(Luận văn thạc sĩ) đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô trong nước và nhập nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Bounnao PHANDANOUVONG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA CÁC
DỊNG NGƠ NẾP TÍM TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

Ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

8620110

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS. Vũ Văn Liết

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng 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 cảm
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2018
Tác giả luận văn

Bounnao PHANDANOUVONG

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của
bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc tới GS. TS Vũ Văn Liết đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời
gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn
Di truyền và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam đã tận
tình giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi 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 tơi trong suốt q 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 tơi hồn thành luận văn./.

Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2018
Tác giả luận văn

Bounnao PHANDANOUVONG

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan............................................................................................................................... i

Lời cảm ơn.................................................................................................................................. ii
Mục lục....................................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt............................................................................................................... v
Danh mục bảng......................................................................................................................... vi
Danh mục hình........................................................................................................................ viii
Danh mục sơ đồ...................................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn.................................................................................................................... ix
Thesis abstract........................................................................................................................... xi
Phần 1. Mở Đầu........................................................................................................................ 1
1.1.

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

1.2.

Mục đích nghiên cứu và yêu cầu.............................................................................. 3

1.2.1.

Mục đích....................................................................................................................... 3

1.2.2. Yêu cầu......................................................................................................................... 3
1.3.

Ý nghĩa của đề tài....................................................................................................... 3

1.3.1. Ý nghĩa khoa học........................................................................................................ 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn......................................................................................................... 3
Phần 2. Tổng quan tài liệu..................................................................................................... 4
2.1.

Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới và Việt Nam................................................. 4

2.1.1.

Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới........................................................................ 4

2.1.2.

Tình hình sản xuất ngơ tại Việt Nam....................................................................... 5

2.2.

Nghiên cứu đa dạng nguồn gen ngô trên thế giới.................................................. 7

2.2.1.

Đa dạng nguồn gen ngô trên thế giới....................................................................... 7

2.2.2.

Ða dạng nguồn gen ngơ của Việt Nam.................................................................. 10

2.3.

Phát triển dịng thuần chọn tạo giống ngơ ưu thế lai........................................... 11

2.3.1.

Phát triển dịng thuần ở ngơ..................................................................................... 11

2.3.2.

Đánh giá dịng thuần chọn tạo giống ngô ưu thế lai............................................ 12

2.4.

Nghiên cứu khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng.......................14

2.5.

Một số thành tựu trong chọn tạo giống ngô lai.................................................... 17

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu................................................................ 19
3.1.

Thời gian và địa điểm............................................................................................... 19

iii


3.1.1.

Thời gian nghiên cứu:.............................................................................................. 19

3.1.2.

Địa điểm nghiên cứu................................................................................................. 19

3.2.

Vật liệu nghiên cứu................................................................................................... 19

3.3.

Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 19

3.4.

Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 20

3.4.1.

Phương pháp bố trí thí nghiệm................................................................................ 20

3.4.2.

Kỹ thuật gieo trồng và chăm sóc thí nghiệm........................................................ 20

3.4.3.

Phương pháp lấy mẫu và chỉ tiêu theo dõi............................................................ 21

3.4.4.

Phương pháp xử lý thống kê................................................................................... 29

Phần 4. Kết quả và thảo luận.............................................................................................. 31
4.1.

Kết quả đánh giá 6 dịng bố mẹ về đặc điểm nơng sinh học, năng suất và

các yếu tố tạo thành năng suất trong vụ Đông 2017 và Xuân 2018 tại Gia
Lâm, Hà Nội
4.2.

31

Kết quả đánh giá 15 tổ hợp lai diallel và đối chứng về đặc điểm nông
sinh học; khả năng chống chịu điều kiện bất thuận và mức độ nhiễm sâu
bệnh hại; năng suất và các yếu tố tạo thành năng suất trong vụ Xuân 2018

4.3.

38

Kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các dịng bố mẹ về các tính trạng

góc lá và năng suất trong vụ Xuân 2018 tại Gia Lâm, Hà Nội 49
4.3.1.

Khả năng kết hợp của 6 dịng ngơ về tính trạng góc lá ....................................... 49

4.3.2.

Khả năng kết hợp của 6 dịng ngơ về năng suất thực thu................................... 51

Phần 5. Kết luận và kiến nghị............................................................................................. 55
5.1.

Kết luận....................................................................................................................... 55

5.2.

Kiến nghị.................................................................................................................... 55

Tài liệu tham khảo................................................................................................................. 56
Phụ lục 1. Môt số hình ảnh minh họa................................................................................... 60
Phụ lục2..................................................................................................................................... 63
Phụ lục2..................................................................................................................................... 64
Phụ lục 3.................................................................................................................................... 65

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

ASI

Chênh lệch tung phấn-phun râu

BHH/C

Số bắp hữu hiệu/cây

CCCC

Chiều cao cây cuối cùng

CCĐB

Chiều cao đóng bắp

CDB

Chiều dài bắp

CDĐC

Chiều dài đi chuột

CS

Cộng sự

ĐKB

Đường kính bắp

ĐKL

Đường kính lõi

FAO

Tổ chức Nơng nghiệp và lương thực Liên hợp quốc

GE

Tương tác giữa kiểu gen và môi trường

H/H

Số hạt/hàng

H/H

Số hạt/hàng

KNKH

Khả năng kết hợp

LA

Diện tích lá

LAI

Chỉ số diện tích lá

MĐC

Mật độ cao

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

PR

Phun râu

KL1000

Khối lượng 1000 hạt

QTL

Locus tính trạng số lượng

SHH

Số hàng hạt

SLCC

Số lá cuối cùng

TGST

Thời gian sinh trưởng

TC

Trỗ cờ

THL

Tổ hợp lai

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1.

Tình hình sản xuất n

Bảng 2.2.

Tình hình sản xuất n

Bảng 2.3.

Diện tích, năng suấ

2014.......................
Bảng 3.2.

Vật liệu trong thí ng

tại Gia Lâm, Hà Nộ

Bảng 4.1.

Thời gian sinh trưở

2017 và Xuân 2018
Bảng 4.2.

Một số đặc điểm nô

Đông 2017 và Xuân
Bảng 4.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của 6 dịng ngơ thí

nghiệm trong vụ Đơ
Bảng 4.4. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống chịu điều kiện bất

thuận của 6 dòng ng
Bảng 4.5.

Mức độ nhiễm sâu

thuận của 6 dòng ng
Bảng 4.6.

Kết quả thực hiện k

Nội ........................
Bảng 4.7.

Các giai đoạn sinh t

2018 tại Gia Lâm, H
Bảng 4.8.

Một số đặc điểm nô

tại Gia Lâm Hà Nội
Bảng 4.9.

Một số đặc điểm về

Gia Lâm Hà Nội ....
Bảng 4.10. Một số chỉ tiêu hình thái bắp của 15 tổ hợp lai trong vụ Xuân 2018 tại

Gia Lâm, Hà Nội ...
Bảng 4.11. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2018

tại Gia Lâm, Hà Nộ
Bảng 4.12. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống chịu của các tổ hợp lai

trong vụ Xuân 2018

vi


Bảng 4.13. Bảng phân tích phương sai I.............................................................................. 49
Bảng 4.14. Bảng phân tích phương sai II............................................................................. 49
Bảng 4.15. Giá trị khả năng kết hợp chung và giá trị khả năng kết hợp của 6 dịng
bố mẹ về tính trạng góc lá

50

Bảng 4.16. Giá trị trung bình của chỉ tiêu góc lá trong mơ hình Griffing 2- vụ
Xn 2018

50

Bảng 4.17. Giá trị trung bình của năng suất hạt khơ trong mơ hình Griffing 2- vụ
Xn 2018

51

Bảng 4.18. Bảng phân tích phương sai I.............................................................................. 52
Bảng 4.19. Bảng phân tích phương sai II............................................................................. 52
Bảng 4.20. Giá trị khả năng kết hợp chung và giá trị khả năng kết hợp của 6 dòng
bố mẹ về năng suất hạt 52
Bảng 4.21. Các giá trị ưu thế lai tạo thành trong phép lai luân giao giữa 6 dịng
ngơ Mỹ và Việt Nam 53

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Năng suất ngơ của Hoa Kỳ giai đoạn 1890 - 2010............................................. 5
Hình 4.1. Mức độ đa dạng di truyền của 6 dịng ngơ sử dụng trong khối lai diallel
vụ Đơng 2017 36
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa chỉ số diện tích lá với cường độ
quang hợp của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2018 tại Gia Lâm, Hà Nội

42

Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa giá trị trung bình góc lá với
cường độ quang hợp của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2018 tại Gia
Lâm, Hà Nội

42

Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tương quan giữa khối lượng 1000 hạt với
năng suất lý thuyết và năng suất thực thu

45

Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ
hợp lai và hai đối chứng trong vụ Xuân 2018 tại Gia Lâm, Hà Nội

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1. Sơ đồ Diallel 6 dịng bố mẹ vụ Đơng 2017 ................................................….20

viii

45


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Bounnao PHANDANOUVONG
Tên luận văn: Đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô trong nước và nhập nội.

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 8620110

Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu và yêu cầu nghiên cứu
Đánh giá khả năng kết hợp của một số dịng ngơ của Việt Nam và nhập nội
nhằm xác định các dòng có khả năng kết hợp phục vụ phát triển giống ngơ lai có năng
suất cao thích nghi với điều kiện Việt Nam.
Đánh giá các giai đoạn sinh trưởng phát triển, chống chịu, năng suất và yếu tố
tạo thành năng suất của các dòng bố mẹ và tổ hợp lai (THL) trong điều kiện vụ Đông
năm 2017 và vụ Xuân 2018
Đánh giá được khả năng kết hợp và tính các giá trị ưu thế lai của các cặp lai, để
xác định được các dịng có khả năng kết hợp cao
Phương pháp nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu gồm 6 dòng tự phối có nguồn gốc khác nhau, trong đó 3
dịng (D1 , D2 và D3) phát triển từ nguồn vật liệu của Mỹ nhập nội vào Việt Nam và 3
dòng ( D4, D5 và D6) phát triển từ giống ngô thụ phấn tự do trong nước .
Thí nghiệm đồng ruộng bố trí khối ngẫu nhiên (RCBD) theo phương pháp của
Gomez, (1984). Lai đánh giá khả năng kết hợp bằng lai Diallel theo phương pháp 4
của Griffing, (1956). Các chỉ tiêu theo dõi theo UPOV (2010) và QCVN01:562011/BNNPTNT và QCVN 01:66-2011/BNNPTNT
Kết quả nghiên cứu chính
Các dịng ngơ nghhiên cứu có thời gian sinh trưởng ngắn và thuộc hai nhóm:
nhóm chín sớm (D1, D2, D3) và chín trung bình (D4, D5, D6); 6 dịng ngơ đều có
kiểu hình lá đứng, góc lá từ hẹp đến gọn đặc biệt bốn dòng D1, D2, D4 và D5. Năng
suất cao nhất là dòng D4, đạt 26,6 tạ/ha, thấp nhất là dòng D2 (23,2 tạ/ha) trong điều
kiện vụ Xn. Các dịng nhiễm nhẹ khơ vằn, đốm lá và một số loại sâu hại khác như
sâu đục thân, sâu đục bắp.
Vụ Xuân 2018, 15 tổ hợp lai (kí hiệu từ C1-C15) được đánh giá sinh trưởng phát
triển tốt trong đó có 10 tổ hợp lai thuộc nhóm chín sớm, 5 tổ hợp lai thuộc nhóm chín
trung bình. Ba tổ hợp lai kí hiệu C9, C6 , C15 đạt năng suất cao nhất (88,1; 87,5; 80,1
tạ/ha) khi trồng ở mật độ cao (8,3 vạn cây), đồng thời được đánh giá có kiểu cây gọn lá,
bộ lá xanh bền và tàn lá muộn (C9, C15). Riêng tổ hợp C6 có biểu hiện tàn lá ở mức

ix


trung bình (điểm 3). Ba tổ hợp lai C9, C6 và C15 có trạng thái cây tốt (điểm 1); có khả
năng chống đổ tốt, chịu hạn và chịu rét tốt, nhiễm rất nhẹ bệnh khơ vằn, đốm lá.
Dịng D2 có khả năng kết hợp riêng với dòng D3 và D6; dịng D5 có khả năng kết
hợp riêng với dịng D6 về tính trạng năng suất. Khi dịng D2 nhập nội từ Mỹ kết hợp với
dịng D6 có nguồn gốc Việt Nam tạo ra con lai có ưu thế lai cao về năng suất. Để lai tạo
con lai có bộ lá đứng có thể sử dụng dịng D3, D4 lai với dịng D6. Ngồi ra, dịng mẹ D2
lai với tất cả các dòng bố còn lại đều tạo ra con lai có bộ lá hẹp và đứng.

x


THESIS ABSTRACT
Author: Bounnao PHANDANOUVONG
Thesis title: Combining ability evaluation of the maize inbred lines that developed
from domestic and exotic germplasm.
Specialized: Crop science

Code: 8620110

Training facility: Vietnam National University of Agriculture
Research purpose and request:
Evaluation of the inbred maize lines six that was developed from gemplasm with
origin Vietnam location and imported from United State American at S6 generation.
Combining ability analysis to identified lines has SCA high level for development the
maize hybrids and adapted Vietnam condition
Evaluation of the growth characteristics, tolerances, yields and yield
components of parent inbred lines and crosses to produced 15 hybrids in winter season

2017 and spring season 2018. Combining ability analysis to identified lines has high
specific combining ability and promising hybrids
Research method
Plant materials included 6 inbred maize lines, which of the 3 lines developed
from Vietnam local maize population, 3 lines were developed from materials imported
from the United State American
Field experiment was design RCBD along to Gomez, (1984), there replications,
2

plot size 14m , data recording along to UPOV(2010) and Vietnam regulation:
QCVN01:56-2011/BNNPTNT và QCVN 01:66-2011/BNNPTNT
Combining ability analysis was conducted by diallel method along to Griffing,
1956. Software used analysis is IRRISTAT ver 5.0
Main results
Six inbred maize lines, there are 3 lines belong to early maturing are D1, D2 and
D3 and three lines belong medium group are D4, D5 and D6. Six maize inbred lines
have erect leaves, angle leaf from narrow to compact, special 4 lines are D1, D2,D4
and D5 leaf angle is small.
Yield of the parents were gained highest yield is D4 lines 2.66t/ha and lowest is D2 is
2.32t/ha in spring season condition. Six lines showed that very slight susceptible to insect and
diseases as brown spot, common rust, banded blight, leaf blight, stem borer, cob borer

Fifteen crosses was get from diallel system of the six maize inbred lines symbol C1
to C15 was take into the evaluation experiment in spring 2018. Results showed that

xi


10 crosses with early growth duration and 5 crosses medium growth duration. Three
crosses have highest yield are C9, C6 and C15 (88.1; 87.5; 80.1 quintal/ha) in plant

density 83,000 plants per hectare. Three crosses C9, C6 and C15 have plant architecture is
optimum (score 1); lodging tolerance, some disease as spot, banded blight.

D2 inbred line have combining ability to D3 and D6 line, D5 line have
combining ability to D6 line on the grain yield trait. D2 line from USA combined D6
from Vietnam was showed high heterosis. Progenies have erect leaves could be cross
between D3, D4 line with D6 line. Female line D2 cans crossing with another male
lines was progenies with narrow leaf angle.

xii


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ ưu thế lai tăng nhanh sau năm 1908 và
1909. Tăng năng suất ngô có đóng góp quan trọng của giống ngơ ưu thế lai. Giống ngô
ưu thế lai được phát triển mạnh mẽ từ sau những nghiên cứu của Shull công bố năm
1909. Năng suất và sản lượng ngơ tăng lên nhanh chóng từ những năm 1970 tới năm
2014, năng suất ngơ bình quân toàn cầu đạt 5,6 tấn/ha và sản lượng đã đạt 1.037 triệu
tấn/năm, năng suất bình quân cao nhất là Mỹ đạt 10,7 tấn/ha. Năng suất ngô của Việt
Nam đạt 4,4 tấn/ha và sản lượng đạt 5,2 triệu tấn (FAOSTAT, 2017).

Những nghiên cứu của Shull G.H đã tạo ra sự khởi đầu khai thác ưu thế lai
ở cây trồng, thực sự đây là một bước nhảy vĩ đại của di truyền học (James F.
Crow, 1998). Nghiên cứu của Shull (1909) Tháng 9/2017 đến tháng 6 /2018 đã chỉ
ra rằng những dịng ngơ thuần suy giảm năng suất và sức sống, nhưng khi lai hai
dòng thuần đã tạo ra ưu thế lai có năng suất cao và quần thể lai rất đồng nhất.
Phương pháp của ông đưa ra đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn của chương
trình chọn tạo giống ngơ ưu thế lai. Các dịng ngơ thuần vẫn tiếp tục đóng vai trị
quan trọng trong chọn tạo giống ngơ (Zea mays L.) của nhiều chương trình chọn

giống ngơ khác nhau. Chúng tiếp tục được sử dụng nhân tăng số hạt và làm nguồn
phát triển dòng thuần mới (James G. Gethi et al., 2002).
Ưu thế lai là cơ bản của các chương trình chọn giống hiện nay, đặc biệt đối với
các cây giao phấn như ngô. Ưu thế lai phụ thuộc trực tiếp vào hiện tượng trội và gián
tiếp thông qua tương tác của các allele trội ở các locus khác nhau. Đa dạng di truyền
cần thiết đối với ưu thế lai và quan hệ dương với năng suất. Trong hầu hết các trường
hợp, khoảng các di truyền có tương quan dương với ưu thế lai, vì vậy độ lớn ưu thế
lai, nhìn chung tỷ lệ với khoảng cách di truyền giữa hai bố mẹ (Praveen Singh, 2012,
2015). Mặc dù vậy liên kết giữa khoảng cách di truyền và SCA tương quan dương ở
mức có ý nghĩa. Những phát hiện trong nghiên cứu chứng minh rằng đa dạng di truyền
SCA cao hơn là rất quan trọng, trong khi ưu thế lai và SCA hiệu quả để dự đoán tổ hợp
lai F1 tốt nhất ở ngô (Praveen Singh, 2012, 2015).

Ngô bản địa được trồng trọt lâu dài dưới điều kiện tự nhiên và chọn lọc của
con người ở các môi trường khác nhau, văn hóa khác nhau. Kết quả đã phát triển
được các giống ngơ bản địa thích nghi với các điều kiện đặc thù và phù hợp với

1


sử dụng của con người. Tuy nhiên nguồn gen giống bản địa có những hạn chế là
năng suất thấp, cao cây và thời gian sinh trưởng dài (Ruiz De Galarret and
Alvarez, 2001).
Các nhà tạo giống đã thành công tăng biểu hiện ở cây trồng bằng khai thác đa
dạng di truyền trong thời gian qua. Mặc dù vậy các báo cáo tăng năng suất cây
trồng hàng năm là không đáp ứng cung cấp cho con người với dân số thế giới tăng
nhanh và biến đổi khí hậu tồn cầu. Nguồn gen ngoại lai có mức đa dạng di truyền
cao về các tính trạng có giá trị, nhưng mới chỉ một số ít được sử dụng, hơn nữa
chênh lệch năng suất giữa các dòng, giống ưu tú với nguồn gen ngoại lai khá lớn.
Điều này, dẫn đến cần thiết sử dụng nguồn gen ngoại lai và nhận biết các allele

hữu ích sử dụng là cây cho gen. Những tiến bộ của phân tích kiểu gen và kiểu hình
số lượng lớn cùng với công nghệ sinh học cho cơ hội khai thác biến dị , di truyền
ngoại lai. Nguồn gen ngoại lai bao gồm cả những giống cây trồng bản địa, họ hàng
hoang dại có mức độ đa dạng di truyền cao, nhiều tính trạng có lợi, thích nghi với
mơi trường bất thuận và sử dụng dinh dưỡng hiệu quả hơn (Cuiling Wang et al.,
2017).
Ở

Việt Nam, trong thời gian 15 năm gần đây, tỷ lệ diện tích trồng giống ngơ

lai tăng lên tới 95%; một tốc độ phát triển nhanh trong lịch sử ngơ lai thế giới đã
làm thay đổi, góp phần đưa nghề trồng ngô đứng trong hàng ngũ những nước tiên
tiến về ngơ lai ở Châu Á. Năm 1996 diện tích trồng ngô ở Việt Nam đạt 615.200
ha, năng suất 2,5 tấn/ha và sản lượng 1,54 triệu tấn, đến năm 2016 diện tích trồng
ngơ đạt 1.300.000 ha, năng suất 4,6 tấn/ha, sản lượng 5,98 triệu tấn (Tổng cục
thống kê, 2016; Cục xúc tiến thương mại, 2016). Phần lớn ngô được sử dụng làm
thức ăn cho chăn nuôi, chiếm khoảng 80% sản lượng ngơ, một phần ngơ được
dùng làm lương thực chính cho một số đồng bào dân tộc thiểu số miền núi, đặc
biệt những vùng khó khăn. Nhu cầu sử dụng ngô ở nước ta rất lớn và ngày càng
tăng nên nhà nước ta đã xây dựng chiến lược phát triển ngô trên phạm vi cả nước
(Tổng cục thống kê, 2014). Sản xuất ngô của CHDCND Lào cũng tăng trong
những năm gần đây, đến năm 2014 diện tích ngơ của Lào đạt 243.385 ha, năng
suất đạt 5,8 t/ha và sản lượng ngô của Lào đat 1,4 triệu tấn ( FAOSTAT, 2017). Tuy
nhiên năng suất và sản lượng còn thấp so với bình quận của thế giới, do vậy cần
thiết phải khai thác nguồn gen đa dạng để tạo giống ưu thế lai có năng suất cao
hơn từ các dịng bố mẹ xa nhau về di truyền. Chính vì vậy, chúng tơi đã tiến hành
thực hiện đề tài: “Đánh giá khả năng kết hợp của một số dịng ngơ trong

2

nước và nhập nội”.
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU VÀ YÊU CẦU
1.2.1. Mục đích
Đánh giá khả năng kết hợp của một số dịng ngơ của Việt Nam và nhập nội
nhằm xác định các dịng có khả năng kết hợp phục vụ phát triển giống ngơ lai có
năng suất cao thích nghi với điều kiện Việt Nam.
1.2.2. Yêu cầu
Đánh giá các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các dòng bố mẹ và lai tạo
tổ hợp lai (THL) trong điều kiện vụ Đông năm 2017 và vụ Xuân 2018;
Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai trong điều kiện vụ Xuân
năm 2018;
Đánh giá năng suất và yếu tố tạo thành năng suất của các tổ hợp lai trong
điều kiện vụ Xuân năm 2018;
Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống chịu điều kiện bất
thuận của các tổ hợp lai trong điều kiện vụ Xuân năm 2018;
Phân tích khả năng kết hợp và tính các giá trị ưu thế lai để xác định dịng có
khả năng kết hợp cao; xác định được tổ hợp lai triển vọng.
1.3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Đánh giá khả năng kết hợp (KNKH) là công việc quan trọng trong công tác
chọn tạo giống nhằm loại bỏ những dịng khơng có khả năng cho ưu thế lai sớm để
vừa giảm bớt công sức vừa nâng cao hiệu quả của công tác chọn tạo.
Thành công trong việc xác định KNKH của các dịng tự phối ngơ giúp đẩy
nhanh q trình chọn tạo các giống ngơ lai mới năng suất cao.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả thí nghiệm xác định được KNKH của các dịng ngơ thí nghiệm; chọn
lọc được các cặp lai có ưu thế lai cao. Kết quả nghiên cứu này cũng góp phần vào
cơng tác chọn tạo các giống ngơ lai kiểu cây mới thích ứng với điều kiện trồng dày
nhằm tăng năng suất trên đơn vị diện tích; tăng thu nhập cho người trồng ngơ.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGƠ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Hạt ngũ cốc cung cấp lương thực và thực phẩm ni dưỡng lồi người hơn
hẳn các sản phẩm khác, nó cung cấp gần một nửa lượng calo theo nhu cầu của con
người, trong khi có nhiều loài cây trồng khác cũng được sử dụng làm lương thực,
thực phẩm nhưng chỉ cung cấp 50% năng lượng. Những cây ngũ cốc quan trong
nhất là lúa nước, lúa mỳ và ngơ ước tính chiếm 94% tổng lượng tiêu thụ. Ngơ (Zea
mays) có nguồn gốc ở Trung Mexico và được thuần hóa từ lồi cỏ hoang dại cách
đây khoảng 7000 năm, sau đó phát tán và ngày nay được trồng rộng khắp trên toàn
cầu (Peter Ranum et al., 2014). Cây ngơ có vai trị to lớn đối với thế giới và sản
xuất ngô trên thế giới liên tục tăng lên về diện tích, năng suất và sản lượng, năm
2013 đã có tốc độ tăng vượt qua lúa mỳ và lúa nước bình qn tồn cầu như bảng
sau:
Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô, lúa, lúa mỳ giai đoạn 1961- 2016

Cây
trồng

Ngô
Lúa
Lúa mỳ
Ghi chú : DT =diện tích, NS= năng suất, SL= sản lượng. Nguồn: FAOSTAT, 2017

Tăng năng suất ngơ có đóng góp quan trong của giống ngơ ưu thế lai. Giống
ngơ ưu thế lai được phát triển mạnh mẽ từ sau những nghiên cứu của Shull công

bố năm 1909. Năng suất và sản lượng ngơ tăng lên nhanh chóng từ những năm
1970 tới năm 2016, năng suất ngơ bình qn tồn cầu đạt 5,64 tấn/ha và sản lượng
đã đạt 1.060,11 triệu tấn/năm, năng suất bình quân cao nhất là Mỹ đạt 10,7 tấn/ha
(FAOSTAT, 2017). Năng suất ngô của Việt Nam đạt 4,6 tấn/ha và sản lượng đạt
5,2 triệu tấn (Tổng cục thống kê, 2017).

4


Hình 2.1. Năng suất ngơ của Hoa Kỳ giai đoạn 1890 - 2010
Nguồn: USDA-NASS (2015)

2.1.2. Tình hình sản xuất ngơ tại Việt Nam
Ở
nước ta, ngô là cây trồng nhập nội mới được đưa vào Việt Nam khoảng
300 năm nhưng đã nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng quan trọng
trong hệ thống cây lương thực. Do có khả năng thích ứng rộng nên diện tích ngơ
được mở rộng nhanh chóng, cây ngơ đã khẳng định vị trí trong sản xuất nông
nghiệp và trở thành là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa nước, đồng
thời là cây màu số một, góp phần đáng kể trong việc giải quyết lương thực tại chỗ
cho người dân Việt Nam.
Những năm trước đây do chưa được quan tâm, chú trọng phát triển nên cây
ngô chưa phát huy được tiềm năng của nó. Theo thống kê năng suất ngơ Việt Nam
những năm 1960 đến 1975 chỉ đạt 1,0 tấn/ha, sản lượng 280 nghìn tấn. Đến đầu
những năm 1980, năng suất cũng chỉ đạt 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400 nghìn
tấn, sản xuất ngô ở thời kỳ này phát triển chậm là do sử dụng các giống ngô địa
phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những năm 1980, nhờ sự 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, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào
đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngơ nước ta thực sự có những

bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, do không ngừng mở rộng
giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ

5


thuật canh tác theo địi hỏi của giống mới. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam giai
đoạn 1961 đến 2016 được thể hiện ở bảng 2.2.
Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô của Việt Nam giai đoạn 1961 – 2016

Năm
1961
1975
1990
2000
2005
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Nguồn: Tổng cục thống kê (2017)

Trong giai đoạn 1990 - 2012 sản xuất ngơ ở Việt Nam đã có chuyển biến rõ
rệt về diện tích, năng suất, sản lượng. Qua bảng 2.2 cho thấy năm 1990, diện tích
trồng ngơ ở nước ta là 432.000 ha với tỉ lệ giống lai chưa đến 1% nhưng đến năm
2013 diện tích đạt 1.170.400 ha trong đó diện tích trồng ngơ lai đã chiếm khoảng
95%. Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế

giới trong suốt hơn 20 năm qua. Có thể nói tốc độ phát triển ngô lai ở Việt Nam rất
nhanh so với lịch sử phát triển ngô lai thế giới. Đây là bước tiến vượt bậc so với
một số nước trong vùng, kết quả này đã được CIMMYT và nhiều nước đánh giá
cao. Hiện nay có nhiều tỉnh diện tích trồng ngơ lai đạt gần 100% như: Đồng Nai,
An Giang, Trà Vinh, Bà Rịa – Vũng Tàu, Sơn La, Hà Nội, Vĩnh Phúc.
Hiện nay các giống ngô được sử dụng chủ yếu trong sản xuất ở các tỉnh miền
núi là giống ngô địa phương, giống thụ phấn tự do, giống lai. Tuy nhiên diện tích
trồng giống ngơ lai cịn rất ít và đang dần được mở rộng nhờ các chính sách quan
tâm, ưu đãi của nhà nước. Định hướng phát triển ngô ở các tỉnh miền

6


núi phía Bắc trong thời gian tới là qui hoạch lại vùng trồng ngô lai, vùng trồng
giống ngô thụ phấn tự do cải tiến phù hợp với điều kiện của từng địa phương. Mặc
dù có sự phát triển khơng đồng đều giữa các vùng sản xuất ngô ở Việt Nam nhưng
từ những kết quả đã đạt được chúng ta vẫn có thể khẳng định sản xuất ngơ của Việt
Nam trong giai đoạn từ năm 1985 – 2007 đã có sự phát triển vượt bậc. Sở dĩ chúng
ta đạt được những thành quả to lớn trong phát triển sản xuất ngô là do Đảng, Chính
phủ, Bộ NN&PTNN đã thấy được vai trị của cây ngơ trong nền kinh tế, kịp thời
đưa ra những chính sách, chương trình và biện pháp phù hợp nhằm khuyến khích
nghiên cứu khoa học – kỹ thuật và mở rộng sản xuất.
Tuy diện tích, năng suất và sản lượng ngô của chúng ta đều tăng nhanh
nhưng so với bình qn chung của thế giới năng suất ngơ nước ta cịn rất thấp, nhu
cầu sử dụng ngơ 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 ngơ có năng suất cao, chống chịu tốt đồng thời đáp ứng cả yêu cầu về chất
lượng.
Bảng 2.3. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của CHDCND Lào
từ 2010 – 2014

Diện tích (ha)
Năng suất (t/ha)
Sản lượng (tr.tấn)
Nguồn : FAOSTAT, 2017

2.2. NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG NGUỒN GEN NGÔ TRÊN THẾ GIỚI
2.2.1. Đa dạng nguồn gen ngô trên thế giới
Nguồn gen ngơ có tầm quan trọng to lớn đối với đa dạng sinh học, đa dạng di
truyền và chọn tạo giống nên cần được quan tâm thu thập, bảo tồn và sử dụng. Bảo
tồn được thực hiện với cả hai phương thức là bảo tồn in - situ và ex - situ. Bảo tồn
in - situ tập trung chủ yếu ở những nước đang phát triển như châu Mỹ, châu Phi và
châu Á, nguồn vật liệu di truyền được bảo tồn chủ yếu là những giống ngô bản địa,
giống địa phương và giống thụ phấn tự do cải tiến. Bảo tồn ex
-

situ lớn nhất ở CIMMYT tại Mexico với trên 27.000 mẫu nguồn gen hạt bao

7


gồm giống bản địa, trong đó 24.191 mẫu nguồn gen bản địa, cùng với mẫu nguồn
gen họ hàng hoang dại của ngơ (Teosintes và Tripsacum), các dịng tạo giống, vốn
gen, quần thể và giống. Các mẫu nguồn gen này thu thập từ 64 nước trên thế giới
(gồm 19 nước châu Mỹ, 19 nước vùng Caribe, 11 nước châu Phi, 10 nước châu Á,
3 nước châu Âu và 2 nước châu Đại Dương, chúng đại diện gần 90% đa dạng ngô
ở châu Mỹ (Ortiz et al., 2010; Wen et al., 2011).
Nguồn gen ngơ cịn được các quốc gia thu thập, bảo tồn và phát triển.
Những quốc gia có số lượng mẫu nguồn gen lớn trên thế giới như Trung Quốc, Ấn
Độ, Mỹ. Ngân hàng gen Bắc Kinh Trung Quốc (China National Gene Bank in

Beijing) thu thập và bảo tồn mẫu nguồn gen bản địa ~14,000 mẫu. Ngân hàng gen
Quốc gia Ấn Độ (NBPGR) thu thập và bảo tồn khoảng 7.500 mẫu nguồn gen ngô
bản địa. Trung Tâm dự trữ nguyên liệu di truyền ngô của Mỹ (USDA-ARS GSZE)
thu thập và bảo tồn trên 80.000 mẫu nguồn gen đột biến tại Khoa Khoa học Cây
trồng Đại học Illinois, Mỹ. Trung tâm phát triển ngô và lúa mỳ Quốc tế CIMMYT
vẫn đang cố gắng tiếp tục thu thập và bảo tồn nguồn gen ngơ theo mục tiêu và các
hướng chính như: thu thập nguồn gen ngô bản địa đại diện cho châu Mỹ La Tinh
như là một điểm tài nguyên di truyền của cây ngô, tiếp tục hợp tác với các quốc
gia ở Mỹ La Tinh VN các vùng khác trên thế giới để thu thập, nhân và bảo tồn đa
dạng giống bản địa. Nhận biết và bảo tồn đa dạng các giống bản địa của Châu Phi,
Châu Á bởi vì chúng là những nguồn gen duy nhất có khả năng thích nghi với khí
hậu và thổ nhưỡng của vùng Nhiệt đới, Á nhiệt đới và vùng cao (Taba et al.,
2004).
Nguồn gen ngô có mức độ đa dạng di truyền cao, nhưng hầu hết các giống
trồng và giống lai hiện nay tập trung vào một số ít nguồn gen, do vậy vấn đề bảo
tồn, sử dụng và nâng cao nguồn gen được quan tâm. Theo CIMMYT, sự kết hợp
giữa quản lý nguồn gen ngô với chọn tạo giống ngô như bên cạnh sử dụng vật liệu
có tính trạng ưu tú như các dịng tự phối đã được tạo ra có ý nghĩa lớn với chương
trình tạo giống ngơ như các quần thể cải tiến và các giống ngô ưu thế lai đã tăng
giá trị của nguồn gen, vật liệu di truyền đối với các nhà tạo giống. Tiếp cận nguồn
gen ngô để cải tiến vật liệu di truyền và cải tiến cây trồng đã có nhiều dự án nghiên
cứu thực hiện như GEM (Germplasm Enhancement of Maize) và CIMMYT đã
thực hiện đánh giá những tính trạng nơng sinh học quan trọng của các mẫu nguồn
gen phục vụ cho các mục tiêu tạo giống. Các dự án tương tự đã đánh giá và phổ
biến các dòng tự phối và các quần thể chọn giống ưu tú. Nhiều

8


nghiên cứu phân tử và đánh giá chống chịu sâu bệnh với các vật liệu di truyền như

vậy đem lại lợi ích to lớn cho chọn tạo giống ngơ. IITA đã sử dụng nguồn gen ngô
bản địa chống chịu bệnh phấn trắng (downy mildew), virus sọc lá 16 ngô, gỉ sắt và
sâu đục thân ngô. Số mẫu nguồn gen đã sử dụng hạn chế. Hầu hết các chủng bệnh
khơng có phổ rộng ở các vật liệu di truyền ngô Châu Á hoặc Châu Phi (Michael
and Candice, 2013).
Ở
bang Sinaloa Mexico, nông dân vẫn trồng các giống ngô bản địa với mức
độ đa dạng rất cao về đặc điểm hình thái. Nhưng những nguồn gen này cịn ít được
nghiên cứu và bảo tồn, chúng thường bị mất đi do chuyển đổi sử dụng đất và người
dân chuyển sang sử dụng giống ngô lai. Các tác giả đã nghiên cứu đánh giá mức
độ đa dạng giữa 8 quần thể và 396 cá thể trong quần thể bằng 20 mồi của chỉ thị
phân tử SSR đã chứng minh chúng có mức đa dạng cao và có thể phân chia thành
3 nhóm di truyền khác biệt, chúng có nền di truyền rộng cho thấy các mẫu nguồn
gen ngô bản địa ở Sinaloa đại diện cho nguồn gen rất hữu ích sử dụng trong các
chương trình tạo giống ngô (Pineda et al., 2013).
Theo Frank (2011) các giống ngơ địa phương thụ phấn tự do có những tính
trạng q. Các giống ngơ thụ phấn tự do cải tiến đã có năng suất cao hơn các giống
ngơ thụ phấn tự do chưa cải tiến trước những năm 1930. Nhưng các giống ngơ lai
ra đời có năng suất cao hơn giống thụ phấn tự do trên 50%. Mặc dù vậy, chọn lọc
chu kỳ cải tiến quần thể ngô thụ phấn tư do có thể thu được giống ngơ thụ phấn tự
do cải tiến ưu thế, nhiều nghiên cứu đã ghi nhận một số giống ngô thụ phấn tự do
cải tiến có năng suất ngang bằng giống ngơ lai thương mại. Nhìn nhận về mặt kinh
tế xã hội, sản xuất bền vững là nền tảng thành công của đa mục tiêu của nền nông
nghiệp. VV́thế đánh giá tiềm năng của các giống ngơ thụ phấn tự do đang địi hỏi
các nhà nghiên cứu cần quan tâm xem xét (Frank, 2011).
Giống ngô địa phương của Ấn Độ rất đa dạng ở các vùng sinh thái trồng ngô
khác nhau. Khi nghiên cứu đa dạng ngô địa phương ở vùng Tây Bắc dãy Himalayan
nhận thấy mức độ đa dạng rất cao về các tính trạng nơng sinh học và hóa sinh. Sự
khác nhau có ý nghĩa về hàm lượng protein, tryptophan, ngày trỗ cờ, ngày phun râu,
hàm lượng dầu, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số hàng hạt giống ngơ địa phương

cần được bảo tồn sử dụng cho phát triển bền vững (Ashok et al., 2014).

Cây ngơ có mức độ đa dạng rất lớn là cơ hội để nâng cao mức độ đa dạng di
truyền của chương trình nghiên cứu chọn tạo giống ngơ. Đa dạng nguồn gen ngơ
tồn cầu đã đóng góp vào các chương trình cải tiến ngơ tạo giống năng suất,

9


chống chịu bất thuận, kháng bệnh hoặc cải thiện chất lượng dinh dưỡng (Prasanna,
2012).
2.2.2. Ða dạng nguồn gen ngô của Việt Nam
Nguồn gen ngơ của miền núi phía bắc Việt Nam rất đa dạng, thu thập trên
phạm vi một huyện ở tỉnh Điện Biên, các nhà nghiên cứu đã có 24 mẫu giống ngô.
Phân loại các mẫu giống ngô thu thập được theo phân bố địa lý, dân tộc và phân
loại thực vật kết quả cho thấy các xã vùng sâu, vùng xa Việt Nam có bộ giống ngơ
rất ða dạng, phân bố theo tiểu vùng sinh thái và dân tộc ðây là một ðiểm chú ý
nghiên cứu nguồn gen thực vật nói chung và nguồn gen ngơ nói riêng. Một số
giống ngơ có những tính trạng tốt, năng suất khá, chịu hạn cần chọn lọc bồi dục
cho sử dụng trực tiếp như giống ngơ nếp trắng (S11), nếp tím (S15); ngơ tẻ
S21(Xilidim). Một số giống có tính trạng chất lượng tốt như độ dẻo, thơm như
giống ngô S15 ngô nếp tím tiếp tục chọn lọc bồi dục thường xuyên (Vũ Văn Liết
và Đồng Huy Giới, 2006). Khuất Hữu Trung và cs (2009) cũng đã tiến hành
nghiên cứu đa dạng di truyền ở mức hình thái 78 dịng ngơ thuần chọn tạo bằng
phương pháp nuôi cấy bao phấn. Kết quả phân tích đã chỉ ra hệ số tương đồng di
truyền giữa các cặp dịng ngơ trong cả tập đồn dao động 0.13 - 0.52. 78 dịng ngơ
được phân thành 4 nhóm khác nhau. Trong chương trình chọn tạo giống ngơ, phân
tích đa dạng di truyền tập đồn dịng thuần, xác định độ thuần về mặt di truyền của
các dòng bố mẹ có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhà chọn tạo giống. Những
thông tin về di truyền sẽ cung cấp cho các nhà tạo giống những cơ sở khoa học

trong việc dự đốn những tổ hợp lai có khả năng cho ưu thế lai cao. Trong sinh học
phân tử có rất nhiều chỉ thị phân tử được dùng để phân tích đa dạng di truyền như:
RFLP, AFLP, RAPD, SSR... Tuy nhiên, chỉ thị SSR được các nhà nghiên cứu coi là
một trong những chỉ thị có độ tin cậy cao, đánh giá chính xác và đầy đủ các thơng
tin phả hệ của tập đồn dịng cần nghiên cứu (Phan Xuân Hào và cs., 2004).
Phan Xuân Hào và cs. (2004) đã sử dụng 41 mồi SSR để phân tích đa dạng di
truyền 88 dịng ngơ, bao gồm 51 dịng Việt Nam, 1 dòng Mỹ (Mo17), 36 dòng từ
CYMMYT. Tất cả các dịng đều có tỷ lệ dị hợp tử ở mức cho phép <20%. Các
dịng của Việt Nam có độ thuần di truyền cao (tỷ lệ dị hợp trung bình 4,48%). Đã
xác định được sơ đồ phả hệ giữa các dịng trong tập đồn nghi Xueứu. Tất cả các
dịng được chia thành 2 nhóm lớn, nhóm 1 gồm 4 dịng, 3 dịng Việt Nam (VNL5,
VNL11, VNL71) và nhóm 2 gồm 84 dòng.

10


Ngơ Minh Tâm và Bùi Mạnh Cường (2009) phân tích đa hình di truyền 8 dịng
ngơ có nguồn gốc khác nhau trong tập đoàn vật liệu của Viện Nghiên cứu Ngô sử
dụng 36 chỉ thị SSR. Kết quả khảo sát đánh giá các tổ hợp lai trên đồng ruộng chỉ ra
mối tương quan giữa khoảng cách di truyền với con lai F 1 ở 8 dịng ngơ.

2.3. PHÁT TRIỂN DỊNG THUẦN CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ ƯU THẾ LAI
2.3.1. Phát triển dịng thuần ở ngơ
Nghiên cứu và cơng bố của George Harrison Shull (1909) về phương pháp
phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô xuất bản tháng 5 năm 1909 đã trở thành
phương pháp tiêu chuẩn phát triển dòng thuần và thúc đẩy tạo giống ngơ ưu thế lai.
Ơng viết trong những năm qua tôi đã mô tả một loạt các thí nghiệm với ngơ Ấn độ
và đi đến kết luận (i) thông thường một ruộng ngô thế hệ các cá thể nói chung tạo
ra từ một sự lai rất phức tạp; (ii) sự suy thoái là do kết quả của tự thụ phấn. Ơng
đưa ra phương pháp phát triển dịng thuần trong tạo giống ngô (A pure-line method

in corn breeding). Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ ưu thế lai tăng nhanh sau
năm 1908 và 1909, khi George Harrison Shull nhà chọn giống người Mỹ cơng bố
một cơng trình với tiêu đề “Sự tổ hợp của một ruộng ngô”. Những nghiên cứu của
ông đã tạo ra sự khởi đầu khai thác ưu thế lai ở cây trồng, thực sự đây là một bước
nhảy vĩ đại của di truyền học (James F. Crow, 1998). Nghiên cưu của Shull, 1909
đã chỉ ra rằng những dịng ngơ thuần suy giảm năng suất và sức sống, nhưng khi
lai hai dòng thuần đã tạo ra ưu thế lai có năng suất cao và quần thể lai rất đồng
nhất. Phương pháp của ông đưa ra đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn của
chương trình chọn tạo giống ngô ưu thế lai (Shull, 1909).
Chọn tạo giống ngô ưu thế lai của ZP (Maize Research Institute “Zemun
Polje”, Republic of Serbia) có nội nhũ tiêu chuẩn. Thời kỳ đầu chọn tạo giống ngô
và chọn lọc các giống địa phương thụ phấn tự do và phân thành 6 nhóm di truyền
cơ bản sử dụng làm nguồn vật liệu. Đầu tiên phát triển dòng thuần từ nguồn là 3
giống địa phương thụ phấn tự do là Vukovarski răng ngựa, Rumski Golden răng
ngựa và Sidski răng ngựa tại Viện nghiên cứu ngơ năm 1953. Sau khi chọn lọc
kiểu hình mỗi giống chọn được hàng trăm bắp. Chọn lọc bắp trên hàng và đánh giá
khả năng kết hợp ở các thế hệ tự thụ phấn sau. Các bố mẹ của lai kép tại Mỹ như
WF9 x N6, WF9 x 38-11… đã được sử dụng làm các cây thử. Những tổ hợp ngô
lai kép đầu tiên của ZP được phát triển như ZP 755, ZP 488, ZP 370 có dạng ngơ
răng ngựa, các tổ hợp lai này từ bố mẹ là các dòng thuần là V312, V390, V395,
V158, V144, R59). Tiểm năng năng suất của các dòng thuần

11


chỉ ra rằng có thể sử dụng chúng làm mẹ của các tổ hợp lai đơn. Bắt đầu từ những
năm 1960 và 1970 các tổ hợp lai đơn đầu tiên như ZPSC 1, ZPSC 4, ZPSC 6,
ZPSC 3, ZPSC 58c đã được chọn tạo thành công, chứng tỏ rằng nguồn giống ngơ
địa phương thụ phấn tự do rất có giá trị để phát triển dịng thuần trong chương
trình tạo giống ngô ưu thế lai (Drinic et al., 2007).

Trung tâm cải tiến Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) hiện đang lưu giữ
khoảng 17 000 mẫu nguồn gen ngô (Zea mays L.) và teosinte (Z. mays, một số loài
phụ), một họ hàng hoang dại của ngô. Bảy quần thể CIMMYT và 57 dịng ngơ
thuần được đặc điểm hóa bằng marker (SSR). Lựa chọn marker SSRs của hầu hết
các bin trong bản đồ di truyền ngơ. 85 marker SSRs đã tìm thấy đồng hình và sẽ sử
dụng cho các nghiên cứu DNA (fingerprinting). Bảy quần thể tạo giống đã được
phân tích cluster để phân nhóm di truyền ưu thế lai và phả hệ. Đa dạng di truyền
trong mỗi quần thể có ý nghĩa cao hơn giữa các quần thể, chỉ ra rằng các quần thể
dị hợp ở mức phân tử. Các dòng thuần của CIMMYT cũng biểu hiện mức đa dạng
cao, chỉ ra rằng các nhà tạo giống ngô CIMMYT thành công trong tổ hợp đa dạng
di truyền vào nguồn gen của CIMMYT. Chỉ những dịng có quan hệ gần cùng
cluster phả hệ với nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy mức đa dạng cao trong các
quần thể nguồn của các dòng tự phối thuần. Chỉ thị phân tử có thể làm rõ hơn các
nhóm di truyền trong các nhóm đồng nhất (Warburton M.L et al., 2005).
Từ năm 1991 đến năm 2011 Trung tâm Cải tiến Ngô và Lúa mỳ Quốc tế
(CIMMYT) đã phát triển một số lượng dòng thuần rất lớn 539 dịng, trong đó
những thành cơng nhất là: CML144, CML159, CML161, CML163, CML176,
CML197, CML202, CML206, CML216, CML247, CML251, CML254, CML264,
CML287, CML311, CML312, CML376, CML387, CML395 và CML444. Những
dòng triển vọng trong tương lai là CML421, CML448, CML451, CML456,
CML465, CML470, CML488, CML491, CML496, CML504, CML505, CML509
và CML511. Các dịng có KNKH tốt, khả năng chống chịu điều kiện bất thuận,
chống bệnh được phát triển thành cơng. (CIMMYT, 2011).
2.3.2. Đánh giá dịng thuần chọn tạo giống ngơ ưu thế lai
Đánh giá dịng thuần trong chọn tạo giống ngô lai là rất cần thiết để so sánh
với các giống hiện có trong sản xuất. Các nhà chọn giống Ấn Độ đã thí nghiệm
đánh giá một bộ dịng thuần ngơ so sánh đặc điểm hình thái, sịnh lý và chỉ thị phân
tử RAPD để mô tả mối quan hệ giữa chúng. Tất cả các dňng thuần đã được khẳng
định đảm báo tính khác biệt về hình thái và sinh lý. Khoảng cách di truyền

12