Luận án Nghiên cứu tạo dòng ngô đơn bội kép chịu hạn bằng công nghệ kích tạo đơn bội phục vụ chọn tạo giống ngô lai

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU TẠO DÒNG NGÔ ĐƠN BỘI KÉP CHỊU HẠN BẰNG CÔNG NGHỆ KÍCH TẠO ĐƠN BỘI PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI

Ngành:

Di truyền và Chọn giống cây trồng

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu tạo dòng ngô đơn bội kép chịu hạn bằng công nghệ kích tạo đơn bội phục vụ chọn tạo giống ngô lai" được thực hiện nhằm giải quyết thách thức lớn từ hạn hán đối với năng suất ngô ở Việt Nam và trên thế giới. Mục tiêu chính là chọn tạo các dòng và tổ hợp lai ngô đơn bội kép có khả năng chịu hạn bằng cách ứng dụng công nghệ kích tạo đơn bội.

Về mặt khoa học, đề tài cung cấp thêm dữ liệu và kết quả nghiên cứu thực nghiệm về việc tạo dòng ngô đơn bội kép chịu hạn. Về mặt thực tiễn, đã xác định được 9 dòng ngô đơn bội kép chịu hạn ưu tú (D4, D6, D7, D8, D10, D14, D20, D22, D23), từ đó lai tạo và chọn được 2 tổ hợp lai đơn triển vọng là TH32 và TH2, có tiềm năng phát triển thành giống phục vụ sản xuất.

Luận án đã ứng dụng thành công công nghệ kích tạo đơn bội để tạo ra 24 dòng ngô đơn bội kép từ 10 nguồn vật liệu và 3 cây kích tạo. Tỷ lệ hạt đơn bội tạo ra phụ thuộc vào khung thời vụ, nguồn kích tạo và vật liệu làm mẹ, với tỷ lệ trung bình dao động từ 4,13-7,19% trong vụ Hè Thu và 2,02-4,94% trong vụ Thu Đông. Nguồn kích tạo TAILP2 cho tỷ lệ tạo đơn bội cao nhất.

Kết quả nghiên cứu cho thấy 9 dòng ngô đơn bội kép ưu tú đạt năng suất trên 30 tạ/ha trong điều kiện tưới đủ, và thể hiện khả năng chịu hạn tốt thông qua các tính trạng chênh lệch tung phấn phun râu, GHL, cùng chỉ số chịu hạn DI >1. Các dòng này cũng có năng suất cao hơn hoặc tương đương với các dòng đối chứng. Phân tích đa dạng di truyền cho thấy các dòng ngô đơn bội kép có sự đa dạng, với hệ số tương đồng di truyền biến thiên từ 0,08 đến 0,76.

Trong số các dòng được đánh giá, 9 dòng có giá trị khả năng kết hợp chung cao, và 4 dòng (D4, D7, D14, D22) còn thể hiện khả năng kết hợp riêng cao trong cả điều kiện tưới đủ và hạn. Hai tổ hợp lai triển vọng TH32 (D14xD22) và TH2 (D4xD7) đã được chọn lọc, với năng suất trung bình đạt 76,7-84,4 tạ/ha (TH32) và 74,6-81,5 tạ/ha (TH2) tại Phú Thọ và Hòa Bình, cao hơn đáng kể so với giống đối chứng DK9901. Các tổ hợp lai này cũng thể hiện sinh trưởng phát triển tốt, ít nhiễm sâu bệnh và ổn định trong điều kiện tưới đủ và hạn.

Đề tài kiến nghị bổ sung 9 dòng ngô đơn bội kép chịu hạn này vào tập đoàn dòng của Viện nghiên cứu ngô và tiếp tục khảo nghiệm, phát triển hai tổ hợp lai TH32 và TH2 để đưa vào sản xuất.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
  • 3.1. Ý nghĩa khoa học
  • 3.2. Ý nghĩa thực tiễn
  • 4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
  • 4.1. Đối tượng nghiên cứu
  • 4.2. Phạm vi nghiên cứu
  • 5. Những đóng góp mới của luận án
  • 6. Bố cục luận án

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

  • 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
  • 1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
  • 1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
  • 1.2. Những nghiên cứu tạo dòng ngô đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.1. Cơ sở di truyền của cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.2. Quá trình hình thành và phát triển của cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.3. Cơ chế tạo đơn bội ở cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.4. Nghiên cứu duy trì, phát triển và cải tiến cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.5. Những nghiên cứu về các bước thực hiện tạo dòng ngô đơn bội kép bằng phương pháp sử dụng cây kích tạo đơn bội
  • 1.2.5.1 Nhận biết, phân loại hạt, cây đơn bội
  • 1.2.5.2 Lưỡng bội nhiễm sắc thể hạt đơn bội
  • 1.2.6. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ kích tạo đơn bội tại Việt Nam
  • 1.2.7. Đánh giá tiềm năng của các dòng ngô đơn bội kép được tạo ra bằng phương pháp sử dụng cây kích tạo đơn bội
  • 1.3. Khái niệm và cơ sở khoa học về khả năng chịu hạn ở ngô
  • 1.3.1 Khái niệm và phân loại hạn
  • 1.3.2 Cơ chế chống chịu hạn của cây trồng
  • 1.3.3 Ảnh hưởng của hạn đến sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
  • 1.3.4. Một số tính trạng sử dụng trong nghiên cứu khả năng chịu hạn ở Ngô
  • 1.3.5. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chịu hạn trên thế giới và ở Việt Nam
  • 1.4. Nghiên cứu đa dạng di truyền, dự đoán ưu thế lai dựa vào các chỉ thị phân tử SSR.
  • 1.5. Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh
  • 1.5.1. Khả năng kết hợp
  • 1.5.2. Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh
  • 1.5.3. Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giao
  • 1.5.4. Đánh giá tương tác kiểu gen với môi trường, tính ổn định giống và khả năng kết hợp bằng GGE Biplot

• CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu
  • 2.2. Nội dung nghiên cứu
  • 2.2.1 Tạo dòng ngô đơn bội kép bằng phương pháp sử dụng cây kích tạo đơn bội
  • 2.2.2 Đánh giá đặc điểm nông sinh học khả năng chịu hạn của các dòng ngô đơn bội kép
  • 2.2.3 Đánh giá đa dạng di truyền và khả năng kết hợp của các dòng ngô đơn bội kép
  • 2.2.4 Tạo các tổ hợp lai từ các dòng ngô đơn bội kép triển vọng, khảo nghiệm, đánh tại các địa điểm
  • 2.3. Phương pháp nghiên cứu
  • 2.3.1. Phương pháp tạo dòng ngô đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội
  • 2.3.2 Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chịu hạn của các dòng ngô đơn bội kép
  • 2.3.2.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của 24 dòng ngô đơn bội kép ở giai đoạn cây con trong nhà lưới.
  • 2.3.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của 24 dòng ngô đơn bội kép bằng phương pháp gây hạn nhân tạo trên đồng ruộng.
  • 2.3.3. Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền và khả năng kết hợp của các dòng ngô đơn bội kép
  • 2.3.3.1. Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền của 24 dòng ngô đơn bội kép
  • 2.3.3.2. Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô đơn bội kép về tính trạng năng suất
  • 2.3.4. Tạo, đánh giá các tổ hợp lai từ các dòng ngô đơn bội kép triển vọng
  • 2.4. Phương pháp chăm sóc và quản lý thí nghiệm đồng ruộng
  • 2.5 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu thí nghiệm
  • 2.5.1. Thu thập số liệu:
  • 2.5.2 Xử lý số liệu thí nghiệm

• CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Kết quả tạo dòng ngô đơn bội kép bằng phương pháp sử dụng cây kích tạo đơn bội
  • 3.1.1. Kết quả tạo hạt đơn bội và xử lý lưỡng bội hóa NST
  • 3.1.2 Ảnh hưởng của nguồn vật liệu, khung thời vụ đến tỷ lệ tạo hạt đơn bội của 3 nguồn kích tạo đơn bội nhập từ CIMMYT vụ Hè Thu và vụ Thu Đông năm 2016
  • 3.2. Đặc điểm nông sinh học và khả năng chịu hạn và của các dòng ngô đơn bội kép
  • 3.2.1. Khả năng chịu hạn của các dòng ngô đơn bội kép
  • 3.2.1.1 Khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con của các dòng ngô đơn bội kép trong điều kiện hạn nhân tạo vụ Hè Thu 2017 tại khu nhà lưới của Viện Nghiên cứu Ngô.
  • 3.2.1.2 Khả năng chịu hạn của các dòng ngô đơn bội kép trên đồng ruộng vụ Đông Xuân 2017 - 2018 tại Ninh Thuận
  • 3.2.2 Đặc điểm nông sinh học và khả năng chống chịu của các dòng ngô đơn bội kép vụ Đông năm 2017 và Xuân năm 2018 tại Đan Phượng - Hà Nội
  • 3.3. Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền và khả năng kết hợp của các dòng ngô đơn bội kép
  • 3.3.1 Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền và phân nhóm ưu thế lai cho các dòng ngô đơn bội kép bằng chỉ thị phân tử SSR vụ Xuân năm 2017
  • 3.3.2. Khả năng kết hợp về năng suất của các dòng ngô đơn bội kép
  • 3.3.2.1 Khả năng kết hợp về năng suất của 24 dòng ngô đơn bội kép bằng phương pháp lai đỉnh
  • 3.3.2.2 Kết quả đánh giá khả năng kết hợp của 9 dòng đơn bội kép về năng suất bằng phương pháp luân giao tại Ninh Thuận trong điều kiện tưới đủ và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2018 - 2019
  • Phân tích tương tác kiểu gen với môi trường (GGE), lựa chọn kiểu gen tốt trong 2 điều kiện hạn và tưới đủ vụ ĐX.2018-2019 tại Ninh Thuận
  • 3.4. Tạo các tổ hợp lai từ các dòng ngô đơn bội kép triển vọng, khảo nghiệm tác giả

• 1. KẾT LUẬN

• 2. ĐỀ NGHỊ

• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN