Luận án: Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn phục vụ chuyển đổi cây trồng miền núi phía Bắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ----- ----- ----- ----- BÙI VĂN HIỆU HÀ TẤN THỤ NGHIÊN CỨU CHỌN CHỌN TẠO GIỐNGTẠO NGÔGIỐNG CHỊUNGÔ HẠNLAI PHÙVỤ PHỤC HỢP VỚI CHUYỂN CHUYỂN ĐỔI ĐỔI CƠ CẤU CƠ CẤU CÂYCÂY TRỒNG TRỒNG CHOVÙNG MỘTĐÔNG BẮC SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống Cây trồng Mã số: 9.11 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học 1. Trịnh Khắc Quang 2. Bùi Mạnh Cường HÀHÀ NỘI, NỘI, 2020 2022 Tieu luan BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ----- ----- BÙI VĂN HIỆU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ CHỊU HẠN PHỤC VỤ CHUYỂN ĐỔI CƠ CẤU CÂY TRỒNG CHO MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống Cây trồng Mã số: 9.11 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học 1. Mai Xuân Triệu 2.

Đặng Trọng Lương HÀ NỘI, 2022 Tieu luan i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án tiến sỹ của mình, tôi luôn nhận được sự ủng hộ và giúp đỡ của các cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Mai Xuân Triệu và PGS. Đặng Trọng Lương đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, tập thể cán bộ Bộ môn Chọn tạo giống ngô đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Ban Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi và quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình học tập của mình. Nhân dịp này tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là gia đình vợ con đã luôn động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày …… tháng ….

năm 2022 Tác giả Bùi Văn Hiệu Tieu luan ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự chỉ dẫn của các Thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của đồng nghiệp. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực, các thông tin trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu đã công bố trong luận án. Tác giả Bùi Văn Hiệu Tieu luan iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.

i LỜI CAM ĐOAN. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC BẢNG. viii DANH MỤC HÌNH.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. Mục tiêu của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài.

Những đóng góp mới của đề tài. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC. Tổng quan sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam. Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô trên thế giới.

Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô ở Việt Nam. Đặc điểm kinh tế, xã hội và tình hình sản xuất ngô ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Đặc điểm tự nhiên xã hội vùng miền núi phía Bắc. Tình hình sản xuất ngô ở các tỉnh miền núi phía Bắc.

Mục đích yêu cầu của chuyển đổi cơ cấu cây trồng có ngô ở các tỉnh Miền núi phía Bắc. Tình hình nghiên cứu chọn tạo và sử dụng giống ngô lai chịu hạn. Cơ sở sinh lý, di truyền của tính chịu hạn ở cây ngô. Ảnh hưởng của hạn tới sinh trưởng phát triển và năng suất của cây ngô.

Một số quan điểm về chọn tạo giống ngô chịu hạn. 28 Tieu luan iv 1. Nguồn vật liệu và phương pháp đánh giá lựa chọn ngô chịu hạn. Một số tính trạng hữu ích trong việc nghiên cứu giống ngô chịu hạn.

Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai chịu hạn trên thế giới. Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô lai chịu hạn ở Việt Nam. Dòng thuần và một số phương pháp chọn tạo dòng thuần. Khái niệm dòng thuần.

Một số phương pháp chọn tạo dòng thuần. Khả năng kết hợp và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp ngô. Khả năng kết hợp. Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp.

Đa dạng di truyền và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ở giai đoạn cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông học, năng suất và khả năng chịu hạn của các dòng trong thí nghiệm điều khiển tưới.

Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền của các dòng nghiên cứu bằng chỉ thị SSR. Phương pháp đánh giá ưu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng. Đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp lai luân phiên trong nhà lưới có mái che theo phương pháp Pervez H Zaidi năm 2002. Phương pháp xây dựng mô hình giống ngô mới có khả năng chịu hạn tại một số vùng chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở miền núi phía Bắc.

Xử lý số liệu. 60 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ở giai đoạn cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo.

Đánh giá khả năng giữ nước và khả năng phục hồi của các dòng. Đánh giá một số chỉ tiêu liên quan đến khả năng chịu hạn trong chậu của các dòng ngô. Đánh giá đặc điểm nông học, năng suất và khả năng chịu hạn của các dòng trong thí nghiệm điều khiển tưới. Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của các dòng.

Kết quả theo dõi một số đặc điểm nông học của các dòng ngô. Đánh giá đa dạng di truyền của 30 dòng ngô bằng chỉ thị phân tử SSR. Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng. Đánh giá KNKH chung của các dòng bằng phương pháp lai đỉnh 91 3.

Đánh giá KNKH riêng của các dòng và ƯTL của các THL bằng phương pháp lai luân phiên. Đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp lai và đánh giá khả năng thích ứng, tính ổn định của tổ hợp lai triển vọng. 115 Tieu luan vi 3. Đánh giá khả năng chịu hạn của các tổ hợp trong nhà lưới có mai che vụ xuân 2016.

Đánh giá khả năng thích ứng và tính ổn định của tổ hợp lai triển vọng. Trình diễn tổ hợp lai chịu hạn trên đất chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở một số vùng miền núi phía Bắc. Trình diễn tổ hợp lai chịu hạn trên đất ruộng bậc thang tại Nậm Lành - Văn Chấn - Yên Bái. Trình diễn các tổ hợp lai chịu hạn trong trên đất gò đồi (tăng vụ ngô Thu Đông) tại Võ Nhai – Thái Nguyên.

Trình diễn các tổ hợp lai chịu hạn trên diện tích đất chuyển đổi lúa nương tại Chiềng Sàng, Yên Châu, Sơn La. 138 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 142 DANH MỤC CÔNG TRÌNH, BÀI BÁO. 143 ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.

143 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 147 Tieu luan vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ và nghĩa tiếng Việt Asian Maize Biotechnology Network – Mạng lưới Công AMBIONET nghệ Sinh học cây ngô châu Á Anthesis Silking Interval - Khoảng cách tung phấn và ASI phun râu CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo – Trung tâm cải tiến ngô và lúa mì quốc tế CV Coefficients of variation – Hệ số biến động DH Double haploid – Đơn bội kép Đ Vụ Đông Đ/C Đối chứng GCA General combining ability – Khả năng kết hợp chung HMP Midparent heterosis – Ưu thế lai trung bình HBP Heterobeltiosis – Ưu thế lai thực HS Standard heterosis – Ưu thế lai chuẩn KNKHC Khả năng kết hợp chung KNKHR Khả năng kết hợp riêng LSD Least Signification Difference – Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa P1000 Khối lượng 1000 hạt IRRISTAT International Rice Research Institute statistical research tool – Phần mềm quản lý nghiên cứu thống kê QTLs Quanlititative Trait Loci- Locus tính trạng số lượng SCA Specific Combining Ability – Khả năng kết hợp riêng SSI Stress Susceptibility Index – Chỉ số mẫn cảm hạn STI Stress Tolerance Index – Chỉ số chịu bất thuận TB Giá trị trung bình THL Tổ hợp lai ƯTL Ưu thế lai X Vụ Xuân Tieu luan viii DANH MỤC BẢNG TT Bảng Tên bảng Trang 1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2009-2020 .2 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam giai đoạn 1990 -2020 .3 Diễn biến các yếu tố khí hậu của vùng Tây Bắc .4 Diễn biến các yếu tố khí hậu của vùng Đông Bắc .5 Sản xuất ngô ở các tỉnh miền núi phía Bắc giai đoạn 20015-2020 .6 Giá trị các tính trạng gián tiếp dùng chọn lọc giống ngô chịu hạn trong thí nghiệm đồng ruộng.1 Danh sách các dòng ngô tham gia thí nghiệm .2 Danh sách các mồi SSR sử dụng cho thí nghiệm phân tích đa dạng di truyền .3 Nội dung, địa điểm và thời gian nghiên cứu .1 Khả năng giữ nước và phục hồi của các dòng trong vụ Xuân 2014 62 3.2 Một số chỉ tiêu đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô vụ Xuân 2014 .3 Diễn biến độ ẩm đất tại xã Vân Nam, Đan Phượng, vụ Đông 2014 .4 Diễn biến thời tiết tại Hà Nội năm 2014 .5 Thời gian sinh trưởng của các dòng tại Đan Phượng trong vụ Đông 2014 .6 Chiều cao cây của các dòng tại Đan Phượng trong vụ Đông 2014 72 3.7 Đặc điểm hình thái của các dòng ngô vụ Đông 2014 .8 Độ cuốn lá, độ tàn lá của các dòng ngô tại Đan Phượng vụ Đông 2014 .9a Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng trong thí nghiệm tưới đủ tại Đan Phượng trong vụ Đông 2014. 79 Tieu luan ix 3.9b Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng trong thí nghiệm không tưới tại Đan Phượng trong vụ Đông 2014 .10 Năng suất của các dòng trong thí nghiệm điều khiển tưới vụ Đông 2014 tại Đan Phương.11 Số allele thể hiện và hệ số PIC của 30 cặp mồi SSR .