Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng thuần ngô nếp tím và ngô ngọt

Ngô (Zea mays L.) có thể chia thành ba dạng trên cơ sở thành phần tinh bột trong nội nhũ là ngô thường (normal corn), ngô nếp (waxy corn) và ngô ngọt (sweet corn). Ngô có hạt rất nhiều màu từ trắng đến đen và có tương quan với hàm lượng của các hợp chất hóa học thực vật trong hạt gồm carotenoids, phenols, anthocyanin tạo màu ở vỏ hạt và lớp ơloron trong nội nhũ. Các hoạt chất này cũng có khả năng chống oxy hoá cao và có tiềm năng hoạt động kháng ung thư, ngăn chặn bệnh tim mạch, chống béo phì, bệnh tiểu đường và khả năng kháng viêm nhiễm. Một trong các dạng của ngô ngọt mang đột biến gen Shrunken2 (Sh2) mã hóa tiểu đơn vị lớn của enzyme ADP-glucose pyrophosphorylase, trong khi của ngô nếp là đột biến đơn gen waxy (Wx) mã hóa enzyme Granule-Bound Starch Synthase 1 cần thiết cho sự tổng hợp amylose. Những cây ngô mang đột biến sh2 được gọi là ngô siêu ngọt duy trì lượng đường cao, có tốc độ tích lũy tinh bột ổn định, thích hợp cho mục đích thu hoạch và vận chuyển trong khoảng thời gian dài.

Vai trò của gen Sh2 và Su1 trong sinh tổng hợp tinh bột ảnh hưởng của chúng đến kiểu hình hạt

Nguồn: Hossain & cs. (2019)

Nghiên cứu cải tiến chất lượng ngô nếp bằng tổ hợp các gen điều khiển độ ngọt, mềm, độ dẻo của nội nhũ, hàm lượng protein, amylopectin, màu sắc khác nhau và tính trạng có lợi khác là những chiến lược để phát triển các sản phẩm ngô nếp đa dạng hơn. Nhiều nghiên cứu đã đưa ra phương pháp lai giữa hai dòng thuần ngô nếp và ngô ngọt, thu được tổ hợp lai ngô nếp ngọt có hàm lượng đường cao hơn ngô nếp thông thường, hàm lượng tinh bột cao hơn ngô siêu ngọt thông thường và tinh bột là amylopectin. Đồng thời, với độ ngọt cao hơn, độ dẻo tốt, hạt ngô có hình dạng và độ chín tương tự nhau, tỷ lệ nảy mầm của hạt đạt tiêu chuẩn của ngô thông thường (trên 85%), là loại ngô ăn tươi kiểu mới có tiềm năng phát triển trên thị trường. Gần đây, ngô kết hợp cả hương vị ngọt và nếp ngày càng được ưa chuộng ở Đông Nam Á và đã chiếm lĩnh 1/3 thị trường ngô đặc sản ở Trung Quốc. Ngô kết hợp giữa ngọt và nếp này là hạt lai F1 có nguồn gốc từ tổ hợp bố mẹ sh2sh2wxwx x SH2SH2wxwx, với mỗi bắp ngô mang hạt nếp và hạt ngọt theo tỷ lệ 3:1.

Với mục tiêu đánh giá khả năng kết hợp của các dòng thuần ngô nếp tím và ngô ngọt, chọn lọc được các tổ hợp lai triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ cho khảo nghiệm và phát triển sản xuất ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam, được sự tài trợ một phần kinh phí từ Dự án Việt Bỉ, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, KS. Nguyễn Thị Nguyệt Anh và cộng sự đã thực hiện thành công đề tài  “Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng thuần ngô nếp tím và ngô ngọt”, mã số: T2020-19-24VB. Ba mươi tổ hợp lai (THL) F1 giữa 3 dòng thuần ngô nếp, hạt tím và 3 dòng thuần ngô ngọt, hạt vàng (theo mô hình lai diallel I Griffing) đã được đánh giá về các đặc điểm nông học, năng suất và chất lượng trong vụ Xuân 2021 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, HVNNVN. Kết quả nghiên cứu đã xác định được 6 THL ngô nếp tím (nếp tím × nếp tím), 6 THL ngô ngọt vàng (ngọt vàng × ngọt vàng) và 18 THL ngô nếp ngọt tím (ngọt vàng × nếp tím, nếp tím × ngọt vàng). Các THL ngô nếp tím ngọt có tỷ lệ hạt ngô ngọt trên bắp từ 24,1-26,5% (xấp xỉ tỷ lệ 3 nếp : 1 ngọt). Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, sử dụng các dòng ngô nếp tím làm mẹ có triển vọng cho năng suất bắp tươi cả lá bi (NSBTCLB) và năng suất bắp tươi không lá bi (NSBTKLB) cao hơn so với việc sử dụng các dòng ngô ngọt vàng làm mẹ từ 0,03-5,90 tấn/ha, 0,30-5,70 tấn/ha, tương ứng. Brix cao hơn ở các THL ngô ngọt (trung bình 16,41%) > ngô nếp ngọt (trung bình 14,21%) > ngô nếp tím (trung bình 14,00%). Các THL ngô nếp tím và ngô nếp ngọt tím có hàm lượng anthocyanin tổng số từ 79,07-121,60 mg/100g, hàm lượng này thấp hơn ở các THL ngô ngọt vàng (2,37-3,17 mg/100g). Một số THL có vỏ hạt mỏng gồm THL05, THL13, THL20, THL25 và THL30. Dòng thuần ngô nếp tím FP có khả năng kết hợp chung tốt về tính trạng năng suất, dòng thuần ngô ngọt D76, D78 có khả năng kết hợp tốt chung về tính trạng độ Brix, là các vật liệu ưu tú cho mục tiêu cải tiến năng suất và độ ngọt trong chương trình chọn tạo giống ngô chất lượng. Chọn lọc đa biến bằng chỉ số MGIDI về 9 tính trạng nông học đã xác định được 8 THL triển vọng gồm 3 THL ngô nếp tím (THL01, THL02, THL12), 5 THL ngô nếp tím ngọt (THL04, THL05, THL08, THL13, THL22) và giống ngô nếp tím ngọt VNUA161 phục vụ cho khảo nghiệm đa môi trường. Tám tổ hợp lai này có năng suất và chất lượng tốt, thể hiện ở các chỉ tiêu năng suất bắp tươi có lá bi từ 14,59-19,25 tấn/ha, năng suất bắp tươi không lá bi từ 11,10-15,47 tấn/ha và BRIX từ 13,53-16,97%. Đây là nghiên cứu đánh giá và chọn lọc các THL triển vọng lai giữa ngô nếp tím và ngô ngọt đầu tiên của Việt Nam. 

MỘT SỐ HÌNH ẢNH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tổ hợp lai ngô nếp ngọt tím triển vọng THL5 trồng vụ Xuân 2021 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

Giống đối chứng ngô nếp ngọt tím VNUA161 trồng vụ Xuân 2021 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

Giống đối chứng ngô nếp tím VNUA141 trồng vụ Xuân 2021 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng

Ban Khoa học và Công nghệ

Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng