4. GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.5.2.2. Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp
Để đánh giá KNKH của vật liệu, ngƣời ta thƣờng áp dụng các phƣõng pháp thử truyền thống:
- Phƣõng pháp lai đỉnh (Topcross)
- Phƣõng pháp lai luân giao (Diallen cross)
- Phƣõng pháp dùng khu cách ly riêng (Policross).
* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phƣơng pháp lai đỉnh
Lai đỉnh là phƣõng pháp thử chủ yếu để xác định khả năng kết hợp chung (GCA) do Devis đề xuất năm 1927. Theo ông, KNKH chung của quần thể gốc và các thế hệ có nguồn gốc từ chúng là cực kỳ quan trọng đối với quá trình tạo giống ngô lai. Phƣõng pháp này có ý nghĩa rất lớn ở giai đoạn đầu
trong quá trình chọn lọc khi đối tƣợng dòng còn quá lớn không thể đánh giá đƣợc bằng phƣõng pháp lai luân phiên (Ngô Hữu Tình, 1997) [17]. Trong lai
đỉnh ngƣời ta sử dụng các cây thử chung (Tester) để thay thế cho việc lai tất cả các vật liệu khác nhau - phƣõng pháp này đƣợc gọi là lai đỉnh toàn phần. Để tăng độ chắnh xác ngƣời ta thƣờng dùng hai hay nhiều cây thử trong khi tổ hợp lai không tăng.
Trong quá trình đánh giá KNKH bằng lai đỉnh cần chọn dòng tự phối có khả năng kết hợp chung cao, các dòng này có ý nghĩa lớn trong quá trình tạo giống (Trƣõng Đắch, 1980) [4].
+ Giai đoạn thử: Giai đoạn thử các dòng tự phối phụ thuộc vào nhà tạo giống trong quá trình chọn tạo dòng.
Tuy nhiên giai đoạn thử không phải là yếu tố quyết định trong quá trình tạo dòng ƣu tú (Hallauer, 1990) [34].
+ Chọn đúng cây thử: Yếu tố thành công trong công tác lai đỉnh là chọn đúng cây thử. Hiện nay có nhiều ý kiến khác nhau đối với vấn đề chọn cây
chọn cây thử nhƣ: năng suất, quan hệ huyết thống, nền di truyền, quan hệ bản thân dòng và các phản ứng của dòng trong lai thử. Xuất phát từ mục đắch kinh doanh, các nhà tạo giống lai thƣõng mại thƣờng sử dụng dòng ƣu tú làm cây thử vì họ muốn phát hiện một tổ hợp lai đỉnh là một lai đõn phục vụ cho sản xuất giống lai thƣõng mại (Ngô Hữu Tình, 1997) [18]. Theo Hallauer (1990)
[34], cây thử nên có sự khác biệt về di truyền và ở các nhóm có ƢTL đối lập
với dòng định thử.
Cây thử có thể có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống lai kép...)
hoặc có nền di truyền hẹp (dòng thuần, lai đõn...). Theo Trần Hồng Uy (1985)
[25] thì không nên dùng cây thử có nền di truyền quá rộng hoặc có khả năng mạnh trong việc truyền một số đặc điểm cho con lai, cũng không nên sử dụng cây thử có nền di truyền quá hẹp (những dòng đồng huyết) vì sẽ không xác định đƣợc KNKH của dòng định thử.
Để đanh gia chắnh xác KNKH cua cac dong trong lai đỉnh nên sử dụng 2 hoặc nhiều cây thử. Cây thử năng suất thấp thắch hợp hõn cho việc đánh giá
dòng vì nó làm rõ sự khác biệt giữa các dòng đem thử, trong khi đó cây thử năng suất cao che lấp sự khác biệt đó. Hallauer, A.R và Miranda, J.B (1981) [35 ] cho rằng cây thử có khả năng kết hợp cao trong lai đỉnh có xác suất ra đƣợc giống lớn hõn cây thử có khả năng kết hợp trung bình hoặc thấp, còn
theo Kruliovski và Adamclunh, 1979; theo Ngô Hữu Tình, 1997 [17] thì cây
thử tốt nhất là dòng thuần có lƣợng alen trội và lặn bằng nhau.
Trong điều kiện Việt Nam nên sử dụng 2 cây thử, môt cây thƣ có nền di truyền rộng và một dòng thuần . Cây thƣ co nên di truyên rông la giống thụ phấn tự do trong sản xuất và một dòng thuần tốt để vừa xác định đƣợc khả năng kết hợp các dòng thuần nghiên cứu vừa có khả năng ra giống nhanh, phục vụ cho yêu cầu sản xuất.
Những cặp lai thu đƣợc qua lai đỉnh đƣợc so sánh theo phƣõng pháp thắ
nghiệm đồng ruộng và số liệu xử lý thống kê bằng phân tắch phƣõng sai (Analysis of Variance). Thƣờng các thắ nghiệm đƣợc bố trắ kiểu khối ngẫu
nhiên hoặc mạng lƣới cân bằng.
Mô hình toán học của các cặp lai đỉnh (Griffing, 1956) là:
Xij = ộ + gi + gj + sij + eijk
Trong đó: Độ lớn tắnh trạng con lai (i x j) ở lần nhắc lại k ộ: Tắnh trạng trung bình trong thắ nghiệm gi: KNKH chung của dòng i
gj: KNKH chung của cây thử j
sij: KNKH riêng giữa dòng i và cây thử j eijk: Sai số ngẫu nhiên.
Trên thực tế chọn tạo giống, xác định KNKH của vât liệu qua hai giai
đoạn. Giai đoan đâu đanh gia KNKH chung bằng phƣõng pháp lai đỉnh, sau đó đanh gia KNKH riêng bằng cách lai luân phiên.
Các dòng đa đƣõc chon loc qua lai đinh tiêp tuc lai luân phiên xác định
KNKH riêng để tìm ƣu thế lai. Những dòng khi lai với nhau cho ƣu thế lai cao nhất đƣợc sử dụng làm vật liệu tạo giống lai .
* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phƣơng pháp lai luân phiên
Lai luân phiên (Diallel cross) là hệ thống lai thử dùng để đánh giá khả năng kết hợp do Sprague và Tatum đề xƣớng năm (1942) [38]. Năm 1974, East
đã sử dụng hệ thống lai luân phiên để xác định khả năng kết hợp của các kểu gen trong thắ nghiệm chọn tạo giống ngô lai. Sau East, một số tác giả nhƣ B.I.Hayman (1954) [36] đã phát triển thêm lý thuyết của lai luân phiên.
Hiện nay lai luân phiên là phƣõng pháp phổ biến để đánh giá KNKH.
số di truyền, khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng của bố mẹ
biểu hiện ở con lai.
Khi sử dụng phƣõng pháp lai luân phiên nếu số dòng nhiều thì số tổ
hợp lai tạo ra rất lớn, do đó chi phắ cho việc lai và khảo nghiệm tổ hợp lai lớn,
độ chắnh xác ở thắ nghiệm so sánh tổ hợp lai sẽ thấp vì vậy lai luân phiên
thƣờng đƣợc dùng cho việc đánh giá KNKH của các dòng đã đƣợc chọn qua lai đỉnh.
Lai luân phiên có hai phƣõng pháp:
- Phƣõng pháp Hayman: Phƣõng pháp này giúp phân tắch các tham số di truyền của vật liệu bố mẹ cũng nhƣƣớc đoan đƣợc giá trị của tham số này ở các THL. Tuy nhiên, việc xác định tham sô di truyền nêu trên chỉ đạt đƣợc kết quả
chắnh xác khi bố mẹ thỏa mãn điều kiện của Hayman nêu ra.
- Phƣõng pháp Griffing: Phƣõng pháp này cho biết thành phần biến
động KNKH chung, KHKH riêng. Phƣõng pháp Griffing đã đề xuất 4 phƣõng
pháp thắ nghiệm lai luân phiên sử dụng mô hình toán học thống kê để phân tắch các vật liệu mà cho đến nay vẫn sử dụng rộng rãi trên thế giới.
+ Phƣõng pháp 1: Gồm các THL thuận, nghịch và dòng bố mẹ. Số THL là n2. Tất cả các dòng định thử đƣợc đem lai diallel với nhau theo cả hƣớng lai thuận , lai nghịch và tự phối. Các dòng này vừa là cây đem thử, vừa là cây thử. Sõ đồ lai này thƣờng đƣợc áp dụng cho các loại cây tự thụ.
+ Phƣõng pháp 2: Gồm các THL thuận và dòng bố mẹ. Số THL là n(n+1)/2. Các dòng định thử đƣợc lai với nhau ở mọi tổ hợp lai theo một chiều thuận và tự phối. Trong n dong đem thử có các dòng tiêu chuẩn đƣợc sử
dụng làm đối chứng để so sánh giống sau này.
+ Phƣõng pháp 3: Gồm các THL thuận, nghịch. Số THL là n(n-1).
đối ắt, cho phép đánh giá chắnh xác hõn các dòng bố mẹ tham gia trong các cặp lai.
+ Phƣõng pháp 4: Gồm các THL thuận. Số THL là n(n-1)/2.
Các dòng định thử lai với nhau theo chiều thuận và không tự phối.
Kết quả đánh giá KNKH bằng phƣõng pháp lai luân phiên giúp cho các nhà tạo giống phân nhóm ƣu thế lai và sử dụng chúng trong tạo giống để chọn tạo ra các tổ hợp lai tốt phục vụ cho sản xuất. Ngoài đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ở chỉ tiêu hình thái và năng suất phƣõng pháp lai luân phiên còn sử dụng nghiên cứu mối quan hệ giữa KNKH với môi trƣờng và khả năng
chống chịu sâu bệnh.
* Phƣõng pháp dùng khu cách ly riêng:
Trông các giống và dòng chọn để thử KNKH dùng trong khu cách ly để mỗi giống hoặc dòng đƣợc tự do thụ phấn bởi giống hoặc dòng khác. Phƣõng
pháp này dùng tạo giống lai tổng hợp.
Trong những năm gần đây, ứng dụng công nghệ sinh học trong công tác cải tạo giống cây trồng đang đƣợc quan tâm nghiên cứu. Những kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ công nghệ sinh học là phƣõng tiện trợ giúp hiệu quả cho phƣõng pháp truyền thống để giải quyết các vấn đề trong công tác chọn tạo giống. Ngô Thị Minh Tâm và Bùi Mạnh Cƣờng đa phân tắch đa dạng di truyền bằng cách sử dụng chỉ thị SSR để dự đoán ƣu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ nhằm cung cấp thêm thông tin và khả năng ứng dụng chỉ thị phân tử trong công tác chọn tạo giống ngô lai trong điều kiện cụ thể
(Ngô Thị Minh Tâm và cs, 2007)[14].
Nguyên Văn Thu va công sƣ (2007)[15] đa ƣ ng dụng chỉ thị phân tử (SSR) trong phân tắch đa dạng di truyền của 8 dòng ngô nghiên cứu, kết quả khảo sát, đánh giá các tổ hợp lai trên đồng ruộng cho thấy, mối tƣõng quan
mối tƣõng quan thuận. Để ứng dụng hiệu quả hõn phƣõng pháp sử dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đa dạng di truyền, phân nhóm ƣu thế lai và dự đoán các tổ hợp lai ƣu tú cần đảm bảo: các dòng nghiên cứu phải đƣợc đánh giá về độ thuần di truyền và khả năng kết hợp; số mẫu đƣa vào nghiên cứu đủ lớn và các thắ nghiệm tiến hành qua nhiều vụ và nhiều vùng sinh thái khác nhau.
Chƣơng 2
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Đề tài tiến hành đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển của 7 dòng ngô thuần ngắn ngày do Viện nghiên cứu ngô cung cấp.
- Để đánh giá khả năng kết hợp về năng suất của các dòng chúng tôi tiến thành theo dõi chỉ tiêu năng suất hạt của 21 tổ hợp lai nhận từ phƣõng pháp lai luân phiên.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển và khả năng kết hợp của 7
dòng ngô tham gia thắ nghiệm , năm 2008 và 2009 tại Thái Nguyên .
2.2. ĐIA ĐIÊM VA THƠI GIAN NGHIÊN CƢU
1 3 5 6 7 4 2
7 4 6 2 1 3 5
6 5 7 3 4 2 1
- Đặc điểm đất đai thắ nghiệm: Thắ nghiệm đƣợc bố trắ trên đất cát pha, thành phần cõ giới nhẹ, chuyên trồng màu.
- Thời gian: Thắ nghiệm đƣợc tiến hành năm 2008-2009:
+ Lai 7 dòng thắ nghiệm theo phƣõng pháp luân phiên để tạo đƣợc 21
tô hõp lai (THL)
+ Vụ Đông 2008 và vụ xu ân 2009
Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển của 7 dòng ngô thuần. Theo dõi năng suất thƣc thu của 21 tổ hợp lai luân phiên.
+ Vụ Đông 2009: Theo dõi năng suất của 21 tổ hợp lai luân phiên.
2.3. NÔI DUNG VA PHƢƠNG PHAP NGHIÊN CƢU 2.3.1. Phƣơng phap bố trắ thắ nghiệm
2.3.1.1. Thí nghiệm đ ánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng thuần dòng thuần
Thắ nghiệm đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển của dòng thuần gồm 7 công thức đƣợc bố trắ 3 lần nhắc lại theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn
toàn, xung quanh có hàng bảo vệ. + Số ô thắ nghiệm: 3 x 7 = 21 ô
+ Diện tắch ô thắ nghiệm: 5m x 2,8m = 14 m2
.
Trồng 4 hàng/ô, giữa các lần nhắc lại cách nhau 1m.
Sơ đồ bố trắ thắ nghiệm vụ Đông 2008- xuân 2009
Dải bảo vệ Dải bảo vệ I II III Dải bảo vệ Dải bảo vệ
I, II, III là các lần nhắc lại. Công thức 1: TT1 Công thức 2: TT2 Công thức 3: TT3 Công thức 4: TT4 Công thức 5: TT5 Công thức 6: TT6 Công thức 7: TT7
2.3.1.2. Thí nghiệm đánh giá năng suất của các tổ hợp lai
Thắ nghiệm đánh giá năng suất của các tổ hợp lai gồm 21 tổ hợp lai và
1 giống đối chứng là LVN99 đƣợc bố trắ 3 lần nhắc lại theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn, xung quanh có hàng bảo vệ.
42 22 10 4 1 11 17 8 9 20 2 16 18 19 3 6 7 14 13 2 15 21 5 2 3 6 9 20 19 4 7 5 16 10 17 21 15 13 8 12 11 22 14 1 18 20 21 15 4 8 19 7 2 3 6 1 16 11 12 13 18 5 9 10 17 14 22 41 + Số ô thắ nghiệm: 3 x 22 = 66 ô + Diện tắch ô thắ nghiệm: 5m x 2,8m = 14 m2 .
Trồng 4 hàng/ô, giữa các lần nhắc lại cách nhau 1m. Sõ đồ bố trắ thắ nghiệm:
Sơ đồ bố trắ thắ nghiệm vụ Đông 2008- 2009
Dải bảo vệ I II III Dải bảo vệ Ghi chú:
Công thức Tên tổ hợp lai 1 TT1 x TT2 2 TT1 x TT3 3 TT1 x TT4 4 TT1 x TT5 5 TT1 x TT6 6 TT1 x TT7 7 TT2 x TT3 8 TT2 x TT4 9 TT2 x TT5 10 TT2 x TT6 11 TT2 x TT7 12 TT3 x TT4 13 TT3 x TT5 14 TT3 x TT6 15 TT3 x TT7 16 TT4 x TT5 17 TT4 x TT6 18 TT4 x TT7 19 TT5 x TT6 20 TT5 x TT7 21 TT6 x TT7
2.3.2. Quy trình kỹ thuật trồng trọt áp dụng trong thắ nghiệm
Kỹ thuật trông trotđƣợc áp dụng theo quy trình của Viện nghiên cứu ngô.
- Mật độ: 5,7 vạn cây/ha
- Khoảng cách: 70cm x 25cm
- Phân bón:
+ Phân hữu cõ: 2 tấn phân vi sinh/ha
+ Phân vô cõ: bón theo công thức 150N + 90 P2O5 + 90 K2O tƣõng đƣõng với lƣợng phân thƣõng phẩm.
Đạm urê: 321,89 kg/ha
Lân supe: 545,45 kg/ha Kali (KCL): 150 Kg/ha - Phƣõng pháp bón
+ Bón lót: 100% phân vi sinh + 100% phân lân
+ Bón thúc: chia 3 lần
Lần 1: 1/3N + 1/2 K2O khi cây có 3 - 5 lá
Lần 2: 1/3 N + 1/2 K2O khi cây có 7 - 9 lá
Lần 3: 1/3 N còn lại trƣớc khi trỗ 10 - 15 ngày - Chăm sóc:
+ Mọc - 3 lá: Dặm cây thƣờng xuyên, kiểm tra đồng ruộng, gặp
mƣa xới nhẹ.
+ Khi cây đƣợc 3 - 5 lá tiến hành tỉa định cây kết hợp xới phá váng, nhổ cỏ đồng thời bón thúc lần một.
+ Khi cây đƣợc 7 - 9 lá, bón thúc lần 2 kết hợp vun cao gốc chống đổ
+ Trƣớc trỗ 10 - 15 ngày, bón thúc lần cuối.
sẹo đen.
+ Thu hoạch khi thân, lá và lá bi khô vàng, chân hạt hình thành
2.3.3. Nôi dung và phƣơng pháp nghiên cƣu
2.3.3.1. Thí nghiệm đánh giá dòng
Các chỉ tiêu nghiên cứu đƣợc tiến hành theo hƣớng dẫn đánh giá của CIMMYT và Viện nghiên cứu ngô.
* Chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển
- Ngày trỗ cờ: Đƣợc tắnh khi ≥ 50% số cây/ô trỗ cờ (xuất hiện nhánh cuối cùng của bông cờ).
- Ngày tung phấn: Đƣợc tắnh khi ≥ 50% số cây/ô tung phấn (hạt phấn phát tán).
- Ngày phun râu: Đƣợc tắnh khi ≥50% số cây/ô đã phun râu (bắp có râu
dài 2 - 3 cm ngoài lá bi).
- Ngày chắn sinh lý: Đƣợc tắnh khi ≥70% số bắp/ô có vết đen ở chân hạt.
* Chỉ tiêu về hình thái
- Tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây: Đo 5 lần, lần 1 sau trồng 20 ngày, lần 2, 3, 4, 5 tƣõng ứng với thời gian sau trồng 30, 40, 50, 60 ngày. Đo từ mặt đất đến mút lá.
Tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây sau trồng 20 ngày = H1/T1
Tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây sau trồng 30 ngày =
H1 : Chiều cao cây sau trồng 20 ngày.
H2: Chiều cao cây sau trồng 30 ngày.
T1: Thời gian sau trồng 20 ngày.
H2 - H1
Tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây sau trồng 40, 50, 60 ngày tắnh tƣõng