GT chọn giongC2

Chương 2: VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU TRONG CHỌN TẠO GIỐNG I. KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA I.1. Khái niệm vật liệu khởi đầu 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). Trong công tác chọn tạo giống VLKĐ được sử dụng rất rộng rãi. Đối tượng dùng làm VLKĐ là các thứ (biến chủng - varietas), các loại hình (dạng - forma), trong cùng một loài (species), cũng có thể là các thứ hay loại hình của các chi (genus) hoặc các họ (familia) khác nhau. I.2. Ý nghĩa của vật liệu khởi đầu trong chọn tạo giống Muốn tạo giống có kết quả nhanh không những cần nắm vững lý luận về di truyền học và các môn khoa học liên quan khác, cần có kinh nghiệm và thủ thuật lai tạo, xử lý đa bội, đột biến gen, phương pháp đánh giá giống mà cần phải có điều kiện vật chất phong phú, đó là vật liệu khởi đầu. Thành công của công tác chọn tạo giống phụ thuộc nhiều vào số lượng và chất lượng VLKĐ. Vật liệu khởi đầu càng nhiều và chất lượng vật liệu khởi đầu tốt càng có cơ hội để tạo ra giống mới. Nếu chỉ có ít vật liệu khởi đầu để chọn tạo giống thì khó và lâu thu được kết quả mong muốn. Nhận thấy vai trò quyết định của VLKĐ trong công tác chọn tạo giống, nhiều nước đã thành lập các viện thu thập, nghiên cứu và bảo quản VLKĐ nhằm làm phong phú thêm quỹ gen (ngân hàng gen) quốc gia. II. MỘT SỐ LÝ LUẬN CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU II.1. Học thuyết về dãy biến dị tương đồng của thực vật Tác giả của học thuyết này là Vavilov. Theo học thuyết này thì các loại hình thực vật gần nhau như cùng họ (familia), cùng chi (genus), cùng loài (species) có hàng loạt biến dị di truyền giống nhau. Người ta có thể nghiên cứu kỹ một số dạng chính của một loài trong cùng một chi để có thể suy ra các biến dị tương đương ở các loài khác. Ví dụ, ở chi oryza, tính có râu có ở tất cả các loài, tính chín sớm, chín muộn cũng tương tự. Mô hình toán học của định luật về dãy biến dị tương đồng của thực vật như sau: A 1 (a + b + c .); A 2 (a + b + c .); A 3 (a + b + c .) Trong đó: A 1 , A 2 , A 3 các chi hoặc loài gần nhau; a, b, c dãy biến dị tương đồng Quy luật về dãy biến dị tương đồng có ý nghĩa đặc biệt để xác định sự đa dạng trong loài ở cả về cây trồng và cây hoang dại. Nó giúp nhà chọn giống nắm được đầy đủ thế năng sinh học của các loài cây trồng, qua đó tìm cách sử dụng chúng một cách triệt để thông quá trình nghiên cứu sâu và toàn diện ở một số dạng trong cùng loài và một số loài trong cùng chi. Quy luật này còn có tác dụng định hướng trong nghiên cứu chọn tạo giống, trong tìm kiếm nguồn gen mong muốn để đáp ứng yêu cầu của chương trình chọn tạo giống. 12 Bằng việc nghiên cứu nguồn gen lùn đột biến tự nhiên của giống Norin 10 ở lúa mì mà hàng loạt giống lúa mì thấp cây, ngắn ngày, năng suất cao đã được tạo ra trong những năm 1050 của thế kỷ này. Nguồn gen của giống Norin 10 đã làm nên cuộc “cách mạng xanh” lần thứ nhất. Tin tưởng vào sự đúng đắn của học thuyết về dãy biến dị tương đồng T.T.Chang và P.R. Jenning đã kiên trì tìm kiếm nguồn gen lùn tương tự ở cây lúa nước. Đúng như chỉ dẫn của học thuyết, các ông đã tìm thấy nguồn gen lùn quý báu ở giống Dee-geo-woo-gen (đề cước ô tiêm) và Taichung Native1. Sự tham gia của nguồn gen này đã tạo ra hàng loạt giống lúa thấp cây để một lần nữa tạo nên “cuộc cách mạng xanh lần thứ hai” ở châu Á nhiệt đới. II.2. Học thuyết về biến dị của Ch. Darwin Theo Darwin thì biến dị là thuộc tính của tất cả các loài sinh vật, trong đó biến dị di truyền là động lực của tiến hoá. Nhờ có biến dị di truyền mà các loài mới, các dạng mới được hình thành, thành phần của một loài ngày một đa dạng và phong phú. Nhờ có biến dị di truyền mà cây dại qua quá trình chọn lọc đã trở thành cây trồng. Cơ thể và môi trường luôn là một thể thống nhất, môi trường hết sức đa dạng nên cũng tồn tại những biến dị đa dạng tương ứng. Trong quá trình chọn nguồn gen, giống càng được thu thập ở càng nhiều vùng sinh thái càng tốt. II.3. Học thuyết về trung tâm phát sinh cây trồng II.3.1. Giới thiệu về cơ sở hình thành học thuyết Học thuyết này do nhà bác học Nga nỗi tiếng Vavilov nêu lên đầu tiên vào năm 1935, sau đó P.M.Zukovxki bổ sung. Theo học thuyết này các cây trồng ngày nay được phân bố nhiều nơi trên thế giới đều phát sinh từ những trung tâm nhất định. Trung tâm sơ cấp (cấp 1, nguyên sản) là những nơi cây trồng phát sinh. Tại đây điều kiện tự nhiên rất thích hợp đối với sự phát triển của loại cây trồng này, sự phát triển của loài theo nhiều hướng đã dẫn đến việc hình thành rất nhiều dạng hình với vốn gen phong phú. Vì thế tại đây tập trung một số lượng lớn gen trội. Trung tâm thứ cấp hình thành là do sự phát tán, sự trao đổi, mua bán hàng hóa các loại giống giữa các khu vực. Nó hình thành và phát triển mạnh mẽ khi xuất hiện đột biến và lai giống. Tại trung tâm này chỉ có thể tìm thấy sự tập trung của kiểu gen này hay kiểu gen khác, nhưng không thể tìm được đầy đủ bộ gen của cả loài. Vavilov chia sự đa dạng loài và nguồn gốc cây trồng trên thế giới ra thành 8 trung tâm. Sau đó Zucovxki phát triển tư tưởng của Vavilov bổ sung thêm 4 trung tâm phát sinh mới. Vì vậy theo quan niệm hiện đại thì thế giới có 12 trung tâm phát sinh cây trồng. II.3.2. Các trung tâm phát sinh cây trồng (1). Trung tâm Đông Bắc Á: Bao gồm Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, trong đó phần lớn là Trung Quốc, phần Nhật Bản xuất hiện muộn hơn dưới ảnh hưởng của trung tâm chính. Đây là trung tâm độc lập lớn nhất và xuất hiện sớm nhất. Ở đây tìm được rất nhiều biến chủng của nhiều loại cây trồng mà không tìm thấy được các nơi khác trên thế giới. Trung tâm này chứa đựng một khối lượng khổng lồ các biến chủng của 140 loài cây trồng khác nhau, trong 13 số này có hầu hết các loài cây trồng quan trọng nhất. Đây là nơi phát sinh cây lúa loài Oryza sativa L. (loài phụ Japonica), đậu tương, kê, cây cải (cải bắp, xulơ, xu hào, cải củ, cải bẹ .), ngô nếp, các loài cam, quýt, chanh, bưởi, các loài táo, lạc, vừng, thuốc phiện, cây sâm, cao lương, chè, đay, gai, cải dầu . Trung tâm Trung Quốc - Nhật Bản là nơi có thể thoả mãn nguồn gen quý giá của nhiều loài cây trồng quan trọng đang trồng phổ biến ở nước ta như lúa nước, ngô, đậu tương, lạc, đay, gai, chè, các cây thuộc họ cam quýt. (2). Trung tâm Đông nam Á: Tại trung tâm này phong phú nhất thế giới về thành phần các loại lúa trồng, là trung tâm phát sinh lúa nước các loài phụ Indica và Javanica. Tại đây còn là quê hương của các loài cây ăn quả nhiệt đới như: chuối, dứa, xoài, dừa, dưa gang, sầu riêng, măng cụt, chôm chôm, mít, mãng cầu .; là quê hương của cây vạn tuế, cọ, mía (3). Trung tâm châu Úc: Là trung tâm phát sinh loài bông hải đảo (Gossypium barbadense L.). Ở đây tìm thấy 500 trong số 6ó loài cây có dầu nhiệt đới, 21 loài thuốc lá trong đó có loài hoàn toàn miễn dịch với bệnh phấn trắng (bệnh nguy hiểm số một với nghề trồng thuốc lá thế giới), đã tìm thấy 3 trong số 19 loài của chi Oryza. Đây là trung tâm phát sinh của các loài bạch đàn, keo, khuynh diệp, thuốc lá, cỏ ba lá (4). Trung tâm Nam Á: Chủ yếu là lục địa Ấn Độ. Là một trong những trung tâm đóng vai trò lớn trong lịch sử trồng trọt thế giới. Đây là trung tâm khởi nguyên quan trọng thứ hai sau trung tâm Đông Bắc Á. Nơi đây là tổ tiên của lúa trồng (loài phụ Indica). Người ta đã tìm thấy những biến chủng phong phú nhất của lúa trồng loài phụ Indica, các dạng hình lúa dại và các dạng trung gian thuộc chi Oryza sativa. Đây còn là nơi phát sinh cây mía, vừng, gai, bạc hà, cao lương, hồ tiêu; nhiều loại có tinh dầu, cây nhuộm, cây làm thuốc và cây rau khác. (5). Trung tâm Trung Á: Bao gồm miền Tây Bắc Ấn Độ, Apganixtan, Uzbekixtan, vùng Tây Thiên Tân. Là trung tâm phát sinh lúa mì mềm, đậu Hòa lan, đậu ngựa, đậu mỏ két, đậu tằm, hành tây, dưa bở, cà rốt, củ cải, táo, lê, anh đào, nho . (6). Trung tâm Tây Á: Gồm một vùng lãnh thổ lớn của các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất, Iran, Irắc, vùng Kapkaz, vùng thượng Turmenia, bán đảo Ả Rập. Là trung tâm phát sinh lúa mì thuộc chi Triticum, mạch đen thuộc chi Secale, đại mạch thuộc chi Hordeum, cỏ linh lăng (Medicago sativa), cỏ 3 lá (Trifolium sp.), táo (Malus sp.) và nho. (7). Trung tâm Địa trung hải: Trung tâm này bao gồm các nước ở quanh biển Địa Trung Hải. Là trung tâm phát sinh lúa mì cứng có n = 14 nhiễm sắc thể, lúa mì 2 hạt, đại mạch hạt thô, yến mạch, củ cải đường, bắp cải, hành, tỏi; là trung tâm thứ cấp của nho, táo, cà rốt, đậu Hoà lan, đậu cove. Các loại hình ở đây chịu ảnh hưởng lớn của hệ thống trồng trọt có kỹ thuật cao. (8). Trung tâm châu Phi: Lãnh thổ của trung tâm này rất lớn. Trong đó có trung tâm gen Êtiôpia. Đây là trung tâm phát sinh đại mạch, chúng rất đa dạng loại các loại hạt vàng, đen, xanh tím. Tại trung tâm có nhiều dạng lúa mì rất độc đáo, đặc biệt là lúa mì cứng của Êtiôpia. Đây còn là quê hương của đậu xanh, đậu triều, lạc, dưa hấu, cọ dừa, chà là, bông châu Phi, thầu dầu, lúa nước châu Phi (Oryza glaberrima) . 14 (9). Trung tâm châu Âu - Xibêri: Đây là trung tâm khởi nguyên của củ cải đường, cỏ ba lá, cây lanh, nho, lê, mận, anh dào, dâu tây. Tây Bắc nước Nga là trung tâm thứ cấp của cây hướng dương. (10). Trung tâm Trung Mỹ: Lãnh thổ của trung tâm này bao gồm: Mêhicô, Côxtarica, Goatêmala, Honđurat và Panama. Đây là nơi phát sinh ra cây ngô, từ đây cây ngô được phát tán ra toàn thế giới. Đây còn là quê hương của cây ca cao, thuốc lá, bông luồi (G. hirsutum), các loài thuộc họ bầu bí, dưa, ớt . (11). Trung tâm Nam Mỹ: Lãnh thổ của trung tâm này bao gồm các nước Chi Lê, Pê Ru, Êquađo, Bôlôvia, Côlômbia, Brazin . Quá trình hình thành cây trồng trong trung tâm này chịu ảnh hưởng rất lớn của hệ thống núi Anđơ. Chia làm trung tâm A và trung tâm B. Trung tâm A gồm Chi lê, Pê ru . là nơi phát sinh cây khoai tây, cà chua, lạc, bông, thuốc lá . Trung tâm B là Brazin nơi phát sinh cây cao su, sắn, cà phê (12). Trung tâm Bắc Mỹ: Đây là quê hương của hướng dương, dâu tây, nho, bông, thuốc lá, táo, mận, đào. Ở đây còn thấy nhiều loài khoai tây dại, thuốc lá dại, bông dại. Hiện nay có ý kiến đề nghị bổ sung trung tâm thứ ba hình thành cây trồng, đó là các trung tâm bảo tồn và chọn lọc lớn, ở đấy người ta đã thu nhận bằng thực nghiệm và sử dụng hàng nghìn đột biến mới trong chọn tạo giống. Bằng cách chọn lọc nhân tạo có ý thức đã tạo ra các giống và dạng chọn lọc mới của cây trồng nông nghiệp vô cùng phong phú. Như vậy tại trung tâm phát sinh các cây trồng chứa một lượng lớn gen trội nên có rất nhiều loại hình phong phú, càng xa trung tâm thì các loại hình cây trồng càng ít đi. Vì thế muốn nhập nội có kết quả cần nhập nội các giống ở trung tâm phát sinh. Các trung tâm phát sinh cây trồng cho ta một khái niệm cơ bản về các trung tâm gen và hướng thu thập. Khi thu thập nguồn gen có thể tuỳ từng quốc gia mà coi trọng trung tâm này hoặc trung tâm kia, cây trồng này hoặc cây trồng khác; song các trung tâm phát sinh cây trồng luôn là bản hướng dẫn để các nhà thu thập nguồn gen thực vật đi đến đích. II.4. Thuyết tiến hóa liên kết ký chủ - ký sinh N.I. Vavilov cho rằng cây ký chủ và ký sinh đều cùng trung tâm phát sinh. Đó là sự tiến hóa đồng thích ứng di truyền của các quần thể sinh vật cùng sống chung trong một môi trường. Vavilov chỉ rõ: muốn có những dạng cây kháng bệnh cần tìm ở những nơi mà quá trình hình thành loài vi sinh vật gây ra bệnh đó phát triển mạnh mẽ, vì ở nơi đó cùng với sự hình thành nhiều nòi vi sinh vật gây bệnh, quá trình chọn lọc tự nhiên đã giữ lại những dạng cây có khả năng kháng bệnh ấy cao. Do đó, theo thuyết này muốn có những dạng cây kháng bệnh thì cần tìm nơi nguyên sản . III. PHÂN LOẠI VẬT LIÊỤ KHỞI ĐẦU Nguồn VLKĐ rất đa dạng và phong phú, do đó cần có sự phân loại để hệ thống hoá và cung cấp thông tin cho người sử dụng. Người ta thường dựa vào hệ thống phân loại thực vật, vào số lượng nhiễm sắc thể và nguồn gốc xuất xứ của VLKĐ để phân loại chúng. III.1. Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật. 15 Hệ thống này được Linné và những người kế tục hoàn thiện. Trong phân loại thực vật về hình thái học hệ thống phân loại như sau: - Giới (Phylum) - Ngành (Divisio) - Lớp (Classis) - Bộ (Ordines) - Họ (Familia) - Họ phụ (Subfamilia) - Tộc (Tribus) - Chi (Genus) - Loài (Species) - Loài phụ (Subspecies) - Thứ, biến chủng (Varietas) - Dạng (Forma) - Cá thể (individus) Trong thực tế chọn giống cây trồng thường dùng các đơn vị phân loại là: họ, chi, loài, loài phụ, thứ, và dạng (loại hình sinh thái). Ví dụ: Phân loại lúa nước như sau: - Bộ Graminales hay Poales - Họ Gramineae - Họ phụ Poideae - Chi Oryza - Loài Oryza sativa (lúa trồng) - Loài phụ O.sativa ssp.Indica - Thứ var.mutica (hạt dài, thẳng, gạo trắng, không râu) - Dạng Elongatum (cây cao, lóng dài). Phân loại ngô như sau: - Bộ Graminales hay Poales - Họ Gramineae hay Poaceae - Họ phụ Panicoideae - Tộc Maydeae - Chi Zea - Loài Zea mays - Loài phụ indurata (ngô đá) - Thứ Alba (hạt trắng, mày trắng) Trong hệ thống phân loại này các đơn vị từ loài trở xuống quan hệ với nhau rất chặt chẽ. Cũng từ hệ thống phân loại này mà phân biệt được lai gần và lai xa. Phân loại theo loại hình sinh thái (dạng) 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. III.2. Phân loại theo cơ sở tế bào học 16 Mỗi loài thực vật hoặc cây trồng có một số lượng nhiễm sắc thể đặc trưng. Sau đây là số lượng nhiễm sắc thể của một số cây trồng thường gặp. Loài cây trồng Tên khoa học n 2n Lúa Oryza sativa 12 24 Ngô Zea mays 10 20 Cao lương Sorghum vulgare 10 20 Kê Setaria italica 9 18 Khoai lang Impomea batatas 45 90 Bông hải đảo Gossypium herbaceum 13 26 Bông luồi G. hirsutum 26 52 Khoai tây Solanum tuberosum 24 48 Đậu Hoà lan Pisum satium 7 14 Dưa chuột Cucumis sativus 7 14 Hành tây Allium cepa 8 16 Đậu co ve Phaseolus vulgaris 11 22 Đậu tương Glycine hispida 19 38 Lạc Arachis hypogea 20 40 Vừng Sesamum indicum 26 52 Thuốc lá Nicotiana tabacum 24 48 Cà chua Lycopersicom esculentum 12 24 Ơït Capsium anuum 12 24 Bí ngô Cucurbita maxima 24 48 Bắp cải Brassica oleracea 9 18 Dưa hấu Citrullus vulgaris 11 22 III.3. Phân loại theo nguồn gốc xuất hiện III.3.1. Vật liệu khởi đầu tự nhiên Là những vật liệu đã có sẵn trong tự nhiên gồm các dạng sau: (1). Vật liệu khởi đầu địa phương: Các giống địa phương nói chung là một quần thể phức tạp gồm nhiều dạng khác nhau, trong đó dạng chính chiếm đa số còn lại là những dạng lẫn. 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. Về phương diện chọn tạo giống, giống địa phương có vai trò to lớn, vì chúng đã rất thích hợp với điều kiện tự nhiên và kỹ thuật canh tác ở địa phương. Có nhiều giống địa phương có phẩm chất rất tốt. Đây là nguồn vật liệu rất quý cho chọn tạo giống mới nhằm kahi thác khả năng thích nghi, khả năng chống chịu hoặc phẩm chất tốt của nó. (2). Vật liệu khởi đầu cây dại: Cây dại có tính thích nghi rất cao với những điều kiện khắc nghiệt của môi trường, do đó có nhiều đặc tính qúy như tính chịu hạn, chịu lạnh, chịu mặn, chịu phèn, chịu úng, kháng sâu bệnh . Vì thế trong công tác giống ngưới ta dùng cây dại làm vật liệu khởi đầu để lai với cây trồng nhằm lợi dụng khả năng chống chịu của chúng. 17 (3). Vật liệu khởi đầu là các giống tạo thành từ trước: Các giống được tạo thành từ trước đã phát triển ra sản xuất. Nguồn vật liệu này khá phong phú và có nhiều đặc trưng, đặc tính tốt có thể khai thác để tạo ra các giống mới. (4). Vật liệu khởi đầu nhập nội: Những giống từ nơi khác trong nước hay nước ngoài nhập về dùng làm vật liệu để chọn tạo giống. vật liệu khởi đầu nhập nội có những đặc trưng, đặc tính quý có thể khai thác như: tiềm năng năng suất, tính chịu rét, chịu nóng, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng sâu bệnh, phẩm chất tốt . II.3.2. Vật liệu khởi đầu nhân tạo Trường hợp các vật liệu khởi đầu tự nhiên không có những đặc trưng, đặc tính mong muốn phù hợp với mục tiêu và phương hướng tạo giống , cần phải dùng phương pháp nhân tạo để tạo ra các vật liệu cần thiết gọi đó là vật liệu khởi đầu nhân tạo bao gồm: (1). Quần thể lai: Các dạng được tạo ra bằng phương pháp lai. Từ quần thể này bằng phương pháp chọn lọc thích hợp có thể phân lập các dạng mới để tạo thành giống mới. (2). Quần thể các dòng tự phối: Được tạo ra bằng phương pháp tự phối ở cây giao phấn. Sử dụng nguồn gen này làm VLKĐ cho tạo giống ưu thế lai và tạo giống tổng hợp. (3). Quần thể các dạng đa bội thể và đột biến nhân tạo: Được tạo ra bằng phương pháp gây đa bội thể và gây đột biến nhân tạo. Chọn lọc từ nhóm quần thể này ra các dạng mới để tạo thành giống mới. (4). Quần thể các dạng tạo ra bằng công nghệ sinh học: Bao gồm các dạng được tạo ra do dung hợp tế bào trần, chuyển gen, nuôi cấy tế bào, hoặc chọn dòng tế bào. Các dạng này thường mang các gen riêng, độc đáo và là nguồn vật liệu tốt dùng trong chọn giống cây trồng. IV. THU THẬP, NGHIÊN CỨU, BẢO QUẢN, SỬ DỤNG VLKĐ IV.1. Thu thập vật liệu khởi đầu IV.1.1. Nguyên tắc thu thập vật liệu khởi đầu Khi thu thập nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác chọn tạo giống cần tuân theo một số nguyên tắc sau đây: (1). Việc thu thập phải thực hiện thường xuyên, cần có các cơ quan chuyên trách và các cán bộ chuyên môn sâu phụ trách: Các quốc gia đều lập một cơ quan chuyên trách để phụ trách việc thu thập, bảo quản vật liệu khởi đầu. Cơ quan chuyên trách có thành công lớn trong lĩnh vực này là viện VIR của Công hoà liên bang Nga. Viện đã sưu tập và thành lập được ngân hàng gen - tập đoàn giống cây trồng thế giới tới 300.000 mẫu. Viện cây trồng Bắc Kinh (Trung Quốc) cũng rất thành công trong việc thu thập quỹ gen cây trồng, bộ sưu tập, lưu trữ của viện cho tới hết năm 1990 đã có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu về nguồn vật liệu phục vụ cho công tác tạo giống của Trung Quốc. Việc thu thập nguồn gen thực vật phục vụ cho công tác tạo giống có xu thế quốc tế hoá mạnh mẽ vì nguồn gen cây trồng là tài sản vô giá của cả loài người. Tiên phong trong công tác này là trung tâm tài nguyên di truyền quốc tế với sự bảo trợ của FAO. Trung tâm này hiện đã thành lập ngân hàng gen có tới 400.000 mẫu lúa mì, 40.000 mẫu lúa nước và lúa cạn, 27.000 mẫu ngô, 20.000 mẫu khoai tây . 18 (2). Thu thập từ xa đến gần: Nguồn vật liệu ở gần có kiểu sinh thái địa lý không khác nhau lớn, nguồn vật liệu này dễ sử dụng trực tiếp; nguồn vật liệu ở xa lại là nguồn bổ sung các kiểu gen quý, thường được sử dụng gián tiếp trong công tác tạo giống. (3). Tập trung thu thập tại các trung tâm phát sinh cây trồng: Tại các trung tâm phát sinh cây trồng chứa đựng đầy đủ bộ gen của loài cây trồng cần thu thập. Khi thu thập cần chú ý cả các loại hình hiện chưa sử dụng, nhưng cần cho các chương trình chọn tạo giống trong tương lai. (4). Thu thập càng rộng càng tốt: Việc thu thập rộng rãi giúp nhà thu thập tập hợp được đầy đủ sự đa dạng di truyền đáp ứng các yêu cầu của các chương trình chọn tạo giống khác nhau. IV.1.2. Phương pháp thu thập vật liệu khởi đầu. Việc thu thập vật liệu khởi đầu có thể tiến hành bằng các phương pháp sau đây: - Tổ chức những đoàn chuyên môn đi các nơi điều tra, thu thập vật liệu khởi đầu - Ở trường có thể dựa vào sinh viên đi thực tập để thu giống, thu từ gần đến xa, đầu tiên cần thu giống địa phương. - Hợp đồng với các cơ quan nông nghiệp trong và ngoài nước, định kỳ trao đổi vật liệu khởi đầu. - Định kỳ tổ chức triển lãm, trao đổi hạt giống và vật liệu chọn giống - Mỗi cơ quan nông nghiệp và các nhân viên công tác nông nghiệp có trách nhiệm thu thập các giống địa phương tốt gửi tới cơ quan nghiên cứu gần đó. Khi tiến hành thu thập cần phải lưu ý những công việc sau đây: - Chọn điểm thu thập và thu mẫu giống phải điển hình và có tính đại diện. - Ghi rõ tên giống ( tên địa phương, tên khoa học ), hạt giống của vụ nào, năm nào, năng suất, phẩm chất giống. - Ghi chép các đặc trưng, đặc tính chính của giống; vị trí của giống trong chế độ canh tác của địa phương, biện pháp kỹ thuật trồng trọt đối với giống đó. - Ghi chép điều kiện tự nhiên ở nơi nguyên sản của giống. - Không bỏ sót giống, không để lẫn giống và bảo quản tốt hạt giống. - Đối với giống được thu thập từ nước ngoài về phải qua kiểm dịch. Thông thường lượng thu thập như sau: Lúa: 500 gam; ngô: 1000 gam Bông: 50g; Lạc: 1000 gam Đậu đỗ: 500g; Thuốc lá, hạt rau 10 - 50gam; Các vật liệu vô tính khác đủ trồng 100 cây trở lên. Trong trường hợp không thể thu đủ số lượng theo quy định thì vẫn thu thập. Vật liệu sau khi thu thập cần đóng gói cẩn thận, cho vào từng túi riêng, ngoài túi đề tên giống, nơi thu thập, người thu thập kèm theo lý lịch giống và gữi ngay về cơ quan chuyên môn hoặc cán bộ có trách nhiệm để được xử lý kịp thời tránh mất mát và hư hỏng. VI.1.3. Chỉnh lý sau khi thu thập 19 - 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. - Chỉnh 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 nẩy mầm: Nếu tỷ lệ nẩy mầm thấp dưới 50 % thì nên gieo ngay. IV.2. Nghiên cứu vật liệu khởi đầu Đây là khâu rất quan trọng trước khi đưa vật liệu vào sử dụng theo các hướng khác nhau. IV.2.1. Nghiên cứu yêu cầu ngoại cảnh Xác định tổng tích ôn và tích ôn hữu hiệu cần thiết để hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng và phát triển. Nghiên cứu các yêu cầu của vật liệu đối với các điều kiện sinh thái như độ ẩm (ưa ẩm, trung tính, ưa khô), ánh sáng (ngày dài, ngày ngắn, trung tính), đất đai, chế dộ canh tác . IV.2.2. Mô tả các tính trạng chất lượng Việc mô tả các tính trạng chất lượng tuân theo các tiêu chuẩn được xây dựng cho từng loài cây. Khi mô tả đặc biệt chú ý tới các tính trạng riêng biệtgiúp cho việc phân biệt vật liệu này với vật liệu khác. Một số tính trạng riêng biệt có thể được dùng làm gen chỉ thị trong các tổ hợp lai như: mầu tím ở tai lá cây lúa, màu hoa tím ở cây đậu tương. Cần mô tả các tính trạng chất lượng có liên quan đến giá trị kinh tế của vật liệu như màu sắc của hạt, của quả, sự có mặt của lông trên lá. IV.2.3. Nghiên cứu sơ bộ các tính trạng số lượng Đặc biệt chú ý các tính trạng có giá trị kinh tế của nguồn vật liệu như yếu tố cấu thành năng suất, cấu trúc của thân, bộ lá, bộ rễ, khả năng ra cành, đẻ nhánh . của vật liệu. Nghiên cứu các tính trạng số lượng là khâu quan trọng nhất. Các số liệu thu thập ở giai đoạn này giúp nhà chọn giống sử dụng vật liệu chính xác và có hiệu quả trong giai đoạn tiếp theo. Kết hợp với các số liệu của cơ quan chọn tạo giống khi nghiên cứu các tính trạng số lượng cần chú ý tới một số vấn đề sau: - Xác định số lượng gen hoạt động kiểm soát tính trạng. - Xác định khoảng biến động của tính trạng trong điều kiện môi trường nghiên cứu. Kết quả này giúp nhà chọn giống phân biệt được các biến dị thường biến trong quần thể với các biến dị di truyền nằm ở các cá thể trong quần thể. Đây là khâu quyết dịnh sự thành công của chọn lọc. - Xác định các tính trạng ít chịu ảnh hưởng của môi trường và các tính trạng chi phối mạnh thông qua hệ số biến dị. - Nếu điều kiện cho phép có thể nghiên cứu sơ bộ sự di truyền các tính trạng, tập hợp các nghiên cứu để thiết lập bản đồ gen của vật liệu trong khuôn khổ của một loài hoặc một loài phụ. 20 IV.2.4. Nghiên cứu sơ bộ các đặc tính chống chịu Tìm hiểu khả năng chịu rét, chịu chua, chịu mặn, chịu hạn, chịu ngập úng, tính chống đổ, tính chống rụng hạt . Đặc biệt chú ý đến tính chống chịu sâu bệnh, nhất là các loài sâu bệnh nguy hiểm. Tìm hiểu khả năng miễn dịch của vật liệu với các nòi sinh lý của bệnh hại cây trồng. IV.2.5. Nghiên cứu sơ bộ các đặc tính đặc biệt Các tính trạng quyết định chất lượng nông phẩm như hàm lượng các chất trong nông phẩm, chất lượng đặc biệt của các cây lấy sợi (độ dài, độ mịn của sợi .). Tính chống chịu đặc biệt với một nòi sinh lý xác định của các bệnh nguy hạinhất trong đó vật liệu được coi như vật thử (tester). Ví dụ: tính kháng đặc hiệu của một số giống lúa với các nòi đạo ôn, tính miễn dịch của một số biến chủng khoai tây với bệnh mốc sương hoặc virus, tính chịu hạn đặc biệt của nhiều giống lúa cạn, khả năng chịu đất xấu của lạc, đậu xanh . IV.2.6. Thành lập tập đoàn công tác Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, theo yêu cầu của cơ quan chọn tạo giống mà thành lập các tập đoàn theo hướng chuyên dụng gọi là tập đoàn công tác. Tập đoàn công tác trước hết phục vụ công tác chọn tạo giống nên nó luôn được bổ sung và hoàn thiện dần. Một số dạng tập đoàn công tác rất thông dụng ở các cơ quan nghiên cứu chọn tạo giống: - Tập đoàn năng suất với thời gian sinh trưởng khác nhau. - Tập đoàn chống chịu sâu. - Tập đoàn chống chịu bệnh. - Tập đoàn chống chịu rét, hạn, chua, mặn. - Tập đoàn các giống chất lượng cao. IV.3. Bảo quản vật liệu khởi đầu IV.3.1. Giữ trong phòng Số lượng hạt cất giữ tùy thuộc vào loại hạt, khả năng của cơ sở và chất lượng hạt giống. - Loại hạt lớn như ngô, lạc, bông mỗi giống 250 - 500 g - Loại hạt nhỏ như hạt rau, hạt vừng mỗi giống 30 - 100 g - Loại hạt vừa như lúa, đậu đỗ mỗi giống 100 - 250 g Khi cất giữ chú ý phơi thật khô, đánh số túi, ghi tên giống, tránh nhầm lẫn Mỗi năm, trước khi gieo một tháng, cần kiểm tra lại tỷ lệ nẩy mầm. Mỗi lần thử 100 hạt không nhắc lại, lượng lượng hạt giống ít thì có thể thử ít hơn. Nếu tỷ lệ nẩy mầm giảm 50% thì cần gieo ngay để tránh mất giống. Thời gian giữ: các giống dễ mất sức nẩy mầm như lúa, ngô, vừng, lạc . có thể giữ trong phòng từ 1 - 2 năm, hạt các cây khác 2 -3 năm. Những cơ sở có điều kiện cơ sở vật chất tốt như kho lạnh, tủ lạnh sâu, hầm lạnh . thời gian cất giữ giống có thể qua nhiều năm. IV.3.2. Giữ giống bằng trồng trọt 21 [...]... cả các vật liệu khởi đầu tốt được dùng vào việc chọn tạo ra giống mới gọi là vật liệu chọn giống Đánh giá vật liệu chọn giống là một khâu không thể thiếu được trong toàn bộ công tác chọn tạo giống Đánh giá vật liệu chọn giống càng khách quan, chính xác bao nhiêu thì hiệu quả của công tác chọn tạo giống càng cao và nhanh chóng bấy nhiêu Đánh giá vật liệu chọn giống tốt không những hiểu rõ vật liệu được... khó nhìn thấy Chính những biến dị này thông qua bồi dưỡng và chọn lựa liên tục có thể trở thành những giống mới Phương pháp đánh giá khác nhau sẽ cho kết quả khác nhau Nếu áp dụng phương pháp thiếu chính xác, không khách quan thì công tác chọn tạo giống sẽ lâu thành công thậm chí bị thất bại Muốn công tác chọn tạo giống mau thành công nhà chọn giống không chỉ cần có nguồn vật liệu khởi đầu phong phú... phương pháp đánh giá Có rất nhiều phương pháp đánh giá Tuỳ theo điều kiện tự nhiên ở địa phương, tuỳ theo trang thiết bị và yêu cầu của các thời kỳ khác nhau trong quá trình chọn giống mà áp dụng cho linh động và thích hợp Trong quá trình chọn tạo giống người ta thường sử dụng các phương pháp đánh giá ở đồng ruộng, đánh giá ở trong phòng và đánh giá trong phòng kết hợp đánh giá trên đồng ruộng Việc đánh... Quá trình tiến hành chọn tạo giống cần phải đánh giá nhiều đặc trưng đặc tính khác nhau của các vật liệu để có kết luận toàn diện Tuy vậy, để nhanh chóng xác định ưu khuyết điểm của vật liệu, phục vụ kịp thời yêu cầu của công tác tạo giống mới và sản xuất, cần phải chú ý đến việc đánh giá các đặc trưng, đặc tính chủ yếu và cần thiết nhất V.4.1 Đánh giá năng suất Trong công tác chọn tạo giống năng suất... Trong công tác chọn tạo giống năng suất là chỉ tiêu quan trọng bậc nhất Trong những giai đoạn đầu của quá trình chọn giống chỉ có thể đánh giá năng suất cá thể Nhưng về sau việc đánh giá năng suất quần thể mới có ý nghĩa Năng suất cây trồng do các yếu tố cấu thành năng suất quyết định Nhà chọn tạo giống không chỉ phải biết năng suất mà còn quan tâm đánh giá từng yếu tố cấu thành năng suất riêng biệt... vật liệu này để chọn tạo ra các giống mới phục vụ cho sản xuất Ngân hàng gen thực vật (quỹ gen) là tập hợp toàn bộ nguồn gen thu thập được của các loài cây trồng và cây dại liên quan đến cây trồng Đây là nguồn tài nguyên vô giá, có ý nghĩa sống còn đối với mỗi quốc gia và toàn thế giới VI.2 Sự xói mòn nguồn gen thực vật 30 Sự tăng lên nhanh chóng của dân số trên hành tinh đã buộc các nhà chọn giống phải... Các cách bảo quản nguồn gen thực vật Vật liệu được sử dụng cho công tác chọn tạo giống cần được bảo quản chu đáo không bị pha trộn, mất mát và bất cứ lúc nào cũng có thể lấy đúng mẫu yêu cầu Một yêu cầu cơ bản của quá trình bảo quản là không chỉ giữ nguyên nguồn gen đã có mà còn làm phong phú thêm nguồn gen phục vụ cho công tác chọn tạo giống mới, vì thế ngoài cơ quan bảo tồn quỹ gen, các cơ quan chon... nghiên cứu các cây trồng để chọn tạo ra giống mới Tập đoàn giống thế giới của VIR có hơn 180 nghìn mẫu đại diện của 1740 loài thực vật Viện VIR có hệ thống liên hệ với các cơ quan khoa học nước ngoài của hơn 80 nước, trao đổi với các cơ quan đó các mẫu giống Hàng năm VIR đã gửi đi cho các cơ quan nghiên cứu khoa học khoảng 50000 mẫu hạt giống các loại để sử dụng vào việc chọn giống VI.4.2 Viện nghiên... người ta chia ra: - Sử dụng trực tiếp: giống cây trồng nhập về thông qua khảo nghiệm rồi đưa vào sản xuất - Sử dụng gián tiếp: giống cây trồng nhập về dùng làm vật liệu cho việc chọn tạo ra các giống mới Từ giống nhập nội các nhà chọn giống sẽ thuần hóa thành các giống địa phương (thời gian khoảng 40 năm trở lên) Nhập nội giống làm cho nguồn giống trong nước, trong vùng thêm phong phú, làm cho các giống... dựa trên cơ sở lý luận khí hậu giống nhau để nhập nội thì sẽ hạn chế kết quả và không phát huy vai trò tích cực của con người trong việc chọn lọc, bồi dưỡng, thuần hoá các giống nhập nội 33 VII.2.2 Lý thuyết về thuần hóa khí hậu của Mitsurin Lý thuyết này do nhà chọn giống xuất sắc người Nga Mitsurin (1855 - 1935) đề ra Theo Mitsurin muốn nhập nội giống thành công cần phải dựa vào lý thuyết thuần . vào việc chọn tạo ra giống mới gọi là vật liệu chọn giống. Đánh giá vật liệu chọn giống là một khâu không thể thiếu được trong toàn bộ công tác chọn tạo. hình khác nhau nên có lợi cho công tác chọn giống vì từ đó có thể chọn được những loại hình thích hợp. Về phương diện chọn tạo giống, giống địa phương có