bài giảng giống cây trồng

- Nhanh chóng xây dựng hệ thống công tác giống cây trồng hiện đại kết hợp với tận dụng khả năng của hợp tác xã nông nghiệp trong công tác giống - Tận dụng các giống tốt của địa phương và

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

KHOA NÔNG - LÂM - NGƯ

2

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình Giống cây trồng được biên soạn dành cho sinh viên hệ Cao đẳng Sư phạm

Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp

Giáo trình Giống cây trồng cung cấp những kiến thức cơ bản về khái niệm giống cây

trồng, các phương pháp chọn tạo giống cây trồng cơ bản

Giáo trình gồm 2 phần:

Phần lý thuyết: Gồm những kiến thức cơ bản về vai trò của giống cây trồng, các nguyên

tắc và phương pháp chọn tạo giống cây trồng, trình tự khảo nghiệm và sản xuất giống cây trồng

Phần thực hành: Giúp sinh viên làm quen với kỹ năng lai lúa, nhân giống vô tính cây trồng,

kiểm tra và xử lý kích thích sự nảy mầm của hạt giống

Cuối mỗi chương giới thiệu một số câu hỏi hướng dẫn học tập với mục đích giúp sinh viên

ôn tập những kiến thức cơ bản nhất

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự

đóng góp quý báu của quý thầy cô giáo, các bạn bè đồng nghiệp và các em sinh viên để giáo

trình được hoàn thiện hơn!

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Bùi Thị Thục Anh

3

MỤC LỤC Chương 1 5

GIỐNG VÀ VAI TRÒ CỦA GIỐNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP I KHÁI NHIỆM VỀ GIỐNG CÂY TRỒNG 5

1 Khái niệm 5

2 Đặc điểm của giống cây trồng 5

3 Những tiêu chuẩn của giống tốt 6

4 Khái niệm về đặc trưng và đặc tính của giống cây trồng 6

4.1 Đặc trưng 6

4.2 Đặc tính 6

II VAI TRÒ CỦA GIỐNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 6

2.1 Vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp 6

2.2 Vai trò, nhiệm vụ của chọn tạo giống 7

2.3 Vai trò và nhiệm vụ của sản xuất giống 7

III TÌNH HÌNH GIỐNG CÂY TRỒNG Ở NƯỚC TA 7

IV PHÂN LOẠI GIỐNG CÂY TRỒNG 8

4.1 Dựa vào cấu trúc di truyền 8

4.2 Dựa vào nguồn gốc lịch sử hình thành giống 8

Chương 2 VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU 10

I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI 10

1 Khái niệm 10

2 Phân loại 10

2.1 Căn cứ vào hình thái học 10

2.2 Căn cứ vào nguồn gốc 10

II THU THẬP, NGHIÊN CỨU VÀ BẢO QUẢN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU (VLKĐ) 12

2.1 Nguyên tắc, phương pháp thu thập 12

2.2 Nghiên cứu và xử lý VLKĐ 13

2.3 Bảo quản VLKĐ 14

2.4 Trung tâm khởi nguyên các giống cây trồng 15

2.5 Quy luật dãy biến dị tương đồng 18

Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG 20

I CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC 20

1.1 Các hình thức chọn lọc ở cây trồng 20

1.2 Cơ sở lý luận của chọn lọc nhân tạo 22

1.3 Những nguyên tắc chính của chọn lọc 23

1.4 Các phương pháp chọn lọc cơ bản 24

1.5 Phương pháp chọn lọc đối với cây tự thụ phấn 26

1.6 Phương pháp chọn đối với cây giao phấn 30

1.7 Phương pháp chọn lọc đối với cây sinh sản vô tính 37

II PHƯƠNG PHÁP LAI GIỐNG CÂY TRỒNG 39

4

2.1 Khái niệm và ý nghĩa 39

2.2 Lai gần 41

2.3 Lai xa 46

2.4 Ưu thế lai ở thực vật 49

III TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỘT BIẾN 66

3.1 Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến gen 66

3.2 Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến nhiếm sắc thể 73

IV ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHỌN TẠO GIỐNG MỚI 77

4.1 Nuôi cấy mô và tế bào 77

4.2 Dung hợp tế bào trần 81

Chương 4 KHẢO NGHIỆM VÀ SẢN XUẤT GIỐNG CÂY TRỒNG 84

I KHẢO NGHIỆM GIỐNG CÂY TRỒNG 84

1.1 Trình tự thí nghiệm chọn tạo giống 84

1.2 Những nguyên tắc cơ bản khi tiến hành các thí nghiệm giống 86

1.3 Phương pháp thí nghiệm 88

1.4 Hệ thống tổ chức công tác giống 89

II SẢN XUẤT GIỐNG CÂY TRỒNG 90

2.1 Cơ sở của sản xuất hạt giống 90

2.2 Khái niệm về cấp và loại hạt giống 92

2.3 Các nguyên nhân thoái hoá hạt giống 92

2.4 Sản xuất hạt giống nguyên chủng và hạt giống các cấp 94

PHẦN THỰC HÀNH 96

C Â U H Ỏ I Ô N T Ậ P 1 0 2

Chương 1 GIỐNG VÀ VAI TRÒ CỦA GIỐNG TRONG

5

SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

I KHÁI NHIỆM VỀ GIỐNG CÂY TRỒNG

1 Khái niệm

Giống là một quần thể cây trồng do con người sáng tạo ra nhằm thoả mãn nhu

cầu của mình Nhóm cây trồng đó có sự đồng nhất về di truyền; có những đặc

trưng hình thái, đặc tính sinh học; có thể cho năng suất cao và phẩm chất tốt trong

những khu vực nhất định với những điều kiện trồng trọt nhất định

2 Đặc điểm của giống cây trồng

- Giống cây trồng là sản phẩm của sức lao động lâu dài và liên tục của con người

Trong quá trình lao động con người đã tạo ra giống cây trồng Trước đây con

người chỉ sử dụng các loại cây dại và thuần hoá chúng thành giống cây trồng do đó

giống phải qua lựa chọn, bồi dưỡng, trồng trọt lâu dài của con người mới có được

- Giống là tư liệu sản xuất quan trọng trong nông nghiệp

Giống là tư liệu sản xuất quan trọng vì nếu không có giống thì không thể sản

xuất ra nông phẩm Do vậy giống phải có giá trị kinh tế nhất định nhằm thoả mãn

nhu cầu của con người

- Giống là tư liệu sản xuất đặc biệt

Giống khác với những tư liệu sản xuất khác ở chỗ có đặc tính hình thái, sinh

học, di truyền và kinh tế nhất định Vì vậy giống là tư liệu sản xuất sống có liên hệ

chặt chẽ với điều kiện ngoại cảnh và để có năng suất cao thì cần tác động các điều

kiện trồng trọt thích hợp với yêu cầu của giống

- Giống có tính khu vực nhất định

Tất cả các đặc trưng đặc tính của giống phải chịu sự tác động của điều kiện

ngoại cảnh nhất định mới có thể được biểu hiện đầy đủ Ở mỗi nơi có những điều

kiện ngoại cảnh khác nhau nên hình thành những giống khác nhau

- Giống có tính đồng đều về đặc tính sinh học và hình thái học

Đặc điểm này quan trọng đối với giá trị kinh tế của một số giống cây trồng

Ví dụ: Sự đồng đều về màu sắc hạt lúa, ngô làm tăng giá trị xuất khẩu Nhưng cũng

có trường hợp tính đồng đều về đặc tính sinh học và hình thái học ít có ý nghĩa

quan trọng Ví dụ: Giống cây làm thức ăn gia súc chỉ cần thu hoạch có năng suất

cao, dù các đặc tính sinh học kém đồng nhất (sự ra hoa, hàm lượng protein trong

hạt, trong củ ) cũng ít làm giảm giá trị kinh tế Do vậy yêu cầu mức độ đồng đều

về các đặc trưng đặc tính của giống không phải là tuyệt đối mà tuỳ theo yêu cầu về

kinh tế của từng cây

- Giống phải có năng suất cao, phẩm chất tốt

6

3 Những tiêu chuẩn của giống tốt

- Giống phải có năng suất cao và ổn định

- Giống phải có phẩm chất tốt

- Giống phải có khả năng kháng một số sâu bệnh chính trong vùng

- Thích hợp với kỹ thuật canh tác cao như chịu phân, chống đổ

- Phải thích hợp với điều kiện canh tác trong vùng

4 Khái niệm về đặc trưng và đặc tính của giống cây trồng

4.1 Đặc trưng

Là các biểu hiện của các cơ quan hoặc bộ phận của cơ thể thực vật có thể cân,

đong, đo đếm được như: chiều cao cây, chiều dài bông, trọng lượng hạt,

- Có 2 loại đặc trưng:

+ Đặc trưng về số lượng: Là những đặc trưng có thể cân, đo

+ Đặc trưng về chất lượng: Là những đặc trưng có thể nhìn thấy được nhưng

không thể đo đếm như màu sắc của hoa, độ trong của hạt gạo

4.2 Đặc tính

Là những đặc điểm về sinh lý, sinh hoá và gia công của thực vật

- Đặc tính sinh lý: Khả năng chịu rét, chịu hạn, chịu úng, chịu mặn, khả năng

chống sâu bệnh

- Đặc tính sinh hoá: Hàm lượng các chất có trong thực vật như protein, vitamin,

- Đặc tính gia công: Năng suất bột của các cây ngũ cốc, tỷ lệ gạo, phẩm chất gia

công của các cây lấy sợi

Các đặc trưng đặc tính của cây trồng thay đổi dưới ảnh hưởng của điều kiện

tự nhiên và điều kiện trồng trọt, vì vậy trong quá trình tạo giống cần gây dưỡng cây

trồng bằng kỹ thuật tốt nhất

II VAI TRÒ CỦA GIỐNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

2.1 Vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp

Giống tốt và tác động các biện pháp kỹ thuật thích hợp là những yếu tố quyết

định đến tăng năng suất cây trồng Do đó, giống cây trồng là cơ sở vật chất để tăng

năng suất lao động nông nghiệp

- Giống tốt là cơ sở nội tại để tăng năng suất cây trồng Sử dụng giống tốt là biện

pháp tăng năng suất cây trồng ít tốn kém nhất

- Giống tốt có năng suất cao là cơ sở hàng đầu để tăng năng suất lao động

- Lao động và vật tư nông nghiệp phải thông qua giống cây trồng mới tạo thành

nông sản

2.2 Vai trò, nhiệm vụ của chọn tạo giống

7

Chọn tạo giống cây trồng là một khoa học về quá trình lai tạo và chọn lọc gen

của cây trồng nhằm sử dụng chúng vào những mục đích nhất định

Nhu cầu thực phẩm của con người ngày càng tăng lên về số lượng và chất

lượng Do vậy sản xuất nông nghiệp cần cung cấp nhiều lương thực thực phẩm có

phẩm chất tốt mới có thể đáp ứng được nhu cầu của con người Nhiệm vụ của môn

chọn tạo giống cây trồng đó là: Tạo ra được các giống cây trồng mới có năng suất

cao, ổn định và phẩm chất tốt đáp ứng được yêu cầu của sản xuất nông nghiệp và

nhu cầu ngày càng cao của con người

2.3 Vai trò và nhiệm vụ của sản xuất giống

Muốn giống giữ nguyên được giá trị của nó để phát huy tác dụng trong sản

xuất, ngay sau khi giống được tạo ra, được công nhận là giống quốc gia, cần có

ngay cơ quan làm nhiệm vụ nghiên cứu chọn lọc để duy trì các đặc trưng, đặc tính

tốt của giống Mặt khác những giống tốt cần được tổ chức nhân - sản xuất giống để

có đủ số lượng và đảm bảo về chất lượng, cung cấp kịp thời cho sản xuất Nhiệm

vụ của cơ quan sản xuất và nhân giống là:

- Giữ gìn phẩm chất của giống và sản xuất giống ưu tú

- Tổ chức nhân để có đủ số lượng và đảm bảo chất lượng hạt giống, hom giống

nhằm cung cấp cho sản xuất trên mọi vùng của đất nước

III TÌNH HÌNH GIỐNG CÂY TRỒNG Ở NƯỚC TA

Nước ta là nước nhiệt đới có thể trồng được nhiều vụ trong một năm Vì vậy,

đối với các giống cây ngắn ngày có thể nhân nhanh để đưa vào sản xuất

Ở nước ta ngoài các cây trồng nhiệt đới còn có thể trồng cây ôn đới và cây á

nhiệt đới Do vậy giống cây trồng ở nước ta phong phú, đa dạng và có nhiều giống

quý Các giống địa phương tuy năng suất ổn định nhưng lại thấp, một số giống địa

phương có phẩm chất tốt nhưng đã bị mất dần hay diện tích trồng trọt bị thu hẹp

Còn các giống lai có năng suất cao nhưng phẩm chất kém nên không đáp ứng được

yêu cầu xuất khẩu

Với những đặc điểm trên khoa học chọn công tác giống cây trồng ở nước ta

cần phải tiến hành theo những phương châm sau:

- Vừa phải giải quyết những yêu cầu về giống trước mắt, vừa đưa dần công tác

giống đạt trình độ hiện đại

- Nhanh chóng xây dựng hệ thống công tác giống cây trồng hiện đại kết hợp với

tận dụng khả năng của hợp tác xã nông nghiệp trong công tác giống

- Tận dụng các giống tốt của địa phương và coi trọng việc đưa các giống tốt mới

được tạo ra, các giống nhập nội thích nghi với điều kiện nước ta vào sản xuất

- Chú trọng phát triển một số giống phù hợp với yêu cầu của xuất khẩu

8

IV PHÂN LOẠI GIỐNG CÂY TRỒNG

4.1 Dựa vào cấu trúc di truyền

Dựa vào cấu trúc di truyền giống cây trồng được chia thành:

- Giống dòng: Là giống được hình thành từ các dòng thuần ở cây tự thụ phấn

- Giống quần thể là giống được hình thành từ các dạng, các gia đình khác nhau ở

cây giao phấn

- Giống dòng vô tính là giống được hình thành từ thế hệ sau của các dòng vô tính ở

những cây trồng có khả năng sinh sản vô tính như khoai tây, chuối, mía…Nếu lấy

các phần củ, thân, mầm của những cá thể tốt đem nhân trồng sẽ tạo các dòng vô

tính Sau đó chọn lọc các dòng tốt nhất và bồi dưỡng để tạo giống dòng vô tính

- Giống lai quy tắc sử dụng ưu thế lai được hình thành giữa hai hay nhiều dòng

thuần chủng, có các tính trạng mong muốn và có khả năng kết hợp cao

- Giống hỗn hợp: Hình thành trên nền cân bằng di truyền của nhiều dòng hay

giống

4.2 Dựa vào nguồn gốc lịch sử hình thành giống

4.2.1 Giống địa phương

Giống địa phương hình thành do chọn lọc tự nhiên và nhân tạo thực hiện

trong hàng chục, hàng trăm năm tại một vùng nào đó với những điều kiện khí hậu,

đất đai, đặc điểm canh tác nhất định

- Đặc điểm:

+ Do thích nghi với điều kiện địa phương nên năng suất khá ổn định

+ Giống địa phương có khả năng thích ứng, khả năng chống chịu và thích nghi tốt

với điều kiện canh tác ở địa phương đó

+ Nhiều giống địa phương có phẩm chất tốt do đó dùng làm bố mẹ để lai với các

giống nhập nội sẽ cho kết quả tốt

+ Các giống dịa phương do trồng trọt trong những điều kiện không tốt như thiếu

phân, chăm sóc không cẩn thận, không chọn lựa nên năng suất thường không cao

và một số giống biểu hiện thoái hoá

+ Giống địa phương thường chịu sự tác động của chọn lọc quần thể nên tương đối

đồng nhất về hình thái

- Những giống nhập nội đã được gieo trồng ở địa phương trên 40 năm cũng được

coi là VLKĐ địa phương

Do có một số đặc điểm tốt nên giống địa phương có vị trí quan trọng trong

sản xuất và tạo nguồn VLKĐ quý trong chọn tạo giống mới

4.2.2 Giống tạo thành

9

Giống tạo thành là những giống do các cơ quan tạo giống của nhà nước hoặc

do những nhà tạo giống tư nhân bằng các phương pháp khoa học tạo ra Các

giống tạo thành thường có độ đồng đều và năng suất cao

Các giống tạo thành thường có mức độ đồng đều sinh học, hình thái và các đặc

trưng đặc tính kinh tế cao hơn các giống địa phương nhưng khả năng chống chịu

kém hơn

Tuỳ theo phương pháp lựa chọn mà giống tạo thành có các loại sau:

- Giống quần thể: Được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc hỗn hợp Giống thường

ít đồng nhất về hình thái và di truyền Các giống địa phương của ta thuộc loại này

- Giống sinh sản vô tính: Là những giống được tạo thành do lai ghép vô tính hoặc

gây biến dị mầm

- Giống lai hữu tính: Gồm những giống được tạo thành do lai hữu tính

- Giống đa bội thể và giống đột biến: Tạo ra bằng phương pháp gây đột biến

Chương 2 VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU

I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI

1 Khái niệm

Tất cả các cây trồng hay cây dại lần đầu tiên dùng để chọn tạo, gây dưỡng

thành giống mới gọi là vật liệu khởi đầu (VLKĐ)

10

Thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào VLKĐ VLKĐ

nhiều sẽ có cơ hội để tạo ra giống mới, ít VLKĐ để chọn tạo giống sẽ lâu thu được

kết quả mong muốn

Từ VLKĐ có thể tạo ra giống mới bằng cách:

- Chọn lựa trực tiếp để tạo ra giống mới

- Tạo gián tiếp bằng cách dùng làm bố mẹ để lai tạo hoặc dùng để xử lý đột biến

tạo ra giống mới

2 Phân loại

2.1 Căn cứ vào hình thái học

Do điều kiện tự nhiên và canh tác mỗi nơi khác nhau nên đã hình thành các

loại hình sinh thái khác nhau Phân loại các loại hình sinh thái rất quan trọng trong

công tác giống cây trồng đặc biệt là trong việc chọn cặp bố mẹ để lai, trong công

tác nhập nội giống cây trồng Các đơn vị thường dùng là:

- Họ (Familia): Tập hợp các chi có chung nguồn gốc Ví dụ: Lúa thuộc họ Hoà

thảo

- Chi (Genus): là tập hợp của các loại có chung nguồn gốc ví như lúa thuộc chi Oryza

- Loài (Species): là đơn vị phân loại thực vật cơ bản Ví như lúa trồng thuộc loài

Oryza Sativa

Ngoài ra trong thực tiễn chọn giống, đôi khi loài còn được chia thành các đơn

vị dưới loài gọi là loài phụ (Subspecies), thứ (sub Varietas), dạng (Forma), giống

(Cultivar)

Trong hệ thống phân loại trên các đơn vị phân loại từ loài trở xuống quan hệ

với nhau rất chặt chẽ Thực tế chọn giống cây trồng thường dùng các đơn vị phân

loại là: Họ, chi, loài, loài phụ, thứ và dạng (loại hình)

2.2 Căn cứ vào nguồn gốc

* Vật liệu khởi đầu tự nhiên: Vật liệu khởi đầu tự nhiên là những vật liệu có sẵn

trong tự nhiên Bao gồm: Giống địa phương, giống nhập nội, cây hoang dại, các

giống được tạo thành từ trước

- VLKĐ là các giống địa phương:

+ Đặc điểm: Đã xuất hiện, sinh trưởng và phát triển lâu đời trong điều kiện tự

nhiên, canh tác nhất định ở địa phương Giống địa phương gồm nhiều loại hình

(dạng) khác nhau, trong đó dạng chính chiếm đa số còn lại là những dạng lẫn

Quần thể chỉ đồng nhất về đặc tính kinh tế nhưng ít đồng nhất về di truyền

+ Ý nghĩa của giống địa phương trong chọn tạo giống: Do có nhiều loại hình khác

nhau nên có lợi cho công tác chọn giống vì từ đó có thể chọn được những loại hình

thích hợp Ngoài ra, giống địa phương thích hợp với điều kiện tự nhiên và canh tác

ở địa phương nên trong lai tạo, giống địa phương thường được dùng làm mẹ để lai

với VLKĐ nhập nội tạo ra giống lai có năng suất cao, phẩm chất tốt, thích nghi với

điều kiện địa phương

11

- VLKĐ cây dại:

+ Đặc điểm: Sinh trưởng, phát triển lâu đời dưới điều kiện tự nhiên của một khu

vực nào đó đồng thời chịu tác dụng lâu dài của chọn lọc tự nhiên nên cây dại có

khả năng thích ứng rất cao, có nhiều đặc tính quý như tính chịu hạn, chịu lạnh, chịu

phèn, chịu úng, kháng sâu bệnh Tuy nhiên cây dại có một số nhược điểm là dễ

rụng hạt, khó lai với cây trồng và năng suất rất thấp

+ Ý nghĩa: Đối với nhiều loại cây thức ăn gia súc, cây làm thuốc cây dại là nguồn

VLKĐ quý giá Ví dụ: Ở Liên Xô hiện nay đã thu thập trên 200 loại hình khoai tây

dại có khả năng tạo củ, đó là những vật liệu quý để tạo giống khoai tây có năng

suất cao đồng thời chống được bệnh Phytophtora

Lai các cây trồng với cây dại là hướng quan trọng nhất trong việc tạo các

giống kháng sâu bệnh và chống chịu điều kiện khắc nghiệt của môi trường Hiện

nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng VLKĐ cây dại để lai với cây trồng và thu

được kết quả tốt

- VLKĐ là các giống được tạo thành từ trước:

+ Đặc điểm: Đó là các giống đã phát triển ra sản xuất trong một thời kỳ nào đó

Nhưng do gieo trồng nhiều năm nên bị thoái hoá không đáp ứng được yêu cầu sản

xuất trong giai đoạn mới

+ Ý nghĩa: Các giống trên được nhà tạo giống sử dụng để chọn lựa, lai giống

nhằm tạo ra các giống mới tốt hơn Cải tiến các giống tạo thành từ trước là con

đường có hiệu quả và nhanh

+ Ý nghĩa: VLKĐ nhập nội được sử dụng nhằm:

Chọn và bồi dưỡng trực tiếp để tạo ra giống mới Cách này thường chỉ có hiệu

quả áp dụng khi nhập nội các giống mới của những cây trồng đã và đang trồng

trong sản xuất

Làm vật liệu để lai với giống địa phương, xử lý đột biến, xử lý đa bội từ đó

chọn ra giống mới thích hợp

Các giống cây trồng nhập nội ở nước ta trong những năm gần đây: Các giống

lúa như IR5, IR8, giống ngô VM1, giống mía POJ3016, POJ2878

* VLKĐ nhân tạo: VLKĐ nhân tạo được tạo ra qua 2 cách:

+ Phương pháp lai hữu tính: Lai hữu tính tạo được nhiều VLKĐ phong phú và đa

dạng có nhiều đặc tính tốt phù hợp với mục tiêu tạo giống

12

+ Dùng các nhân tố vật lý và hoá học để xử lý đa bội, đột biến gen tạo nên những

biến dị rồi chọn lọc Phương pháp này tạo ra VLKĐ rất nhanh Nhiều biến dị đặc

biệt mà VLKĐ tự nhiên không thể có đã được tạo ra bằng phương pháp này Đó là

những biến dị chín sớm, chống chịu khoẻ và phẩm chất cao

+ Tạo dòng tự phối từ cây giao phấn Đây là nguồn VLKĐ quan trọng đối với cây

giao phấn nhằm tạo giống lai F1

II THU THẬP, NGHIÊN CỨU VÀ BẢO QUẢN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU (VLKĐ)

2.1 Nguyên tắc, phương pháp thu thập

2.1.1 Nguyên tắc thu thập

Thu thập, bảo quản được nhiều VLKĐ là nhiệm vụ quan trọng trong công tác

chọn giống Công việc này phải làm thường xuyên và phải có một cơ quan chuyên

môn phụ trách với sự tổ chức và phân công chặt chẽ Khi thu thập phải tuân thủ các

nguyên tắc sau:

- Thu thập VLKĐ do các cơ quan chuyên môn phụ trách

- Khi thu thập cần:

+ Chọn điểm thu mẫu và tiến hành thu mẫu giống phải điển hình, có tính đại diện

+ Thu tất cả các giống khác nhau và không để các mẫu giống lẫn vào nhau

+ Các giống thu được cần có người chuyên môn phụ trách, thu xong phơi riêng

(chú ý không để ẩm ướt, sâu bệnh, chuột làm hại) sau đó cho vào túi vải, ngoài viết

tên giống và địa phương thu Túi giống kèm theo bản ghi lý lịch riêng của giống

+ Ghi rõ tên giống (tên địa phương, tên khoa học), hạt giống của vụ nào, năm nào

+ Ghi chép các đặc trưng, đặc tính chính của giống; biện pháp kỹ thuật trồng trọt

đối với giống đó ở nơi nguyên sản

+ Ghi chép điều kiện tự nhiên, khí hậu, đất đai ở nơi nguyên sản của giống (nhiệt

độ, lượng mưa, ánh sáng, tình hình đất đai )

+ Đối với giống được thu thập từ nước ngoài về phải qua kiểm dịch

2.1.2 Phương pháp thu thập

- Tổ chức những đoàn chuyên môn đi các nơi điều tra, thu thập VLKĐ

- Ở mỗi trường có thể dựa vào sinh viên thực tập để thu giống mà đầu tiên là các

giống địa phương

- Hợp đồng với các cơ quan nông nghiệp trong và ngoài nước, định kỳ trao đổi

VLKĐ

- Định kỳ tổ chức triển lãm, trao đổi hạt giống và vật liệu chọn giống

13

Sau khi thu thập mỗi giống cho vào túi riêng, ngoài túi đề tên giống; nơi thu

thập; người thu thập kèm theo lý lịch giống Thông thường lượng thu như sau: lúa

500g, ngô 1kg, bông 250g

2.2 Nghiên cứu và xử lý VLKĐ

2.2.1 Nghiên cứu VLKĐ

- Đặc điểm sinh học:

+ Đặc điểm hình thái: Nghiên cứu đặc điểm hình thái giúp ta phân loại sắp xếp các

VLKĐ, giúp ta phân biệt vật liệu này với vật liệu khác và thấy được nguồn vật liệu

có ở trong nước là những loại gì, loại nào chính, loại nào phụ để có phương pháp

bổ sung và sử dụng Trong công tác giống và trồng trọt phân loại hình thái dùng để

phân biệt giữa giống này với giống khác khi loại bỏ các giống tạp và bảo quản

giống Để nghiên cứu các đặc điểm về hình thái cần nắm vững phân loại thực vật

nhằm biết được giống định sử dụng là thuộc dạng nào trong loài Từ đó có phương

hướng chọn cặp bố mẹ thích hợp và theo dõi được thay đổi của con lai

+ Đặc điểm sinh thái: Nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng phát triển và các đặc

tính chống chịu của giống: Chịu lạnh, chịu nóng, chịu mặn, chống đổ, chống sâu

bệnh

Nghiên cứu tương quan giữa cây trồng và ngoại cảnh, đặc tính sinh thái của

giống Từ đó giúp nhà chọn giống xác định khu vực nào có thể trồng được giống

đó, dạng đó để phục vụ các mục đích trong công tác lai tạo Ngoài ra nghiên cứu

đặc điểm sinh thái giúp ta phân loại được các loại hình sinh thái trong VLKĐ Các

loại hình sinh thái khác nhau về nhiều đặc điểm như thời gian sinh trưởng, các giai

đoạn phát triển, đặc trưng hình thái, đặc tính chống chịu, kỹ thuật và thời vụ gieo

trồng

+ Đặc điểm di truyền: Nghiên cứu các đặc điểm di truyền có nghĩa là xét xem các

đặc tính của nó (đặc tính kinh tế, sinh hoá) có di truyền cho đời sau không bằng

phương pháp theo dõi cây lai, nghĩa là đem các giống đó lai với một hay nhiều

giống khác sau đó nghiên cứu đặc tính của cây lai xem có xuất hiện ưu thế lai hoặc

có xuất hiện các đặc tính tốt không Từ đó biết được giống có khả năng phối hợp

với các giống khác hay không và có di truyền các đặc tính tốt của nó cho thế hệ

sau hay không

Tuy nhiên đặc điểm di truyền và khả năng phối hợp của các giống có thể thay

đổi tuỳ theo điều kiện địa phương, điều kiện từng năm, điều kiện canh tác Cho nên

trong công tác chọn giống, cần nghiên cứu VLKĐ ở các điều kiện khác nhau để

xác định chắc chắn giống có di truyền hay không

14

- Đặc điểm kinh tế: Nghiên cứu các đặc điểm về năng suất, sản lượng của giống

trong điều kiện đất đai và kỹ thuật canh tác nhất định

- Đặc tính sinh hoá, lý học: Phân tích các thành phần chủ yếu của nông phẩm như:

Hàm lượng protein, gluxit, vitamin, độ bền và độ dài của sợi

2.2.2 Xử lý VLKĐ

- Đăng ký và đánh số: Đánh số các mẫu giống của các loại cây trồng theo thứ tự

gồm các mục: Số thứ tự, tên giống, tên khoa học, nguyên sản, địa điểm thu thập,

ngày thu thập, đặc điểm chính của giống, ghi chú

- Xử lý vật liệu: Căn cứ vào hình thái bên ngoài của hạt và lý lịch của giống những

mẫu giống nào trùng nhau rõ ràng thì chọn giữ lại một mẫu hạt tốt

- Kiểm tra nảy mầm: Nếu tỷ lệ nảy mầm thấp dưới 50% thì nên gieo ngay

2.3 Bảo quản VLKĐ

Mục đích của bảo quản VLKĐ đó là giữ giống ở nguyên trạng thái ban đầu

Vì vậy nơi để trồng, bảo quản VLKĐ cần có điều kiện gần tương tự nơi nguyên

sản Khi cất giữ cần cố gắng giảm số lần gieo hạt để tránh phát sinh biến dị

Bảo quản VLKĐ có thể dùng các cách sau:

- Giữ trong phòng:

+ Khi cất giữ cần đánh số túi, số lọ rõ ràng, tránh nhầm lẫn, khi cất giữ cần xếp

theo số thứ tự

+ Số lượng hạt giống cất giữ tuỳ thuộc vào loại hạt, chất lượng hạt giống và khả

năng của cơ sở Ví dụ: loại hạt nhỏ nhất như hạt rau, hạt vừng thì mỗi giống giữ

30-100g; loại hạt như lúa mì, đậu xanh mỗi giống giữ 100-250g; hạt to như hạt

lạc, bông, ngô giữ 250-500g (riêng ngô cần giữ thêm 2 bắp ngoài số hạt giữ)

+ Mỗi năm trước khi gieo trồng một tháng cần kiểm tra lại tỷ lệ nảy mầm Nguyên

tắc là giống nào cũng cần thử tỷ lệ nảy mầm, nếu số giống nhiều quá không đủ

công làm có thể lấy ra một số mẫu để thử, số mẫu ít nhất phải bằng 10% toàn bộ

hạt giống Mỗi lần thử 100 hạt (lượng hạt giống ít thì có thể thử ít hơn) không

nhắc lại Nếu tỷ lệ nảy mầm 50% thì cần gieo ngay để tránh mất giống

+ Thời gian cất giữ: Các giống dễ mất sức nảy mầm như lúa, ngô, vừng, lạc có

thể giữ trong phòng từ 1-2 năm, hạt các cây khác giữ 2-8 năm

- Giữ giống bằng trồng trọt: Điều kiện trồng trọt cần giống nơi nguyên sản, cần căn

cứ tính chất thụ phấn của cây để tránh không cho lai tự nhiên bằng cách trồng cách

ly, bao cách ly hoặc tự phối nhân tạo

* Đánh giá vật liệu chọn giống

- Tất cả các VLKĐ tốt được dùng vào việc chọn tạo ra giống mới gọi là vật liệu

chọn giống

- Ý nghĩa việc đánh giá vật liệu chọn giống:

+ Đây là khâu không thể thiếu được trong công tác chọn tạo giống Đánh giá vật

liệu chọn giống càng khách quan, chính xác thì hiệu quả của công tác chọn tạo

giống càng cao và nhanh chóng

- Các nguyên tắc đánh giá vật liệu chọn giống:

+ Trồng vật liệu chọn giống trong điều kiện trồng trọt tốt và đồng đều để đánh giá

Nguyên tắc này đảm bảo cho các đặc trưng đặc tính của vật liệu có điều kiện biểu

hiện một cách đầy đủ

+ Khi đánh giá phải kết hợp chặt chẽ với điều kiện địa phương (điều kiện canh tác

và điều kiện tự nhiên) để có thể phân lập được những biến đổi về đặc tính di truyền

của vật liệu và những biến đổi hình thái do các nhân tố môi trường gây nên

+ Đánh giá phải tiến hành hệ thống và nhiều lần Điều kiện ngoại cảnh luôn biến

đổi nên phải đánh giá nhiều lần mới đảm bảo chính xác và khái quát được mức độ

ổn định về đặc tính sinh học, di truyền, kinh tế của từng vật liệu, khả năng thích

ứng của chúng rộng hay hẹp để mở rộng mùa vụ cũng như khu vực phân bố

+ Lấy mẫu chính xác, định tiêu chuẩn đánh giá rõ ràng Lượng mẫu thu càng

nhiều càng có tính điển hình

+ Trong thời gian ngắn nên đánh giá toàn diện các đặc trưng đặc tính của vật liệu

Thông thường cùng một lúc cần đánh giá các chỉ tiêu sau:

Thời gian sinh trưởng

Các yếu tố tạo thành năng suất và năng suất

Khả năng chống chịu sâu bệnh hại

Khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi

Tính thích ứng với cơ giới hoá

Phẩm chất của vật liệu

2.4 Trung tâm khởi nguyên các giống cây trồng

Học thuyết về trung tâm khởi nguyên cây trồng do nhà bác học Vavilop đưa

ra đầu tiên vào năm 1935 Vavilop đã thu thập, quan sát nhiều mẫu cây trên thế

giới Qua nhiều năm nghiên cứu ông đã nêu được nhiều quy luật về di truyền như

quy luật về sự biến dị tương đồng, quy luật phát sinh và phân bố của thực vật trên

thế giới

N.I Vavilốp cho rằng : Tại các trung tâm khởi nguyên, điều kiện tự nhiên rất

thích hợp cho các loài cây trồng phát sinh Do sống trong một môi trường thuận

lợi, nên các loài cây trồng không chịu áp lực của một quá trình chọn lọc tự nhiên

nghiêm khắc theo một hướng nhất định Sự phát triển của loài theo nhiều hướng đã

dẫn đến việc hình thành rất nhiều dạng hình với vốn gen phong phú Ngoài phạm

16

vi của các trung tâm khởi nguyên, điều kiện môi trường thường khắc nghiệt hơn do

đó quá trình chọn lọc tự nhiên chỉ diễn ra theo một số hướng nhất định nào đó Chỉ

những dạng thích ứng được với những điều kiện của môi trường mới được giữ lại

qua quá trình chọn lọc lâu dài và nghiêm khắc của thiên nhiên Vì vậy, ở ngoài

phạm vi các trung tâm khởi nguyên, dạng hình của các loài trở nên nghèo nàn hơn

N.I Vavilốp chỉ rõ là quá trình chọn lọc ở những vùng địa lý khác nhau đã

đưa đến sự hình thành các dạng sinh thái khác nhau Dưới tác dụng của chọn lọc tự

nhiên ở những vùng địa lý đó, chỉ những dạng có khả năng thích nghi và cạnh

tranh có kết qủa mới phát triển Như vậy, các loài mà khu vực phân bố của nó bao

gồm những vùng nằm dài trên nhiều vĩ độ, với những điều kiện khí hậu, địa hình,

đất đai khác nhau sẽ hình thành nên những dạng sinh thái khác nhau về mặt di

truyền Vì vậy tạo thêm khả năng cho nhà chọn giống tìm ra các dạng và giống cần

thiết cho những mục tiêu nhất định

Việc xác định các trung tâm khởi nguyên giúp nhà chọn giống dễ dàng trong

việc xác định hướng tìm kiếm nguồn vật liệu khởi đầu vì ở các trung tâm khởi

nguyên, các loài cây trồng rất đa dạng với vốn gen rất phong phú, N.I Vavilốp

viết: Ngày nay chúng ta biết khá rõ cần tìm ở đâu những dạng có các đặc tính quý,

ở vùng nào có thể tìm được những dạng hình chịu hạn, ở đâu tập trung các dạng có

quả to, hạt to, ở đâu có thể tìm thấy các dạng cứng cây không đổ ngã kháng sâu

bệnh…"

- Nội dung của học thuyết này đó là:

+ Các cây trồng ngày nay phân bố nhiều nơi trên thế giới đều phát sinh từ

những trung tâm nhất định Tại các trung tâm khởi nguyên điều kiện tự nhiên

rất thích hợp cho các loại cây trồng phát triển Ông đã chứng minh rằng ở các

trung tâm xảy ra quá trình hình thành loài rất mạnh và có hầu hết các gen trội và

lặn nhưng các tính trạng trội biểu hiện kiểu hình ưu thế còn các tính trạng lặn xuất

hiện ở bên ngoài trung tâm “Trung tâm sơ cấp (cấp 1, khởi nguyên) là những nơi

cây trồng phát sinh Tại đây tập trung một số lượng lớn gen trội” Như vậy tại các

trung tâm khởi nguyên tập trung một số lượng lớn gen trội còn ở xa trung tâm và

đặc biệt ở những vùng cô lập thì những gen lặn do đột biến và giao phối gần chiếm

vị trí ưu thế

+ Những nơi nào có sự tạp giao 2 loài hoặc trên 2 loài, đồng thời có tác dụng

của chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo thì nơi đó sẽ phát sinh trung tâm

thứ cấp

Diện tích chung của các trung tâm khởi nguyên chiếm khoảng 1/40 diện tích

các lục địa Hơn 80% giống cây trồng phát sinh từ Đông bán cầu, 20% phát sinh từ

Tây bán cầu Gần 1/2 số loài cây trồng phát sinh từ các trung tâm khởi nguyên

Trung Quốc và Ấn Độ

17

Trung tâm thứ cấp hình thành do sự trao đổi, mua bán các loại giống giữa các

khu vực Nó hình thành và phát triển mạnh mẽ khi xuất hiện đột biến và lai giống

- Ý nghĩa: Tại trung tâm phát sinh các cây trồng chứa một lượng lớn gen trội nên

có rất nhiều loại hình phong phú còn càng xa trung tâm thì các loại hình của cây

trồng đó càng ít đi Vì thế muốn nhập nội có kết quả cần nhập nội các giống ở

trung tâm nguyên sản

Theo quan niệm hiện đại có 12 trung tâm khởi nguyên của cây trồng:

- Trung tâm phát sinh Trung Quốc:

Đây là trung tâm xuất hiện sớm nhất và phát sinh độc lập lớn nhất Trung tâm

này bao gồm các vùng núi phía Tây, vùng đồng bằng và Trung Trung Quốc Ở đây

tập trung hơn 140 loài thực vật: Kê, Đậu tương, cây ăn quả (Lê, Đào, Cam, Quýt),

cây lấy dầu, cây làm thuốc Đây đồng thời là trung tâm phát sinh thứ cấp của Ngô,

Yến mạch

- Trung tâm phát sinh Đông Nam Á:

Ở trung tâm này phong phú nhất thế giới về thành phần các loài lúa trồng

cũng như các loài lúa dại và dạng trung gian của chúng Bao gồm các nước như

Việt Nam, Lào, Campuchia, Malaixia, Indonexia, Philippin Đây cũng là quê

hương của các loại cây ăn quả nhiệt đới (Chuối, Xoài, Cam, Quýt, Dừa, Dưa), cây

Vạn tuế, Cọ, Vừng, Gai, Bạc hà, Hồ tiêu

- Trung tâm phát sinh châu Úc:

Đây là trung tâm phát sinh của các loài bông Úc (bông Hải đảo), Bạch đàn,

Keo, Khuynh diệp, Thuốc lá, cỏ Ba lá Tại đây đã tìm thấy 9 loài bông đặc sản, 500

loài Bạch đàn Ngoài ra ở Úc cũng đã tìm thấy các loài lúa dại

- Trung tâm phát sinh Ấn Độ:

Là trung tâm khởi nguyên một tập đoàn giống lúa nước (lúa trồng, lúa dại) rất

phong phú Đây còn là quê hương của nhiều loài Mía, Vừng, Cam, Quýt, cây làm

thuốc, các loài rau đậu

- Trung tâm phát sinh Trung Á:

Tập trung rất nhiều loại lúa mì lùn, lúa mạch, đậu Hà lan, Dâu tằm, Vừng,

Carot, Củ cải, cây có dầu, cây ăn quả (Mơ, Hạnh đào, Nho )

- Trung tâm phát sinh Tây Á (Cận Đông):

Bao gồm các nước Tiểu Á, Ả Rập, Iran Tại đây tập trung nhiều loài Lúa mì,

Mạch đen, cỏ Linh lăng, các loài Dưa, Táo, Nho

- Trung tâm phát sinh Địa Trung Hải:

Trung tâm này bao gồm các nước ở quanh biển Địa Trung Hải Ở đây là trung

tâm phát sinh Lúa mì cứng (Triticum durum), Củ cải đường, Bắp cải Đây cũng là

trung tâm thứ 2 phát sinh cây Nho, Táo, Cà rốt, đậu Hà Lan, đậu Cove

18

- Trung tâm phát sinh châu Phi:

Đây là quê hương của đại mạch trồng Ngoài ra còn là quê hương của cao

lương, bông Châu Phi, Cà phê, Lạc

- Trung tâm phát sinh châu Âu - Xibia:

Đây là trung tâm khởi nguyên của cây củ cải đường, cỏ Ba lá, một số loài cỏ

Linh lăng, Dâu tây, các cây ăn quả (Nho, Táo, Lê dại) Tây Bắc nước Nga là trung

tâm đầu tiên của cây Lanh

- Trung tâm phát sinh Trung Mỹ:

Lãnh thổ của trung tâm này bao gồm Mehico, Coxtarica, Panama Đây là nơi

phát sinh cây Ngô, Ca cao, khoai lang, các loại đậu đỗ, Dưa, Ớt, bông Luồi, Bầu

Bí, đậu Cove

- Trung tâm phát sinh Nam Mỹ:

Có 2 trung tâm đó là trung tâm A và B

+ Trung tâm A (chilê, pêru ) là nơi phát sinh cây Khoai tây, Cà chua, Lạc, Ớt,

Thuốc lá, Bầu Bí, Dứa…

+ Trung tâm B (Brazin) là nơi phát sinh cây Cao su, Sắn, Cà phê, Hướng dương

Từ trung tâm này sản sinh ra loài bông Ai Cập Trước đây loài bông này

được đưa từ Nam Mỹ vào Ai Cập vì vậy Ai Cập là tổ quốc thứ hai và là trung tâm

gen thứ hai của bông

- Trung tâm phát sinh Bắc Mỹ: Là nơi phát sinh các loài Hướng dương, Nho,

Bông, Thuốc lá, Khoai tây, Dâu tây

2.5 Quy luật dãy biến dị tương đồng

Quy luật về sự biến dị tương đồng của thực vật lần đầu tiên được Vavilop

trình bày tại Đại hội chọn giống toàn liên bang Nga lần thứ III năm 1920 Quy luật

này có ý nghĩa đối với thực vật và chọn giống thực nghiệm

Nghiên cứu tính đa dạng của các loài cây trồng ông rút ra quy luật chung đó

là: Ở các loài thực vật khác nhau nhưng chung nguồn gốc thường xảy ra

những đột biến, biến dị giống nhau - biến dị tương đồng Chẳng hạn nếu một

chi gồm nhiều loài thì tất cả các loài này đều cùng có một số tính trạng như nhau

và chúng có chung biến dị

- Ý nghĩa:

+ Các loài thực vật gần nhau có hàng loạt tính biến dị di truyền giống nhau, điều

này rất có ý nghĩa trong nhập nội giống và chọn giống

+ Cho phép ta đoán trước được đặc tính kinh tế có giá trị mà đặc tính này hiện

chưa có trong đối tượng chọn lọc chỉ có ở các loài và chi lân cận Giúp các nhà

khoa học định hướng gây biến dị để chọn tạo ra những giống cây trồng mới có

những tính trạng mong muốn

19

+ Định luật này cho phép các nhà chọn giống phát hiện đầy đủ nhất toàn bộ tiềm

lực di truyền của các loài cây trồng đang có ở địa phương mình, nước mình và

những giống cây trồng nhập nội

Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG

I CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC

1.1 Các hình thức chọn lọc ở cây trồng

Chọn lọc là một trong những phương pháp cơ bản, rất quan trọng được sử

dụng rộng rãi và thường xuyên trong công tác chọn tạo và sản xuất giống Trong

học thuyết tiến hoá của thế giới sinh vật, Đacuyn đã chứng minh rằng cơ sở hình

20

thành các dạng mới (giống và chủng) trong nông nghiệp và các dạng mới trong

thiên nhiên đều cùng một nguyên tắc chung là chọn lọc

Ông đã đề ra học thuyết chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo Theo Đacuyn

có hai hình thức chọn lọc là chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo

1.1.1 Vai trò và tác dụng của chọn lọc tự nhiên (CLTN)

Chọn lọc tự nhiên là quá trình chọn lọc xảy ra dưới tác động của điều kiện tự

nhiên, quá trình này diễn ra liên tục, thường xuyên, toàn diện, triệt để và sâu sắc

đối với thế giới sinh vật Chọn lọc tự nhiên làm cho sinh vật tiến hoá phong phú,

đa dạng nhưng với tốc độ chậm

Động lực thúc đẩy chọn lọc tự nhiên là đấu tranh sinh tồn Khi điều kiện tự

nhiên biến đổi sẽ làm sinh vật phát sinh biến dị Những biến dị nào có lợi cho sinh

vật dù rất nhỏ sẽ được tự nhiên giữ lại còn những biến dị có hại cho sinh vật sẽ bị

loại đi

Chọn lọc tự nhiên có tác dụng đối với sinh vật về hai mặt:

- Loại trừ những biến dị có hại, giữ cho quần thể có tính ổn định trong phạm vi

nhất định

- Giữ lại và tích luỹ dần những biến dị có lợi làm cho sinh vật trở nên hoàn thiện

hơn

1.1.2 Vai trò và tác dụng của chọn lọc nhân tạo (CLNT)

CLNT là quá trình chọn lọc xảy ra dưới tác động của con người Do yêu cầu

của cuộc sống, loài người từ thời tiền sử đã biết giữ lại những cây dại và động vật

hoang dã có những đặc điểm có lợi cho mình, tích luỹ và bồi dưỡng qua nhiều thế

hệ từ đó biến đổi chúng thành cây trồng và vật nuôi

Thông qua chọn lọc con người đã giữ lại những biến dị có lợi và loại bỏ

những biến dị có hại Những biến dị dù rất nhỏ nhưng có lợi cho con người sẽ

được tích luỹ và củng cố qua nhiều đời tạo thành những giống mới Vì vậy CLNT

làm cho sinh vật thích hợp với nhu cầu của con người Chọn lọc nhân tạo thúc đẩy

sự tiến hoá của thế giới sinh vật với tốc độ nhanh Tuy vậy tác động của CLNT vào

thế giới sinh vật phiến diện, không sâu sắc, chỉ tác động vào những gì có lợi cho

con người

Động lực thúc đẩy CLNT là lợi ích, sở thích, thị hiếu của con người

- Đặc điểm của CLNT:

+ Thông qua chọn lọc con người giữ lại những dạng mong muốn trên cơ sở

những biến dị phong phú trong tự nhiên

+ Các dạng được tuyển chọn đáp ứng những mục tiêu khác nhau và thích hợp với

những điều kiện sinh thái, canh tác nhất định

- Chọn lọc nhân tạo vô ý thức: Là quá trình chọn lọc không có mục tiêu định trước,

không có phương pháp và kế hoạch rõ ràng Chọn lọc vô ý thức diễn ra suốt hàng

chục nghìn năm ở thời kỳ trồng trọt đang ở trình độ thấp Hầu hết các giống cây

trồng, gia súc là các giống địa phương ngày nay đều do chọn lọc vô thức tạo ra

Nhưng do không có ý thức nên khả năng tạo giống của hình thức chọn lọc này rất

chậm, không đáp ứng được nhu cầu của công tác chọn giống hiện đại

- Chọn lọc nhân tạo có ý thức: Là quá trình chọn lọc có mục tiêu định trước, có

phương pháp và kế hoạch rõ ràng, xác định trước nhằm tạo ra các giống mới phục

vụ lợi ích của con người Chọn lọc nhân tạo có ý thức do có mục tiêu, phương

pháp nên có tác dụng tạo ra giống mới rất nhanh

Nhưng chọn lọc chỉ có hiệu quả lúc quần thể có nhiều biến dị, có nhiều kiểu

gen khác nhau, có tính dị hợp thể cao độ, còn trong dòng thuần thì chọn lọc nói

chung không có hiệu quả

1.1.3 Mối quan hệ giữa chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo

- Trường hợp CLTN và CLNT phù hợp với nhau thì CLTN có tác dụng hỗ trợ cho

CLNT, làm cho CLNT phát huy tác dụng nhanh hơn Điều này thể hiện ở hai nội

dung sau:

+ CLTN đã sáng tạo ra các dạng thực vật sau đó con người sử dụng trong trồng

trọt

+ CLNT giữ lại những đặc trưng, đặc tính vừa có lợi cho con người vừa có lợi cho

sinh vật thì CLTN cũng giữ lại những đặc trưng, đặc tính này do đó thúc đẩy quá

trình hình thành giống mới nhanh hơn

- Trường hợp CLTN và CLNT không phù hợp với nhau thì CLTN sẽ cản trở

CLNT Điều này thể hiện khi CLNT giữ lại những đặc trưng, đặc tính có lợi cho

con người nhưng không có lợi cho sinh vật thì CLTN sẽ làm mất các đặc trưng,

đặc tính do CLNT giữ lại Trong trường hợp này kết quả của công tác chọn giống

là do tác dụng của CLNT, người tạo giống phải biết khắc phục để giảm được ảnh

hưởng của CLTN

1.2 Cơ sở lý luận của chọn lọc nhân tạo

1.2.1 Mối quan hệ giữa hệ số di truyền và chọn lọc nhân tạo

Hiệu quả của chọn lọc phụ thuộc vào biến dị di truyền của quần thể vì vậy

nếu biết hệ số di truyền các tính trạng ta có thể đưa ra quyết định về hướng chọn

lọc và dự đoán được hiệu quả của chọn lọc

Hệ số di truyền (h2):

V Plà phương sai kiểu hình

Nếu ở tính trạng chọn lọc, các cá thể đều có cùng kiểu gen như trong quần thể

giống thuần ở cây tự thụ phấn hay trong quần thể con lai F1 giữa hai dòng (giống)

thuần phương sai di truyền có thể coi bằng 0 vì các cá thể không có sai khác về

kiểu gen (V G= 0); biến dị kiểu hình (V P) của tính trạng chỉ do điều kiện ngoại cảnh

gây ra, tức V P= V E và h2 = 0 Ngược lại, nếu biến dị của tính trạng hoàn toàn do

biến dị di truyền gây nên, V P= V G thì h2 = 1 Độ lớn của h2 là thước đo mức độ biến

dị di truyền của tính trạng định chọn

Nếu h2 < 0,4: Tính trạng có biến dị di truyền thấp

Nếu h2 = 0,4 – 0,6: Tính trạng có biến dị di truyền ở mức trung bình

Nếu h2 > 0,6 và có giá trị càng gần 1 thì chọn lọc càng dễ có kết quả và hiệu

quả chọn lọc càng cao do tính trạng này có biến dị di truyền lớn

Hệ số di truyền định nghĩa theo công thức (1) được gọi là hệ số di truyền theo

nghĩa rộng vì phương sai di truyền V G được gây ra bởi tất cả các dạng tương tác

gen Trên thực tế không phải tất cả các hiệu ứng gen tạo nên tính trạng đều có ý

nghĩa chọn lọc, chỉ biến dị di truyền do hiệu ứng cộng gây nên mới thực sự có ý

nghĩa trong quá trình chọn lọc cũng như dự báo hiệu quả chọn lọc ở các tính trạng

Hệ số di truyền được định nghĩa bằng tỷ số giữa phương sai di truyền do hiệu ứng

cộng của các gen và phương sai kiểu hình của tính trạng chọn lọc gọi là hệ số di

truyền theo nghĩa hẹp, ký hiệu h2A:

h2A =

P

A G

1.2.2 Đặc điểm tác động của chọn lọc nhân tạo

- Chọn lọc không có tác dụng tạo ra những biến dị mới về di truyền mà chỉ có thể

chọn ra những gì đã có sẵn trong quần thể khởi đầu

- Chọn lọc chỉ có hiệu quả khi có sự khác biệt về di truyền giữa các cá thể

- Từ một nguồn VLKĐ tuỳ theo hướng tuyển chọn có thể tạo ra những dạng hình

mới mang những đặc tính khác nhau

1.3 Những nguyên tắc chính của chọn lọc

23

Trên cơ sở những điều kiện đảm bảo cho chọn lọc nhân tạo có hiệu quả và

căn cứ vào những hoàn cảnh cụ thể của quá trình chọn lọc để làm cho công tác

chọn lọc đạt kết quả tốt, cần đảm bảo mấy nguyên tắc chính sau:

- Có mục tiêu và phương hướng rõ ràng, chính xác

- Chọn VLKĐ thích hợp Đây là khâu quan trọng có ý nghĩa quyết định đến kết

quả của chọn lọc Ví dụ: khi muốn tạo ra giống chịu úng cần lựa chọn những vật

liệu sinh trưởng phát triển ở những vùng bị úng

- Kết hợp giữa chọn lọc các tính trạng riêng lẽ với tính trạng tổng hợp Giá trị của

giống được xác định trên cơ sở đánh giá tổng hợp các tính trạng của nó Tuy nhiên

tuỳ mục tiêu cụ thể mà việc tuyển chọn chú trọng nhiều hơn vào một hay một số

tính trạng nào đó Trong tự nhiên thường có mối tương quan giữa các tính trạng

của cây trồng Có trường hợp tương quan thuận nhưng cũng có trường hợp là

tương quan nghịch Vì vậy trong chọn tạo phải chú ý kết hợp giữa chọn các tính

trạng đơn lẽ với tính trạng tổng hợp một cách hợp lý nhất nhằm khắc phục các

tương quan nghịch và phát huy các tương quan thuận giữa các tính trạng chọn lựa

- Vật liệu chọn giống được trồng trong điều kiện đồng đều và thích hợp Nguyên

tắc này cần chú ý thực hiện nghiêm khắc vì trong điều kiện đồng đều mới kiểm tra

được tính di truyền của các cá thể Nếu đất, phân không đồng đều có khi cây xấu

lại biểu hiện tốt lúc sinh trưởng ở nơi đất tốt, giàu dinh dưỡng; ngược lại cây tốt có

thể biểu hiện xấu lúc mọc nơi đất xấu, nghèo dinh dưỡng - vì vậy có thể chọn

nhầm giữa cây tốt và cây xấu Ngoài ra nếu được gieo trồng trong điều kiện trồng

trọt tốt thì giống chọn lựa mới thể hiện hết những đặc trưng, đặc tính

- Muốn chọn lọc loại hình nào phải tiến hành trong điều kiện đó Giống cây trồng

liên quan chặt chẽ với môi trường, điều kiện canh tác và kỹ thuật trồng trọt Do vậy

tuỳ mục tiêu chọn giống mà việc tuyển lựa phải tiến hành trong những điều kiện

môi trường thích hợp

- Cần kết hợp chọn lựa ngoài đồng và trong phòng trong suốt quá trình sinh trưởng

phát dục của giống Nghĩa là chọn giống một cách có hệ thống từ khi cây còn nhỏ

đến khi thu hoạch

Trong mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát dục cây trồng đòi hỏi những điều

kiện sinh trưởng khác nhau và phản ứng khác nhau với điều kiện ngoại cảnh Ngay

trong cùng một giống các cây trồng cũng phản ứng khác nhau với những diễn biến

bất thường của thời tiết, thức ăn, sâu bệnh Do đó, công tác chọn giống muốn đạt

được kết quả chính xác cần theo dõi suốt thời kỳ sinh trưởng, phát dục để đánh giá

đầy đủ các đặc trưng đặc tính của giống Đồng thời sau khi chọn lựa ngoài đồng

còn phải kiểm tra nghiêm khắc ở trong phòng để loại bỏ những cá thể xấu

1.4 Các phương pháp chọn lọc cơ bản

24

Có hai phương pháp chọn lọc cơ bản là: Chọn lọc hỗn hợp và chọn lọc cá thể

1.4.1 Chọn lọc hỗn hợp (chọn lọc quần thể, chọn lọc cải tiến)

Mục tiêu của chọn lọc hỗn hợp là tăng giá trị trung bình kiểu gen của quần thể

chọn lọc so với trung bình kiểu gen của quần thể khởi đầu về những tính trạng

chọn lọc

a Phương pháp tiến hành

Gieo VLKĐ ra ruộng Trong ruộng chọn giống dựa vào các đặc trưng hình

thái và đặc tính kinh tế biểu hiện ra bên ngoài chọn ra những cá thể tốt đem hỗn

hợp hạt lại, vụ sau trồng so sánh với giống đối chứng và giống khởi đầu Nếu tốt

tiếp tục thí nghiệm so sánh, nhân giống và phổ biến

Trường hợp quần thể ít lẫn, có thể loại bỏ những cây xấu giữ lại toàn bộ cây tốt

(gọi là chọn âm) thường dùng trong công tác nhân giống Trường hợp quần thể lẫn

nhiều thì chỉ chọn lấy những cây tốt (chọn dương) Chọn dương có tính chính xác

hơn chọn âm thường dùng trong phục tráng giống

Chọn lọc hỗn hợp có thể một lần hoặc nhiều lần tuỳ theo kết quả của sự lựa

chọn Nếu chọn một lần kết quả chưa rõ, quần thể chưa đồng đều thì có thể tiếp tục

lựa chọn nhiều lần đến lúc đạt được hiệu quả mới ngừng chọn

b Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chọn lọc hỗn hợp

* Ưu điểm:

- Dễ làm, nhanh có kết quả, ít tốn kém

- Chọn lọc hỗn hợp có thể làm cho một giống cây trồng trở nên tốt hơn do loại bỏ

được những cây xấu trong đó Chọn hỗn hợp là bước đầu chọn lọc làm cho tính

đồng đều của giống tăng lên thể hiện ở các chỉ tiêu như: Chiều cao cây, thời gian

sinh trưởng, thời gian trổ, thời gian chín, dạng bông, màu sắc hạt Vì vậy đối với

các giống địa phương bị lẫn tạp nhiều thì cách chọn này có hiệu quả tốt

- Khi chọn lọc hỗn hợp, nếu các gen quy định tính trạng có hiệu ứng cộng thì hiệu

quả chọn lọc sẽ lớn hơn so với hiệu ứng các gen là trội, đồng thời quá trình chọn

lọc đơn giản hơn, số lần chọn lọc ít hơn thậm chí không cần lặp lại ở những năm

tiếp theo mà chỉ cần kéo dài quá trình nhân Do vậy chọn lọc hỗn hợp có thể đem

lại kết quả tốt đối với việc nâng cao một số đặc tính về phẩm chất của giống Nếu

hiệu ứng các gen quy định tính trạng định chọn không có hiệu ứng cộng thì hiệu

quả chọn lọc chỉ đạt được khi quá trình chọn lọc được lặp lại nhiều lần

- Chọn hỗn hợp có hiệu quả tốt khi phương hướng của chọn lọc là tăng cường khả

năng thích ứng của cây với môi trường, nghĩa là khi các đặc trưng đặc tính chọn

- Khi những đặc trưng đặc tính chọn lọc mà chỉ có lợi cho người, không có lợi cho

cây (ví dụ đặc điểm không có râu ở hạt lúa, tăng hàm lượng đường ở mía, tăng hàm

lượng dầu trong hạt ở lạc, đậu đỗ ) thì hiệu quả của phương pháp này thấp

- Không xác định được tính di truyền của từng cây biểu hiện ở đời sau nên không

tích luỹ và củng cố được những biến dị tốt

- Phương pháp này cho kết quả nhanh trong thời gian đầu lúc quần thể lẫn tạp

nhiều Sau chọn lọc vài lần quần thể trở nên đồng đều thì hiệu quả của chọn lọc

hỗn hợp kém dần

- Đối với cây giao phấn chọn lọc hỗn hợp chỉ tiến hành ở cây mẹ, còn hạt phấn của

cây bố không kiểm soát được Do vậy dù các cây mẹ được chọn thật sự có kiểu gen

tốt nhưng nếu thụ phấn của những cây bố xấu thì việc chọn lọc vẫn kém hiệu quả

- Khi áp lực chọn lọc lớn, độ lớn của mẫu chọn nhỏ sẽ dẫn đến giao phấn giữa các

cá thể gần nhau về huyết thống, làm giảm sức sống dẫn đến giảm năng suất, đặc

biệt là ở cây giao phấn

1.4.2 Chọn lọc cá thể

1.4.2.1 Phương pháp tiến hành

Gieo VLKĐ ra ruộng Từ ruộng VLKĐ chọn những cây tốt có các đặc trưng

đặc tính phù hợp với mục tiêu cần chọn Thu hoạch riêng hạt giống của từng cây

và giữ riêng hạt giống đó Vụ sau đem gieo hạt giống thu được ở từng cây của vụ

trước thành những dòng riêng biệt So sánh các dòng đó với VLKĐ và giống đối

chứng Loại bỏ những dòng xấu, giữ lại những dòng tốt Chọn lọc cá thể có thể tiến

hành một hay nhiều lần tuỳ theo kết quả và yêu cầu của chọn lọc Nếu chọn một

lần kết quả chưa đạt thì tiếp tục chọn lọc cho đến lúc đạt kết quả mong muốn mới

ngừng chọn Sau đó tiếp tục thí nghiệm giám định, so sánh giống, nhân và phổ biến

giống

- Chọn lọc cá thể có thể áp dụng cho cây giao phấn cũng như cây tự thụ phấn Đối

với các giống địa phương cũng như các quần thể lai và các VLKĐ khác

1.4.2.2 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp chọn lọc cá thể

* Ưu điểm:

26

- Kiểm tra đầy đủ tính di truyền của từng cá thể trong các đời sau Vì vậy có thể

tích luỹ và củng cố các biến dị tốt có khả năng tạo ra giống mới

- Nếu các đặc trưng, đặc tính chọn lựa chỉ có lợi cho con người mà không có lợi

cho sinh vật thì dùng phương pháp này có hiệu quả tốt

* Nhược điểm:

- Phức tạp, tốn công, thời gian tạo giống dài, nhất là đối với cây có hệ số nhân thấp

thì thời gian từ khi bắt đầu chọn lọc đến lúc tạo được giống và đưa giống mới vào

sản xuất càng lâu

- Đối với cây giao phấn nếu tiến hành chọn lọc cá thể liên tục sẽ đưa đến hiện

tượng giao phối gần, ảnh hưởng đến sức sống của giống

1.5 Phương pháp chọn lọc đối với cây tự thụ phấn

1.5.1 Đặc điểm của cây tự thụ phấn

Tự thụ phấn là hiện tượng hạt phấn rơi vào đầu nhụy của cùng một hoa

- Hoa có cấu tạo lưỡng tính, hoa nhỏ, ít có mùi vị, màu sắc ít sặc sỡ, hoa được bảo

vệ kỹ, nhị đực thường dài hơn nhụy cái, thời gian nở hoa ngắn (ví dụ hoa lúa chỉ

nở khoảng 30 phút)

- Quần thể cây tự thụ phấn tương đối đồng nhất về di truyền, nó là hỗn hợp của

nhiều dòng thuần

Johanxen nêu ra thuyết dòng thuần trở thành cơ sở lý luận chọn lọc dòng

thuần đối với quần thể tự nhiên của cây tự thụ phấn Thuyết gồm 3 nội dung sau:

+ Quá trình tự phối trong nhiều thế hệ đưa đến trạng thái đồng hợp tử của kiểu gen

nên quần thể cây tự thụ phấn là hỗn hợp của nhiều dòng thuần Nếu trong quần thể

do đột biến hay lai tạo làm xuất hiện kiểu gen dị hợp thể thì sau một vài đời tự thụ

phấn liên tục sẽ dẫn đến kết quả là trong quần thể chỉ có các cá thể mang kiểu gen

đồng hợp thể do hiện tượng phân ly theo quy luật Mendel

+ Do quần thể cây tự thụ phấn là hỗn hợp của nhiều dòng thuần nên lần chọn lọc

đầu có hiệu quả, vì phân lập được các dòng thuần khác nhau

+ Các cá thể thuộc cùng một dòng có cùng một kiểu gen nên sự biến thiên về kiểu

hình trong phạm vi một dòng thuần chỉ phụ thuộc vào điều kiện môi trường Đó là

các thường biến không có khả năng di truyền cho đời sau Vì vậy chọn lọc trong

phạm vi một dòng thuần sẽ không có hiệu quả

- Khi xuất hiện đột biến và lai tự nhiên, nếu không được chọn lọc quần thể giống

cây tự thụ phấn địa phương thường là tập hợp các cá thể của một vài dòng theo

một tỷ lệ nào đó và giữa các dòng khác nhau ít nhiều về kiểu gen nên biến dị các

tính trạng trong quần thể được gây ra bởi thành phần di truyền và thành phần

27

không di truyền Tuy nhiên trong quần thể giống được chọn liên tục thì quần thể

thường đồng nhất và các cá thể trong quần thể có cấu trúc di truyền giống nhau

- Do đặc điểm di truyền và cấu trúc quần thể của cây tự thụ phấn nên phương pháp

và hiệu quả chọn lọc trên quần thể tự nhiên và quần thể lai khác nhau

1.5.2 Các phương pháp chọn lọc

1.5.2.1 Đối với quần thể tự nhiên (quần thể giống địa phương)

a Phương pháp chọn lọc hỗn hợp

- Mục đích: Phương pháp này được áp dụng rộng rãi và cho kết quả tốt đối với các

giống địa phương lẫn tạp nhiều nhằm phục tráng và cải lương giống

Phương pháp chọn giống lúa theo 3 tốt (khóm tốt, bông tốt, hạt tốt) đang thực hiện

trong sản xuất chính là chọn hỗn hợp

- Cách tiến hành: Từ trong quần thể chọn ra những cá thể tốt (khóm tốt, bông tốt,

hạt tốt) Hạt của những cá thể chọn ra hỗn hợp chung ngay sau khi thu hoạch hay

trước khi gieo ở vụ sau Quần thể mới tạo thành từ hỗn hợp hạt các cấp tốt chọn ra

đem so sánh với quần thể ban đầu để xác định hiệu quả chọn lọc Trình tự đó có

thể chỉ tiến hành một lần song cũng có khi phải lặp lại vài lần tuỳ thuộc vào hiệu

quả chọn lọc các tính trạng định chọn

Cây tự thụ phấn sau khi chọn hỗn hợp một vài lần quần thể thường đồng đều,

do đó tiếp tục chọn hỗn hợp quá nhiều lần thì hiệu quả hạn chế, vì vậy thường chỉ

chọn lọc hỗn hợp một vài lần

b Phương pháp chọn lọc cá thể

- Cơ sở lý luận: Quần thể cây tự thụ phấn tự nhiên thường là tập hợp của các

dòng thuần theo một tỷ lệ nhất định Vì vậy khi tiến hành chọn lọc cá thể có thể

chọn ra các dòng tốt có đầy đủ các đặc trưng đặc tính của giống địa phương

- Mục đích: Tạo ra giống mới và chọn được các dòng thuần dùng trong sản xuất

hạt lai

- Cách tiến hành:

+ Vụ thứ nhất từ nguồn VLKĐ chọn ra các cá thể tốt mang những tính trạng mong

muốn

+ Hạt của các cá thể tuyển chọn được gieo riêng thành dòng trong vụ thứ hai và

tiến hành so sánh để loại bỏ những dòng xấu

+ Vụ thứ ba tiếp tục gieo hạt của những dòng tốt và so sánh đánh giá loại bỏ thêm

những dòng xấu Việc chọn lọc như trên tiếp tục một vài vụ cho đến khi chọn ra

được một vài dòng tốt để đưa vào thí nghiệm so sánh giống ở bước tiếp theo

28

Nếu mục đích của chọn lọc không phải tạo ra giống mới mà chỉ để duy trì độ thuần

hay tiềm năng năng suất của giống đang phổ biến trong sản xuất thì thế hệ sau của

những dòng đã chọn có nhiều ưu điểm hơn giống đối chứng được hỗn hợp lại, sau

đó nhân sản xuất hạt giống các cấp

Ví dụ: Chọn lọc cá thể tiến hành với cây lúa:

Đem giống định lựa chọn trồng vào ruộng tốt với số lượng 1500-2000 cây

Chọn ra 50 đến 100 cây tốt năm sau gieo riêng thành từng dòng So sánh các dòng

chọn với giống khởi đầu và giống đối chứng Loại bỏ dòng xấu, chọn lại dòng tốt

Tiếp tục thí nghiệm giám định so sánh giống và nhân các dòng tốt để phổ biến ra

sản xuất

* Ưu điểm:

- Kiểm tra được kiểu gen của từng cá thể

* Nhược điểm:

- Thời gian chọn lọc dài, tốn kém, phức tạp

1.5.2.2 Đối với quần thể lai

Quần thể cây lai ở cây tự thụ phấn là quần thể có biến dị di truyền lớn, trong

đó có những biến dị tổ hợp rất có giá trị trong chọn giống Khác với quần thể tự thụ

phấn, ở quần thể lai tỷ lệ những cá thể có kiểu gen đồng hợp dần tăng lên và tần

suất cá thể có kiểu gen dị hợp ngày càng giảm đi

a Phương pháp chọn theo phả hệ (Pedigree method)

Phương pháp phả hệ là phương pháp chọn lọc cá thể được áp dụng trong quần

thể các thế hệ con lai từ F2 cho đến khi thu được các dòng thuần Phương pháp

chọn này đem lại hiệu quả cao hơn, do vậy được áp dụng phổ biến hơn phương

pháp trồng dồn

- Mục đích: Chọn lọc cá thể bắt đầu từ F2, tiến hành chọn các cá thể trong quần thể

lai ban đầu dựa vào các đặc điểm mong muốn và ghi chép gia phả từ đó tạo thành

Khảo nghiệm năng suất

9-12 F8-F11 So sánh với giống đối chứng

Hình 3.1 Sơ đồ phương pháp chọn lọc phả hệ

- Cơ sở lý luận: Dựa trên những thay đổi tự nhiên về cấu trúc di truyền trong quần

thể con lai các thế hệ F1, F2…ở cây tự thụ phấn Ví dụ trong tổ hợp lai giữa giống

mẹ (có kiểu gen aa) với giống bố (có kiểu gen AA), con lai F1 có kiểu gen Aa Do

tự thụ phấn cấu trúc di truyền của quần thể ở các thế hệ thay đổi như sau:

Trong quần thể trên hai dạng bố mẹ khác nhau ở một cặp gen Ở F1 tất cả các cá

thể đều có cùng kiểu gen dị hợp (Aa) Tuy nhiên chỉ sau một thế hệ tự thụ phấn

quần thể F2 đã có 50% cá thể đồng hợp và sau 5 lần tự thụ phấn, ở thế hệ F6 tỷ lệ

này đã lên tới 96,9 % Và đến thế hệ F10 đạt tới 99,95, gần như toàn bộ quần thể

có kiểu gen đồng hợp

30

b Phương pháp trồng dồn (Bulk method)

- Mục đích: Chọn lọc, so sánh các dòng, tìm ra những dòng tốt đưa vào thí nghiệm

so sánh, đánh gía trên tất cả đặc trưng, đặc tính Các dòng tốt được chọn ra tiếp tục

bồi dưỡng tạo thành giống mới

- Cách tiến hành: Gieo hỗn hợp liên tục các thế hệ con lai từ F1 đến F5, F6 Ở F6,

khi tất cả các đặc trưng ở con lai đã đạt tới độ thuần cao (96,9%), cá thể có đặc

trưng, đặc tính tốt đáp ứng mục tiêu chọn giống lúc này đã ở trạng thái đồng hợp

cao, bắt đầu chọn cá thể gieo riêng tạo thành các dòng F7 để so sánh

+ Vụ 1: Tạo các tổ hợp lai từ bố mẹ đã chọn theo mục tiêu chọn giống

+ Vụ2: Gieo trồng cây F1 của mỗi tổ hợp lai với mật độ thưa cùng bố mẹ để so

sánh Thu hoạch hỗn hợp hạt của các tổ hợp

+ Vụ 3: Gieo trồng quần thể F2 mật độ bình thường Có thể đào thải những cây

quá xấu Thu hoạch và hỗn hợp hạt ở những cây giữ lại của từng tổ hợp

+ Vụ 4 - 6: Xử lý các thế hệ F3, F4, F5 tương tự như đối với thế hệ F2 Độ lớn của

F3, F4, F5 là 10000 cây Có thể gieo trồng quần thể trong điều kiện chọn lọc (như

điều kiện sâu, bệnh hại) Thu hoạch hỗn hợp hạt của từng tổ hợp

+ Vụ 7: Gieo trồng hỗn hợp hạt ở thế hệ F6 ở mật độ thưa, tiến hành chọn lọc cá

thể, thu hoạch từng cây riêng để gieo trồng vụ sau

+ Vụ 8: Gieo trồng các dòng cùng với giống đối chứng Ghi chép những tính trạng

cần đánh giá Chọn lọc những dòng tốt

Các vụ tiếp theo tiếp tục chọn lọc dòng tốt nhất để đưa vào hệ thống khảo nghiệm

quốc gia để công nhận giống

- Ưu điểm: Cùng lúc có thể nghiên cứu nhiều tổ hợp lai, không đòi hỏi chi phí tốn

kém khi theo dõi và chọn lọc

- Nhược điểm: Dễ bị mất những kiểu gen có giá trị vì từ F1 đến F6 các cá thể con

lai gieo hỗn liên tục nên trong quần thể chỉ diễn ra quá trình chọn lọc tự nhiên

Trong quá trình này giữa chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo có hỗ trợ nhau

hay không tuỳ thuộc vào tính trạng cần cải tiến

1.6 Phương pháp chọn đối với cây giao phấn

1.6.1 Đặc điểm của cây giao phấn

Trong tự nhiên phổ biến là cây giao phấn vì giao phấn làm cho đời sau nâng

cao được sức sống, thích ứng với môi trường Ngay những cây tự thụ phấn nghiêm

ngặt cũng thường giao phấn với một tỷ lệ nhất định

- Để thích nghi với việc giao phấn cây giao phấn thường có hoa đơn tính (đơn tính

cùng cây hay đơn tính khác cây) hoặc nếu hoa lưỡng tính thì tự thụ phấn sẽ bất dục

(như khoai lang)

31

- Hoa có màu sắc sặc sỡ, nhiều vị ngọt và hương thơm để hấp dẫn côn trùng Nhị

và nhụy thường chín vào các giai đoạn khác nhau, nhị thường vươn ra khỏi hoa

mới thụ phấn

- Số lượng hạt phấn nhiều và dễ phát tán nhờ gió

- Ưu điểm của của quần thể cây giao phấn là:

+ Trao đổi thông tin di truyền giữa các cá thể trong quần thể nên xuất hiện các tổ

hợp lai tổ hợp các nhân tố di truyền có trong quần thể

+ Duy trì lâu dài các đột biến lặn trong vốn gen quần thể

+ Có khả năng thích nghi nhanh với điều kiện biến đổi bên ngoài nhờ có kiểu gen

và kiểu hình đa dạng trong quần thể

- Bên cạnh những ưu điểm trên quần thể cây giao phấn có những nhược điểm sau:

+ Ưu thế lai cao nhất không được củng cố ở đời sau

+ Trong quần thể giao phấn nếu để các cá thể giao phấn tự do không có quá trình

chọn lọc xảy ra và không phát sinh đột biến gen thì sẽ có sự cân bằng di truyền

theo định luật Hardy - Weinberg Do vậy phải tiến hành chọn lọc nhiều lần mới có

hiệu quả vì nếu ngừng chọn lọc thì quần thể trở lại trạng thái cân bằng di truyền

+ Các gen lặn gây chết và nửa gây chết có điều kiện thể hiện ở trạng thái đồng hợp

Sự suy thoái thể hiện trong quần thể khi tự thụ phấn làm sức sống của cây giảm rất

nhanh, dị hình, tính chống chịu và năng suất giảm Ví như ở ngô sau vài đời tự thụ

phấn chiều cao cây và năng suất giảm rõ rệt, có hiện tượng lại tổ (trên bắp xuất

hiện cờ hoặc trên cờ có hạt)

1.6.2 Các phương pháp chọn lọc

1.6.2.1 Chọn lọc hỗn hợp nhiều lần

- Mục đích: Giữ giống cho vụ sau

- Ưu điểm: Đơn giản, có thể tiến hành dễ dàng trong điều kiện sản xuất

- Nhược điểm:

Do quá trình giao phấn và do tác dụng chọn lọc lúc thụ tinh nên khi hỗn hợp

gieo giống các cây sẽ chọn lọc những hạt phấn thích hợp nhất về mặt sinh vật học

để thụ tinh, vì vậy trong các đời sau sẽ mất dần các đặc trưng đặc tính chọn lọc

theo hướng có lợi cho con người, còn các đặc trưng đặc tính có lợi cho cây lại

được tăng cường

Trong quần thể giao phấn tự nhiên có rất nhiều kiểu gen khác nhau nên lúc

thụ tinh có thể tạo ra nhiều tổ hợp gen mới rất phong phú là cơ sở tốt cho chọn lọc

tự nhiên, chọn lọc nhân tạo và nâng cao sức sống của giống Trái lại ở quần thể

giao phấn được chọn lọc nghiêm khắc nhiều kiểu gen dần bị loại bỏ trong quần thể

nên dẫn đến hiện tượng giao phối gần làm giảm sức sống của giống Vì vậy lúc

chọn hỗn hợp đối với cây giao phấn không nên chọn quá nghiêm khắc đối với

32

những đặc trưng đặc tính không yêu cầu Ví dụ: Lúc chọn giống ngô thì mục tiêu

chọn chủ yếu là năng suất và phẩm chất, đối với các đặc trưng, đặc tính này phải

chọn nghiêm khắc còn đối với các đặc trưng hình thái như thân lá thì chỉ chọn với

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chọn lọc hỗn hợp:

Hiệu quả của chọn lọc hỗn hợp cao hay thấp ở cây giao phấn phụ thuộc vào

tính trạng định chọn Nếu tính trạng định chọn lọc có hệ số di truyền cao tức là khi

biến dị của tính trạng trong quần thể chủ yếu là biến dị di truyền, còn phần ảnh

hưởng của môi trường không đáng kể thì hiệu quả chọn lọc sẽ lớn

Phương thức di truyền của tính trạng cũng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả

chọn lọc Hiệu quả chọn lọc sẽ thấp và quá trình chọn lọc phải lặp lại nhiều lần ở

Hạt các cây tốt chọn lần 1 (hỗn hợp lai)

Thí nghiệm so sánh

giống VLKĐ

Giám định trên diện tích

lớn hoặc thí nghiệm khu

Ruộng nhân sơ

33

những tính trạng hình thành do hiệu ứng của các gen trội Chẳng hạn quần thể chọn

lọc ở trạng thái cân bằng với hai kiểu hình ứng với ba kiểu gen phân biệt AA, Aa,

aa Nếu tính trạng định chọn do gen trội A quyết định, khi chọn theo kiểu hình trội

ta được các cá thể ứng với hai kiểu gen Aa và AA Các cá thể có kiểu gen Aa tiếp

tục phân li khiến cho hiệu quả chọn lọc giảm thấp Bởi vậy để có nhiều cá thể có

kiểu gen đồng hợp AA ta phải tiến hành chọn lọc nhiều lần

1.6.2.2 Chọn lọc hỗn hợp cải tiến

Phương pháp chọn lọc hỗn hợp cải tiến do Gardner (1961) đề xuất để giảm

biến động do sự không đồng nhất về đất đai Ruộng chọn lọc được chia thành

nhiều ô và chọn lọc cây tốt được tiến hành trong từng ô Nội dung của phương

pháp này như sau:

- Vụ thứ nhất: Gieo quần thể khởi đầu từ 7500 đến 10000 cây, gieo trồng ở mật độ

thưa để dễ dàng phân biệt và theo dõi các cá thể khác nhau về kiểu hình Quần thể

chọn lọc được trồng cách ly để tránh lẫn tạp sinh học Chia ruộng chọn lọc thành

những ô nhỏ có diện tích tương đương nhau (khoảng 60 - 100 ô) để tiện cho việc

chọn lọc

- Ở các vụ tiếp theo chọn ra những cây tốt nhất, chiếm khoảng 15-20% số cây

trong quần thể, tuy nhiên cường độ chọn lọc phụ thuộc vào loài cây trồng Ví dụ ở

ngô nếu mỗi ô là 100 cây, cường độ chọn lọc là 5% như vậy số bắp chọn ở mỗi ô là

5 bắp Hạt của chúng được hỗn hợp lại đem gieo chung và đều ở các ô để chọn lọc

cho vụ sau

Một phần hạt của mỗi chu kỳ được trồng so sánh với các chu kỳ trước để thấy

được hiệu quả chọn lọc

- Ưu điểm:

+ Đơn giản, dễ tiến hành

+ Hạn chế tác động của môi trường, nâng cao độ chính xác và hiệu quả chọn lọc

- Nhược điểm:

+ Không kiểm tra được đặc điểm di truyền của từng cá thể

+ Không kiểm soát được ảnh hưởng của cây bố

1.6.2.3 Chọn cá thể nhiều lần

Có ba cách chọn cá thể đó là chọn có cách ly, không cách ly và chọn theo

phương pháp nửa bắp

a Chọn cá thể nhiều lần không cách ly

Từ vườn chọn lọc chọn ra những cây tốt, thu hoạch riêng hạt của từng cây

Hạt của mỗi cây vụ sau gieo riêng thành một hàng hay một ô và tạo thành các gia

đình Trong thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng theo dõi từng gia đình từ khi gieo đến

34

sắp trổ hoa, khử đực hay loại bỏ kịp thời những gia đình xấu không cho chúng giao

phấn với các gia đình tốt Trên các gia đình tốt bắt đầu chu kỳ chọn lọc mới: Chọn

những cá thể tốt đưa gieo vào vườn so sánh ở vụ thứ 3 Hạt thu được ở những cây

còn lại đem hỗn hợp chung, cho tái hợp ở vườn cách ly lấy hạt cung cấp cho sản

xuất

b Chọn cá thể nhiều lần có cách ly

Do đặc điểm của cây giao phấn nên khi chọn cá thể và gieo riêng thành từng

dòng nếu không cách ly sẽ làm cho dòng tốt giao phấn với dòng xấu nên các thể hệ

sau có thể biểu hiện xấu Vì vậy phải chọn lọc cá thể có cách ly để hạn chế tình

trạng trên

* Cách tiến hành:

- Các dòng tốt chọn ra một phần gieo so sánh, một phần gieo cách ly Ở khu vực

gieo so sánh quan sát, theo dõi để xác định dòng tốt và dòng xấu

- Dựa vào kết quả so sánh tiến hành chọn lọc cây tốt của dòng tốt ở khu vực gieo

cách ly

* Nhược điểm:

- Diện tích gieo trồng tăng gấp đôi nên phức tạp, tốn kém

- Do cách ly nên dẫn đến hiện tượng giao phấn gần giữa các cây trong cùng một

dòng nên làm giảm sức sống của các cây trong dòng Vì vậy chỉ chọn cách ly lúc

số lượng cá thể ít, sau khi đã loại các cá thể xấu qua chọn lọc theo các phương

pháp khác

c Chọn cá thể nhiều lần theo phương pháp nửa bắp

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp chọn lọc có cách ly, có thể tiến

hành chọn lọc theo phương pháp nửa bắp

- Cách tiến hành:

+ Đem chia đôi lượng hạt giống của các cây đã chọn 1/2 đem gieo để so sánh và

quan sát; 1/2 còn lại giữ lại để đối chiếu

+ Hạt thu được trên các gia đình tốt ở vườn so sánh dùng làm hạt thương phẩm,

không sử dụng cho các giai đoạn chọn lọc tiếp theo vì đã tự do giao phấn với các

gia đình kém khác

+ Năm sau lấy 1/2 bắp còn lại của những gia đình tốt để gieo cách ly từng dòng

riêng và tiếp tục chọn lọc cho đến khi thoả mãn mục tiêu chọn giống Những năm

về sau những gia đình tốt được nhân lên, hạt của chúng được trộn cân bằng, gieo ở

bãi cách ly cho tái tổ hợp thành quần thể mới – so sánh với quần thể ban đầu để

xác định hiệu quả chọn lọc Số lượng hạt của những cây tốt đem chia đôi và tiếp

tục công việc như năm trước

- Ưu điểm: Quy trình chọn lọc đơn giản, ít tốn kém

- Vụ 1: Tập hợp một số lượng lớn các nguồn gen có cùng thời gian sinh trưởng

(khoảng 30 - 40 giống), có cùng đặc điểm nông học mong muốn Trộn hỗn hợp các

giống này với số lượng bằng nhau Chọn từ trong quần thể những cây tốt và rút cờ

của cây được chọn

+ Cho bắp của các cây được chọn thụ phấn tự do với hạt phấn của nhiều giống có

trong tập đoàn Chọn khoảng 200 cây mẹ để rút cờ

+ Thu hoạch riêng từng bắp của các cây đã chọn

+ Tiến hành rút cờ 200 hàng mẹ tốt Bẻ cờ các cây không tốt của hàng bố

Trong mỗi dòng được chọn tiếp tục chọn 2 cây tốt nhất thu hoạch riêng bắp của

các cây đó để cho chu kỳ sau Như vậy khi thu hoạch ở năm thứ hai này có được

400 bắp ở trên 400 cây tốt của 200 dòng tốt được chọn

- Vụ 3: Tiếp tục làm như vụ 2 Có thể lấy một số bắp đồng nhất và tốt nhất đem

hỗn hợp lại và so sánh với giống đối chứng và vật liệu khởi đầu (VLKĐ)

Để tăng cường nền gen của quần thể nhằm chọn ra những đặc trưng, đặc tính

mới có thể đưa thêm vào những vật liệu mới làm bố

- Ưu điểm:

+ Dùng phương pháp này không dùng đến bao phấn, bao bắp

+ Hiệu quả của chọn Half-sib lớn hơn 5 lần so với chọn lọc hỗn hợp

+ Chọn dòng Hall-sib làm tăng khả năng phối hợp chung của các dòng

1.6.2.5 Chọn lọc dòng Full-sib

Khi một cây chọn ra dùng làm mẹ sẽ được thụ phấn của một cây bố khác Hạt

lai thu được trên cây mẹ vụ sau gieo ra sẽ cho ta thế hệ sau là những anh chị em

đồng máu (Full-sib) Ở phương pháp chọn lọc này chúng ta theo dõi và kiểm soát

được cây mẹ, cây bố và ảnh hưởng của chúng lên con lai

* Cách tiến hành:

36

- Bước 1: Chọn các cặp cây bố mẹ để lai thuận nghịch : Từ trong quần thể chọn ra

các cặp cây tốt từ trước khi nở hoa Bao cách ly kịp thời và lai thuận nghịch giữa

chúng Thu hoạch riêng hạt lai theo từng cặp Hạt thu được trên từng tổ hợp lai

thuận nghịch một phần dự trữ trong kho, phần còn lại đem gieo vào vườn so sánh ở

vụ sau

- Bước 2: Lấy các gia đình chọn năm trước gieo ra ruộng Hạt lai thuận nghịch của

mỗi cặp Full-sib gieo kề nhau ở vườn so sánh Năm này công việc tiến hành theo

hai hướng:

+ Hướng thứ nhất là trên cơ sở quan sát, theo dõi chọn ra những gia đình Full-sib

tốt nhất và tiếp tục chọn những cây tốt để lai với nhau nhằm thu được những gia

đình Full-sib mới cho năm sau

+ Hướng thứ hai: Từ các gia đình Full-sib tốt chọn ra 10 – 20 dòng tốt, sau đó hỗn

hợp lại với nhau để đưa đi so sánh trong năm sau

Có thể đưa một vật liệu mới có khả năng chống bệnh, chống hạn tốt… vào lai

với những gia đình Full-sib để nhằm tăng cường những tính trạng tốt mong muốn

vào trong giống mới tạo thành

- Bước 3: Gieo các gia đình Full-sib mới chọn thành từng dòng Tiến hành chọn

lọc và lai như năm thứ hai Mặt khác lấy phần hạt dự trữ của các cặp Full-sib tốt

đem gieo ở khu cách ly cho tái tổ hợp thành quần thể mới và kết thúc một chu kỳ

chọn lọc

So sánh quần thể mới tạo thành với quần thể cũ để xác định hiệu quả chọn

lọc Nếu ở các đặc trưng định chọn, quần thể mới chưa thoả mãn các mục tiêu chọn

giống thì quá trình chọn lại được tiếp tục và lặp lại các bước như đã nêu

* Ưu điểm:

+ Kiểm soát tốt hơn các hiệu ứng cộng trong ưu thế lai nên có hiệu lực cao hơn so

với chọn lọc dòng Half-sib

+ Mức độ đưa về trạng thái đồng hợp tử cứ mỗi chu kỳ tự phối tương đương 3 chu

kỳ Full-sib và tương đương 5 chu kỳ Half-sib

+ Tự phối làm phá vỡ cân bằng gen nhanh, làm mất những tổ hợp gen tốt nhanh

Ngược lại Full-sib phá vỡ sự cân bằng gen chậm hơn, chậm làm mất những tổ hợp

gen tốt

+ Chọn lọc Full-sib làm tăng khả năng phối hợp riêng của các dòng

* Nhược điểm:

+ Nếu chọn lọc Full-sib liên tục biến dị di truyền của quần thể mới dần dần bị thu

hẹp vì có thể tạo thành các dòng thuần Vì vậy cùng với việc áp dụng phương pháp

này để cải tiến các tính trạng của quần thể bằng chọn lọc Full-sib có thể tạo được

các dòng thuần, các dòng tự phối để đưa vào các chương trình lai

37

+ Sức sống của các dòng giảm nhanh hơn chọn Half-sib

1.7 Phương pháp chọn lọc đối với cây sinh sản vô tính

1.7.1 Đặc điểm di truyền của cây sinh sản vô tính

Sinh sản sinh dưỡng là một dạng sinh sản vô tính mà cơ thể mới được hình

thành từ một bộ phận của cây mẹ chứ không bằng con đường do sự kết hợp giữa

các tế bào sinh dục đực và cái khác nhau

Phương thức sinh sản sinh dưỡng có nhiều dạng khác nhau: Hình thành từ

thân bò (trầu, hồ tiêu); từ rễ (khoai tây, khoai sọ); từ một đoạn thân (mía, sắn)

Dòng vô tính bắt nguồn từ một cây khởi đầu và sinh sản bằng con đường sinh

dưỡng Vì vậy cấu trúc di truyền của tất cả các cây ở một dòng vô tính thường là

đồng nhất và giống cấu trúc di truyền của cây khởi đầu Sự sai khác về di truyền

giữa các cây của một dòng vô tính chỉ có thể xuất hiện do đột biến về nhiễm sắc

thể nhưng rất ít xảy ra

Về giai đoạn phát dục cây sinh sản sinh dưỡng tiếp tục giai đoạn phát triển

của cây mẹ mà không bắt đầu giai đoạn mới như cây sinh sản hữu tính mọc lên từ

hạt nên tính di truyền ổn định, ít thay đổi dưới những ảnh hưởng của điều kiện môi

trường Vì vậy Michurin đã có nhận xét nhập nội giống bằng hạt dễ thành công

hơn là nhập nội bằng cành ở những cây già về giai đoạn phát dục

Thường xuất hiện các biến dị mầm, biểu hiện trên các bộ phận của cây như

mầm cành, hoa, quả, có những biến đổi khác thường Biểu hiện rõ nhất là hiện

tượng đa bội thể ở một số cây cam, quýt

Ngày nay với những thành tựu mới của khoa học di truyền chọn giống đã xuất

hiện đó phương pháp nuôi cấy tế bào và nuôi cấy mô Nhiều loại tế bào hoặc nhiều

loại mô của thực vật sinh sản hữu tính cũng như vô tính, qua nuôi cấy có thể phát

triển thành những cơ thể hoàn chỉnh Thành tựu này mở ra khả năng mới trong việc

nhân nhanh giống cây trồng nhưng vẫn đảm bảo đặc tính, đặc trưng của cây trồng

đó - đặc biệt là những cây trồng quý, hiếm

1.7.2 Các phương pháp chọn lọc

1.7.2.1 Chọn lọc hỗn hợp

Từ ruộng VLKĐ chọn ra những cây tốt Cành, hom hoặc củ tốt của các cây

tốt hỗn hợp đem trồng so sánh Nếu tốt thì nhân giống và phổ biến Có thể chọn

một hoặc nhiều lần

1.7.2.2 Chọn lọc cá thể

Từ vườn chọn giống chọn ra cây tốt có những đặc điểm phù hợp với mục tiêu

định chọn Cành, hom hoặc củ của các cây tốt đem trồng riêng thành từng dòng để

38

so sánh Loại những dòng xấu sau đó đem những dòng tốt tiếp tục so sánh, nhân

giống và phổ biến ra sản xuất Có thể chọn một hoặc nhiều lần Bằng phương pháp

chọn này, qua nhiều lần chọn cho phép tạo ra những giống mới

a Chọn từng củ

Từ vườn chọn giống chọn ra cây tốt, từ các cây tốt chọn ra củ tốt Những củ

tốt đem trồng riêng thành từng dòng So sánh các dòng chọn ra dòng tốt, sau đó

tiếp tục so sánh những dòng tốt này rồi nhân giống và phổ biến Phương pháp này

tạo ra nhiều giống mới

b Chọn biến dị mầm

Với đặc điểm của cây sinh sản sinh dưỡng là thường xuất hiện biến dị mầm

Trong các biến dị mầm có những biến dị có lợi (các biến dị đa bội thể) Để có thể

chọn ra các biến dị mầm tốt cần theo dõi kỹ và thường xuyên ở tất cả các bộ phận

của cây Khi phát hiện được biến dị mầm cần đánh dấu hoặc tách chúng đem trồng

riêng để tiếp tục theo dõi, bồi dưỡng, chọn lọc

Phương pháp chọn biến dị mầm được thực hiện trên hai nguồn sau:

- Chọn lọc từ những đột biến tự nhiên:

Ưu điểm của hình thức này là đột biến sinh dưỡng thường biến đổi chỉ một

tính trạng, nên giống được chọn lọc từ đột biến tự nhiên này có tất cả các tính trạng

giống cây mẹ, chỉ có tính trạng đột biến sinh dưỡng là khác

Ở Mỹ, người ta dùng chọn lọc đột biến sinh dưỡng đối với nhiều giống táo và

thu được nhiều giống táo khác hẳn giống cũ về màu sắc quả, thời gian chín, kích

thước quả

Nhưng đột biến sinh dưỡng tự nhiên rất ít nên sau khi xuất hiện phương pháp

thu nhận đột biến cảm ứng thì nhiều nhà chọn giống đã chú ý và áp dụng trên cây

ăn quả như Táo, Lê

- Thu nhận đột biến cảm ứng:

Nhằm tạo ra các dạng đột biến người ta thường sử dụng nhiều tác nhân gây

đột biến như các tia phóng xạ, các chất hoá học, các chất chiết xuất từ vi sinh vật

Thực tiễn áp dụng phương pháp này cho thấy rằng ở cây đồng hợp tạo đột biến

cảm ứng có giá trị kinh tế khó hơn nhiều so với cây dị hợp Vì vậy người ta thường

dùng các cây lai làm vật liệu xử lý để tạo các đột biến cảm ứng Đột biến sinh

dưỡng cảm ứng đặc biệt thuận lợi đối với những tính trạng chịu ảnh hưởng trực

tiếp của chọn lọc tự nhiên

1.7.2.3 Chọn phối hợp

39

Là phối hợp giữa chọn lọc hữu tính và nhân vô tính

Ví dụ: Đối với khoai lang sinh sản bằng hạt người ta chọn những cây tốt mọc từ

hạt, nhân vô tính những cây tốt để giữ lại các đặc tính tốt hơn cho đời sau tránh

hiện tượng phân ly lúc gieo trồng bằng hạt

- Ưu điểm:

+ Việc chọn ra giống mới của cây sinh sản sinh dưỡng từ hạt có nhiều điểm chung

với chọn lọc giống mới ở cây sinh sản bằng con đường hữu tính Tuy vậy, ở dạng

chọn lọc này có nhiều điểm khác Do dòng vô tính có sự ổn định ở tất cả đặc điểm

di truyền của cây khởi đầu mà không phụ thuộc vào tính dị hợp hoặc đồng hợp của

cây này Vì vậy ở cây sinh sản sinh dưỡng có thể sử dụng cây bất kỳ làm dạng khởi

đầu cho giống - dòng vô tính mới, miễn là nó có tính trạng có giá trị kinh tế Đặc

tính có giá trị này sẽ được duy trì đầy đủ trong đời sau qua sinh sản sinh dưỡng

+ Kết hợp giữa chọn hữu tính và vô tính rất có hiệu quả đối với chọn giống cây ăn

quả đặc biệt là các cây tự thụ phấn Người ta kết hợp giữa chọn giống bằng phương

pháp hữu tính với phương pháp nhân vô tính bằng cách gieo hạt và lai giữa các cây

đó hoặc lai giữa cây trồng với cây dại để tạo ra giống mới Sau đó tiếp tục ghép vô

tính, nhân giống vô tính để duy trì đặc trưng đã được xác định ở những giống tốt

- Nhược điểm: Tốn nhiều công sức, thời gian để chọn ra các cá thể tốt và kiểm tra

tính ổn định về di truyền của các dạng đó

II PHƯƠNG PHÁP LAI GIỐNG CÂY TRỒNG

2.1 Khái niệm và ý nghĩa

2.1.1 Khái niệm

Ngoài phương pháp chọn lọc lai giống là phương pháp tạo ra ưu thế lai cao

giữa các dòng (giống) Lai giống là phương pháp lai nhằm tạo ra các biến dị tổ hợp

trên cơ sở kết hợp 2 hay nhiều dạng bố mẹ khác nhau Từ đó chọn ra các biến dị tốt

gây dưỡng thành giống mới

Trong khi lai người ta kí hiệu các thành phần như sau:

40

Lai xa huyết thống: Là lai giữa các cá thể, các giống khác loài (species), khác

chi (genus) hoặc xa hơn nữa Ví dụ: Lai giữa loài khoai tây trồng Solanum

tuberosum L với loài khoai tây hoang dại Solanum demissum Thậm chí người ta

đã thành công trong việc lai giữa 2 chi (genus) với nhau như trường hợp lai giữa

lúa mì (Triticum) và mạch đen (Secale) để tạo ra cây Triticale Khi lai xa huyết

thống thường gặp hiện tượng không thụ tinh, không kết hạt hoặc kết hạt rất ít, cây

lai F1 bất thụ Do vậy người ta chỉ dùng lai xa huyết thống trong trường hợp loài

không có các đặc tính tốt mà ta cần hay khi muốn tạo ra nhiều biến dị đa dạng,

phong phú

Lai xa địa lý: Là lai giữa các giống, các thứ hay các loại hình có điều kiện địa

lý sinh thái khác nhau

2.1.2 Đặc điểm của cây lai

- Do kết hợp các đặc trưng đặc tính của bố mẹ nên cây lai có tính di truyền dao

động và phức tạp Trong điều kiện nhất định, chúng có thể phát triển những đặc

trưng đặc tính tốt của bố mẹ hoặc vượt trội bố mẹ

- Cây lai có khả năng biến dị rất lớn trong những điều kiện phát dục nhất định,

chúng có thể giống bố, giống mẹ, mang đặc điểm trung gian hoặc khác hẳn bố mẹ

- Cây lai có sức sống khoẻ, khả năng thích ứng rộng, có khả năng đồng hoá cao các

nhân tố môi trường nên có thể cho năng suất cao, phẩm chất tốt và chống chịu

khoẻ Hiện tượng đó gọi là ưu thế lai

- Tuy vậy do tính di truyền rộng nên cây lai thường thoái hoá nhanh cần phải chọn

lựa và bồi dưỡng thường xuyên

2.1.3 Ý nghĩa của lai giống

- Lai giống là phương pháp cơ bản để tạo biến dị tổ hợp phục vụ cho chọn lọc Nhờ

lai giống mà có thể phối hợp được các đặc tính và tính trạng có lợi của các dạng bố

mẹ và con lai Bố mẹ truyền cho con cái bộ gen của chúng và kết quả của quá trình

tái tổ hợp là nhiều kiểu gen mới đã được tạo ra (kiểu cây thâm canh, kiểu cây lí

tưởng ở lúa, dạng thân rẻ quạt ở mía, ) Qua lai giống con người đã tạo ra nhiều

giống cây trồng mới có các đặc tính kinh tế và sinh học tốt phục vụ cho nhu cầu

sản xuất

- So với các phương pháp khác lai giống là phương pháp chủ động nhất để tạo ra

giống tốt Chọn lọc thường dựa vào các biến dị sẵn có trong tự nhiên, còn các

phương pháp gây đột biến thì chưa biết trước được các biến dị sẽ xảy ra và tần số

các biến dị có lợi rất thấp Ở lai giống, con người dựa vào cơ sở lý luận đã chọn

các bố mẹ có các tính trạng, đặc tính tốt mà ta mong muốn, chúng sẽ được di

truyền cho con lai và kết hợp trong giống mới