4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.3.1. Một số kết quả nghiên cứu giống ngô lai trên thế giới
Ngô được con người quan tâm, nghiên cứu tập trung từ thế kỷ thứ 18. Người đầu tiên nghiên cứu về ngô là Cotton Mather và ông đã phát hiện giới tắnh của cây ngô. Vào năm 1716, Mather đã quan sát thấy sự thụ phấn chéo ở ngô tại Massachusetts. Trên ruộng ngô vàng được trồng một hàng bằng giống đỏ và xanh da trời, ông nhận thấy giống ngô vàng có sự thay đổi về màu hạt gây ra bởi giống đỏ và xanh. Tám năm sau 31 công bố của Cotton Mather, Paul Dudley đã đưa ra nhận xét về giới tắnh ngô và cho rằng gió đã mang phấn ngô cho quá trình thụ tinh.
Năm 1812, John Lorain là một trong những chủ trang trại ở Pennsylvania đã biết lợi dụng những ưu việt của hỗn hợp các giống khác nhau trong sản xuất, thường là gieo 2 giống ngô xen kẻ nhau trong cùng lô ruộng thu được năng suất cao hơn (Bùi Mạnh Cường, 2007) [21].
Đến năm 1871, người đầu tiên phát hiện ưu thế lai ở ngô là Charles Darwin, từ thắ nghiệm nhỏ trong nhà kắnh ông nhận thấy những cây giao phối phát triển cao hơn cây tự phối 20%. Darwin đã lai nhiều loài và giống cây, đến năm 1876 ông đã công bố kết quả trong tác phẩm ỘNhững tác động của giao phối và tự phối trong thế giới thực vậtỢ. Năm 1877, lần đầu tiên được William James Beal tiến hành nghiên cứu tại Học viện Nông nghiệp Michigan, ông đã tiến hành lai có kiểm soát giữa các giống ngô với mục đắch tăng năng suất bởi ưu thế lai. Ông nói: ỘLai tạo cây trồng tuy còn phôi thai, song tôi tiên đoán trước rằng trong tương lai sẽ có những bước tiến vĩ đại theo hướng này cho lúa mỳ, yến mạch, ngô, rau, cây ăn quả và hoa - cây cảnhỢ (Bùi Mạnh Cường, 2007) [21].
Sau một thời gian ngắn, G. H. Shull đã tiến hành nhiều thắ nghiệm theo dõi các tắnh trạng như số hàng, chiều cao cây, tắnh nhiễm sâu bệnh và đã có nhận xét: ỘBây giờ rõ ràng rằng tự phối chỉ đơn giản là làm thuần các dòng và rằng những so sánh của tôi không phải là giữa sự giao phối và tự phối, mà là giữa dòng thuần và con lai của nóỢ. Ông đã đóng góp thành tựu có ý nghĩa nhất cho nền nông nghiệp của thế kỷ 20 là sự phát triển ngô lai.
Đến năm 1905, Edward Murray East tiếp tục nghiên cứu cũng nhằm so sánh tác động tự phối và giao phối ngô, ông và Shull đều nhận thấy rằng tự phối làm suy giảm nhanh sức sống và giao phối thì khôi phục lại. East đã thấy được ý nghĩa to lớn của
phương pháp lai giữa dòng thuần cho nền nông nghiệp và khắch lệ sản xuất hạt lai F1. Ông đã phát minh ra phương pháp Ộlai képỢ (double cross) vào năm 1917. Phát kiến này là một bước tiến rất quan trọng trong thực tế sản xuất, các nhà chọn giống nhanh chóng áp dụng chương trình phát triển dòng thuần và các tổ hợp lai kép mới. Từ đó lai kép được áp dụng rộng rãi ở các nước như Mỹ, Canada và châu Âu. Nhưng đến năm 60 của thế kỷ 20 đã phát triển được nhiều dòng thuần khoẻ và năng suất cao, đã tạo điều kiện để sử dụng lai đơn vào sản xuất thay thế lai kép, bởi lai đơn có độ đồng đều và cho năng suất cao hơn lai kép. Nên chỉ trong vòng 10 năm lai kép đã bị thay thế gần như hoàn toàn bởi lai đơn hoặc lai đơn cải tiến (Bùi Mạnh Cường, 2007) [21].
Tiến bộ khoa học về ngô lai được ứng dụng và mở rộng nhanh chóng ở Mỹ, sau đó ở các nước tiên tiến khác. Như vậy, trong những năm qua tiến bộ trong phát triển ngô lai đã thu được nhiều kết quả quan trọng: Như đã tạo ra số lượng dòng, tổ hợp lai lớn và vật liệu dùng trong chọn tạo dòng đã có sự thay đổi một cách cơ bản, trước 32 những năm 1960 vật liệu tạo dòng chủ yếu là các giống ngô thụ phấn tự do địa phương, giai đoạn 1960- 1980 vật liệu tạo dòng là các quần thể thụ phấn tự do cải tiến và một phần là giống tổng hợp. Đến thập niên 80 và những năm đầu thập niên 90, vật liệu tạo dòng thuần là các quần thể giống thụ phấn tự do cải tiến, giống tổng hợp và các tổ hợp lai kép. Còn từ cuối năm 1990 đến nay, vật liệu tạo dòng chủ yếu là các quần thể ưu tú giống tổng hợp, các tổ hợp lai kép, lai đơn (Duvick, 2001) [39].
Cùng với sự thay đổi vật liệu di truyền thì sự cải tiến di truyền của các nguồn vật liệu cũng được đẩy mạnh; như sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong phân tắch, đánh giá mức độ đa dạng di truyền của các vật liệu trợ giúp công việc phân nhóm ưu thế lai, lập bản đồ di truyền của một số tắnh trạng quan trọng trên cơ sở đó phân loại vật liệu và chọn lọc một số tắnh trạng mong muốn. Sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử và tái tổ hợp ADN trong công tác đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh, chống hạn, chống đổ, chua phèn. Nhờ thế, ngày nay vật liệu sử dụng trong chọn tạo giống ngô đã được cải tiến tăng khả năng kết hợp về năng suất, chất lượng, tăng khả năng chống chịu và có tắnh thắch ứng rộng.
Nhờ vậy, các giống ngô lai đơn thế hệ mới có những đặc điểm nổi bật là năng suất cao, chống chịu tốt với các điều kiện ngoại cảnh bất thuận như nắng nóng, hạn, chống đổ, ắt bị nhiễm sâu bệnh, có khả năng trồng mật độ cao từ 8- 9 vạn cây/ha, năng suất đại trà đạt trên 10 tấn/ha. Ngày nay các công ty đa quốc gia còn đưa ra các giống ngô chuyển gen kháng sâu đục thân, kháng thuốc trừ cỏ như: NK67Bt/GT, NK7328Bt/GT, NK67GT và NK7328GT của Công ty Syngenta; giống B265R và B265G của Công ty Bioseed,... Việc sử dụng các công nghệ nuôi cấy bao phấn, nuôi cấy noãn chưa thụ tinh hoặc sử dụng cây kắch tạo đơn bội để tạo ra các dòng thuần nhanh chóng hơn, rút ngắn quá trình chọn tạo giống ngô lai.