đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất và ưu thế lai của một số tổ hợp ngô lai chịu hạn

*



NGUYỄN HỒNG TIẾN


ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC, NĂNG SUẤT VÀ
ƯU THẾ LAI CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI CHỊU HẠN



Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10


LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:


TS. Kiều Xuân ðàm





HÀ NỘI – 2014
BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử
dụng trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong luận văn
này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.



Tác giả luận văn




Nguyễn Hồng Tiến

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện luận văn, tôi luôn nhận ñược sự ủng hộ và
giúp ñỡ của cơ quan, các thầy cô, gia ñình và bạn bè ñồng nghiệp.
Lời ñầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới ban lãnh ñạo

Trung Tâm nghiên cứu và sản xuất giống Ngô Sông Bôi ñã tạo mọi ñiều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện ñề tài và hoàn thành
luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, T.S Kiều Xuân
ðàm Giám ñốc Trung Tâm nghiên cứu và sản xuất giống ngô Sông Bôi, ñã
quan tâm và tận tình chỉ bảo phương pháp nghiên cứu, phân tích kết quả và
tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành học tập và viết luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo, lãnh ñạo và thập thể cán
bộ ban ñào tạo Sau ñại học - Viện Khoa học Nông Nghiệp Việt Nam ñã quan
tâm giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám ñốc, phòng kỹ
thuật, phòng kinh doanh tổng hợp - Trung Tâm nghiên cứu và sản xuất giống
ngô Sông Bôi cùng bạn bè ñồng nghiệp và gia ñình ñã tạo mọi ñiều kiện
thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày…. tháng 12 năm 2014
Học viên


Nguyễn Hồng Tiến




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

MỞ ðẦU 1

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục ñích, yêu cầu 3

2.1 Mục ñích 3

2.2 Yêu cầu 3

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Vai trò và vị trí của cây ngô trong nền kinh tế 4

1.1.1 Cây ngô là cây xóa ñói giảm nghèo, góp phần tăng thu nhập cho người
nông dân 4

1.1.2 Cây ngô góp phần sử dụng ñất ñai có hiệu quả và chuyển ñổi cơ cấu
cây trồng 4

1.1.3 Tiết kiệm ngoại tệ 4

1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 5

1.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 6

1.3 Ưu thế lai, khái niệm, ứng dụng trong lai tạo giống ngô, các học
thuyết và phương pháp ñánh giá 9

1.3.1 Ưu thế lai, khái niệm, ứng dụng trong lai tạo giống ngô 9


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

1.3.2 Phương pháp ñánh giá ưu thế lai 11

1.3.3 Phương pháp xác ñịnh ưu thế lai 12

1.4 Tính chịu hạn ở thực vật 13

1.4.1 Khái niệm về tính chịu hạn 13

1.4.2 Các loại hạn 13

1.4.3 Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật 14

1.5 Ảnh hưởng của ñiều kiện hạn ñến cây ngô 17

1.5.1 Ảnh hưởng của hạn ñến sinh trưởng, phát triển và năng suất 17

1.5.2 Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô trên thế giới 23

1.5.3 Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô ở Việt Nam 29

Chương II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
34

2.1 Vật liệu nghiên cứu 34

2.2 Nội dung nghiên cứu 36

2.3 Phương pháp nghiên cứu 36

2.3.1 Nội dung thí nghiệm 36

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và nhà lưới 36

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu ngoài ñồng ruộng 38

2.3.4 ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học và năng suất của các THL trong ñiều
kiện có tưới và không tưới nước 38

2.3.5 ðánh giá ưu thế lai của các tổ hợp lai trong ñiều kiện gây hạn và ñiều
kiện có tưới 40

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 ðánh giá ñặc ñiểm nông học của các dòng 42

3.1.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng tham gia thí nghiệm 42

3.1.2 ðặc ñiểm hình thái của các dòng tham gia thí nghiệm 43

3.1.3 Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng 46

3.2 ðánh giá ñặc tính nông sinh học và ưu thế lai của các THL 50

3.2.1 Sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai 50


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v

3.2.2 ðặc ñiểm hình thái của các THL tham gia thí nghiệm (có tưới và không tưới 53

3.2.3 Mức ñộ chống chịu của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm có tưới và
không tưới 58

3.2.4 Hình thái bắp của các THL tham gia thí nghiệm có tưới và không tưới 62

3.2.5 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các THL thí nghiệm có
tưới và không tưới nước 64

3.3 Ưu thế lai về một số tính trạng của các tổ hợp lai trong các thí
nghiệm 71

3.3.1 Ưu thế lai tính chín sớm 71

3.3.2 Ưu thế lai về chiều cao cây và chiều cao ñóng bắp 73

3.3.3 Ưu thế lai về hình thái bắp của các tổ hợp lai trong thí nghiệm có tưới và
không tưới 75

3.3.4 Ưu thế lai về năng suất của các tổ hợp lai trong thí nghiệm có tưới và
không tưới 77

3.4 ðánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai 79

3.4.1 ðánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai qua tỷ lệ nảy mầm và phát triển
của mầm, rễ mầm sau 7 ngày xử lý hạn bằng Polyethylen glycol 20 % 79

3.4.2 ðánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai nghiên cứu trong nhà lưới
có mái che 81

3.4.3 ðánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm có tưới
và không tưới ở giai ñoạn TP – PR và thu hoạch 83

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 86

I Kết luận 86

II ðề nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88





Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Tên viết ñầy ñủ
CIMMYT :

Trung tâm cải lương ngô và lúa mỳ quốc tế (Centro
International de Mejoramiento de maizy Trigo ).
CS :

Cộng sự.
CV :

Hệ số biến ñộng (Coefficients of variation).
ð/C :

ðối chứng.
CSL :

Chín sinh lý
H
BP
: Ưu thế lai thực
ASI :

(Anthesis silking Interval) Khoảng cách tung phấn
phun râu
TP: : Tung Phấn
TGST :

Thời gian sinh trưởng.
ƯTL :

Ưu thế lai.
NSTT :

Năng suất thực thu
THL :

Tổ hợp lai.
M 1000 hạt :

Khối lượng 1000 hạt.
MC :

Maize research center.

QTL :

Quantitative trait loci
K. tưới :

Không tưới nước
LSD
0,05
:

Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05 (Least
significant difference).
C. tưới :

Có tưới nước
PR: :

Phân Râu
H
S
: :

Ưu thế lai chuẩn.
TB : Trung bình.
H
MP
:

Ưu thế lai trung bình.
LAI : Leaf Area Index – Chỉ số diện tích lá

GCA : Khả năng kết hợp chung
KL
1000
: Khối lượng nghìn hạt


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

DANH MỤC BẢNG

TT Tên bảng Trang
1. 1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và một số nước năm 2013 5

1.2 Tình hình sản xuất ngô của Việt Nam giai ñoạn 2007 - 2013 7

2. 1 Nguồn gốc và ñặc ñiểm của các dòng ngô thuần 34

2. 2 Bảng nguồn gốc và ñặc ñiểm của các tổ hợp ngô ngô lai 35

3. 1 Thời gian sinh trưởng của các dòng tham gia thí nghiệm 43

3.2 ðặc ñiểm hình thái của các dòng tham gia thí nghiệm 45

3. 3 Hình thái bắp của các dòng tham gia thí nghiệm 47

3. 4 Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng 49

3. 5 Thời gian sinh trưởng của các THL ở 02 thí nghiệm có tưới và
không tưới 52

3. 6. Chiều Cao cây và cao ñóng bắp (thí nghiệm có tưới và không
tưới) 54
3.7 Số lá, chỉ số diện tích lá thí nghiệm có tưới và không tưới 56

3.8 Trạng thái cây, trạng thái bắp của các tổ hợp lai tham gia thí
nghiệm có tưới và không tưới. 57

3. 9 Mức ñộ chống chịu của các THL trong 02 thí nghiệm có tưới và
không tưới 61

3. 10 Hình thái bắp của các THL trong 2 thí nghiệm có tưới và không
tưới 63

3.11 Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL thí nghiệm có tưới
và không tưới nước 67

3.12 Năng suất của các THL trong 02 thí nghiệm có tưới và không
tưới nước 69

3.13 Chênh lệch năng suất của các THL trong 02 thí nghiệm C. tưới

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

và không tưới nước 70

3. 14 Ưu thế lai tính chín sớm của các THL trong thí nghiệm có tưới
và không tưới nước 72

3. 15 Ưu thế lai về ñặc ñiểm hình thái cây của các THL trong thí
nghiệm có tưới và không tưới 74

3. 16 Ưu thế lai về hình thái bắp của các THL trong thí nghiệm có tưới
và không tưới 76

3. 17 Ưu thế lai về năng suất các THL trong thí nghiệm có tưới và
không tưới 78

3. 18 Tỷ lệ nảy mầm và phát triển của mầm, rễ mầm sau 07 xử lý hạn
trong dung dịch Polyethylen glycol 20% 80

3. 19 Kết quả ñánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai trong nhà
lưới có mái che 82

3. 20 Kết quả ñánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai trong thí
nghiệm có tưới và không tưới ở giai ñoạn TP – PR và thu hoạch 84









Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

MỞ ðẦU

1. Tính cấp thiết của ñề tài
Cây ngô (Zea mays L) là cây lương thực ñược phát hiện cách ñây 7000
năm tại Mêxicô và Pêru. Từ ñó ñến nay, cây ngô ñã nuôi 1/3 dân số thế giới
và ñược coi là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều dân tộc như Mêxicô, Ấn
ðộ, Philippin và một số nước Châu Phi khác. Có tới 90 % sản lượng ngô của
Ấn ðộ và 66% ở Philippin ñược dùng làm lương thực cho con người. Ngay
như ở nước ta nhiều vùng như: Tây Bắc, ðông Bắc và Tây Nguyên người dân
ñã dùng ngô làm lương thực chính. Ngoài việc cung cấp lương thực nuôi sống
con người, cây ngô còn là thức ăn cho gia súc, hiện nay ngô là nguồn thức ăn
chủ lực ñể chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa
Theo WorldBioPlants.com (2013) [95],

Mỹ là nước sản xuất nguyên
liệu sinh học (NLSH) lớn thứ 2 thế giới, vấn ñề lại hơi khác một chút. Ngoài
việc ñang phải “ngậm ngùi” chấp nhận một vụ thu hoạch ngô tổn thất nhất
(giảm hơn 15% sản lượng), trong 17 năm qua do ñợt hạn hán tồi tệ nhất kể từ
năm 1956, Mỹ ñang phải ñối mặt với một chương trình nghị sự phản ñối sử
dụng ngô làm nguyên liệu sản xuất NLSH thay vì làm lương thực. Trong khi
ñó, theo Luật Tiêu chuẩn Nhiên liệu tái tạo (RFS), trong năm 2012, các công
ty cung cấp nhiên liệu của Mỹ phải ñảm bảo tỷ lệ 9% là nhiên liệu ethanol,
tức phải dùng tới khoảng 40% sản lượng ngô của nước này.
Ngô còn là cây có giá trị thực phẩm cao như: Ngô nếp, ngô ñường, ngô
rau và là nguồn nguyên liệu lớn cho ngành công nghiệp chế biến. Từ ngô có
thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: Rượu, cồn, nước hoa giá trị
sản lượng ngô rất lớn ñã tạo ra 670 mặt hàng khác nhau của ngành lương thực
thực phẩm, công nghiệp nhẹ và ngành dược.

Ngô còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế cao, luôn ñứng ñầu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

trong danh sách những mặt hàng có khối lượng hàng hoá ngày càng tăng, thị
trường tiêu thụ rộng. Theo ðặng Quang (2014) [23], sản lượng ngô toàn cầu
trong năm 2014 sẽ ñạt 990,69 triệu tấn, tăng so với mức 987,52 triệu tấn ñược
dự báo hồi tháng 8/2014. Bộ nông nghiệp Mỹ (USDA) cũng dự báo, lượng dự
trữ ngô cuối niên vụ 2014/2015 ñạt 190,58 triệu tấn. Trên thế giới, ngô xếp
thứ hai về diện tích, ñứng ñầu về năng suất và sản lượng trong 3 loại cây
lương thực ngô, lúa mỳ, lúa nước, nhờ ứng dụng những thành tựu về ưu thế
lai ở ngô.
Tuy nhiên, hạn là yếu tố ảnh hưởng rất lớn ñến năng suất ngô và ñến sản
xuất ngô của nhiều nước trên thế giới ñặc biệt là Châu Á. Theo Ủy hội Kinh
tế & Xã hội châu Á - Thái Bình Dương của Liên Hợp Quốc (ESCAP), hạn
hán luôn ñược coi là “sát thủ thầm lặng (silent killer)”. Hơn 3 thập kỷ qua,
hạn hán trong vùng châu Á – Thái Bình Dương ñã ảnh hưởng ñến cuộc sống
của hơn 1,3 tỷ người và thiệt hại 53 tỷ US$ . Hạn và thiếu dinh dưỡng ñã

làm
giảm 10 – 70 % sản lượng ngô trong khu vực.
Năng suất ngô của Việt Nam ñã tăng nhiều trong vài thập niên trở lại
ñây, tuy nhiên cả năng suất và sản lượng vẫn chưa ñạt cao như tiềm năng của
giống. Lý do là các giống ngô lai của chúng ta hiện nay không ổn ñịnh bởi
dịch bệnh và hạn hán. Năng suất các giống ngô lai của Việt Nam chỉ ñạt trên
50 % so với tiềm năng của nó. Như vậy thực tiễn ñang ñặt ra cần những giống
ngô lai cho năng suất ổn ñịnh và phát huy gần hết tiềm năng của nó (Kiều
Xuân ðàm, ðinh Thị Kim Biên, Lương Văn Vàng và CTV, 2014) [10]. Việc
nghiên cứu chọn tạo ra các giống ngô lai chịu hạn, thích nghi với ñiều kiện
khó khăn là ñòi hỏi bức xúc của thực tiễn sản xuất ngô hiện nay.
Với mục ñích chọn tạo giống ngô chịu hạn cho vùng núi phía Bắc Việt

Nam nơi có ñịa hình ñồi núi và thường xảy ra hạn trong các mùa vụ trồng
ngô, chúng tôi tiến hành ñề tài: "ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, năng
suất và ưu thế lai của một số tổ hợp ngô lai chịu hạn”.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

2. Mục ñích, yêu cầu
2.1. Mục ñích
- Xác ñịnh ñược những tổ hợp lai có ñặc ñiểm nông sinh học tốt, cho
năng suất và ưu thế lai cao.
- Xác ñịnh ñược mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai tham gia thí
nghiệm thông qua các chỉ tiêu chịu hạn.
2.2. Yêu cầu
- ðề tài nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất của các dòng
ngô thuần tham gia lai tạo các tổ hợp lai chịu hạn.
- ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất và ưu thế lai của các tổ
hợp ngô lai chịu hạn ñược lai tại Trung tâm nghiên cứu và sản xuất giống ngô
Sông Bôi.
- ðánh giá mức ñộ chịu hạn của các tổ hợp lai trong ñiều kiện gây hạn
nhân tạo thông qua các chỉ tiêu chịu hạn.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp thêm thông tin, dẫn liệu khoa học về khả năng chịu hạn của
các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm.
- Từ kết quả ñánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất và ưu thế lai
của một số tổ hợp lai chịu hạn sẽ làm cơ sở cho công tác tạo giống ngô lai
chịu hạn ñạt hiệu quả.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác ñịnh ñược những dòng tạo tổ hợp lai tốt và có khả năng chịu hạn

khá ñể làm nguồn vật liệu trong chọn tạo giống ngô chịu hạn hiện nay.
- Xác ñịnh, tuyển chọn ñược một số tổ hợp ngô lai tốt, có khả năng chịu
hạn khá, cho năng suất cao giới thiệu vào mạng lưới khảo nghiệm của Viện
nghiên cứu ngô.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

Chương I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vai trò và vị trí của cây ngô trong nền kinh tế
1.1.1. Cây ngô là cây xóa ñói giảm nghèo, góp phần tăng thu nhập cho
người nông dân
Mục ñích cơ bản của chiến lược phát triển nông nghiệp, nông thôn là
phát triển kinh tế ñất nước, nâng cao ñời sống cho nhân dân. Với những
nghiên cứu sâu rộng của các cơ quan nghiên cứu, cây ngô nằm trong nhóm
cây lương thực cần phát triển trong tương lai. Với giá trị sử dụng và giá trị
kinh tế cao, với tiềm năng về năng suất, cây ngô sẽ góp phần nâng cao sản
lượng cây lương thực, tăng thu nhập cho người nông dân, từ ñó ñáp ứng ñược
mục tiêu xã hội quan trọng là xóa ñói giảm nghèo.
1.1.2. Cây ngô góp phần sử dụng ñất ñai có hiệu quả và chuyển ñổi cơ cấu
cây trồng
Nước ta có khoảng 3,8 – 4 triệu ha ñất trồng lúa, tuy nhiên có một phần
diện tích lúa vẫn chưa ñạt hiệu quả, vì vậy ngô sẽ là một trong những cây lương
thực ñược lựa chọn ñể chuyển ñổi ñất trồng lúa kém hiệu quả sang trồng ngô có
hiệu quả kinh tế cao hơn góp phần nâng cao thu nhập cho người nông dân.
Với một nền nông nghiệp lúa nước truyền thống, cây ngô ñược coi là cây
lương thực bổ sung. Nhưng hiện nay, với yêu cầu chuyển ñổi và ña dạng hóa
cây trồng thì việc phát triển cây ngô là phù hợp. ði ñôi với việc tăng năng
suất, chất lượng, sản lượng của cây ngô là việc chuyển ñổi những vùng ñất

không thích hợp ñối với trồng lúa nước sang cây trồng khác có hiệu quả hơn
trong ñó có cây ngô.
1.1.3. Tiết kiệm ngoại tệ
Năng suất và sản lượng ngô trong nước tăng sẽ góp phần làm giảm lượng
ngô nhập khẩu, tiết kiệm ñược ngoại tệ cho ngân sách nhà nước. ðây là một giải

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

pháp cần thiết trong ñiều kiện nền kinh tế nước ta ñang trong giai ñoạn phát
triển, rất cần nguồn vốn cho ñầu tư phát triển các vấn ñề khác cấp thiết hơn.
1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu và là lương
thực chính của nhiều quốc gia ở Châu Phi, Châu Á và một số nước ñang phát
triển trong ñó có Việt Nam. Mặc dù chỉ ñứng thứ 2 về diện tích (trong 03 loại
cây: ngô, lúa nước và lúa mỳ) nhưng ngô lại có năng suất và sản lượng cao
nhất trong các cây ngũ cốc. Trong những năm qua diện tích ngô không ngừng
tăng lên cả về diện tích và năng suất, sản lượng. Năm 2013, diện tích ngô là
184,192 triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha và cho tổng sản lượng 1,016 tỷ tấn.
Mức tăng trưởng bình quân hàng năm của cây ngô trên toàn thế giới về diện
tích là 10%, năng suất là 2,4 % và sản lượng là 3,1% (FAOSTAT, 2014) [53].

Bảng 1. 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và một số nước năm 2013
Khu vực
Diện tích
(1.000 ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng

(1.000 tấn)
Thế giới 184.192,053 55,20 1.016.736
Áo 2.019,0 81,17 16.390,0
Mỹ 35.478,0 99,69 35.369,9
Trung Quốc 35.276,5 61,74 21.783,0
Thái Lan 1.145,9 44,18 5.062,8
Việt Nam
1.170,3 44,35 5.190,8
(Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2014 [53])
Trong những năm gần ñây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật
việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất ñã làm tăng năng suất và sản
lượng ngô lên ñáng kể.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

Bên cạnh ñó, hạn hán tác ñộng rất lớn ñến những vùng trồng ngô phải
phụ thuộc vào nước trời, ñặc biệt là những vùng khô hạn. Vùng cận Sahara
Châu Phi hàng năm có ñến 40% diện tích ngô phải ñối mặt với hạn hán, trong
ñó 25% diện tích thường xuyên bị hạn hán tác ñộng (CIMMYT, 2010)
[46].

Trên thế giới hàng năm khoảng 24 triệu tấn ngô bị tổn thất do hạn
(Edmeades, 1997) [39]. Năm 1994, hiện tượng Elnino ñã gây hạn hán nghiêm
trọng, diện tích ngô bị ảnh hưởng do hạn hán ở Ấn ðộ là 42%, Indonesia
69%, Philippin 50%, Lào 85% dẫn ñến năng suất ngô các khu vực này giảm
từ 15 - 17% (Reeder, 1997)
[72].
Hạn hán ngày càng khắc nghiệt ở vành ñai ngô khu vực Trung Tây
nước Mỹ có thể gây thiệt hại nghiêm trọng tới sản lượng ngô và ñậu tương

sản lượng ngô có thể giảm từ 15 – 30%, thiệt hại về sản lượng ñậu tương sẽ ít
nghiêm trọng hơn (Roderick M. Rejesus, 2013) [74].
Theo Roderick M. Rejesus (2013), ngô hiện ñang tăng ñộ nhạy cảm với
hạn hán, chật vật về sản lượng trong hoàn cảnh khô hạn ở Iowa, Illinois và
Indiana trong giai ñoạn nghiên cứu từ 1995-2012.
Năng suất ñang giảm dần trong ñiều kiện xấu, Rejesus Roderick M.
Rejesus cho biết. Cải thiện về di truyền và nông học trong những năm qua ñã
giúp ích rất nhiều trong ñiều kiện trồng tốt, nhưng lại có ảnh hưởng rất ít khi
ñiều kiện phát triển cây trồng kém ñi, chẳng hạn như trong thời kỳ hạn hán.
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Tại Việt Nam, ngô ñã ñược trồng khá lâu ñời và nó ñã trở thành cây
lương thực quan trọng ñứng thứ hai sau cây lúa và là một cây màu ñứng số
một về năng suất. Tuy nhiên so với năng suất ngô thế giới và một số nước có
nền nông nghiệp phát triển thì năng suất ngô ở Việt Nam vẫn còn ở ñứng ở
mức thấp.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô của Việt Nam giai ñoạn 2007 - 2013
Năm
Diện tích
(1000 ha)
Năng suất
(Tạ/ha)
Sản lượng
(1000 Tấn)
2007 1.096,1 39,2 4.303.2
2008 1.440,2 40,1 4.573,0
2009 1.089,2 40,1 4.371,1

2010 1.126,4 40,9 4.606,8
2011 1.121,3 43,1 4.835,7
2012 1.118,2 42,9 4.803,2
2013 1.170,3 44,3 5.190,8
(Nguồn: Số liệu tổng cục thống kê, 2014)
Số liệu thông kê ở bảng 1.2 cho thấy: Giai ñoạn từ 2007 – 2013, tình
hình sản xuất ngô ở Việt Nam có biến ñộng về diện tích. Năm 2008 diện tích
trồng ngô của cả nước ñạt cao nhất 1.440,2 nghìn ha nhưng ñến năm 2013
diện tích ngô ñã sụt giảm chỉ còn 1.170,3 nghìn ha tuy nhiên năng suất ñã
tăng 12,5 tạ/ha so với năm 2008.
Theo Báo cáo Cục Trồng trọt (2013), diện tích ngô năm 2013 ñạt
1.172,6 nghìn ha và liên tục tăng lên hàng năm kể từ năm 2004 ñến nay và
tăng 1,4 % so với năm 2012. Diện tích ngô tập trung nhiều nhất tại vùng miền
núi phía Bắc (494,6 nghìn ha), Tây Nguyên (248,5 nghìn ha) và Bắc Trung
Bộ (125,6 nghìn ha). Năng suất ngô bình quân năm 2013 ñạt 44,3 tạ/ha, mặc
dù ñứng thứ 4 trong khu vực ðông Nam Á nhưng năng suất thấp hơn năng
suất ngô bình quân thế giới 11,2 tạ/ha. Sản lượng ngô năm 2013 ñạt 5,19 triệu
tấn và cũng tăng ñều hàng năm do diện tích và năng suất ngô tăng. Tỷ lệ ngô
lai F1 trong sản xuất ñạt trên 95% diện tích với cơ cấu giống ña dạng. Ðể

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

nâng cao hiệu quả sản xuất, phát triển cây ngô gắn với chuyển ñổi cây trồng,
từng bước giảm nhập khẩu mặt hàng này, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn ñã phê duyệt Ðề án phát triển ngành trồng trọt ñến năm 2020, tầm nhìn
ñến năm 2030, trong ñó ñề ra kế hoạch chuyển ñổi 150.000 ha ñất trồng lúa
kém hiệu quả sang trồng ngô, phấn ñấu từ nay ñến năm 2015 tăng năng suất
ngô lên 50 tạ/ha, ñạt sản lượng sáu triệu tấn ngô hạt và ñến năm 2020 ñạt 1,44
triệu ha, sản lượng ngô ñạt 7,5 triệu tấn (Bảo Thy, 2104) [27].

Trong quý I/2014, cả nước nhập khẩu hơn 1,6 triệu tấn ngô, tăng mạnh
291,5% so với cùng kỳ năm trước. ðơn giá nhập khẩu bình quân giảm mạnh
(25,2%) nên trị giá nhập khẩu là 415 triệu USD, tăng 192,7%. (Tổng cục Hải
Quan, 2014) [28]
Theo TS Phan Xuân Hào (2005)
[16]
, sản lượng ngô nước ta thiệt hại
do hạn ước tính lên ñến 30%. Số liệu thống kê cho thấy, giai ñoạn 1980 -
1990 có tới 10 vụ ðông - Xuân gieo trồng gặp hạn. ðặc biệt vào thời kỳ 1997
– 1998 có tới 56.000 ha bị hạn và 1.500 ha bị mất trắng.

Theo Kiều Xuân ðàm, ðinh Thị Kim Biên, Lương Văn Vàng và CTV
(2014) [10], tiềm năng năng suất các giống ngô lai của Việt Nam chỉ ñạt trên
50 % so với tiềm năng của nó do hạn gây ra.
Ở Việt nam ñã và ñang gây những tác hại nặng nề ñối với sản xuất nông
nghiệp và diễn biến phức tạp khó lường. Theo Nguyễn ðình Ninh (2007) [21] từ
năm 1960 ñến 2006 có tới 34/46 năm bị hạn (chiếm 74%), ñặc biệt những năm
gần ñây hạn hán ngày càng khốc liệt. Kết quả nghiên cứu mới nhất của Tổng cục
quản lý ñất ñai - Bộ TN & MT cho thấy diện tích ñất ñai của Việt nam bị hoang
hoá ñang ngày một gia tăng, ñến nay chiếm khoảng 28%. Một trong những
nguyên nhân của tình trạng này là có nguyên nhân của những tác ñộng do biến ñổi
khí hậu. Nghiên cứu chỉ ra rằng, diện tích ñất bị khô hạn có xu hướng mở rộng,
ñặc biệt ở các tỉnh Tây nguyên, Nam Trung bộ và Nam bộ. Riêng khu vực miền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

Trung, trung bình 10 năm qua diện tích khô hạn ñã lên tới 140.000 ha và mất trắng
50.000 ha ( Bộ TN &MT, 2010)
[2]

1.3. Ưu thế lai, khái niệm, ứng dụng trong lai tạo giống ngô, các học
thuyết và phương pháp ñánh giá
1.3.1. Ưu thế lai, khái niệm, ứng dụng trong lai tạo giống ngô
Ưu thế lai là hiện tượng di truyền, trong ñó con lai biểu hiện sức sống,
các ñặc tính hình thái, sinh lý, khả năng thích nghi, khả năng chống chịu và
năng suất hơn hẳn bố mẹ. Người ñầu tiên quan sát thấy hiện tượng ưu thế lai
ở cây ngô là Charles Darwin. Ông ñã nhận thấy những cây giao phấn phát
triển cao hơn các cây tự phối 20%.
Sau Darwin, giả thuyết sớm nhất nhằm giải thích hiện tượng ƯTL như
là một dạng kích thích ñặc biệt ñược ñưa ra bởi Shull (1908, 1909), [80], [81].
Năm 1914 Shull ñã ñưa ra thuật ngữ “Heterosis” ñể chỉ ƯTL, G.F.Sprague,
et. al, 1953 [84]. Hai ông ñược ñánh giá cao về áp dụng thực tế của ƯTL
trong chọn tạo giống ngô hiện ñại. East và Shull nhận thấy rằng, tự phối làm
suy giảm nhanh sức sống và giao phối thì khôi phục lại. East cũng thấy rõ ý
nghĩa to lớn của phương pháp lai giữa dòng thuần cho nền nông nghiệp và
khích lệ các nhà sản xuất giống lai tạo ra hạt lai F1.
Ngày nay ƯTL ñược nghiên cứu khá chi tiết từ khái niệm ñến giả
thuyết giải thích hiện tượng, ñánh giá và duy trì ƯTL cũng như việc ứng dụng
ƯTL trong sản xuất.

Ưu thế lai của những cơ chế dị hợp tử biểu hiện ở tổ hợp
lai trên các tính trạng ñã ñược các nhà di truyền chọn giống cây trồng chia
thành 5 dạng biểu hiện chính (Hallauer, 1990) [59]:
* Ưu thế lai về hình thái : Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian
sinh trưởng và phát triển như trạng thái cây, số lá, chiều dài và số lượng rễ…
* Ưu thế lai vế năng suất : ðây là hiện tượng quan trọng nhất trong sản xuất

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

nông nghiệp biểu hiện qua sự vượt trội hơn các yếu tố cấu thành năng suất
như tỷ lệ hạt/bắp, khối lượng hạt, chiều dài bắp…Theo Richey (1927) ưu thế
lai về năng suất ở cây ngô với các giống lai ñơn có thể ñạt từ 139 % - 263 %
so với trung bình bố mẹ của chúng (Trần Hồng Uy, 1972, 1985 ) [31] [32].
*Ưu thế lai về sinh lý sinh hoá: (Nguyễn Văn Cương 1995) [5], ưu thế lai là
sự tăng cường biểu hiện quá trình trao ñổi chất giữa cơ thể với môi trường.
*Ưu thế lai về tính thích ứng : ðược biểu hiện khả năng chống chịu với ñiều
kiện bất thuận như hạn, rét, sâu bệnh hại…
Các nhà khoa học ñã sử dụng ưu thế lai trong chương trình chọn tạo
giống ngô lai có khả năng chống chịu như chịu hạn (Singh và Sarkar, 1985
[79], (Blum 1997) [43], chống sâu bệnh (Odiemal và Koves, 1990) [69].
*Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu thị tổ hợp lai chín sớm hơn so với trung
bình bố mẹ (Hallauer, 1990) [59], nguyên do là sự tăng cường hoạt ñộng của
quá trình sinh lý, sinh hoá trao ñổi trong cá thể tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ.
Mặc dầu cho ñến nay, có khá nhiều giả thiết ñưa ra nhằm giải thích
hiện tượng ƯTL, song chưa có một thuyết nào giải thích ñược toàn diện các
mặt của hiện tượng này. Hai giả thiết ñược chấp nhận rộng nhất là thuyết trội
và thuyết siêu trội.
+ Giả thuyết tính trội:
Các tác giả Bruce (1910), Jones (1917), Collin (1921), (CIMMYT,
1990) [45], cho rằng các tính trạng trội hình thành trong quá trình tiến hoá
của sinh vật ñể phù hợp với ñiều kiện ngoại cảnh. Những gen tác ñộng có lợi
cho quá trình phát triển có thể trở thành gen trội hoặc bán trội, còn những gen
gây tác ñộng bất lợi có thể trở thành gen lặn. Các gen trội có thể kìm chế tác
ñộng gây hại của các alen tương ứng cùng locus trên nhiễm sắc thể tương ñồng
hoặc tương tác bổ trợ giữa các gen trội ñể hình thành tính trạng biểu hiện ƯTL.
Mặc dầu giải thích ñược phần lớn các biểu hiện ƯTL, song giả thiết về tính trội

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

còn có những hạn chế. Chẳng hạn giả thiết này không giả thích ñược tại sao
ƯTL không duy trì ñược ñến các thế hệ sau, năng suất ở F2 thường giảm từ
30% - 40% so với F1 hoặc hiện tượng khi các dòng thuần ở trạng thái ñồng hợp
tử với các gen trội ñã ñạt ñến mức cao nhưng lại không cho ƯTL.
+ Thuyết siêu trội: Thuyết này ñược ñề suất bởi Shull (1908), East (1936)
và Hull (1945). Thuyết siêu trội giải thích hiện tượng ƯTL bằng tương tác của
các Alen thuộc cùng một locus trong tình trạng dị hợp tử. Ở trạng thái dị hợp
tử, con lai có sức sống mạnh và năng suất cao hơn các dạng ñồng hợp tử trội
và lặn của nó ñược biểu thị ở một tính trạng. AA < Aa > aa. Như vậy, cơ thể
lai F1 có ƯTL lớn nhất khi có chứa nhiều nhất các alen dị hợp tử. Thuyết siêu
trội giải thích hiện tượng ƯTL là do sự tích luỹ các gen ở trạng thái dị hợp tử
và giải thích ñược sự giảm sức sống và năng suất ở các thế hệ sau F1 là do sự
tăng dần của trạng thái ñồng hợp tử (Ngô Hữu Tình, 1990) [29].
1.3.2. Phương pháp ñánh giá ưu thế lai
Ưu thế lai ở cây trồng ñược biểu hiện thông qua các tính trạng như:
Chiều cao cây, chiều cao ñóng bắp, chiều dài bắp, ñường kính bắp…. ðể
ñánh giá mức ñộ ưu thế lai các nhà khoa học ñã ñưa ra các công thức của
Eberhard (1966); Omarov (1975 ) – theo Trần Duy Quý, 1997 [24] gồm:
- Ưu thế lai trung bình chỉ giá trị của tính trạng bất kỳ ở tổ hợp lai vượt
giá trị trung bình của cùng tính trạng bố mẹ và ñược tính theo công thức:
F1 - MP
H
MP
(%) = x 100 %
MP
+ Trong ñó:
H
MP
(%) là ưu thế lai trung bình, F1 là giá trị của THL, MP là giá trị trung

bình của bố mẹ.
- Ưu thế lai thực (Siêu ưu thế lai) (H
BP
)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12

F1 - BP

H
BP
(%) = x 100 %
BP
Trong ñó H
BP
(%) : là ưu thế lai thực, BP là giá trị của bố mẹ tốt nhất, F1
là giá trị của tổ hợp lai.
- Ưu thế lai chuẩn H
s
(%) chỉ giá trị cao hơn của tổ hợp lai so với giống
ñối chứng (s) và ñược tính theo công thức:
H
s
( %) =
F1 – S
x 100

S
Sức sống của tổ hợp lai F1 biểu hiện tăng lên so với bố mẹ ở một tính

trạng nhất ñịnh ñược gọi là ưu thế lai dương và ngược lại gọi là ưu thế lai âm.
ðể sử dụng ưu thế lai trong sản xuất nhất thiết tổ hợp lai không chỉ tỏ rõ hơn
hẳn bố mẹ, mà còn phải hơn hẳn giống ñối chứng nghĩa là giống thương mại
tốt nhất. Chính vì vậy ưu thế lai chuẩn là chỉ số ñược quan tâm hơn cả.
1.3.3. Phương pháp xác ñịnh ưu thế lai
ðể xác ñịnh ưu thế lai ở con lai F1, người ta căn cứ vào số liệu ño ñếm
ñược từ thí nghiệm của con lai và bố mẹ chúng. Ưu thế lai của con lai F1
ñược tính dựa trên cơ sở so sánh giá trị trung bình của bố mẹ hoặc với bố mẹ
cao nhất hoặc với giống ñối chứng.
Ngày nay, nhờ có sự phát triển của ngành công nghệ sinh học phân tử
nên ñã có một số phương pháp mới ñể dự ñoán ƯTL ở mức ñộ phân tử. Sự
xác ñịnh các chỉ thị di truyền (Genetic marker) bằng kỹ thuật isozyme hoặc sự
ña hình ñộ dài các ñoạn cắt hạn chế (RFLP – Restriction Flagment Lenght
Polymorphisms) ñối với một chuỗi AND duy nhất ñã cung cấp thông tin di
truyền của “dòng thuần” và giống. Trên cơ sở sự khác nhau của các chỉ thị di
truyền có thể dự ñoán ñược ưu thế lai. Stuber và cs (1991) [88] ñã dùng 67 chỉ
thị RFLP và 9 chỉ thị isozyme ở tổ hợp lai B73 x Mo17 ñể xác ñịnh và lập bản

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13

ñồ gen thông qua phân tích QTL (Quantitative trait loci - những vị trí gen quy
ñịnh tính trạng số lượng) ñồng thời nêu rõ vai trò của QTL trong việc xác
ñịnh ƯTL. Kết hợp ñánh giá hiệu quả kiểu hình với sự phân tích QTL, các tác
giả trên ñã nhận thấy rằng: ñối với tính trạng như năng suất, dạng dị hợp tử có
giá trị kiểu hình cao hơn dạng ñồng hợp tử tương ứng. Qua ñó họ ñã rút ra kết
luận: các tính trạng ña gen thì giá trị kiểu hình có mối tương quan chặt với dị
hợp tử và ngược lại, các tính trạng ñơn gen thì mối tương quan này không
chặt. Như vậy nhờ công nghệ ñánh dấu phân tử mà chúng ta có thể hiểu rõ
hơn cơ sở di truyền của ƯTL và có thể làm tăng chúng bằng cách xác ñịnh

các ñoạn nhiễm sắc thể sau ñó biến nạp chúng vào các dòng mong muốn.
1.4. Tính chịu hạn ở thực vật
1.4.1. Khái niệm về tính chịu hạn
Nước là yếu tố cần thiết duy trì hoạt ñộng sống của thực vật, tuy nhiên
nhu cầu nước của thực vật thay ñổi tuỳ thuộc vào từng loại cây và từng giai
ñoạn sinh trưởng. Lượng nước cung cấp cho nhu cầu của cây tuỳ thuộc vào
ñiều kiện môi trường, khi môi trường không cung cấp ñủ nhu cầu nước cho
cây sẽ gây nên hiện tượng hạn. Trong trường hợp lượng nước có giới hạn mà
cây vẫn duy trì sự phát triển và cho năng suất ổn ñịnh thì gọi là cây chịu hạn.
Khả năng chịu hạn của thực vật là phản ứng của cây chống lại khô hạn bằng
cách giữ không ñể mất nước hoặc nhanh chóng bù lại sự thiếu nước thông qua
những biến ñổi hình thái, duy trì áp suất thẩm thấu nội bào có tác dụng bảo vệ
hoặc duy trì sức sống của tế bào chất ngay cả khi bị mất nước cực ñoan (Lê
Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998) [1].
1.4.2. Các loại hạn
1.4.2.1. Hạn ñất
Do lượng nước trong ñất giảm làm hệ rễ cây không thể lấy nước từ ñất
vào tế bào làm cây bị héo. Hạn ñất làm cho cây có triệu chứng héo từ gốc ñến

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14

ngọn, nếu cung cấp ñủ nước cây có thể phục hồi trở lại (Trần Kim ðồng,
Nguyễn Quang Phổ và ðinh Thị Hoa) [13].
1.4.2.2. Hạn không khí
Khi nhiệt ñộ không khí cao làm cho lượng nước trong không khí giảm
nhiều và ñột ngột. Hạn không khí gây mất cân bằng nước trong cây dẫn ñến
tình trạng héo tạm thời từ ngọn ñến gốc (Trần Kim ðồng, Nguyễn Quang Phổ
và ðinh Thị Hoa) [13].
Trong thực tế hạn ñất và hạn không khí có thể phát sinh ở các thời kỳ

sinh trưởng khác nhau của cây nhưng cũng có khi xuất hiện cùng 1úc, nếu hạn
ñất và hạn không khí cùng xẩy ra, khi ñó tác hại càng mạnh có thể dẫn ñến
héo vĩnh viễn, cây không có khả năng phục hồi.
1.4.3. Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật
Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật rất là phức tạp. Hiện nay có nhiều
quan ñiểm khác nhau về vấn ñề này. Một số tác giả cho rằng do yếu tố di
truyền chi phối trong khi một số trường phải khác thiên về ñặc tính sinh
lý Theo Paroda thì khả năng chịu hạn ở thực vật liên quan ñến một số ñặc
trưng về hình thái như chín sớm, mầu lá, diện tích lá, khả năng phát triển của
hệ rễ, số lượng lông hút, mầu sắc thân, ñộ phủ lông trên thân lá Ngoài ra,
khả năng chịu hạn còn liên quan ñến một số yếu tố sinh lý như khả năng ñóng
mở của khí khổng, quá trình quang hợp, hô hấp, ñiều chỉnh áp suất thẩm thấu,
nhiệt ñộ tán cây
Cơ chế chống chịu hạn của thực vật có mối quan hệ mật thiết với
những biến ñổi về thành phần sinh hoá các chất trong tế bào như giảm tổng
hợp protein và các acid amin, giảm cố ñịnh CO
2
, tăng nồng ñộ các chất hoà
tan, tăng hàm lượng proline, glycine bentain…
Khi gặp hạn, axit abxixic (ABA) ñược sinh ra chủ yếu ở phần rễ
rồi chuyển hoá lên lá, gây hiện tượng héo lá, ñóng khí khổng và ñẩy nhanh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15

tốc ñộ già hoá bộ lá. Khi hàm lượng ABA ñược chuyển hoá tới hạt, nó làm
hạt bị lép trong quá trình ñẫy hạt.
Trong ñiều kiện hạn nặng, tế bào không phân chia, không phát triển,
thậm chí sau ñó ñược tưới nước trở lại, các bộ phận vẫn bị ảnh hưởng, dẫn
ñến bộ lá không phát triển ñược, sau ñó râu ngô ngừng sinh trưởng, không

phun râu khi mức ñộ hạn trở nên nghiêm trọng bộ rễ không phát triển ñược.
Sự ñiều chỉnh áp suất thẩm thấu khi hạn biểu hiện rất rất rõ ở cao
lương, lúa mì, lúa nước [tăng từ ( -1) lên (–1,7) Mpa] nhưng ở ngô thì tăng ít
hơn từ (-0,3) lên ( -0,5) MPa (Bolanos and Edmeades, 1991) [40].
Tăng tích luỹ Proline, quan sát ñược trong ñiều kiện hạn nặng, Proline
như một chất ñiều hoà áp suất thẩm thấu và như một protein bảo vệ cấu trúc
khi sức trương của cây bị giảm mạnh.
Quang oxy hoá khử diệp lục xảy ra, trong ñiều kiện hạn, hệ thống
quang photphorit hóa thứ hai hoạt ñộng mạnh dẫn ñến thừa electron tự do
không liên kết, năng lượng cao năng trong lá, ñẩy nhanh quá trình oxy hoá
khử diệp lục và làm mất khả năng quang hợp của lá, rõ nhất là khi hạn nặng
và nắng to làm phiến lá bị cháy.
Hoạt ñộng của hệ enzim thường bị giảm trong ñiều kiện hạn, quá trình
biến ñổi ñường saccroza thành tinh bột của hạt bị giảm vì hoạt hoá của enzim
biến ñổi saccaroza thành ñường hexoza bị trở ngại (Zinselmeier, Westgate,
1995) [96]. Signh N.N and K.R Sarkar (1991) [87] chia cơ chế chống chịu
hạn ở thực vật làm 03 loại:
- Tránh hạn: là khả năng của cây có thể hoàn thành chu kỳ sống của nó
trước khi sự thiếu hụt nước xuất hiện.
- Chịu hạn: là khả năng của cây có thể sống, phát triển và cho năng suất
trong ñiều kiện cung cấp nước hạn chế hoặc thụ ñộng trải qua các giai ñoạn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 16

thiếu nước và tiếp tục phát triển khi ñiều kiện trở lại bình thường.
- Chống hạn: là khả năng của cây trồng chống lại sự thiếu hụt nước
bằng cách duy trì nước trong mô tế bào cao.
Các nhà sinh lý thực vật cho rằng biến ñộng di truyền thực vật về ñặc tính
chống chịu thiếu nước tồn tại ở các dạng:

- Thực vật né tránh ñược hạn bằng cách ñiều chỉnh các thời kỳ sinh trưởng
phát triển cho phù hợp với ñiều kiện ñất ñai, khí hậu hiện có (Turner, 1986)
[89]. Ví dụ như: bằng cách trỗ hoa sớm hơn ñể tránh hạn cuối vụ.
- Thực vật có thể chịu hạn bằng cách biến ñổi sinh lý. Các biến ñổi diễn ra
theo 3 cơ chế sau ñây (Blum, 1988) [43]:
Cây duy trì ñược trạng thái nước cao trong ñiều kiện hạn và cây trì
hoãn ñược các triệu chứng thiếu nước như héo. Các chỉ tiêu xác ñịnh trạng
thái nước là: Thế nước (WP), sức trương (TP), hàm lượng nước tương ñối
(RWC), khả năng ñiều chỉnh áp suất thẩm thấu (OA).
Các nhà chọn giống ngô tại CIMMYT (Edmeades, 1997.; Vasal, et al.,
1997. [50], [93] tổng kết rằng nếu bất thuận phi sinh học là phổ biến trong
vùng thì các nhà chọn giống nên thanh lọc các vật liệu trong ñiều kiện bất
thuận phi sinh học. Vì nếu chọn lọc trong ñiều kiện thuận lợi thì ñộ di truyền
và biến ñộng di truyền về năng suất thường bị giảm nhiều trong ñiều kiện bất
thuận phi sinh học. Hơn nữa khi mức ñộ bất thuận tăng thì xuất hiện tương tác
gen với môi trường.
Các nhà di truyền phân tử từ kết luận tính trạng chống chịu hạn ñược
quy ñịnh bởi nhiều gien và ñã tìm ra ñược một lượng lớn các locus gen quy
ñịnh các tính trạng di truyền số lượng (QTL) ở ngô như sau:
11 QTL quy ñịnh tính trạng rễ và năng suất ngô trong ñiều kiện hạn thông
qua thí nghiệm tổ hợp lai Lo964 x Lo1016 F3 (Tuberosa - R, 2002 ) [91].