BÀI GIẢNG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG CHUYÊN KHOA 1 - BÀI 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

199
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài 2 CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ 1. VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG 1.1. Vật liệu quần thể địa phương 1.1.1. Các giống quần thể địa phương Ở nước ta trong quá trình trồng ngô tương đối lâu đời dưới ảnh hưởng của chọn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG CHUYÊN KHOA 1 - BÀI 2

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
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
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
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
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
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
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
- 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
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
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
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
C hỉ khi lai các d òng ch ịu hạn với nhau mới hy vọng tạo hiệu quả ư u thế lai về tính trạng này ở các giống lai. K hi chọn lọc về tính chín sớm, khó khăn lớn xuất hiệ n do độ d ài thời gia n sinh trư ởng b iến động nhiều phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết. Vì thế để xác định tính chín sớm c ủa các vật liệ u cần sử dụng chỉ tiêu như số lá trên thân chính ( ở các dạng chín sớm số lá ít hơn các dạng chín sớm) Đã xác đ ịnh hệ số tương quan cao về tính trạng này: r = +0,846 - Để đánh giá tính chịu lạ nh phương pháp tương đối chính xác là gieo các mẫu ngô (dòng, giố ng lai...) trong điề u kiện đồng ruộng vùng lạnh (gieo vào mùa đông hoặc gieo s ớm vào mùa xuân vùng núi) C ũng đ ã đ ề ra phương pháp gieo lạnh hạt trong đất ở nhiệt độ 8 – 1 00 C. Phương p háp cho kết quả tốt và có thể d ùng đánh giá sơ bộ: các dạng chịu lạ nh có độ nảy mầm 85 – 1 00% ch ịu lạ nh trung b ình 75 – 8 4%. Không chịu lạnh < 74% - N gư ời ta chọn lọc các dòng ngô ch ịu mặn khi gieo hạt trong các dung d ịch muố i (muối ăn) có nồng độ khác nhau. Đối chứng là các hạt gieo ở nư ớc thường tiến hành tính toán sau khi gieo 6 – 7 ngà y. Bài 3 CH ỌN TẠO GIỐNG LẠC ( Arachis hypogaea L. ) 1. D I TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG 1.1. Di truy ề n các tính trạng chất lượ ng 1.1.1. T ập tính sinh trưởng Giữa dạng thân b ò và thâ n đứng trong nhó m Virginia có sự khác nhau về tế bào c hất. Theo Patel, tính trội ho àn toàn thuộc về dạng thâ n bò. Nhiều tác giả cũng khẳng đ ịnh tính trội và kiểu ra hoa xen kẽ và s ự ra cành ở lo ài phụ Hypogaea so với loài phụ Fastigiata. 1.1.2. Đ ặc tính dạng cây v à tán lá Về màu sắc lá, Bada mi cho rằng màu xanh xẫm mang gen trội so với màu nhạt. Các cặp la i d ư ới lo ài thư ờng cho cây lai ở thời kì cây con có thể bạch tạng chiếm tỉ lệ tương đối cao. 19