(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày, chịu hạn cho các tỉnh miền trung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -  - LƯƠNG THÁI HÀ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI NGẮN NGÀY, CHỊU HẠN CHO CÁC TỈNH MIỀN TRUNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -  - LƯƠNG THÁI HÀ “NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI NGẮN NGÀY, CHỊU HẠN CHO CÁC TỈNH MIỀN TRUNG” Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống Cây trồng Mã số: 9.62.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Xuân Thắng TS Vương Huy Minh HÀ NỘI, 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu dẫn thầy hướng dẫn giúp đỡ đồng nghiệp Các số liệu kết nghiên cứu luận án hoàn tồn trung thực, thơng tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm số liệu công bố luận án Tác giả Lương Thái Hà ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực đề tài tơi ln nhận ủng hộ giúp đỡ Cơ quan, quý Thầy Cơ, bạn bè, đồng nghiệp gia đình Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Ban Thông tin đào tạo – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi tận tình giúp đỡ suốt trình học tập hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, cán Bộ môn Vật liệu Di truyền, Bộ môn tạo giống ngô hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất, tinh thần, thời gian suốt trình thực luận án Đặc biệt, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Xuân Thắng - Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngô TS Vương Huy Minh – Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngơ Hai thầy dành thời gian, tận tình hướng dẫn tơi thực đề tài hoàn thành luận án Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình người thân động viên giúp đỡ tinh thần để tơi hồn thành luận án Hà Nội, ngày…tháng…năm 2023 Tác giả Lương Thái Hà iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii MỞ ĐẨU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục tiêu đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 4.1 Đối tượng nghiên cứu .3 4.2 Phạm vi nghiên cứu Những đóng góp đề tài CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Tình hình sản xuất ngơ giới nước 1.1.1 Tình hình sản xuất ngơ giới 1.1.2 Tình hình sản xuất ngô nước 1.1.3 Tình hình sản xuất ngơ tỉnh miền Trung 10 1.1.3.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên xã hội 10 1.1.3.2 Cơ cấu thời vụ nhu cầu giống ngô ngắn ngày, chịu hạn tỉnh miền Trung 11 1.2 Kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày giới Việt Nam 14 1.2.1 Kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày giới 14 1.2.2 Kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày Việt Nam .18 1.2.3 Kết nghiên cứu phân nhóm thời gian sinh trưởng ngơ 20 1.3 Ảnh hưởng hạn đến sản xuất kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chịu hạn giới Việt Nam 22 1.3.1 Ảnh hưởng hạn đến sinh trưởng phát triển ngô 22 1.3.2 Ảnh hưởng hạn sản xuất ngô giới Việt Nam 26 iv 1.3.3 Kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chịu hạn giới .31 1.3.4 Kết nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chịu hạn Việt Nam 36 1.4 Dòng phương pháp đánh giá khả kết hợp 40 1.4.1 Khái niệm dòng phát triển dòng 40 1.4.2 Phương pháp đánh giá khả kết hợp 41 1.4.2.1: Khái niệm khả kết hợp: 41 1.4.2.2 Lai thử chọn thử: 42 1.4.2.3 Đánh giá khả kết hợp phương pháp lai đỉnh (Topcross) 43 1.4.2.4 Đánh giá khả kết hợp phương pháp lai luân phiên (Dialell cross) 43 1.5 Ứng dụng thị phân tử đánh giá đa dạng di truyền dự đốn nhóm ưu lai ngô 45 1.6 Nhận xét rút từ tổng quan 48 CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 2.1 Vật liệu nghiên cứu 50 2.2 Nội dung nghiên cứu 51 2.3 Địa điểm thời gian nghiên cứu 52 2.4 Phương pháp nghiên cứu 52 2.4.1 Nội dung Đánh giá đặc điểm nông sinh học khả chịu hạn dịng ngơ 52 2.4.1.1 Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học dịng ngơ 52 2.4.1.2 Phương pháp đánh giá khả chịu hạn dịng ngơ 53 2.4.2 Nội dung Phân tích đa dạng di truyền thị phân tử SSR đánh giá khả kết hợp dịng ngơ 56 2.4.2.1 Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền dòng nghiên cứu 56 2.4.2.2 Phương pháp đánh giá ưu lai khả kết hợp dòng ngô theo Omarov (1975) 57 2.4.3 Nội dung Chọn lọc tổ hợp lai ngắn ngày, chịu hạn cho tỉnh miền Trung 58 2.4.3.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học, suất khả chịu hạn tổ hợp lai thí nghiệm có tưới khơng tưới 58 2.4.3.2 Phương pháp so sánh đánh giá tổ hợp lai 60 2.4.4 Nội dung Đánh giá tính thích ứng khả ổn định tổ hợp ngô lai ngắn ngày, chịu hạn triển vọng cho tỉnh miền Trung 61 v CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 62 3.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học khả chịu hạn dịng ngơ 62 3.1.1 Đánh giá đặc điểm nơng sinh học dịng ngơ 62 3.1.1.1 Thời gian sinh trưởng đặc điểm hình thái dịng ngơ 62 3.1.1.2 Khả chống chịu dịng ngơ 64 3.1.1.3 Các yếu tố cấu thành suất suất hạt dòng ngô 66 3.1.2 Đánh giá khả chịu hạn dịng ngơ điều kiện gây hạn nhân tạo 68 3.1.2.1 Đánh giá khả giữ nước khả phục hồi dịng ngơ giai đoạn 69 3.1.2.2 Đánh giá số tiêu chịu hạn dịng ngơ giai đoạn điều kiện gây hạn nhân tạo 71 3.1.2.3 Đánh giá khả chịu hạn dịng ngơ giai đoạn sinh trưởng khác điều kiện nhà lưới có mái che 74 3.2 Phân tích đa dạng di truyền thị phân tử SSR đánh giá khả kết hợp dịng ngơ 86 3.2.1 Phân tích đa dạng di truyền thị phân tử SSR dịng ngơ .86 3.2.2 Đánh giá khả kết hợp dịng ngơ 92 3.2.2.1 Đánh giá ưu lai khả kết hợp chung phương pháp lai đỉnh dịng ngơ 92 3.2.2.2 Đánh giá khả kết hợp phương pháp lai ln phiên dịng ngơ 101 3.3 Chọn lọc tổ hợp lai ngắn ngày chịu hạn cho miền Trung 109 3.3.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học, suất khả chịu hạn tổ hợp lai thí nghiệm có tưới khơng tưới 109 3.3.1.1 Thời gian sinh trưởng qua giai đoạn tổ hợp lai 109 3.3.1.2 Kết theo dõi số đặc điểm nông sinh học tổ hợp lai .111 3.3.2 So sánh đánh giá tổ hợp lai đỉnh triển vọng tổ hợp lai luân phiên Nghệ An Bình Định 123 3.3.2.1 So sánh đánh giá tổ hợp lai đỉnh triển vọng tổ hợp lai luân phiên Nghệ An 123 3.3.2.2 So sánh đánh giá tổ hợp lai đỉnh triển vọng tổ hợp lai luân phiên Bình Định 129 3.4 Đánh giá tính thích ứng khả ổn định tổ hợp ngô lai ngắn ngày, vi chịu hạn triển vọng cho tỉnh miền Trung 135 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .143 Kết luận 143 Kiến nghị 144 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO 146 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo – Trung tâm cải lương giống ngơ lúa mì Quốc tế CV Coefficients of variation – Hệ số biến động CS Cộng DH Double haploid – Đơn bội kép ĐVT Đơn vị tính GCA General combining ability – Khả kết hợp chung KNKHC Khả kết hợp chung KNKHR Khả kết hợp riêng LSD P1000 Least Signification Difference – Sai khác nhỏ có ý nghĩa Khối lượng 1000 hạt IRRISTAT Intenational Rice Research Institute statistical research tool – Phần mềm quản lý nghiên cứu thống kê QTLs Locus tính trạng số lượng (Quantitative trait locus) SCA Specific Combining Ability – Khả kết hợp riêng RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism – Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn THL Tổ hợp lai TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng ƯTL Ưu lai viii DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Tình hình sản xuất ngơ số vùng giới năm 2021 .5 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 2010 - 2021 Bảng 1.3 Diện tích, suất sản lượng ngô trồng vùng sinh thái năm 2020 Bảng 1.4 Sản xuất ngô tỉnh Miền Trung giai đoạn 2015 – 2020 12 Bảng 1.5 Chỉ số đánh giá thời gian sinh trưởng theo thang điểm FAO 20 Bảng 1.6 Phân nhóm thời gian sinh trưởng ngô dựa số chiều cao cây, số đốt (lóng) số .21 Bảng 1.7 Phân nhóm giống ngơ lai theo thời gian sinh trưởng .22 Bảng 1.8 Ảnh hưởng hạn đến sinh trưởng phát triển ngô 24 Bảng 1.9 Khả gặp hạn vùng ngô Việt Nam 29 Bảng 2.1 Danh sách dịng ngơ tham gia thí nghiệm 50 Bảng 2.2 Danh sách mồi SSR sử dụng cho phân tích đa dạng di truyền 51 Bảng 2.3 Địa điểm thời gian nghiên cứu .52 Bảng 3.1 Thời gian sinh trưởng đặc điểm hình thái dịng ngơ vụ Xn Đông 2015 Đan Phượng .63 Bảng 3.2 Khả chống chịu dịng ngơ vụ Xn Đông 2015 Đan Phượng 65 Bảng 3.3 Các yếu tố cấu thành suất suất hạt dịng ngơ vụ Xuân Đông 2015 Đan Phượng 67 Bảng 3.4 Khả chịu hạn phục hồi dịng ngơ vụ Xuân 2015 Đan Phượng 70 Bảng 3.5 Một số tiêu đánh giá khả chịu hạn dịng ngơ vụ Xuân 2015 Đan Phượng 72 Bảng 3.6 Ảnh hưởng hạn thời vụ khác đến giai đoạn sinh trưởng dịng ngơ Đan Phượng 75 Bảng 3.7 Ảnh hưởng hạn thời vụ khác đến độ lá, độ tàn dịng ngơ Đan Phượng 77 Bảng 3.8 Ảnh hưởng hạn thời vụ khác đến chiều dài bắp