Khảo sát tập đoàn dòng ngô nếp và đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp bằng phương pháp lai đỉnh

1. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Dân số thế giới đang vượt quá 6 tỷ người và dự kiến sẽ vượt quá 12 tỷ
người trong 12 năm tới. Vấn đề cung cấp đủ lương thực phẩm cho nhân loại là
vấn đề rất lớn. Ở trung tâm và Nam Mỹ, châu Phi và châu Á hàng trăm người
phụ thuộc vào ngô như là loại thức ăn hàng ngày chủ yếu của họ. Các phương
pháp đến nay được áp dụng chủ yếu và có nhiều kết quả cao như: Sử dụng
công nghệ chuyển gen, sử dụng các gen đột biến để lai và chọn tạo, nhân
giống và lai tạo. Ngô lai đã là một trong những hướng đi chính để đáp ứng
nhu cầu lương thực đang ngày một cần thiết trong điều kiện dân số ngày càng
tăng trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.
Ngô lai thực phẩm là một hướng đi mới và đang rất được quan tâm. Đại
diện của các giống ngô thực phẩm đó là các giống ngô QPM, giống ngô
đường, ngô rau, ngô nếp. Với giá trị dinh dưỡng cao của các giống ngô thực
phẩm, do đó mà nó có giá trị hàng hoá rất cao, nó vừa có thể dùng trực tiếp
hoặc sử dụng như một loại nguyên liệu để chế biến ra nhiều loại thực phẩm
khác. Với những giá trị cao về dinh dưỡng cũng như hàng hoá đó mà các
dòng ngô thực phẩm nói chung dễ được người dân chấp nhận trong việc sử
dụng cũng như việc đưa vào hệ thống sản xuất.
Các giống ngô nếp thường được biết đến với tính dẻo, giá trị dinh
dưỡng cao, có mùi thơm đặc trưng và đặc biệt là rất ngon miệng. Hiện nay
các giống ngô nếp thường được sử dụng trong trồng trọt chủ yếu là các giống
ngô nếp thuần mà các giống ngô nếp lai vẫn chưa được sử dụng nhiều. Ngô
nếp lai ngoài các đặc tính vốn có của ngô nếp còn có thể kết hợp được nhiều
đặc tính quý nữa như khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, sâu bệnh
mà năng suất cao hơn so với các giống ngô nếp thuần.Từ thực tế đó, trên thế
giới và cả ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu cũng như đạt được những thành
1


tựu đáng kể từ việc nghiên cứu ngô lai, đặc biệt là các giống ngô lai thực

phẩm như ngô nếp. Nhưng hiện nay các giống ngô nếp lai được trồng ở Việt
Nam chủ yếu được nhập nội với giá cao mà các giống ngô lai được trồng
nhưng vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn trong vấn đề canh tác. Và đó cũng là
nguyên nhân khiến cho diện tích ngô lai ở nước ta vẫn chưa được ổn định.
Chọn tạo giống và khảo sát các giống ngô lai là công việc đầu tiên và
cần thiết của các nhà chọn tạo giống. Trong đó việc chọn ra các dòng thuần có
những đặc tính sinh học quý và khảo sát các dòng là bước đầu tiên cần thiết
nhằm đánh giá và các dòng để từ đó chọn tạo và kết hợp các dòng với nhau
trên cơ sở đó để đánh giá khả năng tạo ra các tổ hợp lai cho ưu thế lai cao và
mục đích cuối cùng là sẽ có được một bộ giống ngô lai thích hợp nhất với
điều kiện của Việt Nam hiện nay.
Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát tập đoàn
dòng ngô nếp và đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp bằng
phương pháp lai đỉnh năm 2009- 2010 tại vùng Gia Lâm – Hà Nội”
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở khảo sát các dòng, tổ hợp lai và xác định khả năng kết hợp
của các dòng, chọn lọc ra một số dòng và tổ hợp lai ưu tú phục vụ cho công
tác chọn tạo giống ngô nếp lai.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài góp phần cung cấp các dẫn liệu về: đặc điểm sinh trưởng, phát
triển, khả năng chống chịu và năng suất của các dòng, tổ hợp ngô nếp lai cũng
như việc xác định khả năng kết hợp của các dòng ngô nếp có triển vọng theo
phương pháp lai đỉnh tại Gia Lâm - Hà Nội.
Kết quả thí nghiệm sẽ xác định được khả năng kết hợp của các dòng
ngô thí nghiệm, chọn lọc ra các dòng và tổ hợp lai ưu tú làm nguồn vật liệu
phục vụ công tác chọn tạo giống ngô nếp lai.

2

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Vai trò của cây ngô trong nền kinh tế
2.1.1. Giá trị dinh dưỡng của hạt ngô
Ngô có thành phần hóa học về cơ bản giống các hạt ngũ cốc khác. Cụ
thể là hạt ngô chứa nghiều tinh bột (trên 70%) và khoảng trên dưới 10%
protein. Do vậy khi phân tích sẽ thấy ngô có những đặc tính riêng.
2.1.1.1. Protein
Hàm lượng protein trong ngô thay đổi theo giống và điều kiện trồng
trọt. Trong số 4 loài phụ của ngô, ngô răng ngựa, ngô đá, ngô bột và ngô nổ
thì ngô đá và ngô nổ thuộc loài giàu protein nhất. Nhiều kết quả nghiên cứu
cho thấy nhiều biện pháp trồng trọt có thể làm tăng hàm lượng protein trong
hạt ngô, đặc biệt là phun đạm vào thời kỳ sau trỗ cờ, có mối tương quan
nghịch giữa kích thước hạt ngô và hàm lượng protein trong hạt.
Các nhóm protein khác nhau là vấn đề được nhiều nhà canh tác, di
truyền, chọn giống quan tâm vì chất lượng protein dự trữ trong hạt ngô được
chia làm 3 nhóm theo tính tan. Protein tan trong nước gọi là Albumin, tan
trong NaCl 10% gọi là Globulin, tan trong Ethanol 7% gọi là Prolamin (zein),
tan trong kiềm 0,2% gọi là Glutein[31].
2.1.1.2. Glucid
Tinh bột chiếm 70 trong hạt ngô, thông thường thành phần chủ yếu là
amylose và amylopectin giống như các loại tinh bột khác. So với các loại ngũ
cốc khác thành phần glucid ngô có nhiều thay đổi hơn. Glucid chủ yếu trong
hạt ngô là tinh bột. Trong tinh bột amylose chiếm 25 – 28%, có khi tới 50 –
80% ở ngô giàu amylose. Ngô nếp hầu như không có amylose. Ngô đường
chứa ít tinh bột nhưng nhiều saccarose và phytoglucogen [32].

2.1.1.3. Lipid
3

Ngô là một trong những loại hạt ngũ cốc chứa nhiều lipid, khoảng 3 –
7% tính theo chất khô. Hàm lượng lipid thay đổi theo giống và điều kiện
ngoại cảnh. Khoảng 50 – 80% lipid của hạt ngô nằm ở phôi. Vì thế phôi ngô
cũng được sử dụng làm nguyên liệu để ép dầu[33].
Lipid ngô chứa nhiều linoleic acid (59%) cho nên dầu ngô có giá trị
dinh dưỡng cao. Chỉ số iod của ngô vào khoảng 111 – 151mg/100g [34].
Trong lipid ngô chứa một ít chất sáp. Hàm lượng tocophenol (Vitamin
E) trong ngô khoảng 0,03 – 0,33%. Tỷ lệ carotenid trong dầu ngô khoảng 1 –
4ppm, còn xathophill chiếm 10 – 30ppm. Các chất này liên kết với protein nội
nhũ ở vùng sừng. Chất màu cơ bản của ngô vàng là β-caroten là tiền tố của
vitamin A và là nguồn gốc gây màu vàng ở bò sữa hay ở cơ thể gia súc. Lutein
và Zeaxanthin tham gia tạo màu lòng đỏ trứng gà và màu của da gà.
Carotenoid ngô vàng bị mất dần trong quá trình bảo quản. Nhiệt độ và ẩm độ
làm tăng nhanh quá trình này [35].
2.1.1.4. Vitamin và các chất khác
Hạt ngô chứa hai loại protein tan trong dung môi hữu cơ, đó là βcaroten (tiền tố vitamin A) và vitamin E.
Bressani và cộng sự (1990) [35] cho thấy β-caroten chiếm 51%.
Carotenoid thường mất mát nhiều trong quá trình bảo quản. Vitamin E trong ngô
chủ yếu nằm ở mầm, trong đó α – tocopherol thường có hoạt tính cao nhất.
Vitamin hòa tan chủ yếu trong nước là thiamin, Riboflavin, Niacin.
Niacin trong hạt cốc thường ở dạng liên kết. Để thỏa mãn nhu cầu những
viatmin này người ta thường bổ sung Niacin, Pentotenic acid, Riboflavin và
B12 vào thức ăn giàu ngô.
Ngô chứa khoảng 1,3% chất khoáng, trong đó 80% chất khoáng nằm ở
phôi. Ngô chứa ít canxi nhưng nhiều kali và phospho. Ngoài ra còn chứa một
số ít các nguyên tố vi lượng như sắt, đồng, magie và kẽm. Ngô là thức ăn cho
nhiều loại gia súc, gia cầm nên cần kiểm tra để bổ sung.
4

2.1.2. Vai trò của cây ngô trong đời sống
Ngô có nguồn gốc châu Mỹ, từ một loài cây hoang dại con người đã
thuần hóa và dần trở thành cây trồng chính đóng góp vào sản xuất lương thực
chủ yếu của con người. Từ châu Mỹ nó được chyển sang châu Á, châu Âu và
châu Đại Dương. Do có những ưu điểm nổi bật so với một số loại cây trồng
khác nên ngô được trồng ở hầu hết các nước và sản xuất ngô giữ một vị trí
đặc biệt trong nền nông nghiệp thế giới.
 Ngô làm lương thực cho con người
Dân số thế giới đang vượt quá 6 tỷ người và dự kiến sẽ vượt quá 12
tỷ người trong 12 năm tới. Vấn đề cung cấp đủ lương thực thực phẩm cho
nhân loại là vấn đề rất lớn. Ở trung tâm và Nam Mỹ, châu Phi và châu Á
hàng trăm người phụ thuộc vào ngô như là loại thức ăn hàng ngày chủ yếu
của họ, cho trẻ em mới cai sữa. Ở một số nước phát triển như Mỹ, Trung
Quốc, … ngô cũng được coi là loại lương thực được ưa chuộng góp phần
vào nuôi sống con người.
Thống kê cho thấy Sản lượng sản xuất ngô ở thế giới trung bình hằng
năm từ 696,2 đến 723,3 triệu tấn (năm 2005-2007). Trong đó nước Mỹ sản
xuất 40,62% tổng sản lượng ngô và 59,38% . Sản lượng ngô trên thế giới năm
2007 tăng gấp đôi so với 30 năm trước đây (sản lượng khoảng 349 triệu tấn
vào năm 1977).
 Ngô làm thức ăn chăn nuôi
Ở những nước đang phát triển hay những nước phát triển ngô và các
sản phẩm phụ từ cây ngô được tận dụng triệt để, là nguồn thức ăn gia súc
quan trọng góp phần giảm chi phí chăn nuôi, nâng cao hiệu quả kinh tế. Ngô
là loại hạt có hàm lượng tinh bột cao, ngô hạt có thể chế biến trực tiếp hoặc sử
dụng để chế biến thức ăn tổng hợp, cung cấp nguồn năng lượng lớn cho gia
súc, ngô còn bổ sung lượng đạm cần thiết cho vật nuôi. Ngoài ra thân, lá ngô

5

còn làm thức ăn xanh hoặc ủ chua lý tưởng cho gia súc, đặc biệt là bò sữa, nó
cung cấp chất xơ, đường, một số loại vitamin cần thiết cho vật nuôi. Khi đời
sống của người dân càng phát triển thì nhu cầu thịt, trứng, sữa và các sản
phẩm chăn nuôi khác ngày càng tăng, do đó đòi hỏi sản lượng ngô ngày càng
lớn đáp ứng nhu cầu thức ăn cho vật nuôi.
Tại châu Á 62% tổng lượng ngô cung ứng được dùng trong chăn nuôi,
22% được sử dụng làm thức ăn, mức tăng trung bình lượng ngô dùng trong
chăn nuôi là 7%/năm. Trong đó người chăn nuôi Thái Lan sử dụng 89%,
Trung Quốc 68% [36].
 Ngô dùng làm thực phẩm và thuốc chữa bệnh
Có rất nhiều loại ngô, các giống ngô nếp, ngô răng ngựa ở nước ta thì
có hàm lượng tinh bột cao, lượng đường ít. Trong khi các loài ngô ở Mỹ và
châu Âu thường được lai tạo để có lượng tinh bột rất ít, độ ngọt cao
(sweetcorn).
Các loại ngô non, ngô bao tử có hàm lượng dinh dưỡng cao được sử
dụng như những loại rau cao cấp. Các loại ngô nếp, ngô nù, ngô đường với
tính dẻo, hàm lượng đường cao thường được dùng trực tiếp để ăn tươi (luộc,
nướng) hay dùng để chế biến các loại thức ăn khác. Ngô có thể chế biến các
món ăn và các bài thuốc có tác dụng tốt cho sức khỏe, chống suy dinh dưỡng
và trị bệnh. Nhiều tài liệu cho thấy sử dụng ngô có lợi cho tiêu hóa, tim mạch,
sinh dục, chống oxy hóa, lão hóa, ung thư (Phó Đức Thuần, 2002)[3].
 Ngô làm hàng hóa xuất khẩu
Ngô hạt là loại ngũ cốc rất được coi trọng trên thị trường xuất khẩu thế
giới. Sản lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hằng năm từ 82,6 đến
86,7 triệu tấn. Trong đó, Mỹ xuất khẩu 64,41 % tổng sản lượng và các nước
khác chiếm 35,59 % (Bảng 2.1).
Bảng 2.1: Sản lượng ngô sản xuất và tiêu thụ trên thế giới giai đoạn

6

2005-2007 (ĐVT: triệu tấn)
TT

Sản lượng

Trung

2005/06
696,2

Năm
2006/07
702,2

2007/08
771,5

bình
723,3

1

Sản xuất

-

Mỹ

282,3

267,6

331,6

293,8

-

Các nước khác

413,9

434,6

439,9

429,5

2

Tiêu thụ nội địa

702,5

722,8

768,8

731,4

-

Mỹ

232,1

235,6

267,7

245,1

-

Các nước khác

470,5

487,2

501,1

486,3

3

Xuất khẩu

82,6

84,7

86,7

84,7

-

Mỹ

56.1

53,0

54,5

54,5

31,7

32,2

30,1

- Các nước khác
26,5
Nguồn: sokhoahoccn.angiang.gov.vn

 Ngô cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp
Thành phần của ngô bao gồm tinh bột, đường, … sản phẩm có mùi thơm
nên ngô được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến thực
phẩm như bánh kẹo, glucoza, các loại thực phẩm đồ hộp tiện dụng, ngoài ra
còn để sản xuất cồn tinh bột, dầu và đặc biệt ngô còn để chế biến nhiên liệu
sinh học (Fuel bio). Nhiên liệu sinh học là loại nhiên liệu được hình thành từ
các hợp chất có nguồn gốc động, thực vật (sinh học). Loại nhiên liệu này có
nhiều ưu điểm so với loại nhiên liệu truyền thống: Tính chất thân thiện với
môi trường ngoài ra các nhiên liệu này lấy từ hoạt động sản xuất nông nghiệp
và có thể tái sinh, chúng giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên
liệu không tái sinh truyền thống.
Tại Mỹ hiện nay 1/4 lượng ngô được dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học
(ethanol), từ mức 12 triệu tấn năm 2000 lên đến 85 triệu tấn năm 2007, dự
kiến đến năm 2017 lượng ngô dùng để sản xuất ethanol tăng gấp 7 lần so với
hiện nay [1]. Ở Việt Nam Viện ngiên cứu Bia – Rượu – Nước giải khát đã
phối hợp với Viện Công nghiệp Thực phẩm nghiên cứu sử dụng ngô thay thế
7


40% malt đại mạch trong sản xuất bia ở quy mô phòng thí nghiệm. Sử dụng
siro thay thế được đến 50% malt đại mạch trong sản xuất bia thành phẩm [2].
Bảng 2.2. Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020
Vùng

Thế giới
Các nước đang phát triển
Đông Á
Nam Á
Cận Sahara – châu Phi
Mỹ La Tinh

Tây và Bắc Phi
Nguồn: IFPRI, 2003

1997 (triệu tấn) 2020 (triệu tấn)

586
295
136
14
29
75
18

852
508
252
19
52
118
28

% thay đổi

45
72
85
36
79
57
56

Như vậy có thể thấy rằng nhu cầu ngô của thế giới rất lớn và có chiều
hướng tăng nhanh trong vòng 20 năm tới. Viện Nghiên cứu chương trình
lương thực thế giới (IFPRI) dự báo nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020
lên đến 852 triệu tấn, tăng 45% so với hiện nay (bảng 2.2).
2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới
Ngô được gieo trồng rộng khắp thế giới với sản lượng hàng năm cao
hơn bất kỳ cây lương thực nào. Trong khi Hoa Kỳ sản xuất gần một nửa sản
lượng chung của thế giới thì các nước sản xuất hàng đầu khác còn có Trung
Quốc, Brasil, Mexico, Argentina, Ấn Độ, Pháp, Indonesia, Nam Phi và Italia.
Sản lượng toàn thế giới năm 2003 là trên 600 triệu tấn, hơn cả lúa và lúa mì.
Năm 2004, gần 33 triệu ha ngô đã được gieo trồng trên khắp thế giới, với giá
trị khoảng trên 23 tỷ USD.
Hiện nay, trên toàn thế giới xấp xỉ khoảng 140 nước trồng ngô với tổng
diện tích là 147,576 triệu ha, sản lượng 701,666 triệu tấn một năm (FAO, 2007).
Theo thống kê của ISAA, trong số 25 nước sản xuất ngô hàng đầu thế giới thì có
8 nước là nước công nghiệp, 17 nước là các nước phát triển (bao gồm 9 nước
châu Phi, 5 nước từ châu Á, và 3 nước từ Châu Mỹ Latinh). Ngô tập trung 2/3

8


diện tích ở các nước đang phát triển, 1/3 ở các nước phát triển. Tuy nhiên, 2/3
sản lượng ngô trên thế giới lại tập trung ở những nước phát triển [4].
Thống kê trên cho thấy sản xuất ngô trên thế giới không ngừng tăng cả
về diện tích, năng suất và sản lượng, đặc biệt là năng suất. Năm 1961, năng
suất ngô trung bình của thế giới chỉ chưa đạt đến 2,0 tấn/ha, năm 2004 đã đạt
4,9 tấn/ha. Năm 2007, theo USDA, diện tích ngô 157 triệu ha, năng suất 4,9
tấn/ha và đạt sản lượng kỷ lục với 766,2 triệu tấn. (FAOSTAT, USDA 2007)

Bảng 2.3: Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới 1961-2007
Năm
1961
2004/2005
2005/2006

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)
104,8
145,0
145,6

(tấn/ha)
2,0
4,9
4,8

(triệu tấn)
204,2
714,8
696,3

4,7
4,9

704,2
766,2

2006/2007
148,6
2007/2008
157,0
Nguồn:FAOSTAT, USDA 2007

Mỹ vẫn là nước giữ vị trí dẫn đầu thế giới về diện tích trồng ngô cũng
như năng suất và sản lượng. Đứng thứ 2 là Trung Quốc, sau đó đến Brazil, Ấn
Độ,… Đứng đầu về năng suất là Tajkistan với 28,85 tấn, tiếp đến là Jordan
với 22,41 tấn, đứng thứ 3 là Kuwait, Irael,… năng suất của Mỹ đứng thứ 11.
Năng suất ngô thấp nhất là Ấn Độ (1,94 tấn/ha). Diện tích trồng ngô của Pháp
chỉ bằng 1/5 diện tích của Ấn Độ nhưng sản lượng ngô của Pháp gần bằng với
sản lượng ngô của Ấn Độ (14,71 triệu tấn). Điều đó cho thấy, để tăng sản
lượng ngô trên thế giới, không phải chỉ tập trung vào mở rộng diện tích trồng
ngô, mà thế giới còn tập trung vào công tác chọn tạo giống và các biện pháp
kỹ thuật thâm canh.
Nhu cầu tiêu thụ nội địa ngô trên thế giới rất lớn, trung bình hằng năm
từ 702,5 đến 768,8 triệu tấn. Trong đó nước Mỹ tiêu thụ 33,52 % tổng sản
lượng ngô tiêu thụ và các nước khác chiếm 66,48%. Hiện nay Mỹ cũng là

9


nước có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới và hầu hết diện tích này được sử
dụng để trồng ngô lai, có 48% giống ngô được chọn tạo theo công nghệ
truyền thống, 52% giống ngô bằng công nghệ sinh học, nhiều hơn năm 2005
là 5% (Ming Tang Chang et.Al, 2005)[37].

Ngô, bắp ( Zea mays L. ssp. mays) là loại cây lương thực được thuần
canh tại khu vực Trung Mỹ và sau đó lan tỏa ra khắp châu Mỹ. Ngô lan tỏa ra
phần còn lại của thế giới sau khi có tiếp xúc của người châu Âu với châu Mỹ
vào cuối thế kỷ 15, đầu thế kỷ 16. Ngô là cây lương thực được gieo trồng
nhiều nhất tại châu Mỹ (Chỉ riêng tại Hoa Kỳ thì sản lượng đã là khoảng 270
so với các giống, thứ ngô thông thường do có năng suất cao vì có ưu thế
giống lai. Việc nghiên cứu và sử dụng các giống ngô lai ở Châu Âu bắt đầu
muộn hơn Mỹ khoảng 20 năm nhưng cũng đạt được những thành tựu quan
trọng. Năm 2008 nước có năng suất ngô cao nhất thế giới hiện nay là Kuwait
với 20 tấn/ha, sau đó là Jordan 18 tấn/ha, Israel 16 tấn/ha, Quatar 12 tấn/ha,
Hà Lan 11 …( FAOSTAT, FAO Statistics Division 2010). Tương tự như Mỹ
và Châu Âu, tuy có xuất phát muộn hơn trong việc nghiên cứu và sử dụng ngô
lai nhưng Trung Quốc có diện tích ngô đứng thứ 2 thế giới và là cường quốc
ngô lai số một Châu Á với diện tích năm 2008 là 29,8 triệu ha trong đó có tới
diện tích được trồng bằng giống lai (Chang Shi Huang, 2005)[38]. Năng suất
ngô bình quân của Trung Quốc đã tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1950 lên 5,3 tấn/ha
năm 2006 và 5,5 tấn/ha năm 2008. Năng suất ngô của Việt Nam bằng khoảng
2/3 năng suất ngô bình quân của thế giới, là nước có năng suất khá trong khu
vực và trên mức trung bình ở các nước đang phát triển. Theo dự đoán sản
lượng ngô năm 2008 có thể đạt tới mức kỷ lục 156 triệu tấn – tăng hơn 4,17
triệu tấn so với năm 2007. (Nguồn: World-Grain.com)
Nghiên cứu lai tạo giống ngô hiện nay đang bước sang một giai đoạn
phát triển mới nhờ vào sự hỗ trợ của khoa học công nghệ tiên tiến giúp cho
việc tạo ra giống mới nhanh chóng hơn, chất lượng tốt hơn và đóng ghóp vào

10


việc tăng sản lượng, giải quyết nạn đói ở các nước đang phát triển vùng Châu
Á, Châu Phi, Châu Mỹ Latinh (Nguyễn Thế Hùng, 1995)[5]. Với việc ứng

dụng công nghệ gen người ta có thể chuyển các gen ngoại lai để cho các sản
phẩm đa dạng, có gen kháng sâu bệnh, kháng hạn, kháng mặn, kháng lạnh,…
Kỹ thuật chuyển gen cho phép nhà chọn giống cùng lúc đưa vào một thực vật
những gen mong muốn từ những sinh vật sống khác nhau, không chỉ giữa các
loài cây lương thực hay các loài có họ hàng gần. Phương pháp hữu hiệu này
cho phép các nhà tạo giống thực vật đưa ra những giống mới nhanh hơn và
vượt qua những giới hạn của tạo giống truyền thống.
Một số thành tựu về giống đạt được khi chuyển gen ngô trên thế giới:
Giống ngô chuyển gen giàu Lycine “LY038”, ngoài tính trạng giàu lysin,
nó còn thể hiện hàm lượng đường cao gấp 4 lần so với giống ngô truyền
thống.
Các nhà khoa học thuộc ĐH Cape Town và công ty PANNAR PYT Ltd,
Nam Phi đã chọn tạo thành công giống ngô chuyển gen, kháng virus gây bệnh
sọc trong (MSV). Công trình được in trên tạp chí Plant Biotechnology;
HULIQ, Agust 16, 2007
Mới đây, Philippine đã cho phép trồng và bán ra thị trường giống ngô
chuyển gen thứ 2 có tên là Bt-11 do công ty Syngenta phát triển. Trước đó,
Philppine đã cho phép trồng giống ngô MON810 của Monsato, giống ngô này
có khả năng kháng lại sâu ngô Châu Á, và đã được trồng khảo nghiệm trồng
rộng rãi để kiểm tra độ an toàn và khả năng thích được vào cây trồng gen
kháng sâu hại, gen kháng thuốc diệt cỏ người ta còn chuyển được cả gen để
thích nghi với khí hậu Philippine.
Ngoài việc chuyển kháng với một số bệnh virus, vi khuẩn và nấm gây
ra ở cây trồng. Bên cạnh việc chuyển gen chịu lạnh cho các cây lương thực,
thực phẩm trồng ở các nước ôn đới, đặc biệt là cho thuốc lá và khoai tây, vốn

11


là những cây ít chịu lạnh cũng đã có những thành công trong việc chuyển gen

kháng hạn và kháng mặn cho cây trồng.
Việt Nam cũng đã đạt được những thành tựu đáng ghi nhận về nghiên
cứu gen, như việc phát hiện các gen kháng sâu và thuốc diệt cỏ, cùng các gen
chỉ thị liên quan đến khả năng chống bệnh đạo ôn, bạc lá của lúa, nhân gen,
chỉ thị phân tử AND, nghiên cứu di truyền miễn dịch thực vật, sản xuất văcxin
cho gia súc, gia cầm… Tuy nhiên công nghệ sinh học ứng dụng trong nông
nghiệp nước ta vẫn còn gặp nhiều khó khăn, như thiếu chuyên gia giỏi, bị hạn
chế đầu tư, hạn chế về công nghệ, tổ chức, triển khai…
Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh
được ứng dụng trong tạo dòng thuần nhanh chóng. Kỹ thuật nuôi cấy phôi
non sử dụng nhằm tạo ra nguyên liệu ban đầu phục vụ kỹ thuật chuyển gen và
thiết lập gen. Trong cải tạo cây ngô, các nhà khoa học cũng đã thành công
trong việc tạo dòng đơn bội, chọn lọc dòng vô tính, chuyển nạp AND ngoại
lai… Có tới 52% diện tích ngô ở Mỹ được trồng bằng giống chọn tạo bằng
phương pháp công nghệ sinh học (Ming Tang Chang, 2005) [37]. Tuy mới chỉ
phát triển được vài ba thập niên nhưng năm 2005 ngô chuyển gen đã chiếm
tới 14% diện tích ngô trên toàn thế giới (Gregory Conko, 2006) [39]. Mặc dù
ngô biến đổi gen và sản phẩm của chúng đang còn nhiều ý kiến trái ngược
nhau xong kỹ thuật này được dự báo là sẽ có vai trò rất to lớn trong tương lai.
Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu
tạo dòng thuần invitro có nhiều triển vọng nhất.
2.2.2. Những nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam ngô được coi là loại cây lương thực quan trọng đứng thứ
hai sau lúa được đưa vào trồng cách đây 300 năm. Mặc dù là cây lương thực
đứng thứ 2 sau lúa song do truyền thống lúa nước, cây ngô không được chú

12


trọng nên chưa phát huy được hết tiềm năng của nó ở Việt Nam (Ngô Hữu

Tình, 2009)[6].
Bảng 2.4: Sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1961 – 2007
Năm
Diện tích
(1000 ha)
Sản lượng
(1000 tấn)
Năng suất
(tạ/ha)

1961

1975

1990

1994

2000

260,20

267,0

432,0

534,6

730,2

292,20 280,60

671,0

1143,9 2005,9 3787,1 4250,9

11,2

10,5

15,5

21,4

25,1

2005

2007

1052,6 1072,8

36,0

39,6

Do có nhiều đặc điểm nông sinh học quý, nguồn gốc nhiệt đới, tiềm
năng năng suất cao nên ngô được trồng phổ biến ở nhiều vùng nước ta. Tuy
nhiên những năm 1945 – 1954 do điều kiện chiến tranh nên sản xuất ngô còn
rất nhiều hạn chế. Sau năm 1954, hòa bình lập lại, chú trọng xây dựng và phát

triển đất nước, sản xuất ngô ở Việt nam có chiều hướng tăng. Mặc dù giai
đoạn này các yếu tố kỹ thuật mới như giống, phân bón, kỹ thuật trồng trọt đã
được bước đầu đưa vào xong do điều kiện vật chất khó khăn nên năng suất
còn rất thấp, chỉ đạt 10,75 tạ/ha. Từ năm 1975 đến nay, Miền Nam được hoàn
toàn giải phóng, thống nhất đất nước, cùng với nhiều chủ trương và chính
sách mới của Đảng và Nhà nước, tình hình phát triển của cây ngô có những
chuyển biến rõ rệt. Trong quá trình của cây ngô giai đoạn này phải kể đến 2
sự kiện tạo sự chuyển biến quan trọng là “Ngô đông trên đất hai lúa ở đồng
bằng Bắc bộ” và “Bùng nổ ngô lai ở các vùng trồng ngô cả nước” [Ngô Hữu
Tình, 2009) [6]. Tính đến năm 2006 diện tích ngô ước đạt hơn 1 triệu ha, năng
suất 37 tạ/ha, sản lượng hơn 3,8 triệu tấn. Trong đó các vùng ngô chính của
Việt Nam là đồng bằng sông Hồng, Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Tây
Nguyên và Đông Nam bộ. Các tỉnh có diện tích ngô lớn là Hà Giang, 43,3
nghìn ha, Sơn La 82,4 nghìn ha, Nghệ An 67,1 nghìn ha, Thanh Hóa 63,8

13


nghìn ha, Dăk lăk 112,7 nghìn ha và Đồng Nai 56,8 nghìn ha. Các tỉnh có
năng suất ngô cao: Thái Bình 51,4 tạ/ha, Đà Nẵng 75,8 tạ/ha. Các tỉnh có tổng
sản lượng trên 100 nghìn tấn là Đồng Nai 284,7 nghìn tấn, Dăk lăk 514,9
nghìn tấn, Thanh Hóa 233 nghìn tấn, Sơn La 270,4 nghìn tấn, Nghệ An 230,4
nghìn tấn, Gia Lai 187,6 nghìn tấn,…(Ngô Hữu Tình, 2009)[6].
Trong thời kỳ này chúng ta cũng chứng kiến 2 giai đoạn chuyển giao
tiến bộ kỹ thuật về giống: Từ giống địa phương sang giống thụ phấn tự do cải
tiến; Từ giống thụ phấn tự do sang giống lai. Nếu như trước năm 1980 chủ
yếu chúng ta sử dụng các giống ngô địa phương, như ở miền Bắc có Gié Bắc
Ninh, xiêm trắng, lừ Phú thọ…, ở miền Nam có giống nếp, nù, một số giống
hỗn hợp từ thời chế độ cũ…thì sau đó cho đến khoảng những năm 1990 đã sử
dụng chủ yếu các giống thụ phấn tự do cải tiến năng suất cao. Ở miền Bắc có

VM1, MSB49, TSB2, Q2, …Ở miền Nam có HL31, HL36, TSB1…Từ năm
1991 đến nay là thời kỳ phát triển của các giống lai. Nếu như năm 1991 cả
nước trồng khoảng 500ha ngô bằng hạt lai thì ngày nay ngô lai đã trở thành
giống phổ biến ở tất cả các vùng, chiếm khoảng 900.000ha, bằng 90% diện
tích ngô cả nước, các tỉnh có diện tích ngô lai sản xuất lớn như An Giang, Trà
Vinh, Đồng Nai, Sơn La, …
Những năm gần đây, việc nghiên cứu chọn ra những dòng đơn bội kép
(Double haploid), bằng nuôi cấy invitro đã giúp cho công việc chọn tạo dòng
thuần một cách nhanh chóng, tiết kiệm được hơn nửa thời gian so với việc
tạo dòng bằng các phương pháp thông thường. Tạo dòng thuần bằng phương
pháp invitro có thể dựa vào kỹ thuật nuôi cấy một trong ba bộ phận sinh sản
của ngô là bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh. Gần đây, người
ta đã nghiên cứu thành công phương pháp mới tạo dòng thuần bằng dùng
dòng kích tạo đơn bội. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đơn bội ngô đã bắt đầu
tại Viện Di Truyền Nông nghiệp Việt Nam từ năm 1995. Viện đã xây dựng

14


hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy bao phấn ngô để tạo dòng đồng hợp tử phục vụ
cho công tác chọn tạo giống ngô.
Hiện nay để phát triển diện tích ở các vùng miền và tăng năng suất cho
cây ngô, các nhà nghiên cứu cũng đã áp dụng công nghệ sinh học trong chọn
tạo giống ngô. Tác giả Phan Xuân Hào cho biết: “Bằng công nghệ truyền
thống kết hợp với công nghệ hiện đại, chúng tôi đã tạo được hơn 200 dòng
sản phẩm. Những năm tới các giống này sẽ được đưa và sản xuất. Đặc điểm
quý của giống mới không chỉ là chất lượng protein cao mà năng suất rất cao,
khả năng chống chịu sâu bệnh và hạn tốt”. Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng
suất, sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận
trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác. Chỉ tính riêng năm 2008,

diện tích trồng ngô của cả nước (trong đó 90% diện tích là ngô lai) đạt
1.126.000 ha, tổng sản lượng lên tới trên 4.531.200 tấn. Các giống ngô lai của
Việt Nam bước đầu cũng đã xuất bán sang Lào, Cam-pu-chia, Quảng Tây
(Trung Quốc).
Theo Phạm Văn Cường, Vương Quỳnh Đông tiến hành nghiên cứu
đánh giá ưu thế lai (ƯTL) về các đặc tính quang hợp và nông học ở giai đoạn
sinh trưởng dinh dưỡng (7 - 9 lá), giai đoạn trỗ và chín sữa của 3 tổ hợp ngô
lai (THL) F1 và dòng bố mẹ. Thời gian sinh trưởng của tất cả các THL đều
ngắn hơn so với dòng bố mẹ. Tất cả các THL đều cho ƯTL dương về chỉ số
diện tích lá (LAI) và khối lượng chất khô tích luỹ ở cả 3 giai đoạn sinh
trưởng. Năng suất hạt có tương quan thuận với cả cường độ quang hợp ở giai
đoạn trỗ. Tất cả các THL đều cho ƯTL dương vượt dòng bố hoặc mẹ tốt nhất
về năng suất hạt (Hb = 174% - 267%) và vượt trung bình bố mẹ (Ht = 327% 405%). ƯTL về năng suất hạt chủ yếu doUTL về số hạt/hàng. [30]
Có thể thấy những chuyển biến rõ rệt về năng suất và sản lượng ngô
của Việt Nam trong vòng 20 năm qua. Bộ giống tốt đã được đưa vào đem lại
năng suất cao, nâng cao hiệu quả kinh tế cho người dân trồng ngô. Tuy nhiên

15


vấn đề đặt ra hiện nay là việc áp dụng các công nghệ và tiến bộ khoa học kỹ
thuật mới nhằm nâng cao năng suất ngô hơn nữa và tạo ra các giống ngô chất
lượng cao, phù hợp với điều kiện sinh thái của Việt Nam, có giá trị hàng hóa
cao nhằm theo kịp các nước trong khu vực và trên thế giới.
2.2.3. Ngô nếp, những nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất ngô
2.2.3.1. Ngô nếp, nguồn gốc, phân loại và đặc tính
Ngô nếp (Zeamays L.subsp. Ceratina Kulesh), là một trong những loài
phụ chính của loài Zeamays 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 lớp sáp. Do vậy, ngô nếp

còn có tên gọi khác là ngô sáp (Tomob, 1984) [39]. Ngô nếp là dạng ngô tẻ do
biến đổi tinh bột mà thành. Tinh bột của ngô nếp chứa gần như 100%
amylopectin, trong khi ngô thường chỉ chứa 75% amylopectin và 25%
amyloza. Amylopectin là dạng của tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân
nhánh dựa trên liên kết α.1-4 và α.1-6, ngược lại amyloza có cấu trúc phân tử
gluco không phân nhánh trọng lượng phân tử của chúng từ 1 đến 3 triệu. Khi
cho tinh bột ngô nếp vào dung dịch KI thì nó chuyển thành màu cà phê đỏ,
trong khi tinh bột của ngô thường thì chuyển thành màu xanh tím. Đặc tính
của ngô nếp được quy định bởi đơn gen lặn đó là gen wx. Gen wx là gen lấn
át gen khác để tạo tinh bột dạng nhỏ (Peter Thompson, 2005) [41]. Theo
Fergason, 1994 ; Garwood và Creech, 1972 ; Hallauer, 1994 [42], [43], [44],
thì gen wx nằm ở locus 5S-56 có biểu hiện của gen opaque, do vậy hạt ngô
nếp cũng giàu lisine, triptophan và protein.
Có giả thuyết cho rằng, ngô nếp có nguồn gốc ở Đông Nam Á mà
Trung Quốc, Miến Điện, Philippin là quê hương đầu tiên của nó. Nhưng sau
đó người ta thấy rằng đó là kết quả của một đột biến thông thường của các
giống ngô răng ngựa biểu hiện 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

16


vùng khác nhau của trái đất (Grebensc 1954, dẫn theo Nguyễn Thị Lâm,
1997) [7]. Theo James L. Brewbaker (Brewbaker, 1998) [45], quá trình chọn
lọc tự nhiên đã tạo ra những đột biến như Sugaryl (với phytoglycogen cao) ở
dãy núi Andes và ở đông bắc nước Mỹ, đột biến 2 là waxyl (tinh bột của hạt
có cấu tạo bởi amylopectin) ở châu Á với các giống được chọn lọc có vỏ
mềm. Những giống nếp lai và các giống nếp thường, với đặc điểm dẻo, thơm
ngon rất thông dụng ở châu Á như : Hàn Quốc, Philippin, Thái Lan, Trung
Quốc, Việt Nam và nhiều quốc gia khác (US. Grains Council, 2001) [46].

2.2.4. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô nếp trên thế giới và ở Việt
Nam
2.2.4.1. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo ngô nếp trên thế giới
Những năm gần đây khi đời sống của người dân được nâng cao thì các
sản phẩm ngô nếp được sử dụng ngày càng đa dạng. Ngô nếp không chỉ để sử
dụng làm lương thực ăn tươi như trước kia mà chế biến thành các sản phẩm
ngày càng được người dân ưa chuộng như ngô chiên, snack ngô, súp ngô, chế
biến tinh bột ngô,… Ở Mỹ và các nước phát triển, phần lớn sản lượng ngô
nếp được sử dụng để chế biến tinh bột ngô, sản phẩm được sử dụng để chế
biến thực phẩm, sữa ngô, keo dán, chất hồ dính, công nghiệp dệt, công nghiệp
giấy, chế biến siro v.v… Do đó, tại Mỹ ngô nếp ưu thế lai được trồng khoảng
700.000 mẫu anh (0.4ha/mẫu). Các nước phát triển ngô nếp như Trung Quốc,
Mỹ, Nhật… là các nước hàng năm đều cho ra những giống ngô nếp mới có
năng suất cao và chất lượng tốt, các giống này chủ yếu là các giống ngô nếp
ưu thế lai, có thể kể như giống ngô nếp lai đơn trắng JYE 101, giống ngô nếp
lai đơn tím jingkenou 218, giống nếp tím trắng Jingtianzihuanuo và giống nếp
trắng lai đơn Yahejin 2006 (Báo cáo tại hội nghị ngô châu Á lần thứ 9, Bắc
Kinh 09/2005)[48].
Theo Tomob, để chọn giống ngô nếp người ta dùng vật liệu ban đầu từ
các giống ngô nếp địa phương của Trung Quốc, ngô nếp Cracnoda hoặc
17


nguồn ngô nếp đột biến tự nhiên hay đột biến nhân tạo như là donor. 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 tính nông học khác để tạo dòng nếp thuần. Còn tạo các
đồng đẳng ngô nếp từ nguồn ngô thường thì người ta cho lai ngô nếp và ngô
thường với nhau sau đó tiến hành lai lại và kiểm tra bằng phân tích hạt phấn
qua phản ứng với dung kịch KI. Bằng cách này người ta đã tạo ra khá nhiều
dòng và giống nếp lai mới, chúng được trồng cách ly với các loại ngô khác

(Tomob, 1984) [40].
Tại Mỹ, diện tích ngô nếp lai được trồng hàng năm khoảng 290.000ha,
trong đó chủ yếu là các giống ngô nếp vàng, còn lại phần nhỏ là các giống
ngô nếp trắng do thói quen sử dụng quen với các sản phẩm ngô nếp vàng. Tuy
nhiên việc nghiên cứu tạo ra các giống ngô nếp mới cũng gặp rất nhiều khó
khăn, cụ thể như thiếu các dạng ngô làm đối chứng, năng suất của các giống
ngô mới được tạo ra không cao được bằng so với các giống ngô tẻ. Theo
Thompson, năng suất của ngô có hàm lượng amyloza cao biến động tuỳ thuộc
vào đất trồng, nhưng trung bình cũng đạt từ 65 – 75% so với ngô tẻ thường
(Peter Thompson, 2005) [41]. Ngô nếp có thể cho năng suất thấp hơn ở điều
kiện thời tiết bất thuận. Theo thông báo của trường Đại học Illinois, gần đây
đã có một số giống nếp lai điển hình cho năng suất cao hơn những giống ngô
lai thông thường (College of Agriculture of Illinois, 2003) [46].
Ngô nếp được sử dụng làm lương thực và thức ăn chăn nuôi gia súc,
gia cầm. Khi nấu chín có độ dẻo, mùi vị thơm ngon. Nó có giá trị dinh dưỡng
cao, bởi tinh bột của nó có cấu trúc đặc biệt, dễ hấp thụ hơn so với tinh bột
của ngô tẻ. Có khá nhiều báo cáo về những kết quả đạt được trong chăn nuôi
cho cả động vật thường và động vật nhai lại (Fergason, 1994) [42]. Một số
thử nghiệm ở Mỹ đã chỉ ra rằng, bò đực non lớn nhanh hơn khi được nuôi
bằng ngô nếp (US.Grains Council) [47]. Một trong những nguyên nhân dẫn
đến hiệu quả trên là do trong ngô nếp có hàm lượng các axitamin không thay
18


thế như lyzin và triptophan cao (Grawood, 1972 ; Jemes L. Brewbaker, 1998)
[43], [44].
2.2.4.2. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo ngô nếp tại Việt Nam
Theo các nghiên cứu phân loại ngô địa phương ở Việt Nam từ những
năm 1960 cho thấy, ngô Việt Nam tập trung chủ yếu vào 2 loại phụ chính là
đá rắn và nếp (Ngô Hữu Tình, 1997) [8]. Ngô nếp được phân bố ở khắp các

vùng, miền trong cả nước, với nhiều dạng mày hạt khác nhau : Trắng, vàng,
tím, nâu, đỏ… Hiện nay ở Viện nghiên cứu Ngô, đã thu thập và lưu giữ 148
mẫu ngô nếp địa phương, trong đó có: 111 nguồn nếp trắng, 15 nguồn nếp
vàng và 22 nguồn nếp tím, nâu đỏ. Theo điều tra của Trung tâm Khảo kiểm
nghiệm giống cây trồng Trung ương trong 2 năm 2003 và 2004 thì diện tích
ngô nếp ở nước ta chiếm gần 10% diện tích trồng ngô (Phạm Đồng Quảng và
cs, 2005) [9]. Diện tích trồng ngô nếp không ngừng tăng nhanh trong thời
gian qua, đặc biệt là ở vùng đồng bằng ven đô thị. Nguyên nhân chính trước
hết do các giống ngô nếp đáp ứng được nhu cầu luân canh tăng vụ trong cơ
cấu nông nghiệp hiện nay, nhưng quan trọng hơn là do nhu cầu của xã hội
ngày một tăng đối với sản phẩm này.
Ở Việt Nam ngô nếp đem lại hiệu quả kinh tế cao do đó được ưu tiên
phát triển. Ngô nếp ở Việt Nam vừa có thể làm lương thực, làm quà do vậy
ngô nếp được ưu tiên trồng ở nhiều vùng sản xuất cùng với ngô ngọt và ngô
rau. Ở các vùng núi cao và vùng sâu, ngô nếp được người dân sử dụng làm
lương thực chính, dưới dạng xôi ngô hoặc dùng tươi dưới dạng nướng, luộc,
còn ở hầu hết các địa phương khác trong nước thì ngô nếp được xem như là
loại thực phẩm ăn quà và chế biến đơn giản. Các loại ngô nếp lại là cây trồng
có thể trồng gối vụ, rải vụ, hiệu quả cao. Do đó trong thời gian qua diện tích
ngô nếp không ngừng tăng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội đối với
sản phẩm này. Và ngô nếp hiện nay đã được đưa vào trồng tại tất cả các vùng
trồng ngô Việt Nam.
19


Nghiên cứu về ngô nếp ở Việt Nam còn chưa được chú trọng như ngô
tẻ. Công tác nghiên cứu chọn tạo các giống ngô nếp và đường đã được tiến
hành khá lâu nhưng chủ yếu là thu thập, bảo tồn các giống nếp địa phương và
chọn tạo giống thụ phấn tự do (Lê Quý Kha, 2009)[10]. Tuy nhiên những năm
gần đây ngô nếp cũng được chú ý và đạt được những thành tựu đáng kể.

Về thu thập và đánh giá nguồn gen ngô nếp. Các nhà nghiên cứu thuộc
trường Đại học Nông Nghiệp I đã thực hiện tại các tỉnh miền núi phía Bắc cụ
thể là một số vùng tại khu vực Điện Biên. Quá trình được thực hiện từ năm
2000 đến năm 2005 do Vũ Văn Liết và cộng sự tiến hành. Kết quả thu được
20 giống ngô trong đó có 13 mãu giống ngô nếp. Năm 2004, Bộ môn Cây
lương thực khoa Nông học của trường cũng đã thu thập được 10 mẫu giống
ngô nếp tại Sơn La và 20 mẫu giống ngô nếp tại nước Cộng hòa dân chủ nhân
dân Lào. Kết quả của hai đợt khảo sát cho thấy nguồn gen (giống) cây ngô tại
các vùng miền núi huyện Điện Biên nói riêng, vùng miền núi phía Bắc và
miền Trung Việt Nam còn nhiều đa dạng, phong phú. Trên cơ sở thu thập
nguồn gen đó hiện nay Nguyễn Thế Hùng cùng cộng sự đã tiến hành phân
loại, đánh giá và tạo ra các dòng ngô nếp tự phối đời cao phục vụ cho công
tác chọn tạo giống ngô nếp.
Theo các tác giả Lưu Cao Sơn, Nguyễn Thị Lưu và Lê Quý Kha về
đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của 26 dòng ngô có
nguồn gốc địa lý khác nhau tại phía Bắc (2008 – Viện Nghiên cứu Ngô) thì 7
dòng có nguồn gốc cận nhiệt đới (nhóm 1) gồm DQ.3 MSTo.919, 30Y.87,
30K.95, 30N.34, 30Y.87 và T8NN được chọn tạo tại Việt Nam có khả năng
sinh tưởng, chống chịu tương đương đối chứng DF5 (dòng mẹ của giống ngô
lai LVN4). Những dòng này vừa có năng suất cao và có giá trị KNKH chung
khá cao, có thể tham gia vào một số THL có triển vọng. Đã phát hiện được 2
tổ

hợp

lai T8NN/CMYT.18’ (dòng cận

nhiệt

đới/nhiệt

30Y.87/MSTo.919 (dòng nhiệt đới/nhiệt đới) cho năng suất cao. [27]
20

đới)

và


Kết quả chọn tạo và sử dụng ngô nếp trong những năm qua cũng đạt
được những thành công nhất định trong việc tạo dòng, lai tạo thử nghiệm các
giống ngô nếp lai. Kết quả này được thực hiện chủ yếu tại các trường Đại học,
các Viện nghiên cứu. Cụ thể giai đoạn 2003 – 2005 nhóm nghiên cứu thuộc
trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã lai thử khả năng kết hợp của 50 tổ
hợp lai, kết quả đã chọn được các tổ hợp ngô nếp lai ưu tú: N8 x N11; N4 x
N8; N11 x N14 và N2 x N12. Các tổ hợp lai có các đặc điểm tốt như: Thời
gian sinh trưởng ngắn, từ khi gieo đến khi thu bắp luộc khoảng 75 – 80 ngày,
từ gieo đến chín sinh lý khoảng 95 – 105 ngày. Các tổ hợp ngô nếp lai có hạt
màu trắng, dẻo, thơm, năng suất hạt đạt khoảng 40 – 45 tạ/ha (Nguyễn Thế
Hùng, 2006)[11].
Tại Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo ra được các tổ hợp ngô nếp lai đơn
từ các nguồn nếp Trung Quốc, Thái Lan... kết hợp với các dòng VN2, nếp
vàng Pleiku, Vàng Hoà Bình, Vàng - trắng miền Bắc... Các tổ hợp được tạo ra
đều có năng suất trung bình 50 – 55 tạ/ha. Trên cơ sở đó phát triển tạo ra
nhiều giống ngô thương mại có chất lượng cao (Phan Xuân Hào, 2006)[12].
Từ các giống ngô nếp trắng ngắn ngày, năng suất khá, chất lượng tốt,
có nguồn gốc khác nhau : Nếp Tây Ninh, Nếp Quảng Nam – Đà Nẵng, nếp
Thanh Sơn, Phú Thọ và nếp S-2 từ Philippin, Phan Xuân Hào và cộng sự đã
chọn tạo thành công giống ngô nếp trắng VN2 và được công nhận giống quốc
gia năm 1997. Đây là giống nếp trắng ngắn ngày, có thời gian sinh trưởng vụ

Xuân 100 - 105 ngày, vụ Hè 80 - 85 ngày. Năng suất bình quân 30 tạ/ha, thâm
canh tốt có thể đạt 40tạ/ha. Ngô nếp VN2 cũng là giống có chất lượng dinh
dưỡng cao (Phan xuân Hào và cs, 1997) [13]. VN2 là một trong những giống
có khả năng thích ứng rộng, trồng được nhiều vùng trong cả nước (Phạm
Đồng Quảng và cs, 2000 – 2003) [14].
Phạm Thị Rịnh và cộng sự (Phạm Thị Rịnh và cs, 2004) [15] ở Phòng
nghiên cứu Ngô Viện KHKTNN miền Nam đã tạo được giống ngô nếp dạng

21


nù TPTD cải tiến N-1 từ 2 quần thể ngô nếp nù địa phương ở Đồng Nai và An
Giang, bằng phương pháp chọn lọc bắp trên hàng cải tiến. N-1 đã được công
nhận giống quốc gia năm 2004. Đây là giống ngô nếp ngắn ngày, ở phía Nam từ
gieo đến thu bắp tươi là 60 đến 65 ngày còn thu hạt khô là 83 - 85 ngày. N-1 có
tiềm năng năng suất khá cao 40 – 50 tạ hạt khô/ha. Cùng với giống N-1, hiện nay
các giống nếp dạng nù đang được trồng phổ biến không chỉ ở các tỉnh phía Nam
mà cả ở các tỉnh phía Bắc (Phạm Đồng Quảng và cs, 2005) [16].
Kết quả chọn tạo giống ngô nếp của Việt Nam trong thời gian qua cho
thấy nhiều kết quả, điển hình một số giống:
Giống ngô nếp dạng nù N-1 là giống bắp ăn tươi, do Phòng Nghiên cứu
ngô (Viện KHKT nông nghiệp miền Nam) chọn tạo qua nhiều chu kỳ, năng
suất từ 8-10 tấn/ha, có thể trồng vào mùa mưa và vụ đông xuân. Nếp nù - N1
được công nhận chính thức năm 2004. Nếp N1 có chiều cao cây khoảng
160-200 cm, cao đóng bắp 80-100 cm, năng suất hạt khô đạt 40-50 tạ/ha,
năng suất bắp tươi khoảng 60-120 tạ/ha.
MX4 là giống ngô lai không quy ước, được tạo ra từ tổ hợp lai SNC07
x SN1, trong đó SNC07 và SN1 là các giống nếp thụ phấn tự do đã được chọn
lọc thuộc Công ty Giống cây trồng Miền nam Giống MX4 bắt đầu khảo
nghiệm quốc gia vụ Đông 2000. Giống ngô nếp lai MX2 do nhóm kỹ sư chọn

lọc giữa 2 giống ngô nếp địa phương. MX2 được công nhận là giống quốc gia
năm 2005. Đặc điểm chung của các giống này là thời gian thu hoạch hạt khô
80 - 85 ngày, thu trái ăn tươi 62 - 64 ngày sau gieo. Sinh trưởng khoẻ, chiều
cao cây 186 cm, chiều cao đóng bắp 88 cm, chiều dài bắp 14,7 cm, đường
kính bắp 4,2 cm, 12 - 14 hàng hạt, tỷ lệ hạt/bắp 74,1%. Chất lượng luộc ăn
tươi bắp có vị thơm và dẻo. Năng suất hạt khô trung bình từ 3,5 – 4,5 tấn/ha.
Năng suất bắp tươi lột vỏ 7,7 tấn trái tươi/ha, bị nhiễm bệnh đốm vằn và gỉ sắt
nhẹ, ít đổ ngã, thích nghi rộng, chịu rét khá, chịu hạn tốt.

22


Có thể nhận thấy xu hướng trong chọn giống ngô ở Việt Nam là mở
rộng phạm vi chọn giống, tập trung vào chọn tạo ở một số chủng loại giống
ngô thực phẩm như ngô đường, ngô nếp, ngô rau.
Ở nước ta, đến nay cuộc cách mạng về giống ngô lai do Viện Nghiên
cứu ngô (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) khởi xướng đã mang lại
hiệu quả to lớn cho sản xuất, tăng thu nhập cho người nông dân chuyên canh
ngô. Hiện các giống ngô lai Việt Nam chiếm từ 58-60% thị phần trong nước,
số còn lại là của các công ty liên doanh với nước ngoài. Giống ngô lai do Viện
tạo ra chiếm tới 90% lượng giống lai của Việt Nam. Các giống ngô này có
năng suất và chất lượng tương đương các giống ngô của các công ty liên
doanh với nước ngoài nhưng giá bán chỉ bằng 65-70, người trồng ngô chủ
động được hạt giống cho sản xuất, không lệ thuộc vào giống nhập khẩu của
nước ngoài như những năm trước. Chỉ tính riêng năm 2008, diện tích trồng
ngô của cả nước (trong đó 90% diện tích là ngô lai) đạt 1.126.000 ha, tổng sản
lượng lên tới trên 4.531.200 tấn. Các giống ngô lai của Việt Nam bước đầu
cũng đã xuất bán sang Lào, Campuchia, Quảng Tây (Trung Quốc).
2.3. Cơ sở khoa học của đề tài
Theo phương pháp chuẩn (standard Method), chọn tạo giống ngô lai

quy ước gồm 3 bước cơ bản sau đây: Phát triển dòng thuần; thử khả năng kết
hợp bằng lai đỉnh và lai luân giao; kết hợp các dòng thuần ưu tú trong con lai
ưu thế cao.

23


2.3.1. Dòng thuần và ưu thế lai
2.3.1.1. Dòng thuần và phương pháp tạo dòng thuần
Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt tới
độ đồng đều và ổn định cao ở nhiều tính trạng như: chiều cao cây, chiều cao
đóng bắp, năng suất và màu hạt. Dòng thuần là dòng có kiểu gen đồng hợp tử
ở nhiều đặc trưng di truyền.
Phát triển dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ cho các giống
ngô lai thương mại năng suất cao, ổn định là mục tiêu cơ bản của chương
trình cải tạo cây ngô. Tỷ lệ dòng thuần tạo ra được sử dụng trong giống lai
cho sản xuất là rất nhỏ. Vì vậy công tác tạo dòng là công việc thường xuyên
của nhà chọn giống (Ngô Hữu Tình, 2009)[6]. Ngô là cây giao phấn điển
hình, mang kiểu gen dị hợp, ở kiểu gen dị hợp tử cây ngô đã biểu hiện ưu thế
lai. Muốn có ưu thế lai cao hơn nữa phải tạo dòng thuần có kiểu gen đồng hợp
tử để tạo con lai mang kiểu gen dị hợp.
Có nhiều phương pháp tạo dòng thuần:
Tự thụ phấn cưỡng bức (selfing): Shull (1909, 1910) đã đưa ra việc tự
phối để tạo dòng thuần và từ đó tự phối là phương pháp chuẩn được các nhà
chọn giống ngô sử dụng. Đây là phương pháp sử dụng nguồn dị hợp tử ban đầu
do tự phối mà tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử tăng lên và kiểu gen dị hợp tử giảm đi.
Ta có thể tính tỉ lệ cây đồng hợp tử ở các đời tự phối theo công thức:
X = 1+(2m – 1)n
X: Số cá thể mang gen quy định (Tổng số cá thể).
m: Đời tự phối.

n: Số gen quy định tính trạng.
Ngô là cây giao phấn, vì vậy cá thể là dị hợp tử và quần thể là dị gen,
do vậy nếu tiến hành chọn lọc cá thể thông qua kiểu hình từ một nguồn vật

24


liệu nào đó, ta không thể tìm được kiểu gen mong muốn. Để tạo cho vật liệu
phân ly giúp cho quá trình chọn lọc được dễ dàng và chuẩn xác, ta phải tiến
hành đồng huyết hóa mà tụ thụ phấn là dạng đồng huyêt hóa mạnh nhất (Ngô
Hữu Tình, 2009)[6].
Thụ phấn chị em (Fullsib): Thay vì thụ phấn cưỡng bức bằng phấn
hoa của chính nó thì người ta cho thụ giữa các cây cùng mẹ có quan hệ “chị em”, đây chính là các phương pháp tạo dòng bố mẹ Fullsib (đồng máu),
Halfsib (nửa máu), hoặc Sib hỗn dòng (Nguyễn Văn Hiển, 2000)17. Hướng
tạo này thường được gọi là tạo “dòng rộng”, phương pháp này tạo ra những
dòng có sức sống và năng suất tốt hơn rút dòng qua tự phối. Tuy nhiên vì tự
phối đạt được độ đồng hợp tử nhanh hơn các dạng cận phối khác nên nó là
phương pháp được ưa chuộng hơn (Hallauer, 1990).
Tạo dòng thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn invitro: Để
khắc phục một phần nhược điểm của phương pháp tạo dòng truyền thống là
đòi hỏi thời gian quá dài (6 – 8 năm), các nhà nghiên cứu đã tạo ra những
dòng đơn bội kép (double haploid), thuần về mặt di truyền (homozygous
lines) bằng nuôi cấy invitro giúp cho việc tạo ra dòng nhanh chóng. Phương
pháp này sử dụng bao phấn, hạt phấn tách rời hoặc noãn chưa thụ tinh nuôi
cấy trong môi trường nhân tạo để tạo ra các thể đơn bội hoặc đơn bội kép.
Nhìn chung kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời, noãn chưa
thụ tinh phụ thuộc vào khả năng tạo ra các thể đơn bội và đơn bội kép, các thể
đơn bội và đơn bội kép lại phụ thuộc vào khả năng sinh sản đơn tính của các
nguồn vật liệu nghiên cứu.
Chon tạo dòng thuần bằng phương pháp “thuần hóa thích hợp”: Là

trong tiến trình làm thuần cố gắng kết hợp được các gen điều khiển tính trạng
ở các locus khác nhau và tích lũy được các alen quản lý tính trạng trong locus.
Theo lý thuyêt cả di truyền số lượng, bằng phương pháp này ta có thể nâng
cao tần suất của gen quan tâm và như vậy với một giá trị trung bình nào đó
của gen, khi tần suất được tăng lên, thì tác động của nó được tăng lên.
25