›
›

Bài giảng Chọn tạo giống cây trồng - Chương 3: Chọn tạo giống ngô - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

pdf 110 trang ngocly 2470
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Chọn tạo giống cây trồng - Chương 3: Chọn tạo giống ngô - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_chon_tao_giong_cay_trong_chuong_3_chon_tao_giong_n.pdf

Nội dung text: Bài giảng Chọn tạo giống cây trồng - Chương 3: Chọn tạo giống ngô - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

  1. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nơng Học ) - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam CHƢƠNG 3 CHỌN TẠO GIỐNG NGƠ
  2. 3.1. Giới thiệu Tồn cầu đang cĩ xấp xỉ 140 triệu ha trồng ngơ, những nước sản xuất ngơ chủ yếu là Mỹ, Trung Quốc, Brazil tiếp đĩ là Argentina, Nam Phi và EU. Xấp xỉ 96 triệu ha được trồng ở các nước đang phát triển trong đĩ 4 nước Trung Quốc, Brazil, Mexico và Ấn Độ ước tính chiếm hơn 50% số diện tích này. Đến năm 2020 nhu cầu ngơ ở các nước đang phát triển là một cơng cuộc lớn vượt hơn cả cây lúa và lúa mỳ. Nĩ được phản ánh qua dự báo nhu cầu ngơ tồn 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 ngơ 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 ngơ ở các nước đang phát triển trồng các giống cải tiến, 44% ngơ 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).
  3. Bảng 3.1 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ tồn 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)
  4. Bảng 3.2 : Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ 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
  5. Ngơ là đối tượng chính của nghiên cứu di truyền và cơng nghệ sinh học bởi vì nĩ đại diện cho cơng nghệ ưu thế lai và sản xuất hạt giống ưu thế lai thương mại sớm nhất trong các lồi cây trồng. Ngơ cịn là cây mơ 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 cĩ thể hướng đến mục đích cuối cùng để hiểu sâu sắc hơn bộ genome của ngơ. Những cố gắng phát triển cơng 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 ngơ thơng qua chọn tạo giống (Taba và cs, 2004, Prasanna, 2012).
  6. 3.2. Nguồn gốc và phân loại Cho đến nay cĩ nhiều giả thuyết về nguồn gốc di truyền cây ngơ. • Là con lai giữa Teosinte và thành viên khơng rõ thuộc tộc Andropogoneae • Là con lai nhị bội tự nhiên giữa các lồi châu Á thuộc tộc Maydeae và Andropogoneae • Là con lai giữa ngơ bọc, Teosinte và Tripsacum • Là con lai của ngơ bọc Nam Mỹ và Tripsacum Trung Mỹ với Teosinte.
  7. Cây ngơ ở Việt Nam cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc. Theo Lê Quý Đơn 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 ngơ đem về nước. Những năm gần đây, cây ngơ được quan tâm nghiên cứu và phát triển ở Việt Nam. Cuộc cách mạng về giống ngơ lai đã gĩp phần phần tăng nhanh diện tích, năng suất và sản lượng ngơ tồn quốc, đưa nước ta đứng vào hàng ngũ những nước trồng ngơ lai tiên tiến của vùng châu Á. Chúng ta cũng đã bước đầu xuất khẩu được giống ngơ lai cho các nước trong khu vực.
  8. Tripsacum latifolium L. (gamagrass)
  9. Zea diploperennis (a variety of teosinte)
  10. Zea mays ssp. parviglumis (teosinte)
  11. Hình 3.1 Quá trình tiến hĩa của ngơ từ teosinte (nguồn José Antonio Serratos Hernández, 2009)
  12. Phân loại Phân loại ngơ trong hệ thống phân loại thực vật trồng dựa trên đặc điểm nơng học và lượng tinh bột trong hạt được phân thành 9 lồi phụ: 1.Ngơ bột (Flour corn - Zea mays var. amylacea) 2.Ngơ nổ (Popcorn - Zea mays var. everta) 3.Ngơ răng ngựa (Dent corn - Zea mays var. indentata) 4.Ngơ đá (Flint corn - Zea mays var. indurata) 5.Ngơ đường (Sweet corn - Zea mays var. saccharata and Zea mays var. rugosa) 6.Ngơ nếp (Waxy corn - (Zea mays L. ssp. ceratina) (Zea mays L. ssp. ceratina) 7.Amylomaize -Zea mays 8.Ngơ bọc (Pod corn - Zea mays var. tunicata Larrađaga ex A. St. Hil.) 9.Ngơ sọc (Striped maize - Zea mays var. japonica )
  13. Ngơ tẻ
  14. Ngơ nếp
  15. Ngơ đƣờng
  16.  Ngơ thuộc chi Zea thuộc tộc Andropogoneae trong họ phụ Panicoideae, họ Poaceae (OECD 2003; USDA 2005).  Hiện nay cĩ 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 Nơng nghiệp, Hoa Kỳ, ngơ thuộc họ Poaceae , chi Genus Zea L. – corn, lồi ngơ Zea mays L. – corn, trong lồi cĩ 5 lồi 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
  17. Bảng 3.3 Lồi, lồi phụ và số nhiễm sắc thể ở ngơ Lồi Số Lồi phụ Tương ứng nhiễm sắc thể 1. Zea diploperennis HH 2n = 20 - - Iltis và cộng sự 2. Zea luxurians (Durieu 2n = 20 - Euchlaena luxurians & Asch.) RM Bird 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 Euchlaena mexicana mexicana (Schrad.) Schrad. Zea mexicana (Schrad.) Zea mays ssp Zea mays var parviglumis parviglumis HH Iltis & Doebley 4. Zea nicaraguensis HH 2n =? - - Iltis & BF Benz 5. Zea perennis (Hitchc.) 2n = 40 - Euchlaena perennis Reeves & Mangelsd. Hitchc.
  18. Hình 3.2 Phân loại các chủng ngơ Mexico Tổ tiên gốc Ngoại lai trước Columbus Thời kỳ Bồ Đào Nha Bắt đầu ngơ hiện đại
  19. Hình 3.3 Cấu trúc phát sinh lồi của ngơ 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)
  20. 3.3. Đa dạng di truyền nguồn gen ngơ  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 lồi dại, giống thụ phấn tự do hoặc giống lai (Brandolini, 1970; Taba, 1997).
  21. Việt Nam ngơ di thực vào muộn hơn (ước tính khoảng 300 năm trước đây), Trong quá trình biến đổi do tương tác giữa kiểu gen và mơi trường, chọn lọc của con người hàng trăm năm qua và nhập nội giống tạo nên sự đa dạng, Lồi phụ ngơ và đa dạng nhất là ngơ răng ngựa (Zea mays var. indentata ), đá (Zea mays var. indurata) và ngơ nếp (Zea mays L. ssp. ceratina). Mỗi lồi phụ cĩ nhiều biến chủng khác nhau hình thành ở các địa phương, các dân tộc tạo nên sự đa dạng cao của các giống ngơ địa phương. Nhập nội nguồn gen cũng đã tăng sự đa dạng của nguồn gen thụ phấn tự do, dịng, vật liệu tạo giống và giống ngơ ưu thế lai ở Việt Nam (Vũ Văn Liết và cs, 2003, 2006, 2011).
  22. Bảng 3.4: Phân bố diện tích, năng suất và sản lượng ngơ theo vùng năm 2011 Vùng Diện tích Năng suất Sản lượng (tr.ha) (t/ha) (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 Tồn cầu 170,3 5,1 883,4 (Nguồn FAOSTAT,2011)
  23. a. Đa dạng nguồn gen ngơ tồn cầu sử dụng cho tạo giống Trung tâm cải tiến Ngơ 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 ngơ, các dịng 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 ngơ 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 ngơ bản địa. Trung Tâm dự trữ nguyên liệu di truyền ngơ của Mỹ thu thập và bảo tồn trên 80.000 mẫu nguồn gen đột biến.
  24. b. Đa dạng nguồn gen ngơ bản địa Ngơ bản địa đã khơng được bảo tồn như một nguồn vật liệu di truyền để cải tiến ngơ Nguồn vật liệu ngơ bản địa cĩ thể mang những alen hữu ích sử dụng trong chọn tạo giống ngơ tương lai. Ngơ 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 hĩa và phân loại nguồn gen ngơ Mexico thành 4 nhĩm gồm: i) Nhĩm tổ tiên bản địa; ii)Nhĩm ngoại lai trước Columbian; iii)Nhĩm thời cổ đại iv)Nhĩm bắt đầu cải tiến.
  25. 3.4. Đặc điểm thực vật học của cây ngơ a. Rễ ngơ • Rễ mầm – Rễ tạm thời: Giúp cây hút nước từ nảy mầm đến khi ngơ 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 lơng hút giống như rễ đốt. Rễ chân kiềng giữ vững cây.
  26. b. Thân cây ngơ • Thân ngơ chia làm nhiều lĩng, thân to, nhỏ, cao, thấp, nhiều hay ít đốt phụ thuộc vào giống. • Trung bình thân ngơ cao 1,8-2m, đặc biệt cĩ giống cao 7m nhưng cũng cĩ giống cao 0,3-0,5m. • Số lĩng biến động từ 8-20.
  27. c. Lá ngơ • Lá mầm: Những lá ra đầu tiên được tạo thành khi cây cịn nhỏ • Lá thân: Những lá cĩ 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
  28. d. Hoa ngơ  Hoa ngơ thuộc loại đơn tính đồng chu  Hoa đực và bơng cờ:  Chùm hoa đực được gọi là bơng cờ nằm ở đỉnh cây.  Bơng 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 ngồi cùng cĩ 2 vỏ trấu hình bầu dục. Bên trong cĩ 3 nhị, mỗi nhị cĩ một bao phấn, mỗi bao phấn cĩ 2 phịng, chứa 4000-5000 hạt phấn  Mỗi bơng cờ cĩ 15-20 triệu hạt phấn
  29.  Hoa cái và bắp ngơ: • Hoa cái được hình thành từ chồi nách các lá, cĩ 1-3 chồi giữa thân hình thành bắp • Hoa cĩ cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt cắm một lá bi. • Trên trục đỉnh hoa cái (cùi, lõi ngơ), hoa mọc từng đơi bơng nhỏ, mỗi bơng nhỏ cĩ 2 hoa nhưng một hoa thối hĩa, một hoa tạo hạt. • Chính giữa và trên bầu hoa cĩ núm và với vịi nhụy vươn dài thành râu ngơ. • Trên râu cĩ nhiều lơng tơ và chất tiết ra làm cho hạt phấn bám vào và nảy mầm.
  30. Hoa cái và bắp ngơ
  31. Bắp ngơ gồm những bộ phận chính • Cuống bắp • Lõi bắp • Hạt ngơ
  32. 3.5. Mục tiêu của chọn tạo giống ngơ  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 ngơ chất lượng protein cao (QPM)
  33. Hướng phát triển ngơ ở Việt Nam:  Tạo giống cĩ 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 cĩ lá đứng để trồng tăng mật độ.  Tạo các dịng tự phối cĩ giá trị để sản xuất giống ngơ lai.  Tạo giống ngơ lai dài ngày, năng suất cao, thích hợp cho vùng trồng 2 vụ.  Tạo giống ngơ thực phẩm như ngơ đường, ngơ nếp, ngơ cĩ hàm lượng protein cao.  Tạo giống ngơ lấy hạt, khi thu hoạch thân, lá của cây cịn xanh làm thức ăn cho gia súc.
  34. Mục tiêu chọn giống ngơ dựa vào đặc điểm sinh học  Tạo các giống ngơ hai bắp.  Tạo các giống ngơ thấp cây.  Tạo các giống cĩ lá cứng.  Tạo các giống ngơ chín sớm.  Tạo các giống ngơ chống chịu hạn, đổ và chống chịu một số sâu bệnh chính.
  35. 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 ngơ được điều khiển bởi đa gen. Chiều cao cây ngơ cĩ 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 đĩng bắp ở ngơ và cĩ 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 lĩng thân phía dưới vị trí đĩng bắp 20 đến 30%. Cĩ 5QTL ảnh hưởng đến các tính trạng của cờ và 9 QTL ảnh hưởng đến tính trạng của bắp ngơ.
  36. 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)
  37. 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)
  38.  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 ngơ nếp do đột biến Wx điều khiển hình thành nội nhũ sáp.  Ngơ nếp ăn tươi một chỉ tiêu chất lượng quan trọng là vỏ hạt mỏng, cĩ 33 QTL nhận biết của 5 tính trạng vỏ mỏng (UG,LG, UA,LA và đầu hạt).  Di truyền chất lượng của ngơ đường với các đặc điểm là nội nhũ mịn, ngọt, cĩ mùi thơm, do rất nhiều gen lặn điều khiển.  Ngơ mang gen đột biến su1 và sh2 cĩ nồng độ đường (sucrose) cao gấp 3 đến 8 lần ngơ hoang dại
  39. 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 khơ 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 cơng 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 cĩ di truyền số lượng và phức tạp vì vậy cĩ khĩ khăn trong tạo giống. Hiện nay nhận biết 9 QTL chịu lạnh và 6 QTL cho sức sống khỏe giai đoạn đầu.
  40. 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 ngơ Phương pháp Vật liệu di truyền Z Bệnh Vi sinh vật Cỡ/loại quần thế phân tích ( germplasm) Đốm lá lớn Exserohilum SIM 121 F2:3 B52 x Mo17 (Northern corn turcicum SIM 150 F2:3 B52 x Mo17 leaf blight) 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 ngơ Cochliobolus LA 60 BC1 (K61 x Pr1)xPr1 (Northern corn carbonum LA n/a n/a leaf spot) R.R. Nelson Đốm xám lá Cercospora CIM 230 F2 Propietary F2 Gray leaf spot sorghi Ellis & SIM 239F2:3 Va14 x B73 Everh SIM 139 F2:3 ADENT x B73rhm CIM 301 BC1S1 FR1141 x 061 CIM 100F2:4 VO613Y x Pa405
  41. Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngơ (tiếp) Phương pháp Cỡ/loại quần Vật liệu di truyền Z Bệnh Vi sinh vật phân tích thế ( germplasm) Đốm lá nhỏ Cochliobolus ANOVA 139F2:3 ADENT x B73rhm Southern corn heterostrophu CIM 192 RIL B73 x Mo17 leaf bligh s (Drechs.) CIM 196F2:4 Dịng thuần đất cao x đất thấp LA 102 F2:3 RH95rhm x B73 Gỉ sắt miền Puccinia CIM 196 F3:4 Dịng thuần đất cao x đất thấp Nam polysora ANOVA 165 | F2 Z-95 × Z-93 Rust, southern nderw. ANOVA 140 | F2:3 (B73Ht × Mo17Ht) × 1416-1 corn LA n/a n/a Gỉ sắt Puccinia CIM 280 | F3 KW1265 × D146 Common rust sorghi 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 Peronoscleros ANOVA 94 | RIL G62 × G58 sương (Downy pora CIM 135 | RIL Ki3 × CML139 mildews)
  42. Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngơ (tiếp) Phương Cỡ/loại quần Vật liệu di truyền Z Bệnh Vi sinh vật pháp thế ( germplasm) phân tích Bệnh ung Ustilago maydis CIM 280 | F3 KW1265 × D146 thư ANOVA 178 | RIL (BS11(Fr)C7) × FrMo17 ngơ(Commo n smut) Bệnh nấm Fusarium CIM 238 and 206 | B.P.R.L. BA90 39-1-2-2-3 × thối thân và moniliforme F2 Pob.800C5 HC37-2-1-1-2-B bắp (Ear Aspergillus ANOVA 217 | BC1S1; B73 × Oh516; LH185 and stalk flavus 265 | TC rots) Gibberella zeae Hồi quy 112 | F3 B89 × 33-16 Colletotrichum CIM 49 and 231 | DE811ASR × DE811; graminicola F2; 158 and DE811ASR × LH13 151 | F3 Bệnh nấm Aspergillus CIM 210 | F2:3 Mp313E × B73 cúc (mốc) flavus Aflatoxin ANOVA 217 | BC1S1 B73 × Oh516
  43. Bảng 3.6 Những nghiên cứu đã xuất bản sử dụng phân tích vị trí và locus kháng bệnh trên NST ngơ (tiếp) Phương pháp Cỡ/loại quần Vật liệu di truyền Z Bệnh Vi sinh vật phân tích thế ( germplasm) Virus xoăn lùn Erwinia CIM 157 | F2:3 IL731a × W6786 (Stewart’s wilt stewartii Viral diseasese) MSV 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; Pa405 × yM14; polB73 × 187 | F2; Pa405 669 | F2:3 R-gene analogs LA Several (see Several (see publication) n/a publication) LA 4 | RIL; 84 | B73 × Mo17; D32 × D145 F2:3
  44. 3.7. Chọn tạo giống ngơ thụ phấn tự do 3.7.1. Chọn lọc cải tiến quần thể Cải tiến giống ngơ (Zea mays L.) gồm hình thành, đánh giá, chọn lọc và tái tổ hợp các gia đình hoặc dịng tự phối, bởi vì giống mới phải tổ hợp được nhiều tính trạng mong muốn. Những phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể ngơ 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)
  45.  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 Mơ hình chọn lọc chu kỳ tổng quát của Backer,1993
  46. 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 )
  47. Hình 3.8 Sơ đồ chọn lọc MABC tổng quát thực hiện tại CIMMYT (nguồn Jean-Marcel Ribaut và cs, 2007)
  48. 3.7.2. Tạo giống ngơ 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 cịn 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 hồn chỉnh hơn giảm thểu cận phối. 3. Trong một khối lai nếu một gia đình cĩ cây khác với các cây trong gia đình ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng và phát triển nào của chúng cĩ thể loại bỏ trước hoặc sau thụ phấn. Các cây khác trong gia đình thụ phấn bằng cây khơng mong muốn đĩ cũng phải loại bỏ 4. Các OPV cĩ thể phát triển bằng tái tổ hợp các dịng tự phối ưu tú từ các quần thể khơng trong chương trình chọn lọc cải tiến. 5. Giống TPTD cĩ thể bằng lai giữa 4 đến 5 giống lai đơn, lai ba và lai kép, nhưng giống lai đĩ phải là giống lai giữa các dịng 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).
  49. Hình 3.6 Tạo giống và nhận được hạt F2 từ chương trình chọn lọc chu kỳ (nguồn CIMMYT,1999)
  50. 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
  51. b. Chọn lọc hỗn hợp cải tiến (Stratified Selection) Do Gardner đề xuất (1961) để giảm biến động do sự khơng 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 ơ nhỏ cĩ diện tích tương đương nhau (khoảng 60-100 ơ).
  52.  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 lồi cây. Ví dụ ở ngơ, cường độ chọn lọc là 5% như vậy số bắp chọn ở mỗi ơ là 5 bắp (mỗi ơ 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.
  53. Sơ đồ chọn lọc hỗn hợp cải tiến
  54. 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).
  55. Sơ đồ chọn lọc chu kỳ
  56. 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) • Cĩ nhiều phƣơng thức chọn lọc gia đình nửa máu, đƣợc phân biệt bởi: - Vật liệu thử - Mức độ kiểm sốt bố mẹ - Cách sử dụng hạt cho giao phối để tái thiết quần thể mới.
  57. e. Phương pháp bắp theo hàng
  58. 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.
  59. 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 đơi 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.
  60.  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 dịng đƣợc đánh giá là tốt thơng 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 cĩ 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
  61. g. Chọn lọc nửa máu (half-sib) dựa vào năng suất con lai thử
  62. 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)
  63. i. Chọn lọc gia đình tự phối
  64. 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 khơng 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.
  65. 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 dịng 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.
  66. Bước 1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền Thu thập nguồn vật liệu di truyền phục vụ chọn tạo giống ngơ ưu thế lai bao gồm: giống thụ phấn tự do, giống lai thương mại, dịng tạo giống, dịng 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 ngơ địa phương cĩ giá trị làm nguồn vật liệu tự phối, Các giống ngơ địa phương thụ phấn tự do rất cĩ giá trị để phát triển dịng thuần trong chương trình tạo giống ngơ ưu thế lai.
  67. 3.8. Chọn giống ngơ ưu thế lai  Tạo giống ưu thế lai ở ngơ trên cơ sở  Phát triển dịng 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 ngơ ưu thế lai chi tiết hơn trên cơ sở qua 5 bước sau: 1. Thu thập nguồn vật liệu di truyền 2. Phát triển dịng thuần 3. Thử khả năng kết hợp 4. Đánh giá tổ hợp lai 5. Nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai
  68. Bước 2: Phát triển dịng thuần •Phát triển dịng 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 dịng ngơ thuần ND2005 và ND2006 (nguồn Carena và cs,2009)
  69. •Phát triển dịng thuần đơn bội kép (DH) bằng nuơi cấy bao phấn (in vitro) Hình 3.11 Sơ đồ quá trình tạo dịng DH bằng nuơi cấy bao phấn (nguồn Ingrid E. Aulinger, 2002)
  70. •Phát triển dịng thuần đơn bội kép bằng kích tạo đơn bội (in vivo) Hình 3.12 Sơ đồ kích tạo đơn bội In vivo ở ngơ (nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)
  71. Hình 3.13 Marker nhận biết hạt đơn bội (nguồn Andrés Gordillo và cs, 2010)
  72. Bao cờ, bao bắp tạo dịng tự phối
  73. Bước 3: Thử KNKH chung và KNKH riêng • Khả năng kết hợp là khả năng của một dịng tự phối khi lai với dịng khác (giống khác) tạo ra thế hệ con cĩ năng suất cao. • Khả năng kết hợp chung (KNKHC)- khả năng cho ưu thế lai của một dịng tự phối với các dịng khác, được đo bằng năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp mà dịng đĩ tham gia. • Khả năng kết hợp riêng (KNKHR)- khả năng cho ưu thế lai của một dịng tự phối khi đem lai với một dịng cụ thể khác. KNKHR được đo bằng độ lệch năng suất được dự đốn thơng qua KNKHC.
  74. • Kiểm tra KNKHC của các dịng tự phối bằng tester. Cĩ thể dùng 1-3 tester để xác định dịng cĩ KHKH tốt. • Lai kiểm tra các dịng tự phối cĩ KNKHC cao với nhau để kiểm tra KNKHR để tìm ra tổ hợp cĩ năng suất cao nhất • Dùng các dịng tự phối để tạo các giống: - Lai đơn - Lai ba - Lai kép - Giống lai quần thể (hỗn hợp các dịng, lai đơn, lai kép)
  75. các dịng tự phối 1 2 Vật liệu thử 3 (Tester) 4 5 . n Thử KNKH chung
  76. Thử KNKH riêng • Sau khi thử KNKH chung, các dịng cĩ KNKH chung cao nhất được tiến hành thử KNKH riêng giữa các dịng tự phối ưu tú với nhau để xác định tổ hợp cĩ 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 mơ 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:
  77. • 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 khơng cĩ tự phối, N = n(n-1) • Sơ đồ 4: Khơng cĩ lai nghịch và tự phối, N= n(n-1)/2
  78. Sơ đồ 1: Lai thuận nghịch và tự phối, N= n2 = 52 =25 k 1 2 3 4 5 i 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
  79. Sơ đồ 2: Lai thuận và tự phối, N= n(n+1)/2 = 5x6/2 =15, k 1 2 3 4 5 i 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
  80. Sơ đồ 3: Lai thuận nghịch, khơng cĩ tự phối N= n(n-1) = 5x4 =20 k 1 2 3 4 5 i 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
  81. Sơ đồ 4: Lai thuận, khơng cĩ tự phối N= n(n-1)/2 = 5x4/2 =10 k 1 2 3 4 5 i 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
  82. 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 đĩng bắp; chiều dài trung bình bắp; Đồng đều bắp, đĩng 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 nơng dân và của thị trường.
  83. 3.9. Chọn tạo giống ngơ cho mục tiêu đặc thù 3.9.1. Chọn tạo giống ngơ chất lượng protein cao (QPM) Bảng 3.8 Hai Phương pháp tiếp cận chọn tạo giống ngơ QPM Tiếp cận Truyền thống Phân tử Phương pháp Sự cải tiến Non-QPM thành QPM bằng lai trở lại tạo giống +Phương pháp phả hệ Non-QPM x QPM +Phương pháp phả hệ QPM x QPM Vật liệu non –QPM ưu tú Thành phần 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 Cơng cụ Bảng sáng Marker phân tử và hộp sáng Bước 2 Xác định lysine và triptophan và protein (xác định số lượng) Cơng cụ Phịng thí nghiệm hố sinh
  84. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Vivek và cs,2008) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn 1 F1(BC0F1) Nếu sử dụng dịng N tự . Hỗn hợp của 75 cây dịng N thụ cho 5 cây phối làm cây cho: dịng Q đến nhân được F1. +Trồng 1 hàng (17-26 . Bẻ cờ các cây dịng N mà đã lấy phấn để cây) của dịng donor hỗn hợp để thụ 2 lần cho 5 cây dịng Q QPM gọi là dịng (Q) . Sử dụng ít nhất 200 cây dịng N trong quá +Trồng 20 hàng ngơ trình này thường giao phấn OPV . Thu hoạch chọn lọc ít nhất 10 bắp F1 gọi là dịng (N)(ít nhất . Hỗn hợp hạt F1 hình thành từng gia đình 250 cây) F1(BC0F1) Nếu sử dụng donor là . Hỗn hợp phấn của 75 cây donor (OPV) thụ giống giao phấn cho 75 cây dịng N tạo hạt F1,khử cờ các +Trồng 20 hàng (ít nhất cây donor đã thụ phấn ,lặp lại quá trình thu 250 cây)của dịng N thụ phấn hỗn hợp phấn và thụ phấn 2 lần nữa. phấn tự do và 20 hàng . Sử dụng 200 cây OPV lấy lại nền di truyền (ít nhất 250 cây )dịng và 200 cây donor OPV trong quá trình này QPM donor . Thu hoạch và chọn lọc ít nhất 20 bắp F1 từ các bắp này hỗn hợp hạt F1 để tạo các gia đình
  85. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 2 Chủ yếu Trồng 15 hàng . Chọn các cây khoẻ ,chống chịu bệnh và các đặc tiến bộ (255-390 cây) điểm nơng học mong muốn,F1 x F1 tạo F2 (ít nhất đến của hạt F1 đã tự phối 15 cây) F2(BC0F2) hỗn hợp . Thu hoạch 300 bắp sạch bệnh ,hỗn hợp hạt F2 và trên(hoặc 3-5 dự trữ hạt cịn lại để làm đại diện làm quần thể F2 gia đình F1,mỗi . Kiểm tra nội nhũ trên bàn sáng chọn những cá gia đình trồng thể cĩ nội nhũ điểm 3(cĩ thể chọn cả điểm 2 nếu 15 hàng điểm 3 khơng đủ). Vì vậy khoảng 80%hạt điểm 1 bị loại bỏ (75% bình thường kiểu O2O2 hoặc O2o2 và 5% o2o2 do khơng thể phân biệt được ) . 10% khơng cải tiến nội nhũ /opque 2(mức 4-5) . Thơng thường 10% hat cịn 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 phịng thí nghiệm để phân tích tryptophan,mất khoảng 1 tháng để phân tích. . Loại bỏ tất cả các gia đình cĩ hàm lượng tryptophan <0.075%
  86. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 3 Hình Trồng 5 hàng (85-130 .Chọn lọc trong gia đình cĩ cây giống như bố thành cây)của gia đình mẹ N(lấy lại nền di truyền ) BC1F1 F2(o2o2) đã chọn và cĩ .Hỗn hợp phấn của 75 cây N thụ cho các cây F2 hàm lượng để hình thành BC1F1,rút các cây đã thụ phấn, tryptophan cao lặp lại thụ phấn hỗn hợp và thụ cho BC0F2 thêm nhất,chỉ trồng 1 2 lần nữa. hạt/hốc. trồng 10 .Sử dụng 200 cây N thụ phấn tự do OPV trong hàng (170-260 cây quá trình này. )của bố mẹ N phía .Thu hoạch 20 bắp khoẻ ,tạo composite cân khác để so sánh kiểu bằng và dự trữ hạt cịn lại để làm đại diện cho hình. BC1F1 Vụ 4 BC1F1 Trồng 5 hàng(985- .Chọn lọc các cây khoẻ ,chống bệnh và cĩ tính 130 cây) của trạng mong muốn. composine cân bằng .Tự phối tất cả các cây chọn để tiến tới BC1F2 BC1F1 thụ phấn ít nhất 75 cây để tăng tần suất cải tiến .Thu hoạch 30 bắp sạch bệnh ,gĩi mỗi bắp trong 1 túi riêng. .Mỗi bắp của 1 cây BC1F2 phải kiểm tra trên bảng sáng dể chọn lọc các bắp cĩ hạt điểm 2 và 3. chọn bắp cĩ tần suất cải tiến hạt cao hơn. .Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi cá thể chọn đưa đến phịng thí nghiệm phân tích triptphan.
  87. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 5 Hình Trồng mỗi gia . Loại bỏ các hàng cĩ hàm lương triptophan thành đình BC1F2 theo <0.0075% BC2F1 bắp trên hàng . Chọn lọc các cây chống bệnh trong gia đình và cĩ (30 hàng)trồng tính trạng mong muốn như bố mẹ N (lấy lại nền di 1 hạt/khĩm 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
  88. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 6 Tiến bộ Trồng 5 hàng . Chọn lọc các cây khoẻ chống bệnh và cĩ những tính BC2F2 (85-130 cây) trạng nong học mong muốn của composite . Tự thụ phấn tất cả các cây chọn để tạo ra BC2F2 ít cân bằng BC2F1 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 cĩ tần suất cải tiến chất lương cao hơn . Lấy một mẫu 20 hạt từ 1 bắp BC2F2 (cĩ điểm hạt ở mức 2)chuyển đến phịng hàm lượng phân tích tryptophan.
  89. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 7 Hình thành +trồng mỗi gia đình .Chọn lọc các gia đình trên cơ sở phân tích BC3F1 BC2F2 băng theo hàng hàm lượng tryptophan loại bỏ các gia đình (30 hàng). Trồng 1 tryptophan <0.075% bỏ đi 8-10 gia đình hạt/khĩm +trồng 5 hàng(85- .Chọn các cây trong các gia đình cịn lại 130 cây) của bố mẹ N chống bệnh , chống đổ và tồn bộ tính trạng trên mỗi phía để so nơng học giống như bố mẹ N(dịng lấy lại sánh kiểu hình nền di truyền) .So sánh mỗi BC2F2 về nơng 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
  90. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 8 BC3F2 +trồng 5 hàng . Các cây chọn cĩ đặc điểm chống bệnh (85-130 cây) từ và tính trạng mong muốn khác mỗi composite cân . Tự thụ phấn tất cả các cây chọn trong bằng BC F 3 1 mỗi gia đình BC F để tạo BC F +trồng 5 hàng 3 1 3 2 (85-130 cây) của . So sánh mỗi gia đình về nơng học với bố mẹ N bên cạnh mỗi bố mẹ N và tự thụ phấn các gia để so sánh kiểu đình tốt giống bố mẹ N nhất hình . Thu hoạch 30 bắp trên các cây chọn chống BC3F1, vỏ bắp gĩi riêng . Các bắp BC3F2 nên soi trên bảng sáng để chọn hạt của những gia đình đã cải tiến ở mức 2 . Các bắp khơng cải tiến bỏ đi . Lấy mẫu 20 hạt từ mỗi bắp BC3F2 (hạt điểm 2)gửi đến phịng phân tích thí nghiệm triptophan
  91. Bảng 3.9 Quá trình chọn tạo giống ngơ QPM (Tiếp) Vụ Thế hệ Vật liệu đến cây Hướng dẫn Vụ 9 BC3F3 +Trồng mỗi gia . Chỉ chọn các gia đình các hàm lượng đình BC3F2 chọn lọc proein và triptophan cao bắp trên hàng (30 . Tự thụ phấn 8 cây tốt nhất ở BC3F2 để hàng) tạo BC3F3 +Trồng xen 3 hàng . Khi thu hoạch chọn các bắp chống bệnh bố mẹ N với 10 gia . So sánh nơng học BC3F2 với bố mẹ N và đình để so sánh chọn gia đình tốt nhất cĩ hàm lượng hiểu hình protein và triptophan cao Vụ 10 Tiến hành lai Trồng các gia đình Lai 1 dịng bình thường với 1 dịng đã lấy kiểm tra QPM BC3F3 đã chọn và được QPM với 1 tester phù hợp từ nhĩm di các dịng bình truyền đối ngược thường 11,12 Thử nghiệm Lai thử So sánh dịng ngơ bình thường cùng với năng suất QPM ở QPM ở 3 -5 địa phương để kết luận
  92. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nơng Học ) - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 3.9.2. Chọn tạo giống ngơ đường Hình 3.17 sơ đồ chọn lọc trong chọn tạo giống ngơ đường (nguồn Yousef và Jonh A. Juvik,2001)
  93. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nơng Học ) - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 3.9.3. Chọn tạo giống ngơ nếp Hình 3.18 Sơ đồ phát triển quần thể MAS ở ngơ nếp (nguồn Collard và cs, 2008)