Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Lịch sử phát triển của cây ngô 1. Nguồn gốc của cây ngô Cây ngô (Zea mays L.) là một loài thuộc thực vật học loại Zea thuộc chi Maydeae, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 20.
Ngô thuộc họ hoà thảo, nhưng có hoa đơn tính, hoa đực và hoa cái ở các phần khác nhau của một cây [12]. Ngô là cây lương thực quan trọng cho năng suất cao và có giá trị kinh tế lớn, thuộc nhóm cây trồng cổ nhất thế giới, lịch sử trồng ngô gắn liền với lịch sử của ngành trồng trọt đã trải qua trên 5.000 năm, cho nên nguồn gốc phát sinh cây ngô trồng đến nay vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau và đang là chủ đề của rất nhiều nghiên cứu trong hơn 50 năm qua. Dựa vào các tài liệu tế bào học, Anderson E. (1945) đã nêu giả thuyết cây ngô trồng xuất hiện ở Đông Nam Á, là một song nhị bội của hai loài có số nhị bội thể nhiễm sắc là 10, một loài thuộc loại Coix và loài khác thuộc loại Sorghum.
Tuy nhiên, quan niệm này đã bị bác bỏ vì không có cơ sở chắc chắn [12]. Trái với giả thuyết của Anderson, nhiều nghiên cứu cho rằng nguồn gốc của cây ngô là ở châu Mỹ. Những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng của Vavilov (1926) đã cho rằng Mexico và Pêru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của ngô. Mêhicô là trung tâm thứ nhất (trung tâm phát sinh), vùng Andet (Pêru) là trung tâm thứ hai, nơi mà cây ngô đã trải qua quá trình tiến hoá nhanh chóng.
Nhận định này của Vavilov được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat, 1977; Wilkess, 1980; Kato, 1984, 1988). Đặc biệt Harshberger năm 1893 (theo Wilkes, 1988) đã có kết luận ngô bắt nguồn từ một cây hoang dại ở miền Trung Mexico trên độ cao 1.500 m của vùng bán khô hạn có mưa mùa hè khoảng 350 mm. Người ta đã tìm thấy hoá thạch phấn ngô Teosinte và Tripsacum trong khai quật ở Bellas - Artes - Thành phố Mexico. Mẫu phấn hoa ngô cổ nhất tìm thấy ở độ sâu hơn 70 m và xác định vào niên đại sông băng, ít nhất cách đây khoảng 60.000 năm; hạt phấn của Tripsacum được tìm thấy ở độ sâu 74 m còn của Teosinte ở khoảng 3 - 6 m.
Những khai quật ở hang động Bat của New Mexico đã cung cấp nhiều thông tin về nguồn gốc cây ngô. Ở đây người ta đã tìm thấy cùi ngô dài 2 - 3 cm và xác định tuổi vào khoảng 3.600 năm trước công nguyên. Sự phân bố các nòi ngô hiện nay là một bằng chứng khác khẳng định Mexico là trung tâm phát sinh cây ngô.800 mẫu ngô thu thập được của Vavilov, các nhà khoa học đã phát hiện các nòi ngô phân bố chủ yếu ở Mexico. Trong số 50 nòi tìm thấy ở Mexico thì chỉ có 7 nòi tương tự ở Guatemela, 6 ở Columbia, 5 ở Peru và 2 ở Brazil.
Ở Pêru được thấy 30 Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 nòi. Tuy nhiên Teosinte chỉ được tìm thấy ở Mexico và không thấy ở Pêru. Những bằng chứng đó càng khẳng định Mexico là trung tâm phát sinh cây ngô [12], [17]. Về nguồn gốc di truyền của cây ngô, đến nay có rất nhiều giả thuyết nhưng có thể tóm tắt như sau: - Giả thuyết coi ngô là cây lai giữa Teosinte và một thành viên thuộc chi Andropogoneane của Harshberger (1896), Collins (1912) ít được ủng hộ vì không thể xác định thành viên không rõ chi Andropogoneae.
- Giả thuyết coi cây ngô có nguồn gốc châu Á của Anderson (1954) bị một số nhà khoa học bác bỏ vì thiếu bằng chứng tồn tại của ngô tiền Columbus ở châu Á. - Thuyết ba phần (The tripartite theory) Mangelsdof và Reves (1939) cho rằng ngô là kết quả của quá trình lai tạo giữa ngô bọc nguyên thủy, Teosinte, Tripsacum. Giả thuyết này bị bác bỏ sau khi tiến hành thí nghiệm trên kính hiển vi so sánh cấu trúc hạt phấn của cây lai giữa ngô với Tripsacum với cấu trúc của hạt phấn Teosinte. - Giả thuyết của Weatherwax (1955) coi ngô, Teosinte, Tripsacum cùng có một tổ tiên chung là Maydeas sau quá trình thuần dưỡng, dạng ngô dại đã biến mất khỏi hệ thực vật hoang dại chỉ còn lại Teosinte và Tripsacum.
- Thuyết Teosinte của Walton C. Galinat, trường Đại học Tổng hợp Massachusetts coi ngô có nguồn gốc từ Teosinte sau khi xuất hiện một hoặc nhiều đột biến đã làm thay đổi một vài cấu trúc mà tạo nên cây ngô nguyên thủy. Đây là giả thuyết đề xướng bởi W. Iltis và thuyết này được nhiều nhà khoa học thừa nhận như Beadle (1939), Langham (1940), Langley (1946) [12], [17].
Thuyết này cho rằng Teosinte, một loài cỏ dại đang vẫn còn sinh trưởng ở Mexico và Guatemala là tổ tiên tiền khởi của của ngô hiện đại. Thực tế có rất nhiều điểm tương đồng giữa ngô và Teosinte về hình thái, tế bào và di truyền. Sau nhiều năm nghiên cứu, dựa vào kết quả khảo cổ học, thực vật học, di truyền học, các tài liệu lịch sử, từ nhiều giả thuyết khác nhau, các nhà khoa học đã đi tới kết luận: ngô là loài cây trồng đầu tiên được người da đỏ Mêhico thuần dưỡng. Có thể hình thành 2 trung tâm trồng ngô nguyên thủy là vùng Mêhico, Trung Mỹ có niên địa cách đây 5.000 năm và vùng Pêru, Bôlivia cách đây khoảng 3.000 năm trước công nguyên [12], [17].
Quá trình thuần hoá và sự lan truyền cây ngô trên thế giới Quá trình thuần dưỡng ngô là đáng chú ý đối với các nhà nghiên cứu, bao gồm các nhà khảo cổ học, nhà di truyền học, nhà thực vật học, nhà địa lý học. Quá trình này được một số người cho là đã bắt đầu vào khoảng năm 5. Chứng cứ di truyền học gần đây cho rằng quá trình thuần dưỡng ngô diễn ra vào khoảng năm 7.000 TCN tại miền Trung Mêxicô, có thể trong khu vực cao nguyên nằm Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 giữa Oaxaca và Jalisco. Cỏ ngô hoang dại gần giống nhất với ngô ngày nay vẫn còn mọc trong lưu vực sông Balsas.
Các dấu tích khảo cổ của các bắp ngô có sớm nhất, được tìm thấy tại hang Guila Naquitz trong thung lũng Oaxaca, có niên đại vào khoảng năm 4.250 TCN các bắp ngô cổ nhất trong các hang động gần Tehuacan, Puebla, có niên đại vào khoảng 2. Có rất ít thay đổi diễn ra đối với hình dạng bắp ngô cho tới khoảng 1.100 TCN khi các thay đổi lớn diễn ra trên các bắp ngô trong các hang động tại Mêhicô, sự đa dạng của ngô tăng lên nhanh chóng. Một điều vẫn chưa rõ là quá trình thuần dưỡng ngô ngưng tụ lại được gì, do phần ăn được của các thứ hoang dại là quá nhỏ và khó để có thể ăn trực tiếp, do mỗi hạt được bao bọc trong các vỏ hai mảnh rất cứng. Tuy nhiên, George Beadle đã chứng minh rằng các hạt của cỏ ngô là dễ dàng "trương nở" để con người sử dụng, tương tự như ngô để làm bỏng ngô ngày nay.
Một số người lại tranh cãi rằng nó đã phải mất quá nhiều thế hệ nhân giống chọn lọc nhằm sản sinh các bắp ngô lớn để có thể gieo trồng có hiệu quả. Tuy nhiên, các nghiên cứu về các giống lai ghép dễ dàng thực hiện nhờ lai ghép chéo của cỏ ngô và ngô hiện đại cho thấy lý do phản đối này là không đủ cơ sở vững chắc [12]. Ngày nay, các nhà khoa học trên thế giới hầu như đã công nhận và thống nhất Mexico là trung tâm phát sinh cây ngô. Với sự phát triển của vùng Trung - Tây của nước Mỹ thế kỷ XIX, ngô đã mở rộng trên những diện tích trồng trọt quan trọng ở các bang: Ohio, Indiana, Inllinois và Iowa.
Ngô đã là “vua” trong tiềm thức người nông dân châu Mỹ giống như bông giữ vị trí hoàng đế ở vùng Cận Đông hoặc lúa gạo ở vùng châu Á. Việc trồng ngô đã có từ lâu đời ở Mexico và Pêru. Cây ngô đã gắn bó chặt chẽ với cuộc sống người bản xứ Trung Mỹ, ngô là biểu tượng của nền văn minh “Maya” [12]. Trước khi Cripxtop Côlumbô tìm ra châu Mỹ, từ Trung Mỹ ngô đã phát triển đến phía Bắc và Nam Mỹ.
Từ trung tâm phát sinh ở miền Trung Nam Mexico cây ngô đã đi về phía Nam và định vị ở vùng núi Andes thuộc Pêru, hình thành trung tâm phát sinh thứ cấp. Sau đó từ hai trung tâm này cây ngô đã được lan truyền ra tất cả các nước của châu Mỹ. Từ trung tâm Mexico, cây ngô đã đi lên phía Bắc sang Hoa Kỳ bằng nhiều con đường, sang phía Tây và vượt biển ra các đảo thuộc Caribê. Sau khi thích nghi với từng vùng sinh thái khác nhau của Hoa Kỳ, dưới ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh và tác động của con người, nhiều thể loại ngô được hình thành.
Rồi chúng lại tiếp tục di chuyển dưới tác động của con người và hình thành một trung tâm “lai tạo” hiện đại ở vùng vành đai ngô nước Mỹ [12], [17]. Từ Pêru, cây ngô đã lan truyền xuống phía Nam đến Chilê, Achentia, lên phía Bắc đến Ecuado, Columbia, sang phía Tây đến Venezuela và nhiều vùng thuộc Brazil Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 rộng lớn. Như vậy, quá trình thuần hoá và lan truyền cây ngô ở châu Mỹ là hoàn toàn thuộc về các bộ tộc da đỏ cổ đại [12]. Người châu Âu chỉ biết đến cây ngô sau khi tìm ra châu Mỹ nhưng đã đóng góp lớn cho sự phát triển tiếp theo của cây ngô.
Năm 1493, Côlumbô đã mang ngô vào châu Âu (Tây Ban Nha) và đã góp phần mang lại nền văn minh cho châu Âu. Vào những năm đầu thế kỷ XVI bằng đường thuỷ các tàu biển của Bồ Đào Nha, Vơnidơ (Ý) đã đưa dần cây ngô lan ra hầu hết khắp các lục địa của thế giới cũ [12]. Theo Galinat (1979), năm 1494 Bồ Đào Nha mang ngô vào Ý, năm 1517 ngô xuất hiện ở Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ. Sau đó, theo hai hướng ngô tràn sang Bancăng và lưu vực sông Đanýp: một mặt từ Ý, một mặt từ biển Đen.
Năm 1517, ngô xuất hiện ở Pháp và Đức, năm 1572 tới Nam Tư ngày nay. Năm 1521, ngô đến bán đảo Đông Ấn Độ và quần đảo Inđônêsia. Cũng thời gian này ngô lan sang các thuộc địa của Bồ Đào Nha ở châu Phi, đến Ấn Độ, Đông Nam Á và đến Trung Quốc vào năm 1516. Theo Rumphius năm 1496, người Bồ Đào Nha đã nhập ngô vào Inđônêsia.
Từ Inđônêsia, ngô chuyển sang Đông Dương và Miến Điện.