so sánh một số tổ hợp ngô nếp lai có triển vọng tại gia lâm hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
------------

------------

MÙA A HỒ

SO SÁNH MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ NẾP LAI
CÓ TRIỂN VỌNG TẠI GIA LÂM - HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ:60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN :
PGS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG

Hà Nội - 2014


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này, tôi nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, tạo điều
kiện của các cơ quan, quý thầy cô, bạn bè và gia đình.
Trước tiên, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS. Nguyễn Thế
Hùng, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn
thành luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy ThS. Phạm Quang Tuân, các thầy cô, các bác
bảo vệ và anh chị trong Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng, Học viện Nông

nghiệp Việt Nam, đã hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi về vật chất và tinh
thần cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Nông học, Học viện Nông
nghiệp Việt Nam, đã có những góp ý quý báu và kịp thời cho tôi trong quá trình
thực hiện đề tài này.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã
luôn giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đề tài.
Hà Nội, ngày 10 tháng 9 năm 2014
Tác giả

Mùa A Hồ

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

Page i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng
dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Các số liệu
và kết quả trong nghiên cứu đề tài là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng
trong bất kỳ một công trình nghiên cứu nào khác; các thông tin trích dẫn được ghi
rõ nguồn gốc.
Tác giả

Mùa A Hồ

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

Page ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. ii
MỤC LỤC............................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................... 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................................ 3
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 3
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu: ................................................................................... 3
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu: ...................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
1.1. Nguồn gốc, phân loại, đặc tính ngô nếp ......................................................................... 4
1.1.1. Nguồn gốc lịch sử .......................................................................................... 4
1.1.2. Phân loại thực vật về ngô nếp ........................................................................ 6
1.1.3. Đặc tính của ngô nếp ..................................................................................... 6
1.2. Vai trò của ngô nếp trong nền kinh tế............................................................................. 8
1.3. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới và Việt Nam .................... 9
1.3.1. Ưu thế lai và một số loại giống ngô lai........................................................... 9
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới ..................... 10
1.3.3. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo và sử dụng ngô nếp ở Việt Nam ................. 17
1.4. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của mùa vụ đến sinh trưởng, phát triển và
năng suất ngô ở Việt Nam ................................................................................................... 25
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 27
2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................... 27

2.1.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 27
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu: ................................................................................... 27
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


2.1.3. Thời gian nghiên cứu ................................................................................... 27
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 28
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 28
2.3.1. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................... 28
2.3.2. Điều kiện thí nghiệm.................................................................................... 29
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi .................................................................................... 29
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................................ 32
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 33
3.1. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai ...................................................................... 33
3.1.1. Thời gian từ gieo đến trỗ cờ ......................................................................... 33
3.1.2. Thời gian từ gieo đến tung phấn................................................................... 35
3.1.3. Thời gian từ gieo đến phun râu .................................................................... 35
3.1.4. Thời gian từ gieo đến thu bắp tươi ............................................................... 36
3.1.5. Thời gian từ gieo đến chin sinh lý ................................................................ 36
3.2. Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm...................... 37
3.2.1. Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm .. 37
3.2.2. Thế cây, độ che kín bắp các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm.......................... 39
3.3. Diện tích lá và chỉ số diện tích lá ................................................................................. 41
3.4. Một số đặc tính chống chịu của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm .......................... 45
3.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất................................................................ 48
3.5.1. Các yếu tố cấu thành năng suất .................................................................... 48
3.5.2. Năng suất bắp tươi của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm vụ Đông 2013 và
vụ Xuân 2014 ........................................................................................................ 53

3.5.3. Năng suất hạt khô ........................................................................................ 54
3.6. Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai vụ Đông 2013 và vụ Xuân 2014 ........ 56
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................... 60
4.1. Kết luận ......................................................................................................................... 60
4.2. Đề nghị.......................................................................................................................... 60
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 66

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

Page iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đặc tính chất lượng của ngô nếp so với các loại ngô khác ........... 7
Bảng 2.1. Danh sách các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ........................................ 27
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng và tổng thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai
thí nghiệm ............................................................................................................. 34
Bảng 3.2. Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm .. 38
Bảng 3.3. Thế cây, độ che kín bắp các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ................... 40
Bảng 3.4. Diện tích lá và chỉ số diện tích lá các tổ hợp lai giai đoạn 7-9 lá ........... 41
Bảng 3.5. Diện tích lá và chỉ số diện tích lá các tổ hợp lai giai đoạn xoắn nõn ...... 42
Bảng 3.6. Diện tích lá và chỉ số diện tích lá các tổ hợp lai giai đoạn chín sữa ........ 43
Bảng 3.7. Một số đặc tính chống chịu của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ........ 47
Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ........ 49
Bảng 3.9. Các yếu tố cấu thành năng suất các tổ hợp tham gia lai thí nghiệm ........ 50
Bảng 3.10. Khối lượng 1000 hạt và tỷ lệ hạt/bắp các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm
.............................................................................................................................. 51
Bảng 3.11. Năng suất bắp tươi các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ......................... 54
Bảng 3.12. Năng suất hạt khô các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm .......................... 55
Bảng 3.13. Chất lượng thử nếm các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm ....................... 58

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

Page v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm........................................................................... 28
Hình 3.1. Hàm lượng amilopectin các tổ hợp lai thí nghiệm .................................. 57

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

Page vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ viết đầy đủ

CIMMYT

International Maize and Wheat Improvement Center

CP

Cổ phần

Cs

Cộng sự

CV

Coefficient of variation

DTL

Diện tích lá

Đ/C

Đối chứng

LAI

Leaf Area Index

LSD

Least significant difference

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

P1000 hạt

Khối lượng 1000 hạt

QPM

Quality protein maize

RCB

Randomized Complete Block design

SSC

Southern Seed Company

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

THL

Tổ hợp lai

TPTD

Thụ phấn tự do

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

Page vii


ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô cùng với lúa mỳ và lúa nước là ba cây lương thực quan trọng nhất
trên toàn thế giới và là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay. Nhờ đó, cây
ngô được chú trọng phát triển từ lâu và ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Diện
tích, năng suất và sản lượng cây ngô thế giới tăng rất nhanh từ năm 1960 đến nay.
Năm 2013, diện tích ngô thế giới đạt mức 184.339.959 ha, cao gấp 1,75 lần, năng
suất 5,5 tấn/ha, cao gấp 2,8 lần, sản lượng đạt hơn 1,0 tỉ tấn, cao gấp gần 5 lần so
với năm 1961 (FAOSTAT, 2013).
Ở Việt Nam, trong hơn 20 năm qua, ngành sản xuất ngô cũng đạt được
những bước tiến rất quan trọng. Năm 2013, diện tích ngô cả nước đạt 1.172.600 ha,
năng suất đạt xấp xỉ 4,43 tấn/ha và sản lượng đạt 5,2 triệu tấn, là năm có năng suất
và sản lượng cao nhất từ trước đến nay; diện tích trồng ngô lai chiếm khoảng 95%
tổng diện tích trồng ngô cả nước. So với năm 1990, khi nước ta chưa trồng ngô lai,
đến năm 2013, diện tích trồng ngô cả nước cao gấp 2,7 lần, năng suất cao gấp gần
2,85 lần và sản lượng cao gấp gần 7,74 lần (FAOSTAT, 2013).
Nguyên nhân chính dẫn đến tăng nhanh năng suất và sản lượng ngô trên thế
giới cũng như ở Việt Nam trong thời gian qua trước hết là do trong lĩnh vực nghiên
cứu chọn tạo giống và phát triển sản xuất ngô đã đạt được những thành tựu quan
trọng. Việc ứng dụng hiện tượng ưu thế lai trong chương trình chọn tạo giống ngô
đã tạo ra nhiều giống ngô lai mới có năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt,
thích ứng rộng; việc áp dụng những tiến bộ trong cải tiến biện pháp kỹ thuật canh
tác cũng góp phần làm tăng năng suất ngô. Hơn nữa, do đời sống kinh tế tăng

trưởng nhanh, từ đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ ngô cũng tăng theo. Ngoài
việc sử dụng làm lương thực, thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, ngô còn được sử
dụng làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến.
Trong những năm gần đây, khi mà đời sống con người ngày một nâng cao thì
nhu cầu tiêu thụ các loại ngô thực phẩm (ngô đường, ngô nếp, ngô rau) ngày càng
lớn. Ngô nếp là cây có thời gian sinh trưởng ngắn, trồng được nhiều vụ trong 1
năm, giá trị thu nhập cao, có thị trường tiêu thụ ổn định nên diện tích trồng không

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

Page 1


ngừng tăng trong những năm gần đây. Ngô nếp hiện nay được trồng khá rộng rãi ở
nước ta, diện tích trồng không ngừng tăng lên, chiếm khoảng gần 15% diện tích
trồng ngô cả nước do các giống ngô nếp đáp ứng được nhu cầu luân canh, tăng vụ,
đặc biệt là nhu cầu sử dụng của xã hội ngày càng tăng (Trần Anh Như, 2012).
Ngoài việc cung cấp chất tinh như đối với ngô tẻ, sau khi thu hoạch sản phẩm
chính, ngô nếp còn là nguồn thức ăn xanh rất tốt cho gia súc và cá.
Việc tạo giống ngô ở nước ta trong những năm gần đây đã đạt được nhiều
tiến bộ, đó là những giống ngô lai mới cho năng suất cao hơn các giống cũ. Mặc dù
vậy đến nay lượng giống trong nước tự sản xuất mới chỉ đáp ứng được khoảng 20%,
còn lại chủ yếu là các giống ngô lai có nguồn gốc từ nước ngoài được sử dụng phổ
biến (Michael Ward and Quan Tran, 2013). Do vậy công tác chọn tạo giống ngô vẫn
đang tiếp tục được đầu tư nghiên cứu sâu nhằm tạo ra những giống ngô vừa có năng
suất cao, vừa chống chịu tốt với điều kiện bất thuận của thời tiết, thích nghi tốt
trong các điều kiện hạn, mặn, chua,...Đối với ngô nếp, mặc dù thời gian qua đã có
nhiều nghiên cứu, có nhiều giống ngô thụ phấn tự do như VN2, VN6, Nếp Tổng
hợp; ngô nếp lai không quy ước như MX2, MX4, MX6, LSB4, …, rồi các giống
nếp lai quy ước như MX10, HN88, … được tạo ra, song về cơ bản vẫn chưa đáp

ứng được nhu cầu trồng ngô nếp đang tăng nhanh tại Việt Nam. Trước tình hình
đó, nhiều giống nếp lai nước ngoài đã tràn vào Việt Nam như Wax-44 của
Syngenta, Milky 36 của Monsanto, Tím dẻo 926 của công ty Việt Nông,… với
những ưu điểm vượt trội về năng suất, song với giá giống rất cao của nó, bài toán
hiệu quả kinh tế lại đang là vấn đề cần được đặt ra để cân nhắc cho nông dân
trong việc lựa chọn loại giống ngô nếp. Ngoài ra, những giống ngô nếp ưu thế lai
năng suất cao thường gặp vấn đề về chất lượng không phù hợp với thị hiếu tiêu
dùng. Những giống ngô nếp địa phương có chất lượng tốt, phù hợp với người
tiêu dùng nhưng năng suất lại thấp.
Trước tình hình đó, nước ta đang cần có thêm những giống ngô nếp lai mới
năng suất, chất lượng cao, giá hạt giống rẻ, thích ứng với điều kiện sản xuất. Xuất
phát từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “So sánh một số tổ hợp
ngô nếp lai triển vọng tại Gia Lâm – Hà Nội”

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

Page 2


1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, mức độ nhiễm sâu bệnh hại của
các tổ hợp ngô nếp lai có triển vọng;
- Lựa chọn được 1 - 2 tổ hợp ngô nếp lai có năng suất cao, chất lượng tốt để
khảo nghiệm giống và trồng ngoài sản xuất.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Bổ sung thông tin, dữ liệu khoa học cho công tác chọn tạo giống ngô nếp ở
Việt Nam.
- Xác định được một số tổ hợp ngô nếp lai có triển vọng làm nguồn vật liệu
chọn tạo giống ngô lai.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu:
Tiến hành nghiên cứu 13 tổ hợp ngô nếp lai do Viện Nghiên cứu và Phát
triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam chọn tạo.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu:
- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, mức độ nhiễm sâu bệnh, năng
suất và chất lượng của các tổ hợp ngô nếp lai;
- Thời gian nghiên cứu: Vụ Đông 2013 và vụ Xuân 2014.

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

Page 3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc, phân loại, đặc tính ngô nếp
1.1.1. Nguồn gốc lịch sử
Về nguồn gốc địa lý: Những đề cập đầu tiên về ngô nếp được tìm thấy trong
hồ sơ lưu trữ của Bộ Nông nghiệp Mỹ. Năm 1908, Rev J.M.W, một nhà truyền giáo
ở Trung Quốc đã gửi cho Văn phòng giới thiệu giống cây trồng của Mỹ ở nước
ngoài một mẫu hạt ngô mới lạ, các hạt có hình dáng giống nhau, tuy nhiên có một
vài màu sắc khác nhau. Những hạt giống này đã được nhà thực vật học G.N. Collins
trồng vào tháng 5/1908, gần Washington và đã được mô tả một cách toàn diện đặc
điểm của những cây này, bao gồm cả ảnh và được đăng tải vào tháng 12/1909
(Collins, G.N, 1909). Năm 1915, cây trồng này được tái phát hiện ở Thượng Miến
Điện và vào năm 1920 ở Philippines. Khi các nhà khoa học tìm hiểu về phân bố của
ngô nếp ở Châu Á thì đã tìm thấy nó có nguồn gốc ở nhiều nơi khác (Collins, G.N,
1920).
Về nguồn gốc di truyền: Ngô nếp là kết quả đột biến từ dạng ngô răng ngựa,
được tìm thấy và thuần hóa ở Mỹ vào những năm 1930 (Huang B.Q. và cộng sự,

2010). Gần đây, các nhà khoa học cũng đã chứng minh được rằng ngô nếp còn được
thuần hóa từ dạng ngô đá ở Trung Quốc…. G.N.Collins và các nhà khoa học khác
đã xác định được rằng: Ngô nếp bắt nguồn từ ngô tẻ, do một đột biến đơn gen, gen
trội Wx thành gen lặn wx. Vì vậy ngô nếp có thể xuất hiện ở nhiều vùng khác nhau
trên trái đất. Gen Waxy mã hóa cho enzym granule-buond starch synthase (GBSS),
đây là một trong những isoenzym chính xúc tác sự tổng hợp amylose từ ADP
glucose, được biểu hiện ở nội nhũ và hạt phấn…. Ở ngô tẻ, isoenzym GBSS có hoạt
tính mạnh và sản phẩm của nó chủ yếu là amylose, một phần ADP glucose không
thể được chuyển hóa hoàn toàn thành amylopectin, vì vậy có khoảng 25% tinh bột
trong nội nhũ, còn lại là amylose có kiểu hình là ngô tẻ. Ở ngô nếp, gen trội Wx bị
đột biến thành gen lặn wx và hoạt động của GBSS bị ức chế. Đồng thời tất cả
isoenzyme khác tổng hợp amylose cũng hoạt động rất yếu, gần như toàn bộ ADP

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

Page 4


glucose sẽ được chuyển hóa thành amylopectin bởi enzym starch branching (SBE),
hàm lượng amylopectin được tích lũy trong nội nhũ tới gần 100% và biểu hiện kiểu
hình là ngô nếp. Tuy nhiên, trong thực tế, con đường tổng hợp tinh bột ở nội nhũ
ngô là rất phức tạp, quá trình này có sự tương tác giữa nhiều enzym sinh tổng hợp
tinh bột khác nhau (Nguyễn Thị Nhài, 2012).
Nhiều đột biến tác động đến sự biểu hiện của locus Waxy đã được xác định.
Cho đến nay các nhà khoa học đã xác định được khoảng hơn 50 đột biến từ Wx
thành wx. Các kết quả nghiên cứu đã tìm ra cơ chế phát sinh đột biến ở locus Wx là
do sự thay thế base đơn (đột biến điểm) liên kết với chèn đoạn hoặc mất đoạn AND.
Sự biểu hiện kiểu hình phản ánh sự thay đổi tỷ lệ loại hình tinh bột cơ bản trong cấu
thành hạt. Locus Wx có đặc điểm di truyền và sinh hóa đặc trưng (Huang B.Q. và
cộng sự, 2010). Collins đã tìm thấy nhiều điểm khác nhau trong nội nhữ giữa ngô

nếp và ngô tẻ và nghi ngờ có sự khác biệt trong thành phần hóa học, tuy nhiên tỷ lệ
tinh bột, dầu và protein trong ngô nếp hoàn toàn tương tự ngô tẻ, song tính chất vật
lý tự nhiên của tinh bột ngô nếp khác ngô tẻ.
Theo Collins, những giống ngô trồng làm thực phẩm, có thể chỉ mang ý
nghĩa kinh tế. Tuy nhiên trong nhiều năm, ngô nếp chủ yếu được dùng làm điểm
đánh dấu di truyền phục vụ công tác chọn tạo giống. Các nhà chọn giống sử dụng
một và đặc điểm của nó để đánh dấu sự tồn tại của các gen lặn. Rất có thể ngô nếp
sẽ tuyệt chủng ở Mỹ nếu nó không có ứng dụng trong chọn giống.
Năm 1937, G.F. Sprague và các nhà chọn giống cây trồng trường Đại học
của bang Iowa đã bắt đầu một chương trình lai tạo để đưa những tính trạng của ngô
nếp vào giống ngô tẻ có năng suất cao. Vào thời điểm đó, ngô nếp không còn là cây
trồng kỳ lạ như ghi chú của Collins. Có thể vào khi đó, ngô nếp đã là nguồn vật liệu
trong lai tạo (Crookston, R.K., 1979).
Năm 1970, vùng trồng ngô phía Nam nước Mỹ bị dịch bệnh đốm lá nhỏ rất
nặng trên hầu hết các diện tích được trồng. Thông qua lai trở lại, một phương pháp
được sử dụng rộng rãi để đưa gen đơn wx, o2, htl vào ngô tẻ làm tăng sức đề kháng
bệnh đốm lá nhỏ (Gardner, 1978). Do đó, một số giống ngô nếp bằng con đường
này đã được sử dụng và mở rộng. Đồng thời với các cuộc thử nghiệm trong chăn

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

Page 5


nuôi cho thấy ngô nếp cho hiệu quả tăng cao hơn ngô tẻ. Do vậy, ngô nếp ngày càng
được lan rộng và loại ngô này không còn là loại thực vật kỳ lạ nữa mà trở thành chủ
đề nghiên cứu quan trọng (Crookston, 1979).
Như vậy, ngô nếp được tìm thấy ở Trung Quốc năm 1909. Đó là kết quả của
một đột biến thông thường của các giống ngô tẻ có kiểu gen Wx và gắn liền với các
điều kiện trồng trọt không bình thường đột biến thành gen lặn wx, chúng có thể xuất

hiện ở các vùng khác nhau trên trái đất (Collins, G.N., 1909).
1.1.2. Phân loại thực vật về ngô nếp
Ngô nếp (Zea mays L.subsp. Ceratina Kulesh), là một trong những loài phụ
chính của loài Zea mays L. Hạt ngô nếp nhìn bề ngoài tương tự với ngô đá, nhưng
bề mặt bóng hơn. Lớp ngoài cùng của mặt cắt nội nhũ không có lớp sừng như ở ngô
tẻ, có tính chất quang học giống như ngô sáp, do vậy còn có tên gọi khác là ngô sáp.
Ngô nếp có hạt trong và nhẵn, màu vàng, trắng đục hoặc tím, màu của mày hạt chủ
yếu là trắng. Ba thứ thường gặp là var. alboceratina với màu hạt trắng; var.
luteoceratina với hạt mùa vàng; var. rubroceratina với hạt tím, mày trắng hoặc tím,
tiềm năng năng suất thấp (Ngô Hữu Tình, 1997, 2009).
1.1.3. Đặc tính của ngô nếp
Ngô nếp là dạng ngô hình thành từ ngô tẻ do đột biến gen lặn phát sinh từ
locus Waxy gây ra biến đổi tinh bột mà thành. Tinh bột của ngô nếp chứa gần như
100% amylopectin trong khi tỷ lệ này ở ngô thường chỉ là 75%, còn lại là 25%
amyloza. Amylopectin là dạng của tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân nhánh.
Collins (1909) và Kempton (1919) là những người đầu tiên phát hiện ra ở ngô nếp
một đơn gen lặn nằm trên vai ngắn của nhiễm sắc thể số 9, mã hóa kiểu hình nội
nhũ nếp của hạt (Wx mã hóa cho kểu hình của ngô tẻ).
Các nhà di truyền học đã phát hiện ra rằng: Trong quá trình tổng hợp tinh
bột, ngô nếp có một lỗi trong quá trình tổng hợp amylose trong nội nhũ. Nó là biểu
hiện kiểu hình của một loại đột biến với tần số thấp ở hầu hết các loại ngô và đột
biến này được giữ lại thông qua chọn lọc tự nhiên (Nelson, 1968). Theo Fergason
(1994), Hallauer (1994), thì gen wx nằm ở locus 5S-56 có biểu hiện của gen
opaque, do vậy hạt ngô nếp cũng giàu lyzin, triptophan và protein. Ngô nếp có tính

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

Page 6

dẻo và thơm, được sử dụng chính dưới dạng ngô luộc, nướng hoặc đồ xôi. Trường
Đại học Tổng hợp Ohio (Hoa Kỳ) đã đưa ra tiêu chuẩn dinh dưỡng của ngô nếp so
với một số loại ngô khác (bảng 1.1), trong đó hàm lượng protein tương đương với
ngô giàu protein.
Bảng 1.1. Một số đặc tính chất lượng của ngô nếp so với các loại ngô khác
Tỷ lệ dầu

Tỷ lệ

Tỷ lệ tinh

Năng lượng

(%)

protein (%)

bột (%)

(kcal/kg)

Ngô nếp

3,2-3,6

8,9-10,1

73,1-73,3

1747-1758

Ngô tẻ

4,2-4,8

7,7-8,2

71,3-73,4

1777-1795

Ngô có hàm lượng dầu cao

7,2-8,2

8,0-9,0

66,2-67,9

1851-1869

Ngô giàu lysine

4,0-4,5

7,3-8,5

70,5-72,2

1770-1785

Loại ngô

(Nguồn: Đại học Tổng hợp Ohio, Hoa Kỳ, 2001)
Theo các nhà nghiên cứu, có thể sử dụng dung dịch Ioduakali (KI) nhuộm
hạt phấn để xác định hiệu quả của việc chuyển gen wx vào ngô thường. Khi cho
tinh bột ngô nếp vào dung dịch KI thì nó chuyển thành màu nâu đỏ, trong khi tinh
bột của ngô thường thì chuyển màu xanh tím. Cây dị hợp tử gen nếp (Wx:wx) thì có
một nửa hạt phấn hóa xanh và một nửa còn lại hóa nâu trong khi tất cả các tinh bột
đều hóa xanh. Nếu cây đồng hợp tử lặn (wx:wx) thì cả hạt phất và tinh bột hóa nâu.
Đồng hợp tử trội (Wx:Wx) cả hạt phấn và tinh bột đều hóa xanh (Peter and
Thomison, 2001). Đột biến wx là một trong những đột biến khó xác định nhất. Rất
nhiều đột biến khác nhau của ngô nếp đã được xác định (Nelson, O.E., 1968). Đột
biến nếp của ngô ở Trung Quốc được cho là đột biến mất một vài nucleotid ở locus
Waxy của ngô nếp hoang dại trong quá trình canh tác ngô thường. Những đột biến
này là đột biến điểm nên việc tìm những marker để chọn lọc ngô nếp là rất phức tạp
và không thể dùng bất cứ một marker phân tử nào để có thể phân biệt được tất cả
các gen nếp từ kiểu gen ngô thường (Fan, L., L.Quan và cộng sự, 2008). Vì vậy,
cách hiệu quả nhất để chọn lọc hạt nếp đó là phản ứng màu của hạt phấn hoặc tinh
bột.

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

Page 7


Như vậy, đặc tính của ngô nếp là tinh bột dạng nhỏ được quy định bởi đơn
gen lặn (wx). Tinh bột và hạt phấn chứa chủ yếu là amylopectin và có thể nhận biết
qua phản ứng màu với iod.
1.2. Vai trò của ngô nếp trong nền kinh tế

Ngô nếp được sử dụng chủ yếu làm lương thực, thực phẩm cho con người và
làm thức ăn chăn nuôi. Khi nấu chín, ngô nếp có độ dẻo, mùi vị thơm ngon, có giá
trị dinh dưỡng cao bởi tinh bột của nó có cấu trúc đặc biệt, dễ hấp thụ hơn so với
tinh bột ngô tẻ. Một số thử nghiệm ở Mỹ đã chỉ ra rằng, bê đực lớn nhanh hơn khi
được nuôi bằng ngô nếp. Những nghiên cứu sử dụng ngô nếp cho chăn nuôi được
bắt đầu từ 1940. Báo cáo đầu tiên của James L. Brewbaker về kết quả nghiên cứu
này vào năm 1944 cho thấy việc sử dụng ngô nếp có tiềm năng để tăng hiệu quả
chuyển hóa thức ăn hơn so với ngô tẻ. Nhiều cuộc thử nghiệm khác nhau về việc sử
dụng ngô nếp trong chăn nuôi đều cho kết quả khả quan. Nó làm tăng sản lượng sữa
và mỡ trong sản phẩm sữa của trâu bò, làm tăng trọng hàng ngày đối với chăn nuôi
cừu và trâu bò thịt. Một trong những nguyên nhân dẫn đến hiệu quả trên là do trong
ngô nếp có hàm lượng các axit amin không thay thế như lysine, triptophan cao
(James L. Brewbaker, 1998).
Ngô nếp còn được sử dụng vào các mục đích khác như ăn tươi, đóng hộp,
chế biến tinh bột,… Nhìn chung có hai cách sử dụng chính là làm thực phẩm và chế
biến tinh bột. Người ta chế biến tinh bột ngô nếp bằng cách xay ướt để dùng trong
công nghiệp chế biến thực phẩm, keo dán, chất hồ dính, công nghiệp dệt, công
nghiệp giấy, lên men sản xuất cồn chuyển thành đường fructose,… Tinh bột của
ngô nếp rất khác với tinh bột ngô thường cả về đặc điểm cấu trúc phân tử và đặc
điểm kết dính. Tính kết dính của tinh bột ngô nếp tốt hơn tinh bột ngô thường. Các
loại tinh bột ngô nếp có tác dụng nâng cao tính thống nhất, ổn định và kết cấu của
thực phẩm. Sự ổn định của tinh bột ngô nếp rất thích hợp cho sản xuất các loại bánh
hoa quả, amylopectin làm tăng độ nở của bánh trái cây; làm cải thiện độ mềm, mịn
của những loại thực phẩm đóng hộp, thực phẩm khô và đông lạnh; tạo ra sản phẩm
khô và sản phẩm hỗn hợp có kết cấu mong muốn. Tinh bột ngô nếp cũng là nguồn
vật liệu ban đầu để sản xuất maltodextrins vì nó làm tăng tính hòa tan và tính chống

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

Page 8

chịu (Xu, J.G và cộng sự, 2010). Ngoài ra tinh bột ngô nếp còn được sử dụng như
một dạng sữa ngô làm đồ gia vị cho món salad. Phạm vi sử dụng tinh bột ngô nếp
ngày một phát triển nhờ những tính chất đặc biệt của nó (James L. Brewbaker,
1998).
1.3. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới và Việt Nam
1.3.1. Ưu thế lai và một số loại giống ngô lai
a. Ưu thế lai (ƯTL)
ƯTL là hiện tượng con lai dị hợp tử ở thế hệ thứ nhất có năng lực sinh
trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, khả năng thích ứng, năng suất,… vượt trội
so với bố mẹ đồng hợp tử của chúng (Ngô Hữu Tình, 1990; Trần Hồng Uy, 1992).
ƯTL đã được khai thác rất nhiều trong lai tạo giống vật nuôi, cây trồng, mà
một trong những đối tượng thành công nhất là cây ngô. Các phương pháp lai tạo
giống nhằm tận dụng triệt để hiệu quả của hiện tượng này trong phép lai, nhất là các
cặp lai giữa các dòng thuần. Sức sống cao hơn của con lai F1 so với cả bố lẫn mẹ
trên một hay nhiều tính trạng là lợi thế để tăng cao hơn tính hiệu quả của giống và
góp phần tăng hiệu quả kinh tế.
Người đầu tiên quan sát thấy hiện tượng ƯTL ở ngô là Charles Darwin. Ông
đã nhận thấy những cây giao phối phát triển cao hơn các cây tự phối 20%. Sau
Darwin, giả thuyết sớm nhất nhằm giải thích hiện tượng ƯTL được đưa ra bởi East
(1907), Shull (1908). Ngày nay, ƯTL được nghiên cứu khá chi tiết từ khái niệm đến
giả thiết giải thích hiện tượng, đánh giá và duy trì ƯTL cũng như ứng dụng ƯTL
trong sản xuất.
b. Giống ngô nếp lai
Giống ngô lai là kết quả của việc khai thác ưu thế lai trong tạo giống ngô.
Ngô lai có một số đặc điểm chính sau: Hiệu ứng trội và siêu trội được sử dụng trong
quá trình tạo giống; giống có nền di truyền hẹp, thường thích ứng hẹp, đòi hỏi thâm
canh cao; độ đồng đều tốt; năng suất cao. Để có hạt giống ngô lai F1 chất lượng cao
phải có hệ thống sản xuất và chế biến hạt giống hoàn thiện. Hạt giống ngô lai chỉ sử

dụng được một đời. Có hai kiểu giống ngô lai là lai quy ước và lai không quy ước.
* Giống lai không quy ước:

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

Page 9


Là giống ngô lai trong đó ít nhất có một bố, mẹ không phải là dòng thuần.
Đặc điểm của loại giống này là việc sử dụng bố mẹ không thuần nên dễ dàng sản
xuất hạt giống F1 với giá rẻ, giảm được nhiều bước sản xuất giống bố, mẹ, phù hợp
với điều kiện sản xuất của hầu hết các nước đang phát triển. Giống ngô lai không
quy ước được tạo bởi các phép lai sau (Allard, R.W, 1960):
+ Giống x giống;
+ Giống x dòng hoặc dòng x giống (lai đỉnh);
+ Gia đình x gia đình;
+ Lai đơn x giống (lai đỉnh kép).
* Giống ngô lai quy ước:
Ngô lai quy ước là giống lai giữa các dòng thuần. Ngô lai quy ước gồm các
loại sau:
- Lai đơn (A x B); lai đơn cải tiến (A x A’) x B hoặc (A x A’) x (B x B’);
- Lai ba [(A x B) x C]; lai ba cải tiến (A x B) x (C x C’);
- Lai kép [(A x B) x (C x D)].
Trong đó: A, B, C, D là những dòng tự phối; A’, B’, C’ là dòng chị em của
A, B, C.
Những chương trình tạo giống tiên tiến đều phát triển theo trình tự từ lai kép,
lai ba, lai đơn cải tiến rồi lai đơn. Lai đơn là giống lai có nhiều đặc tính tốt hơn và
có năng suất cao nhất trong các loại giống lai. Chỉ có lai đơn có kiểu gen F1 là đồng
nhất trong khi tất cả cá loại giống lai khác đều có thế hệ F1 không đồng nhất. Tính
không đồng nhất tăng lên khi số lượng dòng tham gia vào thành phần bố mẹ tăng

lên. Vì thế giống lai đơn tốt nhất về kiểu hình và hình dạng đồng đều.
Có các bước chính sau đề tạo hạt giống ngô lai:
+ Tạo dòng;
+ Đánh giá khả năng kết hợp của dòng;
+ Lai tạo và lựa chọn tổ hợp lai triển vọng;
+ Khảo nghiệm giống.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới

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

Page 10


Trên thế giới, ngô nếp đã được nghiên cứu từ khá lâu, tuy nhiên do đặc điểm
năng suất thấp và nhu cầu sử dụng trước đây không cao nên ít được quan tâm đầu tư
nghiên cứu kỹ lưỡng. Từ hơn một thế kỷ nay, ngô nếp được trồng và sử dụng như là
một cây trồng hàng hóa ở quy mô nhỏ ở một số nước châu Á như Thái Lan, Việt
Nam, Lào, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc (K. Lertrat, K. and N. Thongnarin,
2008). Ngô nếp được trồng phổ biến ở nhiều địa phương bởi tính dẻo của nó. Tương
tự như gạo nếp, tính dẻo của ngô nếp là do hàm lượng amylopectin cao trong nội
nhũ. Không giống như các loại ngũ cốc khác, có rất ít chương trình chọn giống đối
với ngô nếp. Việc phải kết hợp các gen quy định độ ngọt, độ mềm, dẻo, các màu hạt
khác nhau và các đặc điểm hữu ích khác vào ngô nếp để đa dạng hóa sản phẩm và
tăng khả năng thâm nhập thị trường cũng khiến cho những nghiên cứu về ngô nếp
bị hạn chế hơn so với ngô tẻ. Song, nhìn chung trên thế giới đã đạt được những
thành tựu đáng kể trong việc nghiên cứu và chọn tạo các giống ngô nếp.
a. Nghiên cứu về vật liệu chọn tạo giống ngô nếp
Theo các nhà nghiên cứu, để tạo dòng ngô nếp, người ta dùng vật liệu ban
đầu từ các giống ngô nếp địa phương của Trung Quốc hoặc nguồn ngô nếp đột biến
tự nhiên hay đột biến nhân tạo. Từ nguồn vật liệu chọn lọc ban đầu, thông qua tự

phối và chọn lọc cá thể dựa vào nội nhũ nếp và các đặc điểm nông sinh học khác để
tạo dòng ngô nếp thuần. Còn tạo các đồng đẳng ngô nếp từ nguồn ngô thường thì
người ta cho lai ngô nếp với ngô thường, sau đó tiến hành lai lại và kiểm tra bằng
phân tích hạt phấn qua phản ứng thử với dung dịch KI. Bằng cách này, người ta đã
tạo ra khá nhiều dòng và giống ngô nếp mới (Thongnarin, N., K. Lertrat and S.
Techawongstien, 2008).
b. Nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ngô nếp
Các kết quả nghiên cứu cho thấy, thành phần của các hợp chất chứa các bon
ở hạt là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng ngô nếp. Chúng bao gồm đường ở
các dạng: sucrose, glucose và fructose, phytoglycogen và tinh bột. Đường quyết
định độ ngọt, glycogen quyết định độ mềm và cấu trúc hạt, tinh bột ở dạng
amylopectin quyết định tính dẻo và mùi vị. Sự cân bằng các thành phần trên mang
lại hương vị của ngô nếp mà không có ở bất cứ loại ngô ăn tươi nào khác (S. Simila,
K. Lertrat and B. Suriharn, 2009).

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

Page 11


c. Kết quả nghiên cứu cải thiện chất lượng ngô nếp
* Cải thiện chất lượng bằng sử dụng các gen đột biến
Một vài đột biến trong quá trình tổng hợp carbonhydrate đã được khai thác
để cải thiện chất lượng ngô nếp. Bốn gen đột biến thường được sử dụng là gen
waxy (wx), shrunken-2 (sh2), brittlel (bt) và sugary (su). Gen wx thay đổi thành
phần carbohydrate, làm thay đổi độ dẻo của hạt. Hạt chín khô của thể đột biến nếp
có màu cờ đục. Gen su có ảnh hưởng đến độ mềm và một số tính trạng khác, trong
đó có độ mịn. Hạt chín khô của thể đột biến su có nếp nhăn và màu trong mờ. Gen
su có tác dụng làm tăng sự tập trung sucrose và tích lũy chuỗi polysaccaride phân
nhánh phức tạp. Trong khi gen sh2 và bt tham gia vào việc cắt giảm lượng tinh bột

và đường. Hạt chín khô của cả hai thể đột biến này đều co lại, có góc cạnh, mờ đục
và giòn. Cả hai gen sh2 và bt có ảnh hưởng đến chất lượng ngô nếp, đặc biệt là độ
ngọt. Gen bt, sh2 và su gây ức chế lên gen wx (Byer, C.D. and J.C. Shannon, 1984).
*Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng sử dụng gen ngô đường:
Lertrat và Thongnarin (2001) đã nghiên cứu cải thiện chất lượng và độ ngọt
của ngô nếp địa phương từ hỗn hợp hạt ngô siêu ngọt. Từ giống ngô nếp địa phương
thụ phấn tự do và đa dạng về kích thước và hình dạng bắp, màu hạt và dinh dưỡng,
người ta có thể tạo ra một giống ngô mới có dinh dưỡng và năng suất ổn định. Một
trong những chương trình khai thác quỹ gen của ngô nếp đã được thực hiện ở Thái
Lan, Trung Quốc, Mỹ là việc lai giữa các giống ngô nếp và giống ngô đường.
Những tổ hợp lai đầu tiên được tạo ra theo hướng trên, thành phần bao gồm 75%
hạt ngô nếp và 25% hạt ngô ngọt, làm tăng thêm vị ngọt và cải thiện dinh dưỡng (K.
Lertrat, N. Thongnarin, 2001).
Các nhà chọn giống đã cải thiện dược chất lượng ngô đường thành công
thông qua chọn tạo các tính trạng có khả năng di truyền cao theo quy luật Menden
(Byer, C.D. and J.C. Shannon, 1984). Những lý thuyết này cũng có thể được áp
dụng để cải thiện chất lượng ngô nếp. Việc kết hợp tính trạng ngọt vào hạt ngô nếp
đã không thành công do ảnh hưởng ức chế của gen quy định tính ngọt lên gen quy
định tính dẻo của ngô nếp (Creech, R.G., 1968). Tuy nhiên, có thể kết hợp tính ngọt
vào một bắp ngô nếp thế hệ F2. Trong hầu hết các đề tài chọn giống chỉ một hoặc

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

Page 12


hai gen quy định tính ngọt được sử dụng và độ ngọt đạt được thấp hơn ngô ngọt
thông thường. Kết hợp gen su, sh2 và bt vào các thể ngô nếp lai ngược có thể thu
được bắp ngô nếp lai có độ ngọt tăng và cải thiện chất lượng về độ mịn trong một
bắp từ đó đa dạng hóa sản phẩm ngô nếp (Creech, R.G., 1968; S. Simila, K. Lertrat

and B. Suriharn, 2009).
Thoungnarin và cộng sự (2005), (2008); Lertrat và Thongnarin (2008) ở
trường Đại học Khon Kaen, Thái Lan đã tiến hành thí nghiệm để liên kết những gen
trên vào thể nếp lai trở lại. Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung
vào một hoặc hai gen đơn quy định độ ngọt được biết đến trước đó. Các giống có
chứa các gen này có hàm lượng đường khác nhau và cũng khác với giống có chứa
thêm các liên kết thông thường quy định độ ngọt. Mimla, Lertrat và Suriharn (2009)
đã nghiên cứu tính trạng chất lượng thông qua thống kê đặc điểm thế hệ để các định
các gen ảnh hưởng đến hàm lượng đường (sucrose, glucose, fructose và đường tổng
số) của hai tổ hợp ngô nếp lai (101su x 101bt và 101su x 216 sh2). Hàm lượng
đường trong hạt được xác định ở thời điểm 21 ngày sau thụ phấn. Các số liệu được
xử lý thống kê sinh học để các định gen ảnh hưởng. Tính trội lặn của các gen ảnh
hưởng giải thích hầu hết sự di truyền hàm lượng đường, đường tổng số ở tất cả các
tổ hợp lai. Gen có ảnh hưởng trội không hoàn toàn cho biết hàm lượng đường ở con
lai F1 không cao như bố mẹ chúng. Gen có ảnh hưởng cộng luôn liên kết với gen
quy định độ ngọt. Kết quả cho thấy, lai ngược hoặc lai 3 là sự lựa chọn tốt nhất để
cải thiện độ ngọt cho ngô nếp và sử dụng các gen liên kết cho kết quả tốt hơn các
gen đơn. Đây là những thông tin rất hữu ích đối với chương trình chọn tạo giống
nhằm cải thiện độ ngọt của ngô nếp (S. Simila, K. Lertrat and B. Suriharn, 2009).
* Nâng cao chất lượng protein ở ngô nếp bằng phương pháp kích tạo đơn bội
Có một số phương pháp được đưa ra để cải thiện chất lượng protein ngô nếp.
Ngoc Chi Dang, Zurich (2010) đã nghiên cứu cải tạo chất lượng protein ngô nếp
bằng dòng kích tạo đơn bội và sử dụng chỉ thị phân từ để kiểm tra sự có mặt của
gen. Ngô chất lượng protein cao (QPM) cận nhiệt đới và á nhiệt đới được lai với
ngô nếp địa phương. Các tổ hợp lai được tạo ra mà mang đặc điểm của cả bố và mẹ
chứa đồng thời 2 gen wx và o2 sẽ được dùng làm vật liệu để lai với dòng kích tạo

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

Page 13

đơn bội để tạo hạt đơn bội (hạt đơn bội đạt từ 9,6 – 13,3%). Sau đó xử lý colchicine
ở giai đoạn mầm non để tạo dòng đơn bội kép. Mặc dù những dòng đơn bội kép này
có thời gian phun râu kéo dài và tỷ lệ tái sinh thấp (<30%) so với dòng đơn bội,
nhưng đây cũng là một nghiên cứu cho thấy khả năng áp dụng kỹ thuật này đối với
tổ hợp lai nếp cận nhiệt đới và á nhiệt đới vào việc cải tạo dòng thuần cho tạo giống.
Kết quả thu được qua phân tích chất lượng của kiểu gen đồng hợp tử lặn chứa đồng
thời 2 gen wx và o2 cho thấy 2 axit amin quan trọng nhất là lysine và tryptophan
tăng lên khoảng 2 lần so với ngô nếp thông thường, thậm chí còn cao hơn so với
ngô QPM. Một dòng ngô mới chứa cả 2 gen wx và o2 đã được phát triển để kết hợp
với phương pháp chọn giống truyền thống và phương pháp chọn lọc phân tử. Tuy
nhiên chưa có dòng nào được công bố hay có lý lịch rõ ràng, song chúng có thể
được xem như những nguồn vật liệu (Ngoc Chi Dang, 2010).
* Lai trở lại để cải tạo ngô tẻ thường thành ngô nếp
Ngô nếp là dạng đột biến từ ngô tẻ, do đó nó dễ được lai trở lại với ngô tẻ
nhưng năng suất của ngô nếp thấp hơn năng suất ngô tẻ. Thông qua lai trở lại, một
phương pháp được sử dụng rộng rãi để đưa gen đơn như wx, o2, htl vào ngô
thường, làm tăng sức đề kháng bệnh đốm lá nhỏ (Gardner, C.O., 1978).
d. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của công nghệ sau thu hoạch đến chất lượng
ngô nếp
Thời gian thu hoạch và bảo quản bắp tươi ngô nếp thường ngắn, gây ra
những khó khăn trong khâu vận chuyển, tiêu thụ. Để cải thiện chất lượng ngô nếp
ăn tươi, việc tăng thời gian thu hoạch và khả năng bảo quản sau thu hoạch, Simla,
Lertrat và Surinharn (2009) đã nghiên cứu ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch và
thời gian bảo quản đến thành phần của các hợp chất các bon của 6 giống ngô nếp
thu tươi.
* Thời điểm thu hoạch
Phần lớn tinh bột của ngô nếp là amylopectin, các thành phần của
amylopectin và thành phần tinh bột của tất cả các giống là tương tự nhau.

Amylopectin và tinh bột tổng số thường tăng sau khi thụ phấn 15 đến 25 ngày và
đạt cao nhất vào lúc chín sinh lý. Tuy nhiên, sự tăng amylopectin và tinh bột tổng số

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

Page 14


có sự khác nhau tương đối lớn giữa các giống. Hàm lượng các loại đường của các
giống nhìn chung giảm mạnh sau khi thụ phấn 15 đến 25 ngày và hầu như không có
ở hạt khi chín. Những nghiên cứu gần đây về sự biến động của việc tổng hợp các
hợp chất các bon đối với ngô đường và ngô tẻ của các tác giả Laughnan (1953), Xu,
J.G. và cộng sự (2010), Ayers và Creech (1969),…đều có chung kết quả nghiên cứu
là hàm lượng đường tăng dần sau khi thụ phấn và sau đó lại giảm dần đến khi chín
sinh lý. Việc tổng hợp phytoglycogen và tinh bột tổng số phụ thuộc vào các loại ngô
khác nhau. Thứ tự về khả năng tổng hợp phytoglycogen giảm dần theo trình tự su >
wx > sh2, còn đối với khả năng tổng hợp tinh bột tổng số theo trình tự wx < su <
sh2, sự tổng hợp tinh bột tổng số theo hướng tăng lên và đạt đỉnh khi hạt chín. Trong
thí nghiệm của Simla, Lertrat và Suriharn (2009), thời điểm thu hoạch thích hợp
nhất là 17 đến 25 ngày sau thụ phấn và thời gian thu hoạch có thể kéo dài từ 3 đến 9
ngày tùy theo giống.
* Bảo quản
Ở điều kiện thường, thời gian bảo quản có ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng
sucrose, glucose, fructose, đường tổng số, phytoglycogen, tinh bột tổng số và
amylopectin. Hàm lượng đường giảm tới hơn 50% trong 24 giờ ở điều kiện 270C,
trong khi chỉ giảm 1/3 đường tổng số trong 96 giờ ở 40C (Garwood, D.L, et al,
1976). Như vậy, sau thu hoạch lượng đường ở hạt giảm nhanh chóng. Có thể hạn
chế việc giảm hàm lượng đường bằng cách rút ngắn thời gian bảo quản hoặc bảo
quản ở nhiệt độ thấp có thể duy trì chất lượng ăn tươi và kéo dài hơn thời gian sử
dụng sản phẩm.

e. Thành tựu trong chọn tạo giống ngô nếp ở một số nước trên thế giới
* Mỹ:
Ngô nếp được trồng nhiều nhất ở Mỹ, phần lớn diện tích được trồng ở miền
Trung Illinois và Indiana, phía Bắc Iowa, phía Nam Minnesota và Nebraska. Việc
sản xuất ngô nếp ở Mỹ với sản lượng lớn bắt đầu vào những năm 40 của thể kỷ XX.
Theo H.H. Schopmeyer (1943), sản lượng ngô nếp sản xuất cho công nghiệp ở Iowa
xấp xỉ 356 tấn năm 1942 và 2.540 tấn năm 1943. Năm 1994, chỉ có 5 giống ngô nếp
dùng cho việc sản xuất tinh bột. Năm 1943, tổng số khoảng 81.650 tấn hạt được sản

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

Page 15


xuất để đáp ứng nhu cầu amylopectin. Từ sau chiến tranh thế giới thứ 2 đến năm
1971, tất cả lượng ngô sản xuất ở Mỹ được trồng theo hợp đồng để làm lương thực
và nguyên liệu cho công nghiệp chế biến. Năm 2002, ước tính có từ 1.200.000 đến
1.300.000 tấn ngô nếp được sản xuất ở Mỹ trên diện tích 200.000 ha, chỉ chiếm
0,5% tổng sản lượng ngô nước này. Những năm gần đây, diện tích ngô nếp hàng
năm của Mỹ vào khoảng 2.900.000 ha. Hầu hết diện tích này được trồng là nếp
vàng, nhưng gần đây có một số diện tích nhỏ được trồng bằng nếp trắng. Mặc dù đã
trải qua một thời gian khá dài nhưng vẫn gặp rất nhiều vấn đề trong việc tạo ra các
dòng ngô nếp thương mại (Tomov, N., 1990). Ở bang Ohio, việc chọn lọc giống lai
của những dạng ngô đặc biệt rất phức tạp vì thiếu những dạng ngô làm đối chứng.
Cả 2 dạng giống lai có hàm lượng lisine cao và ngô nếp đã được đưa ra những năm
qua nhưng không có số liệu về hàm lượng amylose và dầu cao. Tiềm năng năng suất
hạt của những giống lai đặc biệt này nhìn chung là thấp hơn so với ngô tẻ. Theo báo
cáo của trường Đại học Illinois, đã có một số giống ngô nếp lai điển hình cho năng
suất cao hơn những giống ngô tẻ lai (Fergason, V., 1994).
* Trung Quốc:

Gần đây, Trung Quốc đã tạo ra nhiều giống ngô nếp lai cho năng suất cao và
chất lượng tốt, ví dụ: Giống ngô nếp lai đơn màu trắng JYF 101, cho năng suất
trung bình 15 tấn bắp tươi/ha; giống ngô nếp lai đơn màu tím Jingkenou 218, năng
suất khoảng 12 tấn bắp tươi/ha; nếp trắng Jingkenou 2000 năng suất trung bình 13
tấn bắp tươi/ha; giống ngô nếp lai đơn tím trắng Jingtinanzihuanuo và giống ngô
nếp trăng lai đơn Yahejin 2006 cho năng suất tới 20 tấn bắp tươi/ha (“New maize
hybrids”, Báo cáo tại hội thảo 9 nước khu vực châu Á về cây ngô, 2005). Viện
nghiên cứu Ngô Quảng Tây đã chọn tạo ra một số giống có năng suất cao và chất
lượng ngôn như You Mei Tou 601, 606,…Đây là những giống có nguồn gốc á nhiệt
đới, tương đối phù hợp với điều kiện của Việt Nam và có thể sử dụng làm vật liệu
để tạo dòng thuần.
* Thái Lan:
Ngô nếp ngày càng trở nên quan trọng đối với thị trường Thái Lan và nhiều
nước khác ở châu Á như Việt Nam, Trung Quốc, Hàn Quốc và Đài Loan bởi mùi vị,

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

Page 16


độ ngọt, mềm và dẻo của nó. Thị trường xuất khẩu hạt giống và ngô nếp đông lạnh
ở Thái Lan đang có triển vọng mở rộng cả trong và ngoài nước. Thái Lan đã chọn
tạo thành công nhiều giống nếp lai có năng suất cao và chất lượng ngon như Wax44, Tím dẻo 926, Nếp 268,… Các giống này đang phát triển mạnh ở nước ta thông
qua hoạt động của các công ty đa quốc gia (Nguyễn Thị Nhài, 2012).
1.3.3. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo và sử dụng ngô nếp ở Việt Nam
a. Một số kết quả nghiên cứu, chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam
Theo các nhà nghiên cứu phân loại ngô địa phương ở Việt Nam từ những
năm 1960, ngô Việt Nam tập trung chủ yếu vào 2 loài phụ chính là đá rắn và nếp
(Ngô Hữu Tình, 1997). Ngô nếp được phân bố ở khắp các vùng, miền trong cả
nước, với nhiều dạng màu hạt khác nhau: trắng, vàng, tím, nâu, đỏ,… Tính đến năm

2010, Viện Nghiên cứu Ngô đã thu thập và lưu trữ được 234 mẫu ngô nếp địa
phương, chủ yếu ở các vùng Đông Bắc, Tây Bắc và Tây Nguyên và một số ít ở các
vùng khác trên cả nước, trong đó có: 177 nguồn ngô nếp trắng, 33 nguồn ngô nếp
vàng và 24 nguồn ngô nếp tím, nâu và đỏ.
Trong thời gian qua, những nghiên cứu về ngô ở Việt Nam chủ yếu tập
trung vào ngô tẻ. Công tác nghiên cứu chọn tạo giống ngô nếp đã được tiến hành
khá lâu nhưng chủ yếu tập trung vào thu thập, bảo tồn các giống ngô nếp địa
phương và chọn tạo giống thụ phấn tự do (Nguyễn Thị Lâm, Trần Hồng Uy, 1997).
Cũng có những nghiên cứu tập trung vào việc tạo đột biến bằng tia gamma kết hợp
xử lý Diethylsulphat ở ngô nếp đã thu được một số dòng đột biết có các đặc tính
nông sinh học quý so với giống ban đầu. Đồng thời với việc thu thập bảo tồn quỹ
gen, phân loại, phục tráng lại các giống ngô nếp địa phương, các nhà chọn tạo giống
ngô Việt Nam đã chọn tạo được một số giống ngô nếp tổng hợp và thụ phấn tự do
cải tiến có ưu điểm vượt trội so với các giống địa phương về năng suất và khả năng
thích ứng (Trần Văn Minh và cộng sự, 2006).
Ngô Hữu Tình và Nguyễn Thị Lưu (1990) đã chọn tạo thành công giống ngô
nếp trắng tổng hợp, được công nhận giống quốc gia năm 1989. Từ vốn gen gồm
một tổng hợp các dòng thuần nếp trắng được bổ sung thêm 12 nguồn gen của các
giống ngô nếp địa phương và chọn lọc bằng phương pháp bắp trên hàng cải tiến.

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

Page 17