Thạc Sĩ Đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng tự phối ngô nếp phát triển từ nguồn gen ngô địa phương của

Luận văn thạc sĩ năm 2011
Đề tài: Đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng tự phối ngô nếp phát triển từ nguồn gen ngô địa phương của Việt Nam và Lào trong vụ Xuân 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN . i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC ðỒ THỊ, HÌNH ẢNH viii
1. MỞ ðẦU . 1
1.1. ðặt vấn ñề 1
1.2. Mục ñích, yêu cầu 2
1.2.1. Mục ñích . 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của ñề tài 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI . 4
2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam 2.1.1.
Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô trên trên thế giới . 4
2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam 7
2.2. Nghiên cứu và chọn tạo ngô nếp trên thế giới và Việt Nam 9
2.2.1. Nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thê giới . 9
2.2.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam 11
2.3. Nghiên cứu ƯTL và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô 14
2.4. Khả năng kết hợp và nghiên cưú ñánh giá khả năng kết hợp 18
2.4.1. Khả năng kết hợp . 18
2.4.2. Phương pháp ñánh giá khả năng kết hợp bằng lai luân giao(diallel cross) 20
2.4.3. Một số nghiên cứu về KNKH . 22
3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.1. Vật liệu nghiên cứu 28
3.2 Nội dung nghiên cứu 29
3.3. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu . 29
3.4. Các biện pháp kỷ thuật áp dụng 30
3.5. Phương pháp thí nghiệm . 31
3.6. Phương pháp ñánh giá và xử lý số liệu . 36
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . 38
4.1. Các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của bố mẹ trong vụ thu ñông
2010 tại Gia Lâm, Hà Nội 38
4.1.1. Thời gian sinh trưởng và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô bố
mẹ vụ thu ñông 2010 38
4.1.2. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suấtcủa các dòng ngô bố mẹ
vụ thu ñông 2010 40
4.2. Khả năng kết hợp của các dòng ngô thí nghiệm bằng phương pháp lai
luân giao vụ xuân 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 42
4.2.1. Các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các THL trong vụ xuân
2011 tại Gia Lâm, Hà Nội . 42
4.2.2. ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây và số lá 46
4.2.3. Chiều cao cây cuối cùng và chiều cao ñóng bắp . 53
4.2.4. Một số ñặc ñiểm nông sinh học 55
4.2.5. Khả năng chống chịu ñồng ruộng của các THL 58
4.2.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 60
4.2.7. Ưu thế lai của các tổ hợp ngô nếp lai 65
4.2.8. ðánh giá khả năng kết hợp về tính trạng năng suất của các THL 71
4.3. Thảo luận . 79
5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 80
5.1. Kết luận 80
5.2. ðề nghị . 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 86

1. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Cây ngô (Zea maysL.) có tốc ñộ phát triển nhanh và ñã trở thành mộttrong ba
loại cây lương thực quan trọng trên thế giới, nó cũng là một trong những loài cây trồng
làm thay ñổi bản ñồ nông nghiệp thế giới. Ngô là lương thực chính của người dân khu
vực ðông Nam Phi, Tây Phi, Nam Á. Ngô là cây lương thực quan trọng ở các nước
nghèo và ñang phát triển, là thành phần quan trọng nhất trong thức ăn chăn nuôi. Hầu
như 70% chất tinh trong chăn nuôi là tổng hợp từ ngô (Ngô Hữu Tình, 2003). Ngoài ra
ngô còn là nguồn nguyên liệu phục vụ cho nền nông nghiệp chế biến, nguyên liệu cho
các ngành công nghiệp như: công nghệ thực phẩm, y học, công nghiệp nhẹ. Ngô trở
thành nguồn thu ngoại tệ lớn thông qua xuất khẩu của một số nước trên thế giới trong
một số năm gần ñây.
Theo dự báo của Viện nghiên cứu Chương trình Lương thực Thế giới [IFPRI,
(2003), 2020 Projections. I. Projections. Washington, D.C] vào năm 2020 nhu cầu về
sản lượng ngô thế giới sẽ tăng 45% so với năm 1997,chủ yếu tăng cao ở các nước
ñang phát triển(72%), riêng ðông Nam Á nhu cầu ngô tăng 70% so với năm 1997,
trong ñó khó khăn chủ yếu tập trung ở các nước ñangphát triển (CIMMYT, 2008)
[14]. Các nhà nghiên cứu nhận thấy nguyên nhân chính làm cho nhu cầu ngô tăng
mạnh trong thời gian tới là do dân số thế giới tăngnhanh, cùng với việc tăng nhanh
dân số, nhu cầu ngô hạt tăng do các nguyên nhân khác như: nhu cầu thịt, trứng, sữa
cho khẩu phần ăn tăng lên, ñặc biệt nhu cầu thịt ở các nước ñang phát triển sẽ tăng
180% vào năm 2020 so với năm 2000 (MeCalla, 2000 [15].
Ngô nếp ăn tươi phổ biến ở các nước Châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn
Quốc, Philippines, Việt Nam Thị trường tiêu thu ngônếp ăn tươi gần như ngô
ñường, thu hoạch bắp sau thụ phấn khoảng 25 ngày. Người tiêu dùng ðông Nam Á
thích ăn loại gạo dẻo như các giống lúa japonica, ngô nếp là sản phẩm ñóng góp vào
sở thích tiêu dùng của người dân khu vực này với sởthích mềm và dính (Kim et al.,
1994). Do nhu cầu tiêu dùng ngô nếp tăng, sản xuất ngô làm thức ăn ở Hàn Quốc giảm
từ 22.000 ha năm 1986 xuống 20.000 ha năm 2003. Ngược lại sản xuất ngô nếp tăng
từ 2.000 ha năm 1986 lên 15.000 ha năm 2003 (Gares, 2005).
Việt Nam là một nước ñang phát triển, tuy bắt ñầu nghiên cứu và sử dụng ngô
lai muộn nhưng tốc ñộ sử dụng ngô lai tăng nhanh chóng. Theo số liệu thống kê, năm
2007 diện tích trồng ngô của cả nước ñạt khoảng 1.072,8 nghìn ha, năng suất ñạt 39,6
tạ/ha, sản lượng ñạt 4.250,9 nghìn tấn [Tạp chí NN & PT NT, Số 1, 2008]. ðối với các
loại ngô thực phẩm, ñặc biệt là ngô nếp ước tính chiếm khoảng 10% diện tích trồng
ngô, nhưng ñang tăng lên nhanh trong những năm gần ñây. Ngô nếp ăn tươi ngày càng
phát triển ñem lại thu nhập cao cho người sản xuất,nâng cao hệ số sử dụng ñất vì có
thể trồng xen canh, gối vụ, ñặc biệt với hệ thống canh tác ba vụ ở vùng ñồng bằng
Bộ giống ngô nếp lai và giống thụ phấn tự do ñã ñược phổ biến ra sản xuất
những năm gần ñây như VN2 , MX2, MX4, nếp Nù N-1. Tuy nhiên, bộ giống ngô nếp
lai chọn tạo trong nước còn hạn chế, chủ yếu là giống nhập nội hoặc của các công ty
giống nước ngoài, giá hạt giống cao và không chủ ñộng ñã ảnh hưởng lớn ñến hiệu
quả của sản xuất của người trồng ngô. Chính vì thế chọn tạo giống ngô nếp lai là ñòi
hỏi cấp thiết của sản xuất hiện nay.
ðể góp phần chọn tạo giống ngô nếp lai trong nước chúng tôi thực hiện nghiên
cứu ñề tài “ðánh giá khả năng kết hợp của một số dòng tự phối ngô nếp phát triển
từ nguồn gen ngô ñịa phương của Việt Nam và Lào trong vụ Xuân 2011 tại Gia
Lâm, Hà Nội”
1.2. Mục ñích, yêu cầu
1.2.1. Mục ñích
ðánh giá khả năng kết hợp của một số dòng tự phối phát triển từ các mẫu giống
ngô ñịa phương của Việt Nam và Lào nhằm xác ñịnh những dòng có KNKH phục vụ
chọn tạo giống ngô nếp ưu thế lai.
1.2.2 1.2.2. Yêu cầu
- ðánh giá ñặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của cáccon lai và bố mẹ trong ñiều
kiện vụ Xuân 2011.
- ðánh giá khả năng chống chịu như chống ñổ và chống chịu sâu bệnh ñồng ruộng.
- ðánh giá năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các THL và bố mẹ.
- Xác ñịnh ưu thế lai của các THL.
- Xác ñịnh khả năng kết hợp của các dòng khuyến cáo cho chương trình chọn tạo
giống ngô nếp lai.
1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của ñề tài
ðánh giá KNKH là công việc quan trọng trong công tác chọn tạo giống nhằm
loại bỏ những dòng không có khả năng cho ưu thế laisớm ñể vừa giảm bớt công sức
vừa nâng cao hiệu quả của công tác chọn tạo.
Thành công trong công tác xác ñịnh ñược KNKH của các dòng ngô tự phối ñời
cao, có nguồn vật liệu ban ñầu là các mẫu giống ngôñịa phương còn góp phần khai
thác những tính trạng và ñặc ñiểm quý của nguồn genngô ñịa phương, tăng mức ñộ ña
dạng di truyền các giống ngô ưu thế lai.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
Kết quả thí nghiệm sẽ xác ñịnh ñược KNKH của các dòng ngô thí nghiệm, ñề
xuất ñược các tổ hợp lai có KNKH cao, chất lượng tốt phục vụ công tác chọn tạo
giống, mở rộng sản xuất và tăng hiệu quả cho người trồng ngô. Kết quả cũng góp phần
tạo ra các giống ngô nếp lai trong nước, có giá hạtlai thấp hơn nhập nội, giúp người
dân giảm chi phí và tăng thu nhập.

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
CỦA ðỀ TÀI
2.1. Tình hình sản xuất, tiêu thụ ngô trên Thế Giớivà Việt Nam
2.1.1. Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô trêntrên thế giới
Cách ñây 1 thế kỷ, con người ñã bắt ñầu sử dụng ngôlai, ngô là một trong những loại
cây trồng ñược ứng dụng sớm nhất về hiện tượng ưu thế lai. Từ lúc con người biết lợi dụng ưu
thế lai trong chọn giống ngô, chủ yếu là các giống ngô thụ phấn tự do (1900) ñến những năm
1960 ñã có nhiều thành công trong quá trình chọn tạo dòng thuần và ñánh giá KNKH.
Bắt ñầu sử dụng rộng rãi các giống ngô lai kép, năng suất ngô tăng nhanh, vào cuối
giai ñoạn này năng suất ngô của nước Mỹ tăng trung bình 60kg/ha/năm (dẫn theo
Nguyễn Thế Hùng, 2006, Bài giảng cao học chuyên ngành trồng trọt).
Từ năm 1960 cho ñến nay, thành công của các chương trình nghiên cứu ngô ñã
tạo ra hàng loạt các giống ngô lai ñơn có năng suấtcao và ngô lai trở thành một loại
sản xuất hàng hóa quan trọng nhất, ñiều này kích thích các cơ sở nghiên cứu, các công
ty tư nhân tham gia vào việc chọn tạo, phân phối hạt giống ngô.
Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ ñầu thế kỷ 20 ñến nay, nhất là
trong hơn 40 năm gần ñây, ngô là cây có tốc ñộ tăngtrưởng 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 ñến 1,94 tấn/ha, năm 2007, theo USDA,diện tích ngô ñã vượt qua lúa
nước, với 157 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha và sảnlượng ñạt kỷ lục với 766,2 triệu tấn,
năm 2008 là 5,1 tấn/ha và ñã ñưa cây ngô lên ñứng ñầu về năng suất, sản lượng, ñứng
thứ 2 thế giới về diện tích. Tháng 6 năm 2009, diệntích ngô thế giới là 156,44 triệu ha,
năng suất 5 tấn/ha và tổng sản lượng là 781, 46 triệu tấn. (FAOSTAT, 2009)
Theo dự báo của công ty Monsanto thì nhu cầu ngô, ñậu tương và bông của
thế giới vào năm 2030 sẽ vượt so với năm 2000 tươngứng là 81%, 130% và 100%
(Bảng 2.1.3)
Riêng Hoa Kỳ ñang ñặt mục tiêu phấn ñấu ñến năm 2030, năng suất ngô sẽ tăng
lên > 18 tấn/ha nhưng chi phí sản xuất thì không thay ñổi và không ảnh hưởng ñến
môi trường, dựa trên 3 cơ sở: Kỹ thuật nông học (trồng ngô dày hơn hiện nay), tạo
giống và ứng dụng tiến bộ công nghệ sinh học (tạo giống kháng sâu, bệnh, năng suất
cao, chống chịu bất thuận phi sinh học tốt hơn, chất lượng cao hơn hiện nay, chịu ñất
nghèo ñạm).
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô một số nước trên thế giới giai ñoạn
2001– 2008

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tổng cục thống kê (2009), Niên giám thống kê, NXB thống kê.
2. Nguyễn Thị Lâm, Trần Hồng Uy (1997), “Loài phụ ngô nếp trong tập ñoàn ngô
ñịa phương ở Việt Nam”, tạp chí Nông nghiệp công nghiệp thực phẩm, Số 12, 522-524.
3. Lê Quí Kha (2009), Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô thực phẩm (ngô thụ
phấn tự do và ngô lai) phục vụ sản xuất, Báo cáo tổng kết ñề tài giai ñoạn
2006 – 2008.
4. Phan Xuân Hào (2006),Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ
giai ñoạn 2001- 2005.
5. Ngô Hữu Tình, Nguyễn Thị Lưu (1990), “Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống
ngô tổng hợp nếp trắng”, Tạp chí nông nghiệp công nghiệp thực phẩm, Số 12, 704
– 705.
6. Phan Xuân Hào và cs (1997), “Giống ngô nếp ngắn ngày VN2”, Tạp chí Nông nghiệp
công nghiệp thực phẩm, số 12, Trang 522- 524.
7. Nguyễn Thế Hùng (2006),Báo cáo tổng kết ñề tài: “Chọn tạo các giống ngô
ñường, ngô nếp phục vụ sản xuất”, Hà Nội 2004- 2005.
8. Mai Xuân Triệu (1988),ðánh giá khả năng kết hợp của một số dòng thuần có
nguồn gốc ñịa lý khác nhau phục vụ cho chương trìnhtạo giống ngô. Luận án Tiến
sĩ Nông nghiệp. Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam.
9. Ngô Hữu Tình, Nguyễn ðình Hiền, 1996), các phương pháp lai thử và phân tích
khả năng kết hợp trong các thí nghiệm về ưu thế lai, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
10. Trần Hồng Uy và cộng sự (1985), “Xác ñịnh khả năng kết hợp của 6 dòng thuần
ngô ngắn ngày’’. Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, số 2.
11. Nguyễn Văn Cương (2004),Nghiên cứu ñặc ñiểm nông học, khả năng kết hợp của
một số dòng ngô nhập nội và trong nước phục vụ chương trình lai tạo giống ngô
Việt Nam, Luận án Tiến Sỹ, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, tr 18-19.
12. Nguyễn Thế Hùng (2003),Xác ñịnh khả năng kết hợp về tính trạng năng suấtcủa
một số dòng ngô thuần bằng phương pháp lai luân giao, Tạp chí KHKT Nông
nghiệp, Tập 1, số 4/2003.
13. Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Việt Long, Nguyễn Văn Thế, Nguyễn Hồng Hạnh,
Khamtom Vanthanouvong (2005),Xác ñịnh khả năng kết hợp của các dòng ngô
thuần bằng phương pháp lai luân giao, Báo cáo khoa học hội thảo KHCN Quản lý
nông học vì sự phát triển nông nghiệp bền vững ở Việt Nam, ðại học Nông nghiệp
Hà Nội, 10/10/2006.
14. CIMMYT (2008),Marianne Banziger, Crouch and J. Dixon. Maize Facts and
Futures.
15. MeCalla A.F. (2000),“Agriculture in the 21 st Century”, Mexico D.F. CIMMYT.
16. FAO. (1961),Agricultural and Horticultural Seeds, Rome, Italy, pp. 13-209.
17. Porcher Michel H. et al.1995-2000, Sorting Zea Names. Multilingual Multiscript
Plant Name Database – A Work in Progress. School of Agriculture and Food
Systems. Faculty of Land & Food Resources. The University of Melbourne.
Australia.
18. Pennsylvania State University (2006),Agronomy Guide 2005 – 2006.
19. Beijng Maize Research Centre, Beijing Academy of Agriculture & Foresty
Sciences (2005),New Maize Hybrids, Report Nine th Asian Reginal Maize
Workshop, Beijing, Sep, 2005.
20. Chitra Bahadur Kunwar and Krisda Samphantharak (2003),Alternate S1 and
Diallel Cross Selection for High Yield and High combining Ability Maize ( Zea
mays L.) Inbred, Kasetsart J. (Nat.Sci.) 37:247-253.
21. Slavko Borojevíc (1990), Principle and methods of Plant Breeding, Elsevier, p
234.
22. Slavko Borojevíc (1990), Principle and methods of Plant Breeding, Elsevier, p
237.
23. Sprague,G.F , Tatum, L.A (1942), Genaral vs specific combining ability in single
cross of corn, J. American Soc. Agron, p923-932.
24. Stuber C.W (1994),Heterosis in plant breeding, In: Plant breeding reviews (ed:
jadnick J.) V. 12 , Jonh Wiley & Sone, Inse. Press New York, USA.
25. Hallauer A.R and Miranda J.B(1988),Quantitative genetics in Maize breeding,
Iowa Sate University Press, Ames, pp. 5-6.
26. Shull G.H. (1908),The composition of a field of maize, American Breeders
Association Report 4, pp. 296-301.
27. Shull G.H (1909),A pure line method of corn breeding, Am. Breeder’s As. Rep 5,
pp. 51-59.
28. Melchinger AE. Genetic diversity and heterosis. In The Genetics and
exploitation ofheterosis and crop plants, Edited byCoors JG, Staub JE. Madison,
WI: crop Science Society of America, 1999: 99-118.
29. Falconer D.S. (1960),Introduction to quantitative Genetics, Ronald Press, New
York.
30. Lonquist J.H. (1968),Envidence on testcross versus line performance in maize,
Crop science 8, pp 50-53.
31. Hallauer A.R and Miranda J.B(1988),Quantitative genetics in Maize breeding,
Iowa Sate University Press, Ames, pp. 5-6.
32. Sprague, G.F. and Miller, P.A (1952),The influence of visual selection during
inbreeding on combining ability in corn, Agronomy Journal 44, p 259-261.
33. Sprague, G.F (1957),“ Requirements for a green revolution to increasesfood
production, crop resource, Ed.D.S.Seigler.
34. R.W.Allard (1960),L.L.Darrah và A.R.Hallauer, dẫn theo Trần ðình Long,
Hoàng Văn Phần, 1990) [8, 615 – 621]
35. Gama E.E.G, Hallauer A.R (1977),“ Relation between inbred and hybrid treits
in maize’’, crop. Science 17, p703 – 706.
36. Jensen, S.D, Kuhn, W.E, Mcconnell, R.T (1983),combining ability studies in
elite u.s maize germplasm, Proceedings of corn and sorrghun Indian Research
conference 38, p87 – 96.
37. Richey, F.D and Mayer (1925),The productiveness of successive generations of
seft – fertilized lines of corn of crosses between them, USDA bulletin, 1254p.
38. Smith, O.S(1986),covariance between line perse and test cross performance, crop
science 26, p541 – 543.
39. Russell(1992),Achievements of maize breeders in North America, In international
crop and science 1 ( Ceds, Buxton, Shibles, Forsberg, Bead, Asay and Wilson),
CSSA, Madison, p227 – 233.
40. Edgar Alonso Torres
I
; Isaias O. Geraldi (2007),Partial diallel analysis of
agronomic characters in rice (Oryza sativa L.),Genetics and Molecular Biology,
Print versionISSN 1415-4757.