Bài giảng Chọn giống cây trồng ngắn ngày - Chương 3: Chọn tạo giống ngô

Bài giảng Chọn giống cây trồng ngắn ngày - Chương 3: Chọn tạo giống ngô cung cấp đến học viên các kiến thức về nguồn gốc và phân loại, đa dạng di truyền nguồn gen ngô, đặc điểm thực vật học của cây ngô, mục tiêu của chọn tạo giống ngô, di truyền một số đặc điểm và tính trạng,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ CHƢƠNG CHỌN TẠO GIỐNG NGƠ 3.1 Giới thiệu  Tồn cầu có xấp xỉ 140 triệu trồng ngơ, nước sản xuất ngô chủ yếu Mỹ, Trung Quốc, Brazil tiếp Argentina, Nam Phi EU  Xấp xỉ 96 triệu trồng nước phát triển nước Trung Quốc, Brazil, Mexico Ấn Độ ước tính chiếm 50% số diện tích  Đến năm 2020 nhu cầu ngơ nước phát triển công lớn vượt lúa lúa mỳ  Nó phản ánh qua dự báo nhu cầu ngơ tồn cầu tăng 50% từ 558 triệu năm 1995 lên 837 triệu vào năm 2020,  Ở nước phát triển nhu cầu ngô tăng từ 282 triệu năm 1995 lên 504 triệu vào năm 2020 (Taba cs, 2004, Prasanna, 2012)  Xấp xỉ 58% diện tích trồng ngơ nước phát triển trồng giống cải tiến, 44% ngô lai và, 14% giống thụ phấn tự cải tiến (OPVs), 42% giống thụ phấn tự chưa cải tiến OPVs (Pandey Gardner, 1992; CIMMYT, 1994) Bảng 3.1 : Diện tích, suất sản lượng ngơ toàn cầu qua 50 năm từ 1971 – 2011 1971 Diện tích(Tr.ha) Năng suất (t/ha) Sản lượng(tr.tấn) 1981 1991 2001 2011 118,19 127,89 133,76 137,48 171,78 3,49 3,69 4,47 5,15 31,62 446,77 494,46 615,53 171,78 2,65 (Nguồn FAOSTAT, 2011) Bảng 3.2 : Diện tích, suất sản lượng ngơ Việt Nam qua 50 năm từ 1961 – 2011 1961 1975 1990 2000 2011 Diện tích (tr.ha) 0,23 0,26 0,43 0,73 1,12 Năng suất (t/ha) 1,14 1,01 2,14 2,51 4,31 Sản lượng (tr.tấn) 0,26 0,28 1,14 2,00 4,83  Ngơ đối tượng nghiên cứu di truyền cơng nghệ sinh học đại diện cho công nghệ ưu lai sản xuất hạt giống ưu lai thương mại sớm lồi trồng  Ngơ cịn mơ hình cho nghiên cứu di truyền locus gen, kho dự trữ khổng lồ di truyền tế bào  Nghiên cứu phân tử di truyền sinh học dễ dàng hướng đến mục đích cuối để hiểu sâu sắc genome ngô  Những cố gắng phát triển công cụ kỹ thuật để nhận biết gen chức gen cung cấp khả tiếp cận nghiên cứu tăng suất sản lượng ngô thông qua chọn tạo giống (Taba cs, 2004, Prasanna, 2012) 3.2 Nguồn gốc phân loại Cho đến có nhiều giả thuyết nguồn gốc di truyền ngơ • Là lai Teosinte thành viên không rõ thuộc tộc Andropogoneae • Là lai nhị bội tự nhiên loài châu Á thuộc tộc Maydeae Andropogoneae • Là lai ngơ bọc, Teosinte Tripsacum • Là lai ngơ bọc Nam Mỹ Tripsacum Trung Mỹ với Teosinte  Cây ngô Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc  Theo Lê Quý Đôn “Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, người huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy giống ngô đem nước  Những năm gần đây, ngô quan tâm nghiên cứu phát triển Việt Nam  Cuộc cách mạng giống ngơ lai góp phần phần tăng nhanh diện tích, suất sản lượng ngơ tồn quốc, đưa nước ta đứng vào hàng ngũ nước trồng ngô lai tiên tiến vùng châu Á  Chúng ta bước đầu xuất giống ngô lai cho nước khu vực Tripsacum latifolium L (gamagrass) Zea diploperennis (a variety of teosinte) Bước 4: Đánh giá lai • Thời gian sinh trưởng • Sinh trưởng (chiều cao cây/sức sống), • Thích hợp với thổ nhưỡng/vùng nào; • Độ đồng cây, lá; màu lá tới thu hoạch; • Mật độ trồng, • Chiều cao đóng bắp; chiều dài trung bình bắp; Đồng bắp, đóng hạt; độ sâu cay lõi • Số hàng hạt/ bắp; số hạt/ hàng; Trọng lượng 1000 hạt; màu hạt; • Năng suất thực thu • Lá bi bao bắp, • Khả chống chịu sâu bệnh/hạn, • Đánh giá đổ ngã; • Thị hiếu nông dân thị trường 3.9 Chọn tạo giống ngô cho mục tiêu đặc thù 3.9.1 Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM) Bảng 3.8 Hai Phương pháp tiếp cận chọn tạo giống ngô QPM Tiếp cận Truyền thống Phân tử Phương pháp Sự cải tiến Non-QPM thành QPM lai trở lại tạo giống +Phương pháp phả hệ Non-QPM x QPM +Phương pháp phả hệ QPM x QPM Thành phần Vật liệu non –QPM ưu tú Vật liệu cho (donor) QPM tốt Các tester chuẩn cho khả đánh giá kết hợp Bước Công cụ Các marker phân tử Nhận biết o2o2 (xác định chất lượng) nội nhũ cứng Bảng sáng Marker phân tử hộp sáng Bước Công cụ Xác định lysine triptophan protein (xác định số lượng) Phịng thí nghiệm hố sinh Bảng 3.9 Q trình chọn tạo giống ngơ QPM (Vivek cs,2008) Vụ Thế hệ Vật liệu đến Hướng dẫn F1(BC0F1) Nếu sử dụng dòng N tự  Hỗn hợp 75 dòng N thụ cho phối làm cho: dòng Q đến nhân F1 +Trồng hàng (17-26  Bẻ cờ dòng N mà lấy phấn để cây) dòng donor QPM gọi dịng (Q) +Trồng 20 hàng ngơ hỗn hợp để thụ lần cho dòng Q  Sử dụng 200 dịng N q trình thường giao phấn OPV  Thu hoạch chọn lọc 10 bắp F1 gọi dòng (N)(ít  Hỗn hợp hạt F1 hình thành gia đình 250 cây) F1(BC0F1) Nếu sử dụng donor  Hỗn hợp phấn 75 donor (OPV) thụ giống giao phấn cho 75 dòng N tạo hạt F1,khử cờ +Trồng 20 hàng (ít donor thụ phấn ,lặp lại q trình thu 250 cây)của dịng N thụ phấn hỗn hợp phấn thụ phấn lần phấn tự 20 hàng  Sử dụng 200 OPV lấy lại di truyền (ít 250 )dòng QPM donor 200 donor OPV trình  Thu hoạch chọn lọc 20 bắp F1 từ bắp hỗn hợp hạt F1 để tạo gia đình Bảng 3.9 Q trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến Hướng dẫn Vụ Chủ yếu Trồng 15 hàng  Chọn khoẻ ,chống chịu bệnh đặc tiến (255-390 cây) điểm nơng học mong muốn,F1 x F1 tạo F2 (ít đến hạt F1 tự phối 15 cây) F2(BC0F2) hỗn hợp  Thu hoạch 300 bắp bệnh ,hỗn hợp hạt F2 trên(hoặc 3-5 dự trữ hạt lại để làm đại diện làm quần thể F2 gia đình F1,mỗi  Kiểm tra nội nhũ bàn sáng chọn cá gia đình trồng thể có nội nhũ điểm 3(có thể chọn điểm 15 hàng điểm khơng đủ) Vì khoảng 80%hạt điểm bị loại bỏ (75% bình thường kiểu O2O2 O2o2 5% o2o2 phân biệt )  10% không cải tiến nội nhũ /opque 2(mức 4-5)  Thơng thường 10% hat cịn lại chọn lọc sau trình (phụ thuộc vào nguồn vật liệu di truyền)  Nếu sử dụng nhiều donor QPM,chuyển 20 mẫu hạt (đã chọn lọc điểm 3)từ gia đình F2 đến phịng thí nghiệm để phân tích tryptophan,mất khoảng tháng để phân tích  Loại bỏ tất gia đình có hàm lượng tryptophan