Chọn giống cây trồng ngắn ngày - Chương 3: Chọn tạo giống ngô

7/17/15 1 Chương 3 CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ • GIỚI THIỆU • NGUỒN GỐC, PHÂN LOẠI, ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ NGUỒN GEN NGÔ Nguồn gốc Phân loại • Phân loại ngô trong hệ thống phân loại thực vật trồng dựa trên đặc điểm nông học và lượng tinh bột trong hạt được phân thành 9 loài phụ • Ngô bột (Flour corn - Zea mays var. amylacea ) • Ngô nổ (Popcorn - Zea mays var. everta ) • Ngô răng ngựa (Dent corn - Zea mays var. indentata ) • Ngô đá (Flint corn - Zea mays var. indurata ) • Ngô đường (Sweet corn - Zea mays var. saccharata and Zea mays var. rugosa ) • Ngô nếp (Waxy corn - (Zea mays L. ssp. ceratina ) (Zea mays L. ssp. ceratina) • Amylomaize - Zea mays • Ngô bọc (Pod corn - Zea mays var. tunicata Larrañaga ex A. St. Hil.) • Ngô sọc (Striped maize - Zea mays var. japonica ) • Ngô thuộc chi Zea thuộc tộc Andropogoneae trong họ phụ Panicoideae, họ Poaceae (Xem xét lại của OECD, 2003; USDA, 2005) 3.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô • Bảo tồn ex-situ các chủng ngô Mexico lần đầu tiên được Wellhausen và cs. (1952) tài liệu hóa, sau đó thu thập và bổ sung ở Trung Mỹ, Nam Mỹ và Caribe. Nguồn gen ngô Mỹ La Tinh được thu thập bảo tồn chủ yếu tại CIMMYT, USDA và các ngân hàng gen quốc gia trong 50 đến 60 năm. Tương tự, từ những năm 1970 trở đi những cố gắng của quốc gia và quốc tế về bảo tồn nguồn gen ở châu Mỹ và các lục địa khác. Các giống bản địa được nâng cao và làm đa dạng thêm là mục đích chính của bảo tồn và sử dụng nguồn gen ngô toàn cầu (Global Crop Diversity Trust, 2007). Đặc điểm sinh học của cây ngô • Ngô là cây C4, thân cao 1 - 4 m, lá mọc đối có bẹ lá ôm lấy thân. Rễ ngô có 3 loại và là cây rễ chùm phát triển từ trục rễ mầm, rễ bất định và rễ chân kiềng mọc từ các mắt của lóng đốt dưới thấp. Cây ngô là cây có hoa đơn tính cùng gốc, hoa đực (cờ) và hoa cái (bắp) trên cùng một cây, hoa đực chín sớm hơn hoa cái, trong mỗi hoa đực có 2 hoa nhỏ, mỗi hoa nhỏ có hai vảy mỏng, lá bắc, 3 bao phấn, 2 bao hoa và nhụy phôi. Một bao phấn có khoảng 2.000 đến 7.500 hạt phấn, một cờ ngô có khoảng 7.000 bao phấn (Kiesselbach, 1949). Ngô là cây giao phấn nhờ gió, do vậy có tỷ lệ lai khác loài và lai trong loài tự nhiên rất lớn, Các giai đoạn ST • sinh trưởng sinh dưỡng • VE Nảy mầm • V1 Lá thật thứ nhất • V2 Lá thứ hai (Second leaf) • V(n) Lá thứ n (nth leaf) • VT Trỗ cờ (Tasseling) • Các giai đoạn sinh trưởng sinh thực • R1 Phun râu (Silking) • R2 đậu hạt(Blister) • R3 chín sữa (Milk) • R4 Chín sáp (Dough) • R5 Vào chắc (Dent) • R6 Chín sinh l{ (Physiological maturity) Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 7/17/15 2 DI TRUYỀN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH TRẠNG CHỦ YẾU ỨNG DỤNG TRONG CHỌN GIỐNG • Di truyền một số tính trạng hình thái và năng suất • Di truyền tính trạng chất lượng • Di truyền tính trạng chống chịu điều kiện bất thuận • Di truyền tính trạng kháng bệnh Vị trí nhiễm sắc thể của gen zein khác nhau MỤC TIÊU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ • Năng suất cao và chất lượng tốt • Chọn tạo giống chống chịu điều kiện bất thuận (hạn, ngập, mặn) • Chọn tạo giống chống chịu sâu, bệnh • Chọn giống ngô chịu mật độ cao • Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM) CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ THỤ PHẤN TỰ DO Chọ phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể ngô đã được trình bày trong giáo trình chọn giống đại cương bao gồm : • Chọn lọc hỗn hợp (Mass selection) • Chọn lọc bắp trên hàng (Ear to row selection) • Chọn lọc bắp trên hàng cải tiến (Modified ear-to-row selection) • Chọn lọc half-sib • Chọn lọc half-sib dựa trên con cái lai thử (half-sib with inbred tester) • Chọn lọc full-sib • Chọn lọc full-sib thuận nghịch (reciprocal full-sib) • Chọn lọc con cái S1, S2 (S1-progeny, S2-progeny) Chọn lọc chu kz Sơ đồ chọn lọc Full-sib chu kỳ cải tiến (Modified Recurrent Full-sib của C. Flachenecker, M. Frisch, K.C.Falke, A.E. Melchinger, 2006 Mô hình chọn lọc chu kỳ tổng quát của Backer (1993) Tạo giống ngô tổng hợp (Thụ phấn tự do – OPV) • Khái niệm • Phương pháp phát triển giống tổng hợp • Cách thứ nhất + Lấy số lượng ngang bằng nhau (từ 3 – 5 bắp) của mỗi cặp lai dialen trên, cặp lai đã được chọn, tách hạt số lượng ngang bằng nhau của các bắp (của cặp đó) + Mỗi cặp trong 45 cặp lai có thể trồng riêng rẽ khoảng 20 cây, sử dụng các cây tốt, khỏe để lai cây với cây. Nếu có một cặp lai không tốt thì những cặp lai khác đã nhận phấn của bố mẹ cặp lai đó đều loại bỏ • Cách thứ hai + Mỗi gia đình tham gia hình thành lên OPV chọn lọc số bắp ngang bằng nhau từ các cặp lai (10 - 15 bắp) làm mẹ còn lại làm bố. + Các bắp nên tách riêng và số hạt bằng nhau của mỗi bắp trong mỗi gia đình lai hỗn hợp (trong một gia đình) để chuẩn bị cho hỗn hợp các gia đình riêng rẽ. Như vậy, nếu có 10 gia đình tham gia tạo thành OPV sẽ có 10 hỗn hợp lai tham gia tái tổ hợp + Những hỗn hợp này có thể trồng cá thể để lai cây với cây Chọn tạo giống ngô ưu thế lai Tạo giống ưu thế lai ở ngô qua các giai đoạn • Phát triển dòng thuần bằng tự phối 7 đến 8 thế hệ • Đánh giá khả năng kết hợp (KNKH) • Sản xuất hạt lai thương mại (Hallauer và cs., 1988). Nhìn chung chọn tạo giống ngô ưu thế lai thông qua 5 bước sau: • Thu thập nguồn vật liệu di truyền • Phát triển dòng thuần • Thử khả năng kết hợp • Đánh giá tổ hợp lai • Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 7/17/15 3 • Bước 1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền • Bước 2: Phát triển dòng thuần • a) Phát triển dòng thuần bằng tự thụ phấn cưỡng bức • b) Phát triển dòng thuần đơn bội kép (DH) bằng nuôi cấy bao phấn • c) Phát triển dòng thuần đơn bội kép bằng kích tạo đơn bội (in vivo) • Bước 3: Thử khả năng kết hợp: KNKH chung và KNKH riêng • lai đỉnh • lai diallel (4 PP của Griffing, 1956) • Bước 4: Đánh giá tổ hợp lai Marker nhận biết hạt đơn bội (nguồn Andrés Gordillo và cs., 2010) CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ CHO MỤC TIÊU ĐẶC THÙ • 3.6.1 Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM) • 3.6.2 Chọn tạo giống ngô đường • 3.6.3 Chọn tạo giống ngô nếp CÂU HỎI ÔN TẬP CHỌN GIỐNG CÂY NGÔ • Đa dạng nguồn gen và vật liệu di truyền cho chọn tạo giống ngô • Đặc điểm sinh học của cây ngô ứng dụng trong tạo giống • Di truyền tính trạng hình thái và năng suất của cây ngô • Di truyền tính trạng chất lượng của cây ngô • Phương pháp chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do • Phát triển dòng thuần ngô bằng Phương pháp truyền thống • Phát triển dòng thuần ngô bằng tạo dòng DH • Chọn tạo giống ngô QPM • Chọn tạo giống ngô đường • Chọn tạo giống ngô nếp chất lượng Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/