Trên thế giới cĩ rất nhiều cơ quan, tổ chức nghiên cứu về cây ngơ, trong đĩ cơ quan nghiên cứu đĩng vai trị quan trọng nhất trong cơng tác chọn tạo giống ngơ đĩ là Trung tâm Cải lương giống Ngơ và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT – Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz Y Trigo) được thành lập năm 1966 tại Mexico. Từ khi thành lập tới nay, CIMMYT đã tạo ra một khối lượng lớn các dịng thuần. ðây là nguồn vật liệu khởi đầu cho cơng tác chọn tạo giống ngơ để cung cấp cho các cơ quan nghiên cứu ở các quốc gia trên khắp thế giới. Thành cơng đầu tiên là vào năm 1985, CIMMYT đã đưa ra 74 dịng nhiệt đới (CML1 - CML74) và 65 dịng á nhiệt đới (CML75 - CML 139) (CIMMYT, 1985)[35]. Năm 1992, các nhà nghiên cứu của CIMMYT tiếp tục cung cấp thêm tập đồn gồm 99 dịng (CML140 - CML238), trong đĩ bao gồm 33 dịng QPM nhiệt đới (CML140 - CML172), 22 dịng QMP á nhiệt đới (CML 173 - CML194), 22 dịng cận nhiệt đới thấp (CML217 - CML238). Với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ cho lai tạo giống, năm 2001, CIMMYT cơng bố tiếp một số dịng thuần (CML 476 - CML 487) cĩ thời gian sinh trưởng trung bình và chậm, thích ứng với vùng nhiệt đới, á nhiệt đới đã đáp ứng một phần nhu cầu của các nhà chọn tạo giống (CIMMYT, 2001). [36]
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………………17
Chọn tạo dịng thuần và đánh giá KNKH là cơng việc thường xuyên diễn ra ở bất kỳ cơ sở chọn tạo giống cây trồng nào. Từ năm 1985 CIMMYT đã nghiên cứu KNKH của những nguồn gen và quần thể ngơ nhiệt đới trong 8 bộ lai luân giao. Kết quả được cơng bố trong báo cáo tại hội thảo chọn tạo giống ngơ lai năm 1996. Báo cáo chỉ ra rằng các vật liệu được đánh giá cĩ KNKH cao là: Pool 30 và P48, P42 và P47, P43 và P44, P42 và Susan 1, P43, P23, P26, P49 và P20, Pool 21, Pool 22, P6, P69 và P70, PR7737... đây là các vật liệu cĩ KNKH cao về tính trạng năng suất cĩ thể sử dụng trong cơng tác chọn tạo giống ngơ lai mới (Beck, D.L; 1990) [34].
* Kết quả nghiên cứu chọn tạo dịng thuần
Nghiên cứu tạo dịng thuần ở ngơ đường cũng đã cĩ nhiều nghiên cứu đề cập, nghiên cứu của W.F. Tracy và cộng sự năm 2000 đã cho thấy khi tạo dịng thuần ngơ đường, một số dịng đã xuất hiện những biến dị khơng mong muốn với tần suất cao. Trong một số trường hợp, khi lai giữa các dịng và biến dị cĩ ưu thế lai, nguyên nhân các biến dị và ưu thế lai như vậy là chưa ra nguyên nhân. Vật liệu duy nhất cho câu hỏi này là dịng ngơ đường P39, biến dị của P39 đã được nhận biết bằng di truyền phân tử với 3 marker là lai thăm dị, 78 single copy restriction fragment length polymorphisms (RFLP) và 671 amplified fragment length polymorphisms (AFLP). Tất cả các cặp lai được tạo ra giữa 7 dịng P39. Khối lượng bắp, chiều cao bắp và chiều cao cây của các cặp lai được theo dõi đo đếm trong 2 năm, trên một địa phương và lặp lại 8 lần trên năm. Khối lượng 10 bắp trong phạm vi từ 0,49 đến 0,84 kg. Mức độ cĩ ý nghĩa của biến dị di truyền phân tử được quan sát giữa các dịng. Kết quả đa hình trên cặp dịng thuần khi lai thăm dị đa chiều, kết quả so sánh cặp đơi giữa các cặp dịng nằm trong phạm vi từ 0 đến 18. RFLPs đa hình của một cặp dịng khi kiểm tra trên 78 locus, 10 cặp so sánh biểu hiện nằm trong phạm vi từ 6 (7%) đến 28 (35%), AFLPs so sánh 15 cặp đơi giữa các cặp dịng cho thấy phần trăm đa hình nằm trong phạm vi từ 3 (0,5%) đến 145 (22%). Khối
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………………18
lượng 10 cặp cĩ tương quan với số đa hình của các cặp dịng. Biến động RFLP cĩ tương quan với chiều cao cây (r =0,82). Trong khi phân lập các dịng ban đầu của P39 đã tạo ra đột biến tại một gen, số lượng biến dị phân tử khơng mong muốn cao. Biến dị và thay đổi khả năng kết hợp chỉ ra rằng sự thay thế xảy ra trong tồn bộ genome (W.F. Tracya, 2000) [66].
Sự bảo quản các dịng ngơ đường thuần trong các trạm nghiên cứu khác nhau là nguyên nhân gây biến dị trong các dịng. Mục đích của nghiên cứu này là xác định sự khác nhau về phân tử và nơng học ở các dịng ngơ đường thuần được duy trì ở Tây Ban Nha. Các dịng ngơ thuần của Mỹ và Tây Ban Nha cĩ nguồn từ 5 dịng đã được xác định đặc điểm bằng sử dụng 34 mồi RAPD tạo ra 168 vạch. 5 dịng của 4 nguồn tự phối này đưa vào sơ đồ lai diallen và các con lai được đánh giá ở 4 mơi trường ở Tây Ban Nha, đặc điểm RAPD biểu hiện khác nhau giữa các dịng của 2 nguồn, trong khi sự phân chia của các dịng lớn nhất là 15125. Sự khác nhau về đặc điểm nơng học quan trọng nhất giữa các dịng thuần của Mỹ và Tây Ban Nha là P51, tiếp theo P39, trong khi các dịng 1453 hoặc 15125 sai khác nhau khơng cĩ ý nghĩa. Khác nhau về phân tử giữa các dịng khơng liên quan đến biểu hiện nơng học (Pedro Revilla, 2005)[55].
* Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngơ đường ưu thế lai
Trên thế giới, chọn tạo giống ngơ đường đã phát triển rất mạnh từ các giống tổng hợp đến tạo giống ưu thế lai và giống chuyển gen. Tạo giống ưu thế lai cĩ nhiều thành tựu dựa trên những nghiên cứu khoa học trong tạo giống ưu thế lai ở ngơ thường. Giống ưu thế lai là hiện tượng cây lai cĩ sức sống khỏe hơn, tính chống chịu cao hơn, năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn so với bố mẹ của chúng và so với đối chứng (Ngơ Hữu Tình)[19], [20], [21].
các giống ngơ đường trước đây chủ yếu được chọn tạo bằng các phương pháp chọn tạo giống ngơ truyền thống. ðộ ngọt do gen
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………………19
“SHRUNKEN-2” kí hiệu là sh2 điều khiển được khám phá từ những năm 1960, gen sh2 đã cĩ độ ngọt cao ở thời điểm thu hoạch và nĩ cịn cho ngọt hơn ở giai đoạn sinh trưởng trước thu hoạch. Ngày nay, các giống ngơ đường ưu thế lai chiếm ưu thế và đã cĩ một số giống ngơ đường biến đổi gen (GMO) nhưng chỉ trong thí nghiệm nhỏ chưa cĩ giống thương mại, một số giống thương mại chỉ là giống chuyển gen kháng bệnh ở các giống ngơ thường [58]. Nghiên cứu ngơ đường lai theo hướng nâng cao năng suất, chất lượng và chống chịu bất thuận được tập trung nhiều ở châu Âu, Ordas B và cộng sự 2005 cho thấy nảy mầm và sức sống của cây con ngơ đường ưu thế lai tốt hơn do đồng hợp gen su1 giúp ngơ phù hợp hơn với điều kiện canh tác của vùng Atlantic, châu Âu (mùa xuân lạnh và ẩm). Những dịng ngơ đường ưu tú đồng hợp cả 2 gen su1 và se1 cĩ thể cải thiện chất lượng ngơ lai su1 một cách ổn định. Các dịng thuần su1se1 cĩ thể cải thiện su1su1 cĩ thể lựa chọn trong một số hướng tạo giống. Mục đích nghiên cứu là nhận biết các dịng thuần su1se1 làm vật liệu cĩ thể cải thiện chất lượng của giống lai su1. Tám dịng thuần su1se1 đã được lai với 8 dịng thuần su1 là bố mẹ của 15 tổ hợp lai su1. Giống lai và dịng thuần đã được trồng cạnh nhau ở hai địa phương miền bắc Tây Ban Nha trong 2 năm 1999 và 2000, ước lượng cĩ thể để nhận biết bố mẹ su1se1 với các allel phù hợp thiếu trong giống lai su1 và xác định được MG’ và NI để cải thiện chất lượng giống lai một cách ổn định (Ordás B,2005) [51]. Nghiên cứu vật liệu ngơ đường cho chọn tạo giống ngơ đường lai chống chịu cũng được quan tâm, nhiều giống ngơ đường lai khả năng nẩy mầm rất kém trong điều kiện nhiệt độ thấp, nguồn gen chịu lạnh và di truyền của nĩ rất cĩ lợi trong sản xuất ngơ đường. Nghiên cứu di truyền tính chịu lạnh của con cái lai giữa các giống thụ phấn tự do. 6 giống ngơ đường thụ phấn tự do đã được đưa vào sơ đồ lai diallel, 15 con lai và bố mẹ được đánh giá cùng với đối chứng trong buồng lạnh và trong nhà kính dưới điều kiện ấm. Cho thấy hai bố mẹ nẩy mầm chậm nhất. Ngày nẩy mầm ở điều kiện lạnh
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ………………20
khơng tương quan với ngày nẩy mầm ở điều kiện ấm. Tương quan giữa khối lượng khơ rễ ở điều lạnh và ấm, tương quan khối lượng khơ mầm trong điều kiện lạnh và ấm là tương quan thuận cĩ ý nghĩa. Như vậy khối lượng rễ và mầm trong điều kiện ấm cĩ thể dự đốn cây con dưới điều kiện lạnh [54].
Ngồi ra cũng đã cĩ nhiều nghiên cứu chọn tạo giống ngơ đường chống chịu sâu, bệnh. Guo, B.Z. và cộng sự 2004 đã cĩ những nghiên cứu di truyền khả năng chống chịu sâu của ngơ đường. Cho thấy các giống ngơ đường mới chọn tạo chứa gen p1 cĩ khả năng chống chịu sâu đục bắp [46]. Pataky.J.K và cộng sự năm 1998 cũng cho những nghiên cứu tạo giống chống chịu với bệnh nấm, vi khuẩn và vius là cơ sở khoa học cho tạo giống chống bệnh [53].