Nghiên Cứu Giống Ngô Lai Năng Suất Cao Chịu Rét Phù Hợp Với Điều Kiện Sản Xuất Ở Đồng Bằng Sông Hồng

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai năng suất cao chịu rét phù hợp với điều kiện sản xuất ở đồng bằng, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Phạm Thanh Thủy
• Người hướng dẫn: GS. Trần Đình Long
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Di Truyền Và Chọn Giống Cây Trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Giống Ngô Lai Năng Suất Cao Chịu Rét Tại Đồng Bằng Sông Hồng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ nông nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. Mục tiêu nghiên cứu
• 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 5. Những đóng góp mới của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC
• 1.1. Vai trò, vị trí của cây ngô
• 1.2. Tình hình tiêu thụ, sản xuất ngô trên thế giới và trong nước
• 1.2.1. Tình hình tiêu thụ và sản xuất ngô trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình tiêu thụ và sản xuất ngô trong nước
• 1.3. Khả năng kết hợp, cơ sở di truyền chọn lọc tính trạng và chương trình chọn tạo giống ngô
• 1.4. Đa dạng di truyền và nguồn gen cây ngô
• 1.5. Chọn lọc nguồn vật liệu tạo dòng
• 1.6. Một số phương pháp tạo dòng thuần
• 1.6.1. Phương pháp tự thụ phấn (Self pollination)
• 1.6.2. Phương pháp cận phối (Full sib hoặc Half sib)
• 1.6.3. Phương pháp lai trở lại (Back cross)
• 1.6.4. Phương pháp tạo dòng đơn bội kép (Doubled haploid)
• 1.7. Khả năng kết hợp và đánh giá khả năng kết hợp
• 1.7.1. Khả năng kết hợp
• 1.7.2. Đánh giá khả năng kết hợp
• 1.8. Đánh giá tương tác kiểu gen với môi trường và KNKH bằng GGE - Biplot
• 1.9. Chọn tạo giống ngô bằng phương pháp chọn lọc truyền thống kết hợp ứng dụng công nghệ sinh học
• 1.10. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống ngô thích ứng với điều kiện bất thuận
• 1.11. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá đa dạng di truyền và dự đoán nhóm ưu thế lai ở ngô
• 1.12. Chỉ số chọn lọc và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô
• 1.13. Nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai chín sớm, chịu rét
• 1.13.1. Cơ sở khoa học về tính chín sớm
• 1.14. Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai ngắn ngày trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.14.1. Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai ngắn ngày trên thế giới
• 1.14.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai ngắn ngày ở Việt Nam
• 1.15. Vai trò của giống chín sớm trong sản xuất nông nghiệp
• 1.16. Những nghiên cứu chọn tạo về giống ngô chịu rét
• 1.17. Nhu cầu về sử dụng giống ngô chín sớm, chịu rét
• 1.18. Những kết quả nghiên cứu về cây ngô Đông ở Việt Nam
• 1.19. Tình hình sản xuất ngô ở vùng đồng bằng sông Hồng
• 1.20. Những nhận định rút ra từ tổng quan nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm đồng ruộng
• 2.3.2. Phương pháp chọn tạo dòng thuần và đánh giá dòng thuần
• 2.3.3. Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp
• 2.3.4. Phương pháp khảo sát các tổ hợp lai đỉnh và lai luân phiên
• 2.3.5. Phương pháp chọn lọc dòng bằng chỉ số chọn lọc
• 2.3.6. Phương pháp phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR
• 2.3.7. Phương pháp tách chiết và tinh sạch DNA
• 2.3.8. Phương pháp đánh giá tính thích ứng và ổn định
• 2.3.9. Phương pháp khảo nghiệm
• 2.3.10. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu thí nghiệm
• 2.4. Các chỉ tiêu theo dõi trong đánh giá dòng và so sánh các THL
• 2.5. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.5.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.5.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.6. Sơ đồ quá trình chọn tạo
• 3. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả đánh giá và chọn lọc dòng ngô thuần chịu rét, chín sớm
• 3.1.1. Diễn biến các yếu tố khí hậu vùng đồng bằng sông Hồng
• 3.1.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của 53 dòng ngô nghiên cứu
• 3.1.3. Thời gian sinh trưởng của 53 dòng ngô nghiên cứu
• 3.1.4. Đặc điểm hình thái của các dòng ngô nghiên cứu
• 3.1.5. Năng suất của các dòng ngô nghiên cứu
• 3.2. Kết quả chọn lọc dòng chín sớm, có khả năng chịu rét
• 3.2.1. Kết quả chọn lọc dòng chín sớm, có khả năng chịu rét bằng chỉ số chọn lọc
• 3.2.2. Thời gian sinh trưởng của 30 dòng được chọn lọc
• 3.2.3. Đặc điểm hình thái của 30 dòng được chọn lọc
• 3.2.4. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của 30 dòng được chọn lọc
• 3.2.5. Khả năng chống chịu của 30 dòng được chọn lọc
• 3.2.6. Khả năng kết hạt của 30 dòng được chọn lọc
• 3.2.7. Kết quả phân tích và đánh giá đa dạng di truyền của 30 dòng chọn lọc
• 3.3. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các dòng nghiên cứu
• 3.3.1. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp chung
• 3.3.2. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp riêng
• 3.4. Kết quả chọn lọc tổ hợp lai triển vọng
• 3.4.1. Sinh trưởng và năng suất các tổ hợp lai đỉnh
• 3.4.2. Sinh trưởng và năng suất các tổ hợp lai luân phiên
• 3.4.3. Tuyển chọn các tổ hợp lai triển vọng
• 3.5. Kết quả đánh giá tính ổn định về năng suất của một số tổ hợp lai triển vọng
• 3.5.1. Đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai triển vọng
• 3.5.2. Đánh giá sự ổn định của các tổ hợp lai triển vọng
• 3.6. Khả năng sinh trưởng, năng suất giống VN158 trong hệ thống khảo nghiệm Quốc gia
• 3.6.1. Thời gian sinh trưởng của VN158
• 3.6.2. Đặc điểm hình thái của VN158
• 3.6.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh và tỷ lệ đổ gãy của VN158 trong khảo nghiệm
• 3.6.4. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của VN158
• 3.6.5. Năng suất của giống ngô lai VN158 trong khảo nghiệm cơ bản
• 3.6.6. Năng suất của giống ngô lai VN158 trong khảo nghiệm sản xuất
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Tổng Quan Nghiên Cứu Giống Ngô Lai Chịu Rét

Ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất thế giới, cung cấp lương thực, thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp. Tại Việt Nam, ngô đứng thứ hai sau lúa về tầm quan trọng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực. Sản xuất ngô ở Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc nhờ sử dụng các giống ngô lai và cải tiến kỹ thuật canh tác. Tuy nhiên, năng suất ngô của Việt Nam vẫn còn thấp so với thế giới, và sản lượng chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong nước. Việc tăng năng suất và sản lượng ngô nội địa là một thách thức lớn, đặc biệt trong bối cảnh diện tích trồng ngô đang bị thu hẹp. Nghiên cứu và phát triển các giống ngô năng suất cao phù hợp với từng mùa vụ và vùng sinh thái là vô cùng quan trọng, nhằm khai thác tối đa tiềm năng sản xuất.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Cây Ngô Trong Nền Kinh Tế Việt Nam

Cây ngô đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, không chỉ là nguồn lương thực quan trọng mà còn là nguyên liệu đầu vào cho ngành chăn nuôi và công nghiệp chế biến. Ngô giúp đảm bảo an ninh lương thực, cung cấp thức ăn cho gia súc và nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm và năng lượng sinh học. Sự phát triển của ngành trồng ngô góp phần vào tăng trưởng kinh tế nông thôn và tạo việc làm cho người dân. Tuy nhiên, để phát huy tối đa tiềm năng của cây ngô, cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống mới có năng suất cao và khả năng thích ứng tốt với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng của Việt Nam.

1.2. Vai Trò Của Nghiên Cứu Giống Ngô Lai Năng Suất Cao

Nghiên cứu và phát triển các giống ngô lai năng suất cao đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao sản lượng và chất lượng ngô ở Việt Nam. Các giống ngô lai có ưu thế vượt trội về năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện môi trường khác nhau. Việc sử dụng các giống ngô lai chất lượng cao giúp tăng hiệu quả sản xuất, giảm chi phí đầu tư và cải thiện thu nhập cho người nông dân. Đồng thời, việc nghiên cứu và phát triển các giống ngô lai còn góp phần vào bảo tồn đa dạng sinh học và nâng cao tính bền vững của hệ thống nông nghiệp.

II. Thách Thức Năng Suất Ngô Vụ Đông ở Đồng Bằng Sông Hồng

Vụ Đông sau hai vụ lúa ở Đồng Bằng Sông Hồng là một vụ đặc thù, mang đến cơ hội tăng diện tích và sản lượng ngô. Tuy nhiên, vụ Đông đối mặt với thách thức lớn từ nhiệt độ giảm sâu, có những đợt rét kéo dài ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô. Để phát triển mạnh vụ ngô vụ đông, cần cơ giới hóa đồng bộ và quan trọng nhất là phải có các giống ngô chịu rét tốt, cho năng suất cao. Bộ Nông nghiệp và PTNT đang có chủ trương phát triển trồng ngô sinh khối làm thức ăn xanh cho chăn nuôi trong vụ Đông ở các tỉnh phía Bắc.

2.1. Ảnh Hưởng Của Khí Hậu Lạnh Đến Năng Suất Ngô Vụ Đông

Khí hậu lạnh là một trong những yếu tố chính hạn chế năng suất ngô vụ Đông ở Đồng Bằng Sông Hồng. Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây ngô, làm chậm quá trình nảy mầm, giảm khả năng hấp thụ dinh dưỡng và tăng nguy cơ mắc bệnh. Các đợt rét kéo dài có thể gây chết cây non và ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn, dẫn đến giảm năng suất và chất lượng ngô. Để giảm thiểu tác động của khí hậu lạnh, cần lựa chọn các giống ngô chịu rét tốt và áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp.

2.2. Tìm Kiếm Giải Pháp Giống Ngô Chịu Rét Năng Suất Cao Cho Vụ Đông

Việc tìm kiếm và phát triển các giống ngô chịu rét năng suất cao là giải pháp quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô vụ Đông ở Đồng Bằng Sông Hồng. Các giống ngô chịu rét có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, đảm bảo năng suất ổn định và giảm thiểu rủi ro do thời tiết bất lợi. Ngoài ra, cần kết hợp việc sử dụng các giống ngô chịu rét với các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến như che phủ đất, bón phân cân đối và phòng trừ sâu bệnh hiệu quả để đạt được năng suất cao nhất.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Ngô Lai Chịu Rét

Để giải quyết bài toán về giống ngô chịu rét và năng suất cao, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu chọn tạo giống tiên tiến. Đầu tiên, cần đánh giá đặc tính sinh trưởng, phát triển và nông học của các dòng ngô thuần để chọn ra các dòng chín sớm, chịu rét, năng suất cao và có khả năng kết hợp tốt. Tiếp theo, cần đánh giá đặc điểm nông sinh học, đa dạng di truyền giữa các dòng để tạo ra các tổ hợp lai có khả năng chịu rét và cho năng suất cao. Cuối cùng, cần tuyển chọn và khảo nghiệm các tổ hợp ngô lai triển vọng để phát triển thành giống lai thương phẩm.

3.1. Đánh Giá Đặc Tính Sinh Trưởng Nông Học Dòng Ngô Thuần

Việc đánh giá đặc tính sinh trưởng và nông học của các dòng ngô thuần là bước quan trọng trong quy trình chọn tạo giống ngô. Các đặc tính cần được đánh giá bao gồm thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, số lượng lá, kích thước bắp, khả năng chống chịu sâu bệnh và năng suất. Việc thu thập và phân tích dữ liệu về các đặc tính này giúp xác định các dòng ngô thuần có tiềm năng sử dụng trong lai tạo và phát triển các giống ngô mới.

3.2. Phân Tích Đa Dạng Di Truyền Tạo Tổ Hợp Lai Triển Vọng

Phân tích đa dạng di truyền giữa các dòng ngô thuần giúp xác định các dòng có nguồn gen quý hiếm và khả năng kết hợp tốt. Các kỹ thuật phân tử như SSR (Simple Sequence Repeat) được sử dụng để đánh giá sự khác biệt di truyền giữa các dòng. Dựa trên kết quả phân tích đa dạng di truyền, các nhà khoa học có thể tạo ra các tổ hợp lai triển vọng, kết hợp các đặc tính ưu việt của các dòng khác nhau để tạo ra các giống ngô lai có năng suất cao, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và thích ứng với điều kiện môi trường khắc nghiệt.

IV. Ứng Dụng Giống Ngô Lai VN158 Giải Pháp Cho Vụ Đông

Kết quả nghiên cứu đã chọn tạo được tổ hợp ngô lai VN158 (C431 x B67CT) có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, chịu rét khá, năng suất cao phù hợp với sản xuất ngô ở các vùng trồng ngô phía Bắc nói chung và Đồng Bằng Sông Hồng nói riêng. VN158 là một giải pháp tiềm năng cho vụ ngô Đông, giúp tăng năng suất và sản lượng ngô trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

4.1. Đặc Điểm Nổi Bật Của Giống Ngô Lai VN158 Chịu Rét

Giống ngô lai VN158 có nhiều đặc điểm nổi bật phù hợp với điều kiện sản xuất ngô vụ Đông ở Đồng Bằng Sông Hồng. Thời gian sinh trưởng ngắn giúp VN158 có thể thu hoạch trước khi các đợt rét đậm kéo dài. Khả năng chịu rét tốt giúp cây ngô sinh trưởng và phát triển ổn định trong điều kiện nhiệt độ thấp. Năng suất cao giúp tăng hiệu quả sản xuất và cải thiện thu nhập cho người nông dân. Ngoài ra, VN158 còn có khả năng chống chịu sâu bệnh khá tốt, giảm chi phí đầu tư cho phòng trừ sâu bệnh.

4.2. Khảo Nghiệm Triển Vọng Phát Triển Giống Ngô VN158

Giống ngô lai VN158 đã được khảo nghiệm tại nhiều địa điểm khác nhau ở Đồng Bằng Sông Hồng và cho thấy kết quả khả quan về năng suất và khả năng chống chịu rét. Các kết quả khảo nghiệm cho thấy VN158 có tiềm năng phát triển thành giống ngô thương phẩm phổ biến cho vụ Đông ở khu vực này. Để phát triển giống ngô VN158, cần tiếp tục nghiên cứu và đánh giá các đặc tính của giống, đồng thời xây dựng quy trình canh tác phù hợp để đạt được năng suất cao nhất.

V. Kết Luận Giống Ngô Lai Chịu Rét Tương Lai Ngô Vụ Đông

Nghiên cứu và phát triển các giống ngô lai chịu rét là hướng đi tất yếu để đảm bảo năng suất và sản lượng ngô vụ Đông ở Đồng Bằng Sông Hồng. Giống VN158 là một minh chứng cho tiềm năng của việc chọn tạo giống ngô phù hợp với điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống ngô mới, kết hợp với các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô và đảm bảo an ninh lương thực.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Giống Ngô Chịu Rét Năng Suất

Các hướng nghiên cứu tiếp theo về giống ngô chịu rét năng suất cao cần tập trung vào việc cải thiện khả năng chống chịu sâu bệnh, tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng và nâng cao chất lượng hạt. Các kỹ thuật chọn giống tiên tiến như chọn giống bằng chỉ thị phân tử (MAS) và chỉnh sửa gen (CRISPR) có thể được sử dụng để đẩy nhanh quá trình chọn tạo giống và tạo ra các giống ngô vượt trội.

5.2. Chính Sách Hỗ Trợ Phát Triển Giống Ngô Chịu Rét

Để thúc đẩy phát triển giống ngô chịu rét, cần có các chính sách hỗ trợ từ nhà nước và các tổ chức liên quan. Các chính sách này có thể bao gồm hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu và phát triển giống, xây dựng hệ thống khảo nghiệm và kiểm định giống, hỗ trợ người nông dân tiếp cận với các giống mới và công nghệ canh tác tiên tiến. Ngoài ra, cần tăng cường hợp tác quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển giống ngô để tiếp thu các tiến bộ khoa học kỹ thuật trên thế giới.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chịu rét phù hợp với điều kiện sản xuất ở đồng bằng sông Hồng" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Phạm Thanh Thủy dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Trần Đình Long, tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Luận án thuộc chuyên ngành Di truyền và Chọn giống cây trồng, mã số đào tạo 96 20 111, hoàn thành năm 2021 tại Hà Nội.

Về tính cấp thiết, cây ngô (Zea mays L.) giữ vị trí là cây lương thực quan trọng thứ hai tại Việt Nam sau cây lúa, đồng thời đóng vai trò là nguồn nguyên liệu chính cung cấp 70% chất tinh trong sản xuất thức ăn chăn nuôi tổng hợp. Mặc dù diện tích trồng ngô lai tại Việt Nam đã đạt trên 95% tổng diện tích gieo trồng (năm 2018), năng suất bình quân của Việt Nam (đạt 4,72 tấn/ha năm 2018) vẫn thấp hơn mức trung bình của thế giới (5,92 tấn/ha năm 2018, tương đương 79,7%). Đồng thời, sản lượng trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu nội tiêu tăng nhanh: niên vụ 2016/2017 nhu cầu là 12,9 triệu tấn nhưng phải nhập khẩu 8,5 triệu tấn; niên vụ 2019/2020 nhu cầu lên tới 15,4 triệu tấn và phải nhập khẩu 11,5 triệu tấn. Để gia tăng sản lượng ngô mà không cạnh tranh diện tích với cây trồng khác, việc khai thác quỹ đất sau hai vụ lúa trong vụ Đông tại đồng bằng sông Hồng là giải pháp quan trọng. Tuy nhiên, thời tiết vụ Đông ở miền Bắc thường có nền nhiệt độ giảm dần vào cuối năm, xuất hiện các đợt rét kéo dài dưới 15°C gây cản trở quang hợp, sinh trưởng và làm giảm tỷ lệ kết hạt của ngô. Do đó, khoảng trống nghiên cứu đặt ra là sự thiếu hụt các giống ngô lai có thời gian sinh trưởng ngắn đến trung bình sớm, có khả năng chịu rét tốt và cho năng suất cao thích hợp cho cơ cấu luân canh vụ Đông.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

1. Đánh giá đặc tính sinh trưởng, phát triển và nông học của một số dòng ngô thuần nhằm chọn tạo thành công các dòng ngô nghiên cứu chín sớm, chịu rét, năng suất cao và có khả năng kết hợp cao phục vụ công tác chọn tạo giống ngô chịu rét, năng suất cao.
2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, đa dạng di truyền giữa các dòng, tạo tổ hợp lai có khả năng chịu rét, cho năng suất cao.
3. Tuyển chọn được 1 đến 2 tổ hợp ngô lai triển vọng để phát triển thành giống lai có khả năng chịu rét, cho năng suất cao phục vụ sản xuất ngô vụ Đông ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm:

• Đối tượng nghiên cứu: Tập đoàn gồm 53 dòng ngô thuần ban đầu có nguồn gốc di truyền khác nhau, 30 dòng được chọn lọc qua chỉ số chọn lọc, 11 dòng ưu tú được xác định khả năng kết hợp, các cây thử, cùng các tổ hợp lai đỉnh, lai luân phiên và tổ hợp lai triển vọng VN158 (tổ hợp lai giữa dòng C431 và dòng B67CT).
• Phạm vi không gian: Các thí nghiệm chọn dòng, lai tạo và khảo sát được thực hiện tại Đan Phượng (Hà Nội); các thí nghiệm khảo nghiệm tác giả, khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng (VCU) và khảo nghiệm sản xuất được triển khai tại các điểm sinh thái thuộc đồng bằng sông Hồng và các tỉnh phía Bắc.
• Phạm vi thời gian: Luận án thu thập dữ liệu và triển khai thực nghiệm qua các mùa vụ liên tục từ vụ Đông 2012 đến vụ Hè 2018 (bao gồm vụ Đông 2012, Đông 2013, Đông 2014, Xuân 2015, Đông 2015, Xuân 2016, Đông 2016, Đông 2017, Xuân 2018, Hè 2018).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về di truyền học, sinh lý học và công nghệ chọn tạo giống ngô:

Về vai trò kinh tế và tình hình sản xuất: Ngô Hữu Tình (2009) đã phân tích toàn diện về lịch sử 300 năm du nhập của cây ngô tại Việt Nam, vai trò kinh tế xã hội và sự chuyển biến năng suất thông qua ứng dụng giống ngô lai từ thập niên 1990. Bùi Mạnh Cường (2007) và Bùi Mạnh Cường, Nguyễn Xuân Thắng (2019) ghi nhận cơ cấu sử dụng ngô hạt trong chăn nuôi và ý nghĩa văn hóa của cây ngô. Các báo cáo thống kê của FAO (2012, 2016, 2017, 2018), USDA (2011, 2019, 2020), IGC (2019) và Niên giám Thống kê Việt Nam (2017, 2018, 2019) phản ánh diễn biến cung - cầu, xuất nhập khẩu và năng suất ngô toàn cầu cũng như trong nước.

Về phương pháp tạo dòng và đánh giá khả năng kết hợp: Luận án điểm lại phương pháp tự thụ phấn chuẩn của Shull (1909); phương pháp cận phối Full-sib/Half-sib của Stringfield (1974), Hallauer (1990) và ứng dụng của Nguyễn Thế Hùng (1995); phương pháp tạo dòng đơn bội kép (Doubled haploid - DH) phát hiện bởi Coe (1959) thông qua dòng Stock 6 và các nghiên cứu in-vitro/in-vivo của Peseitelli và cs. (1989), Barloy và Beckert (1993), Beckert (1994), Geiger và Gordillo (2009), Bùi Mạnh Cường và cs. Về đánh giá khả năng kết hợp, luận án viện dẫn phương pháp lai đỉnh (Top cross) của Devis (1927), Jenkins và Bruce (1932); phương pháp phân tích luân giao (Diallel) với 4 sơ đồ của Griffing (1956) và Alvarado et al.; mô hình phân tích GGE-Biplot đánh giá tương tác kiểu gen × môi trường (GE) của Yan et al. (2000, 2001) và ứng dụng của Nguyễn Đình Hiền (2006), Vivek et al.

Về ứng dụng công nghệ sinh học và chỉ thị phân tử: Các nghiên cứu của CIMMYT (Edmeades, 2013; Ribaut et al.), Badu-Apraku et al. (2012), Tuberosa et al. (2002), Ana Nikolic et al., Jose Araus et al., Fraley (2009), John (2012) về ứng dụng chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử (MAS), định vị locus tính trạng số lượng (QTL), chỉ thị SSR và SNP trong việc xác định đa dạng di truyền và dự đoán nhóm ưu thế lai. Luận án cũng tiếp cận phương pháp chỉ số chọn lọc đa tính trạng do Smith (1936), Baker (1986), Zaidi (2000) và Ribaut et al. đề xuất.

Về sinh lý tính chín sớm và chịu rét: Cơ sở về nhu cầu tích nhiệt và phân loại thời gian sinh trưởng của Velican (1956), Olsen và cs., Văn Tất Tuyên (1995), Galeev (1979), Derieux (1979), Duvick D. (thang điểm FAO), CIMMYT, Troyer và Brown (1976), Troyer (1983, 1994, 2006). Ở Việt Nam, các giống ngô ngắn ngày đã được ghi nhận như TSB2 (Trần Hồng Uy và cs.), LVN20, LVN99 (Ngô Hữu Tình và cs.), LVN885 (Bùi Mạnh Cường, Bùi Văn Hiệu, 2019). Về cơ chế sinh lý chịu lạnh, tác giả trích dẫn các nghiên cứu của Fracheboud Y., Barber et al. về biến động quang hợp, tính lưu động của màng thylakoid và chu trình Calvin dưới tác động của nhiệt độ thấp.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án tập trung giải quyết là việc kết hợp phương pháp chọn lọc kiểu hình truyền thống thông qua chỉ số chọn lọc với kỹ thuật phân tích chỉ thị phân tử SSR để sàng lọc nguồn vật liệu dòng bố mẹ ngắn ngày chịu rét, xác định khả năng kết hợp và tạo ra tổ hợp lai đơn vừa đáp ứng yêu cầu sinh trưởng trong khung thời vụ khắt khe của vụ Đông đồng bằng sông Hồng, vừa đạt năng suất hạt cao và ổn định.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng trên cơ sở lý thuyết di truyền số lượng, học thuyết về ưu thế lai (heterosis), khái niệm khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA), lý thuyết tương tác kiểu gen với môi trường (Genotype × Environment interaction - GE), cùng nguyên lý sinh lý học thực vật về phản ứng quang hợp của cây C4 dưới điều kiện sốc nhiệt độ thấp.

Hạng mục	Phương pháp / Công cụ cụ thể được sử dụng
Thiết kế thí nghiệm đồng ruộng	Khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) và khối ngẫu nhiên không đủ cân đối (BIBD) với các lần nhắc lại theo quy chuẩn khảo nghiệm.
Chọn lọc dòng thuần	Phương pháp tự phối liên tục kết hợp ứng dụng chỉ số chọn lọc đa tính trạng của Smith-Hazel/Zaidi: $I = \sum b_i P_i$ (với $P_i$ là giá trị kiểu hình tính trạng thứ $i$, $b_i$ là cường độ chọn lọc).
Đánh giá đa dạng di truyền	Kỹ thuật chỉ thị phân tử SSR (Simple Sequence Repeat) với 22 cặp mồi (locus) phân tán trên hệ gen ngô; tách chiết và tinh sạch DNA tổng số; phản ứng chuỗi Polymerase (PCR) theo chu trình nhiệt chuẩn; phân nhóm di truyền bằng phương pháp UPGMA dựa trên hệ số tương đồng Jaccard.
Đánh giá khả năng kết hợp	Phương pháp lai đỉnh (Top cross) toàn phần và từng phần (Mô hình A: $X_{ij} = g_i + b + s_{ij}$; Mô hình B: $X_{ij} = a + g_j + s_{ij}$); Phương pháp lai luân giao (Diallel) theo Sơ đồ 4 của Griffing (1956): $X_{ij} = \mu + g_i + g_j + s_{ij} + e_{ijk}$.
Đánh giá tính thích ứng và ổn định	Mô hình hồi quy của Eberhart và Russell (1966) xác định hệ số hồi quy ($b_i$) và tham số độ lệch ($S^2_{di}$); phân tích đồ họa tương tác GGE-Biplot.
Quy trình khảo nghiệm	Khảo nghiệm tác giả, khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng (VCU), khảo nghiệm DUS và khảo nghiệm sản xuất nhiều điểm theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia.

Nguồn dữ liệu bao gồm số liệu khí tượng thủy văn tại đồng bằng sông Hồng (nhiệt độ, ẩm độ, lượng mưa), số liệu nông sinh học đo đếm trực tiếp trên 53 dòng ngô ban đầu qua các vụ Đông 2012 - Đông 2013, 30 dòng được chọn lọc qua vụ Đông 2014 - Xuân 2015, số liệu điện di 22 locus SSR, số liệu khảo sát các tổ hợp lai đỉnh, lai luân phiên và số liệu khảo nghiệm đa điểm giống VN158 từ năm 2016 đến năm 2018.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học

Chương 1 tổng thuật các cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan trực tiếp đến đề tài:

• Trình bày vị trí phân loại học của cây ngô (Zea mays L., $2n = 20$), thuộc chi Maydeae, họ Hòa thảo Poaceae, đặc điểm giao phấn và cấu trúc hoa đơn tính cùng gốc. Phân tích các vai trò chính: lương thực cho người, thức ăn chăn nuôi (chiếm 70% chất tinh thức ăn tổng hợp toàn cầu và 65% sản lượng ngô toàn cầu), thực phẩm tươi, nguyên liệu chế biến hơn 670 mặt hàng công nghiệp và năng lượng sinh học.
• Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô thế giới và trong nước. Số liệu thống kê ghi nhận sản lượng ngô toàn cầu niên vụ 2017/2018 đạt 1.375,50 triệu tấn, vượt qua lúa mì và lúa nước. Tại Việt Nam, diện tích trồng ngô năm 2017 đạt 1.099,9 nghìn ha, giảm dần xuống 990,9 nghìn ha năm 2019 do cạnh tranh chuyển đổi cơ cấu cây trồng, trong khi nhu cầu nhập khẩu nguyên liệu thức ăn chăn nuôi lên tới 11,5 triệu tấn vào niên vụ 2019/2020.
• Khái quát về 4 nòi ngô chính trong lịch sử tiến hóa (nòi bản địa cổ đại, nòi nhập nội tiền Columbus, nòi con lai tiền sử, nòi hiện đại) và nguồn quỹ gen tại CIMMYT (khoảng 1.700 mẫu).
• Trình bày các phương pháp tạo dòng thuần: tự thụ phấn, cận phối, lai trở lại, tạo dòng đơn bội kép (DH); nguyên lý phân tích khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA); phương pháp lai đỉnh (Devis; Jenkins & Bruce) và lai luân giao (Griffing); ứng dụng phân tích đồ họa GGE-Biplot.
• Tổng quan ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống thích ứng bất thuận (chỉ thị RFLP, RAPD, AFLP, SSR, SNP; lập bản đồ QTL); ứng dụng chỉ số chọn lọc đa tính trạng của Smith-Hazel; cơ sở sinh lý tính chín sớm (tích nhiệt hữu hiệu, thang phân loại chín sớm của FAO gồm 9 nhóm, CIMMYT gồm 4 nhóm) và cơ chế chịu rét ở cây ngô vụ Đông.

Nhóm theo FAO	Khoảng chỉ số nhóm	Thời gian sinh trưởng (ngày)	Giống lai chuẩn
Nhóm 1	100 - 199	< 81	Wisconsin 1600
Nhóm 2	200 - 299	82 - 86	Wisconsin 240
Nhóm 3	300 - 399	87 - 102	Wisconsin 355
Nhóm 4	400 - 499	103 - 107	Wisconsin 464
Nhóm 5	500 - 599	108 - 111	Ohio M15
Nhóm 6	600 - 699	112 - 116	Iowa 4416
Nhóm 7	700 - 799	117 - 122	Indiana 416
Nhóm 8	800 - 899	123 - 130	US 13
Nhóm 9	900 - 999	> 130	US 523W

Chương 2. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết vật liệu, quy trình kỹ thuật và phương pháp phân tích:

• Vật liệu gồm 53 dòng ngô thuần tự phối có nguồn gốc di truyền đa dạng (Bảng 2.1), các cây thử và nguồn vật liệu đối chứng.
• Nội dung nghiên cứu gồm 5 bước logic: (1) Đánh giá nông sinh học 53 dòng; (2) Sàng lọc 30 dòng bằng chỉ số chọn lọc và đánh giá chi tiết; (3) Phân tích đa dạng di truyền 30 dòng bằng 22 marker SSR; (4) Lai thử đánh giá KNKH để chọn 11 dòng ưu tú và tạo tổ hợp lai triển vọng; (5) Khảo nghiệm tổ hợp lai triển vọng (VN158) qua hệ thống khảo nghiệm tác giả, khảo nghiệm VCU và khảo nghiệm sản xuất.
• Phương pháp phân tích SSR sử dụng 22 cặp mồi đặc hiệu (Bảng 2.4), quy trình ly trích DNA bằng hóa chất chuyên dụng (Bảng 2.5), thiết lập chu trình nhiệt PCR (Bảng 2.6).
• Phương pháp toán học xử lý số liệu: phân tích phương sai ANOVA, phân tích KNKH theo mô hình lai đỉnh Jenkins và mô hình Griffing 4, phân tích độ ổn định năng suất theo hệ số hồi quy $b_i$ và phương sai độ lệch $S^2_{di}$ của Eberhart-Russell, xây dựng cây phả hệ theo thuật toán UPGMA.

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

• Đánh giá tập đoàn 53 dòng ban đầu (vụ Đông 2012, Đông 2013): Phân tích diễn biến thời tiết vụ Đông tại Đan Phượng cho thấy nhiệt độ giảm sâu trong giai đoạn phân hóa hoa và thụ phấn kết hạt. Đánh giá thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái thân lá, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và năng suất hạt của 53 dòng qua hai vụ Đông theo các trà gieo.
• Chọn lọc dòng bằng chỉ số chọn lọc (Selection Index): Áp dụng mục tiêu chọn lọc và cường độ chọn lọc đa tính trạng (Bảng 3.5 và 3.6), tính toán chỉ số chọn lọc đã rút gọn tập đoàn từ 53 dòng xuống còn 30 dòng có tiềm năng chịu rét, chín sớm và năng suất khá (Bảng 3.7).
• Đánh giá chi tiết 30 dòng chọn lọc (vụ Đông 2014, Xuân 2015): Xác định thời gian sinh trưởng, các đặc điểm hình thái bắp/cây (Bảng 3.9), các yếu tố cấu thành năng suất (Bảng 3.10), khả năng chống chịu các loại sâu bệnh phổ biến như sâu đục thân, bệnh đốm lá, bệnh khô vằn (Bảng 3.11) và đặc biệt là khả năng kết hạt trong điều kiện nhiệt độ thấp vụ Đông (Bảng 3.12).
• Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR: Phân tích kết quả điện di 22 locus SSR trên 30 dòng, xác định ma trận hệ số tương đồng di truyền Jaccard (Bảng 3.13) và xây dựng sơ đồ phả hệ UPGMA (Hình 3.3). Kết quả phân chia 30 dòng thành các nhóm di truyền rõ rệt, làm cơ sở định hướng bắt cặp lai tạo ưu thế lai đối ứng.
• Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng: Thực hiện lai đỉnh và lai luân phiên trong vụ Đông 2015. Đánh giá giá trị khả năng kết hợp chung ($g_i$) và khả năng kết hợp riêng ($s_{ij}$) về tính trạng năng suất (Bảng 3.14, 3.15, 3.16, 3.17). Tuyển chọn được 11 dòng thuần có KNKHC cao và ổn định gồm: C352, C16, C431, C838, C769, C608, C801, C855, C628, C783, C252.
• Khảo sát tổ hợp lai và tuyển chọn giống triển vọng: Đánh giá sinh trưởng, thời gian chín và năng suất của các tổ hợp lai đỉnh (vụ Xuân 2015) và tổ hợp lai luân phiên (vụ Đông 2015, Xuân 2016). Tuyển chọn tổ hợp lai triển vọng VN158.
• Đánh giá tính ổn định và thích ứng: Phân tích các tổ hợp lai qua nhiều điểm khảo nghiệm vụ Đông 2016. Ước lượng năng suất theo mô hình hồi quy (Bảng 3.26), tính toán hệ số hồi quy $b_i$ và tham số độ lệch $S^2_{di}$ (Bảng 3.27), kết hợp đồ thị GGE-Biplot (Hình 3.6) chứng minh giống lai VN158 có năng suất cao và độ ổn định sinh thái tốt.
• Kết quả khảo nghiệm Quốc gia giống ngô lai VN158:
  • Thời gian sinh trưởng: Thuộc nhóm trung bình sớm, phù hợp bố trí trong cơ cấu luân canh cây trồng vụ Đông trên đất hai lúa ở miền Bắc (Bảng 3.28).
  • Đặc điểm hình thái và chống chịu: Cây khỏe, bộ lá gọn, chiều cao đóng bắp cân đối, tỷ lệ đổ gãy thấp, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt (Bảng 3.29, 3.30).
  • Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt: Bắp to, kín bắp, tỷ lệ kết hạt cao ngay cả khi gặp rét lúc thụ phấn, hạt dạng bán răng ngựa màu vàng cam đẹp (Bảng 3.31).
  • Năng suất trong khảo nghiệm cơ bản và khảo nghiệm sản xuất: Đạt năng suất cao vượt đối chứng trong các vụ Đông 2017, Xuân 2018, Hè 2018 tại nhiều địa phương vùng đồng bằng sông Hồng và các tỉnh phía Bắc (Bảng 3.32, 3.33).

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được những kết quả và đóng góp mới về mặt khoa học cũng như thực tiễn sản xuất:

Về mặt khoa học và lý luận:

• Cung cấp dẫn liệu khoa học hệ thống về đặc tính sinh trưởng, hình thái, khả năng chống chịu rét và khả năng kết hợp (KNKHC, KNKHR) của tập đoàn dòng ngô thuần nghiên cứu trong điều kiện vụ Đông miền Bắc.
• Cung cấp cơ sở dữ liệu về mức độ đa dạng di truyền và khoảng cách di truyền của 30 dòng ngô thuần nghiên cứu thông qua phân tích 22 chỉ thị phân tử SSR, xác lập sơ đồ phân nhóm phả hệ phục vụ hiệu quả công tác dự đoán nhóm ưu thế lai.
• Ứng dụng thành công chỉ số chọn lọc đa tính trạng kết hợp với phân tích phân tử và mô hình GGE-Biplot trong quy trình chọn tạo giống ngô thích ứng với điều kiện bất thuận thời tiết.

Về mặt thực tiễn:

• Đã tuyển chọn được 11 dòng ngô thuần ưu tú gồm: C352, C16, C431, C838, C769, C608, C801, C855, C628, C783, C252 có thời gian sinh trưởng ngắn, chịu rét khá và KNKH cao, cung cấp nguồn vật liệu bố mẹ giá trị cho các chương trình chọn giống ngô lai tiếp theo.
• Chọn tạo thành công tổ hợp lai ngô đơn triển vọng VN158 (con lai giữa cặp dòng mẹ C431 và dòng bố B67CT). Giống VN158 có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, khả năng chịu rét tốt, chống đổ gãy, năng suất cao và thích ứng rộng với điều kiện sản xuất vụ Đông ở đồng bằng sông Hồng cũng như các tỉnh phía Bắc.

Kiến nghị của luận án:

• Đề nghị tiếp tục mở rộng khảo nghiệm sản xuất và hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh giống ngô lai VN158 trên các chân đất 2 vụ lúa vụ Đông tại đồng bằng sông Hồng và các vùng sinh thái tương tự.
• Khai thác nguồn gen 11 dòng thuần đã được xác định KNKH tốt để lai tạo thêm các tổ hợp lai ngô lấy hạt và ngô sinh khối phục vụ chăn nuôi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung và phạm vi nghiên cứu được công bố trong luận án:

• Địa bàn khảo nghiệm tập trung chủ yếu tại các tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng và một số tỉnh phía Bắc; việc thử nghiệm tính thích ứng của giống VN158 và các dòng thuần ở các vùng sinh thái đặc thù khác (vùng núi cao Tây Bắc hoặc Bắc Trung Bộ) chưa được mở rộng toàn diện.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm: Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế phân tử điều hòa tính chịu rét của dòng C431 và giống VN158; đánh giá tiềm năng khai thác sinh khối (ngô sinh khối làm thức ăn ủ chua cho đại gia súc) của giống VN158 trong vụ Đông; xây dựng quy trình sản xuất hạt lai F1 thương mại cho tổ hợp C431 × B67CT đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo có giá trị cao trong lĩnh vực Nông nghiệp và Công nghệ sinh học:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Di truyền và Chọn giống cây trồng: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về thiết kế thí nghiệm lai đỉnh, lai luân giao Griffing, ứng dụng chỉ số chọn lọc Smith-Hazel, kỹ thuật phân tích SSR và phương pháp xử lý số liệu tương tác kiểu gen × môi trường bằng mô hình GGE-Biplot và hồi quy Eberhart-Russell.
• Đối với các nhà chọn tạo giống ngô: Cung cấp thông tin chi tiết về đặc tính nông sinh học, khả năng kết hợp và phân nhóm di truyền của 11 dòng thuần ưu tú, giúp định hướng chọn cặp lai bố mẹ.
• Đối với cán bộ khuyến nông và nhà quản lý sản xuất nông nghiệp: Đem lại cơ sở khoa học để cơ cấu giống ngô mới ngắn ngày chịu rét VN158 vào hệ thống luân canh vụ Đông trên đất hai lúa, góp phần tăng hệ số sử dụng đất và nâng cao sản lượng ngô trong nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu cốt lõi của luận án là gì?
Luận án hướng đến việc đánh giá, tuyển chọn các dòng ngô thuần chín sớm, chịu rét, có khả năng kết hợp cao; từ đó chọn tạo và khảo nghiệm thành công 1 đến 2 giống ngô lai đơn có năng suất cao, chịu rét tốt, thích hợp với điều kiện sản xuất vụ Đông sau hai vụ lúa tại đồng bằng sông Hồng.

2. Luận án đã ứng dụng những phương pháp chọn giống và công nghệ nào?
Luận án kết hợp đồng bộ giữa phương pháp chọn giống truyền thống (tự thụ chọn dòng, lai đỉnh Top cross, lai luân giao Diallel theo Griffing, chỉ số chọn lọc đa tính trạng Smith-Hazel) với công nghệ sinh học phân tử (22 chỉ thị SSR, thuật toán phân nhóm UPGMA) và các mô hình thống kê sinh học (Eberhart-Russell, GGE-Biplot).

3. Danh sách các dòng ngô thuần ưu tú được tuyển chọn gồm những dòng nào?
Từ 53 dòng ban đầu qua chọn lọc chỉ số còn 30 dòng, luận án đã xác định được 11 dòng thuần ưu tú có khả năng kết hợp và tính chịu rét tốt nhất là: C352, C16, C431, C838, C769, C608, C801, C855, C628, C783, C252.

4. Giống ngô lai triển vọng được chọn tạo trong luận án có tên là gì và cấu trúc di truyền ra sao?
Giống ngô lai triển vọng được chọn tạo là VN158, là tổ hợp lai đơn được tạo ra từ phép lai giữa dòng mẹ C431 và dòng bố B67CT (C431 × B67CT). Giống có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, chịu rét khá, kết hạt tốt trong vụ Đông và cho năng suất cao.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phạm Thanh Thủy đã giải quyết thành công bài toán thực tiễn về thiếu hụt giống ngô lai ngắn ngày chịu rét cho vụ Đông đồng bằng sông Hồng. Bằng việc phối hợp chặt chẽ giữa các phương pháp đánh giá kiểu hình, chỉ số chọn lọc, phân tích chỉ thị SSR và khảo nghiệm đa môi trường, tác giả đã tuyển chọn được 11 dòng ngô thuần có khả năng kết hợp cao và phát triển thành công giống ngô lai VN158. Công trình mang lại đóng góp thiết thực cho công tác chọn tạo giống cây trồng và gia tăng hiệu quả sản xuất nông nghiệp tại các tỉnh phía Bắc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L. thuộc chi Maydeae, họ Hòa thảo Poaceae, bộ nhiễm sắc thể 2n = 20. Ngô là cây hàng năm với hệ thống rễ chùm phát triển, là loài cây giao phấn có hoa đơn tính cùng gốc (Ngô Hữu Tình và cs. Vai trò, vị trí của cây ngô Trải qua hàng ngàn năm tiến hóa và phát triển, thông qua quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo, cùng đặc tính đa dạng di truyền rộng, khả năng thích nghi với nhiều loại hình sinh thái, cho đến nay cây ngô được lan truyền và trồng ở hầu khắp các châu lục trên thế giới với vai trò là một trong những cây ngũ cốc quan trọng của loài người.

Có thể nói ngô là cây ngũ cốc nuôi sống gần 1/3 dân số toàn cầu. Vai trò đó thể hiện qua các mặt chính sau: Ngô làm lương thực cho người: Ngô là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mỳ và lúa gạo. Tất cả các nước trồng ngô đều ăn ngô ở mức độ khác nhau. Nếu như ở châu Âu khẩu phần ăn cơ bản là bánh mỳ, khoai tây, sữa; châu Á là cơm (gạo), cá, rau thì ở châu Mỹ La-tinh là bánh ngô, đậu đỗ và ớt.

Ngô đã, đang và sẽ vẫn còn là cây lương thực rất quan trọng, là nguồn dinh dưỡng của loài người bởi các chất dinh dưỡng trong ngô rất phong phú. Tại Việt Nam, người dân cũng rất thích ăn ngô dưới dạng quà như ngô luộc, ngô nướng, ngô rang… Trước kia những lúc bị thiên tai gây mất mùa đói kém nông dân vẫn thường ăn ngô dưới dạng độn với cơm hoặc ngô bung. Hiện nay, đồng bào một số dân tộc thiểu số vùng cao như H’mông, Dao… vẫn ăn ngô như nguồn lương thực chính dưới dạng mèn mén. Ngô làm thức ăn chăn nuôi: Có thể nói rằng ngô là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ 6 ngô.

Ngoài việc cung cấp chất tinh, cây ngô còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò sữa trong điều kiện mùa rét khắc nghiệt kéo dài (Ngô Hữu Tình, 2009). Ở Liên Xô cũ, hàng năm trồng khoảng 20 triệu héc-ta ngô trong đó chỉ có khoảng 3 triệu héc-ta lấy hạt, còn lại dùng làm thức ăn ủ chua. Giai đoạn 2000 - 2007 đã sử dụng 400 - 450 triệu tấn ngô hạt (chiếm 65% sản lượng ngô toàn thế giới) làm thức ăn chăn nuôi (Bùi Mạnh Cường, 2007). Các nước phát triển có tỷ lệ dùng ngô làm thức ăn chăn nuôi cao, thường trên 70%.

Một số nước có tỷ lệ này rất cao như: Mỹ 76,0%; Bồ Đào Nha 91,0%; Italia 97,5%; Croatia 95,5%; Latvia 97,0%; Trung Quốc 75,5%; Malaysia 91,0%; Thái Lan 96,0%… (FAO, 2012). Hiện nay, Việt Nam cũng dùng ngô làm thức ăn chăn nuôi là chính (khoảng 90%) song tỷ lệ ngô trong tổng số chất tinh chỉ khoảng 50% vì còn dùng thêm gạo gẫy, cám, bột sắn… Nhu cầu thức ăn chăn nuôi ở nước ta sẽ ngày một gia tăng vì ngành chăn nuôi đang phát triển rất mạnh, kết hợp với ngành thủy sản cũng tiêu thụ một lượng ngô rất lớn làm thức ăn cho nuôi tôm, cá [17]. Ngô làm thực phẩm: Ngô hiện còn là cây thực phẩm, người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp. Nghề này đang phát triển rất mạnh, mang lại hiệu quả cao ở Thái Lan, Đài Loan.

Sở dĩ ngô rau được ưa dùng vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao. Các loại ngô nếp, ngô đường (ngô ngọt) được làm quà ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu.