Tóm tắt Luận án Khai thác nguồn gen ngô địa phương và nhập nội phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai thích ứng với điều kiện canh tác tỉnh Lào Cai

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ———————————— LÊ THỊ MINH THẢO KHAI THÁC NGUỒN GEN NGÔ ĐỊA PHƯƠNG VÀ NHẬP NỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ NẾP LAI THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN CANH TÁC TỈNH LÀO CAI CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Mã số: 62 62 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, 2015 Công trình hoàn thành tại: HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TS. Vũ Văn Liết 2. TS. Lê Quý Kha Phản biện 1: PGS. TS. Vũ Đình Hòa Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Phản biện 2: PGS. TS. Lã Tuấn Nghĩa Trung tâm Tài nguyên thực vật Phản biện 3: TS. Châu Ngọc Lý Viện Nghiên cứu Ngô Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi ....... giờ ....... phút, ngày ....... tháng ...... năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngô (Zea mays L., 2n = 2x = 20) đã trở thành cây trồng nông nghiệp dẫn đầu trong các cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới, nó được sử dụng làm lương thực, thức ăn chăn nuôi, năng lượng và công nghiệp khác (Mandal, 2014). Ngô Nếp (Zea mays L.subsp. ceratina) là dạng ngô đặc thù được công bố lần đầu tiên ở Trung Quốc năm 1909. Sau đó, ngô nếp được phát hiện ở nhiều nơi khác thuộc Châu Á (Collins, 1920; Kuleshov, 1954). Tỉnh Lào Cai có địa hình núi cao chiếm trên 84% diện tích đất tự nhiên. Ngô là cây lương thực chính của nhiều cộng đồng dân tộc ít người, sản xuất ngô nếp chủ yếu làm thực phẩm như làm bánh, mèn mén, luộc, nướng, ngô bung. Canh tác ngô chủ yếu dựa vào nước trời, với điều kiện khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, lượng mưa phân bố không đều, hạn hán xảy ra thường xuyên, địa hình chia cắt mạnh. Năm 2013 tổng diện tích sản xuất ngô toàn tỉnh đạt 34.658 ha, năng suất còn thấp đạt 33,31 tạ/ha. (Sở Nông nghiệp và PTNT Lào Cai, 2014a). Sản xuất ngô nếp chiếm khoảng 6%, tập chung chủ yếu là giống ngô nếp địa phương (Sở Nông nghiệp và PTNT Là Cai, 2014b). Giống ngô nếp địa phương thụ phấn tự do rất đa dạng về độ lớn bắp, dạng bắp, màu sắc hạt và chất lượng ăn uống. Chính vì thế có thể sử dụng làm vật liệu phát triển giống ưu thế lai với chất lượng tốt và thích nghi với điều kiện địa phương (Lertrat and Thongnarin, 2006). Nguồn gen ngô nếp địa phương của Việt Nam cũng có mức đa dạng cao, chất lượng phù hợp với tiêu dùng của địa phương, thích ứng cao với điều kiện môi trường nghèo dinh dưỡng và canh tác nhờ nước trời (Vũ Văn Liết và Đồng Huy Giới, 2006) cần thiết được khai thác phát triển giống ngô nếp lai năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ tiêu dùng và nâng cao hiệu quả sản xuất. 2 Người dân qua một thời gian dài đã chọn lọc các giống ngô thích nghi với điều kiện canh tác địa phương, tạo ra sự đa dạng nguồn gen cây ngô. Tuy nhiên các giống ngô địa phương năng suất thấp, các giống mới và giống ngô nếp lai năng suất cao nhưng kém thích nghi với điều kiện địa phương. Việc lựa chọn được giống ngô nếp lai có chất lượng, năng suất và khả năng chống chịu là một vấn đề vô cùng cần thiết. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Khai thác nguồn vật liệu ngô nếp địa phương và nhập nội, chọn giống ngô nếp lai có năng suất cao, chất lượng tốt và thích ứng với điều kiện canh tác khó khăn về nước tưới của điều kiện miền núi miền Bắc nói chung và tỉnh Lào Cai nói riêng 1.3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đánh giá nguồn gen ngô nếp địa phương và nhập nội xác định được 6 giống ngô nếp GN5, GN12, GN19, GN40, GN47, GN64 có chất lượng cao, có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khó khăn về nước tưới ở Lào Cai. - Đánh giá mức độ đa dạng dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR đã nhận biết các dòng thuần có mức độ đa dạng cao, đã phát triển được 6 dòng thuần có độ đồng đều cao, đặc điểm nông sinh học phù hợp, chất lượng tốt, thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời của Lào Cai đưa vào lai tạo giống ngô nếp lai mới. - Chọn tạo được một tổ hợp ngô nếp lai triển vọng từ nguồn ngô nếp địa phương và nhập nội, có năng suất và chất lượng cao, có khả năng chịu hạn khá, thích hợp cho điều kiện canh tác nhờ nước trời của tỉnh Lào Cai. 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.4.1. Ý nghĩa khoa học - Khai thác nguồn gen ngô nếp địa phương và nhập nội, chất lượng cao, thích nghi với đều kiện khó khăn về nước tưới để phát 3 triển vật liệu di truyền cho chọn giống ngô nếp lai năng suất cao, thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời miền núi phía Bắc Việt Nam. - Phát triển vật liệu di truyền ngô nếp và tổ hợp ngô nếp lai kết hợp nguồn gen bản địa và ngoại lai nhằm nâng cao đa dạng di truyền của ngô nếp Việt Nam. Một hướng nghiên cứu đã được thực hiện rộng rãi đối với ngô thường trên thế giới và Việt Nam nhưng chưa có nghiên cứu đối với ngô nếp 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng cơ sở dữ liệu và thông tin chi tiết của 29 nguồn vật liệu di truyền ngô nếp có mức đa dạng cao phục vụ cho nghiên cứu chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam - Xác định dược sáu dòng thuần có khả năng sử dụng trong chương trình chọn tạo giống ngô nếp lai có đặc điểm nông sinh học tốt, khả năng chịu hạn phù hợp cho chọn tạo giống cho các điều kiện canh tác ngô nhờ nước trời. - Chọn tạo được một tổ hợp ngô nếp lai có triển vọng về năng suất, khả năng chịu hạn, thích nghi cho điều kiện canh tác khó khăn về nước tưới PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. NGUỒN GỐC, PHÂN LOẠI CÂY NGÔ NẾP 2.1.1. Nguồn gốc Một số bằng chứng chỉ ra rằng ngô được thuần hóa từ loài cỏ Mexican hoang dại teosinte (Zea mays ssp. Parviglumis hoặc ssp mexicana). Những bằng chứng khảo cổ học chứng minh rằng thời gian thuần hóa ngô vào khoảng 5.000 đến 10.000 năm trước đây, mặc dù nguồn gốc gần đây của ngô từ teosinte, những cây này khác biệt sâu sắc về hình thái. 4 2.1.2. Phân loại thực vật của ngô nếp Ngô thuộc chi Zea thuộc tộc Andropogoneae trong họ phụ Panicoideae, họ Poaceae (USDA, 2005). Hiện nay, có 86 chi trong tộc Andropogoneae. 2.2. NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN CÂY NGÔ Các công cụ sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền cây ngô khá phổ biến gồm chỉ thị hình thái và chỉ thị phân tử DNA. Nghiên cứu đa dạng di truyền cây ngô sử dụng chỉ thị hình thái Cây ngô biểu hiện đa dạng rất cao về đặc điểm hình thái và sinh lý. Sự tồn tại lâu dài được tác động bởi nhiều thế hệ loài người gieo trồng ở các vùng miền trên trái đất đã làm tăng mức độ khác biệt, tăng biên độ thay đổi đặc tính của cây ngô. Đa dạng di truyền của cây ngô được thể hiện ở tất cả các tính trạng của cây, bông cờ và bắp, loài phụ (ngô đá, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô thường, ngô nổ, ngô bọc, ngô bột). Đặc biệt sự biến động lớn nhất ở cây ngô thể hiện ở cấu trúc nội nhũ của hạt, vì vậy việc phân loại thực vật cây trồng một phần dựa vào đặc điểm của hạt (Ngô Công Tùng, 2014). Ngày nay cùng với sự ra đời và phát triển của ứng dụng chỉ thị phân tử thì chỉ thị hình thái vẫn được cho là không thể thiếu trong nghiên cứu đa dạng di truyền cây ngô, phục vụ công tác lưu giữ, bảo tồn sự đa dạng di truyền nguồn gen cho các chương trình tạo giống ngô lai. Nghiên cứu đa dạng di truyền cây ngô sử dụng chỉ thị phân tử Sử dụng chỉ thị phân tử tro ng phân tích đa dạng di truyền cây ngô có thể được thực hiện bởi các kỹ thuật khác nhau, mỗi kỹ thuật có ưu điểm và nhược điểm riêng. Lựa chọn loại chỉ thị phân tử nào trong đánh giá đa dạng di truyền sẽ phụ thuộc vào độ chính xác, mức độ phức tạp của từng kỹ thuật, giá thành và điều kiện trang thiết bị của từng phòng thí nghiệm. Cây ngô 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 5 ngô. Đa dạng nguồn gen ngô toàn cầu đã đóng góp vào các chương trình cải tiến ngô tạo giống năng suất cao, chống chịu bất thuận, kháng bệnh hoặc cải thiện chất lượng dinh dưỡng (Prasanna, 2012). 2.2.1. Đa dạng nguồn gen ngô nếp Đa dạng hình thái theo chỉ số đa dạng của Shannon-Weaver sử dụng phân tích đa dạng của 13.500 mẫu nguồn gen ngô bản địa và 3258 dòng tự phối đang bảo tồn ở Trung Quốc. Trong đó mẫu nguồn gen ngô nếp đa dạng nhất ở Vân Nam là 315, Quảng Tây là 269 và Quảng Đông là 170, Hắc Long Giang 43, Tứ Xuyên 43, Hồ Bắc 33. Kết quả chứng minh rằng đa dạng kiểu hình liên quan chặt chẽ với nguồn địa lý sinh thái. Nhìn chung kết quả nghiên cứu chứng minh các nguồn gen ngô bản địa đa dạng hơn, điều này chỉ ra rằng bảo tồn nguồn gen bản địa có ý nghĩa vô cùng quan trọng cho chiến lược tạo giống ngô ở Trung Quốc (Li et al., 2002). 2.2.2. Nghiên cứu đa dạng nguồn gen ngô ở Việt Nam Ở Việt Nam, sử dụng chỉ thị phân tử đặc biệt là chỉ thị SSR trong đánh giá đa dạng di truyền và dự đoán ưu thế lai đang được Viện Nghiên cứu Ngô tiếp tục nghiên cứu và phát triển, hỗ trợ phương pháp truyền thống trong công tác chọn tạo giống ngô lai, góp phần nhanh chóng xác định được tổ hợp lai ưu tú phục vụ sản xuất (Nguyễn Trịnh Hoàng Anh, 2014). Đinh Công Chính và Bùi Mạnh Cường (2010) đã phân tích đa dạng di truyền và khả năng kết hợp 30 dòng ngô nếp thuần, trong đó có 22 dòng được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn có nguồn gốc Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan. 8 dòng được rút dòng trực tiếp từ pool1, pool2, pool3, pool4 có nguồn gốc bản địa. Kết quả cho thấy 30 dòng ngô nếp khá đa dạng và phong phú, phân thành 4 nhánh cách biệt với khoảng cách di truyền là 0,60. Xác định được 7 dòng có khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao là N1, N2, N10, N11, N14, N17, N18. 6 PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. VẬT LIỆU, THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 3.1.1. Vật liệu nghiên cứu Vật liệu 29 mẫu giống ngô nếp ở các địa phương và nhập nội do Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam cung cấp, giống đối chứng là VN2 và MX4. 3.1.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu Thời gian Các hoạt động tại địa điểm Năm 2009 - 2010 + Tự phối tạo dòng thuần tại Viện NC & PTCT từ các mẫu nguồn gen ngô nếp + Thế hệ S2 - S4 + Kế thừa các dòng tự phối Vụ Thu Đông 2010 + Đánh giá các mẫu giống ngô nếp địa phương và nhập nội trong thí nghiệm đồng ruộng tại Lào Cai (29 mẫu giống gốc đã sử dụng để tự phối phát triển dòng thuần đến thế hệ S2 - S4) + Tự phối tiếp tục để tạo dòng tại Viện NC & PTCT Vụ Xuân 2011 + Đánh giá dòng tự phối thế hệ S3 - S5 tại Hà Nội + Lai thử KNKH chung + Kết hợp tự phối tiếp tục phát triển dòng Vụ Thu Đông 2011 + Đánh giá các THL lai đỉnh tại Lào Cai + Tự phối tiếp để tạo dòng tại Viện NC & PTCT Vụ Xuân 2012 + Tự phối tiếp để tạo dòng thuần tại Viện NC & PTCT Vụ Thu Đông 2012 + Đánh giá đặc điểm của 24 dòng thuần và lựa chọn dòng thuần + Đánh giá đa dạng 24 dòng thuần bằng chỉ thị phân tử SSR + Thí nghiệm đánh giá chịu hạn của 24 dòng trong chậu vại Vụ Xuân 2013 + Đánh giá khả năng kết hợp riêng, khả năng chịu hạn của các dòng và THL + Thí nghiệm đồng ruộng, thí nghiệm đánh giá chịu hạn của dòng thuần và THL trong nhà có mái che và thí nghiệm chậu vại Vụ Thu Đông 2013 và vụ Xuân 2014 Đánh giá THL triển vọng tại Lào Cai 7 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Đánh giá kiểu hình của các giống ngô nếp địa phương và nhập nội tại Lào Cai xây dựng cơ sở ban đầu cho chương trình tạo giống ngô nếp lai thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời của Lào Cai Nội dung 2: Tiếp tục phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn từ thế hệ S2 - S4 tạo thế hệ S5 - S8 đánh giá độ thuần để thử khả năng kết hợp tạo tổ hợp lai. Nội dung 3: Đánh giá các dòng tự phối thế hệ S3 - S5 về đặc điểm nông sinh học, năng suất, yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng, đa dạng di truyền và thử khả năng kết hợp chung của các dòng; Đánh giá dòng thuần S5 - S8 về đặc điểm nông sinh học, năng suất, yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng, đa dạng di truyền và khả năng chịu hạn bằng thí nghiệm gây hạn nhân tạo và chỉ thị phân tử SSR Nội dung 4: Đánh giá khả năng kết hợp, ưu thế lai của các tổ hợp lai và 6 dòng bố mẹ ưu tú. Nội dung 5: Đánh giá các tổ hợp lai ưu tú tại Lào Cai trong hai vụ Thu Đông năm 2013 và vụ Xuân 2014 3.3. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.3.1. Nội dung 1 Đánh giá kiểu hình của các giống ngô nếp địa phương và nhập nội tại Lào Cai xây dựng cơ sở ban đầu cho chương trình tạo giống ngô nếp lai thích ứng với điều kiện canh tác nhờ nước trời của Lào Cai * Phương pháp: Đánh giá đa dạng kiểu hình của các vật liệu ngô nếp địa phương và nhập nội Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá 29 mẫu giống ngô nếp địa phương và nhập nội, đối chứng VN2. Thí nghiệm được bố trí khối ngẫu nhiên, theo phương pháp thí nghiệm của Gomez (1984) thí nghiệm 2 lần nhắc với diện tích ô thí nghiệm là 10m2. Địa điểm: Phường Bình Minh - thành phố Lào Cai. Ngày gieo: Ngày 20 tháng 08 năm 2010 Phân tích đa dạng di truyền 29 mẫu giống dựa trên kiểu hình, phân tích đa dạng trên 11 tính trạng để phân nhóm di truyền 8 3.3.2. Nội dung 2 Tiếp tục phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn từ thế hệ S2 - S4 tạo thế hệ S5 - S8 đánh giá độ thuần để thử khả năng kết hợp tạo tổ hợp lai. Phương pháp phát triển dòng thuần: thực hiện bằng phương pháp tự thụ phấn cưỡng bức theo phương pháp của Shull (1909) 3.3.3. Nội dung 3 Đánh giá các dòng tự phối thế hệ S3 - S5 về đặc điểm nông sinh học, năng suất, yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng, đa dạng di truyền và thử khả năng kết hợp chung của các dòng; Đánh giá dòng thuần S5 - S8 về đặc điểm nông sinh học, năng suất, yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng, đa dạng di truyền và khả năng chịu hạn bằng thí nghiệm gây hạn nhân tạo và chỉ thị phân tử SSR * Phương pháp thí nghiệm đánh giá dòng tự phối Thí nghiệm 2: Thí nghiệm đánh giá dòng tự phối đời thấp S3 - S5 được bố trí khối ngẫu nhiên, 2 lần nhắc với diện tích ô thí nghiệm 10m2. Đối chứng là dòng GN43.2.3.4.4.2.1.1 (kí hiệu là GN43.2). Thí nghiệm 3: Thí nghiệm đánh giá 24 dòng thuần (thế hệ S5 - S8) được lựa chọn từ thí nghiệm đánh giá KNKH tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam. Thí nghiệm bố trí khối ngẫu nhiên (RCBD) trên đồng ruộng, diện tích ô thí nghiệm 14m2, 2 lần nhắc lại. * Phương pháp đánh giá KNKH chung các dòng tự phối S3 - S5 bằng lai đỉnh vụ thu Đông 2011 tại Lào Cai Thí nghiệm 4: Đánh giá 30 dòng tự phối. Vật liệu cây thử: MV66 (giống lai đơn), dòng thuần GN43.2.3.4.4.2.1.1 (GN43.2). Theo nghiên cứu của Rissi and Hallauer (1991). Lai 30 dòng với 2 cây thử tạo ra 60 THL, đối chứng là VN2 đưa vào thí nghiệm đánh giá KNKH chung. Thí nghiệm 5: Đánh giá KNKH chung của các dòng; Thí nghiệm được bố trí khối ngẫu nhiên không hoàn chỉnh, 2 lần nhắc, diện tích ô thí nghiệm 5m2. Thời gian: 26 tháng 08 năm 2011. * Phương pháp đánh giá đa dạng bằng chỉ thị phân tử SSR Thí nghiệm 6: Đánh giá đa dạng và phân nhóm di truyền 24 dòng thuần sử dụng chỉ thị SSR với 19 cặp mồi được nhập từ CHLB Đức. 9 * Phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn bằng chậu vại Thí nghiệm 7: đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng thuần ở giai đoạn cây con. Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn trồng trong chậu plastic theo phương pháp của Camacho and Caraballo (1994). 3.3.4. Nội dung 4 Đánh giá khả năng kết hợp, ưu thế lai của các tổ hợp lai và 6 dòng bố mẹ ưu tú đã được chọn. * Sơ đồ lai dialen: Sơ đồ lai diallel 6 dòng tự phối thực hiện luân giao theo mô hình Griffing 4, lai một chiều không tự phối (Griffing, 1956). * Thí nghiệm 8: Đánh giá khả năng chịu hạn của 15 THL, 6 dòng bố mẹ ở trên đồng ruộng và trong nhà có mái che. Phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn của 15 THL và 6 dòng bố mẹ trong nhà có mái che theo phương pháp của Zaidi (2002). Thí nghiệm được bố trí 4 thời vụ mỗi thời vụ cách nhau 10 ngày, mỗi thời điểm cách nhau 10 ngày. Trong mỗi thời điểm trồng 3 hàng/vật liệu, gây hạn khi thời điểm trồng I vào chắc. Như vậy hạn xảy ra như sau: - Thời điểm I: hạn vào giai đoạn chắc hạt; Thời điểm II: hạn xảy ra ở giai đoạn trỗ cờ, phun râu; Thời điểm III: hạn xảy ra ở giai đoạn xoắn nõn; Thời điểm IV: hạn xảy ra ở giai đoạn 7 - 9 lá. + Thời gian gây hạn hoàn toàn là 7 ngày sau đó tưới nước trở lại + Chỉ tiêu theo dõi: Các giai đoạn sinh trưởng, một số đặc điểm nông sinh học, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất. * Thí nghiệm đồng ruộng bố trí cùng thời gian với thí nghiệm trong nhà có mái che + Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên (RCBD), 2 lần lặp với diện tích ô thí nghiệm là 14 m2, khoảng cách hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm, tương ứng mật độ 57.000 cây/ha. Ngày gieo: 26 tháng 08 năm 2013 3.3.5. Nội dung 5 Đánh giá các tổ hợp lai ưu tú tại Lào Cai trong hai vụ Thu Đông năm 2013 và vụ Xuân 2014 Thí nghiệm 9: Đánh giá các THL triển vọng, thí nghiệm theo phương pháp khảo nghiệm cơ bản theo quy chuẩn: QCVN 01 - 65: 10 2011/BNNPTNT. Địa điểm: tại hai điểm là huyện Bảo Thắng và huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai; Thí nghiệm được bố trí khối ngẫu nhiên, 2 lần nhắc, diện tích ô thí nghiệm 14 m2 3.4. CHỈ TIÊU THEO DÕI CÁC THÍ NGHIỆM Các chỉ tiêu theo dõi được tiến hành theo hướng dẫn đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm của CYMMYT, Viện Nghiên cứu ngô (Lê Quý Kha, 2013a; 2013b). Quy phạm khảo nghiệm giống ngô Quốc gia số 10 TCN 341 - 2006 (Bộ nông nghiệp và PTNT, 2006) Chỉ tiêu sinh trưởng; Chỉ tiêu hình thái; Chỉ tiêu về chống chịu; Chỉ tiêu về chất lượng cảm quan; Chỉ tiêu về năng suất và yếu tố cấu thành năng suất - Đánh giá đặc điểm chịu hạn trên đồng ruộng: + Độ cuốn lá: Xác định độ cuốn lá bằng thang điểm từ 1 - 5 (Điểm 1: Không cuốn, Điểm 2: Bắt đầu cuốn, Điểm 3: Cuốn hình chữ V, Điểm 4: Lá cuốn tròn lại, Điểm 5: Lá cuộn tròn như lá hành). + Độ tàn lá: Quan sát chung triệu chứng của lá trong một ô trên cơ sở tổng diện tích lá bị khô để cho điểm. Một hệ thống thang điểm thông dụng là từ 1 - 5 điểm: Điểm 1: Còn xanh; Điểm 5: Toàn bộ lá khô. + Chênh lệch trỗ cờ - phun râu 3.5. PHÂN TÍCH SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM + Phân tích phương sai (ANOVA), hệ số biến động (CV%), sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD0,05) + Phân tích đa dạng di truyền theo mô hình toán hệ số của Nei and Li's (1979) + Phân tích KNKH chung line x tester Phân tích theo mô hình thống kê của Singh and Chaundhary (1996) + Phân tích khả năng kết hợp riêng theo mô hình lai diallel của Griffing 4 + Phân tích đa dạng di truyền và giá trị thông tin đa hình (PIC): + Phần mềm sử dụng phân tích IRRISTAT ver 5.0, NTsys PC ver 2.0, chương trình thống kê DTSL của Nguyễn Đình Hiền (1995). 11 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA 29 MẪU GIỐNG NGÔ NẾP ĐỊA PHƯƠNG VÀ NHẬP NỘI VỚI VN2 LÀ ĐỐI CHỨNG VỤ THU ĐÔNG 2010 TẠI LÀO CAI Đánh giá đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu, yếu tố cấu thành năng suất, năng suất và chỉ tiêu về chất lượng của các mẫu giống địa phương và nhập nội cho thấy: Chiều cao cây của các mẫu giống tham gia thí nghiệm cao, ảnh hưởng lớn đến khả năng chống đổ, khả năng chống chịu sâu bệnh của cây và khả năng cho năng suất. Năng suất của các mẫu giống địa phương còn đạt ở mức thấp cần được cải thiện. Một số mẫu giống có năng suất đạt khá hơn so với các mẫu giống còn lại như GN5, GN12, GN23, GN40, GN51, GN58, GN149, GN173; Một số mẫu giống có chất lượng ăn tươi về độ dẻo, hương thơm và độ đậm đạt thang điểm từ 1,8 - 2,6 là GN5, GN12, GN19, GN40, GN47, GN64 (hình 4.1). Hình 4.1. Cây phân nhóm cách biệt kiểu hình của 29 mẫu giống ngô nếp địa phương và nhập nội 12 Các mẫu giống nghiên cứu là các mẫu giống địa phương và nhập nội có sự đa dạng khá cao, có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khô hạn ở miền núi. Phân tích đa dạng di truyền của các mẫu giống dựa trên một số tính trạng cho thấy với hệ số tương đồng 0,05 các giống được chia thành 5 nhóm di truyền. Tuy nhiên về chất lượng ăn tươi thì một số mẫu giống vượt trội về hương thơm, độ dẻo và độ đậm cao như: GN5, GN12, GN19, GN40, GN47, GN64. Đây là nguồn vật liệu quý có thể sử dụng trong chọn giống ngô nếp có khả năng chống chịu và chất lượng. 4.2. ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, NĂNG SUẤT CÁC DÒNG NGÔ NẾP ĐỜI THẤP VỤ XUÂN 2011 TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI Qua thí nghiệm đánh giá 30 dòng tự phối ngô nếp đời thấp vụ Xuân 2011 về đặc điểm hình thái, năng suất và khả năng chống chịu của các dòng đời thấp cho thấy: Năng suất dòng đạt không cao, tuy nhiên đó không phải là yếu tố quyết định đến sự lựa chọn của các dòng. 29 dòng tham gia thí nghiệm đều được đánh giá có đặc điểm nông sinh học tốt, khả năng chống chịu với sâu bệnh cao. Một số dòng được đánh giá chất lượng ăn tươi về độ dẻo, hương thơm và vị đậm tốt, có độ dẻo, hương thơm và vị đậm dưới thang điểm 3 (trung bình đến khá) như GN5.1.2.2.9, GN5.1.2.2, GN10.2.2.5, GN12.3.5.4, GN19.2.3.2.2, GN47.2.4.4.3.5, GN47.2.4.3.1, GN48.1.3.1.4, GN64.4.2.3.4. Có thể tiếp tục sử dụng 29 dòng S3, S4 và S5 để tự phối tạo dòng thuần và thực hiện các khâu chọn giống tiếp theo. Kết quả đánh giá các dòng đời thấp về các đặc điểm và tính trạng cơ bản, sử dụng chỉ số chọn lọc đã chọn được 30 dòng (ký hiệu từ D1 - D30) có nhiều ưu điểm đưa vào thử khả năng kết hợp chung sớm, nghiên cứu sử dụng hai cây thử cây thử 1 là MV66 là giống lai nhập nội và dòng thuần GN43.2.3.4,4.2 (kí hiệu GN43.2) rút dòng từ tổ hợp lai lai đơn của Trung Quốc có phổ di truyền rộng và có khả năng kết hợp đã được chọn tạo thành công năm 2009 của Viện Nghiên cứu và phát triển cây trồng, lai thử khả năng kết hợp tạo thành 60 tổ hợp lai để đánh giá khả năng kết hợp. 13 4.3. ĐÁNH GIÁ KNKH CHUNG CỦA CÁC DÒNG NGÔ NẾP ĐỜI THẤP VỤ THU ĐÔNG 2011 TẠI LÀO CAI Năng suất bắp tươi, năng suất thực thu và đánh giá chất lượng của các THL vụ Thu Đông 2011 tại Lào Cai được thể hiện qua bảng 4.1. Bảng 4.1. Năng suất bắp tươi và năng suất thực thu của các THL vụ thu Đông năm 2011 tại Lào Cai STT THL NSBT (tạ/ha) NSTT (Tạ/ha) Độ dẻo (1 - 5) STT THL NSBT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) Độ dẻo (1 - 5) 1 D1 x MV66 42,3 18,7 3,2 31 D1 x GN43.2 69,0 24,3 2,4 2 D2 x MV66 55,6 21,2 4,1 32 D2 x GN43.2 61,0 18,0 3,3 3 D3 x MV66 66,7 22,7 3,1 33 D3 x GN43.2 62,2 26,8 3,5 4 D4 x MV66 64,9 16,3 2,2 34 D4 x GN43.2 69,0 40,7 4,2 5 D5 x MV66 53,9 26,3 3,2 35 D5 x GN43.2 62,6 19,5 2,0 6 D6 x MV66 66,2 24,3 3,6 36 D6 x GN43.2 64,3 21,4 2,9 7 D7 x MV66 77,1 25,2 2,3 37 D7 x GN43.2 88,0 42,8 2,0 8 D8 x MV66 64,3 22,6 2,1 38 D8 x GN43.2 83,8 40,6 2,1 9 D9 x MV66 48,1 19,6 1,7 39 D9 x GN43.2 70,1 26,1 2,0 10 D10 x MV66 54,5 25,0 3,6 40 D10 x GN43.2 83,9 32,5 3,3 11 D11 x MV66 55,1 23,3 2,3 41 D11 x GN43.2 73,9 39,1 2,1 12 D12 x MV66 59,1 22,0 1,9 42 D12 x GN43.2 77,1 37,0 2,3 13 D13 x MV66 68,4 25,8 3,3 43 D13 x GN43.2 53,3 40,3 2,8 14 D14 x MV66 56,8 24,5 2,8 44 D14 x GN43.2 84,1 39,0 3,1 15 D15 x MV66 61,1 31,7 2,2 45 D15 x GN43.2 84,1 36,8 2,1 16 D16 x MV66 73,0 30,3 2,1 46 D16 x GN43.2 67,8 27,1 2,5 17 D17 x MV66 53,9 24,3 3,2 47 D17 x GN43.2 75,4 28,6 3,2 18 D18 x MV66 48,1 30,1 3,7 48 D18 x GN43.2 60,9 34,1 2,6 19 D19 x MV66 53,9 28,6 3,3 49 D19 x GN43.2 67,2 31,8 2,8 20 D20 x MV66 67,8 29,0 3,0 50 D20 x GN43.2 75,9 33,9 2,2 21 D21 x MV66 52,7 25,6 2,8 51 D21 x GN43.2 87,5 38,2 3,4 22 D22 x MV66 46,4 24,5 3,2 52 D22 x GN43.2 86,6 35,8 3,2 23 D23 x MV66 63,8 22,0 2,6 53 D23 x GN43.2 68,4 31,1 2,1 24 D24 x MV66 59,1 20,5 3,7 54 D24 x GN43.2 80,6 29,0 2,8 25 D25 x MV66 59,7 27,9 2,5 55 D25 x GN43.2 82,9 29,7 3,0 26 D26 x MV66 57,4 21,2 2,1 56 D26 x GN43.2 84,6 37,9 1,8 27 D27 x MV66 59,7 25,5 2,0 57 D27 x GN43.2 72,5 28,3 2,4 28 D28 x MV66 54,3 17,5 3,6 58 D28 x GN43.2 85,8 27,4 2,7 29 D29 x MV66 67,8 19,2 2,8 59 D29 x GN43.2 72,7 30,6 3,3 30 D30 x MV66 63,2 25,0 3,1 60 D30 x GN43.2 65,5 19,8 3,0 TB 59,2 24,0 2,8 TB 74,0 31,6 2,7 VN2 đc 76,7 40,3 1,7 CV% 15,0 13,3 15,0 13,3 LSD0,05 11,3 12,8 11,3 12,8 Ghi chú: cây thử GN43.2.3.4,4.2 viết tắt GN43.2 14 Năng suất bắp tươi: Năng suất bắp tươi trung bình của các THL giữa dòng với MV66 đạt 59,2 tạ/ha, thấp hơn so với năng suất bắp tươi trung bình của các THL giữa các dòng với cây thử GN43.2 (74,0 tạ/ha). 11 THL có năng suất bắp tươi cao hơn so với đối chứng, có triển vọng tốt đều là các THL giữa các dòng với dòng thuần GN43.2. THL có năng suất bắp tươi cao nhất là là D7 x GN43.2 (88,0 tạ/ha), tiếp theo là các THL D21 x GN43.2 (87,5 tạ/ha), D22 x GN43.2 (86,6 tạ/ha) Điều đó có thể khẳng định rằng các dòng có KNKH cao hơn với cây thử GN43.2. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng về độ dẻo của các THL cho thấy: độ dẻo trung bình của các dòng với GN43.2 là 2,7 cao hơn so với các THL giữa cây thử MV66 (2,8). Điều đó có thể chứng tỏ rằng các dòng khi kết hợp với cây thử GN43.2 cho các THL có chất lượng cao hơn so với khi kết hợp với cây thử MV66. Một số THL được đánh giá có độ dẻo khá là D7 x MV66, D8 x MV66, D9 x MV66, D9 x MV66, D11 x MV66, D12 x MV66, D5 x GN43.2, D7 x GN43.2, D11 x GN43.2, D12 x GN43.2 Đánh giá KNKH chung của 30 dòng nghiên cứu với 2 cây thử là dòng thuần D43.2 và giống thụ phấn tự do MV66 cho thấy: KNKH chung của các dòng với dòng thuần D43.2 cho năng suất và chất lượng cao hơn so với KNKH giữa các dòng với cây thử MV66. Có 14 dòng có KNKH chung dương, trong đó những dòng có KNKH chung cao là D9, D15, D26, D12, D16, D5, D28 và D11 được đánh giá là những dòng triển vọng, có thể tiếp tục sử dụng trong công tác chọn tạo giống. Các dòng được đánh giá có đặc điển nông sinh học khả năng cho phấn và có khả năng kết hợp được đưa vào quá trình tự thụ phấn 1 - 2 thế hệ tạo được 24 dòng (ký hiệu từ I1 - I24) cho phát triển giống ngô nếp lai. Kết quả thu được các dòng tự phối, được nhận biết khá đồng đều để đánh giá và đưa vào lai thử khả năng kết hợp riêng. 15 4.4. ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN DỰA VÀO ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ CHỈ THỊ PHÂN TỬ SSR CỦA 24 DÒNG THUẦN VỤ THU ĐÔNG NĂM 2012 TẠI GIA LÂM - HÀ NỘI Phân tích đa dạng di truyền 24 dòng tự phối Đánh giá đa dạng di truyền dựa vào đặc điểm hình thái: Kết quả phân tích đa dạng của 24 dòng thuần (hình 4.2). Hình 4.2. Sơ đồ phân nhóm tương đồng của 24 dòng ngô nếp thuần dựa trên kiểu hình Phân nhóm di truyền của 24 dòng cho thấy nếu hệ số tương đồng là 0,25, chúng được phân thành 6 nhóm di truyền. Nhóm 1 có dòng I16; nhóm 2 gồm 3 dòng là I6, I9 và I11; nhóm 3 gồm 3 dòng là I2, I5 và I12; nhóm 4 gồm 4 dòng là I3, I13, I22 và I15; nhóm 5 gồm 9 dòng là I7, I24, I14, I17, I18, I19, I20, I21 và I23; nhóm 6 bao gồm 4 dòng là I1, I4, I10 và I8. Mức độ đa dạng cao của các dòng thuần do nguồn vật liệu tự phối ban đầu đa dạng bao gồm các giống thụ phấn tự do ở các địa phương khác nhau như Lào Cai (I13 và I14), Điện Biên (I1, I2, I3, I4, I16, I18, I23 và I24), Sơn La (I5, I6), Yên Bái (I9, I10, I11 I12 và I17), Đăk Lăk (I7), nguồn vật liệu từ Trung Quốc (I15), vật liệu từ CHDCND Lào (I18, I19, I20, I21 và I22). 16 Phân nhóm di truyền dựa trên chỉ thị phân tử SSR: Phân nhóm di truyền 24 dòng sử dụng 19 chỉ thị SSR đã dò thấy 75 alen trên 19 locus Số alen: Bảng tổng hợp 4.2 đã tổng kết lại sự phân tích SSR của 24 dòng thuần với 19 chỉ thị SSR. Tất cả các marker đã cho thấy sự đa hình với tổng số 75 alen được nhận ra. Số alen thay đổi từ 2 ở chỉ thị phi065 đến 8 ở chỉ thị phi328175. Số alen trung bình là 4 alen. Bảng 4.2. Số alen và giá trị PIC của các chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu nhận biết trên 24 dòng ngô thuần STT Tên mồi Nhiễm sắc thể Số allele PIC 1 phi109275 1,00 3 0,56 2 phi308707 1,10 4 0,68 3 phi083 2,04 3 0,57 4 phi101049 2,09 5 0,77 5 phi029 3,04 5 0,36 6 phi102228 3,04 5 0,76 7 phi053 3,05 4 0,69 8 phi072 4,00 4 0,74 9 phi079 4,05 3 0,58 10 phi093 4,08 3 0,67 11 phi109188 5,00 4 0,68 12 phi423796 6,01 3 0,57 13 phi299852 6,08 5 0,71 14 phi328175 7,04 8 0,81 15 phi223376 8,03 4 0,63 16 phi065 9,03 2 0,49 17 phi032 9,04 3 0,65 18 phi108411 9,06 3 0,55 19 phi96342 10,02 4 0,63 Tổng 75 Số allele/locus 4 Hệ số thông tin đa hình (PIC): PIC được dùng để chỉ sự đa dạng và tần số của alen. Giá trị này thay đổi từ 0,36 ở chỉ thị phi029 đến 0,81 ở chỉ thị phi328175. Có 5 chỉ thị SSR giá trị PIC > 0,7 và cao nhất với chỉ thị phi328175 là 0,81 (Bảng 4.2). Kết quả nghiên cứu phù hợp với nhiều nghiên cứu đã công bố trước đây. Nghiên cứu cung cấp thông tin di truyền hữu ích cho những nghiên cứu tiếp theo 17 về nguồn gen ngô địa phương, khả năng kết hợp, đặc biệt cho chương trình tạo giống ngô nếp lai. Số băng thu được của mỗi cặp mồi có khác nhau từ 18 (Phi109275) đến 24 băng (10 chỉ thị phân tử cho 24 băng), số băng đa hình dao động từ 2 đến 8, trong đó mồi phi053 và phi032 cho số băng đa hình cao và rõ rệt 4.5. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA CÁC DÒNG THUẦN NGÔ NẾP BẰNG THÍ NGHIỆM CHẬU VẠI VỤ THU ĐÔNG NĂM 2012 TẠI HÀ NỘI Đánh giá khả năng chịu hạn của 24 dòng thuần ở giai đoạn cây con về các chỉ tiêu diện tích lá, khối lượng thân khô, khối lượng thân tươi, khối lượng rễ khô, khối lượng rễ tươi, chiều cao cây, chiều dài rễ dài nhất đã lựa chọn được 6 dòng thuần có khả năng chịu hạn tốt ở giai đoạn cây con. Sáu dòng thuần được lựa chọn đưa vào lai theo sơ đồ lai dialen griffing 4 tạo được 15 THL. 4.6. THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ 15 THL TỪ LAI DIALEN, 6 DÒNG BỐ, MẸ TRÊN ĐỒNG RUỘNG VÀ TRONG CHẬU VẠI TRỒNG VỤ XUÂN 2013 TẠI HÀ NỘI 4.6.1. Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con của 6 dòng bố mẹ và 15 THL Đánh giá khả năng chịu hạn của 6 dòng ngô nếp thuần và 15 THL ở các tính trạng: thể tích rễ, chiều dài rễ dài nhất, khối lượng rễ khô, khối lượng rễ tươi, khối lượng rễ tươi (bảng 4.3). Khối lượng rễ tươi và khối lượng rễ khô/cây: Trong điều kiện gây hạn, các THL có khối lượng rễ tươi trung bình 27,6 g/cây, khi tưới đủ là 36,1 g/cây (Bảng 4.3). Một số THL I5 x I9, I5 x I15, I5 x I23, I5 x I23, I7 x I8, I7 x I9 và I15 x I23 trong điều kiện bình thường có khối lượng rễ tươi cao hơn so với đối chứng VN2, khi gây hạn thì khối lượng rễ tươi của các THL này có % giảm ít hơn so với các THL khác, giảm dưới 20%, điều đó chứng tỏ rằng bộ rễ to, khỏe hơn, đối chứng VN2 khi gây hạn giảm 20%. 18 Bảng 4.3. Một số chỉ tiêu về khối lượng rễ tươi, khối lượng rễ khô và tỷ lệ khối lượng rễ khô/khối lượng thân khô của các dòng thuần và THL trồng vụ Xuân 2013 tại Hà Nội Bố mẹ và THL Khối lượng rễ tươi/cây (g) % giảm so với tưới đủ Khối lượng rễ khô/cây (g) % giảm so với tưới đủ Tỷ lệ khối lượng rễ khô/khối lượng thân khô Tưới đủ Hạn Tưới đủ Hạn Hạn Tưới đủ THL I5 x I7 39,2 22,0 43,9 20,1 14,2 29,4 0,74 0,74 I5 x I8 28,6 20,5 28,3 19,4 13,6 29,9 0,91 0,92 I5 x I9 38,3 31,3 18,3 24,2 19,3 20,2 0,92 0,96 I5 x I15 45,4 36,6 19,4 27,5 22,6 17,8 0,90 0,92 I5 x I23 39,1 31,4 19,7 24,7 20,4 17,4 0,90 0,94 I7 x I8 43,4 35,6 18,0 25,9 21,1 18,5 0,96 0,95 I7 x I9 42,6 34,3 19,5 27,0 22,6 16,3 0,92 0,91 I7 x I15 32,5 25,6 21,2 17,2 13,3 22,7 0,81 0,82 I7 x I23 33,6 26,2 22,0 21,4 12,4 42,1 0,80 0,86 I8 x I9 27,1 18,2 32,8 18,5 13,2 28,6 0,86 0,75 I8 x I15 31,7 25,4 19,9 23,2 15,8 31,9 0,79 0,82 I8 x I23 34,3 23,3 32,1 22,7 15,6 39,3 0,88 0,84 I9 x I15 28,6 20,1 29,7 18,5 10,6 33,7 0,82 0,77 I9 x I23 26,7 20,4 23,6 20,3 12,4 34,0 0,86 0,86 I15 x I23 50,5 40,5 19,8 33,6 27,4 18,5 0,87 0,88 TB THL 36,1 27,6 24,1 23,3 17,2 26,0 Dòng I5 24,3 18,4 24,3 19,5 14,2 27,2 0,87 0,93 I7 24,6 16,5 32,9 13,6 10,2 25,0 0,77 0,81 I8 23,4 17,4 25,6 15,4 11,6 24,7 0,79 0,85 I9 26,7 19,6 26,6 14,7 10,1 31,3 0,84 0,83 I15 21,5 15,6 27,4 14,6 10,6 27,4 0,64 0,72 I23 26,4 19,5 26,1 18,8 13,5 28,2 0,87 0,87 TB dòng 24,5 17,8 27,2 17,1 12,0 29,8 VN2 đc 35,0 28,0 20,0 23,6 18,8 20,3 0,89 0,94 CV% 2,4 3,1 3,3 4,4 LSD 0,05 0,6 1,0 1,2 0,2 Tỷ lệ khối lượng rễ khô/khối lượng thân khô: Tỷ lệ khối lượng rễ khô/khối lượng thân khô càng cao thì thể hiện bộ rễ của THL to, phát triển khỏe và khả năng chịu hạn cao hơn so với các THL khác. Một số THL có tỷ lệ cao như I5 x I8, I5 x I9, I5 x I15, I5 x I23, I7 x I8, I7 x I9,. Một số THL và dòng được đánh giá có khả năng chịu hạn dựa vào các chỉ tiêu trên là I5 x I9, I5 x I15, I5 x I23, I7 x I8, I7 x I9, I15 x I23, dòng I5 và I15. 19 4.6.2. Thí nghiệm so sánh khả năng chịu hạn của 6 dòng bố mẹ và 15 THL trồng trên đồng ruộng và trong nhà có mái che vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội Thí nghiệm trên đồng ruộng, năng suất thực thu trung bình của 6 dòng nghiên cứu đạt 31,4 tạ/ha, thấp hơn hẳn so với các THL (bảng 4.4). Bảng 4.4. So sánh năng suất thực thu của các dòng và THL ngô nếp trong thí nghiệm đồng ruộng và trong nhà mái che vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội Bố mẹ và THL NSTT Đồng ruộng NSTT trong nhà có mái che Thời điểm I Thời điểm II Thời điểm III Thời điểm IV (tạ/ha) TB % giảm so với ĐR TB % giảm so với ĐR TB % giảm so với ĐR TB % giảm so với ĐR THL I5 x I7 34,9 33,9 2,9 29,6 15,2 12,4 64,5 3,6 89,7 I5 x I8 40,9 38,4 6,1 32,4 20,8 14,2 65,3 5,1 87,5 I5 x I9 49,7 43,9 11,7 39,1 11,0 22,1 55,5 9,4 81,1 I5 x I15 50,2 46,6 7,2 38,2 23,9 25,8 48,6 7,7 84,7 I5 x I23 47,2 46,9 0,6 40,4 14,4 28,9 38,8 7,6 83,9 I7 x I8 47,6 43,5 10,7 32,7 31,3 19,9 58,2 8,2 82,8 I7 x I9 49,5 48,1 2,8 40,6 18,0 28,2 43,0 11,5 76,8 I7 x I15 40,7 37,2 8,6 32,7 19,7 13,7 66,3 4,8 88,2 I7 x I23 41,2 39,0 5,3 34,5 16,3 18,6 54,9 3,8 90,8 I8 x I9 41,5 40,2 3,2 29,5 26,6 16,9 58,0 5,9 85,3 I8 x I15 44,9 41,0 8,7 34,6 22,9 21,7 51,7 4,4 90,2 I8 x I23 41,5 40,0 3,6 35,4 14,7 15,4 62,9 5,2 87,5 I9 x I15 43,1 42,1 2,3 32,0 25,8 14,7 65,9 4,2 90,3 I9 x I23 39,7 38,9 2,0 27,1 31,7 16,1 59,4 4,7 88,2 I15 x I23 45,5 44,3 11,4 36,6 19,6 24,4 46,4 8,7 80,9 TB THL 43,9 41,3 5,4 33,7 22,8 19,5 56,0 6,3 85,9 Dòng I5 28,0 30,4 5,0 26,8 16,3 15,3 52,2 3,3 89,7 I7 21,3 30,1 3,8 28,2 09,9 4,7 85,0 2,1 93,3 I8 29,7 27,5 7,4 26,2 11,8 7,8 73,7 3,0 89,9 I9 32,0 29,4 8,1 26,4 17,5 9,3 70,9 3,5 89,1 I15 27,5 28,0 6,7 21,8 27,3 14,5 51,7 4,8 84,0 I23 23,6 30,7 8,6 24,2 28,0 17,8 47,0 5,8 82,7 TB dòng 31,4 29,4 6,6 25,6 18,5 11,6 63,4 3,8 88,1 VN2 đc 44,2 43,1 2,4 35,3 21,8 17,0 62,4 7,5 85,0 CV% 14,7 6,9 7,1 10,5 9,7 LSD0,05 13,1 4,5 3,2 2,5 0,6 20 Năng suất thực thu của các dòng giảm hẳn từ thời điểm gây hạn I đến thời điểm gây hạn IV. Ở thời điểm I năng suất thực thu trung bình giảm 6,6% nhưng đến thời điểm IV thì giảm 88,1%. 3 dòng I5, I15, I23 có năng suất thực thu giảm ít hơn so với các dòng nghiên cứu. 4.6.3. Phân tích chọn lọc dòng và THL có khả năng chịu hạn Sử dụng chương trình chỉ số chọn lọc của Nguyễn Đình Hiền (1995) đã lựa chọn được 6 THL và 3 dòng thuần có nhiều đặc điểm tốt, năng suất khá và có khả năng chịu hạn tốt hơn so với các dòng khác là: I5 x I9, I5 x I15, I5 x I23, I7 x I8, I7 x I9, I15 x 23, dòng I5, I7 và I15 là những dòng ngô có năng suất khá, có nhiều tính trạng ổn định và có khả năng chịu hạn tốt, như đã phân tích ở các phần trên. 4.6.4. Kết quả phân tích khả năng kết hợp của 24 dòng ngô nếp vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội Phân tích KNKH chung của sáu dòng ngô nếp Có 3 dòng I5, I9 và I15 có KNKH chung cao thể hiện ở giá trị dương. Trong 6 dòng bố mẹ thí nghiệm đánh giá KNKH chung, dòng I15 có KNKH chung cao nhất (1,45) với độ biến động (1,69), tiếp đó là các dòng I9 (1,45), với độ biến động (0,41), I5 (0,83) với độ biến động (0,28); ở độ tin cậy 99%. Bảng 4.5. Khả năng kết hợp chung Dòng I5 I7 I8 I9 I15 I23 Giá trị tổ hợp chung 0,83 -1,43 -0,88 0,90 1,45 -0,88 Biến động của tổ hợp chung 0,28 1,63 0,36 0,41 1,69 0,36 Khả năng kết hợp riêng của sáu dòng ngô nếp Phân tích KNKH riêng của 6 dòng tự phối ngô nếp vụ Xuân 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội được thể hiện qua bảng 4.6. Dòng I5 có KNKH riêng cao so với dòng I9 (4,26), I15 (4,21), I3 (3,53); dòng I7 có KNKH riêng cao so với dòng I8 (6,18), I9 (6,31); dòng I8 có KNKH riêng với các dòng sau: I15 (0,61); dòng I15 có KNKH riêng với dòng 21 I23 (1,205). Như vậy, 3 dòng I5, I7 và I15 là những dòng có KNKH riêng cao. Bảng 4.6. Giá trị KNKH riêng của 6 dòng ngô nếp I5 I7 I8 I9 I15 I23 I5 - -9,22 -2,77 4,26 4,21 3,53 I7 - 6,18 6,31 -3,05 -0,22 I8 - -3,55 0,61 -0,47 I9 - -2,97 -4,05 I15 - 1,21 I23 - 4.7. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC THL NGÔ NẾP TRIỂN VỌNG TRỒNG VỤ THU ĐÔNG 2013 VỤ XUÂN 2014 TẠI LÀO CAI 4.7.1. Năng suất thực thu của một số THL ngô nếp triển vọng Vụ thu Đông 2013 năng suất trung bình của các THL đạt 47,09 tạ/ha, vụ Xuân 2014 đạt 46,25 tạ/ha (Bảng 4.7), đều cao hơn so với hai đối chứng. Bảng 4.7. Năng suất thực thu của các THL ngô nếp triển vọng vụ thu Đông 2013, vụ Xuân 2014 tại Lào Cai Ghi chú: TĐ-13 = vụ Thu Đông năm 2013, X-14 = vụ Xuân năm 2014 THL Năng suất thực thu (tạ/ha) TĐ - 13 X - 14 TB TB so với đối chứng MX4 (%) TB so với đối chứng VN2 (%) I5 x I9 47,88 45,05 46,47 108 110 I5 x I15 53,69 54,95 54,32 127 128 I5 x I23 48,28 45,73 47,01 110 111 I7 x I8 43,60 45,82 44,71 104 106 I7 x I9 46,39 42,27 44,33 98 105 I15 x I23 42,67 43,67 43,17 101 102 TB 47,09 46,25 MX4 (đc1) 42,56 43,12 44,84 100 100 VN2 (đc2) 40,86 43,78 42,32 100 100 CV% 5,6 4,7 LSD0,05 0,91 1,45 22 Năng suất thực thu trung bình của 6 THL đều cao hơn so với đối chứng VN2. Ba THL I7 x I8, I7 x I9, I15 x I23 có năng suất trung bình thấp hơn so với đối chứng MX4. Trong 6 THL nghiên cứu duy nhất có THL I5 x I15 được đánh giá là có triển vọng hơn hẳn so với các THL còn lại, thể hiện ở tỷ lệ % năng suất cao hơn so với đối chứng VN2 là 27% và đối chứng MX4 là 28%. THL này cần tiếp tục đánh giá để đưa vào khảo nghiệm sản xuất thử trong mạng lưới quốc gia. 4.7.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng cảm quan của tổ hợp lai triển vọng vụ Xuân 2014 tại Lào Cai Bảng 4.8 cho thấy, trong sáu THL thì hai THL I5 x I15, I5 x I23 được đánh giá có độ dẻo, hương thơm và vị đậm hơn hẳn, có triển vọng hơn so với các THL còn lại và hai đối chứng thể hiện ở (độ dẻo, hương thơm, vị đậm đạt 1,8 - 2,1 - 1,9) và (độ dẻo, hương thơm, vị đậm đạt 2,4 - 2,6 - 2,2). Bảng 4.8. Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai triển vọng vụ Xuân 2014 tại Lào Cai THL Độ dẻo (1 - 5) Hương thơm (1 - 5) Vị đậm (1 - 5) I5 x I9 2,5 2,8 2,8 I5 x I15 1,8 2,1 1,9 I5 x I23 2,4 2,6 2,2 I7 x I8 2,1 2,5 3,0 I7 x I9 2,2 3,2 3,2 I15 x I23 2,7 2,6 2,2 TB 2,3 2,6 2,6 MX4 (đc1) 2,4 2,6 2,8 VN2 (đc2) 2,4 2,5 2,2 23 Tóm lại: Sáu THL đều được đánh giá có thời gian sinh trưởng ngắn, đáp ứng được trong cơ cấu luân canh tăng vụ, có thể trồng trước hoặc trồng sau để tránh hạn và tránh rét. THL I5 x I15 được đánh giá triển vọng hơn hẳn về năng suất và chất lượng so với các THL và hai đối chứng thể hiện ở năng suất vượt hơn hai đối chứng trên 25% trong cả hai vụ Thu Đông năm 2013 và vụ Xuân 2014 tại Lào Cai. PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN 1) Kết quả luận án thấy rằng tập đoàn trong nước và nhập nội đủ tính đa dạng có khả năng thích ứng với điều kiện đồi núi, đáp ứng yêu cầu phát triển dòng thuần, từ đó phát triển được những dòng thuần triển vọng. Các dòng thuần triển vọng có tính đa dạng cao đủ để chọn tạo ra tổ hợp ngô nếp lai mới thích ứng cho vùng núi nói chung và Lào Cai nói riêng. 2) Nghiên cứu đã đánh giá 29 giống ngô nếp địa phương và nhập nội về đặc điểm nông sinh học và phân tích đa dạng di truyền của các mẫu giống dựa trên một số tính trạng cho thấy với hệ số tương đồng 0,05 các giống được chia thành 5 nhóm di truyền. Mức độ đa dạng cao của các mẫu giống có tiềm năng sử dụng cho chương trình tạo giống ngô nếp lai 3) Đánh giá các dòng tự phối thế hệ S3 đến S5 về các đặc điểm nông sinh học, khả năng chống chịu đồng ruộng khá, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất suy giảm nhiều so với đối chứng. Hai dòng tự phối có năng suất suy giảm nhỏ hơn GN64.4.2.3.4 phát triển từ Phon sa may II, CHDCND Lào (30,17 tạ/ha) và GN47.2.4.4.3.5 phát triển từ Nếp hai tháng, Yên Bái (32,44 tạ/ha). Chất lượng cảm quan tốt của các dòng vẫn giữ được như mẫu giống gốc ban đầu. 24 4) Đánh giá khả năng kết hợp chung của các dòng thế hệ S¬3 đến S5 đã xác định được 11 dòng có khả năng kết hợp tốt với tính trạng năng suất bắp tươi và 12 dòng có khả năng kết hợp tính trạng năng suất hạt. Những dòng có KNKH chung được sử dụng để phát triển dòng thuần. Đánh giá 24 dòng thuần phát triển từ các dòng tự phối S3 đến S5 về đặc điểm nông sinh học đã chọn được 6 dòng ưu tú là I5, I7, I8, I9, I15 và I23 để thử KNKH riêng tạo giống ngô nếp lai. 5) Đã lựa chọn được 6 THL có khả năng chịu hạn tốt, có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, có tỷ lệ % về năng suất giảm ít nhất trong cả 4 thời điểm gây hạn là các THL I5 × I9, I5 × I15, I5 × I23, I7 × I8, I7 × I9 và I15 × I23. Đã lựa chọn được 3 dòng I5, I7 và I15 là những dòng có KNKH riêng cao. 6) Đánh giá THL triển vọng tại Lào Cai trong 2 vụ, năng suất đạt từ 42,67 đến 53,59 trong vụ Thu Đông 2013 và từ 42,27 đến 54,95 trong vụ Xuân 2014. Tổ hợp lai I5 × I15 có năng suất cao nhất trong cả 2 vụ, Thu Đông đạt 53,69 tạ/ha và vụ Xuân đạt 54,95 tạ/ha. Đây là tổ hợp ngô nếp lai có tiềm năng cho canh tác nhờ nước trời tại Lào Cai. 5.2. ĐỀ NGHỊ 1) Các dòng đã đánh giá và chọn lọc tiếp tục phát triển để tạo các tổ hợp ngô nếp lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt và chịu hạn. 2) Tiếp tục khảo nghiệm THL I5 × I15 trong điều kiện sinh thái khác nhau để xác định khả năng của giống cho gửi khảo nghiệm Quốc gia. DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Lê Thị Minh Thảo, Nguyễn Thị Ảnh, Trần Thanh Tân, Phạm Quang Tuân và Vũ Văn Liết (2014). Phân tích đa dạng di truyền dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử SSR và đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô nếp tự phối phục vụ phát triển giống ngô nếp cho các tỉnh miền núi phía Bắc. Tạp chí Khoa học và Phát triển. Tập 12, số 3, tr. 285-297. 2. Lê Thị Minh Thảo, Lê Quý Kha, Vũ Văn Liết và Dương Thị Loan (2015). Đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp ngô nếp và các dòng bố mẹ phục vụ chọn tạo giống ngô nếp lai chịu hạn tại Lào Cai. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Số 24, tr. 43-52.