Đang tải... (xem toàn văn)
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC TRỒNG TRỌT ĐẠI CƯƠNG NGÀNH, NGHỀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số /QĐ CĐCĐ[.]
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: TRỒNG TRỌT ĐẠI CƯƠNG NGÀNH, NGHỀ: PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm i LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Chọn giống trồng môn học đào tạo chuyên ngành, biên soạn theo nội dung chương trình khung Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp phê duyệt năm 2017 sở kế hoạch đào tạo hệ Cao đẳng theo tín nghề Bảo vệ thực vật Giáo trình cung cấp cho sinh viên kiến thức việc nghiên cứu sử dụng nguồn gen thực vật, chọn tạo giống mới, phương pháp chọn tạo giống kháng sâu bệnh, ứng dụng kiến thức di truyền chọn giống tương ứng với loại trồng khác để tiếp cận thực việc chuyển giao cho sản xuất Trong biên soạn, tác giả cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo Nội dung lý thuyết biên soạn gắn liền nguyên lý sở với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giảng biên soạn với thời gian đào tạo hai tín gồm: chín chương Chương 1: Khái niệm giống trồng Khoa học chọn giống Chương 2: Tạo vật liệu khởi đầu chọn giống trồng Chương 3: Thuần hóa nhập nội giống trồng Chương 4: Sử dụng thể đa bội đơn bội chọn giống trồng Chương 5: Đột biến cảm ứng dạng đột biến chọn giống Chương 6: Lai giống trồng Chương 7: Ưu lai ứng dụng ưu lai chọn giống trồng Chương 8: Các phương pháp chọn giống thực vật Chương 9: Kiểm định giống trồng Chân thành cảm ơn! Tất thành viên hội đồng thẩm định phản biện, đóng góp điều chỉnh nội dung GIÁO TRÌNH hồn chỉnh Mặc dù cố gắng biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để giảng hoàn thiện Đồng Tháp, ngày… tháng năm 2017 Biên soạn Trần Nguyễn Trúc Giang ii MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU ii CHƯƠNG 10 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIỐNG CÂY TRỒNG VÀ KHOA HỌC CHỌN GIỐNG .10 Sơ lược lịch sử phát triển 10 1.1 Thời kỳ chọn giống giản đơn .10 1.2 Thời kỳ đời hoạt động trung tâm 10 1.3 Thời kỳ phát triển khoa chọn giống .11 Khái niệm phân loại giống trồng 13 2.1 Khái niệm giống 13 2.2 Phân loại giống trồng .14 Khoa học chọn giống vai trò giống sản xuất nông nghiệp .15 3.1 Khái niệm nhiệm vụ khoa học chọn giống .15 3.2 Mối quan hệ khoa học chọn giống ngành khoa học khác 15 3.3 Vai trị giống sản xuất nơng nghiệp .15 CHƯƠNG 17 TẠO VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU TRONG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG .17 Biến dị - sở chọn giống 17 1.1 Các thể đột biến thực nghiệm .17 1.2 Các thể đột biến đơn bội đa bội 19 1.3 Các biến dị tổ hợp từ lai hữu tính 20 1.4 Các biến dị soma 21 Vật liệu khởi đầu 22 2.1 Vai trò vật liệu khởi đầu chọn giống trồng 22 2.2 Vật liệu khởi đầu nhập nội 23 2.3 Các dạng vật liệu khởi đầu 23 2.4 Thu thập, nghiên cứu, bảo quản VLKĐ .25 Sự sinh sản 27 3.1 Sinh sản vơ tính 27 3.2 Sinh sản hữu tính 28 Đặc điểm tự thụ phấn thụ phấn chéo 29 4.1 Đặc điểm tự thụ phấn .29 4.2 Đặc điểm thụ phấn chéo .30 iii CHƯƠNG 3: THUẦN HOÁ VÀ NHẬP NỘI GIỐNG CÂY TRỒNG 31 Quá trình hóa nhập nội giống trồng 31 1.1 Quá trình hóa giống 31 1.2 Nhập nội giống trồng .32 Mối quan hệ loại hình sinh thái với nhập nội giống trồng .33 Ưu nhược điểm nhập nội 33 3.1 Ưu điểm 33 3.2 Nhược điểm 33 CHƯƠNG 34 SỬ DỤNG THỂ ĐA BỘI VÀ ĐƠN BỘI TRONG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG 34 Thể đa bội 34 1.1 Khái niệm giá trị thể đa bội chọn giống 34 1.2 Phương pháp xử lý đa bội hóa .36 1.3 Sử dụng thể đa bội chọn giống 37 Thể đơn bội ý nghĩa chọn giống 38 2.1 Khái niệm thể đơn bội 38 2.2 Ý nghĩa thể đơn bội chọn giống 38 CHƯƠNG 41 ĐỘT BIẾN CẢM ỨNG VÀ CÁC DẠNG ĐỘT BIẾN TRONG CHỌN GIỐNG .41 Đột biến gen ý nghĩa chọn giống 41 1.1 Khái niệm đột biến gen 41 1.2 Ý nghĩa đột biến gen 41 Phương pháp gây đột biến nhân tạo 42 2.1 Gây đột biến tác nhân lí học 42 2.2 Gây đột biến tác nhân hóa học .43 Phát chọn lọc đột biến 43 3.1 Phát đột biến 43 3.2 Chọn lọc đột biến 43 CHƯƠNG 45 LAI GIỐNG CÂY TRỒNG 45 Khái niệm ý nghĩa lai giống 45 1.1 Khái niệm .45 1.2 Ý nghĩa 45 Những tác động di truyền, lai loài kỹ thuật lai 46 2.1 Những tác động di truyền .46 2.2 Lai loài 48 iv 2.3 Kỹ thuật lai 49 CHƯƠNG 51 ƯU THẾ LAI VÀ ỨNG DỤNG ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG 51 Khái niệm biểu ưu lai thực vật 51 1.1 Khái niệm ưu lai .51 1.2 Những biểu ưu lai 52 Sử dụng dòng tự phối chọn giống ưu lai, kiểu ưu lai khác dòng 52 2.1 Khái niệm dòng tự phối 52 2.2 Phương pháp tạo dòng tự phối .53 2.3 Các kiểu ưu lai khác dòng 54 Sử dụng tính bất dục chọn giống ưu lai 54 3.1 Khái niệm đực bất dục 54 3.2 Các kiểu đực bất dục 54 3.3 Phương pháp sử dụng tính bất dục chọn giống ưu lai 57 Cơ sở di truyền ưu lai, phương pháp trì số thành tựu ứng dụng ưu lai chọn giống trồng 58 4.1 Cơ sở di truyền ưu lai .58 4.2 Các phương pháp trì ưu lai thực vật .60 4.3 Một số thành tựu ứng dụng ưu lai chọn giống trồng 64 CHƯƠNG 66 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CHỌN GIỐNG THỰC VẬT 66 Các phương pháp chọn lọc bản, nhân tố ảnh hưởng nguyên tắc chọn lọc .66 1.1 Các phương pháp chọn lọc 66 1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến chọn lọc 69 1.3 Các nguyên tắc chọn lọc 70 Sơ lược chọn giống truyền thống đại thông dụng 71 2.1 Chọn giống truyền thống 71 2.2 Chọn giống đại thông dụng 71 Phương pháp chọn giống .72 3.1 Chọn giống tự thụ phấn 72 3.2 Chọn giống giao phấn 72 3.3 Chọn giống sinh sản sinh dưỡng .73 CHƯƠNG 74 KIỂM ĐỊNH GIỐNG CÂY TRỒNG 74 v Kiểm định ruộng giống 74 1.1 Mục đích .74 1.2 Nguyên tắc 74 1.3 Thời kỳ kiểm định, số lần kiểm định, tài liệu dụng cụ 74 1.4 Các bước tiến hành .75 1.5 Đánh giá kết 79 1.6 Báo cáo kết 79 Kiểm tra (kiểm nghiệm) phòng 81 2.1 Một số định nghĩa 81 2.2 Trình tự phân tích mẫu phịng thí nghiệm 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 vi GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Trồng Trọt Đại Cương Mã mơn học: MH09 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí khung chuyên ngành ngành Bảo vệ thực vật - Tính chất: Mơn học cung cấp kiến thức việc nghiên cứu sử dụng nguồn gen thực vật, chọn tạo giống mới, phương pháp chọn tạo giống kháng sâu bệnh, ứng dụng kiến thức di truyền chọn giống tương ứng với loại trồng khác - Ý nghĩa vai trị mơn học: Bài giảng cung cấp cho sinh viên kiến thức việc nghiên cứu sử dụng nguồn gen thực vật, chọn tạo giống mới, phương pháp chọn tạo giống kháng sâu bệnh, ứng dụng kiến thức di truyền chọn giống tương ứng với loại trồng khác để tiếp cận thực việc chuyển giao cho sản xuất Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày kiến thức thuật ngữ bản, phương pháp chọn tạo giống kháng sâu bệnh + Trình bày ứng dụng di truyền, thể đa bội, đột biến chọn giống + Trình bày nguồn vật liệu khởi đầu, hóa giống trồng + Trình bày đặc điểm tự thụ phấn, giao phấn - Về kỹ năng: + Phân biệt đặc điểm chung riêng giống trồng + Có kỹ kiểm nghiệm hạt giống, lai tự thụ phấn giao phấn - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mĩ, ham học hỏi + Vận dụng kỹ thuật lai, kiểm nghiệm hạt giống để gia tăng suất phẩm chất trồng vii Nội dung môn học: Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Tổng Lý thí nghiệm, (định số thuyết thảo luận, kỳ) tập Số Tên chương, mục TT Chương 1: Khái niệm giống trồng Khoa học chọn giống Sơ lược lịch sử phát triển Khái niệm phân loại giống trồng Khoa học chọn giống vai trị giống sản xuất nơng nghiệp Chương 2: Tạo vật liệu khởi đầu chọn giống trồng Biến dị - sở chọn giống Vật liệu khởi đầu Sự sinh sản Đặc điểm tự thụ phấn thụ phấn chéo Chương 3: Thuần hóa nhập nội giống trồng Q trình hóa nhập nội giống trồng 2 Mối quan hệ loại hình sinh thái với nhập nội giống trồng Ưu nhược điểm nhập nội Chương 4: Sử dụng thể đa bội đơn bội chọn giống trồng Thể đa bội 2 Thể đơn bội Chương 5: Đột biến cảm ứng dạng đột biến chọn giống Đột biến gen ý nghĩa chọn giống Phương pháp gây đột biến nhân tạo Phát chọn lọc đột biến Kiểm tra (2) Chương 6: Lai giống trồng Khái niệm ý nghĩa lai giống Những tác động di truyền lai, lai 14 loài kỹ thuật lai viii 2 2 12 Chương 7:Ưu lai ứng dụng ưu lai chọn giống trồng Khái niệm biểu ưu lai thực vật Sử dụng dòng tự phối chọn giống ưu lai, kiểu ưu lai khác dòng Sử dụng tính bất dục chọn giống ưu lai Cơ sở di truyền ưu lai, phương pháp trì số thành tựu ứng dụng ưu lai chọn giống trồng Chương 8: Các phương pháp chọn giống thực vật Các phương pháp chọn lọc bản, nhân tố ảnh hưởng đến chọn lọc, nguyên tắc chọn lọc Sơ lược chọn giống truyền thống đại thông dụng Phương pháp chọn giống Chương 9: Kiểm định giống trồng Kiểm định ruộng giống Kiểm tra (kiểm nghiệm) phòng Kiểm tra 40 Cộng ix 2 19 19 CHƯƠNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIỐNG CÂY TRỒNG VÀ KHOA HỌC CHỌN GIỐNG Giới thiệu: Nội dung trình khái niệm giống, phương pháp phân loại lịch sử phát triển khoa học chọn giống trồng Mục tiêu: Kiến thức: + Trình bày lịch sử phát triển chọn giống trồng, khái niệm giống + Trình bày vai trị giống sản xuất nơng nghiệp + Trình bày đặc điểm chung riêng giống trồng Kỹ năng: + Biết cách phân loại giống trồng + Biết nhiệm vụ khoa học chọn giống + Biết mối quan hệ khoa học chọn giống Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mĩ, quan sát ham học hỏi Nội dung Sơ lược lịch sử phát triển 1.1 Thời kỳ chọn giống giản đơn Loài người bắt đầu công việc chọn giống từ thời xa xưa, chuyển từ phương thức sống dựa vào săn bắt hái lượm sang trồng trọt chăn nuôi Trong thời kỳ này, người khơng đặt trước cho mục tiêu tuyển chọn giống với đặc tính định ý muốn đạt suất cao phẩm chất tốt thúc đẩy họ chọn cá thể tốt ruộng hay trái, hạt ngon để lại làm giống cho vụ sau Giai đoạn chọn giống giản đơn kéo dài nhiều ngàn năm Việc chọn giống để giống thời kỳ hoàn toàn người sản xuất tự đảm nhận Khoa khảo cổ học xác định vết tích số giống trồng hang động người cổ khoảng 10.000 năm trước Công nguyên Ngay từ khoảng 2.000 năm trước Công nguyên, thư tịch cổ Hy Lạp, La Mã, Trung Quốc mô tả cách chọn giống Khái niệm sai khác giống trồng ngày xác định rõ Kết đạt trình chọn giống giản đơn chậm, thật to lớn, nhờ tích lũy qua hàng ngàn năm Đó hình thành giống trồng q giá từ loại hoang dại có giá trị kinh tế 1.2 Thời kỳ đời hoạt động trung tâm Những chuyển biến lớn lĩnh vực chọn giống diễn vào cuối kỷ thứ XVIII Trong giai đoạn này, phát triển mạnh mẽ chủ nghĩa tư nước Tây Âu có ảnh hưởng lớn đến nơng nghiệp Sự đời hàng loạt trung tâm dân cư công nghiệp lớn làm gia tăng nhanh chóng nhu cầu lương thực 10 nguyên liệu cho cơng nghiệp Nhu cầu thúc đẩy phát triển nông nghiệp tiến lên giai đoạn với qui mô rộng lớn lĩnh vực chọn giống gia súc trồng Bên cạnh đó, thành tựu lĩnh vực thực vật học, phân loại thực vật, kỹ thuật hiển vi có ảnh hưởng lớn đến phát triển khoa học chọn giống Trong thời kỳ nhà chọn giống phương Tây đạt số kết việc chọn giống lúa nhiều loại trồng khác Họ rõ ý nghĩa kỹ thuật tuyển chọn Ngoài phương thức chọn giống dân gian tiến hành rộng rãi, công việc chọn giống sản xuất giống giai đoạn nhà chọn giống chuyên nghiệp đảm nhận Năm 1774, Trung tâm chọn giống “Vibnorin” thành lập gần Paris có nhiều đóng góp việc phát triển khoa học chọn giống giai đoạn đầu Lần đầu tiên, trung tâm tiến hành đánh giá cách có hệ thống tuyển chọn từ tổ hợp lai lúa mì hệ cháu chúng Đặc biệt trung tâm thành công việc chọn giống củ cải đường tạo giống có hàm lượng đường cao gần gấp ba lần giống hoang dại Thành công biến củ cải đường hoang dại thành loại trồng có giá trị kinh tế cao Kết đạt cho thấy tác dụng to lớn chọn giống việc thay đổi đặc tính trồng theo hướng mong muốn người Tuy nhiên, so với nhiều ngành khoa học khác tốn, vật lý , hóa học khoa học chọn giống phát triển cịn chậm nhiều, chưa có sở lý luận đắn 1.3 Thời kỳ phát triển khoa chọn giống Học thuyết Darwin đời vào nửa cuối kỷ XIX có ảnh hưởng định đến phát triển khoa học chọn giống Darwin tập hợp kinh nghiệm kết nhà chọn giống gia súc trồng Đặc biệt, qua tác phẩm “ thay đổi động vật thực vật điều kiện ni trồng “ Darwin chứng minh chọn lọc nghệ thuật Thuyết tiến hóa sinh vật Darwin đề trở thành tảng khoa học chọn giống, thực chất việc chọn giống thức đẩy q trình tiến hóa trồng gia súc tác động người theo hướng có lợi cho Có thể nhận thấy dễ dàng ba đường hướng tiến hóa sinh vật, là: Biến dị di truyền gen, Lai khác lồi, Đa bội hóa Các phương pháp chọn giống tác động theo hướng trên, nên có tác dụng thúc đẩy nhanh q trình tiến hóa trồng Năm 1886, trung tâm chọn giống thành lập Svalop, Thụy Điển Chính lần người ta áp dụng có kết qui mô lớn phương thức tuyển chọn dòng tự thụ phấn, mà sở lý luận đến ngàn chục năm sau W.L Johannsen phát Cho đến trạm chọn giống sở chọn giống tiếng Châu Âu Mặc dù mầm móng khoa học chọn giống hình thành cơng trình nhà khoa học cuối kỷ XVIII kỷ XIX khoa học chọn giống thật hình thành vào đầu kỷ XIX sở l luậ di truyền học đời Kể từ phương pháp chọn giống hồn thiện nhan chóng Ngồi biện pháp lai giống áp dụng từ trước phương pháp gây đột biến tác nhân l học hóa học, đa bội hóa… ứng dụng rộng rãi để tạo nguồn vật liệu khởi đầu góp phần nâng cao nhan chóng hiệu cơng tác chọn giống Trong chừng mực định nhà chọn giống tạo giống theo mơ hình mà u cầu thực tiễn 11 sản xuất Công tác chọn giống sản xuất hạt giống tiến lên qui mô cơng nghiệp hóa trung tâm nghiên cứu sở sản xuất giống chuyên nghiệp Việc chọn giống dân gian tiếp tục vai trị ngày thu hẹp nhanh chóng khơng có đủ khả đáp ứng yêu cầu ngày cao giống sản xuất nơng nghiệp đại Những thành tựu có nghĩa thực tiễn Mitsurin Nga Luther BurBank Mỹ góp phần đưa khoa học chọn giống tiến thêm bước đáng kể Mitsurin tạo cho đất nước Liên Xô 300 giống ăn trái có giá trị, Luther Bur Bank tạo cho nước Mỹ 200 giống trồng có số lồi khơng có tự nhiên trước Có thể xem kỳ công lịch sử chọn giống Mitsurin BurBank áp dụng rộng rãi phương pháp lai kết hợp với việc tuyển chọn chặt chẽ hệ lai Mitsurin rõ người có khả hướng hình thành giống theo đặc điểm tính chất mong muốn Phương châm ơng đề “chúng ta chờ đợi ân huệ thiên nhiên, nhiệm vụ giành lấy chúng từ thiên nhiên” Tổ chức qui mô nghiên cứu chọn giống trồng giới từ khoảng vài chục năm trở lại có bước phát triển lớn lao, theo xu hướng chung nhà chọn giống chuyên sâu theo chun mơn hẹp, cịn quan nghiên cứu giống tập trung tập thể lớn gồm nhà khoa học thuộc nhiều ngành chuyên môn khác di truyền chọn giống, sinh lý, sinh hóa, bảo vệ thực vật, nơng hóa, trồng trọt để phối hợp hoạt động theo chương trình rộng lớn, thống Ngày thành tựu giống kết tổng hợp nhiều ngành khoa học khác nhau, công lao tập thể nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực chuyên mơn khác Ngồi phối hợp nghiên cứu quan, mối quan hệ hợp tác quan nghiên cứu giống nước khác giới ngày mở rộng Chuyển biến mang đến kết lớn lao việc chọn tạo hàng loạt giống trồng có suất cao, với nhiều đặc tính sinh học kinh tế tốt, khoảng thời gian ngắn kỷ lục Những thành tựu công tác chọn giống nhanh chóng phổ biến sản xuất nhiều trường hợp vượt khỏi phạm vi quốc gia Trong năm gần đây, phát triển nhanh chóng ngành kỹ thuật gen mở hướng chọn giống đầy triển vọng cách chuyển từ gen đoạn nhiễm sắc thể mong muốn từ loài sang loài khác để tạo nên giống mang đặc tính tốt nhiều lồi khác Mặc dù khả thể nghiệm số lồi vi sinh vật trồng, người ta tin tương lai ngành chọn giống đại bổ sung hiệu nghiệm cho phương pháp lai hữu tính, gây đột biến, đa bội hóa có Trong tương lai khơng xa nơng nghiệp giới có bước chuyển biến lớn lao bước tiến nhảy vọt phơi thai khoa học chọn giống Có thể nói người cướp quyền tạo hóa việc tạo loại trồng chưa có tự nhiên 12 Khái niệm phân loại giống trồng 2.1 Khái niệm giống “Giống nhóm trồng, có đặc điểm kinh tế, sinh học tính trạng hình thái giống nhau, cho suất cao, chất lượng tốt vùng sinh thái khác điều kiện kỹ thuật phù hợp.” Giống (Varieties, Cultivar) nhóm thực vật hợp thành nên có nguồn gốc chung từ cá thể hay số cá thể có đặc tính, tính trạng giống Giống trồng quần thể thực vật có giá trị sử dụng tính trạng đặc điểm sinh lý, sinh trưởng phát dục, canh tác cá thể giống quần thể, đảm bảo tính đồng đều, tính ổn định giống Từ khái niệm đến định nghĩa giống trồng sau: Giống trồng quần thể trồng người sáng tạo nhằm thỏa mãn yêu cầu Nhóm trồng phải có tính di truyền biến dị định, phải có đặc trưng đặc tính sinh vật, hình thái, kinh tế định, có tính di truyền ổn định thực tiễn kiểm chứng có khả cho suất cao, phẩm chất tốt khu vực điều kiện canh tác định Theo Pháp lệnh giống trồng số 03/2004/ L-CTN ngày 4/04/2004 định nghĩa “Giống trồng quần thể trồng đồng hình thái có giá trị kinh tế định, nhận biết biểu đặc tính kiểu gen quy định phân biệt với quần thể trồng khác thơng qua biểu đặc tính di truyền cho đời sau” Theo FAO giống phải hội đủ ba điều kiện: - Đặc thù riêng biệt (Distinct) - Đồng về: Hình thái, sinh học, kinh tế (Homogenous) - Ổn định (Stable) Phân loại thực vật cho biết khái niệm giống nhau, khác nguồn gốc đơn vị phân loại Đơn vị phân loại loài Các cá thể thuộc loài lai với dễ dàng cho hệ sau hữu thụ Tuy nhiên đơn vị phân loại không đủ đáp ứng yêu cầu thực tiễn sản xuất nơng nghiệp, có khác biệt đặc tính sinh học dạng thực vật phạm vị lồi Sản xuất nơng nghiệp chọn giống địi hỏi phải có phân biệt chi tiết quần thể trồng thuộc loài Sự phân biệt dẫn đến khái niệm giống trồng Giống phân biệt với trước tiên mặt sau : - Các đặc điểm hình thái - Sự khác độ dài chu kỳ sinh trưởng - Sự khác độ dài giai đoạn sinh trưởng phát triển - Đặc điểm sinh sản tiềm năng suất - Đặc điểm thành phần suất - Sự khác thành phần sinh thái - Phản ứng yếu tố khác điều kiện môi trường - Khả kháng bệnh - Khả kháng sâu hại 13 - Khả thích ứng với điều kiện canh tác định Như giống quần thể trồng có đặc điểm sinh học, giống chừng mực định, tạo để gieo trồng điều kiện tự nhiên sản xuất định Giống trồng có đặc điểm chung là: - Quần thể gồm hay số kiểu gen định xem giống gieo trồng sản xuất - Quần thể trồng hợp thành giống có chung nguồn gốc Quần thể nhân từ cá thể ban đầu - Các cá thể trồng thuộc giống có đặc điểm sinh học hình thái giống Mức độ giống tùy thuộc vào phương pháp tuyển chọn; - Khác với loài tư liệu sản xuất thông thường, giống loại tư liệu sản xuất chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố ngoại cảnh thời tiết, độ ẩm, đất đai, kỹ thuật canh tác - Giống tạo để trồng điều kiện tự nhiên định, với biện pháp canh tác định Vì vậy, giống có suất cao vùng với điều kiện canh tác trở nên khơng thích hợp đem trồng vùng khác với điều kiện canh tác khác Khơng có khơng thể có giống tốt cho nơi, điều kiện 2.2 Phân loại giống trồng Có thể phân chia giống trồng theo nguồn gốc theo phương pháp chọn lọc dựa vào nguồn gốc phân chia hai nhóm giống : giống địa phương, giống cải thiện giống nhập nội Tuy nhiên, điều mà thực tế sản xuất cần nắm trước tiên giống, khơng phải giống tạo cách nào, mà đặc tính giống để có phương pháp sử dụng thích hợp Vì lý nói trên, cách phân chia hợp lý dựa vào đặc điểm di truyền, yếu tố quan trọng liên quan đến cách sử dụng giống Theo quan điểm phân giống trồng làm nhóm : - Nhóm giống - dịng lồi tự thụ phấn - sở giống dịng có độ đồng hợp tử cao Các cá thể quần thể có mức độ đồng cao kiểu gen Đặc điểm giống ổn định qua hệ - Nhóm giống hỗn hợp - bao gồm giống mà đặc điểm di truyền cá thể quần thể không đồng với Giống hỗn hợp quần thể giống địa phương hay giống lai từ nhiều nguồn bố mẹ khác giao phấn Vốn gen giống hỗn hợp dễ thay đổi qua q trình canh tác - Nhóm giống lai F1 - bao gồm giống lai tự thụ phấn giao phấn tạo nhằm sử dụng ưu lai Đặc điểm chung nhóm giống có suất độ đồng cao F1, giải mạnh hệ sau - Nhóm giống - dịng vơ tính - giống thu cách nhân vơ tính từ cá thể chọn lọc Đó dịng sinh sản vơ tính có mức độ dị hợp tử khác tùy theo đặc điểm cá thể chọn lọc ban đầu Do tạo theo phương pháp sinh sản vơ tính chiết, giâm cành, ghét, cấy mơ, nên cá thể dịng có kiểu gen nhờ có độ đồng cao tính trạng Sự khác biệt cá thể dòng chủ yếu tác động môi trường, tuổi sinh l cá thể đột biến 14 - Nhóm giống đa bội - bao gồm giống có số lượng nhiễm sắc thể lớn số lượng thơng thường lồi trồng, chúng thường giống tam bội hay tứ bội thể Khoa học chọn giống vai trò giống sản xuất nông nghiệp 3.1 Khái niệm nhiệm vụ khoa học chọn giống Chọn tạo giống trồng (Plant breeding) theo tiếng la tinh “Selectio” có nghĩa “chọn lọc” hay “tuyển lựa”; môn khoa học, môn nghệ thuật thay đổi, cải thiện tính di truyền trồng Nghệ thuật dựa vào quan sát nhìn nhận khác biệt có giá trị kinh tế cá thể loài mắt nhà chọn giống, kiểu hình thước đo giá trị Ngày tính nghệ thuật giảm cịn tính khoa học tăng nhà chọn giống lập quy hoạch cho chương trình chọn giống có hiệu thông qua: di truyền, liệu khoa học, trình sinh lý thực vật… Nói cách khác chọn tạo giống trồng “chọn lọc” từ biến dị tự nhiên biến dị nhân tạo có quần thể để tạo giống 3.2 Mối quan hệ khoa học chọn giống ngành khoa học khác Quan hệ di truyền, chọn giống nhân giống Di truyền học sở lý luận chọn giống nhân giống Di truyền học đề sở phương pháp chọn giống Chọn giống sở thực tiễn bổ sung, xây dựng lý luận di truyền Chọn giống đại khoa học có tính tổng hợp, có liên quan đến thực vật học, di truyền học, sinh lý thực vật, nông học, sinh thái học, côn trùng học, bệnh cây, phôi học, mô học, tế bào học …) Chọn giống trồng thúc đẩy tiến hoá giới tự nhiên 3.3 Vai trị giống sản xuất nơng nghiệp Để tăng suất trồng cần phải ñảm bảo yếu tố quan trọng sau: - Kiểu gen (giống) - Nước - Dinh dưỡng - Quản lý dịch hại (sâu bệnh) - Điều kiện đất đai - Hạt giống Cải tiến trồng thông qua chọn giống yếu tố ñể cải tiến suất Bốn yếu tố, nước, dinh dưỡng, quản lý dịch hại điều kiện đất đai hợp thành biện pháp canh tác tạo môi trường tối ưu cho trồng sinh trưởng phát triển Giống (kiểu gen) biểu thị khả sản xuất môi trường định Như vậy, để tăng suất phải cải tiến môi trường sinh trưởng cho lẫn cải tiến đặc điểm di truyền Năng suất tối đa khơng thể đạt biện pháp canh tác tốt hay giống cải tiến Khơng có biện pháp canh tác tốt phù hợp tiềm năng suất giống bị lãng phí; khơng có giống tốt lợi ích hiệu biện pháp canh tác khơng đạt tối đa 15 Thành chọn tạo giống trồng phạm vi giới ñã nâng cao suất, chất lượng sản phẩm nông nghiệp, thoả mãn nhu cầu ngày cao loài người Điển hình “ Cách mạng xanh” từ thập kỷ 60 kỷ 20 làm tăng vọt suất trồng, chủ yếu lúa mì, lúa nước, ngô cải tiến kiểu gen kết hợp với cải tiến kỹ thuật (phân đạm, tưới tiêu, giới hoá) Ở Việt Nam công tác giống trồng không góp phần vào việc tăng suất, chất lượng mà làm thay đổi cấu mùa vụ, tính đa dạng sản phẩm, bảo đảm an ninh lương thực, v.v Năng suất lúa, ngô nhiều trồng khác không ngừng tăng nhiều thập kỷ qua CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Lịch sử phát triển khoa học chọn giống chia làm thời kỳ chính? Vai trị thời kỳ? Câu 2: Để phân biệt giống nên dựa vào đặc điểm nào? Câu 3: Phân loại nhóm giống trồng? Câu 4: Giống trồng có đặc điểm chung nào? Câu 5: Định nghĩa giống trồng, vai trò giống trồng sản xuất trồng trọt? 16 CHƯƠNG TẠO VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU TRONG CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG Giới thiệu: Nội dung giới thiệu nguồn vật liệu khởi đầu, phân nhóm vật liệu khởi đầu cách chọn nguồn vật liệu khởi đầu chọn giống trồng Mục tiêu: Kiến thức: + Trình bàycác dạng biến dị chọn giống + Trình bày vật liệu khởi đầu có vai trò nào, ưu điểm hạn chế dạng vật liệu khởi đầu Kỹ năng: + Phân biệt phương thức sinh sản vơ tính hữu tính trồng + Phân biệt tự thụ phấn thụ phấn chép Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mĩ + Biết vận dụng ưu điểm vật liệu khởi đầu vào công tác chọn giống trồng * Nội dung chương: Biến dị - sở chọn giống 1.1 Các thể đột biến thực nghiệm - Đột biến thay đổi đột ngột vật chất di truyền tế bào Đột biến xảy gen (mất hay thay đổi cấu trúc) nhiễm sắc thể - Phân tư ADN sở định tính di truyền sinh vật Dùng tác nhân tia phóng xạ , chất hóa học tác động cấu trúc hóa học ADN bị thay đổi, tạo nên tượng đột biến, gọi đột biến gen - Đột biến gen xảy tất loài sinh vật , tất loại tế bào, tất thời kì sinh trưởng phát triển trồng, tất gen mức độ có khác - Trong tự nhiên nhân tạo phát sinh tượng đột biến gen tỉ lệ đột biến tự nhiên thường thấp - Gây đột biến nhân tạo tạo tỉlệ đột biến cao , tạo nguồn biến dị phong phú phục vụ cho công tác giống ; khả tạo giống nhanh ; tạo nhiều dạng hình đa dạng, phong phú phục vụ cho cơng tác giống - Tạo giống đột biến có ý nghĩa kinh tế chín sớm suất cao, kháng sâu bệnh phẩm chất tốt Tạo nguồn vật liệu khởi đầu bao gồm đột biến có giá trị kinh tế để lai tạo tuyển lựa trực tiếp Có thể tạo nguồn biến dị phong phú Có khả tạo giống nhanh Tạo nhiều dạng phong phú đa dạng mà phương pháp lai tạo khó thực Tuy nhiên phương pháp tạo giống dột biến có nhược điểm 17 như: Không xác định hướng biến dị Phần lớn biến dị có hại Thơng thường khoảng 1/10.000 biến dị có lợi Hình 2.1: Đột biến NST 18 1.2 Các thể đột biến đơn bội đa bội * Đột biến đơn bội: Cây đơn bội hình thành từ phương thức sau: (1) Sinh sản đơn tính trực tiếp từ tiểu bào tử: Tiểu bào tử túi phấn hay phân lập Phôi Cây đơn bội Cấu trúc dạng phôi (embryoid) phát triển trực tiếp từ hạt phấn Quá trình xảy bao phấn Ví dụ: Cà độc dược Datura; Thuốc Nicotiana (2) Sinh sản vơ tính qua mô sẹo: Tiểu bào tử túi phấn hay tự Chồi Cây đơn bội hoàn chỉnh (n=1) Cây hoàn chỉnh phát triển từ khối mô sẹo, khối mô thường phát triển ngồi bao Phấn Ví dụ: lúa (Oryza); Cải (Brassica,…) (3) Sinh sản đơn tính hỗn hợp: Giai đọan phát triển mô sẹo xảy ngắn khó nhận Biết Ví d.: Cà Ðộc duượ (Datura), Cà chua (Lycopersicon) Xử lý trước nuôi cấy: Nụ địng trước ni cấy xử lý gây shock cách cắt khỏi để Nhiệt độ 2-50C thời gian 24 - 72 có hiệu Bản chất vấn đề kích thích tác dụng nhiệt độ thấp: a) Kích thích phát triển khơng bình thường giao tử đực b) Tích lũy hạt phấn đơn nhân (ức chế phát triển tiếp cận giai đoạn sau) * Đột biến đa bội: - Khái niệm: Đột biến đa bội biến đổi số lượng NST tất cặp NST tế bào theo hướng tăng thêm số nguyên lần đơn bội lớn 2n hình thành thể đa bội + Tự đa bội: tăng số nguyên lần NST đơn bội loài, gồm thể đa bội lẻ 3n, 5n, 7n thể đa bội chẵn 4n, 6n, 8n + Dị đa bội: tượng hai NST lưỡng bội hai loài khác tồn tế bào Thể song nhị bội thể mà tế bào có NST 2n lồi khác nhau, hình thành từ lai xa qua đa bội hoá lai tế bào sinh dưỡng khác loài - Nguyên nhân: Do tác động tác nhân lý hoá hay rối loạn trao đổi chất nội bào → cho thoi vơ sắc khơng hình thành phân bào dẫn tất NST nhân đôi không phân li → NST tế bào tăng lên gấp đôi - Cơ chế phát sinh Cơ chế phát sinh thể tự đa bội: 19 ... THIỆU Giáo trình Chọn giống trồng môn học đào tạo chuyên ngành, biên soạn theo nội dung chương trình khung Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp phê duyệt năm 2017 sở kế hoạch đào tạo hệ Cao đẳng. .. loại lịch sử phát triển khoa học chọn giống trồng Mục tiêu: Kiến thức: + Trình bày lịch sử phát triển chọn giống trồng, khái niệm giống + Trình bày vai trị giống sản xuất nơng nghiệp + Trình bày... định nghĩa 81 2.2 Trình tự phân tích mẫu phịng thí nghiệm 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 vi GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Trồng Trọt Đại Cương Mã mơn học: MH09 Vị trí,