Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai phù hợp cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng đông bắc

pHƯƠNBỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT - VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM - - HÀTẤNTHỤ HÀTẤNTHỤ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI PHÙ HỢP NGHIÊNCỨUCHỌNTẠOGIỐNGNGÔLAIPHÙHỢPVỚICHU CHOCHUYỂNĐỔI CƠCẤUCÂY TRỒNGVÙNGĐÔNGBẮC YỂNĐỔICƠCẤU CÂYTRỒNGVÙNGĐÔNG BẮC Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống Cây trồngMãsố:9.62.01.11 LUẬNÁNTIẾNSỸNÔNGNGHIỆP LUẬNÁNTIẾNSỸNÔNG NGHIỆP Ngườihướngdẫnkhoahọc 1.PGS.TS.TrịnhKhắcQu ang 2.TS.Bùi MạnhCường HÀNỘI,2020 BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM - - HÀTẤNTHỤ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI PHÙ HỢP CHOCHUYỂNĐỔICƠCẤUCÂYTRỒNGVÙNGĐÔNG BẮC Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống Cây trồngMãsố:9.62.01.11 LUẬNÁNTIẾNSỸNƠNGNGHIỆP Ngườihướngdẫnkhoahọc PGS.TS.TrịnhKhắcQuang TS.BùiMạnhCường HÀNỘI,2020 LỜICAMĐOAN Tơi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu dẫncủa Thầy hướng dẫn giúp đỡ đồng nghiệp Các số liệu kết nghiêncứu luận án hoàn tồn trung thực, thơng tin trích dẫn ghi rõnguồngốc Tơihồntồnchịutráchnhiệmvề nhữngsốliệuđãcơngbốtrong luậnán Tácgiả HàTấn Thụ LỜICẢMƠN Trong trình thực luận án tiến sỹ mình, tơi ln nhận ủnghộvàgiúpđỡcủa cáccơquan,cácthầycơ,bạnbèđồngnghiệpvàgiađình Trước tiên, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Trịnh KhắcQuang TS Bùi Mạnh Cường tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi q trình thựchiệnvàhồn thànhluậnán Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, tậpthể cán Bộ môn Công nghệ Sinh học tạo điều kiện thuận lợi nhiệt tìnhgiúpđỡtơitrongsuốtqtrìnhthựchiệnluậnán Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo tập thể cán Ban Đào tạo Sau đạihọc, Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi vàquantâmgiúpđỡtơitrongqtrìnhhọctậpcủamình Nhân dịp tơi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đặc biệt gia đình vợ conđãlnđộngviên,khíchlệvàtạomọiđiều kiệnthuậnlợigiúptơihồnthànhluậnán HàNội,ngàyt h n g n ă m 2 Tácgiả HàTấnThụ MỤCLỤC LỜICAM ĐOAN LỜICẢMƠN ii MỤCLỤC iii DANHMỤCBẢNG .viii DANHMỤCHÌNH xi DANHMỤCKÝ HIỆU,CHỮVIẾTTẮT .xiii PHẦNMỞĐẦU 1 Tínhcấpthiếtcủađềtài Mụctiêucủađềtài Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễncủađềtài .2 Đốitượng vàphạm vinghiêncứucủađềtài Nhữngđónggóp mớicủađềtài CHƯƠNGI.TỔNGQUANTÀILIỆUVÀCƠSỞKHOAHỌC 1.1 Tìnhhìnhsản xuất ngơtrênthếgiới vàV i ệ t Nam .5 1.1.1 Tìnhhìnhsảnxuấtngơtrênthếgiới 1.1.2 Tìnhhình sản xuấtngôitN m 1.2 Đặcđiểmkinh tế, xãhộivàtìnhhình sảnxuấtngơtạicáctỉnh vùngĐơng Bắc 1.2.1 imi n h t ế , x h ộ i .9 1.2.2 Tìnhhìnhsảnxuấtngơ .9 1.3 Cơcấucâytrồng,thờivụvànhucầugiốngngôngắnngàycáctỉnhvùngĐôngBắc 10 1.3.1 Cơấ u â y trồngvàthờivụ .10 1.3.2 Côngtáh u y n ổ i ấ u â y trồng 11 1.3.3 Nhuầ u vềsửdụnggiống ngơó thờigi nsinhtrưngngắn .13 1.4 Tìnhhìnhnghiêncứuvàsử dụnggiốngngơlaichínsớm 14 1.4.1 Cơsh o h ọ v ề tínhh í n sớm .14 1.4.2 Nhữngnghiênứ u vềphânnhómthời gi nsinhtrưngn g 15 1.4.3 Tìnhhình nghiên ứu,sửdụnggiốngngơl ingắn ngàytrênthếgiới 17 1.4.4 Tìnhhìnhnghiênứ u vàsửdụnggiốngngơlingắnngàyitNm 20 1.4.5 itròủ g i ố n g h í n sớmtrongsảnxuấtnôngnghip 23 1.5 Cơsd i truyềnvàchươngtrìnhchọntạogiốngngơ 25 1.5.1 dạngdi truyềnvànguồngenâ y ngô 25 1.5.2 Chọnlọn g u n vậtliutạodòng 26 1.5.3 Một sốphương pháptạodòngthuần 26 1.5.3.1 Phươngpháp tựphối(Self-polination) 27 1.5.3.2 Phươngphápậ n phối(FullsibhoH lfsib) 27 1.5.3.3 Phươngpháplitrl i (Br o s s ) .28 1.5.3.4 Phươngpháptạodòngơ n bộié p (DoubledH ploid) .29 1.5.4 Khảnăngế t h ợ p vàá n h giáh ả năngế t hợp 30 1.5.4.1 Khảnăngế t hợp(KNKH) 30 1.5.4.2 ánhgiá hảnăngế t hợp 32 1.5.4.3 Gi io n thửvàh ọ n â y thử 32 1.5.4.4 Phươngphápliỉ n h (Topross) .33 1.5.4.5 Phươngphápluângio(dillel) 34 1.5.4.6 ánhgiátươngtái ugenv i m ô i t r n g v h ả n ă n g ế t h ợ p b ằ n g G G E Biplot 35 1.5.5 Chọntạogiốngngôbằngphươngpháphọnlọt r u y ề n thốngế t hợpứngdụng ôngnghs i n h họ 37 1.5.5.1 Ứngd ụ n g h ỉ t h ị p h â n t t r o n g h ọ n t o g i ố n g n g ô h ố n g h ị u v i i ề u i n bấtthuận 37 1.5.5.2 Ứng dụngh ỉ t h ị p h â n t t r o n g truyềnvà dự ánhgiá dạngdi o n n h ó m ưuthếlin g ô 39 CHƯƠNG2.VẬTLIỆU,NỘIDUNGVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 42 2.1 Vậtliệunghiêncứu .42 2.2 Thời gianvàđịađiểmnghiêncứu 42 2.2.1 Thờiginnghiên ứu 45 2.2.2 ịim nghiênứ u 45 2.3 Nộidungnghiêncứu 45 2.4 Phương phápnghiêncứu 46 2.4.1 Phươngphápá n h giát í n h ủ d ị n g ngơthuần 46 2.4.1.1 Phươngphápá n h giáctínhnơngsinhhọc,h ả năngchốngchịuvànăngsuất củc c dịngngơthuầntrênồ n g ruộng .46 2.4.1.2 Phươngp h p n h g i h ả n ă n g c h ị u h n c ủ c c d ò n g n g ô t r o n g i ề u i nnhàlưới 47 2.4.2 Phương phápá n h giádạngdi truyềncácdòngthuần .47 2.4.2.1 Phươngphápá n h giád n g ditruyềncácdịngthuầnbằngchỉthịphântử.47 2.4.2.2 Phươngphápánhgiád n g ditruyềncácdịngthuầnbằngphânnhómditruyền 47 2.4.3 Phươngphápá n h giáh ả năngế t hợpcủc c dòngbằng liỉ n h .47 2.4.4 Phươngphápsosánh,hảosátcáctổhợplitrinvọngtạiHàNộivàmộtsố tỉnhvùngô n g Bắc 48 2.4.4.1 Phươngpháp sosánh,h ả o sátcáctổ hợplitrin vọngtạiHàNội 48 2.4.4.2 Phươngphápsosánh,h ả o sátcáctổhợplitrinvọngtạimộtsốtỉnhv ù n g ôngBắc 48 2.4.4.3 Phươngpháph ảo nghimgiốngngôliN tạimộtsốtỉnhvùngô n g Bắc 48 2.4.5 Xácịnhmậtộ , h o ả n g cáchvàliềulượngphânbónthíchhợpchogiốngngơ N1519tạimộtsốtỉnh vùngơ n g Bắc 49 2.4.6 Phươngpháppháttri ngiốngngôliN1519phùhợpcôngtácchuynổ i cấucấytrồng vùngô n g B ắ c 50 2.4.6.1 Mơhìnhtr ình d i nư ợ c thựch i ntạitỉnh Bắc C ạntrong vụ Xuânv àô n g 201 50 2.4.6.2 Nghiêncứu,á n h giávềtìnhhìnhchuynổ i cơcấucâytrồngcáctỉnhvùng ơngBắc 51 2.4.6.3 Nghiêncứuá n h giávềcơcấucâytrồnghinny 51 2.4.6.4 ềxuấtcơcấumùvụtheohướngsửdụnggiốngngôliN chovùng ôngBắc 51 2.5 Cácchỉtiêutheodõivàphương phápđođếm 51 2.6 Phươngphápxửlý sốliệuthí nghiệm 54 CHƯƠNGIII.KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀTHẢOLUẬN .55 3.1 Đánhgiáđặctính củacácdịngngơthuầnquakhảonghiệm .55 3.1.1 ánhgiákckimnơngsinhhọc,hảnăngchốngchịuvànăngsuấtcủcácd ị n g ngơ thuầntrênkồngruộng 55 3.1.1.1 Thờiginsinh trưngvàkckimhìnhtháicủc c dịng 55 3.1.1.2 ánhgiá, p hâ nl oạ ic ác d òn gt hu ần dự v o T G S Tv àm ột s ốc hỉ ti ê u hình t h 58 3.1.1.3 Tỷln h i msâubnhvàh ả năngchốngkổ,gẫy 62 3.1.1.4 Cácyếutố cấuthànhnăngsuất vànăngsuất .64 3.1.2 Phươngphápkánhgiáh ả năngchịuhạncủc c củc c dịngngơtrongkiều innhàlưới 69 3.2 Kếtquảđánhgiáđadạngditruyềncácdòngthuần 70 3.2.1 ánhgiákộthuầnditruyềncủc c dòngthuầnbằngchỉthịphâ ntử 70 3.2.2 Kếtquả kánh giákd n g d i t r u y ề n phân nhóm di truyền 73 3.3 Kếtquảđánhgiákhảnăngkếthợpvềnăngsuấtcủacácdịngbằngphươngpháplaiđỉnh 75 3.4 Sosánhkhảosátcáctổhợplaitriểnvọng tạiHàNộivàvùng ĐôngBắc 77 3.4.1 ánhgiáso sánhcáctổ hợpl i kỉnhtạin Phượng-HàNội .77 3.4.1.1 ánhgiáthờiginsinhtrưngvàmộtsốkcki mnôngsinhhọccủc c tổh ợ p likỉnh 77 3.4.1.2 ánhgiámứckộnhimsâubnhhạivàh ả năngchịuhạn củc c tổhợplikỉnh 81 3.4.1.3 ánhg i c c y ế u t ố c ấ u t h n h n ă n g s u ấ t v n ă n g s u ấ t c ủ c c t ổ h ợ p l i kỉnh 84 3.4.2 KhảosátsơbộcácTHLtrinvọngtạicáctỉnhvùngôngBắc 87 3.4.2.1 ThờiginsinhtrưngcủcácTHLtrongvụThu2015tại3tỉnhvùngô n g Bắc 88 3.4.2.2 ánhgiámộtsốkckimnônghọccủcácTHLtrinvọngtại3tỉnhvùng ôngBắc 90 3.4.2.3 ánhgiámứckộnhimsâubnhvàh ả năngchốngkổ,gycủc c THL 94 3.4.2.4 Cácyếutốcấuthànhnăngsuất vànăngsuấtcủc c THL 98 3.4.2.5 ánhgiáưuthếlivềthờiginsinhtrưngvànăngsuấtcủcácTHLtrin vọng 102 3.4.2.6 Tổnghợpmộtsốchỉtiêutheodõicủ3tổhợplitrinvọngtạivùngô n g Bắc 104 3.5 KhảonghiệmgiốngngôVN1519 107 3.5.1 Xáckịnhmậtkộho ản g cáchvàlượngphânbónthíchhợpcho giốngngôl i N1519tạivùngô n g B ắ c .107 3.5.1.1 Ảnhh ngcủphânbónvàmậtkộhoảngcáchtrồngkếnthờigi n s i n h trưngcủg i ố n g ngôliN 107 3.5.1.2 Ảnhhư ngcủphânbónv m ậ t k ộ h o ả n g c c h t r n g k ế n h ả n ă n g c h ố n g chịucủg i ố n g ngôliN 107 3.5.1.3 Ảnhhưngcủp h â n bónvàmậtkộh o ả n g cáchtrồngkếnnăngsuấtthựcthuc ủg i ố n g ngôliN 108 3.5.2.Kếtquảh ả o nghim vềgiátrịcnhtác,giátrịsửdụngcủg i ố n g ngôN .109 3.6 KếtquảpháttriểngiốngngôlaiVN1519phùhợpcôngtácchuyểnđổicơcấucấytrồngvùn gĐôngBắc 111 3.6.1 Mơhìnhtrìnhdi nkượcthựch i n t i t ỉ n h B ắ c C n t r o n g v ụ X u â n v ô n g 2018 111 3.6.2 Nghiêncứuk n h g i v ề t ì n h h ì n h c h u y n k ổ i v c c ấ u t h i v ụ c h o v ù n g ô n g Bắc 114 3.6.3 Nghiêncứukánhgiávềcơcấucâytrồngtạicáctỉnhô n g Bắchinny 115 3.6.4 ềx u ấ t c c ấ u m ù v ụ t h e o h n g s d ụ n g g i ố n g n g ô l iN c h o v ù n g ôngBắc 116 KẾTLUẬNVÀĐỀNGHỊ 117 4.1 Kếtluận: 117 4.2 Kiếnnghị 118 DANHMỤCCƠNGTRÌNH,BÀIBÁO 119 TÀILIỆU THAM KHẢO 120 PHỤLỤC 128 DANHMỤCBẢNG TTả n g Tênả n g Trang Bảng1.1.Diệntích,năngsuấtvàsảnlượng ngơViệtNam Bảng1.2 Diệntíchtheovùngtrêncảnướctừnăm2014-2018 Bảng1.3.DiễnbiếndiệntíchNgơ củavùng ĐôngBắc(2010-2018) 10 Bảng1.4 Chỉsố đánhgiáthờigiansinh trưngtheothangđiểmFAO .15 Bảng1.5.Phânnhómgiốngdựatheocácbộphậncủacâyngơ 16 Bảng1.6 Lượngnhiệt củamộtsố nhómngơtrêncácvĩđộkhácnhau .16 Bảng1.7.Phânnhómgiốngngơlaitheothờigiansinhtrưng 17 Bảng2.1 Danhsáchcácdịngngơthamgiathínghiệm 42 Bảng2.2.CácmồiSSR trongthínghiệmphântíchđadạngditruyền .43 Bảng2.3 Mậtđộ vàkhoảngcáchtrồng .49 Bảng3.1 Thờigiansinhtrư ng vàđặcđiểmhìnhtháicủacácdịngtrong vụ Thu2014 tạiĐanPhượng,HàNội .57 Bảng3.2.Đánhgiá,phânloạidịngthuầntheothờigiansinh trư ngvàhìnhtháivụThunăm2014tạiĐan Phượng,HàNội 60 Bảng 3.3 Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại khả chống chịu dịng ngơ vụ Thu năm2014t i ĐanPhượng,HàNội .63 Bảng3.4 Yếutốcấuthànhnăng suấtvànăngsuấtcácdòng 66 Bảng3.5.Phânloạisốdịngvàtỷlệtheonhómcácyếutốcấuthànhnăngsuấtngơ,vụThunăm2014 tạiĐan Phượng,HàNội 68 Bảng3.6 Đánhgiákhảnăngchịu hạncủacácdịngngơthuần 69 Bảng3.7 SốAlencủa 27 mồiSSRsửdụng 71 Bảng3.7.Tỷlệkhuyếtsốliệu(%M)vàtỷlệdịhợptử(%H)của28dịngngơthuầnthamgia thínghiệm 71 Bảng3 K h ả n ă n g k ế t h ợ p v ề n ă n g s u ấ t c ủ a c c d ò n g t r o n g v ụ T h u t i Đ a n Phượng,HàNội 76 Bảng3.10.ThờigiansinhtrưngvàmộtsốđặcđiểmhìnhtháicủacáctổhợplaiđỉnhtrongvụThu 2015tạiĐanphượng,HàNội 79