Nghiên cứu phát triển nguồn vật liệu chọn tạo giống ngô nếp lai giàu anthocyanin

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. PHẦN 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

1.3. Những đóng góp mới của luận án

1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm ngô nếp

2.1.1. Nguồn gốc cây ngô và ngô nếp

2.1.2. Phân loại thực vật của ngô và ngô nếp

2.1.3. Đặc điểm thực vật của ngô và ngô nếp

2.2. Sản xuất ngô nếp trên thế giới và Việt Nam

2.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô và ngô nếp

2.3.1. Đa dạng nguồn gen cây ngô

2.3.2. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô nếp

2.3.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô nếp ở Việt Nam

2.4. Nghiên cứu di truyền tính trạng ở ngô nếp

2.4.1. Di truyền tính trạng nội nhũ sáp (Wx)

2.4.2. Di truyền tính trạng chất lượng

2.4.3. Di truyền các hoạt chất ở ngô nếp tím

2.5. Cải tiến chất lượng ngô nếp

2.5.1. Nghiên cứu phát triển dòng thuần ngô nếp

2.5.1.1. Phát triển dòng thuần ngô bằng phương pháp tự thụ cưỡng bức

2.5.1.2. Phát triển dòng thuần ngô bằng phương pháp chọn lọc phả hệ

2.5.2. Thành tựu phát triển dòng thuần ngô trên thế giới

2.5.3. Phát triển dòng thuần ngô nếp tại Việt Nam

2.6. Nghiên cứu khả năng kết hợp chọn tạo giống ngô nếp lai

2.6.1. Nghiên cứu khả năng kết hợp chung

2.6.2. Nghiên cứu khả năng kết hợp riêng

2.7. Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới và Việt Nam

2.7.1. Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới

2.7.2. Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp tại Việt Nam

2.7.3. Thành tựu chọn tạo giống ngô nếp tím giàu anthocyanin

3. PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Vật liệu nghiên cứu

3.2. Nội dung nghiên cứu

3.3. Trình tự thực hiện các thí nghiệm trong nội dung nghiên cứu

3.4. Tóm tắt quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài

3.5. Phương pháp nghiên cứu

3.5.1. Phương pháp nghiên cứu dùng cho các thí nghiệm đồng ruộng

3.5.2. Các phương pháp thí nghiệm áp dụng cho các thí nghiệm trong phòng

3.5.3. Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

3.5.4. Phân tích kết quả thí nghiệm

4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Đánh giá, sàng lọc nguồn vật liệu ngô nếp

4.1.1. Đánh giá sàng lọc 56 dòng tự phối ngô nếp nghiên cứu dựa trên kiểu hình

4.1.2. Đánh giá độ mỏng vỏ hạt của 56 dòng ngô thí nghiệm bằng chỉ thị phân tử SSR vụ Xuân 2015 tại Gia Lâm - Hà Nội

4.1.3. Đánh giá đa dạng di truyền của 56 dòng ngô thí nghiệm sử dụng chỉ thị phân tử SSR

4.1.4. Kết quả chọn lọc các dòng ngô nếp tím ưu tú

4.1.5. Đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA) của các dòng ngô thí nghiệm

4.1.6. Kết quả thí nghiệm lai tạo tổ hợp lai đỉnh

4.1.6.1. Đánh giá khả năng kết hợp chung của 18 dòng ngô nếp tím ưu tú

4.1.7. Phát triển dòng ngô nếp thuần

4.1.7.1. Phát triển dòng thuần bằng phương pháp thụ phấn cưỡng bức

4.1.7.2. Phát triển dòng thuần bằng phương pháp lai trở lại và thụ phấn cưỡng bức

4.1.8. Đánh giá khả năng kết hợp riêng (SCA) của các dòng thuần tự phối ưu tú và chọn lọc tổ hợp lai triển vọng

4.1.8.1. Kết quả lai tạo tổ hợp lai

4.1.8.2. Đánh giá khả năng kết hợp riêng của 9 dòng ngô nếp ưu tú

4.1.9. Đánh giá độ mỏng vỏ hạt của 15 THL ngô nếp ưu tú bằng chỉ thị phân tử SSR

4.1.10. Đánh giá so sánh 15 tổ hợp lai ngô nếp ưu tú tại Gia Lâm, Hà Nội

4.1.11. Thử nghiệm các tổ hợp lai một số vùng sinh thái

4.1.11.1. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu Đông 2017 và Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.1.11.2. Các đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Thu Đông 2017 và Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.1.11.3. Khả năng chống chịu đồng ruộng và các yếu tố cấu thành năng suất của các THL vụ Thu Đông 2017 và Xuân năm 2018 tại một số vùng sinh thái

4.1.11.4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Thu Đông 2017 và Xuân 2018 tại một số vùng sinh thái

4.1.11.5. Một số chỉ tiêu chất lượng của các THL vụ Thu Đông và Xuân tại một số vùng sinh thái

4.1.11.6. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng định lượng của các THL vụ Xuân và Thu Đông tại một số vùng sinh thái

5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1. Đề nghị

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển nguồn vật liệu chọn tạo giống ngô nếp lai giàu anthocyanin, một hợp chất có lợi cho sức khỏe. Mục tiêu chính là đánh giá và chọn lọc các giống ngô nếp có năng suất cao, chất lượng tốt và hàm lượng anthocyanin cao, phục vụ cho việc phát triển giống ngô nếp lai tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Nghiên cứu cũng nhằm khai thác và cải tiến nguồn vật liệu chọn tạo từ các giống ngô nếp trong nước và nhập nội, tạo ra các giống ngô nếp tím lai chất lượng cao.

1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng 56 dòng tự phối ngô, bao gồm 45 dòng ngô nếp tím, 9 dòng ngô nếp trắng và 2 dòng ngô ngọt. Các dòng này được thu thập và đánh giá từ năm 2008 đến 2015 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Các dòng có nguồn gốc từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan, Mỹ và Việt Nam, được tự phối đến các thế hệ S3, S4, S6 và S8.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc làm sáng tỏ cơ chế di truyền của các tính trạng chất lượng và hàm lượng anthocyanin trong ngô nếp. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu góp phần phát triển các giống ngô nếp lai chất lượng cao, giàu anthocyanin, đáp ứng nhu cầu thị trường và thúc đẩy nông nghiệp bền vững.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp công nghệ sinh học và đột biến gen để đánh giá và chọn lọc các dòng ngô nếp. Các phương pháp bao gồm thí nghiệm đồng ruộng, đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử SSR, phân tích hàm lượng anthocyanin, và đánh giá chất lượng cảm quan. Các dòng ngô được tự phối và lai trở lại để phát triển dòng thuần, sau đó đánh giá khả năng kết hợp chung (GCA) và khả năng kết hợp riêng (SCA) để chọn lọc các tổ hợp lai triển vọng.

2.1. Đánh giá đa dạng di truyền

Đánh giá đa dạng di truyền của 56 dòng ngô sử dụng chỉ thị phân tử SSR. Kết quả cho thấy sự đa dạng di truyền cao giữa các dòng, tạo cơ sở cho việc chọn lọc các dòng ưu tú.

2.2. Phân tích hàm lượng anthocyanin

Hàm lượng anthocyanin được phân tích bằng phương pháp pH vi sai. Các dòng ngô nếp tím có hàm lượng anthocyanin cao được chọn lọc để tiếp tục nghiên cứu.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã chọn lọc được 18 dòng ngô nếp ưu tú từ 56 dòng ban đầu. Các dòng này có khả năng kết hợp chung cao về năng suất, độ Brix và hàm lượng anthocyanin. Từ 18 dòng này, nghiên cứu tiếp tục tự phối và lai trở lại để phát triển 40 dòng thuần, trong đó 8 dòng được đánh giá là ưu tú với thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao và độ Brix từ 11,8-13,5%. Nghiên cứu cũng lai tạo được 36 tổ hợp lai, chọn lọc được 15 tổ hợp lai triển vọng, trong đó 7 tổ hợp lai ngô nếp tím được đánh giá cao.

3.1. Chọn lọc dòng ưu tú

Từ 56 dòng ngô, nghiên cứu đã chọn lọc được 18 dòng ưu tú dựa trên kiểu hình và chỉ thị phân tử. Các dòng này có khả năng kết hợp chung cao về năng suất, độ Brix và hàm lượng anthocyanin.

3.2. Phát triển dòng thuần

Từ 18 dòng ưu tú, nghiên cứu tiếp tục tự phối và lai trở lại để phát triển 40 dòng thuần. Trong đó, 8 dòng được đánh giá là ưu tú với thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao và độ Brix từ 11,8-13,5%.

IV. Kết luận và đề nghị

Nghiên cứu đã thành công trong việc phát triển nguồn vật liệu chọn tạo giống ngô nếp lai giàu anthocyanin. Các giống ngô nếp tím lai được chọn lọc có chất lượng cao, năng suất ổn định và hàm lượng anthocyanin cao, phù hợp với điều kiện canh tác tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Nghiên cứu đề nghị tiếp tục thử nghiệm các tổ hợp lai triển vọng tại nhiều vùng sinh thái khác nhau để đánh giá khả năng thích ứng và ổn định của các giống.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã chọn lọc được các giống ngô nếp lai giàu anthocyanin, có chất lượng cao và năng suất ổn định, đáp ứng nhu cầu thị trường và thúc đẩy nông nghiệp bền vững.

4.2. Đề nghị

Tiếp tục thử nghiệm các tổ hợp lai triển vọng tại nhiều vùng sinh thái khác nhau để đánh giá khả năng thích ứng và ổn định của các giống.

Luận án tiến sĩ: Phát triển nguồn vật liệu chọn tạo giống ngô nếp lai chất lượng cao và giàu anthocyanin