Kết quả chọn tạo dòng ngô nếp thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn ppt

T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam

1
KẾT QUẢ CHỌN TẠO DÒNG NGÔ NẾP THUẦN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY BAO PHẤN
Đinh Công Chính
1
, Bùi Mạnh Cường
2
, Trần Đình Long
3
,
Đoàn Thị Bích Thảo
2
, guyễn Thị Thu Hoài
2
, guyễn Thiện Huyên
4
SUMMARY
Results on Development of Inbred Lines of Waxy Corn by Double Haploid
using Anther Culture Technology
Development of inbred lines of waxy corn by double haploid using anther culture
technology was undertaken in the ational Maize Research Institute of Vietnam, based on
8 Vietnamese landraces, 5 hybrids imported from China, 17 hybrids from Thailand.
Results showed that rate of embryo formation, plant regeneration and fertile plants in
waxy corn was lower than that of field corn. Percentage of fertile plants was highest in
anther cultured germplasm from Thailand, at 7.87%, which resulted in 105 waxy corn
lines. Among these lines, 36 lines accounted for 34.9% were agronomically acceptable,
good tolerant to abiotic stresses and yielded over 20 quintals per hectare. Especially lines
developed from local germplasm had low yield but showed well performance under
drought condition. This waxy corn inbred line nurseries have met requirement for analysis

of genetic diversity and development of waxy corn hybrids.
Keywords: Anther culture, waxy corn inbred lines, plant regeneration, embryo
formation, fertile plants.
I. §ÆT VÊN §Ò
Xây dựng tập đoàn dòng thuần phục vụ
công tác chọn tạo giống ngô lai nói chung
có vai trò hết sức quan trọng.
Trước đây, công tác chọn tạo dòng
thuần chủ yếu
dựa vào
phương pháp
chọn tạo
truyền thống, những năm cuối thế kỷ 20
được bổ sung phương pháp tạo dòng đơn
bội kép (Bùi Mạnh Cường và cs., 1996;
1998; Lê Huy Hàm và cs., 2003, 2005;
Buter B và cs., 1994). Phương pháp này rất
có hiệu quả trong chọn tạo dòng thuần nhờ
những ưu điểm nổi bật như rút ngắn thời
gian tạo dòng, tạo ra cá thể có tỷ lệ đồng
hợp tử cao về kiểu gen (Bùi Mạnh Cường
và cs., 1996, 1998). Do vậy, được áp dụng
rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam (Buter
B, 1997; Chalyka S.T,1999; Gaillard A và
cs., 1991; Genovesi, A.D và cs., 1990).
Ở nước ta, phương pháp này được áp
dụng chủ yếu trên đối tượng ngô tẻ. Còn ở
ngô nếp, ngô đường thì chưa có công trình
nào đề cập đến, vì vậy, trong bài báo này
chúng tôi muốn trình bày một số kết quả

1
Cục Trồng trọt-Bộ Nông nghiệp và PTNT;
2
Viện Nghiên cứu Ngô;
3
Hiệp hội Giống cây trồng Việt Nam;

4
Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
Tạp chí khoa học và công nghệ nông nghiệp Việt Nam

2
chn to dũng ngụ np thun bng phng
phỏp nuụi cy bao phn.
II. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN
CứU
1. Vt liu nghiờn cu
- Thớ nghim c tin hnh trờn 8
qun th np a phng ó c chn lc
vi cỏc tớnh trng tt nh chng , chu
hn, bnh, cht lng ngon, bao gm: Np
M105, np Mốo Vc, np Nự Tõy Ninh, np
trng Cũ Nũi, np Cao Lc, np Phỳ Lng
1, 2, 3 c bo qun v duy trỡ ti qu gen
ca Vin Nghiờn cu Ngụ. 5 ging ngụ np
lai nhp ni t Trung Quc: You 1, You 2,
You 3, You 4, You 5 v 17 ging np lai
nhp ni t Thỏi Lan: SW 226-SW290 v 4
t hp lai kộp gia cỏc vt liu trờn.
+ Mụi trng nuụi cy: Thớ nghim tin

hnh trờn h thng mụi trng:
- Mụi trng to cu trỳc phụi (M1):
YP + 400 mg/l Cazein hydrolysate + 0,1
mg/l TIBA + 100 mg/l L.Proline + 90 g/l
ng sucrose + 5 g/l than hot tớnh.
- Mụi trng tỏi sinh cõy (M2): MS +
2,0 mg/l Kinetin + 30 g/l ng sucrose +
100 mg/l mio-inositol.
- Mụi trng ra r to cõy hon chnh
(M3): 1/2MS + 1,5 mg/l NAA + 30 g/l ng
sucrose +100 mg/l mio-inositol + 5 g/l than
hot tớnh.
- Mụi trng ra ngụi: Giỏ th tru hun
+ 1/10 MS.
2. Phng phỏp nghiờn cu
- Tt c cỏc vt liu trc khi s dng
trong nuụi cy u c lai vi dũng cm
ng AC24.
- X lý mu (c) nhit 10
0
C trong
10-14 ngy, khụng cú ỏnh sỏng. Soi bo t
di kớnh hin vi, chn on c cú bo t
phỏt trin giai on hai nhõn sm. Kh
trựng mu c bng dung dch HgCl
2

0,05%. Tỏch ly bao, cy vo mụi trng
to cu trỳc phụi (M1) trong a petri. Cỏc
cu trỳc phụi t kớch thc t 1-2 mm

c cy chuyn sang mụi trng tỏi sinh
(M2). Cõy tỏi sinh cú cỏc b phn thõn
lỏ, cao khong 1-2cm c cy chuyn
sang mụi trng to cõy hon chnh (M3).
Cõy kho mnh cú y b phn thõn, lỏ,
r c luyn trong iu kin mụi trng
thớch hp v tin hnh ra ngụi trờn nn giỏ
th tru hun + 1/10 dung dch MS. Sau 7-
10 ngy khi cõy ra r mi, tin hnh
chuyn cõy trng ra t. Chm súc v ỏnh
giỏ kh nng sinh trng, phỏt trin ca
dũng mi c to ra: c im hỡnh thỏi,
t l hu th, s cõy cho thu hoch, s cõy
d dng,
III. KếT QUả Và THảO LUậN
1. T l to phụi, tỏi sinh cõy v cõy hu
th ca cỏc vt liu
T l to phụi, tỏi sinh cõy, cõy hu th
c túm tt bng 1, 2, 3, 4: 8 ngun vt
liu a phng a vo nuụi cy to dũng
trong 2 v thu 2008 v xuõn 2009 cú t l
to phụi trung bỡnh trong v thu l 2,79%, v
xuõn 4,75%; t l tỏi sinh cõy trong v thu
7,26% v v xuõn 4,14%; nh vy, t l to
phụi v xuõn cú xu hng cao hn v
thu, xong t l tỏi sinh cõy thỡ ngc li, v
thu cú t l cao hn v xuõn, iu ny c
lp li 5 ngun vt liu ca Trung Quc
vi t l to phụi v thu 3,78% v v xuõn
3,83%, t l tỏi sinh cõy v thu 6,49% v v

xuõn 5,21%; 17 ngun vt liu Thỏi Lan:
T l to phụi v thu 4,26%, v xuõn 5,43%;
t l tỏi sinh cõy v thu 11,84% v v xuõn
9,84%. Trong 8 ngun vt liu a phng
ch cú 2 ngun vt liu l np Mốo Vc v
np Phỳ Lng 2 cú t l cõy hu th cao
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam

3
lần lượt 11,3% và 21,3%. Tổng số dòng tạo
mới từ 2 nguồn vật liệu này là 25 dòng,
trong đó nếp Mèo Vạc 4 dòng và Phú
Lương 2 là 21 dòng. Căn cứ vào tiêu chuNn
ánh giá dòng chn ưc 8 dòng có kh
năng s dng trong ó np Mèo Vc 2 dòng
và Phú Lương 2 6 dòng. Trong 5 ngun vt
liu nhp ni t Trung Quc ch có 2 ngun
vt liu là You 4 và You 5 cho t l cây hu
th cao ln lưt là 8,4% và 14,4%, tng s
dòng to mi 37, s dòng t yêu cu 4
(bng 2). i vi 17 ngun vt liu ca
Thái Lan có 10 ngun vt liu có t l tái
sinh cây hu th cao (bng 3). S dòng to
mi 43, s dòng t yêu cu 26.
ánh giá chung cho thy (bng 4) t l
to phôi trung bình ca các vt liu nhp
ni t Thái Lan cao nht t 4,71%, tái sinh
cây t 9,71% và t l cây hu th 7,87%,
thp nht là vt liu a phương ca Vit
N am. Tng s dòng t yêu cu có th s

dng trong các thí nghim tip theo là 36
dòng. N u so sánh kt qu trên vi vt liu
ngô t cho thy t l to phôi, tái sinh cây,
cây hu th u thp hơn, iu này có th
do các vt liu chưa ưc chn lc và môi
trưng nuôi cy chưa phù hp cn tip tc
nghiên cu  hoàn thin.
2. Đặc điểm nông sinh học của các dòng
đơn bội kép
Trên cơ s 36 dòng ưc to ra t các
vt liu bng phương pháp nuôi cy bao
phn, chn ra 22 dòng ưu tú  ánh giá
c tính nông sinh hc phc v cho các thí
nghim tip theo. V thi gian sinh trưng,
các dòng có thi gian sinh trưng t 93
ngày (N 17, N 12) n 105 ngày (N 8, N 9)
u thuc nhóm chín sm. Các dòng to ra
t vt liu a phương có kh năng chu
bnh, sâu và hn khá hơn các dòng ưc to
ra t các ngun vt liu nhp ni. Các tính
trng hình thái, các dòng có chiu cao trung
bình t 83cm (N 27) n 165cm (N 8), c
dài, nhánh c nhiu. N hìn chung, các dòng
có tính n nh cao, th hin qua ch s
CV% ca các tính trng cao cây, cao bp,
dài c. Trong các tính trng theo dõi thì tính
trng s nhánh c có ch s CV% cao nht,
bình quân ln hơn 10%. Kt qu trên phn
ánh các dòng to ra bng phương pháp nuôi
cy bao phn có  thun di truyn tt, có

th áp ng cho các thí nghim lai to.
3. ăng suất và yếu tố cấu thành năng suất
N ăng sut và yu t cu thành năng
sut (bng 5). Các dòng np thun nhìn
chung bp ngn. Dòng có chiu dài bp dài
nht là N 25 t 11,7cm, dòng có chiu dài
bp ngn nht N 1 (7,1cm), ưng kính bp
trung bình t 3,5cm, dòng có ưng kính
bp ln nht là N 8, N 18 (4,3cm), dòng có
ưng kính bp nh nht là N 1 (2,9cm).
Tuy nhiên, có 2 yu t cu thành năng sut
áng lưu ý là s hàng ht u t t 12-14
hàng ht và t l ht/bp cao, u t trên
80%. ây cũng là 2 yu t khá quan trng
quyt nh năng sut dòng. Các tính trng
này khá n nh ưc biu hin qua h s
CV%. n nh nht là ưng kính bp, s
hàng ht và chiu dài bp, v năng sut các
dòng np u có năng sut t trên 20 t/ha,
tr 2 dòng có năng sut t thp nht là N 1
(11,1 t/ha), N 9 (18 t/ha), dòng t năng
sut cao nht là N 17 (34 t/ha), cao tương
ương vi dòng to ra t gen pool N 30
(34,2 t/ha).  mt khía cnh nào ó cho
thy, tp oàn dòng np có năng sut cao
cho phép to ra ging np lai có năng sut
t 50 t/ha.
IV. KÕT LUËN
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam

4
1. Có th ng dng k thut nuôi cy
bao phn trong to dòng ngô np thun.
N gun vt liu nhp ni t Thái Lan có t
l to phôi, tái sinh cây, cây hu th cao
hơn vt liu nhp ni t Trung Quc và
ngun vt liu bn a ca Vit N am.
2. Tp oàn dòng thun ưc to ra t
k thut nuôi cy bao phn có các tính trng
nông hc khá n nh, kh năng chng chu
khá, năng sut khá cao và n nh, có th s
dng trong các thí nghim phân tích a hình
di truyn và to ging lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bùi Mạnh Cường, Trần Hồng Uy và cộng
sự, 1996. “Kt qu bưc u nghiên
cu bao phn”, Tp chí N ông nghip và
Công ngh thc phNm, s 403, tr.17-18.
Bùi Mạnh Cường, guyễn Hữu Đống và
cộng sự, 1998. “N ghiên cu to cây
ngô ơn bi kép bng k thut nuôi cy
bao phn”, Tp chí N ông nghip và
Công ngh thc phNm, s 428, tr.64-65.
Lê Huy Hàm, 2003. “N ghiên cu ci tin hiu
qu nuôi cy bao phn ngô i vi x lý
manitol trong iu kin in vitro” Tp chí
Di truyn và ng dng, s 2, tr.10-14.
Lê Huy Hàm, guyễn Thị Khánh Vân,
2005. “Phát trin và ng dng k thut
ơn bi trong chn to ging ngô ưu

th lai”, Khoa hc Công ngh N ông
nghip và Phát trin nông thôn-20 năm
i mi, N XB. Chính tr Quc gia.
Buter B., Jumpatong C., 1994. “Application
of the anther culture technique in a corn
breeding project in Thailand, Astracts
7
th
Intl. Congr. Of plant tissue and cell
culture, Firenze, June 12-17:85.
Buter B., 1997. “In vitro haploid production in
maize” In: “In vitro Haploid production in
higher plants”. Kluwer Academic
Publishers, Vol. 4: 37-71
Chalyka S.T., 1999. “Use of maternal
haploids for improving maize inbred
lines”, Maize Gen. Coop. N ewsletter
73: 54-56.
Gaillard A., Vergne P., 1991.
“Optimisation of maize microspore
isolation and culture conditions for
reliable plant regeneration” Plant Cell
Reports. 10: 55-58.
Genovesi, A.D., R.A.Yingling, 1990.
“Isolated microspore culture of Zea
mays L.” Abstr. 7th Int. Congr. Plant
tissue and cell culture IAPTC,
Amsterdam, A7-19: 19.
gười phản biện:
PGS. TS. N guyn Văn Tut

T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
5
Bảng 1. Tỷ lệ tạo phôi, tái sinh cây, cây hữu thụ từ các vật liệu địa phương
(Viện ghiên cứu gô, năm 2007)
T
T
Nguồn gốc
Tỷ lệ tạo phôi (%)

Tỷ lệ tái sinh (%)
Tỷ lệ cây hữu thụ
(%)
Tổng số dòng
T.08

X.09

TB T.08

X.09

TB T.08 X.09 TB
Số dòng
tạo mới

Số dòng
sử dụng

1 Nếp M105 4,40 4,00 4,20 4,55

- - - - - - -
2 Nếp Mèo Vạc - 18,5
6
- - 13,1
7
- - 11,30

- 4 2
3 Nếp Nù Tây Ninh - 6,00 - - - - - - - - -
4 Nếp trắng Cò Nòi 6,33 2,50 4,41 7,02

- - - 1,30 - - -
5 Nếp Cao Lộc - 2,00 - - - - - - - - -
6 Nếp Phú Lương 1 1,00 - - - - - - - - - -
7 Nếp Phú Lương 2 6,92 5,00 5,96 19,2
8
20,0
0
19,6
4
11,60

21,30

16,45

21 6
8 Nếp Phú Lương 3 3,67 - - 27,2
7
- - 11,00

- - - -
TB 2,79 4,75 1,82 7,26

4,14

2,45

2,82 4,2 2,05 25 8
Bảng 2. Tỷ lệ tạo phôi, tái sinh cây, cây hữu thụ của các vật liệu từ Trung Quốc
(Viện ghiên cứu gô, năm 2008)
TT

Nguồn gốc

Tỷ lệ tạo phôi (%) Tỷ lệ tái sinh (%) Tỷ lệ cây hữu thụ (%)

Tổng số dòng
T.08 X.09 TB T.08 X.09 TB T.08 X.09 TB
Số
dòng
tạo mới

Số
dòng
sử
dụng
1 You 1 - 2,00 - - - - - - - - -
2 You 2 - 1,00 - - - - - - - - -
3 You 3 2,43 2,00 2,21 - - - - - - - -

4 You 4 5,13 2,40 3,76 5,19 8.33 6,76 - 8,40 - 14 2
5 You 5 9,83 11,75

10,79

27,27

17,73

22,50

17,40

11,40

14,40

23 2
TB 3,78 3,83 3,35 6,49 5,21 5,85 3,48 3,96 2,88 37 4
Bảng 3. Tỷ lệ tạo phôi, tái sinh cây, cây hữu thụ của các vật liệu có nguồn gốc từ Thái
Lan
(Viện ghiên cứu gô, năm 2008)
TT

Nguồn gốc
Tỷ lệ tạo phôi (%) Tỷ lệ tái sinh (%) Tỷ lệ cây hữu thụ (%)

Tổng số dòng
T.08 X.09

TB T.08 X.09

TB T.08 X.09

TB
Số dòng
tạo mới

Số dòng
sử dụng

1 SW 226 2,89 1,00 1,94 - 7,73 - - 1,40 - - -
2 SW 305 1,38 1,00 1,19 - 20,0 - - 1,40 - 3 3
3 SW 307 2,82 1,00 1,91 6,25 - - - - - - -
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
4 SW 227 2,50 - - - - - - - - - -
5 SW 236 3,00 16,67

9,83 - 6,00 - - - - - -
6 SW 303 1,80 2,29 2,04 - - - - - - - -
7 SW 237 2,75 8,43 5,59 27,17

15,08

21,17

21,30

11,30

16,30

2 2
8 SW 273 8,00 6,93 7,46 20,83

14,7 17,76

22,30

17,40

19,85

3 1
9 SW 261 2,33 3,00 2,66 17,43

11,11

14,27

14,60

13,30

13,95

3 1
10 SW 275 7,63 4,40 6,01 19,67

18,18

18,92

15,60

21,70

18,70

2 1
11 SW 282 12,26

11,60

11,93

6,03 5,17 5,60 - - - - -
12 SW 285 3,67 2,50 3,08 18,18

6,00 12,90

11,40

31,40

7,21 6 4
13 SW 290 4,43 9,40 6,91 6,45 6,38 6,41 6,38 21,80

14,09

8 3
14 SW 303 x SW 273

4,17 3,29 3,73 16,00

21,70

18,85

16,90

11,30

14,90

7 4
15 SW 304 x SW 273

5,44 3,25 4,34 12,24

15,38

13,81

21,40

11,80

16,60

3 3
16 SW 273 x SW 304

5,89 6,67 6,28 37,74

15,00

26,37

14,60

5,70 10,15

3 3
17 SW 305 x SW 226

2,50 8,00 5,25 13,33

5,00 9,16 1,30 3,10 2,20 3 1
TB 4,26 5,43 4,71 11,84

9,84 9,71 8,57 8,91 7,87 43 26
Bảng 4. Tỷ lệ tạo phôi, tái sinh cây, cây hữu thụ và số dòng đạt yêu cầu của các vật liệu
(Viện ghiên cứu gô, năm 2009)
TT Vật liệu
Tổng số nguồn
nuôi cấy
Tỷ lệ
tạo phôi TB (%)

Tỷ lệ tái sinh
cây (%)
Tỷ lệ cây
hữu thụ (%)
Số dòng
đạt yêu
cầu
1 Việt Nam 8 1,82 2,45 2,05 6
2 Trung Quốc 5 3,35 5,85 2,88 4
3 Thái Lan 17 4,71 9,71 7,87 26