Nghiên cứu phát triển nguồn vật liệu phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai chất lượng cao và giàu hàm lượng anthocyanin

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM QUANG TUÂN

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUỒN VẬT LIỆU PHỤC VỤ
CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ NẾP LAI CHẤT LƯỢNG CAO
VÀ GIÀU HÀM LƯỢNG ANTHOCYANIN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2019


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM QUANG TUÂN

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUỒN VẬT LIỆU PHỤC VỤ
CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ NẾP LAI CHẤT LƯỢNG CAO VÀ
GIÀU HÀM LƯỢNG ANTHOCYANIN

Chuyên ngành

: Di truyền và chọn giống cây trồng

Mã số

: 9.62.01.11

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Nguyễn Thế
Hùng 2. PGS.TS. Nguyễn Việt Long

HÀ NỘI - 2019


LỜI CAM ĐOAN

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

tháng năm 2019

Tác giả luận án

Phạm Quang Tuân

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy, cô
giáo, các tập thể, cá nhân cùng gia đình, bạn bè đồng nghiệp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng và PGS. TS
Nguyễn Việt Long - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, người thầy đã hướng dẫn, giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng,
Khoa Nông học, Bộ môn Cây Lương Thực, Khoa Công nghệ sinh học thuộc Học Viện

Nông nghiệp Việt Nam; đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành
công trình nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thày Cô và các đông nghiệp Phòng NC Rau và
Hoa - Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng, đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn xã Văn Yên - huyện Đại Từ - Thái Nguyên; Trung tâm
Giống cây trồng Nghệ An - Thành Phố Vinh Nghệ An; HTXDV và Thương Mại xã
Đông Xuyên - Tiền Hải - Thái Bình đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn ban Giám đốc, Ban đào tạo, Học viện Nông nghiệp
Việt Nam, đã cho tôi có được môi trường học tập tốt và mọi điều kiện thuận lợi để tôi
hoàn thành luận án.
Sau cùng tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện
thuận lợi để giúp tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Tác giả

Phạm Quang Tuân

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục viết tắt

vi

Danh mục bảng

vii

Danh mục hình

xi

Trích yếu luận án

xiii

Thesis abstract

xv

Phần 1. Mở đầu

1

1.1.

Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu

3

1.3.

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

3

1.4.

Những đóng góp mới của luận án

4

1.5.

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

4

Phần 2. Tổng quan tài liệu

6

2.1.

Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm ngô nếp

6

2.1.1.

Nguồn gốc cây ngô và ngô nếp

6

2.1.2.

Phân loại thực vật của ngô và ngô nếp

7

2.1.3.

Đặc điểm thực vật của ngô và ngô nếp

8

2.2.

Sản xuất ngô nếp trên thế giới và việt nam

8

2.3.

Đa dạng di truyền nguồn gen ngô và ngô nếp

10

2.3.1.

Đa dạng nguồn gen cây ngô

10

2.3.2.

Đa dạng di truyền nguồn gen ngô nếp

13

2.3.3.

Đa dạng di truyền nguồn gen ngô nếp ở Việt Nam

16

2.4.

Nghiên cứu di truyền tính trạng ở ngô nếp

18

2.4.1.

Di truyền tính trạng nội nhũ sáp (Wx)

18

2.4.2.

Di truyền tính trạng chất lượng

21

2.4.3.

Di truyền các hoạt chất ở ngô nếp tím

22

2.4.4.

Cải tiến chất lượng ngô nếp

25

2.5.

Nghiên cứu phát triển dòng thuần ngô nếp

27

iii


2.5.1.
2.5.2.

Phát triển dòng thuần ngô bằng phương pháp tự thụ cưỡng bức
Phát triển dòng thuần ngô bằng phương pháp chọn lọc phả hệ

27
28

2.5.3.

Thành tựu phát triển dòng thuần ngô trên thế giới

30

2.5.4.

Phát triển dòng thuần ngô nếp tại Việt Nam

30

2.6.

Nghiên cứu khả năng kết hợp chọn tạo giống ngô nếp lai

31

2.6.1.

Nghiên cứu khả năng kết hợp chung

32

2.6.2.

Nghiên cứu khả năng kết hợp riêng

34

2.7.

Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới và Việt Nam

36

2.7.1.

Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới

36

2.7.2.

Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp tại Việt Nam

37

2.7.3.

Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp tím giàu anthocyanin

38

Phần 3. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

40

3.1.

Vật liệu nghiên cứu

40

3.2.

Nội dung nghiên cứu

41

3.3.

Trình tự thực hiện các thí nghiệm trong nội dung nghiên cứu

41

3.3.1.

Nội dung và trình tự thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu

41

3.3.3.

Tóm tắt quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài

43

3.4.

Phương pháp nghiên cứu

44

3.4.1.

Phương pháp nghiên cứu dùng cho các thí nghiệm đồng ruộng

44

3.4.2.

Các phương pháp thí nghiệm áp dụng cho các thí nghiệm trong phòng

47

3.4.3.

Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

52

3.4.4.

Phân tích kết quả thí nghiệm

53

Phần 4. Kết quả và thảo luận

54

4.1.

Đánh giá, sàng lọc nguồn vật liệu ngô nếp

54

4.1.1.

Đánh giá sàng lọc 56 dòng tự phối ngô nếp nghiên cứu dựa trên kiểu hình

54

4.1.2.

Đánh giá độ mỏng vỏ hạt của 56 dòng ngô thí nghiệm bằng chỉ thị phân
tử SSR vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

4.1.3.

65

Đánh giá đa dạng di truyền của 56 dòng ngô thí nghiệm sử dụng chỉ thị
phân tử SSR

66

4.1.4.

Kết quả chọn lọc các dòng ngô nếp tím ưu tú

69

4.2.

Đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA) của các dòng ngô thí nghiệm

71

4.2.1.

Kết quả thí nghiệm lai tạo tổ hợp lai đỉnh

71

iv


4.2.2.
4.3.

Đánh giá khả năng kết hợp chung của 18 dòng ngô nếp tím ưu tú
phát triển dòng ngô nếp thuần

71
80

4.3.1.

Phát triển dòng thuần bằng phương pháp thụ phấn cưỡng bức

81

4.3.2.

Phát triển dòng thuần bằng phương pháp lai trở lại và thụ phấn cưỡng bức

94

4.4.

Đánh giá khả năng kết hợp riêng (SCA) của các dòng thuần tự phối ưu tú
và chọn lọc tổ hợp lai triển vọng

101

4.4.1.

Kết quả lai tạo tổ hợp lai

101

4.4.2.

Đánh giá khả năng kết hợp riêng của 9 dòng ngô nếp ưu tú

101

4.4.3.

Đánh giá độ mỏng vỏ hạt của 15 THL ngô nếp ưu tú bằng chỉ thị phân tử SSR 114

4.4.4.

Đánh giá so sánh 15 tổ hợp lai ngô nếp ưu tú tại Gia Lâm, Hà Nội

116

4.5.

Thử nghiệm các tổ hợp lai một số vùng sinh thái

123

4.5.1.

Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu Đông 2017 và
Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.5.2.

Các đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu Đông
2017 và Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.5.3.

128

Một số chỉ tiêu chất lượng của các THL vụ Thu Đông và Xuân tại một số
vùng sinh thái

4.5.6.

127

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Thu Đông
2017 và Xuân2018 tại một số vùng sinh thái

4.5.5.

125

Khả năng chống chịu đồng ruộng và các yếu tố cấu thành năng suất của
các THL vụ Thu Đông 2017 và Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.4.4.

123

131

Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng định lượng của các THL vụ Xuân và
Thu Đông tại một số vùng sinh thái

132

Phần 5. Kết luận và đề nghị

135

5.1.

Kết luận

135

5.2.

Đề nghị

136

Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án

137

Tài liệu tham khảo

138

Phụ lục

149

v


DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ và ký hiệu

Nghĩa tiếng Việt

viết tắt trong các
bảng
CDB
ĐK

Chiều dài bắp
Đường kính

ĐR

Đồng ruộng

DT

Diện tích

DVH

Độ dày vỏ hạt

GN

Giống nếp

KNKH

Khả năng kết hợp

NC& PTCT

Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

NS

Năng suất

NSBT

Năng suất bắp tươi

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

T/ha

Tấn/ha

PIC

Polymorphic information content (Giá trị thông tin đa hình)

PR

Phun râu

SH/H

Số hạt /hàng

SHH

Số hàng hạt

SL

Sản lượng

STT

Số thứ tự

TB

Trung bình

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TĐ

Thu Đông

TGST

Thời gian sinh trưởng

THL

Tổ hợp lai

TP

Tung phấn

X

Vụ Xuân

ns

Không sai khác so với đối chứng

-

Thấp hơn đối chứng

+

Sai khác so với đối chứng ở mức ý nghĩa 95%

++

Sai khác so với đối chứng ở mức ý nghĩa 99%

vi


40
42

48
50

51
52

55

57

59

61

63
67
70

72

74

76

77


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

3.1.

Danh sách các vật liệu ngô sử dụng trong nghiên cứu

3.2.

Các thí nghiệm, thời vụ thực hiện

3.3.

Các mồi được sử dụng trong thí nghiệm đánh giá đa dạng di truyền bằng
chỉ thị phân tử SSR

3.4.

Tên mồi phân tích các chỉ tiêu chất lượng của ngô nếp

3.5.

Trình tự mồi thí nghiệm đánh giá chất lượng sử dụng chỉ thị phân tử DNA Error! Bookmark not defi

3.8.

Thang điểm đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng nếm thử ngô nếp

3.9.

Xác định các tính trạng vỏ hạt và cấu trúc hạt

3.1.

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các dòng ngô thí nghiệm vụ

Xuân 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.2.

Các đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô thí nghiệm vụ Xuân 2015
tại Gia Lâm - Hà Nội

3.3.

Khả năng chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gốc của các dòng ngô thí
nghiệm vụ Xuân2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.4.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng ngô thí nghiệm
vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.5.

Chỉ tiêu chất lượng của các dòng ngô thí nghiệm vụ Xuân 2015 tại Gia
Lâm - Hà Nội

3.6.

Các mồi đa dạng di truyền và giá trị PIC của 56 dòng ngô thí nghiệm

3.7.

Đặc điểm các dòng ngô nếp tím ưu tú vụ Xuân 2015

3.8.

Các giai đoạn sinh trưởng và các đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp
lai ngô nếp vụ Thu Đông 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.9.

Các chỉ tiêu chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy của các tổ hợp lai ngô
nếp vụ Thu Đông 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.10.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai ngô nếp
vụ Thu Đông 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.11.

Các chỉ tiêu tiêu chất lượng cảm quan của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu
Đông 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

vii


3.12.

Đánh giá khả năng kết hợp chung của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu
Đông 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

79

3.13.

Danh sách 40 dòng tự phối thế hệ S6-S7

81

3.14.

Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các dòng ngô nếp tím vụ Xuân
83

2016 tại Gia Lâm - Hà Nội
3.15.

Đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô nếp tím vụ Xuân 2016 tại Gia
85

Lâm - Hà Nội
3.16.

Các chỉ tiêu chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy của các dòng ngô nếp
tím vụ Xuân 2016 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.17.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng ngô nếp tím vụ
89

Xuân2016 tại Gia Lâm - Hà Nội
3.18.

Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng ăn tươi của các dòng ngô nếp tím vụ
91

Xuân 2016 tại Gia Lâm - Hà Nội
3.19.

87

Đặc điểm các dòng ngô nếp tím ưu tú được chọn lọc ở vụ Xuân 2016 tại
93

Gia Lâm - Hà Nội
3.20A. Một số chỉ tiêu chất lượng của các dòng ngô nếp và ngô ngọt nghiên cứu
vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

95

3.20B. Một số chỉ tiêu chất lượng của các vật liệu ngô nghiên cứu thế hệ F1 và
BC2F1 - vụ Xuân 2016 tại Gia Lâm - Hà Nội

95

3.21.

Kết quả tự phối ba thế hệ các dòng ngô nếp BC2F1

96

3.22.

Một số đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô nếp ngọt BC2F4 vụ
97

Xuân 2017 tại Gia Lâm, Hà Nội
3.23.

Một số chỉ tiêu về năng suất và chất lượng của các dòng ngô nếp ở thế hệ
BC2F4 vụ Xuân 2017 tại Gia Lâm, Hà Nội

3.24.

Các tổ hợp lai luân phiên 9 dòng tự phối theo mô hình Griffing IV

3.25.

Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ Thu Đông 2016 tại Gia Lâm Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ Thu
104

Đông 2016 tại Gia Lâm, Hà Nội
3.27.

Một số đặc tính chống chịu của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ Thu Đông
106

2016 tại Gia Lâm, Hà Nội
4.28.

101

102

Hà Nội
3.26.

99

Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ Thu
108

Đông 2016 tại Gia Lâm, Hà Nội

viii


4.29.

Một số chỉ tiêu chất lượng ăn tươi của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ Thu
Đông 2016 tại Gia Lâm - Hà Nội

110

3.30.

Giá trị khả năng kết hợp riêng về tính trạng khối lượng 1000 hạt

112

3.31.

Giá trị khả năng kết hợp riêng về tính trạng năng suất bắp tươi

112

3.32.

Giá trị khả năng kết hợp riêng về tính trạng độ Brix

113

3.33.

Giá trị khả năng kết hợp riêng về tính trạng hàm lượng anthocyanin tổng số

113

3.34.

Kết quả chọn lọc các tổ hợp lai triển vọng vụ Thu Đông 2016 tại Gia
Lâm - Hà Nội

114

4.35.

Thứ tự các tổ hợp lai ngô nếp tím nghiên cứu trên giếng điện di

115

3.36.

Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các tổ hợp lai ngô nếp tím vụ
116

Xuân 2017 tại Gia Lâm - Hà Nội
3.37.

Một số đặc điểm nông sinh học của các THL ngô nghiên cứu đánh giá vụ
117

Xuân 2017 tại Gia Lâm - Hà Nội
3.38.

Một số chỉ tiêu chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy của các THL nghiên
cứu vụ Xuân 2017 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.39.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất bắp tươi của các tổ hợp lai
ngô nếp vụ Xuân 2017 tại Gia Lâm - Hà Nội

3.40.

119

121

Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Xuân 2017 tại
Gia Lâm - Hà Nội

122

3.41.

Chọn lọc các tổ hợp lai triển vọng vụ Xuân2017 tại Gia Lâm - Hà Nội

123

3.42.

Các giai đoạn sinh trưởng của các THL vụ Thu Đông 2017 và Xuân năm
124

2018 tại một số vùng sinh thái
3.43.

Một số đặc điểm nông sinh học của các THL vụ Thu Đông 2017 và Xuân
năm 2018 tại một số vùng sinh thái

3.44.

Khả năng chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gốc của các THL vụ Thu Đông
2017 và Xuân 2018 tại một số vùng sinh thái

3.45.

129

Một số chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Thu
Đông 2017 tại một số vùng sinh thái

3.47.

130

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của các THL vụ Xuân và Thu Đông tại
132

một số vùng sinh thái
4.48.

127

Một số chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Xuân
2018 tại một số vùng sinh thái

3.46.

126

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng định lượng của các THL vụ Xuân và
Thu Đông tại một số vùng sinh thái

ix

133


x

DANH MỤC HÌNH
STT
2.1.

Tên hình
Trang
Sơ đồ minh họa gen Wx và các mồi giải trình tự DNA, cDNA và các chỉ
thị phân tử phát triển nghiên cứu ngô: S1F/R-S5F/R để giải trình tự
DNA, R1F/R và R2F/R để giải trình tự cDNA và D7F/R và D10F/R để
phân tích kiểu gen Wx, mũi tên chỉ vùng và hướng của chúng

20

2.2.

Cấu trúc gen wx ở ngô, các hộp xanh là exon và giữa các eexon là introns

21

2.3.

Màu sắc hạt của các kiểu gen ở giai đoạn chín hoàn toàn

25

2.4.

Sơ đồ các bước tạo giống đã sử dụng để phát triển hai dòng ngô thuần
ND2005 và ND2006

28

2.5.

Năng suất ngô của Mỹ từ 1890 đến 2010

32

2.6.

Kiểu cây và bắp của dòng ngô thuần Tongxi 5

37

3.1.

Sơ đồ tóm tắt quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài

43

3.1.

Sơ đồ hạt và phương pháp bóc vỏ hạt ngô

51

4.1.

Kết quả dò tìm QTL quy định tính trạng vỏ hạt mỏng của 56 dòng ngô sử

dụng mồi umc2118

4.2.

65

Kết quả dò tìm QTL quy định tính trạng vỏ hạt mỏng của 56 dòng ngô sử
dụng mồi bmc1325

66

4.3.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi065

67

4.4.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi299852

67

4.5.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi101049

67

4.6.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi223376

68

4.7.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi083

68

4.8.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi109275

68

4.9.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi423796

68

4.10.

Kết quả đa hình của 56 dòng ngô sử dụng mồi phi328175

68

4.11.

Cây phân nhóm tương đồng di truyền của 56 dòng ngô thí nghiệm sử
dụng chỉ thị phân tử SSR

4.12.

69

Khả năng kết hợp chung về năng suất bắp tươi của 18 dòng tự phối ngô
nếp nghiên cứu

4.13.

79

Khả năng kết hợp chung về độ Brix của 18 dòng tự phối ngô nếp nghiên cứu 80

xi


4.14.
4.15.

Khả năng kết hợp chung về hàm lượng Anthocyanin của 18 dòng tự phối
ngô nếp nghiên cứu

80

Cây phân nhóm đa dạng di truyền 40 dòng ngô nếp tím thế hệ S6-S7 dựa
trên kiểu hình vụ Xuân 2016 tại Gia Lâm - Hà Nội

92

4.16.

Tỷ lệ hạt ngô ngọt (hạt đường) và hạt ngô nếp ở thế hệ BC2F1

96

4.17.

Hàm lượng Brix của các dòng ngô BC2F4 so với các dòng ngô ban đầu

4.19.

Kết quả dò tìm QTL quy định tính trạng vỏ hạt mỏng của 15 THL ngô và
giống đối chứng với mồi umc 2118

4.20.

100
115

Kết quả dò tìm QTL quy định tính trạng vỏ hạt mỏng của 15 THL ngô và
giống đối chứng với mồi bmc1325

xii

115

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Phạm Quang Tuân
Tên Luận án: Nghiên cứu phát triển nguồn vật liệu phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai
chất lượng cao và giàu hàm lượng anthocyanin
Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 9.62.01.11
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích
nghiên cứu
Đánh giá và chọn lọc vật liệu di truyền ngô nếp có năng suất, chất lượng và giàu
anthocyanin phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai cho các tỉnh miền Bắc, Việt Nam.
Khai thác và cải tiến nguồn vật liệu ngô nếp trong nước và nhập nội, chọn tạo
giống ngô nếp tím lai có chất lượng cao và giàu anthocyanin cho các tỉnh miền Bắc, Việt
Nam.
Phương pháp nghiên cứu
Nội dung nghiên cưu chính:
+ Đánh giá sàng lọc nguồn vật liệu từ 56 tự phối ngô thế hệ S3 đến S6
+ Chọn dòng ưu tú tiếp tục tự phối và lai trở lại phát triển dòng thuần
+ Lai cải tiến chất lượng các dòng ngô nếp
+ Lai tạo, đánh giá khả năng kết hợp và chọn lọc các tổ hợp lai triển vọng.
+ Thử nghiệm các tổ hợp lai triển vọng ở các vúng sinh thái.
Vật liệu nghiên cứu:
Vật liệu nghiên cứu gồm có 56 dòng tự phối ngô, trong đó có 45 vật liệu (ký
hiệu NT1-NT45) là ngô nếp tím, 9 vật liệu (ký hiệu NT46-NT54) là ngô nếp trắng và
2 vật liệu ngô ngọt (ký hiệu Đ1, Đ2). Các vật liệu này được kế thừa từ chương trình thu
thập và đánh giá, phát triển nguồn gen ngô của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam từ năm 2008 đến 2015. Các dòng phát triển từ nguồn
vật liệu có nguồn gốc khác nhau gồm Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan, Mỹ và Việt
Nam. Các dòng đã tự phối đến các thế hệ S3 (18), S4 (26), S6(1) và S8 (11) đưa vào
nghiên cứu đánh giá lựa chọn dòng ưu tú cho phát triển dòng thuần tạo giống lai
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng:

Thí nghiệm đồng ruộng theo phương pháp của Gomez., (1984) gồm thí nghiệm
đánh giá dòng, tổ hợp lai và thí nghiệm so sánh. Đánh giá đa dạng di truyền dựa trên
kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR theo phương pháp của Franco et al., (2001) và Betran
et al., (2003). Phân tích hàm lượng anthocyanin tổng số: Phân tích hàm lượng
anthocyanin theo phương pháp pH vi sai của Huỳnh Thị Kim Cúc và cs., (2004). Đánh
giá chất lượng vỏ hạt mỏng: sử dụng chỉ thị DNA và sử dụng vi trắc kế cầm tay, theo
phương pháp của Wolf et al., (1969). Eunsoo Choe (2010). Phương pháp tách chiết và
tinh sạch DNA theo Nobou Kobabayshi (1998) cải tiến. Đánh giá chất lượng cảm quan
gồm: độ ngọt, độ dẻo, hương vị và màu sắc bắp, hạt, lõi; bảng cho điểm theo thang điểm

xiii


của UPOV, (2010), Ki Jin Park et al., (2013). Phương pháp phát triển dòng thuần bằng
thụ phấn cưỡng bức theo phương pháp của Shull (1908; 1909), phương pháp lai trở lại
theo Kendall R. Lamkey et al., (1994).
Chọn dòng ưu tú theo mục tiêu: sử dụng phương pháp chọn lọc theo phương
pháp của Hazel (1943). Phương pháp lai thử khả năng kết hợp: Lai thử khả năng kết hợp
chung GCA ở các thế hệ 3 đến 5 và lai thử khả năng kết hợp riêng SCA theo mô hình 4
của Griffing (1956).
Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm theo QCVN 01-66 : 2011/BNNPTNT gồm sinh
trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, năng suất và yếu tố tạo thành năng suất và chất
lượng ăn tươi, hàm lương anthocyanin.
Phân tích kết quả thí nghiệm: Phân tích phương sai ANOVA, hệ số biến động cv%, sai
khác nhỏ nhất có ý nghĩa LSD 0,05, đa dạng di truyền, khả năng kết hợp sử dụng phần
mềm IRRISTAT ver 5.0, Chương trình Thống kê di truyền số lượng, Nguyễn Đình Hiền
(1995) và NTSYSpc 2.0, Excel.
Kết quả chính và kết luận
Đánh giá, sàng lọc 56 dòng ngô nghiên cứu dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân từ đã
chọn được 18 dòng ưu tú đưa vào đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA). Phân tích

GCA chọn lọc được 9 dòng có khả năng kết hợp chung cao về các tính trạng năng suất
bắp tươi, độ Brix và hàm lượng anthocyanin.
Chín dòng ngô nếp có khả năng kết hợp tiếp tục tự phối phát triển dòng thuần đến
thế hệ S6 đã thu được 40 dòng, đánh giá 40 dòng về các đặc điểm nông sinh học, năng
suát, chất lượng đã chọn được 8 dòng ưu tú. Các dòng này có các đặc điểm như thời
gian cho thu hoạch ngắn (74-81 ngày); các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cao;
độ brix cao (11,8-13,5 %). vỏ hạt (61,33-77,25 µm) và hàm lượng anthocyanin cao
(226,6-371,0 mg/100g). Đánh giá khả năng kết hợp riêng (SCA) của 8 dòng ngô ưu tú.
Kết quả phát triển dòng thuần bằng phương pháp lai trở lại và tự phối đến thế hệ
BC2F4, thu được 45 dòng tự phối, đánh giá, chọn lọc được 20 dòng tự phối ưu tú, trong
đó đặc biệt là các dòng: D1, D2, D3, D5, D6, D7, D13 và D16 khi % Brix tăng từ 2,04,0% so với vật liệu ban đầu.
Lai tạo được 36 tổ hợp lai chọn lọc được 15 tổ hợp lai, đánh giá 15 THL, thu được 7
tổ hợp lai ngô nếp tím ưu tú là THL2, THL8, THL22, THL26, THL30, THL35, THL36.
Đánh giá 7 THL ngô nếp tím tại 3 vùng sinh thái trong 2 vụ đã chọn lọc được 2 THL
triển vọng: THL30 (NT46xT27), THL35(NT46xT36), có khả năng thích ứng tốt, ổn
định qua hai vụ thí nghiệm, sinh trưởng phát triển khỏe, chiều cao cây trung bình từ 171
- 195cm, thời gian từ gieo đến thu hoạch bắp tươi từ 82-85 ngày ở vụ Xuân, 84-90 ngày
ở vụ Thu Đông, nhiễm nhẹ sâu bệnh (điểm 1-2), năng suất bắp tươi trung bình ba điểm
là 133-145 tạ/ha vụ Xuân và 107-142 tạ/ha vụ Thu Đông, độ Brix từ 12,6-13,7% trong
vụ Xuân, 12,5-13,6% vụ Đông, hàm lượng anthocyanin tổng số vụ Xuân (117-165
mg/100g), vụ Đông (118-162 mg/100g).

xiv


THESIS ABSTRACT
PhD candidate: Pham Quang Tuan
Thesis title: Germplasm development for waxy maize breeding with high quality and
abundant in anthocyanin
Major: Plant Genetic and Breeding

Code: 9.62.01.11
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture
(VNUA) Research Objectives
Evaluation of the waxy maize germplasm to select elite inbred lines has high
yield and quality, abundant in anthocyanin for hybrid waxy maize breeding adapted in
Northern of Viet Nam conditions
Improvement of the local and exotic waxy maize germplasm for purple waxy
maize breeding with high yield, quality and abundant in anthocyanin adapted in
Northern of Viet Nam conditions
Materials and Methods
Material
Material included 56 inbred lines among them 45 lines are purple waxy maize
inbred lines (symbol from NT1 to NT45), nine of white waxy maize inbred lines
(symbol from NT46 to NT54), two of sweet corn inbred lines (symbol are Đ1 and Đ2).
These germplasm obtained from the maize collection and exploiting programme of the
Crop Research and Development Institute, Vietnam National University of Agriculture
from 2008 to 2015. Inbred lines were developed from maize populations with different
origin that consisted China, Korea, Thailand, American and Vietnam. Germplasm for
start study at self-pollination generation are S3 (18 lines), S4 (26 lines), S6 (1 line) and
S8 (11line) was took in develop inbred lines for hybrid purple maize breeding
Methodology
Field experiment to evaluate germplasm and crosses were conducted along to
method of Gomez, 1984. Diversity analysis base on phenotype and genotype, genotype
diversity used molecular maker SSR along to Franco et al., 2001 và Betran et al., 2003
method. Measurement of anthocyanin content was conducted along to method of Huynh
Thi Kim Cuc et al., (2004). Measurement of pericarp thickness by micrometer and DNA
maker was along to method of Wolf et al., (1969) and Eunsoo Choe (2010). Extraction
and refined of DNA was along to Nobou Kobabayshi (1998) with modification. Eating
quality measured sweetness, tenderness, aroma, taste, cob color was score rank alonong
to UPOV (2010), Ki Jin Park et al., (2013). Inbred line development by Shull (1908;

xv


1909) method, backcrossing by Kendall R. Lamkey et al., (1994) method. Selection by
index was implemented along to Hazel (1943), GCA and SCA evaluation along to
Griffing (1956). Data record conducted along to QCVN 01-66 : 2011/BNNPTNT
included growth and developments, field tolerance, yield and yield component and
quality.
Statistical analysis ANOVA, cv%, LSD0,05, diversity and GCA, SCA used
software IRRISTAT ver 5.0, Quantity genetic program of the Nguyen Dinh Hien (1995)
and NTSYSpc 2.0, Excel.
Main findings and conclusions
Screening 56 inbred lines base on phenotype and genotype was selected 18 inbred
lines have best characteristics for general combining ability evaluation, and identified 9
inbred lines with high GCA value at LSD.05 significantly about fresh cob yield, brix
value and anthocyanin content
Nine inbred lines were selected took into continuous self-pollination until to S 6
generation gained 40 inbred lines, which evaluated on the agronomical characteristics,
yield and yield component identified 8 inbred lines have short growth duration (74 80d) from sowing to fresh cob harvesting, high brix (11.8 to 13.5%), thinner pericarp
(61.33 to 7.25 µm), high anthocyanin content (226.6-371.0 mg/100g) and high fresh cob
yield (4.44 to 7.54 t/ha), these inbred lines was introduced into SCA evaluation.
Improvement of the sweetness by backcross between NT inbred line with two sweet
corn are D1 and D2 come to generation BC 2F4, and was achieved total 45 lines after
evaluated identified 20 lines have sweetness enhancing, among them 8 lines have
highest brix value are D1, D2, D3, D5, D6, D7, D13 and D16 Brix value increased from
2.0 - 4.0% compare to check inbred lines.
Specific combing ability crossed produced 36 crosses which evaluated in the field
experiment identified 15 crosses is suitably and there are 7 were showed best crosses
are THL2, THL8, THL22, THL26, THL30, THL35 and THL36.

Multi-environment trail in Thanh Hoa, Thai Binh and Thai Nguyen province in two
seasons, there are two hybrids were showed high yield and stability are THL30
(NT46xT27) and THL35(NT46xT36), THL30 and THL35 with average height plant
171 - 195cm, growth duration froim sowing to fresh co harvesting from 82-85 days in
Spring season and 84-90 days in Autumn -winter season, fresh cob yield are 13.3 to 14.7
t/ha in spring season and 10.7 to 14.2 t/ha in autumn -winter season, Brix value from
12.6-13.7% in Spring season and 12.5-13.6% in winter season, anthocyanin content in
spring season (117-165 mg/100g), in winter season (118-162 mg/100g).

xvi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Những công bố của Shull (1908, 1909) là sự khởi đầu khai thác ưu thế lai
(heterosis) trong chọn tạo giống cây trồng và đây cũng là thành tựu vĩ đại của di
truyền học. Các giống thụ phấn tự do được thay thế bằng các giống lai với tốc độ
rất nhanh. Tại các bang ở Hoa kỳ, tỷ lệ trồng giống ngô lai được trồng ít hơn 10%
vào năm 1935 đã tăng lên đến 90% sau bốn năm. Đến những năm 1950, ngô lai
phổ biến toàn bộ nước Mỹ và cũng được trồng rộng rãi trên thế giới góp phần
nâng cao năng suất và sản lượng ngô toàn cầu. So sánh số liệu sản xuất ngô giữa
các năm 2016 và 1961 cho thấy diện tích trồng ngô toàn cầu từ 105,56 triệu ha
năm 1961 tăng lên 187,96 triệu ha năm 2016 (tăng 1,78 lần); năng suất từ 1,94
t/ha tăng lên 5,64 t/ha (2,90 lần) và sản lượng từ 205,03 triêu tấn lên 1060, 11
triệu tấn (tăng 5,17 lần) (FAOSTAT, 2016).
Ngô nếp (Zea mays L. var. certain Kulesh) là một đột biến tự nhiên đã phát
hiện ở Trung Quốc năm 1909 (Collins, 1909; Tian et al., 2009; Zheng et al.,
2013). Ngô nếp có nội nhũ gần 100% là amylopectin và được sử dụng chủ yếu
làm lương thực ở châu Á, ngoài ra còn được sử dụng làm nguyên liệu cho công
nghiệp dệt, làm giấy và chế biến thức ăn gia súc rộng rãi trên thế giới. Do có

thành phần tinh bột và dinh dưỡng cao nên ngô nếp có giá trị kinh tế trong sản
xuất nông nghiệp, vì thế sản xuất ngô nếp tăng nhanh những năm gần đây (Sa et
al., 2010). Hiện nay ngô nếp được sản xuất thương mại ở Thái Lan, Trung Quốc
và nhiều nước khác ở châu Á. Các giống ngô nếp địa phương thụ phấn tự do có
rất nhiều loại khác nhau về độ lớn bắp, dạng bắp, màu sắc hạt và chất lượng ăn
uống có thể sử dụng để phát triển giống ưu thế lai với chất lượng tốt đang được
các nhà chọn giống quan tâm đặc biệt theo hướng thị trường ăn tươi ở châu Á và
thế giới (Kim et al., 1994).
Năng suất cao, chống chịu sâu bệnh, cứng cây, đồng đều, ngắn ngày vẫn là
mục tiêu cơ bản của các chương trình chọn tạo giống cây trồng (Ferh, 1987). Tuy
nhiên, đối với ngô nếp ngoài các mục tiêu trên, chất lượng là chỉ tiêu quan trọng.
Vì vậy, đã có rất nhiều nghiên cứu về chất lượng ngô nếp như: Các nhà tạo giống
ngô nếp trên thế giới đã nghiên cứu di truyền chọn giống ngô nếp chất lượng ăn
tươi có vỏ hạt mỏng (Choe, 2010; Rocheford, 2012), chọn giống ngô nếp nâng

1


cao hàm lượng đường trong hạt (Simla et al., 2009; Park et al., 2013), nâng cao
hàm lượng protein trong ngô nếp (Chi, 2010). Nghiên cứu di truyền và nâng cao
chất lượng ăn uống và hàm lượng đường trong ngô nếp được quan tâm gần đây,
nghiên cứu di truyền phân tử xác định có 10 QTLs điều khiển độ mỏng vỏ (PER),
hàm lương amylose (AMY), hàm lượng dextrose (DEX) và hàm lượng đường
sucrose (SUC). Đây là cơ sở di truyền cho chọn giống ngô nếp chất lượng cao
(Park et al., 2013).
Ngoài các vấn đề nghiên cứu liên quan đến chất lượng ngô nếp trên đây.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống thông
qua tăng lượng thành phần hoạt chất sinh học, có lợi cho sức khỏe, đặc biệt là
chất anthocyanin trong lương thực thực phẩm có hàm lượng cao. Anthocyanin
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). Chính vì vậy nghiên cứu
chọn giống ngô nếp có chất lượng và giàu chất anthocyanin đang phát triển mạnh
mẽ. Hiện nay ở một số nước, lai tạo ngô nếp tím đang được triển khai bằng
phương pháp lai ngô nếp trắng với ngô nếp tím tạo giống ngô nếp lai chất lượng
cao và giàu chất kháng ô xy hóa (Hu and Xu, 2011; Harakotr et al., 2013; 2016)
Ngô nếp tím (Zea mays L. var. ceratina Kulesh) là một dạng đặc thù của
ngô giàu anthocyanin và thành phần các chất kháng oxy hóa khác, được sản xuất
và tiêu thụ rộng rãi ở Thái Lan và các nước khác ở châu Á (Harakotr et al., 2014;
Hu and Xu, 2011). Dạng ngô này thu hoạch trước khi chín cho ăn tươi và làm
lương thực khi hạt chín hoàn toàn được thương mại dưới dạng chế biến bột, hạt
và bắp đông lạnh bán ở thị trường châu Âu và thị trường Mỹ (Harakotr et al.,
2014; Ketthaisong et al., 2014). Ngô nếp hạt rất nhiều màu từ trắng đến đen
tương quan với hàm lượng của các chất hóa học thực vật trong hạt. Màu hạt ở
ngô do chất màu và hợp chất khác gồm carotenoids, phenols và anthocyanin tạo
màu ở vỏ hạt và lớp ơloron trong nội nhũ. Các hợp chất sinh học và màu tăng
tương quan với tăng chất lượng dinh dưỡng của ngô nếp. Hạt có màu đậm như
tía, xanh và đỏ nhìn chung là ở lớp ơloron hoặc vỏ hạt ngô (Mahan et al., 2013).
Nhận biết nguồn gen ngô nếp (Zea mays L. var. ceratina) có biến dị cao thành
phần chất kháng oxy hóa anthocyanin, phenolic và antioxidant là giai đoạn quan
trọng trong chọn giống ngô nếp cải tiến thành phần hóa sinh có lợi cho sức khỏe

2


con người (Bhornchai Harakotr et al, 2014). Như vậy, để chọn tạo giống ngô nếp
ưu thế lai, kết hợp năng suất, chất lượng và hàm lượng anthocyanin cao, cần có
nguồn vật liệu ngô đa dạng về nguồn gốc, phòng phú về màu sắc bao gồm ngô
nếp hạt tím, ngô nếp hạt trắng và ngô ngọt.

Ở Việt Nam, nghiên cứu cải thiện chất lượng và chọn giống ngô nếp chất
lượng cao và giàu anthocyanin còn hạn chế. Hiện nay trong nước chưa có các
công bố về phương pháp lai cải thiện tính trạng chất lượng về độ ngọt trên cây
ngô nếp, đặc biệt là ngô nếp tím; về chọn giống ngô nếp chất lượng và giàu
anthocyanin cũng chưa có kết quả công bố, hiện tại trong nước mới có một giống
ngô nếp tím giàu anthocyanin là Fancy111 nhập nội từ Thái Lan, có giá hạt giống
rất cao (400-500 ngàn đồng/kg hạt) và không chủ động hạt giống. Chính vì vậy,
việc nghiên cứu phát triển nguồn vật liệu phục vụ chọn tạo giống ngô nếp ưu thế
lai có năng suất, chất lượng cao và giàu chất kháng ô xy hóa anthocyanin ở Việt
Nam, đáp ứng yêu cầu sản xuất, thị trường ngô nếp ăn tươi nâng cao hiệu quả
kinh tế cho sản xuất đang là vấn đề cấp thiết.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá và chọn lọc vật liệu di truyền ngô nếp có năng suất, chất lượng
và giàu anthocyanin phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai cho các tỉnh miền Bắc,
Việt Nam.
- Khai thác và cải tiến nguồn vật liệu ngô nếp trong nước và nhập nội,
chọn tạo giống ngô nếp tím lai có chất lượng cao và giàu anthocyanin cho các
tỉnh miền Bắc, Việt Nam.
1.3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng là nguồn vật liệu ngô nếp trắng, ngô nếp tím, ngô ngọt, được kế
thừa từ các nguồn vật liệu đã có của Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Các nguồn vật liệu được lựa chọn phù hợp cho
các thí nghiệm nghiên cứu phát triển dòng thuần và lai tạo, chọn lọc tổ hợp lai
triển vọng và cải thiện độ Brix cho các vật liệu ngô.
1.3.2. Thời gian nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu: Trong các năm từ 2015 - 2018; trong một năm, tiến
hành 2-3 vụ là vụ Xuân (Tháng 1-5), Hè Thu (tháng 7-9) và vụ Thu Đông (tháng
8-12)

3

1.3.3. Địa điểm nghiên cứu
Các thí nghiệm ngoài đồng ruộng được thực hiện tại Viện Nghiên cứu và
Phát triển cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Các thí nghiệm trong
phòng thực hiện tại Phòng thí nghiệm JICA - trung tâm Nghiên cứu cây trồng
Việt -Nhật. Thí nghiệm thử nghiệm các tổ hợp lai triển vọng ở các vùng sinh thái
được thực hiện tại các tỉnh Thái Bình, Nghệ An và Thái Nguyên.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1.4.1. Đóng góp về khoa học
Phát triển dòng tự phối thuần ngô nếp đồng thời sử dụng hai phương pháp
là tự phối và lai trở lại kết hợp với tự phối, từ đó nâng cao nguồn gen và cải tiến
tính trạng chất lượng - độ Brix (%) bổ sung các nguồn dòng tốt cho công tác chọn
tạo ngô nếp của Việt Nam.
1.4.2. Đóng góp về thực tiễn
Đánh giá toàn diện 56 nguồn vật liệu di truyền ngô nếp tím, ngô nếp trắng
và ngô ngọt. Phát triển, chọn lọc được 8 dòng ngô nếp tím ưu tú có các đặc điểm
nông sinh học tốt, chất lượng và giàu hàm lượng anthocyanin.
Lai cải thiện độ ngọt và phát triển được 20 dòng ngô nếp có chất lượng độ
Brix cao hơn vật liệu ban đầu từ 2-4%
Lai tạo được 36 THL ngô nếp tím, trong đó có 2 THL triển vọng, có năng
suất cao, chất lượng tốt, giàu anthocyanin phục vụ nhu cầu ngô nếp ăn tươi và
làm thực phẩm chức năng tại Việt Nam.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp thông tin, tư liệu khoa học một cách hệ thống về xác định vật
liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống ngô nếp ưu thế lai, năng suất, chất
lượng cao và giàu anthocyanin ở Việt Nam.
Hướng phát triển dòng thuần ngô nếp trên cơ sở tổ hợp đa dạng nguồn gen
ngô nếp trắng và tím có thể góp phần nâng cao UTL, về năng suất, chống chịu,

chất lượng cao và giàu anthocyanin là cơ sở khoa học mới ở Việt Nam trong
công tác chọn tạo giống ngô nếp hiện nay.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã khẳng định phương pháp lai trở lại (back
cross) có khả năng cải thiện tính trạng chất lượng (vỏ mỏng, hàm lượng
anthocyanin, vị ngọt và vị đậm…) cho vật liệu ngô nếp, tăng khả năng chọn tạo
thành công các giống ngô nếp lai chất lượng phục vụ sản xuất.
4


1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá và xây dựng thông tin chi tiết và cơ sở dữ liệu của 56 nguồn vật liệu
ngô nếp tím, nếp trắng và ngô ngọt trong nước và nhập nội phục vụ công tác chọn
tạo giống ngô nếp tím lai có chất lượng cao và giàu anthocyanin ở Việt Nam.
Đã chọn lọc và phát triển được 8 dòng ngô nếp tím có các đặc điểm nông
sinh học, chống chịu sâu bệnh, năng suất, chất lượng và giàu anthocyanin.
Cải thiện nâng cao độ Brix (%) cho các vật liệu ngô nếp tím và ngô nếp
trắng ưu tú, có năng suất và hàm lượng anthocyanin cao nhưng độ Brix thấp.
Chọn tạo được 2 tổ hợp lai ngô nếp tím triển vọng, có thể phát triển thành
giống mới, đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất ngô nếp ăn tươi và làm thực
phẩm chức năng tại Việt Nam.

5


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. NGUỒN GỐC, PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM NGÔ NẾP
2.1.1. Nguồn gốc cây ngô và ngô nếp
Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943), nhà Di truyền học và nhà nghiên
cứu thực vật vĩ đại nhất của thế kỷ XX, đã đóng góp học thuyết Trung tâm phát
sinh thực vật hay trung tâm đa dạng thực vật. Trong trung tâm này Teosinte tiến

hóa và thuần hóa thành ngô trồng được mô tả ở thời kỳ thuộc địa Mexico,
Francisco. Hernandez Boncalo (1515/1517-1578) là người đầu tiên báo cáo sự
tồn tại của loài này vào năm 1570, sau đó được nhiều nhà khoa học nghiên cứu
làm sáng tỏ thêm. Ngô trong hệ thống phân loại thực vật của Linnaeus (1748)
thuộc chi ngô Zea. Loài ngô (Zea mays ssp. L. mays) là một cây trồng được thuần
hóa ở châu Mỹ, nguồn gốc tiến hóa từ teosinte. Mặc dù nguồn gốc Trung Mỹ đã
xác định nhưng thời gian phát tán đến Nam Mỹ và các nơi khác còn chưa chắc
chắn (Lia et al., 2007) theo phân tích khảo cổ ngô có mặt ở Trung Mỹ khoảng
6.250 năm trước công nguyên (Benz, 2001; Piperno and Flannery, 2001).
Nguồn gốc địa lý ngô nếp (Zea mays L. var. certain Kulesh) sau này được
xác định, ngô nếp là một dạng đặc biệt lần đầu tiên phát hiện ở Trung Quốc năm
1908 và sau đó tìm thấy ở các nước khác ở châu Á. Collins nhận được hạt từ
Thượng Hải, Trung Quốc và tiến hành trồng, thu hạt năm 1908 cho thấy không
giống bất kỳ giống ngô trồng nào hiện có ở châu Mỹ nhiệt đới và mô tả một loại
ngô đặc biệt, có một số màu sắc, nhưng nhiều nội nhũ sáp hơn các giống khác,
mô tả giống có các đặc điểm phân biệt về lá, hạt, râu cờ, và dạng nội nhũ mới
không giống cấu trúc nội nhũ được mô tả trước đây (Collins, 1909). 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 (Fan et al., 2009).
Nguồn gốc tiến hóa hầu hết các nghiên cứu đều cho rằng ngô tiến hóa từ
loài cỏ teosinte. Thuật ngữ teosinte bắt nguồn từ ‘teocintli’-‘teotl’ nghĩa là thần
thánh ‘cintli’ nghĩa là bắp khô của ngô từ tiếng bản địa Nahuatl. Ngày nay sử
dụng teosinte chỉ loài dại của ngô có quê hương ở Mexico và Trung Mỹ. Teosinte
tung hạt rộng và thụ phấn nhờ gió, hạt tách từ cây và có thể ăn (Hake Sarah and
Jeffrey Ross-Ibarra, 2015). Ngô và teosinte là duy nhất ở họ hòa thảo có cấu trúc
hoa đực (cờ) và cái (bắp) riêng, có bắp hoặc hạt trên lõi (Wilkes et al, 1995).

6