Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương th ực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu,
góp phần nuôi sống 1/3 dân số trên thế giới. Ngày nay ngô đứng thứ 3 sau lúa
mỳ và lúa nước về diện tích, đứng đầu về năng suất và sản lượng (FAO,
1995) [7]. Ngô là cây trồng đã giúp loài người giải quyết nạn đói thường xuyên
bị đe doạ (Nguyễn Hữu Lộc, 1969) [9].
Vào cu ối thế kỷ XX, cuộc cách mạng về ngô lai đã tạo nên các thành tựu kỳ diệu
ở các châu lục, đặc biệt là các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Ý. Đi đôi với việc áp
dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống, những tiến bộ về kỹ thuật canh tác tiên
tiến như cơ giới hoá, thuỷ lợi hoá, bảo vệ thực vật . cũng được áp dụng kịp thời để
khai thác t ối đa ưu thế của giống ngô lai. Ngô lai đã được coi là một trong những thành
tựu có ý nghĩa nhất trong việc phát triển nông nghiệp thế giới của thế kỷ XX.
Từ những nhận thức về vai trò của cây ngô trong nền kinh tế thế giới nói chung
và nền nông nghiệp Việt Nam nói riêng, Đảng và Nhà nước ta đã có những chính
sách và phương hướng đúng đắn cho công tác nghiên cứu khoa học, tiếp thu những
thành tựu của thế giới với mục đích duy trì diện tích, đột phá về năng suất và tăng
nhanh sản lượng.
87 trang |
Chia sẻ: longpd | Lượt xem: 5000 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống ngô lai tại tỉnh Thái Nguyên, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
1
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỂ TÀI
Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương th ực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu,
góp phần nuôi sống 1/3 dân số trên thế giới. Ngày nay ngô đứng thứ 3 sau lúa
mỳ và lúa nước về diện tích, đứng đầu về năng suất và sản lượng (FAO,
1995) [7]. Ngô là cây trồng đã giúp loài người giải quyết nạn đói thường xuyên
bị đe doạ (Nguyễn Hữu Lộc, 1969) [9].
Vào cuối thế kỷ XX, cuộc cách mạng về ngô lai đã tạo nên các thành tựu kỳ diệu
ở các châu lục, đặc biệt là các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Ý... Đi đôi với việc áp
dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống, những tiến bộ về kỹ thuật canh tác tiên
tiến như cơ giới hoá, thuỷ lợi hoá, bảo vệ thực vật ... cũng được áp dụng kịp thời để
khai thác t ối đa ưu thế của giống ngô lai. Ngô lai đã được coi là một trong những thành
tựu có ý nghĩa nhất trong việc phát triển nông nghiệp thế giới của thế kỷ XX.
Từ những nhận thức về vai trò của cây ngô trong nền kinh tế thế giới nói chung
và nền nông nghiệp Việt Nam nói riêng, Đảng và Nhà nước ta đã có những chính
sách và phương hướng đúng đắn cho công tác nghiên cứu khoa học, tiếp thu những
thành tựu của thế giới với mục đích duy trì diện tích, đột phá về năng suất và tăng
nhanh sản lượng.
Tuy nhiên, năng su ất ngô ở nước ta vẫn chưa thật ổn định ở các vùng sinh thái,
năng suất bình quân còn thấp so với khu vực, giá thành ngô ở nước ta cao hơn nhiều
so với các nước trên thế giới, nhu cầu ngô cho thức ăn chăn nuôi vẫn chưa đáp ứng
đủ. Để góp phần làm giảm những hạn chế trên cần xác định đúng những giống ngô
lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái của từng vùng, cần
hiểu rõ mối quan hệ giữa các yếu tố sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành
năng suất với năng suất để có những hướng cụ thể từ khi chọn vật liệu lai tạo giống
đến sử dụng các biện pháp canh tác phù hợp, phát huy tối đa tiềm năng của từng
giống, tại mỗi vùng sinh thái. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
2
khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống ngô lai tại tỉnh
Thái Nguyên”
2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI.
2.1. Mục đích
Chọn được những giống ngô năng suất cao, phù hợp với điều kiện thời
tiết, khí hậu tại tỉnh Thái Nguyên.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các đặc điểm nông học của các giống.
- Đánh giá kh ả năng chống chịu điều kiện bất thuận và sâu bệnh của các giống.
- Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống.
- Xác định mối tương quan giữa thời gian sinh trưởng, phát triển và các
yếu tố cấu thành năng suất với năng suất của giống tham gia thí nghiệm có
triển vọng.
3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài đánh giá được đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các giống ngô
trong điều kiện vụ Thu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008, để làm cơ sở cho việc
lựa chọn những giống ngô lai mới cho năng suất cao, chống chịu tốt phục vụ sản
xuất trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
4. GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sau 2 vụ nghiên cứu và đánh giá, có thể tìm ra được một số giống ngô lai
sinh trưởng, phát triển và có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất cao
hơn đối chứng 10 - 15%.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. NGUỒN GỐC VÀ SỰ LAN TRUYỀN CỦA CÂY NGÔ
Với những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng Vavilov (1926) [35] đã
chứng minh miền Trung Nam Mehico là Trung tâm phát sinh thứ nhất và vùng
núi Andet thuộc Peru là Trung tâm phát sinh thứ hai của cây ngô (Vavilov,
1926) [35]. Nhận định này của ông đã được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat,
1977; Kato, 1988) [30], [31]. Đặc biệt Harsberger (1893) đã kết luận ngô bắt
nguồn từ một cây hoang dại từ miền Trung Mehico trên độ cao 1500 m của
vùng bán hạn có lượng mưa mùa hè khoảng 350 mm (Wilkes, 1988) [36]. Vào
năm 1948 người ta đã tìm thấy hoá thạch của phấn ngô được khai quật ở Bellar
Arter - Mehicô, điều này đã khẳng định những nhận định của Vavilov là đúng đắn.
Từ đây, bằng nhiều con đường ngô đã lan truyền ra hầu hết các nước
thuộc Châu Mỹ, lên phía Bắc, sang phía Tây của Hoa Kỳ và vượt đại dương đến
các đảo thuộc Vịnh Caribe. Dưới sự tác động mạnh mẽ của con người trong
công tác cải tạo giống, cây ngô đã nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh
thái khác nhau và đã hình thành một vùng “vành đai ngô’’ nổi tiếng của Mỹ với
các giống ngô lai đầu tiên.
Từ Peru cây ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador,
Columbia và nhiều vùng thuộc đất nước Brazin. Cây ngô được đưa vào Châu Âu
từ sau chuyến thám hiểm của Colombus năm 1493. Ở đây người ta đã nhanh
chóng nhận ra giá trị lương thực của nó, nên cây ngô đã được trồng rộng rãi và
nhanh chóng lan truyền ra các nước trong Châu lục. Vào khoảng năm 1521 cây
ngô được đưa vào trồng ở Ấn Độ, Indonesia và năm 1575 ngô được nhập vào
Trung Quốc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
4
Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt Nam cuối thế
kỷ 17 (thời Khang Hy) do ông Trần Thế Vinh đi sứ Trung Quốc về và được
trồng đầu tiên ở Sơn Tây và gọi là “ngô”. Ông cũng trích dẫn Lý Thời Trân gọi
cây trồng này là “Ngọc thử”. Nhờ những đặc điểm quý, cây ngô sớm được
người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là một trong các cây
lương thực chính chỉ sau cây lúa nước về mặt diện tích nhưng lại là cây màu số
một cho năng suất và giá trị kinh tế cao nhất. Cây ngô có khả năng thích ứng
rộng, có thể trồng được nhiều vụ trong năm và trồng được hầu hết các vùng sinh
thái khác nhau trong nước, đặc biệt là vùng đất cao không có khả năng tưới nước.
Đối với vùng núi Phía Bắc và Tây Nguyên ngô là cây lương thực chính của đồng
bào các dân tộc. Trải qua các giai đoạn phát triển, cây ngô ở Việt Nam ngày càng
được hoàn thiện và tăng mạnh về diện tích cũng như năng suất. Việc mở rộng diện
tích trồng ngô, cùng với sử dụng những giống cho năng suất cao đã góp phần to lớn
trong giải quyết nhu cầu lượng thực, thực phẩm, làm thức ăn gia súc và sử dụng
trong các ngành công nghiệp.
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NGÔ LAI TRÊN THẾ
GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô lai trên thế giới
Có thể nói n gô lai đ ã thàn h côn g rực rỡ ở Mỹ. Các nhà di tru yền, cải
lương giống ngô Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống cây
trồng này. Vào cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc cải lương.
Theo E.Rinke (1979) việc sử dụng giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930,
giống lai ba và lai kép được sử dụng cho đến năm 1957, sau đó giống lai đơn cải
tiến và lai đơn đã được tạo ra và sử dụng, chiếm 80 – 85% tổng số giống lai
(Trần Hồng Uy, 1985)[21]. Hiện nay, Mỹ là nước có diện tích trồng ngô lớn
nhất thế giới và 100% diện tích được trồng bằng ngô lai, trong đó hơn 90% là
giống lai đơn. Năng suất ngô tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1930 đến 7 tấn/ha vào
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
5
những năm 90 (S.K.Vasal, et al., 1990)[33]. Theo tính toán của Duvick (1990)[28]
mức tăng năng suất ngô của Mỹ trong giao đoạn 1930 – 1986 là 103 kg/ha/năm,
trong đó đóng góp do cải tiến di truyền là 63 kg/ha/năm. Năm 1997 – 1999, năng
suất ngô trung bình của Mỹ là 8,3 tấn/ha trên diện tích là 29,1 triệu ha
(CIMMYT, 1999/2000)[27], đứng vào hàng ngũ các nước có năng suất ngô cao
nhất trên thế giới.
Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai ở Châu Âu bắt đầu muộn hơn ở Mỹ 20
năm và đã đạt được thành công rực rỡ. Tỷ lệ sử dụng giống ngô lai ở Châu Âu
rất lớn và nó đã góp phần tạo nên năng suất cao ở nhiều nước (S.K.Vasal, et al.,
1999)[34]. Theo N.Tomov (1979)[32]: Công tác tạo dòng thuần và giống lai ở
Bungaria được bắt đầu từ năm 1951. Năm 1956 – 1958 những giống lai kép đầu
tiên là VIR-42, Wiscosin – 641 và Ohio-92 đã được thử nghiệm và khu vực hoá.
Giống lai đơn đầu tiên được đưa vào sản xuất năm 1956 là SK-4, và sau đó một
số lượng lớn giống lai giữa các dòng thuần được tạo ra và đưa thử nghiệm. Theo
CIMMYT (1999/2000)[27], năm 1997-1999, một số nước có năng suất ngô bình
quân cao là Italia (9,6 tấn/ha), Bỉ (9,5 tấn/ha), Tây Ban Nha (9,3 tấn/ha), Hylap
(9,2 tấn/ha), Pháp (8,8 tấn/ha).
Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai ở một số nước đang phát triển bắt đầu
từ những năm đầu thập kỷ 60 như Achentina, Braxin, Colombia, Chile, Mehico,
Ấn Độ, Pak istan, Hylạp, Zimbabwe, Kenya, Tanzania và mộ t vài nước ở Trun g
Mỹ. Trong thời kỳ 1966-1990 có xấp xỉ 852 giống ngô được tạo ra, trong đó 59%
là giống thụ phấn tự do, 27% là giống lai quy ước, 10% là giống ngô lai không quy
ước và 4% là các giống khác (S.K.Vasal, el al., 1999) [34]. Từ con số trên cho thấy
số giống lai ít hơn giống thụ phấn tự do. Nhìn chung, ở các nước đang phát triển,
tác dụng của giống lai chậm và không rõ lắm (trừ một số nước như Achentina,
Braxin, Chilê, Thổ Nhĩ Kỳ, Zimbabwe, Kenya, Hylạp, Mehicô và Ấn Độ).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
6
Ngô lai đang tiến triển tốt đẹp ở Trung Quốc. Có thể nói Trung Quốc là
một cường quốc ngô lai Châu Á, với diện tích 25 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha,
sản lượng ngô hàng năm trên 120 triệu tấn, đứng thứ hai trên thế giới sau Mỹ.
Giống ngô lai được đưa vào Trung Quốc từ những năm 60, giống lai đơn đưa
vào từ những năm cuối của thập kỷ này (S.K. Vasla, el al., 1999)[34]. Năm
1992, có 27 giống ngô lai được gieo trồng trên diện tích 100.000 ha (CIMMYT,
1993)[37]. Hiện nay giống lai đơn chiếm trên 90% diện tích ngô (Zhang S.per
Commun). Năng suất ngô bình quân của Trung Quốc đã tăng từ 1,5 tấn/ha
những năm 50 đến 4,9 tấn/ha năm 1999 (CIMMYT, 1999/2000)[27].
Theo báo cáo của P.Trakoontiwakorn (1998) (FAO, UNDP , VIE/80/004,
1988) [29], trong s ản xuất ngô của Thái Lan từ những năm 1991 đến nay có 70% là
giống lai đơn, giống lai đơn cải tiến và lai ba. Năm 1999, năng suất ngô bình quân
là 3,6 tấn/ha. Trong một vài năm tới Thái Lan sẽ trồng giống lai đơn ở diện rộng.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai ở Việt Nam
Ngay từ những năm 1972 – 1973, các nhà nghiên cứu ngô Việt Nam đã
bắt đầu chuẩn bị cho chương trình tạo giống ngô lai và được tập trung cao độ từ
năm 1990 đến nay. Năm 1992 – 1994, Viện N ghiên cứu Ngô đã lai tạo ra 5
giống ngô lai không quy ước là: LS-3, LS-5, LS-6, LS-7, LS-8. Bộ giống ngô lai
này gồm giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, có năng suất từ 3 -7
tấn/ha đã được mở rộng nhanh chóng trên phạm vi toàn quốc, mỗi năm diện tích
gieo trồng trên 80.000 ha, tăng năng suất 1tấn/ha so với giống thụ phấn tự do
(Trần Hồng Uy, 1997) [22].
Từ những năm đầu thập kỷ 90, công tác tạo dòng thuần và giống lai được
chú trọng. Tuy nhiên trong tập đoàn dòng, phần lớn dòng thuần được tạo ra từ
giống địa phương, giống thụ phấn tự do và quần thể, tuy có độ đồng đều cao
nhưng sức sống yếu, năng suất thấp, một số giống lai được tạo ra nhưng khó có
thể sản xuất hạt giống lai thương mại. Những năm gần đây, có sự đổi mới trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
7
việc sử dụng nguồn nguyên liệu. Việc sử dụng nguồn nguyên liệu là giống lai, dạng
F2 và Backcross để rút dòng đã đạt hiệu quả cao hơn, tạo ra nhiều dòng ưu tú cho
công tác tạo giống lai. Hàng loạt giống lai quy ước đã được tạo ra và đưa vào
sản xuất như: LVN10, LVN5, LVN 12, LVN4 (giống lai đơn cải tiến), LVN 20,
LVN 17, LVN 23 (ngô rau). Những giống lai này có tiềm năng năng suất từ
5-12 tấn/ha, không thua kém các giống ngô lai của các công ty nước ngoài và
của Trung Quốc. Đặc biệt, giống lai LVN10 đã được trồng hàng trăm nghìn
hecta mỗi năm trên khắp cả nước. Năm 1999, bốn giống ngô lai chín sớm và
chín trung bình là LVN24, LVN25, LVN32, LVN33 được cho phép khu vực hoá
rộng (trong đó LVN33 là giống lai ba cải tiến). Như vậy chương trình tạo giống
ngô lai của Việt Nam đã từng bướ c từ giống lai không quy ước đến lai kép, lai
ba, lai đơn cải tiến và lai đơn. Những thành tích đó đã đưa chương trình ngô lai
của Việt Nam đứng trong hàng ngũ các nước tiên tiến ở Châu Á. Tỷ lệ diện tích
trồng giống lai ở Việt Nam tăng từ 0,1% (1990) lên gần 82% (2008); đưa năng suất
bình quân từ 1,5 tấn/ha (năm 1990) lên 3,98 tấn/ha (năm 2008); tổng sản lượng ngô
từ trên 700.000 tấn (1990) lên 4.530.900 tấn (năm 2008) (FAO 2008) [14].
Hiện nay, những giống ngô lai Việt Nam chiếm trên 50% thị phần ngô lai
trên toàn quốc (khoảng gần 200.000 ha) làm tăng năng suất ngô rõ rệt. Mỗi năm
Việt Nam có khả năng sản xuất 4000 - 5000 tấn hạt giống lai chất lượng cao,
đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất trong nước (Trần Hồng Uy, 1999) [23].
Để đưa ngành sản xuất ngô của Việt Nam theo kịp các nước tiên tiến và đạt
năng suất trung bình của thế giới cần phải đẩy mạnh công tác tạo giống ngô lai,
không ngừng mở rộng diện tích trồng giống ngô lai và tăng cường đầu tư thâm canh.
Đến năm 2020, phấn đấu đưa diện tích trồng ngô lên 1,3-1,4 triệu ha, đạt năng suất
bình quân 60-65 tạ/ha để đáp ứng nhu cầu 7-8 triệu tấn ngô vào năm 2020.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
8
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi Trung du Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên
3.562.82 km2, dân số hiện nay khoảng 1.046.000 người, chiếm 1,13% diện tích
và 1,41% dân số so với cả nước [6].
Với địa hình đồi núi phức tạp, diện tích canh tác nhỏ hẹp, đất bạc màu,
điều kiện tưới tiêu còn nhiều khó khăn, diện tích trồng ngô chủ yếu trên đất hai
lúa ở vụ Đông và trên đất đồi dốc ở vụ Xuân Hè.
Từ 1995 trở về trước, sản xuất ngô ở Thái Nguyên chủ yếu dùng các giống cũ,
giống địa phương có thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp. Sau một thời gian với
sự nỗ lực của Đảng bộ, chính quyền và nhân dân địa phương, có sự tham gia tích c ực
của đội ngũ các nhà khoa học, diện tích trồng ngô lai ngày càng tăng, thay thế dần
các giống ngô địa phương. Đến nay, diện tích trồng ngô lai tăng mạnh, chiếm trên
90% diện tích mang lại năng suất, sản lượng vượt trội trong sản xuất.
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên từ 1996 - 2007
Năm Diện tích (1000 ha )
Năng suất
(Tạ /ha )
Sản lượng
(1000 tấn)
1996 7,3 25,6 18,7
1998 10,7 28,8 30,8
2000 10,7 28,8 30,8
2002 11,6 32,8 30,0
2004 15,9 34,3 54,6
2006 15,3 35,2 53,8
2007 17,8 42,1 74,9
Nguồn: Tổng cục thống kê 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
9
Qua số liệu bảng 1.1 cho thấy: Diện tích trồng ngô trên địa bàn tỉnh Thái
Nguyên sau 11 năm tăng hơn hai lần, năng suất tăng trên 60,81% và sản lượng
tăng gần gấp 2,5 lần. Có được kết quả này là nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học
mới vào sản xuất, đặc biệt là việc sử dụng các giống ngô lai có thời gian sinh
trưởng ngắn, chống chịu tốt, năng suất cao ngày càng phổ biến ở tất cả các địa
phương trong tỉnh.
Để không ngừng nâng cao năng suất và sản lượng ngô, chúng ta cần phải
có các giống ngô lai mới, phù hợp với điều kiện mỗi địa phương.
1.3. ƯU THẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN TẠO
GIỐNG NGÔ
1.3.1. Khái niệm ưu thế lai
Charles Darwin trong tác phẩm “Tác động của giao phối và tự giao phối
trong thế giới thực vật” lần đầu tiên (1876) đã đưa ra lý thuyết về ưu thế lai. Qua
nghiên cứu những cá thể giao phối và tự giao phối ở các loài khác nhau như ngô
và đậu đỗ, ông nhận thấy sự hơn hẳn của cây giao phối so với cây tự phối về
chiều cao cây, tốc độ nảy mầm của hạt, số quả, sức chịu đựng và năng suất. Qua
kiểm chứng, các nhà khoa học đều nhất quán rằng ưu thế lai là hiện tượng tổ hợp
lai có sức sống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng
suất và phẩm chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [15].
Ưu thế lai là khái niệm chỉ một quá trình từ khi bắt đầu đến khi kết thúc
một chu kỳ sống. Thực chất ưu thế lai (biểu hiện qua sự khác biệt giữa tổ hợp lai
và bố mẹ) về kiểu hình là do sự khác biệt về kiểu gen (dị hợp tử) quy định. Vì
vậy sức sống tổ hợp lai là biểu hiện nhìn thấy của ưu thế lai, do đó là một thành
phần của ưu thế lai. Sức mạnh của những cơ thể dị hợp tử, biểu hiện ở tổ hợp lai
trên các tính trạng đã được các nhà di truyền chọn giống cây trồng (Trần Hồng
Uy, 1972, 1985) [20] [21] chia làm các dạng biểu hiện chính như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
10
1. Ưu thế về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian
sinh trưởng như tầm vóc của cây, diện tích lá, chiều dài và số lượng rễ v.v...
2. Ưu thế lai về năng suất: Là hiện tượng quan trọng nhất đối với nông
nghiệp, biểu hiện qua sự tăng hơn của các yếu tố cấu thành năng suất như tỉ lệ
hạt trên cây (hệ số kinh tế), khối lượng hạt, số hạt trên bông (bắp), số hàng hạt
trên bắp, chiều dài bắp, số bắp trên cây. Ưu thế lai về năng suất (đối với cây
ngô) ở các giống lai đơn giữa dòng có thể đạt 193 - 263% so với năng suất trung
bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy,1985) [21].
3. Ưu thế lai về tính thích ứng: Được biểu hiện qua khả năng chống chịu
với điều kiện bất thuận của môi trường như: hạn, rét, sâu và bệnh. Khả năng
chống chịu của những giống lai giữa dòng, đối với điều kiện môi trường bất
thuận, cũng như đối với sâu bệnh hại, chịu ảnh hưởng bởi những đặc điểm di
truyền (kiểu gen) kế thừa từ bố mẹ.
4. Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu hiện tổ hợp lai chín sớm hơn so với
bố mẹ, nguyên nhân là do sự tăng cường hoạt động của quá trình sinh lý, sinh
hoá, trao đổi chất trong cơ thể tổ hợp mạnh hơn bố mẹ.
5. Ưu thế lai về sinh lý sinh hoá: Là sự tăng cường biểu hiện ở quá trình
trao đổi chất. Ví dụ những cây ngô là tổ hợp lai giữa dòng tự phối có kích thước
lớn hơn bố mẹ nguyên nhân là do sự tăng lên về kích thước tế bào (10,6%), về
số lượng tế bào (84%). Ví dụ khác là chất kích thích sinh trưởng nhóm A (Auxin
và Heteroauxin) ở tổ hợp lai và bố mẹ là ngang nhau; các chất kích thích sinh
trưởng thuộc nhóm B (Biotin, Tiamin, Rhbophlavin ...) ở cây lai thường cao hơn
bố mẹ (Matkov và Manziuk, 1961). Ví dụ khác về ưu thế lai năng suất có quan
hệ đến hoạt tính men, khi nghiên cứu quan hệ của hàm lượng isozyme estelaza
và isozyme peroxydaza ở tổ hợp lai F1 so với bố mẹ ở một số dòng tự phối. Kết
quả nhận thấy rằng tổ hợp lai F1 (tổ hợp lai Bi/34) có hàm lượng isozyme
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http:// www.lrc-tnu.edu.vn
11
peroxydaza cao hơn bố mẹ và cho ưu thế lai cao về năng suất và cao cây hơn các
tổ hợp lai khác (Nguyễn Văn Cương, 1995) [2].
1.3.2. Các học thuyết về ưu thế lai
Từ lâu nhiều nhà nghiên cứu đã tìm hiểu cơ chế của hiện tượng ưu thế lai,
song cho đến nay chưa có một giả thuyết nào đưa ra có thể giải thích được đầy đủ
về cơ chế của hiện tượng di truyền này. Darwin đã giải thích ưu thế lai là do sự
khác biệt di truyền của tế bào sinh dục bố và mẹ. Shull và East năm 1908 đã cho
rằng ưu thế lai gắn liền với trạng thái dị hợp của các gen, tính dị hợp tử có tác dụng
kích thích sinh lý bên trong cơ thể và bản thân nó, là nguồn gốc sức mạnh của tổ
hợp lai, còn tính đồng hợp thể thì kìm hãm sự phát triển của cơ thể (Nguyễn Lộc và
Trịnh Bá Hữu, 1975)[10]. Tiếp theo Shull và East một số nhà khoa học đã nghiên
cứu và đưa ra một số giả thuyết để giải thích hiện tượng ưu thế lai sau:
• Giả thuyết tính trội:
Học thuyết tính trội được đề xướng bởi Bruce (1908), tiếp theo là Jones
(1917) và được bổ xung bởi Collins (CIMMYT, 1990) [25]. Thuyết tính trội cho
rằng các đặc điểm tính trạng trội hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh vật
để phù hợp với điều kiện ngoại cảnh. Những gen tác động có lợi cho quá trình
phát