MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỂ TÀI Cây ngô (Zea mays L.) lương th ực quan trọng kinh tế toàncầu, góp phần nuôi sống 1/3 dân số giới Ngày ngô đứng thứ sau lúa mỳ lúa nước diện tích, đứng đầu suất sản lượng (FAO, 1995) [7] Ngô trồng giúp loài người giải nạn đói thường xuyên bị đe doạ (Nguyễn Hữu Lộc, 1969) [9] Vào cu ối kỷ XX, cách mạng ngô lai tạo nên thành tựu kỳ diệu châu lục, đặc biệt nước phát triển Mỹ, Pháp, Ý Đi đôi với việc áp dụng ưu lai trình chọn tạo giống, tiến kỹ thuật canh tác tiên tiến giới hoá, thuỷ lợi hoá, bảo vệ thực vật áp dụng kịp thời để khai thác t ối đa ưu giống ngô lai Ngôlai coi thành tựu có ý nghĩa việc phát triển nông nghiệp giới kỷ XX Từ nhận thức vai trò ngô kinh tế giới nói chung nông nghiệp Việt Nam nói riêng, Đảng Nhà nước ta có sách phương hướng đắn cho công tác nghiên cứu khoa học, tiếp thu thành tựu giới với mục đích trì diện tích, đột phá suất tăng nhanh sản lượng Tuy nhiên, su ất ngô nước ta chưa thật ổn định vùng sinh thái, suất bình quân thấp so với khu vực, giá thành ngô nước ta cao nhiều so với nước giới, nhu cầu ngô cho thức ăn chăn nuôi chưa đáp ứng đủ Để góp phần làm giảm hạn chế cần xác định giống ngô lai có suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái vùng, cần hiểu rõ mối quan hệ yếu tố sinh trưởng, phát triển, yếu tố cấu thành suất với suất để có hướng cụ thể từ chọn vật liệu lai tạo giống đến sử dụng biện pháp canh tác phù hợp, phát huy tối đa tiềm giống, vùng sinh thái Chính vậy, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn khả sinh trưởng, phát triển suất số giống ngô lai tỉnh Thái Nguyên” MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mục đích Chọn giống ngô suất cao, phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu tỉnh Thái Nguyên 2.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm nông học giống - Đánh giá kh ả năngchống chịu điều kiện bất thuận sâu bệnh giống - Theo dõi yếu tố cấu thành suất suất giống - Xác định mối tương quan thời gian sinh trưởng, phát triển yếu tố cấu thành suất với suất giống tham gia thí nghiệ m có triển vọng Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Đề tài đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển giống ngô điều kiện vụ Thu Đông năm 2007 vụ Xuân 2008, để làm sở cho việc lựa chọn giống ngô lai cho suất cao, chống chịu tốt phục vụ sản xuất địa bàn tỉnh Thái Nguyên GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sau vụ nghiên cứu đánh giá, tìm số giống ngô lai sinh trưởng, phát triển có khả chống chịu sâu bệnh tốt, suất cao đối chứng 10 - 15% Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 NGUỒN GỐC VÀ SỰ LAN TRUYỀN CỦA CÂY NGÔ Với nghiên cứu nguồn gốc trồng Vavilov (1926) [35] chứng minh miền Trung Nam Mehico Trung tâm phát sinh thứ vùng núi Andet thuộc Peru Trung tâm phát sinh thứ hai ngô (Vavilov, 1926) [35] Nhận định ông nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat, 1977; Kato, 1988) [30], [31] Đ ặc biệt Harsberger (1893) kết luận ngô bắt nguồn từ hoang dại từ miền Tru ng Mehico ộđ cao 1500 m vùng bán hạn có lượng mưa mùa hè khoảng 350 mm (Wilkes, 1988) [36] Vào năm 1948 người ta tìm thấy hoá thạch phấn ngô khai quật Bellar Arter - Mehicô, điều khẳng định nhận định Vavilov đắn Từ đây, nhiều đường ngô lan truyền hầu thuộc Châu Mỹ, lên phía Bắc, sang phía Tây Hoa Kỳ vượt đại dương đến đảo thuộc Vịnh Caribe Dưới tác động mạnh mẽ người công tác cải tạo giống, ngô nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác hình thành vùng “vành đai ngô’’ tiếng Mỹ với giống ngô lai Từ Peru ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador, Columbia nhiều vùng thuộc đất nước Brazin Cây ngô đưa vào Châu Âu từ sau chuyến thám hiểm Colombus năm 1493 Ở người ta nhanh chóng nhận giá trị lương thực nó, nên ngô trồng rộng rãi nhanh chóng lan truyền nước Châu lục Vào khoảng năm 1521 ngô đưa vào trồng Ấn Độ, Indonesia năm 1575 ngô nhập vào Trung Quốc Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, ngô đưa vào Việt Nam cuối kỷ 17 (thời Khang Hy) ông Trần Thế Vinh sứ Trung Quốc trồng Sơn Tây gọi “ngô” Ông trích dẫn Lý Thời Trân gọi trồng “Ngọc thử” Nhờ đặc điểm quý, ngô sớm người Việt Nam chấp nhận mở rộng sản xuất, coi lương thực sau lúa nước mặt diện tích lại màu số cho suất giá trị kinh tế cao Cây ngô có khả thích ứng rộng, trồng nhiều vụ năm trồng hầu hết vùng sinh thái khác nước, đặc biệt vùng đất cao khả tưới nước Đối với vùng núi Phía Bắc Tây Nguyên ngô lương thực đồng bào dân tộc Trải qua giai đoạn phát triển, ngô Việt Nam ngày hoàn thiện tăng mạnh diện tích suất Việc mở rộng diện tích trồng ngô, với sử dụng giống cho suất cao góp phần to lớn giải nhu cầu lượng thực, thực phẩm, làm thức ăn gia súc sử dụng ngành công nghi ệp 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN C ỨU VÀ SỬ DỤNG NGÔ LAI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng ngô lai giới Có thể nói n gô lai đ ã thàn h côn g rực rỡ Mỹ Các nhà di tru yền, cải lương giống ngô Mỹ sớm thành công việc chọn lọc lai tạo giống trồng Vào cuối kỷ 19, Mỹ có 770 giống ngô chọn lọc cải lương Theo E.Rinke (1979) vi ệc sử dụng giống ngô lai Mỹ năm 1930, giống lai ba lai kép sử dụng năm 1957, sau giống lai đơn cải tiến lai đơn tạo sử dụng, chiếm 80 – 85% tổng số giống lai (Trần Hồng Uy, 1985)[21] Hiện nay, Mỹ nước có diện tích trồng ngô lớn giới 100% diện tích trồng ngô lai, 90% giống lai đơn Năng suất ngô tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1930 đến tấn/ha vào Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn năm 90 (S.K.Vasal, et al., 1990)[33] Theo tính toán Duvick (1990)[28] mức tăng suất ngô Mỹ giao đoạn 1930 – 1986 103 kg/ha/năm, đóng góp cải tiến di truyền 63 kg/ha/năm Năm 1997 – 1999, suất ngô trung bình Mỹ 8,3 tấn/ha diện tích 29,1 triệu (CIMMYT, 1999/2000)[27], đứng vào hàng ngũ nước có suất ngô cao giới Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai Châu Âu bắt đầu muộn Mỹ 20 năm đạt thành công rực rỡ Tỷ lệ sử dụng giống ngô lai Châu Âu lớn góp phần tạo nên suất cao nhiều nước (S.K.Vasal, et al., 1999)[34] Theo N.Tomov (1979)[32]: Công tácạot dòng giống lai Bungaria năm 1951 Năm 1956 – 1958 giống lai kép VIR-42, Wiscosin – 641 Ohio-92 thử nghiệm khu vực hoá Giống lai đơn đưa vào sản xuất năm 1956 SK-4, sau số lượng lớn giống lai dòng tạo đưa thử nghiệm Theo CIMMYT (1999/2000)[27], năm 1997-1999, số nước có suất ngô bình quân cao Italia (9,6 ất n/ha), Bỉ (9,5 tấn/ha), Tây Ban Nha (9,3 tấn/ha), Hylap (9,2 tấn/ha), Pháp (8,8 tấn/ha) Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai số nước phát triển năm đầu thập kỷ 60 Achentina, Braxin, Colombia, Chile, Mehico, Ấn Độ, Pak istan, Hylạp, Zimbab we, Kenya, Tanzania mộ t vài nước Trun g Mỹ Trong thời kỳ 1966-1990 có xấp xỉ 852 giống ngô tạo ra, 59% giống thụ phấn tự do, 27% giống lai quy ước, 10% giống ngô lai không quy ước 4% giống khác (S.K.Vasal, el al., 1999) [34] Từ số cho thấy số giống lai giống thụ phấn tự Nhìn chung, nước phát triển, tác dụng giống lai chậm không rõ (trừ số nước Achentina, Braxin, Chilê, Thổ Nhĩ Kỳ, Zimbabwe, Kenya, Hylạp, Mehicô Ấn Độ) Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn Ngô lai tiến triển tốt đẹp Trung Quốc Có thể nói Trung Quốc cường quốc ngô lai Châu Á, với diện tích 25 triệu ha, suất 4,9 tấn/ha, sản lượng ngô hàng năm 120 triệu tấn, đứng thứ hai giới sau Mỹ Giống ngô lai đưa vào Trung Quốc từ năm 60, giống lai đơn đưa vào từ năm cuối thập kỷ (S.K Vasla, el al., 1999)[34] Năm 1992, có 27 giống ngô lai gieo trồng diện tích 100.000 (CIMMYT, 1993)[37] Hiện giống lai đơn chiếm 90% diện tích ngô (Zhang S.per Commun) Năng su ất ngô bình quân Trung Quốc tăng từ 1,5 tấn/ha năm 50 đến 4,9 tấn/ha năm 1999 (CIMMYT, 1999/2000)[27] Theo báo cáo P.Trakoontiwakorn (1998) (FAO, UNDP , VIE/80/004, 1988) [29], s ản xuất ngô Thái Lan từ năm 1991 đến có 70% giống lai đơn, giống lai đơn cải tiến lai ba Năm 1999, suất ngô bình quân 3,6 t ấn/ha Trong vài năm tới Thái Lan trồng giống lai đơn diện rộng 1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng giống ngô lai Việt Nam Ngay từ năm 1972 – 1973, nhà nghiên ứ c u ngô Việt Nam bắt đầu chuẩn bị cho chương trình tạo giống ngô lai tập trung cao độ từ năm 1990 đến Năm 1992 – 1994, Viện N ghiên cứu Ngô lai tạo giống ngô lai không quy ước là: LS-3, LS-5, LS-6, LS-7, LS-8 Bộ giống ngô lai gồm giống chín sớm, chín trung bình chín muộn, có suất từ -7 tấn/ha mở rộng nhanh chóng phạm vi toàn quốc, năm diện tích gieo trồng 80.000 ha, tăng suất 1tấn/ha so với giống thụ phấn tự (Trần Hồng Uy, 1997) [22] Từ năm đầu thập kỷ 90, công tác tạo dòng giống lai trọng Tuy nhiên tập đoàn dòng, phần lớn dòng tạo t giống địa phương, giống thụ phấn tự quần thể, có độ đồng cao sức sống yếu, suất thấp, số giống lai tạo khó sản xuất hạt giống lai thương mại Những năm gần đây, có đổi Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn việc sử dụng nguồn nguyên liệu Việc sử dụng nguồn nguyên liệu giống lai, dạng F2 Backcross để rút dòng đạt hiệu cao hơn, tạo nhiều dòng ưu tú cho công tác tạo giống lai Hàng loạt giống lai quy ước tạo đưa vào sản xuất như: LVN10, LVN5, LVN 12, LVN4 (giống lai đơn cải tiến), LVN 20, LVN 17, LVN 23 (ngô rau) Nh ững giống lai có tiềm năng suất từ 5-12 tấn/ha, không thua giống ngô lai công ty nước Trung Quốc Đặc biệt, giống lai LVN10 trồng hàng trăm nghìn hecta năm khắp nước Năm 1999, bốn giống ngô lai chín sớm chín trung bình LVN24, LVN25, LVN32, LVN33được cho phép khu vực hoá rộng (trong LVN33 giống lai ba cải tiến) Như chương trình tạo giống ngô lai Việt Nam bướ c từ giống lai không quy ước đến lai kép, lai ba, lai đơn cải tiến lai đơn Những thành tích đưa chương trình ngô lai Việt Nam đứng hàng ngũ nước tiên tiến Châu Á Tỷ lệ diện tích trồng giống lai Việt Nam tăng từ 0,1% (1990) lên gần 82% (2008); đưa suất bình quân từ 1,5 tấn/ha (năm 1990) lên 3,98 tấn/ha (năm 2008); tổng sản lượng ngô từ 700.000 (1990) lên 4.530.900 (năm 2008) (FAO 2008) [14] Hiện nay, giống ngô lai Việt Nam chiếm 50% thị phần ngô lai toàn quốc (khoảng gần 200.000 ha) làm tăng suất ngô rõ rệt Mỗi năm Việt Nam có khả sản xuất 4000 - 5000 hạt giống lai chất lượng cao, đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất nước (Trần Hồng Uy, 1999) [23] Để đưa ngành sản xuất ngô Việt Nam theo kịp nước tiên tiến đạt suất trung bình giới cần phải đẩy mạnh công tác tạo giống ngô lai, không ngừng mở rộng diện tích trồng giống ngô lai tăng cường đầu tư thâm canh Đến năm 2020, phấn đấu đưa diện tích trồng ngô lên 1,3-1,4 triệu ha, đạt suất bình quân 60-65 tạ/ha để đáp ứng nhu cầu 7-8 triệu ngô vào năm 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn 1.2.3 Tình hình sản xuất ngô Thái Nguyên Thái Nguyên tỉnh miền núi Trung du Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên 3.562.82 km2, dân số na y khoảng 1.046.000 người, chiếm 1,13% diện tích 1,41% dân số so với nước [6] Với địa hình đồi núi phức tạp, diện tích canh tác nhỏ hẹp, đất bạc màu, điều kiện tưới tiêu nhiều khó khăn, diện tích trồng ngô chủ yếu đất hai lúa vụ Đông đất đồi dốc vụ Xuân Hè Từ 1995 trở trước, sản xuất ngô Thái Nguyên chủ yếu dùng giống cũ, giống địa phương có thời gian sinh trưởng dài, suất thấp Sau thời gian với nỗ lực Đảng bộ, quyền nhân dân địa phương, có tham gia tích c ực đội ngũ nhà khoa học, diện tích trồng ngô lai ngày tăng, thay dần giống ngô địa phương Đến nay, diện tích trồng ngô lai tăng mạnh, chiếm 90% diện tích mang lại suất, sản lượng vượt trội sản xuất Bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô Thái Nguyên từ 1996 - 2007 1996 Diện tích (1000 ) 7,3 Năng suất (Tạ /ha ) 25,6 Sản lượng (1000 tấn) 18,7 1998 10,7 28,8 30,8 2000 10,7 28,8 30,8 2002 11,6 32,8 30,0 2004 15,9 34,3 54,6 2006 15,3 35,2 53,8 2007 17,8 42,1 74,9 Năm Nguồn: Tổng cục thống kê 2008 Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn Qua số liệu bảng 1.1 cho thấy: Diện tích trồng ngô địa bàn tỉnh Thái Nguyên sau 11 năm tăng haiần, l suất tăng 60,81% sản lượng tăng gần gấp 2,5 lần Có kết nhờ áp dụng tiến khoa học vào sản xuất, đặc biệt việc sử dụng giống ngô lai có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu tốt, suất cao ngày phổ biến tất địa phương tỉnh Để không ngừng nâng cao suất sản lượng ngô, cần phải có giống ngô lai mới, phù hợp với điều kiện địa phương 1.3 ƯU THẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ 1.3.1 Khái niệ m ưu lai Charles Darwin tác phẩm “Tác động giao phối tự giao phối giới thực vật” lần (1876) đưa lý thuyết ưu lai Qua nghiên cứu cá thể giao phối tự giao phối loài khác ngô đậu đỗ, ông nhận thấy hẳn giao phối so với tự phối chiều cao cây, tốc độ nảy mầm hạt, số quả, sức chịu đựng suất Qua kiểm chứng, nhà khoa học quán ưu lai tượng tổ hợp lai có sức sống mạnh bố mẹ, sinh trưởng phát triển nhanh hơn, cho suất phẩm chất cao bố mẹ chúng (Taktajan, 1977) [15] Ưu lai khái niệm trình từ bắt đầu đến kết thúc chu kỳ sống Thực chất ưu lai (biểu qua khác biệt tổ hợp lai bố mẹ) kiểu hình khác biệt kiểu gen (dị hợp tử) quy định Vì sức sống tổ hợp lai biểu nhìn thấy ưu lai, thành phần ưu lai Sức mạnh thể dị hợp tử, biểu tổ hợp lai tính trạng nhà di truyền chọn giống trồng (Trần Hồng Uy, 1972, 1985) [20] [21] chia làm dạng biểu sau: Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn Ưu hình thái: Biểu qua sức mạnh phát triển thời gian sinh trưởng tầm vóc cây, diện tích lá, chiều dài số lượng rễ v.v Ưu lai suất: Là tượng quan trọng nông nghiệp, biểu qua tăng yếu tố cấu thành suất tỉ lệ hạt (hệ số kinh tế), khối lượng hạt, số hạt (bắp), số hàng hạt bắp, chiều dài bắp, số bắp Ưu lai suất (đối với ngô) giống lai đơn dòng đạt 193 - 263% so với suất trung bình bố mẹ (Trần Hồng Uy,1985) [21] Ưu lai tính thích ứng: Được biểu qua khả chống chịu với điều kiện bất thuận môi trường như: hạn, rét, sâu bệnh Khả chống chịu giống lai dòng, điều kiện môi trường bất thuận, sâu bệnh hại, chịu ảnh hưởng đặc điểm di truyền (kiểu gen) kế thừa từ bố mẹ Ưu lai tính chín sớm: Biểu tổ hợp lai chín sớm so với bố mẹ, nguyên nhân tăng cường hoạt động trình sinh lý, sinh hoá, trao đổi chất thể tổ hợp mạnh bố mẹ Ưu lai sinh lý sinh hoá: Là tăng cường biểu trình trao đổi chất Ví dụ ngô tổ hợp lai dòng tự phối có kích thước lớn bố mẹ nguyên nhân tăng lên kích thước tế bào (10,6%), số lượng tế bào (84%) Ví dụ khác chất kích thích sinh trưởng nhóm A (Auxin Heteroauxin) tổ hợp lai bố mẹ ngang nhau; chất kích thích sinh trưởng thuộc nhóm B (Biotin, Tiamin, Rhbophlavin ) lai thường cao bố mẹ (Matkov Manziuk, 1961) Ví dụ khác ưu lai suất có quan hệ đến hoạt tính men, nghiên cứu quan hệ hàm lượng isozyme estelaza isozyme peroxydaza tổ hợp lai F1 so với bố mẹ số dòng tự phối Kết nhận thấy tổ hợp lai F1 (tổ hợp lai Bi/34) có hàm lượng isozyme Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 10 http:// www.lrc-tnu.edu.vn peroxydaza cao bố mẹ cho ưu lai cao suất cao tổ hợp lai khác (Nguyễn Văn Cương, 1995) [2] 1.3.2 Các học thuyết ưu lai Từ lâu nhiều nhà nghiên cứu tìm hiểu chế tượng ưu lai, song chưa có giả thuyết đưa giải thích đầy đủ chế tượng di truyền Darwin giải thích ưu t hế lai khác biệt di truyền tế bào sinh dục bố mẹ Shull East năm 1908 cho ưu lai gắn liền với trạng thái dị hợp gen, tính dị hợp tử có tác dụng kích thích sinh lý bên thể thân nó, nguồn gốc sức mạnh tổ hợp lai, tính đồng hợp thể kìm hãm phát triển thể (Nguyễn Lộc Trịnh Bá Hữu, 1975)[10] Tiếp theo Shull East số nhà khoa học nghiên cứu đưa số giả thuyết để giải thích tượng ưu lai sau: • Giả thuyết tính trội: Học thuyết tính trội đề xướng Bruce (1908), Jones (1917) bổ xung Collins (CIMMYT, 1990) [25] Thuyết tính trội cho đặc điểm tính trạng trội hình thành trình tiến hoá sinh vật để phù hợp với điều kiện ngoại cảnh Những gen tác động có lợi cho trình phát triển, trở thành gen trội bán trội, gen gây tác động bất lợi trở thành gen lặn Sự tích luỹ hoạt động gen trội có lợi lấn át ảnh hưởng gen lặn gây hại Giả thuyết tính trội khẳng định tượng ưu lai có liên quan đến hiệu gen trội đây: + Các alen trộ i k ìm chế tá c đ ộ ng g â y hại cá c g en lặn tương ứng locut nhiễm sắc thể tương đồng Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 11 http:// www.lrc-tnu.edu.vn Kiểu gen tổ hợp lai F1 dị hợp thể AaBbCcDdEe, gen trội ABCDE ức chế gen lặn abcde, vai trò gen lặn bị lấn át yếu tố gây hại bị kìm chế Ví dụ: Lai dòng có kiểu gen khác P: AAbbCCddEE x aaBBccDDee F1: AaBbCcDdEe Trong P bố mẹ ; F1 tổ hợp lai đời thứ + Hiệu cộng gộp gen trội để hình thành tính trạng biểu ưu lai Thực tế ph ần lớn tín h trạn g ch ịu ch i ph ối n h iều gen Keeple (1910) lai hai dạng đậu thấp cho tổ hợp lai F1 cao cây: P: Aabb (thấp cây) x aaBB (thấp cây) F1: AaBb (cao cây) Ông giải thích gen A định độ dài lóng, gen B định số lóng, gen A B có mặt hệ F1, nên tổ hợp lai tăng chiều dài lóng tăng số lượng lóng, dẫn đến tăng chiều cao + Tác động bổ xung tương hỗ gen trội nằm trê n locut khác Tác động dẫn đến xuất ưu lai hệ F1, tác động gây ảnh hưởng mạnh tượng cộng gộp đơn Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 12 http:// www.lrc-tnu.edu.vn Hạn chế giả thuyết không giải thích ưu lai có đời F1 không trì đến hệ sau (nếu can thiệp người) Thường suất F2 giảm từ 30 – 35%, F3 giảm 45-50% so với F1 Giả thuyết không giải thích dòng trạng thái đồng hợp thể, gen trội đạt mức cao lại không cho ưu lai Ví dụ dòng tự phối có kiểu gen AABBCCDD sức sống suất lại thấp nhiều so với quần thể gốc giống bình thường • Thuyết siêu trội: Thuyết giải thích tượng ưu lai tương tác alen thuộc gen tình trạng dị hợp đặc biệt Ở trạng thái dị hợp, tổ hợp lai có sức sống mạnh suất cao dạng đồng hợp tử trội lặn nó, biểu thị tính trạng: AAaa Thuyết siêu trội giải thích ưu lai tích luỹ gen trạng thái dị hợp thể giải thích giảm sức sống suất hệ sau F1 tăng dần trạng thái đồng hợp tử (Ngô Hữu Tình, 1990) [16] Tuy thuyết siêu trội không giải thích lai lai kép thường có suất thấp hơn, độ đồng so với giống lai đơn bố mẹ nó, biểu kiểu gen dị hợp Một số tác giả đề xuất thêm cách giải thích tượng ưu lai sau lai nguồn có nguồn gốc khác nên alen nảy sinh mâu thuẫn nội (Luxenco) giả thuyết tính đồng tế bào (Nilsson), đến hai giả thuyết bị lu mờ không sâu giải thích chế tượng tác động gen, vật chất quan trọng điều khiển hoạt động sống thể sinh vật Các đặc điểm sinh lý, sinh hoá, tổng hợp protein, chất kích thích sinh trưởng, thực chất biểu hoạt động gen thể sinh vật Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 13 http:// www.lrc-tnu.edu.vn 1.3.3 Thành tựu việc ứng dụng ưu lai sản xuất nông nghiệp Những kết thu sản xuất nông nghiệp nhờ ứng dụng ưu lai, loại trồng lúa mì, ngô, lúa nước, cao lương, loại rau, công nghiệp c hăn nuôi, mang lại lợi ích to lớn cho người Cuộc cách mạng xanh giới vào năm đầu thập kỷ 60 đánh dấu thời kỳ - thời kỳ sử dụng công nghệ ưu lai sản xuất nông nghiệp Các nhà nông nghiệp tổng kết mức độ tăng nă ng suất nhờ sử dụng ưu lai số giống trồng sau: ngô (20 - 30%), thuốc (30 - 40%), cà chua (40 - 45%), dừa (100 - 300%), cọ dầu (100 - 200%), lúa gạo (20 - 30%) Nhờ hoàn thiện quy trình sản xuất hạt giống lúa lai vào năm 1975 Trung Quốc, tính đến năm 1991 Trung Quốc trồng khoảng 132 triệu lúa lai cho sản lượng tăng lúa thường 200 triệu (Trần Việt Chi, 1993)[1] Phát triể n ngô lai coi thành tựu khoa học có ý nghĩa lớn nông nghiệp giới, nhờ s dụng giống ngô lai kỹ thuật trồng trọt tiên tiến, suất ngô giới tăng 1,83 lần vòng 30 năm (1960 - 1990) Mỹ số nước Đông Âu có suất ngô tăng từ -3 lần thời kỳ (Petrop, 1994)[13] Diện tích n g ô lai Việt Nam tăng từ 0,1% (1990) lên gần 82% (2008); đưa suất bình quân từ 1,5 tấn/ha (năm 1990) lên 3,98 tấn/ha (năm 2008); tổng sản lượng ngô từ 700.000 (1990) lên 4.530.900 (năm 2008) Ngày với phát triển mạnh mẽ ngành di truyền phân tử phát nhiều gen quý chưa khai thác, chuyển nạp gen vào giống trồng, không mục đích khai thác nhiều ưu lai sinh vật Ưu lai mảnh đất tốt cho nhà tạo giống hôm mai sau, s ẽ tạo biến đổi to lớn cho nông nghiệp giới Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 14 http:// www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Vật liệu thí nghiệm gồm 12 giống ngô lai giống LVN 99 chọn làm đối chứng LVN 99 có thời gian sinh trưởng 100 - 107 ngày, suất đạt 50 - 80 tạ/ha Bảng 2.1: Nguồn gốc dạng hạt giống tham gia thí nghiệm TT Tên giống Nguồn gốc Dạng hạt SB 07-70 Viện nghiên cứu Ngô Đá CN 07-1 Viện nghiên cứu Ngô Bán ngựa H06-1 Viện nghiên cứu Ngô Đá TX 2003 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa LS 07-12 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá H07-2 Viện nghiên cứu Ngô Bán ngựa LS 07-51 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa KK62 Viện nghiên cứu Ngô Bán ngựa CH 06-8 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa 10 H 06-5 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 11 BB- Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 12 CN 07-2 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 13 LVN 99 (Đ/C) Viện nghiên cứu Ngô Bán ngựa 2.2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Thí nghiệm thực hiệ n hai vụ: Vụ Thu Đông 2007, Xuân 2008: Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển 13 giống thí nghiệm Trường Đại học Nông Lâm - Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 15 http:// www.lrc-tnu.edu.vn Vụ Thu Đông 2008: Xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên huyện Đan Phượng, Hà Nội 2.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Nội dung nghiên cứu * Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển giống thí nghiệm: - Theo dõi giaiđoạn sinh trưởng phát triển giống ngô lai thí nghiệm vụ Thu Đông năm 2007 vụ Xuân 2008 - Đánh giá số tiêu nông học giống thí nghiệm - Nghiên cứu khả chống chịu giống ngô thí nghiệm * Đánh giá khả thích nghi mức độ ổn định giống có triển vọng qua mô hình trình diễn * Xác định mối tương quan số nông học với suất giống có triển vọng thí nghiệm 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 2.3.2.1 Đối với thí nghiệm khảo nghiệm giống * Cách bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 13 giống, bố trí theo khối ngẫu nhiên hoà n chỉnh, lần nhắc lại, xung quanh có dải bảo vệ Diện tích ô thí nghiệm: 11,2 m2 (chiều dài: 2,8 m, chiều rộng: 4m) Đất đai: Đất có thành phần giới nhẹ, chuyên trồng màu Sơ đồ bố trí thí nghiệm Dải bảo vệ 10 13 12 11 12 11 10 13 10 12 11 13 Dải bảo vệ Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 16 http:// www.lrc-tnu.edu.vn *Công thức thí nghiệm: Công thức 1: SB-07-70 Công thức 8: KK-62 Công thức 2: CN-07-1 Công thức 9:CH-06-8 Công thức 3: H-06-1 Công thức 10: H-06-5 Công thức 4: TX - 2003 Công thức 11: BB-5 Công thức 5: LS-07-12 Công thức 12: CN-07-2 Công thức 6: H-07-2 Công thức 13: LVN99 (đối chứng) Công thức 7: LS-07-51 *Qui trình kỹ thuật + Mật độ khoảng cách: - Khoảng cách gieo: 70cm x 25 cm (1 cây/hốc) - Mật độ: 5,7 vạn cây/ha - Thời gian gieo: Vụ Thu - Đông (2007): 31/8/2007 Vụ Xuân (2008): 1/3/2008 + Phân bón: - Phân chuồng: 10 tấn/ha - N:P:K = 160kg : 80kg : 80kg/ha + Phương pháp bón: - Bón lót: 100% phân chuồng + 100% phân lân - Bón thúc: chia làm lần: + Lần thứ nhất: 1/3 N + 1/2 K20 - Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 17 http:// www.lrc-tnu.edu.vn + Lần thứ hai: 1/3 N + 1/2 K20 - + Lần thứ ba: 1/3 N bón trước trỗ cờ đến ngày + Chăm sóc: - Theo dõi diệt sâu xám lúc nhỏ - Khi - tiến hành tỉa, xới phá váng, nhổ cỏ,bón thúc lần - Khi - bón thúc l ần kết hợp với vun cao chống đổ - Vào giai đo ạn trước trỗ cờ - ngày tiến hành bón thúc lần cuối + Thu hoạch : Thu hoạch chín sinh lý: thân, ngô chuyển sang vàng, chân hạt ngô có xuất điểm đen, độ ẩm hạt khoảng 30 - 35% (Quy trình kỹ thuật áp dụng theo quy trình theo dõi thí nghiệm Viện nghiên cứu Ngô hướng dẫn theo dõi thí nghiệm ngô Trung tâm cải tạo Ngô Lúa mì Qu ốc tế CIMMYT) * Các tiêu theo dõi Các tiêu theo dõi tiến hành theo hướng dẫn đánh giá thu thập số liệu thí nghiệm so sánh giống ngô CIMMYT - 1985 quy phạm khảo nghiệm giống ngô TCN 341 - 2006 + Chỉ tiêu sinh trưởng - Ngày mọc: Được tính từ gieo đến có > 50% số mọc ô - Ngày tr ỗ cờ: Tính từ gieo đến có > 50% số trỗ cờ ô - Ngày tung ph ấn: Tính từ gieo đến có > 50% số tung phấn ô - Ngày phun râu: Tính t gieo đến có > 50% số cây/ô có râu dài - cm - Ngày chín sinh lý: Ghi số ngày có > 75% số bắp có hạt xuất điểm đen chân hạt Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 18 http:// www.lrc-tnu.edu.vn + Các tiêu hình thái - Tốc độ tăng trưởng cây: Đo lần, lần sau trồng 20 ngày, lần đo cách 10 ngày Đo t mặt đất đến mútlá + Tốc độ tăng trưởng chiều cao sau trồng 20 ngày = + Tốc độ tăng trưởng chiều cao sau trồng (30) ngày = h1 t1 h2 - h1 t2 - t1 h1: Cao sau tr ồng 20 ngày h2: Cao sau tr ồng 30 ngày t1: Thời gian sau trồng 20 ngày t2: Thời gian sau trồng 30 ngày Các giai đo ạn sau trồng 40, 50, 60 ngày tính tương tự sau trồng 30 ngày - Đo chiều cao (cm): Đo từ mặt đất đến cổ cờ - Chiều cao đóng bắp (cm): Đo từ gốc sát mặt đất đến đốt mang bắp hữu hiệu (trên cùng) Chiều cao chiều cao đóng bắp đo sau phun râu tuần: Mỗi ô đo 10 định vị - Số lá: Đếm tổng số Để xác định xác cắt đánh dấu thứ 5, 10, 15 - Trạng thái cây: Cho điểm từ - bi vàng xanh, bắp phát triển đầy đủ (theo độ đồng cây, độ cân đối cao cây/cao đóng bắp, sâu bệnh đổ gãy) điểm điểm tốt, điểm - Độ bao bắp: Đánh giá vào lúc thu ho ạch theo thang điểm từ - + Điểm 1: Lá bi che kín đầu bắp kéo dài khỏi bắp + Điểm 2: Lá bi bao kín đ ầu bắp + Điểm 3: Hở đầu bắp, bi không bao chặt đầu bắp Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 19 http:// www.lrc-tnu.edu.vn + Điểm 4: Lá bi không che kín bắp đầu bắp để hở hạt + Điểm 5: Bao bắp kém, đầu bắp hở nhiều + Các tiêu chống chịu - Đổ rễ(%): Đếm số nghiêng góc 30 lớn so với chiều thẳng đứng cây, ý theo dõi tiêu có mưa bão theo dõi vào thời kỳ cuối trước thu hoạch - Đổ thân(%): Đếm số gãy bắp thu hoạch - Bệnh: Theo dõi vào th ời kỳ sau trỗ cờ: + Bệnh khô vằn(%): Đếm số bị bệnh Tỷ lệ bị bệnh = Số bị bệnh/ tổng số điều tra x 100 + Các b ệnh khác: Bạch tạng, thân đen, thối thân (ghi số nhiễm bệnh) - Sâu: + Sâu đ ục thân: Tính % số bị sâu đục thân (đục lỗ bắp) + Các tiêu suất - Tổng số bắp: Đếm tổng số bắp hàng thu hoạch/ô - Trọng lượng bắp tươi (kg/ô) - Trọng lượng 10 bắp mẫu (kg/ô) - Chiều dài bắp (cm): Được đo từ đầu bắp đến mút bắp Đo 10 bắp/ô - Đường kính bắp ( cm): Được đo bắp Đo 10 bắp /ô - Đếm số hàng hạt/bắp: hàng tính có 50% số hạt so với hàng dài nhất, đếm 10 bắp /ô - Số hạt hàng: Đếm số hạt/hàng có chiều dài trung bình bắp - Độ ẩm: Được đo máy đo độ ẩm (%) chuyên dùng JiKeyJon Số hóa Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 20 http:// www.lrc-tnu.edu.vn [...]... diễn giống ưu tú tại huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên và huyện Đan Phượng, Hà Nội 2.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Nội dung nghiên cứu * Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của các giống thí nghiệm: - Theo dõi các giaiđoạn sinh trưởng phát triển của các giống ngô lai thí nghiệm trong vụ Thu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008 - Đánh giá một số chỉ tiêu nông học của giống thí nghiệm - Nghiên. .. nghiên cứu Ngô Đá 2 CN 07-1 Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa 3 H06-1 Viện nghiên cứu Ngô Đá 4 TX 2003 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa 5 LS 07-12 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 6 H07-2 Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa 7 LS 07-51 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa 8 KK62 Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa 9 CH 06-8 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa 10 H 06-5 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 11 BB- 5 Viện nghiên cứu Ngô Bán... nghiên cứu Ngô Bán đá 12 CN 07-2 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá 13 LVN 99 (Đ/C) Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa 2.2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Thí nghiệm được thực hiệ n trong hai vụ: Vụ Thu Đông 2007, Xuân 2008: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của 13 giống thí nghiệm tại Trường Đại học Nông Lâm - Thái Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 15 http:// www.lrc-tnu.edu.vn... nghiệm - Nghiên cứu khả năng chống chịu của các giống ngô thí nghiệm * Đánh giá khả năng thích nghi và mức độ ổn định của giống có triển vọng qua mô hình trình diễn * Xác định mối tương quan giữa 1 số chỉ nông học với năng suất của giống có triển vọng trong thí nghiệm 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 2.3.2.1 Đối với thí nghiệm khảo nghiệm giống * Cách bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 13 giống, được bố trí... bào sinh dục bố và mẹ Shull và East năm 1908 đã cho rằng ưu thế lai gắn liền với trạng thái dị hợp của các gen, tính dị hợp tử có tác dụng kích thích sinh lý bên trong cơ thể và bản thân nó, là nguồn gốc sức mạnh của tổ hợp lai, còn tính đồng hợp thể thì kìm hãm sự phát triển của cơ thể (Nguyễn Lộc và Trịnh Bá Hữu, 1975)[10] Tiếp theo Shull và East một số nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra một số. .. học Thái Nguyên 14 http:// www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Vật liệu thí nghiệm gồm 12 giống ngô lai và giống LVN 99 được chọn làm đối chứng LVN 99 có thời gian sinh trưởng 100 - 107 ngày, năng suất đạt 50 - 80 tạ/ha Bảng 2.1: Nguồn gốc và dạng hạt của các giống tham gia thí nghiệm TT Tên giống Nguồn gốc Dạng hạt 1 SB 07-70 Viện nghiên cứu. .. s ử dụng giống ngô lai và kỹ thuật trồng trọt tiên tiến, năng suất ngô của thế giới đã tăng 1,83 lần trong vòng 30 năm (1960 - 1990) Mỹ và một số nước Đông Âu có năng suất ngô tăng từ 2 -3 lần trong thời kỳ trên (Petrop, 1994)[13] Diện tích n g ô lai ở Việt Nam tăng từ 0,1% (1990) lên gần 82% (2008); đưa năng suất bình quân từ 1,5 tấn/ha (năm 1990) lên 3,98 tấn/ha (năm 2008); tổng sản lượng ngô từ trên... ưu thế lai Ví dụ một dòng tự phối có kiểu gen AABBCCDD nhưng sức sống và năng suất lại thấp hơn nhiều so với quần thể gốc hoặc các giống bình thường • Thuyết siêu trội: Thuyết này giải thích hiện tượng ưu thế lai bằng tương tác của các alen thuộc cùng một gen trong tình trạng dị hợp đặc biệt Ở trạng thái dị hợp, tổ hợp lai có sức sống mạnh và năng suất cao hơn các dạng đồng hợp tử trội và lặn của nó,... ở một tính trạng: AAaa Thuyết siêu trội giải thích ưu thế lai là do sự tích luỹ các gen ở trạng thái dị hợp thể và cũng giải thích được sự giảm sức sống và năng suất của các thế hệ sau F1 là do sự tăng dần của trạng thái đồng hợp tử (Ngô Hữu Tình, 1990) [16] Tuy vậy thuyết siêu trội không giải thích được trong các lai 3 và lai kép thường có năng suất thấp hơn, độ đồng đều kém hơn so với các giống. .. bố mẹ và cho ưu thế lai cao về năng suất và cao cây hơn các tổ hợp lai khác (Nguyễn Văn Cương, 1995) [2] 1.3.2 Các học thuyết về ưu thế lai Từ lâu nhiều nhà nghiên cứu đã tìm hiểu cơ chế của hiện tượng ưu thế lai, song cho đến nay chưa có một giả thuyết nào đưa ra có thể giải thích được đầy đủ về cơ chế của hiện tượng di truyền này Darwin đã giải thích ưu t hế lai là do sự khác biệt di truyền của tế