Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 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 [10].
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 [6].
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 nòi.
Tuy Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 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 [14], [23]. Về nguồn gốc di truyền của cây ngô, đến nay có rất nhiều giả thuyết nhưng có thể tóm tắt như sau: - 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. - 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.
- 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. - 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.
Thuyết này được nhiều nhà khoa học thừa nhận như Beadle (1939), Langham (1940), Langley (1946) [10], [6]. 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 [10], [6]. Quá trình thuần hoá và sự lan truyền cây ngô trên thế giới 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” [1].
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 Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 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 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. 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 [15]. Theo Rumphius năm 1496, người Bồ Đào Nha đã nhập ngô vào Inđônêsia. Từ Inđônêsia, ngô chuyển sang Đông Dương và Miến Điện. Ở Miến Điện đã phát sinh một đột biến làm xuất hiện một thành phần tinh bột mới trong hạt ngô và những dạng có loại tinh bột đó được gọi là ngô nếp.
Ở phần lớn những tế bào nội nhũ của loại ngô này, các hạt tinh bột xếp chặt bên nhau và những hạt này có hình đa diện như nội nhũ sừng của các dạng ngô khác. Chỉ ở giữa nội nhũ, tế bào mới có hạt tinh bột tròn và sắp xếp lỏng lẻo. Thành phần tinh bột của hạt ngô nếp không chuyển xanh khi gặp iốt nhưng lại thành tím đỏ. Từ Miến Điện ngô nếp được phổ biến ra khắp vùng Đông Nam Á và sau đó được đem sang châu Mỹ và châu Âu.
Theo Kulesohv (1928) ngoài một loại tinh bột mới, ở Miến Điện, ngô còn có thêm một loạt những đặc điểm sinh thái di truyền mới. Ở đây đã hình thành nguyên mẫu của những dạng ngô của Đông Nam Á chỉ có một thân, có lá bi trên bắp và sinh trưởng nhanh trong thời gian đầu tiên. Như vậy, Miến Điện đã là nơi phát sinh một trung tâm phát triển mới của ngô [6], [15]. Hiện nay, diện tích phân bố của cây ngô bao gồm toàn bộ trái đất, ở Bắc bán cầu, giới hạn vùng trồng ngô lên đến 520 vĩ Bắc để lấy hạt, còn để lấy thân xanh có thể trồng đến vĩ tuyến 600.
Ở Nam bán cầu, vùng trồng ngô dừng lại ở vĩ tuyến 460 vĩ Nam. Về độ cao so với mặt nước biển, ở châu Âu ngô được trồng trên dãy Cacpat tới độ cao 700 m, ở châu Á tới độ cao 2.000 m, ở vùng nhiệt đới châu Mỹ ngô được trồng ở độ cao 3. Tính đa dạng về khả năng thích nghi của cây ngô có lẽ không có cây nào sánh kịp [1]. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 Ngô vào Việt Nam có thể thông qua hai đường, từ Trung Quốc và từ Inđônêsia, Miến Điện đến.
Theo nhà Bác học Lê Quý Đôn nêu trong “Vân Đài Loại Ngữ”, vào thời đầu Khang Hy (1682 - 1723), Trần Thế Vinh đi sứ nhà Thanh thấy loại cây mới này mang về trồng ở hạt Sơn Tây và gọi là “ngô - Ngọc mễ”. Một số tư liệu cho rằng người Bồ Đào Nha đã nhập ngô vào Java vào năm 1496 có thể trực tiếp từ Nam Mỹ. Sau đó từ Inđônêsia ngô được chuyển sang Đông Dương và Myanma [6], [10]. Công dụng của cây ngô Những bộ phận chính của hạt ngô có thành phần hoá học khác nhau.
Hàm lượng gluxit và protein của hạt ngô phụ thuộc rất lớn vào phôi nhũ, còn chất béo và protein có số lượng ít hơn. Chất xơ thô trong hạt phân bố chủ yếu ở vỏ hạt. Dầu của phôi ngô có lượng axít béo tương đối cao (Bressani và cộng sự, 1990; Weber, 1987). Thành phần hoá học của hạt ngô có giá trị đáng kể.
Trong hạt ngô có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng, hàm lượng protein hạt ngô trung bình là 8 - 10%, tinh bột là 66 - 69%, lipit là 5 - 7% phụ thuộc vào giống, điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng [21].