Nghiên cứu ứng dụng công nghệ kích tạo đơn bội trong chọn tạo giống ngô lai được thực hiện từ năm 2015 đến năm 2019. Qua đánh giá đặc tính nông sinh học của 217 dòng ngô đơn bội kép (kết quả dự án sản xuất giống ngô lai), đã lựa chọn được 16 dòng có nhiều đặc tính nông sinh học tốt, năng suất > 30 tạ/ha.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 12(121)/2020 ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI TRONG CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI Đặng Ngọc Hạ1, Nguyễn Đức Thành1, Lương Văn Vàng1, Vũ Hoài Sơn1, Vũ Xn Long2 TĨM TẮT Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngơ lai thực từ năm 2015 đến năm 2019 Qua đánh giá đặc tính nơng sinh học 217 dịng ngơ đơn bội kép (kết dự án sản xuất giống ngơ lai), lựa chọn 16 dịng có nhiều đặc tính nơng sinh học tốt, suất > 30 tạ/ha Khảo sát đánh giá tổ hợp lai tạo từ dịng ngơ đơn bội kép chọn 04 tổ hợp lai đơn (LVN399, VS89, LVN228 LVN268) suất đạt từ 12 - 13 tấn/ha điều kiện thâm canh đến 10 tấn/ha điều kiện nước trời với khả chống chịu sâu bệnh tốt, ổn định thích ứng rộng Hai giống ngô lai đơn: Thịnh Vượng 9999 (LVN399) VS89 công nhận giống trồng theo Quyết định số: 5052/QĐ-BNN-TT ngày 30/12/2019 4632/ QĐ-BNN-TT ngày 3/12/2019 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp PTNT Giống Thịnh Vượng 9999 Viện Nghiên cứu Ngô chuyển nhượng quyền tác giả cho Công ty Cổ phần Giống trồng Nha Hố Từ khóa: Cây ngơ, cơng nghệ kích tạo đơn bội, kích tạo đơn bội, đơn bội kép, dịng ngơ đơn bội kép I ĐẶT VẤN ĐỀ Để tạo giống ngô lai có suất cao, ổn định, mang tính trạng mong muốn, nhà chọn tạo giống phải thực bước: tạo đánh giá dòng, thử khả kết hợp chung riêng, khảo sát đánh giá lai tính trạng mong muốn, xác định tổ hợp lai triển vọng phát triển giống Tuy nhiên cơng tác tạo dịng theo phương pháp truyền thống (thụ phối, sib, full-sib) phải thời gian từ - vụ để tạo ‘dòng thuần’ đạt tới 99,2% alen đồng hợp tử Phương pháp tạo dòng đơn bội kép sử dụng kích tạo đơn bội có nhiều ưu điểm (Geiger and Gordillo, 2009): (i) thời gian tạo dòng nhanh, tiết kiệm thời gian tạo dòng, giảm thời gian tạo giống thương mại; (ii) dòng tạo dòng đơn bội kép, có độ đồng hợp tử 100%; (iii) từ nguồn vật liệu ban đầu tạo số lượng dịng lớn, có nhiều tính trạng nơng học q; (iv) quy trình thực đơn giản, bước thực chủ yếu ngồi đồng ruộng Viện Nghiên cứu Ngơ ứng dụng thành cơng phương pháp tạo dịng đơn bội kép từ năm 2012 Đến nay, nhiều hệ dịng ngơ đơn bội kép (DH) tạo ra, tham gia vào tổ hợp lai triển vọng Viện phát triển thành giống ngô lai II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - 217 dịng ngơ đơn bội kép tạo từ giai đoạn 2012 - 2014 mã hóa theo tên từ DH1 đến DH217 - Dịng đối chứng D3, D11 sử dụng thí nghiệm đánh giá dòng, khả kết hợp 217 dịng ngơ đơn bội kép - Giống ngơ lai đơn NK67 DK9901 sử dụng làm giống đối chứng thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai khảo nghiệm giống 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: + Thí nghiệm khảo sát, đánh giá dịng tổ hợp lai bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn thiện, lần nhắc lại, công thức gieo hàng, hàng dài m khoảng cách gieo 70 cm ˟ 25 cm ˟ cây/hốc + Thí nghiệm lai tạo tổ hợp lai (THL): Mỗi dòng gieo hàng, hàng dài m đảm bảo đủ số phục vụ lai tạo - Các tiêu theo dõi đánh giá: Theo Quy chuẩn QCVN 01-56:2011/BNNPTNT - Phương pháp tính tốn xử lý số liệu: + Các tham số thống kê bản: Mean, SD, CV (%), LSD được tính toán phần mềm Excel 2010 Cropstat 7.2 + Đánh giá khả kết hợp dòng phương pháp lai đỉnh ln giao theo Ngơ Hữu Tình Nguyễn Đình Hiền (1996) 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu - Đánh giá dòng, lai tạo tổ hợp lai thực vụ Xuân năm 2015 (từ tháng đến tháng năm 2015) - Khảo sát tổ hợp lai thực vụ Hè Thu năm 2015 năm 2016 (từ tháng đến tháng 12 năm 2015, 2016) Viện Nghiên cứu Ngô; Công ty Cổ phần Giống trồng Nha Hố Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(121)/2020 - Khảo nghiệm giống thực từ tháng 01 năm 2016 đến tháng năm 2019 - Phát triển giống thực từ tháng 01 năm 2017 đến tháng năm 2019 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết chọn tạo giống ngô lai 3.1.1 Đặc điểm nơng sinh học dịng ngơ đơn bội kép triển vọng 217 dịng ngơ đơn bội kép sản phẩm dự án sản xuất giống ngô lai giai đoạn 2011 - 2015 gieo trồng, đánh giá đặc điểm nông sinh học, lai tạo tổ hợp lai năm 2015 2016 16 dòng lựa chọn có thời gian sinh trưởng từ 112 đến 129 ngày, dịng DH71 có thời gian sinh trưởng dài (129 ngày) Chiều cao dòng lựa chọn từ 130 đến 160 cm, dòng DH89 có chiều cao lớn (160 cm) Các dịng lựa chọn có khả chống chịu với bệnh khô vằn đốm nhỏ Năng suất dòng đạt từ 30,8 đến 36,9 tạ/ha cao suất dịng đối chứng D3 D11 Trong đó, dịng DH89 có suất cao (đạt 36,9 tạ/ha), dịng DH71 có suất thấp (30,8 tạ/ha) Bảng Đặc tính nơng sinh học 16 dịng ngơ đơn bội kép ưu tú vụ Xuân 2015 Stt Dòng DH71 DH89 DH109 DH116 DH141 DH142 DH153 DH159 DH166 10 DH171 11 DH178 12 DH180 13 DH185 14 DH190 15 DH195 16 DH213 17 D3 18 D11 CV (%) LSD0,05 TGST (ngày) Chiều cao (cm) 129,0 121,0 125,0 129,0 113,0 108,0 112,0 112,0 112,0 112,0 112,0 112,0 112,0 115,0 113,0 112,0 113,0 115,0 130,0 160,0 140,0 145,0 153,3 145,3 157,4 153,3 143,5 147,4 155,3 150,8 156,5 153,5 153,3 155,3 143,8 143,5 Chiều cao đóng bắp (cm) 85,0 100,0 85,0 90,0 65,2 55,4 65,4 55,5 52,4 45,5 55,2 48,3 56,3 51,3 57,3 58,6 58,2 55,4 3.1.2 Kết khảo sát tổ hợp lai vùng sinh thái a) Kết khảo sát tổ hợp lai năm 2015 2016 phía Bắc Trong năm 2015 2016 lai tạo 440 tổ hợp lai từ lai đỉnh, lai ngẫu nhiên có định hướng lai luân phiên Việc đánh giá 440 tổ hợp lai tạo thực vụ Đông năm 2015 vụ Xuân 2016 vùng sinh thái phía Bắc (Đồng sơng Hồng, Trung du miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ) Bệnh khô vằn (%) 0,8 0,5 0,4 1,2 0,0 0,3 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,0 Bệnh đốm Năng suất nhỏ Đổ (%) (tạ/ha) (%) 2,5 0,2 30,8 1,8 0,4 36,9 2,6 0,0 31,8 1,4 0,0 34,8 1,2 0,2 35,5 1,5 0,3 34,5 1,4 1,7 34,6 1,2 0,2 34,8 1,5 0,0 34,3 1,5 0,8 34,8 5,0 1,5 34,7 1,5 1,8 35,8 1,2 1,7 31,3 5,0 0,0 34,6 1,5 1,8 35,9 1,4 1,8 34,9 3,2 1,2 28,3 2,5 1,3 27,7 4,20 5,25 vùng sinh thái phía Nam (Duyên hải Nam Trung Bộ Tây Nguyên) Đánh giá 440 tổ hợp lai vùng phía Bắc chọn 10 tổ hợp lai ưu tú (bảng 2) có đặc tính: Thời gian sinh trưởng ngắn tương đương giống đối chứng DK9901, sinh trưởng phát triển tốt, khả chống chịu tốt; suất vượt giống đối chứng DK9901 Trong đó, tổ hợp lai TH89 TH276 suất vượt 10% so với giống đối chứng DK9901 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 12(121)/2020 Bảng Đặc điểm nông sinh học tổ hợp lai triển vọng phía Bắc vụ Đông năm 2015 STT Tên THL TH11 TH22 TH87 TH89 TH174 TH196 TH266 TH276 TH436 10 TH437 11 DK9901 CV (%) LSD0,05 Cơng thức THL (Dịng mẹ dịng bố) DH178 ˟ DH185 DH178 ˟ DH213 DH116 ˟ DH166 DH71 ˟ DH89 DH109 ˟ DH171 DH142 ˟ DH153 DH141 ˟ DH153 DH178 ˟ DH142 DH159 ˟ DH180 DH142 ˟ DH180 TGST (ngày) CC (cm) CĐB (cm) 108 107 106 106 108 107 109 107 109 110 109 208,8 197,5 229,2 208,5 224,5 239,0 207,4 207,0 223,4 206,5 208,9 120,4 113,0 118,6 94,0 118,4 131,2 90,6 141,0 126,4 109,0 107,5 Bệnh Bệnh khô vằn đốm (%) nhỏ (%) 0,2 0,2 0,0 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,3 0,0 0,3 1,5 1,3 1,6 1,0 1,2 1,5 1,4 1,0 1,5 1,5 1,5 Đổ (%) 0,5 0,2 0,3 0,3 0,2 0,0 0,8 0,0 1,8 1,0 1,0 Năng suất TB (tạ/ha) 76,7 74,7 75,5 80,5 75,0 74,3 77,1 81,9 77,1 75,9 70,5 5,65 6,32 Ghi chú: TGST - Thời gian sinh trưởng; CC - Chiều cao cây; CĐB - Chiều cao đóng bắp b) Kết khảo sát tổ hợp lai vụ Đông năm 2015 vùng sinh thái phía Nam Đánh giá 440 tổ hợp lai vùng phía Nam chọn tổ hợp lai ưu tú (bảng 3) có đặc tính: thời gian sinh trưởng ngắn tương đương giống đối chứng NK67 sinh trưởng phát triển tốt, khả chống chịu tốt Trong đó, tổ hợp lai TH89 TH276 có suất vượt 10% so với giống đối chứng NK67 Tóm lại: Qua đánh giá 440 tổ hợp lai vùng sinh thái phía Bắc phía Nam lựa chọn tổ hợp lai triển vọng (TH87, TH89, TH174, TH266, TH276 TH436) có khả sinh trưởng phát triển tốt, chống chịu khá, suất vùng tương đương vượt so với giống đối chứng DK9901và NK67 Trong đó, tổ hợp lai TH89 TH276 có suất vượt 10% so với giống đối chứng DK9901 NK67 vùng sinh thái phía Bắc phía Nam Bảng Năng suất tổ hợp lai triển vọng phía Nam vụ Đông Xuân năm 2015 - 2016 STT Tên THL Cơng thức THL (Dịng mẹ dịng bố) TH87 105 231,5 119,8 0,5 TH89 DH116 ˟ DH166 105 215,7 98,5 TH174 DH71 ˟ DH89 106 232,6 TH196 DH109 ˟ DH171 105 TH266 DH142 ˟ DH153 TH276 DH141 ˟ DH153 TH356 TH436 TH437 10 NK67 Đổ (%) Năng suất TB (tạ/ha) 1,8 0,4 84,0 0,0 1,5 0,2 89,2 119,7 0,0 1,8 0,3 84,3 240,5 141,3 0,5 2,0 0,8 84,6 107 218,5 100,8 0,5 1,8 1,8 82,7 DH178 ˟ DH142 105 210,0 125,2 0,4 1,0 0,0 104,4 DH166 ˟ DH190 107 198,5 114,0 0,2 1,3 0,2 85,3 DH159 ˟ DH180 107 230,0 130,0 0,9 1,8 2,0 84,3 DH142 ˟ DH180 107 217,4 110,5 0,5 1,8 2,0 85,5 108 238,5 135,5 2,0 2,5 8,5 78,0 TGST (ngày) CC (cm) CĐB (cm) Bệnh Bệnh khô vằn đốm (%) nhỏ (%) CV (%) 5,18 LSD0,05 6,45 Ghi chú: TGST - Thời gian sinh trưởng; CC - Chiều cao cây; CĐB - Chiều cao đóng bắp Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 12(121)/2020 3.2 Kết khảo nghiệm giống - Kết hồn thiện quy trình sản xuất hạt lai F1 giống Thịnh Vượng 9999 VS89: - Kết khảo nghiệm VCU: 06 tổ hợp lai triển vọng với tên đăng ký khảo nghiệm gồm: TH87 (LVN268) ; TH89 (VS89); TH174 (LVN568); TH266 (LVN228); TH276 (LVN399 - Thịnh Vượng 9999) TH436 (LVN168) Trong đó, hai giống ngô Thịnh Vượng 9999 VS89 đánh giá có nhiều triển vọng, tổng hợp kết sau: Tổng hợp kết khảo nghiệm VCU (bảng 4) cho thấy giống Thịnh Vượng 9999 VS89 có thời gian sinh trưởng tương đương với giống đối chứng Năng suất tương đương vượt so với giống đối chứng Bảng Thời gian sinh trường suất trung bình giống Thịnh Vượng 9999 VS89 TT Chỉ tiêu TGST (ngày) Thịnh Vượng 9999 VS89 Đối chứng Phía Bắc 110 - 120 105 - 120 110 - 120 Phía Nam 93 - 115 - 95 - 115 Năng suất (tạ/ha) Phía Bắc 66 - 82 65 - 80 55 - 75 Phía Nam 77 - 79 - 70 - 75 Ghi chú: TGST - Thời gian sinh trưởng; TB - Trung bình; Giống đối chứng: phía Bắc DK9901; phía Nam NK67 - Kết khảo nghiệm DUS: Hai giống ngô lai Thịnh Vượng 9999 VS89 đánh giá có tính khác biệt, đồng ổn định qua hai vụ khảo nghiệm 3.3 Kết phát triển giống - Kết hoàn thiện quy trình canh tác giống ngơ lai Thịnh Vượng 9999 VS89: Ở mật độ 7,7 vạn cây/ha tương ứng với mức tăng phân bón 180N, 100 P2O5, 100 K2O, suất giống ngô lai Thịnh Vượng 9999 VS89 đạt cao từ 12 - 13 tấn/ha Quy trình thâm canh giống ngơ lai Thịnh Vượng 9999 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn công nhận tiến kỹ thuật lĩnh vực trồng trọt theo Quyết định số 459/QĐ-TT-CLT ngày 31 tháng 12 năm 2019 Quy trình thâm canh giống ngơ lai VS89 đạt suất 12 - 13 tấn/ha ban hành cấp sở theo định số 127/QĐ-VNCN-KH ngày 15 tháng năm 2018 Viện Nghiên cứu Ngô + Giống Thịnh vượng 9999: Tỷ lệ gieo bố mẹ hợp lý điều kiện thụ phấn tự nhiên là: hàng bố, hàng mẹ Trong điều kiện thụ phấn bổ khuyết tỷ lệ gieo dòng bố mẹ là: hàng bố hàng mẹ Quy trình sản xuất hạt lai F1 giống ngô lai Thịnh Vượng 9999 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn công nhận tiến kỹ thuật lĩnh vực trồng trọt theo định số 459/QĐ-TT-CLT ngày 31 tháng 12 năm 2019 + Giống ngô VS89: Trong điều kiện thụ phấn tự nhiên gieo bố mẹ với tỷ lệ hàng mẹ, hàng bố Trong điều kiện thụ phấn bổ khuyết: hàng bố, hàng mẹ Quy trình sản xuất hạt lai F1 giống ngơ lai VS89 ban hành cấp sở theo Quyết định số 126/QĐ-VNCN-KH ngày 15 tháng năm 2018 Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngô - Theo Báo cáo kết thực dự án “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngơ lai” giai đoạn 2015 - 2019, kết sản xuất hạt dòng bố mẹ, hạt lai F1 sản xuất thử giổng ngô sau: + Đã sản xuất 0,1 dòng bố mẹ giống Thịnh Vượng 9999, thu 90 kg dòng bố, 180 kg dòng mẹ; sản xuất 0,1 dòng bố mẹ giống VS89 thu 64 kg dòng bố, 284 kg dòng mẹ Dòng bố mẹ hai giống đảm bảo chất lượng theo quy chuẩn QCVN 01-53:2011/BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn + Trong năm 2017, 2018, 2019 sản xuất 90 ha, thu 90.640 kg hạt lai F1 giống ngô lai Thịnh vượng 9999 đảm bảo theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 01-53: 2011/BNNPTNT + Từ năm 2017 đến năm 2019 giống Thịnh Vượng 9999 VS89 sản xuất thử với vùng sinh thái phía Bắc phía Nam Hai giống ngơ lai đánh giá có khả sinh trưởng phát triển tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại, chống chịu tốt, suất đạt từ - 12 tấn/ha Giống ngô lai đơn Thịnh Vượng 9999 VS89 công nhận giống trồng theo Quyết định số: 5052/QĐ-BNN-TT ngày 30/12/2019 4632/ QĐ-BNN-TT ngày 3/12/2019 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn - Kết chuyển giao giống mới: Giống ngô lai Thịnh Vượng 9999 Viện Nghiên cứu Ngô chuyển nhượng quyền tác giả cho Cơng ty Cổ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(121)/2020 phần Giống trồng Nha Hố theo Hợp đồng số: 01/2017/HĐKT/VNCN & NHAHOSEED ngày 11/01/2017 IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận - Đánh giá 217 dịng ngơ đơn bội kép lựa chọn 16 dịng ngơ đơn bội kép có nhiều đặc tính nơng sinh học tốt, suất 30 tạ/ha - Giống Thịnh Vượng 9999 VS89 tạo từ dịng ngơ đơn bội kép có nhiều đặc tính nơng sinh học tốt công nhận 02 giống trồng theo số Quyết định: 5052/QĐ-BNN-TT ngày 30/12/2019 4632/ QĐ-BNN-TT ngày 3/12/2019 Bộ trưởng Bộ Nơng nghiệp PTNT Trong đó, giống Thịnh Vượng 9999 chuyển nhượng quyền tác giả cho Công ty CP Giống trồng Nha Hố - Đã hồn thiện quy trình sản xuất hạt lai F1 quy trình thâm canh giống ngơ lai Thịnh Vượng 9999 VS89 4.2 Đề nghị Việc sử dụng kích tạo đơn bội để tạo dịng ngô đơn bội kép thực mang lại hiệu cao cho công tác phát triển giống ngô lai Đề nghị phổ biến, ứng dụng rộng rãi công nghệ đề tài dự án, đơn vị nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Ngọc Hạ, Nguyễn Đức Thành, 2019 Báo cáo tổng hợp kết nghiên cứu khoa học công nghệ giai đoạn 2015 - 2019 dự án “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngô lai” QCVN 01-56:2011/BNNPTNT Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Khảo nghiệm giá trị canh tác giá trị sử dụng giống ngô QCVN 01-53:2011/BNNPTNT Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Chất lượng hạt giống ngơ lai Ngơ Hữu Tình Nguyễn Đình Hiền, 1996 Các phương pháp lai thử phân tích khả kết hợp thí nghiệm ƯTL Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Geiger HH, Gordillo GA, 2009 Double haploids maize breeding Maydica, 54: 485-499 Application of double haploid technology on hybrid maize breeding Dang Ngoc Ha, Nguyen Duc Thanh Luong Van Vang, Vu Hoai Son, Vu Xuan Long Abstract Study on application of double haploid technology in hybrid maize breeding was carried out from 2015 to 2019 16 DH lines with good agrobiological characteristics and high yield (the yield more than tones ha-1) were selected from the evaluation of 217 double haploid lines (DH lines) Four promising single maize hybrids, namely LVN399, VS89, LVN228 and LVN268 were identified as good performance of insect and disease resistance, wide adaptation, stability and yield of 12 - 13 tons/ha in the intensive cultivation and - 10 tons/ha under rain-fed condition Two single maize hybrids named Thinh Vuong 9999 (LVN399) and VS89 were tested for commercial production purpose according to the Decision number 5052/QĐ-BNN-TT on December 30th, 2019 and 4632/ QĐ-BNN-TT on December 3rd of the Ministry of Agriculture and Rural Development The patent of Thinh Vuong 9999 single maize hybrid was transferred to Nha Ho Seed Joint Stock Company by Maize Research Institute Keywords: Maize, double haploid technology, double haploid, double haploid maize line Ngày nhận bài: 13/9/2020 Ngày phản biện: 12/10/2020 Người phản biện: TS Mai Đức Chung Ngày duyệt đăng: 25/11/2020 ... cứu Ngô - Theo Báo cáo kết thực dự án “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngô lai? ?? giai đoạn 2015 - 2019, kết sản xuất hạt dòng bố mẹ, hạt lai F1 sản xuất thử giổng ngô. .. 2019 Báo cáo tổng hợp kết nghiên cứu khoa học công nghệ giai đoạn 2015 - 2019 dự án “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ kích tạo đơn bội chọn tạo giống ngô lai? ?? QCVN 01-56:2011/BNNPTNT Quy chuẩn Kỹ thuật... ty CP Giống trồng Nha Hố - Đã hoàn thiện quy trình sản xuất hạt lai F1 quy trình thâm canh giống ngô lai Thịnh Vượng 9999 VS89 4.2 Đề nghị Việc sử dụng kích tạo đơn bội để tạo dịng ngơ đơn bội