phục vụ cho nhu cầu sản xuất là hết sức cần thiết. Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Khảo sát và đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô đường tự phối tại vùng Gia Lâm - Hà Nội”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Chọn được một số dòng ngô đường ưu tú để phục vụ cho việc lai tạo giống ngô mới. - Tìm được một số tổ hợp ngô đường lai tốt đáp ứng cho nhu cầu của sản xuất. 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đây là công trình nghiên cứu và ứng dụng nhằm chọn lọc và xác định được các dòng ngô đường ưu tú, có khả năng kết hợp tạo ưu thế lai cao, phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô đường lai trong nước. Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp nhà chọn giống định hướng và khai thác nguồn vật liệu bố mẹ trong phép lai, đưa ra 1 – 2 tổ hợp ngô đường lai tốt và tiến hành khảo nghiệm để được công nhận giống. 3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới: Ngành sản xuất ngô trên thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ XX đến nay, nhất là trong hơn 40 gần đây, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chỉ chưa đến 20 tạ/ha, năm 2004 đã đạt 49,9 tạ/ha. Năm 2007, theo USDA, diện tích ngô đã vượt qua lúa nước, với 157 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha và sản lượng đạt kỷ lục 766,2 triệu tấn. Với lúa nước, năm 1961 có diện tích là 115,26 triệu ha, năng suất 18,7 tạ/ha và sản lượng là 215,27 triệu tấn. Năm 2007, diện tích là 153,7 triệu ha, năng suất 41 tạ/ha và sản lượng là 626,7 triệu tấn. Còn lúa mỳ năm 1961 có diện tích là 200,88 triệu ha, năng suất là 10,9 tạ/ha và sản lượng là 219,22 triệu tấn, vào năm 2007 các số liệu tượng ứng là 217,2 triệu ha, 28 tạ/ha và 603,6 triệu tấn [8]. Kết quả trên có được, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ƯTL trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Đặc biệt từ 10 năm trở lại đây, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống kết hợp với công nghệ sinh học trong canh tác, cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước. Với 52% diện tích trồng ngô bằng giống được tạo ra nhờ công nghê sinh học, năng suất ngô năm 2005 của Mỹ đạt hơn 10 tấn/ha trên diện tích 30 triệu ha. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha, riêng ở Mỹ đã chiếm 27,4 triệu ha, chiếm 73% trong tổng số hơn 37,5 triệu ha ngô của Mỹ [8]. Bảng 2.1: Năng suất, diện tích và sản lượng ngô trên thế giới giai đoạn 1960 - 2008 Giai đoạn D.tích (1000ha) N.suất (tấn/ha) S.lượng (1000tấn) 1961 104,8 2,0 204,2 2004/05 145,0 4,9 714,8 2005/06 145,6 4,8 696,3 2006/07 148,6 4,7 704,2 2007/08 157,0 4,9 766,2 (Nguồn: FAOSTAT, USDA 2008) 2.1.2. Tình hình sản xuất ngô trong nước Năng suất ngô ở Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt khoảng 1 tấn/ha, với diện tích trên 200 ngàn hecta. Đến đầu những năm 1980, năng suất cũng chỉ đạt 1,1 tấn/ha và sản lượng đạt hơn 400 ngàn tấn, do vẫn trồng các giống địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ những năm 1980, nhờ hợp tác với trung tâm cải lương ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản xuất, đông thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới [8]. Năm 1991, diện tích trông ngô lai chưa đến 1% trên hơn 400 ngàn hecta trồng ngô. Năm 2007, giống lai đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu hecta. Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt 20 năm qua. Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới (11/32 tạ/ha). Năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha). Năm 2000 bằng 60% (25/42 tạ/ha). Năm 2005 bằng 73% (36/49 tạ/ha). Đến năm 2007 đã đạt 81% (39,6/49 tạ/ha) so với năng suất trung bình chung của toàn thế giới. Năm 1994, sản lượng ngô Việt Nam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 đã vượt ngưỡng 2 triệu tấn và năm 2007 chúng ta đã đạt diện tích, năng suất và sản lượng cao nhất từ trước đến nay: diện tích là 1.072.800 hecta, năng suất 39,6 tạ/ha và sản lượng đạt trên 4 triệu tấn. (Phan Xuân Hào, 2008)[8] Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở Việt Nam giai đoạn 1960-2007 Năm 1961 1975 1990 1994 2000 2005 2007 D.tích (1000ha) 229,2 267,0 432,0 534,6 730,2 1052,6 1072,8 N.suất (tạ/ha) 11,4 10,5 15,5 21,4 25,1 36,0 39,6 S.lượng (1000tấn) 260,1 280,6 671,0 1143,9 2005,9 3787,1 4250,9 (Nguồn: Phan Xuân Hào, 2008) 2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô trên thế giới và Việt Nam 2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng dòng ngô thuần trên thế giới Trên thế giới có rất nhiều cơ quan, tổ chức nghiên cứu về cây ngô, trong đó cơ quan nghiên cứu đóng vai trò quan trọng nhất trong công tác chọn tạo giống ngô đó là Trung tâm Cải lương giống Ngô và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT – Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz Y Trigo) được thành lập năm 1966 tại Mexico. Từ khi thành lập tới nay, CIMMYT đã tạo ra một khối lượng lớn các dòng thuần. Đây là nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống ngô để cung cấp cho các cơ quan nghiên cứu ở các quốc gia trên khắp thế giới. Thành công đầu tiên là vào năm 1985. CIMMYT đã đưa ra 74 dòng nhiệt đới (CML1 - CML74) và 65 dòng á nhiệt đới (CML75 - CML 139) (CIMMYT, 1985) [51]. Năm 1992, các nhà nghiên cứu của CIMMYT tiếp tục cung cấp thêm tập đoàn gồm 99 dòng (CML140 - CML238), trong đó bao gồm 33 dòng QPM nhiệt đới (CML140 - CML172), 22 dòng QMP á nhiệt đới (CML 173 - CML194), 22 dòng cận nhiệt đới thấp (CML217 - CML238). Với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ cho lai tạo giống, năm 2001, CIMMYT công bố tiếp một số dòng thuần (CML 476 - CML 487), có thời gian sinh trưởng trung bình và chậm, thích ứng với vùng nhiệt đới, á nhiệt đới đã đáp ứng một phần nhu cầu của các nhà chọn tạo giống. Năm 2005, CIMMYT lại giới thiệu thêm 14 dòng ngô mới chọn tạo (CML498 - CML511) có nhiều đặc điểm nông sinh học quý phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô lai phù hợp với mục đích kinh tế, thị hiếu của người tiêu dùng và điều kiện sinh thái môi trường cũng như khả năng chống chịu tốt [51]. Từ các dòng thuần do CIMMYT cung cấp, kết hợp với các nguồn vật liệu sẵn có, các nhà khoa học đã tiến hành lai tạo ra nhiều giống ngô lai để cung cấp cho sản xuất. Chọn tạo dòng thuần và đánh giá KNKH là công việc thường xuyên diễn ra ở bất kỳ cơ sở chọn tạo giống cây trồng nào. Từ năm 1985 CIMMYT đã nghiên cứu KNKH của những nguồn gen và quần thể ngô nhiệt đới trong 8 bộ lai luân giao. Kết quả được công bố trong bao cáo tại hội thảo chọn tạo giống ngô lai năm 1996. Báo cáo chỉ ra rằng các vật liệu được đánh giá có KNKH cao là: Pool 30 và P48, P42 và P47, P43 và P44, P42 và Susan 1, P43, P23, P26, P49 và P20, Pool 21, Pool 22, P6, P69 và P70, PR7737... Đây là các vật liệu có KNKH cao về tính trạng năng suất có thể sử dụng trong công tác chọn tạo giống ngô lai mới [39]. Năm 1989, Debraeth S.C và Sarkar R. đã tiến hành phân tích 9 dòng ngô ưu tú khi lai luân giao có KNKH cao đối với tính trạng năng suất, đường kính bắp, số hạt/hàng. Ngoài nghiên cứu về khả năng kết hợp trên các tính trạng năng suất và hình thái... các tác giả còn đánh giá mối quan hệ khả năng kết hợp với môi trường và khả năng chống chịu. Năm 1998, Prasad, Singhs và Paroda RS đã khảo sát và đánh giá các THL của 8 dòng ngô khi lai luân giao, kết quả là dòng CM500 có KNKH chung cao nhất đối với hầu hết các tính trạng tham gia phân tích, sau đó đến dòng CM105 và CM110 [40]. 2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng dòng ngô trong nước Nhờ những tiến bộ trong kỹ thuật rút dòng kết hợp với nguồn vật liệu phong phú mà các nhà nghiên cứu đã tạo ra được nhiều dòng ngô ưu tú. Từ các dòng này, Viện nghiên cứu Ngô Việt Nam đã tạo ra được hàng loạt các giống ngô lai phục vụ cho sản xuất như: LVN4, LVN10, LVN20… Nguồn gen chính để tạo ra các giống ngô lai được nhập nội chủ yều từ CIMMYT, các nước châu Á và Đông Âu. Hiện nay, Viện nghiên cứu Ngô Việt Nam đã điều tra, thu thập, bảo tồn và phân loại 584 nguồn nguyên liệu, làm mới khoảng 180 nguồn. Duy trì, nghiên cứu khoảng 6000 dòng/năm từ 584 nguồn dòng hiện có (Ngô Hữu Tình, 2006) [32]. Ở nước ta, các tác giả Nguyễn Hữu Phúc, Phan Xuân Hào đã dùng phương pháp lai đỉnh để đánh giá KHKH của 7 dòng ngô thuần có cùng nguồn gốc (kí hiệu từ K1 - K7). Kết quả cho thấy, các dòng có KNKH chung cao là K1, K2, K7. Các THL giữa chúng có KNKH cao là: K1.2, K2.7, K1.7 và ngược lại. Sáu THL đỉnh giữa dòng chị em với cây thử cho năng suất cao là: K2.4 x T1 (72,72 tạ/ha); K1.2 x T1 (70,36 tạ/ha); K2.7 x T2 (73,57 tạ/ha); K1.6 x T2 (74,57 tạ/ha); K1.7 x T2 (73,52 tạ/ha) và K4.7 x T2 (72,77 tạ/ha). Sáu THL dòng chị em K2.4, K1.2, K2.7, K1.6, K4.7, K1.7 do có đặc điểm hình thái mong muốn, năng suất cao và KNKH tốt nên có thể sử dụng thay thế dòng thuần trong sản xuất hạt giống mà vẫn đảm bảo năng suất của con lai F1 cao. Các tác giả Trần Hồng Uy, Trần Văn Diễn, Mai Xuân Triệu cũng đã dùng phương pháp lai đỉnh để đánh giá KNKH của các dòng thuần có nguồn gốc địa lí khác nhau, có TGST trung bình và sớm đã chọn lọc được một số THL đỉnh có triển vọng, có TGST tương đương nhưng có năng suất cao hơn hẳn dòng đối chứng, đó là: IL90 x TSB2 (65,32 tạ/ha); ILTQ2 x 246/2649 (62,61 tạ/ha). Các dòng có KNKH chung cao như IL90, ILBIG, ILTQ2 có thể sử dụng ngay vào việc tạo các giống tổng hợp, giống hỗn hợp. Trong đó, đáng chú ý là ILTQ2 vừa có KHKH chung cao vừa có KNKH riêng với hai cây thử (Phan Xuân Hào, 2006) [7]. Theo báo cáo của Viện Nghiên cứu ngô, một số thành tựu về công tác nghiên cứu chọn tạo các dòng thuần là: Duy trì và tiếp tục làm thuần, đánh giá các tập đoàn dòng hiện có. Có khoảng trên 3000 dòng được phát triển từ trên 500 nguồn vật liệu khác nhau. Các dòng được đánh giá về các đặc điểm nông sinh học, phân loại theo định hướng phục vụ cho công tác lai tạo. Phát triển dòng thuần bằng các phương pháp truyền thống song song với việc duy trì các dòng hiện có từ các vật liệu ưu tú, rút dòng từ các giống ngô thương mại, hàng năm trung bình có khoảng 30 vật liệu được rút dòng để tạo dòng thuần. Phát triển dòng bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn, đã nôi cấy được 277 nguồn vật liệu, xác định được 66 nguồn có phản ứng cấu trúc phôi từ 1 – 20%. Tỷ lệ hình thành cấu trúc phôi là 4,4%. Tỷ lệ cây tái sinh là 33%. Đã xác định được các dòng có khả năng tạo phôi và cây tái sinh cao là dòng C15, C40, C164 và C172. Lai thử 24 nguồn vật liệu xác định được 9 tổ hợp lai có khả năng tạo cấu trúc phôi cao (7,8%) và 4 tổ hợp lai có tỷ lệ tái sinh cây cao. Tính đến nay đã tạo được 144 dòng thuần từ nuôi cấy bao phấn. Có nhiều dòng đã tham gia vào lai thử tạo tổ hợp lai. [11]. Tại Trường ĐHNN Hà Nội, trong những năm vừa qua đã tiến hành chọn tạo và tiếp tục làm thuần tập đoàn dòng ngô: ngô tẻ, ngô nếp, ngô đường. Thành quả đạt được có 10/56 dòng ưu tú của Việt Nam trong 5 năm (2001-2005) đã được công nhận (VN1, VN4, VN5, VN6, AV2, AV6, AV110, AV20, CLT2, CLT3, CLT4). Trong những năm tới, công tác chọn tạo, đánh giá và tiếp tục làm thuần các dòng ngô vẫn được thực hiện nhằm cung cấp thêm cho tập đoàn dòng ưu tú của Việt Nam phục vụ cho công tác tạo giống ngô lai. 2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô đường trên thế giới và Việt Nam Trên thế giới: Nước Mỹ là nước có lịch sử trồng trọt ngô đường rất sớm và đứng đầu thế giới về diện tích và tiêu thụ ngô thực phẩm trên thế giới. Từ bảng 2.3 cho ta thấy, diện tích ngô đường của Mỹ ổn định từ năm 1985 đến 2006. Thái lan năm 1985 là 7 nghìn ha, đến 2006 là 38 nghìn ha, diện tích trồng ngô ngọt của Thái Lan tăng nhanh là do công tác lai tạo được súc tiến mạnh, nhu cầu sử dụng ngô ngọt làm thực phẩm của người dân tăng nhanh, ngành công nghiệp chế biến đồ hộp phát triển [55]. Diện tích trồng ngô đường trên thế giới ngày càng được mở rộng do nhu cầu về ngô đường tăng theo thống kê từ năm 1995 đến năm 2003 diện tích đã biến động gần 1 triệu ha, trong đó Hoa Kỳ là nước có diện tích trồng ngô đường lớn nhất trên thế giới (0,28 triệu ha) (FAOSTAT database, Food and Agriculture, Organization, United Nations). Thái Lan cũng là nước sản xuất ngô đường lớn trong những năm gần đây, năm 2004, diện tích trồng ngô đường của nước này đã tăng lên gấp đôi đạt mức 12.500 ha và có khả năng mở rộng hơn [55]. Bảng 2.3: Diện tích gieo trồng ngô đường trên thế giới và một số nước, 1961-2006 Đơn vị: ha Nước Năm 1980 1985 1990 1995 2000 2006 Hoa Kỳ 697,750 253,500 276,590 286,960 285,630 260,140 Indonêxia 224,941 42,000 77,000 91,000 87,000 85,000 Thái Lan 80,000 7,057 11,500 20,495 22,946 38,720 Nam Phi 6,000 25,000 28,000 29,000 31,000 33,500 Hungari 20,000 4,000 12,637 16,102 22,241 26,438 Nhật Bản -- 36,400 39,200 33,300 29,000 25,500 New Zealand 30,400 1,900 2,898 7,000 7,000 7,115 Úc 2,530 4,293 3,787 5,488 4,234 4,000 Slovakia 3,581 -- -- 250 250 1,919 China -- -- 2,000 3,000 -- 1,800 Thế giới 697,750 855,213 934,272 1,001,767 1,009,145 1,028,664 Nguồn:United Nations, Food and Agriculture Organization, FAOStat (11/07) Theo thống kê của FAO, tổng sản lượng ngô đường đóng hộp đông lạnh trên thế giới vào năm 1992 đạt khoảng 7 triệu tấn, đến năm 2005 tăng lên 9 triệu tấn (FAO, 2006) [55]. Năm 1985, thị trường xuất khẩu ngô đường hầu như chưa hình thành. Đến năm 1990 xuất khẩu ngô đường đóng hộp toàn thế giới đạt 133.981,35 triệu đô la, trong đó Mỹ là nước đứng đầu đạt: 47641,0 triệu đô la; các nước phát triển: 109865,07 triệu đô la; Thái Lan: 898,36 triệu đô la. .v.v. Đến năm 2005 toàn thế giới xuất khẩu ngô đường tăng lên gấp 2 lần và đạt: 231784,47 triệu đô la. Mỹ vẫn là nước thu nhập từ xuất khẩu nhiều nhất: 59452,0 triệu đô la, các nước phát triển: 201491,04 triệu đô la, Thái Lan: 4196 triệu đô la, Trung Quốc: 5823 triệu đô la. Đặc biệt, Việt Nam đã xuất khẩu ngô đường đóng hộp đạt 1083,93 triệu đô la. (FAOSTAT, 2008) [56]. Bảng 2.4: Giá trị xuất khẩu ngô đường đóng hộp của một số nước Đ/v: 1000 Đô la Nước Năm 1985 1990 1995 2000 2005 Hoa Kỳ 0 47641 53141 59289 59452 Trung Quốc 0 91 588 5490 5823 Thailand 0 898,36 1653 1412,81 4196 Malaysia 0 4 2 53 3670 Việt Nam  -  -  - 270,4 1083,93 Philippines 15,18 1,79 10,71 Khối Asian 0 21490,67 19569,54 12468,86 24016 Khối châu Âu 0 43244,07 51615,59 62938,72 101506,04 Toàn Thế giới 0 133981,35 157469,99 170006,82 231784,47 Các nước phát triển 0 109865,07 133776,13 153151,44 201491,04 Các nước đang phát triển 0 22757,35 23673,9 16822,35 30287,18 Nguồn: FAOSTAT / FAO Statistics Division 2008 Ngô đường được chế biến đa dạng, ngoài việc để luộc ăn tươi, xu hướng chế biến đóng hộp đa dạng. Trong đó sản phẩm chính là đóng hộp và chế biến thành kẹo. Mỹ cũng là nước tiên phong trong khâu chế biến. Tại Việt Nam: Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu chọn tạo các giống ngô thực phẩm đã và đang được đẩy mạnh, tuy nhiên chưa đáp ứng được nhu cầu. Viện nghiên cứu ngô TW là cơ quan nghiên cứu và chọn tạo các giống ngô lớn nhất Việt Nam, Viên đã tiến hành chọn lọc dòng thuần và bằng các phương pháp tạo giống, Viện đã tạo được một giống ngô ngọt thụ phấn tự do (OPVs) là TSB3, năng suất 10 tấn/ha. Hiện nay, Viện đang phát triển tổ hợp ĐL10, đây là tổ hợp ưu tú, năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu khá với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh, Viện đang khảo nghiệm trên diện tích trồng trọt rộng để tiến tới công nhận giống quốc gia. Theo Nguyễn Văn Thu [25], trong số 48 dòng ngô đường tự phối nhập nội từ Thái Lan từ năm 2005, có 21 dòng tốt đã được chọn lọc và đánh giá thông qua sự biểu hiện kiểu hình trền đồng ruộng ở vụ Xuân 2008 tại Đan Phượng Hà Nội. Kết quả cho thấy, có 5 dòng ưu tú cho năng suất cao là TD191 (1,90 tấn/ha), TD194 (1,86 tấn/ha), TD1 và TD185 (1,82 tấn/ha), HD4 (1,73 tấn/ha). Những dòng này có độ Brix từ 14,3 đến 16,1%, có khả năng chống chịu với sâu đục thân, không gẫy thân và đổ rễ. Áp dụng chỉ số chọn lọc, 8 dòng đã được chọn là: TD191, TD1, TD194, TD185, TD4, TD5, TD79 và TD38 với chỉ số chọn lọc từ 11,7 đến 14,3 và năng suất hạt từ 1,46 – 1,94 tấn/ha. Đồng thời các cán bộ Viện ngô đã tiến hành lai đỉnh 8 dòng ngô ưu tú với 3 cây thử để thử khả năng kết hợp. 4 dòng có khả năng kế hợp chung cao là: TD1, TD4, TD5 và TD6 (khả năng kết hợp chung tương ứng là: 0,415 - 0,418 - 0,418 và 1,100). Cây thử cho khả năng kết hợp cao là HD4 (0,802) và TD106 (2,484). Dựa trên Marker phân tử SSR đã xác định được sự khác biệt về di truyền của TD1 và HD4 là 69%, sự khác biệt này đã tạo ra một giống ngô đường lai, được đặt tên là Đường lai 10. Qua ba vụ thử nghiệm ở vùng Đồng bằng sông Hồng (vụ Xuân và Thu năm 2007, vụ Xuân 2008), giống Đường lai 10 có năng suất và chất lượng tương đương với giống đối chứng Sugar 75 với năng suất bắp tươi khoảng 19,23 tấn/ha, độ Brix 15,9%, chất lượng ăn ngon [25]. Vụ Xuân 2008, giống Đường lai 10 được trình diễn tại Hà Nội (từ 500-2000 m2) gồm các Hợp tác xã tại huyện Đông Anh: Nguyên Khê, Bắc Hồng, Tàm Xá, huyện Đan Phượng: Song phượng, Đan Phượng, huyện Mỹ Đức: Bột Xuyên, huyện Ứng Hoà và một số điểm ở các vùng khác: Tuần Giáo - Điện Biên, Thái Nguyên, Hải Dương, Đồng Giao - Ninh Bình, Xã Tự Động - Bình Lục – Nam Hà. Kết quả cho thấy giống ngô Đường lai 10 cho năng suất cao tương đương Sugar 75, độ đường cao, mỏng vỏ, hương thơm, vị đậm và các địa phương đều có nhu cầu mở rộng diện tích Đường lai 10 ở các vụ tiếp theo [25]. Tuy vậy, nhu cầu giống ngô ngọt của bà con nông dân là rất lớn, các công ty giống cây trồng như Trang Nông, Nông Hữu, Syngenta... đã nhập giống vào Việt Nam rất nhiều. Đây là một đòi hỏi thực tiễn rất lớn cho các nhà khoa học ngô Việt Nam. Công tác chọn tạo các giống ngô thực phẩm đã và đang được đẩy mạnh. Chúng ta đã thu được những kết quả nhất định: Giống ngô đường thụ phấn tự do TSB3 của Viện Nghiên Cứu Ngô; 15 dòng ngô đường S3 - S6 có khả năng kết hợp cao phục vụ công tác chọn tạo giống ngô đường lai năng suất cao và chọn tạo được 3 tổ hợp lai có triển vọng: CLT-Đ2xCLT-Đ5, TN115xĐ7, chuẩn bị đưa đi khảo nghiệm và chuyển giao ra ngoài sản xuất của Bộ môn Cây lương thực, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội… Kết quả khảo nghiệm giống ngô đường tại Việt Nam Trong vụ Xuân 2007, Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia đã tiến hành khảo nghiệm cơ bản các giống ngô đường và ngô nếp mới được lai tạo trong nước và nhập nội trong mạng lưới khảo nghiệm ngô Quốc gia ở phía Bắc. Nhóm ngô đường gồm 4 giống: Sugar 77, Ngọc nếp 888, Golden Sweeter 93 và Honey Sweeter 27 với giống đối chứng là Hoa Trân 1357. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, giống ngô ngọt Sugar 77 có thời gian sinh trưởng dài hơn đ/c Hoa Trân 1357 khoảng 2 ngày, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, đóng bắp thấp, che kín bắp (điểm 2,0), nhiễm sâu bệnh nhẹ, bắp to đều, hạt tươi mầu vàng nhạt. Năng suất bắp thu ăn tươi cao hơn đ/c có ý nghĩa tại 4/5 điểm. Tại Hà Nội đạt cao nhất 168,57 tạ/ha, trung bình tại các điểm đạt 131,75 tạ/ha. Chất lượng ăn tuơi ngọt và vị đậm hơn Hoa Trân 1357 (Phạm Xuân Liêm, 2007 [15]). Vụ Xuân 2008, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng và phân bón Quốc gia đã tiến hành khảo nghiệm cơ bản 2 giống ngô đường Starbrix 07 và Golden Sweeter 93 với giống đối chứng là Sugar 75. Kết quả khảo nghiệm cho thấy: giống Starbirx 07 có thời gian sinh trưởng tương đương đ/c Sugar 75, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, đóng bắp thấp, che kín bắp (điểm 1,3), nhiễm nhẹ sâu bệnh, bắp to đều, hạt tươi mầu vàng nhạt. Năng suất bắp thu ăn tươi cao hơn đ/c có ý nghĩa tại 2/4 điểm, tại Hà Nội đạt cao nhất (122,26 tạ/ha). Chất luợng ăn tươi như hương thơm và vị ngọt kém Sugar 75, vị đậm tương đương với đ/c Sugar 75. (Giống Starbrix 07 do công ty cổ phần tiếp thị Hoàn Hảo gửi khảo nghiệm) [5]. Giống Golden Sweeter 93 có thời gian sinh trưởng ngắn hơn đ/c Sugar 75 khoảng 6 ngày, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, độ đồng đều khá, cây nhỏ, thấp cây, ít nhiễm sâu bệnh, bắp nhỏ, độ che kín bắp (điểm 1,5). Năng suất trung bình bắp thu ăn tươi đạt 110,47 tạ/ha. Chất lượng ăn tươi như độ ngọt và vị đậm tương đương Sugar 75, hương thơm kém Sugar 75. (Giống Golden Sweeter 93 do công ty TNHH Monsanto Việt Nam gửi khảo nghiệm) [5]. Tuy các giống ngô đường mới được nhập nội vào nước ta khoảng 10 năm trở lại đây nhưng trong thời gian qua diện tích ngô đường đã ngày càng được mở rộng với các giống có năng suất cao và phẩm chất tốt như: Sugar 75 (Syngenta), Hoa Trân (Trung Quốc), Arizona (Hoa Kỳ) v.v... Bắt đầu từ năm 2000 thì Việt Nam đã xuất khẩu ngô đường, thị trường chủ yếu của chúng ta là EU, đem lại nguồn ngoại tệ lớn cho đất nước, doanh thu từ xuất khẩu ngô đường đạt 270.400USD (2000), 930.000USD (2005) tăng 4 lần. Nhiều nhà máy chế biến ngô đường được xây dựng ở Nam Định, Nam Hà, Hưng Yên...v.v. [52] 2.4. Lịch sử và cơ sở khoa học về ngô đường Ngô thuộc họ hoà thảo Poacea, tộc Tripsaceae, chi Zea, có tên khoa học là Zea mays (L.), bộ nhiễm sắc thể 2n = 20. Ngô được chia thành 7 loài phụ là: ngô bọc, ngô nổ, ngô bột, ngô đường, ngô răng ngựa, ngô bán răng ngựa, ngô đá rắn, ngô nếp và ngô đường bột. Trong đó loại phụ ngô đường có tên khoa học là: Zea mays saccharata (Sturt.). Ngô được trồng ở Bắc Mỹ từ năm 200 trước công nguyên. Ngô được sản xuất chủ yếu là làm thức ăn cho gia súc và được sử dụng vào mục đích công nghiệp như: Ethanol, dầu ăn... Ngược lại, ngô đường được sản xuất cho sự tiêu thụ của con người thông qua các sản phẩm ăn tươi hoặc chế biến. Thời gian chính xác mà ngô đường xuất hiện thì không rõ ràng, tuy nhiên, ngô đường được trồng bởi người da đỏ Mỹ và lần đầu tiên được thu thập bởi người Châu Âu vào những năm 1770. Giống đầu tiên là Papoon, giống này có được do người Anh Điêng Ironquois vào năm 1779. (website) [53]. Ngô đường có đặc điểm: mặt hạt hơi nhăn nheo, hơi đục, phôi tương đối lớn, nội nhũ sừng, trong có nhiều hydratecarbon dễ tan (dextrin). Khi chín sữa hàm lượng đường trong hạt khoảng 10-20%, khi chín hoàn toàn thì hàm lượng đường giảm dần. Ngô đường là khái niệm chỉ loại ngô có độ ngọt cao hơn ngô bình thường, đây là loại đột biến lặn tại locus quy định tính ngọt của ngô (su1: sugaru1, gen ngọt bình thường). Đột biến tính ngọt của ngô tạo cho nội nhũ của hạt tích luỹ lượng đường gấp khoảng hai lần so với ngô thường. Gần đây, nhiều đột biến đã được ứng dụng để nâng chất lượng ngọt của ngô đường, đặc biệt là gen nhăn nheo (sh2: shrunken2, gen siêu ngọt) và tăng cường độ ngọt (se: sugary enhanced) [58]. Dựa vào gen quy định tính ngọt của ngô đường, người ta chia ra 3 nhóm chính: Bảng 2.5: Phân nhóm ngô theo gen quy định tính ngọt Tên loại ngô Hàm lượng đường Cặp gen Nằm trên NST Ngô ngọt thông thường (normal sugary) 5 – 10% gen lặn susu NST số 4 Ngô ngọt tăng cường (sugary enhanced) 12 – 20% gen lặn sese NST số 4 Ngô siêu ngọt (super/extra sweet) 20 – 30% gen lặn sh2sh2 NST số 3 (Oregon State University) [58] Dựa vào mầu sắc người ta chia ngô đường thành các nhóm [6]: Bảng 2.6: Màu sắc hạt và lõi của một số dạng ngô đường Màu sắc Tên thứ Hạt Lõi Trắng Trắng Var. duleis Korn Trắng Đỏ var. subduleis Kulesh et Kozhuh Hồng (đỏ nhạt) Trắng var. flavoduleis Korn Hồng (đỏ nhạt) Trắng var. rubentiduleis Kiorn Đỏ Đỏ var. subrubentideis Kulesho et Kzhuh Tím - var. rubroduleis Kron Xanh - var. lilacinoduleis Korn Đen Trắng var. cocruleoduleis Korn Hạt trong với vạch đỏ - var. atratoduleis Kulesh et Kozhuh Hạt trên bắp có nhiều màu - var. varioduleiss Korn Nguồn: Cây ngô, Cao Đắc Điểm, NXB Nông nghiệp Mầu sắc của hạt ngô đường khá đa dạng, tuy nhiên thị hiếu của người tiêu dùng thiên về hạt có mầu vàng vàng nhạt. Khi trồng ngô đường ta phải trồng cách ly với các loại ngô khác vì một lý do tính ngọt của ngô là do gen lăn quy định, vì thế cho nên tính ngọt chỉ biểu hiện khi cặp gen su, se hoặc sh2 ở dạng đồng hợp tử. Khi một giống ngô đường nào đó mà nhận phấn từ giống ngô khác không có gen se, su hoặc sh2 thì cặp alen tại locus đột biến ở dạng dị hợp tử, như thế ngô sẽ không có tính ngọt. Ta thấy alen se và su đột biến tại cùng 1 locus trên NST số 4, vì thế hai giống ngô có gen se và su có thể trồng gần nhau mà ngô vẫn có tính ngọt. Riêng giống ngô có gen sh2 thì tuyệt đối phải trồng cách ly với bất cứ loại ngô nào khác mới duy trì được tính ngọt [53]. 2.5. Cơ sở khoa học của đề tài 2.5.1. Dòng thuần và các phương pháp chọn tạo dòng thuần ở cây ngô Khái niệm về dòng thuần Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng ngô đã đạt độ đồng đều và ổn định cao ở nhiều tính trạng. Đối với cây ngô, thường sau 7 - 9 đời tự phối dòng sẽ đạt tới độ đồng đều cao ở các tính trạng như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất hạt, mầu sắc và dạng hạt… và được gọi là "dòng thuần" [34]. Dòng thuần là dòng có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc tính di truyền khác nhau. Dòng thuần có giá trị khi nó có khả năng kết hợp cao (biểu hiện ƯTL ở các tổ hợp lai) dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai (Vasal) [51]. Giả sử quần thể xuất phát ban đầu bao gồm các kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử mà tương quan của chúng được quy theo tỷ lệ hoặc hệ số, ta có sự biến thiên về tần số các kiểu gen đồng hợp tử, dị hợp tử qua n đời tự phối diễn ra theo mô hình tổng quát sau [17]: Quần thể xuất phát k1 AA k2 Aa k3 aa Ở thế hệ tự phối thứ n AA Aa Aa Từ kiểu gen dị hợp tử (Aa) (2n – 1)k2 2k2 (2n – 1)k2 Từ kiểu gen đồng Hợp tử (AA, aa) 2n+1k1 2n+1k3 Tổng cộng 2n(2k1+k2) – k2 2k2 2n(2k3+k2) – k2 Như vậy, quá trình tự phối nhanh chóng cho ra các kiểu gen đồng hợp tử. Nếu kiểu gen không thích ứng (giả sử aa) chúng sẽ bị loại khỏi quần thể với tốc độ rất nhanh. Đặc trưng cơ bản nhất của quần thể tự thụ phấn là tính chất đồng hợp tử. Một tập hợp bao gồm những cá thể đồng nhất về kiểu gen đồng hợp tử, tái sản theo phương thức tự thụ phấn được gọi là một dòng thuần [17]. Tạo dòng thuần là công việc đầu tiên trong công tác chọn giống ngô lai. Ngô là cây giao phấn do đó bản thân các hạt lai mang kiểu gen di hợp (AABbCcddEE…) ở kiểu gen này cây ngô đã biểt hiện ƯTL. Để cây ngô có ƯTL cao hơn nữa chúng ta phải tạo ra các dòng thuần có kiểu gen đồng hợp tử để khi lai với nhau có con lai mang kiểu gen di hợp tử nhiều hơn (biểu hiện ƯTL cao hơn) P: AABBCCDDEE × aabbccddee F1: AaBbCcDdEe Nguyên liệu dùng để chọn tạo dòng thuần: Các nhà chọn giống thường tạo dòng thuần từ các nguồn vật liệu như: Các giống OPVs, bao gồm các giống địa phương, các giống tổng hợp, các giống hỗn hợp từ các vùng sinh thái khác nhau, có thể là ở vùng nhiệt đới, vùng ôn đới hay vùng cận nhiệt đới. Các gia đình của các giống đang chọn lọc Các giống lai đang thương mại - các giống này thường có nền di truyền đã qua quá trình tạo dòng, thử khả năng kết hợp, khả năng thích ứng và tính thích ứng ổn định của năng suất, khi rút được dòng thì nhanh có giá trị sử dụng. Tuy nhiên, nhiều giống được tạo ra thường thích ứng với một loại điều kiện đất đai hay thời tiết nhất định nào đó, cho nên khi dòng rút được sẽ chỉ phát huy ưu điểm trong điều kiện thuận lợi. Các phương pháp chọn tạo dòng thuần ở ngô - Phương pháp tự thụ cưỡng bức (phương pháp chuẩn): Cho đến nay phương pháp tự phối cưỡng bức (hoa cái bắt buộc nhận phấn của chính hoa đực cùng cây) vẫn là phương pháp chủ yếu và phổ biến để tạo ra dòng thuần ở ngô. Phương pháp tạo dòng thuần tự phối thường dẫn tới hiện tượng suy giảm sức sống nhanh của các dòng thuần ở các đời sau. Nhưng nó tạo ra được các dòng thuần có khả năng kết hợp cao, xác suất tạo được các dòng ưu tú cao. - Phương pháp hốc: Phương pháp này do Jones và Singleton đề xuất năm 1934. Sơ lược nội dung: Năm thứ nhất,._. từ quần thể khởi đầu chọn cây tốt rồi tiến hành tự phối. Năm thứ hai, từ mỗi bắp thu được do tự phối chọn 3 hạt gieo thành hốc, trong 3 cây chọn cây tốt nhất rồi tự phối, rồi tiến hành lai với vật liệu thử. Vụ thứ 3, lặp lại các khâu trên và tiến hành thử nghiệm các F1 do lai với vật liệu thử. Loại bỏ những hệ kém. Vụ thứ 6-7 gieo các dòng thu được trên ô và tiến hành lai luân giao [9]. Phương pháp này có ưu điểm là tăng khả năng chọn giữa các dòng, nhưng lại có nhược điểm là làm giảm khả năng chọn trong một dòng. Các dòng thuần được tạo ra bằng phương pháp tự thụ cưỡng bức hoặc phương pháp gieo hốc, do tự phối liên tục qua nhiều đời nên các dòng có sức sống yếu, năng suất hạt thấp. Để khắc phục nhược điểm đó các nhà chọn tạo giống ngô đã đề xuất phương pháp tạo dòng thuần trong đó có yếu tố lai như: Full-sibs, Half-sibs… - Phương pháp cận phối Full-sibs, half-sibs: Cận phối được áp dụng cho các đối tượng giao phấn ngẫu nhiên nhưng sự ngẫu nhiên này không sảy ra mà sảy ra giao phối giữa các cá thể gần nhau về mặt di truyền. Cận phối làm giảm dị hợp tử, tăng đồng hợp tử. Tốc độ tăng đồng hợp tử phụ thuộc vào độ gần di truyền, độ gần di truyền càng gần thì càng nhanh tăng tỷ lệ đồng hợp tử. Để đánh giá mức độ này người ta đưa ra hệ số cận thân (Fx: chính là xác suất để các gen trở thành đồng hợp tử): Trong đó: n: số tổ tiên chung ns: số thế hệ từ mẹ đến tổ tiên nd: số thế hệ từ bố đến tổ tiên FA: hệ số cận thân của tổ tiên Tổ tiên ở đây là kết quả của cận phối nào đó, còn nếu tổ tiên hình thành do giao phối ngẫu nhiên tạo ra thì FA = 0 (Nguyễn Hồng Minh, 1999) [17]. Full-Sibs là một gia đình của các cá thể có cùng mẹ cùng cha trên hai cây. Phương pháp Full-Sibs được thực hiện bằng cách lai từng cặp các cây được chọn trong quần thể cơ bản, con lai của cặp lai được thử nghiệm năng suất và chọn cặp lai tốt cho tái tổ hợp quần thể mới. Ưu thế của chọn dòng Full-Sibs là kiểm soát tốt hơn các hiệu ứng cho ƯTL nên có hiệu lực cao hơn so với chọn dòng Half-Sibs. Theo các nhà chọn giống ở CIMMYT thì cứ ba đời Full-Sibs mức độ đồng hợp nhất bằng một đời tự phối. Năm 1974, Stringfield đưa ra phương pháp tự phối đồng huyết (Full-sibs) thay cho tự thụ để giải quyết một số trường hợp đặc biệt việc rút dòng bằng tự phối khó khăn. Tạo dòng Full-sibs có cường độ đồng huyết thấp. Con đường Full-sibs có thể tạo ra các dòng có sức sống và năng suất tốt hơn rút dòng qua tự phối. Tuy nhiên xác suất để tạo ra các dòng có khả năng kết hợp cao, đột xuất không bằng con đường tự phối. Half-sibs là một gia đình của các cá thế có cùng mẹ nhưng khác cha. Ưu thế của phương pháp Half-sibs là không dùng đến bao cờ và bao bắp mà chỉ cần rút cờ dòng mẹ. Theo các nhà chọn giống ở CIMMYT thì cứ năm đời Half-sibs mức độ đồng nhất bằng một đời tự phối. Tự phối là phá vỡ cân bằng gen nhanh và làm mất những tổ hợp gen tốt, ngược lại, tạo dòng Full-sibs hoặc tạo dòng Half-sibs thì sự phá vỡ cân bằng chậm hơn, chậm làm mất những tổ hợp gen tốt. Người ta cũng nhận thấy rằng chọn dòng Half-sibs làm tăng khả năng phối hợp chung của các dòng, chọn dòng Full-sibs sẽ làm tăng khả năng phối hợp riêng. Tạo dòng Full-sibs, Half-sibs nhằm khắc phục hiện tượng sức sống giảm của phương pháp tạo dòng bằng tự phối cưỡng bức hoặc phương pháp gieo hốc. - Phương pháp nuôi cấy tế bào sinh dục (tế bào đơn bội 1n): nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh (công nghệ sinh học): Việc phát triển các dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ cho các giống lai có năng suất cao, ổn định và thích nghi với các vùng sinh thái khác nhau là một trong ba bước quan trọng trong công tác chọn tạo giống ngô lai. Theo phương pháp truyền thống việc sản xuất các dòng như vậy thường đòi hỏi 5 - 7 thế hệ tự thụ phấn để thu được mức đồng hợp tử mong muốn. Trong khi đó phương pháp nuôi cấy tế bào sinh dục (tế bào đơn bội 1n) trong điều kiện in-vitro như nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời, noãn chưa thụ tinh là phương tiện giúp các nhà chọn giống có thể tạo được dòng đồng hợp tử chỉ sau một thế hệ. Phương pháp nuôi cấy bao phấn cho kết quả khá ổn định và có hiệu quả ở một số giống, tuy nhiên, phương pháp nuôi cấy bao phấn còn tồn tại một số hạn chế như tính phụ thuộc vào giống: chỉ một số giống có khả năng tái sinh trong nuôi cấy bao phấn, tần số tái sinh cây và tự lưỡng bội thấp. Sự thành công của phương pháp nuôi cấy bao phấn phụ thuộc vào các yếu tố sau: i, Phụ thuộc vào phản ứng tạo cấu trúc phôi và khả năng tái sinh cây của các genotype (Henry & et 1994, Foronghi-Wehr 1982, Becker & Quing 1984…) ii, Phụ thuộc vào môi trường nuôi cấy (Miao 1981, Nitsch 1982, Ku 1981…) iii, Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phôi và tái sinh cây (Nitsch 1982, Dieu & Baker 1986, Saisingtong 1986…) [11]. - Phương pháp backcross (phương pháp lai lại) Là phương pháp trước đây được sử dụng trong lai phân tích và tích luỹ các tính trạng hữu ích. Những nghiên cứu gần đây cho thấy sử dụng phương pháp backcross trong tạo dòng thuần có thể nâng cao năng suất dòng nhờ chọn lọc được gen quy định hiệu ứng cộng và khả năng chống chịu. Tuy nhiên, ưu thế lai không tăng sau mỗi chu kỳ chọn lọc. Hạn chế này có thể được khắc phục bằng cách phối hợp với phương pháp tự thụ nhằm tích luỹ cả hiệu ứng gen cộng, trội và siêu trội. 2.5.2 Chỉ số chọn lọc SI (Selection Index) trong chọn lọc dòng thuần Trong phần lớn các chương trình chọn giống thực vật, nhiều tính trạng cần phải cải tiến đồng thời. Cải tiến một tính trạng này có thể kéo theo sự cải tiến hoặc xấu đi của những tính trạng khác có liên quan, vì trong một dòng tính trạng này biểu hiện tốt nhưng tính trạng kia lại biểu hiện bình thường hoặc kém, đôi khi hai tính trạng mong muốn lại có quan hệ nghịch đảo với nhau. Ngoài ra, ngay trong một loại tính trạng số lượng chẳng hạn, chúng lại có những đơn vị đo lường khác nhau, ví dụ như: năng suất tính bằng tạ/ha, khối lượng 1000 hạt tính bằng gam, chiều cao cây tính bằng cm... Do đó khi tiến hành chọn lọc cần phải xem xét đồng thời nhiều tính trạng. Chỉ số chọn lọc là cơ sở cho việc chọn lọc đồng thời nhiều tính trạng thông qua sự nhận biết và phân biệt các kiểu gen mong muốn với các kiểu gen không mong muốn dựa vào kiểu hình (Nguyễn Văn Hiển (2000) [9], Nguyễn Thế Hùng (1995)[12],[33]). Chỉ số chọn lọc là một tham số thống kê di truyền được xác định bằng công thức: Trong đó: I: Chỉ số chọn lọc, nhận giá trị không âm n: Số tính trạng chọn ở các dòng Xi: Giá trị quan sát của các dòng ở tính trạng thứ i Mi: Giá trị mong muốn (mục tiêu chọn lọc) Ai: Cường độ chọn lọc (áp lực chọn lọc ở tính trạng thứ i trên tất cả các dòng) Vì tính trạng chọn lọc có đơn vị đo không giống nhau nên các tính trạng của từng dòng khi xác định chỉ số chọn lọc phải được biến đổi theo công thức sau: Trong đó: Z: Biến chuẩn tắc có phân phối N(0,1) Xi: Giá trị trung bình của các dòng ở tính trạng thứ i X Giá trị trung bình của tất cả các dòng ở tính trạng thứ i s Độ lệch chuẩn của các quần thể chọn ở tính trạng thứ i Khi được chuẩn hoá bằng biến z, các tính trạng chọn lọc sẽ có cùng phân bố chuẩn với kỳ vọng M(z) = 0, phương sai D(z) = 1. Để giúp cho việc tính toán nhanh, chính xác và chọn ra được các dòng, giống phù hợp với yêu cầu chọn tạo, các nhà khoa học đã thiết lập nên phần mềm máy tính để ứng dụng tính toán như: MSTATC, SELINDEX... Selindex cho ta chỉ số tổng hợp, chỉ số này càng nhỏ thì kiểu gen càng gần với kiểu hình lý tưởng mà nhà chọn giống định trước và hy vọng sẽ đạt được qua chọn lọc. Để đảm bảo điều này cần xác định mục tiêu và cường độ chọn lọc cho từng tình trạng. Mục tiêu mà nhà chọn giống hy vọng đạt được qua chọn lọc, nó được tính bằng đơn vị biến sai chuẩn, và có giá trị từ -3 đến 3. Cường độ phản ánh tầm quan trọng tương đối của các tính trạng khác nhau sử dụng cho chọn lọc. Vì vậy nó thay đổi theo từng tính trạng, phụ thuộc vào yêu cầu chọn giống, giá trị cường độ chọn lọc mà chương trình Selindex chấp nhận từ 0 đến 10 ([12], [33]). 2.5.3. ƯTL và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô lai Hiện tượng ƯTL ở thực vật: Danh từ ưu thế lai (Heterosis) được Shull (nhà chọn tạo giống ngô người Mỹ) đưa ra vào năm 1917 để chỉ các thế hệ có ưu thế hơn bố mẹ. Tuy nhiên hiện tượng con lai đời thứ nhất (F1) có biểu hiện hơn hẳn bố mẹ đã được biết đến và mô tả từ lâu. Năm 1760 nhà thực vật học I.G Kolreuter đã thu được con lai giữa hai loài thuốc lá là Nicotiana tabacum và nicotiana rustica có sức sinh trưởng mạnh vượt xa bố mẹ chúng. Dựa trên kết quả này I.G Kolreuter đã xây dựng phương pháp thu nhận hạt lai có ưu thế lai cao ở thuốc lá và ông cũng đề nghị sử dụng ưu thế lai cho cây khác. Năm 1878 Beal đã thu được ưu thế lai khi lai các giống ngô khác nhau. Năm 1904 G. Shull đã tiến hành thụ phấn cưỡng bức ở ngô và năm 1908 đã thu được con lai có ưu thế lai cao giữa các dòng tự phối. Các năm tiếp theo các nhà chọn giống ở nhiều nước khác nhau đã thu được hiệu ứng ưu thế lai ở các cây trồng khác nhau như lúa (J. w. Jones – 1926), ở cà chua (H.Daxcalov – 1961) và ở hầu hết các cây thụ phấn chéo khác. Ngày nay chương trình chọn tạo giống ƯTL năng suất siêu cao đã được nhiều nước chú ý và tiến hành có hiệu quả. Các nhà chọn giống ngô của Mỹ đã tạo ra các tổ hợp lai đạt năng suất 25,4 tấn/ha/vụ. Các nhà chọn giống lúa Trung Quốc đã tạo ra tổ hợp lúa lai hệ 2 dòng có năng suất 17,1 tấn/ha/vụ. Giống mía ưu thế lai ROC20 của Đài Loan đạt được năng suất 320 tấn/ha/vụ với hàm lượng đường 15%. Nhiều giống ưu thế lai năng suất siêu cao, chất lượng tốt cũng đã được tạo ra ở cà chua, cải bắp, hành tây, khoai tây… Loài người đang chuẩn bị hành trang đầy đủ để bước vào kỷ nguyên sinh vật học mà các giống cây trồng và con nuôi ưu thế lai sẽ chiếm ưu thế [49]. Các loại ưu thế lai: Để thuận lợi cho việc nghiên cứu và sử dụng ƯTL, người ta chia ƯTL theo sự biểu hiện và theo quan điểm sử dụng. - ƯTL sinh sản: Là loại ƯTL quan trọng hàng đầu. Các cơ quan sinh sản như hoa, quả, hạt… phát triển mạnh, số hoa số quả nhiều, độ hữu dục cao dẫn đến năng suất cao hơn. - ƯTL sinh dưỡng: Các cơ quan sinh dưỡng như thân, rễ, cành lá… đều sinh trưởng mạnh làm cho cây lai có nhiều cành, nhánh, thân cao to, lá to, rễ nhiều, củ nhiều… đó cũng là các tính trạng có lợi cho chọn giống. Đặc biệt là các loại cây trồng sử dụng các bộ phận sinh dưỡng như thân, lá, củ… - ƯTL thích ứng: Là ưu thế lai do sự tăng sức sống, tăng tính chống chịu với sâu bệnh, với các điều kiện ngoại cảnh bất thuận như rét, úng, chua, mặn, phèn… - ƯTL tích luỹ: Là sự tăng cường tích luỹ chất vào các bộ phận của cây như hàm lượng tinh bột cao ở củ, hàm lượng protein, hàm lượng dầu cao hơn ở hạt, hàm lượng đường cao ở thân, hàm lượng ester cao ở lá… [9]. Các giả thuyết giải thích cơ sở di truyền của hiện tượng ƯTL: Lý thuyết và cơ sở di truyền của hiện tượng ƯTL được chú ý và nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới. Tuy nhiên các nhà khoa học chưa đưa ra được một thuyết duy nhất để giải thích hiện tượng này. Để giải thích cơ sở di truyền của ƯTL ngày nay trên thế giới đang tồn tại nhiều thuyết khác nhau như thuyết siêu trội (East 1922, Hull 1945), thuyết trội (Bruce 1910, Collins 1921, Jones 1917), thuyết cân bằng di truyền (Mazer, Turbin, 1961) thuyết sinh hóa (Robinson, Emerson), thuyết dị hợp tử về cấu trúc, thuyết đồng tế bào chất… Nhưng đứng trên quan điểm di truyển học. Do tổ hợp các nguồn gen từ các bố mẹ khác nhau, kiểu gen của con lai F1 thu được những hiệu quả đổi mới về tương tác giữa các gen ở nhân cũng như tương tác nhân - tế bào chất. Như vậy, nguyên nhân di truyền của hiện tượng ƯTL cần được xem xét ở những hiệu quả tương tác sau: - Tương tác giữa các gen cùng locus: Con lai F1 thu được mức dị hợp tử nào đó về các gen. Các gen trội được tích luỹ và thể hiện lấn át các gen lặn gây hiệu quả xấu, dẫn tới con lai F1 có ưu thế hơn bố mẹ mang các alen lặn ở trạng thái đồng hợp tử, tức là con lai F1 đã khắc phục những khiếm khuyết ở các dòng bố mẹ (các dòng tự phối) Tương tác giữa các alen cùng locus gây ra hiện tượng trội, siêu trội: Mô hình tương giữa các alen cùng locus: * Một gen được gọi là trội khi nó tạo ra sản phẩm bình thường. * Một gen được gọi là lặn khi nó tạo ra sản phẩm ít hơn, kém hoạt tính hoặc bất hoạt. * Gen là một đoạn ADN mang thông tin di truyền. * Locus là vị trí xác định của gen trên nhiễm sắc thể. * Allel là trạng thái khác nhau của gen. Trạng thái của gen được xác định bằng trình tự ADN. Khi một cá thể có trạng thái khác nhau của một allel ở một locus thì cá thể đó được gọi là thể dị hợp tử. Khi trạng thái của một allel giống nhau thì cá thể đó được gọi là đồng hợp tử. A a TH1: Nếu AA=Aa thì tính trạng trội hoàn toàn, trong một gen chỉ có một alen cũng cung cấp đủ sản phẩm thể hiện bằng trường hợp có hai alen. TH2: AA>Aa>aa thì tính trạng trội không hoàn toàn, khi trong kiểu gen có liều lượng bằng ½ alen trội thì nó biểu hiện trung gian. TH3: Aa>AA, aa thì được gọi là hiện tượng siêu trội, dị hợp tử mạnh hơn. Có hai giả thuyết để giải thích hiện tượng siêu trội: Giả thuyết liều lượng: AA: dư thừa aa: thiếu hụt không biểu hiện tối ưu Aa: Tối ưu Giả thuyết tạo sản phẩm lai: AA: cho sản phẩm protein PA aa: cho ra sản phẩm protein Pa Aa: cho ra sản phẩm PA Pa PA+a (lai, mạnh hơn) TH4: Sản phẩm có hoạt tính quyết định tính trạng yếu hơn nhưng lại trội hơn: AA SPA Cơ chất PA aa SPa Cơ chất Pa Aa A SPA Cơ chất Pa a SPA - Tương tác giữa các gen khác locus: có các hệ quả sau: + Hệ quả bổ xung giữa các gen: Mô hình: P: AAbb × aaBB F1: AaBb (hiệu ứng dị hợp tử, bổ xung nhau) + Hiệu quả khắc phục ưu thế lặn: Mô hình: P: AAbb × aaBB F1: AaBb (F1 khắc phục ở bố mẹ, gen A làm nền tảng cho gen B phát triển) + Tương tác gen chủ và gen phụ: PA1 A A PA2 Biểu hiện kiểu hình của tính trạng có thể do hiệu quả tác động của gen chính (gen chủ) phối hợp tác động của một loạt gen phụ (gen biến điệu, gen điều chỉnh). Ở con lai F1 có thể thu được các tổ hợp đổi mới giữa gen chủ với các gen điều chỉnh có hiệu quả thể hiện cao hơn trong sự thể hiện kiểu hình của tính trạng so với bố mẹ. + Phối hợp các dạng tương tác trên: - Các mối cân bằng di truyền: Tính chất cân bằng nói lên một kiến trúc di truyền nào đó thể hiện tính thích ứng tốt với điều kiện môi trường. Ngược lại, một kiến trúc kém cân bằng khi tổ hợp các alen có kiểu gen kém ổn định, kém cân đối trong quá trình phát triển của các tính trạng dẫn đến kiểu gen kém thích ứng. Cân bằng di truyền bao gồm cân bằng: Cân bằng di truyền bên trong: là mối quan hệ giữa các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể. Cân bằng di truyền quan hệ: là sự tương tác giữa các locus đối lập nhau. - Giả thuyết tương tác nhân - tế bào chất: Trong quá trình tự thụ, những thông tin ở nhiễm sắc thể được coi là mới đối với tất cả những gì có ở bào chất của tế bào trứng là rất hiếm, tức là những đổi mới trong mối quan hệ giữa các gen ở nhân và bào chất, về cơ bản không sảy ra. Những tình thế về tương tác bên trong đã được thiết lập đặc trưng cho kiểu gen nào đó, về cơ bản, chúng vẫn tồn tại như trước thụ tinh. Ngược lại, khi lai giữa các cá thể khác nhau về mặt di truyền, ngay sau khi thụ tinh, đã hình thành những mức độ khác nhau về mối quan hệ nhân – bào chất, do những nguồn gốc khác nhau về nhân và bào chất của các các thể giao phối. Những đổi mới khác nhau thu được trong mối quan hệ nhân – bào chất là rất quan trọng. Có thể ở một số lần phân chia tế bào, một số lượng gen nào đó có mức hoạt động tăng hơn, từ đó nhiều sự kiện khác nhau của quá trình trao đổi chất được tăng cường. (Nguyễn Hồng Minh, 1999) [17]. 2.5.4. Khả năng kết hợp và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp trong chọn tạo giống ưu thế lai Khái niệm về khả năng kết hợp Khả năng kết hợp là khả năng cho ƯTL của các dòng tự phối trong các tổ hợp lai, hay nói cách khác đó là khả năng các bố mẹ có thể truyền lại cho con cái các đặc tính của mình khi phối hợp chúng trong các tổ hợp lai. Người ta phân biệt khả năng phối hợp chung (GCA) và khả năng phối hợp riêng (SCA). Khả năng phối hợp chung là khả năng cho ƯTL của dòng tự phối khi lai với các dòng khác. Đó là đại lượng trung bình về ƯTL của tất cả các THL mà dòng đó tham gia. Đứng ở góc độ di truyền học thì khả năng kết hợp chung phản ánh phần đóng góp của từng bố mẹ theo hiệu quả tính cộng vào độ lớn tính trạng của con lai F1 và không mất đi qua các thế hệ, khá ổn định dưới tác động của các yếu tố môi trường. Khả năng phối hợp riêng là khả năng cho ƯTL của một dòng khi đem lai với một dòng cụ thể khác. Nó phản ánh phần cùng đóng góp của bố mẹ theo hiệu ứng tương tác giữa các gen khác locus, hiệu ứng trội, siêu trội, yếu tố ức chế của các gen và chịu tác động rõ rệt của điều kiện môi trường. Các cặp có khả năng kết hợp riêng cao nếu đạt các yêu cầu trong các giai đoạn thử nghiệm sau sẽ được dùng để sản xuất hạt giống cung cấp cho sản xuất hoặc để tạo các lai kép khi cần thiết. (Nguyễn Văn Hiển, [9]). Các nhà khoa học cho rằng đánh giá khả năng kết hợp thực chất là xác định tác động của gen và chia tác động của gen liên quan đến khả năng kết hợp thành hai loại: Khả năng kết hợp chung được kiểm soát bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, đặc trưng cho hiệu quả tính trội, còn khả năng kết hợp riêng được xác định bởi yếu tố ức chế, tính trội, siêu trội của gen và điều kiện môi trường (Lê Duy Thành, [22]). Kiểu gen F1 được hình thành do kết hợp giao tử đực và giao tử cái của các bố mẹ, vì vậy đánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ chính là xác định hiệu quả tác động của các gen thu được ở F1 trong sự thể hiện tính trạng. Cho tới nay, trong chọn tạo giống ƯTL, những thực nghiệm phổ biến thường áp dụng là xác định khả năng kết hợp của các bố mẹ bằng một số phương pháp truyền thống như lai Diallen, lai đỉnh. Các thực nghiệm này đòi hỏi tốn nhiều công sức. Hiện nay nhờ sự phát triển của công nghệ sinh học có thể dự đoán chính xác hơn ƯTL của con lai F1 có thể sử dụng phương pháp Marker phân tử (chỉ thị phân tử) để dự đoán thể hiện tính trạng ở con lai F1. Phương pháp xác định khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh Lai đỉnh (Topcross) là phương pháp lai thử để xác định khả năng kết hợp chung do Davis đề xuất vào năm 1927, Jenkins và Bruce phát triển năm 1932. [27] Trong lai đỉnh, giai đoạn thử cũng có nhiều ý kiến khác nhau, một số nhà khoa học tiến hành lai thử sớm, một số khác lại lại thử muộn, song nhìn chung người ta thường tiến hành lai thử sớm, bởi vì trong quá trình thu thập và chọn tạo dòng thuần (VLKĐ) thì số lượng dòng rất nhiều nên công tác chọn tạo rất vất vả và tốn kém. Trong khi đó, chỉ có một số ít các dòng có khả năng cho ƯTL. Do vậy thử khả năng kết hợp chung bằng phương pháp lai đỉnh cho phép ta sơ bộ lựa chọn được các dòng triển vọng, loại bỏ các dòng không có khả năng cho ƯTL ngay từ thế hệ tự thụ I3, I4 và I5 [27]. Cây thử (Tester) thường được dùng làm mẹ và được thụ phấn của các dòng định thử. Cây thử thường có cơ sở di truyền rộng (thường là các giống tổng hợp, các giống địa phương tốt hoặc con lai kép...). Để tăng độ chính xác cần tăng số cây trong một tổ hợp lai lên, sao cho đủ hạt để bố trí thí nghiệm 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại ít nhất là 20 cây. Những cặp lai thu được qua lai đỉnh được so sánh theo phương pháp thí nghiệm đồng ruộng và số liệu được xử lý thống kê theo phương pháp phân tích phương sai ANOVA (Analysis Of Variance). Thường các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoặc mạng lưới cân bằng. Mô hình toán học chung của các cặp lai đỉnh là: Yijk = μ+di+cj+sij+eijk Trong đó: Yijk độ lớn tính trạng con lai của cặp i×j ở lần lặp thứ k Μ Tính trạng trung bình trong thí nghiệm di Khả năng kết hợp chung của dòng i cj Khả năng kết hợp chung của cây thử thứ j sij Khả năng kết hợp riêng giữa dòng i và cây j eijk sai số ngẫu nhiên (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [9]. Trong thực tế không phải bất kỳ một dòng ngô thuần nào khi quan sát thất tốt đều cho KNKH cao vì năng suất giữa con lai F1 và các dòng tự phối không có mối tương quan chặt và đáng tin cậy (Trần Hồng Uy, 1985) [36]. Trong suốt quá trình chọn tạo dòng thuần, cần loại bỏ những dòng có sức sống kém, dị dạng, khó duy trì, dễ nhiễm sâu bệnh, chống đổ kém... những tính trạng này đều có thể chọn lọc bằng mắt thường. Nhưng đối với KNKH của các dòng thì phương pháp này không có hiệu quả mà phải dùng phương pháp lai thử. Vì vậy một trong những khâu quan trọng để tạo giống ngô lai là phải đánh giá KNKH của các dòng (Nguyễn Văn Cương, 2004) [2]. 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1. Vật liệu nghiên cứu Trong vụ Thu Đông năm 2008 chúng tôi tiến hành khảo sát 27 dòng ngô đường tự phối, qua đánh giá và lựa chọn chúng tôi chọn ra 8 dòng ngô ưu tú để tiến hành phép lai đỉnh với 2 cây thử là dòng Đ5 và Đ8. Bảng 3.1: Một số dòng ngô đường tự phối (vụ Thu Đông 2008) Stt Mã cọc Đời tự phối Ghi chú 1 Đ1 S16 ĐH Nông Nghiệp Hà Nội 2 Đ2 S12 “ 3 Đ3 S16 “ 4 Đ4 S15 “ 5 Đ5 S15 “ 6 Đ6 S15 “ 7 Đ7 S15 “ 8 Đ8 S9 “ 9 Đ9 S9 “ 10 Đ10 S9 “ 11 Đ11 S15 “ 12 Đ12 S15 “ 13 Đ13 S9 Viên nghiên cứu ngô TƯ 14 Đ14-1 S9 “ 15 Đ14-2 S9 “ 16 Đ15 S15 Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội 17 Đ16 S15 “ 18 Đ18 S15 “ 19 Đ19 S9 “ 20 Đ20 S9 “ 21 Đ21 S4 “ 22 Đ22 S4 “ 23 Đ23 S4 “ 24 Đ24 S3 “ 25 Đ25 S3 “ 26 Đ26 S3 “ 27 Đ27 S3 “ Bảng 3.2: Một số THL ngô đường (vụ Xuân 2009) Stt Tên THL Ghi chú 1 Đ5xĐ2 THL 2 Đ5xĐ3 THL 3 Đ5xĐ4 THL 4 Đ5xĐ12 THL 5 Đ5xĐ18 THL 6 Đ5xĐ27 THL 7 Đ8xĐ2 THL 8 Đ8xĐ3 THL 9 Đ8xĐ4 THL 10 Đ8xĐ12 THL 11 Đ8xĐ18 THL 12 Đ8xĐ27 THL 13 Đ/C Giống đối chứng - Sugar 75 3.1.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thời gian: Vụ Thu Đông 2008: Gieo vào ngày 27/8/2008, khảo sát tập đoàn 27 dòng ngô đường tự phối. Vụ Xuân 2009: Gieo vào ngày 4/2/2004, khảo sát 12 tổ hợp lai và 1 giống đối chứng Địa điểm: Thí nghiệm được bố trí tại khu ruộng thí nghiệm của Bộ môn Cây lương thực, trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội. 3.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 3.2.1. Nội dung nghiên cứu - Vụ Thu Đông 2008: Khảo sát, đánh giá một số dòng ngô đường về các chỉ tiêu nông sinh học. - Vụ Xuân 2009: Đánh giá con lai F1 về các đặc điểm hình thái, khả năng kết hợp, năng suất và các chỉ tiêu về tính chống chịu. 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.2.1. Kỹ thuật trồng trọt Phân bón: Lượng phân bón cho 1 héc-ta 7-10 tấn phân chuồng 120kgN 90kgP2O5 60kgK2O Thời điểm và phương pháp bón: Bón lót: toàn bộ phân chuồng và phân lân Bón thúc lần 1: Khi ngô được 3-4 lá, bón 1/3 lượng N + 1/3 lượng Kali. Kết hợp vun nhẹ để lấp phân. Bón thúc lần 2: Khi ngô được 7-9 lá, bón bón 1/3 lượng N + 1/3 lượng Kali. Vun lấp phân và vun cao luống Bón thúc lần 3: Khi ngô xoắn nõn, bón hết lượng phân còn lại, vun cao lần cuối. Mật độ và khoảng cách: Khoảng cách: Cây cách cây 25 cm, hàng cách hàng 70 cm Mật độ: 5,7 vạn cây/héc-ta. 3.2.2.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm khảo sát một số dòng ngô đường được bố trí tuần tự không nhắc lại, mỗi dòng gieo 3 hàng (diện tích ô thí nghiệm 10,5m2), riêng dòng làm cây thử gieo 8 hàng (diện tích ô thí nghiệm 28 m2). Sơ đồ thí nghiệm khảo sát dòng: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Thí nghiệm khảo sát một số tổ hợp ngô đường lai được bố trí theo kiểu RCB (khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh) với 3 lần nhắc lại (diên tích ô thí nghiệm 10,5m2). Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai: 1 3 7 9 10 12 13 8 5 4 6 2 11 10 2 1 12 6 4 7 3 11 13 9 8 5 6 9 10 2 5 13 12 8 1 4 11 3 7 3.2.2.3. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển của các dòng, giống ngô thí nghiệm. * Thời gian sinh trưởng và thời gian các giai đoạn sinh trưởng phát triển: Ngày gieo: Thời gian từ gieo đến mọc (50% số cây mọc): Thời gian từ gieo đến trổ cờ (50% số cây trỗ cờ/ô thí nghiệm): Thời gian từ gieo đến tung phấn (50% số cây tung phấn/ô thí nghiệm): Thời gian từ gieo đến phun râu (50% số cây phun râu/ô thí nghiệm): Thời gian từ gieo đến thu hoạch (cuối chín sữa - đầu chín sáp đối với THL để tính NS bắp tươi): Thời gian từ gieo đến chín (TGST) (80% lá bi khô, đối với các dòng ): * Một số chỉ tiêu về hình thái cây, bông cờ, bắp và số lá: Chiều cao cây cuối cùng (cm), đo từ mặt đất đến đốt cờ đầu tiên, đo vào lúc chín sữa (theo dõi ở cả 2 thí nghiệm). Chiều cao đóng bắp (cm), đo từ mặt đất đến đốt mang bắp hữu hiệu trên cùng, đo vào lúc chín sữa. Tổng số lá/cây: đếm lúc chín sữa. Chiều dài bông cờ (cm): đo từ điểm phân nhánh đầu tiên đến đỉnh bông cờ, do khi tung phấn xong Số gié cấp 1: Đếm mỗi dòng và mỗi THL 5 bông cờ và tính giá trị trung bình. Lượng phấn tung: Đánh giá cảm quan bằng nhận xét khi rũ hạt bông cờ lên tấm giấy mầu sẫm (ở năm mức độ Rất nhiều - Nhiều - Trung bình - Ít - Rất ít). Thời gian cho phấn: đánh giá bằng thang nhận xét: Rất dài (>5 ngày), Dài (4 ngày), Trung bình (3 ngày), Ngắn (2 ngày) và Rất ngắn (1 ngày) Tỷ lệ hữu dục của hạt phấn: Soi hạt phấn của các dòng ngô tham gia thí nghiệm. Khi ngô chuẩn bị trỗ cờ thì lấy các bao phấn, đem nhuộm cồn iốt và soi bao phấn ở 3 vị trí trên một bông cờ, mỗi vị trí quan sát 3 trường. Đếm số hạt phấn hữu dục và tổng số hạt phấn trong một trường quan sát. Trạng thái bắp: Cho điểm từ 1 đến 5 theo thang của CIMMYT (độ bao bắp, độ đều bắp...). Điểm 1: lá bi bao kín đầu bắp và kéo dài ra. Điểm 2: lá bi bao kín đầu bắp. Điểm 3: lá bi bao kín đầu bắp nhưng không chặt. Điểm 4: lá bi bao không kín, để đầu bắp lộ ra một phần, thấy một ít hạt. Điểm 5: lá bi để hở đầu bắp, đầu bắp lộ rất rõ, thấy hạt. * Một số chỉ tiêu về khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ: Sâu xám: theo dõi lúc ngô còn non (tính tỷ lệ bị hại). Sâu đục thân: theo dõi khi sâu xuất hiện (tính tỷ lệ bị hại). Số cây bị hại Tỷ lệ sâu hại = *100% Tổng số cây theo dõi Bệnh khô vằn: Đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5 Bệnh đốm lá nhỏ: Đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5 Bệnh đốm lá lớn: Đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5 Điểm 0: Không bị bệnh Điểm 1: < 10% diện tích lá bị bệnh Điểm 2: 10 – 25% diện tích lá bị bệnh Điểm 3: 26 – 50% diện tích lá bị bệnh Điểm 4: 51 – 75% diện tích lá bị bệnh Điểm 5: > 76% diện tích lá bị bệnh Tỷ lệ đổ cây (%): Cây được coi là bị đổ khi nghiêng một góc lớn hơn 300 so với phương thẳng đứng. Tỷ lệ gẫy thân (%): Cây bị gẫy thân ở dưới bắp. * Một số chỉ tiêu sinh lý: Diện tích lá: đo vào 3 giai đoạn (7-9 lá, xoắn nõn và chín sữa) Đo chiều dài và chiều rộng (chỗ rộng nhất) của tất cả các lá xanh có trên cây, rồi tính diện tích lá theo công thức: S = Dàitb×Rộngtb×0.75×n n: là tổng số lá xanh có trên cây lúc theo dõi Chỉ số diện tích lá (LAI): tính cho 3 giai đoạn (7-9 lá, xoắn nõn và chín sữa). Chỉ số SPAD: đo tại 3 vị trí trên 3 lá của một cây, đo vào 3 giai đoạn (7-9 lá, xoắn nõn và chín sữa), sử dụng máy đo SPAD 502 - Japan . * Một số chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất: (mỗi dòng lấy 10 bắp: 3 bắp đẹp, 4 bắp trung bình, 3 bắp xấu) rồi đo đếm các chỉ tiêu, riêng ở thí nghiệm khảo sát các THL thì mỗi THL lấy 10 như trên nhưng lấy cả ở 3 lần nhắc lại để riêng ra) Số bắp hữu hiệu/cây: Chiều dài bắp (cm): Chiều dài đuồi chuột (cm): Chiều ngang bắp (cm): đo chỗ rộng nhất. Số hàng hạt/bắp: Số hạt/hàng: Khối lượng 1000 hạt (P1000hạt): quy về độ ẩm 14%. (cân hai mẫu 500g, nếu chênh lệch nhau >5% ta cân thêm mẫu khác) Năng suất lý thuyết (không tính lõi) (tạ/ha): Số cây/ha×số bắp hữu hiệu×hạt/hàng×hàng /bắp×P1000hạt×10-8 - Tỷ lệ hạt/lõi (%): - Năng suất thực thu (tạ/ha): quy về độ ẩm 14% theo công thức: Năng suất tươi (ở độ ẩm thu hoạch A0) ×86 (100-A0) 10000 NSTT có lõi (tạ/ha): năng suất trong một ô× Diện tích ô thí nghiệm (m2) NSTT không lõi (tạ/ha): NSTT có lõi × tỷ lệ hạt/lõi - NS bắp tươi của các THL: Thu hoạch và cân luôn ở ngoài ruộng theo từng ô t thí nghiệm. * Một số chỉ tiêu về chất lượng: Mầu sắc hạt ngô: Độ Brix: Đo bằng máy đo điện tử chuyên dụng (Pallete - Digital Refractometer – ATAGO 2002) Độ dầy vỏ (đánh giá bằng chỉ tiêu thử nếm: thành lập hội đồng thử nếm, cho điểm từ 1 đến 5, điểm 1: vỏ mỏng, khi ăn giòn nhẹ; điểm 5: vỏ dày, khi ăn hơi rắn) Độ xơ (cho điểm từ 1 đến 5, điểm 1: xơ ít, khi ăn không dắt răng; điểm 5: xơ nhiều, khi ăn dắt răng) Đánh giá độ ngọt bằng cách cho điểm từ 1 đến 5: điểm 1: rất ngọt; điểm 2: ngọt; điểm 3: ngọt vừa; điểm 4: ít ngọt; điểm 5: không ngọt. Đánh giá hương thơm bằng thang nhận xét từ: rất thơm; thơm; thơm nhẹ; ít thơm và không thơm. Đánh giá vị đậm bằng thang nhận xét từ: Rất đậm; đậm; đậm vừa, ít đậm và không đậm. 3.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được thu thập và xử lý thống kê theo các chương trình phần mềm máy tính như: Phần mềm Excel để tính giá trị trung bình. Phần mềm IRRISTAT version 4.0 for Window để phân tích phương sai. Phần mềm phân tích di truyền số lượng của Nguyễn Đình Hiền (Topcross). Phần mềm Selindex, MSTATC. 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Tình hình thời tiết vụ Thu Đông năm 2008 và vụ Xuân 2009 tại Gia Lâm – Hà Nội Vụ Thu Đông - Năm 2008 Stt Yếu tố Tháng 8 Tháng 9 Tháng 10 Tháng 11 1 Tổng lượng mưa (mm/tháng) 304,5 199,4 469,0 258,7 2 Nhiệt độ không khí TB (0C/ngày) 29,0 28,3 26,5 21,4 3 Số giờ nắng TB (h/ngày) 4,0 4,1 3,0 4,9 Vụ Xuân - Năm 2009 Stt Yếu tố Tháng 2 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5 1 Tổng lượng mưa (mm/tháng) 7,5 34,0 45,5 270,0 2 Nhiệt độ không khí TB (0C/ngày) 22,1 20,7 24,3 26,8 3 Số giờ nắng TB (h/ngày) 3,26 2,19 3,56 5,22 Thời tiết vụ Thu Đông năm 2008 rất thất thường, cuối vụ (ngày 31/10 đến 5/11 năm 2008) xuất hiện trận mưa lịch sử, lượng mưa ngày 31/10 là 347 mm, ngày 1/11 là 128 mm. Lượng mưa cao, mưa kéo dài làm ngập hết ngô. Chúng tôi phải tiến hành thu thí nghiệm khi ngô đang chín sáp, sau tung phấn phun râu khoảng 30 ngày. Nhiệm vụ chính là giữ dòng ngô và thu các tổ hợp lai để duy trì dòng và vật liệu để đánh giá con lai. Trong vụ Xuân 2009, chúng tôi tiến hàn._.────│ Dong│ 5 │ 100.003 │ 97.050 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 139.903 │ 150.380 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 63.593 31.796 0.088 ║ ║ Cong thuc │ 11 17801.409 1618.310 4.501 ║ ║ Sai so │ 22 7909.925 359.542 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 25774.926 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 63.593 31.796 0.088 ║ ║ Cong thuc │ 11 17801.409 1618.310 4.501 ║ ║ Cap lai │ 11 17801.409 1618.310 4.501 ║ ║ GCA Dong │ 5 13422.264 2684.453 3.098 ║ ║ GCA Tester │ 1 46.353 46.353 0.053 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 4332.792 866.558 2.410 ║ ║ Sai so │ 22 7909.925 359.542 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 25774.926 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 75.400 Dong gop cua Cay thu : 0.260 Dong gop cua Dong * Cay thu : 24.340 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 93.048 │ md[ 2] = 127.622 │ md[ 3] = 99.998 │ │ md[ 4] = 96.855 │ md[ 5] = 98.527 │ md[ 6] = 145.142 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 10.947 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 7.067 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 111.333 │ mct[ 2] = 109.064 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 6.321 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 3.160 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 1.135 │ │ 2 │ -1.135 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 4.469 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 6.321 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -17.150 │ │ 2 │ 17.423 │ │ 3 │ -10.200 │ │ 4 │ -13.344 │ │ 5 │ -11.672 │ │ 6 │ 34.943 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 7.741 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 10.947 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ -3.136│ 3.136│ 19.674 │ │ dong 2 │ 23.627│ -23.627│1116.465 │ │ dong 3 │ -9.326│ 9.326│ 173.963 │ │ dong 4 │ -5.133│ 5.133│ 52.697 │ │ dong 5 │ 0.342│ -0.342│ 0.234 │ │ dong 6 │ -6.373│ 6.373│ 81.232 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu 48.549 48.549 Trung binh bien dong cua cay thu 240.711 Trung binh bien dong cua Dong 48.549 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 10.947 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 15.482 ****************************************************** CHUONG TRINH PHAN TICH PHUONG SAI LINE * TESTER Ver 2.0 Nguyen Dinh Hien 1995 So hat/hang cua cac THL 6 dong 2 cay thu 3 lan nhac toan BANG CAC GIA TRI TRUNG BINH CUA THI NGHIEM ┌────────────────────┐ │ Cay 1 │ Cay 2 │ ┌────│────────────────────│ Dong│ 1 │ 32.600 │ 36.200 │ │────│────────────────────│ Dong│ 2 │ 41.200 │ 37.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 3 │ 34.800 │ 33.800 │ │────│────────────────────│ Dong│ 4 │ 37.400 │ 33.600 │ │────│────────────────────│ Dong│ 5 │ 33.800 │ 31.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 39.000 │ 35.400 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 1.500 0.750 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 262.590 23.872 10.003 ║ ║ Sai so │ 22 52.500 2.386 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 316.590 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 1.500 0.750 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 262.590 23.872 10.003 ║ ║ Cap lai │ 11 262.590 23.872 10.003 ║ ║ GCA Dong │ 5 170.250 34.050 2.742 ║ ║ GCA Tester │ 1 30.250 30.250 2.436 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 62.090 12.418 5.204 ║ ║ Sai so │ 22 52.500 2.386 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 316.590 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 64.835 Dong gop cua Cay thu : 11.520 Dong gop cua Dong * Cay thu : 23.645 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 34.400 │ md[ 2] = 39.300 │ md[ 3] = 34.300 │ │ md[ 4] = 35.500 │ md[ 5] = 32.600 │ md[ 6] = 37.200 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 0.892 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 0.576 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 36.467 │ mct[ 2] = 34.633 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 0.515 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 0.257 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 0.917 │ │ 2 │ -0.917 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.364 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.515 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -1.150 │ │ 2 │ 3.750 │ │ 3 │ -1.250 │ │ 4 │ -0.050 │ │ 5 │ -2.950 │ │ 6 │ 1.650 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.631 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.892 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ -2.717│ 2.717│ 14.761 │ │ dong 2 │ 0.983│ -0.983│ 1.934 │ │ dong 3 │ -0.417│ 0.417│ 0.347 │ │ dong 4 │ 0.983│ -0.983│ 1.934 │ │ dong 5 │ 0.283│ -0.283│ 0.161 │ │ dong 6 │ 0.883│ -0.883│ 1.561 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu 1.433 1.433 Trung binh bien dong cua cay thu 3.449 Trung binh bien dong cua Dong 1.433 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 0.892 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 1.261 CHUONG TRINH PHAN TICH PHUONG SAI LINE * TESTER Ver 2.0 Nguyen Dinh Hien 1995 So hang hat/bap cua THL 6 dong 2 cay thu 3 lan nhac toan BANG CAC GIA TRI TRUNG BINH CUA THI NGHIEM ┌────────────────────┐ │ Cay 1 │ Cay 2 │ ┌────│────────────────────│ Dong│ 1 │ 14.000 │ 12.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 2 │ 14.000 │ 14.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 3 │ 12.800 │ 13.267 │ │────│────────────────────│ Dong│ 4 │ 12.400 │ 12.000 │ │────│────────────────────│ Dong│ 5 │ 12.800 │ 11.200 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 14.400 │ 13.667 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.136 0.068 0.381 ║ ║ Cong thuc │ 11 33.982 3.089 17.348 ║ ║ Sai so │ 22 3.918 0.178 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 38.036 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.136 0.068 0.381 ║ ║ Cong thuc │ 11 33.982 3.089 17.348 ║ ║ Cap lai │ 11 33.982 3.089 17.348 ║ ║ GCA Dong │ 5 24.689 4.938 3.926 ║ ║ GCA Tester │ 1 3.004 3.004 2.389 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 6.289 1.258 7.063 ║ ║ Sai so │ 22 3.918 0.178 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 38.036 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 72.652 Dong gop cua Cay thu : 8.841 Dong gop cua Dong * Cay thu : 18.506 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 13.200 │ md[ 2] = 14.200 │ md[ 3] = 13.033 │ │ md[ 4] = 12.200 │ md[ 5] = 12.000 │ md[ 6] = 14.033 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 0.244 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 0.157 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 13.400 │ mct[ 2] = 12.822 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 0.141 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 0.070 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 0.289 │ │ 2 │ -0.289 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.099 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.141 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 0.089 │ │ 2 │ 1.089 │ │ 3 │ -0.078 │ │ 4 │ -0.911 │ │ 5 │ -1.111 │ │ 6 │ 0.922 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.172 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.244 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ 0.511│ -0.511│ 0.522 │ │ dong 2 │ -0.489│ 0.489│ 0.478 │ │ dong 3 │ -0.522│ 0.522│ 0.545 │ │ dong 4 │ -0.089│ 0.089│ 0.016 │ │ dong 5 │ 0.511│ -0.511│ 0.522 │ │ dong 6 │ 0.078│ -0.078│ 0.012 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu 0.162 0.162 Trung binh bien dong cua cay thu 0.349 Trung binh bien dong cua Dong 0.162 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 0.244 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 0.345 ************************************************ CHUONG TRINH PHAN TICH PHUONG SAI LINE * TESTER Ver 2.0 Nguyen Dinh Hien 1995 Duong kinh bap cua cac THL 6 dong 2 cay thu 3 lan nhac toan BANG CAC GIA TRI TRUNG BINH CUA THI NGHIEM ┌────────────────────┐ │ Cay 1 │ Cay 2 │ ┌────│────────────────────│ Dong│ 1 │ 4.100 │ 4.800 │ │────│────────────────────│ Dong│ 2 │ 5.000 │ 5.100 │ │────│────────────────────│ Dong│ 3 │ 4.600 │ 4.800 │ │────│────────────────────│ Dong│ 4 │ 4.200 │ 4.500 │ │────│────────────────────│ Dong│ 5 │ 4.400 │ 4.200 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 4.800 │ 4.900 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.060 0.030 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 3.710 0.337 3.533 ║ ║ Sai so │ 22 2.100 0.095 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 5.870 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.060 0.030 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 3.710 0.337 3.533 ║ ║ Cap lai │ 11 3.710 0.337 3.533 ║ ║ GCA Dong │ 5 2.690 0.538 4.076 ║ ║ GCA Tester │ 1 0.360 0.360 2.727 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 0.660 0.132 1.383 ║ ║ Sai so │ 22 2.100 0.095 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 5.870 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 72.507 Dong gop cua Cay thu : 9.704 Dong gop cua Dong * Cay thu : 17.790 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 4.450 │ md[ 2] = 5.050 │ md[ 3] = 4.700 │ │ md[ 4] = 4.350 │ md[ 5] = 4.300 │ md[ 6] = 4.850 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 0.178 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 0.115 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 4.517 │ mct[ 2] = 4.717 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 0.103 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 0.051 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -0.100 │ │ 2 │ 0.100 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.073 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.103 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -0.167 │ │ 2 │ 0.433 │ │ 3 │ 0.083 │ │ 4 │ -0.267 │ │ 5 │ -0.317 │ │ 6 │ 0.233 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.126 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.178 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ -0.250│ 0.250│ 0.125 │ │ dong 2 │ 0.050│ -0.050│ 0.005 │ │ dong 3 │ -0.000│ 0.000│ 0.000 │ │ dong 4 │ -0.050│ 0.050│ 0.005 │ │ dong 5 │ 0.200│ -0.200│ 0.080 │ │ dong 6 │ 0.050│ -0.050│ 0.005 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu -0.003 -0.003 Trung binh bien dong cua cay thu 0.037 Trung binh bien dong cua Dong -0.003 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 0.178 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 0.252 CHUONG TRINH PHAN TICH PHUONG SAI LINE * TESTER Ver 2.0 Nguyen Dinh Hien 1995 Chieu dai bap cua cac THL 6 dong 2 cay thu 3 lan nhac toan BANG CAC GIA TRI TRUNG BINH CUA THI NGHIEM ┌────────────────────┐ │ Cay 1 │ Cay 2 │ ┌────│────────────────────│ Dong│ 1 │ 15.400 │ 15.900 │ │────│────────────────────│ Dong│ 2 │ 19.000 │ 16.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 3 │ 17.600 │ 16.000 │ │────│────────────────────│ Dong│ 4 │ 17.100 │ 15.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 5 │ 16.200 │ 14.200 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 17.800 │ 15.900 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.667 0.333 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 54.568 4.961 4.677 ║ ║ Sai so │ 22 23.333 1.061 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 78.568 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 0.667 0.333 0.314 ║ ║ Cong thuc │ 11 54.568 4.961 4.677 ║ ║ Cap lai │ 11 54.568 4.961 4.677 ║ ║ GCA Dong │ 5 24.463 4.893 2.884 ║ ║ GCA Tester │ 1 21.623 21.623 12.745 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 8.482 1.696 1.600 ║ ║ Sai so │ 22 23.333 1.061 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 78.568 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 44.830 Dong gop cua Cay thu : 39.625 Dong gop cua Dong * Cay thu : 15.545 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 15.650 │ md[ 2] = 17.700 │ md[ 3] = 16.800 │ │ md[ 4] = 16.250 │ md[ 5] = 15.200 │ md[ 6] = 16.850 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 0.595 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 0.384 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 17.183 │ mct[ 2] = 15.633 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 0.343 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 0.172 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 0.775 │ │ 2 │ -0.775 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 0.243 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 0.343 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -0.758 │ │ 2 │ 1.292 │ │ 3 │ 0.392 │ │ 4 │ -0.158 │ │ 5 │ -1.208 │ │ 6 │ 0.442 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 0.420 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 0.595 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ -1.025│ 1.025│ 2.101 │ │ dong 2 │ 0.525│ -0.525│ 0.551 │ │ dong 3 │ 0.025│ -0.025│ 0.001 │ │ dong 4 │ 0.075│ -0.075│ 0.011 │ │ dong 5 │ 0.225│ -0.225│ 0.101 │ │ dong 6 │ 0.175│ -0.175│ 0.061 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu -0.000 -0.000 Trung binh bien dong cua cay thu 0.471 Trung binh bien dong cua Dong -0.000 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 0.595 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 0.841 ****************************************** CHUONG TRINH PHAN TICH PHUONG SAI LINE * TESTER Ver 2.0 Nguyen Dinh Hien 1995 Chieu cao cay cua cac THL Thi nghiem lai dinh 6 dong ngo duong voi 2 cay thu Gia lam ha noi BANG CAC GIA TRI TRUNG BINH CUA THI NGHIEM ┌────────────────────┐ │ Cay 1 │ Cay 2 │ ┌────│────────────────────│ Dong│ 1 │ 146.000 │ 152.800 │ │────│────────────────────│ Dong│ 2 │ 167.400 │ 153.400 │ │────│────────────────────│ Dong│ 3 │ 160.200 │ 147.200 │ │────│────────────────────│ Dong│ 4 │ 148.200 │ 138.000 │ │────│────────────────────│ Dong│ 5 │ 158.400 │ 132.600 │ │────│────────────────────│ Dong│ 6 │ 145.600 │ 158.200 │ └────┴────────────────────┘ BANG PHAN TICH PHUONG SAI I --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 14.415 7.208 0.258 ║ ║ Cong thuc │ 11 3155.600 286.873 10.283 ║ ║ Sai so │ 22 613.765 27.898 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 3783.780 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ BANG PHAN TICH PHUONG SAI II --------------------------- ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║ Nguon bien dong │ Bac tu Do Tong BP Trung binh FTN ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Khoi │ 2 14.415 7.208 0.258 ║ ║ Cong thuc │ 11 3155.600 286.873 10.283 ║ ║ Cap lai │ 11 3155.600 286.873 10.283 ║ ║ GCA Dong │ 5 1146.080 229.216 0.747 ║ ║ GCA Tester │ 1 475.240 475.240 1.549 ║ ║ SCA Dong*Tester │ 5 1534.280 306.856 10.999 ║ ║ Sai so │ 22 613.765 27.898 ║ ║────────────────────────────────────────────────────────────────────────║ ║ Toan bo │ 35 3783.780 ║ ╚════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝ Ty le dong gop cua Dong , cay thu va tuong tac vao bien dong chung Dong gop cua Dong : 36.319 Dong gop cua Cay thu : 15.060 Dong gop cua Dong * Cay thu : 48.621 CAC TRUNG BINH CUA CAC DONG │ md[ 1] = 149.400 │ md[ 2] = 160.400 │ md[ 3] = 153.700 │ │ md[ 4] = 143.100 │ md[ 5] = 145.500 │ md[ 6] = 151.900 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh mi va mj cua 2 dong ---------------------------------------------------------- Sd(mdi - mdj) = 3.050 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac dong --------------------------------------------------------------------- Sd(mdi) = 1.968 CAC TRUNG BINH CUA CAC CAY THU │ mct[ 1] = 154.300 │ mct[ 2] = 147.033 │ Sai so khi so sanh 2 so trung binh cua 2 cay thu -------------------------------------------------------------- Sd(mcti - mctj) = 1.761 Sai so khi so sanh mot trung binh voi trung binh cua tat ca cac cay ----------------------------------------------------------------------- Sd(mcti) = 0.880 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAY THU ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ CAY THU │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ 3.633 │ │ 2 │ -3.633 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua cay thu: 1.245 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 cay thu: 1.761 KHA NANG KET HOP CHUNG CUA CAC DONG ----------------------------------- ┌────────────────────────────┐ │ DONG │ KNKH │ │────────────────────────────│ │ 1 │ -1.267 │ │ 2 │ 9.733 │ │ 3 │ 3.033 │ │ 4 │ -7.567 │ │ 5 │ -5.167 │ │ 6 │ 1.233 │ └────────────────────────────┘ Sai so cua kha nang ket hop chung cua dong: 2.156 Sai so khi so kha nang ket hop chung cua 2 dong: 3.050 Kha nang ket hop rieng DONG * CAY THU ----------------------------------------- ┌────────────────────────────────────┐ │ │ Cay 1 │ Cay 2 │Bien dong│ │────────────────────────────────────│ │ dong 1 │ -7.033│ 7.033│ 98.936 │ │ dong 2 │ 3.367│ -3.367│ 22.669 │ │ dong 3 │ 2.867│ -2.867│ 16.436 │ │ dong 4 │ 1.467│ -1.467│ 4.302 │ │ dong 5 │ 9.267│ -9.267│ 171.742 │ │ dong 6 │ -9.933│ 9.933│ 197.342 │ └────────────────────────────────────┘ Bien dong cay thu 43.703 43.703 Trung binh bien dong cua cay thu 85.238 Trung binh bien dong cua Dong 43.703 Sai so cua kha nang ket hop rieng : 3.050 Sai so khi so sanh hai KNKHR : 4.313 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr­êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi ----------eêf---------- BïI MINH TOµN Kh¶o s¸t vµ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng kÕt hîp cña mét sè dßng ng« ®­êng tù phèi t¹i vïng Gia L©m - Hµ Néi LuËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp Chuyªn ngµnh : Di truyÒn vµ chän gièng c©y trång M· sè : 60.62.05 Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: pgs.ts. NGUYÔN THÕ HïNG Hµ Néi - 2009 LỜI CAM ĐOAN ***** Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu kết quả nghiên cứu được nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà nội, ngày 9 tháng 9 năm 2009 Tác giả Bùi Minh Toàn LỜI CẢM ƠN ***** Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô Viện đào tạo sau đại học, khoa Nông học, bộ môn Cây lương thực, bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn. Luận văn này được hoàn thành còn có sự giúp đỡ tận tình của nhiều bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 9 tháng 9 năm 2009 Tác giả Bùi Minh Toàn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU STT Tên bảng Trang 2.1: Năng suất, diện tích và sản lượng ngô trên thế giới giai đoạn 1960 - 2008 4 2.2: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở Việt Nam giai đoạn 1960-2007 5 2.3: Diện tích gieo trồng ngô đường trên thế giới và một số nước, 1961-2006 11 2.4: Giá trị xuất khẩu ngô đường đóng hộp của một số nước 12 2.5: Phân nhóm ngô theo gen quy định tính ngọt 16 2.6: Màu sắc hạt và lõi của một số dạng ngô đường 17 3.1: Một số dòng ngô đường tự phối 33 3.2: Một số THL ngô đường (vụ Xuân 2009) 34 4.1. Tỷ lệ nảy mầm và thời gian các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 44 4.2: Đặc trưng hình thái cây của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 46 4.3: Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 48 4.4: Chỉ số SPAD của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 50 4.5: Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ gãy của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 52 4.6: Một số chỉ tiêu về bông cờ của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 55 4.7: Một số đặc trưng hình thái bắp của các dòng ngô tham gia thí nghiệm 57 4.8: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tham gia thí nghiệm 59 4.10: Thông số chọn lọc tiêu chuẩn hoá của các chỉ tiêu chọn lọc đối với các dòng tham gia thí nghiệm 65 4.11: Chỉ số chọn lọc và một số chỉ tiêu hình thái và năng suất của các dòng ngô đường 66 4.12: Tỷ lệ nảy mầm và thời gian các giai đoạn sinh trưởng của các THL tham gia thí nghiệm 68 4.13: Đặc trưng hình thái cây của các THL tham gia thí nghiệm 70 4.14: Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các THL tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2009 71 4.15: Chỉ số SPAD của các THL tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2009 73 4.16: Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ gãy của các THL tham gia thí nghiệm 75 4.17: Chỉ tiêu chất lượng cảm quan của các THL tham gia thí nghiệm 76 4.18: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL tham gia thí nghiệm 77 4.19: Phân tích phương sai khả năng kết hợp 80 4.20: Giá trị khả năng kết hợp chung của các dòng và của cây thử 82 4.21: Giá trị khả năng kết hợp riêng tính trạng NSBT của dòng và cây thử 85 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ STT Tên đồ thị Trang 4.1: LAI của các dòng tham gia thí nghiệm vụ Thu Đông 2008 49 4.2: Đồ thị năng suất lý thuyết của một số dòng ưu tú 60 4.3: Đồ thị LAI của các THL tham gia thí nghiệm vụ Xuân 2009 72 4.4: Đồ thị NSLT bắp tươi của các THL tham gia thí nghiệm 78 4.5: Đồ thị KNKH chung của các dòng về tính trạng năng suất bắp tươi 83 4.6: Đồ thị KNKH chung của các dòng về tính trạng số hạt/hàng 83 4. 7: Đồ thị giá trị KNKH riêng của các dòng với hai cây thử 85 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ƯTL Ưu thế lai KNKH Khả năng kết hợp NS Năng suất NSLT Năng suất lý thuyết NSBT Năng suất bắp tươi TW Trung Ương TB Trung Bình Đ/C Đối Chứng VLKĐ Vật Liệu Khởi Đầu THL Tổ Hợp Lai ĐHNN Đại Học Nông Nghiệp ._.