ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA CÁC DÒNG NGÔ MỚI ĐƯỢC CẢI TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP BACKCROSS Vương Huy Minh 1 , Phan Xuân Hào 1 SUMMARY Evaluation of some agronomic characteristics of newly developed maize lines using Backcross method Backcross is a good method for improving the performance of inbred lines, by that 8 elite lines (parental lines of some commercial hybrid maize of ational Maize Research Institute of Vietnam) have been improved in recent years, particularly H1 line: improved on ability of resistance to leaf spot disease, especially after completing pollination stage; kernel set and kernel filling; tassel and first tassel branches; H2: improved on ability of resistance to leaf spot disease after pollination, and root lodging tolerance; H3 and H7: significantly improved on ear length and kernel filling; H4: improved on leaf disease resistance and lodging tolerance; H5: improved on leaf disease resistance; H6: improved on tassel, number of tassel branches, ear length and kernel filling; H8: improved on pest and disease resistance; By these above results, backcross method can be identified as a promising way to improve the performance of some maize elite lines. Keywords: Maize, agronomic characteristics, Backcross. I. §ÆT VÊN §Ò Tái tạo dòng là một hướng chủ yếu và quan trọng trong chọn tạo giống ngô những năm gần đây. Tái tạo dòng nhằm cải thiện các điểm yếu của dòng và tăng tính ổn định của dòng và giống lai. Nếu như vào những năm 1930, các giống lai chủ yếu sử dụng các dòng bố mẹ là từ các quần thể gốc, những năm 1960 dòng tái tạo đã chiếm 50%, từ năm 1980 đến nay chủ yếu sử dụng các dòng tái tạo (Brewbaker, 2002). Có nhiều phương pháp được áp dụng để tái tạo dòng, trong đó phương pháp lai trở lại (Backcross-BC) là một trong những phương pháp được áp dụng rộng rãi và đem lại hiệu quả cao. Sử dụng phương pháp này một mặt kế thừa được các tính trạng tốt của dòng bố mẹ, mặt khác gia tăng được các tính trạng mong muốn trên cơ sở nâng cao tần suất các gen quy định tính trạng đó (Ngô Hữu Tình, 2009). Sử dụng phương pháp lai ngược trong quá trình tái tạo dòng đã được nhiều tác giả đề cập (Murphy, 1942), nghiên cứu (Falcorner, 1961) và hoàn thiện (Sanchez, 1990, 1992, 1993). Các tác giả C. L. Armstrong, J. Romero- Severson và T. K. Hodges cũng sử dụng phương pháp BC để cải thiện dòng ưu tú B73 qua lai trở lại với dòng A188, sau 6 BC thì bắt đầu tự phối. Dòng B73 được cải thiện đáng kể về các đặc tính nông học cơ bản. Một số dòng nổi tiếng thế giới đã được cải tạo bằng phương pháp BC: A619, SD15, H49 (1 lần BC); A632, B14A, A634 (3 lần BC) và W59E (nhiều lần BC) (Brewbaker, 2002). Phương pháp tái tạo dòng (recycling) từ các nguồn vật liệu ưu tú đã được các nhà tạo giống trên thế giới sử dụng từ những 1 Viện Nghiên cứu Ngô. nm 30 ca th k trc. Nu nh vo nm 1936, theo Jenking-1978, ti M cú 2% s dũng c to ra bng phng phỏp tỏi to, thỡ n nm 1976, s dũng c ci to bng phng phỏp ny ó chim n 67% v t nhng nm 1980 n nay thỡ hu nh cỏc dũng c to mi l bng phng phỏp tỏi to dũng. Bng cỏch lai cỏc dũng u tỳ vi ngun cú c im mong mun truyn c tớnh ny sang dũng c ci to, ri lai li dũng u tỳ thu hi cỏc c tớnh quý ca dũng, vi mc ớch ngy cng nõng cao hn na nng sut v sn lng ngụ ca Vit Nam. Nm 2008 Ngụ Hu Tỡnh l ngi u tiờn cp ti vn to dũng nng sut cao vi hai cụng trỡnh Thun húa tớch hp v Chn dũng tng ng th h mi vi hai tớnh trng chiu di bp v tớnh nhiu bp. Thụng qua BC cú th chn lc c cỏc dũng chớn sm, kh nng kt hp chung v phng sai kh nng kt hp riờng cao hn dũng b m. Kt qu thớ nghim cng cho thy khi ci tin nõng cao nng sut dũng b m thỡ u th lai cú xu hng gim nhng khụng nh hng ti s tng nng sut ca cỏc t hp lai riờng bit (Ngụ Th Minh Tõm, Bựi Mnh Cng, Phựng Quc Tun, 2009). II. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU 1. Vt liu nghiờn cu - Cỏc dũng b m ca cỏc ging lai thng mi ca Vin Nghiờn cu Ngụ: DF1 (H8), DF2 (H7), DF4 (H3), DF5 (H1), DF7 (H2), CML161 (H4), 2A (H5), 2B (H6) v mt s dũng trin vng khỏc - Cỏc dũng dựng ci to: DF5.2, DF10, CP333. 2. Phng phỏp nghiờn cu - Lai cỏc dũng tt nht v kh nng kt hp cựng nhúm u th lai. - BCn, t phi - Lai th. III. KếT Quả Và THảO LUậN 1. c tớnh sinh trng v phỏt trin ca cỏc dũng mi ci to (BC4S2) Kt qu theo dừi cho thy: Cỏc dũng cú thi gian sinh trng thuc nhiu nhúm khỏc nhau; cỏc dũng mi ci to sinh trng tng ng v ngn hn cỏc dũng ban u. Hu ht cỏc dũng mi ci to u cú xu th cao cõy hn, cú s lỏ tng ng, bụng c to hn v s nhỏnh c cp 1 ln hn so vi cỏc dũng ban u. Do ó ci to qua 4 th h Backcross v 2 i t phi nờn cỏc c trng hỡnh thỏi ó gn hon ton ging dũng ban u (bng 1 v 2). Bng 1. Thi gian sinh trng, c tớnh hỡnh thỏi (v xuõn 2010) Dũng TGST (ngy) Cao cõy (cm) S lỏ Di c (cm) Ci to Ban u Ci to Ban u Ci to Ban u Ci to Ban u H1 114 114 172,6 167,5 19 19 27,8 26,0 H2 112 112 146,2 145,8 18 18 33,2 32,8 H3 114 114 165,7 172,2 19 19 30,6 29,8 H4 115 116 167,3 163,5 19 19 30,4 29,2 H5 114 114 142,6 138,7 17 17 23,8 24,6 H6 117 117 164,4 162,5 19 19 29,2 16,0 H7 118 119 170,4 165,3 21 21 25,8 30,0 H8 120 120 168,8 172,6 21 21 22,4 22,6 Bảng 2. Đặc tính hình thái và tính chống chịu của các dòng (vụ xuân 2010) Dòng Số nhánh cờ Sâu đục thân (điểm) Khô vằn (điểm) Đốm lá (điểm) Đổ (%) Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu H1 14,0 11,8 1 2 1 1 2 3 0 5 H2 6,8 8,0 1 2 1 1 2 3 0 10 H3 10,4 10,0 1 1 1 1 1 1 0 0 H4 10,2 10,6 1 1 1 2 2 2 0 4 H5 14,2 12,8 1 2 1 3 2 3 0 0 H6 15,0 13,2 2 2 1 1 1 1 0 0 H7 8,8 6,8 1 1 1 2 1 1 0 0 H8 11,8 8,8 1 2 2 3 1 3 0 0 Khả năng chống chịu là đặc tính được quan tâm nhiều trong chương trình cải tạo dòng. Một số dòng có khả năng kết hợp rất tốt, tuy nhiên lại bị sâu bệnh hại nặng và chống đổ kém. Việc cải tạo các dòng này để tăng hiệu quả sử dụng là công việc quan trọng. Theo dõi đặc tính chống chịu của các dòng cho thấy, hầu hết các dòng mới đều ít bị sâu đục thân gây hại, nhiễm bệnh khô vằn và đốm lá nhẹ hơn, đặc biệt chống đổ tốt hơn các dòng ban đầu. Như vậy có thể thấy, các dòng mới đã được cải thiện đáng kể về các đặc tính chống chịu. Các dòng bị đốm lá nặng như H1, H5 và H8 dã được cải thiện nhiều nhất về bệnh này, dòng H2 và H4 đã cải thiện được khả năng chống đổ rễ. 2. Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng Theo dõi một số yếu tố cấu thành năng suất của các dòng cho thấy, các dòng mới có bắp dài hơn, đường kính bắp lớn hơn, số hàng hạt và tỷ lệ hạt trên bắp tương đương. Tuy nhiên, do sinh trưởng khoẻ hơn, ít nhiễm sâu bệnh hơn nên bắp của các dòng mới kết hạt tốt hơn, hạt chắc và mNy hơn nên năng suất của các dòng mới cao hơn so với các dòng ban đầu. Sự khác biệt về các đặc tính này là không lớn, tuy nhiên chất lượng hạt của dòng được tăng lên đáng kể (bảng 3, hình 1). Bảng 3. Một số yếu tố cấu thành năng suất Dòng Dài bắp (cm) ĐKB (cm) Số HH (hàng) TL hạt/bắp (%) Năng suất (tạ/ha) Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu Cải tạo Ban đầu H1 14,6 13,5 3,6 3,4 12 12 78 77 32,45 29,06 H2 12,1 11,3 3,4 3,5 10 10 75 74 19,90 18,84 H3 11,4 10,8 4,2 4,0 14 14 77 76 28,25 25,63 H4 14,2 13,7 3,9 3,7 14 14 75 75 27,92 26,83 H5 11,6 11,1 3,2 3,2 12 10 76 75 22,70 21,30 H6 13,7 13,0 3,7 3,1 10 10 75 75 21,67 20,35 H7 15,0 14,3 3,5 3,3 12 12 77 76 32,26 29,79 H8 10,3 9,5 3,5 3,4 10 10 75 75 19,84 18,42 TB 25,62 23,77 CV% 19,68 LSD 0,05 4,50 Dòng H1 được cải thiện đáng kể về bệnh lá, bông cờ và số nhánh cờ cấp 1, khả năng kết hạt và độ chắc của hạt Dòng H2 được cải thiện đáng kể về bệnh lá, bông cờ và số nhánh cờ cấp 1, khả năng kết hạt, độ chắc của hạt và chiều dài bắp Dòng H3 được cải thiện về bông cờ và số nhánh cờ cấp 1, khả năng kết hạt, độ chắc của hạt và chiều dài bắp Dòng H4 cải tạo được tình trạng bệnh lá, khả năng kết hạt Hình 1. Một số hình ảnh của các dòng mới cải tạo 3. Kết quả phân tích đa dạng di truyền và độ thuần của các dòng mới Cải tạo các dòng ưu tú là công việc quan trọng trong chọn giống ngô, tuy nhiên cải tạo một số đặc tính sinh trưởng và phát triển của các dòng không dẫn đến sự sai khác đáng kể về di truyền và đặc bịêt không làm mất đi khả năng kết hợp của dòng. Đánh giá đa dạng di truyền của các dòng mới cải tạo để biết được độ thuần của chúng và độ khác biệt di truyền của chúng so với các dòng ban đầu. Từ cây phả hệ cho thấy, các dòng mới cải tạo đã có khoảng cách rất gần so với các dòng ban đầu (R-cải tạo): - Dòng H1 (5002) và H1R (15); H2 (5029) và H2R (28); H3 (5058) và H3R (5052); H4 (5303) và H4 (106); H5 (5282) và H5R (92); H6 (5210) và H6R (190); H7 (5113) và H7R (142) và H8 (5111) và H8R (172). Việc các dòng mới chưa hoàn toàn trùng với dòng ban đầu là do số lần backcross chỉ là 4 lần. - Từ bảng 4 “tỷ lệ dị hợp tử của các dòng” cho thấy: Hầu hết các dòng mới cải tạo đều chưa đạt độ thuần 100%, do chỉ mới qua 1 lần tự phối. Bảng 4. Tỷ lệ dị hợp tử của các dòng Dòng % dị hợp (H) Dòng % dị hợp (H) H1 0,00 H5 0,00 H1 R 8,70 H5 R 13,64 H2 0,00 H6 4,35 H2 R 21,74 H6 R 21,74 H3 0,00 H7 0,00 H3 R 13,04 H7 R 13,04 H4 0,00 H8 0,00 H4 R 14,29 H8 R 13,64 Hình 2. Cây phả hệ của 20 dòng ngô-xuân 2010-Tạo giống 1 T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 6 IV. KÕT LUËN Vµ §Ò NGHÞ 1. Kết luận Backcross là một phương pháp chủ yếu để cải tạo dòng thuần. Kết quả cải tạo 8 dòng ưu tú (là bố, mẹ của một số giống lai thương mại của Viện Nghiên cứu Ngô) trong những năm qua, một số dòng đã được cải thiện đáng kể về các đặc tính sinh trưởng và phát triển: Dòng H1 đã cải thiện được khả năng chống bệnh đốm lá, nhất là sau khi thụ phấn xong; khả năng kết hạt và độ chắc của hạt; bông cờ và số nhánh cờ cấp 1. Dòng H2 cải thiện được tình trạng bệnh đốm lá nặng sau thụ phấn và khả năng chống đổ rễ. Dòng H3, H7 được cải thiện đáng kể về chiều dài bắp và độ chắc của hạt. Dòng H4 cải thiện được tình trạng bệnh đốm lá và khả năng chống đổ. Dòng H5 cải thiện được tình trạng bệnh đốm lá. Dòng H6 cải thiện được bông cờ, số nhánh cờ, chiều dài bắp và độ chắc của hạt. Dòng H8 cải thiện được tình trạng sâu bệnh hại. 2. Đề nghị Cần đưa việc cải tạo dòng thành các nội dung chủ yếu trong các đề tài chọn tạo giống ngô. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. gô Hữu Tình, 2009. Chọn lọc và lai tạo giống ngô. NXB. Nông nghiệp, Hà Nội. 2. gô Hữu Tình, 2008. Phương pháp “thuần hóa tích hợp” trong chọn tạo dòng thuần ở ngô. Tạp chí NN-PTNT N o 1,t11-13. 3. gô Thị Minh Tâm, Bùi Mạnh Cường, Phùng Quốc Tuấn, 2009. Cải tiến nâng cao năng suất dòng ngô thuần bằng phương pháp lai ngược (Backcross), Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 10-T10/ 2009. 4. C. L. Armstrong, J. Romero-Severson and T. K. Hodges. Improved tissue culture response of an elite maize inbred through backcross breeding, and identification of chromosomal regions important for regeneration by RFLP analysis. www. Springgerlink.com, 5. Jame Brewbaker, 2002. Maize inbreds improvements during the 20 th century. gười phản biện: TS. Nguyễn Văn Vấn . ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG HỌC CỦA CÁC DÒNG NGÔ MỚI ĐƯỢC CẢI TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP BACKCROSS Vương Huy Minh 1 , Phan Xuân. đầu tự phối. Dòng B73 được cải thiện đáng kể về các đặc tính nông học cơ bản. Một số dòng nổi tiếng thế giới đã được cải tạo bằng phương pháp BC: A619,