intTypePromotion=1
ADSENSE

BÀI GIẢNG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG CHUYÊN KHOA 1

Chia sẻ: 124357689 124357689 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

366
lượt xem
90
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Muốn thực hiện thành công việc chọn tạo giống lúa, nhiệ m vụ đầu tiên là phải xác định được mục tiêu cho từng chương trình cụ thể. Công tác cải tạo giống thường bao gồm 4 mục tiêu sau đây: - Tạo ra giố ng mới có năng suất cao hơn giố ng cũ trong cùng điều kiên, mùa vụ, đất đai và chế độ canh tác. - Giống mới phải có chất lượng tốt hơn giống cũ, được mọ i người ưa chuộng, có giá trị dinh dưỡng cao hơn, chất lượng nấu nướng ngon hơn....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG CHUYÊN KHOA 1

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – H À LAN BÀI GIẢNG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG CHUYÊN KHOA 1 Người bi ên soạn: TS. Lê Tiến Dũng Huế, 08/2009
  2. Bài 1 CH ỌN TẠO GI ỐNG LÚA 1- CHỌN TẠO GIỐNG LÚA 1.1. M ục tiê u chọn tạo giống lúa Muốn thực hiện thành công việc chọn tạo giống lúa, nhiệ m vụ đầu tiên là phải xác đ ịnh được mục tiêu cho từng chương tr ình c ụ thể. Công tác cải tạo giống thư ờng bao gồm 4 mục tiêu sau đây: - Tạo ra giố ng mới c ó năng suất cao hơn giố ng cũ trong c ùng điều kiên, mùa vụ, đất đai và chế độ canh tác. - Giống mới phải có chất lượng tốt hơn giống cũ, đư ợc mọ i ngư ời ư a chuộng, có giá tr ị dinh d ư ỡng cao hơn, chất lư ợng nấu nư ớng ngon hơn. - Giống mới có khả năng chống chịu tốt với các loại sâu bệnh hại chính của từng vùng, từng vụ mà giống đó gieo trồng. - Giống mới phải thíc h ứng tốt hơn với điều kiện khí hậu, đất đai, tập quán canh tác, hệ thống luân canh của nhữ ng v ùng nhất định. Các mục tiêu nê u trên còn đư ợc cụ thể hoá cho từng gia i đoạn của các đề t ài c họn giống. 1.2. Lựa chọn phương pháp thích hợp để giải quyế t các mục tiê u: Công tác cải tiến giống lúa đư ợc thực hiện bằng một số phương pháp kinh điển và một số phương pháp mới hỗ trợ cho các phương pháp c ũ đạt hiệu qủ nha nh hơn. Mỗi chương tr ình c ải tiế n giống, tuỳ theo mục tiêu và nhiệ m vụ mà lựa chọn phương p háp thích hợp. Trong quá tr ình lựa chọn phương pháp, ngoài việc tính đến khả năng vật chất c òn phải tính đến kinh phí hoạt động thư ờng xuyên và nguồn nhân lực trong đó quan tr ọng nhất là trình đ ộ hiểu biết sâu của các nhà khoa học chủ trì từng lĩnh vực c ụ thể. Các phương pháp cải tiến giố ng bao gồ m: 1.2.1. Các phương pháp gây tạo biến dị - N hập nội và chọn lọc thuần hoá - Lai và chọn lọc các thế hệ bằng đột biến vật lí hoá học và chọn lọc - Tạo các d òng bat d ục đực tế b ào chất, bất dục đực nhân và các công c ụ di truyền khác để tạo giố ng ư u thế lai. - Lai xa và ứ ng dụng công nghệ sinh học để chuyển nạp những ge n chống chịu đặc h iệu vào các giống có năng suất cao, chất lư ợng tốt. 1.2.2. Các phương pháp chọn lọc Sau quá trình thu thập đánh giá vật liệ u và tiến hà nh gây tạo các biến dị theo đ ịnh hướng cảu các nhà c họn giống th ì công việc quan trọng hơn cả và quyết định 1
  3. thành công là chọn lọc nhằ m cố định các biến dị di truyền.Có một số phương pháp c họn lọc thường áp dụng cho cải tiến giống lúa là: - C họn lọc cá thể hay chọn lọc p hả hệ (pedigree) đ ư ợc bắt đầu ngay ở thế hệ mới phân li của quần thể ( F2 ở lai đ ơn, F1 ở lai ba, M1 và M2 ở quần thể gâ y đột biến nhâ n tạo ). - C họn lọc hỗn hợp (bulk population) - C họn lọc hỗn hợp cải tạo b ao gồ m việc kết hợp giữa chọn lọc hỗn hợp với c họn lọc phả hệ xen kẽ nhau. Việc gây nhân tạo những áp lực sinh học hoặc phi sinh học đố i với quần thể đang phân li nhằ m loại bỏ các cá thể mẫ n cảm với áp lực trước khi chọn lọc các tính trạng hình thá i và nông sinh học mo ng muốn là r ất cần thiết. Nó giúp cho việc rút ngắn q uá trình đ ánh giá và lo ại bỏ sớm các dòng ké m chống chịu. 1.2.3. Phương pháp đánh giá d òng và so sánh giống mới Trong quá trình chọn lọc biế n dị, nhà chọn giống phải vận dụng các kiến thức k hoa học về di truyền, phải ghi nhớ các tính trạng của vật liệ u khởi đầu, vận dụng mong muốn. Sau khi gieo, cá thể đó lạ i tiếp tục đư ợc theo dõi kiể m tra những biểu hiện ở thế hệ sau. Đến khi có đ ư ợc dòng thuầ n cần tiến hà nh đánh giá khách quan, tiến tới các khảo nghiệ m sinh tá i, khảo nghiệ m kĩ thuật và phổ biến giố ng mới trong sản xuất. Các phương pháp được sử dụng để đ á nh giá trong giai đoạn này là : - P hương pháp khảo nghiệ m năng suất (Khảo nghiệm cơ b ản) . - P hương pháp khảo nghiệ m sinh thái. - P hương pháp khảo nghiệ m kĩ thuật. Để tiế n hành khảo nghiệ m nă ng suất người ta thường chia là m ha i bư ớc : quan sát năng suất và so sánh nă ng s uất. + Q uan sát năng suất : năng suất là một hà m s ố của tiề m năng năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh, khả năng thíc h ứng với điều kiện mô i trư ờng, kĩ thuật trồng trọt và các ảnh hư ởng khác. N hà chọn giống lúa có thể dễ d àng đánh giá tiề m năng năng s uất giống do mình đã cải tiến trong vư ờn chọn lọc. Nhưng điều quan trọng ở đây là c ần có số liệu về năng s uất thực ở những điều kiện gieo trồng nhất định. Do vậy phải bố trí các thí nghiệ m so sánh năng suất sơ b ộ hay thí nghiệm quan sát. Các quan sát có thể sớm ở các thế hệ lai F3 - F4 k hi các dòng còn chưa thật ổn định. Nhờ các kết quả quan sát sớm ngư ời ta có thể loại khá nhiều dòng không đ ạt yêu c ầu mà chỉ giữ lại một số ít để vừa chọn thuần vừa quan sát. + S o sánh năng suất : thư ờng bắt đ àu từ hạ F5 ho ặc F6 : đây là các thí nghiệ m so sánh sơ b ộ kết hợp với chọn lọc. Cách là m c ụ thể là: các dòng đ ược tuyển chọn trong vườn quan sát thu được 30 bông, chọn các bông từ các cá thể đồng dạng đem về phòng q uan sát lạ i các tính trạng về hạt, loại bỏ những bôn g không đúng dạng rồi tuốt hỗn 2
  4. hợp để gieo so sánh không nhắc lại hoặc nhắc lại ba lần. Ở mỗi ô so sánh chọn tiếp 3 cá thể đúng dạng mong muốn để trồng ở vư ờn chọn lọc vụ sau. Xác định năng suất của ô thí nghiệ m nhưng hạt không dùng là m giống mà dùng đ ể đá nh giá chất lư ợng gạo. Nếu dòng đó có năg suất cao, chất lư ợng đạt yêu c ầu th ì thu hạt của 3 cá thể hoặc 1 trong 3 cá thể trong vư ờn chọn lọc để là m thí nghiệm ở vụ sau. Cách đánh giá sớm kết hợp với c họn lọc cá thể sẽ chọn đư ợc các dòng thuần có năng suất c ao và s ớm ổn định. 2. Kĩ thuật chọn tạo giống lúa 2.1. Kĩ thuật chọn giống lúa lai ( sử sụng ư u th ế lai ) a) Chọn giố ng lúa lai theo phương pháp "3 d òng" Hệ thống lai 3 d òng đư ợc đặc trưng b ởi việc sử dụng 3 dòng có bản chất di truyền đặc biệt để sản xuất hạt la i thương phẩ m đó là các dòng : bất dục đực di truyền tế bào chất (d òng A), dòng duy trì b ất dục (dòng B), dòng phục hồ i phấn (dòng R). Các dòng bố mẹ phải đồng bộ mới tạo đư ợc một tổ hợp lai ho àn chỉnh theo sơ đ ồ sau: A x B R Duy trì dòng bất dục A x R Sản xuất hạt lai F1 Nếu thiếu bất k ì dòng nào trong 3 dòng trên đ ây đều không có đ ư ợc tổ hợp lai mong muốn. - Dòng bất dục đực di truyền tế b ào chất tìm đươc đầu tiên là d ạng lúa dại ở đảo Hải Nam ( Trung Quốc ). Các nhà chọn giố ng đ ã tiến hành la i dạng dại bất dục với nhiề u giố ng lúa bất dục, có những giống, khi lai với dạng bất dục cho con lai bán bất d ục và những giống khác nhau khi lai lại thu đ ư ợc con la i hữu dục ho àn toàn. Căn cứ vào những đặc điể m kể tr ên ngư ời ta đặt tên cho chúng là : dòng duy trì bất dục, dòng trung gian và dòng phục hồi phấn. Bản chất di truyền của các d òng trên được mô hình hoá với cấu trúc di truyền Tính b ất dục đực của dòng A di truyền nhờ hoạt động của gen trong tế b ào chất là chủ yếu. Vật liệu di truyề n trong tế bào chất luô n di truyền theo d òng mẹ không qua q uá trình phân chia như gen trong nhâ n. V ì vậy tính bất dục của dòng mẹ di truyền ổn đ ịnh qua các thế hệ. 3
  5. Hiệ n nay người ta đ ã xác địh được ha i kiể u bất dục đực tế b ào chất ở lúa là bất d ục đực b ào tử thể (Sporophytic) và b ất dục đực giao tử thể (Gametophytic). Hai kiểu này khác nha u cơ b ản về di truyền có thể xác định bằng phương pháp kiểm tra hình thái và độ nhuộm mà u c ủa hạt phấn trên kính hiển vi quang học hoặc kiể m tra thông q ua gieo hạt F2 và thống k ê tỉ lệ cây bất dục. Nếu dòng mẹ thuộc kiểu bất dục đực bào tử th ì quần thể F2 sẽ có 1/4 số cá thể bất dục, nếu dòng mẹ thuộc kiểu bất dục giao tử thể th ì quần thể F2 k hồn có cây có cấu trúc di truyề n kiểu S(rr) ở quần thể F2. N hững cây lúa bất dục đực vẫn sinh trư ởng phát triển bình thư ờng, các cơ quan s inh s ản phát triển bình thư ờng chỉ có hạt phấn bị thoái hoá. Khi nhận đ ư ợc phấn của giống khác c ùng loài thì q uá trình th ụ phấn thụ tinh đư ợc thực hiện b ình thư ờng, tỉ lệ kết hạt cao. Có thể tạo dòng bất dục đực tế bào chất bằng lai nhiều lầ n với d òng giống nào có khả năng duy tr ì b ất dục để tạo ra một cặp dòng A và B mới đồng tế b ào chất với dòng mẹ khởi đầu. Cũng có thể tạp bằng phương pháp lai xa ho ặc gây đột bién nhân tạo. - Dòng duy trì b ất dục (d òng B): gen duy trì tính bất dục đực là gen lặn (rr) nằm trong nhân tế b ào c ủa giống có tế bào chất ma ng gen b ình thường (N) không chứa gen bất dục. Vì vậy lúa có hạt phấn phát triển, bao phấn mẩy và mở khi hoa nở. Khi lai với dòng CMS thì cây lai F2 bất dục phấn, vì vậy người ta thường kí hiệu là A/B  A ( cây con giống cây mẹ về mọ i tính trạng). - Dòng phục hồ i tính hữu dục (dòng R): ge n phục hồ i tính hữu tính hữu dục là gen tr ội trong nhân tế b ào (RR). Có giống chứa cặp gen trội, có giống chứa 2 cặp gen trội. Giố ng chứa 2 cặp gen trội R1R1, R2R2 thwòng có khả năng phục hồi mạ nh hơn giống chứa một cặp gen phục hồi. Các dòng phục hồi thường chỉ thể hiện khả năng phục hồi khi la i với các d òng bất dục đực c ùng loài phụ mà khoio ng có khả năg phục hồi cho các dòng b ất dục khác loài. Tạo dòng ph ục hồi bằng 3 phương pháp : lai thử với dòng bất dục, lai các d òng p hục hồi với các dòng giống khác ,gây đ ột biến để tạo d òng phục hồi. b) Chọn giố ng lúa lai theo phương p háp "2 dòng" Trong các d ạng lúa bất dục, ngoài các d ạng CMS người ta c òn tìm đư ợc nhiều dạng bất dục đực nhân. Các dạng bất dục đực "chức năng" đư ợc sử dụng đầu tiên để sản xuất hạt lai the o phương pháp "2 d òng". Bất dục "chức năng" có c ơ chế di truyền đặc biệt, thường gọi là dòng bất dục đực cảm ứng với điều kiện môi trư ờng (Environment - s ensitive Genic male Sterile : EGMS). Có ha i lo ại đ ư ợc sử dụng phổ biến là dòng b ất dục đực di truyề n nhân c ảm ứ ng nhiệt độ (The mo sensitive Genic ma le Sterile : TGMS) và dòng b ất dục đực di truyền nhân cả m ứng quang chu k ì (Photoperiod - s ensitive Genic male Sterile : P GMS). 4
  6. Dòng TGMS bất dục phấn khi gặp nhiệt độ cao >27oC và hữu dục nhiệt độ thấp 14 giờ/ngày và hữu d ục khi thời gia n chiếu sáng ngắ n
  7. c hứng thích hợp. Cấy 1 dảnh/khóm. Ở ô quan sát tập đoàn vụ đầu tiên có thể cấy ít k hông cần bố trí nhắc lại nế u là các giống nhập để quan sát năng suất, thời gian sinh trưởng, chất lư ợng. Đối với những giống nhập có các tính trạng đặc biệt như chống sâu, rầy, chống bệnh, chịu mặn, hạn, úng...cần gieo cấy trong những điều kiện có thể q uan sát được các tính trạng trên. Theo dõi đ ịnh k ì về các chỉ tiêu sinh trư ởng từ khi gieo đến thu hoạch. Đánh giá k hả năng chống chịu tự nhiê n trên đ ồng ruộng. Đánh giá độ thuần, đặc điểm phân li, tính thíc h ứng, biểu hiệ n về hình thái, mà u s ắc thân lá, kiể u bông, kiể u hạt và dự đoán năng suất. Lấy mẫu để đo đế m các tính trạng số lư ợng và năng suất. Trên cơ s ở của số liệu quan sát và đo đ ếm để quyết định sử dụng giố ng nhập theo hư ớng nào. b) Kĩ thuật chọn tạo giống lúa bằng phương pháp lai Để tiến hành chọn giống bằng phương pháp lai cần phả i thực hiệ n tuần tự các bước sau: - Tổ chức gieo cấy tập đo àn công tác: s ố lư ợng giố ng gieo cấy trong vườn tập đoàn càng nhiều càng tốt. Sự đa dạng về kiể u hình, thời gian sinh trưởng, tiề m năng năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và điề u kiệ n ngoại cảnh bất thuận...sẽ là nguồn vật liệu quý để chọn lọc bố mẹ. - Tiến hành lai giữa các cá thể đư ợc chọn lọc: để thực hiện lai giữa các giố ng đã dự định cần thực hiện một số việc theo tr ình tự sau: + Trồng cây mẹ vào chậu, ô xây hoặc gần bờ ruộng ở vị trí có thể ngồi làm việc được. + K hử đực: khi cây mẹ trổ bông (tr ên 2/3 bông nhô khỏi bẹ lá đòng), tiến hà nh k hử đực vào buổi chiề u trư ớc ngày la i. Trên bông lúa đ ịnh lai, cắt bỏ hết những gié quá non, những hoa đ ã nở trước và tỉa thưa hoa trên gié. Để thao tác dễ dàng, g iữ 25 – 30 hoa có đ ộ thành thục vừa phải tr ên một bông để khử đực. Có thể khử đực bằng một số b iện pháp như : c ắt mở vỏ trấu rồi d ùng panh gắp 6 bao phấ n bỏ đi. Dùng nư ớc nóng hoặc hơi nóng từ 43 – 4 50 C đ ể bông lúa trong đó 7 – 1 0’. Sau thời gian gặp nóng đa số hạt phấn chết, các hoa đều mở và ch ỉ nhị vươn dài đẩy bao phấn ra ngo ài, dùng panh nhặt bỏ hết các bao phấn. Sau khi khử xo ng bao cách li từng bông. + Thụ phấn: sáng hô m sau (từ 6 – 7 h) đi thu bông c ủa giống dự định là m cây bố ( thu 3 – 5 bông cho một tổ hợp). Các bông bố trổ 2/3 là thích hợp. Các bông thu để lấy p hấn cắt bỏ hết phần lá và c ắm vào cốc nước, để nơi kín gió , có ánh nắ ng mặt trời và nhiệt độ từ 28 – 320 C. K ho ảng 9 – 1 0h sáng, các hoa đ ều nở. Rút từng bông đang nở hoa, đưa vào bao cách li bông cây mẹ đ ã khử đực và rũ phấn. Thao tác rũ phấn cần lặp lại 3 – 4 lần để các hoa cây mẹ đều có thể nhận phấ n. - Ghi thẻ đánh dấu tổ hợp, ngày la i và đeo thẻ vào bông lai. - Sau 25 – 30 ngà y thu hạt lai phơi khô và c ất giữ chờ thời vụ để gieo + K hi đến vụ gieo cần kiể m tra hạt, khử tr ùng hạt cẩn thận, nếu khử đực bằng cách c ắt mở vỏ trấu th ì khi gieo nên bóc vỏ trấu, sát tr ùng hạt gạo rồi gieo vào giấ y lọc 6
  8. trong đĩa p etr y, nếu khử đực bằng phương pháp không gây tổn thương vỏ trấu thì ngâm ủ và gieo bình thư ờng. + C ác c ây la i mọc, đư ợc cấy ra chậu, vại trong nhà lư ới, sau khi mạ khoẻ (4 – 5 lá) c ấy ra ruộng. Theo d õi sinh trưởng phát triển và đánh giá các hiệ u ứng sau k hi lai. K hử bỏ các cá thể tự thụ phấn hoặc cá thể quá xấu trong tổ hợp. Thu hạt F1 có thể giữ r iêng từng cây hoặc hỗn hợp chung cả tổ hợp để phơi và bảo quản đến vụ sau. + Gieo hạt F2 mỗi tổ hợp từ 2.000 – 5.000 cá thể. N ếu chọn lọc theo phương p háp phả hệ (pedigree) thì c ấy F2 r a ruộng: cấy thưa 1 dảnh/khó m, cách 10 – 12 hàng để 1 hàng r ộng để tiện đi vào khi chọn cá thể. Mỗi tổ hợp chọn từ 50 – 100 cá thể tốt để lập d òng F3. Nếu chọn hỗn hợp th ì có thể giữ cả ô g ieo mạ không cần cấy vì nếu cấy, lúa đẻ nhá nh nhiều và hệ số nhân tăng nhiề u không cần thiết. + F3 và các thế hệ sau: gieo cá thể để chọn lọc và đánh giá cho đ ến khi chọn được dòng thuần mong muốn. Các d òng đưa sang vư ờn quan sát và khảo nghiệ m cơ bản. c) K ĩ thuật chọn tạo giống lúa bằng gâ y đột biến nhân tạo: Đối với lúa xử lí đột biến thư ờng tiến hành trên hạt khô và hạt ở thời k ì bắt đầu nảy mầm. K hi gây đột biến bằng tác nhâ n hoá học thư ờng ha y xử lí hạt khô: N gâm hạt vào hoá chất với những nồ ng độ và thời gia n nhất định sau đó rửa sạch, ngâ m tiếp tục trong nư ớc sạch đến khi no nư ớc th ì vớt lên và ủ cho nảy mầ m rồi gieo. Lô hạt xử lí mọc thành cây: đa số cá thể bị chết hay dị h ình, thiếu diệp lục, một số ít cá thể biế n dị có ích như thân ngắn, thay đổi thời gian sinh tr ư ởng, thay đổi màu sắc hình dạng hạt, kiểu đẻ nhánh, độ cứng thân, chiều d ài, chiều rộng, độ dày lá, tính p hản ứng quang chu k ì, khả năng chố ng chịu bệnh và điều kiện ngoại cảnh... N hững biến dị kể trên có thể phát hiện được ở thế hệ M1 và M2 Các biến dị có íc h, gieo lại đến M3 ho ặc M4 c ó thể đã đ ạt đư ợc độ thuần cao. Nếu những tính trạng biến đổi đ ư ợc chọn lọc và ổ n định th ì có thể coi chúng là những đột biến, còn nếu sau 2 – 3 thế hệ những tính trạng chọn lọc bị mất đi, đó là biến dị thường biến, hoặc bị c ơ chế phản đột biế n làm ph ục hồi lại những tính trạng sẵn có ban đầu của vật liệu. Gây đ ột biến bằng tác nhân vật lí đối với lúa có thể tiến hành trên hạt khô và hạt bắt đầu nảy mầm ở những pha phân chia tế bào đầu tiên. Các biế n dị sinh ra cũng tương tự như khi gây đ ộ t biến bằng tác nhâ n hoá học. Các nhà chọn giố ng thư ờng hay gây đột biến rồi tiến hành lai các thể đột biến hữu íc h với các giống để cố định những đột biến trong một tổ hợp gen mới. Có thể tiến hành lai trước rồi xử lí ngay lô hạt lai nhằ m tăng tần số biế n dị để chọ n lọc đư ợc nhiều k iểu đa dạng hơn. 7
  9. K hi vận dụng phương pháp nào đó đều cần có kĩ năng thành thạo và tiến hành theo trình tự nhất định để đạt kết quả mong muốn. Bài 2 CH ỌN TẠO GIỐNG NGÔ 1. VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP CH ỌN T ẠO GI ỐNG 1.1. Vật liệ u quầ n thể địa phương 1.1.1. Các gi ống quần thể địa phương Ở nước ta trong quá tr ình trồng ngô tương đối lâu đời dư ới ảnh hư ởng của chọn lọc tự nhiê n và chọn lọc nhâ n tạo, ở những v ùng nhất định đã hình thành các giố ng 3 q uần thể thích nghi với các điều kiện địa phương : các giống gié, xiê m, nếp vàng, nếp trằng... Các giống địa phương có thể d ùng làm vật liệ u khởi đầu để chọn tạo các dòng tự p hối. 1. 1.2. Các gi ống quần thể nhập nội từ các trung tâm phát sinh Các giống - quần thể địa phương từ Nam, Trung Mỹ có nhiều giá trị. Chúng có những tính trạng tốt như chống chịu sâu ( các dạng từ Mehico và Achentina), sinh trưởng nha nh trong gia i đoạn phát triển đầu(các dạng từ Mehicô), lõ i mỏng(các dạng từ Pêru), b ắp dài (các d ạng từ mêhicô), hạt to ( các d ạng từ Mêhicô và Pêru). 1.1.3. Các gi ống ngô chọn tạo trong nước v à nư ớc n goài Tr ư ớc đ ây một số giố ng nước ngoài đ ã được trực tiếp vào sản xuấ t (xiê m, Tr ịnh Tây, vàng Phương Tây (Wes terrn yellow), ga nga 5 ..) Cá c giống chọn tạo lại d ùng là m vật liệ u khởi đầu để tạo các d òng tự phối. 1.1.4 Các dòng tự phối Trong công tác chọn tạo giống ngô hiện nay người ta sử dụng nhiều dòng tự p hối. Các dòng tự phối tạo ra bằng cách tự thụ phấn cư ỡng bức các c â y. Thô ng thư ờng q uá trình tự thụ phấn các câ y tiến hà nh trong khoảng 5,6 thế hệ hoặc hơn. Các quan sát và tính toán ch ỉ ra rằng khi tự phối cây ngô nhanh chóng đạt được độ đồng hợp tử ở phần lớn các locut. Q ua 7 thế hệ tự phối chỉ c òn 1/1000 số cây dị hợp tử về một locut nào đó. Trong quá trình tự phối, c ác d ạng dị dạng, không có sức sống, các dạng bị bệnh, b ị đổ loại thải. 8
  10. K hi vận dụng phương pháp nào đó đều cần có kĩ năng thành thạo và tiến hành theo trình tự nhất định để đạt kết quả mong muốn. Bài 2 CH ỌN TẠO GIỐNG NGÔ 1. VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP CH ỌN T ẠO GI ỐNG 1.1. Vật liệ u quầ n thể địa phương 1.1.1. Các gi ống quần thể địa phương Ở nước ta trong quá tr ình trồng ngô tương đối lâu đời dư ới ảnh hư ởng của chọn lọc tự nhiê n và chọn lọc nhâ n tạo, ở những v ùng nhất định đã hình thành các giố ng 3 q uần thể thích nghi với các điều kiện địa phương : các giống gié, xiê m, nếp vàng, nếp trằng... Các giống địa phương có thể d ùng làm vật liệ u khởi đầu để chọn tạo các dòng tự p hối. 1. 1.2. Các gi ống quần thể nhập nội từ các trung tâm phát sinh Các giống - quần thể địa phương từ Nam, Trung Mỹ có nhiều giá trị. Chúng có những tính trạng tốt như chống chịu sâu ( các dạng từ Mehico và Achentina), sinh trưởng nha nh trong gia i đoạn phát triển đầu(các dạng từ Mehicô), lõ i mỏng(các dạng từ Pêru), b ắp dài (các d ạng từ mêhicô), hạt to ( các d ạng từ Mêhicô và Pêru). 1.1.3. Các gi ống ngô chọn tạo trong nước v à nư ớc n goài Tr ư ớc đ ây một số giố ng nước ngoài đ ã được trực tiếp vào sản xuấ t (xiê m, Tr ịnh Tây, vàng Phương Tây (Wes terrn yellow), ga nga 5 ..) Cá c giống chọn tạo lại d ùng là m vật liệ u khởi đầu để tạo các d òng tự phối. 1.1.4 Các dòng tự phối Trong công tác chọn tạo giống ngô hiện nay người ta sử dụng nhiều dòng tự p hối. Các dòng tự phối tạo ra bằng cách tự thụ phấn cư ỡng bức các c â y. Thô ng thư ờng q uá trình tự thụ phấn các câ y tiến hà nh trong khoảng 5,6 thế hệ hoặc hơn. Các quan sát và tính toán ch ỉ ra rằng khi tự phối cây ngô nhanh chóng đạt được độ đồng hợp tử ở phần lớn các locut. Q ua 7 thế hệ tự phối chỉ c òn 1/1000 số cây dị hợp tử về một locut nào đó. Trong quá trình tự phối, c ác d ạng dị dạng, không có sức sống, các dạng bị bệnh, b ị đổ loại thải. 8
  11. Về sau thế hệ của một cây tự phối ho àn toàn đ ồng nhất về tất cả các tính trạng và có thể nhâ n lên ở các khi cách li. Đó là các dòng tự phối.. Các cây của dòng tự phố i thấp, bắp nhỏ. Năng suất của các d òng tự phối bình quâ n bằng 10- 20% năg suất của giống khởi đầu hoặc giống la i. Hiệ n nay các dòng tự phối đư ợc s ử dụng rộng r ãi tro ng c ác kiể u lai k hác nha u để tạo ra các giống la i ưu thế lai cao. C ũng đ ã xác đ ịnh r ằng không phải tất cả c ác dòng tự phối khi la i đều cho các giống năng suấ t cao. Từ hàng vạn các dòng ngô tự phố i, hiệ n nay để sản xuất giống lai c hỉ sử dụng khoảng 0,1%, để tạo các giố ng la i cần lựa chọn các dòng có khả năng kết hợp cao. Điề u đó rất phức tạp vì không có mối liên hệ (tương quan) giữa các tính trạng hình thái (bên ngoài) c ủa d òng v ới giá trị tổ hợp (khả năng kết hợp) của chúng. K hả năng kết hợp chung của các dòng đ ược xác định bằng la i đỉnh (top crossing). Ngư ời ta đe m tất cả các d òng lai với vật thử chung (tester) Vật thử có thể là giống lai đ ơn, quần thể ta đlai. Khi la i đỉnh số lư ợng cấc tổ hợp lai ứng với số lư ợng các d òng tự phối lúc ta d ùng một vật thử, hoặc tăng lên 2- 3 lần khi d ùng 2- 3 vật thử. K hi tiến hà nh la i đỉnh việc lựa chọn vật thử có vai tr ò quan tr ọng. Có thể d ùng vật thử là các giống thụ phấn tự do hoặc là giống la i kép có c ơ s ở di truyề n rộng. Để đánh giá xác hơn, các nhà chọn giống thư ờng sử dụng 2- 3 vật thử. Các dòng đư ợc c họn lựa theo tính trạng có khả năng kết hợp chung cao, sau đó đem lai giữa chúng với nhau trong tất cả các tổ hợp có thể để nghiên cứu khả năng kêt hợp riêng và tìm ra những tổ hợp lai năng suất cao n hất. * K hả năng kết hợp chung của d òng b iểu thị đại lư ợng trung b ình về ư u thế lai trong tất cả các tổ hợp lai mà dòng đ ó tham gia (thử nghiệ m), còn khả năng kết hợp r iêng - trong một cặp lai cụ thể. Một số số liệ u chứng tỏ về sự tương quan giữa năng s uất của các dòng tự phố i và khả năn g kết hợp của chúng. Vì vậ y để thử nghiệ m về khả năng kết hợp nên chọn các dòng tự phối có năng s uất khá hơn. Hiệ n nay người ta sử dụng các dòng tự phối để: - Tạo các giống lai đ ơn giữa các d òng (ngh ĩa là các giố ng lai giữa hai dòng tự p hối) - Tạo các giống lai dòng - giống: giống la i giữa giống và dòng tự phối hoặc giống lai giữa giống la i đơn với giống thư ờng (các gioóng lai không quy ư ớc) - Tạo các giố ng la i ba dòng: giố ng lai giữa la i đ ơn với dòng ự p hối. - Tạo các giố ng la i kép: các giố ng lai tạo do lai giữa hai giố ng lai đ ơn với nha u Số lượng các giống la i k ép thu đự ơc khi có n d òng tự phối có thể tính theo công thức 3 n(n - 1 ) (n - 2) (n - 3 ) 9
  12. 24 - Tạo các giống lai quần thể phức tạp do hỗn hợp các dòng, các lai đ ơn hoặc các lai kép. Ở Việt Nam nguồn gen ngô hiện đư ợc b ảo tồn tại Việ n nghiên cứu ngô với k ho ảng 400 mẫ u giống đ ịa phương và 3.000 dòng tự p hố i (theo Ngô Hữu Tình) * Sử dụng các tổ tiên hoang d ại gần ngô Tộc ( Tribus) Mayde a e trong đó có ngô (Zea mays) gồ m 7 chi (genus), trong đó gần ngô nhất là Eucha en - teoxinte (2n = 20,40) và Tripsacum (2n = 36,72). N gô d ễ lai với Teoxinte nhưng khó lai với Tripsacum Hiệ n nay người ta lai ngô nhiều với hai chi trên nhằ m chứng minh nguồn gốc cây ngô b ằng tế b ào học Giả thuyết của Mangelsdorf và Ree ves gồm các luận điểm sau: - N gô đầu tiên phát triển như một cây lương thực ở tây b ắc Nam Châ u Mỹ ( Anđơ) từ đây đưa vào miền Trung Châu Mỹ - Teoxinte xuất hiện do kết quả lai tự nhiên giữa ngô và Tripsacum ở trung châu Mỹ. - Do lai ngô với Tripsacum tạo thành kiểu ngô mới có giá trị kinh tế là tổ tiên c ủa phần lớn các dạng ngô hiện nay được trồng trọt trên thế giới. Các giống lai giữa ngô tứ bội (2n = 40) với Tripsacum cũng rất tốt về mặt tạo giống. Hiệ n nay những công tr ình quan tâm nhiề u về hướn g này tuy nhiên mới mang tính chất nghiê n cứu. Trong tài liệ u cũng đ ã mô tả các giống lai giữa ngô và mía (Saccharum oficium L 2 n = 40). 2. Các phưong pháp chọn tạo giống Công tác chọn tạo giố ng ngô đ ã trải qua quá tr ình phát triển lâu d ài, rong từng thời k ì ngư ời ta sử dụng những vật liệu khác nhau và áp d ụng các phương pháp chọn tạo k hác nhau. Nó gắn liền với sự tiến hoá của việc chọn tạo giống như một khoa học hàng năm p hong phú hơn nhờ những tư liệ u và phương pháp mới. Sử dụng các dòng tự phối C họn lọc bắp hàng Lai giữa các giống C họn lọc hỗn hợp N ăm / 1870 / 1880 / 1890 / 1910 / 1920 / 1930 / 1940 / 1950 / 1960 / 1970 / Sơ đồ : Tiế n trình các giai đo ạn chọn tạo giống ngô (the o G.F Sprague ). 2.1. Phương pháp ch ọn lọc hỗn hợp (chọn lọc hàng loạt). Đây là phương pháp cổ nhất trong tất cả các phương pháp dù ng để cải lương các giố ng ngô. Phương pháp 10
  13. này d ựa tr ên cơ s ở chọn các bắp tốt nhất, chúng đư ợc d ùng để tái sản sinh các thế hệ sau. Ở đ ay có sự giao phấn giữa các cây và như vậy chỉ cải tiến đư ợc các trị số trung b ình nhưng không c ố định đư ợc kiểu cây tốt. Trư ớc đây bằng phương pháp này c ũng đ ã tạo ra đ ược giố ng ngô tốt. Ở Mỹ, giống ngô Red Yellow dent nổi tiếng phổ biến rộng rãi hơn 100 nă m ở các vùng trồng ngô đư ợc tạo ra bằng phương pháp này. Hiên nay ở Mỹ từ giống này đã tạo ra dòng tự phối WF 9 tha m gia vào nhiều giống lai đ ơn năng suất cao (WF9 x 38 - 11) và (WF9 x Hy). 2.2. Lai gi ữa các giống : N gười ta sử dụng cách lai giữa các giống như là phương pháp tạo các giố ng mới, cũng như để sử dụng ư u thế lai F1 . Hiệ n nay cách lai này ít được d ùng vì các giống lai quy ư ớc (các giống la i giữa các dòng tự phối) cũng như các giống lai dòng - g iống có năng suất cao hơn. 2.3. Phương pháp ch ọn lọc bắp-hàng. Phương pháp này lần đầu tiên được nhà k hoa học Mỹ Hopkins sử dụng nă m 1896 ở trại thí nghiệ m Illinois. C ơ sở của nó là chọn các bắp tốt, nghiên c ứu chúng và sau đó tách ra những thế hệ tốt. P hương pháp nà y đ ã không đáp ứ ng đư ợc những yêu cầu mong muốn nên hiện nay ít đư ợc sử dụng. 2.4. Chọn tạo các dòng tự phối Hiệ n nay người ta đ ã đề ra những s ơ đ ồ chọn tạo các dòng tự phố i không những c ho phép tạo ra, chọn lọc và cải lương các dòng tự phố i tương ứ ng, mà trong quá trình c họn tạo c òn xác đ ịnh đ ư ợc khả năng kết hợp riêng c ủa chúng. 2.5. Phương pháp chuẩn Đây là phương pháp phổ biến nhất để tạo ra các dòng tự phối. Trong ruộng gieo q uần thể hoặc giống la i chọn những cây tốt nhất, tự phố i chúng Nă m sau hạt của mỗi bắp tự phối gieo thành 1 hàng (30 – 4 0cây). Để tự phối tiếp ta chọn những hệ (hàng) không có các tính tr ạng thoái hoá và trong những hệ này c họn những cây tốt để tự phố i. Nă m thứ 3 cũng là m như vậy Nă m thứ 4 hạt cũng gieo như vậy, những hệ chọn đư ợc song song với tự phối, ta tiến hành lai với vật thử (tester) Nă m thứ 5 tiến hành chọn lọc trong các hệ tự phối, và tiến hành tự phối, thử nghiệ m các giố ng la i thu đư ợc và lại la i với vật thử Nă m thứ 6 tiến hành chọn lọc trong các hệ, tự phối chúng và thử nghiệm các giống lai, chọn các cây trong các hệ, tự phối chúng và thử nghiệ m các giống lai 11
  14. Nă m thứ 7 tiến hành chọn lọc và tự phối trong các hệ và la i luâ n phiê n (luân giao) Nă m thứ 8 chọn lọc và tự phối trong những dòng cho kết quả tốt nhất khi luân giao. Nă m thú 9 – 10 nhân các dòng tự phối tốt. 2.6. Phương pháp hốc P hương pháp này do Jones và Singleton đ ề xuất nă m 1934, đơn giản hơn là p hương pháp chuẩn Nă m đầu tiên: từ các quần thể khởi đầu chọn các cây và tiến hành tự phố i Nă m thứ 2 từ mỗi bắp thu đư ợc do tự phối chọn 3 hạt gieo thành hốc. Trong 3 cây chọn cây tốt nhất, tự phối nó và lai v ới vật thử. Nă m thứ 3 lặp lạ i những khâu trên và tiến hành thử nghiệ m các F1 do la i với vật thử. Loại bỏ những hệ kém. Các năm 4,5,6 lặp lại những khâu tr ên. Năm thứ 7 gieo các dòng thu đ ược trên các ô (hàng) và tiến hành luân giao. P hương pháp này cho phép tiến hành thử nghiệ m một số lư ợng lớn cá c dòng hệ, tăng cường quá tr ình chọn lọc giữa chúng, nhưng khả năng chọn lọc trong phạ m vi từng dòng hệ lại giả m. 2.7. Chọn lọc tích luỹ cộng gộp Tạo ra các dòng bằng một trong các phương pháp trên. Lai những dòng tốt để tạo ra quần thể mới (nă m thứ 7) nhằ m tíc h luỹ các gen tốt. Từ gia i đoạn này lạ i tiến hành tạo d òng như các phương pháp trên, nhưng ở tr ên q uần thể mới thu đư ợc. Đây là chu kì thứ hai. 2.8. Phương pháp chọn lọc giao tử. P hương pháp này do Stadler đề nghị và dựa trên cơ s ở là tần số gặp các giao tử có giá trị kết hợp cần thiết trong quần thể cao hơn là tần số hợp tử. Vì thế nắ m bắt trong quần thể những giao tử cần thiết dễ hơn là cách tự phối tách tạo các dòng có cùng khả năng kết hợp như vậy Thực tế công việc đ ư ợc tiến hành theo trình tự sau: Một d òng tốt (d òng A) từ lai kép (A x B) (C x D) đem thụ bằng phấn của các cây chọn từ giố ng hoặc giố ng la i mà từ đó ta muốn tách các giao tử có giá trị kết hợp cao và b ằng cách đó ta cải tiến d òng A. Các F1 p hân hoá là do phấn các cây của giống bố. Các cây tốt của F1 đem tự phối và lai với vật thử (lai đ ơn) (C x D). Đe m dòng A c ũng lai với vật thử này. Năm sau các hệ do tự phối gieo tr ên các ô riêng, thử nghiệm các giống lai F1 x ( C x D) so sánh v ới A x (C x D) Nă m sau chọn để gieo các cây từ các ô cho giố ng la i với (C x D) tốt hơn là A x (C x D). Tiế n hành tự phố i những cây này (S1* ) và lại lai S* x ( C x D) và A x (C x D). 12
  15. Nă m thứ 4 thử nghiệ m các S1 x (C x D) Là m tự phối S2 ở tr ên những ô cho các giống lai với (C x D) cao hơn A x (C x D). Nă m thứ 5 tiến hành chọn lọc giữa các hệ và trong các hệ, và tiến hành tự phối các cây S3 Nă m thứ 6 nhân d òng cải lương A1 2.9. Phương pháp ch ọn tạo song song N hờ phương pháp lai lui c ải lương 4 d òng tham gia vào thành phần của một lai kép. Nă m 1. Lai c ác dòng A, B, C, D với các dòng E, F, G, H mà từ các dòng sau ta muố n truyền cho các d òng đ ầu vài tính tr ạng có lợi Nă m 2 – 3. Lai tr ở lại với A, B, C, D Nă m 4 – 8. Tách chọn các cây có những tính trạng cần và tự phối Nă m 9. Tạo lai đ ơn Nă m 10. Tạo la i kép 2.10. Ch ọn lọc chu kì P hương pháp này dựa tr ên thực trạng khi chọn tạo các dòng tự phối là sự tăng nha nh tính đồng hợp của các đời tự phối hạn chế sự sử dụng nhiều gen có giá trị thực tiễn đặc biệt là những gen xác định sự biến dị liên tục (các tính trạng số lư ợng). Đã đề ra một số s ơ đồ sau: a) Ch ọn lọc chu k ì (chọn lọc lặp lại) theo các tính trạng h ình thái Nă m đầu tiên trên ruộng giống chọn các cây và tiến hà nh tự phối chúng Nă m thứ 2. Hạt mỗ i cây tự phối gieo thành dòng, đ ể giao phấn lẫn nha u giữa các dòng chọn đư ợc theo các tính trạng mong muốn. Nă m thứ 3. Gieo các hạt của quần thể tạo ra và b ắt đầu chu k ì chọn lọc mới và tự phối. P hương pháp này tỏ ra rất có hiệ u quả khi tạo ra các d òng có hà m lư ợng mỡ, lizin, triptofan cao và chống chịu bệnh tốt. b) Chọn lọc các dòng dựa theo tính trạng k hả năng kết hợp chung v à riêng ở các giai đo ạn tự phối sớm S ơ đồ này c ũng gồm các chu k ì riêng, mỗi chu k ì kéo dài 3 nă m Nă m đầu: chọn các cây, tự phối chúng và lai với vật thử Nă m thứ 2: thử nghiệ m c ác giống lai Nă m thứ 3: gieo các d òng cho kết quả tốt khi la i với vật thử và la i các dòng đó với nhau. Trộn các hạt thu đư ợc Nă m thứ 4: gieo quần thể và b ắt đầu chu kì mới. c) Chọn lọc chu k ì trên n ền lai thuận nghịch 13
  16. Do Co mstok, Robins và Harvey đề ra năm 1949. Lai thuận nghịc h giữa các cây từ các quần thể A và B, tự phối chúng và tiến hà nh chọn lọc theo khả năng kết hợp Công việc tiến hà nh vài chu kì, mỗ i chu kì 3 nă m - Năm đ ầu: các cây tốt từ quần thể A tiến hà nh tự phối và la i với các cây từ quần thể B. C ũng là m như vậy với các cây từ quần thể B. - Năm thứ 2: thử nghiệm 2 nhó m các giống lai tạo ra - Năm thứ 3: gieo các hệ tự phối nă m đầu của các cây mà khi lai cho các kết quả tốt nhất. C ũng trong nă m này lai các tổ hợp khác nhau giữa các d òng từ quần thể A và giữa các d òng từ quần thể B. Các hạt lai thu được trộn lại (trộn riêng theo từng nhó m các d òng c ủa quần thể A và quần thể B) và nă m sau gieo tạo các quần thể A1 và B1 . Trên cơ sở đó lạ i tiếp tục c hu kì chọn lọc mới. K hi sử dụng các phương p háp chọn lọc chu k ì, ở mỗi thế hệ hệ số cây chọn nên nhiề u để dẫn tới sự tự phối ít nhất. d) Phương pháp chọn tạo đồng quy Đây là phương pháp cải lương các dòng đ ã có sẵn nhờ thê m vào mỗi d òng các gen tr ội có ở dòng khác mà b ản thân d òng đó không có. P hương pháp này gồ m các bư ớc: - Lai 2 dòng (A x B) - Lai lui tương hỗ (A x B) x A và (A x B) x B. Trong 3 thế hệ tiếp theo c họn các dòng có các tính tr ạng của bố mẹ thứ hai. - Tự phối và chọn lọc để tạo ra các dạng đồng hợp thể Ab và Ba ngh ĩa là dòng A với các tính trạng của B và dòng B với các tính trạng của A. 3. S Ử DỤNG BẤT DỤC ĐỰC TẾ B ÀO CH ẤT (CMS) TRONG SẢN XUẤT NGÔ LAI F1 N hờ bất dục đực tế b ào chất (CMS), ở nhiề u nư ớc hiện nay các giống ngô lai được phổ biế n rộng rãi trong sản xuất. Sử dụng CMS đ ã thu đư ợc hiệu quả kinh tế cao vì giả m đư ợc nhiều về chi phí lao động trong việc d ùng tay b ẻ cờ khi sản xuất các loại hạt giống ngô lai. C MS do Rhoades phát hiệ n 1931 ở Mỹ và MI Khadjinov phát hiện 1 932 ở N ga. Các cây CMS (bất dục đực tế bào chất) di truyền đặc tính này cho đời sau theo dòng mẹ. Các n hà d i truyền Mỹ D.Jones và N.Everst từ nă m 1949 đ ã đ ề ra phương pháp sản xuất các hạt ngô lai không cần phải ngắt cờ đực trên cơ sở sử dụng bất dục đực tế bào chất. Muốn vậ y cần có: 14
  17. - Các dòng tự phối b ất dục đực - Các dòng c ố định (duy tr ì) bất dục đực - Các dòng phục hồi phấn Để chuyển dạng mẹ của giống lai sang nền bất dục đực cần phải có nguồn bất d ục (CMS) C húng có thể là các cây bất k ì (giống, dòng) truyền bất dục phấn qua tế b ào c hất. 3.1.Tạ o dòng bất dục đực K hi tạo các d òng tự phối bất dục đực (các đồng đẳng bất dục đực) người ta d ùng p hương pháp lai tích lu ỹ (lai bão hoà) Q uá trình la i này tiế n hành nhiều lần (nhiều đời) cho đến khi nào thu được các cây hoàn toàn giống d òng đ ó về kiểu h ình. Công việc này đư ợc tiến hà nh như sau: Năm thứ 1: Xbdđ x L Năm thứ 2: ( Xbdđ x L) x L Năm thứ 3: [(Xbdđ x L) x L] x L Năm thứ 4: {[(Xbdđ x L) x L] x L} x L Năm thứ 5 – 6 : nhâ n và chọn cá thể các cây tốt từ các dạng bất dục L4 bdđ xL Ở s ơ đồ nà y Xbdđ - d ạng bất k ì có đ ặc tính bất dục đực tế b ào chất L – dòng (ho ặc giống) thư ờng mà ta định tạo thành dòng bất dục đực tế bào chất Thực nghiệ m xác định rằng kết quả sau 4 – 5 lần la i lại (lai b ão hoà) và chọn lọc, có thể thu đư ợc các d òng tự phối bất dục đực (các đồng đẳng bất dục đực). Nhân dòng bất dục đực này ở khu cách li bằng cách dùng phấn của chính dòng tự phối đồng đẳng thư ờng, thụ cho nó. Dòng khi dùng phấn của nó thụ cho cây bất dục đực, tính bất dục đực đ ược bảo tồn gọ i là dòng duy trì, d òng cố định bất dục đực. Trong giống la i kép giữa các d òng, dòng b ất dục đực đư ợc d ùng là m d ạng mẹ c ủa giống lai đ ơn mẹ, nhưng dòng bố của lai đ ơn mẹ phải không có khả năng phục hồi p hấn (hoặc d òng c ố định, duy tr ì bất dục đực), khi đó các cây la i đơn mẹ sẽ có các cờ bất dục. Ở Mỹ và Canada việc sử dụng các giống ngô lai giữa các dòng tạo ra trên cơ s ở 1 d ạng bất dục đực tế bào chất (kiểu T) đã gây nên sự lan truyền rộng rãi nòi nấm Helminthosporium ma ydis, do đó làm giả m đáng kể năng suất hạt. Vì thế tro ng chọn tạo giống ngô lai vấ n đề cấp bách là c ần phải sử dụng đa dạng các nguồn bất dục đực tế bào chất. 3.2. Tạo các dòng ph ục hồi phấn (phục hồi sự hữu thụ) 15
  18. K hi s ản xuất hạt lai kép dòng bố của lai đ ơn mẹ không đ ư ợc có khả năng phục hồi phấn. N hưng trong giố ng la i đ ơn b ố cả 2 dòng ho ặc ít nhất là 1 dòng cần phả i có khả năng ph ục hồi phấn. Một số dòng tự phối khi lai với các dạng bất dục đực đã phục hồi sự hữu thụ của chúng. Những dòng này gọi là các dòng ph ục hồi sự hữu thụ - p hục hồi p hấn. Nếu d òng ( hoặc giống) không có khả năng phục hồi, d ùng cách lai bão hoà ta có thể truyề n cho chúng đặc tính này. Để làm đư ợc việc này ta đem dòng bất dục (hoặc giống) mà ta chọ n cho chúng dòng phục hồi, đe m lai với một dạng phục hồi nào đó. Dạng phục hồi này có thể là 1 dòng (ho ặc giố ng), bất k ì có đặc tính này. Giố ng la i thu đư ợc do cách la i này đe m thụ bằng phấ n của dạng mà ta c ần biến nó thành dòng phục hồi. Sau đó lặp lại việc thụ phấn các cây có khả năng phục hồi trong kho ảng 5 nă m, khi dạng được thụ phấn trở nên hoàn toàn giống dạng thụ phấn. C uối cùng, đem tự thụ phấn các dòng tốt nhất. Công việc tạo các dòng phục hồi phấn có thể tr ình bày ở s ơ đồ sau: Năm thứ 1 L x Xph.h G 2 G xD GD 3 GD x D GD2 4 GD2 x D GD3 5 GD3 x D GD4 6 GD4 x D GD5 GD5 tự thụ phấn 7 GD5tự thụ phấn 8 Ở tất cả các thế hệ ta chọn các cây phục hồi phấn. Trong sơ đ ồ này: L dòng bất d ục (hoặc giống) mà ta c ần chọn d òng ph ục hồi cho nó. Xphh dạng phục hồi phấn bất k ì. G c ây mẹ của giống lai có khả năng phục hồi giống. D d òng mà ta c ần truyền c ho nó khả năng phục hồi phấn. Các giố ng ngô lai tạo ra tr ên nền bất dục (đực) về năng suất thông thư ờng khác các giống ngô lai thường c ùng tổ hợp các d òng tự phối đó. 4. Đ A B ỘI THỂ VÀ Đ ỘT BIẾN THỰC NGHI ỆM TRONG CHỌN TẠO GIỐNG N GÔ Thời gian gần đây cũng đ ã tiến hành gây đ ột biến thực nghiệ m các d òng ngô. Dùng các tác nhâ n vật lí (các tia  ,  - gama, beta) và các tác nhân hoá học (etylenimin, diethylsunfat, d imethylsunfat, nitrozo methylure...) tác đ ộng lên hạt ngô. N gư ời ta cũng dùng các tác nhân vật lí để xử lý các phấn ngô trên các giai đoạn h ình 16
  19. thành khác nhau. Trong một số trường hợp đ ã sử dụng phối hợp các tác nhâ n vật lí và hoá học. Trong tài liệu cũng đã mô tả nhiều đột biến có những tính trạng quý: chống bệnh thán sưng (Ustiago ma ydis), nâng cao hà m lư ợng các axit amin không thay thế, nâng cao khả năng kết hợp... Các đột biến này đư ợc sử dụng là m vật liệu khởi đầu để tạo giống trong các cơ q uan nghiê n c ứu khác nhau. Một hư ớng triển vọng khác trong chọn tạo giống ngô là thu nhận và sử dụng các thể tứ bội (4x). Ngư ời ta cho rằng c ác dặc điể m biểu hiện ư u thế lai khi lai các dạng tứ bội cho phép duy tr ì s ức mạnh la i trong hàng loạt thế hệ. Ở các dạng ngô đa bội tăng k ích thư ớc tế b ào, cây, b ắp và hạt. K hi thu nhậ n các dạng ngô đa bội cần lưu ý r ằng độ kết hạt của bắp (% trung b ình đ ộ kết hạt) liê n quan chặt chẽ với mức độ dị hợp thể của các dạng khởi đầu. Thô ng thư ờng ngư ời ta thu đư ợc các dạng ngô tứ bội bằng cách tác động colchichine (consisin) 0,1 – 0 ,2% dung d ịch nước lên các mầm và các cây non. N gười ta cũng định sử dụng các thể đ ơn bội để tạo các d òng tự phố i thuần đồng hợp tử, vì để có thể thu đư ợc độ đồng hợp ho àn toàn về tất cả các gen bằng phư ơng p háp tự phối đ òi hỏi thời gian rất dài. Để nhận biết các thể đơn bội trên các giai đoạn phát triển khác nha u của cây ngư ời ta sử dụng phương pháp di truyền đánh dấu do Chase đề xuất nă m 1947. Đe m lai dạng mẹ lặn về các tính trạng màu sắc với dạng đánh dấu (EPM) mang gen trội (R) xác định màu s ắc phôi và lớp alơro n trên đ ỉnh hạt. Từ các hạt thu được do lai, trong phòng thí nghiệm có thể tách chọn các hạt có phôi trắng và đỉnh hạt có màu. N hững hạt này nội nhũ tam bội, c òn phôi đ ơn b ội. Tất cả công việ c phải kiể m tra bằng phương pháp tế bào đ ể tránh những sai lầm có thể xuất hiện do đột biế n, sự hiện diện các gen ức chế mà u sắc, các bệnh... K hó khăn là ở c hỗ tần số các đ ơn b ội tự nhiên r ất ít – 1 đ ơn bội: 1.349 nhị bội. N ghiêng về đơn bội là 1 tính trạng di truyền. Quá tr ình lưỡng bội hoá (nhị bội hoá) các cây đơn b ội để thu đư ợc các dòng đ ồng hợp là r ất quan trọng. Mặc d ù có khả năng lưỡng bội hoá tự nhiên ở ngô (5%) phương pháp chắc chắn nhất là xử lý các mầm ngô b ằng colchichine. 5. PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT CỦA QUÁ TRÌNH CHỌN TẠO GIỐNG 5.1. Kĩ thuật lai và tự phối N gười ta cách li các bắp ngô bằng cách d ùng bao cách li b ắp chụp lên chúng trước khi bắp phun râu. Các cờ ngô cũng đư ợc cách li bằng bao giấ y bóng mờ vào lúc bắt đầu nở hoa (tung phấn) và không muộn hơn 24h trước khi thụ phấn. Nhẹ nhà ng r ung các phấn vào bao cách li c ờ, sau đó rắc lên các vòi nhu ỵ (râu ngô) 17
  20. 5.2. Các tính trạ ng chọn lọc và đánh giá chung Việc sử dụng trong sản xuất các kiểu ngô lai khác nhau không là m giả m vai trò c ủa c họn lọc v ì chúng đ ảm bảo cho việc tạo ra các dòng tự phối có nhữ ng tính trạng cần thiết. K hi tiến hành chọn lọc, thành công c ủa ngư ời chọn tạo giống sẽ càng cao khi có sự tương ứng giữa các kiểu hình và kiểu gen. Điề u này gắn chặt với độ di truyền của tính trạng và tương ứng với các quan hệ tương quan giữa các tính trạng. Đặc biệt quan trọng là các tương quan giữa các tính trạng của các d òng tự phối và s ản lư ợng của các giố ng lai do chúng tạo ra. Ngư ời ta dễ dàng nhận đư ợc các tương qua n này khi dùng phương p háp lai đ ỉnh. C ũng cần nhớ rằng những tương quan thu được thư ờng đặc trưng cho đ ịa điểm thử nghiệ m các dòng và các giống lai. Đã xác lập sự tương quan dương cao giữa sản lư ợng của giống la i (do lai giữa dòng tự phối x giống) và các tính tr ạng sau đây c ủa dòng tự phối: ngày ra hoa (r=0,47) thể tíc h hệ thống rễ (r=0,54) đư ờng kính thân (r=0,41) K hi tạo các giố ng la i đơn cần đặc biệt quan tâm đến sản lượng của các dòng tự p hối d ùng làm các dạng mẹ. K hi s ản lư ợng của các d òng tự phối thấp việc phổ cập các giố ng la i đơn vào s ản xuất không có lợi do giá thành các hạt lai cao. Đã chứng minh có mối tương qua n tin cậy giữa c ường độ quang hợp của các dòng tự phối và năng suất hạt của các giống lai, nó cho phép lựa chọn các d òng tự phối theo tính trạng này. Khi tạo các d òng có hàm lượng lizin cao bằng phương pháp lai lui (back cross) việc chọn các dạng mà ở c húng k hông giả m khối lượng 1.000 hạt, cũng như các dạng có hà m lư ợng các axit a min k hông thay thế cao có ý nghĩa lớn. Chọn lọc dựa theo kiể u hình c ủa nội nhũ (đ ục do gen O2 gây nê n) không phải bao giờ cũng cho kết quả. Vì thế phải xác định hà m lư ợng lizin, triptophan và ze in trong nộ i nhũ bằng phương pháp điện di trên gel polycryla mid. C ũng đã đ ề ra phương pháp phát hiệ n chúng trong phầ n nội nhũ nhằm giữ hạt đ ể gieo. K hi tạo các giống ngô có lượng dầu (lip it) cao trong hạt cần chú ý: có mối t ương q uan dương cao giữa hàm lư ợng dầu và kích thước phôi. Cũng cần lưu ý r ằng khi nâng cao lư ợng dầu thực vật hơn 8 – 10% thì năng suất giảm. N guyên nhân là do để tổng hợp 1 kcal d ầu thực vật cần 2kcal năng lượng quang hợp, trong khi đ ể tổng hợp 1kcal tinh bột chỉ cần 1kcal năng lượng. C họn lọc để tăng cao hà m lư ợng dầu trong phôi có thể kết hợp với chọn lọc về hàm lượng các axit amin không thay thế trong nội nhũ. K hi chọ n tạo giống ngô lai hướng silô ( chất xanh) cần chú ý chọn tạo các dòng tự phối có hàm lư ợng lignin thấp trong lá nhằ m tăng cao độ tiêu hoá khối chất xanh cho động vật. Để tạo các giống ngô lai chịu hạn cần nghiên cứu kĩ các dòng tự phối về tính trạng nà y trong các điề u kiện đồng ruộng và đánh giá độ kết hạt trên bắp của chúng. 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2