Luận án nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chịu rét phù hợp với điều kiện sản xuất ở đồng bằng sông hồng

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ***************** PHẠM THANH THỦY NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI NĂNG SUẤT CAO, CHỊU RÉT PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 96 20 111 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2021 Cơng trình hồn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Trần Đình Long Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án tiến sĩ bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án cấp Viện họp Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi…… giờ……… phút ngày …… tháng … năm 2021 Có thể tìm hiểu Luận án thư viện: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Thư viện Viện Nghiên cứu Ngô MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngơ (Zea mays L.) ba cốc quan trọng cung cấp lương thực cho loài người thức ăn cho gia súc Bên cạnh ngơ cịn thực phẩm cung cấp bắp ngô bao tử làm rau cao cấp, bắp nếp, bắp đường cho ăn tươi, làm sữa ngơ, loại đồ uống đồ hộp Ngồi ngơ cịn cung cấp ngun liệu cho nhà máy sản xuất mặt hàng ngành lương thực, thực phẩm, dược phẩm công nghiệp nhẹ, đặc biệt nguyên liệu lý tưởng cho lượng sinh học Ngô cịn mặt hàng nơng sản xuất có giá trị, mang lại ngoại tệ cho nhiều quốc gia vùng lãnh thổ Cây ngô đưa vào nước ta cách khoảng 300 năm (Ngơ Hữu Tình, 2009) số lương thực, ngô xếp hàng quan trọng thứ hai sau lúa Tuy nhiên, suất ngô nước ta thấp suất trung bình giới, ví dụ như: Năm 2013 đạt trung bình 4,43 tấn/ha so với 5,52 tấn/ha trung bình giới, 80,25% (Tổng cục Thống kê, 2014); Năm 2018 đạt trung bình 4,72 tấn/ha so với 5,92 tấn/ha, 79,7% (Tổng cục Thống kê, 2019; FAO, 2018) Về sản lượng ngô nước, tốc độ tăng nhanh chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng tăng cao, ví dụ niên vụ 2016/2017 nhu cầu ngô nước ta 12,9 triệu tấn, phải nhập 8,5 triệu tấn; niên vụ 2019/2020, nhu cầu 15,4 triệu tấn, phải nhập 11,5 triệu (USDA, 2020) Từ cho thấy việc tăng sản lượng ngơ trồng nước để đáp ứng nội tiêu, hạn chế nhập thách thức ngành nông nghiệp Tuy nhiên, diện tích, vùng trồng ngơ có diện tích sản lượng ngơ lớn bị thu hẹp số loại trồng khác có giá trị kinh tế cao thay phần diện tích ngơ (điển Sơn La) Muốn vậy, việc tận dụng triệt để vùng đất trồng ngơ cần áp dụng giới hóa đại, đồng bộ, cấu lại mùa vụ, áp dụng tiến kỹ thuật, chọn tạo giống để có giống phù hợp với mùa vụ, vùng sinh thái để có suất cao, sản lượng ngô lớn Vụ Đông sau hai vụ lúa đồng sông Hồng vụ đặc thù Sau kết thúc vụ lúa Mùa, phần diện tích chân lúa sử dụng để trồng rau màu, phần lớn diện tích cịn lại thường để trống Đây hội để tăng diện tích trồng ngô, tăng sản lượng ngô đất hai lúa tỉnh phía Bắc; đặc biệt Bộ Nơng nghiệp PTNT có chủ trương phát triển trồng ngô sinh khối làm thức ăn xanh cho chăn nuôi vụ Đơng tỉnh phía Bắc Tuy nhiên q trình sản xuất vụ Đơng, nhiệt độ giảm dần vào tháng cuối năm, có năm đợt lạnh 15oC kéo dài tới vài tuần làm ảnh hưởng lớn đến sản xuất trồng nói chung ngơ nói riêng Do vậy, để phát triển mạnh vụ ngơ Đơng cần giới hóa từ khâu trồng, chăm sóc, thu hoạch đến phơi sấy, bảo quản yếu tố quan trọng phải có giống ngơ chống chịu rét tốt, cho suất cao Để khai thác hết tiềm đất vụ Đơng góp phần nâng cao suất tăng sản lượng ngô vùng đồng sông Hồng, đáp ứng nhu cầu ngô cho thức ăn chăn nuôi, đặc biệt ngô sinh khối làm thức ăn xanh cho đại gia súc mùa đông lạnh miền Bắc, giải vấn đề bố trí cấu trồng việc đẩy mạnh nghiên cứu chọn tạo giống ngô ngắn ngày, chịu rét, có tiềm năng suất cao quan trọng Do vậy, đề tài khoa học “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai suất cao, chịu rét phù hợp với điều kiện sản xuất đồng sông Hồng” cần thiết Mục tiêu, yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu Tuyển chọn - tổ hợp ngô lai triển vọng để phát triển thành giống lai suất cao, chịu rét, bổ sung vào giống phục vụ sản xuất ngô ĐBSH 2.2 Yêu cầu - Đánh giá đặc tính sinh trưởng, phát triển nơng học số dịng ngơ nhằm chọn tạo thành cơng dịng ngơ nghiên cứu chín sớm, chịu rét, suất cao có khả kết hợp cao phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngơ có khả chịu rét, cho suất cao; - Đánh giá đặc điểm nông sinh học, đa dạng di truyền dòng, tạo tổ hợp lai có khả chịu rét, cho suất cao; - Tuyển chọn - tổ hợp ngô lai triển vọng để phát triển thành giống lai có khả chịu rét, cho suất cao phục vụ sản xuất ngô vụ Đông tỉnh ĐBSH Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp thơng tin khoa học dịng ngơ nghiên cứu chín sớm, chịu rét phục vụ cơng tác chọn tạo giống ngô phù hợp với sản xuất ngô vụ Đông ĐBSH 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Chọn lọc dịng ngơ nghiên cứu triển vọng phục vụ công tác chọn tạo giống ngô ngắn ngày, chịu rét - Xác định tổ hợp lai VN158 chín trung bình sớm, chịu rét khá, suất cao, phù hợp với điều kiện sản xuất vụ Đông ĐBSH Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu - Các dịng ngơ nghiên cứu tạo từ nguồn vật liệu khác - Các tổ hợp lai đỉnh, lai luân phiên, tổ hợp lai triển vọng 4.2 Phạm vi nghiên cứu - Thí nghiệm đánh giá chọn lọc dịng - Thí nghiệm phân tích đa dạng di truyền dịng thị SSR - Thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai phương pháp lai đỉnh (Top cross) lai luân phiên (Diallel cross) - Thí nghiệm khảo nghiệm tác giả (so sánh tổ hợp lai triển vọng), khảo nghiệm giá trị canh tác giá trị sử dụng giống ngơ (VCU) Những đóng góp luận án - Kết đánh giá đặc tính sinh trưởng phát triển, khả chống chịu, khả kết hợp suất tuyển chọn 11 dòng, gồm: C352, C16, C431, C838, C769, C608, C801, C855, C628, C783, C252 giới thiệu cho chương trình chọn tạo giống ngô ngắn ngày, chịu rét - Chọn tạo tổ hợp lai VN158 (C431 x B67CT) có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, chịu rét, suất cao phù hợp với sản xuất ngô vùng trồng ngơ phía Bắc nói chung ĐBSH nói riêng Cấu trúc luận án Luận án có 127 trang, gồm: mở đầu (4 trang); chương nội dung: Chương Tổng quan tài liệu sở khoa học (41 trang), Chương Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu (14 trang), Chương Kết thảo luận (67 trang); Kết luận đề nghị (1 trang); Tài liệu tham khảo 13 trang, với 41 bảng (33 bảng số liệu), 10 hình, ảnh minh họa Tham khảo 119 tài liệu, có 31 tài liệu tiếng Việt, 88 tài liệu tiếng nước website CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 Vai trị, vị trí ngơ Cây ngô lan truyền trồng hầu khắp châu lục giới với vai trò ngũ cốc quan trọng loài người Có thể nói ngơ ngũ cốc ni sống gần 1/3 dân số tồn cầu Vai trị thể qua mặt chính: Làm lương thực cho người; Làm thức ăn chăn nuôi; Làm thực phẩm; Cung cấp ngun liệu cho cơng nghiệp; Là nguồn hàng hóa xuất khẩu; Ngoài ra, điều kiện nước ta ngơ cịn giúp sử dụng đất đai có hiệu quả, phá độc canh lúa Bên cạnh giá trị vật chất ngơ cịn có ý nghĩa đời sống tâm linh, truyện cổ dân gian, nghệ thuật trang trí, văn hóa ẩm thực Việt Nam giới Những dẫn liệu cho thấy ngơ có vai trị vị trí quan trọng kinh tế, xã hội, văn hóa giới nước ta, cho sống loài người với nghĩa vật chất lẫn tinh thần 1.2 Tình hình tiêu thụ, sản xuất ngơ giới nước 1.2.1 Tình hình tiêu thụ sản xuất ngô giới Dự báo tới năm 2050 dân số giới 9,73 tỷ người, với dân số khu vực thành thị 75% (FAO, 2017) nhu cầu ngơ, lúa mỳ lúa nước hàng năm giới cần khoảng 3,3 tỷ tấn, tăng 800 triệu so với nhu cầu (khoảng 2,5 tỷ tấn), nhu cầu ngô tăng 50 - 60% (FAO, 2016) Sản lượng ngô niên vụ 2017/2018 giới đạt 1.375,50 triệu tấn, vượt xa so với sản lượng lúa mỳ (763,18 triệu tấn) lúa nước (495,07 triệu tấn) (USDA, 2019) Cho đến nay, sản xuất ngơ tồn giới ngày phát triển mạnh mẽ tồn diện, ngơ thực ngành hàng quan trọng kinh tế giới Kết có trước hết nhờ ứng dụng rộng rãi ƯTL chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện biện pháp kỹ thuật canh tác 1.2.2 Tình hình tiêu thụ sản xuất ngô nước Về tiêu thụ, nhu cầu ngô nước tăng mạnh Hàng năm nước ta phải nhập lượng ngô lớn, lượng nhập năm sau cao năm trước, ví dụ như: Niên vụ 2016/2017 nhu cầu ngô nước 12,9 triệu phải nhập 8,5 triệu tấn; Niên vụ 2019/2020 nhu cầu ngô nước 15,4 triệu phải nhập 11,5 triệu (USDA, 2020) 80% lượng ngô nhập chủ yếu sử dụng làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn ni, cịn lại làm bột ngơ dùng thực phẩm số sử dụng cơng nghiệp sản xuất bia, phụ gia dược phẩm Về sản xuất, diện tích trồng ngơ vài năm trở lại có xu hướng giảm thành tựu giống, tiến kỹ thuật canh tác áp dụng công nghệ sinh học đại đưa suất ngô nước ta ngày tăng tiệm cận dần với suất bình quân giới [31] 1.3 Khả kết hợp, sở di truyền chọn lọc tính trạng chương trình chọn tạo giống ngơ 1.3.1 Đa dạng di truyền nguồn gen ngô Ngô giao phấn, thông qua tác động trình chọn lọc tự nhiên nhân tạo giúp cho ngơ có đa dạng di truyền rộng, trở thành trồng phổ biến giới (Zhang et al., 2015) Cây ngô trồng tất châu lục thích ứng với hầu hết loại hình sinh thái khí hậu, từ ơn đới, cận nhiệt đới đến nhiệt đới cao nhiệt đới thấp 1.3.2 Chọn lọc nguồn vật liệu tạo dịng Hiệu q trình chọn lọc lai tạo phụ thuộc vào nguồn vật liệu khởi đầu (Vasal Srinivasan, 1999) Theo Ngơ Hữu Tình Phan Xuân Hào (2005), tiến chương trình phát triển giống ngơ lai Việt Nam thời gian qua chọn lọc nguồn vật liệu ban đầu phù hợp, từ tạo giống lai thương mại phục vụ sản xuất Trong nghiên cứu chọn tạo giống ngơ thích ứng với BĐKH, đặc biệt trồng điều kiện vụ Đơng ĐBSH việc đánh giá, sàng lọc nguồn vật liệu khởi đầu khơng thể thiếu, tiền đề, sở cho việc lai tạo thành công giống ngơ lai thích ứng với điều kiện khí hậu vụ Đơng vùng 1.3.3 Một số phương pháp tạo dòng Từ nguồn vật liệu khởi đầu, có nhiều phương pháp khác để tạo phát triển dịng thuần, là: Tự phối (Self pollination); Cận phối (Full sib/Half sib); lai trở lại (Back cross); Tạo dòng đơn bội kép (Doubled haploid) 1.3.4 Khả kết hợp đánh giá khả kết hợp 1.3.4.1 Khả kết hợp Giữ lại hay loại bỏ dòng dựa kết đánh giá KNKH Đánh giá KNKH tiến hành thử với nguồn nguyên liệu ban đầu tự phối đặc điểm dịng KNKH hình thành sớm q trình tạo dịng, truyền lại hệ sau tương đối ổn định (đời S2 S3, S4 nhau) (Ngơ Hữu Tình, 2009) Vì vậy, KNKH thường thử đời S2 trước S4 KNKH xác định thông qua đánh giá KNKHC KNKHR Trong chọn tạo giống ngơ lai, việc tạo dịng đánh giá dòng tiến hành sớm, thường xuyên tránh việc loại dòng triển vọng 1.3.4.2 Đánh giá khả kết hợp Dòng có giá trị có KNKH cao số đặc điểm nông sinh học tốt, đáp ứng yêu cầu nhà tạo giống Để đánh giá KNKH dòng thuần, phương pháp thường dùng lai thử lai đỉnh luân giao cộng với phân tích lai (Zaidi cs., 2005; Ngơ Hữu Tình cs, 1996) a Giai đoạn lai thử thử: Theo Bauman, nhà chọn giống đánh giá dòng phương pháp lai thử sớm hệ S3, S4 khoảng 60%; hệ S5 muộn khoảng 22% (Bauman, 1981) Các nhà tạo giống thường chấp nhận chọn thử khơng có quan hệ họ hàng với vật liệu đem thử tốt thuộc nhóm ưu lai đối ứng Để tăng mức độ tin cậy thường sử dụng hai nhiều thử có di truyền khác b Phương pháp lai đỉnh (Top cross), gồm: (1) Lai đỉnh toàn phần; (2) Lai đỉnh phần c Phương pháp lai luân giao (Diallel): Để KNKHC, KNKHR dòng bố mẹ đồng thời thu thông tin chất ước lượng số di truyền thường dùng phương pháp phân tích luân giao Griffing (1956) Phương pháp giúp xác định thành phần phương sai KNKH chung riêng Từ ước lượng thành phần biến động hiệu cộng tính, trội siêu trội gen (Alvarado et al., 2014) 1.3.4.3 Đánh giá tương tác kiểu gen với môi trường KNKH GGE-Biplot Sử dụng GGE-Biplot giúp chọn dịng bố mẹ có KNKHC, KNKHR cao hay giống tốt phù hợp môi trường cụ thể 1.3.5 Chọn tạo giống ngô phương pháp chọn lọc truyền thống kết hợp ứng dụng công nghệ sinh học Ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống ngô thích ứng với điều kiện bất thuận; đánh giá đa dạng di truyền dự đốn nhóm ưu lai ngơ Trong đó, thị hình thái sử dụng sớm sở ban đầu đánh giá phân loại thực vật, thị ADN sử dụng rộng rãi đánh giá đa dạng di truyền, công cụ hữu hiệu công tác chọn tạo giống trồng Các thị phân tử Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP), Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD), Amplified Fragment Length polymorphism (AFLP), Simple Sequence Repeat (SSR) ứng dụng nhiều chọn giống phân tử Trong đó, thị SSR tỏ hiệu sử dụng nhiều nghiên cứu khoa học việc xác định giống, kiểu di truyền, phát sinh loài, đa dạng di truyền, tính khoảng cách di truyền để tiên đốn ưu lai, xác định độ di truyền dòng… 1.3.6 Chỉ số chọn lọc ứng dụng chọn tạo giống ngơ Kết tích số đích chọn lọc với cường độ chọn lọc cho biết mức độ chọn lọc cần ý chọn lọc Ngày nhiều nhà chọn giống áp dụng số chọn lọc chọn dịng giống ngơ lai (Ribaut et al., 1997; Zaidi, 2000) Một số đặc tính CIMMYT tổng kết từ kinh nghiệm nhà chọn giống ngô với giá trị cường độ chọn lọc, là: Năng suất hạt có cường độ: +5; số bắp cây: +3; chênh lệch TP-PR: -2; số xanh: -2; kích thước bơng cờ: -2; mức độ héo lá: -1 (Ribaut et al., 1997; Zaidi, 2000) 1.4 Nghiên cứu sử dụng giống ngơ lai chín sớm, chịu rét 1.4.1 Cơ sở khoa học tính chín sớm Q trình sinh trưởng, phát triển ngô liên quan đến nhiệt độ trung bình ngày, chu kỳ chiếu sáng nhiệt độ nhân tố (Olsen cs., 1993) Tổng nhiệt độ mà ngô cần suốt chu trình sống từ gieo đến chín cao nhiều so với trồng khác, từ 1.700oC đến 3.700oC tùy thuộc vào giống (Velican, 1956) Theo Derieux (1979), can thiệp nhà tạo giống vào thời điểm phân hóa đỉnh sinh trưởng để chọn tính chín sớm ngơ thường nhanh đạt hiệu Vì điều kiện gieo trồng với số định, đỉnh sinh trưởng ngơ chín sớm thường có số phân hóa thúc đẩy nhanh q trình phát triển sớm để chuyển tiếp sang giai đoạn sinh thực 1.4.2 Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai ngắn ngày giới Việt Nam 1.4.2.1 Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngơ lai ngắn ngày giới Tính chín sớm ngô nhiều nhà khoa học nhà tạo giống quan tâm, hướng nghiên cứu để chọn tạo giống ngơ lai chín sớm phục vụ sản xuất đặc biệt trọng Bởi giống ngơ lai chín sớm thường cho suất cao, ổn định giống ngơ chín muộn năm xảy điều kiện bất thuận (Kato A., 2002) Đặc biệt vùng hay xảy tượng thời tiết, khí hậu cực đoan vùng có thời vụ gieo trồng ngắn, giống ngắn ngày trồng để né tránh với điều kiện bất thuận tốt so với giống dài ngày Mặt khác, giống ngô ngắn ngày trồng mùa vụ gieo trồng ngắn cho suất cao, ổn định giống dài ngày (Troyer Brown, 1976) Has I (2012) đánh giá nguồn gen “Turda” phục vụ cho chương trình nghiên cứu chọn tạo giống ngơ lai chín sớm kết luận, việc đánh giá nguồn gen ngơ chín sớm quan trọng chọn tạo dịng tự phối giống ngơ lai thương mại thích ứng với vùng lạnh Việc lựa chọn giống ngô ngắn ngày cần thiết cho người trồng ngô vùng nhiệt độ thấp khơng làm giảm suất 1.4.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng giống ngơ lai ngắn ngày Việt Nam Giống ngô thụ phấn tự chín sớm TSB2 chọn tạo từ quần thể chín sớm Suwan lai với quần thể chín sớm khác theo phương pháp: Các cá thể tốt chọn từ quần thể gieo thành hàng mẹ hàng bố hạt trộn cá thể tốt chọn từ Suwan Sau quần thể TSB2 tiếp tục chọn lọc theo phương pháp bắp/hàng cải tiến để tạo giống ngơ thụ phấn tự chín sớm TSB2 (Trần Hồng Uy cs., 2012) Bằng phương pháp nội phối tự phối truyền thống với vật liệu giống ngô lai thương mại CP999 Cargil777, Bùi Mạnh Cường cs Đã chọn tạo giống ngơ lai chín sớm LVN885 sử dụng rộng rãi sản xuất (Bùi Văn Hiệu, 2019) 1.4.3 Vai trị giống chín sớm sản xuất nơng nghiệp Giống chín sớm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng sản xuất nơng nghiệp Đó giải vấn đề tăng vụ xếp lại cấu mùa vụ hợp lý Mặt khác, giống chín sớm cịn né tránh rủi ro, thiên tai, bất lợi điều kiện thời tiết Giống ngô cho suất cao với thời gian sinh trưởng ngắn có ý nghĩa lớn gieo trồng nhiều vụ năm làm tăng hiệu kinh tế đơn vị diện tích đất canh tác Theo Pswarayi Vivek (2007), nơng dân trồng giống ngơ lai chín sớm để tăng thêm thu hoạch trước trồng vụ điều đặc biệt quan trọng vùng có hai vụ năm Ở Việt Nam với vùng trồng lúa nước vụ/năm chuyển đổi đưa vào sản xuất giống ngơ chín sớm vụ ngơ/năm góp phần khơng nhỏ việc nâng cao sản lượng Mặt khác, vụ Đông vụ đặc thù miền Bắc nước ta Sau kết thúc vụ lúa Mùa, phần diện tích chân lúa sử dụng để trồng rau màu, phần lớn diện tích cịn lại thường để trống Đây hội để tăng diện tích, tăng sản lượng ngô cách hiệu quả, thiết thực tạo giống ngô ngắn ngày, suất khả thích ứng cao phù hợp cho vùng 1.4.4 Những nghiên cứu chọn tạo giống ngơ chịu rét Khó khăn mà nhà tạo giống ngô phải đối mặt phức tạp phản ứng với nhiệt độ thấp Ngô số trồng họ Hòa thảo khác gặp lạnh vào thời điểm thụ phấn thụ tinh kết hạt kém, chí khơng kết hạt làm giảm suất nghiêm trọng Ngoài ra, nhiệt độ thấp làm kéo dài thời gian sinh trưởng, làm giảm tốc độ tăng trưởng Ngơ nảy mầm nhiệt độ 10oC cần đảm bảo điều kiện tối ưu cho nảy mầm để giảm bớt tác động nhiệt độ thấp 1.4.5 Nhu cầu sử dụng giống ngơ chín sớm, chịu rét Miền Bắc nói chung ĐBSH nói riêng thường gặp tượng thời tiết rét đậm kéo dài, nhiệt độ trung bình thấp 15oC vào đầu vụ Xuân, cuối vụ Đông Điều ảnh hưởng lớn đến sản xuất ngô vùng ngô loại trồng nhiệt đới, nhạy cảm với thời tiết lạnh Điều kiện nhiệt độ thấp ảnh hưởng mạnh đến giai đoạn nảy mầm sinh trưởng sinh dưỡng giai đoạn vụ ngơ Xn Ngồi ra, nhiệt độ thấp kéo dài ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng sinh thực tích lũy chất dinh dưỡng vào hạt vụ ngơ Đơng, làm giảm đáng kể suất thu hoạch chất lượng sản phẩm Do vùng này, cần thiết phải nghiên cứu, chọn tạo theo hướng có giống chín sớm trung bình sớm, suất cao, ổn định, có khả chống chịu sâu bệnh thích ứng với điều kiện bất thuận đặc biệt hạn, rét sương muối 1.4.6 Những kết nghiên cứu ngô Đông Việt Nam “Ngô Đông đất hai lúa đồng Bắc Bộ” hai kiện tạo chuyển biến trình phát triển ngơ nước ta Từ năm đầu thập kỷ 80 kỷ 20 có nhiều nghiên cứu thử nghiệm giống, kỹ thuật nhằm đưa ngô vào vụ Đông đất ướt sau hai vụ lúa Với tiến giống (ngắn ngày, suất cao, chịu lạnh, chịu úng…) kỹ thuật đặc sắc (làm ngô bầu, kỹ thuật gieo trồng chăm sóc đất ướt, phịng trừ sâu bệnh…) với sách khuyến khích nơng dân làm vụ Đơng Chính phủ địa phương, ngô Đông khẳng định phát triển nhanh chóng Đặc biệt, vụ Đơng năm 2020, Bộ Nông nghiệp PTNT chủ trương sớm chuẩn bị kỹ lưỡng giải pháp, sách nhằm tạo bứt phá cho phát triển ngô sinh khối tỉnh phía Bắc nhu cầu ngơ sinh khối nhằm phục vụ cho chăn nuôi đại gia súc ngày lớn, qua vực dậy phong trào sản xuất vụ Đơng vốn cịn gặp nhiều khó khăn năm qua Ngô Đông giải pháp kinh tế có tầm quan trọng to lớn, phù hợp đáp ứng hồn tồn chương trình lương thực, thực phẩm, hàng tiêu dùng xuất Việt Nam ngơ Đông tạo thêm vụ lương thực ổn định, suất cao, cung cấp thức ăn cho người ngành chăn nuôi, nguyên liệu cho nghề phụ sản xuất hàng xuất 1.4.7 Tình hình sản xuất ngô vùng đồng sông Hồng Vùng ĐBSH tương đối đa dạng thời vụ, tuỳ chân đất để bố trí mùa vụ cho thích hợp Tuy nhiên ngô Đông cần ý chống hạn cuối vụ sử dụng giống chín sớm Hiện suất ngô vùng 49,1 tấn/ha, cao so với suất trung bình nước (46,7 tấn/ha) (Niên giám Thống kê, 2017) (Bảng 1.4) 11 2.3.6 Phương pháp phân tích đa dạng di truyền thị phân tử SSR - Đánh giá đa dạng di truyền thị phân tử với 22 thị SSR phân loại lựa chọn dựa tính đa hình thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền (Bảng 2.2) Các thông tin mồi SSR sử dụng trình bày Phụ lục luận án - Đọc số liệu xác định hệ số tương đồng di truyền, phân nhóm cách biệt di truyền phương pháp UPGMA, thực theo quy trình phân tích kiểu gen ngơ thị SSR phân tích liệu Luz Ellen (2004) phần mềm NTSYSpc 2.1 (Rohlf, 2000) 2.3.7 Phương pháp tách chiết tinh DNA Phương pháp PCR; Phương pháp điện di gel Agarose 2.3.8 Phương pháp đánh giá tính thích ứng ổn định Đánh giá tính thích ứng ổn định theo phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính Eberhart S.A Russel W (1966), Chương trình Di truyền số lượng Nguyễn Đình Hiền đồng tác giả (2007): Xác định độ ổn định suất (S2di ); Tính thích ứng (Chỉ số hồi quy (bi ) - Chỉ số môi trường Ij: Ij = Li – Grand mean (L: Location), đó: Nếu Ij > 0: mơi trường thuận lợi; Nếu Ij < 0: môi trường bất thuận ∑I2j = Sum(i12 + … + in2) - Chỉ số hồi quy bi: bi = adaptibility index – số hồi quy, đó: Nếu bi > 1: thuận lợi; Nếu bi = 1: rộng; Nếu bi < 1: bất thuận  Ij1   bi =  Ijy  ∑ Yij Ij = [Y] x  ∑Yij.Ij ∑I j - Chỉ số ổn định S2di: S2di = stability index – số ổn định Nếu S2di → 0: tính ổn định; S2di ≈ 0: ổn định  D   EMS   -   L −2  r  S2d =  Trong đó: L: Location; D: Diff Nếu S2d → 0: suất ổn định tương quan G × E tuyến tính 2.3.9 Phương pháp khảo nghiệm - Khảo nghiệm sở - Khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giống ngô (VCU) 2.3.10 Phương pháp thu thập xử lý số liệu thí nghiệm - Phương pháp thu thập xử lý số liệu: Theo CIMMYT (1985) Quy chuẩn QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT Số liệu xử lý thống kê chương trình Excel IRRISTAT 5.0 - Đánh giá KNKH dòng tính tốn xử lý phần mềm chương trình Di truyền số lượng Ngơ Hữu Tình, Nguyễn Đình Hiền (1996) 12 2.3.11 Các tiêu theo dõi đánh giá dòng so sánh tổ hợp lai Gồm: Thời gian sinh trưởng; Các tiêu hình thái cây, bơng cờ, bắp; Các yếu tố cấu thành suất; Đánh giá suất; Khả chống chịu: Bệnh khô vằn, sâu đục thân, chống đổ, tỷ lệ thối bắp, chịu rét 2.4 Địa điểm thời gian nghiên cứu 2.4.1 Địa điểm nghiên cứu - Đánh giá vật liệu, chọn lọc dòng triển vọng Viện Nghiên cứu Ngô (Đan Phượng - Hà Nội) - Thí nghiệm đánh giá THL triển vọng tỉnh thuộc vùng ĐBSH - Khảo nghiệm giống mạng lưới KNQG số tỉnh phía Bắc 2.4.2 Thời gian nghiên cứu - Năm 2012 - 2014: Đánh giá dòng, chọn lọc dòng - Năm 2015 - 2016: Tuyển chọn, khảo nghiệm sở tổ hợp lai - Năm 2017 - 2018: Đánh giá khả sinh trưởng, phát triển tổ hợp lai triển vọng hệ thống khảo nghiệm Quốc gia 2.5 Sơ đồ trình chọn tạo Sơ đồ khái quát trình chọn lọc dịng, lai tạo, khảo nghiệm giống ngơ trình bày Hình 2.1 Hình 2.1 Sơ đồ khái quát q trình chọn lọc dịng, lai tạo, khảo nghiệm giống ngô CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đánh giá chọn lọc dịng ngơ chịu rét, chín sớm 3.1.1 Diễn biến yếu tố khí hậu vùng đồng sơng Hồng Đi sâu phân tích ảnh hưởng yếu tố khí hậu vùng ĐBSH tới khả sinh trưởng phát triển ngô vụ Đông (Bảng 3.1) cho thấy: Cả yếu tố (lượng mưa, nhiệt độ độ ẩm không khí) biến động mạnh Lượng 13 mưa phân bố khơng đồng tháng năm, thấp tháng (15,1 mm/tháng), cao tháng đạt 311,4 mm/tháng; Độ ẩm khơng khí thấp 26%, cao 88%; Nhiệt độ thấp 16,9oC (tháng 1) cao 40,7oC (tháng 6) Xét tổng thể cho thấy tháng 12 tháng hai tháng vụ Đơng có điều kiện khí hậu khơng thích hợp cho sinh trưởng phát triển ngô tháng hai tháng có nhiệt độ lượng mưa thấp năm thời vụ cho ngô vụ Đông cần gieo trước thời điểm 25/9 để ngô trỗ cờ trước 20/11, chín trước 20/1 đồng thời cần ý chống hạn cuối vụ Trong chọn tạo giống ngô tạo dịng/giống chín sớm, có tiềm năng suất cao vụ Đông điều kiện thời tiết khơng thuận lợi, nhiệt độ xuống thấp thành cơng dịng/giống góp phần phát triển vụ Đơng miền Bắc nói chung vùng ĐBSH nói riêng Chính để tuyển chọn dịng ngơ có khả chịu rét chúng tơi tiến hành đánh giá đặc điểm nơng sinh học dịng ngô nghiên cứu thời vụ khác vụ Đông 3.1.2 Đánh giá đặc điểm nông sinh học 53 dịng ngơ nghiên cứu 3.1.2.1 Thời gian sinh trưởng 53 dịng ngơ nghiên cứu Bảng 3.2 trình bày kết nghiên cứu TGST 53 dòng ngơ thí nghiệm cho thấy: Các dịng ngơ thí nghiệm có TGST tương đối khác nhau, trung bình dao động từ 99,7 ngày (C59) đến 129,2 ngày (C649, C258) vật liệu sinh trưởng ổn định qua trà gieo cho thấy khả thích ứng tốt điều kiện bất thuận chia thành: Nhóm chín sớm (TGST < 105 ngày) có dịng C59 (99,7 ngày); Nhóm chín trung bình (TGST 105 – 120 ngày) gồm 40 dịng; Nhóm chín muộn (TGST > 120 ngày) gồm 12 dịng Như vậy, có tới 77% số dịng nghiên cứu sử dụng làm bố mẹ cơng tác chọn tạo giống ngơ lai chín sớm trung bình sớm (ngắn ngày) phù hợp điều kiện vụ Đơng vùng ĐBSH 3.1.2.2 Đặc điểm hình thái dịng ngơ nghiên cứu Bảng 3.3 đánh giá số tiêu hình thái 53 dịng ngơ nghiên cứu Gồm: - Chiều cao cây: Biến động lớn, từ 96,2 - 170,8 cm, thấp dòng C847 (96,2 cm) cao dòng C491 (170,8 cm) - Chiều cao đóng bắp: Tỷ lệ đóng bắp dịng ngơ nghiên cứu dao động từ 36 - 94%, có vật liệu có tỷ lệ đóng bắp < 40% C28 C524, có 15 vật liệu có tỷ lệ đóng bắp > 60% gồm C63, C124, C252, C269, C282, C318, C409, C491, C571, C608, C649, C691, C722, C777 dòng đối chứng T5 Như 36/53 dịng nghiên cứu có chiều cao đóng bắp phù hợp cho công tác chọn tạo có dịng đối chứng - Tỷ lệ gãy đổ: Đường kính gốc dịng ngơ nghiên cứu đánh giá giai đoạn với chiều cao cây, dao động từ 1,3 (C28) - 2,2 cm (C354) - Số lá: Các vật liệu nghiên cứu có số cuối tương đối cao, trung bình từ 16,8 (C352, C491) - 19,4 lá/cây (C282) vật liệu giữ xanh bền với số xanh lại dao động từ 9,8 - 12 14 Như vậy, đa số dịng nghiên cứu có chiều cao cây, chiều cao đóng bắp mức trung bình đồng đều, thể hệ số biến động CV (%) nhỏ 15%, tương đối rậm (16,8 - 19,4 lá/cây) ổn định hai vụ thí nghiệm Có thể khẳng định dịng nghiên cứu dòng đủ điều kiện để tiến hành thí nghiệm (Bảng 3.3) 3.1.2.3 Năng suất dịng ngơ nghiên cứu Năng suất dịng ln mục tiêu nhà chọn tạo giống ngô quan tâm lợi ích nhiều mặt Năng suất thực thu 53 dịng ngơ thí nghiệm tổng hợp Bảng 3.4 cho thấy hầu hết dịng khơng có biến động đáng kể, hệ số biến động CV (%) từ 5,90 - 8,10% thể ổn định di truyền dịng ngơ nghiên cứu Dịng có suất thực thu thấp C539 (1,430 tấn/ha), thấp hầu hết vật liệu lại mức có ý nghĩa Các dịng đối chứng có suất trung bình đạt 2,184 - 2,311 tấn/ha, thuộc nhóm trung bình số vật liệu nghiên cứu Dịng có suất cao C805, đạt 2,655 tấn/ha, cao giống đối chứng mức có ý nghĩa, dịng C608, C777, C855 có suất trung bình cao dịng đối chứng C88N T8 mức có ý nghĩa Nhận thấy dịng ngơ thí nghiệm có suất tương đối cao ổn định qua hai vụ thí nghiệm, vật liệu tốt khai thác cơng tác chọn tạo giống ngô lai suất cao Kết đánh giá TGST, đặc điểm hình thái suất dịng ngơ nghiên cứu nghiên cứu kết hợp với kết sàng lọc kiểu gen mong muốn Chương trình Chỉ số chọn lọc để lựa chọn dịng triển vọng tập đồn 53 dịng ngơ 3.1.3 Kết chọn lọc dịng chín sớm, có khả chịu rét 3.1.3.1 Kết chọn lọc dịng chín sớm, có khả chịu rét số chọn lọc Trên sở số liệu bẩy tiêu theo dõi là: thời gian sinh trưởng, suất, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, đường kính thân, số số xanh giai đoạn ngô có bắp chín sữa để lựa chọn dịng triển vọng phục vụ cho công tác lai tạo giống ngơ có khả chín sớm, thích ứng với điều kiện lạnh Đối với nội dung nghiên cứu đề tài, đặc biệt quan tâm đến thời gian sinh trưởng, tiếp đến suất hạt độ bền xanh (số xanh giai đoạn ngơ có bắp chín sữa) dịng nghiên cứu Bảng 3.5 Mục tiêu cường độ chọn lọc dòng ngơ thí nghiệm Chỉ tiêu Thời gian sinh trưởng Năng suất Số xanh GĐ ngơ bắp chín sữa Mục tiêu -1,5 2,0 2,0 Cường độ 9,0 8,0 6,0 Giá trị mục tiêu mong muốn 108,4 26,3 12,0 Khái quát dịng ngơ nghiên cứu nghiên cứu thơng qua kết thống kê mơ tả dịng trình bày Bảng 3.6 15 Bảng 3.6 Số liệu thống kê mơ tả 53 dịng nghiên cứu Chỉ tiêu Thời gian sinh trưởng Trung bình Độ lệch chuẩn Hệ số biến động Giá trị nhỏ Giá trị lớn 117,296 5,938 0,051 99,7 129,2 Năng suất 20,328 2,971 0,146 14,3 26,6 Chiều cao 132,751 19,271 0,145 96,2 170,8 Đường kính thân 1,790 0,220 0,123 1,3 2,2 Số 17,834 0,718 0,040 16,8 19,4 Số xanh GĐ ngô bắp CSữa 10,808 0,608 0,056 9,8 12,0 Kết chọn lọc dịng triển vọng thơng qua số chọn lọc trình bày Bảng 3.7 với 30 dịng chọn, xác định 26 dịng phù hợp với định hướng nghiên cứu dòng đối chứng 30 dòng chọn với số chọn lọc biến thiên từ 3,84 - 10,56 Những dịng có giá trị số chọn lọc nhỏ biểu dịng gần với tiêu chí chọn lọc ngược lại Trong số dòng chọn cho thấy dòng có số chọn lọc thấp dịng đối chứng C777, C608, C783, C801, C571 C855 với số chọn lọc dao động từ 3,84 - 6,67 (Bảng 3.7) Bảng 3.7 Chỉ số chọn lọc giá trị 30 dòng chọn T T 41 34 42 44 33 49 51 46 53 28 22 35 50 40 26 21 Dòng C777 C608 C783 C801 C571 C855 T8(đ/c) C833 C50 DF5(đ/c) C28 C475 C373 C628 C88N(đ/c) C769 C431 C354 Chỉ số chọn lọc 3,84 4,04 4,53 5,99 6,56 6,67 7,14 7,65 8,04 8,39 8,47 8,53 8,84 9,04 9,17 9,32 9,49 9,51 TGST NS 107,8 111,5 115,3 115,5 115,7 111,5 117,2 114,5 111,3 116,7 111,3 120,7 116,8 115,2 114,7 112,0 112,0 114,5 25,9 25,9 23,8 25,0 23,6 25,6 21,8 23,7 20,0 23,1 18,9 24,6 19,6 21,4 22,2 20,5 19,0 18,2 Chiều cao 142,0 157,6 120,2 106,8 116,0 116,0 130,2 111,4 109,4 122,4 119,4 168,0 150,2 148,2 97,6 117,0 138,6 165,0 Đường kính thân 2,04 2,06 1,84 1,82 2,12 1,90 1,82 1,76 1,38 1,60 1,30 1,66 1,78 2,16 1,72 1,80 1,74 2,20 Số 18,2 18,8 17,2 19,0 17,8 17,4 18,2 17,2 16,8 17,6 17,6 18,6 17,4 18,0 17,4 17,8 17,6 19,0 Số xanh GĐCS 11,2 11,2 11,8 11,0 11,0 10,6 11,4 10,6 11,2 10,6 11,6 10,8 11,4 10,6 10,4 10,6 11,0 11,6 16 10 16 32 13 43 20 47 52 17 C124 C282 C541 C252 C795 C18 C16 C352 C838 T5(đ/c) C290 C63 9,66 9,70 9,85 9,87 9,89 10,20 10,30 10,30 10,42 10,49 10,55 10,56 122,0 117,8 118,2 113,5 119,7 114,8 110,0 115,2 119,2 119,0 116,0 108,5 20,1 18,5 24,1 18,3 20,8 17,8 17,4 19,0 23,1 22,8 17,2 19,0 135,2 138,6 106,4 125,0 147,4 151,2 116,6 144,2 113,2 107,2 147,6 129,4 1,84 2,00 1,98 1,84 2,10 1,74 1,32 1,84 1,80 1,91 1,98 1,66 18,2 19,4 17,2 18,2 18,0 18,8 17,4 16,8 17,0 18,4 18,6 17,2 11,8 11,8 10,2 11,2 10,8 11,4 11,4 10,8 10,2 10,2 12,0 10,6 Với kết thu tiếp tục đánh giá phản ứng 26 dòng chọn với dòng đối chứng vụ 3.1.3.2 Thời gian sinh trưởng 30 dòng chọn lọc Sau chọn lọc, 30 dịng ngơ thí nghiệm (dịng tự phối hệ S8-S12) tiếp tục đánh giá kiểu hình Kết đánh giá TGST dịng nghiên cứu thể Bảng 3.8 Ở vụ Xn, dịng có TGST 113 ngày tương đương dịng đ/c chín sớm (C88N), 11 dịng có TGST > 120 ngày tương đương dòng đ/c lại, 13 dịng có TGST dao động từ 115 - 119 ngày Ở vụ Đơng, 12 dịng có TGST từ 108 - 113 ngày, ngắn dòng đ/c từ - 11 ngày; 11 dịng có TGST từ 115 - 119 ngày tương đương dòng đ/c; dòng TGST từ 120 - 121 ngày dài dòng đ/c từ - ngày (C475, C124, C795) Có thể thấy, 30 dịng ngơ tương đối đa dạng mặt di truyền, có thời gian G-TP TGST thuộc nhóm trung đến dài ngày nên tiềm năng suất tốt 3.1.3.3 Đặc điểm hình thái 30 dịng chọn lọc Đặc điểm hình thái 30 dịng chọn lọc thể chiều cao cây; Tỷ lệ đóng bắp; Chiều dài bơng cờ; Số nhánh cờ; Số cuối Nhìn chung, 30 dịng thí nghiệm có tính trạng hình thái tốt, đáp ứng nhu cầu chọn tạo giống ngô lai 3.1.3.4 Yếu tố cấu thành suất suất 30 dịng chọn lọc Các dịng ngơ thí nghiệm có suất trung bình đạt 2,167 tấn/ha (C777) -3,433 tấn/ha (C373, C628), 13 dịng có suất cao, đạt > 3,0 tấn/ha tương đương dịng đối chứng C88N, T8, T5; dịng có suất thấp mức 3,0 tấn/ha mức có ý nghĩa Dịng có suất thực thu đạt cao dòng C373, C628 (3,433 tấn/ha), C28 (3,366 tấn/ha), C354, C252 (3,333 tấn/ha) Các dịng khơng có yếu tố cấu thành suất vượt trội đạt suất cao, cho thấy mức độ thích nghi, thích ứng 17 với điều kiện canh tác mơi trường tốt, từ phát huy hết tiềm năng suất giống 3.1.3.5 Khả chống chịu 30 dòng chọn lọc Đánh giá sơ khả chống chịu số loại sâu bệnh hại ngơ 30 dịng ngơ, kết thể Bảng 3.11 cho thấy, dòng chống chịu tốt với tác nhân gây hại nên ảnh hưởng đến sinh trưởng suất, chất lượng hạt 3.1.3.6 Khả kết hạt 30 dòng chọn lọc Đánh giá khả kết hạt dựa tiêu chính: tỷ lệ bắp không kết hạt (đuôi chuột) tỷ lệ hạt lép, số liệu trình bày Bảng 3.12 Tỷ lệ bắp không kết hạt vật liệu nghiên cứu dao động từ 1,00 – 5,34% Dịng C541 có tỷ lệ bắp không kết hạt cao (5,34%), cao đáng kể so với hầu hết vật liệu cịn lại độ tin cậy 95% Bên cạnh đó, có dịng có tỷ lệ bắp khơng kết hạt >3% gồm: C855 (3,21%), C475, C124, C838 (3,33%), C783, C373 (3,38%), C63 (4,21%) C282 (4,26%) Tỷ lệ hạt lép dao động từ - 5,33% Đáng ý dịng vật liệu C431 khơng có hạt lép (0%), tương đương hai dịng đối chứng T8, C88N Ngồi dịng C801 có tỷ lệ hạt lép 0,08%; dịng C769, C50, C541 có tỷ lệ hạt lép 1,00% Chỉ có dịng C16 có tỷ lệ hạt lép cao >5% (5,33%) Nghiên cứu chọn tạo giống ngơ chín sớm, thích ứng với điều kiện lạnh giải pháp nhằm giảm thiểu tác hại điều kiện nhiệt độ thấp đến sản xuất ngô Nhận thấy, vật liệu nghiên cứu có tỷ lệ hạt lép tỷ lệ bắp khơng kết hạt nhìn chung đánh giá tương đối thấp, gây ảnh hưởng đến suất chất lượng hạt thu được, kết hợp với kết đánh giá đặc điểm nông sinh học, yếu tố cấu thành suất suất kết hạt bắp ngô giai đoạn thu hoạch nên chúng sử dụng tiêu cơng tác chọn tạo giống ngơ lai, thích ứng với điều kiện rét Kết thúc thí nghiệm đánh giá dịng, chúng tơi chọn lọc 30 dịng ngơ triển vọng, dịng có đặc điểm sinh trưởng, phát triển, suất khả chống chịu điều kiện bất thuận tốt; dòng đưa vào thí nghiệm đánh giá khả kết hợp chung để tìm dịng có KNKH cao 3.2 Kết phân tích đánh giá đa dạng di truyền 30 dòng chọn lọc Sử dụng 22 locus SSR CT NTSYS trình bày Bảng 3.13 Hình 3.4 cho thấy: Hệ số tương đồng di truyền dòng biến thiên từ 0,54 - 0,94 chứng tỏ dòng tương đối khác biệt vật chất di truyền, sở để có THL có KNKH cao hay nói cách khác có biểu ƯTL cao 18 Nhận thấy: Ở hệ số tương đồng di truyền 0,75, tập đồn dịng ngơ nghiên cứu phân thành nhóm: Nhóm I dịng: C18 C608; Nhóm II 12 dòng: C475, C777, C16, C282, C354, C252, C28, C795, C855, C838, C373, C541; Nhóm III dịng: C124, C783, C571, C352, C88N, T8; Nhóm IV dịng: C628, C63, C833, C50, C769, C801, C290, DF5, C431; dòng đơn lẻ T5 Như dự đốn số cặp lai có khả cho ƯTL cao là: Nhóm I lai với nhóm II, III, IV; Nhóm II lai với nhóm I, III, IV; Nhóm III có Hình 3.4 Sơ đồ phả hệ 30 thể lai với nhóm I, II, IV nhóm IV dịng ngơ nghiên cứu sở lai với nhóm I, II, III Đặc biệt, phân tích 22 locus SSR theo PP dịng T5 cho ƯTL cao với phân nhóm UPGMA dịng nhóm cịn lại 3.3 Kết đánh giá KNKH dòng nghiên cứu 3.3.1 Kết đánh giá khả kết hợp chung 26 dòng chọn lọc tiến hành đánh giá KNKH tiêu suất hạt qua PP lai đỉnh với CT dòng T5 B67CT cho kết quả: CT1(T5) có KNKHC suất, cao có ý nghĩa so với CT2 (Bảng 3.14), dịng C352 có giá trị KNKHC cao (gi = 13,807), tiếp đến dòng C16 (gi = 8,827), C431 (gi = 8,533), C838 (gi = 7,972), C801 (gi = 6,788), C769 (gi = 6,335) (Bảng 3.15) Ngồi ra, dịng gồm C608, C783, C855, C628, C252 có giá trị gi cao dao động từ 3,595 – 4,780 (Bảng 3.15) Bên cạnh đó, dịng có phương sai KNKHR cao C18 (σ2si = 70,193), C373 (σ2si = 64,432), C475 (σ2si = 54,794) Các dịng C18, C373, C475, C855 có KNKHR Dịng * thử cao với CT1(T5), dòng C63, C431, C769, C571 C50 đạt giá trị cao với CT2(B67CT) (Bảng 3.15) Giá trị KNKHC (GCA) cao dịng bao gồm thử có đóng góp lớn vào biểu kiểu hình lai F1, điều phù hợp với kết nghiên cứu số tác giả (Cesar cs., 2014) Bảng 3.14 Giá trị KNKHC (gi) suất CT vụ Đ15 Hà Nội TT Cây thử T5 (Cây thử 1) B67CT (Cây thử 2) Edgi (Sai số KNKHC thử) LSD0.05 Giá trị khả kết hợp chung (gi) 1,989 -1,989 0,373 0,740 19 Bảng 3.15 Giá trị KNKHC(gi) suất dòng NC vụ Đ15 Hà Nội Ký hiệu Tên dòng Giá trị KNKHC (gi) Khả kết hợp riêng Dòng x Cây thử CT1(T5) CT2(B67CT) 0,248 -0,248 -0,356 0,356 -1,047 1,047 -1,466 1,466 -4,076 4,076 5,353 -5,353 -2,496 2,496 -4,046 4,046 -0,057 0,057 5,234 -5,234 5,676 -5,676 -3,934 3,934 -4,252 4,252 -4,434 4,434 -2,289 2,289 2,858 -2,858 2,388 -2,388 1,356 -1,356 3,861 -3,861 1,576 -1,576 5,924 -5,924 -2,464 2,464 1,616 -1,616 1,428 -1,428 -2,117 2,117 -4,481 4,481 C777 -13,308 C608 4,175 C783 3,793 C801 6,788 C571 -0,402 C855 4,780 C833 -7,532 C50 -5,562 C28 -6,283 10 C475 -3,845 11 C373 -4,510 12 C628 4,483 13 C769 6,335 14 C431 8,533 15 C354 -3,122 16 C124 -2,492 17 C282 -1,822 18 C541 -11,76 19 C252 3,595 20 C795 -4,683 21 C18 -8,458 22 C16 8,827 23 C352 13,807 24 C838 7,972 25 C290 -0,453 26 C63 1,147 Edgi 1,346 LSD0.05 2,670 Ghi chú: Edgi – Sai số khả kết hợp chung dòng Phương sai KNKHR (σ2si) 0,123 0,253 2,194 4,297 33,224 57,300 12,458 32,736 0,007 54,794 64,432 30,954 36,166 39,323 10,480 16,331 11,401 3,677 29,813 4,967 70,193 12,144 5,222 4,076 8,967 40,155 Như vậy, dòng: C352, C16, C431, C838, C801, C769 có KNKHC cao suất, đặc biệt dịng C431 C769 cịn có phương sai KNKHR cao Bên cạnh dịng C608, C783, C855, C628, C252 cần quan tâm Các dòng phù hợp làm vật liệu lai tạo giống ngô có TGST ngắn, thích ứng với điều kiện lạnh cho suất cao 3.3.2 Kết đánh giá khả kết hợp riêng Nhằm xác định KNKH kiểu gen cụ thể phục vụ cho định hướng lai tạo, lựa chọn 11 dòng: C608, C783, C801, C855, C628, C769, C431, C252, C16, C352 C838 có đặc điểm nông sinh học tốt, KNKHC cao để tiếp tục đánh giá KNKHR suất luân giao Griffing Kết trình bày Bảng 3.16 Bảng 3.17 cho thấy: Có sai khác có ý nghĩa mức tin cậy 95% KNKH chung riêng 11 dòng tham gia đánh giá Trong sơ đồ ln giao 11 dịng, dịng C352 có giá trị KNKHC cao (gi=3,213), cao có ý nghĩa so với dòng lại Giá trị KNKHR cao thuộc về: Dòng C431 với 20 dòng C608 (sij=17,454), C801 (sij=10,096), C855 (sij=6,829); Dòng C252 với dòng C628 (sij=5,893), C769 (sij=5,953); Dòng C352 với dòng C783 (sij=6,888), C801 (sij=7,485), C855 (sij=5,231), C628 (sij=7,644), C769 (sij=5,031); Dòng C838 với dòng C783 (sij=6,167), C16 (sij=5,245) Đặc biệt dòng C431 C352 cịn có phương sai KNKHR cao, là: σ2sij=92,246 57,502 Những dòng phù hợp tham gia CT chọn tạo giống ƯTL 3.4 Kết chọn lọc tổ hợp lai triển vọng Để thấy rõ đóng góp dịng bố mẹ biểu THL, tiến hành phân tích kết đánh giá, khảo sát 52 THL đỉnh 55 THL luân giao TGST suất 3.4.1 Sinh trưởng suất tổ hợp lai đỉnh Vụ Xuân 2015, 52 THL đỉnh khảo sát với giống đ/c LVN885, LVN99, LVN4 DK9955 cho thấy, THL đỉnh có TGST dao động từ 112 - 120 ngày Nhóm tổ hợp có dòng C783, C801, C855, C628, C769, C431, C252, C795, C352, C838 tham gia có TGST ngắn tổ hợp lại, dao động từ 112 – 115 ngày So với giống chín sớm trung bình sớm phổ biến ngồi sản xuất nhóm tổ hợp chín sớm đối chứng DK9955 từ - ngày tương đương với LVN885, LVN99 LVN4 Về suất: Các THL đỉnh có suất khác biệt chắn mức tin cậy 95%, dao động từ 5,860 - 8,513 tấn/ha So với giống đối chứng, có 5/26 tổ hợp với CT1(T5) C855xT5, C252xT5, C16xT5, C352xT5, C838xT5 4/26 tổ hợp với CT2(B67CT) C769xB67CT, C431xB67CT, C16xB67CT, C352xB67CT có suất cao giống đ/c có ý nghĩa 3.4.2 Sinh trưởng suất tổ hợp lai luân phiên Vụ Đông 2015, 55 tổ hợp luân giao đánh giá với giống đ/c LVN885, LVN99, LVN4 DK9955 (Bảng 3.19): TGST THL dao động từ 114-118 ngày, tổ hợp có TGST ngắn (114 ngày) là: C608xC352, C783xC352 C431xC16 Các tổ hợp có TGST từ 114-115 ngày ngắn chắn so với đ/c DK9955 mức tin cậy 95% Về suất: Có khác biệt có ý nghĩa suất tổ hợp luân giao so với giống đ/c Tổ hợp C608xC431 có suất cao đạt 8,65 tấn/ha, cao giống đ/c có ý nghĩa mức tin cậy 95%; THL C783xC352, C855xC352, C628xC352, C769xC352 có suất dao động từ 8,10-8,25 tấn/ha, cao đ/c LVN885, LVN99, LVN4 có ý nghĩa tương đương DK9955; Trong số THL lại, ngoại trừ tổ hợp có suất từ 5,65-5,93 tấn/ha thấp giống đ/c chắn, tổ hợp khác tương đương đ/c (Bảng 3.19) 3.4.3 Tuyển chọn tổ hợp lai triển vọng Trên sở đánh giá THL đỉnh luân giao lựa chọn 26 tổ hợp triển vọng phù hợp với mục tiêu chọn tạo (chín sớm, thích ứng với điều kiện lạnh, suất cao) để đánh giá vụ làm tuyển chọn THL ưu tú đưa vào thí nghiệm khảo sát mùa vụ có nhiệt độ giảm thấp vùng sinh thái trồng ngơ phía Bắc có ĐBSH (Bảng 3.20) Từ kết khảo sát tuyển chọn 12 THL triển vọng: C608xC431; C783xC352; C801xT5; C801xB67CT; C855xT5; C769xB67CT; C431xB67CT; C252xT5; C16xT5; C16xB67CT; C352xT5; C352xB67CT đánh giá tiếp tục Để thuận tiện theo dõi đánh giá, THL ký hiệu tương ứng từ V1 đến V12 21 3.5 Kết đánh giá tính ổn định suất số THL triển vọng 12 THL triển vọng chọn tạo theo hướng chín sớm, thích ứng với điều kiện lạnh từ thí nghiệm lai đỉnh lai luân giao ký hiệu từ V1 - V12 khảo nghiệm vụ Đ16 địa điểm phía Bắc: Hạ Hòa - Phú Thọ; Tam Dương - Vĩnh Phúc; Đan Phượng - Hà Nội; Vũ Thư - Thái Bình; Yên Định - Thanh Hóa giống đ/c giống ngơ lai chín sớm phổ biến sản xuất: LVN4, LVN99, DK9901 (Bảng 3.21) 3.5.1 Đặc điểm nông sinh học tổ hợp lai triển vọng TGST trung bình từ 117,8-121,6 ngày, hầu hết thuộc nhóm trung ngày, ngắn đ/c LVN4 (ngoại trừ tổ hợp V9, V10, V12 dài ngày tương đương đ/c LVN4 DK9901); Nhìn chung giống khảo nghiệm có dạng bắp to, đường kính bắp trung bình đạt 4,7-5,4 cm, V7, V5, V1 V9 có đường kính bắp đạt giá trị cao (5,1-5,4 cm) cao giống đ/c tổ hợp V1, V7 V9 có khối lượng 1000 hạt cao đ/c Các tổ hợp V4, V6, V7, V8 V9 thể có ưu suất so với giống lại đ/c, suất đạt từ 6,59-7,19 tấn/ha Trong điều kiện rét lạnh giai đoạn cuối vụ Đông có nhiều ảnh hưởng đến khả tích lũy chất khơ vào hạt, tổ hợp cho suất cao tổ hợp thích ứng điều kiện Đánh giá chung, tổ hợp V2, V6, V7 V8 đánh giá có khả chống chịu tương đương đ/c DK9901 (Bảng 3.25) 3.5.2 Đánh giá ổn định tổ hợp lai triển vọng Đồng thời với đánh giá đặc điểm nông sinh học cần quan tâm đến ổn định THL qua vùng sinh thái nhằm xác định THL có suất cao thích ứng với điều kiện vụ Đơng tỉnh phía Bắc (Bảng 3.26; Bảng 3.27) Tại Bảng 3.26, sau phân tích độ ổn định có THL V7 có suất trung bình cao ba giống đ/c mức có ý nghĩa, độ tin cậy 95%; tổ hợp V3, V4, V6, V8 V9 suất cao chắn giống đ/c LVN4, LVN99 tương đương với DK9901; tổ hợp lại tương đương với giống đ/c ngoại trừ V12 có suất thấp DK9901 có ý nghĩa Căn vào giá trị số mơi trường (Ij) vụ Đ2016 điều kiện Vĩnh Phúc (Ij = 2,447) thuận lợi cho giống ngơ thí nghiệm sinh trưởng phát triển, tiếp đến Hà Nội (Ij = 2,250), Thái Bình (Ij = 1,936), Phú Thọ (Ij = 0,879) mơi trường Thanh Hố (Ij = -7,512) (Bảng 3.26) Bảng 3.26 Ước lượng suất THL khảo nghiệm theo hồi quy (Đ16) Tổ hợp lai NSTB (tấn/ha) V1 V2 V3 V4 6,38 6,08 6,46 6,81 Hệ số hồi quy (bi) 1,588 1,362 1,011 1,422 Giá trị số môi trường (Ij) địa điểm KN PT VP HN TB TH 0,879 2,447 2,250 1,936 -7,512 6,52 6,77 6,74 6,69 5,19 6,20 6,42 6,39 6,35 5,06 6,55 6,71 6,69 6,66 5,70 6,93 7,16 7,13 7,08 5,74 22 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 LVN4 (đ/c) LVN99(đ/c) DK990(đ/c) LSD0,05 6,25 6,80 7,19 6,77 6,59 5,97 6,20 5,53 5,37 5,83 6,43 6,070 1,068 1,797 0,835 1,758 1,558 0,950 1,278 0,260 0,132 -0,077 0,058 6,34 6,96 7,26 6,92 6,72 6,06 6,32 5,55 5,38 5,82 6,43 6,51 7,24 7,39 7,20 6,97 6,21 6,52 5,59 5,40 5,81 6,44 6,49 7,20 7,38 7,16 6,94 6,19 6,49 5,59 5,40 5,81 6,44 6,46 7,15 7,35 7,11 6,89 6,16 6,45 5,58 5,39 5,81 6,44 5,45 5,45 6,56 5,44 5,41 5,26 5,24 5,34 5,27 5,89 6,38 Ghi chú: Giá trị LSD sau phân tích độ ổn định Khi phân tích ổn định theo hệ số hồi quy có 11/12 tổ hợp lai khảo nghiệm (ngoại trừ V12) có hệ số hồi quy bi ≈ (xác định qua kiểm định T) Như xét theo hệ số hồi quy THL thích nghi tốt ổn định qua điểm khảo nghiệm, V12 giống đ/c biểu có biến động vụ Tuy nhiên xét theo tham số độ lệch S2di, có tổ hợp lai V1, V2, V7, V12 giống đ/c LVN99 DK9901 có giá trị S2di nhỏ, nghĩa vụ Đông 2016 suất giống ổn định, biến động qua điểm khảo nghiệm khác (Bảng 3.27) Bảng 3.27 Phân tích ổn định theo hệ số hồi quy (bi) tham số độ lệch (S2di) Chênh lệch hệ số hồi quy (bi) so với bi-1 Ttn P V1 0,588 1,926 0,925 V2 0,362 1,370 0,868 V3 0,011 0,023 0,510 V4 0,422 0,470 0,665 V5 0,068 0,067 0,525 V6 0,797 2,203 0,943 V7 -0,165 0,587 0,700 V8 0,758 1,831 0,918 V9 0,558 1,028 0,810 V10 -0,050 0,078 0,529 V11 0,278 0,544 0,688 V12 -0,739 4,067 0,987 * LVN4(đ/c) -0,868 2,417 0,953 * LVN99(đ/c) -1,077 7,642 0,998 * DK9901(đ/c) -0,942 6,006 0,996 * Ghi chú: * - Sai khác có ý nghĩa Tổ hợp lai Tham số độ lệch S2di Ftn P 3,319 1,982 0,882 1,646 1,487 0,781 13,175 4,899 0,997 * 54,694 17,185 1,000 * 70,550 21,878 1,000 * 6,032 2,785 0,958 * 2,325 1,688 0,829 8,966 3,653 0,986 * 17,845 6,281 0,999 * 26,469 8,833 1,000 * 15,463 5,576 0,999 * -0,999 0,704 0,446 5,915 2,750 0,956 * -1,948 0,423 0,260 -1,609 0,524 0,329 23 Tổng hợp kết phân tích theo hệ số hồi quy (bi) tham số độ lệch (S2di) 12 THL khảo nghiệm vụ Đ16 điểm có THL gồm V1, V2 V7 có tính ổn định, thể suất có diễn biến song song với giá trị suất trung bình tồn thí nghiệm, suất thấp môi trường xấu (đất đai, nguồn nước, khí hậu…) suất cao mơi trường thuận lợi Điều có nghĩa THL đánh giá ổn định tốt giống đ/c THL khảo nghiệm lại Đặc biệt tổ hợp V7 biểu tổ hợp ổn định có ƯTL hẳn giống đ/c môi trường bất thuận thuận lợi Đối với THL V1, V2 đánh giá tổ hợp ổn định nhiên suất đạt vụ thấp giá trị thực tiễn khơng đánh giá cao ( Hình 3.7) Hình 3.7 Đồ thị biểu tính thích nghi ổn định suất giống khảo nghiệm vụ Đ16 Kết phân tích khả thích ứng độ ổn định THL khảo nghiệm xác định THL V7 có suất cao có ý nghĩa đ/c mức tin cậy 95%, THL thích nghi tốt ổn định xét theo hệ số hồi quy (bi) tham số độ lệch (S2di) V7 có khả thích ứng ổn định tốt giống đ/c, thể có ưu mơi trường môi trường thuận lợi Từ kết lựa chọn THL V7 để đưa vào mạng lưới khảo nghiệm Quốc gia với tên giống đăng ký khảo nghiệm VN158 3.6 Khả sinh trưởng, suất VN158 hệ thống khảo nghiệm Quốc gia VN158 KNCB vụ, KNSX vụ hệ thống khảo nghiệm Quốc gia KNCB (5 vụ) tỉnh phía Bắc từ vụ X17 đến hết HT18 THL triển vọng C431xB67CT (VN158) có TGST 109-131 ngày, có khả chịu rét, suất đạt 5,673 - 7,880 tấn/ha, cao giống đ/c từ 1,56 15,54% Trong KNSX (3 vụ: Đ17, X18, HT18) VN158 có TGST 115 - 126 ngày, suất đạt 7,57 - 8,11 tấn/ha 24 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận 1.1 Đánh giá 53 dòng ngơ nghiên cứu thí nghiệm thời vụ gieo trồng khác hai vụ Đông 2012 vụ Đơng 2013 xác định 30 dịng phù hợp với tiêu chí ngắn trung ngày, chịu rét, dịng C777, C608, C783, C801, C571 C855 với số chọn lọc dao động từ 3,84-6,67 Sử dụng 22 locus SSR phân tích đa dạng di truyền 30 dòng chọn lọc cho kết quả: Hệ số tương đồng 30 dòng từ 0,54 - 0,94 Và hệ số tương đồng di truyền 0,75 tập đồn dịng ngơ nghiên cứu phân thành nhóm dịng đơn lẻ (dịng T5) 1.2 Xác định dòng: C352, C16, C431, C838, C801, C769 có KNKHC cao suất, đặc biệt dịng C431 C769 cịn có phương sai KNKHR cao 1.3 Kết khảo sát THL tuyển chọn 12 THL lai triển vọng, phân tích khả thích ứng độ ổn định xác định tổ hợp C431xB67CT (V7) có suất đạt 7,19 tấn/ha, cao có ý nghĩa giống đ/c mức tin cậy 95%, biểu tổ hợp ổn định có ưu hẳn giống đ/c môi trường bất thuận thuận lợi 1.4 Trong hệ thống KNQG, THL triển vọng C431xB67CT (VN158) có TGST 109 - 131 ngày, suất đạt 5,673-7,880 tấn/ha, cao giống đ/c từ 1,56 - 15,54%, có khả chịu rét KNCB Ở KNSX VN158 có TGST 115 - 126 ngày, suất đạt 7,57 - 8,11 tấn/ha Những kết cho thấy VN158 bổ sung vào giống cho vùng trồng ngơ phía Bắc nói chung ĐBSH nói riêng Đề nghị - Tiếp tục cải tạo, sử dụng 30 dòng triển vọng cơng tác lai tạo giống chín sớm, chịu rét, phục vụ sản xuất ngô vụ Đông ĐBSH - Tiếp tục thử nghiệm thêm THL VN158 vụ để có kết luận xác trước làm thủ tục công bố lưu hành cho sản xuất./ 25 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Phạm Thanh Thủy, Bùi Mạnh Cường, Trần Đình Long (2020), “Đặc điểm nơng sinh học khả kết hợp dịng ngơ nghiên cứu ngơ ngắn ngày”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, 18, 66 - 71 Phạm Thanh Thủy, Bùi Mạnh Cường, Ngô Thị Minh Tâm, Trần Đình Long (2020), “Đánh giá tính ổn định suất số tổ hợp ngô lai triển vọng vụ Đông tỉnh đồng sông Hồng”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, 19, 10 - 16 ... khoa học ? ?Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai suất cao, chịu rét phù hợp với điều kiện sản xuất đồng sông Hồng? ?? cần thiết Mục tiêu, yêu cầu đề tài 2.1 Mục tiêu Tuyển chọn - tổ hợp ngô lai triển... nghiên cứu chín sớm, chịu rét phục vụ công tác chọn tạo giống ngô phù hợp với sản xuất ngô vụ Đông ĐBSH 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Chọn lọc dòng ngô nghiên cứu triển vọng phục vụ công tác chọn tạo. .. giống ngô ngắn ngày, chịu rét - Xác định tổ hợp lai VN158 chín trung bình sớm, chịu rét khá, suất cao, phù hợp với điều kiện sản xuất vụ Đông ĐBSH Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên