Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nguồn gốc và phân loại bắp ngọt 1. Nguồn gốc bắp ngọt Bap ngọt (Zea mays var. saccharata) là cây hàng năm, họ hòa thảo, bộ nhiễm sắc thé 2n = 20.
Bap ngọt được thuần hóa bởi người Mỹ da đỏ và lần đầu tiên được thu thập bởi người châu Âu vào những năm 1770. Giống đầu tiên là Papoon, giống này có được do người Anh Diéng (Ironquois) ghi lại vào năm 1779 (Schultheis, 1998). Bắp ngọt là một đột biến lặn của bắp thường, một số là đột biến lặn của gen điều khiến tổng hợp tinh bột (sz) và những biến đổi khác, gen điều khiến độ ngọt là gen kéo dài chuỗi đường (se), gen siêu ngọt hay nhăn nheo (s2) (Vince và cs, 2002). Bắp ngọt siêu ngọt được nhà khoa học John Laughnan của đại học Urbana phát hiện năm 1959 khi thử hạt bắp khô, ông rất ngạc nhiên về độ ngọt của một hạt bắp đột biến nhận được từ trung tâm dự trữ di truyền cây bắp của trường ở Urbana.
Đột biến đó được biết là shrunken2 và sau đó được biết là một dạng bắp siêu ngọt trên thế giới (McGraw và Sachs, 2000). Đặc điểm của bắp ngọt được nhiều nghiên cứu công bố với đặc điểm nổi bật về chất lượng hạt và màu sắc hạt. Bắp ngọt có rất nhiều màu sắc khác nhau: trắng, vàng, đỏ, tím và dạng lẫn tạp, trong đó phô biến là dạng có nội nhũ trăng, nội nhũ vàng. Sự lẫn tạp phấn của các dạng nội nhũ vàng và nội nhũ trắng tạo ra dạng lẫn tạp vàng - trắng (bi - colors) (gồm 75% vàng và 25% trắng trên cùng 1 bắp) ở bắp ngọt.
Tuy nhiên, nếu dạng lẫn vàng - trắng giao phấn với dạng màu vàng thì màu của nội nhũ sẽ có màu vàng là chính (Abedon và Tracy, 1996). Màu sắc hạt và lõi của một số dạng bắp ngọt Màu sắc Số Hạt TP Tên thứ Trắng Trăng var. duleis Korn Trang Đỏ var. subduleis Kulesh et Kozhuh Hồng (đỏ nhạt) Trắng var.
flavoduleis Korn Hồng (đỏ nhạt) Trắng var. rubentiduleis Kiorn Đỏ Đỏ var. subrubentideis Kulesho et Kzhuh Tim - var. rubroduleis Kron Xanh - var.
lilacinoduleis Korn Den Trang var. cocruleoduleis Korn Hat trong với vạch đỏ - var. atratoduleis Kulesh et Kozhuh Hạt trên bắp có nhiều màu - var. Phân loại bắp ngọt Phân loại bắp ngọt có thể dựa trên hàm lượng đường và một số đặc điểm khác.
Vince và cs (2002) dựa trên hàm lượng đường và một số đặc điểm phân bắp ngọt thành 3 nhóm: + Bap ngọt ngọt thường - normal sugary (sv), có độ brix dao động từ 5 - 11%, nay mam được ở nhiệt độ > 15°C, đây là bắp tiêu chuẩn cho tiêu dùng ăn tươi. + Bắp ngọt ngọt đậm - sugary enhanced (se) độ đường cao hơn (độ brix dao động từ 12 - 20%) và thời gian chuyên đường thành tinh bột chậm hơn sau thu hoạch, nội nhũ rất mềm, nảy mam được ở nhiệt độ > 15°C. + Bap ngọt siêu ngọt - supersweet or shrunken-2 (s2) bắp có hàm lượng đường cao gấp 2 - 3 lần bắp ngọt ngọt thường (độ brix dao động từ 21 - 27%). Hạt của loại bắp ngọt này thường nhăn nheo, nhỏ và nhẹ hơn hai loại trên.
Các dòng thí nghiệm nhóm bắp ngọt ngọt đậm có độ brix dao động từ 12 - 14%. Phân nhóm bắp theo gen quy định tính ngọt ˆ sd Ham lượng : ` Ẻ Tên loại bap ` Cặp gen lặn Năm trên NST sô đường (%) Ba ngot ngot thuong 5-11 SUSU 4 (normal sugary) Bap ngot ngot dam 12 - 20 sese 4 (sugary enhanced) Bap ngot siéu ngot 21-27 sh2sh2 3 (super/extra sweet) (Schultheis, 1998) Khi canh tác cây bắp ngọt nên chú ý, phải trồng cách ly (không gian hoặc thời gian) với các loại bắp khác vì tính ngọt của bắp là do gen lặn quy định, vì thế tính ngọt chỉ biểu hiện khi cặp gen su, se hoặc s2 ở dạng đồng hợp tử. Khi một giống bắp ngọt nào đó nhận phan từ giống bắp khác không có gen se, su hoặc sh2 thì cặp alen tại vị trí đột bién ở dạng dị hợp tử, như thế bắp sẽ không có tính ngọt. Alen se và su đột biến tại cùng một vị trí trên NST số 4, vì thế hai giống bắp có gen se và s có thể trồng gần nhau mà bắp vẫn có tính ngọt.
Riêng giống bap có gen s2 thì tuyệt đối phải trồng cách ly với bất cứ loại bắp nào khác mới duy trì được tính ngọt (Schultheis, 1998). Đặc điểm thực vật học cây bắp Theo Ngô Hữu Tình (1997) cây bắp có những đặc điểm thực vật học như: R Cor Bap (Zea mays L.) giống các cây họ hòa thảo khác có hệ rễ chùm. Căn cứ vào hình thái, vị trí và thời gian phát sinh chia rễ bắp thành 3 loại: Ré mam: Rễ mam phát triển từ rễ sơ sinh của phôi. Rễ mầm có 2 loại: rễ mam so sinh và rễ mam thứ sinh.
Ré đốt: Ré đốt phát triển từ các đốt thấp của than nằm dưới mặt dat 3 - 4 cm, mọc vòng quanh các đốt dưới mặt đất bắt đầu lúc bắp được 3 - 4 lá. Ré chân kiềng: Rễ chân kiêng là loại rễ đốt mọc ở đốt gần sát trên mặt đất. Ở những giống nhiệt đới rễ này thường phát triển mạnh. Thân Thân bắp đặc, đường kính khoảng 2 - 3 cm tùy thuộc vào giống, môi trường sản xuất và trình độ thâm canh.
Thân bap có thé cao từ 2 - 3 m. Trong điều kiện bình thường, cây bắp cao từ 1,8 - 2,0 m có số long thay đổi tùy thuộc vào giống. Lá Sau khi bao lá nhú lên khỏi mặt đất, những lá bắt đầu mọc theo thứ tự thời gian. Căn cứ vào hình thái và vị trí trên thân có thé chia thành 4 loại lá: lá mam, lá thân, lá ngọn, lá bi.
Các bộ phận của lá gồm: bẹ lá, phiến lá, tai lá. Hoa Hoa đực hay là bông cờ, bao gồm các hoa đực sắp xếp theo kiểu chùm bông, gồm một trục chính, trên trục chính phân làm nhiều nhánh và trên mỗi nhánh hay trục chính có nhiều gié. Các gié mọc đối điện nhau trên trục chính hay các nhánh, mỗi gié có 2 chùm hoa, mỗi chùm 2 hoa. Trên mỗi chùm hoa có 2 vỏ trau ngoài có chứa 2 hoa, mỗi hoa có 2 vỏ trấu trong, mỏng, màu trắng, ở giữa mỗi hoa có 3 nhị đực, mỗi nhị đực có 1 bao phan.
Hoa cái hay là bắp, được sinh ra từ nách lá phần giữa thân. Bắp gồm các bộ phận chính như cuống bắp và lõi bắp. Cuống bắp gồm nhiều đốt rất ngắn, mỗi đốt trên cuống có 1 lá bi bao bọc nhằm bảo vệ trái bap, lá bi thường không có phiến. Loi bap trục chính của hoa tự cái, hoa cái mọc thành từng đôi.
Mỗi chùm cũng có 2 hoa nhưng hoa thứ 2 thoái hóa. Số hàng hạt trên bắp thường lá số chan. Hạt Hạt bắp thuộc loại quả đinh gồm các bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aleuron, phôi, phôi nhũ và mũ hạt, phía dưới của hạt còn có gốc hạt gắn liền với lõi bắp. Giá trị dinh dưỡng Bắp ngọt chứa nhiều vitamin cũng như khoáng chất có lợi cho sức khỏe con người như chống oxy hóa, tốt cho tim mạch, ngăn ngừa thiếu máu và huyết áp cao (Hoàng Dung, 2015).
Các nhà khoa học Mỹ đã phân tích được các thành phần và hàm lượng dinh dưỡng có trong 100 g bắp ngọt như sau: Bảng 1. Phân tích thành phần, hàm lượng các chất dinh dưỡng của bắp ngọt Chất dinh dưỡng Hàm lượng Chât dinh dưỡng Hàm lượng Protein 3,27 @ Na 15 mg Lipid 1,35 g Zn 0,46 mg Carbonhydrate 18,7 g Vitamin B9 42 ug Ca 2 mg Vitamin B1 0,155 mg Fe 0,52 mg Vitamin B2 0,055 mg Mg 37 mg Vitamin B3 1,77 mg P 89 mg Vitamin BS 0,717 mg 270 mg Vitamin C 6,8 mg (USDA Nutrient database, 2019) Bang 1.3 cho thấy trong 100 g bắp ngọt có chứa rất nhiều chất khoáng và các vitamin thuộc nhóm B. Trong đó, hàm lượng vitamin B3 và vitamin C đạt kha cao, đặc biệt là sự hiện diện của vitamin B9, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phân chia tế bào ở trẻ sơ sinh và phụ nữ mang thai. Ngoài ra, bắp ngọt còn cung cấp nguồn năng lượng từ protein, lipid và cacbonhydrat cùng với lượng khoáng chất đồi dào phải ké đến như P, K, Mg, Na (Hoang Dung, 2015).
Yêu cầu ngoại cảnh Theo Trần Thị Dạ Thảo (2009) cây bắp có những yêu cầu về ngoại cảnh: Nhiệt độ Cây bắp sinh trưởng tối ưu khi nhiệt độ trong phạm vi 23 - 30°C. Nhiệt độ ban đêm cao gây bắt lợi khi tăng tỷ lệ hô hấp và mất các sản phẩm quang hợp, nhiệt độ dưới 10°C cây bắp ngọt hạn chế sinh trưởng. Ánh sáng Bắp là loại cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới, thuộc nhóm cây ngắn ngày. Thành phần quang phô ánh sáng khác nhau không những ảnh hưởng đến sự phát triển của bông cờ và trái mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển của thân, độ dài đốt cũng như câu trúc và kích thước lá.
Nước Trong suốt thời kỳ sinh trưởng cây bắp tiêu thụ một lượng nước rat lớn dé tạo ra chất hữu cơ. Nhu cầu nước của cây bắp tăng theo từng giai đoạn sinh trưởng: Giai đoạn nảy mầm: Cây bắp đòi hỏi âm độ thấp hơn các hạt ngũ cốc khác (ngoại trừ cây lúa mién) dé hạt hút nước và nảy mam. Giai đoạn cây con: Cây bắp không cần nhiều nước. Tuy nhiên, nếu thiếu nước ở giai đoạn lá thứ 1 - 7 sẽ làm giảm sinh khối của cây nhưng không ảnh hưởng đến hạt.
Giai đoạn vươn cao: Nhu cầu nước tăng dan. Giai đoạn tré cờ, tung phấn và thụ tinh: Nhu cầu nước đạt cực dai. Cây bap rat man cảm với sự thiếu nước trong giai đoạn từ trỗ cờ ra hoa. Ảnh hưởng của thiếu nước trong giai đoạn này làm trái và hạt nhỏ, giai đoạn trổ cờ - tung phan ngắn, râu phun chậm, lượng hạt phan giảm.
Điều kiện đất đai Bắp là loại cây thích hợp với nhiều loại đất khác nhau, thích hợp nhất là trên đất cát pha hay đất phù sa ẩm, mực nước ngầm sâu, thoáng khí và thoát nước tốt có tầng canh tác sâu chứa nhiều chất hữa cơ và nhiều chất dinh. Bắp có thể trồng trên đất có độ chua trung bình, nhưng pH thích hợp nhất từ 6,5 - 7,0, tuy nhiên nó có thể sống được ở pH từ 5 - 8. Phương pháp chọn tạo giống bắp Quá trình tạo giống bắp bao gồm ba giai đoạn chính: Chọn tạo dòng thuần, đánh giá khả năng kết hợp đồng thời chọn lọc các tổ hợp lai ưu tú và thử nghiệm sản xuất. Tạo dòng thuần là công việc đầu tiên của quá trình chọn tạo giống bắp.