BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌCVIỆNNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM
------------------*------------------

NGUYỄN THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KẾT HỢP
VÀ ƯU THẾ LAI CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ
TRIỂN VỌNG, PHỤC VỤ CHỌN, TẠO GIỐNG NGÔ
NĂNG SUẤT CAO CHO VÙNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2015


BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌCVIỆNNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM
------------------*------------------

NGUYỄN THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KẾT HỢP
VÀ ƯU THẾ LAI CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ
TRIỂN VỌNG, PHỤC VỤ CHỌN, TẠO GIỐNG NGÔ
NĂNG SUẤT CAO CHO VÙNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC
Chuyên nghành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số: 60620111

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:

Nguyễn Thị Hiền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự
chỉ bảo của thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của bạn bè, đồng nghiệp. Các số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực, các thông
tin trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu đã công bố trong luận văn.
Tác giả

Nguyễn Thị Hiền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT .............................................................. v
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH .................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

3.1.2. Đặc điểm hình thái của các dòng ........................................................... 38
3.1.3. Đặc tính chống chịu của các dòng ......................................................... 41
3.1.4. Đặc điểm hình thái bắp của các dòng .................................................... 44
3.1.5. Năng suất của các dòng .......................................................................... 47
3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CÁC TỔ HỢP LAI ĐỈNH (TOPCROSS) ..... 49
3.2.1. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai (THL).................................... 50
3.2.2. Đặc điểm hình thái của các THL ........................................................... 52
3.2.3. Đặc tính chống chịu của các THL.......................................................... 54
3.2.4. Đặc điểm hình thái bắp........................................................................... 56
3.2.5. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL......................... 59
3.2.6. Năng suất của các tổ hợp lai vụ Thu 2014 và Xuân 2015..................... 62
3.3. Ưu thế lai về năng suất của các tổ hợp lai ........................................... 63
3.4. KHẢ NĂNG KẾT HỢP (KNKH) CỦA CÁC DÒNG ........................ 65
3.5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TẠI MỘT SỐ VÙNG SINH THÁI ......... 67
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 72
PHỤ LỤC

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
ADN
BĐ
Bộ NN và PTNT
BRN
CB

Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ quốc tế (Centro
Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo)
Đá
Đối chứng
Hạt/bắp
Ưu thế lai thực
Ưu thế lai trung bình
Ưu thế lai chuẩn
Khối lượng
Khả năng kết hợp
Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05 (Least
significant difference)
Năng suất
Trung bình
Thời gian sinh trưởng
Tổ hợp lai
Thứ tự
Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn (Restriction Flagment
Length Polymorphims)
Khối lượng 1000 hạt
Gen quy định tính trạng số lượng (Quantitative trait loci)
Ưu thế lai

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


DANH MỤC BẢNG
TT bảng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


Bảng 3.12. ƯTL Trung bình H(MP), ƯTL thực H(BP), ƯTL chuẩn H(HS) về
năng suất của các THL đỉnh trong vụ Thu 2014 và Xuân 2015
tại Đan Phượng ........................................................................... 64
Bảng 3.13. Giá trị trung bình của các dòng với các cây thử vụ Thu 2014
và Xuân 2015 tại Đan Phượng .................................................... 66
Bảng 3.14. Kết quả so sánh THL tại Đan Phượng – Hà Nội vụ Xuân 2015 .. 68
Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm tại Thái Nguyên, Xuân 2015 ........................ 69

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vii


DANH MỤC HÌNH
TT hình

Tên hình

Trang

Hình 3.1. Một số hình ảnh về hình thái của các dòng Xuân 2014 tại Đan Phượng .. 40
Hình 3.2. Một số hình ảnh bắp của các dòng vụ Xuân 2014 tại Đan Phượng.... 46
Hình 3.3. Hình thái cây và bắp THL của một số dòng triển vọng với 2 cây thử. ..... 59
Hình 3.4. Tổ hợp lai H411 x H54 (H115) tại Đan Phượng – Hà Nội ............ 67
Hình 3.5. Tổ hợp lai H411 x H54 (H115), Yên Châu – Sơn La, tháng 7/2015 .. 70

cầu tiêu dùng trong nước. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2013, nước ta nhập
2,19 triệu tấn ngô, năm 2014 là 4,79 triệu tấn với giá trị trên 1,2 tỷ USD.
Trong 10 tháng đầu năm 2015, khối lượng ngô nhập khẩu đã đạt con số kỷ lục
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


5,72 triệu tấn, với giá trị 1,26 tỷ USD. Mặc dầu từ năm 2013, sản lượng ngô
nước ta đã vượt trên 5 triệu tấn (Tổng cục thống kê, 2014) [7].
Trung du và miền núi phía Bắc là vùng sản xuất ngô lớn nhất của Việt
Nam. Năm 2014, diện tích ngô của vùng này là 514,7 ha, chiếm trên 44%
diện tích cây trồng này của cả nước. Điều đáng nói là, trong khi các vùng
khác diện tích cây ngô giảm hàng năm, thì vùng này vẫn tăng liên tục.
Ở vùng miền núi phía Bắc, ngô là cây lương thực chính của nhiều đồng
bào dân tộc. Ở một số tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng, Sơn La, Lai Châu... thì
ngô là cây trồng truyền thống số một. Tuy nhiên, sản xuất ngô ở vùng này còn
gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khó khăn. Sản xuất
ngô chủ yếu trên đất đồi, bãi vừa cao vừa dốc, nghèo dinh dưỡng, chủ yếu
nhờ nước trời. Đồng thời người dân chưa có điều kiện đầu tư cao về giống,
phân bón, thuốc bảo vệ thực vật. Do vậy năng suất vùng này vẫn thấp nhất,
chỉ mới bằng 83% trung bình cả nước. Chính vì vậy, việc chọn tạo các giống
ngô phù hợp với điều kiện của vùng trồng ngô lớn nhất nước này vẫn luôn là
đòi hỏi cấp bách của các nhà tạo giống. Các giống ngô cho vùng này, trước
hết yêu cầu có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu tốt với hạn, đổ gãy và
các loại sâu bệnh chính, nhằm đáp ứng yêu cầu tăng vụ hoặc sắp xếp lại mùa
vụ hợp lý hơn, né tránh thiên tai, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu
đang xảy ra ngày càng gay gắt như hiện nay, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo
vệ thực vật, giảm thất thoát do thu hoạch muộn hoặc cất giữ lâu trong điều
kiện tự nhiên. Cùng với đó là giá giống phải rẻ hơn các giống nhập ngoại và

hướng trong việc lựa chọn nguồn vật liệu để tạo giống cho các vùng đặc thù
khác ở nước ta.
* Ý nghĩa thực tiễn
Xác định được một số dòng có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt,
khả năng kết hợp cao bổ sung vào tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô
và lựa chọn được một số giống ngô triển vọng thích hợp với điều kiện miền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


núi phía Bắc sẽ góp phần nâng cao đời sống của bà con các dân tộc ở đây, qua
đó giúp bảo vệ được môi trường sinh thái tốt hơn.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: 20 dòng thuần ngô trong tập đoàn của Viện nghiên
cứu Ngô.
* Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá đặc tính nông học chính và khả năng kết
hợp (KHKH) của các dòng, khảo sát các tổ hợp lai.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4


CHƯƠNG I
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI
Những đóng góp quan trọng của các giống ngô mới (đặc biệt là các
giống lai) đã thúc đẩy sản xuất ngô thế giới trong 100 năm qua, sự phát triển


Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

1961

105,48

19,40

205,00

2004

147,47

49,48

729,21

2005


2009

158,85

51,62

820,00

2010

164,30

51,80

851,17

2011

172,05

51,61

888,01

2012

176,99

49,44


Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)

(nghìn tấn)

1975

276,6

10,4

278,4

1980

389,6

11,0

428,8

1985

392,2

14,9


36,0

3.787,1

2006

1.033,1

37,3

3.854,6

2007

1.096,1

39,3

4.303,2

2008

1.125,9

40,2

4.531,2

2009


2013

1.172,6

44,3

5.194,4

2014

1.177,5

44,1

5.191,7

Năm

Nguồn: Tổng cục Thống kê 2014[7]
Sau năm 1990, sản xuất ngô của nước ta thực sự có những bước tiến
quan trọng với việc sử dụng giống ngô lai và áp dụng các biện pháp kỹ thuật
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


canh tác mới. Nếu như vào năm 1991, giống ngô lai ở Việt Nam chỉ mới được
sử dụng chưa đến 1% diện tích, từ năm 2008 giống lai chiếm trên 95% trong
tổng số hơn 1 triệu ha. Năm 2014, diện tích ngô nước ta đạt 1.177,5 ha, năng

kê, 2014) [7].
Ở vùng miền núi phía Bắc, ngô còn là cây lương thực chính của nhiều
đồng bào dân tộc. Ở một số tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng, Sơn La, Lai
Châu... thì ngô dường như là cây trồng truyền thống số một. Ngô dùng làm
lương thực chủ yếu cho đồng bào các dân tộc H’Mông, Dao, Tày, Nùng...
mặc dù sản lượng lúa ở vùng này cũng tăng lên đáng kể nhưng một lượng lớn
ngô ở đây vẫn được sử dụng làm lương thực và trong chăn nuôi. Tuy nhiên,
sản xuất ngô ở vùng này còn gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên, kinh
tế - xã hội khó khăn. Sản xuất ngô chủ yếu trên đất đồi, bãi vừa cao vừa dốc,
đất nghèo dinh dưỡng không chủ động được nước tưới, chủ yếu nhờ nước trời
nên canh tác gặp nhiều khó khăn, đồng thời người dân chưa có điều kiện đầu
tư cao về giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật. Nông dân vùng núi cao
trồng ngô theo phương thức quảng canh, đầu tư phân bón và dựa vào Chính
phủ trợ giá hoặc cho vay, hơn nữa sản xuất ngô ở đây còn gặp nhiều khó khăn
trong việc bảo quản, chế biến ngô thương phẩm.
Diện tích ngô tăng chủ yếu do tăng vụ trên đất một vụ lúa mùa (ruộng bậc
thang) và tăng diện tích trồng ngô vụ 2, ruộng một vụ, soi bãi… Từ những cơ sở
khoa học đó, Bộ NN và PTNT đã khuyến cáo các địa phương cần chuyển đổi
quyết liệt và mạnh mẽ hơn nữa một phần diện tích lúa không đủ nước tưới sang
các cây trồng cạn, tiết kiệm nước nhưng vẫn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Việc mở rộng diện tích được tưới chủ động cho cây trồng ở vùng núi
cao là vấn đề khó khăn vì địa hình canh tác trên nền đất dốc, nương rẫy và
sườn núi, nguồn nước tưới ở xa, nông dân nghèo thiếu vốn đầu tư, chi phí xây
dựng công trình tưới nước lớn hơn nhiều so với vùng đồng bằng. Như vậy,
chủ yếu diện tích ngô trong vùng được trồng ở vùng cao nhờ nước trời, chỉ có
một phần nhỏ diện tích ở vùng thấp là có tưới. Vì vậy, giải pháp tối ưu cho
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


Page 10


Có nhiều giai đoạn khác nhau trong chọn tạo giống ngô: Thu thập,
tuyển chọn, đánh giá và phát triển nguồn gen trước khi đưa vào chương trình
chọn giống (prebreeding); cải thiện di truyền của gen, phát triển và thử
nghiệm các dòng bố mẹ để sử dụng trong giống lai. Mỗi giai đoạn không trực
tiếp góp phần vào phát triển các dòng bố mẹ, nhưng có thể gián tiếp góp phần
phát triển dòng tự phối.
Sự phát triển của các giống thụ phấn tự do là một đóng góp quan trọng
cho sự thành công của chương trình chọn tạo dòng thuần. (Wallace và Brown,
1988) [44], và (Troyer, 2006) [42] đã mô tả phương pháp và vật liệu sử dụng
để phát triển các giống bản địa Leaming, Reid yellow Dent, Lancaster Sure
Crop, Krug, Minnesota 13.v.v. tất cả đều đóng góp hữu ích trong tạo các dòng
bố mẹ của các giống lai kép đầu tiên.
Các nhà chọn giống ngô (1920 - 1950) đã sử dụng rộng rãi mẫu các
giống thụ phấn tự do tốt để tạo các dòng bố mẹ (WF9, L317, I205, C103, 3811, Hy, 187-2, Tr, 461.v.v.) các dòng mới tạo ra đã được sử dụng tạo ra các
giống lai kép, lai ba trong giai đoạn này (Crabb, 1947) [13].
Nhận thức được tầm quan trọng của đa dạng nguồn gen trong chọn tạo
giống ngô, ngoài sử dụng các nguồn bản địa, các nhà chọn tạo còn sử dụng
các vật liệu thu thập được từ các vùng địa lý khác nhau trên thế giới. Những
quan tâm đặc biệt đến tiềm năng của nguồn gen ngoại lai trong chọn tạo giống
ngô đã được nghiên cứu cho các mục tiêu và lợi ích khác nhau. Lonnquist
tổng quát là: nguồn gen nhập nội bao gồm tất cả các nguồn gen (thích nghi và
không thích nghi) có thể sử dụng trực tiếp cho chương trình chọn giống
(Lonnquist, 1974) [29].
1.4.2. Nguồn vật liệu chọn tạo dòng thuần ngô
Nền tảng của công tác chọn tạo giống cây trồng là vật liệu khởi đầu,
hiệu quả của quá trình chọn lọc và lai tạo càng cao khi vật liệu khởi đầu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Do vậy, các giống địa phương ít được sử dụng để tạo dòng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


- Giống tổng hợp được tạo từ 4 - 16 dòng ưu tú được coi là nguồn vật
liệu tốt để tạo dòng thuần và có tầm quan trọng.
- Nguồn vật liệu tạo ra từ các phép lai trở lại (backcross) được sử
dụng trong trường hợp đặc biệt, tuy không được đánh giá cao như nguồn vật
liệu lai đơn và tổ hợp lai dòng chị em nhưng nguồn lai trở lại đang được
quan tâm.
- Các giống lai thương mại, nhất là lai đơn là nguồn vật liệu được quan
tâm hơn vì thành tích cao trong tạo dòng. Các nhà khoa học đã nêu lên cơ sở
khoa học của việc sử dụng giống lai đơn làm vật liệu tốt cho tạo dòng, đó là:
Giống lai đơn được tạo nên từ các dòng thuần tốt, có khả năng kết hợp cao, đã
qua cải tạo và chọn lọc nên có khả năng chịu áp lực tự phối và khả năng tạo ra
dòng tốt cao hơn (Bauman, 1981) [9].
Hiện nay, hầu như tất cả nguồn vật liệu cho tạo dòng là các tổ hợp lai
của các dòng ưu tú (dưới dạng F2, Backcross, giống tổng hợp được tạo từ các
dòng ưu tú có quan hệ họ hàng hoặc không có quan hệ họ hàng nhưng cùng
một nhóm ưu thế lai), mỗi dạng vật liệu đều đã được sử dụng thành công,
nhưng dạng F2, backcross và các tổ hợp lai là nguồn vật liệu được sử dụng
phổ biến và hiệu quả hơn (Hallauer, 1990b) [19].
1.4.3. Nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu tạo dòng ở một số nước trên thế giới
Theo (Rinke, 1979) [31], trước đây ở Mỹ, dòng tự phối được tạo ra từ
các giống địa phương, sau này dòng tự phối được tạo ra từ các cặp lai và quần
thể cải tiến nhờ phương pháp chọn lọc phả hệ. Phương pháp này làm nền di
truyền bị hẹp đi và những giống lai ít dòng (2 dòng) được tạo ra và sử dụng
trong sản xuất.

nguồn nguyên liệu này (Ngô Hữu Tình, 1999) [3].
Từ năm 2000 trở lại đây, với việc hội nhập quốc tế, hầu hết các Công ty
hạt giống lớn của thế giới đã có mặt ở Việt Nam, cùng với sự cạnh tranh thì
một số lượng lớn các giống lai thương mại tốt nhất của họ đã trở thành nguồn
vật liệu tạo dòng thuần đa dạng và quan trọng cho các nhà chọn giống trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


nước. Từ đó, hàng loạt các giống lai mới đã được tạo ra đã và đang phục vụ
cho sản xuất cho nhiều vùng trồng ngô trên cả nước và các nước lân cận, các
giống đó là LVN99, LVN61, LVN66, LVN145, LVN45, LVN885, LVN14,
LVN98, LVN37, LVN154,…
1.4.4. Chọn tạo giống ngô cho vùng miền núi phía Bắc
Trong sản xuất nông nghiệp, giống có vai trò rất quan trọng góp phần
nâng cao năng suất và sản lượng cây trồng. Khả năng thích ứng của giống với
các điều kiện sinh thái rất khác nhau, Vì vậy, muốn phát huy hiệu quả tối đa
của giống, cần tiến hành nghiên cứu và đánh giá khả năng thích ứng cũng như
tiềm năng năng suất của các giống mới trước khi đưa ra sản xuất đại trà, từ đó
tìm ra những giống thích hợp nhất đối với từng vùng sinh thái. Ngày nay, sản
xuất ngô muốn phát triển theo hướng hàng hoá với sản lượng cao, quy mô lớn
nhằm phục vụ nhu cầu thị trường, cần phải có các biện pháp hữu hiệu như
thay thế các giống cũ, năng suất thấp bằng các giống mới năng suất cao,
chống chịu tốt. Đặc biệt là ở các tỉnh miền núi phía Bắc, sử dụng giống có khả
năng chống chịu tốt, cho năng suất cao sẽ góp phần phát huy hiệu quả kinh tế
của giống, đồng thời góp phần xoá đói giảm nghèo cho đồng bào các dân tộc
thiểu số. Trong công tác chọn tạo giống cây trồng nói chung và cây ngô nói
riêng, việc tạo ra những dòng, giống có khả năng chống chịu với điều kiện
ngoại cảnh bất thuận là cần thiết. Sau khi chọn tạo ra bất kỳ một dòng, giống