Gieo 7.500 đến 10.000 cây, mật độ thưa để dễ phân
biệt hình của các cá thể.
Trồng cách ly để tránh lẫn tạp sinh học.
Chia ruộng chọn lọc thành những ô nhỏ có diện tích
tương đương nhau (khoảng 60-100 ô)
110 trang |
Chia sẻ: nhung.12 | Lượt xem: 1394 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nông nghiệp - Chương 3: Chọn tạo giống ngô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƢƠNG 3
CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
3.1. Giới thiệu
Toàn cầu đang có xấp xỉ 140 triệu ha trồng ngô, những nước sản
xuất ngô chủ yếu là Mỹ, Trung Quốc, Brazil tiếp đó là Argentina,
Nam Phi và EU.
Xấp xỉ 96 triệu ha được trồng ở các nước đang phát triển trong
đó 4 nước Trung Quốc, Brazil, Mexico và Ấn Độ ước tính chiếm
hơn 50% số diện tích này.
Đến năm 2020 nhu cầu ngô ở các nước đang phát triển là một
công cuộc lớn vượt hơn cả cây lúa và lúa mỳ.
Nó được phản ánh qua dự báo nhu cầu ngô toàn cầu sẽ tăng hơn
50% từ 558 triệu tấn năm 1995 lên 837 triệu tấn vào năm 2020,
Ở các nước đang phát triển nhu cầu ngô sẽ tăng từ 282 triệu tấn
năm 1995 lên 504 triệu tấn vào năm 2020 (Taba và cs, 2004,
Prasanna, 2012).
Xấp xỉ 58% diện tích trồng ngô ở các nước đang phát triển trồng
các giống cải tiến, 44% ngô lai và, 14% giống thụ phấn tự do cải
tiến (OPVs), và 42% giống thụ phấn tự do chưa cải tiến OPVs
(Pandey và Gardner, 1992; CIMMYT, 1994).
Bảng 3.1 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngô toàn cầu qua 50
năm từ 1971 – 2011
1971 1981 1991 2001 2011
Diện tích(Tr.ha) 118,19 127,89 133,76 137,48 171,78
Năng suất (t/ha) 2,65 3,49 3,69 4,47 5,15
Sản lượng(tr.tấn) 31,62 446,77 494,46 615,53 171,78
(Nguồn FAOSTAT, 2011)
Bảng 3.2 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam
qua 50 năm từ 1961 – 2011
1961 1975 1990 2000 2011
Diện tích (tr.ha) 0,23 0,26 0,43 0,73 1,12
Năng suất (t/ha) 1,14 1,01 2,14 2,51 4,31
Sản lượng (tr.tấn) 0,26 0,28 1,14 2,00 4,83
Ngô là đối tượng chính của nghiên cứu di truyền và công nghệ
sinh học bởi vì nó đại diện cho công nghệ ưu thế lai và sản xuất
hạt giống ưu thế lai thương mại sớm nhất trong các loài cây trồng.
Ngô còn là cây mô hình cho nghiên cứu di truyền về locus gen, kho
dự trữ khổng lồ về di truyền và tế bào.
Nghiên cứu phân tử về di truyền và sinh học đều dễ dàng có thể
hướng đến mục đích cuối cùng để hiểu sâu sắc hơn bộ genome của
ngô.
Những cố gắng phát triển công cụ và kỹ thuật để nhận biết các
gen và các chức năng của gen cung cấp khả năng tiếp cận nghiên
cứu tăng năng suất và sản lượng ngô thông qua chọn tạo giống
(Taba và cs, 2004, Prasanna, 2012).
Cho đến nay có nhiều giả thuyết về nguồn gốc di truyền cây
ngô.
• Là con lai giữa Teosinte và thành viên không rõ thuộc tộc
Andropogoneae
• Là con lai nhị bội tự nhiên giữa các loài châu Á thuộc tộc
Maydeae và Andropogoneae
• Là con lai giữa ngô bọc, Teosinte và Tripsacum
• Là con lai của ngô bọc Nam Mỹ và Tripsacum Trung Mỹ với
Teosinte.
3.2. Nguồn gốc và phân loại
Cây ngô ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc.
Theo Lê Quý Đôn trong “Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi
(1662-1762), Trần Thế Vinh, người huyện Tiên Phong (Sơn Tây,
phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy được giống ngô đem về
nước.
Những năm gần đây, cây ngô được quan tâm nghiên cứu và phát
triển ở Việt Nam.
Cuộc cách mạng về giống ngô lai đã góp phần phần tăng nhanh
diện tích, năng suất và sản lượng ngô toàn quốc, đưa nước ta
đứng vào hàng ngũ những nước trồng ngô lai tiên tiến của vùng
châu Á.
Chúng ta cũng đã bước đầu xuất khẩu được giống ngô lai cho các
nước trong khu vực.
Tripsacum
latifolium L.
(gamagrass)
Zea diploperennis (a variety of teosinte)
Zea mays ssp. parviglumis
(teosinte)
Hình 3.1 Quá trình tiến hóa của ngô từ teosinte (nguồn José Antonio Serratos Hernández, 2009)
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:
1.Ngô bột (Flour corn - Zea mays var. amylacea)
2.Ngô nổ (Popcorn - Zea mays var. everta)
3.Ngô răng ngựa (Dent corn - Zea mays var. indentata)
4.Ngô đá (Flint corn - Zea mays var. indurata)
5.Ngô đường (Sweet corn - Zea mays var. saccharata and Zea mays var.
rugosa)
6.Ngô nếp (Waxy corn - (Zea mays L. ssp. ceratina) (Zea mays L. ssp.
ceratina)
7.Amylomaize -Zea mays
8.Ngô bọc (Pod corn - Zea mays var. tunicata Larrañaga ex A. St. Hil.)
9.Ngô sọc (Striped maize - Zea mays var. japonica )
Ngô tẻ
Ngô nếp
Ngô đƣờng
Ngô thuộc chi Zea thuộc tộc Andropogoneae trong họ phụ
Panicoideae, họ Poaceae (OECD 2003; USDA 2005).
Hiện nay có 86 chi trong tộc Andropogoneae (USDA 2005).
Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật của Cơ quan bảo tồn tài
nguyên thiên nhiên, Bộ Nông nghiệp, Hoa Kỳ, ngô thuộc họ
Poaceae , chi Genus Zea L. – corn, loài ngô Zea mays L. – corn,
trong loài có 5 loài phụ:
1. Subspecies Zea mays L. ssp. mays – corn
2. Subspecies Zea mays L. ssp. parviglumis Iltis & Doebley – corn
3. Variety Zea mays L. ssp. parviglumis Iltis & Doebley var.
huehuetenangensis Iltis & Doebley – maize
4. Species Zea mexicana (Schrad.) Kuntze – Mexican teosinte
5. Species Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Manglesdorf – perennial
teosinte
Bảng 3.3 Loài, loài phụ và số nhiễm sắc thể ở ngô
Loài Số
nhiễm
sắc thể
Loài phụ Tương ứng
1. Zea diploperennis HH
Iltis và cộng sự
2n = 20 - -
2. Zea luxurians (Durieu
& Asch.) RM Bird
2n = 20 - Euchlaena luxurians
Durieu & Asch.
Zea mays ssp luxurians
(Durieu & Asch.) HH Iltis
3. Zea mays L. 2n = 20 Zea mays ssp
huehuetenangensis
(HH Iltis & Doebley)
Zea mays ssp mays
Zea mays ssp
mexicana (Schrad.)
Euchlaena mexicana
Schrad.
Zea mexicana (Schrad.)
Zea mays ssp
parviglumis HH Iltis &
Doebley
Zea mays var parviglumis
4. Zea nicaraguensis HH
Iltis & BF Benz
2n =? - -
5. Zea perennis (Hitchc.)
Reeves & Mangelsd.
2n = 40 - Euchlaena perennis
Hitchc.
Tổ tiên gốc Ngoại lai trước Columbus Thời kỳ Bồ Đào Nha Bắt đầu ngô hiện đại
Hình 3.2
Phân loại
các chủng
ngô Mexico
Hình 3.3 Cấu trúc phát sinh loài của ngô trên cơ sở trung bình tần suất allele từ nhiều
vùng sử dụng phân tích isozyme (nguồn E.S. Buckler và cộng sự năm 2006)
3.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngô
Tổng số mẫu nguồn gen đã được đánh giá là trên 27.000 (bao gồm
cả vật liệu tạo giống).
Nguồn gen tập trung chủ yếu ở Châu Mỹ la Tinh: Argentina,
Bolivia, Brazil, Colombia, CIMMYT, Cuba, Ecuador, Guatemala,
Mexico, Peru, Paraguay và Venezuela.
Ước tính trước đây (trước tham hiểm Columbus) số mẫu nguồn
gen 20.000 đến 40.000, hầu hết những mẫu nguồn gen này đại
diện của con cháu các loài dại, giống thụ phấn tự do hoặc giống lai
(Brandolini, 1970; Taba, 1997).
Việt Nam ngô di thực vào muộn hơn (ước tính khoảng 300 năm
trước đây),
Trong quá trình biến đổi do tương tác giữa kiểu gen và môi trường,
chọn lọc của con người hàng trăm năm qua và nhập nội giống tạo
nên sự đa dạng,
Loài phụ ngô và đa dạng nhất là ngô răng ngựa (Zea mays var.
indentata ), đá (Zea mays var. indurata) và ngô nếp (Zea mays L.
ssp. ceratina).
Mỗi loài phụ có nhiều biến chủng khác nhau hình thành ở các địa
phương, các dân tộc tạo nên sự đa dạng cao của các giống ngô địa
phương.
Nhập nội nguồn gen cũng đã tăng sự đa dạng của nguồn gen thụ
phấn tự do, dòng, vật liệu tạo giống và giống ngô ưu thế lai ở Việt
Nam (Vũ Văn Liết và cs, 2003, 2006, 2011).
Bảng 3.4: Phân bố diện tích, năng suất và sản lượng ngô theo vùng năm 2011
Vùng Diện tích
(tr.ha)
Năng suất
(t/ha)
Sản lượng
(tr.t)
Châu Phi 35,5 1,9 65,0
Châu Mỹ 64,5 6,8 438,3
Châu Á 54,8 4,9 270,8
Châu Âu 16,4 6,5 166,4
Châu Đại Dương 0,8 6,7 5,8
Toàn cầu 170,3 5,1 883,4
(Nguồn FAOSTAT,2011)
a. Đa dạng nguồn gen ngô toàn cầu sử dụng cho tạo giống
Trung tâm cải tiến Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) thu thập
trên 27.000 mẫu nguồn gen hạt gồm: giống bản địa (24.191
mẫu), họ hàng hoang dại của ngô, các dòng tạo giống, vốn gen,
quần thể và giống.
Các mẫu nguồn gen này thu thập từ 64 nước trên thế giới, chúng
đại diện gần 90% đa dạng ngô ở Châu Mỹ (Wen và cs. 2011).
Ngân hàng gen Bắc Kinh Trung Quốc thu thập và bảo tồn mẫu
nguồn gen bản địa (~14,000).
Ngân hàng gen Quốc gia Ấn Độ thu thập và bảo tồn khoảng 7500
mẫu nguồn gen ngô bản địa.
Trung Tâm dự trữ nguyên liệu di truyền ngô của Mỹ thu thập và
bảo tồn trên 80.000 mẫu nguồn gen đột biến.
b. Đa dạng nguồn gen ngô bản địa
Ngô bản địa đã không được bảo tồn như một nguồn vật liệu di
truyền để cải tiến ngô
Nguồn vật liệu ngô bản địa có thể mang những alen hữu ích sử
dụng trong chọn tạo giống ngô tương lai.
Ngô bản địa rất phong phú và thích nghi cao với điều kiện sinh thái
và hệ thống canh tác của địa phương và thường là những quần thể
dị hợp.
Wellhausen và cs. (1952) lần đầu tiên hệ thống hóa và phân loại
nguồn gen ngô Mexico thành 4 nhóm gồm:
i) Nhóm tổ tiên bản địa;
ii)Nhóm ngoại lai trước Columbian;
iii)Nhóm thời cổ đại
iv)Nhóm bắt đầu cải tiến.
a. Rễ ngô
• Rễ mầm – Rễ tạm thời: Giúp cây hút nước từ nảy mầm đến khi
ngô được 4-5 lá.
• Rễ đốt- Rễ phụ cố định: Là loại rễ chủ yếu cung cấp nước và
dinh dưỡng trong suốt quá trình sống của cây.
• Rễ chân kiềng: Mọc xung quanh các đốt trên mặt đất, nếu đâm
vào đất phát triển rễ nhánh, rễ con và lông hút giống như rễ
đốt. Rễ chân kiềng giữ vững cây.
3.4. Đặc điểm thực vật học của cây ngô
b. Thân cây ngô
• Thân ngô chia làm nhiều lóng, thân to, nhỏ, cao,
thấp, nhiều hay ít đốt phụ thuộc vào giống.
• Trung bình thân ngô cao 1,8-2m, đặc biệt có
giống cao 7m nhưng cũng có giống cao 0,3-0,5m.
• Số lóng biến động từ 8-20.
c. Lá ngô
• Lá mầm: Những lá ra đầu tiên được tạo thành khi cây
còn nhỏ
• Lá thân: Những lá có mầm nách ở kẽ chân lá
• Lá ngọn: Những lá từ phía trên bắp cho đến ngọn cây
• Lá bi: Những lá bao quanh bắp
d. Hoa ngô
Hoa ngô thuộc loại đơn tính đồng chu
Hoa đực và bông cờ:
Chùm hoa đực được gọi là bông cờ nằm ở đỉnh cây.
Bông cờ gồm một trụ chính, trụ phân thành nhiều nhánh,
nhánh phân thành nhiều nhánh nhỏ.
Hoa đực mọc thành gié, các gié mọc đối diện nhau trên
nhánh.
Mỗi hoa đực ở phía ngoài cùng có 2 vỏ trấu hình bầu dục.
Bên trong có 3 nhị, mỗi nhị có một bao phấn, mỗi bao
phấn có 2 phòng, chứa 4000-5000 hạt phấn
Mỗi bông cờ có 15-20 triệu hạt phấn
Hoa cái và bắp ngô:
• Hoa cái được hình thành từ chồi nách các lá, có 1-3
chồi giữa thân hình thành bắp
• Hoa có cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt cắm một
lá bi.
• Trên trục đỉnh hoa cái (cùi, lõi ngô), hoa mọc từng đôi
bông nhỏ, mỗi bông nhỏ có 2 hoa nhưng một hoa
thoái hóa, một hoa tạo hạt.
• Chính giữa và trên bầu hoa có núm và với vòi nhụy
vươn dài thành râu ngô.
• Trên râu có nhiều lông tơ và chất tiết ra làm cho hạt
phấn bám vào và nảy mầm.
Hoa cái và bắp ngô
Bắp ngô gồm những bộ phận chính
• Cuống bắp
• Lõi bắp
• Hạt ngô
3.5. Mục tiêu của 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 tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM)
Hướng phát triển ngô ở Việt Nam:
Tạo giống có năng suất cao, chất lượng tốt và ổn định.
Tạo giống chịu hạn, chống chịu sâu bệnh (bệnh đốm lá,
thối cây, sâu đục thân,).
Chọn các giống chống đổ.
Tạo giống có lá đứng để trồng tăng mật độ.
Tạo các dòng tự phối có giá trị để sản xuất giống ngô lai.
Tạo giống ngô lai dài ngày, năng suất cao, thích hợp cho
vùng trồng 2 vụ.
Tạo giống ngô thực phẩm như ngô đường, ngô nếp, ngô
có hàm lượng protein cao.
Tạo giống ngô lấy hạt, khi thu hoạch thân, lá của cây còn
xanh làm thức ăn cho gia súc.
Mục tiêu chọn giống ngô dựa vào đặc điểm sinh
học
Tạo các giống ngô hai bắp.
Tạo các giống ngô thấp cây.
Tạo các giống có lá cứng.
Tạo các giống ngô chín sớm.
Tạo các giống ngô chống chịu hạn, đổ và chống
chịu một số sâu bệnh chính.
3.6. Di truyền một số đặc điểm và tính trạng
3.6.1. Di truyền một số tính trạng hình thái và năng suất
Hình thái của ngô được điều khiển bởi đa gen.
Chiều cao cây ngô có 10 QTL ảnh hưởng đến tính trạng này nằm
trên 6 NST khác nhau.
Hui và cs, 1994 nhận biết 30 QTL ảnh hưởng đến chiều cao đóng
bắp ở ngô và có ảnh hướng và tương quan chặt với chiều cao cây.
Di truyền thấp cây do gen lùn brachytic-2 (br2) điều khiển làm
ngắn các lóng thân phía dưới vị trí đóng bắp 20 đến 30%.
Có 5QTL ảnh hưởng đến các tính trạng của cờ và 9 QTL ảnh hưởng
đến tính trạng của bắp ngô.
Hình 3.4 Vị trí QTL liên quan đến năng suất trên NTS số 1, 5 và 9
(nguồn H. Rahman và cộng sự, 2011)
3.6.2. Di truyền tính trạng chất lượng
Hình 3.5. Vị trí nhiễm sắc thể của gen zein khác nhau (nguồn: Gibbon và Larkin, 2005)
Di truyền hàm lượng dầu trong hạt như axít linoleic do một gen
đơn điều khiển với allele lặn ln1 tạo ra hàm lượng axít lioleic cao.
Di truyền chất lượng của ngô nếp do đột biến Wx điều khiển hình
thành nội nhũ sáp.
Ngô nếp ăn tươi một chỉ tiêu chất lượng quan trọng là vỏ hạt
mỏng, có 33 QTL nhận biết của 5 tính trạng vỏ mỏng (UG,LG,
UA,LA và đầu hạt).
Di truyền chất lượng của ngô đường với các đặc điểm là nội nhũ
mịn, ngọt, có mùi thơm, do rất nhiều gen lặn điều khiển.
Ngô mang gen đột biến su1 và sh2 có nồng độ đường (sucrose) cao
gấp 3 đến 8 lần ngô hoang dại
3.6.3. Di truyền tính trạng chống chịu điều kiện bất thuận
Phân tích phối hợp vùng genome đã nhận biết các QTL nằm trên
NST số 1,3,5,6, và 8 ảnh hưởng đến khả năng chịu hạn.
Một QTL tính trạng mật độ rễ, khối lượng khô của rễ, tổng sinh
khối, hàm lượng nước liên kết, hàm lương ABA trong lá trên
nhiễm sắc thể số 1 và 7.
Ba yếu tố ảnh hưởng đến chịu ngập đã được công bố là: (1) khả
năng sinh trưởng của rễ bất định trên bề mặt đất trong thời gian
ngập; (2) khả năng hình thành rễ hảo khí; và (3) chịu độc tố (như
Fe2+, H2S) dưới điều kiện ngập nước.
Tính trạng chịu lạnh và sức sống khỏe đều có di truyền số lượng
và phức tạp vì vậy có khó khăn trong tạo giống. Hiện nay nhận
biết 9 QTL chịu lạnh và 6 QTL cho sức sống khỏe giai đoạn đầu.
3.6.4. Di truyền tính trạng kháng bệnh
Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí
và locus kháng bệnh trên NST ngô
Bệnh Vi sinh vật
Phương pháp
phân tích
Cỡ/loại quần thế
Vật liệu di truyền Z
( germplasm)
Đốm lá lớn
(Northern corn
leaf blight)
Exserohilum
turcicum
SIM 121 F2:3 B52 x Mo17
SIM 150 F2:3 B52 x Mo17
CIM 220 F3 D32 x D145
SIM 230 F2:3 Z3 x P138
CIM 194 F2:3 Lo951 x CML 202
CIM 194 F2:3 Lo951 x CML 202
CIM 196 F3:4 Đất cao x Đất thấp
CIM 157 F2:3 IL731a x W6786
LA 4/cặp NIL, 95 F2 DF20 x LH146Ht
LA n/a, BC1 W22Hm1 x A619 Ht1
LA Một số NIL,124F2 A619 Ht2 x W64A
Đốm lá ngô
(Northern corn
leaf spot)
Cochliobolus
carbonum
R.R. Nelson
LA 60 BC1 (K61 x Pr1)xPr1
LA n/a n/a
Đốm xám lá
Gray leaf spot
Cercospora
sorghi Ellis &
Everh
CIM 230 F2 Propietary F2
SIM 239F2:3 Va14 x B73
SIM 139 F2:3 ADENT x B73rhm
CIM 301 BC1S1 FR1141 x 061
CIM 100F2:4 VO613Y x Pa405
Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí
và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)
Bệnh Vi sinh vật
Phương pháp
phân tích
Cỡ/loại quần
thế
Vật liệu di truyền Z
( germplasm)
Đốm lá nhỏ
Southern corn
leaf bligh
Cochliobolus
heterostrophu
s (Drechs.)
ANOVA 139F2:3 ADENT x B73rhm
CIM 192 RIL B73 x Mo17
CIM 196F2:4 Dòng thuần đất cao x đất thấp
LA 102 F2:3 RH95rhm x B73
Gỉ sắt miền
Nam
Rust, southern
corn
Puccinia
polysora
nderw.
CIM 196 F3:4 Dòng thuần đất cao x đất thấp
ANOVA 165 | F2 Z-95 × Z-93
ANOVA 140 | F2:3 (B73Ht × Mo17Ht) × 1416-1
LA n/a n/a
Gỉ sắt
Common rust
Puccinia
sorghi
CIM 280 | F3 KW1265 × D146
CIM 157 | F2:3 IL731a × W6786
ANOVA and MR 178 | RIL (BS11(Fr)C7) × FrMo17
LA 3,450 | TC (Rp1-G R168 × Rp5 R168) ×
Oh43 and H95
LA 427 | TC rp3/rp3 line × Rp3-D R168
(see publication)
NA n/a n/a
Bệnh mốc
sương (Downy
mildews)
Peronoscleros
pora
ANOVA 94 | RIL G62 × G58
CIM 135 | RIL Ki3 × CML139
Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí
và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)
Bệnh Vi sinh vật
Phương
pháp
phân tích
Cỡ/loại quần
thế
Vật liệu di truyền Z
( germplasm)
Bệnh ung
thư
ngô(Commo
n smut)
Ustilago maydis CIM 280 | F3 KW1265 × D146
ANOVA 178 | RIL (BS11(Fr)C7) × FrMo17
Bệnh nấm
thối thân và
bắp (Ear
and stalk
rots)
Fusarium
moniliforme
CIM 238 and 206 |
F2
B.P.R.L. BA90 39-1-2-2-3 ×
Pob.800C5 HC37-2-1-1-2-B
Aspergillus
flavus
ANOVA 217 | BC1S1;
265 | TC
B73 × Oh516; LH185
Gibberella zeae Hồi quy 112 | F3 B89 × 33-16
Colletotrichum
graminicola
CIM 49 and 231 |
F2; 158 and
151 | F3
DE811ASR × DE811;
DE811ASR × LH13
Bệnh nấm
cúc (mốc)
Aflatoxin
Aspergillus
flavus
CIM 210 | F2:3 Mp313E × B73
ANOVA 217 | BC1S1 B73 × Oh516
Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí
và locus kháng bệnh trên NST ngô (tiếp)
Bệnh Vi sinh vật
Phương pháp
phân tích
Cỡ/loại quần
thế
Vật liệu di truyền Z
( germplasm)
Virus xoăn lùn
(Stewart’s wilt
Viral diseasese)
Erwinia
stewartii
MSV
CIM 157 | F2:3 IL731a × W6786
ANOVA 87 | RIL Tzi4 × Hi34
SIM 65 | F2:3 D211 × B73
CIM 91 | F2:3 B73 × CIRAD390
SIM 7 | RIL T Tzi4 × Hi34
CIM 96 | F2:3 Lo951 × CML202
SMV CIM 121 | F3 F7 × FAP1306A
CIM 19 | F3 D32 × D145
MMV ANOVA and SIM 91 | RIL Hi31 × Ki14
MCDV ANOVA and CIM 316 | F2 Oh1V1 × Va35
WSMV ANOVA 129 | RIL B73 × Mo17
LA 100 | F2 Pa405 × Oh28
MDMV LA 1,488 | BC1;
187 | F2;
669 | F2:3
Pa405 × yM14; polB73 ×
Pa405
R-gene analogs
n/a
LA Several (see
publication)
Several (see publication)
LA 4 | RIL; 84 |
F2:3
B73 × Mo17; D32 × D145
3.7. Chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do
3.7.1. Chọn lọc cải tiến quần thể
Cải tiến giống ngô (Zea mays L.) gồm hình thành, đánh giá, chọn
lọc và tái tổ hợp các gia đình hoặc dòng tự phối, bởi vì giống mới
phải tổ hợp được nhiều tính trạng mong muốn.
Những phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể ngô đã được trình
bày trong phần chọn giống đại cương bao gồm:
1.Chọn lọc hỗn hợp (Mass selection)
2.Chọn lọc bắp trên hàng (Ear to row selection)
3.Chọn lọc bắp trên hàng cải tiến (modified ear-to-row selection)
4.Chọn lọc half-sib
5.Chọn lọc half-sib dựa trên con cái lai thử (half-sib with inbred tester)
6.Chọn lọc full-sib
7.Chọn lọc full-sib thuận nghịch (reciprocal full-sib)
8.Chọn lọc con cái S1, S2 (S1-progeny, S2-progeny)
Các phương pháp chọn lọc trên được cải tiến và phát triển thêm
để chọn lọc đối với các quần thể và tính trạng khác nhau.
Tuy nhiên theo A.E. Melchinger, 2006, các phương pháp chọn lọc
chu kỳ (RS) trình bày trên là một quá trình theo chu kỳ gồm ba
pha chính là:
(i)Phát triển con cái,
(ii)Đánh giá con cái và
(iii)Tái tổ hợp những con cái được chọn như hình sau
Hình 3.6 Mô
hình chọn lọc
chu kỳ tổng
quát của
Backer,1993
Hình 3.7 Sơ đồ chọn lọc Full-sib chu kỳ cải tiến của C. Flachenecker,
M. Frisch, K.C.Falke, A.E. Melchinger, 2006 )
Hình 3.8 Sơ đồ chọn lọc MABC tổng quát thực hiện tại CIMMYT
(nguồn Jean-Marcel Ribaut và cs, 2007)
3.7.2. Tạo giống ngô tổng hợp (Thụ phấn tự do)
1. Chọn 8-10 gia đình tốt nhất từ chương trình chọn lọc chu kỳ. Hạt của
các gia đình ưu tú này còn lại đang cất trữ tạo lai diallel cây với cây
để hình thành nên OPV.
2. Lai diallel giữa 10 hoặc ít hơn 10 kiểu gen dễ thực hiện và tái hợp
hoàn chỉnh hơn giảm thểu cận phối.
3. Trong một khối lai nếu một gia đình có cây khác với các cây trong gia
đình ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng và phát triển nào của chúng có
thể loại bỏ trước hoặc sau thụ phấn. Các cây khác trong gia đình thụ
phấn bằng cây không mong muốn đó cũng phải loại bỏ
4. Các OPV có thể phát triển bằng tái tổ hợp các dòng tự phối ưu tú từ
các quần thể không trong chương trình chọn lọc cải tiến.
5. Giống TPTD có thể bằng lai giữa 4 đến 5 giống lai đơn, lai ba và lai
kép, nhưng giống lai đó phải là giống lai giữa các dòng tự phối.
6. Hạt F1 nên nhân sang F2 thụ phấn bằng tay và sử dụng một trong 2
phương pháp sau để cung cấp đủ hạt cho đánh giá và duy trì OPV và
giảm bắt ảnh hưởng ưu thế lai (hình 3.6).
Hình 3.6 Tạo giống và nhận được hạt F2 từ chương trình chọn lọc chu kỳ
(nguồn CIMMYT,1999)
a. Quy trình chọn lọc hỗn hợp đơn giản:
Bước 1: Gieo trồng quần thể nền (2000 cây), đánh
giá các cá thể trong quần thể đối với tính trạng cần
cải tiến; chọn 200 cây tốt (10%) để thu bắp.
Bước 2: Thu hoạch một lượng hạt bằng nhau từ 200
cây được chọn, trồng trong điều kiện cách ly và cho
giao phối với nhau.
Bước 3: Lặp lại bước 1 & 2, nhiều chu kỳ.
- Chọn lọc sau thụ phấn- kiểu hình cây mẹ
- Chọn lọc trước thụ phấn- chọn cả bố lẫn mẹ
b. Chọn lọc hỗn hợp cải tiến (Stratified Selection)
Do Gardner đề xuất (1961) để giảm biến động do sự
không đồng nhất về đất đai.
Vụ 1:
Gieo 7.500 đến 10.000 cây, mật độ thưa để dễ phân
biệt hình của các cá thể.
Trồng cách ly để tránh lẫn tạp sinh học.
Chia ruộng chọn lọc thành những ô nhỏ có diện tích
tương đương nhau (khoảng 60-100 ô).
Các vụ sau:
Mỗi vụ chọn ra những cây tốt nhất, chiếm khoảng 15-
20% số cây trong quần thể.
Cường độ chọn lọc phụ thuộc vào loài cây. Ví dụ ở
ngô, cường độ chọn lọc là 5% như vậy số bắp chọn ở
mỗi ô là 5 bắp (mỗi ô 100 cây).
Hạt được hỗn hợp lại gieo để chọn lọc cho chu kỳ sau
(mỗi vụ là 1 chu kỳ).
Một phần hạt của mỗi chu kỳ được trồng so sánh với
các chu kỳ trước để thấy được hiệu quả chọn lọc.
Sơ đồ
chọn lọc hỗn hợp cải tiến
c. Phương pháp chọn lọc chu kỳ
Khái niệm: Chọn lọc chu kỳ là quy trình chọn lọc nhằm
tăng tần số gen trong quần thể, lặp lại theo chu kỳ, duy
trì các biến dị di truyền trong các chu kỳ chọn lọc.
Các bƣớc trong 1 chu kỳ chọn lọc:
- Chọn cá thể
- Đánh giá
- Giao phối cá thể đƣợc chọn để tạo quần thể cho chu
kỳ mới (tái tổ hợp).
Sơ đồ chọn lọc chu kỳ
d. Chọn lọc chu kỳ gia đình half- sib (HS)
• Quy trình chọn lọc chu kỳ gia đình half-sib (HS)
A x B X
A x C Y
• X và Y là half- sib hay anh em nửa máu (cùng mẹ khác
cha)
• Có nhiều phƣơng thức chọn lọc gia đình nửa máu,
đƣợc phân biệt bởi:
- Vật liệu thử
- Mức độ kiểm soát bố mẹ
- Cách sử dụng hạt cho giao phối để tái thiết quần thể
mới.
e. Phương pháp bắp theo hàng
f. Phương pháp bắp trên hàng cải tiến
Vụ 1: Chọn cây tốt dựa vào kiểu hình
Vụ 2: Gieo 1 phần hạt thu hoạch thành hàng con cái ở 3
điểm để đánh giá năng suất thế hệ con cùng đối chứng.
Vụ 3: Tại điểm chọn lọc, 1 phần hạt đƣợc gieo thành 2 dãy
hàng trong khu cách ly:
- Dãy hàng mẹ: hạt của mỗi 1 cá thể đƣợc gieo riêng
- Dãy hàng bố: Hỗn hợp số hạt bằng nhau từ mỗi cá thể
đã chọn
- Dãy hàng mẹ đƣợc thụ phấn từ hàng bố.
f. Chọn lọc nửa máu (half-sib) dựa vào năng suất con cái
Vụ thứ 1: Chọn lọc 50-100 cây từ quần thể ban đầu. Thu
hạt riêng từng cây và bảo quản hạt.
Vụ thứ 2: Chia đôi số hạt thu đƣợc, một nửa hạt đem dự
trữ, nửa khác đem gieo ở khu cách ly để đánh giá năng
suất con cái của cây đƣợc chọn từ vụ thứ nhất.
Vụ thứ 3: Quần thể đƣợc tái hợp:
Từ số hạt (bằng nhau) của 5 đến 10 con cái đã đựơc đánh giá là tốt
nhất (về năng suất) tại ruộng thử nghiệm trong vụ thứ 2.
Từ hạt dự trữ của 5-10 dòng đƣợc đánh giá là tốt thông qua kết quả
thử nghiệm năng suất ở vụ thứ 2.
Hai quần thể trên trồng trong khu cách ly cho chúng tự do phát triển
để hình thành quần thể mới. Hạt thu hoạch ở vụ 3 có thể sử dụng
theo 3 hƣớng chính:
+ Giống tự do thụ phấn mới
+ Trồng làm quần thể cho chu kỳ chọn lọc tiếp theo
+ Trồng làm quần thể tự phối cho chƣơng trình tạo giống ƣu thế lai
g. Chọn lọc nửa máu (half-sib) dựa vào năng suất con lai thử
h. Chọn lọc chu kỳ gia đình full-sib
A x B K, M, L
C x D X, Y, Z
K, M, L là một gia đình full-sib (cả máu)
X, Y, Z là gia đình full-sib (cả máu)
i. Chọn lọc gia đình tự phối
g.Chọn lọc chu kỳ theo khả năng kết hợp chung
Ở phƣơng pháp này những cây chọn từ quần thể khởi
đầu đƣợc tự phối, đồng thời lai với giống dị hợp là vật
liệu thử.
Nếu 2 thao tác không thể tiến hành trên 1 cây thì lấy 1
phần hạt tự phối gieo thành S1 ở năm sau lai với vật liệu
thử.
Ở vụ sau các cây đƣợc đánh giá về năng suất và các
tính trạng cần cải tiến, cá thể tốt nhất đƣợc chọn lọc.
Hạt tự phối dự trữ đƣợc sử dụng để tạo quần thể mới
cho chu kỳ chọn tiếp theo.
k. Chọn lọc chu kỳ theo khả năng kết hợp riêng
Khác với phƣơng pháp chọn lọc chu kỳ theo khả năng
phối hợp chung, vật liệu thử là dòng tự phối.
Quy trình:
Vụ 1: Cây tự thụ đƣợc chọn, đồng thời lai với các cây
làm vật liệu thử trong quần thể khác.
Vụ 2: Đánh giá năng suất của con lai thử, tốt nhất
bằng thí nghiệm lặp lại ở ít nhất 2 điểm trong điều kiện
cách ly, chọn lọc gia đình HS ƣu việt.
Vụ 3: Gieo hạt tự phối của các gia đình đƣợc chọn và
cho giao phối để tạo ra quần thể chu kỳ 1.
Vụ 4-6: Tiến hành chu kỳ thứ 2, lặp lại nhƣ từ năm 1-3
cho mỗi chu kỳ.
Bước 1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền
Thu thập nguồn vật liệu di truyền phục vụ chọn tạo giống ngô ưu
thế lai bao gồm: giống thụ phấn tự do, giống lai thương mại, dòng
tạo giống, dòng thuần.
Nguồn vật liệu đáp ứng cho mục tiêu tạo giống cụ thể như năng
suất, chất lượng, chống chịu và xa nhau về di truyền.
Nguồn gen ngô địa phương có giá trị làm nguồn vật liệu tự phối,
Các giống ngô địa phương thụ phấn tự do rất có giá trị để phát
triển dòng thuần trong chương trình tạo giống ngô ưu thế lai.
3.8. Chọn giống ngô ưu thế lai
Tạo giống ưu thế lai ở ngô trên cơ sở
Phát triển dòng thuần bằng tự phối 7 đến 8 thế hệ
Đánh giá khả năng kết hợp (KNKH)
Cuối cùng sản xuất hạt lai thương mại (Hallauer và cs., 1988).
Nhìn chung chọn tạo giống ngô ưu thế lai chi tiết hơn trên cơ sở
qua 5 bước sau:
1. Thu thập nguồn vật liệu di truyền
2. Phát triển dòng thuần
3. Thử khả năng kết hợp
4. Đánh giá tổ hợp lai
5. Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai
Bước 2: Phát triển dòng thuần
•Phát triển dòng thuần tiêu chuẩn bằng tự thụ phấn cưỡng bức
Hình 3.10. Sơ đồ các bước tạo giống đã sử dụng để phát triển hai dòng ngô
thuần ND2005 và ND2006 (nguồn Carena và cs,2009)
•Phát triển dòng thuần đơn bội kép (DH) bằng nuôi cấy bao phấn (in vitro)
Hình 3.11 Sơ đồ quá trình tạo dòng DH bằng nuôi cấy bao phấn
(nguồn Ingrid E. Aulinger, 2002)
•Phát triển dòng thuần đơn bội kép bằng kích tạo đơn bội (in vivo)
Hình 3.12 Sơ đồ kích tạo đơn bội In vivo ở ngô
(nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)
Hình 3.13 Marker nhận biết hạt đơn bội
(nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)
Bao cờ, bao bắp tạo dòng tự phối
Bước 3: Thử KNKH chung và KNKH riêng
• Khả năng kết hợp là khả năng của một dòng tự phối
khi lai với dòng khác (giống khác) tạo ra thế hệ con có
năng suất cao.
• Khả năng kết hợp chung (KNKHC)- khả năng cho ưu
thế lai của một dòng tự phối với các dòng khác, được
đo bằng năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp mà
dòng đó tham gia.
• Khả năng kết hợp riêng (KNKHR)- khả năng cho ưu
thế lai của một dòng tự phối khi đem lai với một dòng
cụ thể khác. KNKHR được đo bằng độ lệch năng suất
được dự đoán thông qua KNKHC.
• Kiểm tra KNKHC của các dòng tự phối bằng tester. Có thể
dùng 1-3 tester để xác định dòng có KHKH tốt.
• Lai kiểm tra các dòng tự phối có KNKHC cao với nhau để
kiểm tra KNKHR để tìm ra tổ hợp có năng suất cao nhất
• Dùng các dòng tự phối để tạo các giống:
- Lai đơn
- Lai ba
- Lai kép
- Giống lai quần thể (hỗn hợp các dòng, lai đơn, lai kép)
Thử KNKH chung
các dòng tự phối
1
2
Vật liệu thử
(Tester)
3
4
5
.
n
Thử KNKH riêng
• Sau khi thử KNKH chung, các dòng có KNKH chung cao
nhất được tiến hành thử KNKH riêng giữa các dòng tự phối
ưu tú với nhau để xác định tổ hợp có năng suất vượt trội
(ưu thế lai cao nhất).
• Thử KNKH riêng được tiến hành theo sơ đồ lai diallen do
Griffing đề xuất và xây dựng mô hình phân tích.
• Trong nghiên cứu di truyền số lượng và thực tế tạo giống
người ta áp dụng 4 sơ đồ lai diallen sau đây:
• Sơ đồ 1: Gồm lai thuận, lai nghịch kết hợp tự phối, N= n2
• Sơ đồ 2: Lai một chiều kết hợp tự phối, N = n(n+1)/2
• Sơ đồ 3: Lai thuận nghịch không có tự phối, N = n(n-1)
• Sơ đồ 4: Không có lai nghịch và tự phối, N= n(n-1)/2
Sơ đồ 1: Lai thuận nghịch và tự phối, N= n2 = 52 =25
k
i
1 2 3 4 5
1 1 x 1 1 x 2 1 x 3 1 x 4 1 x 5
2 2 x 1 2 x 2 2 x 3 2 x 4 2 x 5
3 3 x 1 3 x 2 3 x 3 3 x 4 3 x 5
4 4 x 1 4 x 2 4 x 3 4 x 4 4 x 5
5 5 x 1 5 x 2 5 x 3 5 x 4 5 x 5
Sơ đồ 2: Lai thuận và tự phối, N= n(n+1)/2 = 5x6/2 =15,
k
i
1 2 3 4 5
1 1 x 1
2 2 x 1 2 x 2
3 3 x 1 3 x 2 3 x 3
4 4 x 1 4 x 2 4 x 3 4 x 4
5 5 x 1 5 x 2 5 x 3 5 x 4 5 x 5
Sơ đồ 3: Lai thuận nghịch, không có tự phối
N= n(n-1) = 5x4 =20
k
i
1 2 3 4 5
1 1 x 2 1 x 3 1 x 4 1 x 5
2 2 x 1 2 x 3 2 x 4 2 x 5
3 3 x 1 3 x 2 3 x 4 3 x 5
4 4 x 1 4 x 2 4 x 3 4 x 5
5 5 x 1 5 x 2 5 x 3 5 x 4
Sơ đồ 4: Lai thuận, không có tự phối
N= n(n-1)/2 = 5x4/2 =10
k
i
1 2 3 4 5
1
2 2 x 1
3 3 x 1 3 x 2
4 4 x 1 4 x 2 4 x 3
5 5 x 1 5 x 2 5 x 3 5 x 4
Bước 4: Đánh giá con lai
• Thời gian sinh trưởng
• Sinh trưởng của cây (chiều cao cây/sức sống),
• Thích hợp với thổ nhưỡng/vùng nào;
• Độ đồng đều cây, bộ lá; màu lá lá tới khi thu hoạch;
• Mật độ trồng,
• Chiều cao đóng bắp; chiều dài trung bình bắp; Đồng đều bắp,
đóng hạt; độ sâu cay lõi
• Số hàng hạt/ bắp; số hạt/ hàng; Trọng lượng 1000 hạt; màu
hạt;
• Năng suất thực thu
• Lá bi bao bắp,
• Khả năng chống chịu sâu bệnh/hạn,
• Đánh giá đổ ngã;
• Thị hiếu của nông dân và của thị trường.
3.9. Chọn tạo giống ngô cho mục tiêu đặc thù
3.9.1. Chọn tạo giống ngô chất lượng protein cao (QPM)
Bảng 3.8 Hai Phương pháp tiếp cận chọn tạo giống ngô QPM
Tiếp cận
Truyền thống Phân tử
Phương pháp
tạo giống
Sự cải tiến Non-QPM thành QPM bằng lai trở lại
+Phương pháp phả hệ Non-QPM x QPM
+Phương pháp phả hệ QPM x QPM
Thành phần
Vật liệu non –QPM ưu tú
Vật liệu cho (donor) QPM tốt
Các tester chuẩn cho khả năng đánh giá kết hợp
Các marker phân tử
Bước 1 Nhận biết o2o2 (xác định chất lượng) và nội nhũ cứng
Công cụ Bảng sáng Marker phân tử và hộp
sáng
Bước 2 Xác định lysine và triptophan và protein (xác định số lượng)
Công cụ Phòng thí nghiệm hoá sinh
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Vivek và cs,2008)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
1 F1(BC0F1) Nếu sử dụng dòng N tự
phối làm cây cho:
+Trồng 1 hàng (17-26
cây) của dòng donor
QPM gọi là dòng (Q)
+Trồng 20 hàng ngô
thường giao phấn OPV
gọi là dòng (N)(ít nhất
250 cây)
Hỗn hợp của 75 cây dòng N thụ cho 5 cây
dòng Q đến nhân được F1.
Bẻ cờ các cây dòng N mà đã lấy phấn để
hỗn hợp để thụ 2 lần cho 5 cây dòng Q
Sử dụng ít nhất 200 cây dòng N trong quá
trình này
Thu hoạch chọn lọc ít nhất 10 bắp F1
Hỗn hợp hạt F1 hình thành từng gia đình
F1(BC0F1) Nếu sử dụng donor là
giống giao phấn
+Trồng 20 hàng (ít nhất
250 cây)của dòng N thụ
phấn tự do và 20 hàng
(ít nhất 250 cây )dòng
QPM donor
Hỗn hợp phấn của 75 cây donor (OPV) thụ
cho 75 cây dòng N tạo hạt F1,khử cờ các
cây donor đã thụ phấn ,lặp lại quá trình thu
phấn hỗn hợp phấn và thụ phấn 2 lần nữa.
Sử dụng 200 cây OPV lấy lại nền di truyền
và 200 cây donor OPV trong quá trình này
Thu hoạch và chọn lọc ít nhất 20 bắp F1 từ
các bắp này hỗn hợp hạt F1 để tạo các gia
đình
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 2 Chủ yếu
tiến bộ
đến
F2(BC0F2)
Trồng 15 hàng
(255-390 cây)
của hạt F1 đã
hỗn hợp
trên(hoặc 3-5
gia đình F1,mỗi
gia đình trồng
15 hàng
Chọn các cây khoẻ ,chống chịu bệnh và các đặc
điểm nông học mong muốn,F1 x F1 tạo F2 (ít nhất
tự phối 15 cây)
Thu hoạch 300 bắp sạch bệnh ,hỗn hợp hạt F2 và
dự trữ hạt còn lại để làm đại diện làm quần thể F2
Kiểm tra nội nhũ trên bàn sáng chọn những cá
thể có nội nhũ điểm 3(có thể chọn cả điểm 2 nếu
điểm 3 không đủ). Vì vậy khoảng 80%hạt điểm 1
bị loại bỏ (75% bình thường kiểu O2O2 hoặc
O2o2 và 5% o2o2 do không thể phân biệt được )
10% không cải tiến nội nhũ /opque 2(mức 4-5)
Thông thường 10% hat còn lại được chọn lọc sau
quá trình này (phụ thuộc vào nguồn vật liệu di
truyền)
Nếu sử dụng nhiều hơn 1 donor QPM,chuyển 20
mẫu hạt (đã chọn lọc ở điểm 3)từ mỗi gia đình F2
đến phòng thí nghiệm để phân tích
tryptophan,mất khoảng 1 tháng để phân tích.
Loại bỏ tất cả các gia đình có hàm lượng
tryptophan <0.075%
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 3 Hình
thành
BC1F1
Trồng 5 hàng (85-130
cây)của gia đình
F2(o2o2) đã chọn và có
hàm lượng
tryptophan cao
nhất,chỉ trồng 1
hạt/hốc. trồng 10
hàng (170-260 cây
)của bố mẹ N phía
khác để so sánh kiểu
hình.
Chọn lọc trong gia đình có cây giống như bố
mẹ N(lấy lại nền di truyền )
Hỗn hợp phấn của 75 cây N thụ cho các cây F2
để hình thành BC1F1,rút các cây đã thụ phấn,
lặp lại thụ phấn hỗn hợp và thụ cho BC0F2 thêm
2 lần nữa.
Sử dụng 200 cây N thụ phấn tự do OPV trong
quá trình này.
Thu hoạch 20 bắp khoẻ ,tạo composite cân
bằng và dự trữ hạt còn lại để làm đại diện cho
BC1F1
Vụ 4 BC1F1 Trồng 5 hàng(985-
130 cây) của
composine cân bằng
BC1F1
Chọn lọc các cây khoẻ ,chống bệnh và có tính
trạng mong muốn.
Tự phối tất cả các cây chọn để tiến tới BC1F2..
thụ phấn ít nhất 75 cây để tăng tần suất cải
tiến
Thu hoạch 30 bắp sạch bệnh ,gói mỗi bắp trong
1 túi riêng.
Mỗi bắp của 1 cây BC1F2 phải kiểm tra trên
bảng sáng dể chọn lọc các bắp có hạt điểm 2 và
3. chọn bắp có tần suất cải tiến hạt cao hơn.
Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi cá thể chọn đưa đến
phòng thí nghiệm phân tích triptphan.
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 5 Hình
thành
BC2F1
Trồng mỗi gia
đình BC1F2 theo
bắp trên hàng
(30 hàng)trồng
1 hạt/khóm
Loại bỏ các hàng có hàm lương triptophan
<0.0075%
Chọn lọc các cây chống bệnh trong gia đình và có
tính trạng mong muốn như bố mẹ N (lấy lại nền di
truyền, chọn lọc trên chỉ thị kiểu hình)
Hỗn hợp phấn của 75 cây bố mẹ N thụ phấn cho các
cây chọn trên các hàng của các gia đình BC2F1 ,thu
phấn từ 1 cây,rút cờ cây này để tránh thụ phấn 2
lần.
Lặp lại quá trình thu phấn và thụ phấn 2 lần cho các
cây N.
Sử dụng ít nhất 200 cây củ bố mẹ N giao phấn cho
quá trình này.
Thu hoạch tối thiểu 10 bắp chống bệnh tốt nhất của
1 gia đình BC1F2
Tạo composite cân bằng với cùng số hạt từ 1 bắp
chọn lọc của mỗi gia đình đại diện BC2F1
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 6 Tiến bộ
BC2F2
Trồng 5 hàng
(85-130 cây)
của composite
cân bằng BC2F1
Chọn lọc các cây khoẻ chống bệnh và có những tính
trạng nong học mong muốn
Tự thụ phấn tất cả các cây chọn để tạo ra BC2F2 ít
nhất 75 cây để tăng tần suất cải tiến.
Thu hoạch 30 bắp sạch bệnh, vỏ mỗi bắp cho vào 1
túi riêng
Mỗi bắp BC2F2 đem so trên bảng sáng để chọn các
hạt điểm 2.
Các bắp chọn cũng phải có tần suất cải tiến chất
lương cao hơn
Lấy một mẫu 20 hạt từ 1 bắp BC2F2 (có điểm hạt ở
mức 2)chuyển đến phòng hàm lượng phân tích
tryptophan.
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 7 Hình thành
BC3F1
+trồng mỗi gia đình
BC2F2 băng theo hàng
(30 hàng). Trồng 1
hạt/khóm
+trồng 5 hàng(85-
130 cây) của bố mẹ N
trên mỗi phía để so
sánh kiểu hình
Chọn lọc các gia đình trên cơ sở phân tích
hàm lượng tryptophan loại bỏ các gia đình
tryptophan <0.075% bỏ đi 8-10 gia đình
Chọn các cây trong các gia đình còn lại
chống bệnh , chống đổ và toàn bộ tính trạng
nông học giống như bố mẹ N(dòng lấy lại
nền di truyền)
So sánh mỗi BC2F2 về nông học với bố mẹ N
và chỉ thụ phấn những gia đình tốt nhất
giống như bố mẹ N
Hỗn phấn 75 cây bố mẹ N và thụ cho tất cả
các chọn cây trên hàng của gia đình BC2F2
để hình thành BC3F1
Rút cờ các cây sử dụng để tránh sử dụng 2
lần
Lặp lại hỗn phấn và thụ phấn 2 lần
Thu 20 bắp của mỗi gia đình tạo composite
căn bằng sử dụng tất cả các bắp chọn ở mỗi
gia đình BC2F2 để biểu hiện BC3F1
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 8 BC3F2 +trồng 5 hàng
(85-130 cây) từ
mỗi composite cân
bằng BC3F1
+trồng 5 hàng
(85-130 cây) của
bố mẹ N bên cạnh
để so sánh kiểu
hình
Các cây chọn có đặc điểm chống bệnh
và tính trạng mong muốn khác
Tự thụ phấn tất cả các cây chọn trong
mỗi gia đình BC3F1 để tạo BC3F2
So sánh mỗi gia đình về nông học với
mỗi bố mẹ N và tự thụ phấn các gia
đình tốt giống bố mẹ N nhất
Thu hoạch 30 bắp trên các cây chọn
chống BC3F1, vỏ bắp gói riêng
Các bắp BC3F2 nên soi trên bảng sáng
để chọn hạt của những gia đình đã
cải tiến ở mức 2
Các bắp không cải tiến bỏ đi
Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi bắp BC3F2 (hạt
điểm 2)gửi đến phòng phân tích thí
nghiệm triptophan
Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngô QPM (Tiếp)
Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn
Vụ 9 BC3F3 +Trồng mỗi gia
đình BC3F2 chọn lọc
bắp trên hàng (30
hàng)
+Trồng xen 3 hàng
bố mẹ N với 10 gia
đình để so sánh
hiểu hình
Chỉ chọn các gia đình các hàm lượng
proein và triptophan cao
Tự thụ phấn 8 cây tốt nhất ở BC3F2 để
tạo BC3F3
Khi thu hoạch chọn các bắp chống bệnh
So sánh nông học BC3F2 với bố mẹ N và
chọn gia đình tốt nhất có hàm lượng
protein và triptophan cao
Vụ 10 Tiến hành lai
kiểm tra QPM
Trồng các gia đình
BC3F3 đã chọn và
các dòng bình
thường
Lai 1 dòng bình thường với 1 dòng đã lấy
được QPM với 1 tester phù hợp từ nhóm di
truyền đối ngược
11,12 Thử nghiệm
năng suất
Lai thử So sánh dòng ngô bình thường cùng với
QPM ở QPM ở 3 -5 địa phương để kết luận
3.9.2. Chọn tạo giống ngô đường
Hình 3.17 sơ đồ chọn lọc trong chọn tạo giống ngô đường
(nguồn Yousef và Jonh A. Juvik,2001)
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
3.9.3. Chọn tạo giống ngô nếp
Hình 3.18 Sơ đồ phát triển quần thể MAS ở ngô nếp (nguồn Collard và cs, 2008)
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- chuong_3_chon_tao_giong_ngo_5059.pdf