Phát triển các dòng thuần phục vụ chọn giống ngô lai cho điều kiện canh tác nhờ nước trời của miền Bắc, Việt Nam (LA tiến sĩ)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ HÂN

PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG THUẦN PHỤC VỤ CHỌN TẠO
GIỐNG NGÔ LAI CHO ĐIỀU KIỆN CANH TÁC
NHỜ NƯỚC TRỜI CỦA MIỀN BẮC, VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ HÂN

PHÁT TRIỂN CÁC DÒNG THUẦN PHỤC VỤ CHỌN TẠO
GIỐNG NGÔ LAI CHO ĐIỀU KIỆN CANH TÁC NHỜ
NƯỚC TRỜI CỦA MIỀN BẮC, VIỆT NAM

Chuyên ngành:

Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số:

62.62.01.11

Người hướng dẫn khoa học:
1. GS. TS. Vũ Văn Liết

2. PGS.TS. Nguyễn Văn Cương

HÀ NỘI - 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để
lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Hân

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy,
cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng gia đình, bạn bè đồng nghiệp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Vũ Văn Liết, PGS.TS. Nguyễn
Văn Cương - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Di truyền và Chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Khoa Công nghệ sinh học,
Phòng thí nghiệm dự án JICA thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Nghiên cứu và
Phát triển Cây trồng. Đặc biệt là các cán bộ Phòng Cây trồng cạn - các em sinh viên
khóa 54, 55, 56, 57 chuyên ngành Di truyền và Chọn giống, chuyên ngành Công nghệ
Sinh học đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo Bắc Ninh, Trường THPT
Lương Tài 2 đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm giống Vật nuôi, Cây trồng, Thủy sản Sơn
La đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.
Sau cùng tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện
thuận lợi để giúp tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng năm 2017
Tác giả

Nguyễn Thị Hân

ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục viết tắt

vii

Danh mục bảng

ix

Danh mục hình

xiii

Trích yếu luận án

xiv

Thesis abstrac

xvi

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục tiêu của đề tài

2

1.3

Phạm vi nghiên cứu

3

1.4

Những đóng góp mới của đề tài

3

1.5

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3

PHẦN 2 TỔNG QUAN

5

2.1

Sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

5

2.1.1

Vai trò của cây ngô

5

2.1.2

Sản xuất ngô trên thế giới

5

2.1.3

Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

8

2.1.4

Tình hình sản xuất ngô ở các tỉnh Trung du và Miền núi phía Bắc

11

2.2

Đa dạng nguồn gen và di truyền chịu hạn ở ngô

13

2.2.1

Nghiên cứu đa dạng nguồn gen ngô trên thế giới

13

2.2.2

Đa dạng nguồn gen ngô của Việt Nam

16

2.2.3

Phản ứng của ngô với điều kiện hạn

17

2.2.4

Nghiên cứu di truyền chịu hạn ở ngô

18

2.3

Các phương pháp phát triển dòng thuần cho tạo giống ngô ưu thế lai chịu hạn

22

2.3.1

Phát triển dòng thuần ở ngô

22

2.3.2

Đánh giá dòng thuần phục vụ chọn tạo giống ngô lai

26

2.3.3

Chọn tạo đánh giá dòng thuần chịu hạn

28

2.3.4

Thành tựu phát triển dòng thuần

31

iii


2.4

Các nghiên cứu về khả năng kết hợp và chọn giống ngô lai

32

2.4.1

Khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng

32

2.4.2

Nghiên cứu khả năng kết hợp chịu hạn

32

2.5

Các nghiên cứu chọn tạo giống ngô chống chịu hạn

34

2.5.1

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn trên thế giới

34

2.5.2

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn ở Việt Nam

38

PHẦN 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

41

3.1

Địa điểm và thời gian nghiên cứu

41

3.1.1

Địa điểm nghiên cứu

41

3.1.2

Thời gian nghiên cứu

41

3.2

Vật liệu nghiên cứu

41

3.2.1

Vật liệu ban đầu

41

3.2.2

Đặc điểm của giống đối chứng và cây thử

42

3.3

Nội dung nghiên cứu

42

3.4

Phương pháp thí nghiệm

43

3.4.1

Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng, đánh giá dòng tự phối và thí
nghiệm so sánh

3.4.2

43

Phương pháp thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn của dòng tự phối và
tổ hợp lai

45

3.4.3

Phương pháp phát triển dòng thuần

48

3.4.4

Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp

50

3.4.5

Phân tích đa dạng di truyền của 30 dòng tự phối đời cao dựa trên đặc
điểm hình thái

51

3.5

Chỉ tiêu theo dõi các thí nghiệm

51

3.5.1

Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển, năng suất và yếu tố cấu
thành năng suất

51

3.5.2

Đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh

53

3.5.3

Đánh giá đặc điểm chịu hạn trên đồng ruộng

54

3.5.4

Kỹ thuâ ̣t áp du ̣ng

54

3.6

Phương pháp phân tích số liệu

55

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

58

4.1

58

Kết quả đánh giá 32 dòng tự phối đời thấp (vật liệu)

iv


4.1.1

Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu, năng suất và yếu

tố tạo thành năng suất ở thí nghiệm đồng ruộng

4.1.2

58

Đánh giá sàng lọc khả năng chịu hạn của các dòng tự phối đời S3-S4 bằng
phương pháp chậu vại

73

4.1.3

Sàng lọc khả năng chịu hạn trong nhà có mái che

75

4.1.4

Dò tìm QTL kiểm soát một số tính trạng chịu hạn bằng chỉ thị phân tử SSR

97

4.1.5

Chọn lọc các dòng tự phối đời S3-S4 có khả năng chịu hạn

99

4.1.6

Đánh giá khả năng kết hợp chung

4.2

Đánh giá đặc điểm nông sinh học và đa dạng di truyền 30 dòng ngô tự

103

phối (S6 – S8) vụ xuân 2014
4.2.1

112

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển và đặc điểm hình thái của 30 dòng
ngô tự phối (thế hệ S6 – S8)

4.2.2

112

Khả năng chống chịu và một số đặc điểm hình thái của các dòng (thế hệ
S6 – S8)

113

4.2.3

Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của 30 dòng (thế hệ S6 – S8)

115

4.2.4

Phân tích đa dạng di truyền 30 dòng tự phối (thế hệ S6 – S8)

116

4.3

Đánh giá 6 dòng bố mẹ và 15 THL vụ xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội.
Khảo nghiệm 8 THL ưu tú tại Mai Sơn, Sơn La

4.3.1

Đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất các tổ hợp lai và dòng bố mẹ
trong vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.3.2

118
118

Đánh giá về khả năng chịu hạn của bố mẹ và các tổ hợp lai ở thời kỳ cây
con trong thí nghiệm chậu vại vụ Xuân 2015

128

4.3.3

Dò tìm QTL chịu hạn của một số tính trạng quan trọng liên quan đến chịu hạn

130

4.3.4

Đánh giá khả năng kết hợp của 6 dòng (thế hệ S6 – S8)

132

4.3.5

Đánh giá ưu thế lai của các tổ hợp lai so với bố mẹ.

134

4.3.6

Kết quả đánh giá 8 tổ hợp lai triển vọng tại Sơn La vụ Xuân Hè 2016

135

4.4

Phát triển dòng bằng kích tạo đơn bội

140

4.4.1

Đánh giá đặc điểm nông sinh học, chống chịu và năng suất của dòng UH400
gieo trồng ở 6 thời vụ khác nhau trong năm 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.4.2
4.4.3

140

Nhận biết hạt đơn bội, lưỡng bội và hạt tự thụ dựa trên chỉ thị N1- rj vụ
Xuân 2014

143

Nhận biết các dòng đơn bội kép bằng chỉ thị phân tử

145

v


4.4.4

Nhân đôi nhiễm sắc thể các hạt đơn bội bằng colchicine

4.4.5

Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu và năng suất của
các dòng đơn bội kép trong điều kiện vụ Xuân 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội

146

148

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

151

5.1

Kết luận

151

5.2

Kiến nghị

151

Danh mục công trình đã công bố

152

Tài liệu tham khảo

153

Phụ lục

165

vi


DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ABA

Abscisic acid

Axit Abxixic

ADN

Deoxyrybonucleic acid

Axit deoxyribonucleic

AFLP

Amplified Fragment Length

Chỉ thị đoạn dài khuếch đại đa hình

Polimorfirm
ASI

Anthesis-silking interval

Chênh lệch tung phấn - phun râu

BNN&PTNT Ministry of Agricultural and

Bộ Nông nghiệp và Phát triển

Rural Development

nông thôn

CDR

Root length

Chiều dài rễ

CIMMYT

International Maize and Wheat

Trung tâm cải tiến ngô và lúa mỳ

Improvement Center

Quốc tế

CT

Tester

Cây thử

DH

Double Haploid

Đơn bội kép

Diallel

Lai Diallel

Lai luân phiên cả chiều thuận,
nghịch và tự phối

DT

Area

Diện tích

DTL

Leaf area

Diện tích lá

ĐC

Check

Đối chứng

ĐK

Diameter

Đường kính

ĐR

Field

Đồng ruộng

FAO

Food and Agriculture Organization Tổ chức Nông Lương Liên Hợp
of the United Nations

Quốc

GCA

General Combining Ability

Khả năng kết hợp chung

IITA

International Institute of Tropical Viện Nông nghiêp Nhiệt đới
Agriculture

Quốc tế

IL

Inbred line

Dòng tự phối thuần

KLTK

Shoot dry weight

Khối lượng thân khô

KNKH

Combining ability

Khả năng kết hợp

Viện NC &

Institute for Crop Research and

Viện Nghiên cứu và Phát triển

PTCT

Development

cây trồng

vii


NS

Yield

Năng suất

NSLT

Theoretical Yield

Năng suất lý thuyết

NSTT

Gain yield

Năng suất thực thu

PCR

Polimerase chain reaction

Phản ứng chuỗi trùng hợp

PR

Silking

Phun râu

QCVN

National Technical Regulation

Quy chuẩn Việt Nam

QTLs

Quantitative trait loci

Locut tính trạng số lượng

SCA

Specifical Combining Ability

Khả năng kết hợp riêng

SL

Quantitative

Sản lượng

SSR

Simple sequence repeat

Trình tự lặp lại đơn giản

TB

Mean

Trung bình

TGST

Growth duration

Thời gian sinh trưởng

THL

Crosses

Tổ hợp lai

TP

Anthesis

Tung phấn

viii


DANH MỤC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961- 2014

6

2.2

Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế giới năm 2014

7

2.3

Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2014

8

2.4

Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam trong giai đoạn 2000 - 2015

9

2.5

Tình hình sản xuất ngô ở các vùng năm 2015

10

2.6

Tình hình sản xuất ngô các tỉnh trung du Miền núi phía Bắc năm 2015

12

3.1

Danh sách 32 dòng ngô tự phối đời S3 – S4 và nguồn gốc phát triển dòng

41

3.2

Tên và trình tự mồi

47

3.3

Tên và trình tự mồi

49

3.4

Sơ đồ lai Griffing 4 của 6 dòng và kí hiệu các THL

51

4.1

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các dòng tự phối đời S3-S4 trong
thí nghiệm vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.2

Đặc điểm hình thái của các dòng tự phối đời S3-S4 trong điều kiện vụ
Xuân năm 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.3

74

Các giai đoạn sinh trưởng của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng

ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.9

76

Đánh giá mức độ cuốn lá, độ tàn lá của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí
nghiệm đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.10

71

Các chỉ tiêu thân lá, rễ của các dòng tự phối đời S3-S4 trong chậu vại vụ
Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.8

69

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng tự phối đời S3S4 trong điều kiện vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.7

67

Khả năng chống chịu và mức độ nhiễm sâu bệnh của các dòng tự phối
đời S3-S4 trong vụ Xuân năm 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.6

64

Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng tự phối đời S3-S4 trong điều
kiện thí nghiệm vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.5

62

Một số đặc điểm hình thái của các dòng tự phối đời S3-S4 trong điều kiện
vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.4

60

78

So sánh chiều cao cây của các các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm
đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

ix

80


4.11

So sánh chiều dài bắp của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng

ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.12

So sánh đường kính bắp của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm
đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.13

95

Các đặc điểm hình thái, năng suất đưa vào chọn lọc các dòng tự phối đời
S3-S4 trong thí nghiệm đồng ruộng

4.21

100

Chỉ số chọn lọc và các đặc điểm hình thái, năng suất của các dòng tự
phối đời S3-S4 được chọn trong thí nghiệm đồng ruộng

4.22

101

Chỉ số chọn lọc và các đặc điểm hình thái của các dòng tự phối đời S3-S4
được chọn trong chậu vại

4.24

101

Các đặc điểm và tính trạng đưa vào chọn lọc các dòng tự phối đời S3-S4 ở
thí nghiệm trong nhà có mái che

4.25

102

Chỉ số chọn lọc về hình thái và năng suất của các các dòng tự phối đời
S3-S4ở thí nghiệm trong nhà có mái che

4.26

100

Các đặc điểm và tính trạng đưa vào chọn lọc các dòng tự phối đời S3-S4
trong thí nghiệm chậu vại

4.23

92

Các chı̉ số đánh giá chiụ ha ̣n đối với 32 dòng tự phối đời S3-S4 trong
nghiên cứu

4.20

91

So sánh năng suất của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng
ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.19

89

So sánh khối lượng 1000 hạt của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm
đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.18

87

So sánh tỷ lệ hạt/bắp của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng
ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.17

86

So sánh số bắp/cây của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng
ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.16

84

So sánh số hạt/hàng của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm đồng
ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.15

83

So sánh số hàng hạt/bắp của các dòng tự phối đời S3-S4 ở thí nghiệm
đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.14

81

102

Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai đỉnh vụ Xuân năm 2013 tại Gia
Lâm, Hà Nội

104

x


4.27

Khả năng chống chịu đồng ruộng của các tổ hợp lai trong vụ Xuân năm
2013 tại Gia Lâm, Hà Nội

106

4.28

Một số chỉ tiêu về bắp của các tổ hợp lai

107

4.29

Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai

109

4.30

Khả năng kết hợp chung của 32 dòng tự phối ngô đời S3-S4 nghiên cứu

111

4.31

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển và đặc điểm hình thái của 30 dòng
(thế hệ S6 – S8) vụ Xuân 2014

4.32

113

Khả năng chống chịu và một số đặc điểm hình thái của 30 dòng (thế hệ
S6 – S8) vụ Xuân 2014

4.33

114

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 30 dòng (thế hệ S6 – S8)
vụ Xuân 2014

115

4.34

Các đặc điểm và tính trạng đưa vào chọn lọc của 30 dòng (thế hệ S6 – S8) 117

4.35

Chỉ số chọn lọc và các đặc điểm hình thái của các dòng (thế hệ S6 – S8)
được chọn

4.36

118

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai và dòng bố mẹ
trong Vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.37

Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong vụ Xuân năm
2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.38

121

Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong vụ
Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.39

122

Một số đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu đồng ruộng của các
tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.40

124

Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai và dòng bố mẹ trong vụ
Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.41

119

126

Chỉ tiêu đánh giá khả năng chịu hạn của bố mẹ và các tổ hợp lai ở thời kỳ
cây con trong thí nghiệm chậu vại vụ Xuân 2015

129

4.42

Bảng phân tích phương sai I

132

4.43

Bảng phân tích phương sai II

132

4.44

Khả năng kết hợp chung của 6 dòng (thế hệ S6 – S8)

133

4.45

Giá trị khả năng kết hợp riêng của 6 dòng ngô (thế hệ S6 – S8)

134

4.46

Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và các yếu
tố cấu thành năng suất

135

xi


4.47

Các giai đoa ̣n sinh trưởng phát triể n của 8 tổ hơ ̣p lai triển vọng vu ̣ Xuân
Hè 2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

4.48

136

Mô ̣t số đă ̣c điể m hı̀nh thái cây của 8 tổ hơ ̣p lai triển vọng vu ̣ Xuân Hè
2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

4.49

137

Tỷ lê ̣ nhiễm các sâu bê ̣nh ha ̣i và đổ gaỹ của 8 tổ hơ ̣p lai triển vọng vu ̣
Xuân Hè 2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

4.50

Mô ̣t số chı̉ tiêu hı̀nh thái bắ p của 8 tổ hơ ̣p lai triển vọng vu ̣ Xuân Hè
2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

4.51

137
138

Các yế u tố cấ u thành năng suấ t của 8 tổ hơ ̣p lai triển vọng vu ̣ Xuân Hè
2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

139

4.52

Năng suấ t của 8 tổ hợp lai triển vọng vu ̣ Xuân Hè 2016 ta ̣i Mai Sơn, Sơn La

140

4.53

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển và đặc điểm nông sinh học dòng
kích tạo đơn bội UH400 gieo trồng ở các thời vụ khác nhau năm 2013 tại
Gia Lâm, Hà Nội

4.54

141

Khả năng chống đổ sâu bệnh hại của dòng kích tạo đơn bội UH400 ở các
thời vụ khác nhau năm 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.55

142

Đặc điểm hình thái, năng suất và yếu tố tạo thành năng suất của dòng
kích tạo đơn bội UH400 ở các thời vụ khác nhau năm 2013 tại Gia Lâm,
Hà Nội

143

4.56

Tỉ lệ kích tạo đơn bội của UH400 với các dòng tự phối nhận phấn

144

4.57

Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng mẹ tự thụ với dòng bố kích tạo
đơn bội UH400

145

4.58

Tỷ lệ nảy mầm và tạo đơn bội kép sau xử lý với colchicine hạt đơn bội

147

4.59

Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng đơn bội kép trong điều kiện

vụ Xuân 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.60

Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và màu sắc thân,cờ của các dòng đơn bội kép
trong điều kiện vụ Xuân 2014 tại Ga Lâm, Hà Nội

4.61

148
149

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng đơn bội kép
trong điều kiện vụ Xuân 2014 tại Gia Lâm, Hà Nội

xii

150


DANH MỤC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

2.1

Diễn biến lượng mưa trung bình các tháng trong năm giai đoạn 2006-2015

40

3.1

Nhận biết hạt đơn bội thông qua chỉ thị hình thái

48

4.1

Năng suất thực thu của các dòng tự phối đời S3-S4 trong thí nghiệm đồng
ruộng và nhà có mái che

4.2

93

Sản phẩm PCR với mồi umc1862, umc2359, nc133, umc1432, umc1447,
umc1719 của 32 dòng tự phối và 2 đối chứng trên gel Agarose 2%

98

4.3

Khả năng kết hợp chung về năng suất của 32 dòng ngô đời S3-S4

4.4

Sơ đồ phân nhóm tương đồng của 30 dòng (thế hệ S6 – S8) dựa trên kiểu hình 117

4.5

Sản phẩm PCR với mồi nc133, umc2359, umc1862, umc1432, umc1719,
umc1447, umc1862 của 21 mẫu vật liệu và 1 đối chứng trên gel Agarose 2%

4.6

133

Hình thái phôi và nội nhũ hạt của 3 dạng hạt sau khi kích tạo đơn bội với
dòng UH400

4.8

130

Khả năng kết hợp chung của 6 dòng ngô (thế hệ S6 – S8) trong thí
nghiệm vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội

4.7

110

145

Kết quả chạy điện di mồi bnlg1175, bnlg1233, bnlg1258, bnlg1520,
bmc1714, trên gel agarose 2%

146

xiii


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Thị Hân
Tên luận án: Phát triển các dòng thuần phục vụ chọn giống ngô lai cho điều kiện canh
tác nhờ nước trời của miền Bắc, Việt Nam
Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 01 11
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Lựa chọn được một số dòng tự phối có các đặc điểm nông sinh học giá trị và
chịu hạn làm nguồn vật liệu cho công tác tạo giống ngô lai năng suất cao, chất lượng,
thích hợp với điều kiện canh tác nhờ nước trời.
Chọn tạo được một số tổ hợp lai ngô năng suất cao thích hợp với điều kiện canh
tác nhờ nước trời ở miền Bắc, Việt Nam.
Ứng dụng được phương pháp kích tạo đơn bội trên các vật liệu ngô ở điều kiện
nhiệt đới bằng sử dụng cây kích tạo UH400 nhằm phát triển dòng thuần nhanh hơn.
Phương pháp nghiên cứu
- Vật liệu nghiên cứu: Vật liệu là 32 dòng ngô tự phối đời S3 – S4 phát triển từ các giống
ngô có nguồn gốc địa phương và nhập nội do Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng,
Học Viện Nông nghiệp Việt Nam cung cấp, giống đối chứng là LCH9, VN8960 và DK
9901.
- Phương pháp nghiên cứu:
Đánh giá 32 dòng tự phối đời S3 – S4 về đặc điểm nông sinh học, chống chịu
đồng ruộng, năng suất và yếu tố tạo thành năng suất. Thí nghiệm đồng ruộng được bố trí
theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD).
Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng trong chậu plastic theo phương pháp
của Camacho and Caraballo (1994). Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng trong nhà
có mái che theo phương pháp của (Pervez et al., 2002).

Xác định QTL kiểm soát một số tính trạng chịu hạn bằng chỉ thị phân tử SSR
theo Mohammadreza (2011), với 6 mồi là umc1862, umc2359, nc133, umc1432,
umc1447, umc1719.
Phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn cưỡng bức theo phương pháp của Shull
(1909) có cải tiến theo Ngô Hữu Tình (2009) và phát triển dòng thuần bằng kích tạo đơn
bội theo phương pháp của Schipprack et al. (2012).
Xác định dòng đơn bội kép bằng chỉ thị phân tử: Sử dụng 5 primers phù hợp
với ngô theo Veiga et al. (2012) có 5 primers là bnlg1175, 1520, 1233, 1258 và
bmc1714.

xiv


Lai: Tạo các tổ hợp lai bằng phép lai dialen theo mô hình griffing 4.
Đánh giá các tổ hợp lai ưu tú bằng thí nghiệm so sánh giống theo (RCBD).
Kết quả chính và kết luận
1) Phát triển và đánh giá 32 dòng tự phối thế hệ S3 - S4 về các đặc điểm
nông sinh học, khả năng chống chịu đồng ruộng, năng suất và yếu tố cấu thành năng
suất. Kết hợp với đánh giá khả năng chịu hạn trong chậu vại, nhà lưới, phân tích chỉ thị
phân tử. Nghiên cứu đã chọn được 15 dòng thế hệ S3 - S4 có giá trị sử dụng cho chương
trình chọn giống ngô chịu hạn.
2) Đánh giá khả năng kết hợp chung của 32 dòng tự phối thế hệ S3 - S4, đã chọn
được 15 dòng có KNKH chung dương, chịu hạn tốt làm nguồn vật liệu để tiếp tục tự
phối phát triển dòng. Tạo được 30 dòng ở thế hệ S6 - S8 sử dụng cho nghiên cứu và chọn
tạo giống ngô lai thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời.
3) Phân tích, đánh giá 30 dòng tự phối đời cao phát triển từ các dòng tự phối thế
hệ S3 – S4 về đặc điểm nông sinh học và phân tích đa dạng di truyền đã chọn được 6
dòng ưu tú: D5, D9, D14, D22, D23 và D28.
4) Kết quả lai luân giao 6 dòng. Chúng tôi chọn được 4 dòng (D5, D14, D22 và
D28) có KNKH riêng cao và 8 THL ưu tú có khả năng chống chịu tốt, năng suất cao và

chịu hạn. Đánh giá 8 tổ hợp lai ưu tú tại Sơn La đã chọn được 2 THL (THL1, THL8) ưu
tú, có năng suất vượt hơn cả 2 đố i chứng và vượt so với mức năng suấ t trung bı̀nh của
các giống ngô lai đang sản xuất tại Mai Sơn, Sơn La trong điều kiện canh tác nhờ nước
trời. Hai THL này có triển vọng cho sản xuất.
5) Khẳng định UH400 có khả năng thích nghi và kích tạo đơn bội với các dòng
ngô ở điều kiện nhiệt đới. Nhận biết hạt đơn bội, cây đơn bội kép dựa trên kiểu hình N1rj và chỉ thị phân tử là thống nhất với nhau, như vậy có thể sử dụng chỉ thị kiểu hình
N1-rj để xác định hạt đơn bội, nhân đôi nhiễm sắc thể bằng colchicine có hiệu quả với
tỷ lệ sống sót, sinh trưởng phát triển và cho thu hoạch là 6,41%. Kết quả tạo ra 10 dòng
đơn bội kép.

xv


THESIS ABSTRAC
PhD candidate: Nguyen Thi Han
Thesis title: Development of the inbred maize lines to hybrid maize breeding adapted
for rainfed cultivation condition in Northern, Vietnam
Major: Plant Genetics and Breeding
Code: 62 62 01 11
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture
Research Objectives
Selecting inbred lines having valuable agro-biological characteristics and drought
tolerance as sources for production of productive and high-quality hybrid maize suitable for
rainfed cultivation condition.
Selecting drought tolerant inbred lines for hybrid maize in rainfed cultivation
condition in Northern region of Vietnam.
Applying haploid induction in maize sources in tropical condition by sung UH400 to
gain faster development of pure lines.
Materials and Methods
Material: Thirty two S3 - S4 maize lines developed from the local and imported

maize, provided by Crops Research and Development Institute, Vietnam National
University of Agriculture, reference lines are LCH9, VN8960, and DK 9901.
Methods:
Evaluated thirty two S3 - S4 maize lines are on the agro-biological characteristics,
tolerance to biotic and abiotic stress, yield and yield component in field experiement in
randomized complete block design (RCBD).
Evaluated for drought tolerance lines in plastic pots by Camacho and Caraballo
method (1994). Assessing the drought tolerance of lines in sheltered houses by the
method of Pervez et al., 2002.
Detected the QTL that related to drought tolerance in maize by molecular marker
SSR was reference from Mohammadreza (2011) with 6 primers were umc1862,
umc2359, nc133, umc1432, umc1447, umc1719.
Developed the inbred lines by self-pollination by Shull (1909) and modified by
Ngo Huu Tinh (2009) and utilizes the doubled haploid (DH) technology to develop
purity lines according to Schipprack et al. (2012).
Determining doubled haploid lines by the molecular marker by using 5 primers
suitable with maize according to Veiga et al. (2012), including bnlg1175, 1520, 1233,
1258 and bmc1714.

xvi


Hybridizing crossing combinations by dialen method according to the Griffing 4
model.
Evaluated excellent crossing combinations by comparision experiment according
to RCBD.
Main findings and conclusions
1) The thesis developed and assessed 32 S3 - S4 inbred lines in terms of the agrobiological characteristics, field tolerance, productivity and productivity components.
The assessment of drought tolerance in plastic jars, nethouses, molecular marker
analysis and combination test were also used. The research selected 15 lines having

positive joint-combining ability and good drought tolerance as the sources to develop
drought-tolerant lines.
2) The thesis assessed the combination ability of 32 S3 - S4 inbred lines and
selected 15 lines having positive joint-combining ability and good drought tolerance as
the sources to develop the lines. As the result. 30 S6 - S8 lines were created for
researching and selecting the hybrid maize compatible with the rainfed cultivation
condition.
3) The research analyzed and assessed 30 inbred lines from S3 – S4 generation in
terms of the agro-biological characteristics. The genetic diversity analysis selected 6
excellent lines (D5, D9, D14, D22, D23 and D28).
4) The thesis crossed 6 selected lines. The researchers selected 4 lines (D5, D14,
D22 and D28) having good separate combining ability and 8 excellent crossing
combinations having good tolerance, high productivity and great drought tolerance. The
assessment of 8 excellent crossing combinations in Son La selected 2 excellent crossing
combinations (THL1, THL8), productivity of which was higher than the 2 referenced
lines and the average productivity of hybrid maize produced in Mai Son, Son La in the
rainfed cultivation condition. These two crossing combination are prospective for
production.
5) UH400 was claimed to be able to adapt and create haploid induction with tropical
maize lines. It is consistent to determine haploid seeds and doubled haploid maize by N1rj marker and molecular marker; therefore, N1-rj marker can be used to determine
haploid seeds. Doubling chromosomes by colchicine was proved to be efficient, with
the survival rate, growth rate and harvestability rate of 6.41%. As the result, 10 pure
lines produced by haploid induction were created.

xvii


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngô (Zea mays L.) có nguồn gốc ở Mexico cách đây 7000 năm và châu

Mỹ là quê hương chuyển ngô thành nguồn lương thực tốt hơn cho con người. Hạt
ngô chứa xấp xỉ 72% tinh bột, 10% protein và 4% chất béo, nó cung cấp năng
lượng sinh học (365 Kcal/100g) cho hoạt động sống. Ngô được trồng rộng khắp
trên thế giới. Những nước có diện tích sản xuất và sản lượng lớn nhất là Mỹ,
Trung Quốc và Brazil, ba nước này tạo ra xấp xỉ 717 triệu tấn/năm. Ngô sử dụng
làm lương thực, thức ăn chăn nuôi, công nghiệp khác, trong 10 năm gân đây ngô
được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học, do
vậy nhu cầu ngô của thế giới ngày càng tăng (Peter et al., 2014).
Hầu hết 160 triệu ha diện tích trồng ngô toàn cầu trong điều kiện canh tác
nhờ nước trời. Tỷ lệ diện tích trồng ngô có tưới ở Mỹ khoảng 14%, Trung Quốc
khoảng 40% và chỉ có Ai Cập cao nhất là 100%. Còn lại, các nước khác trên thế
giới chỉ khoảng 10% diện tích trồng ngô là có tưới. Thống kê toàn cầu, năng suất
ngô bị thiệt hại do hạn trung bình hàng năm là 15%, tương đương với 120 triệu
tấn ngô, với giá hiện nay tương đương với 36 tỷ đô la. Tuy nhiên, ảnh hưởng và
tổn thất thực sự của hạn hán là tác động của nó đến cuộc sống của con người ở
những vùng ngô được sử dụng làm lương thực hàng ngày, như sa mạc Châu Phi
và các nước nghèo, ước tính khoảng 300 triệu người. Chương trình lương thực
thế giới đã phải mua 410.000 tấn ngô với kinh phí hơn 100 triệu đô la cứu đói
cho những vùng này. Năm 2011 hạn cũng làm thiệt hại nông nghiệp của Mỹ 5,2
tỷ đô la (Doug, 2012). Vì thế, chọn giống ngô chống chịu hạn vẫn đóng vai trò
vô cùng quan trọng với thế giới trong mục tiêu phát triển thiên niên kỷ chống
nghèo đói (WFP, 2012).
Hạn hán xảy ra nghiêm trọng trong những thập kỷ qua đã ảnh hưởng nặng
nề đến năng suất và sản lượng của các vùng trồng ngô trên thế giới. Các phương
pháp nhận biết và phát triển ngô lai chịu hạn là mục tiêu quan trọng của các nhà
nghiên cứu. Những cố gắng của các nhà tạo giống cơ bản tập trung tạo giống có
năng suất ổn định khi gặp điều kiện bất thuận hạn, nhận biết để cải tiến khả năng
chịu hạn thông qua các tính trạng gián tiếp. Các tính trạng gián tiếp có thể nhận
biết ở các dòng thuần bố mẹ và khả năng di truyền của chúng cho con cái là tổ
hợp lai giữa các bố mẹ chịu hạn (Meghyn, 2010).

1


Mở rộng nền di truyền bằng tạo ra nguồn vật liệu di truyền chịu hạn là
tiềm năng to lớn để tạo ra giống ngô chịu hạn, đặc biệt quan trọng với điều kiện
môi trường khắc nghiệt ở các nước đang phát triển (Weiwei et al., 2011). Diện
tích trồng ngô ở Việt Nam chủ yếu trên đất dốc của vùng núi, nơi không có hệ
thống tưới tiêu do vậy canh tác ngô chủ yếu là canh tác nhờ nước trời. Những
điều kiện canh tác này cần thiết có giống ngô lai năng suất cao và có khả năng
chịu hạn.
Ngô Hữu Tình (1997) cho rằng ngô của Việt Nam được trồng chủ yếu ở
miền núi trên đất dốc canh tác hoàn toàn phụ thuộc vào nước mưa, nên thường
xuyên gặp bất thuận thiếu hụt nước giai đoạn đầu và cuối của cây ngô, bởi vì giai
đoạn này lượng mưa thấp nhất. Để giảm ảnh hưởng của hạn đến sản xuất ngô
Viện Nghiên cứu Ngô đã nghiên cứu quản lý và chọn giống chịu hạn đã thu được
những kết quả đáng ghi nhận. Tuy nhiên các giống chịu hạn vẫn còn hạn chế và
chưa đáp ứng cho từng tiểu vùng sinh thái miền núi Tây Bắc, Việt Nam.
Biến đổi khí hậu tác động đến Việt Nam ngày càng rõ nét, những ảnh
hưởng tiêu cực như nước biển dâng, nhiệt độ cao,...đặc biệt hạn hán ngày càng
khốc liệt ảnh hưởng đến sinh kế của người dân và tác động tiêu cực đến nông
nghiệp (Nguyễn Văn Thắng và cs., 2010). Một trong những giải pháp ứng phó
với biến đổi khí hậu là chọn giống cây trồng chống chịu và thích nghi với các
điều kiện bất thuận.
Ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc, ngô là cây lương thực chính chỉ
đứng sau cây lúa. Năm 2015, diện tích ngô là 519,3 nghìn ha (Tổng cục Thống
kê, 2015). Sản xuất ngô chủ yếu trên đất dốc và nhờ nước trời (chiếm khoảng
80% diện tích). Năng suất ngô của vùng Trung du và miền núi phía bắc chỉ đạt
36,8 tạ/ha, bằng 82,12% so với trung bình cả nước. Năng suất ngô của vùng này
đạt thấp như vậy là do thiếu bộ giống ngô thích hợp với điều kiện của vùng. Nhu

cầu giống ngô lai mới của vùng Trung du và miền núi phía bắc là rất lớn. Vì vậy,
việc nghiên cứu chọn các giống ngô ngắn ngày, chịu hạn, năng suất cao cho vùng
là cần thiết và cấp bách.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Phát triển tập đoàn dòng đời thấp và chọn lọc và chọn lọc một số dòng
thuần có đặc điểm nông sinh học tốt, chị hạn, khả năng kết hợp cao làm nguồn
vật liệu cho công tác tạo giống ngô lai năng suất cao, chất lượng, thích hợp với
điều kiện canh tác nhờ nước trời ở miền Bắc, Việt Nam.
2


Chọn tạo được một số tổ hợp lai ngô năng suất cao thích hợp với điều kiện
canh tác nhờ nước trời ở miền Bắc, Việt Nam.
Ứng dụng được phương pháp kích tạo đơn bội trên các vật liệu ngô ở điều
kiện nhiệt đới bằng sử dụng cây kích tạo UH400 nhằm phát triển dòng thuần
nhanh hơn.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Phát triển dòng tự phối thuần bằng thụ phấn cưỡng bức từ 32 dòng tự phối
đời S3- S4 ban đầu phát triển từ nguồn gen có nguồn gốc địa phương và nhập nội
về các đặc điểm nông sinh học, năng suất và khả năng chịu hạn.
Thử khả năng kết hợp và đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp lai ưu
tú trong điều kiện nhân tạo và canh tác nhờ nước trời.
Nghiên cứu khả năng thích nghi, khả năng kích tạo đơn bội của dòng kích tạo
đơn bội UH400 để phát triển dòng đơn bội kép đối với các dòng ngô nhiệt đới.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng cơ sở khoa học trong công tác chọn tạo dòng tự phối chịu hạn để
chọn tạo các giống ngô lai cho điều kiện canh tác nhờ nước trời ở miền Bắc, Việt
Nam. Phát triển được 30 dòng tự phối, đã chọn được 4 dòng (D5, D14, D22 và
D28) chịu hạn và có khả năng kết hợp cao về năng suất.
Tạo được 2 tổ hợp lai (THL1, THL8) ưu tú, năng suấ t cao chống chịu tốt,

thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời có thể phát triển thành giống mới
phục vụ sản xuất.
Khẳng định UH400 có khả năng thích nghi và kích tạo đơn bội với các
dòng ngô nhiệt đới và tạo được ra 10 dòng đơn bội kép.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài đã đánh giá được nguồn gen ngô địa phương và nhập nội, chất
lượng, thích nghi với điều kiện khó khăn về nước tưới để phát triển vật liệu di
truyền cho chọn giống ngô lai năng suất cao, thích ứng với điều kiện canh tác
nhờ nước trời miền núi phía Bắc, Việt Nam.
Đề tài đã khẳng định UH400 có khả năng thích nghi và kích tạo đơn bội với
các dòng ngô nhiệt đới có thể sử dụng để phát triển dòng thuần nhanh hơn ở ngô.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đã xác định được 4 dòng tự phối có khả năng sử dụng trong chương trình

3


chọn tạo giống ngô lai cho các điều kiện canh tác ngô nhờ nước trời.
Chọn tạo được 2 tổ hợp lai ưu tú về năng suất, khả năng chịu hạn, thích
nghi với điều kiện canh tác khó khăn về nước tưới.
Tạo ra 10 dòng đơn bội kép sử dụng dòng kích tạo UH400, những dòng đơn
bội kép có thể sử dụng trong phát triển giống ngô lai.

4


PHẦN 2. TỔNG QUAN
2.1. SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.1.1. Vai trò của cây ngô

Ngô là lương thực quan trọng của nhiều nước trên thế giới. Ngô là một trong
ba cây lương thực quan trọng nhất và đứng thứ 3 sau lúa nước và lúa mỳ, như là
nguồn cung cấp calo hàng ngày cho người dân ở các nước đang phát triển, ngô rẻ
hơn hạt ngũ cốc khác. Ngô đặc biệt quan trọng với hơn 900 triệu người nghèo của
các nước thuộc châu Phi, châu Á và Mỹ La Tinh (CIMMYT and IITA, 2011).
Ngô có năng suất cao trong những cây ngũ cốc được sử dụng làm lương
thực, thức ăn gia súc và công nghiệp (Yazdi et al., 2011). Ngô cung cấp khoảng
15-56% tổng lượng calo cho con người ở khoảng 25 quốc gia đang phát tiển
(Prasanna et al., 2001). Theo ước tính của FAO, ở Châu Phi ngô cung cấp
khoảng 1/5 tổng lượng calo và 17- 60% protein hàng ngày cho con người ở 12
quốc gia (Krivanek et al., 2007). Thành phần dinh dưỡng trong hạt ngô gồm có
hàm protein 10%, tinh bột 72%, dầu 1,4%, đặc biệt chứa các axit amin không
thay thế (Leusin, Isoleusin, Tyrosin, Threonin, Lyzin....). Ngô là cây lương thực
có ý nghĩa đối với những nước chậm và đang phát triển vì ngô là lương thực
chính cho người dân ở những quốc gia này (Hafiz et al., 2015).
Nhiều nghiên cứu đã công bố hạt ngô màu sẫm có hàm lượng các thành phần
hợp chất hoạt tính sinh học và chất chống oxy hóa có giá trị cao. Anthocyanins
đặc biệt rất giàu trong ngô có màu đậm, có lợi cho sức khỏe con người. Trong hạt
ngô màu đậm có chất kháng oxy hóa có tác dụng chống ung thư, ngăn chặn bệnh
tim mạch, điều khiển chống béo phì, giảm nhẹ bệnh tiểu đường và khả năng
kháng viêm nhiễm (Jones, 2005; He and Giusti, 2010).
Ngô rất đa dạng di truyền biểu hiện của màu sắc hạt (vàng, trắng, đỏ,
xanh, tím), những dạng ngô đặc thù sử dụng ít hơn so với ngô vàng và ngô trắng
thông thường. Sắc tố ở thực vật là các chất hóa học có nguồn gốc thực vật kháng
oxy hóa tạo ra chuyển hóa thứ cấp, các chất kháng oxy hóa liên kết với nhiều
chất kháng ung thư và kháng viêm nhiễm khác có lợi cho sức khỏe con người
(Mahan et al., 2012).
2.1.2. Sản xuất ngô trên thế giới
Giống ngô ưu thế lai được phát triển mạnh mẽ từ sau những nghiên cứu
của Shull công bố năm 1909. Năng suất và sản lượng ngô tăng lên nhanh chóng

từ những năm 1970 tới nay. Năm 2014, năng suất ngô bình quân toàn cầu đạt
5


56,63 tạ/ha và sản lượng đã đạt 1.038,28 triệu tấn/năm. Năng suất bình quân cao
nhất là Mỹ đạt 9,7 tấn/ha (FAOSTAT, 2014).
Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961- 2014
Năm
1961
1971
1975
1990
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014

Diện tích
(triệu ha)

105,55
118,19
121,48
131,04
137,00
137,52
137,61
144,70
147,45
148,04
146,74
158,39
162,69
158,74
164,03
171,69
179,22
185,12
183,32

Năng suất
(tạ/ha)
19,42
26,53
28,13
36,89
43,25
44,76
43,96
44,59

49,43
48,21
48,17
49,88
51,06
51,67
51,89
51,70
48,99
55,00
56,63

Sản lượng
(triệu tấn)
205,02
313,62
341,75
483,37
592,48
615,53
604,87
645,16
728,97
713,68
706,85
790,16
830,61
820,20
851,26
887,66

877,92
1.018,11
1.038,28
Nguồn: FAOSTAT (2014)

Năng suất ngô của Mỹ tăng nhanh từ những giống ngô thụ phấn tự do đến
giống ngô lai kép và đến giống ngô lai đơn, năng suất ngô tăng theo tuyến tính
dương 70 năm qua, ước tính tăng trung bình 65- 75 kg/ha/năm. Các giống ngô lai
cũng đã thay đổi về kiểu hình ở mức có ý nghĩa, thay đổi khả năng chống chịu
của các kiểu gen ngô lai gồm chống chịu bất thuận sinh học (sâu bệnh) và phi
sinh học (hạn và nóng). Kiểu hình thay đổi có ảnh hưởng đến năng suất như cờ
nhỏ hơn, lá đứng hơn, kiểu gen chống chịu cũng đóng góp vào tạo năng suất cao
và ổn định ở ngô lai. Năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chỉ xấp xỉ
20 tạ/ha, thì năm 2014 tăng gấp hơn 2,8 lần (đạt 56,63 tạ/ha), sản lượng đã tăng
từ 205,02 triệu tấn lên 1.038,28 triệu tấn (gấp 4,96 lần), diện tích tăng từ 105,55
triệu lên 183,32 triệu hecta (hơn 1,75 lần) (FAO, 2014).
6