Sản xuất hạt giống và công nghệ hạt giống - Chương 1

Chia sẻ: Le Quang Hoang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

324
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương1: Quá trình sinh sản ở thực vật. Sinh trưởng và phát triển của thực vật nằm ở đỉnh sinh trưởng gọi là mô phân sinh. Ở mô phân sinh xảy ra quá trình phân chia kéo dài tế bào

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sản xuất hạt giống và công nghệ hạt giống - Chương 1

B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P 1 – HÀ N I TS.VŨ VĂN LI T - PGS.TS.NGUY N VĂN HOAN Ch biên: TS.VŨ VĂN LI T S N XU T GI NG VÀ CÔNG NGH H T GI NG Hà N i – 2007 http://www.ebook.edu.vn
L I NÓI ð U Cu n sách Khoa h c và Công ngh h t gi ng c a Larry O.Copeland, Miller B. Mc Donald, 1995 ông d n m t bài thơ c c a Fay Yauger, m t nông dân làm vư n v i hy v ng h t n y m m t t hơn trong s n xu t c a mình M t cho chim Ó M t cho qu M t h t b ñi và M t h t ñ tr ng Bài thơ c cho chúng ta th y, t xa xưa ngư i nông dân ñã r t quan tâm ñ n ch t lư ng h t gi ng vì h t gi ng cơ s ñ u tiên cho canh tác c a h . Ngày nay v i nh ng ti n b vư t b c trong t o gi ng cây tr ng, nhi u lo i gi ng cây tr ng m i ra ñ i như gi ng c i ti n, gi ng ưu th lai, gi ng chuy n gen...nh ng gi ng cây tr ng có nhi u ñi m khác bi t v i các gi ng ñ a phương truy n th ng v k thu t canh tác và thu ho ch. S n xu t h t gi ng c a các gi ng cây tr ng c i ti n yêu c u k thu t cao vì th ñòi h i ngư i s n xu t ph i có ki n th c và k năng. David Shires,2005 cho r ng h t là tư li u s ng, do v y gieo tr ng, thu ho ch và quá trình s n xu t khác ph i ñ m b o ñ h t gi ng lúa có s c s ng, năng su t và s n lư ng cao nh t. M t gi ng lúa có th phát huy h t ti m năng năng su t c a nó cũng ph i gieo tr ng b ng nh ng h t gi ng có ch t lư ng t t. Nhi u nghiên c u ñã kh ng ñ nh h t gi ng t t góp ph n tăng năng su t lúa 5 – 20%. K thu t s n xu t h t gi ng cây tr ng ưu th lai ñòi h i công ngh cao hơn gi ng cây tr ng c i ti n, nhà s n xu t ph i có ki n th c duy trì dòng b m b t d c ñ c (MS), t b t h p (SI) hay dòng t ph i thu n và công ngh s n xu t h t lai F1. S n xu t h t gi ng không ch ñòi h i duy trì ñ thu n di truy n, có s c s ng và các ch tiêu ch t lư ng khác ñ t tiêu chu n Qu c gia. ð ng th i cũng ñòi h i nâng cao năng su t h giá thành ñem l i l i nhu n cho ngư i s n xu t và nông dân. Khoa h c và công ngh h t gi ng ngày càng có vai trò quan tr ng trong n n nông nghi p hi n ñ i và kih t th trư ng. Nó góp ph n nâng cao năng su t, s n lư ng và hi u qu s n xu t nông nghi p. Cu n giáo trình s n xu t gi ng và công ngh h t gi ng v i mong mu n ñóng góp m t ph n nh vào phát tri n tri n nông nghi p. Tuy nhiên ñây là m t lĩnh v c khoa h c m i nư c ta, do v y nh ng k t qu nghiên c u trong nư c còn h n ch . Chúng tôi ñã c g ng tham kh o nh ng k t qu nghiên c u m i nh t c a nư c ngoài và trong nư c ñ biên so n cu n sách, nhưng không tránh kh i nh ng thi u sót. Nhóm tác gi mong mu n nh n ñư c nh ng ý ki n ñóng góp quý báu c a các nhà khoa h c, h c viên cao h c, NCS và ñ c gi trong và ngoài nư c ñ cu n sách hoàn thi n hơn. Tác gi Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 2 http://www.ebook.edu.vn
M CL C CHƯƠNG 1 ..........................................................................................................................10 QUÁ TRÌNH SINH S N TH C V T ............................................................................10 1.1 Các hình th c sinh s n th c v t..............................................................................10 1.1.1 Sinh s n vô tính...................................................................................................11 1.1.1.1 Sinh s n sinh dư ng......................................................................................11 1.1.1.2 Sinh s n vô ph i............................................................................................16 1.1.2 Sinh s n h u tính .................................................................................................19 1.1.2.1 Bi u hi n gi i tính và y u t nh hư ng ñ n bi u hi n gi i tính..................20 1.1.2.2 Hi n tư ng t b t h p ng d ng trong s n xu t h t gi ng ..........................22 1.1.2.3 Hi n tư ng b t d c ñ c ................................................................................26 1.2 S hình thành hoa – qu trong sinh s n h u tính.......................................................28 1.2.1 C m ng ra hoa....................................................................................................28 1.2.2 Phân hoá hoa........................................................................................................29 1.2.3 Hình thái c a hoa .................................................................................................30 1.2.4 S phát sinh ñ i bào t .........................................................................................30 1.2.5 Phân lo i hoa........................................................................................................32 1.2.6 Phát tri n c a qu .................................................................................................33 1.2.7 Các d ng qu .......................................................................................................34 1.3 S hình thành và phát tri n c a h t............................................................................36 1.3.1 Hình thành h t......................................................................................................36 1.3.2 S th tinh............................................................................................................36 1.3.3 S phát tri n c a phôi .........................................................................................36 1.3.4 Phát tri n n i nhũ................................................................................................37 CHƯƠNG 2 ..........................................................................................................................39 THÀNH PH N HOÁ H C C A H T...............................................................................39 2.1 Vai trò c a h t và y u t nh hư ng ñ n thành ph n hoá h c c a h t........................39 2.1.1 Vai trò c a h t......................................................................................................39 2.1.2 Các y u t nh hư ng ñ n thành ph n hoá h c c a h t.......................................39 2.2 Tích lu carbohydrate trong h t..................................................................................43 2.2.1 Tích lu tinh b t...................................................................................................43 2.2.2 Hemicellulose ......................................................................................................44 2.2.3 Các lo i carbohydrate khác..................................................................................44 2.3 Tích lu Lipit trong h t...............................................................................................45 2.3.1 Axit béo................................................................................................................45 2.3.2 Glyxêrin (Glycerol) và các rư u khác ( Alcohols) .............................................46 2.3.3 Phân lo i lipid trong h t.......................................................................................46 2.3.4 Thu phân c a lipid .............................................................................................46 2.4 Tích lu Protein trong h t ...........................................................................................47 2.4.1 Albumin ...............................................................................................................48 2.4.2 Globulin ...............................................................................................................48 2.4.3 Glutelin ................................................................................................................48 2.4.4 Prolamin...............................................................................................................48 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 3 http://www.ebook.edu.vn
2.5 Các h p ch t hoá h c khác .........................................................................................49 2.5.1 Tannin ..................................................................................................................49 2.5.2 Alkaloid ...............................................................................................................49 2.5.3 Glucosides............................................................................................................49 2.5.4 Phytin ...................................................................................................................49 2.6 Các ch t kích thích sinh trư ng ..................................................................................50 2.6.1 Hormones.............................................................................................................50 2.6.2 Gibberellines........................................................................................................50 2.6.3 Cytokynins ...........................................................................................................50 2.6.4 Ch t c ch ..........................................................................................................50 2.6.5 Vitamin ................................................................................................................51 CHƯƠNG 3 ..........................................................................................................................52 S N Y M M C A H T..................................................................................................52 3.1 S n y m m c a h t....................................................................................................52 3.1.1 Khái ni m.............................................................................................................52 3.1.2 Hình thái n y m m...............................................................................................52 3.2 Nh ng yêu c u cho s n y m m.................................................................................53 3.2.1 ð chín c a h t ....................................................................................................53 3.2.2 Các y u t môi trư ng ......................................................................................54 3.3 Quá trình n y m m c a h t.........................................................................................57 3.3.1 S hút nư c..........................................................................................................57 3.3.2 Ho t ñ ng c a Enzyme ........................................................................................59 3.4 Phá v các mô d tr .................................................................................................60 3.4.1 Chuy n hóa mô d tr các bon hydrat.................................................................62 3.4.2 Chuy n hoá lipid..................................................................................................63 3.4.3 Chuy n hoá protein.............................................................................................65 3.4.4 Các h p ch t ch a Phosphorus ...........................................................................65 3.5. Kh i ñ u sinh trư ng c a phôi ..................................................................................65 3.6 S xu t hi n c a r .....................................................................................................66 3.7 Hình thành cây con ....................................................................................................66 3.8 M t s cơ ch sinh hoá khác c a quá trình n y m m c a h t.....................................66 3.8.1 Mô hình hóa sinh c a Amen................................................................................66 3.8.2 Kh i lư ng ch t khô ............................................................................................67 3.9 S kích thích hoá h c c a s n y m m.......................................................................68 3.10 Các y u t khác nh hư ng ñ n s n y m m ...........................................................70 CHƯƠNG 4 ..........................................................................................................................73 TR NG THÁI NG NGH C A H T...............................................................................73 4.1 Khái ni m....................................................................................................................73 4.2 Các hình th c ng ngh ...............................................................................................74 4.3 Di truy n ng ngh c a h t........................................................................................75 4.3.1 Nh ng nh hư ng c a Gen ..................................................................................75 4.3.2 nh hư ng c a môi trư ng..................................................................................75 4.4 Nguyên nhân và phương pháp phá ng sơ c p ...........................................................75 4.4.1 Nguyên nhân ng ngo i sinh và bi n pháp phá ng ............................................75 4.4.1.1 Các y u t tác ñ ng ñ n ng ngo i sinh.......................................................75 4.4.1.2 Phương pháp phá ng ngo i sinh.................................................................78 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 4 http://www.ebook.edu.vn
4.4.2 Ng N i sinh........................................................................................................79 4.2.2.1 Nguyên nhân c a ng n i sinh......................................................................79 4.2.2.2 Phương pháp phá ng n i sinh....................................................................81 4.3 Ng th c c p...........................................................................................................84 CHƯƠNG 5 ..........................................................................................................................85 GIÁ TR GIEO TR NG H T GI NG ...............................................................................85 5.1 Khái ni m giá tr gieo tr ng........................................................................................85 5.2 Các ch tiêu ñánh giá giá tr gieo tr ng.......................................................................85 5.3 ðánh giá m t s ch tiêu giá tr gieo tr ng .................................................................85 5.3.1 ðánh giá ñ thu n di truy n c a h t gi ng cây tr ng ..........................................85 5.3.2 ðánh giá giá n y m m c a h t gi ng..................................................................86 5.3.3 ðánh giá giá tr gieo tr ng b ng mu i tetrazolium(TZ) .....................................88 5.3.4 Phương pháp ki m tra hoá sinh khác..................................................................89 5.3.5- Phương pháp ñánh giá ho t ñ ng c a enzim thu phân .....................................90 5.3.6- ðánh gía t n thương h t gi ng ...........................................................................90 5.3.7 Các phương pháp khác ñ ñánh giá giá tr gieo tr ng c a h t gi ng...................90 CHƯƠNG 6 .........................................................................................................................92 S C S NG VÀ B NH H T GI NG.................................................................................92 6.1 S c s ng h t gi ng......................................................................................................92 6.1.1 Khái ni m.............................................................................................................92 6.1.2 Các y u t nh hư ng ñ n s c s ng h t gi ng ....................................................93 6.1.2.1 V t ch t di truy n..........................................................................................93 6.1.2.2 Môi trư ng trong quá trình phát tri n c a h t ............................................94 6.1.3 Nguyên lý ki m tra s c s ng h t gi ng ..............................................................95 6.1.3.1 Ch tiêu ki m nghi m s c s ng h t gi ng .....................................................95 6.1.3.2 Phân lo i ki m tra s c s ng h t gi ng .........................................................96 6.1.3.3 Nguyên t c ki m tra s c s ng h t gi ng.......................................................97 6.1.4 Các phương pháp ki m tra s c s ng h t gi ng..................................................97 6.1.4.2 X lý l nh....................................................................................................97 6.1.4.2 X lý thúc ñ y già hoá nhanh(Accelerated Aging (AA) Test).......................98 6.1.4.3. Ki m tra thông qua tính d n ñi n ................................................................98 6.1.4.4 X lý n y m m mát .......................................................................................98 6.1.4.5 T l sinh trư ng c a cây con.......................................................................99 6.1.4.6 Phân lo i s c kho cây con ........................................................................100 6.1.4.7 Ki m tra Tetrazolium (TZ).........................................................................100 6.1.4.8 T c ñ n y m m..........................................................................................100 6.1.4.9 Ki m tra b ng phương pháp Hiltner ( gieo h t dư i l p g ch s i v n)...101 6.1.4.10 X lý h t trong dung d ch h n ch th m th u ( Osmotic Stress) .............102 6.1.4.11 Phương pháp ki m tra hô h p ..................................................................102 6.2 B nh h t gi ng và ki m nghi m b nh h t gi ng ......................................................103 6.2.1 Vi sinh v t trên h t............................................................................................103 6.2.2 X lý ngăn ng a b nh h t gi ng........................................................................103 6.2.2.1 X lý trư c thu ho ch .................................................................................103 6.2.2.2 X lý trong quá trình thu ho ch..................................................................104 6.2.3 N m b nh liên k t v i h t..................................................................................104 6.2.4 Phương pháp xác ñ nh b nh n m h t gi ng.......................................................104 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 5 http://www.ebook.edu.vn
6.2.4.1 Ki m tra n m trên Agar ..............................................................................104 6.2.4.2 Phương pháp gi y th m..............................................................................105 6.2.4.3 Phương pháp tính ñ c.................................................................................105 6.2.4.4 Phương pháp không nuôi c y .....................................................................105 6.2.5 B nh n m ho i sinh trên h t gi ng ....................................................................106 6.2.6 B nh vi khu n ....................................................................................................106 6.2.6.1 B nh vi khu n h t gi ng .............................................................................106 6.2.6.2 Phương pháp ki m nghi m b nh vi khu n h t gi ng.................................106 6.2.7 B nh virus h t gi ng ..........................................................................................107 6.2.7.1 Ki m nghi m sinh h c.................................................................................107 6.2.7.2 Ki m nghi m b nh virus h t b ng huy t thanh.........................................107 CHƯƠNG 7: .......................................................................................................................109 NGUYÊN LÝ CƠ B N C A K THU T S N XU T H T GI NG CÂY TR NG ..109 7.1 Khái ni m và vai trò c a s n xu t h t gi ng và nhân gi ng .....................................109 7.1.1 Khái ni m...........................................................................................................109 7.1.2 Vai trò c a s n xu t gi ng .................................................................................109 7.1.2.1 B o t n ki u gen hi n có hay ki u gen m i t o ra......................................109 7.1.2.2 Duy trì gi ng...............................................................................................109 7.1.2.3 Ph c tráng gi ng ........................................................................................109 7.2 Phương th c sinh s n và s n ñ nh di truy n tương ñ i c a gi ng.........................110 7.2.1 Phương th c sinh s n.........................................................................................110 7.2.2 S n ñ nh tương ñ i c a gi ng.........................................................................110 7.2.2.1 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây t th ph n ...110 7.2.2.2 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây giao ph n ......111 7.2.2.3 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây sinh s n vô tính sinh dư ng ..............................................................................................................112 7.3 S thoái hoá gi ng ....................................................................................................113 7.3.1 Nh ng bi u hi n c a s thoái hoá......................................................................113 7.3.2 Nguyên nhân thoái hoá gi ng ............................................................................113 7.3.2.1 L n cơ gi i..................................................................................................113 7.3.2.2 L n sinh h c................................................................................................114 7.3.2.3 ð t bi n t nhiên ........................................................................................114 7.3.2.4 Hi n tư ng phân ly .....................................................................................114 7.3.2.5 Tích lũy b nh...............................................................................................114 7.3.2.6 K thu t s n xu t không phù h p ...............................................................114 7.3.3 Bi n pháp kh c ph c thoái hóa gi ng................................................................114 7.4- Các c p h t gi ng ....................................................................................................115 7.4.1 H th ng các c p h t gi ng Vi t Nam ...............................................................115 7.4.2 H th ng các c p h t gi ng trên th gi i ...........................................................115 CHƯƠNG 8 ........................................................................................................................117 K THU T S N XU T H T GI NG CÂY T TH PH N.......................................117 8.1 S n xu t h t gi ng thu n cây t th ph n..............................................................117 8.1.1 S n xu t duy trì h t gi ng tác gi ho c h t gi ng siêu nguyên ch ng...............117 8.1.2 S n xu t ph c tráng t o l p lô h t siêu nguyên ch ng.......................................118 8.1.3 Nh ng k thu t cơ b n trong s n xu t h t nguyên ch ng cây t th ph n.....120 8.1.4 Nh ng k thu t cơ b n trong s n xu t h t gi ng xác nh n...............................121 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 6 http://www.ebook.edu.vn
8.2 S n xu t h t gi ng lai cây t th ph n...................................................................121 8.2.1 K thu t nhân và duy trì dòng b m .................................................................121 8.2.1.1 Nhân duy trì dòng b m trong s n xu t h t gi ng UTL không s d ng b t d c...........................................................................................................................121 8.2.2.1 Nhân dòng b m A, B và R trong h th ng lúa lai h ba dòng .................122 8.2.2.2 Duy trì và nhân h t dòng b m trong s n xu t h t gi ng lúa lai h 2 dòng (TGMS và PGMS)...................................................................................................125 8.3 K thu t s n xu t h t nguyên ch ng m t s cây t th ph n ................................128 8.3.1 K thu t s n xu t h t gi ng lúa nguyên ch ng..................................................128 8.3.2 K thu t s n xu t h t gi ng cà chua nguyên ch ng...........................................130 8.3.3 K thu t s n xu t h t gi ng cà tím nguyên ch ng.............................................133 8.3.4 K thu t s n xu t h t gi ng t cay và t ng t nguyên ch ng............................137 8.3.5 K thu t s n xu t h t gi ng ñ u tương nguyên ch ng.......................................140 8.4 K thu t s n xu t h t gi ng ưu th lai m t s cây t th ph n.................................144 8.4.1 K thu t s n xu t h t gi ng lúa lai F1 h 3 dòng s d ng b t d c ñ c CMS....144 8.4.1.1 H t b m ñưa vào s n xu t h t lai F1.......................................................144 8.4.1.2 Xác ñ nh th i gian gieo và th i v ..............................................................144 8.4.1.3 Xác ñ nh th i gian gieo b và m ñ n hoa trùng kh p............................144 8.4.1.4 S b trong s n xu t h t lai F1...................................................................146 8.4.1.5 K thu t làm m lúa lai ..............................................................................146 8.4.1.6 Ch n ru ng c y...........................................................................................146 8.4.1.7.Cách ly:.......................................................................................................146 8.4.1.8. T l hàng, hư ng hàng và phương pháp c y............................................147 8.4.1.9 Phương pháp c y ........................................................................................147 8.4.1.10 Th i ñi m n hoa trùng kh p c a các dòng b , m ................................148 8.4.1.11 Phun GA3..................................................................................................149 8.4.1.12 Th ph n b sung......................................................................................149 8.4.1.13 Kh l n .....................................................................................................149 8.4.1.14 Thu ho ch b o qu n .................................................................................150 8.4.2 K thu t s n xu t h t cà chua ưu th lai F1 .......................................................150 8.4.3 K thu t s n xu t h t gi ng cà tím ưu th lai F1 ...............................................153 CHƯƠNG 9 ........................................................................................................................157 K THU T S N XU T H T GI NG CÂY GIAO PH N............................................157 9.1 S n xu t gi ng th ph n t do cây giao ph n (OP) ..............................................157 9.1.1 Ch n ñ t và khu v c s n xu t:...........................................................................158 9.1.2 Cách ly: ..............................................................................................................158 9.1.3 ð l n qu n th :.................................................................................................159 9.1.4 Ch n l c:............................................................................................................159 9.2 S n xu t h t gi ng ưu th lai cây giao ph n ..........................................................159 9.2.1 Nguyên lý nhân và duy trì dòng b m cây giao ph n ...................................159 9.2.2 Nguyên lý s n xu t h t lai F1 cây giao ph n ..................................................161 9.3 K thu t s n xu t h t gi ng nguyên ch ng m t s cây giao ph n........................162 9.3.1 S n su t h t gi ng ngô th ph n t do nguyên ch ng .......................................162 9.3.2 K thu t s n xu t h t gi ng dưa chu t th ph n t do ......................................165 9.3.3 K thu t s n xu t h t gi ng b p c i th ph n t do............................................169 9.3.4 K thu t s n xu t h t gi ng su hào th ph n t do (OP) ...................................172 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 7 http://www.ebook.edu.vn
9.3.5 K thu t s n xu t h t gi ng su lơ th ph n t do .............................................174 9.3.6 K thu t s n xu t h t gi ng c i c th ph n t do.............................................176 9.3.7 K thu t s n xu t h t dưa h u th ph n t do....................................................178 9.3.8 K thu t s n xu t h t gi ng bí xanh th ph n t do ..........................................180 9.3.9 K thu t s n xu t h t mư p ñ ng th ph n t do ..............................................183 9.4 K thu t s n s n xu t h t gi ng lai m t s cây giao ph n.....................................186 9.4.1 Nhân dòng t ph i trong s n xu t h t gi ng ưu th lai ngô............................186 9.4.2 S n xu t h t gi ng ngô lai..................................................................................189 9.4.3 K thu t nhân dòng b m b p c i ưu th lai (s d ng dòng SI) .....................192 9.4.4 K thu t s n xu t h t gi ng b p c i ưu th lai...................................................194 9.4.5 K thu t s n xu t h t gi ng dưa chu t ưu th lai ..............................................196 9.4.6 K thu t s n xu t h t khoai tây ưu th lai..........................................................198 CHƯƠNG 10 ......................................................................................................................201 S N XU T GI NG CÂY SINH S N VÔ TÍNH ........................................................201 10.1 S n xu t gi ng cây sinh s n sinh dư ng v i cây sinh s n b ng c (c gi ng khoai tây) ..................................................................................................................................201 10.1.1 S n xu t duy trì ................................................................................................201 10.1.2 Phương pháp s n xu t c gi ng khoai tây ng d ng công ngh sinh h c .......202 10.2 Nhân gi ng vô tính b ng m t, ch i và ño n thân ...................................................204 10.2.1 Nh ng y u t nh hư ng ñ n nhân gi ng vô tính ...........................................204 10.2.2 Nh ng k thu t áp d ng nâng cao ch t lư ng và t l nhân gi ng vô tính sinh dư ng ..........................................................................................................................206 CHƯƠNG 11 ......................................................................................................................210 CH BI N H T GI NG ...................................................................................................210 11.1 Thu ho ch ...............................................................................................................210 11.1.1 Th i ñi m thu ho ch ........................................................................................210 11.1.2 Phương pháp thu ho ch ...................................................................................210 11.2 Các bư c ch bi n h t gi ng và nguyên lý .............................................................211 11.2.1 Làm s ch sơ b ..........................................................................................211 11.2.2 Phương pháp c t tr h t sau thu ho ch và trư c tách h t ...............................212 11.2.3 Tách h t............................................................................................................213 11.3 Phơi s y h t gi ng...................................................................................................215 11.3.1 ð m h t.........................................................................................................215 11.3.2 Phương pháp phơi, s y.....................................................................................215 11.4 Làm s ch.................................................................................................................216 11.5 Phân lo i h t gi ng .................................................................................................217 11.6 X lý h t gi ng .......................................................................................................217 11.7 ðóng bao.................................................................................................................217 11.7.1 Tác d ng c a ñóng bao ....................................................................................217 11.7.2 D ng c ñóng bao ............................................................................................218 11.8 B o qu n h t gi ng .................................................................................................219 CHƯƠNG 12 ......................................................................................................................220 KI M NGHI M CH T LƯ NG .....................................................................................220 VÀ C P CH NG CH H T GI NG ..............................................................................220 12.1 M c ñích và ý nghĩa ki m tra ch t lư ng h t gi ng ...............................................220 12.2 Ki m ñ nh ñ ng ru ng ..........................................................................................220 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 8 http://www.ebook.edu.vn
12.2.1 N i dung ki m ñ nh ngoài ñ ng ......................................................................220 12.2.2 Phương pháp l y m u ki m tra ngoài ñ ng: ....................................................220 12.3 Ki m nghi m trong phòng ......................................................................................221 12.3.1 Phương pháp chia m u ki m nghi m trong phòng .........................................221 12.3.1.1 M t s khái ni m: .....................................................................................221 12.3.1.2 Phương pháp chia m u.............................................................................222 12.3.1.3 Nguyên t c l y m u: .................................................................................223 12.3.2 N i dung ki m nghi m ...................................................................................224 12.3.3 Phương pháp ki m nghi m m t s ch tiêu chính...........................................224 12.3.3.1 Ki m tra ñ n y m m................................................................................224 12.3.3.2 Ki m tra ñ m (moisture testing) ............................................................225 12.3.3.3 Ki m tra ñ thu n di truy n......................................................................225 12.3.3.4 Ki m nghi m s c s ng ..............................................................................226 12.3.3.5 Ki m nghi m s c kho h t gi ng..............................................................226 12.3.3.6 Ki m nghi m ñ s ch (Physical purity analysis)......................................226 12.3.3.7 Xác ñ nh kh i lư ng 1000 h t...................................................................227 12.4 H u ki m (Method for conducting post control plots) ...........................................228 TÀI LI U THAM KH O ..................................................................................................231 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 9 http://www.ebook.edu.vn
CHƯƠNG 1 QUÁ TRÌNH SINH S N TH C V T Sinh trư ng và phát tri n c a th c v t n m ñ nh sinh trư ng ñư c g i là mô phân sinh. mô phân sinh x y ra quá trình phân chia và kéo dài t bào, quá trình này s n sinh ra mô phân sinh sinh dư ng và mô phân sinh sinh th c. Mô phân sinh sinh dư ng (vegetative meristems) t o ra các b ph n c a cây như thân, lá và r , trong khi ñó mô phân sinh sinh th c (reproductive meristems) t o ra các cơ quan hoa, qu và h t. Trong b t kỳ mô phân sinh nào m m nh nguyên thu là nh ng ch i nh gi ng nhau ho c nh ng nón sinh trư ng hình khía lõm. M c dù v y r t khó phân bi t b ng m t thư ng. Khi nó sinh trư ng ti p t c hình d ng l n d n lên và khác bi t v i các cơ quan khác c a cây có th phân bi t ñư c khi quan sát dư i kính hi n vi phóng ñ i. 1.1 Các hình th c sinh s n th c v t Th c v t nói chung và cây tr ng nói riêng có hai giai ño n sinh trư ng chính, giai ño n sinh trư ng sinh dư ng và sinh trư ng sinh th c. Giai ño n sinh trư ng sinh dư ng ñư c tính t khi n y m m ñ n khi phân hoá hoa và giai ño n sinh trư ng sinh th c b t ñ u t khi phân hoá hoa ñ n hình thành qu , h t và chín. Giai ño n sinh trư ng sinh th c th c ch t là quá trình sinh s n c a th c v t, nó có ý nghĩa to l n ñ n b o t n nòi gi ng c a th c v t nhưng cũng có ý nghĩa quan trong ñ n s s ng c a con ngư i v i hai vai trò chính là: i) Cung c p s n ph m như lương th c và dinh Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 10 http://www.ebook.edu.vn
dư ng không th thi u cho nhu c u s ng hàng ngày c a con ngư i và phát tri n c a xã h i. ii) Cung c p ngu n gi ng cho gieo tr ng nh ng v , năm hay th h ti p theo. Hình th c sinh s n th c v t r t ña d ng bao g m sinh s n h u tính và sinh s n vô tính. Trong m t phương th c sinh s n l i có nh ng hình th c khác nhau. Ví d sinh s n vô tính g m hai nhóm là sinh s n sinh dư ng và sinh s n vô ph i. Sinh s n sinh dư ng có nhi u hình th c như sinh s n b ng thân r , ch i ph , b ng c ; sinh s n h u tính có sinh s n h u tính ñ ng giao, d giao và noãn giao. Trong sinh s n noãn giao có th phân thành hai nhóm ch y u là nhóm cây t th ph n và nhóm cây giao ph n. Hình 1.2: Sơ ñ phương th c sinh s n th c v t 1.1.1 Sinh s n vô tính Bên c nh sinh s n h u tính, m t s cây tr ng có th sinh s n vô tính. Hai hình th c sinh s n vô tính là sinh s n sinh dư ng (Vegetative reproduction) và sinh s n vô ph i (Apomixis). Sinh s n sinh dư ng là hình thành cây con và phát tri n thành m t cây hoàn ch nh t các cơ quan sinh dư ng c a cây m , có th b ng thân bò, r , c , nhánh, m t, ch i...Sinh s n vô ph i có nh ng ñ c ñi m chính sau: (1) nó thay th hình th c sinh s n h u tính có th ph n th tinh, (2) x y ra các ph n c a cơ quan sinh s n h u tính (các b ph n c a hoa), (3) không có quá trình ph i h p gi a tr ng và tính trùng hình thành h p t . Trong sinh s n vô ph i cũng có 2 hình th c là phân chia sinh dư ng và vô giao, trong sinh s n vô giao phân chia thành 2 hình th c nh là phôi b t ñ nh và giao t vô tính (minh h a hình 1.3). 1.1.1.1 Sinh s n sinh dư ng Sinh s n sinh dư ng là kh năng tái sinh c a th c v t thành cây hoàn ch nh, t m t b ph n nào ñó ñư c tách ra kh i cây m như ño n thân, m t, r , ch i… Sinh s n sinh dư ng có th x y ra trong t nhiên ho c do m c ñích nhân gi ng c a con ngư i. Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 11 http://www.ebook.edu.vn
a)Khái ni m Sinh s n sinh dư ng là hình th c con cái hình thành t mô sinh dư ng c a cây m , k t qu cho di truy n c a con cái gi ng như h t cây m ban ñ u. Sinh s n sinh dư ng x y ra c t nhiên và nhân t o và ñư c s d ng ph bi n trong nhân gi ng cây làm vư n v i mong mu n duy trì các ki u gen ñ c thù. Hình 1.3: Các hình th c sinh s n vô tính th c v t ( Ngu n Larry O. Copeland và Miller B. McDonald,1995) b) Các hình th c sinh s n sinh dư ng + Sinh s n sinh dư ng thân r : thân r c a các loài cây sinh s n theo hình th c này mang các ch i, nh ng ch i này phát tri n thành cành nhô lên m t ñ t. Nh ng m u dư i c a cành phát sinh nhi u r ph và như v y m i nhánh có th phát tri n thành m t cây s ng ñ c l p. Ví d c tranh (Imperata cylindrica) , c g ng (Panicum repens) + Sinh s n b ng b : b là nh ng thân khi sinh có lóng dài bò sát m t ñ t, sau m t kho ng nh t ñ nh g p ñ t m ch i ng n thân có th ñâm r vào ñ t và sinh ra m t cây m i.Ví d cây rau má (Centella asiatica), dâu tây (Fragaria vesca) + Sinh s n b ng giò: thân c a các cây ñ a sinh, thân hình ñĩa d p phía dư i có nhi u r ph , phía trên có ch i ñư c bao b c b i nhi u v y ch a ch t d tr . Nh ng ch i này có th phát tri n thành cây m i. Ví d t i (Allium sativum), hành tây (Allium cepa), thu tiên(Narcissus) + Sinh s n b ng c : Cây có c là thân ñ a sinh, trên c có nhi u m t ñư c che b ng các v y nh . M i m t có th phát tri n thành ch i và thành cây hoàn ch nh. Ví d : khoai tây( Solanum tuberosum), khoai lang (Ipomoea batatas), khoai s ( Colocasia esculenta var. antiquorum), hoàng tinh (Marantia arundinacea) + Sinh s n thai sinh: M t s cây trong lòng c a các lá g n hoa, ho c ngay trong hoa phát sinh ra nh ng ch i ñ c bi t. Nh ng ch i này rơi xu ng m t ñ t g p ñi u Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 12 http://www.ebook.edu.vn
ki n thu n l i m c thành nh ng cây m i g i là hình th c sinh s n thai sinh.Ví d cây t i (Allium sativum) Hình 1.4: M t s hình th c sinh s n vô tính sinh dư ng + Sinh s n b ng ch i ph : m t s loài sinh s n b ng ch i ph phát sinh t r , nh ng ch i ph này phát tri n thành cây m i hoàn ch nh ví d : khoai lang (Impomeae batatas), măng tây (Asparagus officinalis). M t vài loài khác các ch i ph xu t hi n trên lá khi rơi xu ng ñ t cũng phát tri n thành cây hoàn ch nh s ng ñ c l p như cây lá b ng ( Bryophyllum), ch i ph phát sinh t thân như d a (Ananas sativa) + Sinh s n khúc thân: thân c a các loài sinh s n theo hình th c này chia làm nhi u khúc, m i khúc khi rơi xu ng ñ t có th ñâm r và thành cây s ng ñ c l p, ví d cây xương r ng bà (Opuntia) c) ng d ng nhân gi ng vô tính sinh dư ng Nhân gi ng vô tính s d ng trong hai trư ng h p chính + Duy trì dòng vô tính: nhân vô tính sinh dư ng ñ tránh phân chia gi m nhi m b genome c a cây, phương th c này ñư c bi t như t o ra các cây vô tính và t p h p các con cái vô tính nhân ra t m t cây m ñư c g i là dòng vô tính. Nhân gi ng vô tính là r t quan tr ng trong ngh làm vư n b i vì ki u gen c a h u h t cây ăn qu , hoa và cây c nh là d h p, nó b thay ñ i ki u gen n u nhân b ng h t. + Nhân gi ng cây không h t: nhân gi ng vô tính là r t c n thi t ñ duy trì gi ng m t s cây tr ng như chu i,d a, cam không h t, nho.. d) Ý nghĩa c a nhân gi ng vô tính sinh dư ng Nhân vô tính có th khai thác ñ c ñi m c a t ng cây v i ki u gen duy nh t, các cây như v y ñư c ch n l c t m t bi n d trong qu n th trên m t cây, cành. V i ch n gi ng hi n ñ i nhân vô tính quan tr ng hơn và là m t công c m nh trong ch n l c. Nhân vô tính có ý nghĩa th hai là t o ra qu n th ñ ng nh t cao v ki u hình như gi ng nhau v d ng cây, kích thư c , th i gian n hoa, chín. Nhân và duy trì bi n d Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 13 http://www.ebook.edu.vn
quý: nhi u dòng vô tính ñư c quan tâm phát hi n và duy trì b ng con ngư i, ví d gi ng táo ng t b t ngu n t bi n d c a m t cây con trong vư n ñư c ch n vô tính t năm 1870 Peru, m t c a cây này ñư c ghép m t nhân gi ng t o ra cây m i và ñã t o ra hàng tri u cây táo ng t b ng con ñư ng nhân vô tính này và tr ng ph bi n trên th gi i. H n ch c a dòng vô tính là ch m thay ñ i thích nghi khi môi trư ng thay ñ i: vô tính t n t i trong t nhiên b ng sinh s n vô tính t nhiên như ch i, r , thân hành.. và vô ph i c a m t s loài trong h hoa h ng, h hoa th o t o ra cây con cũng ñư c coi là d ng vô tính. Dòng vô tính t nó t n t i trong t nhiên ñôi khi t t hơn các cây nhân h u tính. Trong m t th i gian dài trong môi trư ng n ñ nh, n u môi trư ng thay ñ i dòng vô tính không th ti n hóa hay thay ñ i ñ thích nghi v i môi trư ng m i. e) Bi n ñ i và suy thoái c a cây sinh s n vô tính Các cây trong dòng vô tính bi n ñ ng ki u hình do môi trư ng môi trư ng và nguyên nhân có th không x y ra thay ñ i ki u gen. Nh ng bi u hi n bên ngoài và t p tính c a m t cây là k u hình, k t qu c a tương tác ki u gen và môi trư ng. Bi u hi n bên ngoài c a cây, hoa ho c qu r t khác nhau do nh hư ng c a khí h u, ñ t ñai hay sâu b nh. M t s loài cây bi u hi n ki u hình c a lá r t khác nhau khi tr ng nơi ñ ánh sáng và không ñ ánh sáng ho c các y u t môi trư ng khác như ñ t, nư c tư i, cây g c ghép và c nh tranh qu n th . Các nhà làm vư n th k 17 và 18 tin r ng các dòng vô tính s già sinh lý v i tu i cây m và tr sinh lý ch có th nhân t h t. Nh ng nghiên c u sau ñó ñã ch ng minh ñ i s ng c a dòng vô tính v lý thuy t là không b gi i h n n u tr ng trong ñi u ki n môi trư ng phù h p nó tr hóa l i b ng các ñ nh sinh dư ng. ði u này gi i thích r ng nhi u cây lâu năm như có nh ng gi ng nho tr ng 2000 năm ho c hơn v n t o ra hàng tri u cây con cho s n xu t không h có b t kỳ thay ñ i nào so v i gi ng g c. Các bi n d có th x y ra các cây trong m t dòng vô tính n u nó sinh trư ng nhi u năm trong ñi u ki n môi trư ng không thu n l i s thay ñ i theo chi u hư ng x u. B nh cũng là m t nguyên nhân suy thoái dòng vô tính, ñ c bi t là b nh virus và vi khu n. Tàn d c a b nh b t k cây vô tính nào cũng là ngu n phát tán thông qua nhân gi ng vô tính và lây nhi m trên ñ ng ru ng. Như v y v lý thuy t dòng vô tính không b thay ñ i di truy n do sinh s n và nhân vô tính, nhưng do tác ñ ng ñi u ki n t nhiên hay con ngư i cũng có th t o ra nh ng cá th khác d ng trong qu n th dòng vô tính làm gi m giá tr c a dòng vô tính. Nh ng bi n ñ i cây con và dòng vô tính: Các dòng vô tính ñ u ñư c nhân lên t nh ng b phân sinh dư ng c a cây m . S phát tri n cá th c a cây con thông qua chu kỳ s ng ph thu c vào các pha phân bi t trên cây m . Cây m có th phân chia thành 3 pha sinh trư ng là pha chưa thành th c (tr ) pha chuy n ti p và pha thành th c (già) , các pha này bi u hi n qua 3 hư ng - Sinh trư ng ti m năng ñ chuy n t sinh trư ng sinh dư ng sang sinh trư ng sinh th c ñi u khi n b i ñ nh sinh trư ng (mô phân sinh), pha chưa thành th c không th ra hoa s m, ngay c có ñi u ki n kích thích phù h p cho s ra hoa. Như v y trên cùng m t cây thì s thành th c là không cùng tu i. - Bi n ñ ng có th x y ra nh ng tính tr ng sinh lý và hình thái c th bao g m d ng lá, s c kh e, gai nó liên k t v i các pha khác nhau trên cây m Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 14 http://www.ebook.edu.vn
- S khác bi t x y ra kh năng tái sinh c a các ph n khác nhau c a cây như ñ nh sinh trư ng, r .., pha chưa thành th c có kh năng tái sinh t t hơn pha thành th c (chín) Hình 1.5: Các pha sinh trư ng trên cây m Thay ñ i các pha có hai khía c nh có ý nghĩa ñ i v i nhân gi ng. Th nh t pha chưa thành th c, chuy n ti p và thành th c có th bi u hi n ñ ng th i trên m t cây, chia cây thành các ph n (ñ i) như cây táo, cam bư i s b t ñ u ra hoa t ngoài ñ n ñ nh c a cây. Tương t như v y có th nh n th y cây th o m c nh ng lóng m t t o ra mu n hơn có th sinh s n s m. Th hai là khi chuy n các pha, mô phân sinh t o ra các ñ c ñi m hình thái và sinh lý khác nhau ñây là nh ng nh n bi t cho nhân gi ng vô tính sinh dư ng. L a ch n nh ng ph n kh e và sinh trư ng m nh ñ nhân gi ng là r t quan tr ng ñ có cây con ch t lư ng t t. L y m t hay mô sinh dư ng nhân gi ng ph n thành th c cây con ra hoa s m hơn ph n khác. f) Cùng tu i c a cây con và cây m khi nhân vô tính sinh dư ng“topophysis” Hi n tư ng nh ng ph n khác nhau nào c a cây bi u hi n s bi n ñ i pha và t mô phân sinh ti p t c các pha khác nhau này trong con cái sinh dư ng c a chúng g i là “topophysis”. Topophysis cũng bi u hi n s t n t i ti p t c c a hình th c sinh trư ng c a th h sau c a nhân vô tính sinh dư ng . V trí khác nhau l y m t nhân vô tính, cũng bi u hi n t p tính sinh trư ng khác nhau cây con như cây con sinh trư ng th ng ñ ng hay phát tri n theo chi u ngang cũng ph thu c vào v trí l y m t nhân vô tính. Thư ng l y ph n ñ nh sinh trư ng cây con phát tri n th ng ñ ng, tán cây g n l i, n u l y mô sinh dư ng ph n chưa thành th c (cành la) cây con sinh trư ng ngang và cây con có xu hư ng th p hơn. g) Bi n d di truy n cây sinh s n vô tính (nhân gi ng vô tính sinh dư ng) + Th kh m (Chimeras) Th kh m là t h p hai hay nhi u mô khác nhau sinh trư ng riêng r nhưng là nh ng ph n li n nhau trong cây, nh ng mô này x p x p chung trong các ph n c a thân. H u h t th kh m có ngu n g c t m t t bào ñ nh dinh trư ng b ñ t bi n, m t s trư ng h p xu t hi n cây con do lai. Th kh m không n ñ nh khi nhân gi ng và m c ñ n ñ nh c a chúng ph thu c vào c u trúc c a chúng và ki u gen c a cây. Khái ni m: theo Giáo sư R.Daniel Lineberger, khoa Làm vư n c a trư ng ð i h c Texas A&M: “th kh m là khi các t bào trong m t kh i mô ñang sinh trư ng c a Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 15 http://www.ebook.edu.vn
cây có hơn m t ki u gen”. Th kh m trong cây r t ña d ng nhưng h u h t có d ng chung khái ni m cơ b n ví d các t bào kh m lá ñ u có ngu n g c t t bào kh m mô phân sinh ñ nh sinh trư ng nhưng chúng có ñ c ñi m không có kh năng t ng h p di p l c. Nh ng lá này màu tr ng ưu th hơn màu xanh chúng là t h p c a h th ng mô gi ng nhau. Ch n l c th kh m là r t có ý nghĩa v i cây tr ng ñ c bi t cây tr ng trong vư n, hoa và cây c nh Hình 1.6: Các lo i th kh m (ngu n R.Daniel Lineberger) + Nhân gi ng vô tính th kh m Giâm cành: th kh m vòng n ñ nh có th nhân gi ng b ng giâm cành t o ra cây ñúng gi ng ñ t bi n mong ñ i, b i vì các m t bên tái sinh ñúng như ñ t bi n phát sinh ñ nh sinh trư ng c a m t. Th kh m hình qu t và t ng ph n không th nhân ñúng gi ng, b i vì các m t bên c nh phát sinh ra t mô bên c nh c a mô ñ t bi n. Nhân gi ng vô tính t th kh m lá ho c r : n u c t lá và r ph n th kh m, cây con không bao gi ñúng d ng v i ñ t bi n hay th kh m lá t cây m b i vì m m b t ñ nh có nh ng vùng không b ñ t bi n c a vùng lá ho c r ñ tái sinh, v i lý do này th kh m không bao gi nhân gi ng ñúng d ng Hình 1.7. Th kh m trên lá (ngu n c i ti n R.A.E. Tilney-Basstt,1986) Nhân gi ng th kh m t h t: th kh m không th nhân ñúng d ng t h t, b i vì th kh m x y ra trong hoa là ñ hoa, cánh hoa, nh và nh y trong khi cây con phát sinh lên t t bào phôi 1.1.1.2 Sinh s n vô ph i a) Khái ni m và ñ nh nghĩa vô ph i Sinh s n vô ph i ñư c khám phá ñ u tiên th c v t b c cao khi quan sát cây m ñơn ñ c c a cây (Alchornea licicifolia), m t loài cây thân g Australia khi tr ng trong vư n Anh (Smith,1841) và Winkler (1908) gi i thi u thu t ng Apomixis nghĩa là “ S thay th sinh s n h u tính b ng quá trình nhân vô tính không có s k t h p c a nhân và t bào” vì v y nhi u tác gi s d ng thu t ng này ñ mô t hình th c sinh s n vô tính cây tr ng, nhưng không ñư c s d ng r ng rãi và ngày nay Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 16 http://www.ebook.edu.vn
m t thu t ng ñ ng nghĩa là agamospermous “Vô giao tinh d ch” ( Richards,1997) cũng ñư c s d ng ch sinh s n vô ph i các loài cây h t kín và h t tr n và th c v t b c th p. Khái ni m: Vô ph i là s hình thành h t t mô noãn c a cây m , không tr i qua quá trình gi m nhi m và th tinh cây có hoa ñ phát tri n thành phôi. th c v t b c cao s phát sinh phôi và phát tri n c a h t c a t t c các loài cây sinh s n h u tính là k t qu c a quá trình th tinh kép. M t là t bào tinh trùng k t h p v i t bào tr ng hình thành h p t và phát tri n thành phôi, ñ ng th i m t tinh d ch k t h p v i t bào trung tâm ñ phát tri n n i nhũ tam b i. Hai genome c a tr ng và tinh d ch khác nhau k t h p ñ t o ra cây con cái v i ki u hình và ki u gen m i. Nó mang các ñ c tính mong mu n trong t o gi ng ñ phát tri n ki u gen m i thích nghi t t hơn v i các y u t môi trư ng sinh h c và phi sinh h c. M t khác m t gi ng cây tr ng m i t o ra t tái t h p t o ra ưu th lai cũng có th g p b t l i khi nhân và s n xu t h t gi ng. Sinh s n vô ph i là m t hư ng thay th hình thành phôi ñúng h t như di truy n c a cây m có th s d ng ñ nhân ki u gen d h p c a gi ng ưu th lai ñơn gi n hơn. Sinh s n vô ph i chia thành các hình th c ch y u + Bào t lư ng b i (diplospory): T bào m ñ i bào t không ñi vào phân chia gi m nhi m ho c ng ng ngay giai ño n ñ u c a phân chia gi m nhi m, ch tr i qua phân chia nguyên nhi m và không gi m b genome. C hai hình th c túi phôi hình thành và t bào tr ng lư ng b i (Leblanc et al., 1995). + Hình th c vô bào t (apospory): các t bào kh i ñ u vô tính hình thành t các t bào phôi tâm phân bi t, sau khi phân chia 3 l n nguyên nhi m hình thành túi phôi ch a t bào tr ng lư ng b i tr c ti p phát tri n thành phôi không th tinh. Tuy nhiên m t s loài v n c n quá trình th tinh c a t bào trung tâm ñ hình thành h t. + Hình th c phôi b t ñ nh (adventitious embryogenesis) : kh i ñ u t mô xô ma c a b u nh y, các t bào h ch ho c v . Các t bào này phát tri n t c ti p thành phôi và hoàn ch nh cùng v i phôi h u tính hình thành sau th tinh (Koltunow, 1993). Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 17 http://www.ebook.edu.vn
Hình 1.8: So sánh con ñư ng sinh s n h u tính và vô ph i trong b u nh y cây h t kín ( s khác nhau gi a h u tính(giao ph i) và sinh s n vô ph i (vô bào t , bào t lư ng b i và phôi b t ñ nh) reproduction (ngu n s a ñ i và b sung sau Koltunow et al. 1995). b) Cơ ch vô ph i Cơ ch vô ph i x y ra n u ñ m b o 3 yêu c u là: 1) m t t bào phát sinh có kh năng hình thành phôi trư c phân chia gi m nhi m, 2) t phát sinh, phát tri n th tinh ñơn tính c a phôi và 3) có kh năng t o ra n i nhũ t sinh ho c n i nhũ qua th tinh (Koltunow,1993 và Carman,1997). Hi n tư ng vô ph i có 40 h th c v t và r t ña d ng v quá trình d n ñ n vô ph i nó g i ý r ng con ñư ng ti n hóa c a vô ph i có th r t ña d ng v cơ ch t bào h c .So sánh hình thái , c u trúc hình thành sinh s n vô ph i và h u tính cho g i ý r ng hai con ñư ng sinh s n này có th có chung m t s y u t , nhưng cũng có s l n các y u t không bình thư ng khác bi t nhau. Trong trư ng h p hình thành bào t lư ng b i và túi phôi vô tính không quan sát th y b n th gi m nhi m. V trí khác nhau c a các t bào kh i ñ u cho hình th c vô bào t (và phôi b t ñ nh) h u h t x y ra nh ng t bào bên c nh các t bào phát sinh h u tính, nhưng chúng không phát tri n t phôi tâm b i vì ngu n g c c a nó là t bào bi u bì và t bào v như ñã mô t (Koltunow,2003). S không theo quy lu t cũng x y ra trong phát tri n bào t lư ng b i và túi phôi vô tính, v i c u trúc không bình thư ng ph bi n hơn vô bào t . Nhìn chung nhưng c u trúc không bình thư ng là thi u s phân c c c a nhân giai ño n phân chia nguyên nhi m. Thêm ho c l ch s nhân, túi phôi ñơn c c, túi phôi ñ o c c ho c tình tr ng c u trúc không bình thư ng c a tr ng. H u h t vô ph i t o ra h t ph n có s c s ng, ngay c vô ph i bào t lư ng b i, khi m khuy t trong quá trình gi m nhi m phát tri n giao t cái là không t nh hư ng ñ n hình thành và ch c năng c a giao t ñ c. Trong vô ph i, s hình thành d ng phôi và n i nhũ có th ho c không b o t n quan h v i cây sinh s n h u tính t k t qu nh ng nghiên c u g n ñây nh t (Koltunow,1993 và Czapik,1994). Vô ph i cũng nh n s lư ng gen b m c a chúng không ngang b ng nhau trong n i nhũ và Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 18 http://www.ebook.edu.vn
hình thành các h t có s c s ng. C n có nh ng hi u bi t v n ñ này nó x y ra và tác ñ ng như th nào ñ n ch t lư ng h t, ñ t o ra vô ph i cây ngũ c c, b i vì cây ngũ c c cũng có b gen c a b m trong n i nhũ là không ngang b ng nhau. Xem xét thông tin ñ n nay v quy lu t phát tri n giao t cái và noãn cây h u tính và g n ñây là nh ng công c c a di truy n phân t ñ phân tích so sánh sinh s n h u tính và vô ph i ( Koltunow và Grossniklauss,2003) cung c p nh ng ch ng minh sinh s n h u tính và vô ph i loài Hieracium là liên quan và có quy lu t chung. Chúng ñư c ki m tra các bi u hi n c a m t s gen sinh s n ch th t Arabidopsis. Nh ng gen ch th này có c u trúc t h p β-glucuronidase (GUS) và nhi u gen Arabidopsis như là các tác nhân kích thích GUS ho c t h p protein chimeric. c) ng d ng vô ph i trong nhân gi ng cây tr ng + Nhân gi ng cây chuy n gen và gi ng ưu th lai, như v y nông dân không ph i mua gi ng hàng năm cho s n xu t c a h , quá trình s n xu t gi ng ñơn gi n hơn + Cây vô ph i có th g n ngay m t tính tr ng mong mu n và nhân ph bi n gi ng m i. + T o g ng ưu th lai t t c các cây khó t o gi ng ưu th lai do s n xu t h t gi ng lai F1 khó khăn + Duy trì ki u gen di h p khi lai xa cây tr ng + T o gi ng có th ñáp ng nhanh chóng v i môi trư ng, ñi u ki n canh tác, sâu b nh và ñi u ki n c a vi môi trư ng. ði u này có th giúp qu n lý sinh thái nông nghi p ña d ng và t i ưu + Nhân vô tính sinh dư ng hi n nay như s n, khoai tây, khoai lang, c m … kèm theo như c ñi m là cây con d nhi m b nh, h s nhân th p. N u s d ng vô ph i tăng h s nhân và gi m kh năng b nhi m b nh qua v t thương khi nhân gi ng vô tính sinh dư ng + Vô ph i kh c ph c ñư c hi n tư ng cây tr ng m t ñi cơ ch sinh s n h u tính như sai l ch trong th ph n th tinh, nh ng sai l ch này do nh ng bi n ñ i và áp l c môi trư ng sinh h c và phi sinh h c, nguyên nhân làm gi m năng su t cây tr ng. 1.1.2 Sinh s n h u tính Sinh s n h u tính là hình th c sinh s n có s k t h p c a giao t ñ c và cái ñ hình thành h p t , h p t phát tri n thành phôi. Căn c theo m c ñ hoàn thi n c a quá trình sinh s n h u tính ngư i ta phân thành ba hình th c khác nhau. + Sinh s n h u tính ñ ng giao: sinh s n h u tính ñ ng giao là hình th c ñơn gi n nh t, hai giao t hoàn toàn gi ng nhau, hình th c này ph bi n th c v t b c th p như t o + Sinh s n h u tính d giao: hình th c này c hai giao t ñ u có kh năng di ñ ng cao và có tiên mao. Giao t ñ c có kích thư c nh hơn, kh năng di ñ ng nhanh hơn giao t cái, hình th c này cũng ch có th c v t b c th p + Sinh s n h u tính noãn giao là hình th c sinh s n h u tính cao nh t c a th c v t, hai giao t ñ c và cái hoàn toàn khác nhau v kích thư c và ñ c ñi m. Giao t ñ c thư ng r t nh , kh i lư ng ch y u c a nó là h ch còn ch t nguyên sinh ch Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 19 http://www.ebook.edu.vn
là m t l p m ng xung quanh h ch. Giao t ñ c r t di ñ ng và còn g i là tinh trùng. Giao t cái thư ng không có kh năng di ñ ng g i là noãn, ch a h ch l n, ch t nguyên sinh và ch t d tr r t l n ñ nuôi phôi..Hình th c sinh s n noãn giao có h u h t các th c v t thư ng ñ ng và cũng có nghĩa là h u h t các loài cây tr ng. Hình th c sinh s n h u tính noãn giao là hình th c ph bi n nh t cây tr ng, bao g m hai nhóm cây chính là nhóm cây t th ph n và nhóm cây giao ph n. Nh ng cây tr ng chính thu c nhóm cây t th ph n + Cây thu c h hòa th o như lúa (Oryza sativa L.) + Cây h cà như cà chua (Lycopersicon esvulentum Mill.), cà pháo và cà tím ( Solanum melongena L.), t cay, t ng t (Capsicum annum L.) + Cây thu c h hoa cúc như rau xà lách (Lactura sativa car capinata L.), rau di p (Lactuca sativa secalina Alef) + Các cây h ñ u như ð u tương (Glycine max L.) Merrill; ñ u ñũa ( dolichos sinensis L.), cô ve leo (Phaseolus sp L.), ñ u vàng (Phaseolus Vulgaris L.) Nh ng cây tr ng chính thu c nhóm cây giao ph n + Cây giao ph n h hòa th o như ngô (Zea mays L.) + Nh ng cây thu c h b u bí như dưa h u (Citrullus lanatus), dưa chu t ( Cucumis satavus), bí ñ (Cucurbita moschata), bí xanh ( Cucurbita pepo), b u (Lagenaria siceraria Mol.), mư p(Luffa aegyptiaca Mill.) + Nh ng cây thu c h th p t như b p c i (Brassica oleracea var. capitata),su hào ( Brassica canlorapa Pasq ho c Brassica oleracea var. caulorapa), su lơ (Brassica oleracea var. botrytis), c i ( Brassica sp. L.) + Nh ng cây thu c h hành t i: hành tây ( Allium cepa L.), t i (Allium sativum L.) + Cây rau thu c h hoa tán như carrot (Daucus carota L.) + Cây rau gi n ( Amaranthus) thu c h rau gi n ( Amaranthaceae) 1.1.2.1 Bi u hi n gi i tính và y u t nh hư ng ñ n bi u hi n gi i tính Bi u hi n gi i tính là ñ c ñi m n hoa, phương th c th ph n, th tinh c a cây tr ng. H u h t các loài cây t th ph n ñ u có hoa hoàn ch nh có c nhân t ñ c và cái trong cùng m t hoa, hoa nh , ít màu s c và mùi thơm, nh và nh y chín cùng th i ñi m. ðây là nh ng ñ c ñi m phù h p cho quá trình t th ph n. Trong s n xu t h t gi ng ñ m b o ñi u ki n t th ph n hoàn toàn là cơ s duy trì ñ thu n di truy n c a lô h t gi ng. Tuy nhiên m t s cây t th ph n do c u t o c a nh và nh y ñ c thù như ñ u nh y cao hơn nh , th i gian chín c a nh y và nh không trùng nhau kh năng nh n ph n ngoài cao, khi s n xu t h t gi ng ph i cách ly t t tránh giao ph n m i duy trì ñư c ñ thu n di truy n c a lô h t gi ng. Ví d như cà chua nho (Lycopersicon pimpinellifolium) và m t s gi ng cà chua có ki u vòi nh y thò ra kh i hoa r t d ti p xúc v i côn trùng c n ph i ph lư i cách ly khi s n xu t h t cà chua là c n thi t tránh ñ côn trùng truy n ph n lô h t không ñ m b o ñ thu n. Nh ng bi u hi n gi i tính th c v t c n quan tâm trong ch n t o gi ng và s n xu t h t gi ng là: Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng----------------------- 20 http://www.ebook.edu.vn