đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp tím bằng phương pháp lai đỉnh năm 2015 tại gia lâm – hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ NHUNG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG
NGÔ NẾP TÍM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAI ĐỈNH
NĂM 2015 TẠI GIA LÂM – HÀ NỘI
Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

60.62.01.10

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS. Vũ Văn Liết

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


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 văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Nhung

i

năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết
ơn sâu sắc GS.TS Vũ Văn Liết đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và
tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
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, Khoa Nông học - 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 văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện nghiên cứu và
phát triển cây trồng đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành
luận văn./.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Nhung

ii

năm 2016


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục các từ viết tắt .................................................................................................. vi
Danh mục bảng ............................................................................................................... vii
Danh mục hình ............................................................................................................... viii
Danh mục hình ............................................................................................................... viii
trích yếu luận văn ............................................................................................................. ix
thesis abstract .................................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1

1.2.

Mục đích, phạm vi, ý nghĩa thực khoa học và thực tiễn nghiên cứu ................. 2

1.2.1.

Mục đích ............................................................................................................. 2

1.2.2.

Phạm vi ............................................................................................................... 2

1.2.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tế ............................................................................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3
2.1.

Tình hình sản xuất ngô ....................................................................................... 3

2.1.1.

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ................................................................... 3

2.1.2.

Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam .................................................................. 4

2.2.

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô .......................................................................... 6

2.2.1.

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới ..................................................... 6

2.2.2.

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô tại Việt Nam .................................................... 7

2.3.

Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp và ngô Nếp Tím .......................................... 9

2.4.

Nghiên cứu cải thiện chất lượng của ngô nếp .................................................. 11

2.4.1.

Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng gen ngô đường .......................................... 11

2.4.2.

Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng cách tăng hàm lượng protein .................... 12

2.4.3.

Cải thiện tính trạng vỏ mỏng để nâng cao chất lượng ngô nếp ........................ 12

2.4.4.

Màu sắc hạt ảnh hưởng đến chất lượng của ngô nếp ........................................ 13

2.5.

Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 14

2.5.1.

Ưu thế lai và phương pháp tạo ưu thế lai ......................................................... 14

2.5.2.

Khả năng kết hợp và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp ........................ 17
iii


Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 21
3.1.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu..................................................................... 21

3.1.1.

Địa điểm nghiên cứu......................................................................................... 21

3.1.2.

Thời gian nghiên cứu: Được tiến hành trong hai vụ. ........................................ 21

3.2.

Vật liệu nghiên cứu........................................................................................... 21

3.3.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 22

3.3.1.

Khảo sát các dòng tự phối ngô nếp tím vụ Xuân 2015 ..................................... 22

3.3.2.

Đánh giá các tổ hợp lai thu được vụ Thu Đông năm 2015 ............................... 22

3.4.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 22

3.5.

Kỹ thuật canh tác và quản lý đồng ruộng ......................................................... 26

3.5.1.

Làm đất ............................................................................................................. 26

3.5.2.

Bón phân. .......................................................................................................... 27

3.5.3.

Chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh ...................................................................... 27

3.6.

Phân tích kết quả thí nghiệm ............................................................................ 27

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................................... 29
4.1.

Kết quả khảo sát các dòng ngô thí nghiệm ....................................................... 29

4.1.1.

Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các dòng ngô.............................. 29

4.1.2.

Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nếp trong vụ Xuân
năm 2015 .......................................................................................................... 32

4.1.3.

Động thái ra lá của các dòng ngô nếp trong vụ xuân năm 2015....................... 33

4.1.4.

Một số đặc trưng về hình thái cây của các dòng ngô trong vụ xuân năm
2015 .................................................................................................................. 34

4.1.5.

Mức độ chống chịu của các dòng trong vụ xuân năm 2015 ............................. 36

4.1.6.

Đặc điểm màu sắc cây của các dòng ngô trong vụ xuân năm 2015 ................. 37

4.1.7.

Một số chỉ tiêu chất lượng của các dòng trồng trong vụ Xuân năm 2015 ........ 38

4.1.8.

Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nếp trồng vụ
xuân năm 2015 tại Gia Lâm – Hà Nội .............................................................. 40

4.2.

Kết quả khảo sát các tổ hợp lai và xác định khả năng kết hợp của các
dòng ngô bằng phương pháp lai đỉnh (vụ thu đông năm 2015)........................ 43

4.2.1.

Động thái tăng trưởng chiều cao của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu
đông năm 2015 ................................................................................................. 43

4.2.2.

Động thái ra lá của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ đông năm 2015......................... 45

iv


4.2.3.

Một số đặc trưng về hình thái cây của các tổ hợp lai trong vụ thu đông
năm 2015 .......................................................................................................... 47

4.2.4.

Thời gian phát triển của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm 2015........... 48

4.2.5.

Đặc điểm màu sắc hình thái của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm
2015 .................................................................................................................. 49

4.2.6.

Chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm 2015 ..... 52

4.2.7.

Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm
2015 .................................................................................................................. 54

4.2.8.

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ngô nếp
tím năm 2015 .................................................................................................... 57

4.2.9.

Kết quả xác định về khả năng kết hợp trên một số tính trạng năng suất
của các tổ hợp lai .............................................................................................. 60

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 66
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 66

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 66

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 68
Phụ lục .......................................................................................................................... 73

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiễng Việt

CCC

Chiều cao cây

CĐB

Cao đóng bắp

CIMMYT

Trung tâm cải lương giống ngô và lúa mì quốc tế

CV%

Hệ số biến động

DĐC

Chiều dài đuôi chuột

ĐKB

Chiều dài bắp

FAO

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

GCA

Khả năng kết hợp chung

H/H

Số hạt trên hàng

HH/B

Số hàng hạt trên bắp

KNKH

Khả năng kết hợp

NSBT

Năng suất bắp tươi

NSTT

Năng suất thực thu

P1000

Khối lượng 1000 hạt

SBHH/C

Số bắp hữu hiệu/cây

SCA

Khả năng kết hợp riêng

TC – PR

Trỗ cờ, và phun râu

TGST

Thời gian sinh trưởng

THL

Tổ hợp lai

ƯTL

Ưu thế Lai

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới 2010-2013 .......................... 3
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô tại Việt Nam 2010-2013 ......................... 5
Bảng 3.1. Danh sách các dòng ngô nếp tự phối đời S3 – S8 .......................................... 21
Bảng 3.2. Bảng ký hiệu các tổ hợp ngô nếp lai (Vụ thu đông năm 2015) ...................... 24
Bảng 4.1. Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô (Vụ Xuân năm 2015 tại Gia
Lâm - Hà Nội) ............................................................................................... 30
Bảng 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nếp trong vụ
Xuân năm 2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ...................................................... 32
Bảng 4.3. Động thái ra lá của các dòng ngô nếp trong vụ xuân năm 2015 (tại Gia
Lâm – Hà Nội) .............................................................................................. 33

Bảng 4.4. Một số đặc trưng hình thái cây của các dòng ngô .......................................... 35
Bảng 4.5. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các dòng ngô nếp trong vụ xuân
năm 2015 (Tại Gia Lâm – Hà Nội) ............................................................... 36
Bảng 4.6. Đặc điểm màu sắc cây của các dòng ngô nếp trong vụ xuân năm 2015
(tại Gia Lâm – Hà Nội) ................................................................................. 37
Bảng 4.7. Các chỉ tiêu chất lượng của các dòng ngô nếp trong vụ xuân 2015 (tại
Gia Lâm – Hà Nội) ....................................................................................... 39
Bảng 4.8. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ngô nếp trong
trồng vụ xuân năm 2015 tại Gia Lâm – Hà Nội............................................ 40
Bảng 4.9. Động thái tăng trưởng chiều cao của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông
năm 2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ................................................................ 44
Bảng 4.10. Động thái ra lá của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm 2015 (tại
Gia Lâm – Hà Nội) ....................................................................................... 45
Bảng 4.11. Một số đặc trưng hình thái cây của các tổ hợp lai ngô ................................. 47
Bảng 4.12. Thời gian phát triển của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm 2015
(tại Gia Lâm – Hà Nội) ................................................................................. 48
Bảng 4.13. Đặc điểm màu sắc hình thái của tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông
năm 2015 (Tại Gia Lâm – Hà nội)................................................................ 50
Bảng 4.14. Chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông năm
2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ........................................................................ 52

vii


Bảng 4.15. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ thu đông
năm 2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ................................................................ 56
Bảng 4.16. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ngô nếp
tím vụ thu đông năm 2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ..................................... 58
Bảng 4.17. Khả năng kết hợp chung một số tính trạng của các dòng bố mẹ .................. 61
Bảng 4.18. Khả năng kết hợp riêng theo tính trạng năng suất thực thu.......................... 63

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Động thái ra lá của các tổ hợp ngô nếp tím trồng tại vụ thu đông năm
2015 (tại Gia Lâm – Hà Nội) ........................................................................ 46
Hình 4.2. Khả năng kết hợp chung của dòng bố ........................................................... 61
Hình 4.3. Khả năng kết hợp chung của dòng mẹ .......................................................... 62

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Nguyễn Thị Nhung
Tên luận văn: “Đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp tím bằng
phương pháp lai đỉnh năm 2015 tại Gia Lâm, Hà Nội”.
Ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 60.62.01.10

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu:
Đánh giá dòng, tổ hợp lai nhằm xác định dòng có khả năng kết hợp và tổ hợp lai
ưu tú phục vụ cho chương trình chọn giống ngô nếp tím ưu thế lai cho sản xuất ngô ở
miền Bắc nước ta.
Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu đánh giá dòng tự phối ngô nếp tím về đặc điểm sinh
trưởng, phát triển, một số đặc điểm nông sinh học, chống chịu, chất lượng và hàm
lượng anthocyanin trong thí nghiệm đồng ruộng và phân tích trong phòng. Thông qua
đánh giá chọn 10 dòng ưu tú để đưa vào lai đỉnh với 2 dòng thử để đánh giá khả năng
kết hợp chung.
Kết quả chính và kết luận:

Đánh giá các tổ hợp lai đỉnh trong thí nghiệm đồng ruộng đã xác định 2 dòng tự
phối và phân tích khả năng kết hợp đã xác định 2 dòng có KNKH chung cao là NT6 và
D601, một THL triển vọng là THL11. Các dòng và tổ hợp lai này có thể sử dụng trong
chương trình phát triển giống ngô nếp tím lai.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Nguyen Thi Nhung
Thesis title: “General Combining abilty evaluation of the waxy purple corn inbred lines
by topcross in 2015 in Gia Lam, Hanoi”.
Major: Crop Science

Code: 60.62.01.10

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives:
Evaluating line and the hybrid combination identifies potentially combined lines and the
excellent hybrid combination to use for the programs of sticky purple maize heterosis
selection for maize production in the south of our country.
Materials and methods:
Methods applied field experiment to evaluate 12 lines of the waxy purple inbred lines
on the growth, development, tolerance, quality, anthocyanin content and agronomical
chracteristics. Topcrossing between 10 inbred lines with two testers to produced 20
hybrids for evaluated next season. Results was selected 18 hybrids from 20 hybrids have
good quality as taste, tenderness, flovor and high anthocyaning content. Simulteneously,
these lines also have fresh yield higher than check variety.
Main findings and conclusions:
This study was indentified two of the elite lines with high GCA are NT6 and D601, one

promisinh hybrid is THL11 can used for purple waxy hybrid breeding programme.

x


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nguồn gốc của ngô nếp, nhà thực vật học Collins (1909) trồng một dạng
mới của ngô thu thập từ Trung Quốc và báo cáo mô tả ngô nếp đầu tiên. Báo cáo
ghi rõ dạng ngô có nhiều nội nhũ sáp hơn các giống ngô khác. Sau đó ngô nếp
được phát hiện ở các vùng khác của Châu Á (Collins 1920; Kuleshov 1954) mặc
dù còn một số tác giả có quan điểm khác, nhưng cơ bản đều thống nhất rằng ngô
nếp có nguồn gốc từ Trung Quốc.
Ngô nếp là một Lương thực phổ biến ở các nước châu Á, bởi vì những đặc
điểm chủ yếu của nó về chất lượng ăn uống, dạng bắp, màu sắc hạt. Do vậy đã có
rất nhiều báo cáo 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 và được cho
là chất kháng oxy hóa và tiềm năng hoạt động 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).
Mục tiêu của các nhà tạo giống ngô luôn là nâng cao năng suất, nhưng
khía cạnh cải tiến chất lượng cuộc sống thông qua tăng lượng thành phần hoạt
chất sinh học, đặc biệt là chất anthocyanins trong Lương thực thực phẩm có hàm
lượng cao. Thực tế, có lợi gấp đôi, nếu ngô có hàm lượng anthocyanin cao ở cả
lõi và hạt ngô. Yang and Zhai (2010) đã báo cáo lõi ngô tím có hàm lượng
anthocyanin mạch nhánh cao hơn trong hạt. Điều này là một hướng tiềm năng
cho các nhà tạo giống ngô có hàm lượng anthocyanin cao. Lựa chọn chiến lược
tạo giống hiệu quả nhất cho mục tiêu này, cần thiết phải đánh giá di truyền và hệ
số di truyền của biến dị và thành phần phương sai (Ford, 2011).

Nhận biết nguồn gen ngô nếp (Zea mays L. var. ceratina) có biến dị cao
thành phần anthocyanins, phenolic và chất kháng oxy hóa antioxidant là giai
đoạn quan trọng trong chọn giống ngô nếp cải tiến thành phần hóa sinh có lợi cho
sức khỏe con người. Có cùng đặc điểm với dòng bắp nếp dẻo, thơm, ngọt, bắp
tím có thành phần và giá trị dinh dưỡng cao: chứa nhiều beta caroten, vitamin A,
sinh tố B (thiamin, riboflavin, niacin), C, hợp chất phenolic và nhiều khoáng vi
lượng như Ca, P, Fe, Na, K, protein, chất xơ, dầu, đường. Bên cạnh đó, màu tím
hạt bắp được quy định bởi sắc tố anthocyanin rất có ích cho sức khỏe. Đã có rất
nhiều báo cáo màu sẫm ở ngô có hàm lượng các chất hoạt tính sinh học và chất
1


kháng oxy hóa có lợi cho sức khỏe con người. Chất kháng oxy hóa anthocyanins
đặc biệt rất giàu ở ngô có màu sẫm. Chất anthocyanin có lợi cho sức khỏe là
thuộc tính kháng oxy cao của chúng và có tiềm năng hoạt động kháng ung thư,
ngăn chặn bệnh tim mạch, chống béo phì, bệnh tiểu đường và khả năng kháng
viêm nhiễm (Jones, 2005; He and Giusti, 2010).
Chọn tạo giống ngô nếp tím đã được thực hiện ở nhiều nước châu Á như
Thái Lan, Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản. Các nhà tạo giống Việt Nam đã
nghiên cứu chọn tạo giống ngô nếp thành công và cung cấp cho sản xuất, nhưng
nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp tím chưa có những nghiên cứu đầy đủ, các
giống ngô nếp tím hiện nay trong sản xuất chủ yếu là giống địa phương và nhập
nội. Do vậy chọn tạo giống ngô nếp tím là một yêu cầu cấp thiết hiện nay của
thực tế sản xuất. Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá
khả năng kết hợp của một số dòng ngô nếp tím bằng phương pháp lai đỉnh
năm 2015 tại Gia Lâm – Hà Nội”.
1.2. MỤC ĐÍCH, PHẠM VI, Ý NGHĨA THỰC KHOA HỌC VÀ THỰC
TIỄN NGHIÊN CỨU
1.2.1. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá dòng, tổ hợp lai nhằm xác định dòng có khả năng kết hợp và tổ

hợp lai ưu tú phục vụ cho chương trình chọn giống ngô nếp tím ưu thế lai cho sản
xuất ngô ở miền Bắc nước ta.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Đánh giá các dòng ngô nếp tím về đặc điểm nông sinh học, chống chịu,
chất lượng, hàm lượng anthocyanin.
Lai thử khả năng kết hợp trong vụ Xuân 2015 giữa 10 dòng tự phối ngô
nếp tím và 2 dòng thử ngô nếp trắng.
Đánh giá các THL về đặc điểm nông sinh học, chống chịu, chất lượng và
hàm lượng anthocyanin, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất vụ Thu Đông
năm 2015.
1.2.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài nghiên cứu góp phần hiểu rõ về các dòng ngô nếp tím triển vọng
Duy trì, lựa chọn các giống ngô nếp tím tốt để đưa vào sản xuất phục vụ
nghiên cứu.
Thúc đẩy, giới thiệu ngô nếp tím vào hệ thống cây trồng của người nông dân.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ
2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô (Zea mays L. Ssp. Mays) được trồng 184,192 triệu ha (FAOSTAT,
2015). Ngô vừa là cây lương thực vừa là nguồn thức ăn quan trọng đối với chăn
nuôi cho nên diện tích ngô và sản lượng ngô trên thế giới tăng không ngừng qua
các năm, nhất là trong 40 năm trở lại đây, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng
về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chính. Vào năm 2006, năng suất
ngô trung bình thế giới đạt 4,81 (tấn/ha) và có xu hướng tăng lên 4,99 tăng gấp
1,03 lần, sản lượng từ 706,83 (triệu tấn) lên 790,11 tăng gấp 1,12 lần, diện tích từ
146,94 (triệu ha) lên 158,39 tăng gấp 1,1 lần. Tuy nhiên vào năm 2009, theo

FAO sản lượng đạt 820,20 (triệu tấn), giảm 10,41 (triệu tấn) so với năm 2008 mà
nguyên nhân chính là do diện tích giảm 3,94 triệu ha và năm 2012 sản lượng đạt
872,79 triệu tấn giảm 1,02 lần so với năm 2011 nguyên nhân là do biến đổi khí
hậu toàn cầu nên năng suất giảm và năm 2013 diện tích tăng lên 184,19 và sản
lượng đạt kỉ lục 1016,7 (FAOSTAT, 2015).
Bảng 2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới 2010-2013
Năm
2010
2011
2012
2013

Diện tích
(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

164,3
171,6
179,5
185,4

5,18
5,17
4,89
5,49

Sản lượng
(triệu tấn)
851,2

887,6
877,9
1.016,7

Nguồn: FAOSTAT, WORLD (2015)

Điều đó cho thấy nhu cầu tiêu thụ ngô ngày càng tăng và có xu hướng
tăng mạnh trong tương lai.
Năng suất ngô tăng nhanh trong những năm qua là thành quả của việc phát
hiện ưu thế lai trong chọn tạo giống cây trồng mà ngô là đối tượng thành công
điển hình trong số các cây trồng lương thực, đồng thời không ngừng cải thiện kỹ
thuật canh tác (Phan Xuân Hòa, 2008). Có thể nói việc chọn tạo ra các giống ngô
mới và những tiến bộ cao về kỹ thuật canh tác của nửa cuối thế kỷ trước đến nay
đã làm thay đổi căn bản ngành sản xuất ngô trên thế giới.
Những năm gần đây, nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm (Ngô đường,

3


ngô nếp, ngô rau) ngày càng tăng. Xuất khẩu hạt giống và các sản phẩm từ ngô
thực phẩm đã mang lại thu nhập khá cao cho người sản xuất. Theo thống kê của
FAO, năm 2006 các nước trên thế giới đã xuất khẩu 36,2 nghìn tấn ngô nếp,
khoảng 82,4 triệu USD (FAO, 2009).
Ngô nếp ngày một 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 bở mùi
vị, độ ngọt, mềm và dẻo của nó khi sử dụng bắp tươi. Thị trường xuất khẩu hạt
giống và ngô nếp đông lạnh ở Thái Lan đang có nhiều triển vọng, mở rộng cả
trong và ngoài nước(Lertrat and Thongnarin, 2008).
Hiện nay, trên toàn thế giới có 140 nước trồng ngô. Trong đó, Mĩ là nước có diện
tích trồng ngô lớn nhất thế giới là 35,478 triệu ha với năng suất là 99,695 tạ/ha,

sản lượng đạt 353,699 triệu tấn (2013) (theo FAOSTAT,2015). Đứng thứ hai là
Trung Quốc, sau đó là Ấn Độ. Diện tích ngô của Pháp gấp 4 lần Ấn Độ nhưng
phần lớn diện tích được trồng ở miền trung Illinois và Indiana, phía bắc Iowa,
phía nam Minnesota và Nebraska (U.S and Council, 2001). Hiện nay, diện tích
ngô nếp của Mỹ khoảng trên 500 nghìn ha và có thể tăng lên khoảng 700 nghìn
ha trong một vài năm tới (Nguyễn Thế Hùng, 2006). Diện tích này được trồng
nếp vàng, nhưng gần đây có một số diện tích nhỏ được trồng bằng nếp trắng. Các
nước Châu Á như Hàn Quốc, Philippines, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam,
Lào,… lại trồng phổ biến các giống nếp có đặc điểm dẻo, thơm, ngon (Lê Quý
Kha, 2009).
2.1.2. Tình hình sản xuất ngô tại 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 (Ngô Hữu Tình, 2009). Do có vài
trò quan trọng đối với kinh tế xã hội cộng với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa
nên ngô đã nhanh chóng được mở rộng trồng khắp các vùng miền cả nước từ
trung du đến đồng bằng, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ tống canh tác (Báo
Nông nghiệp Việt Nam, 2013).
Những năm trước đây do chưa được quan tâm, chú trọng phát triển nên
cây ngô chưa được phát huy hết tiềm năng của nó. Năng suất ngô của nước ta
trước đây rất thấp so với năng suất ngô của thế giới, do sử dụng các giống ngô
địa phương và áp dụng kỹ thuật canh tác lạc hậu, bên cạnh đó do truyền thống
sản xuất lúa nước lâu đời nên những năm trước đây cây ngô vẫn chưa được chú
4


trọng phát triển mãi cho đến năm 1973 mới có những chính sách phát triển ngô ở
Việt Nam (Trần Hồng Uy, 2001). Từ giữa những năm 1980 trở lại đây, nhờ hợp
tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa Mỳ Quốc Tế (CIMMYT), nhiều giống ngô
cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta như TPTD VM1, HSB1, TH2A, TSBI,
TSB2,… góp phần đưa năng suất của ngô lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm

1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô của nước ta có những bước tiến nhảy vọt là
từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng sử dụng rộng rãi
các giống ngô lai vào trong sản xuất, đồng thời áp dụng các kỹ thuật canh tác mới
nhằm phát huy hết tiềm năng năng suất của các giống mới. Nhờ việc sản xuất
giống dễ dàng, giá thành rẻ, con lai có năng suất cao và thích ứng rộng, trong đó
các giống ngô lai không quy ước đã được người nông dân nhanh chóng chấp
nhận và mở rộng diện tích. Năm 1991, diện tích trồng ngô lai chưa đến 1% trên
hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2004 diện tích trồng ngô của cả nước là hơn
990 nghìn ha năng suất đạt 34,9 tạ/ha và sản lượng là 3,454 triệu tấn (Tổng cục
thống kê, 2005), tỷ lệ trồng ngô lai là 84% (Phạm Đồng Quảng và cs, 2005;
Trung tâm khuyến nông quốc gia, 2005).
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô tại Việt Nam 2010-2013
Năm
2010
2011
2012
2013

Diện tích
(triệu ha)
1,13
1,12
1,11
1,17

Năng suất
(tấn/ha)
4,09
4,31
4,30

4,43

Sản lượng
(triệu tấn)
4,61
4,84
4,80
5,19
Nguồn: FAOSTAT (2015)

Diện tích, năng suất, sản lượng trồng ngô tăng từ năm 2010 sản lượng đạt
4,61 (triệu tấn) thì đến năm 2013 đã tăng lên 5,19 (triệu tấn), năm 2014 sản lượng
đạt 5,19 (triệu tấn) đã cho thấy việc ứng dụng và chuyển giao áp dụng không
ngừng các tiến bộ kỹ thuật nhằm đem lại hiệu quả nhất trong nền sản xuất ngô
của nước ta hiện nay. Tuy nhiên diện tích, năng suất và sản lượng ngô của chúng
ta đều tăng nhanh nhưng so với bình quân chung của thế giới năng suất ngô nước
ta còn rất thấp, nhu cầu sử dụng ngô của Việt Nam ngày càng lớn. Điều này đặt
ra nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết cho các cơ quan nghiên cứu và chọn tạo
giống là tạo ra các giống ngô có năng suất cao, chống chịu tốt đồng thời đáp ứng
cả yêu cầu về chất lượng.

5


2.2. NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ
2.2.1. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới
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). 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). Một trong những nguyên nhân dẫn đến hiệu quả trên là do trong ngô
nếp có hàm lượng các axitamin không thay thế như lyzin và triptophan cao
(Grawood, 1972 ; Jemes Brewbaker, 1998).
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).
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 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).
6

2.2.2. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô tại Việt Nam
Theo các nghiên cứu phân loại ngô địa phương ở Việt Nam từ những năm
1960 cho thấy, ngô Việt Nam chủ yếu tập trung 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,...
Quá trình thu thập, đánh giá và bảo tồn các giống ngô nệp địa phương đã
được các nhà khoa học Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội thực hiện từ năm
2000 – 2005. Kết quả là, Vũ Văn Liết và các cộng sự đã thu thập được 20 giống
ngô ở một số vùng trong đó có 13 mẫu giống ngô nếp. Năm 2004, Bộ môn Cây
Lương Thực, Khoa Nông Học đã thu thập được 10 mẫu giống ngô nếp ở Sơn La,
20 mẫu ngô nếp tại Cộng hoà Dân chủ nhân dân Lào. Trên cơ sở thu thập nguồn
gen 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.
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 đới) và 30Y.87/MSTo.919 (dòng
nhiệt đới/nhiệt đới) cho năng suất cao (Lưu Cao Sơn và cs., 2008).
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
7


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).
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).
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, 1997). 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).
Kết quả chọn tạo giống ngô nếp của Việt Nam trong thời gian qua cho
thấy nhiều kết quả, điển hình một số giống:

Ngô nếp lai Fancy 111 có xuất xứ từ Thái Lan do Cty Atvanta VN lai tạo.
Màu tím hạt ngô được quy định bởi sắc tố Anthocyanin - một loại hợp chất mang
lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Theo báo cáo của Trường ĐH Ohio State (Mỹ),
hợp chất trong bắp tím có tác dụng chữa trị ung thư hiệu quả. Các nhà nghiên cứu
Nhật Bản cũng khẳng định bắp tím có tác dụng chống ung thư nhờ chức năng
chống oxy hóa của sắc tố anthocyanin. Trọng lượng bắp của giống Fancy 111 là
3,5-4 kg/10 bắp. Về chất lượng ăn tươi, Fancy 111 có mùi thơm nhẹ và rất dẻo,
ăn có vị hơi ngọt và đậm, do vỏ hạt mỏng nên không thô sáp.
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
8


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.
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.
2.3. THÀNH TỰU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ NẾP VÀ NGÔ NẾP TÍM
Những loại ngô đặc thù là do những tính trạng đặc thù và điều khiển di
truyền những tính trạng này, những yêu cầu cố gắng tạo giống truyền thống trong
quá trình tạo giống, đặc biệt những cố gắng điều khiển thụ phấn trong quá trình
tạo giống. Để quá trình chọn lọc thành các tính trạng này cần có các phương pháp

đặc thù trong đánh giá những tính trạng cần thiết như ước lượng thể tích nổ và độ
bông của ngô nổ; xác định hàm lượng được khi thu hoạch của ngô đường; xác
định hàm lượng dầu trong mẫu ngô có hàm lượng dầu cao…Chương trình chọn
tạo giống ngô đặc thù, ngoại trừ ngô có hàm lượng amylosse cao đã được thực
hiện tại Viện Nghiên cứu Ngô Zemun, Polje, Belgrade trong 45 năm qua đã chọn
tạo thành công một số lớn ngô đường, ngô nổ, ngô hàm lượng dầu cao, ngô hàm
lượng lysine cao, ngô đa và ngô hạt trắng. Chọn lọc và tạo giống những tính
trạng này cần có sự phong phú của biến dị, di truyền, phương pháp và kỹ thuật
hỗ trợ để đạm bảo thành công (Pajić, 2007).
Ngô nếp là một Lương thực phổ biến ở các nước châu Á, bởi vì những đặc
điểm chủ yếu của nó về chất lượng ăn uống, dạng bắp, màu sắc hạt. Do vậy đã có
rất nhiều báo cáo 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 và được cho
là chất kháng oxy hóa và tiềm năng hoạt động 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)

9


Năng suất cao và chín sớm là những đặc điểm quan trọng trong tạo giống
ngô. Các tác giả nghiên cứu đánh giá phản ứng của ngô nếp tím qua 4 chu kỳ
chọn lọc bằng phương pháp chọn lọc hỗn hợp cải tiến để tăng năng suất và chín
sớm tìm ra tương quan giữa năng suất và các tính trạng quan trọng khác ở quần
thể ngô nếp tím (Zea mays L. var.ceratina). Bốn chu kỳ đánh giá trong 2 vụ năm
2012 và 2013. Thí nghiệm đánh giá khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh 4 lần lặp lại. Kết
quả cho thấy phương pháp chọn lọc đã cải tiến nhiều đặc điểm của quần thể này.
Chu kỳ C4 thu được năng suất bắp cao nhất 16.0 t/ha tiếp theo chu kỳ C3 đạt
năng suất 15.4 t/ ha. Chu kỳ C4 cũng có năng suất bắp bán tươi cao nhất (9.9

t/ha). Nó cũng có ngày trỗ cờ và phun râu nhỏ nhất. Tiến bộ di truyền đạt được
quan một chu kỳ là 0.68 (P≤0.01) và 0.37 (P≤0.01) về năng suất bắp và năng suất
bắp đủ tiêu chuẩn bán được, trong khi tiến bộ di truyền ngày tung phấn và phun
rấu là -1.8. Tương quan giữa năng suất bắp đủ tiêu chuẩn với ngày trỗ cờ phun
râu âm và thấp, chọn lọc trực tiếp năng suất bắp thương phẩm có thể thu được kết
quả chín sớm ở quần thể ngô này và yêu cầu cải tiến quần thể yêu cầu chọn lọc
chu kỳ một một số thế hệ (Satang Hussanun et al., 2014).
Wang Yi Fa và cs, 2009 đã chọn tạo thành công giống ngô nếp đen tía
"Huziheinuo 1" đã được chọn tạo bằng lai giữa "SW74" và "SW71", cả hai dòng
thuần có chất lượng tốt và khả năng kết hợp cao. Đánh giá sinh thái cho thấy
giống chín sơm hơn 2 ngày so với giống "Suyunuo 1", năng suất cao hơn 26,8%
và nội nhũ sáp tốt hơn, chống chịu với điều kiện bất thuận và thích nghi rộng.
Nghiên cứu thay đổi màu sắc hạt biểu hiện thay đổi màu hạt nhanh và có thời
gian thu hoạch dài. Khi tất cả các hạt màu đen tía, bắp vẫn giữ được chất lượng
ôn định về cảm quan, nội nhũ sáp và hương vị (Wang Yi Fa et al., 2009).
Một giống ngô nếp lai đơn là Heukjinjuchal là giống ngô nếp có màu đen
(Zea mays L.) được nhóm các nhà tạo giống tại NICS chọn tạo thành công 2008.
Heukjinjuchal chọn tạo bằng lai giữa 2 dòng thuần KBW24 làm mẹ và KBW2 là
bố. Chiều dài bắp và đường kính bắp của Heukjinjuchal là 16,0 cm và 4,4 cm, Tỷ
lệ kết hạt trên chiều dài bắp 89%, tương đương với giống đối chứng Chalok1.
Giống kháng bệnh đốm lá và chống chịu để tốt. Năng suất bắp tươi tương đương
đối chứng Chalok1 trong thí nghiệm vùng qua ba năm. Sản xuất hạt lai F1 của
giống này dễ dàng vì trùng giữa tung phấn và phun râu của bố mẹ tốt. Giống phù
hợp phổ biến ra sản xuất ở Hàn Quốc (Tae-wook Jung et al., 2009).
10


2.4. NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG CỦA NGÔ NẾP
2.4.1. Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng gen ngô đường
Các nhà chọn giống đã cải thiện được chất lượng ngô đường thành công

qua chọn tạo các tính trạng có khả năng di truyền cao theo quy luật Menden.
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. 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 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 cá
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 et al.,2009).
Thoungnarin et al. (2005, 2008); Lertrat and 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 them 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 xác 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 hoc để xác định các
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 et al.,2009).

11


2.4.2. Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng cách tăng hàm lượng protein
Có một số phương pháp được đưa ra để cải thiện chất lượng protein ngô
nếp. Ngoc Chi Dang and Zurich (2010) đã nghiên cứu cải tạo chất lượng protein
ngô nếp bằng dòng kích tạo đơn bội và sử dụng chỉ thị phân tử 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 dung làm vật liệu để lai
với dòng kích tạo đơn bội để tạo hạt đơn bội (hạt đơn bội đạt từ 9,6 – 13,3%).
Sau đó xử lý colchicines 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 chọn tạo giống (Nguyễn Thị Tuyến, 2016).
Peter Stam et al., (2014) báo cáo cho rằng những dân tộc ít người ở Đông
Nam Á sử dụng ngô nếp làm lương thực hàng ngày, nhưng trong ngô nếp thiếu
một số amino axit cần thiết. Gần đây, nghiên cứu phối hợp các alen lặn wx và
opaque2 để tăng gấp đôi chất lượng trong hạt ngô (w/o, amylopectin, protein
cao), sự kết hợp này cần thực hiện lai chuyển gen vào nguồn vật liệu di truyền
ngô nếp địa phương của dân tộc ít người. Các tác giả sử dụng hai dòng w/o có
nền di truyền của Trung Quốc và Thái Lan lai với hai giống ngô nếp địa phương
Việt Nam, hai giống địa phương của dân tộc ít người có chất lượng ăn uống tốt
ký hiệu là WVN 3 và WVN 10. Thu hoạch và phân tích lại thời gian thu hoạch
cho ăn tươi và giai đoạn chín sữa các con cái F2 của w/o WVN 3 đồng đều bắp
đã bóc lá bi như với ngô nếp lai thương mại và 40% của 10 con cái F2 với giống
WVN 10. Trong tổ hợp lai WVN 3 và F2 lại trở lại với WVN3, tất cả bắp đã bóc
lá bi w/o đồng đều về chất lượng ăn uống và hàm lượng protein; nhưng năng suất
bắp và hàm lượng tryptophan cao nhất ở tổ hợp lai đỉnh. Các tác giả cho rằng

nguồn vật liệu di truyền chất lượng cao hiện có như là một nguồn QPM của dân
tộc ít người. Tổ hợp lai nguồn dòng w/o hướng đến cân bằng chất lượng protein
khi lai với giống địa phương, nhưng các tổ hợp lai năng suất cao chỉ ra rằng đây
là nguồn tiềm năng cho tạo giống ngô lai QPM thương mại ở Đông Nam Á (Peter
Stamp et al., 2014) (Nguyễn Thị Tuyến, 2016).
2.4.3. Cải thiện tính trạng vỏ mỏng để nâng cao chất lượng ngô nếp
Vỏ mỏng là mục tiêu chọn lọc cải tiến hạt mềm ở ngô đường (Ito and
Brewbaker, 1981), khả năng nổ lớn hơn đối với ngô nổ (Mohamed et al., 1993),

12


và tỷ lệ hạt khô (Stroshine and et al.,1987). Vì thế vỏ mỏng cũng là mục tiêu chủ
yếu chọn cải tiến ngô nếp ăn tươi mềm hơn. Trên cơ sở những nghiên cứu ở ngô
đường lai (Tracy and Galinat 1987) và xác định độ dày vỏ ở ngô nếp lai trong
nghiên cứu này đề xuất độ dày vỏ thích hợp cho tiêu dung ngô nếp ăn tươi từ xấp
xỉ 35 m đến 60 m. Thành phần chính là chất xơ ngô, không lên men trong sản
xuất ethanol truyền thống. Vì vậy, hiểu biết về mối quan hệ di truyền độ dày vỏ
giữa các vùng khác nhau của hạt và đánh giá di truyền độ dày vỏ có thể giúp
chương trình chọn lọc ngô nếp vỏ mỏng thiết kế để tăng hiệu xuất ethanol (Dien
et al., 2002; Raush and Belyea, 2002). Độ dày vỏ biến động rất lớn từ 35 m ở
ngô đường mềm đến 200 m ở ngô răng ngựa Corn Belt (Brewbaker et al.,
1996). Có hạt hay đổi hình thái góp vào phương sai độ dày vỏ là: số lớp tế bào
vỏ, độ dày khác nhau của vỏ hai mặt hạt và độ dày vách tế bào vỏ (Ito and
Brewbaker,1991).
2.4.4. Màu sắc hạt ảnh hưởng đến chất lượng của ngô nếp
Các tác giả đầu tư nghiên cứu cơ bản về các chất carotenoids,
anthocyanins, phenolics, và chất khàng oxy hóa antioxidant của 3 dạng ngô nếp
có màu hạt khác nhau (trắng, vàng và đen) trong thời gian chín, cũng như ngô
vàng thường làm đối chứng. Kết quả cho thầy ngô nếp đen có chất lượng

anthocyanis, phenolics và chất khàng oxy hoa antioxidant cao nhất, ngô nếp vàng
liên quan đến số lượng carotenoids lớn nhất, ngô trắng có hàm lượng carotenoids,
anthocyanins, phenolics và chất kháng oxy hóa thấp nhất. Để mỗi loại ngô có
hàm lượng carotenoids cao hơn nên tìm ở giai đoạn M2 (không có sai khác lớn
giữa giai đoạn M1 và M2 ở ngô vàng). Hàm lượng anthocyanin và phenolics
giảm ở ngô trắng và ngô vàng, trái ngược với ngô nếp đen trong thời gian chín.
Hàm lượng chất kháng oxy hoa antioxidant xác định bằng máy quét Scavenging
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), máy giảm năng lượng oxy hóa sắt (the
ferric reducing antioxidant power (FRAP), và máy Trolox equivalent antioxidant
capacity (TEAC) đánh giá tăng lên với quá trình chín, nhưng không nhận biết sự
sai khác giữa M2 và các giai đoạn chín của ngô vàng và ngô nếp đen. Ngô trắng
DPPH đầu tiên tăng sau đó giảm, trong khi xác định antioxidant bằng TEAC
FRAP giảm trong quá trình chín. Sự khác nhau của các thông số chỉ ra rằng các
dạng ngô và thời gian thu hoạch ảnh hưởng có ý nghĩa đến đặc tính chức năng
của ngô nếp (Qing – ping Hu and Jian – guo Xu, 2011).

13


Nghiên cứu đặc tính oxy hóa và chống ung thư của anthocyanin được thực
hiện chủ yếu ở ngô nếp thường, tạo ra sự thu hút của thị trường thực phẩm dinh
dưỡng và thực phẩm chức năng (Cevallos-Casals and Cisneros – Zevallos,
2003;2004). Các hạt và lõi ngô tía được sử dụng chế biến chất kháng oxy hóa và
phẩm màu tuyệt vời (Yang and Zhai 2010). Vì vậy chọn tạo giống ngô nếp có hàm
lượng anthocyanin vô cùng quan trọng. Năng suất cao vẫn là mục tiêu cơ bản của
hầu hết các chương trình tạo giống ngô (Ferh, 1987). Kháng côn trùng, cứng cây,
đồng đều, chất lượng hạt và chín sớm cũng là mục tiêu cơ bản của chương trình
chọn tạo giống ngô nếp. Ngày nay hầu hết các giống ngô là giống lai, nhưng
những giống ngô nếp ở châu Á vẫn là giống thụ phấn tự do (OPVs). Do vậy chọn
lọc cải tiến giống thụ phấn tự do là một tiền năng lớn như là nguồn vật liệu di

truyền cho phát triển giống lai. Giống OPVs có năng suất cao hoặc thích nghi tốt là
nguồn (Klimek-Kopyra, et al.,2012; Nguyễn Thị Tuyến, 2016).
2.5. 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.
2.5.1. Ưu thế lai và phương pháp tạo ưu thế lai
Hiện tượng ưu thế lai (ƯTL) hay sức sống ưu thế lai và sự biểu hiện nông
học ưu tú của con lai so với hai hai bố mẹ của chúng. Mặc dù đây là một vấn đề
rất quan trọng nhưng còn rất ít hiểu biết về di truyền và cơ sở phân tử của hiện
tượng ưu thế lai. Sự hình thành bắp (hoa cái) của ngô chín sớm ảnh hưởng đến
năng suất hạt và là mô hình tuyệt vời để nghiên cứu cơ chế phân tử liên quan đến
hiện tượng ưu thế lai. Để xác định đóng góp của bố mẹ và điều khiển của chúng
trong di truyền phát triển bắp ngô của con lai, các tác giả đã phân tích biểu hiện
của gen trong genome rộng ở hai dòng ngô thuần (B73 và Mo17) và con lai F1
của chúng bằng kỹ thuật giải trình tự sâu. Phân tích của các tác giả nhận biết
17.128 gen biểu hiện ở ba kiểu gen này và 22.789 gen biểu hiện chung trong các
nghiên cứu hiện nay. Xấp xỉ 38% các gen là sai khác biểu hiện bắp ngô giống
chín sớm của tổ hợp lai F1, bao gồm nhiều gen nhân tố sao mã và một số gen biến
đổi có mặt hoặc không có mặt (presence/absence variations -PAVs) biểu hiện mô
hình hoạt động đa gen. Các gen khác nhau biểu hiện phương thức khác nhau chủ
yếu làm giàu thêm 5 thành phần tế bào (cơ quan tử, không bào, các thành phân
của cơ quan tử và các thành phần trong không bào). Chức năng phân tử phân
14