e) So sánh kết quả đánh giá đa dạng di truyền cácdòng ngô sử dụng đặc
3.2.3. Định hướng lai tạo THL cho các bước nghiên cứu tiếp theo
40 dòng thuần qua thí nghiệm so sánh khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con trong điều kiện nhà lưới đã cho kết quả 28 dòng thích ứng tốt với
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 59 trong vụ xuân 2014 và lựa chọn được 12 dòng có đặc điểm nông sinh học tốt sẽ sử dụng trong lai tạo THL cho bước nghiên cứu tiếp theo.
Kết quả đánh giá đa dạng di truyền của 28 dòng ngô sử dụng chỉ thị
phân tử SSR đã cho thấy sự khác biệt về mặt di truyền giữa các dòng ngô. Từ
những nghiên cứu vềưu thế lai, các nhà khoa học đã khẳng định rằng ưu thế
lai chịu sự chi phối mạnh mẽ bởi sự cách biệt di truyền giữa hai dạng bố mẹ. Do đó khi chúng tôi tiến hành lai tạo giữa các dòng khác nhóm cách biệt di truyền sẽ cho xác xuất thành công lớn hơn và nhanh hơn so với lai ngẫu nhiên. Đối với các dòng trong cùng một nhóm lớn thì nên lai giữa hai dòng có giá trị khoảng cách di truyền cao hơn giá trị trung bình của nhóm đó. Qua phân tích 27 mồi SSR đề tài đã phân 28 dòng ngô thành 4 nhóm ưu thế lai với mức tương đồng di truyền giữa các nhóm <0.5. Kết hợp với kết quả đánh giá
đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô chúng tôi đề xuất hướng lai tạo như
sau: Dòng có đặc điểm nông sinh học tốt của của các nhóm ưu thế lai Các dòng của các nhóm còn lại Nhóm 1 (C769, C362, C783, C781, C175) Nhóm 2 (C604), nhóm 3 (C575, C194, C199, C649, C771), nhóm 4 (C127, C182) Nhóm 2 (C604) Nhóm 1 (C766, C140, C252, C104, C582), nhóm 3 (C575, C194, C199, C649, C771), nhóm 4 (C127, 182) Nhóm 3 ( C194, C199, C649) Nhóm 1 (C766, C140, C252, C104, C582), nhóm 4 (C182) Nhóm 4 (C127) Nhóm 1 (C766, C140, C252, C104, C582), nhóm 3 (C575, C771)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 60 Như vậy sẽ có tổng cộng số THL là: 5x8 + 1x12 + 3x6 + 1x7 = 77 THL. Nếu không dựa vào phân tích đa dạng di truyền, thông qua đánh giá đặc
điểm nông sinh học của 28 dòng ngô chúng tôi loại bỏ 4 dòng có thời gian sinh trưởng trung bình và có khoảng cách trỗ cờ phun râu dài (3-8 ngày) gồm C91, C186, C632, C759; sau đó tiến hành lai tạo theo cách truyền thống thì số
THL sẽ tiến hành lai tạo phục vụ cho công tác chọn tạo giống tiếp theo sẽ là n(n-1)/2 = 24(24-1)/2 = 276 THL. Kết quả cho thấy phân nhóm các dòng ngô dựa trên nghiên cứu đa dạng di truyền giúp giảm được đánh kể số lượng THL so với phương pháp lai tạo truyền thống, qua đó sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức và chi phí ở bước chọn tạo giống tiếp theo.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN:
Đánh giá đặc điểm nông sinh học của 28 dòng ngô chúng tôi chọn được 12 dòng sử dụng trong lai tạo THL cho những bước nghiên cứu theo gồm:C127, C157, C175, C194, C199, C362, C604, C649, C762, C769, C781, C783
Đánh giá đa dạng di truyền 28 dòng ngô sử dụng đặc điểm nông sinh học cho kết quả hệ số tương đồng di truyền dao động từ 0.43-0.97, trung bình 0.68. 28 dòng ngô phân thành 5 nhóm.
Đánh giá đa dạng di truyền 22 dòng ngô sử dụng 27 mồi SSR cho kết quả: 27 mồi SSR đã khuếch đại 99 alen, hệ số PIC trung bình 0.5. Hệ số
tương đồng di truyền dao động từ 0.57-0.75, trung bình 0.5. 22 dòng ngô phân thành 4 nhóm.
KIẾN NGHỊ:
Tiếp tục khai thác kết quả phân tích đa hình di truyền của tập đoàn dòng theo phương pháp SSR, thiết kế sơđồ lai tạo phù hợp.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt:
1. Bộ Nông nghiệp phát và triển nông thôn "Giống ngô-quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng." Tiêu chuẩn ngành - 10TCN 341 : 2006.
2. Đường Hồng Dật (2004). "Cây ngô kỹ thuật thâm canh tăng năng suất." NXB LAO ĐỘNG - XÃ HỘI.
3. Hoàng Trọng Phán. Trương Thị Bích Phượng (2008). Cơ sở di truyền chọn giống thực vật. NXB ĐH Huế.
4. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công, (2009). "Nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức hình thái tập đoàn dòng ngô thuần tạo bằng nuôi cấy bao phấn." Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn 11: 31-35.
5. Khuất Hữu Trung, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Minh Công, (2009). "Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô thuần được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn bằng chỉ thị phân tử SSR." Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn 4: 15-20.
6. Lã Tuấn Nghĩa, Nguyễn Đức Quang, Trần Duy Quý, (2004). Cơ sở
lý thuyết và ứng dụng công nghệ gen trong chọn tạo giống cây trồng. NXB Nông nghiệp Hà Nội.
7. Mai Xuân Triệu (1998). "Đánh giá khả năng kết hợp của một số
dòng thuần có nguồn gốc địa lý khác nhau phục vụ chương trình tạo giống ngô." Luận án tiến sĩ nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.
8. Ngô Hữu Tình (1996). Kết quả phân nhóm các chủng ngô địa phương Việt Nam. Kết quả nghiên cứu chọn lọc và lai tạo giống ngô, NXB Nông Nghiệp.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 63 9. Ngô Thị Minh Tâm và Bùi Mạnh Cường (2009). "Sử dụng chỉ thị
SSR trong phân tích đa dạng di truyền để dự đoán ưu thế lai và khả
năng kết hợp của một số dòng ngô thuần." Tạp chí nông nghiệp công nghiệp thực phẩm 2: 704-705.
10. Phan Xuân Hào, Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Văn Trường, Đoàn Bích Thảo, (2004). "Phân tích đa dạng di truyền tập đoàn dòng ngô bằng chỉ thị SSR." Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn 1: 32-35. 11. Trương Vĩnh Hải (2012). "Nghiên cứu giống ngô lai chịu hạn, ngắn
ngày và biện pháp canh tác cho một số tỉnh phía Nam". Luận án tiến sĩ nông nghiệp.
Tài liệu tiếng anh:
12. Adeyemo, O., A. Menkir, G. Melaku and O. Omidiji (2012). "Genetic diversity assessment and relationship among tropicalyellow endosperm maize inbred lines using SSR markers." Maydica 56(1).
13. ABIONET-CIMMYT (2004). Laboratory handbook, Protocol for Maize Genotyping using SSR Markers and Data Analysis, ABIONET Service Laboratory-CIMMYT, Metro Manila, Phillippin. 14. Aremu, C. (2011). "Genetic diversity: A review for need and measurements for intraspecie crop improvement." J. Microbiol. Biotech. Res 1: 80-85.
15. Bänziger, M. and H. Lafitte (1997). "Efficiency of secondary traits for improving maize for low-nitrogen target environments." Crop Science 37(4): 1110-1117.
16. Benchimol, L., C. Souza, A. Garcia, P. Kono, C. Mangolin, A. Barbosa, A. Coelho and A. d. Souza (2000). "Genetic diversity in tropical maize inbred lines: heterotic group assignment and hybrid
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 64 performance determined by RFLP markers." Plant Breeding 119(6): 491-496.
17. Beyene, Y., A.M. Botha and A. A. Myburg (2005). "A comparative study of molecular and morphological methods of describing genetic relationships in traditional Ethiopian highland maize." African Journal of Biotechnology 4(7): 586-595.
18. Carvalho, V. P., C. F. Ruas, J. M. Ferreira, R. M. Moreira and P. M. Ruas (2004). "Genetic diversity among maize (Zea mays L.) landraces assessed by RAPD markers." Genetics and Molecular Biology 27(2): 228-236.
19. CIMMYT (1985). Managing trial and reporting data for CIMMYT’s international maize testing program, CIMMYT, EL Batan, Mexico. 20. Crow, J. F. (1998). "90 years ago: the beginning of hybrid maize."
Genetics 148(3): 923-928.
21. Edmeades, G. (2013). "Progress in Achieving and Delivering Drought Tolerance in Maize-An Update." ISAAA: Ithaca, NY. 22. Fairbanks, D. and W. Andersen (1996). Molecular analysis of
genetic diversity: Advantages and limitations. Wild Land Shrub and Arid Land Restoration Symposium: Proceedings, DIANE Publishing.
23. Fatokun, C. (2002). Challenges and opportunities for enhancing sustainable cowpea production, IITA.
24. Fischer, K., E. Johnson and G. Edmeades (1982). "Breeding and selection for drought resistance in tropical maize." Drought resistance in crops with emphasis on rice: 377-399.
25. Fu, H. and H. K. Dooner (2002). "Intraspecific violation of genetic colinearity and its implications in maize." Proceedings of the National Academy of Sciences 99(14): 9573-9578.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 65 26. Garcia, A. A., L. L. Benchimol, A. M. Barbosa, I. O. Geraldi, C. L. Souza Jr and A. P. d. Souza (2004). "Comparison of RAPD, RFLP, AFLP and SSR markers for diversity studies in tropical maize inbred lines." Genetics and Molecular Biology 27(4): 579-588. 27. Han, J., M. Kamber and J. Pei (2006). Data mining: concepts and
techniques, Morgan kaufmann.
28. Heinigre, R. W. (2000). “Irrigation and Drought management”. Crop Science Department.
29. Ikramullah, I. H., M. Noor Khalil, and Shah MKN. "Heterotic effects for yield and protein content in white quality protein maize." Sarhad J. Agric 27.3 (2011): 403-409.
30. Jamieson, P., R. Martin and G. Francis (1995). "Drought influences on grain yield of barley, wheat, and maize." New Zealand journal of crop and horticultural science 23(1): 55-66.
31. Khalil, I.-A., I. Hussain and F. Afzal (2008) "DIVERSITY FOR MORPHOLOGICAL AND MATURITY TRAITS IN MAIZE POPULATIONS FROM UPPER DIR."
32. Li, Y., Y. Shi, Y. Song, J. Du, R. Tuberosa and T. Wang (2004). "Analysis of genetic diversity in maize inbred lines based on AFLP markers." Maydica 49: 89-96.
33. Marcia B. Pabendona, M. J. M., J. Koswarab, and H. Aswidinnoorb (2009). "SSR-based genetic diversities among maize inbred lines and their relationships with F phenotypic data of Mr4 and Mr14 test crosses." SSR-based genetic diversities amon 2(1): 41-48.
34. Maroof, M. S., R. Biyashev, G. Yang, Q. Zhang and R. Allard (1994). "Extraordinarily polymorphic microsatellite and in barley: species diversity, chromosomal locations, and population
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 66 dynamics." Proceedings of the National Academy of Sciences
91(12): 5466-5470.
35. Plaschke, J., M. Ganal and M. Röder (1995). "Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers." Theoretical and Applied Genetics 91(6-7): 1001-1007. 36. Ranatunga, M., P. Meenakshisundaram, S. Arumugachamy and M.
Maheswaran (2009). "Genetic diversity analysis of maize (Zea mays L.) inbreds determined with morphometric traits and simple sequence repeat markers." Maydica 54(1): 113.
37. Rauf, S., J. Teixeira da Silva, A. A. Khan and A. Naveed (2010). "Consequences of plant breeding on genetic diversity." International Journal of Plant Breeding 4(1): 1-21.
38. Reif, J., A. Hallauer and A. Melchinger (2005). "Heterosis and heterotic patterns in maize." Maydica 50(3/4): 215.
39. Reif, J., A. Melchinger, X. Xia, M. Warburton, D. Hoisington, S. Vasal, G. Srinivasan, M. Bohn and M. Frisch (2003). "Genetic distance based on simple sequence repeats and heterosis in tropical maize populations." Crop Science 43(4): 1275-1282.
40. Ribaut, J., M. Banziger, J. Betran, C. Jiang, G. Edmeades, K. Dreher and D. Hoisington (2002). "Use of molecular markers in plant breeding: drought tolerance improvement in tropical maize." Quantitative genetics, genomics, and plant breeding: 85-99.
41. Son, P. A., A. Rather and Z. Dar (2007). "Association of heterotic expression for grain yield and its component traits in maize (Zea mays L.)." International Journal of Agricultural Research 2(5): 500- 503.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 67 42. Struss, D. and J. Plieske (1998). "The use of microsatellite markers for detection of genetic diversity in barley populations." Theoretical and Applied Genetics 97(1-2): 308-315.
43. Tanksley, S. D. (1983). Isozymes in plant genetics and breeding, Elsevier.
44. Trethowan, R. and A. Mujeeb-Kazi (2008). "Novel germplasm resources for improving environmental stress tolerance of hexaploid wheat." Crop Science 48(4): 1255-1265.
45. Varshney, R. K., A. Graner and M. E. Sorrells (2005). "Genic microsatellite markers in plants: features and applications." Trends in Biotechnology 23(1): 48-55.
46. WALI, M., R. KACHAPUR, V. KULKARNI and S. HALLIKERI "Association studies on yield related traits in maize (Zea mays L.)." MAIZE JOURNAL MAIZE JOURNAL 4000: 131.
47. Zdunić, Z., A. Nastasić, Đ. Jocković, M. Ivanović, I. Đalović, A. Mijić and M. Jocković (2012). "Genetic analysis of grain yield and oil content in two maize populations." Periodicum biologorum
114(1): 67-72.
Tài liệu internet:
48. Dương Đình Tường. (2010). "LCH9 - thách thức hạn hán." 49. Ensemblplants "http://plants.ensembl.org."
50. http://dirp3.pids.gov.ph/ACIAR/about.html
51. Ngân hàng kiến thức trồng ngô "http://vaas.vn/kienthuc/cayngo/.". 52. Tổng cục hải quan.
http://www.customs.gov.vn/Lists/ThongKeHaiQuan/Default.aspx 53. Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam "http://www.botanyvn.com/."
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 68
Phụ lục 1: Một sốđặc điểm hình thái, nông học của các dòng ngô trong vụ Xuân 2013 tại Viện Nghiên cứu Ngô
TT Dòng Dài cổ cờ Dài lá Rộng lá Thời gian tung phấn, phun râu Khối lượng bắp (g) Khối lượng lõi (g) Khối lượng hạt/bắp (g) cm CV% cm CV% cm CV% TP PR 1 C91 8.0 12.5 81.2 3.9 9.6 5.7 58.0 61.0 62.0 10.0 52.0 2 C104 11.6 13.5 81.2 6.1 9.6 5.7 54.0 54.0 51.0 5.0 46.0 3 C112 10.8 13.3 88.4 5.3 9.8 4.6 59.0 61.0 85.0 12.0 73.0 4 C120 18.4 9.1 87.8 2.3 8.2 5.5 57.0 57.0 56.0 10.0 46.0 5 C127 9.2 13.3 73.2 7.1 7.8 10.7 57.0 57.0 99.0 15.4 83.6 6 C140 17.6 7.6 89.0 5.4 8.8 5.1 63.0 65.0 40.0 8.0 32.0 7 C157 15.2 11.7 79.6 3.6 8.6 6.4 59.0 61.0 74.0 15.0 59.0 8 C174 16.6 9.1 65.6 3.0 8.8 5.1 57.0 58.0 85.0 20.0 65.0 9 C175 9.4 14.7 82.6 5.2 8.6 6.4 60.0 59.0 92.0 12.0 80.0 10 C182 6.4 14.4 70.4 2.9 9.4 9.5 54.0 56.0 55.0 10.0 45.0 11 C186 7.6 7.2 69.6 2.8 8.8 9.5 57.0 61.0 55.0 8.0 47.0 12 C194 9.2 10.0 66.6 3.1 9.2 4.9 58.0 60.0 74.0 7.0 67.0 13 C199 13.8 12.1 81.4 2.4 10.2 12.8 58.0 60.0 117.0 20.0 97.0 14 C252 11.2 4.7 78.6 3.8 8.8 5.1 58.0 60.0 64.0 16.8 47.2 15 C362 9.8 13.2 84.0 4.5 8.8 12.4 59.0 60.0 88.0 19.0 69.0 16 C575 8.6 6.5 66.4 3.5 11.2 4.0 55.0 55.0 65.0 12.2 52.8 17 C582 6.6 10.7 62.6 1.8 8.8 9.5 57.0 57.0 58.0 7.0 51.0 18 C604 14.0 13.8 71.6 8.5 10.2 8.2 55.0 55.0 82.5 6.2 76.3 19 C614 9.8 12.8 80.8 1.6 10.8 7.7 57.0 58.0 60.4 9.6 50.8 20 C632 13.0 10.9 96.8 3.0 11.0 9.1 61.0 69.0 120.0 37.0 83.0 21 C649 5.8 13.5 76.4 11.5 12.8 6.5 56.0 57.0 85.0 11.0 74.0 22 C759 14.0 7.1 81.4 7.5 9.6 11.9 65.0 67.0 110.0 35.0 75.0 23 C762 12.4 10.8 78.6 4.8 8.6 10.4 63.0 64.0 92.2 17.6 74.6 24 C766 6.4 14.3 94.0 5.8 7.2 6.2 63.0 64.0 95.0 13.2 81.8 25 C769 22.2 14.7 89.4 4.2 10.2 8.2 57.0 57.0 78.0 14.0 64.0 26 C771 5.4 13.5 64.4 7.1 7.8 10.7 56.0 58.0 62.0 12.0 50.0 27 C781 14.8 14.4 89.5 7.6 10.0 14.1 55.0 55.0 83.2 19.0 64.2 28 C783 9.2 11.0 71.2 5.8 10.4 11.0 60.0 60.0 83.4 16.4 67.0 Trung bình 11.3 11.4 78.7 4.8 9.4 8.1 58.1 59.5 77.6 14.2 63.3 Max 22.2 14.7 96.8 11.5 12.8 14.1 65.0 69.0 120.0 37.0 97.0 Min 5.4 4.7 62.6 1.6 7.2 4.0 54.0 54.0 40.0 5.0 32.0
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 69
Phụ lục 1(tiếp): Một sốđặc điểm hình thái, nông học của các dòng ngô trong vụ Xuân 2013 tại Viện Nghiên cứu Ngô
TT Dòng Màu thân Lớp lông bẹ lá Hướng lá Màu lá Màu hạt Dạng hạt Màu lõi 1 C91 xanh thưa ngang lục nhạt Vàng đá LT 2 C104 xanh TB đứng lục nhạt Vàng đá LT 3 C112 tía thưa ngang xanh lục Vàng đá LT 4 C120 tía TB đứng xanh lục Vàng đá LT 5 C127 xanh TB đứng lục nhạt Vàng đá LT 6 C140 xanh TB ngang xanh vàng Vàng đá LT 7 C157 xanh TB đứng xanh lục Vàng đá LT 8 C174 xanh TB đứng xanh lục Vàng đá LT 9 C175 xanh TB đứng xanh lục Vàng RN LT 10 C182 xanh TB đứng xanh lục Vàng đá LT 11 C186 xanh TB đứng xanh lục Vàng 1/2RN LT 12 C194 xanh TB ngang xanh lục Vàng đá LT 13 C199 xanh TB ngang lục nhạt Vàng đá LT 14 C252 xanh TB ngang xanh lục Vàng đá LT 15 C362 xanh TB đứng lục nhạt Vàng đá LT 16 C575 xanh TB ngang xanh lục Vàng đá LT 17 C582 xanh TB ngang xanh lục Vàng RN LT 18 C604 xanh thưa ngang xanh lục Vàng RN LT