Luận văn thạc sĩ: Ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội của ngô

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnua ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội của một số nguồn vật liệu ngô khi lai với, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Kiều Quang Luận
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Ngọc Hạ
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội của một số nguồn vật liệu ngô khi lai với dòng kích tạo đơn bội
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2.1. Mục đích của đề tài
• 1.2.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.5.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.5.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
• 1.5.1.2. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, tính thích ứng và khả năng kích tạo của 3 dòng kích tạo đơn bội nhiệt đới
• 3.1.1. Đặc điểm nông, sinh học và tính thích ứng của 3 dòng kích tạo tại hai địa điểm nghiên cứu
• 3.1.2. Đánh giá tỷ lệ kích tạo đơn bội của 3 dòng kích tạo thông qua cây liguleless
• 3.1.3. Đánh giá khả năng tạo hạt đơn bội của từng vật liệu ở các thời vụ
• 3.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm lai tạo hạt đơn bội trên từng nguồn vật liệu trong các vụ
• 3.2.1. Vụ Hè Thu 2015 tại Chiềng Sung – Mai Sơn – Sơn La
• 3.2.2. Vụ Xuân 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô
• 3.2.3. Vụ Thu Đông 2015
• 3.3. Kết quả đánh giá, so sánh tỷ lệ hạt đơn bội trong ba thời vụ
• 3.4. Kết quả thí nghiệm xử lý lưỡng bội hóa và đánh giá số cây đơn bội kép thu được
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 1. Hình ảnh thí nghiệm tạo hạt đơn bội
• 2. Hình ảnh phân loại hạt đơn bội

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội của ngô

Ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt tại Việt Nam. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội là rất cần thiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất giống ngô. Thời vụ trồng ngô không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội, một yếu tố quan trọng trong việc phát triển giống ngô lai có năng suất cao.

1.1. Đặc điểm sinh học của ngô và vai trò của thời vụ

Ngô là cây trồng có khả năng thích ứng với nhiều điều kiện thời tiết khác nhau. Tuy nhiên, mỗi thời vụ lại có những đặc điểm sinh học riêng, ảnh hưởng đến sự phát triển và khả năng tạo hạt đơn bội. Nghiên cứu cho thấy rằng thời gian sinh trưởng và điều kiện khí hậu trong từng vụ mùa có thể tác động lớn đến khả năng tạo hạt đơn bội của ngô.

1.2. Tình hình nghiên cứu về thời vụ và khả năng tạo hạt đơn bội

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thời vụ gieo trồng có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng vụ Hè Thu thường mang lại tỷ lệ hạt đơn bội cao hơn so với các vụ khác. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc lựa chọn thời vụ phù hợp trong quy trình sản xuất giống ngô.

II. Vấn đề và thách thức trong việc tạo hạt đơn bội của ngô

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về khả năng tạo hạt đơn bội của ngô, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình này. Một trong những vấn đề chính là sự biến đổi của điều kiện thời tiết trong từng vụ mùa, ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây ngô.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo hạt đơn bội

Các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng đều có thể ảnh hưởng đến khả năng tạo hạt đơn bội của ngô. Nghiên cứu cho thấy rằng sự biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi các yếu tố này, từ đó ảnh hưởng đến năng suất và tỷ lệ tạo hạt đơn bội.

2.2. Thách thức trong việc duy trì giống ngô đơn bội

Việc duy trì giống ngô đơn bội trong điều kiện khí hậu thay đổi là một thách thức lớn. Các nhà nghiên cứu cần tìm ra các phương pháp hiệu quả để bảo tồn và phát triển giống ngô đơn bội, đảm bảo rằng chúng có thể phát triển tốt trong mọi điều kiện thời tiết.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội

Để đánh giá ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội, các phương pháp nghiên cứu hiện đại đã được áp dụng. Các thí nghiệm được thực hiện tại nhiều địa điểm khác nhau để so sánh tỷ lệ tạo hạt đơn bội trong các điều kiện khác nhau.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và phương pháp thu thập dữ liệu

Thí nghiệm được thiết kế với nhiều nguồn vật liệu ngô khác nhau, kết hợp với các dòng kích tạo đơn bội. Dữ liệu được thu thập từ các vụ mùa khác nhau để phân tích ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội.

3.2. Phân tích số liệu và đánh giá kết quả

Số liệu thu thập được sẽ được phân tích bằng các phương pháp thống kê hiện đại. Kết quả sẽ giúp xác định thời vụ nào mang lại tỷ lệ tạo hạt đơn bội cao nhất, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho nông dân và các nhà nghiên cứu.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về khả năng tạo hạt đơn bội

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc lựa chọn thời vụ phù hợp có thể nâng cao tỷ lệ tạo hạt đơn bội của ngô. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này có thể giúp cải thiện quy trình sản xuất giống ngô tại Việt Nam.

4.1. Kết quả thí nghiệm và tỷ lệ tạo hạt đơn bội

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy vụ Hè Thu có tỷ lệ tạo hạt đơn bội cao nhất. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn thời vụ đúng có thể giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất giống ngô.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất

Các nhà sản xuất có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này để lựa chọn thời vụ gieo trồng phù hợp, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng giống ngô. Việc này không chỉ giúp tăng sản lượng mà còn góp phần vào an ninh lương thực quốc gia.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu về khả năng tạo hạt đơn bội của ngô

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thời vụ đến khả năng tạo hạt đơn bội của ngô là rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất giống ngô mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng thời vụ có ảnh hưởng lớn đến khả năng tạo hạt đơn bội. Vụ Hè Thu là thời vụ tối ưu cho việc tạo hạt đơn bội, điều này cần được ghi nhận và áp dụng trong thực tiễn.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tìm hiểu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo hạt đơn bội, cũng như phát triển các giống ngô mới có khả năng thích ứng tốt hơn với điều kiện khí hậu thay đổi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất ngô tại Việt Nam giữ vai trò then chốt trong an ninh lương thực và ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi. Trong giai đoạn 2014 - 2015, diện tích trồng ngô cả nước đạt khoảng 1,18 triệu hecta với sản lượng trên 5,19 triệu tấn, tuy nhiên áp lực thâm hụt nguồn cung vẫn rất lớn khi Việt Nam phải nhập khẩu tới 4,76 triệu tấn ngô năm 2014 (trị giá 1,22 tỷ USD) và tăng vọt lên 7,95 triệu tấn năm 2015 (trị giá 1,64 tỷ USD). Rào cản lớn nhất của công tác giống hiện nay là phương pháp tạo dòng thuần truyền thống qua tự phối mất từ 6 đến 8 vụ canh tác để đạt độ đồng hợp tử 99,2%, gây kéo dài thời gian và tốn kém tài nguyên nghiên cứu.

Trước yêu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa công nghệ chọn tạo giống, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học cây trồng của tác giả Kiều Quang Luận, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Đặng Ngọc Hạ tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Viện Nghiên cứu Ngô, đã tập trung giải quyết bài toán tối ưu hóa công nghệ tạo dòng đơn bội kép (Doubled Haploid - DH). Mục tiêu cụ thể của đề tài là đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và duy trì tỷ lệ kích tạo đơn bội của 3 dòng kích tạo nhiệt đới nhập nội từ Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), đồng thời xác định mức độ ảnh hưởng của yếu tố thời vụ và vùng sinh thái đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội (HIR) trên 8 nguồn vật liệu ngô lai thương mại.

Nghiên cứu được triển khai đồng bộ tại hai địa bàn đại diện gồm Viện Nghiên cứu Ngô (Đan Phượng, Hà Nội) và Công ty Cổ phần Nông nghiệp Chiềng Sung (Mai Sơn, Sơn La) xuyên suốt giai đoạn 2014 - 2015. Kết quả đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng giúp rút ngắn chu kỳ tạo dòng thuần từ 6 - 8 vụ xuống chỉ còn 2 vụ với độ thuần đồng hợp tử 100%, nâng cao tỷ lệ kích tạo đơn bội lên khoảng 6,5% đến 14,0%, góp phần hoàn thiện quy trình công nghệ DH trong điều kiện nhiệt đới tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết ưu thế lai (Heterosis) kết hợp công nghệ tế bào học và di truyền chọn giống hiện đại. Khung lý luận tập trung vào cơ chế kích tạo đơn bội in vivo (In vivo Maternal Haploid Induction) – phương thức loại bỏ nhiễm sắc thể của bố trong quá trình thụ tinh để hình thành phôi đơn bội mang bộ gen đơn (n) của cây mẹ.

Mô hình nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm khoa học cốt lõi:

1. Dòng kích tạo đơn bội nhiệt đới (Tropical Haploid Inducer): Nguồn vật liệu di truyền mang gen kích hoạt sự phát triển phôi đơn bội tự nhiên.
2. Tỷ lệ kích tạo đơn bội (Haploid Induction Rate - HIR): Tỷ lệ phần trăm hạt đơn bội thu được trên tổng số hạt hình thành từ bắp lai.
3. Gen chỉ thị màu Anthocyanin R1-Navajo (R1-nj): Hệ thống chỉ thị hình thái cho phép nhận diện hạt đơn bội ở trạng thái khô dựa trên sự biểu hiện màu tím ở đỉnh nội nhũ aleurone và không màu ở phôi mầm.
4. Tác nhân đa bội hóa Colchicine (C22H25NO6): Hợp chất hóa học ức chế sự hình thành thoi vô sắc trong quá trình nguyên phân, nhân đôi bộ nhiễm sắc thể từ n lên 2n để tạo dòng đơn bội kép thuần chủng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ 8 tổ hợp vật liệu khởi đầu thương mại (NK4300, NK7328, NK6326, DK9901, DK9955, CP333, 30Y97, HN88) lai với 3 dòng kích tạo P1, P2, P3 cùng 1 dòng tester mang gen đột biến không tai lá (liguleless).

Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại cho từng mùa vụ, tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng giống ngô (QCVN 01-56:2011/BNNPTNT). Kích thước ô thí nghiệm gồm các hàng dài 4,5 mét, khoảng cách hàng 75 centimet và khoảng cách cây 25 centimet, đảm bảo mật độ quần thể tiêu chuẩn để theo dõi chính xác các chỉ tiêu nông sinh học và khả năng chống đổ ngã.

Quy trình phân tích kết hợp phân loại hạt khô qua chỉ thị R1-nj, kiểm tra cây mầm liguleless ở giai đoạn 3 - 4 lá và kỹ thuật xử lý hóa chất lưỡng bội hóa: ngâm mầm hạt đơn bội (đã cắt đỉnh rễ và đỉnh sinh trưởng 1 - 2 milimet) trong dung dịch Colchicine 0,05% kết hợp Dimethyl sulfoxide (DMSO) 0,5% trong thời gian 8 giờ ở điều kiện kiểm soát an toàn. Toàn bộ số liệu thực nghiệm trong 3 thời vụ (vụ Xuân gieo tháng 2, vụ Hè Thu gieo tháng 4, vụ Thu Đông gieo tháng 8) của hai năm 2014 và 2015 được phân tích phương sai và xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và Microsoft Excel 2010.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu khẳng định khả năng thích ứng và duy trì ổn định tính trạng kích tạo đơn bội của cả 3 dòng nhiệt đới P1, P2, P3. Trong đó, dòng P2 thể hiện tiềm năng vượt trội với tỷ lệ HIR duy trì từ 6,5% đến 14,0%, thời gian sinh trưởng dao động 90 - 106 ngày, trỗ cờ nhiều phấn và chênh lệch tung phấn phun râu (ASI) ngắn dưới 3 ngày, sạch sâu bệnh hại chính như sâu đục thân và bệnh đốm lá lớn.

Thứ hai, thời vụ gieo trồng có tác động rõ rệt và mang tính quyết định đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội. Vụ Hè Thu tại Chiềng Sung (Mai Sơn, Sơn La) cho tỷ lệ tạo hạt đơn bội đạt mức cao nhất, vượt trội hơn từ 25% đến 40% so với vụ Xuân và vụ Thu Đông triển khai tại Đan Phượng (Hà Nội). Các đợt gieo trong tháng 4 (từ ngày 1/4 đến 25/4) ghi nhận tỷ lệ kết hạt đồng đều và tỷ lệ hạt đơn bội bình quân đạt trên 8,5%.

Thứ ba, phản ứng di truyền của 8 nguồn vật liệu donor đối với dòng kích tạo có sự phân hóa mạnh mẽ. Nhóm giống ngô lai đơn nhập nội DK9955, NK7328 và 30Y97 đạt tỷ lệ tạo hạt đơn bội cao (dao động từ 7,2% đến 11,5%), trong khi giống ngô nếp HN88 và giống lai kép CP333 cho tỷ lệ kích tạo thấp hơn (khoảng 4,1% đến 6,3%), chứng minh nền tảng di truyền của cây mẹ chi phối trực tiếp đến hiệu suất cảm ứng đơn bội.

Thứ tư, phương pháp xử lý lưỡng bội hóa bằng Colchicine 0,05% kết hợp DMSO 0,5% trong 8 giờ đạt hiệu quả cao với tỷ lệ cây D0 sống sót đạt trên 80% khi đưa ra vườn ươm nhà lưới, tạo ra hàng trăm cá thể đơn bội kép D1 có độ tự thụ hữu thụ cao ngoài đồng ruộng.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội về tỷ lệ HIR trong vụ Hè Thu tại vùng núi cao Mai Sơn (Sơn La) được lý giải bởi sự tương tác thuận lợi giữa nhiệt độ dao động lý tưởng từ 22°C đến 28°C, ẩm độ không khí trên 75% và cường độ bức xạ mặt trời cao của chu trình quang hợp C4. Điều kiện khí hậu này thúc đẩy quá trình thụ phấn, kéo dài sức sống của hạt phấn dòng kích tạo và giảm thiểu hiện tượng đào thải phôi non. Kết quả này tương đồng với các công bố quốc tế của CIMMYT tại vùng nhiệt đới Mexico, nơi nhiệt độ trung bình vụ thuận lợi khoảng 21,5°C - 26,7°C giúp tối ưu hóa quá trình tiêu biến nhiễm sắc thể đực.

Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu có thể được trực quan hóa qua bảng so sánh đa chiều giữa 3 mùa vụ và biểu đồ cột thể hiện tương quan HIR của 8 nguồn vật liệu. Bảng tổng hợp các yếu tố cấu thành năng suất hạt đơn bội chỉ ra rằng khi kiểm soát tốt thời điểm tung phấn trùng khớp với giai đoạn phun râu rộ, số lượng hạt đơn bội thực thu trên mỗi bắp tăng từ 15 đến 35 hạt, chứng minh việc chọn đúng thời vụ là chìa khóa then chốt để công nghiệp hóa quy trình chọn giống ngô tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xác lập vùng sản xuất hạt đơn bội chuyên biệt: Khuyến nghị Viện Nghiên cứu Ngô và các doanh nghiệp giống cây trồng quy hoạch vùng sản xuất cảm ứng đơn bội tập trung tại khu vực Mai Sơn (Sơn La) hoặc các vùng sinh thái có điều kiện tiểu khí hậu á nhiệt đới tương đương vào vụ Hè Thu (khung thời vụ gieo từ ngày 5/4 đến 25/4) nhằm tối ưu hóa tỷ lệ HIR đạt trên 10,0%.

2. Chuẩn hóa quy trình lưỡng bội hóa Colchicine an toàn: Áp dụng thống nhất nồng độ Colchicine 0,05% bổ sung 0,5% DMSO với thời gian xử lý mầm 8 giờ cho hạt đơn bội nảy mầm đạt chiều dài 1 - 2 milimet, đồng thời đầu tư hệ thống buồng cách ly xử lý hóa chất độc hại để đảm bảo an toàn lao động tuyệt đối cho kỹ thuật viên phòng thí nghiệm.

3. Sàng lọc vật liệu donor trước khi lai tạo: Thiết lập bước đánh giá phản ứng màu của gen R1-nj trên các quần thể vật liệu khởi đầu nhằm loại bỏ các dòng mang gen ức chế sắc tố anthocyanin (như C1-I, In1-D), giúp nâng cao độ chính xác của khâu phân loại hạt khô lên trên 95% và giảm chi phí gieo ươm cây lẫn.

4. Xây dựng kế hoạch chuyển giao công nghệ giai đoạn 2026 - 2030: Đề xuất Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn hỗ trợ kinh phí nhân rộng mô hình tạo dòng DH quy mô công nghiệp cho các viện nghiên cứu công lập và công ty giống nội địa, hướng tới mục tiêu rút ngắn thời gian ra mắt giống ngô lai thương mại mới từ 7 - 8 năm xuống còn 3 - 4 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà chọn tạo giống và kỹ sư nông học: Nắm bắt chi tiết thông số kỹ thuật, lịch thời vụ gieo khớp phấn và quy trình phân loại hạt đơn bội qua chỉ thị hình thái R1-nj để ứng dụng trực tiếp vào các chương trình lai tạo ngô năng suất cao.

2. Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Cây trồng - Công nghệ sinh học: Sử dụng công trình làm tài liệu tham khảo học thuật chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm RCBD, kỹ thuật di truyền tế bào thực vật và phương pháp xử lý số liệu bằng IRRISTAT.

3. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh hạt giống cây trồng: Khai thác quy trình công nghệ DH để tối ưu hóa chi phí nghiên cứu phát triển (R&D), đẩy nhanh tốc độ cố định dòng thuần đồng hợp tử 100%, nâng cao năng lực cạnh tranh với các tập đoàn giống đa quốc gia.

4. Cán bộ quản lý nông nghiệp và khuyến nông vùng miền núi phía Bắc: Tham khảo dữ liệu tiểu khí hậu và thời vụ nông học tại Sơn La để xây dựng quy hoạch mùa vụ sản xuất ngô đông xuân, hè thu an toàn, né tránh thiên tai hạn hán và sâu bệnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ tạo dòng đơn bội kép (DH) vượt trội hơn phương pháp tự phối truyền thống ở điểm nào? Công nghệ DH chỉ mất 2 vụ canh tác (1 vụ tạo hạt đơn bội và 1 vụ lưỡng bội hóa) để tạo ra dòng thuần đồng hợp tử 100%. Phương pháp tự phối truyền thống đòi hỏi từ 6 đến 8 thế hệ cận huyết liên tục nhưng chỉ đạt độ thuần 99,2%, đồng thời tốn kém diện tích đất cách ly và nhân lực chăm sóc.

2. Tại sao vụ Hè Thu tại Sơn La lại cho tỷ lệ tạo hạt đơn bội cao hơn vụ Xuân và Thu Đông ở Hà Nội? Vùng Chiềng Sung (Sơn La) trong vụ Hè Thu sở hữu nền nhiệt độ ổn định 22°C - 28°C, bức xạ dồi dào và biên độ nhiệt ngày đêm phù hợp, giúp cây kích tạo P1, P2, P3 sinh trưởng sung mãn, hạt phấn sống lâu hơn và quá trình thụ tinh tạo phôi đơn bội diễn ra với hiệu suất tối ưu.

3. Cơ chế phân biệt hạt đơn bội và hạt lưỡng bội bằng chỉ thị R1-nj diễn ra như thế nào? Gen R1-nj kích hoạt tổng hợp sắc tố anthocyanin màu tím. Hạt lai lưỡng bội bình thường sẽ có màu tím ở cả nội nhũ và phôi mầm. Ngược lại, hạt đơn bội chỉ tiếp nhận gen màu ở mô nội nhũ (nội nhũ tím) còn phôi mầm phát triển từ tế bào trứng của mẹ không mang gen này nên giữ màu trắng tự nhiên.

4. Nồng độ và thời gian xử lý Colchicine tối ưu được luận văn xác định là bao nhiêu? Quy trình tối ưu sử dụng dung dịch Colchicine nồng độ 0,05% kết hợp chất thẩm thấu DMSO 0,5% ngâm mầm hạt đơn bội đã cắt đỉnh sinh trưởng 1 - 2 milimet trong thời gian đúng 8 giờ. Công thức này đảm bảo tỷ lệ sống sót của cây con D0 đạt trên 80% mà vẫn tối đa hóa khả năng nhân đôi nhiễm sắc thể.

5. Những yếu tố nào có thể gây sai lệch khi phân loại hạt đơn bội bằng mắt thường? Sự hiện diện của các gen ức chế sắc tố tím trong nền di truyền cây mẹ hoặc vỏ hạt quá dày, phôi bị che khuất có thể dẫn đến việc nhận diện sai. Khi đó, phương pháp bổ trợ kiểm tra kiểu hình cây con không tai lá (liguleless) ở giai đoạn 3 lá là giải pháp kiểm chứng chuẩn xác nhất.

Kết luận

• Luận văn đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả vượt trội của công nghệ tạo dòng đơn bội kép in vivo trên cây ngô trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam.
• Ba dòng kích tạo đơn bội nhập nội từ CIMMYT (đặc biệt là dòng P2) duy trì khả năng sinh trưởng tốt và tỷ lệ kích tạo đơn bội cao, ổn định từ 6,5% đến 14,0%.
• Vụ Hè Thu tại Mai Sơn (Sơn La) với khung thời gian gieo hạt tháng 4 được xác định là thời vụ và vùng sinh thái tối ưu nhất cho hiệu suất tạo hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu ngô lai.
• Quy trình lưỡng bội hóa bằng Colchicine 0,05% trong 8 giờ giúp rút ngắn 70% thời gian tạo dòng thuần đồng hợp tử 100%, tiết kiệm tối đa nguồn lực nghiên cứu.
• Đề tài cung cấp nền tảng lý luận và thực nghiệm vững chắc để ngành chọn giống ngô Việt Nam tiến tới tự chủ nguồn dòng bố mẹ ưu tú phục vụ thương mại hóa.

Trong giai đoạn tiếp theo, các đơn vị nghiên cứu cần hoàn thiện hồ sơ đăng ký quy trình tiến bộ kỹ thuật cấp Bộ và mở rộng thử nghiệm công nghệ DH trên các tổ hợp ngô sinh khối, ngô thực phẩm chất lượng cao. Quý độc giả, nghiên cứu sinh và các tổ chức khoa học có thể liên hệ trực tiếp với cơ sở đào tạo Học viện Nông nghiệp Việt Nam hoặc Viện Nghiên cứu Ngô để tiếp cận toàn văn công trình và hợp tác phát triển công nghệ chọn tạo giống ngô thế hệ mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KIỀU QUANG LUẬN ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI VỤ ĐẾN KHẢ NĂNG TẠO HẠT ĐƠN BỘI CỦA MỘT SỐ NGUỒN VẬT LIỆU NGÔ KHI LAI VỚI DÒNG KÍCH TẠO ĐƠN BỘI Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Mã số : 60.10 Người hướng dẫn khoa học : TS. Đặng Ngọc Hạ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự chỉ dẫn của Thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của các đồng nghiệp ở Viện Nghiên cứu Ngô. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nào khác. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đã được cảm ơn.

Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Kiều Quang Luận i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc TS. Đặng Ngọc Hạ đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô và tập thể cán bộ Bộ môn Chọn tạo giống Ngô, Bộ môn Công Nghệ Hạt giống đã luôn giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Đào tạo sau đại học Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám đốc và toàn thể cán bộ Công ty Cổ phần Nông Nghiệp Chiềng Sung đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện thí nghiệm. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, luôn động viên, chia sẻ, khuyến khích tôi hoàn thành luận văn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Kiều Quang Luận ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. vi Danh mục bảng.

vii Danh mục biểu đồ, hình ảnh. ix Trích yếu luận văn. Tính cấp thiết của đề tài. Mục đích, yêu cầu của đề tài.

Mục đích của đề tài. Yêu cầu của đề tài. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học.

Ý nghĩa thực tiễn. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Cơ sở khoa học và tổng quan tài liệu. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam.

Các yếu tố sinh học, phi sinh học tác động đến sinh trưởng, phát triển cây ngô. Các yếu tố sinh học tác động đến sinh trưởng, phát triển cây ngô. Các yếu tố phi sinh học tác động đến sinh trưởng, phát triển cây ngô. Giống ngô lai và phương pháp chọn tạo.

10 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giống ngô lai. Phương pháp tạo giống ngô lai. Dòng thuần, các phương pháp tạo dòng thuần.

Vật liệu tạo dòng thuần. Các phương pháp tạo dòng thuần. Phương pháp tạo dòng bằng cây kích tạo đơn bội. Đánh giá khả năng kích tạo của các dòng kích tạo đơn bội nhiệt đới.

Phân loại hạt đơn bội. Đánh giá tỷ lệ hạt đơn bội trên từng nguồn vật liệu. Lưỡng bội nhiễm sắc thể (NST). Quản lý nông học cây D0.

Những nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời vụ đến sản xuất ngô và tỷ lệ tạo hạt đơn bội trên thế giới và Việt Nam. Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng ngô trên thế giới. Nghiên cứu về thời vụ sản xuất ngô tại Việt Nam. Những nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu ngô khác nhau.

Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu trên đồng ruộng. Các chỉ tiêu theo dõi. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.

Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu và thảo luận. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, tính thích ứng và khả năng kích tạo của 3 dòng kích tạo đơn bội nhiệt đới.

Đặc điểm nông, sinh học và tính thích ứng của 3 dòng kích tạo tại hai địa điểm nghiên cứu. 39 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đánh giá tỷ lệ kích tạo đơn bội của 3 dòng kích tạo thông qua cây liguleless. Đánh giá khả năng tạo hạt đơn bội của từng vật liệu ở các thời vụ.

Đánh giá kết quả thí nghiệm lai tạo hạt đơn bội trên từng nguồn vật liệu trong vụ Hè Thu 2015 tại Chiềng Sung – Mai Sơn – Sơn La. Đánh giá kết quả thí nghiệm lai tạo hạt đơn bội trên từng nguồn vật liệu trong vụ Xuân 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô. Đánh giá kết quả thí nghiệm lai tạo hạt đơn bội trên từng nguồn vật liệu trong vụ Thu Đông 2015. Kết quả đánh giá, so sánh tỷ lệ hạt đơn bội trong ba thời vụ.

Kết quả thí nghiệm xử lý lưỡng bội hóa và đánh giá số cây đơn bội kép thu được. Kết luận và kiến nghị. 73 Danh mục các công trình đã công bố. 74 Tài liệu tham khảo.

81 Một số hình ảnh thực hiện đề tài. 81 Hình ảnh thí nghiệm tạo hạt đơn bội. 82 Hình ảnh phân loại hạt đơn bội. 86 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ASI Chênh lệch tung phấn phun râu BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo – Trung tâm Nghiên cứu ngô và lúa mỳ quốc tế CS Cộng sự CV Coefficients of variation - Hệ số biến động DH Double haploid – Đơn bội kép FAOSTAT Food and Agriculture Organization of United Nations statistics division – Cơ sở dữ liệu thống kê của tổ chức lương thực và nông nghiệp thế giới HIR Haploid induction rate – Tỷ lệ đơn bội NSTT Năng suất thực thu P1000 hạt Khối lượng 1000 hạt UTL Ưu thế lai vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới trong những năm gần đây. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2015. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1990-2014. Nguồn gốc và đặc điểm chính của các dòng kích tạo đơn bội nhiệt đới (Tails) nhập từ CIMMYT và 1 dòng ngô liguleless làm tester.

Nguồn gốc và đặc điểm chính của các giống (vật liệu khởi đầu) tham gia tạo đơn bội. Các thời kỳ phát dục, thời gian sinh trưởng của 3 dòng kích tạo tại xã Chiềng Sung, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Các thời kỳ phát dục, thời gian sinh trưởng của 3 dòng kích tạo tại Viện Nghiên cứu Ngô. Các thời kỳ phát dục, thời gian sinh trưởng của 3 dòng kích tạo tại Viện Nghiên cứu Ngô.

Đặc điểm hình thái của 3 dòng kích tạo đơn bội tại xã Chiềng Sung, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Đặc điểm hình thái của 3 dòng kích tạo đơn bội tại. Đặc điểm hình thái của 3 dòng kích tạo đơn bội tại. Mức độ nhiễm sâu, bệnh và tỷ lệ đổ cây của 3 dòng kích tạo.

Mức độ nhiễm sâu, bệnh và tỷ lệ đổ cây của 3 dòng kích tạo. Hình thái bắp và các yếu tố cấu thành năng suất của 3 dòng kích tạo đơn bội tại xã Chiềng Sung, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La. Hình thái bắp và các yếu tố cấu thành năng suất của 3 dòng kích tạo đơn bội tại Viện Nghiên cứu Ngô. Hình thái bắp và các yếu tố cấu thành năng suất của 3 dòng kích tạo đơn bội tại Viện Nghiên cứu Ngô.

Tỷ lệ kích tạo đơn bội của 3 dòng TAILS khi lai với cây liguleless tại Viện Nghiên cứu Ngô. Tỷ lệ kích tạo đơn bội của 3 dòng TAILS khi lai với cây liguleless tại Sơn La. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 1/4/2015. 53 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 12/4/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 25/4/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 6/2/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 18/2/2015.

Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 28/2/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 1/8/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 10/8/2015. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu gieo ngày 20/8/2015.

Ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ hạt đơn bội ( HIR). Kết quả xử lý lưỡng bội hóa và chăm sóc cây Do. Kết quả phân loại đánh giá cây đơn bội kép trên đồng ruộng. 71 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 2.

Phương pháp tạo dòng thuần: A) chọn tạo truyền thống; B) công nghệ đơn bội kép. Phương pháp nhận biết hạt đơn bội thông qua chỉ thị Rl-nj. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu khi lai với dòng P1. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu khi lai với dòng P2.

Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu khi lai với dòng P3. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu khi lai với dòng P1. Tỷ lệ hạt đơn bội trên các nguồn vật liệu khi lai với dòng P2 .