Đánh giá đặc điểm nông sinh học và đa dạng di truyền của một số dòng ngô nổ tự phối đời f5 tại gia lâm hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------  ------------

NGUYỄN THỊ BIÊN

ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ ðA
DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ NỔ
TỰ PHỐI ðỜI F5 TẠI GIA LÂM – HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số

: 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN CƯƠNG

HÀ NỘI - 2012


LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa có ai công bố.

Tác giả

Nguyễn Thị Biên

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

i


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi ñã
nhận ñược sự chỉ bảo, giúp ñỡ tận tình, các thầy cô giáo Khoa Nông học- ðại
học nông nghiệp Hà Nội cùng bạn bè và gia ñình.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Văn
Cương ñã tận tình hướng dẫn, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành
tốt luận văn của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong
Bộ môn Di truyền - Chọn giống cây trồng – Khoa Nông học – Trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội ñã quan tâm giúp ñỡ và ñộng viên tôi trong quá
trình thực tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình, người thân, bạn bè ñã
trợ giúp tôi về tinh thần và vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn tốt nghiệp!
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng

năm 2012

Học viên

Nguyễn Thị Biên

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình, ñồ thị

vii

1

MỞ ðẦU

1

1.1

ðặt vấn ñề

1

1.2

Mục ñích yêu cầu của ñề tài.

2

1.2.1

Mục ñích.

2

1.2.2

Yêu cầu.

2

2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1

Tình hình sản xuất, sử dụng ngô trên thế giới và Việt NamError! Bookmark not defi

2.2

Ngô nổ

2.3

Cơ sở khoa học của ñề tài

10

2.4

Nhận xét chung

20

3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

21

3.1

Vật liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu

21

3.2

Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu

21

3.3

Nội dung nghiên cứu

22

3.4

Phương pháp nghiên cứu

22

3.5

Kỹ thuật chăm sóc và theo dõi các chỉ tiêu ngoài ñồng ruộng

27

3.6

Phương pháp xử lý số liệu

30

4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

31

4.1

Diễn biến thời tiết khí hậu vụ Thu ðông 2011

31

Error! Bookmark not defined.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iii


4.2

ðặc ñiểm nông sinh học của các dòng ngô nổ thí nghiệm

4.2.1

ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của các dòng ngô nổ thí
nghiệm

4.2.2

31
31

ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô thí
nghiệm

34

4.2.3

ðộng thái tăng trưởng số lá

36

4.2.4

Các ñặc trưng sinh lý

38

4.2.5

Các ñặc trưng hình thái cây và bắp của các dòng ngô tham gia thí
nghiệm.

41

4.2.6

Các ñặc trưng hình thái bắp

46

4.2.7

Một số chỉ tiêu về bông cờ, lượng râu và khả năng phun râu.

47

4.2.8

Sâu, bệnh hại và ñặc tính chống ñổ gẫy của ngô nổ

51

4.2.9

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết của các
dòng ngô nổ thí nghiệm.

54

4.2.10 ðộ nổ của một số dòng ngô nổ thí nghiệm

57

4.2.11 Chỉ số chọn lọc

58

4.3

Kết quả phân tích tính ña hình AND bằng kỹ thuật RAPD

60

5

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

75

5.1

Kết luận

75

5.2

ðề nghị

76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

77

PHỤ LỤC

82

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ðK

: ðường kính

DTL

: Diện tích lá

LAI

: Chỉ số diện tích lá

P1000

: Khối lượng 1000 hạt

CIMMYT

: Trung tâm cải lương Ngô và Lúa mỳ Quốc tế.

IFPRI

: Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới

NXB

: Nhà xuất bản

AFLP

: Tính ña hình chiều dài các phân ñoạn ñược nhân bản

SSR

: Trình tự lặp lại ñơn giản

RAPD

: Phân tích AND ña hình ñược nhân bản ngẫu nhiên

DNA

: Deoxyribonucleic acid

dNTP

: Deoxy ribunucleotid triphotphat

EDTA

: Ethylene Diamin Tetracetic acid

TAE

: Tris – Acetate - EDTA

TE

: Tris - EDTA

Tris

: Trioxymetylaminometan

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

v


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

2.1.

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới từ 2003 - 2010Error! Bookmark not defined.

2.2

Sản xuất ngô Việt Nam giai ñoạn 1990 -2011.Error! Bookmark not defined.

2.3

Phân loại ngô nổ

3

2.4

Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ

5

3.1

Các dòng ngô nổ tham gia thí nghiệm

23

3.2

Tên và trình tự các mồi sử dụng trong thí nghiệm

26

3.3

Thành phần phản ứng RAPD

27

4.1

Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô nổ thí nghiệm

32

4.2

ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ thí
nghiệm

35

4.3

ðộng thái tăng trưởng số lá của các dòng ngô nổ thí nghiệm

37

4.4

Số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các dòng ngô nổ thí

nghiệm

40

4.5

Các ñặc trưng hình thái cây của các dòng ngô nổ thí nghiệm

43

4.6

Các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô nổ

45

4.7

Các ñặc trưng hình thái bắp của các dòng ngô nổ thí nghiệm

48

4.8

Một số chỉ tiêu về bông cờ, lượng hạt phấn và khả năng phun râu
của các dòng ngô nổ thí nghiệm

50

4.9

Một số ñặc tính chống chịu của các dòng ngô nổ thí nghiệm

52

4.10

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số dòng
ngô nổ thí nghiệm

55

4.11

ðặc tính nổ của các dòng ngô nổ

58

4.12

Chỉ số chọn lọc và các ñặc trưng nông học của 4 dòng ngô nổ
triển vọng ñược chọn

59

4.13

Số phân ñoạn AND xuất hiện ở từng dòng ngô nghiên cứu

61

4.14

Tỷ lệ phân ñoạn ña hình khi sử dụng 8 phân ñoạn ña hình.

68

4.15.

Hệ số tương ñồng của các dòng ngô nổ nghiên cứu

71

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vi


DANH MỤC HÌNH, ðỒ THỊ
ðồ thị 4.1: ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của một số dòng ngô nổ
thí nghiệm
ðồ thị 4.2: Tốc ñộ tăng trưởng số lá của một số dòng ngô nổ thí nghiệm

36
38

ðồ thị 4.3: Chỉ số diện tích lá của một số dòng ngô nổ thí nghiệm qua
các thời kì

40

Hình 4.1. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPA 03

62

Hình 4.2. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPA 12

63

Hình 4.3. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPB 07

64

Hình 4.4. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPF 05

65

Hình 4.5. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPM 02

66

Hình 4.6. Kết quả RAPD các dòng ngô nổ với mồi OPL 11

67

Hình 4.7. Biểu ñồ mô tả quan hệ di truyền của 40 dòng ngô nổ

73

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vii


1. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Cây ngô ( Zea mays L. ) là một loại cây lương thực dễ trồng, có khả
năng thích ứng rộng và cho năng suất cao. Ngô có nguồn gốc từ Mêhicô, trải
qua quá trình thuần hóa và chọn lọc lâu dài ñể trở thành một trong những loại
cây trồng quan trọng nhất. Trong số những cây trồng làm lương thực chính
trên thế giới, ngô ñứng ở vị trí thứ ba, chỉ sau lúa mỳ và lúa nước.
Các sản phẩm từ cây ngô ñược sử dụng cho nhiều mục ñích khác nhau:
Ngô làm lương thực cho người; ngô là cây thức ăn gia súc quan trọng nhất,
70% chất tinh trong thức ăn gia súc là lấy từ ngô [1]. Ngô còn ñược sử dụng
làm thực phẩm: Ngô bao tử làm rau; ngô nếp, ngô ñường dùng ñể ăn tươi
hoặc ñóng hộp xuất khẩu; ngô nổ ñược sử dụng làm bỏng ngô và một số loại
bánh hấp dẫn. Ngô còn là nguyên liệu của ngành công nghiệp nhẹ và công
nghiệp thực phẩm ñể sản xuất ra tinh bột, gluco, bánh kẹo,… Ở nhiều vùng
trên thế giới, cây ngô gắn liền với ñời sống văn hóa, tinh thần của người dân
thông qua các hoạt ñộng tín ngưỡng.
Trên thế giới , cây ngô có diện tích khoảng 162,3 triệu ha ( FAO, 2011) với nhiều
loại ngô khác nhau như ngô lai, ngô nếp, ngô ñường, ngô rau, ngô nổ.
Ngô nổ ( Zea mays Everta sturt) là một loại ngô ñặc biệt ñược người
dân Châu Mỹ phát hiện ra từ hàng ngàn năm trước ñây, có giá trị dinh dưỡng
cao và rất ñược ưa chuộng. Ngô nổ ñược sử dụng làm caramel, trang trí , bỏng
ngô, chất dẫn dụ côn trùng, thức ăn gia súc… Ngô nổ ñược trồng khá nhiều ở
Mỹ, Trung quốc , Brazil và một số nước khác.
Trước ñây, Việt Nam có một số giống ngô nổ ñịa phương như ngô nổ
Tây Nguyên, ngô nổ Hồng, ngô nổ dài, ngô nổ tím …Hiện nay, diện tích
trồng loại ngô này ngày càng ít, thậm chí có nguy cơ biến mất. Tuy nhiên, nhu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

1


cầu ngô nổ nước ta hiện nay hiện hữu với số lượng lớn với vai trò là thực
phẩm ăn quà. Tại các siêu thị , hạt ngô nổ ñược nhập nội dưới dạng thực
phẩm ñược bán khá ñắt nhưng vẫn ñược khách hàng tiêu thụ mạnh [2].
Trong khi ñó các ñề tài nghiên cứu và ứng dụng về ngô nổ rất ít.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, nghiên cứu ñặc ñiểm nông sinh học
và ña dạng di truyền của ngô nổ là hết sức cần thiết ñể góp phần duy trì, bảo
tồn nguồn gen, phục vụ công tác chọn tạo những giống ngô nổ mới trong thời
gian tới, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “ ðánh giá ñặc ñiểm nông
sinh học và ña dạng di truyền của một số dòng ngô nổ tự phối ñời F5 tại
Gia Lâm – Hà Nội”.
1.2. Mục ñích yêu cầu của ñề tài.
1.2.1. Mục ñích.
- ðánh giá ñược ñặc tính nông sinh học chính của các dòng ngô nổ
gieo trồng trên ñồng ruộng.
- ðánh giá ñược mức ñộ ña dạng di truyền của các dòng ngô nổ theo
chỉ thị hình thái và phân tử RAPD.
1.2.2. Yêu cầu.
- ðánh giá một số ñặc tính sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu,
năng suất và ñộ nổ của các dòng ngô nổ trong vụ thu ñông 2011.
- Tiến hành PCR- RAPD , xác ñịnh khoảng cách di truyền của các dòng
ngô nổ, từ ñó xác ñịnh ñược mức ñộ ña dạng di truyền của các dòng ngô nổ.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

2

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguồn gốc và phân loại ngô nổ
Ngô nổ (Zea mays subsp.everta Sturt) thuộc loài Zea mays, chi Zea, họ
Poaceae (Gramineae). Cách ñây khoảng 1000 năm, ngô nổ ñược người bản ñịa
Châu Mỹ phát hiện ra và ngày nay ñược trồng khá nhiều ở các nước như Mỹ,
Braxin, Trung Quốc… Ở Việt Nam trước ñây có một số giống ñịa phương
như: Ngô nổ Tây Nguyên, ngô nổ Dài, ngô nổ Hồng (ðăk Lăk), ngô nổ Tím
(Cao Bằng)…
Căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô ñể phân thành các thứ
như sau:
Bảng 2.3 Phân loại ngô nổ
Màu sắc

Tên loài phụ

Ngô nổ
(Zea mays

Tên thứ

Hạt

Lõi

Ngô nổ trắng

Trắng

Var.oryziodes Korn.

Gạo vàng

Trắng

Var.xanthomis Korn.

Hạt nhọn ñỏ

-

Var.oxyomis Korn.

Hạt nhọn trắng

Trắng

Var.leucomis Al

Ngô nổ ngọc châu vàng

Trắng

Var.gracillima Korn.

Hạt tròn ñầu, ñỏ

-

Var.haematornis Al

Hạt tròn ñầu, ñen

-

Var.melanormis Korn.

subsp.everta
Sturt)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

3


2.2. ðặc ñiểm và giá trị của ngô nổ
Ngô nổ là một loại ngô thực phẩm, bắp ngô nổ bé, hạt ngô nổ không như
các loại hạt ngô khác vì khi gặp nhiệt ñộ cao thì có thể nổ phồng lên rất to,
gọi là bỏng ngô. Hạt ngô tương ñối nhỏ, dạng hạt gạo, hạt ngọc, có loại hạt
nhọn ở ñầu, hạt có vỏ cứng và nội nhũ hầu như hoàn toàn là nội nhũ sừng.
Khi bị làm nóng, ñộ ẩm trong hạt gây áp lực ép lên thành vỏ hạt, hạt nổ ra
với thể tích lớn. Hạt bị nổ là do lớp sừng bên ngoài hạt có chất keo dai và
ñàn hồi, chứa lượng protein cao; khi nhiệt ñộ còn trong giới hạn hạt chịu
ñựng ñược thì hạt có thể chống ñược áp suất hơi nước, khi vượt quá giới
hạn ñó thì không thể giữ ñược, hạt ñột nhiên trương to rồi nổ ra làm nội
nhũ bật ra thành một ñám bột tơi và nhanh chóng khô lại và xốp, thể tích có
thể tăng 15 – 30 lần [5].
Giống ngô nổ có nhiều loại, màu sắc hạt cũng khác nhau như: màu
trắng, vàng, ñen, ñỏ, tím, trắng có sọc vàng hoặc sọc tím, hoặc sọc ñỏ … Tuy

hạt ngô có màu khác nhau nhưng khi ñã nổ thành bỏng ngô thì thường có màu
trắng. Chỉ có vỏ hạt ngô là giữ ñược màu sau khi ñã nổ, bỏng ngô nổ xốp và
giòn. Ngoài ra còn có dạng ngô nổ jargon là loại hạt khi nổ có bỏng ngô trắng
sáng như tuyết, ñược ưa chuộng trong ñời sống. Loại ngô nổ "nấm" có bỏng
hình tròn, sáng, vỏ mỏng ăn giòn [44].
Ngay sau khi thu hoạch ñem nổ ngô sẽ không tốt vì ñộ ẩm hạt còn cao
sẽ nổ kém và mảnh nổ dai. Do ñó sau khi thu hoạch cần phơi khô hoặc sấy
cho ngô khô nhưng nếu ngô quá khô thì tỷ lệ nổ sẽ giảm, giảm chất lượng hạt
nổ. Hạt không nổ do không ñủ ñộ ẩm ñể tạo áp suất nổ hoặc là do vỏ hạt bị
răn thủng (Bruce Hamaker of Purdue University). ðộ ẩm thích hợp ñể nổ ngô
thường là 14 – 15% trọng lượng hạt ngô. Có rất nhiều cách ñể nổ ngô tạo
bỏng: dùng máy ñể nổ ngô (Charles Creators thế kỷ 19) làm bỏng ngô với số
lượng nhiều; dùng chảo cho một ít dầu ăn vào, khi dầu sôi cho ngô vào nổ nếu
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

4


số lượng ít hoặc nổ ngô bằng lò vi sóng. Khi nổ ngô có thể thêm ñường, bơ
vào ñể tạo vị ngọt và mùi thơm cho bỏng ngô.
Ngô nổ ñược chế biến làm bánh ngọt, túi bỏng ngô, hộp ngô nổ, bánh
kẹo, dầu ăn…, làm thức ăn chăn nuôi rất tốt cung cấp nhiều protein cho ñộng
vật. Ở một số vùng trên thế giới dùng ngô nổ ñể làm các thực phẩm như: ngô
caramel ở Bắc Mỹ, chế biến bỏng ngô nổ thành Toffee (tương tự caramel) ở
nước Anh bán ñược giá và rất ăn khách. Ngô nổ có mùi rất hấp dẫn, kích thích
khứu giác của con người do trong ngô nổ có chứa các hợp chất thơm 6-acetyl2,3,4,5-tetrahydropyridine và 2-acetyl-1-pyroline, các chất này ñược sử dụng
làm chất phụ gia ñể cho các sản phẩm ñó có mùi như bắp rang.
Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ
Năng lượng 380 kcal 1600 Kj
Carbohydrates

78g

Sợi dinh dưỡng (Dietary fiber )

15g

Chất béo

4g

Protein

12g

Thiamine (Vit. B1) 0,2 mg

15%

Riboflavin (Vit. B2) 0,3 mg

20%

Sắt ion 2,7 mg

22%

Nguồn: USDA Nutrient database
Ngoài ra, ngô nổ còn ñược dùng ñể trang trí lễ hội (tường hoặc cây
Noel của một số nơi ở Bắc Mỹ và bán ñảo Balkan), sử dụng trong ngành

công nghiệp ñiện, sản xuất túi nilon tự phân hủy, làm chất dẫn dụ côn
trùng…[47].
Ngô nổ ñược trồng khá nhiều ở Mỹ, Trung quốc, Braxin và các nước
khác. Ở Mỹ, hàng năm sản xuất 498,000 tấn ngô nổ trong số ñó có 103,000 tấn
ñược nổ bán ra thị trường [24] và có ít nhất 6 vùng ngô nổ ñược mệnh danh
“Thủ ñô ngô nổ của thế giới” là: Valparaiso- Indiana; Van Buren- Indiana;
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

5


Marion- Ohio; Ridgway- Illinois; Schaller- Iowa; và North Loup- Nebraska [44].
2.3. Tình hình nghiên cứu ngô nổ trong và ngoài nước
* Ngoài nước:
Ngô nổ ñược trồng ở khá nhiều nước trên thế giới mặc dù không ñược
phổ biến và rộng rãi như các giống ngô nếp, ngô tẻ, hay ngô lai khác nhưng
ngô nổ có nhiều ñặc ñiểm, tính chất khác biệt. Ziegler K. E. và Ashman B.
(Khoa nông học, ðại học Tổng hợp Iowa, Mỹ) nghiên cứu về ngô nổ và nhận
thấy ngô nổ khác với tất cả các loại ngô khác về màu trắng tuyết của hạt sau
khi nổ nhờ sử dụng nhiệt ñộ [20].
Trong nghiên cứu sự liên quan giữa các tính trạng ở ngô nổ của
Prodhan, H. S., Rai, R. (ðại học Nông nghiệp Ấn ðộ) cho thấy có sự liên
quan giữa khối lượng và năng suất hạt nổ của ngô nổ nghiên cứu trên 154
dạng. Năng suất hạt ñã liên kết chặt với trọng lượng hạt [16].
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các dòng ngô nổ từ dãy núi Ander ñến
sự phát triển của các nguồn gen lấy hạt ở Trung Âu; Hadi, G. (Viện hàn lâm
khoa học Hunggari) cho biết các dòng ngô cổ sớm, nhiều hàng, ngô ñá hạt
cứng có màu hạt nâu ở Trung Âu, và một số dòng ngô răng ngựa ở vùng
Chutucuno Chico và Chutucuno Grande (Timothy et al, 1961) chịu lạnh, cảm
quang ánh sáng ngày dài, bắp nhỏ, nhiều hàng, nhiều bắp, giống ngô nổ hạt

cứng, màu hạt ñỏ nâu ñươc giới thiệu ở Hunggari và Italy. Nguồn gen này có
ý nghĩa cho các nước Châu Âu trong chọn giống [12].
Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của mật ñộ gieo trồng ñến năng suất và
phát triển cây ngô nổ, Joel Grosbach (Bộ môn khoa học và kỹ thuật trường
McPherson College) cho thấy sản xuất ngô nổ hàng hẹp có tiềm năng tăng
năng suất hơn hàng rộng và mật ñộ hàng hẹp còn làm hạn chế cỏ dại [13].
Zhang, J. H và cộng sự (Khoa cây trồng, ðại học Nông nghiệp Thượng
Hải, Trung Quốc) ñã sử dụng chiều cao cây, trọng lượng 100 hạt, năng suất
hạt, tỷ lệ hạt nổ, thời gian nổ và mức ñộ nổ ñể phân loại 8 giống ngô thuộc 3
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

6


nhóm phân tích bằng cách nghiên cứu tính trạng số lượng trong phân loại các
giống ngô nổ. Các giống Guangxiban, Quảng ðông 1, Quảng ðông 2 và
Quảng ðông 3 ñược ñề nghị làm nguồn gen (vật liệu) cho chọn giống [19].
Wang XiaoLi và cộng sự (ðại học Nông nghiệp Henan, Zhengzhou
450002, Trung Quốc) nghiên cứu quần thể và khả năng kết hợp của ngô nổ
với các dòng thuần ngô thường thuộc các nhóm di truyền khác nhau ñã dùng
mô hình NC II, 6 dòng ngô nổ lai với 10 dòng và có 9 tính trạng ñược phân
tích. Kết quả cho thấy hầu hết trọng lượng hạt/bắp của 60 tổ hợp ngô nổ x ngô
thường ñều cao hơn nhiều so với ñối chứng nhưng khối lượng bỏng nổ của
chúng rất thấp. Vì vậy, ngô nổ lai với ngô thường không có giá trị sử dụng
trực tiếp. Có 6 dòng ngô nổ ñược xếp vào 4 nhóm di truyền với N04, N05 và
N14 cùng nhóm, còn 3 dòng còn lại thuộc 3 nhóm khác [18].
Ly. Y. L. và cộng sự (Khoa Nông học, ðại học Nông nghiệp Henan,
Zhengzhou 450002, Trung Quốc) nghiên cứu ña dạng di truyền của các dòng
ngô nổ tự phối và nguồn gen của chúng liên quan với các dòng ngô tự phối
thường ñã sử dụng phương pháp SSR marker. Tập hợp có 56 dòng ngô nổ tự

phối và 21 dòng ngô thường tự phối ñược chọn lọc là nhóm có ưu thế lai ñể
ñánh giá mức ñộ ña dạng di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối và nghiên
cứu quan hệ di truyền giữa chúng. Kết quả cho thấy khoảng cách di truyền
giữa các nhóm ưu thế lai của ngô nổ tự phối và các dòng ngô thường tự phối
là khác nhau. Phân tích quần thể các dòng tự phối nhận thấy sự khác biệt giữa
nguồn gen nhiệt ñới và cận nhiệt ñới. 56 dòng ngô nổ tự phối và 21 dòng ngô
thường tự phối ñược chia thành 7 nhóm ưu thế lai tương ứng với kết quả
nghiên cứu và chọn giống thực tế trước ñây. Từ kết quả thu ñược cho thấy các
SSR makers có thể ñược sử dụng ñể ño khoảng cách di truyền giữa các dòng
ngô nổ tự phối, sắp chúng vào nhóm ưu thế lai và sử dụng cho việc nghiên
cứu nguồn gen của chúng liên quan ñến các dòng ngô thường tự phối [14].
Khi nghiên cứu phân tích khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

7


riêng của quần thể ngô nổ, bao gồm cả bố mẹ tự phối, Viana, J. M. S. và
Matta, F. de P ñã phân tích hiệu quả của khả năng kết hợp chung và khả năng
kết hợp riêng trong phân tích lai diallel của quần thể giao phấn, có cả bố mẹ
tự thụ phấn cho thấy, việc phân tích sự thay ñổi giá trị của quần thể do tự phối
còn cho phép ñánh giá trực tiếp tính trội, sự lệch trội và sự thay ñổi di truyền
trong mỗi quần thể bố mẹ. Phương pháp này ñược sử dụng ñể chọn lọc quần
thể ngô nổ trong chương trình chọn giống quần thể và sản xuất hạt lai ñược
ðại học liên bang Vicosa, Minas, Braxin phát triển. Kết quả phân tích ñã có 2
quần thể ngô nổ hạt ngọc ñược chọn ñưa vào sản xuất [17].
*Trong nước:
Trước những năm 1990 ở Việt Nam ngô nổ ñược trồng khá nhiều ở một
số tỉnh miền núi phía bắc, vùng Tây Nguyên và có màu sắc ña dạng, giòn và rất thơm ngon.
Hiện nay, ngô nổ rất hiếm thấy trên ñồng ruộng Việt Nam. Một số kết quả ñiều tra thu thập

gần ñây cho thấy nguồn giống ngô nổ ở nước ta không nhiều và ñang bị mất dần do xói
mòn nguồn gen có thể dẫn ñến tuyệt chủng. Các nghiên cứu về ngô nổ lai trong nước còn rất
ít, chỉ có một vài công bố chính thức.
Trong khi nguồn giống ngô nổ ñang bị mất dần, nguồn gen bị xói mòn
thì hạt ngô nổ vẫn ñược nhập dưới dạng thực phẩm và ñược bán khá ñắt tại các
siêu thị nhưng vẫn ñược tiêu thụ mạnh. Do ñó Việt Nam cần chú trọng và có
nhiều nghiên cứu về ngô nổ nhằm ngăn chặn xói mòn, bảo tồn và phát triển
nguồn gen, từ ñó góp phần làm vật liệu ban ñầu cho công tác chọn tạo giống.
Trường ðại Học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Nghiên cứu Ngô và một số
cơ quan khác có lưu giữ một số lượng các mẫu giống ngô nổ nhưng không
nhiều. Gần ñây nhất là công trình nghiên cứu ñánh giá về sinh trưởng, phát
triển và khả năng tạo bỏng của ngô nổ vụ Thu ðông 2009 tại vùng Gia Lâm –
Hà Nội của Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Văn Lộc (Khoa Nông học, trường
ðại học Nông nghiệp Hà Nội), kết quả cho thấy ngô nổ phía Bắc có thời gian
sinh trưởng 102 – 125 ngày; chiều cao cây 123,5 – 198,5 cm; số lá trung bình
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

8


14,4 – 18,8 lá; số bắp trên cây 1 – 2 bắp; số hàng hạt/bắp 10,0 – 16,0 hàng; số
hạt/ hàng 12,4 – 32,0 hạt; năng suất của các dòng ngô nổ không cao, trong ñó
dòng N021 (ngô nổ Tây Nguyên) có năng suất cao nhất và ñộ nổ tốt nhất [2].

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

9


2.4 Cơ sở khoa học của ñề tài

2.4.1 Dòng thuần
2.4.1.1 Dòng thuần và phương pháp tạo dòng thuần
Dòng thuần là khái niệm tương ñối ñể chỉ các dòng tự phối ñã ñạt tới
ñộ ñồng ñều và ổn ñịnh cao ở nhiều tính trạng. Dòng tự phối là dòng ñồng
hợp tử ñược tạo ra do thụ phấn cưỡng bức bằng phấn của chính nó hoặc chị
em với nó trong nhiều ñời. Tự phối sẽ làm giảm kiểu gen dị hợp tử và làm
tăng kiểu gen ñồng hợp tử.
ðối với cây ngô, thường sau 7-8 ñời tự phối sẽ ñạt tới sự ñồng ñều cao
ở nhiều tính trạng ñược coi là dòng thuần. Khi sử dụng các dòng thuần mang
nhiều các ñặc ñiểm di truyền và sinh lý khác xa nhau làm các dạng bố mẹ
trong phép lai sẽ cho phép tạo ra những tổ hợp lai có ưu thế lai cao. ðây là cơ
sở cho phép tạo ra những giống ngô lai mới có năng suất cao, sức sống tốt và
ñộ ñồng nhất về di truyền ở thế hệ F1.
Vật liệu ñể tạo ra dòng thuần rất ña dạng, bao gồm các giống ngô ñịa
phương, giống ngô thụ phấn tự do cải tiến, các giống ngô lai, …
* Các phương pháp tạo dòng thuần ở ngô
Các phương pháp tạo dòng thuần ñược sử dụng trên thực tế:
+ Tạo dòng thuần bằng phương pháp truyền thống (tự phối cưỡng bức –
Inbrreeding). Là phương pháp ñược sử dụng phổ biến.Với những dòng có tốc
ñộ ñồng huyết nhanh làm cho quá trình chọn lọc bằng mắt kém hiệu quả.
Trong trường hợp này tự phối cưỡng bức ñược thay thế bằng phương pháp
cận huyết ñồng máu (Fullsib) hoặc nửa máu (Haflsib) hoặc sib hỗn dòng
có thể tạo ra những dòng có sức sống và năng suất tốt hơn dòng rút ra
bằng tự phối, nhưng thời gian ñạt tới ñộ ñồng hợp tử dài hơn.
Cách tiến hành: Tiến hành bao cách ly bắp khi sắp phun râu và bao
cách ly bông cờ khi nở ñược 1/3 bông cờ. Sau ñó tiến hành tự phối cưỡng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

10

bức cho cây, sau 7-8 ñời tự phối như vậy sẽ thu ñược dòng thuần
( Jugenhire, 1976).
+ Tạo dòng thuần bằng phương pháp cải biên: ðể tránh làm giảm
sức sống một cách quá ñáng và trong ñiều kiện hoa ñực hoa cái nở không
cùng lúc hoặc do sự bất hợp mà người ta sử dụng phương pháp tạo dòng
thuần bằng phương pháp cải biên. Phương pháp này có sự khác biệt so với
phương pháp thụ phấn cưỡng bức là người ta cho thụ phấn giữa các cây
cùng mẹ có quan hệ chị em. Với phương pháp này có thể tạo ra những
giống có sức sống và năng suất tốt hơn dòng rút ra từ con ñường tự phối.
Tuy nhiên thời gian ñạt ñến ñộ ñồng hợp tử cao hơn, kéo dài thời gian
chọn lọc dòng [1].
+ Tạo dòng bằng phương pháp nuôi cấy Invitro: ðây là phương
pháp cho phép tạo dòng thuần rất nhanh (chỉ sau một vài thế hệ là tạo ra
ñược dòng thuần) bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời
hoặc noãn chưa thụ tinh trong môi trường nhân tạo ñể tạo ra các thể ñơn
bội và ñơn bội kép.
+ Tạo dòng thuần bằng phương pháp “thuần hoá tích hợp”
(Additivo cumulative Inbreeding) là phương pháp phát triển dòng thuần
ngô khoẻ mạnh với một số tính trạng quan tâm ñược cải thiện. Phương
pháp “thuần hoá tích hợp” ñược công bố lần ñầu tiên vào năm 1999
trong luận án tiến sĩ nông nghiệp của Nguyễn Thị Lưu “Nghiên cứu
chọn tạo giống ngô lai nhiều bắp”. Bằng phương pháp này tác giả ñã
tạo ñược các dòng thuần từ MSB.2649, G.5408,…với những ñặc ñiểm
ñịnh trước, ñặc biệt là tán lá bó và tính nhiều bắp.
Trong bốn phương pháp trên, tạo dòng thuần theo phương pháp
truyền thống vẫn là tốt hơn cả vì nó tạo ra các dòng thuần có khả năng kết
hợp (KNKH) cao mà các phương pháp khác không có ñược.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

11


2.4.1.2. Chỉ số chọn lọc (Selection Index – SELINDEX)
Việc lựa chọn hay loại bỏ dòng trong công tác chọn tạo giống phụ
thuộc vào mục tiêu tạo giống. Mục tiêu của chúng ta là chọn ra cá thể tốt nhất
trong chương trình chọn tạo của mình. Tuy nhiên mỗi cá thể mang rất nhiều
tính trạng khác nhau, bởi vậy khi tiến hành chọn lọc cần phải xem xét ñồng
thời tất cả các tính trạng quan trọng ñối với một loài cây trồng. Chỉ số chọn
lọc là cơ sở cho việc chọn lọc ñồng thời nhiều tính trạng thông qua sự nhận
biết và phân biệt các kiểu gen mong muốn với các kiểu gen không mong
muốn dựa vào kiểu hình. Công thức tính chỉ số chọn lọc:
I = b1P1 + b2P2 + … + biPi + … + bnPn
Trong ñó:

I: chỉ số chọn lọc
Pi: giá trị ño ñếm về tính trạng của kiểu hình thứ i
bi: tầm quan trọng của tính trạng thứ i cần chọn

2.4.2 Tình hình nghiên cứu tính ña dạng di truyền ở thực vật
2.4.2.1.Một số phương pháp sinh học phân tử sử dụng trong nghiên cứu quan
hệ di truyền thực vật
2.4.2.1.1 Kỹ thuật RFLP(ña hình ñộ dài các ñoạn cắt giới hạn)
Kỹ thuật RFLP là kỹ thuật sử dụng các endonuclease giới hạn cắt DNA
hệ gen ở trình tự nhận biết ñặc trưng tạo ra hàng loạt ñoạn DNA có ñộ dài xác
ñịnh, số lượng các ñoạn này ñược phát hiện bởi ñánh dấu phóng xạ các mẫu
dò DNA bổ sung tạo ra từ một locus. RFLP là chỉ thị ñồng trội. Ưu ñiểm của
RFLP là: chỉ thị tin cậy trong phân tích liên kết và chọn giống vì chúng có thể
xác ñịnh ñược một tính trạng ở trạng thái ñồng hợp hoặc dị hợp trong một cá
thể, tận dụng ñược biến dị tự nhiên, phát hiện tính biến dị của DNA trong các

giai ñoạn phát triển ở cơ quan khác nhau và xây dựng quan hệ di truyền,
nghiên cứu quan hệ họ hàng. Nhược ñiểm của RFLP là kỹ thuật phức tạp, tốn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

12


kém và mất thời gian. Phương pháp này ñòi hỏi một lượng DNA lớn (50200ng từ mỗi cá thể).
Ignjatovic-Mic D và cs (2003) ñã sử dụng kỹ thuật RFLP kết hợp với kỹ
thuật RAPD ñể xác ñịnh quan hệ di truyền của 2178 giống ngô ñịa phương.
Kết quả xác ñịnh khoảng cách di truyền dao ñộng từ 0,1311 ñến 0,5075. Tác
giả kết luận, dữ liệu phân tích RAPD và RFLP ñều cho kết quả giống nhau
nên có thể dùng cả hai phương pháp này ñể xác ñịnh ña hình di truyền.
Moretti A và cs (2008) ñã sử dụng RFLP ñể xác ñịnh quan hệ di truyền
của Fusarium subglutinans gây bệnh ở ngô.
2.4.2.1.2 Kỹ thuật AFLP (ña hình ñộ dài các ñoạn ñược nhân bản chọn lọc)
Kỹ thuật AFLP là kỹ thuật kết hợp của RFLP và PCR. AFLP phát hiện
một cách có chọn lọc các ñoạn DNA hệ gen ñược cắt bởi enzyme giới hạn và
gắn với adaptor (ñoạn tiếp hợp). AFLP hoạt ñộng dựa trên nhiều nguyên tắc
tương tự như RAPD, tuy nhiên có ñiểm khác biệt là mồi bao gồm hai phần:
phần cố ñịnh dài khoảng 15 bp chứa ñiểm nhận biết của enzyme giới hạn,
phần thay ñổi dài khoảng 2-4 bp. Phân tích sản phẩm PCR ñược diện di trên
gel polyacryamide có ñộ phân giải cao. Sự ña hình ñược xác ñịnh bởi sự có
mặt hay không có mặt của một phân ñoạn DNA. AFLP rất có hiệu quả trong
xác ñịnh quan hệ di truyền và lập bản ñồ. Hiện nay, phân tích AFLP sử dụng
phương pháp nhuộm bạc nên dễ áp dụng, tuy giá thành cao hơn với phương
pháp RAPD. Kỹ thuật AFLP có ưu ñiểm là phân tích ña hình trong khoảng
thời gian ngắn, ñòi hỏi lượng DNA ít, cho sự ña hình cao, tuy nhiên việc thiết
kế mồi rất phức tạp.

Kỹ thuật AFLP ñược Miranda Oliverira K. và cs, (2004) sử dụng ñể ñánh
giá mối quan hệ di truyền của 96 dòng ngô lai cùng dòng, kết quả thu ñược
638 băng DNA trong ñó 569 băng DNA ña hình, hệ số tương ñồng di truyền
dao ñộng trong khoảng 0,345 tới 0,891, sơ ñồ quan hệ di truyền chia 96 dòng
ngô nghiên cứu thành 17 nhóm [21].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

13


Hartings H. và cs (2008) cũng sử dụng kỹ thuật RAPD, RFLP, AFLP và
SSR ñể xác ñịnh khoảng cách di truyền của 54 giống ngô Italy [22].
Garcia và cs (2004) ñã kết hợp các kỹ thuật RAPD, RFLP, AFLP và
SSR ñể nghiên cứu ña dạng di truyền của 18 dòng ngô lai. Sử dụng kỹ
thuật AFLP thu ñược 774 băng ña hình, kỹ thuật RAPD khuếch ñại ñược
262 băng DNA, kỹ thuật RFLP thu ñược 185 băng và SSR nhận ñược 68
băng ña hình [23].
Thomas Lubberstedt và cs (2000) ñã xác ñịnh quan hệ di truyền của một
số giống ngô lai bằng kỹ thuật AFLP với việc sử dụng 8 mồi AFLP thu ñược
462 băng DNA ña hình [24].
2.4.2.1.3. Kỹ thuật SSR (Simple Sequence Repeat – trình tự lặp lại ñơn giản)
Kỹ thuật SSR còn ñược gọi là kỹ thuật microsatellies (vi vệ tinh). Kỹ
thuật này ñược Litt và Luty phát triển năm 1989 dựa trên nguyên tắc của
PCR [21].
Trong cấu trúc hệ gen của sinh vật nhân chuẩn tồn tại một loạt các trình
tự nucleotide lặp lại, chúng ñặc trưng cho loài. SSR gồm 2-5 nucleotide lặp
lại nhiều lần. Ví dụ: (AT)n, (AG)n, (AGTC)n. SSR nằm rải rác trong hệ gen của
ñoạn SSR. Số lần lặp lại nhiều lần làm cho các phân ñoạn DNA ñược nhân có
ñộ dài ngắn khác nhau. Các trình tự lặp lại thường có ở vùng dị nhiễm sắc thể
trên mỗi nhiễm sắc thể. Chúng có vai trò ñiều hòa hoạt ñộng của các gen, góp

phần làm tăng tính ổn ñịnh cơ học của nhiễm sắc thể trong phân bào, nó có
thể mang thông tin di truyền liên quan ñến sự xác ñịnh giới tính ở cả ñộng vật
và thực vật. Do sự khác nhau về số lượng nucleotide trong mỗi ñơn vị lặp lại
mà số ñơn vị lặp lại xuất hiện sự ña hình về ñộ dài của SSR ñược nhân bản.
Mức ñộ ña hình ñược xác ñịnh sau khi ñiện di sản phẩm trên gel agarose và
gel polyacrylamide. SSR ñược phân tích trên nhờ PCR nên chỉ cần ñòi hỏi
một lượng mẫu DNA rất nhỏ. SSR là công cụ hữu ích trong phân tích hệ gen
và chọn giống cây trồng vì ñây là chỉ thị ñồng trội có khả năng phát hiện tính
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………
14


ña hình rất cao. Trong thực tế chỉ thị này ñã ñược sử dụng nghiên cứu một số
tính trạng liên quan ñến năng suất, bệnh dại, xác ñịnh giới tính, phân tích
quan hệ di truyền, lập bản ñồ gen…Song nhược ñiểm của chỉ thị này là sự
phức tạp trong thiết kế mồi và ñánh giá thiết kế mồi cao.
Kỹ thuật SSR ñược Qi-lun Yao và cs (2007) sử dụng ñể xác ñịnh
khoảng cách di truyền của 54 giống ngô từ Tây Nam Trung Quốc dựa trên 42
cặp mồi SSR, tổng số alelle thu ñược là 256, trung bình mỗi locus có 6,1
alelle [25].
Legesse B.W. và cs (2007) cũng sử dụng kỹ thuật này ñể nghiên cứu
mức ñộ ña dạng di truyền và ñánh giá cấu trúc gen của các dòng ngô lại cận
huyết. Kết quả thu ñược 104 alelle với khoảng cách di truyền xác ñịnh ñược
từ 0,28 ñến 0,73, giá trị PIC là 0,58 [26].
Sharopova N. và cs(2002) ñã sử dụng kỹ thuật SSR ñể lập bản ñồ di
truyền ñối với các giống ngô nhằm phân lập, chỉ rõ các ñặc ñiểm của chúng [27].
2.4.2.1.4. Kỹ thuật RADP(Ramdom AmplyfiedPolymorphic ADN)
Kỹ thuật RAPD là kỹ thuật phân tích sự ña hình các phân ñoạn DNA
ñược nhân bản ngẫu nhiên, do hai nhóm nghiên cứu của Willams và CS
(1990) [28] và Welsh và McClelland (1991) ñồng thời xây dựng [51]. ðây là

một kỹ thuật phát hiện chỉ thị di truyền dựa trên phản ứng chuỗi polymerase
(PCR) [29]. PCR là một công cụ hữu hiệu cho việc phân tích hệ gen thực vật,
vì nó có khả năng tạo ra một lượng lớn các trình tự DNA ñặc hiệu từ bất kỳ
cơ thể nào. Hiện nay PCR ñược xem là phương pháp nhanh, chính xác, tương
ñối ñơn giản ñể ñánh giá sinh vật chuyển gen, phân tích nhanh chóng sự biến
dị di truyền ở phạm vi quần thể và giữa các cá thể.
Sự hạn chế lớn nhất của kỹ thuật này là phải dựa trên một trình tự DNA
ñặc hiệu. Tuy nhiên, hạn chế này ñã ñược các nhà sinh học phân tử cải tiến,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

15


khắc phục ñó là kỹ thuật PCR sử dụng ñoạn mồi ngẫu nhiêu hay còn gọi là kỹ
thuật RAPD [30].
Các thành phần cần thiết ñể tiến hành phản ứng RAPD bao gồm :
- DNA khuôn (DNA template) với nồng ñộ 5-50 ng trong 25 µl.
- ðoạn mồi (primer) : chỉ sử dụng một mồi ñó là một oligonucleotide
có trật tự nucleotide ngẫu nhiên và có chiều dài khoảng 10 nucleotide.
- DNA polymerase : Hoạt ñộng của DNA-polymerase phụ thuộc vào
Mg2+, nồng ñộ dNTP, pH, nhiệt ñộ biến tính DNA. DNA-polymerase thường
dùng là Taq-polymerase.
- Bốn loại deoxyribonucleotide triphotphat (dNTP).
- Ion Mg2+ và dung dịch ñệm.
Phản ứng RAPD ñược tiến hành qua các giai ñoạn giống như PCR :
- Giai ñoạn biến tính DNA : Ở nhiệt ñộ 950C trong 30 – 60 giây làm
cho hai mạch khuôn tách nhau.
- Giai ñoạn tiếp mồi : Khi hạ nhiệt ñộ xuống 32 – 400C, mồi tiếp hợp và
bám vào sợi DNA khuôn.

- Giai ñoạn tổng hợp : Nhiệt ñộ ñược nâng lên 720C thì các ñoạn mồi ñã
bắt cặp với các mạch ñơn sẽ ñược kéo dài với sự tham gia của Taqpolymerase.
Sau một chu kỳ gồm ba giai ñoạn như trên, một phân ñoạn DNA khuôn
ñược nhân lên thành hai, các ñoạn DNA ñược nhân bản trong mỗi chu kỳ lại
ñược coi là DNA khuôn cho mỗi chu kỳ nhân bản tiếp theo. Vậy sau k chu kỳ
nhân bản sẽ tạo ra 2k các ñoạn DNA giống ñoạn DNA khuôn ban ñầu. RAPD
có thể thực hiện từ 40 – 45 chu kỳ.
Kỹ thuật RAPD có ưu ñiểm ở chỗ sử dụng các mồi ngẫu nhiên dài 10
nucleotide, quá trình nhân bản DNA là ngẫu nhiên. ðoạn mồi này có thể bám
vào bất kỳ vị trí nào có trình tự nucleotide bổ sung trên phân tử DNA hệ gen.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

16


Với ñặc ñiểm là ngắn nên xác suất ñoạn mồi có ñược ñiểm gắn trên phân tử
DNA khuôn là rất lớn. Tùy vào nhóm, loài thực vật hay vi sinh vật mà các
ñoạn mồi ngẫu nhiên ñược thiết kế chuyên dụng. Theo lý thuyết, số lượng mà
các ñoạn DNA ñược nhân bản phụ thuộc vào ñộ dài, vị trí của các ñoạn mồi,
kích thước và cấu trúc DNA genome. Thông thường mỗi ñoạn mồi ngẫu
nhiên sẽ tạo ra từ 2 – 10 sản phẩm nhân bản. Kết quả là sau khi ñiện di sản
phẩm RAPD sẽ phát hiện ñược sự khác nhau trong phổ các phân ñoạn DNA
ñược nhân bản. Sự khác nhau ñó gọi là tính ña hình. Hiện tượng ña hình các
ñoạn DNA ñược nhân bản ngẫu nhiên xuất hiện là do có sự biến ñổi trình tự
nucleotide tại vị trí các ñoạn mồi liên kết. Sản phẩm khuếch ñại ñược phân
tích bằng ñiện di trên gel agarose hoặc polyacrylamide và có thể quan sát
ñược sau khi gel ñược nhuộm bằng hóa chất ñặc trưng. Vì vậy, tính ña hình
thường ñược nhận ra do sự có mặt của một sản phẩm nhân bản [31].
Trong những năm gần ñây, kỹ thuật RAPD ñược sử dụng rộng rãi
trong nghiên cứu ña dạng di truyền. Nhiều nghiên cứu ñã cho thấy, RAPD

là một phương pháp có hiệu quả trong việc xác ñịnh kiểu gen, phân tích
quần thể và nguồn gốc loài, nghiên cứu di truyền và lập bản ñồ di truyền .
Phương pháp này còn ñược ứng dụng trong việc ñánh giá bộ gen của
giống và khả năng phân tích.
Kỹ thuật RAPD còn dùng ñể nhận biết, phân loại các giống cây trồng
khác nhau như chuối, lúa mì, ñu ñủ, ñậu tương...và phát hiện, bảo tồn sự ña
dạng di truyền ñặc biệt là các loài quí hiếm hay một số guống thực vật ñịa
phương.
2.4.2.1.5. Nghiên cứu sự ña dạng di truyền ở thực vật bằng kỹ thuật RAPD
Hiện nay, kỹ thuật RAPD ñã và ñang ñược ứng dụng rộng rãi trong
nghiên cứu và xác ñịnh quan hệ di truyền ở thực vật. Kỹ thuật RAPD cũng ñược
ứng dụng trong việc ñánh giá ña dạng di truyền giữa các loài và trong việc phạm
vi một loài phân tích và ñánh giá hệ gen thực vật nhằm xác ñịnh những thay ñổi
17

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………