TƯƠNG TÁC GEN ĐỐI GEN.
Flor (1942 – 1956) nghiên cứu di truyền của các tổ
hợp kí chủ (cây lanh) và
kí sinh (bệnh gỉ sắt, Melampsora lini) đã phát hiện là
các gen chính kháng bệnh
tương tác rất đặc thù với gen chính không gây bệnh.
Ông đã tóm tắt trong thuyết
gen – đối – gen là “đối với mỗi gen kiểm soát tính
kháng ở kí chủ thì có một gen
đặc thù kiểm soát tính gây bệnh trong kí sinh” (Flor,
1956).
Theo giả thiết gen – đối – gen của Flor, gen kháng
không có hiệu lực nếu thể
gây bệnh mang alen gây bệnh phù hợp (thường là
lặn). Gần như tất cả các nhà khoa
học ngày nay đều thống nhất là tương tác đặc thù
biểu hiện giữa alen trội kháng
bệnh và các alen trội không gây bệnh (Day, 1974; Pa
rlevlet, 1981; Sidhu, 1987).
Nói cách khác alen kháng ở kí chủ chỉ hoạt động nếu
kí sinh mang gen alen không
gây bệnh.
Phản ứng kháng có thể do gen trội, gen ẩn, hay nhân
tố tế bào chất. Tương
tự, tính gây bệnh cũng có thể do gen trội, gen ẩn hay
nhân tố tế bào chất. Như vậy
phản ứng có liên quan đến một cặp gen – một kí chủ
và một trong kí sinh. Cặp gen
kí chủ - kí sinh này gọi là “cặp gen tương ứng”. Minh
hoạ trong bảng 1. thể hiện
mối quan hệ gen – đối – gen đơn giản. Trong bảng
chỉ có 4 kiểu gen và 2 kiểu hình
thể hiện tương tác kí chủ kí sinh khi xem xét một cặp
gen tương ứng, đó là, R-/V-;
R-/vv, rr/V- và rr/vv. Chỉ có tổ hợp R-/V- là không
có bệnh còn tất cả các cặp gen
tương ứng khác đều bị bệnh. Ở một số kí chủ người
ta đã giám định được 20 gen R
và có thể còn nhiều gen nữa chưa được giám định.
Dựa vào giả thiết gen – đối – gen, với các giống có
gen kháng đã biết người
ta có thể tạo ra một giống thử để giám định các gen
gây bệnh trong các nòi riêng
biệt. Ngược lại với sự hỗ trợ của các nòi có gen gây
bệnh đã biết có thể xác định
gen kháng của một giống hoặc một gen kháng mới
chưa được biết đến.
Giả thiết gen – đối – gen cũng có thể áp dụng cho các
chiến lược áp dụng
trong chọn tạo giống. Các giống có gen kháng đơn có
ít hứa hẹn trong việc bảo vệ
cây khi đã có gen gây bệnh tồn tại trong vùng. Hơn
nữa sử dụng gen kháng đơn kéo
theo rủi ro lớn vì một đột biến đoen lẻ trong thể gây
bệnh hoặc tái tổ hợp các gen
kháng có thể khắc phục hàng rào kháng bệnh. Ngược
lại giống có nhiều gen kháng
sẽ duy trì khả năng kháng lâu dài hơn vì xác suất đột
biến ở nhiều gen gây bệnh xảy
ra cùng một lúc thấp hơn hoặc tái tổ hợp các gen gây
bệnh xảy ra cùng một lúc thấp
hơn hoặc tái tổ hợp các gen gây bệnh đòi hỏi thời
gian lâu hơn. Do đó nếu kiểm soát
được quần thể gây bệnh thoả đáng có thể xác định
được các nòi mới mà bổ sung
gen kháng trong chương trình chọn giống.