Thu thập và đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống ngô nếp và ngô tẻ địa phương

1. MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Theo dự đoán của Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực Thế giới nhu cầu ngô toàn cầu vào năm 2020 sẽ vượt 50% so với năm 1995, tức sẽ tăng từ 558 triệu tấn (1995) lên tới 837 triệu tấn vào năm 2020. Đây thực sự là thách thức lớn đối với sản xuất ngô, đặc biệt đối với các nước đang phát triển, nơi có tỷ lệ nông dân nghèo cao. Ở nước ta, trong các cây ngũ cốc thì cây ngô có vị trí quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng hàng đầu trong sản xuất nông nghiệp. Hạt ngô có hàm lượng dinh dưỡng tương đối cao: hàm lượng tinh bột trong hạt ngô chiếm 68,2/100g, chất lượng protein (% casein) đạt 32,1%, đặc biệt là trong hạt ngô có nhiều loại amino axit không thay thế quan trọng như leucin, isoleucin, threonin, tyrosin…[11], [12]. Cây ngô thích ứng rộng với điều kiện thời tiết, đất đai nên cây ngô được trồng ở khắp các vùng trong cả nước từ vùng núi cao đến vùng trung du và đồng bằng. Đối với một số vùng miền núi dân tộc người H'mông, Thái, Tày, Lào, Khơ Mú... lương thực chính của người dân là hạt ngô nên cây ngô lại càng quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, người dân tộc vùng núi cao này trồng ngô trên đất dốc (đất đồi núi, đất nương rẫy) trong điều kiện canh tác nghèo nàn không bón phân, nước tưới hoàn toàn phụ thuộc vào nước trời nên một năm chỉ trồng được một vụ vào mùa mưa và năng suất không cao. Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến một số giống ngô địa phương đã và đang bị thoái hóa và mất đi do người dân bắt đầu có xu hướng trồng thay thế bằng các giống mới có năng suất cao hơn. Để công tác thu thập và bảo tồn nguồn gen quý hiếm của nước ta đặc biệt là các vùng trung du miền núi không bị xói mòn nguồn gen, các công tác chọn tạo xây dựng vật liệu khởi đầu là rất cần thiết, nó bao gồm công tác điều tra, thu thập, bảo tồn, phân loại... Để góp phần vào công tác bảo tồn và chọn tạo giống ngô địa phương, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “Thu thập và đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống ngô nếp và ngô tẻ địa phương” 1.2 Mục đích và yêu cầu 1.2.1 Mục đích Thu thập và đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen ngô địa phương nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu góp phần bảo tồn và sử dụng nguồn gen ngô địa phương trong các chương trình chọn tạo giống ngô. 1.2.2 Yêu cầu - Thu thập nguồn gen ngô địa phương tại một số vùng sinh thái của các tỉnh miền núi phía Bắc; - Đánh giá mức độ sai khác các mẫu giống vật liệu dựa trên kiểu hình và marker phân tử; - Đánh giá nguồn gen ngô địa phương về đặc điểm nông sinh học; - Đánh giá sinh trưởng và phát triển của các mẫu giống ngô địa phương; - Đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất; - Đánh giá khả năng chống chịu đồng ruộng của các mẫu giống ngô địa phương. 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài - Thu thập nguồn gen cây ngô và phân loại đánh giá đã cung cấp nguồn dữ liệu có giá trị và ý nghĩa to lớn cho công tác chọn tạo giống ngô. Tập đoàn thu thập được và đánh giá chúng, hiểu biết rõ đa dạng di truyền, xem xét biến dị hiện có trong tập quần thể và các loại khác nhau của nguồn vật liệu chọn tạo giống làm cơ sở khoa học cho nghiên cứu chọn giống ngô và làm tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy. - Đã thu thập và đánh giá tập đoàn gồm 59 mẫu giống ngô trong trong đó có 27 giống ngô tẻ, 32 giống ngô nếp đánh giá các đặc điểm thực vật học và nông sinh học, giúp các nhà chọn giống có định hướng khi sử dụng chúng làm vật liệu, rút ngắn được quá trình nghiên cứu tạo giống. 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả thu thập được tập đoàn công tác 59 mẫu giống ngô trong đó có 27 mẫu giống nguồn gen ngô tẻ địa phương và 32 giống ngô nếp ở nhiều địa phương khác nhau ở miền Bắc và miền Trung Việt Nam. Các mẫu giống đã được mã hóa và được đưa vào đánh giá sơ bộ trong vụ xuân 2009. - Phân nhóm được 27 mẫu giống ngô tẻ, 32 mẫu giống ngô nếp dựa trên hệ số đa hình, mức độ đa dạng các mẫu ngô nếp địa phương thu thập, đánh giá được ở vụ xuân 2009 này là khá đa dạng về di truyền và phong phú chủng loại có ý nghĩa thực tiễn giúp việc ghép cặp cho ưu thế lai cao. 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2.1.1 Cơ sở khoa học trong chọn giống cây trồng Để tạo ra một giống mới cần sử dụng nguồn gen thực vật: các dạng rất khác nhau của cây trồng và cả cây dại, thông qua các phương pháp chọn giống xác định. Các dạng cây trồng có thể là giống địa phương, giống được tập hợp từ nhiều vùng sinh thái khác nhau, các dạng cây dại cùng chi với cây trồng được thu thập từ nhiều nơi trên thế giới [19]. Nguồn gen cây trồng càng đa dạng phong phú và càng đầy đủ thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sáng tạo của nhà chọn giống. Để việc thu thập, nghiên cứu và sử dụng nguồn gen thực vật được thuận lợi, dễ dàng và chính xác thì công tác quĩ gen phải được xây dựng trên cơ sở lý luận khoa học vững chắc. Theo N. I. Vavilov, tác giả học thuyết về dãy biến dị tương đồng của thực vật thì các loại hình thực vật gần nhau như cùng họ, cùng chi, cùng loài có hàng loạt biến dị di truyền giống nhau. Người ta có thể nghiên cứu kỹ một số dạng chính của loài trong cùng một chi ở tất cả các loài. Mô hình toán học của định luật về dãy biến dị tương đồng của thực vật như sau: A1 (a + b + c...); A2 (a + b + c...); A3 (a + b + c...) Trong đó: A1, A2, A3 là các chi hoặc loài gần nhau; a, b, c là dãy biến dị tương đồng. Qui luật về dãy biến dị tương đồng có ý nghĩa đặc biệt để xác định sự đa dạng trong loài ở cả về cây trồng và hoang dại. Cũng theo N. I. Vavilov sự phát tán của các loại hình trong một loài mà ở địa phương này kiểu gen chiếm ưu thế nhưng ở địa phương khác kiểu gen khác lại hoạt động mạnh. Kết quả hoạt động của kiểu gen sau khi tương tác với môi trường xung quanh sẽ cho một loại hình tương ứng. Đó là kiểu gen hay loại hình sinh thái trong giới hạn của một loài. Các loại hình sinh thái đặc trưng là các kiểu gen đặc trưng. Khi sưu tập nguồn gen cho chọn giống, cần hết sức chú ý thu thập các loại hình sinh thái địa lý. Theo Darwin biến dị là thuộc tính của tất cả các loài sinh vật, trong đó biến dị di truyền là động lực của tiến hóa. Nhờ có biến dị di truyền mà các loài mới, các dạng mới được hình thành, thành phần của một loài ngày một đa dạng phong phú. Nhờ có biến dị di truyền mà cây dại qua quá trình chọn lọc đã trở thành cây trồng. Cơ thể và môi trường luôn là một khối thống nhất, môi trường hết sức đa dạng nên cũng tồn tại những biến dị đa dạng tương ứng. Trong quá trình chọn nguồn gen, giống càng được thu thập ở nhiều vùng sinh thái càng tốt. Theo N.I. Vavilov và P.M. Zukovxki, trên thế giới có 12 trung tâm phát sinh tất cả các loại cây trồng. Các trung tâm là nơi tập trung đầy đủ bộ gen của chi hoặc loài trong đó có cây trồng. Bên ngoài trung tâm là vùng phát tán của cây trồng, ta chỉ có thể tìm thấy sự tập trung của kiểu gen này hay kiểu gen khác nhưng không thể tìm được đầy đủ bộ gen của cả chi hoặc loài. 2.1.2 Cơ sở khoa học thu thập, nghiên cứu và đánh giá nguồn gen cây ngô Sử dụng có hiệu quả tài nguyên cây trồng là tiền đề nâng cao sản lượng nông nghiệp một cách bền vững, góp phần xóa đói giảm nghèo, an toàn lương thực và bảo vệ môi trường trên toàn cầu. Chiến lược của viện Tài nguyên di truyền thực vật thế giới (IPGRI) hiện nay và tương lai là đa dạng sinh học cho hạnh phúc loài người. Con người sống hạnh phúc hơn khi thu nhập tăng, an toàn lương thực được đảm bảo, dinh dưỡng được cải thiện bền vững, môi trường sống tốt hơn và chỉ có thể bằng con đường đa dạng sinh học nông nghiệp trên trang trại nông dân và bảo vệ rừng (IPGRI, 2004). Cây ngô (Zea mays) là cây lương thực quan trọng và nguyên liệu chính làm thức ăn gia súc, cho công nghiệp sản xuất cồn, tinh bột, bánh kẹo…Trên thế giới và Việt Nam, đã có nhiều nghiên cứu về cây ngô và chọn tạo giống ngô đạt được những thành tựu to lớn, tạo ra những giống ngô ưu thế lai, chuyển gen có năng suất cao, có ưu thế vùng canh tác thuận lợi. Tuy nhiên, với những nơi có điều kiện khó khăn như đất đai không màu mỡ, thiếu nước, đất dốc, nông dân nghèo, các nghiên cứu chọn tạo, đặc biệt giống ưu thế lai phù hợp cho điều kiện này còn hạn chế (Banzinger et al, 2000; Ngô Hữu Tình, 1997). Tại một số vùng và địa phương có ngô là lương thực chính thì những giống ngô ưu thế lai năng suất cao phải có chất lượng phù hợp với tập quán ăn uống của người dân mới được nông dân chấp nhận áp dụng trong sản xuất. Trong đó, các giống ngô địa phương đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trên như thích nghi với điều kiện khó khăn, đầu tư thấp. Vì vậy cơ sở khoa học của việc thu thập và nghiên cứu các giống ngô địa phương là cải thiện năng suất, các giống ngô địa phương thụ phấn tự do và tạo vật liệu phát triển giống ngô ưu thế lai trên nền di truyền của giống địa phương nhằm tạo giống ngô năng suất cao, thích nghi và chất lượng phù hợp cho người dân vùng núi canh tác nhờ nước trời ở miền núi Việt Nam. Thu thập, đánh giá và bảo tồn giống ngô nếp địa phương các tỉnh miền núi Tây Bắc đã được các nhà khoa học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội thực hiện từ năm 2000 đến T1/2009. Kết quả điều tra thu thập các giống ngô ở một số tỉnh miền núi phía Bắc của Vũ Văn Liết và cộng sự từ 2000 – T1/2009 đạt được 276 giống ngô trong đó có 166 mẫu giống ngô là ngô nếp. Các giống thu về một phần bảo tồn, một phần làm thuần và hiện nay có khoảng 2500 mẫu giống tự phối từ S1 – S5 [7]. Bộ môn cây lương thực khoa Nông học đã thu thập được 10 mẫu ngô nếp tại Sơn La và 20 mẫu ngô nếp tại Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào. Kết quả của hai đợt khảo sát cho thấy nguồn gen (giống) cây ngô tại các vùng miền núi huyện Điện Biên nói riêng, vùng miền núi phía Bắc và miền Trung Việt Nam còn nhiều, đa dạng và phong phú. Vì vậy chúng ta cần thiết phải tiến hành thu thập, bảo tồn, phân loại, đánh giá chúng để phục vụ cho công tác chọn tạo giống mới, đặc biệt là chọn tạo các giống ngô nếp lai cho các vùng trồng ngô hàng hoá, vùng đồng bằng và các giống ngô canh tác nhờ nước trời tại các tỉnh miền núi phía Bắc và miền Trung Việt Nam. Duy trì, bảo tồn những giống ngô nếp địa phương chất lượng cao được nhiều cơ quan nghiên cứu trong nước và các nhà khoa học quan tâm PGS.TS.Trần Văn Minh, 2006 [4] đã phục tráng và bảo tồn thành công giống ngô nếp Cồn Hến của Thừa Thiên Huế nhằm bảo vệ giống ngô nếp quý hiếm của miền Trung nước ta, sau 5 năm nghiên cứu, tác giả và các đồng nghiệp đã phục tráng được giống ngô nếp Cồn Hến, giữ lại đặc điểm bản chất quý hiếm của nó. 2.1.3 Ứng dụng của sinh học phân tử trong chọn giống ngô Sinh học phân tử mới ra đời nhưng nó đã và đang được ứng dụng ngày càng nhiều vào các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội, trong nghiên cứu cơ bản, trong y tế (xác định toàn bộ trình tự gen người, sinh học phân tử còn hướng đến giải quyết nhiều vấn đề lớn: bệnh ung thư, sự phát triển phôi và biệt hóa mô), trong công nghiệp, nông nghiệp và ngày nay sinh học phân tử còn đóng góp vào một lĩnh vực mới đó là khoa học máy tính. 2.1.3.1 Chỉ thị PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase chain reaction – PCR) được Kary Mullis và cs phát minh năm 1985. Với một tiềm năng to lớn, phương pháp này đã được nhanh chóng sử dụng hầu hết ở các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới (Nair và cs., 1996). Nhờ vào việc phát hiện ra loại enzym chịu nhiệt được tách từ một loại vi khuẩn suối nước nóng có tên là Thermus aquaticus hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 70-80oC, người ta đã kết hợp được những tính chất cơ bản của ADN là có khả năng duỗi xoắn ở một nhiệt độ thích hợp, có khả năng kết cặp với những đoạn ADN có trình tự nucleotit bổ xung với đoạn ADN khuôn mẫu và có khả năng nhân đôi dưới xúc tác của enzym đặc hiệu để nhân bội những đoạn ADN khuôn mẫu. Sau đó phát minh ra máy PCR để có thể dễ dàng thực hiện những phản ứng nhân bội ADN. Phản ứng PCR dựa trên nguyên tắc tổng hợp ADN nhờ enzym ADN Polymerase chịu nhiệt (Taq, Pfu..) với sự có mặt của đoạn ADN khuôn mẫu, ADN mồi, các nucleotit (dNTP) gồm dATP, dCTP, dGTP, dTTP và ion Mg2+ hoạt động như một xúc tác . Tùy theo bản chất của những đoạn mồi sử dụng có những hệ thống chỉ thị đặc trưng gồm chỉ thị RAPD, SSR, AFLP... 2.1.3.2 Chỉ thị RAPD Loại chỉ thị này được sinh ra bởi phản ứng PCR, do sự nhân bội những đoạn ADN hệ gen, sử dụng những đoạn mồi đơn lẻ, ngẫu nhiên (random primer) dài khoảng 10 nucletit dưới nhiệt độ kết cặp thấp (khoảng 37oC) (Williiams và cs., 1990). Sản phẩm của phản ứng được phân tách bằng điện di trên gel agarose, nhuộm trong ethidium bromide và quan sát dưới đèn tím. RAPD sinh ra những chỉ thị trội bởi sự có mặt hay vắng mặt những băng ADN đặc trưng. Vì vậy không phân biệt được thể dị hợp tử. Đó là hạn chế của loại chỉ thị này so với chỉ thị đồng trội RFLP. Mặc dù vậy, chỉ thị này vẫn là một công cụ hữu hiệu trong việc lập bản đồ những mẫu giống nhị bội, những mẫu giống cận phối hay các quần thể lai trở lại. Lợi thế của loại chỉ thị này là không cần biết những thông tin về trình tự (William và cs., 1993). Chỉ thị RAPD còn có thể sử dụng trong việc điền vào những chỗ trống trên bản đồ phân tử RFLP (Chang và Meyerwitz, 1991), lập bản đồ kháng đạo ôn ở lúa (Naqvi và cs.,1995)... Chỉ thị RAPD còn có một hạn chế nữa là độ nhạy của RAPD bị phụ thuộc vào điều kiện của phản ứng, đôi khi kết quả không lặp lại được, đặc biệt là ở những cơ thể có bộ gen lớn như lúa mì. Để khắc phục những hạn chế này, đôi khi người ta nhân mẫu giống những băng RAPD đặc hiệu, xác định trình tự của chúng rồi thiết kế những đoạn mồi dài khoảng 20bp từ cả hai đầu và gọi là chỉ thị SCARs (Sequence – Characterized Amplified Region). 2.2 PHÂN LOẠI, SỰ PHÂN BỐ VÀ ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC 2.2.1 Phân loại thực vật Bộ hoà thảo Graminales Họ hoà thảo Gramineae Tộc: maydeae. Tộc này khác với các tộc khác là có hoa đơn tính. Tộc maydeae có 8 chi trong đó có chi Zea, một trong 8 chi nữa là chi Coix, trong chi này có 1 loài coix lachryma Jobi (cây ý dĩ, bo bo) Chi: Zea. Chi này có 1 loài duy nhất là Zea mays Loài: Zea mays Tên khoa học: Zea mays L Ngô là cây lương thực (Zea mays ssp. mays) được sử dụng nhiều hình thức với một số nhóm chính quan trọng là [15] Ngô bột - Zea mays L. subsp. mays Amylacea Group Ngô nổ - Zea mays L. subsp. mays Everta Group Ngô răng ngựa - Zea mays L. subsp. mays Indentata Group Ngô đá - Zea mays L. subsp. mays Indurata Group Ngô đường- Zea mays L. subsp. mays Saccharata Group Ngô nếp - Zea mays L. ceratina Kuleshov Ngô vỏ - Zea mays L. var. tunicata Larraxnaga ex A. St. Hil 2.2.2 Sự phân bố của cây ngô trên thế giới 2.2.2.1 Nguồn gốc địa lý Ngô là cây trồng lấy hạt quan trọng trong nền nông nghiệp thế giới. Hiện nay ngô được trồng rộng khắp các châu lục. Về nguồn gốc đã có nhiều bằng chứng cho rằng ngô có nguồn gốc từ Trung Mỹ. Những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng của Vavilov (1926) đã cho rằng Mexico và Peru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của ngô. Đặc biệt, Harshberger năm 1893 (theo Wilkes, 1988) đã kết luận ngô bắt nguồn từ Mexico. Hiện nay, nhiều nhà khoa học đã tìm thấy nhiều loại cây họ hàng hoang dại của ngô và đã xác định được bằng khảo cổ học. Cho đến ngày nay các nhà khoa học trên thế giới hầu như đã công nhận và thống nhất Mexico là trung tâm phát sinh cây ngô, thậm chí người ta còn cho rằng cái nôi đầu tiên là thung lũng Tehuacan - nằm ở bang Puebla đông nam Mexico. Bằng chứng thuyết phục cho nhận định này là các di tích về ngô được tìm thấy ở đây là cổ nhất và biểu hiện chuỗi tiến hoá rõ rệt nhất [2]. 2.2.2.2. Nguồn gốc di truyền Nguồn gốc di truyền cây ngô là một đề tài được tranh luận sôi nổi trong suốt nửa cuối thế kỷ 20, có nhiều giả thuyết về nguồn gốc di truyền cây ngô và được tóm lược như sau: 1. Là con lai giữa Teosinte và thành viên không rõ thuộc chi Andropogoneae. 2. Là con lai nhị bội tự nhiên giữa các loại Á châu thuộc chi Maydeae và Andropogoneae. 3. Là con lai giữa ngô bọc, Teosinte và Tripsacum. 4. Là con lai của ngô bọc Mỹ và Tripsacum Trung Mỹ tới Teosinte. 5. Ngô, Teosinte và Tripsacum bắt nguồn riêng rẽ từ một dạng tổ tiên chung. 6. Teosinte là nguồn gốc của ngô sau một hoặc nhiều đột biến. Ngày nay, từ những luận cứ khoa học nhiều nhà nghiên cứu ủng hộ giả thuyết thứ 3: Ngô trồng hiện đại có nguồn gốc từ ngô bọc - dạng dại của nó đã phát sinh ở Mehicô (Trung Mỹ). Ngô bọc nguyên thuỷ đã lai tự nhiên với Teosinte và Tripsacum thành nhiều dạng cây, một trong những dạng đã trở thành ngô trần ngày nay (Zeamays L). 2.2.3 Đặc điểm thực vật học cây ngô Ngô giống như các cây hoà thảo khác có hệ rễ chùm. Căn cứ vào hình thái vị trí và thời gian phát sinh có thể chia rễ ngô thành 3 loại: Rễ mầm: Gồm 2 loại: rễ mầm sơ sinh và rễ mầm thứ sinh. Cả hai loại rễ trên tạo thành hệ rễ tạm thời hút nước ở thời kỳ đầu (2 - 3 tuần) sau đó nhường lại cho hệ rễ đốt. Rễ đốt: Rễ đốt (còn gọi là rễ phụ cố định) phát triển từ những đốt thấp nhất nằm dưới mặt đất 3 - 4 cm. Rễ chân kiềng: (rễ neo, rễ khí sinh, rễ chống): là loại rễ đốt được mọc ở đốt gần sát trên mặt đất (thường mọc ở 2 hay 3 đốt cuối). Rễ chân kiềng nếu được ăn sâu xuống đất ngoài nhiệm vụ chống đổ cho cây, còn có chức năng hút nước và chất dinh dưỡng. Độ sâu của rễ và sự lan rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất. Trong điều kiện thích hợp rễ ngô có thể lan rộng và đâm sâu khoảng 60cm sau 4 tuần trồng. Tuy nhiên, ở điều kiện độ ẩm thấp những rễ nhỏ có thể đâm sâu 2,4m. Ở thời kỳ ra hoa giữa các hàng gần như được bao phủ một lớp rễ. Nếu làm cỏ, xới xáo quá mức ở giai đoạn cuối làm đứt rễ có thể gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và hạn chế năng suất của ngô. * Hình thái thân Thân ngô đặc, đường kính khoảng 2,5 - 4cm tuỳ thuộc vào giống, môi trường sản xuất và trình độ thâm canh. Thân ngô có thể cao từ 2 - 4m. Chiều dài của các lóng khác nhau và nó được xem xét như một đặc điểm có giá trị trong việc phân loại các giống ngô. Lóng mang bắp được kéo dài thích hợp để bắp ngô có thể định vị và phát triển. Trong điều kiện bình thường, cây ngô cao 1,8 - 2m có số lóng thay đổi tuỳ thuộc vào giống. Về nguồn gốc, ngô có khả năng đẻ nhánh. Nhưng trên thực tế những giống ngô hiện tại ít hoặc không đẻ nhánh. * Lá ngô Sau khi bao lá mầm nhú lên khỏi mặt đất, những lá bắt đầu mọc theo thứ tự thời gian. Căn cứ vào hình thái và vị trí trên thân có thể chia làm 4 loại lá. - Lá mầm là lá đầu tiên khi cây còn nhỏ, chưa phân biệt được phiến lá với bẹ lá. - Lá thân là những lá có mầm nách ở kẽ chân lá hay những lá mọc trên những đốt thân và bẹ lá ôm lấy lóng thân. - Lá ngọn là những lá ở đốt trên của bắp hay những lá mọc ở trên các đốt ngọn, không có mầm nách ở kẽ lá và bẹ lá ôm lấy lóng ngọn, - Lá bi là những lá bao bắp, hầu như chỉ có bẹ và không có phiến Các bộ phận của lá gồm: bẹ lá, phiến lá, thìa lìa (hay tai lá, lưỡi lá ligula). Những lá ở giữa thân là những lá phát triển nhất, có tác dụng lớn trong việc vận chuyển chất dinh dưỡng vào bắp. Diện tích lá tăng dần qua từng thời kỳ, đạt tối đa vào khoảng từ trỗ cờ đến khi hạt chín sữa. Sau một thời gian do lá ở phần dưới chết nên diện tích lá giảm xuống. Vấn đề hình thành diện tích đồng hoá của cây ngô lớn hay nhỏ có ý nghĩa lớn đến năng suất và sản lượng hạt. Diện tích đồng hoá mà chủ yếu là diện tích lá phụ thuộc vào số lá và kích thước lá, sự biến động của yếu tố này phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau. * Hoa ngô - Hoa đực: Hoa tự đực (bông cờ) bao gồm các hoa đực sắp xếp theo kiểu chùm (bông) được gọi là bông cờ gồm một trục chính phân làm nhiều nhánh. Ở nước ta trong điều kiện canh tác bình thường giống ngắn ngày có 500 - 700 hoa, giống trung ngày có khoảng 700 - 1.000 hoa, giống dài ngày có trên 1.000 hoa. Hoa đực nhiều, khoẻ nhiều hạt phấn hữu hiệu là một đặc tính tốt. - Hoa cái: Hoa tự cái (hay bắp ngô) được sinh ra từ nách lá phần giữa thân. Bắp ngô gồm các bộ phận chính như cuống bắp, lõi bắp, hạt và lá bi. Trung bình một bắp có từ 12 đến 16 hàng, thấp nhất là 10 - 12 hàng, cao nhất là 16 - 18 hàng. *Hạt ngô Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm các bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aloron, phôi, phôi nhũ và mũ hạt, phía dưới của hạt còn có gốc hạt gắn liền hạt với lõi ngô. Quả bì hay vỏ hạt bao bọc xung quanh hạt (do màng tử phòng và màng phôi châu hợp thành) là một màng nhẵn, màu trắng, đỏ hoặc vàng tuỳ theo giống. Màng bao quanh phôi nhũ và phôi, bảo vệ các bộ phận bên trong. 2.3 NGHIÊN CỨU VỀ NGUỒN GEN CÂY NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.3.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen ngô địa phương trên thế giới Ngô (Zea mays L.) nhìn chung là loài cây trồng được tập trung nghiên cứu nhiều và hiệu quả. Di truyền của một số tính trạng và bộ genome của nó được biết khá rõ. Một số yếu tố cho đặc điểm mấu chốt của ngô trong các loài cây giao phấn là: có giá trị đa dạng di truyền và biến dị đã được nhận biết trên 10 NST của nó, hỗ trợ thụ phấn để nhận được số hạt lớn hơn và hỗ trợ để nhận được con cái khác nhau. Cũng đã nhiều nhà khoa học nổi tiếng đã cống hiến cả cuộc đời nghiên cứu cơ bản về ngô, cũng như kết quả và hầu hết các phương pháp chọn giống ở cây giao phấn đều được phát triển trên cơ sở nghiên cứu ở cây ngô. Khoảng 300 biến chủng ngô đã được ghi nhận ở vùng Tây Bán cầu. Brieger và cs. (1958) và Paterniani & Goodman (1977) đã mô tả và đánh giá tiềm năng di truyền của các biến chủng ngô ở Brazil và khu vực liền kế. Xấp xỉ 50% các biến chủng thích nghi với vùng thấp (0 - 1000 m), 10% ở vùng trung bình (100 - 2000m), và 40% ở vùng có độ cao > 2000 m. Xem xét về dạng nội nhũ có 40% là ngô bột, 30% là ngô đá, 20% là ngô răng ngựa, 10% là ngô nổ và 3% là ngô đường (Paterniani & Goodman, 1977). Ước tính có 100.000 mẫu nguồn gen ngô được duy trì trong các ngân hàng gen trên thế giới (Chang, 1992). Năm 1994 trung tâm Cải lương ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) đã bảo tồn gần 11.000 mẫu nguồn gen ngô trong ngân hàng gen, sau gần hai thập kỷ mẫu nguồn gen ngô đã đạt đến mức 30,000 đến 35,000 mẫu nguồn gen (Taba,1994). Mục đích cuối cùng của ngân hàng gen là sử dụng chúng cho cải tiến di truyền của các loài trong tương lai. Đa dạng di truyền và số lượng mẫu nguồn gen trong các loài hiện nay lớn nhất là ngô, nó cũng được sử dụng thành công và đạt được mục tiêu của ngân hàng gen. Các hoạt động liên quan đến nguồn tài nguyên di truyền có đặc điểm chi phí cao và dài hạn, giới thiệu, trao đổi, thu thập, đặc điểm hóa, đánh giá, tài liệu hóa và bảo tồn nguồn gen là những bước rất cần thiết. Đồng thời thực hiện các hoạt động phù hợp khi đó yêu cầu ngân hàng gen duy trì các biến dị di truyền và đảm bảo sử dụng nguồn gen hiệu quả. Nguồn tài nguyên di truyền quan trọng là phạm vi rộng. Các hoạt động trong ngân hàng gen đảm bảo chất lượng theo nhu cầu của các nhà nghiên cứu trong một số lĩnh vực. Bên cạnh bảo tồn biến dị di truyền cho tương lai, còn sử dụng các mẫu nguồn gen hiện có cho những mục tiêu thực sự quan trọng khác. Mặc dù vậy sử dụng nguồn tài nguyên di truyền ở mức thấp hiện nay là một hạn chế ở Brazil và các nước đang phát triển. Các yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng nguồn tài nguyên di truyền ở mức thấp là thiếu tài liệu hóa và mô tả mẫu nguồn gen không đầy đủ, thiếu những thông tin mong muốn của nhà tạo giống, mẫu nguồn gen thích ứng ở mức hạn chế và không đủ cho chọn tạo giống cây trồng ở các nước đang phát triển và thiếu đánh giá nguồn gen. Số hạt nguồn gen không đủ cho chương trình nhân hạt là cản trở cho các nhà chọn giống sử dụng (Dowswell và cs,1996). Nhìn chung các nhà chọn giống hình như thỏa mãn với nguồn biến dị di truyền hiện có trong các vật liệu nông học tiến bộ (Duvick, 1984; Paterniani, 1987; Peeters & Galwey, 1988; Nass và cs, 1993). Ghi nhận của Troyer (1990) các mẫu giống thuần ưu tú được coi là tài nguyên di truyền tốt nhất, bởi vì mỗi mẫu giống chứa tổ hợp các tính trạng di truyền thỏa mãn thương trường. Mặc dù đa dạng ở ngô rất lớn, các nhà tạo giống tập trung vào một số biến chủng (Brown, 1975). Sáu mẫu giống thuần và những mẫu giống có liên quan đại diện cho 70% các giống ngô ưu thế lai ở Mỹ những mẫu giống này là C103, Mo17, Oh43 và các mẫu giống dạng Lancaster (vùng Tây Bắc nước Anh) và A632, B37 và B73 (kiểu mẫu giống vùng Reid). Sự tìm kiếm kiểu gen ưu tú về khả năng cho năng suất, kháng sâu bệnh, chống chịu bất thuận, chất lượng dinh dưỡng tốt, cứng, cạnh tranh và giá cao. Điều này giải thích tại sao các nhà tạo giống tập trung vật liệu thích nghi và cải tiến tránh bố mẹ hoang dại, giống bản địa, nguồn gen ngoài có sẵn trong ngân hàng gen có thể mất thời gian dài, chi phí cao, bên cạnh đó rất khó nhận biết gen hữu ích chính là lý do sử dụng ngân hàng gen thấp. Nhìn chung các giống ngô ưu thế lai thương mại hiện nay có nền tảng di truyền hẹp (Goodman, 1990). Chọn giống ngô ưu thế lai là sự cạnh tranh và xu hướng cạnh tranh ngày một tăng, bởi vậy các nhà tạo giống khai thác những mẫu giống tự phối ưu tú, những mẫu giống này hy vọng cho kết quả năng suất ưu thế lai mong muốn trong một thời gian chọn tạo ngắn không đi tạo nhiều vật liệu, đó là nguyên nhân của nền di truyền hẹp của các giống ngô ưu thế lai hiện nay, chọn tạo giống ngô theo một số hướng khác nhau, các nhà tạo giống ngô cần chú trọng tạo ra nguồn vật liệu mới. Theo F. J. Betrán*,a, J. M. Ribautb, D. Beckb and D. Gonzalez de León, năm 2002 [24] đã đánh giá đa dạng và khoảng cách di truyền giữa các mẫu giống ngô nhiệt đới (Zea mays L.) và tương quan giữa khoảng cách di truyền -genetic distance (GD) và ưu thế lai xác định cho mục tiêu tạo giống ngô. Nghiên cứu này là: - Đánh giá khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng với năng suất hạt dưới môi trường bất thuận và không bất thuận. - Đa dạng di truyền bằng marker phân tử restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) của các mẫu giống ngô nhiệt đới. - Khoảng các di truyền và phân loại các mẫu giống ngô dựa trên khoảng cách di truyền của chúng. - Tương quan giữa khoảng cách di truyền và ưu thế lai. Nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức độ phân tử cho thấy: 17 mẫu giống ngô trắng nhiệt đới thuần có mặt trong lai diallel các mẫu giống và con lai đã được đánh giá ở 12 môi trường bất thuận và không bất thuận. Biểu hiện ưu thế lai ở môi trường hạn lớn hơn và nhỏ hơn ở điều kiện đạm thấp. Bộ marker ADN nhận biết 81 locus sử dụng làm chỉ thị 17 mẫu giống ngô. Mức độ đa dạng di truyền cao với 4,65 allel/locus và giá trị thông tin đa hình ở phạm vi 0,11 đến 0,82. Vùng genome với các locus tính trạng số lượng (QTL) cho chịu hạn biểu hiện mức độ đa dạng di truyền thấp hơn. Khoảng cách di truyền trên cơ sở số liệu marker RFLP sắp xếp các mẫu giống thuần phù hợp với thế hệ phả hệ của chúng. Tương quan được tìm thấy giữa khoảng các di truyền và khả năng kết hợp riêng, ưu thế lai trung bình (MPH) và ưu thế lai thực (HPH) khả năng phối hợp riêng tương quan chặt với khoảng cách di truyền và tương quan chặt hơn khi điều kiện bất thuận. Nghiên cứu khả năng kết hợp về ngô theo Max A. Glover, David B. Willmot, Larry L. Darrah,* Bruce E. Hibbard, and Xiaoyang Zhu, 2005,[26] Phân tích Diallel các tính trạng nông học sử dụng nguồn gen ngô của Mỹ và Trung Quốc cho kết quả đa dạng di truyền hiệu ứng cộng giữa các ngô thương mại (Zea mays L.) có thể cho ưu thế lai năng suất cao hơn và giảm bớt sự tổn thương di truyền. Nhập nguồn gen nước ngoài vào chương trình tạo giống sẽ tăng nền tảng di truyền từ các mẫu giống thuần thương mại ưu tú, 10 quần thể ngô do Trung Quốc chọn tạo và các mẫu giống thuần của Mỹ đã được đánh giá bằng phân tích diallel của Griffing về KNKH của năng suất hạt, chống đổ, chiều cao bắp, thời gian ra hoa và chống sâu đục thân ngô Châu Âu (ECB; Ostrinia nubilalis Hu¨bner) để ước lượng ưu thế lai của chúng khi các nguồn gen nhập nội từ Mỹ vào chương trình tạo giống. KNKH chung năng suất hạt lớn nhất là quần thể Mo17 Syn.(H14) C5, một quần thể cải tiến bằng chọn lọc chu kỳ half-sib sử dụng US13 làm tester. Năng suất hạt KNKH riêng lớn nhất là tổ hợp Mix 2 Trung Quốc x Mo17 Syn. (H14) C5 đổ thân hơn tổ hợp B73 x Mo17 và đối chứng Pioneer Brand 3394. Bởi vì tiềm năng năng suất cao và đặc tính nông sinh học khác trung bình đến tốt của KNKH. Mix 2 do Trung Quốc chọn lọc là quần thể tốt nhất. KNKH riêng lớn nhất của nó ảnh hưởng với vật liệu Lancaster phổ biến trong các chương trình tạo giống, biểu hiện tiềm năng cải tiến hơn. Không phát hiện chống chịu ECB ở nguồn gen Trung Quốc (2 môi trường trong 01 năm) so với đối chứng Pioneer Brand 3184. Các nhà tạo giống đều nhấn mạnh cần mở rộng nền di truyền nguồn gen ngô để đảm bảo nhận được di truyền mong muốn tăng lên và hạn chế rủi ro của nền tảng di truyền hẹp (Eberhart, 1971; Darrah và Zuber, 1986; Mungoma và Pollak, 1988). Các giống ngô thương mại của Mỹ từ nguồn nhập nội và nguồn gen nhập nội nhiệt đới chỉ là phần rất nhỏ khoảng dưới 1%. Đã có rất nhiều nghiên cứu đánh giá và sử dụng nguồn gen nhập nội cho chuyển gen vào giống sử dụng thông thường và chuyển vào mẫu giống thuần ưu tú của chương trình cải tiến giống ngô của các quốc gia trên thế giới. Nhưng các allel có lợi từ nguồn gen nhập nội rất khó khăn vì nguồn gen nhập nội như vậy thường không thích nghi. Ngô là cây trồng được thu thập, mô tả và bảo tồn rất tốt ở các trung tâm đa dạng di truyền. Từ năm 1943, quỹ Rockefeller hợp tác với các nước Mỹ La Tinh đã thu thập nguồn gen ngô từ những trung tâm đa dạng chính, tạo cơ sở cho các tập đoàn ngô ở Mêhicô, Colombia và Braxin. Từ đó, với sự nỗ lực của các Viện Hàn lâm khoa học quốc gia, các hội đồng nghiên cứu ngô quốc gia… mà công việc thu thập đã được mở rộng sang các nước Trung, Nam Mỹ và vùng đảo Caribe. Một số thành tựu bảo tồn đa dạng nguồn gen ngô như sau: Bảng 2.1. Các mẫu giống ngô được bảo tồn tại ngân hàng quỹ gen Tên ngân hàng quỹ gen Số lượng mẫu Tên ngân hàng quỹ gen Số lượng mẫu CIMMYT(Mêhicô) 12.500 ICTA (Guatemala) 800 INIAP(Mêhicô) 9.000 UR (Uruguay) 400 ICA(Columbia) 6.000 VIR (Nga) 15.000 NSSL(Mỹ) 5.000 NIAR (Nhật Bản) 2.650 NCPRIS(Mỹ) 4.225 PGRC (Canada) 1.700 PCIM(Peru) 3.444 IARI (Ấn Độ) 1.750 INTA(Acgentina) 3.000 INIA (Tây Ban Nha) 1.200 CIF(Bolivia) 2.200 PGB (Bồ Đào Nha) 1.100 EMBRAPA(Braxin) 2.150 ORD (Hàn Quốc) 3.000 INIA(Chilê) 855 Tổng 75.974 (Nguồn: Anishettty, 1988 [5]) Bên cạnh đó, các trung tâm tài nguyên di truyền của các nước khác ở châu Phi, châu Á và châu Âu lưu giữ một số lượng nguồn gen ngô khác nhau. 2.3.2 Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen ngô địa phương ở Việt Nam Công tác điều tra, thu thập nguồn vật liệu ngô địa phương đã được bắt đầu tiến hành từ những năm 60. Các tác giả chủ yếu thu thập mẫu, phân loại thực vật theo từng vùng lẻ tẻ. Vì vậy chưa thể đánh giá một cách tổng quát, khách quan và khoa học về đa dạng di truyền ngô Việt Nam. Tuy nhiên có thể t._.hấy sự thống nhất giữa các nhà nghiên cứu là: Ngô địa phương Việt Nam tập trung chủ yếu ở hai loài phụ chính là đá rắn (Zea mayz L. Indurata Sturt.) và ngô nếp (Zea mayz L. Ceratina Kulesh). Đáng tiếc là mẫu đó không được bảo tồn đến ngày nay. Trong tập đoàn của Viện nghiên cứu ngô ngày nay đang bảo tồn 470 mẫu giống thụ phấn tự do và trên 3000 mẫu giống tự phối từ S6 trở lên. Trong số các mẫu thụ phấn tự do thì nguồn nhập nội chính là (239), chủ yếu thu nhận từ CIMMYT, Thái Lan, Cuba, Nhật Bản…Nguồn vật liệu địa phương là 150, còn lại là các quần thể tự tạo theo chương trình chọn giống. 2.3.3 Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô Do nhu cầu giống ngô nếp cần nhiều, hiện nay tại các viện nghiên cứu, trường đại học nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc tạo mẫu giống, lai tạo thử nghiệm các giống ngô nếp lai. - Nhóm nghiên cứu truờng đại học Nông nghiệp trong giai đoạn 2003-2005, được sự hỗ trợ của đề tài chọn tạo các giống ngô đường, ngô nếp phục vụ sản xuất (Đề tài cấp bộ, mã số B- 2004 - 32 - 89). Nhóm nghiên cứu đã lai thử khả năng kết hợp của 50 tổ hợp lai, từ kết quả lai tạo đã chọn được các tổ hợp ngô nếp lai ưu tú : N8 x N11, N4 x N8, N11 x N14 và N2 x N12. Các tổ hợp lai có các đặc điểm tốt nhất: Thời gian sinh trưởng ngắn, trồng thử lấy bắp luộc khoảng 75 - 80 ngày, thu lấy hạt từ 95 - 105 ngày. Các tổ hợp ngô nếp lai có màu hạt trắng, dẻo, ăn ngon, năng suất hạt đạt 40 - 45 tạ/ha cao hơn giống ngô nếp tổng hợp VN2 một cách chắc chắn. - Tại viện Nghiên cứu ngô các nhà chọn tạo giống đã chọn đuợc một số tổ hợp ngô nếp lai ưu tú làm nguyên liệu chọn tạo giống ngô nếp lai trong thời gian tới. 2.3.4 Sử dụng nguồn gen cây ngô Nguồn gen cây ngô địa phương Việt Nam được sử dụng ít trong công tác chọn tạo giống, ngoài một số giống tốt, đặc biệt là một số giống ngô nếp, ở một số địa phương vẫn được nông dân gieo trồng. Một số giống thụ phấn tự do sử dụng một vài vật liệu địa phương, đặc biệt lợi dụng tính ngắn ngày. Một số nhà chọn tạo giống có sử dụng vật liệu địa phương trong việc phát triển các vốn gen (gene pools) để làm vật liệu rút mẫu giống. Công tác tạo mẫu giống thuần từ các giống ngô địa phương trong chương trình ngô lai còn rất hạn chế do phần lớn các giống địa phương có năng suất thấp, suy giảm do tự phối rất mạnh, khả năng kết hợp thấp. Mặt khác nhu cầu sử dụng về ngô nếp ngoài sản xuất còn rất lớn. Theo tác giả Phan Xuân Hào (Viện nghiên cứu ngô) hàng năm các công ty sản xuất hạt giống lớn nhất công ty cổ phần giống cây trồng miền Nam, công ty Lương nông, công ty Nông tín, công ty cổ phần giống cây trồng Trung ương... cung cấp cho thị trường khoảng 1500 tấn giống, trong đó chủ yếu là các giống thụ phấn tự do, một số giống ngô nếp lai nhập vào Việt Nam giá bán rất cao. Chẳng hạn, ngô nếp Wax 44 của công ty Syngenta và giống 286 của công ty Đông Tây giá bán tới 140.000 đến 160.000 đ/kg hạt giống. Tuy nhiên do hiệu quả kinh tế cao nên vẫn được người sản xuất chấp nhận. Có thể nhận thấy một xu hướng mới trong chọn giống ngô của Việt Nam là mở rộng phạm vi chọn giống, tập trung vào chọn tạo một số giống ngô thực phẩm như ngô đường, ngô nếp, ngô rau làm đa dạng thị trường giống, điều này giúp tăng hiệu quả sản xuất ngô và đáp ứng được các đòi hỏi của nền kinh tế. Bên cạnh việc chọn giống mới, nghiên cứu quy trình sản xuất hạt giống, giảm giá bán giống ngô, tăng tỉ trọng ngô lai Việt Nam là một trong các nghiên cứu cần được ưu tiên. 2.3.5 Xói mòn nguồn gen Do ảnh hưởng của chiến tranh, thiên tai như lũ lụt, hạn hán và do khai thác bừa bãi và một phần bị lạm dụng bởi các tổ chức và cá nhân nước ngoài, hàng năm có khoảng 300 - 400 giống tại các địa phương có nguy cơ cao bị xói mòn nguồn gen, trong đó có nhiều giống địa phương quí hiếm (ví dụ: năm 1996 số loài bị đe doạ mất là 356, năm 2003 đã là 450). Nhiều giống lúa quí của Việt Nam có giá trị rất cao trong việc lai tạo giống lúa thơm thương mại hiện nay không thể tìm thấy tại Việt Nam mà chúng đã thuộc quyền sở hữu của một số quốc gia khác. Một ví dụ về sự mất mát nguồn gen theo Averyanov et al. (2003), Trần Thị Hoà (2007) về khai thác kiệt loài lan quí Paphiopedilum hangianum thuộc chi lan hài, đến năm 2001, sau 2 năm thu mua bùng nổ tất cả các quần thể được biết hầu như bị tuyệt diệt ngoài thiên nhiên. Từ những thông tin phân tích cho thấy tài nguyên di truyền thực vật ở Việt Nam đã và đang bị suy giảm nghiêm trọng do tác động của các yếu tố kinh tế, yếu tố văn hoá, xã hội và yếu tố sinh học. Các yếu tố chính bao gồm: - Áp lực tăng dân số, và nghèo đói; - Tàn phá hệ sinh thái bao gồm nạn phá rừng và khai thác rừng không hợp lý dẫn đến thoái hoá đất, mất hệ thống canh tác truyền thống dẫn đến mất dần cây trồng bản địa; - Sử dụng giống mới năng suất cao làm thay đổi cơ cấu giống cây trồng, du nhập các loài ngoại lai. - Thiên tai, sâu bệnh và các điều kiện ngoại cảnh bất lợi; - Môi trường thay đổi dưới áp lực của công nghiệp hoá, đô thị hoá, tăng mạnh sử dụng phân hoá học và thuốc trừ sâu; - Kinh tế thị trường; - Nhận thức về bảo tồn của các bên liên quan yếu, quản lý lỏng lẻo, không chặt chẽ... Tất cả những vấn đề nêu trên cho thấy biện pháp tổ chức và quản lý hợp lý nhiệm vụ bảo tồn để phục vụ cho khai thác, sử dụng có hiệu quả tài nguyên cây nông nghiệp là nhiệm vụ khoa học cấp bách của nước ta hiện nay. Theo TS. K..Riley và TS. V.R.Rao, giám đốc khu vực và là nghiên cứu viên của Viện tài nguyên di truyền thực vật quốc tế, 1996 cho rằng: để nâng cao năng suất nông nghiệp là nhiệm vụ quan trọng của nhiều quốc gia, các chương trình chọn tạo giống quốc gia thường thắng lợi trong cải tiến sản xuất thông qua việc lựa chọn và đưa ra nhiều giống nhập nội năng suất cao (HYV) và thích nghi rộng với các vùng thâm canh trong nước. Tuy nhiên, ngân hàng gen hoặc chương trình quỹ gen quốc gia trong mỗi nước vẫn chưa quan tâm, đẩy mạnh công tác thu thập và bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật trong nước [17]. Theo GS.PTS. Nguyễn Đăng Khôi, Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, 1996 các tiến bộ trong nền nông nghiệp hiện đại thâm canh tăng năng suất. Sự đa dạng di truyền trong các loài, được thể hiện ở vô số các giống cây trồng từ bao đời nay, đã và đang bị mai một một cách hết sức quan trọng. Hàng loạt các giống cổ truyền thích nghi với điều kiện khí hậu và đất đai địa phương đã bị thay thế nhường chỗ cho các giống mới năng suất cao, có nơi diện tích giống mới lên đến 100% [18]. Trong khi đó chúng ta chưa có kế hoạch cho công tác bảo tồn các giống bản địa vốn đã được gieo trồng từ lâu đời. Mặc dầu, nguồn gen ngô đã được thu thập, bảo tồn khá phong phú và an toàn. Tuy nhiên, sự xói mòn nguồn gen cũng đang diễn ra từng ngày đặc biệt là từ khi các giống ngô lai năng suất cao xuất hiện. Để phục vụ tốt hơn nữa nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống ngô mới và đảm bảo đa dạng di truyền thì việc điều tra, thu thập, đánh giá, bảo tồn các giống ngô địa phương hiện nay là rất cần thiết. Đặc biệt là các giống ngô nhiều bắp, bắp to, chống chịu với sâu, bệnh, và điều kiện bất thuận của môi trường…Việc bảo tồn nguồn gen phải được thực hiện bằng nhiều phương thức như “in situ”, “ex situ”, và bảo tồn trên đồng ruộng (On farm cosevation).[5] 2.4 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.4.1 Vai trò cây ngô trong việc đảm bảo an ninh lương thực Cây ngô được coi là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất thế giới sau lúa mỳ và lúa nước. Do có những ưu điểm nổi bật so với những cây trồng khác nên ngô được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới với nhiều vai trò: - Ngô dùng làm lương thực cho con người do hạt ngô có thành phần dinh dưỡng cao hơn hạt gạo như hạt ngô vàng có chất đạm đạt 9,6g/100g, phân tích trong khi gạo đạt 8g, hàm lượng chất béo gấp hơn 2 lần gạo (2,5g) và đặc biệt hạt ngô vàng có hàm luợng vitamin C cao là 7,7mg/100g trong khi hạt gạo trắng không có (Cao Đắc Điểm, 1988) [1]. Cây ngô đã nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới. Trong giai đoạn 1995-1997, ngô làm lương thực cho con người chiếm 17% (CIMMYT, 2001) [29]. Ở các nước Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính cho con người, Tây Trung Phi 80%, Bắc Phi 42%, Tây Á 27%, Nam Á 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương 39%, Đông Á 30%, Trung Mỹ và Caribe 61%, Nam Mỹ 12%, Đông Âu và Liên Xô cũ 4% (Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [8]. - Cây ngô dùng làm thức ăn trong chăn nuôi. Hiện nay 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp chăn nuôi là ngô. Ngoài ra cây ngô còn dùng làm thức ăn xanh hoặc ủ chua lý tưởng cho đại gia súc. - Ngô được làm thực phẩm và thuốc chữa bệnh - Ngô bao tử làm rau có hàm lượng dinh dưỡng cao. Các loại ngô khác nhác như ngô đường, nếp, ... dùng để ăn tươi hay xuất khẩu. Theo đông y, các bộ phận của ngô đều được sử dụng làm thuốc với công dụng là lợi tiểu, trừ thấp khớp... Theo tây y, ngô chứa nhiều kali có tác dụng tăng bài tiết mật, giảm bililubin trong máu. Nhiều tài liệu cho thấy ngô có lợi cho hệ tiêu hoá, tim mạch, tiết niệu, chống oxy hoá, ung thư (Phó Đức Thuần) [9]. - Ngô dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp: Ngô dùng làm nguyên liệu để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucoza, bánh kẹo... Từ cây ngô người ta đi sản xuất ra 670 mặt hàng khác nhau (Ngô Hữu Tình, 1997) [8]. - Ngô là nguồn hàng xuất khẩu có giá trị. Hạt ngô là mặt hàng nông sản quan trọng trên thị trường thế giới. Theo Grain WM&T dự báo niên vụ 2004/2005 mậu dịch ngô trên thế giới đạt 77,170 triệu tấn, với các nước xuất khẩu chính là Mỹ, Pháp, Trung Quốc, Thái Lan. 2.4.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới Ngô cùng với lúa mỳ và lúa nước là ba cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới. Vào cuối thế kỷ XX, ngô vẫn còn kém hai cây lúa mỳ và lúa nước cả về diện tích và sản lượng. Nhưng tính đến năm 2005, ngô đứng thứ 3 về diện tích nhưng sản lượng ngô thế giới đạt 701 triệu tấn trong khi đó sản lượng lúa mỳ là 623 triệu tấn và lúa nước là 618 triệu tấn. Theo FAOSTAT database năm 2006 thống kê, so với năm 2000, sản lượng ngô thế giới tăng lên 106 triệu tấn, lúa mỳ tăng 24 triệu tấn và lúa nước là 32 triệu tấn. Theo dự báo của Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực thế giới vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô thế giới là 852 triệu tấn trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Ở các nước phát triển dùng 5% làm lương thực, các nước đang phát triển 22% làm lương thực (IFPRI, 2003). - Sản lượng ngô của Braxin năm 2008/09 dự báo đạt 49,50 triệu tấn, điều chỉnh giảm 2,0 triệu tấn (3,88%) so với dự báo hồi tháng 1/2009 và giảm 9,10 triệu tấn (15,53%) so với sản lượng 58,60 triệu tấn của năm 2007/08 do ảnh hưởng của hạn hán. Diện tích thu hoạch ngô năm 2008/09 dự báo đạt 14,20 triệu ha, giảm 500 ngàn ha so với năm 2007/08 với năng suất sẽ đạt 3,49 tấn/ha so với 3,99 tấn/ha của năm 2007/08. Năng suất giảm do hạn hán cả ở miền Bắc và miền Nam Braxin (WAP, Feb. 2009). - Sản lượng ngô của Achentina năm 2008/09 dự báo đạt 13,5 triệu tấn, điều chỉnh giảm 3,0 triệu tấn (18,18%) so với dự báo hồi tháng 1/2009 và giảm 7,35 triệu tấn (35,25%) so với sản lượng 20,85 triệu tấn của năm 2007/08 do hạn hán. Diện tích thu hoạch ngô dự báo đạt 2,25 triệu ha trong năm 2008/09, giảm mạnh so với 3,26 triệu ha của năm 2007/08; năng suất ngô sẽ đạt 6,00 tấn/ha, giảm so với 6,40 tấn/ha của năm 2007/08. Khô hạn và nhiệt độ cao vẫn tiếp tục diễn ra ở các giai đoạn sinh trưởng chủ yếu khiến dự báo năng suất và sản lượng giảm (WAP, Feb. 2009). Mỹ đã giảm từ mức 359 triệu tấn năm 2007 xuống còn 344 triệu tấn năm 2008. Lượng ngô xuất khẩu của Mỹ cũng giảm tương ứng từ 69 triệu tấn xuống 43,8 triệu tấn [19]. 2.4.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam Cây ngô được đưa vào Việt Nam từ cuối thế kỷ 17 (Nguyễn Hữu Tình và cs, 1999) và đã trở thành cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa nước. Song với kỹ thuật canh tác lạc hậu và chủ yếu trồng các giống ngô địa phương, năng suất thấp nên đến những năm 1980 vẫn chỉ đạt khoảng 1 tấn/ha.Từ giữa những năm 1980 thông qua sự hợp tác với Trung tâm Cải lương lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) nhiều giống ngô cải tiến đã được trồng ở nước ta như VM1, HSB1, TH2A …đã đưa năng suất trung bình của nước ta lên 1,5 tạ/ha vào đầu nhưng năm 1990. Ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước đột phá khi chương trình phát triển giống lai thành công. Sau những thành công trong việc chọn tạo các giống lai không quy ước như LS-3, LS-5, LS-6, LS-7…Các giống này có năng suất 3-7 tấn/ha đã được mở rộng nhanh chóng trên phạm vi toàn quốc. Tiếp đến là những thành công trong công tác nghiên cứu giống lai quy ước, trong một thời gian ngắn các nhà nghiên cứu ngô Việt Nam đã tạo ra hàng loạt các giống tốt cho năng suất cao từ 7-10 tấn/ha như: LVN10. LVN4, LVN17, LVN25, LVN99…Các giống này không thua kém các giống của công ty giống nước ngoài về cả năng suất và chất lượng. Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 1961 – 2008 Năm 1961 1975 1990 1994 2000 2005 2007 2008 Diện tích (1000 ha) 229,20 267,0 432,0 534,6 730,2 1052,6 1072,8 1139,8 Sản lượng (1000 tấn) 260,10 280,60 671,0 1143,9 2005,9 3787,1 4250,9 4530,9 Năng suất (tạ/ha) 11,4 10,5 15,5 21,4 25,1 36,0 39,6 39,8 Nguồn: Tổng cục thống kê (đến 2005), Bộ NN&PTNT (2008)[17] Theo ước tính năm 1991 diện tích trồng giống ngô lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, đến năm 2007 giống lai đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha. Năm 1994 sản lượng ngô Việt nam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 vượt ngưỡng 2 triệu tấn , năm 2007 có diện tích, năng suất và sản lượng cao nhất từ trước tới nay: diện tích 1.072.800, năng suất 39.6 tạ/ha, sản lượng vượt ngưỡng 4 triệu tấn. Đây là một tốc độ nhanh trong lịch sử phát triển ngô lai và Châu Á góp phần đưa nghề trồng ngô của nước ta đứng trong hàng ngũ những nước tiên tiến về sản suất ngô lai ở Châu Á. Năm 1961, năng suất ngô nước ta bằng 58% trung bình thế giới (11,2/19,4 tạ/ha). Nhưng 20 năm sau đó, trong khi năng suất ngô thế giới tăng liên tục thì năng suất của ta lại giảm, và vào năm 1979 chỉ còn bằng 29% so với trung bình thế giới (9,9/33,9 tạ/ha).Tuy nhiên, từ năm 1980 đến nay, năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới, nhờ có chính sách khuyến khích và nhiều tiến bộ kỹ thuật, cây ngô đã có những bước tiến về diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 1980, 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) và năm 2007 đã đạt 81,0% (39,6/49 tạ/ha). Năm 2008 diện tích ngô cả nước là 1139,8 nghìn ha tăng 4,5 lần so với năm 1961, sản lượng ngô đạt 4530,9 nghìn tấn và năng suất đạt trung bình 39,8 tạ/ha tăng 3,5 lần so với năm 1961. Hiện nay thị phần giống ngô lai của Việt Nam chiếm khoảng 60%, chủ yếu là giống ngô lai đơn, áp dụng vào sản xuất ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước. Các giống dài ngày như: LVN10, HQ2000, LVN98,…Các giống trung ngày: LVN4, LVN12, LVN17, VN8960,…Các giống ngắn ngày: LVN9, LVN20, LVN24, LVN25, LVN99, VN98-1, LVN145, LVN885, LVN23 (ngô rau)…(Nguyễn Thị Nhài, 2005)[ 3]. Công nghệ sinh học là một ngành mới được áp dụng ở Việt Nam nhưng bước đầu đã đạt được những thành công. Từ năm 1995, viện Di truyền nông nghiệp đã có các nghiên cứu về đơn bội ngô, tiếp đó kỹ thuật nuôi cấy bao phấn ở viện Nghiên cứu Ngô ngày càng hoàn thiện và chọn ra hơn 10 mẫu giống đơn bội kép bước đầu đánh giá là rất triển vọng. Phương pháp này cho kết quả ổn định và có hiệu quả. Phần lớn các mẫu giống thuần ở viện Nghiên cứu ngô đã được phân nhóm ưu thế lai giúp định hướng chọn tạo giống lai có hiệu quả nhanh. Những kết quả trên đã đóng góp rất lớn trong việc tăng năng suất và sản lượng ngô Việt Nam trong 20 năm qua. Tuy vậy sản xuất ngô nước ta vẫn còn nhiều vấn đề đặt ra: Năng suất ngô của nước ta vẫn thấp so với trung bình của thế giới (khoảng 81%), năng suất thực tế thấp hơn nhiều so với năng suất tiềm năng, giá thành sản xuất ngô ở nhiều vùng vẫn còn cao (xấp xỉ 300USD/tấn ngô vàng, trong khi tại Mỹ 150,6USD/tấn), bộ giống ngắn ngày và chống chịu tốt chưa nhiều, các giống ngô đường và nếp lai chưa có, công nghệ bảo quản và chế biến ngô chưa phát triển…đặc biệt sản lượng ngô chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong nước đang tăng rất nhanh (năm 2006 nhập 564,488 tấn, năm 2007 nhập 612,832 tấn ngô) (Tổng cục thống kê) [18]. Như vậy để sản xuất ngô Việt Nam theo kịp các nước tiên tiến và đạt năng suất trung bình của thế giới, việc quan trọng nhất là tăng cường thu thập các nguồn nguyên liệu phù hợp, chọn tạo các giống chống chịu phục vụ cho các vùng khó khăn, chọn tạo các giống ngô thực phẩm có năng suất và chất lượng cao, kết hợp chọn tạo giống bằng các phương pháp hiện đại với truyền thống, đẩy mạnh việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác để phát huy tối đa tiềm năng của giống và bảo vệ môi trường sinh thái. 3. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, 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 Nguồn vật liệu nghiên cứu trong các thí nghiệm là 59 mẫu giống ngô, trong đó có 27 mẫu giống ngô tẻ và 32 mẫu giống ngô nếp có nguồn gốc địa phương từ các tỉnh miền núi phía Bắc. Vật liệu được sử dụng trong thí nghiệm là nguồn gen được thu thập từ một số tỉnh miền núi phía Bắc: Bắc Kạn, Hà Giang, Điện Biên, Cao Bằng, Tuyên Quang và Hòa Bình. Các mẫu giống thu thập được là các bắp ngô được bảo quản và đánh số thứ tự theo ký hiệu giống và được bảo quản tại Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Các mẫu giống tham gia thí nghiệm đánh giá sự đa dạng di truyền của một số mẫu giống ngô điển hình bằng phân tích ADN qua nhân bản ngẫu nhiên PCR - RAPD bao gồm 20 mẫu giống ngô tẻ và 32 mẫu giống ngô nếp được chọn từ tập đoàn nghiên cứu. 3.1.2 Địa điểm nghiên cứu Địa điểm thu thập nguồn gen ở một số tỉnh miền núi phía Bắc: Bắc Kạn, Hà Giang, Điện Biên, Cao Bằng và Hòa Bình. Thí nghiệm đánh giá sự đa dạng di truyền của các mẫu giống được tiến hành tại Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội. 3.1.3 Thời gian nghiên cứu Đề tài thực hiện thu thập từ tháng 8/2008 – 1/2009 Đánh giá nguồn gen từ tháng 1 năm 2009 đến tháng 6 năm 2009 Phân tích, phân loại tháng 7 - 8 năm 2009 3.2 Nội dung nghiên cứu 3.2.1 Thu thập, đánh giá tập đoàn mẫu giống từ nguồn địa phương - Thu thập nguồn gen ngô địa phương; - Thu thập tập đoàn công tác mẫu giống ngô từ nguồn địa phương miền Bắc Việt Nam - Đánh giá nguồn gen ngô địa phương; - Đánh giá đặc điểm thực vật học của các mẫu giống; - Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống; - Khả năng chống chịu của các mẫu giống; - Đánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng ngô của các mẫu giống. 3.2.2 Đánh giá mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn nghiên cứu - Phân nhóm theo hướng sử dụng; - Phân tích đánh giá đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm kiểu hình của các mẫu giống ngô nếp và ngô tẻ địa phương trong tập đoàn; - Khảo sát sự đa dạng di truyền của các mẫu giống điển hình bằng phân tích ADN qua nhân bản ngẫu nhiên PCR - RAPD. 3.3 Phương pháp nghiên cứu 3.3.1 Phương pháp thu thập và đánh giá nguồn gen - Thu thập và đánh giá nguồn gen hoa hồng thực hiện theo IPGRI (2001) [27], [28], [29], [30] và theo Giáo trình chọn giống cây trồng (2005) [19]. - Thí nghiệm tập đoàn bố trí tuần tự, không lặp lại trên đất phù sa cổ sông Hồng không được bồi hàng năm , diện tích ô thí nghiệm 10m2 - Thu thập theo địa danh, dân tộc và địa hình Các loại dữ liệu trong quá trình thu thập mẫu nguồn gen của cây trồng địa phương theo Moss và Guarino, 1995 3.3.2 Phương pháp đánh giá mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn - Phân tích đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm kiểu hình với 16 tính trạng, phân nhóm nguồn vật liệu theo mô hình thống kê sinh học dựa trên kiểu hình của Mahananobis (1928) [113], bằng chương trình NTSYS pc 2.1 [31 ] 3.3.3 Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền bằng marker phân tử 3.3.3.1 Các mồi RAPD sử dụng trong nghiên cứu Mồi bao gồm 10 mồi RAPD đã được các tác giả trên thế giới nghiên cứu và sử dụng để phân loại cũng như xác định đa dạng di truyền của ngô. Danh sách và trình tự các mồi được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Các mồi RAPD dùng để đánh giá đa dạng di truyền TT Tên mồi Trình tự mồi từ 5’ đến 3’ OPA-12 TCG GCG ATA G OPA-18 AGG TGA CCG T S208 AAC GGC GAC A OPW- 08 GAC TGC CTC T OPM-12 GGG ACG TTG G OPA-15 TTC CGA ACC C OPAW- 07 AGC CCC CAA G OPE-18 CGA CTG CAG A OPP- 05 CCC CGG TAA C OPP-14 CCA GCC GAA C 3.3.3.2 Chiết tách ADN ngô Phương pháp tách chiết ADN có sử dụng CTAB (Doyle, 1989) để tách chiết ADN tổng số, có cải tiến, gồm các bước sau: Lá của các giống ngô nghiên cứu được lấy vào sáng sớm là lúc nồng độ đường và tinh bột trong lá thấp, các enzyme hoạt động ít là điều kiện tốt để tách chiết ADN. 3.3.3.3 Phương pháp PCR - RAPD Thành phần hỗn hợp của phản ứng PCR-RAPD gồm: Buffer 2,0l Mg2+ 1,5l dNTPs 10mM 0,16l Primer RAPD 0,2l Taq ADN polymerse 0,1l ADN khuân mẫu 1l Bổ sung nước cất khử trùng loại ion với thể tích cuối cùng là 20l. Phản ứng được chạy với chu trình nhiệt của từng mồi như sau: Bảng 3.2. Chu trình nhiệt cho từng mồi phản ứng Giai đoạn Nhiệt độ (OC) Thời gian Tác dụng Số chu kỳ I 94 2 phút Biến tính 1 II 94 1 phút Biến tính 47 38 1,45 phút Gắn mồi 72 2 phút Tổng hợp III 72 7 phút Tổng hợp 1 IV 4 Bảo quản 3.3.3.4 Phương pháp điện di trên gel agarose Điện di sản phẩm PCR trên Agarose 2,0 %, cách tiến hành như sau: Cân 2g Agarose, đong 100ml TAE 1x cho vào bình tam giác. Đun trên lò vi sóng cho đến khi tạo thành 1 dung dịch đồng nhất Để nguội đến khi 60OC, chuẩn bị khay và lược. Đổ agarose vào khay sao cho không có bọt khí. Chờ gel đông lại trong khoảng 30-40 phút. Sau đó chuyển khuôn agarose vào bể điện di cho đệm chạy TAE 1X vào bể điện di sao cho đệm ngập khuông agarose khoảng 2mm, rút lược ra. Tra sản phẩm PCR: Tùy theo lượng sản phẩm PCR ta trộn với 2l Loading dye, tra vào giếng. Điện di với nguồn khoảng 65 - 75 V thời gian chạy khoảng 2 - 3 giờ. Sau khi chạy xong mẫu được đem đi nhuộm với Ethidium Bromide trên máy lắc. Sau đó đem đi chụp ảnh, quan sát, phân tích. 3.3.4 Các chỉ tiêu theo dõi Các chỉ tiêu được đánh giá theo sự hướng dẫn, đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm so sánh giống ngô của CIMMYT 3.3.4.1 Thời gian sinh trưởng - Ngày mọc: từ khi gieo đến khi nhú lên khỏi mặt đất (50% cây mọc); - Ngày tung phấn: là ngày có 70% số cây tung phấn trong công thức; - Ngày phun râu: là ngày có 70% số cây phun râu trong công thức; - Ngày chín sinh lý: Là ngày khi toàn bộ bắp của công thức xuất hiện điểm đen ở chân hạt. 3.3.4.2 Các chỉ tiêu về hình thái cây - Chiều cao cây được đo từ mặt đất đến phân nhánh cờ đầu tiên (cm) theo dõi một tuần một lần. - Số lá được tính từ lá mầm cho đến lá dưới cờ, để đếm chính xác các lá thứ 5 và lá thứ 10 được đánh dấu theo dõi một tuần một lần. - Chiều cao đóng bắp được đo từ mặt đất đến đốt lóng bắp trên cùng (cm). - Chiều dài bông cờ được đo từ đốt có nhánh cờ đầu tiên đến điểm mút của nhánh cờ (cm), khả năng cho phấn của mẫu giống. - Trạng thái cây: Đánh giá sự sinh trưởng, mức độ đồng đều về chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, kích thước bắp, sâu bệnh các cây trong ô vào giai đoạn chín sáp đánh giá theo thang điểm 1 - 5 (1: tốt; 2: khá; 3: trung bình; 4: kém; 5: rất kém). - Độ che phủ lá bi quan sát các cây trong ô ở giai đoạn chín sáp cho theo thang điểm 1 – 5 + 1: Rất kín (lá bi kín đầu bắp và vượt khỏi bắp) + 2: Kín ( lá bi bao kín đầu bắp) + 3: Hơi hở (lá bi bao không chặt đầu bắp) + 4: Hở ( Lá bi không che kín bắp để hở đầu bắp) + 5: Rất hở (Bao bắp rất kém đầu bắp hở nhiêu) - Chiều dài bắp được đo từ đáy bắp đến mút bắp (cm) - Đường kính bắp (không kể lá bi) được đo ở giữa bắp (cm). - Số bắp trên cây = tổng số bắp trong ô/tổng số cây trên ô. 3.3.4.3 Các yếu tố cấu thành năng suất - Số hàng hạt/bắp: một hàng hạt được tính khi có 50% số hạt so với hàng dài nhất. - Số hạt/hàng: được đếm theo hàng hạt có chiều dài trung bình trên bắp - Tỷ lệ khối lượng hạt/khối lượng bắp không có lá bi (%). Tính tỷ lệ khối lượng hạt ở độ ẩm 14% trên khối lượng bắp tươi. - Dạng hạt, màu sắc hạt: quan sát lúc thu hoạch. - Khối lượng 1000 hạt (g) ở độ ẩm 14% được tính bằng cách: cân hai mẫu, mỗi mẫu 500 hạt nếu độ chênh lệch giữa các mẫu nhỏ hơn 5% là chấp nhận được. - Số bắp/cây được tính bằng cách đếm số bắp và số cây thu hoạch trong ô thí nghiệm rồi sau đó tính số bắp/cây. - Độ ẩm lúc thu hoạch được đo lúc thu hoạch = máy đo độ ẩm: KETT Grainer PM.300 (%) - Năng suất bắp tươi (tạ/ha) - Năng suất thực thu Y (tạ/ha) ở độ ẩm 14% tính theo công thức: Y (tạ/ha) = P(A) x [tỷ lệ hạt/bắp tươi] x [(100 – A)/86] x [P1000/So] Trong đó: P(A): Trọng lượng hạt lúc thu hoạch (g) A: Độ ẩm hạt lúc thu hoạch (%) So Diện tích ô thí nghiệm (m2) P1000: Khối lượng 1000 hạt (g) ở độ ẩm 14% Tỷ lệ hạt/ bắp tươi được tính trên 10 bắp - Năng suất lý thuyết (tạ/ha) tính theo công thức: NSLT (tạ/ha) = [(số h/b) x (h/h) x P1000 x tỷ lệ bắp hữu hiệu x 57000] /108 Trong đó: số h/b: số hàng/bắp h/h:số hàng/hàng P1000: Khối lượng 1000 hạt (g) ở độ ẩm 14% 57000: mật độ trồng ngô trên một hecta 3.3.4.4. Một số tính trạng về kiểu hình - Màu sắc thân; Màu sắc lá; Màu sắc cờ; Màu sắc hạt; Màu sắc lõi 3.3.4.5 Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh và các yếu tố ngoại cảnh Việc đánh giá khả năng chống chịu được thực hiện trong điều kiện tự nhiên và chỉ những sâu bệnh quan trọng gây ảnh hưởng lớn đến năng suất được theo dõi: - Sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) (điểm) được tính theo thang điểm + 1: <5% số cây, số bắp bị sâu + 2: 5-<15% số cây. bắp bị sâu + 3: 15-<25% số cây. bắp bị sâu + 4: 25-<35% số cây. bắp bị sâu + 5: 35-<50% số cây. bắp bị sâu - Rệp cờ Rhopalosiphum maidis (điểm) + 1: Không có rệp + 2: Rất nhẹ (Có từ một đến một quần tụ rệp trên lá, cờ) + 3: Nhẹ (Xuất hiện một vài quần tụ rệp trên lá cờ) + 4: Trung bình (Số lượng rệp lớn, không thể nhận ra các quần tụ rệp) + 5: Nặng (Số lượng rệp lớn, đông đặc, lá và cờ kín rệp) - Bệnh khô vằn (Rhizoctnia solanif.sp.sasaki) được tính bằng: Tỷ lệ cây bị bệnh (%) = (Số cây bị bệnh/tổng số cây điều tra) x 100% - Bệnh đốm lá lớn và đốm lá nhỏ (điểm) tính tỷ lệ diện tích lá bị bệnh + 1: Rất nhẹ (1 – 10%) + 2: Nhiễm nhẹ (11 – 25%) + 3: Nhiễm vừa (26 – 50%) + 4: Nhiễm nặng (51 – 75%) + 5: Nhiễm rất nặng (>75%) - Bệnh virút khảm biến vàng lá (điểm) tính tỷ lệ diện tích lá bị bệnh + 1: Rất nhẹ (1 – 10%) + 2: Nhiễm nhẹ (11 – 25%) + 3: Nhiễm vừa (26 – 50%) + 4: Nhiễm nặng (51 – 75%) + 5: Nhiễm rất nặng (>75%) - Chống đổ + Tỷ lệ đổ rễ (%): được tính số cây nghiêng > 30% so với phương thẳng đứng/tổng số cây trong ô thí nghiệm. + Đỗ gẫy thân (điểm): Đếm phía cây bị gẫy ở đoạn thân phía dưới bắp khi thu hoạch + 1: Tốt (<5% cây gãy) + 2: Khá (5-15% cây gãy) + 3: Trung bình (15 -30% cây gãy) + 4: Kém (30 -50% cây gãy) + 5: Rất kém (>50% cây gãy) 3.3.4.6 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu Các số liệu được phân tích theo phương pháp thống kê sinh học, sử dụng các phần mềm xử lý thống kê nông nghiệp: - IRRISTAT 5.0 [9]: phần mềm xử lý thống kê nông nghiệp của Viện Lúa quốc tế IRRI - Philippin; - NTSYS pc 2.1 [134]: phần mềm phân tích mức tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền: phân nhóm theo các mô hình thống kê sinh học từ các đặc điểm hình thái dựa trên phương pháp của Mahananobis (1928). - Xác định tính trạng số lượng: trung bình mẫu ; Phương sai S2; Độ lệch chuẩn S; Sai số trung bình ± m; Hệ số biến động CV%; Hệ số tương quan r; Kiểm định sai khác có ý nghĩa LSD0,05 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 THU THẬP VÀ PHÂN LOẠI TẬP ĐOÀN MẪU NGÔ 4.1.1 Kết quả thu thập các mẫu giống ngô từ các địa phương phía Bắc Việt Nam Công tác thu thập được tiến hành trong hai đợt, đợt 1 cuối năm 2008 và đợt 2 đầu năm 2009. Kết quả cho thấy mẫu giống cây trồng địa phương nói chung và mẫu giống ngô nói riêng vô cùng đa dạng về đặc điểm, phân bố. Phân bố theo địa danh, phân bố theo dân tộc cho thấy do đa dạng về điều kiện các tiểu vùng sinh thái đã hình thành các mẫu giống ngô khác nhau. Bên cạnh đó do tập quán canh tác, truyền thống và ăn uống của các dân tộc khác nhau đã chọn lọc các giống ngô phù hợp với đời sống kinh tế xã hội của họ. Hai nguyên nhân chủ yếu này đã đem lại mức độ đa dạng di truyền nguồn gen giống ngô địa phương là một tài sản quý giá của dân tộc ta. Những giống ngô trong số mẫu thu thập là nhóm giống được gieo trồng trên nương và nhóm giống trồng trên ruộng nhưng chủ yếu là canh tác nhờ nước trời do không có nguồn nước thuận lợi. Quá trình thu thập nguồn gen ngô nếp địa phương được tại hộ nông dân. Số lượng mẫu 3 bắp/1 mẫu giống. Bảng 4.1. Kết quả thu thập các mẫu giống ngô TT Tên gọi địa phương Kí hiệu mẫugiống Dân tộc Nơi thu thập Ngô tẻ 1 Pooc cừ la GT61 H'Mông Mường Chờ Điện Biên 2 Pooc cừ Đa GT63 H'Mông Mường Chờ Điện Biên 3 Pooc cừ Đơ GT64 H'Mông Mường Chờ Điện Biên 4 Pooc cừ làng GT69 H'Mông Sìn Hồ V TT Sìn Hồ Lai Châu 5 Pooc cừ chua dàng GT70 H'Mông Hồng Thu Sìn Hồ Lai Châu 6 Pooc cừ lây GT71 H'Mông Bản Sìn Hồ V TT sìn Hồ Lai Châu 7 Hủ Na Nhằm GT72 Tày Thôn Vũ Khí Cóc Pài Hà Giang 8 Hù Cha 1 GT73 Nùng Pố Lỗ Hoàng Su Phì HG 9 Hủ Khao GT74 Tày Cóc Pài Xã Cóc Pài Xín Mần HG 10 Hù Cha 2 GT75 Nùng Tụ Nhân Hoàng Su Phì HG 11 Bắp chăm GT76 Tày Bãi Chín, Nhân Mục, Hàm yên, TQ 12 Hù Chả Mưng Râu GT77 Thái Thèn Phàng, Xí Mần, HG 13 Giống Q2 GT78 H'mông Bản Dã, Sơn Phú, Na Hang, TQ 14 Pooc cừ đe 2 GT79 H'mông Lũng Tu, Vân Dính, Hà Quảng, CB 15 Hủ Hiền GT80  Dao Cốc Pài, Xí mần, HG 16 Pooc cừ đe 3 GT81 H'mông Lũng Tu, Vân Dính, Hà Quảng, CB 17 Bắp chăm GT82 H'Mông TT Vị Xuyên, Hà Giang 18 Pooc cừ đỏ GT83 Tày Cáo sào, Lao Chải, Vị Xuyên, HG 19 Hù chả Khảo Lrưng Rán GT84 H'Mông Thèn Phàng, Xí Mần, Hà Giang 20 Cli mùa GT85 Thái Mường Lay, Lai Châu 21 Mẹ liêng Pon GT86  Dao Nam Cường, Chợ Đồn, Bắc Kạn 22 Bắp Bổn tỷ GT87  Lôlô Bảo Toàn, Bảo Lạc,._. hạt/ bắp, số hạt/hàng hạt, chiều dài bắp, đường kính bắp, chiều dài đuôi chuột, khối lượng 1000 hạt (P1000), năng suất lý thuyết, thời gian từ gieo – mọc, thời gian từ gieo - trổ cờ, thời gian từ gieo – phun râu, thời gian chênh lệch trổ cờ - phun râu, thời gian gieo – khô lá bi. Các đặc điểm này được chọn lựa và sử dụng vào các mô hình thống kê sinh học để phân nhóm và nghiên cứu khoảng cách di truyền của chúng. Sau khi mã hóa số liệu theo phương pháp của IPGRI và phân nhóm trên máy tính bằng chương trình NTSYS pc 2.1 chúng tôi thu được cây di truyền như sau: Sơ đồ 4.1: Cây phát sinh di truyền và hệ số đa hình của 27 mẫu giống ngô tẻ địa phương giữa trên chỉ thị kiểu hình Sơ đồ 4.2: Cây phát sinh di truyền và hệ số đa hình của 32 mẫu giống ngô nếp địa phương dựa trên chỉ thị kiểu hình Qua sơ đồ 4.1 chúng tôi thấy: Ở độ sai khác 0,01 (1%) thì 27 mẫu giống ngô tẻ địa phương được chia làm hai nhóm lớn: -Nhóm 1: gồm hai mẫu giống GT69 và GT76 -Nhóm 2: gồm các mẫu giống còn lại. * Ở độ sai khác là 0,06 (6%) thì các mẫu giống ngô chia làm 8 nhóm - Nhóm 1: gồm các mẫu giống sau: GT63, GT64, GT73, GT82, GT87, GT91 - Nhóm 2: gồm các mẫu giống: GT70, GT81, GT88, GT71, GT86, GT77 - Nhóm 3: chỉ có một mẫu giống duy nhất đó là GT92 - Nhóm 4: gồm các mẫu giống: GT72, GT74, GT80, GT84 - Nhóm 5: gồm có các mẫu giống: GT78, GT85, GT89 - Nhóm 6: chỉ có một mẫu giống duy nhất: GT79 - Nhóm 7: gồm các mẫu giống: GT75, GT83, GT95, GT90 - Nhóm 8: có hai mẫu giống: GT69 và GT76 * Ở độ sai khác 0,16 (16%) thì 27 mẫu giống chia làm 18 nhóm nhỏ * Ở độ sai khác 0,21 (21%) thì tất cả các mẫu giống đều khác nhau *Qua sơ đồ 4.2 chúng tôi thấy: Nếu ở mức độ sai khác là 0,04 (4%), các giống ngô nếp địa phương của chúng tôi được chia thành 2 nhóm lớn. - Nhóm 1 bao gồm 8 giống có ký hiệu là GN118, GN126, GN130, GN145, GN136, GN127, GN121, GN144; - Nhóm 2 bao gồm các giống nếp còn lại. Nếu ở mức sai khác là 0,11 (11%), các giống ngô nếp địa phương của chúng tôi được chia thành 9 nhóm. - Nhóm 1 gồm 8 giống GN118, GN126, GN130, GN145, GN136, GN127, GN121, GN144; - Nhóm 2 giống GN137; - Nhóm 3 gồm 4 giống GN135, GN132, GN148, GN139; - Nhóm 4 gồm 3 giống GN119, GN122, GN147; - Nhóm 5 gồm 2 giống GN143, GN129; - Nhóm 6 gồm 4 giống GN117, GN124, GN 132, GN140; - Nhóm 7 gồm 3 giống GN116, GN133, GN149; - Nhóm 8 gồm 2 giống GN125, GN146; - Nhóm 9 gồm 3 giống GN115, GN123, GN141. Nếu ở mức sai khác là 0,18 (18%), các giống ngô nếp địa phương của chúng tôi được chia thành 18 nhóm. Còn ở mức sai khác là 0,24 (24%), các giống ngô nếp địa phương của chúng tôi được chia thành 20 nhóm. Còn ở mức sai khác là 0,31 (31%), các giống ngô nếp địa phương của chúng tôi được chia thành 30 nhóm. Sự phân nhóm các giống nếp địa phương có mức độ họ hàng trên cho thấy. Nếu các tính trạng số lượng đưa ra để chỉ sự sai khác thấp (tức hệ số đồng hình cao) thì các giống gần nhau về di truyền càng lớn, ví dụ ở mức sai khác 0,04 (4%) tính trạng, thì các giống nếp địa phương chỉ được phân thành 2 nhóm lớn. Các giống nếp nằm trong các nhóm này có sự khác nhau là không đáng kể (chỉ đạt 4% mức độ sai khác). Nhưng nếu tăng các tính trạng số lượng lên, thì sự sai khác giữa các giống sẽ tăng lên, do đó, các giống được phân thành nhiều nhóm: Khi mức độ sai khác là 0,11 (11%) các giống nếp địa phương được chia thành 9 nhóm, còn 0,18 (18%) là 18 nhóm, và 0,31 (31%) là 30 nhóm. Trong tất cả các giống nếp địa phương đánh giá ở vụ xuân 2009 tại Gia Lâm thì mức độ sai khác giữa các giống đạt cao nhất là 31%. Qua sơ đồ cây di truyền trên cho thấy mẫu giống GN126 và GN130 có quan hệ họ hàng xa nhất với tất cả các mẫu giống nếp đánh giá (mức độ sai khác đạt 31%). Nếu xét tổng thể mức độ đa dạng di truyền của các giống ngô nếp địa phương là khá lớn. Mức độ sai khác dao động xung quanh 4 – 31%. Với mức sai khác thấp nhất là 4% các mẫu giống nếp đã phân thành 2 nhóm. Theo phân tích trên phần lớn các mẫu giống ngô nếp nằm trong thứ ngô Var. alboceratina Kulesh (có 26/32 mẫu giống). Nhưng qua sơ đồ cây di truyền thì các mẫu giống lại có sự sai khác lớn. Đặc biệt, hai mẫu giống GN126 và GN130 cùng thuộc một thứ ngô nếp là Var. alboceratina Kulesh nhưng có mức độ sai khác đạt 31%, điều này cho thấy hai mẫu giống xa nhau về mặt di truyền, sự sai khác lớn này có thể do xa cách về mặt sinh thái. 3.4.2 Khảo sát sự đa dạng di truyền của các mẫu giống điển hình bằng phân tích ADN qua nhân bản ngẫu nhiên PCR - RAPD. 4.3.2.1 Kết quả tách chiết ADN Tách chiết ADN là công việc đầu tiên đóng vai trò quan trọng trong công nghệ ADN. Nhờ tiến bộ và sự đổi mới công nghệ mà tách chiết axit nucleic ngày nay đã trở nên đơn giản. Ngày nay đã có rất nhiều phương pháp tách chiết ADN tổng số của mẫu thực vật. Tuy nhiên, đối với từng đối tượng mẫu thực vật nhất định cần có phương pháp riêng. Do vậy, việc lựa chọn và cải tiến phương pháp cho phù hợp với đối tượng là điều rất cần thiết và quan trọng. Sử dụng phương pháp có sử dụng CTAB (Doylie, 1989) có cải tiến để tiến hành tách chiết ADN tổng số từ 20 mẫu ngô tẻ và 32 mẫu ngô nếp nghiên cứu. Mẫu ADN sau khi tách chiết được kiểm tra nồng độ và tính toàn vẹn của chúng trên gel agarose 1%, chạy trong 1 giờ ở hiệu điện thế 70V. Sau đó kết quả được nhuộm trong Ethidium Bromide, 15 phút trước khi chụp trên máy soi UV ( hình 1). Qua hình ảnh điện di ta thấy các vạch ADN đồng đều sáng, nét và gọn không bị gãy. Mặt khác không thấy xuất hiện các vệt sáng RNA phía dưới điều đó chứng tỏ RNA đã được loại bỏ hoàn toàn khỏi dịch chiết ADN, ADN hoàn toàn có thể sử dụng cho các phản ứng nhân ADN thông qua PCR. Hình 4.1: Kết quả tra ADN tổng số của 12/59 mẫu ngô nghiên cứu 4.3.2.2 Đa hình PCR-RAPD các giống ngô nếp * Thống kê đa hình của các mồi Sử dụng 10 mồi để xác định tính đa hình, tất cả 10 mồi đều cho đa hình, kết quả tổng hợp ở bảng 4.22, với 340 phản ứng PCR đã được tiến hành. Tổng số vệt băng đa hình thu được là 83, trong đó mồi OPAW07 và mồi OPA18 có số vệt băng đa hình cao nhất (11 vạch), riêng mồi OPAW07 cho 1 vệt băng đặc biệt trên mẫu giống GN118, tức vạch ADN này chỉ xuất hiện trên giống GN118 mà không xuất hiện trên các mẫu giống khác. Mồi cho đa hình ADN ít nhất mồi OPP5, số vạch ADN nhân lên chỉ là 6. Bảng 4.22. Tổng hợp đa hình của các mồi TT Tên mồi Đa hình Vệt đặc biệt 1 OPAW07 11 1 2 OPA-12 9 0 3 OPA-15 7 1 4 OPM-12 8 0 5 OPW-08 8 0 6 OPP14 7 0 7 S208 8 0 8 OPA18 11 0 9 OPP5 6 0 10 OPE18 8 0 Tổng cộng 83 2 Cùng với 340 phản ứng của 10 mồi trên 32 giống thì có tổng số 1268 đoạn ADN được nhân lên thuộc 83 loại có kích thước khác nhau (bảng 4.22). Giống có tổng số đoạn ADN nhân lên nhiều nhất là giống GN148 với 48 đoạn/10 mồi. Giống có số đoạn ADN nhân lên ít nhất là giống GN139 với 30 đoạn/10 mồi. Các giống khác dao động trong khoảng từ 32-45 đoạn/10 mồi. Qua đây có thể kết luận rằng hoàn toàn có thể sử dụng 10 mồi trên để xác định đa dạng di truyền ở mức độ ADN các giống ngô. Bảng 4.23. Tổng hợp kết quả nhân ADN của các mồi TT Mẫu giống Số băng ADN thu được trên từng mồi OPAW-7 OPA-12 OPA-15 OPM-12 OPW-08 OPP S208 OPA OPP5 OPE Tổng 14 18 18 1 GN114 2 5 3 3 4 4 4 3 4 2 34 2 GN115 5 3 4 4 4 2 3 5 3 5 38 3 GN117 4 3 6 4 4 5 5 5 3 3 42 4 GN 18 5 2 3 4 5 4 6 5 5 4 43 5 GN119 5 3 3 4 4 3 5 4 3 6 40 6 GN120 2 3 4 4 3 6 4 4 2 3 35 7 GN121 7 4 6 5 3 3 6 2 4 3 43 8 GN122 5 5 3 4 3 5 6 4 6 2 43 9 GN123 6 5 5 4 4 3 5 6 5 2 45 10 GN124 6 5 1 3 4 3 5 5 2 2 36 11 GN125 6 4 3 3 3 4 5 2 2 3 35 12 GN126 5 6 1 3 4 4 5 4 4 5 41 13 GN127 5 6 3 3 3 4 5 5 4 4 42 14 GN129 5 3 3 4 3 5 4 4 4 3 38 15 GN130 4 5 5 3 5 5 3 4 4 3 41 16 GN132 6 2 4 4 4 5 6 3 3 2 39 17 GN133 6 4 3 4 5 4 5 3 3 2 39 18 GN135 8 3 2 5 4 5 5 2 4 2 40 19 GN136 5 3 2 5 5 4 5 5 2 4 40 20 GN137 4 2 3 4 3 4 4 3 2 3 32 21 GN139 4 1 4 3 3 4 4 4 2 1 30 22 GN140 7 2 3 5 5 4 5 3 5 2 41 23 GN141 5 3 4 2 5 5 5 4 3 2 38 24 GN142 8 1 3 2 4 5 5 2 4 1 35 25 GN143 6 3 4 3 3 4 6 5 5 2 41 26 GN144 7 4 4 4 3 4 4 6 3 5 44 27 GN145 7 2 4 5 5 5 5 5 5 2 45 28 GN146 7 0 5 4 5 5 5 2 4 2 39 29 GN147 7 5 3 3 3 6 4 5 3 2 41 30 GN148 5 6 3 5 5 5 4 7 3 5 48 31 GN149 5 3 2 4 4 4 5 3 3 2 35 32 GN150 5 3 4 5 5 5 6 4 6 2 45 Tổng 174 109 110 122 127 138 154 128 115 91 1268 H2 H3 H4 H5 Ghi chú: H2. Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPA-18 các giống ngô nếp, thứ tự từ 1 – 34 theo bảng 4.22 H3. Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPAW-7 các giống ngô nếp, thứ tự từ 1 – 34 theo bảng 4.22 H4. Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPA-12 các giống ngô nếp, thứ tự từ 1 – 34 theo bảng 4.22 H5. Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPE-18 các giống ngô nếp, thứ tự từ 1 – 34 theo bảng 4.22 * Mối quan hệ giữa các giống ngô nếp dựa trên các kết quả đa hình RAPD Các vệt băng ADN xuất hiện khi sử dụng các mồi nhân ngẫu nhiên các đoạn ADN được mã hóa là 1, không được nhân lên là 0. Bằng phần mềm chuyên dụng NTSYSpc 2.1 đã tính toán được hệ số tương đồng di truyền và sơ đồ hình cây quan hệ di truyền của tập đoàn 32 giống ngô nếp (Bảng 4.23, hình 6). Với kết quả trên có thể chọn cặp lai phù hợp, cho ưu thế lai cao. Các cặp lai cho ưu thế lai cao thì hệ số tương đồng di truyền nằm trong khoảng từ 0,4 đến 0,7. Nếu 0,7 thì cặp bố mẹ lai được coi là gần như giống nhau về mặt di truyền cho nên con lai không cho ưu thế lai cao. Qua bảng 4.23 và sơ đồ hình 4.3 cho thấy rằng các giống nếp có hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0,48 đến 0,81. Có 2 cặp giống có hệ số tương đồng cao nhất (0,81) đó là các cặp GN137/GN139 và GN139/GN141 tức chúng giống nhau 81% và khác nhau 19%. Cặp giống có hệ số tương đồng thấp nhất là GN119/GN123 (0,48). Như vậy trong tổng số 32 mẫu giống ngô không có cặp giống nào trùng nhau, chúng đều có sự khác nhau về ADN. Qua đây chúng tôi cũng nhận thấy rằng tập đoàn các giống nếp địa phương vô cùng phong phú về mặt di truyền. Xét về phương diện ghép cặp cho ưu thế lai cao thì có thể chia 32 mẫu giống ngô thành 11 nhóm với hệ số tương đồng di truyền giữa các nhóm nhỏ hơn 0,7. Sơ dồ 4.3 : Cây phân loại di truyền của một số mẫu giống ngô nếp Nhóm 1 bao gồm 6 mẫu giống : GN119, GN130, GN132, GN124, GN125, GN126 Nhóm 2 gồm 3 mẫu giống : GN114, GN149, GN133 Nhóm 3 gồm 2 mẫu giống : GN117, GN143 Nhóm 4 gồm 3 mẫu giống : GN136, GN137, GN139 Nhóm 5 gồm 10 mẫu giống : GN122, GN145, GN144, GN146, GN147, GN150, GN135, GN141, GN142, GN140 Nhóm 6 gồm 3 mẫu giống : GN121, GN127, GN123 Nhóm 7 gồm 2 mẫu giống : GN118, GN120 Nhóm 8 gồm 1 mẫu giống : GN129 Nhóm 9 gồm 1 mẫu giống : GN 115 Nhóm 10 gồm 1 mẫu giống : GN119 Nhóm 11 gồm 2 mẫu : GN116 và GN148 Các mẫu giống cùng nhóm có hệ số tương đồng di truyền gần nhau lớn hơn hoặc bằng 0,7. Giữa các nhóm lai với nhau sẽ cho ưu thế lai cao 4.3.2.3 Đa hình PCR-RAPD các giống ngô tẻ Tương tự tập đoàn ngô nếp chúng tôi sử dụng 10 mồi để xác định tính đa hình, thì cả 10 mồi đều cho đa hình, kết quả tổng hợp ở bảng 4.23. Số vệt băng nhân lên nhiều nhất là mồi OPA12, OPM12 OPP-14 và S208, với số vạch nhân lên là 6. Mồi có số vệt ADN nhân lên ít nhất là OPW08 và OPA15 (4 vệt). Tất cả các mồi còn lại đều nhân lên được 5 vệt. Trong tập đòan các giống ngô tẻ không thấy xuất hiện vệt băng đặc biệt như ngô nếp. Đa hình của tập đoàn ngô tẻ cũng thấp hơn ngô nếp. Trong tập đoàn các giống ngô nếp số vệt băng đa hình là 83 tròn khi đó ngô tẻ chỉ có 53. Bảng 4.24. Thống kê đa hình của các mồi TT Tên mồi Đa hình Vệt đặc biệt 1 OPAW07 5 0 2 OPA-12 6 0 3 OPA-15 4 0 4 OPM-12 6 0 5 OPW-08 4 0 6 OPP14 6 0 7 S208 6 0 8 OPA18 5 0 9 OPP5 5 0 10 OPE18 5 0 Tổng 53 0 Hình 7 Hình 8 Hình 9 Hình 10 Ghi chú: Hình 7: Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPW- 08 các giống ngô tẻ, thứ tự từ 1 – 20 theo bảng 4.24 Hình 8: Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPA-15 các giống ngô tẻ, thứ tự từ 1 đến 20 theo bảng 4.24 Hình 9: kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPE-18 các giống ngô tẻ, thứ tự từ 1 đến 20 theo bảng 4.24 Hình 8: kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPA-12 các giống ngô tẻ, thứ tự từ 1 đến 20 theo bảng 4.24 Hình 10: kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD với mồi OPP-05 các giống ngô tẻ, thứ tự từ 1 đến 20 theo bảng 4.24 Tổng số 10 mồi/20 giống, 200 phản ứng PCR đã nhân lên được tổng số 653 vệt băng (Bảng 4.24), thuộc 53 loại vệt băng có kích cỡ khác nhau. So với tập đoàn ngô nếp thì tập đoàn ngô tẻ có số vệt băng đa hình ít hơn (Ngô tẻ 53 loại vệt băng, ngô nếp 83 loại vệt băng). Tổng số vệt ADN nhân lên của tập đoàn ngô tẻ cũng ít hơn tập đoàn ngô nếp (ngô tẻ 653 vệt băng, ngô nếp 1347). Trên cùng một mồi số đa hình của ngô nếp cao hơn số đa hình của ngô tẻ. Điều này có thể lý giải như sau: Mồi RAPD được sử dụng là mồi ngẫu nhiên, nhân ngẫu nhiên các đoạn ADN trong bộ gennom. Các giống ngô nếp có nhiều điểm để cho primer bắt cặp, còn các giống ngô nếp có ít hơn các điểm cho primer bắt cặp chính vì vậy số đoạn ADN của ngô nếp nhân lên nhiều hơn ngô tẻ. Điều này cũng chứng tỏ sự khác ở mức độ ADN giữa các giống ngô tẻ và các giống ngô nếp là rất lớn. Trong 10 mồi nhân ADN của 20 giống ngô tẻ thì mồi OPM12 nhân lên số đoạn ADN nhiều nhất, 78 đoạn. Mồi OPW8 nhân lên 72 đoạn. Mồi OPP5 nhân lên 70 đoạn. Mồi OPA12, S208 và OPA18 nhân lên 68 đoạn. Mồi OPP14 nhân lên 61 đoạn. Mồi OPE 18 nhân lên 60 đoạn. Mồi OPW7 nhân lên 56 đoạn và OPA 15 nhân lên 52 đoạn. Bảng 4.25. Tổng hợp kết quả nhân ADN của các mồi trên các giống ngô tẻ TT Mẫu giống Số băng ADN thu được trên tổng các mẫu OPA W7 OPA -12 OPA-15 OPM-12 OPW-08 OPP 14 S 208 OPA 18 OPP 5 OPE 18 Tổng 1 GT 69 3 5 4 4 4 3 3 3 4 4 37 2 GT 70 2 4 2 5 4 3 4 4 4 5 37 3 GT 71 3 3 2 4 4 4 3 4 4 1 32 4 GT 72 2 4 1 4 4 2 2 4 3 4 30 5 GT 73 4 5 1 3 4 4 4 5 4 3 37 6 GT 74 3 3 2 4 4 4 3 2 4 5 34 7 GT 75 3 3 2 4 4 3 5 3 4 2 33 8 GT 77 3 4 2 6 4 2 5 4 4 5 39 9 GT 78 2 5 3 3 4 4 4 4 4 2 35 10 GT 79 3 2 3 3 4 4 4 4 4 5 36 11 GT 81 2 3 4 4 3 3 4 4 4 2 33 12 GT 84 2 5 2 4 3 2 2 4 3 2 29 13 GT 85 2 1 4 4 3 2 4 3 4 2 29 14 GT 87 4 1 2 5 3 2 3 2 4 3 29 15 GT 90 3 1 4 3 3 3 3 3 4 2 29 16 GT 91 4 5 1 4 3 3 2 3 2 2 29 17 GT 92 2 4 4 3 3 3 2 3 2 2 28 18 GT 63 4 2 2 3 3 2 3 3 2 2 26 19 GT 64 3 5 4 4 4 4 4 4 4 2 38 20 GT 95 2 3 3 4 4 4 4 2 2 5 33 Tổng 56 68 52 78 72 61 68 68 70 60 653 * Mối quan hệ giữa các giống ngô nếp dựa trên các kết quả đa hình RAPD Tuy các giống ngô tẻ sự đa hình ADN không bằng các giống ngô nếp nhưng nhờ các đoạn ADN nhân lên ngẫu nhiên của các mồi sẽ có mối quan hệ di truyền giữa các gống ngô thông qua phần mềm NTSYSpc 2.1. Kết quả hệ số tương đồng và cây phân loại ở bảng 4.25 và sơ đồ hình 4.4 Hệ số tương đồng giữa các giống giao động từ 0,48 (cặp GT69/GT91 và GT78/GT108) đến 0,83 (cặp GT70/GT77). Hệ số tương đồng nhỏ nhất tức là sự khác nhau lớn nhất, hai cặp GT69/GT91 và GT78/GT108 giống nhau 48%, khác nhau 52%. Cặp GT70/GT77 giống nhau 83%, khác nhau 17%. Các cặp càng giống nhau khi chọn cặp lai sẽ không cho ưu thế lai, đây cũng là lợi thế của phương pháp chỉ thị phân tử, phát hiện sự khác biệt giữa các giống ngay từ khi cây non mà không phải đợi cho đến khi trưởng thành, lai thử và đánh giá. Như trên đã nói các cặp lai có hệ số tương đồng di truyền nằm trong khoảng 0,4-0,7 thì mới cho ưu thế lai. Nếu > 0,7 cặp lai đó gần giống nhau vì vậy con lai sẽ không cho ưu thế. Nếu <0,4 cặp lai quá xa con lai sẽ có hiện tượng bất dục. Qua cây phân loại chúng tôi chia tập đoàn các giống ngô tẻ thành 7 nhóm. Nhóm 1 gồm các giống : GT69, GT74, GT72 Nhóm 2 gồm các giống : GT70, GT77, GT75, GT71, GT73 Nhóm 3 gồm các giống : GT78 Nhóm 4 gồm các giống : GT79, GT95 Nhóm 5 gồm các giống :GT84, GT64, GT91, GT92 Nhóm 6 gồm các giống : GT81, GT85, GT87, GT90 Nhóm 7 gồm các giống : GT63 Chọn các cặp lai khác nhóm, không chọn các lai cùng nhóm Sơ dồ 4.4: Cây phân loại di truyền của một số mẫu giống ngô tẻ Tóm lại: Với phương pháp chiết tách ADN của Doyle, 1989 có cải tiến đã cho chất lượng ADN tốt để tiến hành các thí nghiệm về nhân các đọan ADN trong gennom cây ngô. Mười mồi sử dụng trong nghiên cứu này đều cho đa hình, đa hình trên tập đoàn ngô nếp cao hơn tập đoàn ngô tẻ Bằng phần mềm NTSysp 2.1 tính toán dựa vào đa hình các mồi trên các giống ngô chia tập ngô nếp thành 11 nhóm và tập đoàn ngô tẻ thành 7 nhóm, đây là giữ liệu quan trọng để chọn các cặp lai phù hợp. 4.3.3 So sánh kết quả đánh giá đa dạng kiểu hình bằng phương pháp thống kê sinh học và kết quả phân tích ADN qua nhân bản ngẫu nhiên PCR - RAPD Theo kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức độ hình thái của 27 giống ngô tẻ và 32 giống ngô nếp được thu thập ở các vùng sinh thái khác nhau ở miền bắc Việt Nam các mẫu giống của ngô tẻ ở mức độ hình thái chia làm 8 nhóm khác nhau nhưng ở mức độ phân tử đối với giống ngô tẻ chia làm chia làm 7 nhóm. Còn ở ngô nếp ở mức độ hình thái và mức độ phân tử các mẫu giống ngô nếp chia làm 11 nhóm khác nhau. Như vậy, trên cơ sở phân tích về hình thái kết hợp với phân tích đa dạng di truyền ở mức độ phân tử ADN cho thấy sự khác nhau về đặc điểm hình thái và sự khác biệt về di truyền rất lớn giữa các mẫu giống ngô nếp và ngô. Các mẫu giống cùng thu thập tại một địa điểm thường có quan hệ gần gũi với nhau cùng một nhóm. 58 58 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận 1. Đã thu thập được tập đoàn gồm 59 mẫu giống ngô địa phương trong đó có 27 mẫu giống ngô tẻ, 32 mẫu giống ngô nếp từ 5 tỉnh và các dân tộc khác nhau của vùng miền núi phía Bắc từ đó đã phân loại được theo địa danh, dân tộc và phân loại thực vật học. 2. Kết quả đánh giá được đặc điểm thực vật học và nông sinh học của các các mẫu giống địa phương ở vụ xuân 2009 và xác định được một số đặc điểm như sau: - Nhóm ngô tẻ có thời gian sinh trưởng 84 - 122 ngày thuộc cả ba nhóm chín sớm, chín trung bình và chín muộn. Chiều cao cây được xác định có 3 mẫu giống cao hơn 300cm (GT70, GT79, GT81), 20 mẫu giống từ 200 đến 300 cm và 4 mẫu giống thấp hơn 200 cm. Số lá dao động từ 16,0 đến 23,8 lá. Năng suất lý thuyết đạt từ 22,85 đến 52,44 tạ/ha., trong đó cao nhất là GT83 đạt 52,44 tạ/ha. - Nhóm ngô nếp có thời gian sinh trưởng từ 87 – 94 ngày. Chiều cao từ 92,5 -223,5cm. Số lá biến động không lớn giữa các giống. Năng suất lý thuyết đạt từ 19,51–59,67 tạ/ha. Đặc biệt có 4 mẫu giống GN143, GN118, GN133, GN129 đạt năng suất cao đạt gần 60 tạ/ha. 3. Phân tích đa dạng di truyền theo phương pháp của Mahananobis cho thấy: các mẫu giống ngô trong tập đoàn nghiên cứu có mức độ đa dạng khá cao: Trên cây phát sinh 27 mẫu giống ngô tẻ địa phương có khác nhau hoàn toàn ở hệ số tương đồng là 0,10 được phân làm 2 nhóm, còn ở hệ số tương đồng là 0,21 thì tất cả các mẫu giống đều khác nhau. Trên cây phát sinh 32 mẫu giống ngô nếp cho thấy, với mức tương đồng là 0,4 các mẫu giống chia làm 2 nhóm; mức tương đồng 0,11 chia làm 9 nhóm; và mức tương đồng là 0,31 các mẫu giống chia làm 30 nhóm. 4. Phân tích độ sai khác di truyền bằng PCR–RAPD trên 20 mẫu giống ngô tẻ và 32 mẫu giống ngô nếp địa phương cho thấy chúng khác nhau rõ rệt: Các mẫu giống ngô tẻ chia trong tập đoàn được chia thành 7 nhóm, các mẫu giống ngô nếp chia thành 11 nhóm với hệ số tương đồng di truyền giữa các nhóm nhỏ hơn 0,7. Có 2 cặp mẫu giống có hệ số tương đồng cao nhất (0,81) đó là các cặp GN137/GN139 và GN139/GN141. Cặp giống có hệ số tương đồng thấp nhất là GN119/GN123 (0,48). Kết quả phân tích đa dạng di truyền của 20 mẫu giống ngô tẻ và 32 mẫu giống ngô nếp được thu thập bằng cả 2 phương pháp (phương pháp thống kê di truyền và phương pháp phân tích ADN) đều cho thấy chúng hoàn toàn khác biệt nhau về bản chất di truyền. 5.2 Đề nghị 1. Tiếp tục duy trì và đánh giá nguồn gen cây ngô địa phương ở các vụ tiếp theo để bổ sung vào tập đoàn khảo sát làm vật liệu cho công tác nghiên cứu chọn tạo giống ngô địa phương tiếp theo. 2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền được phổ biến để làm giữ liệu chọn các cặp lai phù hợp làm vật liệu phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô. TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Cao Đắc Điểm (1998), Cây ngô, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, Tr 302. Viện Nghiên cứu Ngô (1996), Kết Quả Nghiên Cứu Chọn Lọc và Lai Tạo Giống Ngô. Giai đoạn 1991-1995, Nhà Xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. Nguyễn Thị Lâm, Trần Hồng Uy (1997), “Loài phụ ngô nếp trong tập đoàn ngô địa phương ở Việt Nam”. Tạp chí Nông nghiệp công nghiệp thực phẩm, Số 12, 522-524. Nguyễn Thị Nhài (2005), “Đánh giá một số đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp phục vụ chương trình chọn tạo giống ngô nếp lai ở Việt Nam”, Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp – Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam. Trần Văn Minh và cộng sự ,2006, Phục tráng giống ngô nếp quý tại Thừa Thiên - Huế. Trần Văn Minh (2004). “Cây ngô - nghiên cứu và sản xuất”. NXB Nông Nghiệp – Hà Nội. Vũ Văn Liết và cộng sự,2003, Sự đa dạng nguồn gen cây lúa, ngô ở một số địa phương miền núi phía Bắc Việt Nam, Tạp chí khoa học kỹ thuật nông nghiệp –Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, số 1, tập 1 Vũ Văn Liết, Vũ Thị Bích Hạnh và cs. Tổng hợp giống ngô thu thập từ 2000 đến tháng 1 - 2009. Ngô Hữu Tình (1997), Cây ngô (Giáo trình cao học Nông nghiệp), NXB Nông nghiệp. Phó Đức Thuần (2002) “Các món ăn bài thuốc từ cây ngô”, Sức khỏe và đời sống, 07/09/2002. Ngô Hữu Tình, Trần Hồng Uy, Vũ Đình Long, Bùi Mạnh Cường, Lê Quý Kha, Nguyễn Thế Hùng (1997), Cây ngô, nguồn gốc, đa dạng di truyền và quá trình phát triển, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 152 tr. Ngô Hữu Tình, Nguyễn Thế Hùng (2000), Nguồn gen cây ngô Việt Nam. Viện Nghiên cứu ngô (1996) Kết quả nghiên cứu chọn lọc và lai tạo giống ngô giai đoạn 1991 – 1995. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. Trần Như Nguyện, Luyện Hữu Chỉ 91971), Nguyên lý chọn giống cây trồng, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, 2006, www.vaas.org.vn Viện Nghiên Cứu và Phổ Biến Kiến Thức Bách Khoa - Ngô Hữu Tình (2003). Cây Ngô. NXB – Nghệ An. Sở KH&Công nghệ Điện Biên,2005, Kết quả khảo nghiệm giống ngô lai HQ2000 và ngô nếp MX4 tại Điện Biên, www.vista.gov.vn/pls/portal Tổng cục thống kê (đến 2005), Bộ NN&PTNT (2008) Tổng cục thống kê (2007), Niên giám thống kê, NXB Thống kê Vũ Đình Hòa, Nguyễn Văn Hoan, Vũ Văn Liết (2005), Giáo trình chọn giống cây trồng, Nhà xuất bản Nông nghiệp I, Hà Nội http//www. Google.com.vn TÀI LIỆU TIẾNG ANH Phan Xuan Hao, Bui Manh Cuong, Nguyen Van Truong and Doan Bich Thao (2004), "Genetic diversity analysis of 88 maize inbred lines by SSR (microsatellite) markers of AMBIONET-Vietnam", Science and Technology Journal of Agriculture and Rural Development, Vietnam, 1- 2004, pp. 32-35. Le Quy Kha (1997), Physiological and Morphological Responses of Several Genotypes of Tropical and Subtropical Maize (Zea Mays L.) to Water and Nitrogen Deficit During the Early Vegetative Phase, Master of Agricultural Science, The University of Melbourne, Melbourne. CIMMYT (2001), Word maize facts and trends, CYMMIT - International maize improvement center, el Batan, Mexico, 1999/2000. F. J. Betran *,a b b , J. M. Ribaut , D. Beck and D. Gonzalez de León (2002), Genetic Diversity, Specific Combining Ability, and Heterosis in Tropical Maize under Stress and Nonstress Environment, Corn Breeding and Genetics Program, Texas A&M University, College Station, TX 77845, International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), Apdo. Postal 6-641, 06600 México D.F., México, Paseo del Atardecer 360. CIMMYT (2001), "Works Maize Facts and Trends", CIMMYT - International Maize Improvement Center, el Bantan, Mexico. Max A. Glover, David B. Willmot, Larry L. Darrah,* Bruce E. Hibbard, and Xiaoyang Zhu, 2005. IPGRI và INIBAP (2005), Annual report 2005, pp28-32 Mahalanobis P.C.(1928), A statistical study of Chinese head measurement, Journal of the Asiatic Society of Bengal 25:301–377 Mohd Said Saad and Ramanatha Rao, V. (2001), Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3 Rohlf FJ.(1992), NTSYS-pc: Numerical taxonomy and multivariate analysis system, version 4.0 Setauket, New York: Exeter Software. Shukor NorAiniAb (2001), Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp 110. MỘT SỐ HÌNH MINH HOẠ Bắp nua (GN119) Nam Cường, Chợ Đồn, Bắc Kạn Ngô nếp Thuận Hòa (GN142) Thuận Hòa, Vị Xuyên, Hà Giang Hù Cha 2 (GT75) Tụ Nhân, Hoàng Su Phì, Hà Giang Hù Chả Mưng Râu (GT77)Thèn Phàng, Xí Mần, Hà Giang Hủ hiền (GT80) Cốc Pài, Xí Mần, Hà Giang Bắp Bổn Tỷ (GT87) Bảo Toàn, Bảo Lạc, Cao Bằng Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr­êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi ----------eêf---------- NGUYÔn THÞ NGµn THU THẬP VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC MẪU GIỐNG NGÔ NẾP VÀ NGÔ TẺ ĐỊA PHƯƠNG 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. Vò V¨N LIÕt Hµ Néi - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ việc hoàn thành luận văn thạc sĩ này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, tháng 8 năm 2009 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ngàn LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn trực tiếp là PGS.TS. Vũ Văn Liết đã hết sức chỉ bảo, hướng dẫn để tác giả có thể hoàn thành được bản luận văn này. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Viện đào tạo sau đại học, Viện nghiên cứu lúa, Viện Công nghệ sinh học, Trung tâm Thực nghiệm và Đài tạo nghề. Luận văn được hoàn thành có sự động viên của gia đình, bạn bè đồng nghiệp và các sinh viên thực tập tốt nghiệp, nghiên cứu khoa học... Tác giả xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đó. Tác giả xin trân trọng cảm ơn ! Tháng 8/ 2009 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ngàn MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục đồ thị viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tên đầy đủ 1 AND : Acid deoxyribo nucleotide 2 ĐVT : Đơn vị tính 3 FAO :Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hiệp Quốc (Food and Agricultural Organization) 4 PCR :Phản ứng chuỗi trùng hợp (polymerase chain reaction) 5 RAPD : Đa hình các đoạn ADN được nhân bội ngẫu nhiên (Randomly Amplified Polymorphism ADN) 6 TB : Trung bình 7 TT :Thứ tự 8 CIMMYT : Trung tâm cải lương ngô và lúa mỳ quốc tế 9 IFPRT : Viện Tài nguyên di truyền thực vật 10 CS : Cộng sự 11 KNKH : Khả năng kết hợp 12 KNKHC : Khả năng kết hợp chung 13 KNKHR : Khả năng kết hợp riêng 14 TGST : Thời gian sinh trưởng 15 NSLT : Năng suất lý thuyết 16 NSTT : Năng suất thực thu 17 P1000 hạt : Khối lượng 1000 hạt DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1. Các mẫu giống ngô được bảo tồn tại ngân hàng quỹ gen 15 2.2. Tình hình sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 1961 – 2008 22 3.1. Các mồi RAPD dùng để đánh giá đa dạng di truyền 27 4.1. Kết quả thu thập các mẫu giống ngô 35 4.2. Phân bố các mẫu giống ngô tẻ theo địa danh 37 4.3. Phân bố các mẫu giống ngô nếp theo địa danh 37 4.4. Phân bố các mẫu giống ngô tẻ theo dân tộc 38 4.5. Phân bố các mẫu giống ngô nếp theo dân tộc 38 4.6. Phân loại các mẫu giống tẻ theo hệ thống phân loại thực vật 39 4.7. Phân loại các mẫu giống nếp theo hệ thống phân loại thực vật 40 4.8. Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống ngô tẻ vụ xuân 2009 41 4.9. Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 43 4.10. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống ngô tẻ vụ xuân 2009 45 4.11. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 47 4.12. Động thái tăng trưởng số lá của các mẫu giống ngô tẻ vụ xuân 2009 49 4.13. Động thái tăng trưởng số lá của mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 51 4.14. Các đặc điểm hính thái cây của các mẫu giống ngô tẻ vụ Xuân 2009 53 4.15. Các đặc điểm hính thái cây của các mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 55 4.16. Khả năng chống đổ và chịu sâu bệnh của các mẫu giống ngô tẻ vụ xuân 2009 58 4.17. Khả năng chống đổ và chống chịu sâu bệnh của các mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 59 4.18. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống ngô tẻ vụ xuân 2009 62 4.19. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của mẫu giống ngô nếp vụ Xuân 2009 63 4.20. Màu sắc thân, lá và cờ các mẫu giống ngô tẻ địa phương gieo trồng trong vụ xuân năm 2009 65 4.21. Màu sắc thân, lá và cờ các mẫu giống ngô nếp địa phương gieo trồng trong vụ Xuân năm 2009 68 4.22. Tổng hợp đa hình của các mồi 75 4.23. Tổng hợp kết quả nhân ADN của các mồi 76 4.24. Thống kê đa hình của các mồi 80 4.25. Tổng hợp kết quả nhân ADN của các mồi trên các giống ngô tẻ 83 DANH MỤC ĐỒ THỊ STT Tên đồ thị Trang 4.1. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống ngô tẻ 46 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các mẫu giống ngô nếp 48 4.3. Động thái tăng trưởng số lá của các mẫu giống ngô tẻ 50 4.4. Động thái tăng trưởng số lá của các mẫu giống ngô nếp 52 4.5. Năng suất lý thuyết của các mẫu giống ngô tẻ vụ Xuân 2009 64 4.6. Năng suất lý thuyết của các mẫu giống ngô nếp vụ xuân 2009 64 ._.