Tổng quan luận án

Cây ngô (Zea mays L.) giữ vị trí là cây lương thực có diện tích gieo trồng lớn thứ hai tại Việt Nam sau cây lúa, đồng thời là nguồn nguyên liệu thô chủ yếu cho ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi và nhiên liệu sinh học. Trong các vùng sản xuất ngô trọng điểm của cả nước, tỉnh Sơn La (thuộc vùng Tây Bắc) sở hữu diện tích gieo trồng ngô hàng hóa lớn hàng đầu. Tuy nhiên, sản xuất ngô tại địa phương này đối mặt với các trở ngại nghiêm trọng về điều kiện tự nhiên: trên 85% diện tích là địa hình đồi núi dốc, canh tác chủ yếu dựa hoàn toàn vào nước trời mà không chủ động được nguồn tưới.

Vụ gieo trồng chính (vụ Hè – Thu) thường xuyên chịu tác động tiêu cực của khô hạn giai đoạn cây con (tháng 4 – 5), mưa dông lớn gây đổ gãy và độ ẩm cao tạo điều kiện bùng phát dịch bệnh hại (bệnh đốm lá nhỏ, bệnh mốc hồng do nấm Fusarium, sâu đục thân, sâu keo mùa thu). Mặt khác, thời điểm thu hoạch diễn ra trong mùa mưa kéo dài dẫn đến tình trạng thối bắp và thất thoát lớn sau thu hoạch. Phần lớn các giống ngô lai thương mại hiện hành tại Việt Nam được chọn tạo cho vùng thâm canh thuận lợi, thiếu các giống chuyên biệt có tính chống chịu tổng hợp và thích ứng bền vững với điều kiện đất dốc nhờ nước trời của Sơn La.

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của nghiên cứu sinh Đỗ Việt Tiệp với đề tài "Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai có năng suất, chất lượng phù hợp với sản xuất ở Sơn La" (Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống Cây trồng, Mã số: 9620111) được thực hiện tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Vương Huy Minh và TS. Nguyễn Quang Tin nhằm giải quyết khoảng trống thực tiễn này.

Mục tiêu cụ thể của đề tài được xác định gồm:

  1. Lựa chọn được nguồn vật liệu phù hợp có đặc điểm nông sinh học tốt, năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với các điều kiện bất thuận (hạn, bệnh đốm lá, bệnh mốc hồng) và có khả năng kết hợp cao phục vụ chương trình chọn giống ngô lai tại Sơn La.
  2. Xác định được 1 – 2 tổ hợp ngô lai triển vọng cho vùng Sơn La.

Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm:

  • 50 dòng ngô thuần được chọn tạo bằng phương pháp tự phối kết hợp full-sib từ nguồn vật liệu tự tạo của Viện Nghiên cứu Ngô.
  • 30 tổ hợp lai đỉnh (Topcross) được tạo ra từ 15 dòng ngô thuần với 2 cây thử (H1, H2).
  • 36 tổ hợp lai luân phiên (Diallel) tạo thành từ 9 dòng ngô ưu tú.
  • Các tổ hợp lai triển vọng cùng giống đối chứng và giống ngô lai VN116 (tổ hợp lai giữa dòng mẹ H665 và dòng bố H60).

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá đặc tính sinh trưởng, phát triển, phản ứng chống chịu với các yếu tố bất thuận sinh học và phi sinh học, khả năng kết hợp của các dòng thuần; khảo sát khả năng sinh trưởng, năng suất, chất lượng hạt và độ ổn định năng suất của các tổ hợp lai trong điều kiện tưới đủ (tại Hà Nội) và điều kiện nhờ nước trời (tại huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La cũng như mạng lưới khảo nghiệm tại các tỉnh Trung du và Miền núi phía Bắc) qua các vụ từ năm 2015 đến năm 2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu trong luận án hệ thống hóa các thành tựu chọn tạo giống ngô lai trong nước và quốc tế, tập trung vào tính chống chịu hạn, kháng sâu bệnh và phương pháp đánh giá vật liệu chọn giống:

  1. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô thích ứng vùng khó khăn tại Việt Nam: Các tác giả trong nước đã đưa vào sản xuất nhiều giống ngô lai như LVN68, DP113 thích nghi vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên (Vũ Ngọc Quý, 2014); giống MAX7379 chịu hạn, chịu rét (Phạm Văn Ngọc và cs, 2018); giống VN667 (TC67 x PC665) chín trung bình sớm (Viện Nghiên cứu Ngô, 2016); giống VN665 (G46 x B67a) chín sớm (Viện Nghiên cứu Ngô, 2015); giống AIQ1268 cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (Lê Thị Kim Cúc, 2017); giống VS71 trên đất dốc Nghệ An (Trịnh Đức Toàn và cs, 2017); các giống LVN255, LVN26 cho Tây Bắc (Đào Ngọc Ánh, 2015); LVN111 và LVN883 cho vùng núi Đông Bắc (Nguyễn Tiến Trường, 2017); giống MK399 tạo từ dòng đơn bội kép THD9/THC17 (Viện Nghiên cứu Ngô, 2019); giống Thịnh Vượng 9999 từ cặp lai THA1 x THB12 (Nguyễn Đức Thành và cs, 2020); giống AVA559 từ dòng D30 x D37 (Viện Nghiên cứu Ngô, 2020); khảo sát khả năng thích ứng của LVN092, LVN17 tại Yên Bái (Vũ Văn Dũng và cs, 2019) và 23 tổ hợp lai triển vọng tại Hà Nội, Hòa Bình (Nguyễn Ngọc Diệp và cs, 2020).

  2. Cơ chế và phương pháp nghiên cứu tính chịu hạn: Hạn hán ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất ngô thông qua hạn không khí và hạn đất (Banziger và cs, 2000). Các chỉ tiêu hình thái và nông học liên quan mật thiết đến tính chịu hạn gồm: mức độ héo lá giai đoạn cây con, cấu trúc và khối lượng bộ rễ, tỷ lệ bắp/cây, khoảng cách thời gian tung phấn và phun râu (ASI), tuổi thọ và diện tích lá xanh sau trỗ, chiều dài bắp hữu hiệu và tỷ lệ kết hạt (Banziger và cs, 2000; Edmeades, 2013). Các nghiên cứu sinh lý, sinh hóa và di truyền phân tử đã làm rõ vai trò của phytohormone S-ABA (Yao và cs, 2019), phân tích biểu hiện gen DEG qua RNA-seq (ND476 so với ZX978), chỉ thị SNP liên kết tính trạng chịu nhiệt và chịu hạn qua GWAS (Longmei và cs, 2021), hiệu quả chọn lọc chỉ thị MARS (Bankole và cs, 2017), chất điều hòa sinh trưởng brassinolide nâng cao năng suất khi hạn (Sun và cs, 2022), đột biến C7-2t tạo bởi tia xạ 60Co-γ (Qinbin Zhang và cs, 2020), xử lý melatonin ngoại sinh (Trương Thị Huệ và Lê Huỳnh Như Quyền, 2022). Tại Việt Nam, các nghiên cứu đã xác định chỉ thị SSR, marker Csu20, Bnl 6,29c, M16, M28 liên kết gen chịu hạn, phân lập gen dehydrin (Dhn) (Lê Trần Bình và cs), chuyển gen ZmDREB2A qua Agrobacterium tumefaciens (Nguyễn Đức Thành và cs, 2016), đánh giá dòng mang gen modiCspB (Phạm Duy Đức và cs, 2018), định vị 15 SNP quy định năng suất hạt dưới điều kiện hạn trên 8 nhóm dòng BP (Đỗ Văn Dũng và cs, 2019).

  3. Nghiên cứu về sâu bệnh hại chính:

  • Bệnh đốm lá nhỏ (Bipolaris maydis): Chủng O gây hại diện rộng làm giảm 70 – 90% sản lượng. Nghiên cứu di truyền đã xác định hơn 140 QTL kháng bệnh, trong đó gen lặn rhm1 trên bin6.01 mã hóa protein vận chuyển LHT1 và locus qMdr9.02 chứa gen ZmCCoAOMT2 liên quan đến tổng hợp lignin kháng nhiều loại bệnh lá (SLB, NCLB, GLS).
  • Bệnh mốc hồng bắp (Fusarium moniliforme, F. proliferatum, F. verticillioides): Nấm bệnh xâm nhiễm tạo lớp mốc phớt hồng trên hạt, sản sinh độc tố fumonisin gây ung thư thực quản, dị tật thai nhi và nhiễm độc gia súc. Việc chọn giống kháng mốc hồng đòi hỏi phương pháp lây nhiễm nhân tạo bắp kết hợp chọn lọc hình thái hạt cứng và lá bi bao kín.
  • Sâu keo mùa thu (Spodoptera frugiperda): Loài sâu hại đa thực cắn phá từ giai đoạn cây con đến khi hình thành bắp; tính kháng độc tố Bt của các chủng C và R đòi hỏi việc theo dõi và tuyển chọn vật liệu có khả năng chống chịu tự nhiên.

Khoảng trống luận án tập trung giải quyết: Dù cây ngô tại Sơn La mang tính hàng hóa rất cao với tỷ lệ tiêu thụ 83,9 – 96,2% qua 4 kênh phân phối (Nguyễn Đăng Học, 2017), nhưng trước đây chưa có công trình nào đánh giá toàn diện tập đoàn dòng thuần về tính chịu hạn cây con, kháng mốc hồng nhân tạo, khả năng kết hợp và phân tích tính ổn định tương tác kiểu gen × môi trường (G×E) nhằm tạo ra giống ngô lai chuyên biệt cho tiểu vùng sinh thái đất dốc Sơn La.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết di truyền số lượng về khả năng kết hợp (Combining Ability) theo mô hình của Sprague và Tatum (1942), Griffing (1956); lý thuyết tương tác kiểu gen × môi trường (Genotype by Environment Interaction - G×E) và mô hình phân tích ổn định năng suất GGE Biplot (Yan và cs, 2000); cùng các nguyên lý chọn giống chống chịu stress phi sinh học (thiếu nước) và sinh học (nấm bệnh).

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

  1. Phương pháp đánh giá dòng thuần:
  • Đánh giá nông sinh học đồng ruộng: Theo dõi thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, góc lá, độ thoát cờ, chỉ số ASI, mức độ nhiễm sâu bệnh tự nhiên (sâu đục thân, đốm lá nhỏ, khô vằn, mốc hồng), các yếu tố cấu thành năng suất (chiều dài bắp, đường kính bắp, số hàng hạt, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt P1000) và năng suất cá thể của 50 dòng tại Hà Nội và Sơn La.
  • Đánh giá khả năng chịu bệnh mốc hồng bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo trong vụ Xuân 2015: Tiêm dịch huyền phù bào tử nấm Fusarium trực tiếp vào bắp ngô ở giai đoạn ngậm sữa, đánh giá mức độ bệnh theo thang điểm sau 14 ngày và khi thu hoạch.
  • Đánh giá khả năng chịu hạn giai đoạn cây con trong điều kiện nhà lưới: Gieo hạt trong khay cát/đất có kiểm soát ẩm độ vụ Xuân 2015; ngưng tưới nước 14 ngày ở giai đoạn 3 – 5 lá, theo dõi mức độ cuốn lá, héo lá, sau đó cấp nước trở lại trong 7 ngày để đánh giá tỷ lệ phục hồi, khối lượng tươi, khối lượng khô và thể tích bộ rễ.
  1. Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp:
  • Lai đỉnh (Topcross): Vụ Thu 2015, lai 15 dòng ngô thuần triển vọng với 2 cây thử (H1, H2) tạo 30 tổ hợp lai; bố trí thí nghiệm tại 3 điểm (1 điểm Hà Nội, 2 điểm Sơn La) theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) 3 lần nhắc lại nhằm xác định giá trị khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA).
  • Lai luân phiên (Diallel): Vụ Xuân 2016, thực hiện phép lai luân phiên không kể lai nghịch (phương pháp 2 của Griffing) giữa 9 dòng ngô ưu tú tuyển chọn từ thí nghiệm lai đỉnh, tạo thành 36 tổ hợp lai; khảo sát tại 3 điểm thí nghiệm để phân tích phương sai GCA và SCA về năng suất hạt.
  1. Phương pháp đánh giá tính thích ứng và ổn định năng suất của tổ hợp lai:
  • Khảo nghiệm các tổ hợp lai triển vọng trong các năm 2017 và 2018 tại Hà Nội và Sơn La.
  • Phân tích độ ổn định năng suất và mức độ phản ứng với môi trường của các tổ hợp lai qua 4 điểm thí nghiệm bằng phần mềm đồ họa GGEbiplot.
  • Khảo nghiệm sản xuất và xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai VN116 tại Sơn La (huyện Mai Sơn, Mộc Châu, Thuận Châu...) và khảo nghiệm diện rộng tại các tỉnh Trung du và Miền núi phía Bắc giai đoạn 2016 – 2019.
  • Đánh giá phẩm chất hạt: Phân tích hàm lượng protein tổng số (%) và tinh bột (%) trong hạt của các tổ hợp lai triển vọng.
  1. Thu thập và xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm thống kê chuyên ngành IRRISTAT, Excel để phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD ở mức α = 0,05 và α = 0,01), tính hệ số biến động (CV%).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

Chương này trình bày chi tiết về bức tranh sản xuất ngô toàn cầu, Việt Nam và địa bàn tỉnh Sơn La:

Tình hình sản xuất ngô thế giới và Việt Nam: Sản xuất ngô thế giới tăng trưởng liên tục từ 105,6 triệu ha (năm 1961) lên 187,6 triệu ha với sản lượng 1.210,2 triệu tấn (năm 2021). Năng suất bình quân toàn cầu đạt 58,8 tạ/ha vào năm 2021. Tại Việt Nam, năng suất ngô tăng từ 15,5 tạ/ha (năm 1990) lên 49,6 tạ/ha (năm 2021), tuy nhiên diện tích có xu hướng sụt giảm từ đỉnh cao 1.446,4 nghìn ha (năm 2014) xuống còn 900,8 nghìn ha (năm 2021), làm giảm sản lượng ngô trong nước và buộc Việt Nam phải nhập khẩu 9,57 triệu tấn ngô hạt trong năm 2022 (trị giá 3,33 tỷ USD).

Chỉ tiêu Thế giới (1961) Thế giới (2021) Việt Nam (1990) Việt Nam (2021)
Diện tích (triệu ha / nghìn ha) 105,6 triệu ha 187,6 triệu ha 432,0 nghìn ha 900,8 nghìn ha
Năng suất (tạ/ha) 19,4 58,8 15,5 49,6
Sản lượng (triệu tấn / nghìn tấn) 205,0 triệu tấn 1.210,2 triệu tấn 671,0 nghìn tấn 4.464,0 nghìn tấn

Vùng Trung du và Miền núi phía Bắc dẫn đầu cả nước về diện tích ngô năm 2021 với 414,4 nghìn ha (chiếm 46,0%), nhưng năng suất chỉ đạt 40,9 tạ/ha (thấp hơn nhiều so với Đông Nam Bộ 71,4 tạ/ha hay Tây Nguyên 59,9 tạ/ha).

Sản xuất ngô tại tỉnh Sơn La: Sơn La có diện tích ngô đạt đỉnh năm 2012 với 168,7 nghìn ha, sản lượng 667,3 nghìn tấn. Đến năm 2021, diện tích giảm còn 78,2 nghìn ha, sản lượng 339,2 nghìn tấn (do chủ trương chuyển đổi sang cây ăn quả), nhưng năng suất đạt 43,4 tạ/ha.

Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn)
1995 25,2 18,1 45,6
2000 51,6 26,3 135,8
2010 132,7 31,5 417,4
2012 168,7 39,6 667,3
2015 159,9 36,8 588,7
2018 113,8 41,5 472,0
2021 78,2 43,4 339,2

Khí hậu Sơn La có lượng mưa tập trung cao từ tháng 6 đến tháng 8 (nhiều tháng đạt trên 300 – 400 mm), trong khi các tháng đầu vụ (tháng 4, 5) lượng mưa bấp bênh và chịu ảnh hưởng gió phơn Tây Nam khô nóng. Tổng quan xác lập cơ sở khoa học để chọn tạo giống ngô cho Sơn La cần đáp ứng tiêu chí: chịu hạn giai đoạn cây con, thân cứng chống đổ, lá bi bao kín bắp ngăn nước mưa, hạt bán đá/bán răng ngựa, lõi cứng ít hút ẩm và kháng bệnh mốc hồng, bệnh đốm lá.

CHƯƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương II mô tả xuất xứ 50 dòng thuần (ký hiệu từ H1 đến H50 và các dòng mã hóa H665, H411, H245, H71, H70, H386, H20, H35, H60...), quy cách tạo 30 tổ hợp lai đỉnh và 36 tổ hợp lai luân phiên. Nội dung nghiên cứu được chia thành 4 phần chính:

  1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chịu hạn cây con và khả năng chịu bệnh mốc hồng nhân tạo của 50 dòng ngô thuần trong vụ Xuân 2015.
  2. Đánh giá khả năng kết hợp chung và riêng của các dòng qua phép lai đỉnh (vụ Thu 2015) và phép lai luân phiên (vụ Xuân 2016).
  3. Đánh giá tính thích ứng, ổn định năng suất của các tổ hợp lai triển vọng trong các vụ Xuân, Thu 2017 và Xuân 2018 tại Hà Nội và Sơn La bằng mô hình GGE biplot.
  4. Thử nghiệm sản xuất giống lai triển vọng VN116, xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác tại Sơn La và khảo nghiệm tại các tỉnh miền núi phía Bắc (2016 – 2019), đánh giá hàm lượng protein và tinh bột hạt.

Chương cũng trình bày chi tiết các công thức toán sinh học dùng để tính toán phương sai GCA, SCA theo Griffing, các chỉ số phân tích ổn định môi trường và quy trình thống kê qua IRRISTAT.

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Chương III trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được:

  1. Đặc điểm nông sinh học và tính chống chịu của tập đoàn dòng thuần (vụ Xuân 2015):
  • Tập đoàn 50 dòng có sự phân hóa rõ về thời gian sinh trưởng (nhóm sớm đến trung ngày), chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và hình thái bắp.
  • Thí nghiệm lây nhiễm nấm mốc hồng nhân tạo: Xác định được mức độ nhiễm bệnh phân hóa mạnh giữa các dòng sau 14 ngày lây nhiễm; tuyển chọn được các dòng có tỷ lệ nhiễm bệnh thấp, vết bệnh không lan rộng trên bắp.
  • Thí nghiệm gây hạn nhân tạo giai đoạn cây con: Đánh giá phản ứng héo lá sau 14 ngày ngưng tưới và khả năng hồi phục sinh trưởng sau 7 ngày cấp nước lại; chọn được các dòng duy trì được chỉ số sinh khối rễ tốt, tỷ lệ sống cao.
  1. Khả năng kết hợp của các dòng ngô thuần:
  • Thí nghiệm lai đỉnh vụ Thu 2015: Phân tích phương sai năng suất tại Hà Nội và Sơn La cho thấy phương sai GCA của các dòng đạt mức ý nghĩa thống kê cao. Giá trị hiệu ứng GCA về năng suất hạt của 15 dòng tham gia lai đỉnh đã giúp phân nhóm và lựa chọn ra 9 dòng có GCA cao và ổn định: H665, H245, H411, H71, H70, H386, H20, H35, H60.
  • Thí nghiệm lai luân phiên vụ Xuân 2016: Đánh giá 36 tổ hợp lai từ 9 dòng tại 3 điểm thí nghiệm. Kết quả phân tích phương sai GCA và SCA về năng suất hạt xác định các cặp lai có hiệu ứng SCA dương cao. Trong đó, 3 dòng gồm H665, H411 và H245 thể hiện tiềm năng di truyền vượt trội cả về năng suất cá thể, tính chống chịu và khả năng truyền lại các tính trạng ưu thế cho con lai.
  1. Đánh giá tính thích ứng và độ ổn định của các tổ hợp lai triển vọng (2017 – 2018):
  • Khảo sát các chỉ tiêu nông học: Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, mức độ chống chịu sâu đục thân, bệnh đốm lá nhỏ, bệnh mốc hồng, khả năng chống đổ và chịu hạn của các tổ hợp lai triển vọng tại Hà Nội và Sơn La.
  • Phân tích GGE biplot qua 4 điểm khảo nghiệm cho thấy tổ hợp lai H665 × H60 (đặt tên là giống ngô lai VN116) nằm ở vị trí trung tâm biểu đồ, thể hiện năng suất thực thu cao vượt trội và độ biến động thấp nhất qua các mùa vụ và địa điểm, chứng minh tính thích ứng và độ ổn định sinh thái cao.
  1. Kết quả khảo nghiệm, thử nghiệm sản xuất giống ngô lai VN116 và chất lượng hạt:
  • Thử nghiệm tại Sơn La trong vụ Thu Đông 2018 và Xuân 2019: Giống VN116 thể hiện khả năng sinh trưởng khỏe, cứng cây, chống đổ tốt, lá bi bao kín đầu bắp, bộ lá xanh bền đến khi thu hoạch, tỷ lệ nhiễm sâu đục thân và bệnh đốm lá, mốc hồng rất thấp.
  • Khảo nghiệm tại các tỉnh Trung du và Miền núi phía Bắc (2016 – 2019): Năng suất của VN116 đạt mức cao, vượt đối chứng từ 10% trở lên tại nhiều điểm khảo nghiệm; hiệu quả kinh tế trong các mô hình trình diễn tăng rõ rệt so với giống ngô đại trà.
  • Phân tích phẩm chất: Hạt của giống VN116 có dạng bán răng ngựa đến bán đá, màu vàng cam đẹp, hàm lượng tinh bột và protein đạt tiêu chuẩn thương phẩm cao, phù hợp cho chế biến thức ăn chăn nuôi.
  • Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật canh tác ngô lai VN116 phù hợp với điều kiện đất dốc tại Sơn La (thời vụ, mật độ gieo trồng, chế độ phân bón cân đối).

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học và thực tiễn:

  1. Đóng góp về mặt lý luận:
  • Cung cấp cơ sở khoa học và tiêu chí chọn lọc dòng bố mẹ phục vụ chọn tạo giống ngô lai cho vùng đất dốc nhờ nước trời tại Sơn La và Tây Bắc: Vật liệu bố mẹ phải tích hợp các tính trạng chịu hạn tốt giai đoạn cây con, cứng cây, chiều cao đóng bắp cân đối, lá bi bao kín và xoắn chặt đầu bắp, bắp ít hàng hạt, lõi cứng ít hút ẩm, hạt dạng bán đá hoặc bán răng ngựa và có khả năng kết hợp cao về năng suất.
  • Xác lập dẫn liệu thực nghiệm về tương quan giữa phản ứng chịu hạn cây con, mức độ kháng mốc hồng nhân tạo với độ ổn định năng suất của các tổ hợp ngô lai trong điều kiện không chủ động tưới.
  1. Đóng góp về nguồn vật liệu di truyền:
  • Tuyển chọn được 9 dòng ngô thuần ưu tú có năng suất và khả năng kết hợp chung cao về năng suất hạt: H665, H245, H411, H71, H70, H386, H20, H35 và H60.
  • Xác định được 3 dòng hạt nhân đặc biệt xuất sắc là H665, H411 và H245 có sinh trưởng khỏe, chịu hạn tốt, ít nhiễm bệnh mốc hồng và đốm lá để bổ sung vào ngân hàng nguồn gen phục vụ các chương trình chọn giống ngô lai cho vùng khó khăn.
  1. Đóng góp về sản phẩm thực tiễn:
  • Chọn tạo thành công giống ngô lai đơn VN116 (tổ hợp lai giữa dòng mẹ H665 và dòng bố H60) có tiềm năng năng suất cao, chất lượng hạt tốt, chống đổ và chịu hạn tốt, kháng bệnh mốc hồng và đốm lá, phù hợp với tập quán canh tác đất dốc tại Sơn La và các tỉnh miền núi phía Bắc.
  • Giống ngô lai VN116 đã được Cục Trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cấp Quyết định công nhận lưu hành giống cây trồng số 331/QĐ-TT-CLT ngày 02/11/2022 cho các tỉnh phía Bắc.
  • Hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác giống ngô lai VN116 mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân vùng đồng bào dân tộc thiểu số tại Sơn La.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung và phạm vi nghiên cứu được trình bày trong văn bản:

  • Nghiên cứu tập trung đánh giá sâu tại vùng sinh thái Sơn La (đại diện cho Tây Bắc) và Hà Nội (vùng thâm canh đối chứng); cần tiếp tục mở rộng mạng lưới khảo nghiệm sản xuất giống ngô lai VN116 ở nhiều tiểu vùng sinh thái đặc thù khác thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc và Bắc Trung Bộ.
  • Cần tiếp tục theo dõi diễn biến tính kháng của giống VN116 đối với các đối tượng dịch hại mới nổi (như sâu keo mùa thu trong các điều kiện mật độ gieo trồng khác nhau) và nghiên cứu tối ưu hóa quy trình sản xuất hạt lai F1 thương phẩm của cặp bố mẹ H665 × H60 nhằm giảm giá thành hạt giống.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo cho:

  • Các nhà chọn giống cây trồng và nghiên cứu sinh chuyên ngành Di truyền và Chọn giống: Tham khảo phương pháp đánh giá dòng thuần đồng thời trên cả hai tiêu chí bất thuận nghiêm ngặt (gây hạn nhân tạo giai đoạn cây con trong nhà lưới và lây nhiễm nấm mốc hồng nhân tạo trên bắp), cũng như quy trình phân tích khả năng kết hợp qua hai bước (lai đỉnh và lai luân phiên) kết hợp mô hình GGE biplot để đánh giá tính ổn định di truyền.
  • Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp tại Sơn La và các tỉnh miền núi phía Bắc: Tiếp cận giải pháp kỹ thuật giống và quy trình canh tác ngô trên đất dốc nhờ nước trời, giúp giảm thiểu rủi ro thiên tai, hạn chế thất thoát sau thu hoạch và nâng cao hiệu quả kinh tế nông hộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống ngô lai VN116 được tạo ra từ cặp bố mẹ nào và đã được cơ quan nhà nước công nhận ra sao? Giống ngô lai VN116 là tổ hợp lai đơn giữa dòng mẹ H665 và dòng bố H60. Giống đã được Cục trưởng Cục Trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cấp quyết định công nhận lưu hành cho các tỉnh phía Bắc theo Quyết định số 331/QĐ-TT-CLT ngày 02/11/2022.

2. Tại sao việc chọn giống ngô cho Sơn La lại yêu cầu đặc tính lá bi bao kín và hạt dạng bán đá/bán răng ngựa? Do thời điểm thu hoạch ngô tại Sơn La diễn ra vào mùa mưa (tháng 8 – 9), người dân thu hoạch kéo dài do địa hình dốc và thiếu lao động khiến bắp ngô phải treo lâu trên nương. Đặc tính lá bi bao kín và xoắn chặt đầu bắp giúp ngăn nước mưa thấm vào bắp, kết hợp với hạt bán đá/bán răng ngựa và lõi cứng ít giữ nước sẽ hạn chế tối đa hiện tượng thối bắp và nấm mốc hồng phát triển sau thu hoạch.

3. Luận án đã sử dụng những phương pháp nào để đánh giá khả năng kết hợp của tập đoàn dòng ngô? Tác giả đã sử dụng phương pháp lai đỉnh (Topcross) giữa 15 dòng ngô với 2 cây thử (H1, H2) trong vụ Thu 2015 để đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA), từ đó chọn ra 9 dòng ưu tú. Sau đó, tác giả sử dụng phương pháp lai luân phiên (Diallel theo Griffing) giữa 9 dòng ưu tú trong vụ Xuân 2016 để đánh giá chi tiết cả khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA).

4. Khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con của các dòng ngô thuần được đánh giá bằng cách nào? Khả năng chịu hạn được đánh giá qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong nhà lưới vụ Xuân 2015 bằng cách ngưng tưới nước hoàn toàn trong 14 ngày khi cây đạt giai đoạn 3 – 5 lá, theo dõi mức độ cuốn lá, héo lá, sau đó cấp nước trở lại 7 ngày để đánh giá tỷ lệ phục hồi, khối lượng tươi, khối lượng khô và thể tích bộ rễ.

5. Tập đoàn dòng ngô thuần nghiên cứu đã chọn lọc ra được những dòng ưu tú nào? Từ 50 dòng thuần ban đầu, luận án đã xác định được 9 dòng ưu tú có năng suất cao và GCA cao là H665, H245, H411, H71, H70, H386, H20, H35 và H60; trong đó 3 dòng hạt nhân nổi bật nhất là H665, H411 và H245.

Kết luận

Luận án của tác giả Đỗ Việt Tiệp đã giải quyết vấn đề chọn tạo giống cây trồng thích ứng với điều kiện sinh thái bất thuận tại vùng đất dốc nhờ nước trời tỉnh Sơn La. Thông qua việc đánh giá kiểu hình, thử nghiệm stress nhân tạo (hạn cây con, nấm mốc hồng) và phân tích di truyền khả năng kết hợp, đề tài đã sàng lọc được 9 dòng ngô thuần ưu tú và phát triển thành công giống ngô lai VN116 (H665 × H60). Giống VN116 sở hữu các đặc tính chống đổ, chịu hạn, kháng bệnh mốc hồng, năng suất cao và ổn định, đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công nhận lưu hành chính thức, góp phần thiết thực vào sự phát triển nông nghiệp bền vững tại Sơn La và các tỉnh miền núi phía Bắc.