SỰ KIỆN CHUYỂN GEN ZMDREB2A VÀ THL NỀN TƯƠNG ỨNG THÔNG QUA THÍ NGHIỆM GÂY HẠN NHÂN TẠO NGOÀI ĐỒNG RUỘNG
Nhằm đánh giá khả năng di truyền về tính chịu hạn của các dòng ngô chuyển gen chịu hạn ZmDREB2A, chúng tôi sử dụng 3 dòng ngô chuyển gen D3, D14 và D21 và 3 dòng dòng ngô nền tương ứng C436, C7N và V152 làm dòng mẹ thông qua thí nghiệm lai đỉnh với 2 dòng ngô thuần ưu tú NT6745 và H245 và thu được 12 tổ hợp lai đỉnh trong đó 6 THL mang các dòng chuyển gen và 6 THL thường làm THL nền đối chứng. Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn của các THL thông qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong điều kiện kiểm soát ở vụ Hè Thu 2019.
4.3.1. Đặc điểm hình thái và thời gian sinh trưởng của các THL trong điều kiện hạn
Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp
Chiều cao cây, cao đóng bắp là đặc điểm hình thái của cây ngô, liên quan chặt chẽ đến sinh trưởng, phát triển và khả năng chống đổ của vật liệu và do đặc tính di truyền của vật liệu quyết định. Tuy nhiên, tính trạng này còn chịu tác động bởi các yếu tố khác như thời tiết, đất đai, mùa vụ, mật độ, phân bón, chăm sóc,... Kết quả theo dõi chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2019 được tổng hợp và được so sánh chi tiết trong bảng 4.17.
Bảng 4.17. Đặc điểm hình thái và thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai trong điều kiện hạn
TT THL CCC (cm) CCB (cm) ASI (ngày) Gieo- Phun Râu Gieo- Tung Phấn Gieo- Chín sinh lý 1 D3 x NT 199,4 90,2 4,7 52,0 56,7 108,7 2 C436 x NT (nền) 190,8 90,2 6,0 52,7 58,7 107,7 3 D14 x NT 190,9 105,8 4,7 53,3 58,0 109,3 4 C7N x NT (nền) 188,8 91,3 6,0 52,3 58,3 108,0 5 D21 x NT 188,6 100,0 5,3 51,0 56,3 110,7 6 V152 x NT (nền) 202,4 91,6 6,0 51,7 57,7 109,0 7 D3 x H 200,6 110,8 4,3 52,0 56,3 110,7 8 C436 x H (nền) 180,9 92,4 6,7 52,7 59,3 109,7 9 D14 x H 206,2 112,3 5,0 52,0 57,0 107,3 10 C7N x H (nền) 185,8 110,6 5,0 51,7 56,7 106,7 11 D21 x H 200,0 110,2 4,7 51,7 56,3 110,7 12 V152 x H (nền) 189,4 110,3 5,3 51,3 56,7 109,0 LSD0,05 2,14 CV (%) 1,2
54
Qua bảng 4.17 cho thấy: Trong điều kiện hạn, chiều cao của tất cả các tổ hợp lai giảm so với điều kiện tưới đủ. Qua đó cho thấy, hạn đã ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của cây ngô, dẫn tới làm giảm chiều cao của cây so với điều kiện có tưới. Kết quả theo dõi cũng cho thấy: Chiều cao cây của các tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng chuyển gen cao hơn chiều cao cây ở các THL nền đặc biệt ở các tổ hợp lai tạo ra từ 2 dòng chuyển gen D3 và D21. THL chuyển gen D14 có sự khác nhau so với THL nền thuy nhiên không có sự sai khác có ý nghĩa. Chiều cao đóng bắp của các THL cũng cho kết quả tương tự. Các THL có chiều cao dao động từ 180,9 – 206,2 cm và chiều cao đóng bắp dao động từ 90,2 – 112,3 cm.
Chênh lệch thời gian tung phấn phun râu (ASI)
Chênh lệch giữa thời gian tung phấn phun râu có vai trò rất quan trọng đối với chương trình chọn tạo giống ngô chịu hạn. Nghiên cứu về tính chịu hạn ở cây ngô cho thấy trong các tính trạng quan tâm, tính trạng chênh lệch giữa thời gian tung phấn phun râu (ASI) có mối tương quan chặt với năng suất cây ngô trong điều kiện hạn (tương quan về kiểu gen là 0,65 và về kiểu hình là 0,53) (Bolanos, 1993). Nếu hạn xảy ra vào giai đoạn tung phấn phun râu, năng suất ngô giảm nhiều nhất (Zaidi, 2002).
Giai đoạn tung phấn, phun râu (khoảng 8-12 ngày) là thời kỳ quyết định năng suất của cây ngô bởi nó ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn - thụ tinh, quyết định đến số hạt trên một bắp, là tính trạng tương quan chặt nhất với năng suất trong điều kiện hạn với tương quan về kiểu gen là 0,86 và kiểu hình là 0,99 (Bolanos, 1993). Giai đoạn này các chất dinh dưỡng từ thân lá tập trung về cơ quan sinh sản, các chất hữu cơ được tổng hợp bắt đầu tập trung tích lũy về hạt.
Qua đánh giá 12 tổ hợp lai trong điều kiện hạn, cho thấy: Chênh lệch tung phấn phun râu trung bình trong điều kiện hạn của các tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng chuyển gen (4,3- 5,3 ngày) ngắn hơn từ 1- 2 ngày so với các tổ hợp lai được tạo ra từ dòng nền (5,3-6,7 ngày). Tuy nhiên, sự biến động giữa các tổ hợp lai trong điều kiện hạn là lớn từ 3-7 ngày. Điều này cho thấy, thí nghiệm trong điều kiện hạn đã đủ mức độ bất thuận về thiếu nước trên các nguồn vật liệu nghiên cứu và kết quả này cũng phù hợp với nhận định của Zaidi (2005). Kết quả này bước đầu cho thấy: các tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng chuyển gen có khả năng chịu hạn tốt hơn so với các tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng nền.
55
Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai
Sinh trưởng phát triển là một quá trình sinh lý tổng hợp, là sự biến đổi về hình thái và cấu trúc bên trong của cây trồng; Trong đó, sinh trưởng là quá trình tạo mới các yếu tố cấu trúc và dẫn đến tăng kích thước của cây; Phát triển là quá trình biến đổi về chất trong quá trình tạo mới các yếu tố cấu trúc làm cho nó có thể trải qua chu kỳ sống của mình; Giữa sinh trưởng và phát triển có mối quan hệ mật thiết với nhau; Sinh trưởng là tiền đề về lượng cho quá trình phát triển.
Nghiên cứu các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các tổ hợp lai là cơ sở đế xác định thời gian hoàn thành các giai đoạn của chúng, qua đó có thể tác động các biện pháp kỹ thuật như đất đai, thời vụ gieo trồng, quá trình chăm sóc và chế độ tưới tiêu hợp lý nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao và sử dụng nguồn nước một cách tiết kiệm.
Qua đánh giá thời gian sinh trưởng từ gieo đến chín sinh lý của 12 tổ hợp lai trong vụ Hè Thu 2019 cho thấy: Thời gian chín sinh lý của các tổ hợp lai dao động từ 106 đến 112 ngày. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai được tạo ra từ dòng chuyển gen và dòng nền là tương đương, không có sự sai khác có ý nghĩa ở mức tin cậy 95%.