HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA NƠNG HỌC
~~~~~***~~~~~

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

“ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA CÁC
DÒNG NGÔ NẾP TỰ PHỐI PHỤC VỤ CHỌN GIỐNG
NGÔ NẾP LAI TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI’’

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

GS.TS. VŨ VĂN LIẾT

BỘ MÔN:

Di Truyền – Chọn Tạo Giống

NGƯỜI THỰC HIỆN:

NGUYỄN DUY THANH

LỚP:

K62KHCTA

MÃ SV:

621705

HÀ NỘI – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan kết quả nghiên cứu dưới đây do em thực hiện. Các số
liệu cũng như kết quả đạt được đều trung thực dưới sự hướng dẫn của GS.TS.
Vũ Văn Liết.
Em xin cam đoan các thông tin được trính dẫn đều ghi rõ nguồn gốc và
mọi sự giúp đỡ đều được cảm ơn.
Hà Nội, ngày

tháng 8 năm 2021

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Thanh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện và hồn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp này,
ngồi sự cố gắng và nỗ lực của bản thân em đã nhận được sự giúp đỡ về nhiều
mặt của các thầy cô giáo, tập thể và cá nhân.
Trước hết, em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô, cán bộ nhân viên
của Bộ môn Di truyền và Chọn Giống – Khoa nông học – Học viện Nông
nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình thực
tập.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Vũ Văn Liết và
tập thể Phòng nghiên cứu Cây trồng Cạn, Viện nghiên cứu và phát triển cây

trồng, đã ln tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong q trình thực hiện và
hồn thành đề tài này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè luôn cổ vũ,
động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Thanh

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ........................................................................ viii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÍ HIỆU VIẾT TẮT ..................................... ix
TÓM TẮT ......................................................................................................... x
PHẦN I. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu .................................................................................. 2
1.2.1 Mục đích ................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu .................................................................................................... 3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................. 4
2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt nam...................................... 4
2.1.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới ....................................................... 4
2.1.2. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam ........................................................ 5

2.2. Nghiên cứu cây ngô nếp ............................................................................. 8
2.2.1. Nguồn gốc, phân loại, đặc tính của cây ngơ nếp .................................... 8
2.2.2. Nghiên cứu di truyền cây ngô nếp ........................................................ 12
2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp (KNKH) ................................................... 14
2.4. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô và ngô nếp............................................. 18
2.5. Thành tựu chọn giống ngô nếp trên Thế Giới và Việt Nam .................... 25
2.5.1. Thành tựu chọn giống ngô nếp trên thế giới ......................................... 25
2.5.2. Thành tựu chọn giống ngô nếp ở Việt Nam.......................................... 29
PHẦN III. VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 36
3.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 36

iii


3.2. Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài ..................................................... 37
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 37
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 37
3.4.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 37
3.4.2. Các biện pháp kĩ thuật áp dụng ............................................................. 38
3.4.3. Các chỉ tiêu theo dõi.............................................................................. 39
3.4.4. Phương pháp phân tích số liệu .............................................................. 49
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 51
4.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của tổ hợp lai tham gia thí nghiệm
trong vụ Xuân 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ....................................................... 51
4.2. Một số đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai ngô nếp thí nghiệm vụ
Xuân 2021 tại Gia Lâm- Hà Nội ..................................................................... 55
4.3. Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai trong thí nghiệm trong vụ xuân
2021 tại Gia Lâm – Hà Nội ............................................................................. 58
4.4.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh ............................................................. 60

4.5. Đặc điểm bắp của các tổ hợp lai trong thí nghiệm vụ Xuân 2021 tại Gia
Lâm- Hà Nội.................................................................................................... 64
4.6. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai và đối chứng
HN88 trong thí nghiệm vụ Xuân 2021 tại Gia Lâm- Hà Nội ......................... 67
4.7. Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai trong vụ Xuân 2021 tại Gia
Lâm-Hà Nội..................................................................................................... 70
4.9. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ về năng suất bắp
tươi trong vụ Xuân 2021 Tại Gia Lâm-Hà Nội............................................... 74
4.10. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ về độ mỏng vỏ
hạt trong vụ Xuân 2021 Tại Gia Lâm-Hà Nội ................................................ 79
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.......................................................... 83
5.1. Kết luận .................................................................................................... 83
5.2. Đề nghị ..................................................................................................... 84

iv


TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 85
A. Tài liệu tham khảo tiếng anh ...................................................................... 87
B. Tài liệu trong nước ..................................... Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC 1: MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HOẠ ......................................... 89
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ANOVA VÀ KNKH ........................ 91

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng ngơ trên thế giới giai đoạn 2009 –
2014…………………………………………………..……………………...5
Bảng 2.2: Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam giai đoạn 2000-2013 ............... 6

Bảng 3.1: Thang cho điểm một số chỉ tiêu chất lượng nếm thử ngô nếp ....... 47
Bảng 3.2. Xác địng các tính trạng vỏ hạt và cấu trúc hạt ............................... 49
Bảng 4.1 Các giai đoạn sinh trưởng của các tổ hợp lai thí nghiệm trong vụ
Xuân 2021 tại Gia Lâm, Hà Nội ..................................................................... 54
Bảng 4.2. Đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân
2021 tại Gia Lâm- Hà Nội............................................................................... 57
Bảng 4.3. Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai thí nghiệm trong vụ Xuân
2021 tại Gia Lâm- Hà Nội............................................................................... 59
Bảng 4.5. Chỉ tiêu hình thái bắp của các tổ hợp lai thí nghiệm trong vụ Xuân
2021 tại Gia Lâm- Hà Nội............................................................................... 66
Bảng 4.6. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lại thí
nghiệm ngơ nếp trong vụ Xn 2020 tại Gia Lâm- Hà Nội ........................... 69
Bảng 4.8. Độ dày vỏ hạt của các tổ hợp lai ngô nếp vụ Xuân 2021 tại Gia
Lâm- Hà Nội.................................................................................................... 73
Bảng 4.9.1: Bảng phân tích phương sai 1 ....................................................... 74
Bảng 4.9.3: Giá trị KNKH riêng ..................................................................... 75
Bảng 4.9.4 Giá trị trung bình của năng suất bắp tươi trong mơ hình Griffing 4
vụ Xn 2020 tại Gia Lâm- Hà Nội ................................................................ 76
Bảng 4.9.5. Giá trị KNKH chung.................................................................... 77
Bảng 4.9.6: Biến động của các tổ hợp chung.................................................. 77
Bảng 4.9.7. Kiểm định các giá trị KNKH của 6 dịng ngơ nếp ...................... 78
Bảng 4.10.1: Bảng phân tích phương sai 1 ..................................................... 80
Bảng 4.10.2: Bảng phân tích phương sai 2 ..................................................... 80

vi


Bảng 4.10.3. Giá trị KNKH chung.................................................................. 81
Bảng 4.10.4: Biến động của các tổ hợp chung................................................ 81
Bảng 4.10.5. Giá trị KNKH riêng ................................................................... 81

Bảng 4.10.6. Kiểm định các giá trị KNKH của 6 dịng ngơ nếp .................... 82

vii


DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ
Hình 1: Sơ đồ hạt và phương pháp bóc vỏ hạt ................................................ 48
Đồ thị 4.1. Năng suất bắp tươi của các tổ hợp lai và đối chứng trong thí
nghiệm vụ Xuân 2021 tại Gia Lâm- Hà Nội ................................................... 70
Đồ thị 4.2. Giá trị KNKH chung của 6 dòng bố mẹ ....................................... 77

viii


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÍ HIỆU VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

THL

Tổ hợp lai

2


ĐC

Đối chứng

3

KNKH

Khả năng kết hợp

4

CCCC

Chiều cao cuối cùng

5

CCĐB

Chiều cao đóng bắp

6

DKB

Đường kính bắp

7


SHH

Số hàng hạt

8

SH/H

Số hạt trên hàng

9

CV%

Hệ số biến động

10

LSD (5%)

Sai khác nhỏ nhất mức ý nghĩa 5%

11

CDDC

Chiều dài đuôi chuột

12


P1000

Khối lượng 1000 hạt

13

NSBT

Năng suất bắp tươi

ix


TĨM TẮT
Ngơ nếp (Zea mays var. ceratina) là giống ngơ có đặc tính dính hơn
ngơ thơng thường, do thành phần tinh bột chủ yếu là amylopectin. Do đó Ngơ
nếp được sử dụng chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp để làm lương thực,
phục vụ cho thị trường ăn tươi, làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc, gia cầm,
… đặc biệt amyopectin trong ngô nếp được sử dụng trong ngành công nghiệp
dệt may, keo dán công nghiệp giấy. Đề tài được thực hiện nhằm đánh giá khả
năng kết hợp của các dịng ngơ nếp tự phối phục vụ chọn giống ngô nếp lai.
Qua đánh giá THL2 và THL4 là 2 THL có những phẩm chất chống chịu sâu
bệnh tốt. Có năng suất cao chất lượng ngô luộc ngon, vỏ hạt mỏng.

x


PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Ngô (Zea mays L.), lúa mỳ và lúa nước là ba loại cây lương thực quan

trọng nhất. Ngơ có thể chia thành ba dạng trên cơ sở thành phần tính bột trong
nội nhũ của hạt là ngô thường (normal corn), ngô nếp (waxy corn) và ngơ
ngọt (sweet corn). Nói chung khác nhau giữa ngơ thường và ngô nếp là cấu
trúc và hàm lượng tinh bột (amylose và amylopectin) của hạt. Ngô thường
trồng rộng rãi cho sử dùng làm lương thực, thức ăn chăn nuôi và năng lượng
sinh học, trong khi các dạng ngô đặc thù như ngô nếp và ngô đường chỉ sản
xuất làm lương thực, ngô nếp đã trở thành phổ biến và có giá trị ở các nước
Đơng Nam Á, đặc biệt ở Hàn Quốc. Nhu cầu ngô nếp ăn tươi, làm súp đều
tăng lên những năm gần đây (Sa và cs. 2010).
Ngô nếp (Zea mays var. ceratina) được công bố lần đầu tiên ở Trung
Quốc năm 1909. Sau đó ngơ nếp được phát hiện ở nhiều nơi khác thuộc
Châu Á.
Ngô nếp ăn tươi được trồng rộng rãi ở Đông Nam Á và Đông Châu Á
cho thị trường trong nước và xuất khẩu hơn một thế kỉ qua và ngày càng được
mở rộng. nhiều nước Đông Nam Á như Việt Nam, ngô nếp có vai trị quan
trọng sử dụng làm lương thực, thực phẩm và ăn tươi cho người dân. Các
giống ngô nếp có thời gian sinh trưởng từ trồng đến thu hoạch bắp tươi ngắn
hơn, do vậy tránh được bất thuận sinh học và phi sinh học tốt hơn, nâng cao
hiệu quả sản xuất trên đơn vị diện tích (Đặng Ngọc Chi, 2010).
Ngơ nếp có nội nhũ chứa gần 100% amylopectin là dạng tinh bột có
cấu trúc mạnh nhánh trong khi ngơ thường chỉ có 75% amylopectin cịn lại
25% là amylase. Hạt ngô nếp giàu lyzin, trytopan, và protein, khi nấu chín có
đặc tính dẻo, ngọt thanh, mùi vị thơm ngon, tinh bột của ngô nếp dễ hấp thụ

1


hơn ngô tẻ (Feragason và Hallauer, 1994). Điều này đã tạo sự khác biệt giúp
ngô nếp đứng vững trong thị trường ăn tươi, được sử dụng rất phổ biến, thế
giới ưa chuộng, đặc biệt là các nước châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn

quốc, Việt Nam, …
Ở Việt Nam diện tích trồng ngơ nếp thời gian qua tăng khá nhanh, hiện
chiếm khoảng 10% diện tích trồng ngơ của cả nước, chủ yếu là giống thụ
phấn tự do và một số giống lai không quy ước (Phạm Đồng Quang và cs,
2005). Từ năm 2002, chương trình chọn tạo giống ngơ nếp năng suất cao,
phẩm chất cao ở Việt Nam được băt đầu nghiên cứu một cách tương đối hệ
thống trên một lượng đáng kể các nguồn vật liệu được thu thập từ nước ngồi
và các nguồn ngơ nếp địa phương đa dạng, có nhiều tính trạng q được lựa
chọn định hướng (Phan Xuân Hào, Nguyễn Thị Nhài và cs, 2007). Nguôn gen
ngô nếp Việt Nam rất phong phú (Vũ Văn Liết và cs 2009 và 2011)
Cải tiến chất lượng ngô nếp là một mục tiêu quan trọng nhất hiện nay
của các chương trình chọn tạo giống ngơ nếp. để hỗ trợ cho phát triển ngơ nếp
mới có chất lượng ăn uống tốt cần hiểu biết cơ sở di truyền của các tính trạng
đó. Nghiên cứu đánh giá chọn dịng và tổ hợp ngơ nếp có năng suất cao chất
lượng tốt. phương pháp được sử dụng chủ yếu là diallel tạo tổ hợp lai ưu tú
(Danupol ketthaisong và Kamol Lertrat, 2015)
Để phục vụ cho chương trình chon tạo giống ngơ nếp, cung cấp nguồn
vật liệu cho chọn tạo giống ngô nếp ăn tươi, chung tôi tiến hành thực hiện đề
tài: “Đánh giá khả năng kết hợp của các dịng ngơ nếp tự phối phục vụ
chọn giống ngô nếp lai tại Gia Lâm, Hà Nội’’
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1 Mục đích

2


Xác định được khả năng kết hợp của các dòng ngô nếp tự phối làm nguồn
vật liệu phục vụ chọn giống ngô nếp chất lượng đáp ứng nhu cầu thị trường
ngô nếp ăn tươi
1.2.2. Yêu cầu

- Đánh giá sinh trưởng phát triển của các tổ hợp lai (THL) và bố mẹ vụ
Xuân 2021
- Đánh giá khả năng chống chịu điều kiện bất thuận và sâu bệnh đồng
ruộng của các THL vụ Xuân 2021
- Đánh giá năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các THL và vụ
Xuân 2021
- Đánh giá khả năng kết hợp (KNKH) của các dòng ngơ thí nghiệm và
xác định các dịng có KNKH khuyến cáo cho chương trình tạo giống ưu thế
lai

3


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới và Việt nam
2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Cây ngô là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới: Ngơ
(Zea Mays L.), lúa nước (Oryza sativa L.), lúa mì (Triticum sp. tên khác: tiểu
mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây
(Solanum tuberosum L.). Trong đó, ba loại cây gồm ngơ, lúa gạo và lúa mì
chiếm khoảng 87% sản lượng lương thực toàn cầu và khoảng 43% calori từ
tất cả mọi lương thực, thực phẩm. Trong ba loại cây này, ngơ là cây trồng có
sự tăng trưởng mạnh cả về diện tích, năng suất, sản lượng và là cây có năng
suất cao nhất. Vào năm 1961, năng suất ngơ trung bình của thế giới chỉ xấp xỉ
20 tạ/ha, thì năm 2008 tăng gấp hơn 2,5 lần (đạt 51 tạ/ha), sản
lượng đã tăng từ 204 triệu tấn lên 822,712 triệu tấn (gấp 4 lần), diện tích
tăng từ 104 triệu lên 161 triệu hecta (hơn 1,5 lần). Với lúa nước năm 1961 có
diện tích là 115,26 triệu ha, năng suất 18,7 tạ/ha và sản lượng là 215,27 triệu
tấn; năm 2008: diện tích 158,95 triệu ha (tăng hơn 1,3 lần), năng suất 43
tạ/ha (tăng 2,3 lần), sản lượng 685,01 triệu tấn (tăng hơn 3 lần). Cịn lúa

mỳ năm 1961 có diện tích là 200,88 triệu ha, năng suất 10,9 tạ/ha, sản lượng
219,22 triệu tấn và năm 2008 diện tích là 223,56 triệu ha (tăng không đáng
kể), năng suất 30,8 tạ/ha (tăng hơn 2,8 lần) và sản lượng là 689,94 triệu
tấn, tăng hơn 3 lần (FAO 2009).

4


Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng ngơ trên thế giới giai đoạn 2009 - 2014
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tấn/ha)

(triệu tấn)

2009

158,74

51,67

820,20

2010


164,03

51,89

851,26

2011

171,69

51,70

887,66

2012

179,22

48,99

877,92

2013

185,12

55,00

1018,11


2014

183,32

56,63

1038,28

Năm

Nguồn: FAOSTAR

Năng suất ngô tăng nhanh trong những năm qua, là thành quả của việc
phát hiện ưu thế lai trong chọn tạo gióng cây trồng mà ngơ là đối tượng thành
cơng điển hình trong số các cây trồng lương thực, đồng thời không ngừng cải
tiến kĩ thuật canh tác (Phan Xuân Hào, 2008). Có thể nói việc chọn tạo ra các
giống ngô mới và những tiến bộ cao về kĩ thuật canh tác nửa cuối thế kỉ trước
đến nay đã làm thay đổi căn bản ngày sản xuất ngô trên thế giới
Theo ước tính đến năm 2022 nhhu cầu ngô trên các nước đang phát
triển là một công cuộc lớn vượt hơn cây lúa và lúa mỳ. Nó được phản ánh qua
dự báo nhu cầu ngơ tồn cầu sẽ tăng hơn 50% từ 558 triệu tấn năm 1995 đến
lên 837 triệu tấn vào năm 2022, ở các nước đang phát triển nhu cầy về ngô sẽ
tăng 282 triệu tấn năm 1995 lên 504 triệu tân vào năm 2022 (taba và cs, 2004)
2.1.2. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam
Do truyền thống sản xuất lúa nước lâu đời nên những năm trước chưa
được chú trọng tới đến những năm 1973 bắt đầu có những định hướng phát
triển cây ngơ ở Việt Nam được hình thành. Trong thời gian gần đây nhờ
những chính sách khuyến nơng và áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kĩ thuật


5


vào sản xuất đã tạo nên những bước tiến mới về diện tích, năng suất và sản
lượng. Cây ngơ là lương thực thứ 2 sau lúa, là cây trồng quan trọng ở cả đồng
bằng, trung du và miền núi. Năng suất ngô nước ta những năm 60 chỉ đạt 1
tấn/ha với diện tích hơn 200.000 ha đến năm 1980 năng suất đạt 1,1 tấn/ha và
sản lượng 400.000 tấn. Năm 1990 năng suất lên tới 1,5 tấn/ha có được kết quả
này là nhờ sự hợp tác với trung tâm cải tạo ngơ và lúa mì Quốc tế. Những
nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở nước ta đã bắt đầu từ những năm 60 của thế
kỉ trước và đã có 1 số thành công trong việc chọn tạo giống ngô lai đưa vào
sản xuất. Những năm gần đây nhờ có những chính sách khuyên khích và tiến
bộ khoa học được áp dụng cây ngơ đã có xu hướng tăng cả về diện tích lẫn
năng suất. Tỷ lệ tăng trưởng bình qn hằng năm về diện tích là 7,5%, về
năng suất 6,7%, về sản lượng 24,5%. Sự phát triển ngô ở Việt Nam đã được
CIMMYT và FAO cũng như các nước trong khu vực đánh giá cao. Việt Nam
đã đuổi kịp các nước trong khu vực về trình độ nghiên cứu tạo giống ngô và
đang ở giai đoạn đầu đi vào công nghệ cao (cơng nghệ gen, ni cấy bao phấn
và nỗn) (Ngơ Hữu Tình, 2003).
Bảng 2.2: Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam giai đoạn 2000-2013
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)


(nghìn tấn)

2000

730,2

27,5

2005,1

2005

1052,6

35,5

3781,1

2010

1125,7

41,1

4625,7

2011

1121,3


43,1

4835,6

2012

1156,6

43,5

4973,6

2013

1170,3

44,4

5196,1

Năm

(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2014)

6


Qua bảng trên cho thấy khi sản lượng ngô ở nước ta liên tục tăng với
tốc độ cao từ năm 2000 đến năm 2013 Trong sản lượng Ngơ thì ngơ tẻ vẫn
đóng vai trị to lớn trong sản xuất ngơ của nước ta. Bên cạnh đó một số giống

ngơ nếp, đường phục vụ cho ăn tươi đang được mở rộng diện tích, trồng phổ
biến trên diện rộng góp phần khơng nhỏ đến việc nâng cao thu nhập cho
người nông dân. Nhìn chung năng suất ngơ của Việt Nam năm 2013 (44,4
tạ/ha) vẫn còn thấp hơn nhiều so với mặt bằng chung của thế giới (55,2 tạ/ha)
và thấp hơn rất nhiều so với ngô của các nước phát triển (89,0 tạ/ha), theo
đánh giá sơ bộ diện tích ngơ năm 2014 đạt 1178,9 nghìn ha năng suất bình
quân đạt 44 tạ/ha, sản lượng ước đạt 5,2 triệu tấn. Diện tích trồng ngơ của
nước ta trong những năm gần đây tăng mạnh hơn về năng suất, điều này có
liên quan đến 2 nhân tố chính đó là "sản lượng ngơ Đơng trên đất hai lúa ở
Đồng bằng Bắc Bộ và sự bùng nổ ngô lai ở các vùng trồng ngô trong cả
nước" (Ngô Hữu Tình, 2003). Trong đó diện tích ngơ nếp chiếm khoảng 10%
diện tích trồng ngơ của cả nước, chủ yếu là giống ngô địa phương, thụ phấn tự
do hay lai quy ước (Phan Xuân Hào, 2006). Việc tăng cường sử dụng giống
ngô lai cho năng suất cao kết hợp với các biện pháp kĩ thuật canh tác tiên tiến,
áp dụng những thành tựu khoa học đã khiến cho năng suất ngô liên tục tăng
trong giai đoạn 2004 đến 2013 (Từ 34,6 tạ/ha lên 44,4 tạ/ha). Sản lượng ngô
2013 đã tăng so với năm 2012 lên mức 5196,1 nghìn tấn. Tuy diện tích, năng
suất và sản lượng ngơ của chúng ta đều tăng nhanh nhưng so với bình quân
chung của thế giới và khu vực thì năng suất ngơ của nước ta còn rất thấp.
Điều này đặt ra cho ngành sản xuất ngơ Việt Nam những thách thức và khó
khăn to lớn, đặc biệt là trong xu thế hội nhập và phát triển như hiện nay. Việc
tăng cường sử dụng giống ngô lai cho năng suất cao kết hợp với các biện pháp
kĩ thuật canh tác tiên tiến, áp dụng những thành tựu khoa học đã khiến cho
năng suất ngô liên tục tăng trong giai đoạn 2004 đến 2013 (Từ 34,6 tạ/ha lên
44,4 tạ/ha). Sản lượng ngô 2013 đã tăng so với năm 2012 lên mức 5196,1

7


nghìn tấn. Tuy diện tích, năng suất và sản lượng ngơ của chúng ta đều tăng

nhanh nhưng so với bình quân chung của thế giới và khu vực thì năng suất
ngơ của nước ta cịn rất thấp. Điều này đặt ra cho ngành sản xuất ngô Việt
Nam những thách thức và khó khăn to lớn, đặc biệt là trong xu thế hội nhập
và phát triển như hiện nay.
2.2. Nghiên cứu cây ngơ nếp
2.2.1. Nguồn gốc, phân loại, đặc tính của cây ngô nếp
2.2.1.1. Nguồn gốc
Một số bằng chứng cho thấy ngơ được thuần hóa từ lồi cỏ Mexican
hoang dại teosinte (Zea may ssp. Parviglumis hoặc ssp Mexicana). Những
bằng chứng khảo cổ học chứng minh rằng thời gian thuần hóa ngơ vào
khoảng 5.000 đến 10.000 năm trước , mặc dù nguồn gốc gần đây của ngô từ
teosinte nhưng cây này khác biệt về hình thái . Một điểm khác biệt chủ yếu là
teosinte điển hình có nhánh cờ dài trên đỉnh bơng cơ trong khi ngơ có nhánh
cờ ngắn . Phân tích di truyền cho thấy rằng teosinte branched 1 (tb1) như là
một gen tương hợp rộng điều khiển sự khác biệt này (Rong - lin wang và cs ,
1999).
Ngô nếp ( Zea mays L.subsp. Ceratina Kuulesh ), là một trong những
lồi phụ chính của lồi Zea mays L. Hạt ngơ nếp bề ngồi nhìn tương tự với
ngơ đá, nhưng bề mặt bóng hơn. Lớp ngồi cùng của mặt cắt nội nhũ khơng
có lớp sừng như ngơ tẻ, có tính chất quang học giống như lớp sáp . Do vậy ,
ngô nếp cịn có tên khác là ngơ sáp (Toomb, 1984). Ngơ nếp có dạng hạt trịn
và nhẵn, có màu vàng, trắng đục, hoặc tím, màu mày chủ yếu là trắng . Ba thứ
thường gặp chủ yếu là: var. Alboceratina với màu hạt trắng, mày trắng; var.
Luteoceratina với màu hạt vàng, mày trắng; var. Rubrocertina với màu hạt
tím , mày trắng hoặc tím. Ở ngơ nếp tinh bột dạng amylopectin chiếm 99%

8


trong khi các ngô khác chỉ chứa 72 – 76% amylopectin và 24 – 28% amylase.

Amylopectin là dạng của tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân nhánh dựa
trên liên kết 𝛼.1-4 và 𝛼.1-6, ngược lại amyloza nhỏ hơn có cấu trúc phân tử
gluco mạch thẳng trọng lượng phân tử của chúng từ 1 đến 3 triệu. Khi cho
tinh bột ngơ nếp vào dung dịch KI thì nó chuyển sang màu cà phê đỏ, trong
khi cho tinh bột của ngơ thường sẽ chuyển sang màu xanh tím (Peter
Thompson, 2005)
Các nhà khoa học ở đại học tổng hợp Ohio – Hoa Kỳ đã phân tích và
đưa ra tiêu chuẩn dinh dưỡng của ngô nếp so với các loại ngô khác, trong đó
hàm lượng protein tương đương với ngơ giàu protein.
Những giống nếp lai và giống nếp thường, với đặc điểm dẻo, thơm
ngon rất thông dụng ở châu Á như: Hàn Quốc, Thái Lan, Philippin, Trung
Quốc, Việt Nam và nhiều quốc gia khác (US. Grains Council, 2001)
2.2.1.2. Phân loại
• Cây ngơ có tên khoa học là Zea mays. L (zea là từ Hy Lạp để chỉ cây ngũ cốc
và được bắt nguồn từ “Mahix” là tên gọi cây ngô của thổ dân da đỏ châu Mỹ).
• Ngơ thuộc họ hịa thảo: Gramineae tộc Maydeae. Tộc này khác với các tộc
khác trong họ Gramineae nhờ có hoa đơn tính. Tộc này có 8 chi:
• Năm chi có nguồn gốc châu Á là:
• Chi Polytoca
• Chi Chinonachne
• Chi Trilobachne
• Chi Coix
• Chi Schlerachne
• Ba chi có nguồn gốc châu Mỹ nhiệt đới là:
• Chi Tripscacum

9


• Chi Euchlaena

• Chi Zea
• Chi Zea có một lồi duy nhất là Zea mays. Từ loài Zea mays dựa vào cấu trúc
nội nhũ của hạt được phân thành các loại phụ. Những lồi phụ chính gồm:
• Ngơ răng ngựa (Zea mays var. Indenatata Sturt.)
• Ngơ đá (Zea mays var. everta Sturt.)
• Ngơ nổ (Zea mays var. everta Sturt.)
• Ngơ bột (Zea mays var. amylacea Sturt.)
• Ngơ đường (Zea mays var. saccharata Sturt.)
• Ngơ bọc (Zea mays var. tunnicata Sturt.)
• Ngơ nếp (Zea mays var. ceratina Kulesh.)
• Ngơ đường bột (Zea mays var. amylacea saccharata Sturt.)
• Ngơ bán răng ngựa (Zea mays var. semiindentata Kulesh.)
Ngô được phân bố trên địa bàn rất rộng từ vĩ độ 58° Bắc đến 38° Nam, từ
độ cao 1-2m đến 3620m so với mặt nước biển, từ khí hậu vùng xích đạo nóng,
mưa nhiều đến vùng lạnh ôn đới. Ngô được phân bố trên địa bàn rộng như
vậy, nên qua chon lọc tự nhiên đã phân ly và hình thành nhiều dạng khác
nhau. Đồng thời qua chọn lọc nhân tạo cũng đã tạo nên nhiều dạng khác nhau
về hình thái, màu sắc, tính chất, u cầu sinh lý tùy mục đích sử dụng (Trần
Thị Dạ Thảo, năm 2008, bài giảng cây lương thực).
a.

Phân loại giống ngô
- Giống ngô thụ phấn tự do
- Giống ngô lai
Trong đó giống ngơ thụ phấn tự do có q trình phát triển lâu dài cùng

với quá trình phát triển của cây ngô. Đến thế kỉ XX khi ngô lai được ứng
dụng cà phát triển, nó đã làm thay đổi hồn tồn về hình ảnh của cây ngơ
trong q khứ, đó là điều khơng ai có thể phủ nhận được, ngơ lai tạo nên bước


10


nhảy vọt về sản lượng lương thực trên toàn câu, xong lúc đầu nó chỉ phát triển
ở Mỹ và các nước có nền nơng nghiệp phát triển, cịn với các nước đang phát
triển do nền khoa học chưa phát triển cịn hạn chế nên ngơ lai chưa phát huy
được hiệu quả của nó.
Giống ngơ thụ phấn tự do
Đây là giống ngơ mà trong q trình sản xuất hạt giống chúng thụ phấn
tự do không cần sự can thiệp của con người. Giống ngơ thụ phấn tự do có
những đặc điểm sau:
Sử dụng hiệu ứng gen cộng, có nền di truyền rộng.
Có khả năng thích ứng rộng, năng suất cao.
Dễ sản xuất, dễ thay thế, giá thành rẻ.
Giống sử dụng được nhiều thế hệ
Giống ngô thụ phấn tự do chia thành 3 loại:
Giống địa phương
Giống tổng hợp
Giống hỗn hợp.
Giống ngô lai
Ngô lai là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong q trình lai tạo
giống ngơ, nó có những đặc điểm sau:
Hiệu ứng trội và siêu trội được ứng dụng trong q trình lai tạo giống.
Giống có nền di truyền hẹp
Yêu cầu thâm canh cao và, năng suất cao
Độ đồng đều tốt
Cần có hệ thống sản xuất hạt giống hồn thiện vì giống chỉ sử dụng ở
đời F1 giá thành đắt.
Ngơ lai được chia thành hai nhóm:
Giống quy ước: là giống lai giữa các dòng thuần bao gồm:

Lai đơn (AxB) lai giữa hai dòng thuần

11


Lai kép: lai giữa 2 giống lai đơn (AxB) x (CxD)
Lai ba: (AxB) x C lai giữa một giống lai đơn và một dòng thuần lai đơn
cải tiến: (AxB) x (CxC)
Giống lai quy ước: Là giống lai trong đó ít nhất có một bố hoặc một mẹ
khơng phải dịng thuần gồm các giống:
Lai đỉnh: Lai giữa một dòng thuần và một giống
Lai giữa các gia đình
Lai giữa một lai đơn và một giống (lai đỉnh kép)
Những thành tựu nghiên cứu về các giống ngô trên thế giới đã chỉ ra
rằng, các nước phát triển có trình độ kĩ thuật cao sử dụng các giống ngơ lai
đơn, cịn các nước đang phát triển có thể sử dụng các giống ngơ lai kép, lai ba
thậm chí cả giống thụ phấn tự do. Để chủ động được nguồn giống ngơ lai có
chất lương tốt, năng suất cao, giá thành hạ, cung cấp kịp thời cho sản xuất, từ
năm 1993 nước ta đã có những chủ trương khun khích các cơng ty giống
ngơ nước ngoài vào sản xuất tại Việt Nam.
2.2.2. Nghiên cứu di truyền cây ngơ nếp
Ngơ (Zea mays L. ssp. Mays) nhìn chung là loại cây trồng được tập
trung nghiên cứu nhiều và hiệu quả. Di truyền của một số tính trạng và bộ
genome của nó được biết khá rõ. Một số yếu tố cho đặc điểm của ngơ trong
các lồi cây giao phấn là: có giá trị, đa dạng di truyền, biến dị đã được nhận
biết trên 10 NST của nó, hỗ trợ thụ phấn để nhận được số hạt lớn hơn và hỗ
trợ để thu được con cái sự khác nhau. Nhiều nhà khoa học đã cống hiến cả
cuộc đời nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng ở cây ngô, cũng như kết
quả và hầu hết các phương pháp chon giống ở cây giao phấn đều được phát
triển trên cơ sở nghiên cứu ở cây ngô. Khoảng 300 biến chúng ngô đã được

ghi nhận ở vùng Tây Bán cầu. Bieger (1958) và Patemiani & Goodman
(1977) đã mô tả và đánh giá tiềm năng di truyền của các biến chứng ngô ở

12


Brazil và khu vực liền kề. Xấp xỉ 50 % các biến chủng này thích nghi với
vùng thấp (0-1000 m). 10 % ở vùng trung bình (1000 - 2000m), và 40 % ở
vùng có độ cao > 2000 m. Kiểu hình của ngơ nếp đã được chứng minh là kết
quả từ giảm đáng kể tổng hợp amylase do đột biến hoặc thêm vào trong sáp
một dạng gen mã hóa (Wx) enzyme synthase biến đổi tinh bột tổng hợp trong
ngô (Fedoroff và cs, 1983, Klosgen và cs, 1986) và cây ngũ cốc khác (Sano
1984; Vinten và có 1990; Patron và cs 2002; Saito Nakamura 2005). Trong
ngô nếp, gen lặn duy nhất (wx), nằm trên vai ngắn của NST số 9, chịu trách
nhiệm tạo ra nội nhũ dạng sáp của hạt. Gen x là gen duy nhất lấn át các gen
khác để tạo tinh bột dang nhỏ (Peter Thompson, 2005). Theo Fergason
(1994); garwood và Greech (1972); Hallauer (1994), thì gen wa nằm ở locus
5S – 56 có biểu hiện của gen opaque, do vậy hạt ngô nếp cũng giàu lyzin,
tryptophan và protein. Bởi vì đột biến dạng sáp dễ dàng nhận biết thơng qua
kiểu hình, nó trở thành chủ đề chính của nghiên cứu di truyền của thế kỷ
trước. Trình tự DNA của các loại dạng sáp hoang dại đã được xác định ở ngô
cách đây 20 năm bao gồm 14 exon (Klosgen và cs, 1986). Trong các nghiên
cứu gần đây, trình tự dạng sáp đã được xác định trong một số accessions từ
các lồi ngơ họ hàng. Sự chứng minh chọn lọc thuần hóa ở locus nội nhũ sáp
ở lúa và chọn lọc xung quanh vùng genome đã giúp nhận biết q trình chọn
lọc như vậy tương tự với ngơ nếp. Để nhận biết địa chỉ như dự đốn, trình tự
DNA của nội nhũ sáp với 3 gen bên và một gen không liên kết (Adh) của 30
mẫu nguồn gen ngô nếp của Trung Quốc. Bao gồm các mẫu đại diện cho
giống bản địa và các dòng thuần đã xác định trong nghiên cứu này. Sự giảm
rõ nét đa dạng nucleotide và kiểm tra trung tâm locus nội nhũ sáp (Tajima's

D, Fu và Li’s F dẫn theo Longjiang và cs, 2008) của ngô nếp Trung Quốc
nhưng không liên kết khẳng định đây là một dạng khác biệt. Hai đột biến
wxm - 7 và wxm - 6 của hệ thống Ac - Ds và wcm - 8 thuộc hệ thống Spm đã
được McClintock khám phá và dị tìm chức năng gen. Các allel đột biến vĩ

13


được khám phá là gen lặn, phân lập các allel wx trong một thí nghiệm có lẫn
tạp các allel wa tiêu chuẩn khơng giải thích được ở hạt của kiều hình ngơ nếp.
Allel wxC của đại học Cornell xác định là allel wx lặn tiêu chuẩn sử dụng
trong phịng thí nghiệm. Trên cơ sở phân tích di truyền truyền thống có xấp xỉ
24 alle, 3 allel khác và hầu hết các allel wr. Collins và Kempton khám phá,
cấu trúc locus (wx +) dạng dại đã được xác định bằng phân tích DNA có độ
dài 3718 bp (Jackson, JD và Cs, 2001). Đặc điểm nông học của ngô nếp và kỹ
thuật canh tác cũng đã được nghiên cứu những năm gần đây. Trường Đại học
Pennsylvania State University nghiên cứu hướng dẫn kỹ thuật trồng ngơ nếp
cho rằng, trồng ngơ có tinh bột hồn tồn là amylopectin khơng dễ dàng vì
gen sáp là gen lặn, như vậy ngô nếp cách ly với ngơ thường ít nhất là 200 m.
Nếu chỉ xuất hiện một số cây ngô thường trên ruộng cây sản xuất có thể làm
thay đổi ngay cả khi đã cách ly tốt và trong chọn lọc hạt gieo cũng cần loại bỏ
những hạt ngô thường lẫn trong lô hạt hoặc ngô nếp đã thay đổi do trôi dạt di
truyền (Pennsylvania State University, 2006) .
2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp (KNKH)
Khả năng kết hợp được biểu hiện bằng giá trị trung bình của ưu thể lai,
quan sát ở các cặp lai cụ thể nào đó. Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết
hợp chung còn độ chênh lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng. Trong công tác
chọn tạo ngô ưu thế lai, dòng thuần và vật liệu rất quan trọng. Chọn tạo dòng
thuần đòi hỏi nhiều thời gian và cơng sức. Tuy nhiên dịng thuần chỉ mới là
sản phẩm khoa học, chưa phải là mục tiêu cuối cùng, giống lai mới là mục

tiêu, là sản phẩm hang hỏa (Ngô Hữu Tín, 2003). Vấn đề cơ bản của q trình
tạo giống ưu thế lai là xác định cặp lai, nói cách khác là xác định khả năng kết
hợp của các dịng bố mẹ, để tìm ra tổ hợp lai tốt nhất. Cơng việc này phức tạp
và tốn kém vì thực tế cho thấy tỉ lệ thành công trong lai tạo rất thấp. Có thể
nâng cao hiệu quả của q trình này bằng việc sử những bố mẹ có khả năng

14