3.4.1. Kết quả khảo sát các mồi trên các dòng nghiên cứu
Từ kết quả điện di sản phẩm PCR của 22 dòng ngô nghiên cứu với 17 mồi SSR, chúng tôi tiến hành xử lý số liệu thu được kết quả được trình bày ở bảng 3.20.
Kết quả ở bảng 3.20 cho thấy mồi phi101049 có số alen xuất hiện nhiều nhất là 8, tiếp đến là mồi umc1545 có 7 alen, các mồi có số alen ít nhất là 4 allen. Số alen trung bình thể hiện trên một mồi nghiên cứu ở mức tương đối cao là 5,12 alen, cho thấy các mồi sử dụng phân tích có mức độ đa hình rất cao.
Bảng 3.20. Hệ số PIC, tỷ lệ khuyết số liệu & số alen xuất hiện ở 17 mồi nghiên cứu
STT Tên mồi Số alen Tỷ lệ khuyết số liệu (%) Hệ số PIC
1 phi029 5 0,00 0,64 2 phi032 4 0,00 0,46 3 phi053 5 0,00 0,64 4 phi065 5 4,55 0,52 5 phi072 5 0,00 0,63 6 phi079 5 0,00 0,71 7 phi083 4 0,00 0,57 8 phi093 4 0,00 0,51 9 phi101049 8 4,55 0,74 10 phi109188 6 4,55 0,68 11 phi109275 6 0,00 0,45 12 phi223376 4 0,00 0,39 13 phi299852 5 9,09 0,69 14 phi308708 4 4,55 0,59 15 phi374188 5 9,09 0,68 16 phi96342 5 4,55 0,47 17 umc1545 7 4,55 0,74 Trung bình 5,12 2,67 0,59
Giá trị PIC (Polymorphism Information Content) là thước đo của sự đa dạng alen ở tại một locus. Giá trị PIC ước lượng khả năng phân biệt của một
95
chỉ thị bằng cách không chỉ dựa vào mô tả số alen ở tại một locus mà còn mô tả tần suất tương đối của các alen trong quần thể nghiên cứu.
Kết quả trình bày ở bảng 3.20 cho thấy giá trị PIC biến thiên từ thấp nhất 0,39 (phi223376) đến cao nhất 0,74 (phi101049 và umc1545) và hệ số PIC trung bình là 0,59. Các số liệu thu được tương đương với kết quả nghiên cứu của Senior và cs (1998) là 0,59 và thấp hơn kết quả nghiên cứu của Simith và cs (1997) là 0,62. Như vậy, với hệ số PIC như trên chứng tỏ các mồi sử dụng cho nghiên cứu có sự đa dạng tương đối cao.
Tỷ lệ khuyết số liệu của các mồi nghiên cứu (bảng 3.20) cho thấy tỷ lệ khuyết số liệu dao động từ 0 % đến 9,09 %, tỷ lệ khuyết số liệu trung bình của các mồi ở mức tương đối thấp là 2,67 % và nhỏ hơn 15 % theo khuyến cáo của AMBIONET - CIMMYT. Như vậy, số liệu của các mồi nghiên cứu được sử dụng phân tích đảm bảo có độ tin cậy cao.
3.4.2. Kết quả đánh giá độ thuần di truyền của các dòng nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu tỷ lệ dị hợp và tỷ lệ khuyết số liệu của các dòng được thể hiện tại bảng 3.21 cho thấy 17 mồi nghiên cứu đều có khả năng gắn vào ADN hệ gen của các dòng tham gia nghiên cứu và được nhân bằng phản ứng PCR, tỷ lệ khuyết số liệu dao động từ 0,00 - 11,74 % và tỷ lệ khuyết trung bình của các mồi là 3,74 %. Theo hướng dẫn của AMBIONET – CIMMYT [12], tỷ lệ khuyết số liệu nhỏ hơn 15 % là đảm bảo độ tin cậy cho phép tiến hành các bước xử lý số liệu tiếp theo (số liệu bảng 3.21). Như vậy, tỷ lệ khuyết số liệu của các dòng đều nằm trong khoảng cho phép và số liệu thống kê sau khi điện di sản phẩm PCR của 22 dòng ngô thuần là đáng tin cậy và được sử dụng cho việc tính toán các hệ số quan tâm khác.
Trong thí nghiệm, việc đánh giá tỷ lệ dị hợp tử của các dòng được căn cứ vào sự xuất hiện các băng ADN là sản phẩm của phản ứng PCR trên gel điện di theo từng locus SSR. Nếu xuất hiện 1 băng ADN (1 alen) thì locus đó
96
là đồng hợp tử; nếu xuất hiện 2 băng ADN (2 alen khác nhau/locus) thì locus đó là dị hợp tử.
Bảng 3.21. Tỷ lệ dị hợp tử và tỷ lệ khuyết số liệu của 22 dòng với 17 mồi SSR STT Tên dòng Thế hệ Tsỷố l liệ khuyệu (%)ết dị hợTp tỉ lửệ (%) 1 D1 >S6 0,00 5,88 2 D2 >S6 11,76 0,00 3 D3 >S6 5,88 0,00 4 D4 >S6 0,00 5,88 5 D5 >S6 5,88 6,25 6 D6 >S6 5,88 0,00 7 D7 >S6 0,00 0,00 8 D8 >S6 0,00 0,00 9 D9 >S6 0,00 0,00 10 D10 >S6 5,88 0,00 11 D11 >S6 5,88 0,00 12 D12 >S6 0,00 0,00 13 D13 >S6 5,88 6,25 14 D14 >S6 5,88 6,25 15 D15 >S6 0,00 5,88 16 IL9 >S10 5,88 0,00 17 DF2 >S10 5,88 0,00 18 CML161 >S10 0,00 0,00 19 CST73 >S6 0,00 5,88 20 C9491 >S6 11,76 6,67 21 DF9 >S10 0,00 0,00 22 DF4 >S10 5,88 0,00 Trung bình 3,74 2,49
Kết quả bảng 3.21 cho thấy tỷ lệ dị hợp tử thay đổi từ 0 đến 6,67 %. Như vậy, tất cả 15 dòng đánh giá và 7 dòng tham khảo có độ thuần di truyền cao, phù hợp với số thế hệ tự phối của các dòng. Bước tiếp theo chúng tôi sử dụng phần mềm NTSYS để xử lý số liệu, qua đó phân tích mối quan hệ di truyền giữa các dòng nghiên cứu.
97
3.4.3. Đa dạng di truyền của các dòng triển vọng
Ngoài các thông tin về nguồn gốc vật liệu và nguồn gốc địa lý của các dòng, thì thông tin đa dạng di truyền của tập đoàn dòng là chỉ tiêu quan trọng đối với các nhà chọn giống, giúp tăng khả năng dự đoán chính xác các cặp dòng cho ưu thế lai cao về tính trạng mong muốn, đặc biệt là năng suất hạt.
Kết quả phân tích đa dạng di truyền cho thấy, hệ số tương đồng di truyền (GS) giữa các cặp dòng biến động từ 0,29 - 0,82 (tương ứng với khoảng cách di truyền (GD) là 0,18 - 0,71). Như vậy, các dòng tham gia nghiên cứu đều có sự cách biệt di truyền khá cao, do đó rất có ý nghĩa trong công tác tạo giống ngô lai vì khoảng cách di truyền giữa các dòng có mối tương quan dương với năng suất hạt, khả năng kết hợp riêng và ưu thế lai trung bình.
Từ kết quả về độ tương đồng di truyền chúng tôi sử dụng chương trình NTSYS để phân nhóm theo phương pháp UPGMA để thấy rõ hơn nữa mối quan hệ di truyền của các dòng. Thông qua sơ đồ quan hệ di truyền của 22 dòng được phân tích dựa trên 17 chỉ thị phân tử SSR (hình 3.2) cho thấy ở hệ số tương đồng 0,29 có thể phân các dòng ngô nghiên cứu thành 2 nhóm chính gồm:
Nhóm chính I: Gồm 13 dòng nghiên cứu (D7, D10, D11, D2, D3, D4, D5, D8, D12, D13, D14, D15, D1) và 5 dòng tham khảo (DF9, DF4, IL9, CML161, C9491). Trong nhóm chính I các dòng có thể chia thành 3 nhóm phụ ở hệ số tương đồng tương đương 0,35 bao gồm:
Nhóm phụ 1: gồm 3 dòng nghiên cứu (D7, D10, D13) và dòng tham khảo DF9.
Nhóm phụ 2: Gồm 8 dòng nghiên cứu (D2, D3, D4, D5, D8, D12, D11, D14,) và 4 dòng tham khảo (DF4, IL9, CML 161, C9491).
Nhóm phụ 3: Có 2 dòng nghiên cứu D1 và D15
Nhóm chính II: Gồm 2 dòng nghiên cứu (D9, D6) và 2 dòng tham khảo (CST73, DF2).
98
Hình 3.2. Sơ đồ phả hệ của 22 dòng ngô thuần dựa trên 17 mồi SSR
Coefficient 0.2 0.43 0.56 0.69 0.82 8212 DF 9 D13 D10 IL 9 D5 D2 D14 D8 C 9491 DF4 D11 CML 161 D4 D12 D3 D15 D1 CTS 73 D6 DF2 D9 D7
99
Căn cứ vào kết quả phân nhóm di truyền dựa vào 17 locus SSR trên kết hợp với kết quả đánh giá về đặc điểm nông sinh học các dòng nghiên cứu tiến hành thiết kế sơ đồ lai giữa các dòng thuộc các nhóm với nhau để chọn ra những tổ hợp lai cho ưu thế lai cao nhất vì ưu thế lai chịu sự chi phối mạnh bởi sự khác biệt di truyền giữa 2 dạng bố mẹ. Vì vậy, việc phân nhóm dòng dựa trên hệ số đa dạng di truyền được xác định bằng chỉ thị phân tử là một trong những cơ sở quan trọng để định hướng cho công tác lai tạo.
3.5. Kết quả đánh giá KNKH của các dòng thông qua lai đỉnh
Đánh giá đặc điểm hình thái, các giai đoạn sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu và năng suất giúp cho các nhà chọn giống bước đầu loại bỏ được các dòng không đạt yêu cầu theo mục tiêu chọn giống. Tuy nhiên, mục tiêu cuối cùng và quan trọng nhất của nhà chọn giống là khả năng kết hợp của các dòng. Do đó, các dòng được tạo ra ngoài đáp ứng được yêu cầu về mặt hình thái, chống chịu và cho năng suất cao còn phải có khả năng kết hợp tốt.
Phương pháp đánh giá KNKH thông qua lai đỉnh giúp các nhà chọn giống đánh giá khả năng kết hợp của dòng ở giai đoạn đầu, trong quá trình chọn giống khi số lượng dòng còn nhiều. Phương pháp này giúp loại bớt một số dòng mặt dù đạt yêu cầu về mặt hình thái song khả năng kết hợp lại kém.
15 dòng được đánh giá KNKH chung bằng thí nghiệm lai đỉnh với 2 cây thử: cây thử 1 (T1) là dòng DF2 (Mẹ của giống ngô lai LVN 10); cây thử 2 (T2) là dòng IL 9, là dòng bố của giống ngô lai VN 8960. Đây là 2 cây thử được rút ra từ 2 giống có nguồn gốc khác nhau đã tham gia vào nhiều tổ hợp lai triển vọng và là thành phần làm bố, mẹ của hai giống ngô thương mại đang được trồng phổ biến là LVN 10 và VN 8960. Cả 2 đều có những đặc tính quý như hình dạng đẹp, cây sinh trưởng khỏe, cho năng suất khá và ít nhiễm sâu bệnh. Qua phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử (SSR) tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô cho thấy 2 dòng này có độ thuần rất cao và
100
nằm ở 2 nhóm ưu thế lai khác nhau. Do đó, lai đỉnh ngoài tác dụng xác định khả năng kết hợp của dòng còn hy vọng phát hiện được một số tổ hợp lai có triển vọng giữa các dòng và cây thử. Thí nghiệm đánh giá các đặc tính nông sinh học của các tổ hợp lai đỉnh được thực hiện trong vụ Hè Thu 2009.
3.5.1. Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của các tổ hợp lai
Số liệu theo dõi thời gian sinh trưởng của các THL (bảng 3.22) cho thấy các tổ hợp lai của các dòng với T1 có thời gian từ gieo đến trỗ cờ (60 – 68 ngày), tung phấn (63 – 70 ngày) và phun râu (64 – 72 ngày). THL có thời gian từ gieo đến trỗ cờ, tung phấn và phun râu dài nhất là D14 x T1 với 68 - 70 - 72 ngày; ngắn nhất là D15 x T1, với 60 - 63 - 64 ngày. Sự chênh lệch giữa trỗ cờ, tung phấn và phun râu của các THL không lớn, dao động trong khoảng 1 - 3 ngày rất thuận lợi cho quá trình thụ phấn thụ tinh.
Số liệu bảng 3.22 cũng cho thấy, thời gian sinh trưởng của các THL của cây thử T1 với các dòng trung bình là (110 – 120 ngày), hầu hết các THL đều thuộc nhóm trung và dài ngày, sinh trưởng dài nhất là D14 x T1 với 120 ngày và ngắn nhất là D9 x T1 với 110 ngày.
Các THL của các dòng với cây thử T2, có thời gian từ gieo đến trỗ cờ (60 - 66 ngày), tung phấn (62 – 67 ngày) và phun râu (64 – 70 ngày), THL có thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn này ngắn nhất là D9 x T2 với 60 - 64 - 64 ngày và dài nhất là THL D5 x T2 với 66 - 68 - 70 ngày.
Số liệu ở bảng 3.22 cho thấy, thời gian sinh trưởng trung bình của các THL của các dòng với cây thử T2 là (115 – 121 ngày). Đa số các THL đều thuộc nhóm chín trung và dài ngày; THL có thời gian sinh trưởng dài nhất là D5 x T2 với 121 ngày và ngắn nhất là D9 x T2 với 115 ngày.
Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai của giữa dòng với cây thử 1 và cây thử 2 không có sự khác biệt đáng kể, đối với cây thử T1, các THL có thời gian sinh trưởng ngắn, đa số các THL đều ngắn hơn
101
hoặc bằng C919. Với cây thử T2, các THL có thời gian sinh trưởng dài hơn so với các THL với cây thử T1, nhiều THL có thời gian sinh trưởng dài hơn C919 từ 3 - 4 ngày.
Bảng 3.22. Thời gian sinh trưởng từ gieo đến chín của các THL đỉnh vụ Hè Thu 2009
(Tổng hợp số liệu thí nghiệm tại Chiềng Sung - Mai Sơn - Sơn La)
TT THL Tr(ngày)ỗ cờ Tung ph(ngày) ấn Phun râu (ngày) (ngày) Chín
1 D1 x T1 62 64 66 115 2 D2 x T1 65 66 68 117 3 D3 x T1 65 67 69 117 4 D4 x T1 64 67 68 117 5 D5 x T1 62 64 66 116 6 D6 x T1 62 63 65 114 7 D7 x T1 60 63 65 115 8 D8 x T1 62 64 66 115 9 D9 x T1 61 63 65 110 10 D10 x T1 62 65 67 116 11 D11 x T1 64 65 67 115 12 D12 x T1 60 62 65 116 13 D13 x T1 63 64 65 117 14 D14 x T1 68 70 72 120 15 D15 x T1 60 63 64 115 16 D1 x T2 65 66 68 120 17 D2 x T2 62 63 65 117 18 D3 x T2 62 64 66 118 19 D4 x T2 64 67 68 120 20 D5 x T2 66 68 70 121 21 D6 x T2 63 65 67 118 22 D7 x T2 61 63 65 115 23 D8 x T2 64 66 68 120 24 D9 x T2 60 64 64 115 25 D10 x T2 63 65 67 118 26 D11 x T2 62 64 66 115 27 D12 x T2 65 67 68 120 28 D13 x T2 61 63 67 120 29 D14 x T2 60 62 65 115 30 D15 xT2 64 67 69 120 31 C 919 62 64 66 117
102
3.5.2. Đặc tính hình thái của các tổ hợp lai
Theo dõi, đánh giá các đặc tính hình thái cây của các tổ hợp lai là một công việc không thể thiếu của các nhà chọn tạo giống để biết được tình trạng sinh trưởng và phát triển của cây. Một giống ngô tốt ngoài các chỉ tiêu về năng suất, chất lượng, khả năng chống chịu, còn phải có hình dạng cây đẹp, độ đồng đều cao. Chiều cao cây, độ cao đóng bắp cân đối là các đặc tính mà các nhà chọn tạo luôn quan tâm. Kết quả theo dõi các đặc tính hình thái của các tổ hợp lai giữa các dòng với 2 cây thử được tổng hợp trong Bảng 3.23. Chiều cao cây của các dòng với cây thử T1 dao động trong khoảng là 233,0 – 263,0 cm). THL có chiều cao cây lớn nhất là D2 x T1 với 263,0 cm; thấp nhất là THL D9 x T1 với 233,0 cm. So với đối chứng C919, đa số các THL đều có chiều cao cây lớn hơn.
Về chiều cao đóng bắp của các dòng với cây thử T1 cho thấy, chiều cao đóng bắp trung bình giữa các THL là 136,6 cm; thấp nhất là D11 x T1 là 121,0 cm; cao nhất là D6 x T1 đạt 147,0 cm. Hầu hết các THL đều có CV% < 10 %, so với đối chứng C919 (CV% = 7,36 %), chỉ có 3 THL có CV% lớn hơn là D4 x T1 (CV%= 7,76 %), D13 x T1 (CV= 9,12 %) và D14 x T1 (CV% = 9,83 %).
Ở các THL với cây thử T2, chiều cao cây trung bình giữa các THL là 253,1 cm; cao nhất là D13 x T2 đạt 276,0 cm; thấp nhất là D8 x T2 với 232,0 cm. Độ đồng đều của các THL cũng rất tốt và ổn định với CV% nhỏ, nhỏ nhất là D10 x T2 (CV% = 2,86 %) và lớn nhất là D1 x T2 (CV% = 11,62 %). Trong khi đó, chiều cao đóng bắp trung bình của các THL là 135,12 cm cao hơn đối chứng C919 (117,0 cm); THL có chiều cao đóng bắp thấp nhất là D1 x T2 (125,5 cm); cao nhất là D2 x T2 (157,0 cm).
Từ kết quả trên có thể nhận thấy không có sự biến động nhiều về chiều cao cây và độ cao đóng bắp của các tổ hợp lai giữa các dòng với cây thử 1 và cây thử 2.
103
Bảng 3.23. Đặc tính hình thái của các THL đỉnh vụ Hè Thu 2009
(Tổng hợp số liệu thí nghiệm tại Chiềng Sung - Mai Sơn - Sơn La)
TT THL Cao cây (cm) CV (%) Cao bắp (cm) (%) CV
1 D1 x T1 258,0 5,11 133,2 4,72 2 D2 x T1 263,0 4,03 139,0 3,20 3 D3 x T1 247,0 7,26 134,0 5,21 4 D4 x T1 258,0 2,77 143,0 7,76 5 D5 x T1 255,0 1,34 145,0 2,19 6 D6 x T1 259,0 2,60 147,0 4,08 7 D7 x T1 241,0 8,38 136,0 4,82 8 D8 x T1 238,0 10,20 134,0 5,15 9 D9 x T1 233,0 6,01 136,0 6,70 10 D10 x T1 238,0 9,74 136,0 6,37 11 D11 x T1 245,0 8,38 121,0 2,73 12 D12 x T1 244,0 10,60 137,0 5,02 13 D13 x T1 244,0 4,39 136,0 9,12 14 D14 x T1 242,0 13,12 134,0 9,83 15 D15 x T1 249,0 5,45 138,0 5,94 16 D1 x T2 249,0 11,62 125,2 7,17 17 D2 x T2 275,0 5,63 157,0 8,79 18 D3 x T2 276,0 4,18 140,4 3,28 19 D4 x T2 236,0 8,75 133,0 8,20 20 D5 x T2 246,0 7,40 137,6 6,83 21 D6 x T2 255,0 4,56 145,0 4,77 22 D7 x T2 252,0 4,21 129,6 10,27