GT Quy gen va bao ton quy gen

Theo dõi đánh giá từng cây: theo dõi những đặc điểm quan trọng nhất của rất nhiều thí nghiệm đánh giá tài nguyên di truyền, chúng là những vật liệu không đồng nhất về di truyền, biến [r]

(1)

http://www.ebook.edu.vn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PGS.TS VŨ VĂN LIẾT

GIÁO TRÌNH

QUỸ GEN VÀ BẢO TỒN QUỸ GEN

(2)

http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Chương

ĐA DẠNG SINH HỌC, ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN THỰC VẬT 1.1 ĐA DẠNG SINH HỌC

1.1.1 Khái niệm đa dạng sinh học

1.1.2 Vai trò đa dạng sinh học

1.2 ĐA DẠNG DI TRUYỀN 10

1.2.1 Khái niệm ý nghĩa 10

1.2.2 Xác định đa dạng di truyền 11

1.2.3 Động thái vận động đa dạng di truyền 14

1.3 VAI TRÒ CỦA ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ NGUỒN GEN THỰC VẬT 15

1.4 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ 18

1.5 CÁC HỌC THUYẾT VỀ NGUỒN GEN THỰC VẬT 22

1.5.1 Học thuyết “ Dãy biến dị tương đồng” 22

1.5.2 Học thuyết Trung tâm đa dạng di truyền ( Trung tâm phát sinh trồng) 22

1.6 CÁC TRUNG TÂM BẢO TỒN NGUỒN GEN THẾ GIỚI 32

1.7 BẢO TỒN NGUỒN GEN CỦA VIỆT NAM 34

Chương 40

THU THẬP NGUỒN GEN THỰC VẬT 40

2.1 XĨI MỊN NGUỒN TÀI NGUN DI TRUYỀN THỰC VẬT 40

2.1.1 Mức độ xói mịn nguồn gen thực vật 40

2.1.2 Ngun nhân xói mịn nguồn gen thực vật 41

2.1.3 Hậu xói mịn nguồn gen 43

2.2 NHIỆM VỤ, XÁC ĐỊNH ƯU TIÊN THU THẬP NGUỒN GEN THỰC VẬT 44

2.2.1 Nhiệm vụ 44

2.2.2 Những nguồn gen cần thu thập Việt Nam 46

2.2.3 Xác định vùng trồng ưu tiên thu thập Việt Nam 46

2.3 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP 47

2.3.1 Chuẩn bị cho thu thập nguồn gen thực vật 49

2.3.2 Thực khảo sát trồng theo địa lý sinh thái 51

2.3.3 Hình thức tổ chức thu thập 59

2.3.4 Phương pháp lấy mẫu cỡ mẫu thu thập 59

2.3.5 Thu thập thông tin qúa trình thu thập nguồn gen (Passport data) 63

2.4 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TRUYỀN THỐNG 64

2.4.1 Thu thập nguồn gen hoang dại 64

2.4.2 Thu thập lấy hạt 64

2.4.3 Thu thập có củ 65

2.4.4 Thu thập ăn thân gỗ 65

2.4.5 Thụ thập vật liệu trồng trọt: 65

2.5 THU THẬP NGUỒN GEN IN VITRO 66

2.5.1 Khái niệm sở khoa học thu thập nguồn gen thực vật In vitro 66

2.5.2 Phương pháp nuôi In vitro 67

2.5.3 Hướng dẫn kỹ thuật phương pháp 67

2.5.4 Một số nghiên cứu thu thập nguồn gen kỹ thuật In vitro 69

2.6 THU THẬP NGUỒN GEN CÓ SỰ THAM GIA 72

2.6.1 Các bước thực thu thập nguồn gen có tham gia người dân: 73

2.6.2 Kỹ thuật họp nhóm nơng dân 73

2.7 THU THẬP NGÂN HÀNG GEN HẠT NHÂN 77

2.7.1 Khái niệm: 77

2.7.2 Thu thập ngân hàng gen hạt nhân 78

(3)

2.7.4 Quản lý nguồn gen hạt nhân 82

2.7.5 Sử dụng nguồn gen hạt nhân 82

2.8 PHÂN LOẠI NGUỒN GEN SAU THU THẬP 82

2.8.1 Phân loại dựa hệ thống phân loại thực vật 83

2.8.2 Phân nhóm dựa kiểu hình 84

2.8.3 Phân nhóm nguồn gen theo vùng địa lý sinh thái 86

2.9 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 87

Chương 89

BẢO TỒN NỘI VI 89

(In situ) 89

3.1 NHỮNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN CƠ BẢN 89

3.2 KHÁI NIỆM BẢO TỒN NỘI VI ( In situ) 90

3.3 BẢO TỒN TRÊN TRANG TRẠI 91

3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NỘI VI KHÁC 116

3.4.1 Khu bảo tồn sinh khu bảo vệ đa dạng 116

3.4.2 Phương pháp vườn hộ 118

Chương 120

BẢO TỒN NGOẠI VI 120

4.1 KHÁI NIỆM 120

4.2 BẢO TỒN HẠT (SEED GENEBANK) (đối với hạt chịu làm khô -Orthodox seed conservation) 121

4.2.1 Thu nhận mẫu nguồn gen hạt đưa vào ngân hàng hạt 123

4.2.2 Đăng ký nguồn gen vào ngân hàng gen hạt 124

4.2.3 Độ mẫu hạt nguồn gen 126

4.2.4 Độ ẩm mẫu hạt làm khô trước bảo tồn 127

4.2.5 Kiểm tra chất lượng hạt nguồn gen trược bảo tồn 131

4.2.6 Đóng bao tồn trữ nguồn gen 137

4.2.7 Quản lý kho bảo tồn nguồn gen 138

4.2.8 Nhân nguồn gen 140

4.3 BẢO TỒN NGÂN HÀNG GEN ĐỒNG RUỘNG 141

(Bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng với lồi khơng bảo tồn hạt khơ (non-orthodox) lồi nhân giống vơ tính) 141

4.3.1 Chọn điểm thu thập nguồn gen cho bảo tồn đồng ruộng 143

4.3.2 Nguyên lý bảo tồn đồng ruộng 144

4.3.3 Bố trí xắp xếp ngân hàng gen đồng ruộng 146

4.3.4 Quản lý đồng ruộng 146

4.3.5 Đánh giá đặc điểm ngân hàng gen đồng ruộng 148

4.3.6 Sử dụng ngân hàng gen đồng ruộng 149

4.4 BẢO TỒN ĐÔNG LẠNH 149

4.4.1 Cơ sở lý thuyết bảo tồn đông lạnh 150

4.4.2 Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh 152

4.4.3 Ứng dụng bảo tồn đơng lạnh với lồi thân thảo 152

4.4.4 Bảo tồn đơng lạnh với lồi thân gỗ 154

4.4.5 Tính tồn vẹn di truyền thực vật bảo tồn đông lạnh 155

4.5 BẢO TỒN IN VITRO 155

4.5.1 Nguyên lý bảo tồn In vitro 155

4.5.2 Phân loại bảo tồn In vitro 156

4.5.3 Những kỹ thuật bảo tồn In vitro 157

4.6 BẢO TỒN HẠT PHẤN 159

4.7 NGÂN HÀNG DNA 159

4.7.1 Những ngân hàng DNA có giới 159

(4)

4.7.3 Kỹ thuật chủ yếu tách tồn trữ DNA 160

4.7.4 Ngân hàng DNA bảo tồn bổ sung 161

4.7.5 Luật pháp quốc tế ngân hàng DNA 161

Chương 163

ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN 163

5.1 NHÂN TĂNG SỐ LƯỢNG HẠT 163

5.1.1 Kỹ thuật nhân để giữ nguyên tính xác thực di truyền nguồn gen 163

5.1.2 Bố trí thí nghiệm nhân hạt 164

5.1.3 Các tiêu theo dõi 164

5.2 HỆ THỐNG HĨA THƠNG TIN 164

5.3 CÁC LOẠI THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN 165

5.3.1 Đánh giá 165

5.3.2 Đánh giá mô tả đặc điểm chi tiết 165

5.4 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN 166

5.4.1 Cơng thức thí nghiệm đánh giá nguồn gen 166

5.4.2 Số lượng mẫu nguồn gen thí nghiệm đánh giá 167

5.4.3 Đối chứng 167

5.4.4 Chọn điểm thí nghiệm 167

5.4.5 Kỹ thuật bố trí thí nghiệm 167

5.4.6 Thu thập thơng tin thí nghiệm nguồn gen 171

5.4.7 Quản lý số liệu thu thập 174

5.4.8 Phân tích thống kê số liệu 175

5.5 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN 178

5.6 TỔNG HỢP KẾT QUẢ VÀ TÀI LIỆU HÓA 180

5.7 SỬ DỤNG NGUỒN GEN THỰC VẬT 180

5.7.1 Nghiên cứu bản: 180

5.7.2 Sử dụng chương trình tạo giống với mục tiêu khác 180

5.7.5 Phân phối sử dụng nguồn gen 181

5.7.6 Sử dụng nguồn gen hoang dại họ hàng hoang dại 183

5.7.7 Sử dụng nguồn gen trồng địa phương 187

5.7.8 Sử dụng nguồn gen tạo thành nguồn gen trồng giới 188

(5)

MỞ ĐẦU

Nguồn gen thực vật có ý nghĩa vô to lớn sống người trái đất, tảng đa dạng sinh học, đa dạng nông nghiệp, đảm bảo cho phát triển bền vững chống nghèo đói Con người nhận thức tầm quan trọng nguồn gen thực vật, nhóm tư vấn Quốc tế (Consultative Group on International Agricultural Research) viết tắt CGIAR thành lập năm 1971 Một sứ mệnh CGIAR nghiên cứu, hỗ trợ hướng dẫn bảo tồn nguồn gen thực vật, tổ chức có mạng lưới khắp tồn cầu gồm có 15 Trung tâm nghiên cứu Quốc tế Mạng lưới CGIAR hợp tác với hệ thống nghiên cứu nông nghiệp tất quốc gia, tổ chức phủ phi phủ Mục tiêu tư vấn phát triển nông nghiệp bền vững, nâng cao chất lượng sống, đảm bảo an ninh lương thực, đảm bảo dinh dưỡng sức khỏe người, nâng cao thu nhập cải thiện quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên

Năm 1991 Viện Tài Nguyên Di Truyền Thực Vật Thế Giới (IPGRI) thành lập sở CGIAR đặt trụ sở Rome, Italy Viện có quan vùngở Cali, Colombia (Châu Mỹ), KualaLumpur, Malaysia (Châu Á Thái Bình Dương), Nairobi, Kenya (Châu Phi), Aleppo, Syria (Tây Á Bắc Phi), Rome, Italy (Châu Âu).Năm 1996 thành lập thêm văn phòng Costa Rica, năm 1997 văn phịng Uganda Cameroon Tầm nhìn IPGRI “

Loài người ngày tương lai có sống tốt tăng thu nhập, cải thiện an ninh lương thực bền vững, sức khỏe môi trường tốt thông qua bảo tồn phát triển đa dạng sinh học nông nghiệp nông trại tài nguyên rừng” Nguồn tài nguyên

bảo tồn đa dạng tạo hội tốt cho sử dụng để đáp ứng nhu cầu ngày tăng người tương lai Ngày nay, gần phần tư triệu loài thực vật trái đất cần thu thập bảo tồn, số lồi vùng địa lý nguồn gen cần ưu tiên thu thập bảo tồn chúng bị đe dọa nghiêm trọng

Việt Nam có có vị trí địa lý, địa hình đa dạng với lịch sử phát triển lâu đời 64 nhóm dân tộc sinh sống sản xuất nơng nghiệp chiếm ưu Điều kiện tạo nên nguồn tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam vô đa dạng phong phú Những năm gần dân số tăng nhanh, phát triển phổ biên giống trồng phát triển kính tế, đa dạng tài nguyên di truyền Việt Nam bị dọa Những ngun nhân dẫn đến xói mịn nguồn gen giảm đa dạng sinh học, số vùng đến mức báo động Việt Nam có phản ứng tích cực trước nguy đa dạng di truyền nguồn tài nguyên di truyền thực vật Chính phủ thành lập Trung tâm Tài nguyên di truyền thực vật (TNDTTV) thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt năm 2005 (Quyết định số 220/2005/QĐ-TTg ngày 09/9/2005) Trung tâm TNDTTV có mạng lưới gồm 18 Viện, Trung tâm Trạm nghiên cứu làm nhiệm vụ nghiên cứu bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật Những nhiệm vụ mạng lưới Quốc gia quản lý bảo tồn nguồn tài nguyên

+ Nhiệm vụ trì phát triển ngân hàng gen thực vật Quốc gia: thu thập lưu giữ nguồn gen ngân hàng gen (Ngân hàng gen hạt “seed genebank”, ngân hàng gen đồng ruộng “field genebank”, Ngân hàng gen In vitro AND) Bên cạnh bảo tồn, nhiệm vụ đánh giá, tư liệu hoá; thu thập bổ sung thông tin, cung cấp nguồn gen cho nghiên cúu khoa học, mở rộng sản xuất phục vụ chọn tạo giống trồng

+ Xây dựng giải pháp bảo tồn khai thác sử dụng tài nguyên thực vật gồm: đa dạng di truyền; công nghệ sinh học; sinh lý kỹ thuật hạt giống; làm giàu thêm quỹ gen; ứng dụng tin học vào quản lý liệu thông tin tài nguyên thực vật

+ Bảo tồn thông qua sử dụng tài nguyên thực vật, phát triển trì điểm bảo tồn In

(6)

+ Quản lý đánh giá đa dạng sinh học nông nghiệp, động thái biến động đa dạng thực vật

+ Điều phối hoạt động mạng lưới bảo tồn quỹ gen trồng toàn quốc

Bên cạnh thành lập Trung tâm TNDTTV quốc gia, nhiều sách chương trình bảo tồn quỹ gen thực vật Chính Phủ hỗ trợ, tạo điều kiện cho nhà nghiên cứu, nhà bảo tồn tự nhiên, địa phương tổ chức xã hội khác tham gia vào trình bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật đa dạng sinh học Việt Nam

(7)

http://www.ebook.edu.vn Chương

ĐA DẠNG SINH HỌC, ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN THỰC VẬT

1.1 ĐA DẠNG SINH HỌC

Nhà địa lý người Ả Rập số tác giả khác sách làm vườn kỷ thứ 10 sau công nguyên ghi nhận thay đổi có ý nghĩa giới đạo hồi vùng nơng thôn thời trung cổ (Watson 1983) liên quan đến đa dạng sinh học Các trồng mới, hầu hết lấy hạt, ăn quả, rau số trồng khác tạo nên đa dạng trồng Tác giả Al-Jahiz (thế kỷ thứ sau cơng ngun) ghi nhận có 360 giống chà (Phoenix

dactylifera) bán chợ, kỷ sau Ibn Rusta cơng bố có 78 loại nho (Vitis vinifera) trồng vùng Al-Ansari viết thị trấn nhỏ Bắc Phi năm 1400 sau

công nguyên (AD) mô tả thị trấn có 65 loại nho, 35 loại lê, 28 loại sung, 16 loại mơ Đây tài liệu đề cập đến đa dạng tài nguyên di truyền thực vật

Alexander Humboldt tác giả xem xét nguồn gốc trồng từ năm1807 Đây lý người phát triển từ săn bắn sang trồng trọt, quan điểm này nhiều tác giả thảo luận Ucko Dimbleby (1969), Harlan cs (1976), Zeven de Wet (1982), Smith (1995), Harris (1996) Diamond (1997) Alphonse de Candolle sách ông viết năm 1882 “Origine de Plantes Cultivées”, nguồn gốc nơi trồng hóa là: Trung Quốc, Tây Nam Á (gồm Ai Cập Châu Á) Năm 1926, hội nghị di truyền Quốc tế lần thứ Berlin, CHLB Đức nhà thực vật học người Nga N I Vavilov trình bày lý thuyết ông trung tâm phát sinh trồng lần Lý thuyết ông công trình vĩ đại ứng dụng đến ngày nay, ơng tiếp tục nghiên cứu đến ông vào năm năm 1943 Harlan cs (1976) coi Cận Đông Trung tâm cách mạng nông nghiệp “Center of Agricultural Innovation”, nơi lúa mạch hóa, sau lúa mỳ, muộn đậu Hà Lan, đậu lăng Các loài ăn thân leo thân gỗ hóa đưa vào hệ thống trồng trọt với kỹ thuật nông nghiệp khác hình thành Trung tâm

1.1.1 Khái niệm đa dạng sinh học

Khái niệm đa dạng sinh học (Biodiversity) nhiều quan quốc tế nhà khoa học đưa ra, bốn khái niệm nhiều người quan tâm sau đây:

+ “Đa dạng sinh học phong phú thể sống có từ tất nguồn hệ sinh thái cạn, nước biển tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên Đa dạng sinh học bao gồm đa dạng lồi (đa dạng di truyền hay cịn gọi đa dạng gen), loài (đa dạng loài) hệ sinh thái (đa dạng sinh thái)” (theo công ước đa dạng sinh học năm 1992)

+ “Đa dạng sinh học đa dạng loài thực vật, động vật, vi sinh vật tồn tác động qua lại lẫn hệ sinh thái Trong hệ sinh thái nông nghiệp, tác nhân thụ phấn, thiên địch, giun đất, vi sinh vật đất thành phần đa dạng chìa khóa, chúng đóng vai trị sinh thái quan trọng trình chuyển gen, điều khiển tự nhiên, chu kỳ dinh dưỡng tái thiết lập cân bằng”

(8)

nghiệp có mức khác nhau, liên quan đến đa dạng hệ sinh thái nơng nghiệp lồi trồng gia súc “Đa dạng sinh học nông nghiệp biến dị di truyền quần thể, giống chủng, với nghĩa rộng bao gồm hệ vi sinh vật đất khu vực trồng trọt, côn trùng , nấm, lồi hoang dại văn hóa địa phương”

+ “Đa dạng sinh học biến dị có mặt tất lồi thực vật động vật, vật liệu di truyền chúng hệ sinh thái nơi biến dị xảy Đa dạng ba mức (1) đa dạng di truyền (biến dị gen kiểu gen); (2) đa dạng loài (sự phong phú loài) (3) đa dạng sinh thái (cộng đồng lồi mơi trường chúng)

Ba mức độ đa dạng sinh học đa dạng di truyền, đa dạng loài đa dạng hệ sinh thái khái niệm sau:

+ Đa dạng di truyền:

Đa dạng di truyền nhiều gen loài, loài có cá thể , cá thể tổ hợp gen đặc thù, có nghĩa lồi có quần thể khác nhau, quần thể có tổ hợp di truyền khác Do bảo tồn đa dạng di truyền phải bảo tồn quần thể khác loài

+ Đa dạng loài:

Đa dạng loài nhiều loài vùng hay nơi sinh sống tự nhiên (rừng mưa, rừng ngập mặn nơi sinh sống tự nhiện khác) Lồi tạo thành nhóm, nhóm có số đặc điểm hay tập tính sinh sống

+ Đa dạng hệ sinh thái:

Đa dạng hệ sinh thái nhiều hệ sinh thái địa điểm, hệ sinh thái có cộng đồng sinh vật sống, sinh vật sống tác động qua lại với môi trường tự nhiên hệ sinh thái, hệ sinh thái bao trùm phạm vi rộng phạm vi hẹp khác Trong hệ sinh thái chia thành hệ sinh thái phụ tùy theo nhu cầu nghiên cứu bảo tồn vùng quốc gia

1.1.2 Vai trò đa dạng sinh học

+ Vai trò đa dạng sinh học đến đời sống người

Đa dạng hệ động thực vật đem lại hội tuyệt vời không cho tạo giống trồng, vật ni mà cịn nhiều lợi ích khác lớn tương lai Một số sử dụng trưc tiếp cung cấp dinh dưỡng, phát triển bền vững trồng thích nghi với điều kiện địa phương Những giá trị sử dụng gián tiếp tạo môi trường sinh thái, sức khỏe công đồng, tác nhân thụ phấn điều khiển sinh học, hệ sinh vật đất Đa dạng sinh học đem lại phát triển nông nghiệp bền vững thịnh vượng cho người tương lai

Tóm tắt vai trị đa dạng sinh học với đời sồng người

- Lương thực

- Dinh dưỡng

- Thuốc chữa bệnh

- Bảo tồn văn hóa, tập quán phát triển bền vững + Vai trò đa dạng sinh học với hệ sinh thái nông nghiệp

(9)

dịch bệnh nông nghiệp nghiêm trọng hơn, đa dạng tạo cân sinh học dịch bệnh thiên địch, điều hịa khí khậu, bảo tồn tài nguyên nước tài nguyên đất

Các q trình dịng lượng cân sinh học bị ảnh hưởng thâm canh canh tác độc canh, canh tác thâm canh độc canh cần đầu tư cao chất hóa học (thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ phân bón) Điều khiển tự nhiên vận động di truyền quần thể bị thay tác động người Những hoạt động thâm canh, chọn lọc người thay q trình tiến hóa chọn lọc tự nhiên Ngay sinh trưởng thu hoạch, độ mầu mỡ đất không trải qua chu kỳ dinh dưỡng tự nhiên Giảm đa dạng thực vật dịch bệnh nguyên nhân ảnh hưởng đến chức hệ sinh thái , sản lượng nông nghiệp bền vững minh họa sơ đồ sau:

Hình 1.1 : Ảnh hưởng thâm canh đến đa dạng chức hệ sinh thái nông nghiệp ( Nguồn: Miguel A Altieri and Clar I Nicholls,1999)

+ Đa dạng sinh học trì nâng cao sức khỏe môi trường sống

Môi trường sống người, hệ động thực vật phụ thuộc vào nguồn nước, tài ngun đất khơng khí Đa dạng tạo cân khơng khí, điều hịa nhiệt độ, ẩm độ khơng khí phù hợp với sinh vật sống Ví dụ số lượng thực vật giảm gây cân lượng CO2

O2 không khí ảnh hưởng đến tất sống trái đất Mất đa dạng chu trình vật

chất chu trình sinh học xảy khơng hồn chỉnh gây cân nói Tương tự vậy, số côn trùng, nấm hay vi sinh vật có ích khử độc tố tự nhiên hay sinh từ q trình sinh học khác khơng cịn nguồn thức ăn đa dạng, chúng giảm số lượng chí biến Độc tố sinh tự nhiên hay từ sinh vật sống khác tồn dư nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến môi trường

Đa dạng sinh học khơng bảo tồn, trì số lượng nguồn tài ngun nước đất, cịn giúp tăng độ màu mỡ đất, nâng cao chất lượng nguồn nước cho người sinh vật

(10)

Thế giới có công ước bảo vệ đa dạng sinh học, công ước hồn thiện Nairobi vào tháng 5/1992 có hiệu lực từ 29/12/1993 Công ước công cụ pháp lý giải vấn đề liên quan đến đa dạng sinh học tồn cầu Cơng ước bao gồm cách tiếp cận tổng thể bảo tồn đa dạng sinh học, sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên, chia sẻ bình đẳng, cơng lợi ích việc sử dụng tài ngun di truyền Cơng ước có 42 điều phụ lục, tìm hiểu sâu tham khảo trang website www.biodiv.org

Thế giới hình thành mạng lưới đa dạng sinh học quốc tế vùng, bên cạnh mạng lưới cịn có quan quốc tế khác tham gia vào trình bảo vệ đa dạng sinh học toàn cầu minh họa hình 1-2

Hình 1-2 : Các chương trình quan vùng đa dạng sinh học nông nghiệp quốc tế 1.2 ĐA DẠNG DI TRUYỀN

1.2.1 Khái niệm ý nghĩa

Khái niệm đa dạng di truyền nhiều tài liệu đề cập, theo công ước đa dạng sinh học năm 1992 đa dạng di truyền đa dạng loài nêu sau:

+ Đa dạng di truyền phong phú biến dị cấu trúc di truyền cá thể

bên loài loài; biến dị di truyền bên quần thể

+ Đa dạng loài phong phú lồi tìm thấy hệ sinh thái tái vùng

lãnh thổ xác định thông qua điều tra, kiểm kê tài nguyên di truyền thực vật

Khái niệm đa dạng di truyền nhà nghiên cứu khác đưa ra, ba khái niệm khác trình bày đây:

+ Đa dạng di truyền (Genetic diversity) biến di di truyền có mặt quần thể

hoặc loài

+ Đa dạng di truyền nhiều gen lồi, lồi có cá thể tổ hợp gen đặc

thù chúng, điều có nghĩa lồi có quần thể khác nhau, quần thể có tổ hợp di truyền khác Do để bảo tồn đa dạng di truyền phải bảo tồn quần thể khác loài (Wanda W Collins cộng 1999, Mohd Said Saad V Ramanatha Rao, 2001)

+ Đa dạng di truyền biến dị sinh vật sống di truyền lại biến dị di truyền

(11)

1.2.2 Xác định đa dạng di truyền

Xác định đa dạng di truyền dựa kiểu hình nghiên cứu trước đây, ngày sở di truyền phân tử công nghệ sinh học, đa dạng di truyền xác định dựa thị phân tử

+ Xác định đa dạng di truyền dựa kiểu hình:

Xác định mức độ đa dạng quần thể lồi dựa kiểu hình cần theo dõi, đánh giá tất tính trạng, số liệu thu từ đánh giá kiểu hình phân tích mơ hình tốn thống kê để xác định mức độ đa dạng

+ Xác định đa dạng di truyền dựa thị phân tử:

Sự phát triển di truyền phân tử mức độ đa dạng di truyền xác định sở mức độ đa hình hay đồng hình dựa vào thị phân tử

Một số mơ hình thống kê xác định đa dạng di truyền có số liệu đánh giá kiểu hình hay marker phân tử như: mơ hình tốn thống kê dựa khoảng cách Ơ –Klit (Euclidean Distance) Gower (1985), khoảng cách Rogers' Distance (1972), khoảng cách Roger cải tiến, đa hình Reynold (1983); đa hình di truyền tiêu chuẩn Nei (Nei's Standard Genetic Dissimilarity) (1978 1983)

Dựa kiểu hình số tham số tính phong phú lồi (S), phong phú tương đối (R) , tần xuất loài số đa dạng

+ Sự phong phú loài (species richness): phân tích mức độ phong phú lồi

cộng đồng, phương pháp xác định đa dạng đơn giản tìm số lồi cộng đồng Nó xác định số lồi tìm thấy quan sát mẫu (ký hiệu S) Minh họa giá trị S thơng qua đồ thị cung cấp thơng tin mức độ phong phú loài cộng đồng

Một số cơng thức tính giá trị S sau:

S=n+((n-1)/n)k

Trong đó: S = phong phú lồi (species richness); n = tổng số lồi có mặt trong quần thể mẫu; k = số loài tìm thấy mẫu Cơng thức tính khác tương tự :

S = E + k(n-1)/n

Trong : E = tổng số loài mẫu; k = số loài hiếm/duy nhất; n = số mẫu quan sát

Khi xem xét đa dạng địa phương tính theo cơng thức

S = cAz

Trong đó: c = số đặc thù loàii; A = diện tích nghiên cứu; z = chu vi đường dốc

+ Tính mức độ phong phú tương đối (Relative abundance) tỷ lệ lồi có mặt

trong cộng đồng

+ Tính phân bố (hay tần suất) loài cộng đồng tính số cộng đồng mà

lồi có mặt Cơng thức phổ biến để tính đa dạng loài số đa dạng Simpson:

D=N(N-1)/Σn(n-1)

(12)

Giá trị D cao địa điểm cịn ổn định nguyên trạng, D thấp địa điểm có xáo trộn khơng cịn ngun trạng, số áp dụng cho thực vật áp dụng cho động vật

Một số số đa dạng sinh học đề xuất số tác giả như:

Chỉ số α- diversity để xác định đa dạng cộng đồng (Simpson, 1949: Shannon Weaverr,1963 Mclntosh,1967)

Chỉ số β- diversity xác định đa dạng cộng đồng (Whittaker,1960, Cody,1975, Wison and Shmiada,1984)

Chỉ số γ-diversity xác định đa dạng giống địa phương (Schluter Riocklefs,1993, Halfter,1988)

Chỉ số đa dạng Simpson cho giá trị số đa dạng tổng số loài (species richness) tỷ lệ cá thể hệ sinh thái Mặc dù số đưa số lượng phân bố cá thể lồi cộng đồng, khơng thể tính biến động lồi

+ Chỉ số Shannon-Weiner cải tiến sở số Simpson (A Roy, S.K.Tripathi,

S.K.Basu, 2003; John Porter Henning Hogh-Jensen,2002)

Xác định đa dạng sinh học theo số Shannon-Weiner hay số thông tin theo công thức:

H’ = -[ ∑(pi)(ln pi)]

Trong : H’ số lượng đa dạng hệ sinh thái, độ lớn H’ phản ánh mức độ phong phú lồi, pi có mặt lồi só với tổng số lồi ( có giá

trị từ - 1) log tự nhiên pi

Ví dụ : Một lơ mẫu nguồn gen có lồi ( sp1, sp2, sp3, sp4 sp5), với tổng số quan

sát lơ mẫu 160 cá thể Trong đó:

loài (sp1) = 26 cá thể loài (sp2) = 32 cá thể loài (sp3) = 45 cá thể loài (sp4) = 18 cá thể loài (sp5) = 39 cá thể

Tính số đa dạng theo Shannon-Weiner sau:

- Tính giá trị Pi = Số cá thể loài/ tổng số cá thể theo dõi

- p1 =26/160 = 0,16, nói lồi sp1 có 16% tổng số lồi lơ mẫu

theo dõi

- Log giá tri pi log p1 = ln (0,16) = -1,82

- H’ loài sp1 = (pi)(lnpi) = (0,16)(-1,82) = -0,30

Tiếp tục tính giá trị pi log pi với lồi khác, sau tính giá trị đa dạng lồi ta có giá trị bảng sau:

Bảng 1-1: Tính giá trị pi số loài

Loài (sp) sp1 sp2 sp3 sp4 sp5 Tổng ( ∑ )

Số cá thể (N) 26 32 45 18 39 160

Tỷ lệ ( N/∑N) (pi) 0,16 0,20 0,28 0,11 0,24 - ln pi -1,82 -1,61 -1,27 -2,18 -1,41 - (Pi)(lnpi) -0,30 -0,32 -0,36 -0,25 -0,34 -1,57

(-H’) Kết cuối H’ = -[ ∑(Pi)(lnPi)] = -[1,57] = 1,57

(13)

+ Chỉ số Simpson : Phương pháp khác tính đa dạng sinh học số đa dạng sinh học

Simpson công thức:

H’ = 1/∑(pi2)

Trong đó: pi tính số Shannon-Weiner

Những số cho kết khác số đặt mức độ quan trọng yếu tố khác nhau, đặc biệt hai yếu tố phong phú loài nhiều loài, họ hàng liên quan Mỗi số cho mức độ quan trọng yếu tố khác nhau, không nên so sánh giá trị số khác xác định đa dạng di truyền

Khi xác định đa dạng so sánh địa điểm thời gian khác vị trí khác nhau, cần thiết tính lồi vắng mặt điểm hay thời gian này, có mặt điểm khác hay thời gian khác Các loài có p = 0,0 để tính log cho p = 0,001 sử dụng số đa dạng Simpson

+ Mơ hình thống kê đa dạng di truyền số đa dạng di truyền Shannon Weaver

(Dẫn theo Lưu Ngọc Trình ,2002) sau:

H’ = n pi pi k i 2 log ) (log ∑ =

Trong : k số lượng mức quan sát tiêu cần tính pi tỷ lệ mức quan sát thứ i, n tổng số quan sát

+ Hệ số Simpson đa dạng số lượng giống lúa (Dẫn theo Lưu Ngọc Trình ,2002)

H’ = 1- ∑

= k i fi ) (

Trong đó: fi tần suất giống địa phương thứ i k lần quan sát

Đa dạng di truyền hình thành q trình phát triển quần thể, kết tương tác kiểu gen môi trường Tương tác kiểu gen (genotype) môi trường (environment) ký hiệu GEI (genotype x environment interactions) GEI tượng hai hay nhiều kiểu gen phản ứng khác với thay đổi môi trường (Paolo,2002) Xác định mức độ tương tác kiểu gen môi trường dựa mơ hình tốn học Ví dụ mơ hình tình hiệu tương tác kiểu gen mơi trường hồi quy nhân tố Mơ hình hồi quy nhân tố đầy đủ bao gồm thành phần hồi quy tính cơng thức (Denis, 1980, 1988): ] [ ] [ ] [∑ + + ∑ + + ∑ +∑ ' +∑ ' + +

= k k ik i h h jh j hk ik kh jh h ih jh k jk ik ij

ij p G E G E E G

Y µ α δ β θ α β ε

Trong pk hệ số hồi quy hiệp phương sai kiểu gen Gik; αi số dư hiệu kiểu gen h hệ số

hồi quy hiệp phương sai môi trườngEjh; ßj số dư hiệu mơi trường; khhệ số hồi quy qua

hiệp phương sai Gik Ejh; άih hồi quy kiểu gen i hiệp phương sai môi trường đặc thù Ejh;

ß'jk mơi trường j hệ số hồi quy hiệp phương sai kiểu gen cụ thể Gik, εij hiệu tương tác

sai số Tất tham số mơ hình coi cố định.

(14)

1.2.3 Động thái vận động đa dạng di truyền

Đa dạng di truyền luôn thay đổi qua khơng gian thời gian, điển hình thay đổi số lượng kiểu đa dạng di truyền loài loài phạm vi tự nhiên Đa dạng di truyền thay đổi qua thời gian dài thời gian ngắn sau số hệ lồi Sự thay đổi đa dạng di truyền loài tự nhiên tạo động lực thúc đẩy sử dụng nguồn gen cho cải tiến trồng Khi có hiểu biết vận động đa dạng người đưa định quản lý, bảo tồn thúc đẩy đa dạng di truyền theo hướng có lợi cho người Đa dạng di truyền bị tác động số trình tự nhiên liên tục, trình tự nhiên đột biến, di thực, trôi dạt di truyền chọn lọc

- Đột biến tự nhiên:

Thực vật sống điều kiện tự nhiên, chịu tác động yếu tố môi trường xạ, tia, nhiệt độ… nguyên nhân gây đột biến tự nhiên Đột biến mức nhiễm sắc thể, DNA hay mức protein, làm sai lệch di truyền so với lồi ban đầu, sai lệch nhân lên hay lặp lại qua hệ, tác động di truyền chọn lọc tự nhiên tạo quần thể mới, loài Như đột biến tạo thêm đa dạng di truyền mức cá thể hay mức loài

Đột biến tác động chọn lọc tự nhiên tạo quần thể hay lồi thích nghi với thay đổi mơi trường, chọn lọc tự nhiên sinh vật giữ lại biến dị có lợi đào thải biến dị khơng có lợi Khi chọn lọc có tác động người hướng vận động đa dạng thay đổi, người chọn lọc giữ lại biến dị có lợi cho mình, đơi biến dị khơng có lợi cho sinh vật Tuy nhiên hình thức đa dạng di truyền thay đổi theo hướng thích nghi động lực tiến hóa sinh vật

Lịch sử tỷ lệ đột biến loài nguyên lý di truyền cịn có liên quan đến số qúa trình khác thay đổi địa lý dân số… Đa dạng di truyền trì dấu vết lịch sử cho phép nhìn nhận lại khứ phát triển loài nào? Phản ứng với thay đổi khí hậu băng giá kiện khí hậu khác làm giảm mạnh lượng thời điểm tái lập phát tán sau có điều kiện mơi trường thuận lợi

- Sự di thực (migration) trôi dạt di truyền:

Sự di thực hay trôi dạt di truyền thường vận động đa dạng di truyền loài Ở thực vật, kiện xảy phát tán phấn, hạt giống nhân giống sinh dưỡng mầm, chồi, rễ lồi tái sinh vơ tính Sự di thực gọi dịng gen, xảy quần thể vơ tính gặp khu vực hỗn hợp quần thể phát tán phấn hay hạt giống Sự di chuyển gen xảy phụ thuộc vào tần xuất sinh sản khoảng cách không gian tạo điều kiện cho phấn hạt phát tán

Trôi dạt di truyền trôi dạt di truyền ngẫu nhiên, hình thức đơn giản thay đổi đa dạng di truyền, cụ thể thay đổi tần xuất allel khác qua hệ Ví dụ hạt phấn chứa allel khác thực thụ phấn nhờ gió trùng đến cá thể hay quần thể khác Khi quần thể tạo hạt phát triển thành hệ khơng cịn giữ ngun kiểu gen quần thể ban đầu Một số trường hợp đa dạng di truyền qua hệ nguyên nhân

- Chọn lọc:

(15)

Thay đổi đa dạng di truyền qua thời gian ý nghĩa quan trọng cho quản lý loài thực vật Bởi thay đổi đa dạng xảy qua thời gian số hệ có ảnh hưởng lớn đến thay đổi đa dạng di truyền Điển hình, chọn lọc tự nhiên thể thời gian dài hàng chục, hàng trăm năm chí hàng 1000 năm để thay đổi đa dạng di truyền quần thể hay lồi Hơn nữa, q trình thay đổi qua hệ lại khơng có mức độ xu hướng giống Đột biến tăng đa dang di truyền cịn di thực, trơi dạt chọn lọc lại làm giảm đa dạng di truyền Chọn lọc tự nhiên trôi dạt di truyền tăng đa dạng di truyền khác quần thể, di chuyển có xu hướng đồng di truyền, giảm khác quần thể Thúc đẩy đa dạng di truyền tự nhiên có ý nghĩa quan trọng quản lý lồi câu hỏi có liên quan tính trạng “ bình thường” “ sức khỏe “ đa dạng di truyền Xác định mức độ đa dạng di truyền thời điểm, địa điểm, hệ khác có giá trị khác Như cần ý thiết kế nghiên cứu nguồn gen giá trị thay Ví dụ khác đa dạng di truyền bố mẹ hạt chúng, mẫu, mọc hoang trồng có quản lý ra điều kiện quản lý nguồn gen phải phù hợp phạm vi trung bình biến dị chúng

Hạt nảy mầm Hình thành giao tử Sinh trưởng phát triển Phát tán hat Thụ phấn, thụ tinh Phát tán giao tử Hạt nảy mầm Hình thành giao tử Sinh trưởng phát triển Phát tán hat Thụ phấn, thụ tinh Phát tán giao tử

Các sống, thích nghi tốt hơn, sinh trưởng nhanh hơn,

tạo nhiều ( chọn lọc tự nhiên) Một số sai lệch xảy

khi nhân DNA (đột biến)

Mất hạt số rủi ro ( trôi dạt di truyền)

Di thực/dòng gen Mất hạt phấn

một số rủi ro ( trơi dạt)

Hình 1-3 : Các trình ảnh hưởng đến đa dạng di truyền 1.3 VAI TRÒ CỦA ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ NGUỒN GEN THỰC VẬT

Bảo tồn quản lý đa dạng di truyền lồi hóa cải thiện sản lượng nông nghiệp 10.000 năm, quần thể đa dạng tự nhiên cung cấp lương thực sản phẩm khác lâu dài hơn, số lượng lớn lồi cung cấp hàng nghìn sản phẩm thơng qua nông nghiệp thu hái tự nhiên Mức độ sản phẩm cao bền vững thông qua tác động tối đa với hệ sinh thái nông nghiệp, cải thiện hệ sinh thái tự nhiên

- Nguồn gen cung cấp lương thực, thực phẩm, dinh dưỡng nhu cầu khác người

(16)

cây trồng vật nuôi khoảng 10.000 năm trước khu vực Châu Á, trồng, vật nuôi lúa mỳ, lúa mạch, đậu, dê, lợn cừu Sự hóa xảy độc lập vùng khác

Như vậy, nguồn gen thực vật từ xa xưa nguồn cung cấp lương thực dinh dưỡng cho người đầu vào hoạt động nông nghiệp Mặc dù, thực vật hoang dại có số lồi lớn, số thực hóa Số lồi hóa số lượng nhỏ vô quan trọng với người Ba trồng (lúa mỳ, lúa nước ngô) cung cấp 50% lượng cho lồi người, ước tính 30 trồng chủ yếu cung cấp 95% lượng cho người Trái đất chia thành 17 tiểu vùng sinh thái, có số tiểu vùng với 12 trồng chủ yếu cung cấp lượng cho người trái đất lúa mỳ, lúa nước, ngơ, kê, cao lương, khoai tây, mía, đậu tương, khoai lang sắn, đậu thường lồi có liên quan (Phaseolus) chuối.( Diamond,2002)

Hình 1-4 Vai trò cung cấp lương thực, thực phẩm nguồn gen

Nguồn gen trồng toàn cầu công việc khổng lồ, tổng quát nguồn tài nguyên di truyền bao gồm loài hoang dại họ hàng hoang dại, giống địa, giống địa phương, dòng, vật liệu ưu tú giống trồng phát triển nhà khoa học Chúng sử dụng gieo trồng, thu hái đáp ứng cho nhu cầu nơng dân người tiêu dùng Ngồi cung cấp lương thực, dinh dưỡng nhiều nguồn gen có gía trị văn hóa tinh thần nguồn thuốc chữa bệnh cho người

Đến nay, nguồn tài nguyên di truyền cung cấp lương thực sử dụng nông nghiệp quốc gia quan tâm, thu thập bảo tồn Các nghiên cứu báo cáo thực trạng tài nguyên di truyền trồng lương thực nông nghiêp (State of the World’s Plant Genetic Resources - SoW-PGRFA) thực định kỳ hàng năm Các báo cáo số ngũ cốc cung cấp đủ cho tổng nhu cầu lương thực, lượng lương thực, thực phẩm cung cấp cho người dân tiểu vùng khác SoW-PGRFA báo cáo có 1.300 ngân hàng gen thu thập nguồn gen lương thực chính, bảo tồn 5,5 triệu mẫu nguồn gen lúa mỳ lúa nước chiếm 50% tổng số mẫu bảo tồn

- Nguồn gen góp phần đa dạng sinh học nông nghiệp

(17)

thực tách biệt độc lập với đa dạng sinh học đa dạng di truyền hành tinh Sâu đất, ong, lúa mạch dại, hoa lan rừng nhiệt đới pha tạp, chúng thị đa dạng mối liên hệ nông nghiệp tự nhiên Đa dạng sinh học, đa dạng di truyền thuật ngữ phổ biến nhà khoa học, nhà sách sử dụng để nói mức độ giùa có tự nhiên, phụ thuộc lẫn Thực vậy, tất loài trái đất mạnh hay yếu phụ thuộc vào lồi khác, lồi biến hay tồn phụ thuộc vào loài khác Một mức độ lớn hơn, rừng nhiệt đới ví dụ, cân CO2

trong khí cung cấp oxy cho sống, khơng có chúng tương lai loài người nguy hiểm Canh tác chiếm phần lớn đất đai hoạt động người hầu không ngạc nhiên nông nghiệp đa dạng phụ thuộc lẫn

Đa dạng nông nghiệp phần đa dạng sinh học, bao gồm tất giống trồng, giống cải tiến, giống địa phương Giống cải tiến kết quả chọn tạo giống đại, có suất cao đồng di truyền, giống địa phương giống người dân chọn lọc phát triển qua thời gian dài, chúng biểu mức độ đa dạng di truyền cao Đa dạng nơng nghiệp góp phần đảm bảo an ninh lương thực sinh kế cho người, giúp sản xuất nơng nghiệp vững chắc, mắt xích chuỗi lương thực Tài nguyên di truyền phát triển bảo toàn người dân nguồn vật liệu cho nhà chọn giống trồng, lâm nghiệp

Trong đa dạng sinh học “ giàu có” khác với khí hậu, địa hình, thực tế canh tác Các trang trại đa canh trồng hệ thống chăn nuôi với đồng cỏ tự nhiên giàu có hay đa dạng sinh học trang trại chuyên canh Hệ thống canh tác thâm canh tìm kiếm suất cao với số lượng hạn chế loài trồng vật nuôi, chắn yếu giảm cạnh trong tự nhiên Canh tác ảnh hưởng đến hệ sinh vật đất đóng vai trị trì độ màu mỡ đất ong tác nhân giao phấn quần thể ong giảm dẫn đến giảm suất trồng Những nông dân chăn nuôi gia súc họ trừ số cỏ dại côn trùng gây hại cho gia súc họ, điều đe dọa đến sản xuất trồng trọt Mất hay giảm đa dạng di truyền có tác động to lớn đến sản xuất lương thực nông nghiệp do:

+ Phát sinh dịch bệnh, ví dụ ngơ miền Nam nước Mỹ năm 1970 giảm suất 1% tương đương tỷ đô la bệnh bạc lá, tình trạng khắc phục sau nhập giống ngô từ Mexico

+ Khi loài địa dẫn đến ảnh hưởng đến suất trồng vật nuôi Một nghiên cứu Hoa Kỳ cho kết ước tính thiệt hại kinh tế hệ động vật cỏ địa đến 97 tỷ la Do phát triển trồng vật nuôi cải tiến cần hiểu biết khả ảnh hưởng chúng đến loài địa Chính mức độ quan trọng đa dạng di truyền nông nghiệp nước giới có sách để bảo tồn đa dạng di truyền

- Nguồn gen nguồn vật liệu cho chọn tạo giống trồng

Nguồn gen thực cung cấp trực tiếp hay gián tiếp nguồn vật liệu cho chương trình chọn tạo giống trồng mới, đến nguồn gen sử dụng cho mục tiêu sau:

- Các giống dịng vơ tính thương mại

- Bố mẹ cho chương trình lai

- Nghiên cứu di truyền

- Trao đổi nguồn gen

(18)

Tác động nguồn tài nguyên di truyền thực vật đến chọn tạo giống trồng lớn chương trình INGER (International Network for Genetics Evaluation of Rice) Chương trình đánh giá nguồn gen lúa Quốc tế đánh giá 40.000 loài từ 1975 đến sử dụng nguồn gen 34 nước CGIAR (Consultative Group on International Agricultural Research) trực tiếp phổ biến 575 giống trồng sản xuất 62 Quốc gia Vai trò nguồn gen lúa ngày tăng, trước năm 1965 có giống lúa phổ biến sản xuất đến năm 1976 có 222 giống lúa phổ biến sản xuất qua sử dụng nguồn gen chương trình INGER Nguồn tài nguyên di truyền thực vật giúp phát triển sản xuất toàn thể giới, đặc biệt nước phát triển Khoảng 65 triệu giống trồng cải tiến từ vật liệu INGER chiếm khoảng 60% sản xuất lúa gạo giới

- Nguồn gen thực vật mơi trường cảnh quan

- Ngồi mục tiêu tạo giống nguồn gen thực vật thường sử dụng trực tiếp nông nghiệp, kinh tế - xã hội cảnh quan thành phố, khu du lịch khu sinh quốc gia

- Cây xanh thành phố sinh

- Cây cảnh

- Sinh thái, du lịch

Những nghiên cứu khẳng định, có đa dạng di truyền đảm bảo cho phát triển bền vững, đảm bảo cho hoạt động khác người, có đa dạng có hệ thống kinh tế, xã hội hưng thịnh, cho phép người nghèo tiếp cận với nhu cầu lương thực dinh dưỡng (shiva 1994)

1.4 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ

Trong phần cung cấp cho nhà nghiên cứu, giảng viên, sinh viên học viên cao học nghiên cứu sinh khái niệm thuật ngữ nhà khoa học giới nêu để tham khảo Do thuật ngữ có nhiều khái niệm khác

Mẫu nguồn gen (Accession): mẫu nguồn gen thực vật hay ngân hàng gen bảo tồn ngoại vi (Ex –situ) sử cho mục đích khác Mẫu nguồn gen (Accession): mẫu nguồn gen thu thập ngân hàng gen, sách thư viện với tiêu đề (lồi, quần thể, dịng bố mẹ), tác giả (người thu thập nhà tạo giống) mơ tả tóm tắt (thơng tin kiểu hình, ngày thu thập ) Mẫu nguồn gen túi hạt, mô cây, mắt, đoạn cành ăn

Mẫu nguồn gen vơ tính (Propagule): mơ, quan phần nhân thành hoàn chỉnh (hạt, đoạn cành, củ )

Nguồn tài nguyên di truyền (Genetic resources): nguồn gen thực vật, động vật hay sinh vật khác chứa đặc điểm có lợi thực giá trị tiềm (IBPGR 1991)

Nguồn tài nguyên di truyền (Genetic resources): gen, tổ hợp di truyền tần suất di truyền cho tính trạng mong muốn quần thể Trong nông nghiệp nguồn tài nguyên di truyền sử dụng để tăng sản lượng, chống chịu bất thuận, cải thiện dinh dưỡng, tăng giá trị, vẻ đẹp, thẩm mỹ khả thích nghi

(19)

Vật liệu di truyền (Germplasm) nhân giống mang nguồn di truyền mong muốn (gen, tổ hợp gen hay tần suất gen)

Đa dạng di truyền (Genetic diversity): biến dị di truyền có mặt quần thể loài

Đa dạng di truyền (Genetic diversity) biến dị sinh vật sống di truyền lại qua hệ tạo thành lồi quần thể thích nghi với mơi trường Các loài quần thể tiếp tục thay đổi để thích nghi mơi trường thay đổi

Đa dạng sinh học (Biodiversity): tổng biến dị loài hay loài tất sinh vật sống (Friis-Hansen Sthapit 2000)

Vốn gen (Genepool): tổng số đa dạng di truyền có mặt quần thể đặc thù Trôi dạt di truyền (Genetic drift): thay đổi biết trước tần xuất allele xảy bên quần thể nhỏ

Xói mịn di truyền (Genetic erosion): đa dạng di truyền quần thể hay quần thể loài giảm di truyền loài qua thời gian

Gen (Gene): đơn vị chức di truyền, gen đoạn DNA mang mã di truyền chức năng, hóa sinh đặc thù thể sống phịng thí nghiệm (Friis-Hansen Sthapit 2000)

Kiểu gen (Genotype): tổ hợp di truyền thực vật, bao gồm tất tính trạng di truyền

Dòng gen (Geneflow): trao đổi vật chất di truyền quần thể, trao đổi phương thức sinh sản thực vật di thực thực vật vật liệu trồng trọt (như phát tán giao tử hợp tử người phát tán giống trồng đến nông dân )

Kiểu hình (Phenotype): tồn đặc điểm thực vật, kiểu hình thực vật kết tương tác kiểu gen điều kiện mơi trường, q trình tóm tắt công thức tương tác G x E (kiểu gen x mơi trường = kiểu hình)

Hệ sinh thái nông nghiệp (Agroecosytem): điểm sản xuất nông nghiệp gồm tất hệ sinh vật yếu tố mơi trường bên nó, yếu tố có chức hỗ trợ người, hệ ổn định với dòng chu kỳ vật chất lượng (Gliessman 1998)

Nông lâm (Agroforestry): hỗn hợp gỗ, bụi khu vực sản xuất nông nghiệp

Hệ thống canh tác (farming system): tất yếu tố trang trại tác động qua lại hệ thống, bao gồm người, trồng vật nuôi, thực vật, động thực vật hoang dại, môi trường, xã hội, kinh kế hệ sinh thái chúng (Friis-Hansen Sthapit 2000)

(20)

Bảo tồn ngoại vi (Ex situ conservation): chuyển nguồn gen từ nơi gốc gieo trồng, sinh sống đến nơi khác để bảo tồn ngân hàng hạt, đồng ruộng, vườn thực vật, bảo tồn In vitro , bảo tồn hạt phấn hay ngân hàng DNA

Bảo tồn nội vi (In situ conservation) có khái niệm khác sau:

Bảo tồn nội vi (In situ conservation): "Sự bảo tồn hệ sinh thái tập tính tự nhiên, trì hay lấy lại quần thể độc lập có lồi mơi trường tự nhiên xung quanh chúng, nơi chúng phát triển có thuộc tính phân biệt” (Reid cs 1993:305); Bảo tồn

In situ nguồn tài nguyên di truyền hóa, tập trung nông trại nông dân

một phần hệ sinh thái có, hình thức khác bảo tồn In situ liên quan đến sinh trưởng quần thể thực vật hoang dại tập tính tự nhiên chúng (dự trữ di truyền)

Bảo tồn nội vi (In situ): coi đặc thù để trì quần thể biến dị môi trường canh tác môi trường tự nhiên chúng, cộng đồng chúng hình thành, cho phép trình tiến hóa tự nhiên xảy (Qualset cs 1997)

Bảo tồn nội vi (In situ): thực để trì nguồn tài nguyên di truyền điều kiện tự nhiên Với nguồn tài nguyên di truyền trồng, công cụ cho canh tác nguồn tài nguyên di truyền hệ thống canh tác, nơi chúng tiến hóa, tảng trung tâm phát sinh đa dạng trồng N.I Vavilop (Brush 1991)

Bảo tồn nội vi (In situ): phương thức tồn trữ hệ sinh thái nông nghiệp, nơi chúng phát sinh, giống trồng trọt địa phương, người dân sử dụng phương pháp tiêu chuẩn chọn lọc riêng họ tạo thành (FAO 1989; Bommer 1991; Keystone Centre 1991; Louette Smale 1996)

Bảo tồn Nội vi (In situ): đa dạng sinh học bảo tồn có mặt nhiều lồi quần thể quần thể, sử dụng trực tiếp nông nghiệp sử dụng nguồn gen, chúng sinh trưởng phát triển liên tục môi trường sống đa dạng (Brown 2000)

Bảo tồn nông trại

Bảo tồn nông trại (On-farm conservation): quản lý bền vững đa dạng di truyền giống trồng địa phương phát triển, liên quan đến lồi cỏ hoang dại hình thành hệ thống canh tác nông - lâm, làm vườn hay nông nghiệp truyền thống (Maxted cs 1997)

Bảo tồn nông trại (On-farm conservation): cách tiếp cận bảo tồn In situ, trồng trọt bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật ruộng nông dân

Thích nghi (Adaptation): q trình tiến hóa lồi thay đổi theo thời gian phù hợp với mơi trường sống chúng

Đặc điểm (Character): biểu kiểu cấu trúc thuộc tính chức sinh vật, kết tương tác gen hay nhóm kiểu gen với mơi trường (International Board for Plant Genetic Resources- IBPGR 1991)

(21)

Đặc điểm nông học (Agromorphological characteristic): tính trạng kiểu hình thực vật, hình thái, nơng học hay tính trạng sử dụng, nông dân hay nhà nông học sử dụng để nhận biết giống trồng

Tự thụ phấn (Inbreeder): thực vật tự thụ phấn sinh sản sinh học trái ngược với giao phấn

Giao phấn (Outbreeder): thực vật tự bất hợp sinh sản, trái ngược với tự thụ phấn

Loài (Species): nhóm quần thể tự nhiên có khả giao phối, sinh sản cách ly với nhóm khác (IBPGR 1991)

Quần thể (Population): nhóm cá thể loài sống vùng sinh thái địa lý (Gliessman 1998)

Giống (Variety): đơn vị phân loại loài, loài phụ hệ thống phân loại, nhóm đồng nhất, bao gồm khơng có biến động kiểu hình, đồng nghĩa với cultivar (IBPGR 1991)

Giống (Cultivar): giống trồng trọt hóa, chọn tạo đồng nghĩa với variety (Friis-Hansen Sthapit 2000)

Giống trồng đại (Modern Variety (MV): giống trồng tạo nhà tạo giống đại, đồng nghĩa với HYV

Giống suất cao (High-Yielding Variety (HYV): giống trồng nhà tạo giống phát triển, thiết kế để đạt suất tối đa (thường điều kiện đầu tư cao) HYVs thường khuyến khích dự án nông nghiệp đe dọa đến giống địa phương loài

Giống địa (Landrace): giống trồng hóa từ lồi hoang dại họ hàng hoang dại chúng, chưa có chọn lọc nơng dân gieo trồng, thích nghi với điều kiện môi trường địa phương

Giống địa phương (Local variety): giống trồng người dân chọn lọc phương pháp theo tiêu chuẩn họ Giống địa phương có thích nghi cao với điều kiện địa phương, phù hợp với điều kiện canh tác thị hiếu tiêu dùng địa phương

Giống địa phương thường biểu biến động cao, quần thể nhận biết Giống địa phương thường có tên địa phương, có đặc điểm thuộc tính đặc thù, số chín sớm số chín muộn Mỗi giống có đặc điểm bật thích nghi với loại đất đặc thù, phù hợp với phân loại đất theo truyền thống nơng dân nặng-nhẹ, khơ-ẩm, ấm-lạnh, tốt-xấu…Chúng phân loại phù hợp với tiêu dùng lấy bột, lương thực, lấy sợi , làm thuốc… Tất đặc điểm, tính trạng quần thể thích nghi với điều kiện khí hậu, canh tác địa phương (Harlan 1975)

Họ hàng hoang dại (Wild relative): lồi khơng trồng trọt có quan hệ với trồng mức độ xa gần (thường chi) Nó khơng sử dụng thơng thường nơng nghiệp có mặt hệ sinh thái (như cỏ đồng ruộng tổ hợp loại cỏ đồng cỏ)

(22)

Chọn lọc (Selection): trình tự nhiên hay nhân tạo làm thay đổi cân kiểu gen nhóm kiểu gen thể hệ tiếp theo, thường biểu kiểu gen khác (IBPGR 1991)

Kiến thức địa (Indigenous Knowledge) (IK): hiểu biết truyền thống có cộng đồng địa phương

Đánh giá (Evaluation): đánh giá đặc điểm thực vật suất, đặc điểm nông sinh học, khả chống chịu bất thuận sinh học phi sinh học, tính trạng hóa sinh, tế bào, tồn biểu ảnh hưởng yếu tố môi trường

1.5 CÁC HỌC THUYẾT VỀ NGUỒN GEN THỰC VẬT

Nguồn gen thực vật có tầm quan trọng to lớn, thu hút quan tâm toàn nhân loại, quốc gia nhà khoa học giới tham gia nghiên cứu, thu thập lưu giữ bảo tồn Ba nhà thực vật học có đóng góp vĩ đại cho lý thuyết nguồn gen thực vật nói chung nguồn gen trồng nói riêng Augustin-Pyramus de Candolle, Charles Darwin Nikolai I Vavilov Những điểm học thuyết tập trung vào nguồn gốc phát sinh loài

1.5.1 Học thuyết “ Dãy biến dị tương đồng”

Nikolai I Vavilov đưa lý thuyết “Dãy biến dị tương đồng(1920)” (Law of Homologous Series in Variation -1920) lý thuyết “Trung tâm phát sinh trồng” (1926) (Centers of Origin of Cultivated Plants -1926)

Học thuyết dãy biến dị tương đồng N I Vavilop sở khoa học thu thập, bảo tốn nguồn gen, sở định hướng cho chọn giống trồng Đặc điểm hay tính trạng tìm thấy lồi tìm thấy lồi khác, phụ thuộc vào quan hệ họ hàng Một nguyên lý dẫn cho đặc điểm chưa khám phá chưa tìm thấy tự nhiên Khoa học di truyền phân tử genome đồ gen cung cấp tảng khoa học cho đắn học thuyết

Những điểm học thuyết

- Các lồi gần có biến dị giống

- Biến dị xảy đặc điểm chung vùng sinh thái đặc thù

- Chọn lọc tự nhiên tạo kiểu hình đảm bảo phù hợp cho mơi trường đặc thù, ví dụ chống bệnh

- Những chứng minh phân tử cho kết tương tự

1.5.2 Học thuyết Trung tâm đa dạng di truyền ( Trung tâm phát sinh trồng)

Augustin-Pyramus de Candolle (1778-1841) nhà thực vật học người Thụy Sỹ công bố sách tiếng “Nguồn gốc thực vật trồng trọt”, p 233-236 p 387-397, D Appleton and Company, New York Đặc biệt táo ngô sử dụng nhiều kiến thức để xác định nguồn gốc thực vật trồng trọt như:

- Sự có mặt lồi hoang dại

- Lịch sử

- Tên (ngôn ngữ)

- Địa chất

- Mẫu biến dị

(23)

đấu tranh cho sống (1959) "On the Origin of the Species by Means of Natural Selection,

or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life" (1859) nguồn gốc

loài "The Origin of the Species"

N I Vavilov quan tâm đến nguồn gốc phát sinh thực vật, ơng quan tâm đến đa dạng di truyền theo ơng chúng có quan hệ với Năm 1926 ông viết luận nguồn gốc thực vật trồng trọt (Origin of Cultivated Plants) đề nghị xác định mức độ tin cậy trung tâm phát sinh trồng phân tích mơ hình biến dị Vùng địa lý có đa dạng nguồn gen lớn vùng phát sinh thực vật, điều đặc biệt diến dị điều khiển gen trội vùng chứa lồi hoang dại trồng Ông đề xuất trung tâm phát sinh trồng số trung tâm phụ, phát minh ông thừa nhận rộng rãi đến ngày Sau ơng phát triển phân loại nhóm vùng sinh thái, sử dụng tính trạng phản ứng với độ dài ngày, lạnh, bệnh thích nghi với mơi trường đặc thù

N I Vavilov cho rằng: quy luật locus nguồn gen trồng vùng núi, biểu có mặt allel trội Trong sách (The Phytogeographical

Basis for Plant Breeding (N I Vavilov 1935), ông tóm tắt nhóm trung tâm thành

8 trung tâm sau:

Hình 1-5 : Trung tâm phát sinh trồng N.I.Vavilop (Nguồn: Jack R Harlan 1992)

Những loài trồng chủ yếu có nguồn gốc phát sinh sơ cấp thứ cấp từ trung tâm gồm:

Trung tâm Trung Quốc (1)

1) Mạch trần (Avena nuda), trung tâm thứ cấp 2) Đậu thương (Glycine max.)

3) Đậu Adzuki (Vigna angularis)

4) Đậu thường (Phaseolus vulgaris) , dạng lặn, trung tâm thứ cấp Trúc (Phyllostachys spp.)

5) Mustard (Brassica juncea) trung tâm thứ cấp 6) Đào (Prunus persica)

7) Chanh (Citrus sinensis)

(24)

9) Chè (Tea sinensis)

Trung tâm Ấn Độ (2)

1) Lúa (Oryza sativa) 2) Kê (Eleusine coracana) 3) Đậu mỏ (Cicer arietinum) 4) Đậu bướm (Vigna aconitifolia) 5) Đậu nho nhe (Vigna umbellate) 6) Đậu ngựa (Macrotyloma uniflorum) 7) Đậu măng (Vigna unguiculata) 8) Cà tím (Solanum melongena)

9) Cải củ chuột (Raphanus caudatus) 10) Khoai sọ (Colocasia antiquorum) 11) Dưa chuột (Cucumis sativus) 12) Bông (Gossypium arboretum), 2X 13) Đay (Corchorus capsularis) 14) Hồ tiêu (Piper nigrum) 15) Chàm (Indigofera tinctoria)

Trung tâm Indo-Malaya (2a)

1) Củ từ (Dioscorea spp.) 2) Bưởi (Citrus maxima) 3) Chuối (Musa spp.) 4) Dừa (Cocos nucifera)

Trung tâm Trung Á (3)

1) Lúa mỳ làm bánh (Triticum aestivum), bread wheat 2) Lúa mỳ gậy ( Triticum compactum), club wheat 3) Lúa mỳ nổ (Triticum sphaerococcum), shot wheat 4) Mạch đen (Secale cereale), trung tâm thứ cấp 5) Đậu Hà Lan (Pisum sativum)

6) Đậu lăng (Lens culinaris) 7) Đậu mỏ (Cicer arietinum)

8) Vừng (Sesamum indicum), trung tâm sơ cấp 9) Lanh (Linum usitatissimum), trung tâm sơ cấp 10) Hoa rum (Carthamus tinctorius), trung tâm sơ cấp 11) Cà rốt (Daucus carota)

12) Củ cải (Raphanus sativus), radish , trung tâm sơ cấp 13) Lê (Pyrus communis)

14) Táo (Pyrus malus)

15) Cây óc chó (Juglans regia)

Trung tâm Cận Đông (4)

1) Lúa mỳ (Triticum monococcum), einkorn wheat 2) Lúa mỳ cứng (Triticum durum), durum wheat 3) Lúa mỳ (Triticum turgidum), Poulard wheat

4) Lúa mỳ không râu (Triticum aestivum), trung tâm sơ cấp 5) Mạch hai hàng (Hordeum vulgare) , giống địa

6) Mạch đen (Secale cereale) 7) Yến mạch đỏ (Avena byzantina)

8) Đậu mỏ (Cicer arietinum), trung tâm thứ cấp

(25)

10) Đậu Hà Lan (Pisum sativum), giống địa 11) Linh lăng xanh (Medicago sativa)

12) Vừng (Sesamum indicum), nhóm sinh thái riêng biệt 13) Lanh (Linum usitatissimum), nhiều giống địa 14) Dưa (Cucumis melo)

15) Hạnh nhân (Amygdalus communis) 16) Sung (Ficus carica)

17) Lựu (Punica granatum) 18) Nho (Vitis vinifera)

19) Mơ (Primus armeniaca), trung tâm sơ cấp

Trung tâm Địa Trung Hải (5)

1) Lúa mỳ cứng (Triticum durum) 2) Yên mạch vỏ (Avena strigosa) 3) Đậu ván (Vicia faba)

4) Bắp cải (Brassica oleracea) 5) Ô liu (Olea europaea) 6) Rau diếp (Lactuca sativa)

Trung tâm Abyssinia (6)

1) Lúa mỳ cứng (Triticum durum)

2) Lúa mỳ (Triticum turgidum), Poulard wheat (an exceptional wealth of forms) 3) Lúa mỳ (Triticum dicoccum), Emmer wheat

4) Lúa mạch (Hordeum vulgare), barley (an exceptional diversity of forms) 5) Đậu mỏ (Cicer arietinum), trung tâm sơ cấp

6) Đậu lăng (Lens culinaris), trung tâm sơ cấp 7) Kê ngón (Eleusine coracana), finger millet 8) Đậu Hà Lan (Pisum sativum), trung tâm sơ cấp 9) Lanh (Linum usitatissimum), trung tâm sơ cấp 10) Vừng (Sesamum indicum), trung tâm gốc 11) Đậu dầu (Ricinus communis), trung tâm sơ cấp 12) Cà phê (Coffea Arabica)

Trung tâm Nam Mexico Trung Mỹ (7)

1) Ngô (Zea mays)

2) Đậu thường (Phaseolus vulgaris) 3) Ớt (Capsicum annuum)

4) Bông núi (Gossypium hirsutum) 5) Gai dầu (Agave sisalana) 6) Bí đỏ, bí xanh (Cucurbita spp)

Trung tâm Nam Mỹ (Peru, Ecuador, Bolivia) (8)

1) Khoai lang (Ipomoea batatas) 2) Khoai tây (Solanum tuberosum) 3) Đậu lima (Phaseolus lunatus) 4) Cà chua (Lycopersicon esculentum)

5) Bông hải đảo (Gossypium barbadense) (4X) 6) Đu đủ (Carica papaya)

7) Thuốc (Nicotiana tabacum)

Trung tâm Chiloe (8a)

1) Khoai tây (Solanum tuberosum)

(26)

1) Sắn (Manihot utilissima) 2) Lạc (Arachis hypogaea)

3) Cacao (Theobroma cacao), trung tâm thứ cấp 4) Cao su (Hevea brasiliensis)

5) Dứa (Ananas comosus)

Trong giảng (gồm 47 chủ đề) Jules Janick, 2005 trường Đại học Purdue University, Hoa Kỳ chi tiết Trung tâm phát sinh trồng N I Vavilop bao gồm loài trồng Trung tâm

Cây trồng vùng Viễn Đông (Far Eastern Crops) 1) Đậu Adsuki (Vigna angularis)

2) Chuối vàng (Musa cavendishii) 3) Chuối đỏ (M Paradisiaca) 4) Chuối xanh (M Sapientum) 5) Đậu tương (Glycine hispida) 6) Dừa(Cocos nucifera)

7) Kê Panicum miliaceum 8) Củ từ (Dioscorea spp.) 9) Mía (Saccharum sinense) 10) Lúa(Oryza sativa)

Trung tâm Trung Quốc: Trung tâm độc lập lớn nhất, bao gồm vùng núi Trung

và Tây Trung Quốc vùng đất thấp liền kề, với tổng số 136 loài địa có có số lồi trồng quan trọng

Cây ngũ cốc họ đậu

1) Kê ngô (Panicum miliaceum) 2) Kê Ý (Panicum italicum)

3) Kê Nhật Bản (Panicum frumentaceum) 4) Cao Lương (Andropogon sorghum) 5) Kiều mạch (Fagopyrum esculentum) 6) Lúa mạch trấu nhỏ (Hordeum hexastichum) 7) Đậu tương (Glycine hispida)

8) Đậu Adzuki (Phaseolus angularis) 9) Đậu nhung (Stizolobium hassjoo) Cây lấy rễ, củ rau

1) Củ từ Trung Quốc (Dioscorea batatas) 2) Radish (Raphanus sativus)

3) Cải Trung Quốc (Brassica chinensis, B pekinensis) 4) Hành ( Allium chinense, A fistulosum, A pekinense) 5) Dưa chuột (Cucumis sativus)

Cây ăn hạch

1) Lê ( Pyrus serotina, P ussuriensis) 2) Táo Trung Quốc (Malus asiatica) 3) Đào (Prunus persica)

4) Mơ (Prunus armeniaca)

5) Anh đào ( Prunus pseudocerasus) 6) Ĩc chó (Juglans sinensis)

7) Vải (Litchi chinensis)

(27)

2) Anh túc (Papaver somniferum) 3) Sâm (Panax ginseng)

4) Long não (Cinnamomum camphora) 5) Gai dầu (Cannabis sativa)

Trung tâm Ấn Độ: Vùng có hai trung tâm phụ(2)

Trung tâm (2a) (Hindustan): gồm Assam Burma, không bao gồm Bắc Ấn Độ

và Punjab, tỉnh biên giới miền Bắc.Trung tâm có 117 lồi địa Cây ngũ cốc họ đậu

1) Lúa (Oryza sativa)

2) Đậu mỏ (Cicer arietinum) 3) Đậu chim (Cajanus indicus) 4) Đậu Urd (Phaseolus mungo) 5) Đậu xanh (Phaseolus aureus) 6) Đậu nho nhe (Phaseolus calcaratus) 7) Đậu bò (Vigna sinensis)

Rau lấy củ

1) Cà tím (Solanum melongena) 2) Dưa chuột (Cucumis sativus)

3) Radish (Raphanus caudatus) (pods eaten) 4) Khoai sọ (Colocasia antiquorum)

5) Củ mỡ (Dioscorea alata) Cây ăn

1) Xoài (Mangifera indica) 2) Cam (Citrus sinensis) 3) Quýt (Citrus nobilis) 4) Chanh yên (Citrus medica) 5) Me (Tamarindus indica) Cây lấy đường, dầu lấy sợi

1) Mía ( Saccharum officinarum) 2) Cọ dầu (Cocos nucifera) 3) Vừng (Sesamum indicum)

4) Hướng dương (Carthamus tinctorius) 5) Bông ( Gossypium arboretum)

6) Bông phương đông (Gossypium nanking) 7) Đay (Corchorus capsularis)

8) Lục lạc (Crotalaria juncea) 9) Dâm bụt (Hibiscus cannabinus)

Cây gia vị, kích thích, nhuộm màu lồi khác 1) Gai dầu (Cannabis indica)

2) Hồ tiêu (Piper nigrum)

3) Gôm Ai Cập (Acacia arabica) 4) Đàn hương ( Santalum album) 5) Chàm (Indigofera tinctoria) 6) Quế (Cinnamomum zeylanticum) 7) Khổ sâm (Croton tiglium) 8) Tre nứa (Bambusa tulda)

Trung tâm Indo-Malayan (2b): Có 55 lồi cây:

(28)

1) Bo bo “Job’s tears” (Coix lacryma) 2) Đậu nhung (Mucuna utilis)

Cây ăn

1) Bưởi chùm (Citrus grandis)

2) Chuối (Musa cavendishii, M paradisiaca,H Sapientum) 3) Mít hột (Artocarpus communis)

4) Măng cụt (Garcinia mangostana) Cây lấy đường, dầu, gia vị có sợi

1) Quả lai ( Aleurites moluccana) 2) Cọ dầu ( Cocos nucifera) 3) Mía (Saccharum officinarum) 4) Cỏ ba (Caryophyllus aromaticus) 5) Đậu khấu ( Myristaca fragrans) 6) Hồ tiêu (Piper nigrum)

7) Chuối sợi (Musa textiles) Các trồng Cận Đông

1) Đậu lăng(Lens culinaris) 2) Đậu mỏ (Cicer arietinum) 3) Cây mận (Prunus cerasifera) 4) O lưu (Olea europaea) 5) Lúa mạch (Hordeum vulgare) 6) Ĩc chó (Juglans regia)

7) Quả hạnh (Amygdalus communis) 8) Mơ (Primus armeniaca)

9) Chà (Phoenix dactylifera) 10) Lúa mì(Triticum aestivum) 11) Sung (Ficus carica)

Trung tâm Trung Á (3): Gồm Bắc Ấn Độ, Afghanistan, Tadjikistan, Uzbekistan,

miền Tây Tian-Shan Có 43 lồi nhiều lúa mỳ Cây lấy hạt đậu

1) Lúa mỳ thường ( Triticum vulgare) 2) Lúa mỳ dày (Triticum compactum) 3) Lúa mỳ đốm (Triticum sphaerocoecum) 4) Đậu (Pisum sativum)

5) Đậu lăng (Lens esculenta) 6) Đậu ngựa (Vicia faba) 7) Đậu mỏ (Cicer arientinum) 8) Đậu xanh (Phaseolus aureus) 9) Mustard (Brassica juncea) 10) Lanh (Linum usitatissimum) 11) Vừng ( Sesamum indicum) Cây lấy sợi

1) Gai (Cannabis indica)

2) Bông (Gossypium herbaceum) Cây rau

1) Hành (Allium cepa) 2) Tỏi (Allium sativum)

(29)

4) Cà rốt (Daucus carota) Cây ăn

1) Hồ chăn (Pistacia vera)

2) Lê (Pyrus communis)

3) Hạnh (Amygdalus communis) 4) Nho (Vitis vinifera)

5) Táo (Malus pumila (M sieversii)

Trung tâm cân Đông (4): Bao gồm phần nhỏ Châu Á , toàn dãy Cáp Ca, Iran,

và cao nguyên Turkmenistan Vùng có 83 lồi Cây có hạt họ đậu

1) Lúa mỳ Einkorn ( Triticum monococcum) (2n = 14) 2) Lúa mỳ cứng (Triticum durum) (2n = 28)

3) Lúa mì Ba lan ( Triticum turgidum) (2n = 28) 4) Lúa mỳ thường (Triticum vulgare) (2n = 42) 5) Lúa mỳ phương Đông (Triticum orientale) 6) Lúa mỳ Ba Tư (Triticum persicum) (2n = 28)

a Triticum timopheevi (2n = 28) b Triticum macha (2n = 42)

c Triticum vavilovianum, branched (2n = 42) 7) Lúa mạch râu (Hordeum distichum, H nutans) 8) Lúa mạch đen (Secale cereale)

9) Yến mạch Địa Trung Hải (Avena byzantina) 10) Yến mạch thường (Avena sativa)

11) Đậu lăng (Lens esculenta)

12) Đậu Lupine (Lupinus pilosus, L albus) Cây thức ăn gia súc

1) Cỏ linh lăng (Medicago sativa) 2) Cỏ ba (Trifolium resupinatum) 3) Cỏ Ca ri (Trigonella foenum graecum) 4) Đậu tằm (Vicia sativa)

5) Đậu tằm lông (Vicia villosa) Cây ăn

1) Sung (Ficus carica) 2) Lựu (Punica granatum)

3) Táo (Malus pumilo) trung tâm 4) Lê (Pyrus communis) and others

5) Mộc qua (Cydonia oblonga) 6) Anh đào (Prunus cerasus)

7) Táo gai (Crataegus azarolus)

Trung tâm Địa Trung Hải (5): Bao gồm xung quanh biển Địa Trung Hải , vùng

có 84 lồi quan trọng có Ô lưu, rau cỏ Ngũ cốc họ đậu

1) Lúa mỳ cứng (Triticum durum expansum) 2) Lúa mỳ kiến (Triticum dicoccum )

3) Lúa mỳ Ba Lan ( Triticum polonicum) 4) Lúa mỳ spenta ( Triticum spelta)

(30)

7) Cỏ Canarygrass (Phalaris canariensis) 8) Đậu cỏ (Lathyrus sativus)

9) Đậu Hà Lan hạt rộng ( Pisum sativum) 10) Đậu Lupine (Lupinus albus) and others Cây thức ăn gia súc

1) Cỏ bao Ai Cập (Trifolium alexandrinum) 2) Cỏ ba trắng (Trifolium repens)

3) Cỏ ba đỏ thẫm (Trifolium incarnatum) 4) Cỏ Serradella (Ornithopus sativus) Cây có dầu lấy sợi

1) Lanh (Linumusitatissimum) hoang dại (L angustifolium ) 2) Cải dầu (Brassica napus)

3) Mù tạt đen (Brassica nigra) 4) Oliu (Olea europaea) Cây rau

1) Củ cải đường vườn ( Beta vulgaris) 2) Cải bắp (Brassica oleracea)

3) Turnip (Brassica campestris, B Napus) 4) Rau diếp (Lactuca sativa)

5) Măng tây (Asparagus officinalis) 6) Cần tây (Apium graveolens) 7) Diếp xoăn (Cichorium intybus) 8) Củ cải vàng (Pastinaca sativa) 9) Đại hồng (Rheum officinale) Cây có dầu gia vị

1) Cây Carum (Carum carvi) 2) Cây hồi (Pimpinella anisum) 3) Húng tây (Thymus vulgaris) 4) Bạc hà cay (Mentha piperita) 5) Ngải đắng (Salvia officinalis) 6) Hupblông (Humulus lupulus0

Trung tâm Abixini (6): (=Ethiopia) phần Somali Là Trung tâm có 38 lồi

Cây có hạt họ đậu

1) Lúa mỳ cứng (Abyssinian, Triticum durum abyssinicum) 2) Lúa mỳ Ba Lan ( Triticum turgidum abyssinicum) 3) Mỳ kiến (Triticum dicoccum abyssinicum)

4) Lúa mỳ Ba Lan (Triticum polonicum abyssinicum) 5) Lúa mạch ( Hordeum sativum) (loại hình đa dạng) 6) Lúa miến hạt (Andropogon sorghum)

7) Kê trân châu (Pennisetum spicatum) 8) Kê Châu Phi ( Eleusine coracana) 9) Đậu bò (Vigna sinensis)

10) Lanh ( Linum usitatissimum) Loài khác

1) Vừng ( Sesamum indicum),trung tâm sơ cấp 2) Đậu hải ly (Ricinus communis),một trung tâm 3) Cải xoong vườn ( Lepidium sativum)

(31)

5) Mướp tây (Hibiscus esculentus) 6) Nhựa thơm (Commiphora abyssinicia) 7) Chàm ( Indigofera argente)

Trung tâm Nam Mexican Trung Mỹ: Gồm miền Nam Mexico, Guatemala,

Honduras Costa Rica Cây có hạt đậu

1) Ngơ (Zea mays)

2) Đậu thường (Phaseolus vulgaris) 3) Đậu Lima (Phaseolus lunatus) 4) Đậu Tepary (Phaseolus acutifolius) 5) Đậu mít (Canavalia ensiformis)

6) Rau giền hạt (Amaranthus paniculatus leucocarpus ) Cây bầu bí

1) Bầu Malabar (Cucurbita ficifolia) 2) Bí ngơ đông (Cucurbita moshata) 3) Su su (Sechium edule)

Cây lấy sợi

1) Bông cạn (Gossypium hirsutum)

2) Bông Bourbon (Gossypium purpurascens) Cây khác

1) Khoai lang (Ipomea batatas)

2) Hoàng tinh (Maranta arundinacea)

3) Hồ tiêu (Capsicum annuum, C Frutescens)

4) Đu đủ (Carica papaya) 5) Ổi (Psidium guayava)

6) Điều (Anacardium occidentale) 7) Anh đào dại (Prunus serotina) 8) Cochenial (Nopalea coccinellifera) 9) Ngô anh đào (Lycopersicum cerasiforme) 10) Cacao (Theobroma cacao)

11) Thuốc (Nicotiana rustica)

Trung tâm Nam Mỹ (8): (62 danh mục trồng) Ba trung tâm phụ:

Cây có củ

1) Khoai tây Andean (Solanum andigenum) (2n = 96)

2) Các loài khoai tây trồng: 14 số nhiễm sắc thể loài 2n từ 24 – 60 3) Khoai tây không độc (Tropaeolum tuberosum) vùng ven biển Peru vùng

nhiệt đới Á nhiệt đới không tưới Ecuador, Peru Bolivia Cây lấy hạt họ đậu

1) Ngô bột (Zea mays amylacea)

2) Đậu Lima (Phaseolus lunatus),trung tâm thứ cấp 3) Đậu thường (Phaseolus vulgaris), trung tâm thứ cấp Cây lấy củ rễ

1) Chuối hoa (Canna edulis)

2) Khoai tây (Solanum phureja) (2n = 24) Cây rau

1) Cà chua (Lycopersicum esculentum)

(32)

4) Ớt (Capsicum frutescens) Cây lấy sợi

1) Bông Ai Cập (Gossypium barbadense) Cây ăn khác

1) Hoa say (Passiflora ligularis) 2) Ổi (Psidium guajava)

3) Ký ninh (Cinchona calisaya)

4) Thuốc (Nicotiana tabacum) Trung tâm Chiloe (8b)

1) Cà chua thường (Solanum tubersum)(2n = 48)

2) Dâu tây dại (Fragaria chiloensis) Trung tâm Brazilian-Paraguayan (8c)

1) Sắn (Manihot utilísima) 2) Lạc (Arachis hypogaea) 3) Cao su (Hevea brasiliensis) 4) Dứa (Ananas comosa)

5) Giẻ Brazil(Bertholletia excelsa) 6) Điều(Anacardium occidentale) 7) Dưa gang tía(Passiflora edulis)

1.6 CÁC TRUNG TÂM BẢO TỒN NGUỒN GEN THẾ GIỚI

Bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật, tập trung lớn mạng lưới IPGRI Mạng luới có tham gia quốc gia quan nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế mận

Bảng 1-2: Các Trung tâm nông nghiệp Quốc tế (IARCs) nhóm tư vấn nghiên cứu nơng nghiệp Quốc tế

Từ viết tắt

Cơ quan Năm

thành lập

Các chương trình nghiên cứu

Cơ quan nước

IRRI Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

(International Rice Research Institute)(IRRI) 1960 Lúa Philippines

CIMMYT Trung tâm cải tiến ngô lúa mỳ Quốc tế

(International Maize and Wheat Improvement Centre) (CIMMYT)

1964 Ngô, lúa mỳ, lúa mạch triticale*

Mexico

IITA Viện nghiên cứu Nông nghiệp Nhiệt đới

(International Institute of Tropical Agriculture) (IITA)

1965 Ngơ, lúa, đậu bị, khoai làng , củ mỡ, sắn

Nigeria

CIAT Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới

(Centre Internacional de Agricultura Tropical)

1968 Sắn, đậu, lúa, cỏ thức ăn gia súc

Colombia WARDA Hiệp hội phát triển lúa Tây Phi

(West Africa Rice Development Association) 1971 Lúa Ivory Coast

CIP Trung tâm có củ Quốc tế

(International Potato Centre) 1972 Khoai tây có củ khác Peru

ICRISAT Viện nghiên cứu trồng vùng Nhiệt đới bán khô hạn

1972 Đậu mỏ, đậu ngọc (pigeonpea), kê, cao lương,

(33)

(International Crops Research Institute for the

Semi-Arid Tropics) lạc

IBPGR UB nguồn tài nguyên di truyền thực vật Quốc tê

(International Board for Plant Genetic Resources)

1974 Nguồn tài nguyên di truyền thực vật

Italy

ICARDA Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp vùng khô hạn

(International Centre for Agricultural Research in the Dry Areas) (CIARD)

1976 Lúa mỳ, lúa mạch, đậu faba, đậu lăng, đậu mỏ thức ăn gia súc triticale

Syria

ISNAR Cơ quan hỗ trợ nghiên cứu nông nghiệp Quốc tế

(International Service for National Agricultural Research)

1980 Nghiên cứu nông nghiệp quốc gia

Netherlands

Ghi chú: Triticale × Triticosecale) lồi lai lúa mỳ (Triticum) lúa mạch đen (Secale)

Bảng 1- : Số mẫu nguồn gen lưu giữ quan nghiên cứu quốc tế (van Sloten, 1990a) Tổ chức Số mẫu nguồn gen

CIAT 66.000 CIMMYT 70.000 CIP 12.000 ICARDA 87.000 ICRISAT 96.000 IITA 36.000 ILCA 9.000 IRRI 83.000 WARDA 6.000

466.000 35% Ghi chú: Tổng số mẫu nguồn gen lưu giữ toàn cầu ước khoảng 2.600.000; số mẫu nguồn

gen toàn giới 1.050.000 mẫu năm 1981 đến ước khoảng 1.300.000 mẫu

Bảng 1-4: Nguồn gen lương thực (Anderson et al., 1988)

% vật liệu di truyền thu thập Cây trồng Số mẫu ngân

hàng gen (1000)

Số mẫu khác biệt

(1000) Cây trồng

Hoang dại

Mức độ bị đe dọa

Lúa mỳ 400 125 95 60 Trung bình

Lúa 200 70 70 10 Trung bình

Ngơ 70 60 90 n.e.* n.a

Lúa mạch 250 50 40 10 Trung bình

(34)

Đậu 65 33 50 10 Trung bình/thấp

Lạc 33 10 70 50 Thấp

Khoai lang 60 Cao

Khoai tây 42 30 95 n.e Thấp

Đậu đũa 18 12 75 Cao

Source: IBPGR 1984; n.a Không đủ thông tin; n.e không ước tính 1.7 BẢO TỒN NGUỒN GEN CỦA VIỆT NAM

Nguồn tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam đa dạng đặc điểm điều kiện sinh thái, địa hình dân tộc Việt nam chia thành vùng sinh thái, vùng có điều kiện địa hình, đất đai, thổ nhưỡng khí hậu khác hình thành nên thảm thực vật loài thực vật phong phú đa dạng.Theo tài liệu thống kê (tré de Groombridge,1992), Việt Nam 25 nước có mức đa dạng sinh học cao giới với dự tính có 20.000 đến 30.000 lồi thực vật Theo Nguyễn Nghĩa Thìn,1997 tổng số loài thực vật toàn quốc 11.373 loài 2.524 chi 378 họ thuộc ngành

Vùng Tây Bắc Đơng Bắc Bộ có địa hình núi cao, có mùa rõ rệt năm, mùa đơng lạnh nhiệt độ thấp thích hợp với số lồi Á nhiệt đới lê, đào, mận Địa hình núi cao phân chia thành tiểu vùng huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai, huyện Sìn Hồ tỉnh Lai Châu số lồi cây ăn quả, hoa ơn đới sinh trưởng phát triển vùng Một số loài thuốc đặc hữu, quý điều kiện sinh thái Sapa thảo (Amomum tsao-ko Crev.et Lem)

Vùng đồng Bắc Bộ phì nhiêu, đa dạng lồi lương thực lúa, ngơ, khoai lang Ngồi đồng Bắc Bộ cịn đa dạng nguồn gen ăn địa phương nhập nội vải (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Pham Ngọc Liễu, 2004)

(35)

Vùng Bắc Trung Bộ Nam Trung vùng chịu ảnh hưởng gió Lào, khơ nóng phân chia thành tiểu vùng rõ, tiểu vùng phía tây dãy núi trường sơn, độ dốc lớn, thảm thực vật đa dạng vùng ven biển Nguồn gen vùng ven biển phong phú lồi có khả chịu hạn, mặn điển hình Ví dụ giống lúa lốc Nghệ An địa phương có khả chịu hạn phục hồi sau hạn cao, nguồn gen quý cho chọn tạo giống chịu hạn mặn

Vùng Đông Nam Bộ vùng điển hình khơ hạn Việt Nam, trồng đặc thù chịu hạn điều, cao su có nguồn gen đa dạng nước

Vùng Tây nguyên quê hương công nghiệp, giống lương thực, lấy hạt có nhiều đặc điểm tính trạng q đặc biệt khả chịu hạn Tây Nguyên vùng đa dạng nước

Vùng Đồng Sông Cửu Long thảm thực vật, lương thực loài thực vật đặc trưng đất ngập nước

Ngày nay, nhiều nguyên nhân tăng dân số, nhu cầu lương thực nhu cầu khác người ngày tăng dẫn đến khai thác rừng nguồn tài nguyên cách mức, thiên tai, dịch bệnh phát triển nhanh giống trồng có suất cao dẫn đến nguồn tài nguyên di truyền nhiều vùng sinh thái suy giảm nghiêm trọng Suy giảm nhanh mức độ mạnh vùng đồng bằng, nơi có điều kiện canh tác thuận lợi, mật độ dân số cao, điều kiện kinh tế phát triển Nông dân có khả đầu tư cao để sử dụng giống trồng cải tiến giống lai Những vùng khó khăn, canh tác nhờ nước trời, nơng dân nghèo, khả đầu tư thấp mức độ đa dạng trồng, đặc biệt giống địa giống địa phương có mức đa dạng cao vùng khác Ví dụ mức độ đa dạng nguồn gen thực vật huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên khảo sát năm 2003 trình bày bảng 1-5:

Bảng 1-5: Khảo sát nguồn gen thực vật huyện Điện Biên tỉnh Điện Biên

( Số liệu điều tra xã huyện Điện Biên năm 2003)

(36)

22 Bưởi Citrus grandis L 23 Chanh yên (tây) Citrus limon (L.) Burm 24 Cam núi Citrus macroptera Montr 25 Cam sành Citrus nobilis Lour 26 Qt Citrus reticulata Blco 27 Tía tơ Coleus scutellaroides Benth 16 28 Khoai môn nước Colocassia esculenta (L.) Schott 14 29 Dưa leo Cucumis sativus L 11 30 Bí đỏ cuống trịn Cucurbita maxima L 35 31 Bí rợ Cucurbita moschata Duch 41 32 Bí đỏ Cucurbita pepo L 47 33 Nghệ Curcuma domestica L 13 34 Sả Cymbopogon citratus L 35 Nhãn Dimocarpus longan var.local Lour 19 36 Củ mỡ Dioscorea alata L 37 Củ từ Dioscorea esculenta (Lour.) Burk 38 Củ mài Dioscorea persimilis Prain & Burkill 39 Rau ngổ Enydra fluctuans 12 40 Kinh giới Esholigia ciliata L 11 41 Si Ficus benjamina L 42 Sung lông Ficus drupacea Corner 43 Ngái Ficus maliformis King 44 Sung Ficus rasemosa L 45 Sung xanh Ficus virens Ait 46 Đậu nành Glycine max (L.) Merr 34 47 Rau giấp cá Houttuynia cordata Thunb 17 48 Rau muống Ipomoca aquatica Forssk 49 Khoai lang Ipomoea batatas Lamk 50 Đậu ván Lablab purpureus (L.) Sweet sub sp 24 51 Bầu Lagenaria siceraria (Mol.) Stadley 39 52 Vải Litchi sinensis Radlk 53 Trứng gà Lucuma mammosa Gaertn 54 Mướp khía Luffa acutagula (L.) 12 55 Cà chua Lycopersicon carasiforme Alef 15 56 Cà chua thóc Lycopersicon esculentum commune Alef 57 Xoài Mangifera indica L 11 58 Sắn Manihot esculenta Grantz 27 59 Hồng xiêm Manilkara achras (Mill) Fosb 60 Mướp đắng Momordica charantia 24 61 Gấc Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng 15 62 Dâu ta Morus australis Poir 17 63 Đậu mèo Mucuna cochinchinensis (Lour.) Merr 26

64 Chuối Musa sp 51

(37)

70 Mơ leo Paederia scandens (Lour.) Merr 71 Me rừng Phyllanthus emblica L 72 Trầu không Piper betle L 73 Lá lốt Piper lolot C 15 74 Rau răm Polygonum odoratum Lour 11 75 Đinh lăng Polyscias fruticosa (L.) Harms 76 Mơ Prunus armeniaca L

77 Ổi Psidium gujava L 21

78 Đậu rồng Psophocarpus tetragonolobus L 19 79 Sắn dây Pueraria thomsoni Benth 12 80 Lựu Punica granatum L 81 Cải củ Raphanus sativus L 23 82 Hoa hồng Rosa chinensis Jacq 83 Su su Secchium edule (Jacq.) Swartz 84 Mía Shaccharum officinarum L 12 85 Cà dái dê (tím) Solanum melongena L 19 86 Cà pháo Solanum undatum L 15 87 Me Tamarindus indica L 88 Dưa núi Trichosanthes cucumerina L 17 89 Đậu xanh Vigna radiata L 29 90 Đậu nho nhe Vina umbellata (Thunb.) Ohwi & Ohashi var 42 91 Khoai mùng Xanthosoma sagittifilium L 11

92 Ngô Zea mays 112

93 Gừng Zingiber officinale Roscoe 13 94 Táo ta Ziziphus manritiana (Lamk.)

Nguồn : Vũ Văn Liết, Đồng Huy Giới,2003

Kết khảo sát thu thập cho thấy mức độ đa dạng phụ thuộc vào yếu tố chủ yếu sau:

+ Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội : xã xa trung tâm giao thông số lượng giống địa phương, nguồn gen phong phú xã gần trung tâm

+ Dân tộc khác mức độ phong phú khác nhau, dân tộc khảo sát, dân tộc Mơng có bơ giống địa phương phong phú nhất, tiếp dân tộc Thái, dân tộc Kinh hầu hết sử dụng giống cải tiến

+ Địa hình cao nguồn gen phong phú địa hình thấp, phẳng có tưới + Địa phương có rừng nguồn gen phong phú địa phương khơng có rừng + Nguồn gen giống địa phương, hoang dại phong phú vườn hộ

Những nghiên cứu khác cho kết tương tự, vùng núi dân tộc người mức độ đa dạng cao, giống địa phương chiếm tỷ lệ lớn so với giống

Bảng 1-6: Tỷ lệ giống lúa địa phương khu vực miền núi đồng

Số giống địa phương

Địa phương Tổng số

giống Số lượng Tỷ lệ(%) Bản Tát (Tân Minh, Đà Bắc, Hịa Bình) 22 17 77,27 Bản Cang (Đồn Kết, Đà Bắc, Hịa Bình) 25 15 60,00 Thơn n Minh (n Quang, Nho Quan, Ninh Bình) 10 40,00 Thơn Quảng Mào (Thạch Bình, Nho Quan, Ninh Bình) 11 41,67

(38)

Nghiên cứu Lưu Ngọc Trình cơng năm 2001 cho thấy mức độ đa dạng giống lúa địa phương minh họa bảng 1-6

Nhận thức mức độ quan trọng nguồn tài nguyên di truyền thực vật xu hướng xói mịn nguồn gen thực vật Việt Nam thành lập Trung tâm Tài nguyên di truyền thực vật thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (Quyết định số 220/2005/QĐ-TTg ngày 09/9/2005 Thủ tướng Chính phủ) Trung tâm có mạng lưới gồm 18 Viện, Trung tâm Trạm làm nhiệm vụ nghiên cứu bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật Những nhiệm vụ quy định bao gồm: (a) Duy trì phát triển ngân hàng gen thực vật Quốc gia (b) Xây dựng giải pháp bảo tồn khai thác sử dụng tài nguyên thực vật (c) Bảo tồn thông qua sử dụng tài nguyên thực vật, phát triển trì điểm bảo tồn In situ nguồn gen trồng; (d) Đa dạng sinh học nông nghiệp, động thái biến động đa dạng thực vật; (đ) Điều phối hoạt động màng lưới bảo tồn quỹ gen trồng

Trung tâm thu thập theo thứ tự ưu tiên vùng có nguy xói mịn nguồn gen cao nhập nội có định hướng Đã bảo tồn 1.800 mẫu giống khoảng 100 loài trồng Hàng năm lưu giữ tốt số giống có giống thu thập, nhập nội Dự kiến đến cuối năm 2005 số mẫu giống bảo tồn nước 20.000 200 lồi, NHGCTQG 15.000 mẫu giống Trung tâm thực quản lý liệu thơng tin TNDTTV: Đến năm 2005 hồn thành bốn nội dung chính:

- Phần mềm quản lý TNDTTV tiếng Việt áp dụng thống toàn quốc - Website TNDTTV Việt Nam có đủ lượng thông tin cần thiết cho đối tượng truy cập nước tuyên truyền quốc tế

- In ấn phẩm thông tin TNDTTV dạng sách chuyên khảo, catalog, tin (newsleter), tờ bướm (brochure) cho đối tượng sử dụng khác Cấp phát, trao đổi thông tin TNDTTV theo quy chế cấp phát thông tin nguồn gen

Trong giai đoạn 2001-2005, Ngân hàng gen trồng Quốc gia cấp phát 3.494 lượt mẫu giống 4.250 lượt liệu phục vụ mục tiêu sử dụng khác nhau, góp phần tích cực cho công tác giống trồng Giống đậu xanh NTB-01 Trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ bình tuyển từ nguồn gen đậu xanh Ngân hàng gen trồng Quốc gia cung cấp công nhận giống quốc gia

Việt Nam hình thành vườn quốc gia, khu bảo tồn để bảo tồn đa dạng sinh học, có bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật Số vườn quốc gia nước đến 2006 30 với tổng diện tích 1.166.441 ha, ngồi vườn quốc gia nước cịn có 78 khu bảo tồn thiên nhiên với tổng diện tích 1,7 triệu 18 khu bảo vệ cảnh quan có diện tích 120.000

Việt Nam ban hành nhiều sách bảo tồn đa dạng sinh học bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật Quốc hội ban hành “Pháp lệnh giống trồng số 15/2004/PL-UBTVQH11”, “Luật Sở hữu trí tuệ số 50/2005/QH11” Quốc hội khố XI kỳ họp thứ thơng qua ngày 29/11/2005 có hiệu lực từ ngày 01/7/2006; “Luật nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam số 29/2004/QH11 ngày 03 tháng 12 năm 2004 bảo vệ phát triển rừng”

(39)

Câu hỏi ôn tập tập chương

1- Các khái niệm đa dang sinh học, đa dang di truyền

2- Vai trò đa dạng sinh học đa dạng di truyền với nông nghiệp chọn giống trồng

3- Khi điều tra thu thập nguồn gen huyện Điện Biên, thu thập tổng số 94 lồi, số lồi tìm thấy huyện lồi Hãy tính mức độ phong phú hay đa dạng loài thực vật huyện Điện Biên

4- Khi thực thu thập mẫu nguồn gen ba xã thu loài, số cá thể loài ba xã khác bảng sau:

Số cá thể

Loài xã Nà Tấu Mương Pồn Thanh Nưa

sp 26 30 60

sp 32 40

sp 45 20 70

sp 18 15 17

sp 39 53 45

sp 22 14 26

Hỏi ba địa phương trên, địa phương có mức độ đa dạng cao 5- Các học thuyết nguồn gen thực vật giá trị học thuyết nông

nghiệp chọn giống

6- Các Trung tâm phát sinh trồng cho ví dụ Trung tâm để minh họa 7- Các Trung tâm lưu giữ nguồn gen quốc tế số lượng nguồn gen lưu trữ , bảo tồn 8- Vấn đề đa dạng sinh học đa dạng di truyền Việt Nam nào?

(40)

THU THẬP NGUỒN GEN THỰC VẬT

2.1 XĨI MỊN NGUỒN TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN THỰC VẬT 2.1.1 Mức độ xói mòn nguồn gen thực vật

Wilkes(1984) đưa ba mức đe dọa đến nguồn tài nguyên di truyền đa dạng nguồn tài nguyên di truyền thực vật sau:

- Xói mịn di truyền (Genetic erosion):

Xói mịn di truyền q trình làm hạn chế thu nhỏ vốn gen lồi thực vật hay động vật, có cá thể quần thể bị hội thu lại hay lặp lại cá thể khác gây nguy hiểm đến đa dạng quần thể

Xói mịn di truyền đa dạng nơng nghiệp chăn nuôi đa dạng di truyền, gồm gen tổ hợp gen đặc thù (hoặc phức hợp gen), giống địa phương lồi hóa thích nghi với mơi trường tự nhiên, nơi phát sinh phát triển

Thuật ngữ xói mịn di truyền đơi sử dụng với nghĩa hẹp allel gen nghĩa rộng giống hay loài

Kỹ thuật cải tiến giống trồng phát triển loại trừ giống hay nguồn gen gốc tạo giống trồng cải tiến Hơn 10.000 năm, trồng tạo số lượng lớn kiểu gen thích nghi với điều kiện địa phương Những giống trồng giống địa phương, giống trồng nông nghiệp người dân chọn lọc địa Chúng nguồn di truyền cho nhà tạo giống sử dụng để cải tiến nguồn gen tạo giống trồng chịu thâm canh suất cao Ngay sau giống cải tiến suất cao thay đa dạng di truyền hàng nghìn năm tạo nên Bên cạnh dân số tăng, dẫn đến đất đai sử dụng vào sản xuất nông nghiệp mở rộng để đáp ứng nhu cầu người làm biến nơi sinh sống loài hoang dại Các nguy yêu cầu nhân loại phải thu thập bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật lại, khơng chúng biến hồn tồn Thế giới bắt đầu đưa thuật ngữ kỹ thuật bền vững đa dạng sinh học, đa dạng di truyền, bảo tồn nội vi (In- situ), bảo tồn ngoại vi (Ex –situ)… chúng trở thành thành phần bền vững tương lai

- Nguồn di truyền dễ tổn thương (Genetic vulnerability):

Nguồn di truyền dễ tổn thương loài dễ bị thay hay bị đe dọa tuyệt chủng môi trường bất thuận, dịch bệnh điều kiện kinh tế -xã hội khác Nguồn tài nguyên bị môi trường sinh sống môi trường sinh sống bị phá vỡ, chia cắt làm cho nguồn tài nguyên di truyền dễ bị tổn thương

(41)

- Sự tuyệt chủng (Genetic wipeout):

Sự đe dọa thứ ba đến nguồn tài nguyên di truyền thực vật biến loài tiềm tạo nên đa dạng nguồn tài nguyên di truyền, phá vỡ quần xã ổn định nguồn tài nguyên di truyền Sự phá vỡ dẫn đến biến số đa dạng di truyền mong muốn Rất nhiều loài trồng trồng hoang dại bị tuyệt chủng cần thiết phải có chiến lược thu thập bảo tồn Nghiên cứu V Holubec, 1997 cho thấy lồi hoang dại bơng châu Phi, nơi có nguồn gen bơng đa dạng giới, số lồi ngày có thơng tin chúng Các lồi bơng địa phương thuộc nhóm gen nơm (A, B, E F) bị đe dọa tuyệt chủng Do vậy, người cần xây dựng đồ phân bố,

thu thập bảo tồn chúng Một số loài G areysianum, G incanum; G capitis-viridis cịn thơng tin xếp mức đe dọa tuyệt chủng nguy hiểm

2.1.2 Ngun nhân xói mịn nguồn gen thực vật

Xói mịn di truyền hay giảm đa dạng di truyền thực vật có nhiều quan điểm khác gồm: giảm số lượng loài thực vật giảm đa dạng di truyền loài Ngoài ra, sinh vật sống bên hay hệ sinh thái tăng lên tính đến, xem xét mức độ đa dạng di truyền (Collins and Qualset, 1999; Hillel and Rosenzweig, 2005) Loài người sử dụng 7.000 loài trồng để đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm nhu cầu khác thơng qua trồng trọt hay thu hái tự nhiên Ngày canh tác đại giới hóa có 150 lồi sử dụng canh tác thâm canh, 15 loài trồng cung cấp 90 % lượng cho lồi người Nơng nghiệp, lâm nghiệp, định cư sinh sống người chiếm 95% môi trường sống trái đất, diện tích khơng sử dụng khoảng 3,2% Hoạt động người chiếm 1/3 đến 1/2 sản lượng hệ sinh thái toàn cầu Đất trồng trọt đồng cỏ phần sinh khối lớn hành tinh, chúng chiếm 40% bề mặt đất tương tự sinh khối rừng Mặc dù lượng hạt thu hoạch tăng dần, chi phí đầu tư gây hại cho mơi trường tăng lên đáng kể (bao gồm suy thoái chất lượng nước sử dụng phân bón, suy thối đất trồng trọt, nơi sinh sống tự nhiên động, thực vật) Bởi tăng cường sản xuất nông nghiệp trước mắt, suy thoái làm yếu hệ sinh thái tương lai, bao gồm tài nguyên di truyền thực vật (Foley cs., 2005)

Trong loài trồng, giống địa phương thay giống cải tiến, tỷ lệ tốc độ thay phụ thuộc vào loài trồng, vùng địa lý môi trường Cây lương thực lúa nước lúa mỳ bị thay nhanh nhất, ngun nhân xói mịn di truyền lớn (Day Rubenstein cs, 2005) Ước tính cịn 15% diện tích gieo trồng giống lúa địa phương điều kiện có tưới, lúa mỳ địa phương cịn 23%, giống ngơ địa phương cịn trồng khoảng 60% diện tích ngơ nước phát triển diện tích khơng đáng kể nước phát triển Gần 8.000 giống táo trồng Hoa Kỳ kỷ 20, đến 95% số khơng cịn tồn Giống ngơ địa phương Mexico chiểm 20% tổng số giống ngơ có sản xuất, Giống lúa mỳ địa phương 10% tổng số 10.000 giống lúa mỳ Trung Quốc đến sử dụng

(42)

Xói mịn di truyền tổ hợp ngun nhân, xói mịn nhanh bị phân chia mơi trường sống Hầu hết lồi bị đe dọa sinh sống với quần thể nhỏ bị chia cắt môi trường sinh sống tự nhiên chúng xen kẽ khu định cư đất canh tác người Nguyên nhân dẫn đến cận phối khơng có điều kiện cạnh tranh quần thể cao xói mịn diễn nhanh

Xói mịn di truyền trình, hạn chế vốn gen loài động, thực vật, vốn gen bị thu hẹp cá thể từ quần thể sống sót bị chết khơng có hội tìm thấy hay phục hồi quần thể nhỏ Xói mịn di truyền xảy cá thể sống có gen nhất, cá thể bị tạo giống khơng có hội có kiểu gen Đa dạng di truyền thấp quần thể động thực vật hoang dại, dẫn đến giảm vốn gen tương lai Sự tự thụ phấn hệ thống miễn dịch yếu loài dẫn đến tuyệt chủng thực

X ung độ t quy ền l ợ i D u c anh D ịch h

ại Chuy

ển đổ i m ục đíc h s d ụng đấ t Lu ật pháp v c hí nh s ác h Ch ăn t m ứ c Ả nh h ưở ng c môi tr ườ ng Áp lự

c dân s

ố K hai thác m ứ c Ch ặt phá r ng Gi ống m i th ay th ế gi ống đị a p hươ ng 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Nguyên nhân S ố n ướ c

Hình 2-1 : Những nguyên nhân gây xói mịn di truyền (Stanislav Magnitskiy,2000)

Nguồn tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam năm tình trạng chung Dân số Việt Nam tăng nhanh từ năm 1954 đến (2007) dẫn đến vùng đồng canh tác thuận lợi người dân khai khẩn hết đất hoang hóa để trồng trọt, loài hoang dại vùng đồng khơng cịn có số lượng nhỏ Cuộc cách mạng xanh năm 1960 vào Việt Nam, giống cải tiến, suất cao phổ biến sản xuất để giải tình trạng thiếu lương thực Các giống lúa cải tiến nhanh chóng thay giống lúa địa phương (gié, dự, tẻ tép, tám), giống ngô lai thay giống ngô thụ phấn tự

Những vùng địa phương có điều kiện khó khăn giao thơng, đất đai màu mỡ, không chủ động tưới, tiêu người dân nghèo, trình thay giống địa phương giống diễn chậm do:

- Giống cải tiến, giống khả chống chịu thích nghi với điều kiện địa phương không cao giống địa phương

- Người dân nghèo khơng có khả đầu tư thâm canh cao - Trình độ canh tác người dân thấp

- Giống địa phương có chất lượng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng người dân địa phương

(43)

Những nguyên nhân chứng minh với vùng núi phía Bắc Việt Nam, phía tây Miền Trung Tây nguyên Tuy nhiên vùng lại bị chi phối số nguyên nhân khác:

- Sự thay giống diễn ngày mạnh mẽ

- Dân số tăng di cư tự cần mở rộng diện tích canh tác dẫn đến chặt phá rừng làm nương rẫy

- Chuyển đổi mục đích sử dụng chuyển đất rừng sang trồng công nghiệp, xây dựng sở hạ tầng, khu dân cư…

- Kỹ thuật canh tác đất dốc không phù hợp

2.1.3 Hậu xói mịn nguồn gen

Những ngun nhân dẫn đến tình trạng suy thối nguồn tài ngun đất, nước tài nguyên di truyền thực vật diễn ngày nghiêm trọng Thiên tai, mùa, bão, lũ thời tiết bất thuận xảy thường xuyên ngày nặng nề hậu suy thoái tài nguyên đa dạng Những hậu tóm tắt sau:

- Mất đa dạng sinh học giảm nguồn gen thực vật, nguồn thức ăn động vật vi sinh vật

- Suy yếu môi trường sinh thái

- Sản xuất ổn định phát triển khơng bền vững

- Xói mịn suy giảm số lượng, chất lượng nguồn tài nguyên đất

- Xói mịn suy giảm số lượng, chất lượng nguồn tài nguyên nước

- Thiên tai xảy khốc liệt

- Phát sinh dịch bệnh nhiều dịch bệnh

- Mất dần văn hóa, tập qn kiến thức địa

Nơng nghiệp, lâm nghiệp nơi sinh sống người địi hỏi 95% mơi trường trái đất, diện tích trái đất khơng phát triển thêm (Lacher et al., 1999) Dân số toàn cầu ngày tăng, nhu cầu người lương thực ngày cao, nhu cầu thực phẩm, nhiên liệu nhu cầu khác tăng nhanh chóng Con nguời khai thác tự nhiên mức, mở mang thêm đất trồng trọt, khai thác rừng làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Đây nguyên nhân dẫn đến suy thoái giảm nguồn tài nguyên, có nguồn tài nguyên di truyền thực vật

Suy giảm nguồn gen xảy mạnh mẽ sau cách mạng xanh năm 1960 giống cải tiến, giống ưu lai có suất cao đời thay giống trồng địa phương suất thấp Việt Nam tình trạng tương tự, giống trồng địa phương đặc biệt lương thực lúa, ngô suy giảm nghiêm trọng số lượng giống diện tích gieo trồng, nhiều giống lúa lúa dự, lúa gié đồng sông Hồng Các tỉnh miền núi, vùng sâu, vùng xa mức độ đa dạng giống địa phương phong phú tình trạng đe dọa suy giảm

Diện tích đất canh tác giảm dân số tăng miền núi nguyên nhân quan trọng, trước hộ nơng dân có – nương canh tác, có – nương, chu kỳ luân canh nương ngắn dẫn đến đất khơng có khả phục hồi độ màu mỡ Các giống lương thực địa phương (lúa, ngô) không sinh trưởng, phát triển đất nghèo kiệt, suất thấp Nơng dân bỏ hóa chuyển sang sử dụng cho mục đích khác, nguyên nhân giảm số lượng diện tích gieo trồng giống địa phương tính miền núi, Việt Nam

(44)

10 20 30 40 50 60 70 80 90

2002 2003 2004 2005

Giống lúa Giống ngơ

Hình 2-2 : Mức độ suy giảm giống lúa ngô địa phương huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên qua năm ( nguồn Vũ Văn Liết, Đồng Huy Giới 2006)

Nguồn gen trồng suy giảm mạnh địi hỏi người phải có giải pháp thu thập, bảo tồn đảm bảo cho an ninh lương thực phát triển bền vững tương lai

2.2 NHIỆM VỤ, XÁC ĐỊNH ƯU TIÊN THU THẬP NGUỒN GEN THỰC VẬT 2.2.1 Nhiệm vụ

Xác định ưu tiên thu thập nguồn gen bị đe dọa tuyệt chủng, nguồn gen quý, đặc hữu vùng, quốc gia Thu thập thông tin tình trạng nguồn gen vật liệu trồng trọt thực tế đồng ruộng, mức độ xói mịn di truyền mức độ bị đe dọa tuyệt chủng chúng vùng địa phương, cở xác định ưu tiên thu thập bảo tồn (Frankel Hawkes, 1975) Những thông tin cần biết trước tiến hành thu thập nguồn gen Để khảo sát thu thập nguồn gen thành công phụ thuộc vào ba yếu tố là: (i) hợp tác tốt với địa phương, (ii) có khả tài chính, nguồn nhân lực (iii) có kiến thức kỹ nghiên cứu nguồn gen thực vật

R.K Arora đưa hai mức nhiệm vụ thu thập nguồn tài nguyên di truyền thực vật thu thập nguồn gen đặc thù thu thập theo mục tiêu rộng

- Nhiệm vụ đặc thù: (Specific missions )

Thu thập biến dị đặc thù, trồng vật liệu đặc thù lương thực lúa, lúa mỳ ngơ Nguồn gen lúa chống chịu điều kiện bất thuận hạn, mặn, ngập, nguồn gen ngô ngô chịu hạn, ngô chất lượng cao nguồn gen trồng, hoang dại họ hàng hoang dại đặc hữu Ấn Độ thực thu thập đặc thù tập trung thu thập dạng lúa mỳ thích nghi với vùng đất mặn miền Tây đồng Ấn Độ, dạng ngô lúa chịu lạnh độ cao 2000 m dãy núi Himalayan, thu thập loài hoang dại đặc thù, đơn vị phân loại liên quan nông nghiệp làm vườn

- Thu thập phạm vi rộng (Broadbased missions )

Mục tiêu đề cấp đến đa dạng tối đa khác (nhiệm vụ thu thập nhiều cây) có mặt vùng thực thời gian thu thập Arora, 1988 phân làm hai loại minh họa bảng 2-1

(45)

khu vực hay loài trồng khảo sát thực tế canh tác đồng ruộng, mức độ đa dạng hay phổ biến nguồn gen đặc thù

Bảng 2-1: Phân loại thu thập nguồn gen

Phân loại Những điểm ý

I Thu thập không cân đối

Cây làm vườn, trồng, thuộc loài hoang dại Cần quan tâm loài vùng đặc thù

Cây lấy củ, rễ thức ăn gia súc Cần quan tâm loài vùng đặc thù

II Thu thập thông thường /cân đối Cây lấy hạt, rau , có sợi, họ đậu có dầu Sự thu thập chi tiết với

trồng ưu tiên

Xem xét biến dị có quần thể loài khác nguồn tài nguyên di truyền Frankel Soulé,1981; Hawkes, 1983 phân loại sau:

- Các giống địa, giống địa phương

- Loài hoang dại mà lồi trồng tiến hóa từ loài

- Loài hoang dại người sử dụng

- Lồi hoang dại có tiềm sử dụng

- Các giống cũ giống tiến

Các loại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, loại bao gồm dòng vật liệu di truyền phân loại rộng đề nghị Chang (1985)

Những nguồn gen cần thu thập nhiều tác giả đề cập đến dựa trình hình thành nguồn gen di truyền nay, để có nhìn nhận đầy đủ đa dạng nguồn gen cần phải thu thập bảo tồn

(46)

2.2.2 Những nguồn gen cần thu thập Việt Nam

Ngày để nhận biết tài nguyên di truyền cần thu thập bao tồn phân loại thành nhóm sau:

Nguồn gen hoang dại

- Cây lương thực : củ mài, mít rừng

- Cây rau : loại rau rừng, rau gia vị

- Cây ăn quả: sung, vả

- Hoa, cảnh : lan rừng, loài hoa dại

- Cây thức ăn gia súc: cỏ dại, lạc dại…

- Cây thuốc:

Nguồn gen trồng địa địa phương

- Cây lúa

- Cây ngô

- Cây ăn

- Cây rau

- Hoa, cảnh

Nguồn gen trồng cải tiến

- Dòng giống lúa cải tiến

- Giống lúa ưu lai

- Dòng giống ngô thụ phấn tự

- Giống ngô ưu lai

- Dòng giống ăn

- Dòng giống rau

- Dòng giống hoa, cảnh Nguồn gen trồng quốc tế

- Cây lương thực

- Cây ăn

- Hoa, cảnh

- Cây rau

- Các dòng quần thể

- Dòng bất dục

- Dòng phục hồi

- Dịng trì

- Dịng

- Dịng tự bất hợp

- Dòng ưu

2.2.3 Xác định vùng trồng ưu tiên thu thập Việt Nam

(47)

địa phương Tây Nguyên năm gần suy giảm nghiệm trọng số lượng diện tích giống ngơ ưu lai mà điển hình giống ngô CP 888

Xác định trồng ưu tiên dựa nguyên tắc trên, ưu tiên thay đối theo thời gian, theo vùng sở phát triển kinh tế xã hội vùng giai đoạn định Việt Nam giai đoạn xếp thứ tự ưu tiên sau:

- Lúa

- Ngô

- Cây thuốc

- Rau

- Hoa

- Các loài hoang dại

Đặc biệt nguồn gen có biến dị tính trạng quý chịu hạn, chịu ngập, chịu mặn, chống chịu bệnh, chua phèn trồng đặc sản địa phương

2.3 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP

Từ kỷ 18 nhà tạo giống trồng, nhà nông nghiệp khảo sát thu thập nguồn gen, tập trung vào lồi thực vật có giá trị kinh tế giá trị sử dụng đặc biệt ăn quả, lương thực phục vụ chọn tạo giống phát triển nơng nghiệp Q trình phương pháp thu thập, bảo tồn khẳng định mạnh mẽ sau học thuyết Darwin biến dị loài thực vật N.I Vavilov cộng ông tạo quan tâm sâu sắc, thực giá trị đa dạng di truyền thực vật phục vụ cho cải tiến di truyền trồng, đáp ứng nhu cầu ngày cao người Khái niệm trung tâm phát sinh trồng giới đa dang di truyền nêu thành lý thuyết khoa học Nhiều quan nghiên cứu tiến hành thu thập nguồn gen thực vật với nhiều mục đích khác Phương pháp thu thập phân thành hai hình thức truyền thống đại Hai hình thức có điểm chung, thu thập đại hoạt động nằm thu thập truyền thống, thu thập đại thu thập nguồn gen cần sử dụng chưa sử dụng sử dụng tương lai Thu thập truyền thống thu thập nguồn gen phục vụ cho nhu cầu Cả hai hình thức hoạt động góp phần tăng đa dạng nguồn gen vật liệu di truyền cần thiết cho nghiên cứu phát triển

Bảng 2-2 : So sánh mục tiêu phương pháp tiếp cận hình thức thu thập nguồn gen truyền thống đại

Khảo sát thu thập nguồn gen truyền thống

Thu thập nguồn vật liệu di truyền đại

1 Khu vực thực vật có hoa cho sinh khối lớn

Khu vực hay vùng đa dạng di truyền, trung tâm sơ cấp, thứ cấp, đại diện liên quan đến sinh thái nông nghiệp hay địa sinh thái

2 Thu thập sở khảo sát địa sinh thái địa lý, tiếp cận tĩnh địa lý

Như trên, tiếp cận địa lý động lực

3 Cây có hoa khu vực vùng

Nguồn tài nguyên di truyền, phân bố đa dạng theo mục tiêu sử dụng (cây ngũ cốc, lấy dầu, lấy sợi , thuốc, thức ăn gia súc )

4 Các công việc nghiên cứu chuyên

(48)

loài đại diện (tiếp cận phân loại)

một đơn vị bản, cấu trúc quần thể liên quan, tự bất hợp, nguồn vật liệu di truyền giống địa phương, giống địa, hình thức chuyển đổi, nguồn tài nguyên di truyền cũ có triển vọng (tiếp cận di truyền)

6 Tổng hợp nhóm kinh tế sở sử dụng, thông tin thực vật học dân tộc, thu thập cảnh hoang dại, nghiên cứu có hoa tiềm

Sự dụng liên kết với dạng nông sinh học, tính trạng mong muốn, giống địa phương, đa dạng liên kết với nhân tố dân tộc học

Bảng 2-3: So sánh phương pháp tiếp cận kỹ thuật thu thập nguồn gen thực vật truyền thống đại

Thu thập truyền thống Thu thập đại Thu thập phạm vi rộng loài

vùng sinh thái khảo sát để thu thập

Phạm vi hẹp, nhóm trồng loài hoang dại, thu thập vùng/khu vực sinh thái nơng nghiệp có canh tác nơng nghiệp khác

2 Phân loại đại diện loài loài Thu thập vật liệu mức lồi 3.Biến dị đại diện trồng thông

thường biến dị cực đại đến biến dị nhỏ (nhóm trồng trọt đại diện cho biến dị cực đại)

Trong đơn vị thu thập/vốn gen, đại diện đầy đủ phạm vi biến dị, dạng thông thường thông qua thu thập ngẫu nhiên, dạng thông qua thu thập theo đường chéo (xu hướng) Đơn vị chức nghiên cứu/thu

thập loài Sự khác rộng theo tính trạng hình thái phân bố địa lý

Đơn vị chức quần thể đơn vị phân giới dòng gen

5 Thu thập hoa, vật liệu phạm vi biến dị đại diện

Khảo sát thu thập dựa chu kỳ sinh sản, nhân giống hàng năm hay lâu năm

6 Thời kỳ khảo sát đại diện đầy đủ vật liệu

Khảo sát lặp lại theo mùa xuất chín để đại diện đầy đủ cho biến dị

7 Dữ liệu ghi nhận hạn chế mức môi trường sống, địa phương, kích thước, màu sắc, phận cây, sử dụng

Dữ liệu ghi nhận khía cạnh, điểm, mơi trường, đặc điểm khác

8 Vật liệu thu thập bảo quản khô, có khung thị nhận biết mẫu trạng thái sống, loài đại diện sở vườn thực vật liệu kiểu hình ghi nhận

Vật liệu thu thập hạt, hạt phấn, phôi, mô dinh dưỡng nhân bảo tồn, vật liệu sống biểu ngân hàng gen đồng ruộng, trồng lại, sử dụng đánh giá

Cả hai hoạt động cần tiến hành song song, cho hiểu biết để phục vụ cho nghiên cứu bảo tồn đầy đủ hơn, bảo vệ môi trường sống, vùng tự nhiên nghiên cứu thực vật, nông nghiệp, làm vườn, lâm nghiệp nơng - lâm Vì vậy, thu thập hai hình thức cho hiểu biết rộng phân loại hình thái trồng, sinh thái, sinh dưỡng, canh tác, phân bố trồng, tiềm kinh tế đa dạng sinh học

(49)

Hình 2-4 Tiếp cận trình lấy mẫu thu thập nguồn gen Nguồn : Williams,1978

2.3.1 Chuẩn bị cho thu thập nguồn gen thực vật a) Thành lập nhóm cán thu thập nguồn gen

Nhóm chuyên gia thu thập nhóm liên ngành, có chuyên môn sâu số lĩnh vực khác thực vật học, di truyền, chọn giống, nông học, sinh thái học, xã hội học Những người hiểu biết dân tộc học, kiến thức địa có vai trị quan trọng q trình thu thập Nhóm cần kỹ thuật viên thành thạo sử dụng trang thiết bị phân tích, đo lường thiết bị bảo quản mẫu nguồn gen sau thu thập Nhóm phân cơng trách nhiệm cho thành viên, trưởng nhóm, cán hậu cần, cán chun mơn chính… Phân cơng cơng việc chuẩn bị xây dựng kế hoạch, xây dựng mẫu biểu thu thập thông tin, liên hệ địa phương, chuẩn bị hậu cần Sau cơng tác chuẩn bị hồn tất, họp nhóm để thống kế hoạch hoạt động kỹ thuật chung Số lượng nhóm người gồm 01 nhóm trưởng, đến cán chuyên môn sâu, cán xã hội học 01 kỹ thuật viên

b)Nghiên cứu tài liệu thứ cấp

Thu thập ngồn gen cần ứng dụng kiến thức lấy mẫu quần thể, hiểu biết đa dạng sinh học, đa dạng di truyền mơi trường, khía cạnh văn hóa, kinh tế-xã hội canh tác nông nghiệp khu vực thu thập Lập kế hoạch chuẩn bị chu đáo cho chương trình thu thập nguồn gen nhiều nhà khoa học đề cập đến Bennett (1970), Harlan (1975b), Hawkes (1976, 1980), Arora (1981a) and Chang (1985) Khía canh kỹ thuật cần có hiểu biết trước khu vực điều tra thu thập văn hóa cộng đồng, nhóm dân tộc sinh sống, tơn giáo, tập qn, lồi trồng đa dạng có Những thơng tin tổng hợp phân tích trước tiến hành thu thập nguồn gen Những thông tin giúp:

- Giảm chi phí tiết kiệm thời gian

- Chiến lược lấy mẫu phù hợp

- Không để thiếu hay hội thu thập nguồn gen

(50)

Thu nhận kiến thức sinh thái nông nghiệp, phân bố trồng thực vật Điều kiện sinh thái nơng nghiệp liên quan đến phân bố lồi thực vật, giống nhóm trồng họ hàng hoang dại chúng Những kiến thức nhà thu thập thu nhận thơng qua sách tài liệu xuất bản, trang web địa phương, số liệu thống kê hay nghiên cứu khác trước đó, chí báo cáo kinh tế xã hội địa phương hàng năm Ngồi thơng tin chung cần tìm hiểu thêm thơng tin chi tiết mùa vụ thu hoạch loại trồng, trồng kinh tế, trồng đặc thù trồng phổ biến khu vực khảo sát, thu thập

Sử dụng sách phân loại xuất tên đặc điểm loài trồng: nghiên cứu tài liệu giúp cán thu thập tiếp cận nhanh với nguồn gen, nắm nhóm cây, họ, lồi nhận biết, phân biệt nguồn gen địa phương so với vùng khác Đồng thời xác định địa điểm có mức độ đa dạng cao nguồn gen, để thu thập đầy đủ số lượng thu thập nhiều Nhận biết lồi có mức độ đa dạng thấp hay để có kế hoạch thu thập chi tiết cỡ mẫu nhỏ, phạm vi lấy mẫu phải hẹp Những thơng tin thứ cấp bổ sung vào tài liệu thu thập làm phong phú đầy thông tin cần thiết cho nghiên cứu sử dụng

Thăm trung tâm hay trạm trại thu thập bảo tồn tài nguyên di truyền trước thực thu thập: thăm Viện nghiên cứu, trường Đại học, vườn thực vật khu bảo tồn thu thập thêm thông tin nguồn gen, nơi thu thập thực Thông qua thăm nhận biết nguồn gen thu thập, tài nguyên chưa có chưa đầy đủ cần quan tâm trình thu thập Bên cạnh thảo luận với nhà chọn giống, nhà thực vật học, cung cấp thêm thông tin khoa học nguồn gen, kinh nghiệm nhu cầu họ nguồn gen

c) Liên hệ hay hợp đồng với địa phương

Trước thực chuyến thu thập, cần liên hệ với địa phương để có thống nhận giúp đỡ trình thu thập Những quan địa phương có liên quan đến nguồn gen Sở KHCN sở Nơng nghiệp &PTNT cấp tỉnh, phịng Nơng nghiệp hay phịng Kinh tế cấp huyện, UBND xã, trưởng thơn Đơi hệ thống khuyến nơng địa phương trợ giúp cho trình thu thập hiệu Liên hệ thỏa thận với địa phương nội dung sau:

- Cho phép khai thác tài liệu sẵn có địa phương số liệu thống kê, loại đồ, báo cáo kinh tế-xã hội hàng năm, báo cáo sản xuất nông nghiệp

- Cho phép tiến hành thu thập địa điểm: huyện, xã, bản, khu vực bảo tồn địa phương, rừng khu tựu nhiên hoang dại

- Có ý kiến đạo xuống cấp huyện, cấp xã cấp thôn

- Triệu tập họp với nông dân cần thiết

- Trợ giúp phương tiện lại

- Cử người dẫn đường

- Phiên dịch tiếng địa phương vùng dân tộc người

- Điều kiện ăn cho đoàn cán thu thập nguồn gen

d) Xây dựng kế hoạch chi tiết cho chuyến thu thập

(51)

Bảng 2-4 : Kế hoạch thu thập nguồn gen lúa, ngô địa phưonưg huyện Kỳ Sơn, Nghệ An năm 2007

Ngày Thời gian Nội dung Người chủ trì

5/3 8h-17h Họp nhóm cán thu thập, phân cơng công tác chuẩn bị

Nguyễn Văn A

6/3-9/3 Chuẩn bị vật tư, thuê phương tiện Nguyễn Văn B

6/3-9/3 Sư tầm tài liệu thứ cấp huyện Kỳ Sơn Nguyễn Văn C

6/3-9/3 Liên hệ thống kế hoạch với tỉnh, huyện Nguyễn Văn E

10/3 7h-12h Hà Nội Vinh ô tô Cả đoàn

13h-17h Làm việc với sở Tài nguyên môi trường ông A+B

13h-17h Làm việc với sở NN&PTNT Bà C+E

11/3 7h30 Rời Vinh huyện Kỳ Sơn đoàn

12/3 8h-17 - Thăm chợ huyện

- Thảo luận với phòng Kinh tế Trạm khuyến nông: lien hệ xã, thôn thu thập số liệu huyện

Cả đoàn

13/3 8h

14h-17h - - Rời thị trấn Mường xén đến xã Huổi Tụ Thăm chợ xã

- Làm việc thu thập thông tin thảo luận với cán Nông nghiệp, cán địa chính, cán lâm nghiệp xã

Ơng A+ bà E Ông B + bà C

d) Chuẩn bị hậu cần cho chuyến thu thập

Hậu cần cho chuyến thu thập tùy thuộc vào khả quan thu thập, nguồn tài khả hỗ trợ địa phương Những yêu cầu tối thiểu cho thu thập liệt kê sau:

- Kinh phí : ăn ở, lại, mua vật tư, mua vật liệu, trả công hướng dẫn, phiên dịch, quà cho địa phương nông dân

- Tài liệu: mẫu biểu in photo, sổ ghi chép, đồ, sách hướng dẫn tài liệu xuất cần thiết có liên quan đến nguồn gen

- Trang thiết bị vật tư: kính lúp, la bàn, phích lạnh, tủ định ôn, môi trường nuôi cấy nếu thu thập in vitro, giấy Ao A4, thẻ, bút loại, thước loại, ghim, túi

hộp đựng mẫu, dao, panh, kéo, nước cất Máy chụp ảnh mẫu, máy quay Vidio, máy ghi âm

- Tư trang cá nhân phù hợp cho địa phương rừng, lều bạt túi ngủ

2.3.2 Thực khảo sát trồng theo địa lý sinh thái

(52)

a) Các bước thực khảo sát trồng theo địa lý sinh thái

- Nhận biết chuyên gia phân loại, chuyên gia có chun mơn sâu nguồn gen - Nhận biết thu thập đồ vùng điểm nghiên cứu

- Ranh giới đặc điểm vùng mục tiêu

Maxted cộng 1995, có bàn luận nghiên cứu địa sinh thái nhóm nguồn gen hoang dại cho nên bao gồm đặc điểm địa lý để tăng giá trị dự đốn Nó nên chứa đựng khu vực phân bố nhóm mục tiêu diện tích tối thiểu khu vực có hoa ranh giới tốt Các nhà bảo tồn Malawi phát triển lý thuyết để nghiên cứu điền thành (Sesbania), thơng tin tài liệu hóa bao gồm biến dị đặc thù, phân bố toàn vùng bán sa mạc Shaharan Châu Phi

Phân loại khí hậu nơng nghiệp dụng để nhận biết ranh giới nghiên cứu chia thành vùng mục tiêu, sở thơng số khí hậu, thời tiết số loại mơ hình khái qt Young 1987 liệt kê phương pháp phân loại cịn Koppen,1936 phân loại dựa lượng mưa nhiệt độ trung bình hàng tháng hàng năm Holdridge, 1967 phân loại dựa hệ thống vùng sinh sống sở tỷ lệ thoát nước tiềm FAO IIASA (international Institute for Applied Systems Analysis) phân loại dựa nhiệt độ thời kỳ trồng trọt, độ dài thời kỳ trồng trọt mùa mưa Emberger 1955 phân loại môi trường Địa Trung Hải sở lượng mưa trung bình hàng năm, nhiệt độ trung bình tối thiểu, tháng lạnh nhiệt độ trung bình tối đa tháng ấm

Young 1987 giới thiệu phân loại Koppen sử dụng cho điểm rộng FAO cho vùng sinh thái đặc thù Các quốc gia hệ thống phân loại riêng hệ thống phân loại Kenya phân theo vùng khí hậu nông nghiệp chia Kenya thành vùng sinh thái dựa tỷ lệ lượng mưa trung bình hàng năm, bốc nước tiềm nhiệt độ (Kenya soil survey,1982)

Appa Rao cộng 1989 phân loại khí hậu vùng Malawi ví dụ minh họa sở phân loại vùng sinh thái nông nghiệp:

- Cao nguyên phẳng

- Khu cao đồi núi

- Khu bề mặt xói mịn kỷ thứ

- Thung lũng phân cách vách đứng

- Thung lũng trung du đất cao

Thung lũng trung du đất thấp (vùng cực Nam) độ cao 250m so với mực nước biển, nóng khơ, lượng mưa trung bình hàng năm 700 - 800 mm tập trung từ trung tuần tháng 11 đến cuối tháng Cây trồng chủ yếu lúa miến bông, vùng thung lũng trung du đất cao với độ cao 300-600 m so với mực nước biển, nóng ẩm miền Bắc cao miền Nam, lượng mưa trung bình 800 - 1000mm Vùng núi dốc đứng theo hướng từ vùng đất thấp đến vùng cao nguyên (800-1600m so với mực nước biển) vùng bề mặt xói mịn với diện tích khoảng 80% thân gỗ, ngô, lạc, thuốc lá, chè cà phê Vùng đất cao cách ly với vùng khác với độ cao 2000m so với mực nước biển đến 3000m Độ cao cao chủ yếu bảo tồn hoang dại rừng Trung bình lượng mưa hàng năm biến động mạnh <1000mm đến 2500mm độ cao cao

(53)

- Vùng Miền núi Tây Bắc Việt Nam có địa hình núi cao, đất dốc, nhiệt độ mùa đơng thấp, có nhiều dân tộc người sinh sống Đây vùng sinh thái có nguồn gen đa dạng, ngũ cốc lúa cạn, ngô lúa có tưới thung lũng, số điểm có độ cao phù hợp cho lồi Ôn đới , Á Nhiệt đới loài hoang dại khác Ví dụ mận Bắc Hà, lê Đồng Văn, đậu tương Mường Khương, lúa xén cù

Hình 2-5: Các vùng sinh thái Việt Nam

- Vùng Đơng Bắc Bộ có địa hình núi cao, lượng mưa lớn, nhiệt độ thấp vùng đồng sông Hồng Vùng cúng đa dạng dân tộc, tập quán canh tác điều kiện đất đại Do mức độ đa dạng khác biệt so với vùng khác, trồng rừng đặc hữu giẻ Cao Bằng, chè Thái nguyên, hồng Lạng Sơn

- Vùng đồng sông Hồng: đất phù sa sơng Hồng màu mỡ, địa hình phẳng nơi cao khơng q 25 m, khí hậu ơn hịa (lượng mưa, nhiệt độ), đồng dân tộc sinh sống Canh tác lúa nước, rau màu, ăn hoa chiếm ưu thế, nguồn gen hoang dại, giống địa hạn chế vùng khác Những giống trồng địa phương quý cải Đông Dư, lúa tám thơm, vùng ven biển có lúa chiêm bầu, ăn đặc sản vải thiều, nhãn lồng

- Vùng Bắc Trung Bộ địa hình dốc từ Tây sang Đơng, sơng ngắn, độ dốc lớn, chịu ảnh hưởng gió Lào (nóng khơ) Vùng chia thành hai tiêu vùng tiểu vùng phía Tây dọc theo dãy Trường Sơn, có điều kiện khí hậu điển hình vùng Bắc Trung Bộ, phần đất loại Andosols tương tự Tây Nguyên Đông Nam hình thành nguồn tài nguyên thực vật hoang dại giống địa phong phú Vùng đồng ven biển, loại đất cát ven biển Arenosols chiếm ưu thế, nguồn gen ngắn ngày, chịu hạn, chịu nóng chịu mặn lúa, lạc, đậu tương, vừng quý lạc sen, lúa lốc Nghệ An

(54)

- Đơng Nam Bộ điển hình độ ẩm khơng khí thấp, khơ nóng (minh họa đồ thị 2-7), nóng, loại đất đỏ bazan (loại đất Andosols) chiếm ưu phân làm hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Cây trồng ưu cà phê, cao su, điều tiêu

- Tây Nguyên điển hình độ cao, loại đất đỏ bazan (loại đất Andosols) chiếm ưu phân làm hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Cây trồng ưu cà phê, cao su, điều tiêu đa dạng nguồn gen địa phương hoang dại

- Tây Nam Bộ đồng lớn Việt Nam, địa hình phẳng, khí hậu ơn hịa, phân làm hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô chịu ảnh hưởng mùa nước sông Mê Kông Loại đất chua mặn Fluvisols hình thành vùng đất trũng khó nước Nguồn gen lúa nước, hoang dại rừng ngập mặn phong phú Việt Nam

Ví dụ lượng mưa ba vùng Đông Bắc, Tây Bắc đồng Bắc có diễn biến lượng khác khác rõ rệt so với vùng Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ Tây Nguyên đồ thị sau:

0 100 200 300 400 500 600

1 10 11 12 Tháng Lượ ng m a( m m )

Tây Bắc Đông Bắc Bộ Đồng BB

0 100 200 300 400 500 600

1 10 11 12 Tháng Lượ ng m a( m m )

Bắc Trung Bộ Nam Trung Bộ Tây Nguyên

Hình 2-6 : Lượng mưa số vùng sinh thái Việt Nam

79.0 82.5 80.4 84.0 78.9 85.1 77.7 82.7 74.0 76.0 78.0 80.0 82.0 84.0 86.0 Tâ y B ắc Đ ông B ắc Đ BS H B ắc T rung B ộ N am T rung B ộ T ây N guy ên Đ ông N am B ộ Tâ y N am B ộ Vùng Độ ẩ m k hôn g k hí ( % )

(55)

Nhiệt độ bình qn, độ ẩm khơng khí, độ dài ngày, lượng xạ… vùng sinh thái Việt Nam khác rõ rệt Miền Bắc năm có mùa, miền Nam phân thành hai mùa khơ mùa mưa

Đất đai có ý nghĩa quan trọng hình thành nên nguồn tài nguyên di truyền thực vật, hoang dại, giống địa, giống địa phương giống cải tiến Đặc điểm đất tiêu chí để phân vùng sinh thái nước ta Đất vùng sinh thái Việt Nam khác loại đất đen (R) –Luvisols(LV) số cánh đồng nhỏ Sơn La, Hồ Bình, Cao Bằng Hà Giang Loại đất có hàm lượng mùn cao (7-8 %), đất trung tính kiềm, thành phần giới trung bình nặng Đất xám feralit phát triển đá phiến sét (Xfs) loại đất phổ biến vùng núi Đơng Bắc Tây Bắc nước ta có thành phần giới trung bình nặng, độ dốc từ 15 – 30o, tầng dày khoảng m, hàm lượng mùn lân kali tổng số trao đổi nghèo Đất xám feralit phát triển đá macma axit (Xfa) có Lào Cai, Lạng Sơn thành phần giới nhẹ , kết cấu nhẹ, tầng đất mỏng , hàm lượng mùn thấp, lân kali thấp, pH chua đến chua Đất đỏ nâu đá vụi Sơn La, Lai Châu Hồ Bình, Cao Bằng, Lạng Sơn vùng núi Thanh Hoá thành phần giới nặng, kết cấu tơi xốp, hàm lượng mùn khá, pH từ 4,5 đến Loại đất chủ yếu trồng lúa nương Đất nâu vàng phân bố chủ yếu Lạng Sơn, Cao Bằng, Sơn La, loại đất thành phần giới nặng, tơi xốp, đất chua, giàu mùn, dinh dưỡng trung bình lúa nương giống địa phương trồng chủ yếu đất Như đất đai yếu tố hình thành đa dạng nguồn tài nguyên di truyền thực vật vùng sinh thái Vùng núi phía Bắc Việt Nam vùng trồng lúa nước lúa cạn, đa dạng nguồn gen giống lúa địa phương Số lượng giống lúa nếp nguồn gen khổng lồ Việt Nam khu vực giống nếp tiếng nếp Tan nhe, Tan lo Sơn La nếp Ngọ cẩm bun, nếp Cẩm tỉnh vùng núi Tây Bắc… Vùng ven biển Bắc Trung Nam Trung Bộ có đất xám feralit phát triển đá macma axit (Xfa) Nghệ An thành phần giới nhẹ, tầng đất mỏng , hàm lượng mùn, lân kali thấp, pH chua đến chua Đất cát biển điển hình phân bố từ Thanh Hố đến Thừa Thiên Huế, đất từ cát pha đến cát pha sét hàm lượng mùn thấp từ – 1,5%, lân tổng số 0,03 đến 0,09%, ka li 0,1 – 1%, khả giữ phân nước Vùng duyên hải Nam Trung đất nâu vàng vùng bán khô hạn, chua tầng đất mặt tầng phản ứng kiềm yếu, chất dinh dưỡng mùn, N, P2O5, K2O thấp, P2O dễ tiêu

cao, K2O trao đổi Loại đất vùng góp phần hình thành nên nguồn gen chịu

chịu hạn, chịu mặn phòng phú Vùng Tây Nguyên đất xám, xám Glây (Xg) loại đất thành phần giới nhẹ, dễ chặt bí thường khơ hạn, chua đến chua pHkcl từ 3,0 – 4,5, hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi thấp Nhiều loài hoang dại quý hiếm, nguồn gen trồng lúa cạn, ngơ địa phương lồi cà phê, ca su… phong phú nước

Nhận biết phân loại nguồn tài nguyên di truyền dựa phân loại sinh thái địa lý nghiên cứu loài hoang dại, nhà nghiên cứu tra cứu mẫu nguồn gen ngân hang gen phân loại mục tiêu Các mẫu phù hợp thu thập nhận biết sử dụng tài liệu hóa nguồn gen Mặc dù số lượng nhỏ mẫu sử dụng làm vật liệu trồng trọt thực vật đặc hữu (Vavilov) Các nhà bảo tồn tập trung nghiên cứu ngân hàng gen để có liệu sinh thái địa lý hình thành sở khoa học cho nghiên cứu khác

b) Thu thập phân tích liệu thu thập nguồn gen

Một nguồn gen thu thập nhận biết được, cần thiết cho nhà nghiên cứu tiếp cận, nghiên cứu sử dụng Ngân hàng gen thường tập hợp thành sở dự liệu hardcopy softcopy Trong khảo sát địa lý sinh thái lồi hoang dại, bước thứ phân tích dự liệu để tài liệu hóa theo phạm vi đa dạng nguồn gen bảo tồn Ex situ In

(56)

phân tích liệu sinh thái địa lý Như nguồn gen thường xem xét phạm vi rộng hoàn thiện nguồn gen thu thập Sau đó, so sánh điều kiện địa lý sinh thái để nhóm nguồn gen đa dạng di truyền bật thành nhóm, tiêu so sánh khác biệt nguồn gen rõ nét

Những lồi trồng khó thực so sánh dựa điều kiện địa lý sinh thái, vậy, bảo tồn nguồn gen trồng liệt kê nguồn gen bảo tồn ngân hàng gen dự án bảo tồn trang trại với nhóm nguồn gen mục tiêu điều kiện địa lý sinh thái

c) Số liệu nhóm từ mẫu thu thập

Các nhà bảo tồn cho thu thập ngân hàng gen liệu địa sinh thái đặc thù có ưu điểm nhược điểm Hầu hết ngân hàng gen tình trạng tương đối mới, liệu có xu hướng ngày cập nhật đầy đủ nhờ cơng nghệ tin học máy tính Điều tạo hạn chế trình cập nhật xây dựng sở liệu phức tạp Để đảm bảo số liệu nguồn gen đặc thù phải rễ ràng tiếp cận, tài liệu hóa phải làm thẻ mã hóa theo thứ tự cần có chương trình phần mềm chun dụng Mặt khác, ngồi nguồn gen bảo tồn đồng ruộng phải trồng đổi hạt giữ mẫu giống nghiên cứu ngân hàng gen bảo tồn Tồn nguồn gen khơng thể chi tiết biến dị chúng nhóm nguồn gen mục tiêu Khi sử dụng hardcopy nhà nghiên cứu nhìn trang liệt kê mẫu nguồn gen để nhận biết so sánh rễ ràng

Những phần mềm chuyên dụng, phân loại liệu đặc thù mẫu nguồn gen ngân hàng gen phù hợp với nghiên cứu địa sinh thái trồng, liệu thu thập (passport data), đặc điểm dự liệu đánh giá

Số liệu thu thập so sánh, để gắn nhãn nghiên cứu địa sinh thái loài hoang dại Dữ liệu ghi nhận truờng thu thập nguồn gen Các nhà thu thập nguồn gen thường sử dụng phiếu thu thập nguồn gen đặc thù để thu nhận thông tin, nhiều nước sử dụng mẫu phiếu IPGRI cải tiến thích hợp với điều kiện cụ thể địa phương Các loại liệu cần thu thập với mẫu nguồn gen trồng địa phương theo Moss Guarino,1995 sau:

- Tên người thu thập - Ngày thu thập - Phân loại nhận biết

- Mô tả ngắn hình thái sử dụng danh mục tiêu chuẩn mơ tả hình thái - Tên địa phương mẫu nguồn gen nơi thu thập

- Nguồn thu thập (trên thực địa, ruộng, đồi, kho, chợ, vườn ) - Mô tả phương pháp lấy mẫu sử dụng

- Tên địa phương (thôn, xã, hyện, tỉnh) vĩ độ, kinh độ - Tên nơng dân cung cấp

- Nhóm dân tộc ngơn ngữ nơng dân - Vùng sinh thái nông nghiệp

- Độ cao, độ dốc - Loại đất

- Hệ thống canh tác, công thức luân canh , mức đầu tư - Ngày gieo, ngày thu hoạch

- Vật liệu gieo trồng ( hạt , củ, hom ) - Bộ phận sử dụng

- Phương pháp chọn lọc nông dân

(57)

ghi nhận thông tin nông dân cung cấp vấn hay thảo luận nhóm Như thơng tin khả chịu hạn, chịu sương muối, mức độ mẫn cảm với sâu bệnh, chất lượng, chu kỳ sinh trưởng Những liệu sở giai đoạn nghiên cứu địa sinh thái loài hoang dại Số liệu cần thiết cho người sử dụng nguồn gen thiết kế thử nghiệm đánh giá đồng ruộng, bố trí thí nghiệm điều kiện môi trường phù hợp với nguồn gen nghiên cứu

Nhiều báo cáo thu thập nguồn gen trồng Appa Rao,1979, Arora,1980 Những báo cáo mơ tả vùng mục tiêu, lịch trình hoạt động, tóm tắt vật liệu thu thập đồ địa phương, liệu thu thập (PD) gắn với mẫu thu thập Theo mẫu IPGRI ICRISAT, số liệu đặc điểm đánh giá ICRISAT, phân tích số đặc điểm xuất năm 1996 Ví dụ quan sát mô tả thu thập nguồn gen cao lương sau

- Tên địa phương mẫu nguồn gen cao lương: có 13 tên địa phương Mapila Chidoma nước, trồng phổ biến vùng đất thấp, diện tích trồng trọt nhỏ vùng có lượng mưa cao hàng năm phía Bắc Những biến dị lồi nhỏ

- Mùa vụ: mùa mưa chủ yếu từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa phía Bắc đến muộn hơn, thu thập tiến hành từ trung tuần tháng đến trung tuần tháng năm 1979 Bắt đầu thung lũng Shire lên phía Bắc, điểm thăm thứ miền Nam giống địa phương chín muộn vào tháng

- Loại mẫu nguồn gen thu thập: thu thập bắt đầu với tất giống địa phương, loại có 2 màu chín muộn với số hình thái kê ( Durra) cao lương Nhật (Guinea) giống lai giống Thử nghiệm tìm hiểu đặc điểm 224 mẫu nguồn gen có 90% vật liệu phân loại Guinea giống ưu lai chúng

- Những biến dị ghi nhận: chiều cao cây, đẻ nhánh, đường kính thân, diện tích lá, chiều dài lóng, dạng kích thước bơng, màu kích thước hạt, màu kích thước mày, cấu tạo nội nhũ Giống cao lương địa phương vùng chín sớm phản ứng ánh sang ngày dài Có thể chia giống địa phương thành nhóm theo hạt như: rộng hạt, độ xếp xít hạt, độ uốn bơng, độ nội nhũ, dạng tinh bột dạng nghiền để sử dụng cho hai mục đích sử dụng hạt bột

- Mức độ xói mịn di truyền: chương trình khuyến nơng quốc gia mối đe dọa đến xói mịn di truyền cao lương địa phương, tuyên truyền phổ biến giống cải tiến suất cao giống lai

d) Khảo sát nguồn thông tin khác

Trong khảo sát địa sinh thái với nhóm thực vật hoang dại, liệu mẫu nguồn gen mức từ ngân hàng gen (cũng bảo tồn In situ) từ mẫu thu thập để hệ thống hóa so sánh Đây sở để phân tích nghiên cứu, cần thiết cho xây dựng chiến lược bảo tồn, phải phải có hỗ trợ để hồn chỉnh thơng tin từ nhóm thu thập tư vấn chuyên gia, giảng viên về: kiểu hình, sinh thái, thích nghi, phương thức sinh sản (thụ phấn, tạo giống phổ biến giống), phương thức gieo hạt giống, yêu cầu nảy mầm loài, biến dị kiểu gen, tương tác sinh học (sâu bệnh, cỏ dại) thực vật học

(58)

- Cây trồng sinh trưởng đâu vùng mục tiêu

- Kiểu hình trồng khác vùng khác vùng mục tiêu

- Biểu biến dị trồng qua kiểu hình tính trạng đánh giá

- Những vấn đề nông học chủ yếu trồng vùng mục tiêu ( hạn, sâu, bệnh)

- Bắt đầu với thông tin chung vùng địa lý sản xuất, phân bố trồng Nhiều quốc gia có đồ lớn chứa đựng nhiều thơng tin đặc thù nơng nghiệp khai thác thơng tin quan trọng

Phân tích liệu địa sinh thái

Phân tích liệu địa sinh thái trồng với mục tiêu mô tả phân bố trồng, tình trạng đặc điểm biến dị đặc thù tổ hợp đặc điểm Bước thứ thường phân tích dựa đồ

Trong nghiên cứu nhóm hoang dại, quần thể địa phương nhóm ghi nhận biểu chung chồng lên đồ địa hình, khí hậu, thực vật đất đai Mỗi nhóm biểu ký hiệu khác Các mẫu mẫu nguồn gen phân biệt phản ảnh khoảng trống lấp kín ký hiệu Những đặc điểm hình thái sinh thái đặc thù quần thể biểu nét đậm ký hiệu cải tiến khác (Maxted cộng sự1995; Guarino,1995) Đơn giản nhà địa sinh thái trồng sử dụng phân loại khí hậu nơng nghiệp vùng mục tiêu môi trường sinh trưởng trồng mục tiêu như: đồ đồ hành chính, có màu để phản ảnh trồng quan trọng huyện (phần trăm đất trồng trọt, mức độ sản xuất) Qua đồ biết mức độ đa dạng khu vưc thu thập, nơi trống chưa thu thập nguồn gen Một ví dụ thu thập nguồn gen giống lúa ngô địa phương huyện Điện Biên tỉnh Điện Biên năm 2003-2004 thể đồ đa dạng sau:

Hình 2-8 Mức độ đa dạng nguồn gen trồng sáu xã huyện Điện Biên, Điện Biên

Nguồn: Vũ Văn Liết, Đồng Huy Giới năm 2003

(59)

Sản phẩm nghiên cứu địa sinh thái sở liệu địa lý sinh thái, khu vực thu thập bảo tồn nguồn gen, biểu đồ hay sơ đồ tổng quát báo cáo khoa học

Cơ sở liệu: chứa đựng số liệu thô địa sinh thái, thu từ nhãn mã ký hiệu, số liệu ban đầu mẫu nguồn gen

Biểu đồ, đồ thị cung cấp thông tin ngắn gọn nhóm, phân bố, sinh thái kiểu hình nhóm mục tiêu

Báo cáo khoa học: trình bày, phân tích liệu sở dự liệu, mơ hình hóa sử dụng, đồng thời có khuyến nghị cho bảo tồn sử dụng nguồn gen

Những sản phẩm liên quan chặt chẽ với nghiên cứu trồng Cơ sở liệu lĩnh vực cấu trúc khác nghiên cứu nhóm hoang dại gồm có liệu mẫu nguồn gen, số liệu thơ sử dụng cho nhiều mục đích nghiên cứu khác : lịch sử phân bố nhóm dân tộc khác nhau, tiểu vùng khí hậu nơng nghiệp vùng mục tiêu, đặc điểm địa phương địa lý, xây dựng pháp luật, quy định cho bảo tồn tạo điều kiện tiếp cận nguồn tài nguyên bao gồm tài nguyên di truyền thực vật

Báo cáo bao gồm kết phân tích diện tích vùng mục tiêu, diện tích có đa dạng sinh cao, khu vực cịn nhiều lồi hoang dại, khu vực cịn chứa đựng tính trạng cần quan tâm, khu vực có kiểu hình giống nhóm giống địa phương đặc biệt, khu vực cần tiến hành thu thập lại thu thập bổ sung, khu vực có nguy xói mịn tài ngun di truyền hay đe dọa xói mịn

2.3.3 Hình thức tổ chức thu thập

- Tổ chức đồn cán có chun mơn điều tra thu thập: hình thức đảm bảo độ xác cao chi phí tốn nhân lực khoa

- Xây dựng mạng lưới thu thập, bảo tồn trao đổi nguồn gen

- Hợp đồng thu thập với quan chuyên môn địa phương

- Hợp tác quốc tế trao đổi nguồn gen

2.3.4 Phương pháp lấy mẫu cỡ mẫu thu thập a) Nguyên lý lấy mẫu thu thập nguồn gen

(60)

của lồi, phương thức trì quần thể dị hợp loài giao phấn phương thức trì cấu trúc di truyền lồi tự thụ phấn Ngày nhà khoa học chúng minh quần thể chứa nhiều biến dị di truyền dị hợp Phương pháp lấy mẫu phải đảm bảo thu thập đại diện biến dị quần thể biến dị theo địa lý, sinh thái khác

Các nguyên lý chọn điểm số lượng mẫu liên quan đến đa dạng di truyền Marshall Brown (1975), Hawkes (1980), Chang (1985) nêu thảo luận, sử dụng phương pháp tùy thuộc lớn vào cách tiếp cận Lấy mẫu tự nhiên ngẫu nhiên theo khoảng thời gian xác định trước thỏa mãn cho xác lấy mẫu Khoảng thời gian rộng điều kiện sinh thái thổ nhưỡng, môi trường đồng Lấy mẫu theo điểm nhỏ, cân đối vùng vùng có thay đổi nhanh theo độ cao địa hình, loại đất, kỹ thuật canh tác hay môi trường sinh thái, mức độ thay đổi quan sát nhận biết cách rõ ràng

Lấy mẫu điều kiện tự nhiên đặc thù hay lặp lại với loài hoang dại hệ thống gen, lấy mẫu nên nhiều điểm riêng biệt khu vực Nhận biết dạng đặc thù giống chống chịu hạn, chống chịu bệnh Đối với họ hàng hoang dại hay nhóm cỏ, thu thập từ quần thể xung quanh bên ruộng canh tác Theo Chang,1985 nên thu thập chúng nơi thích hợp nơi giao thoa thổ nhưỡng-sinh thái môi trường sống tự nhiên

Phương pháp lấy mẫu hỗn hợp điểm thu hoạch ngẫu nhiên bông, số lượng vài điểm

Đường lấy mẫu ruộng: cán thu thập ngang qua điểm ruộng lần theo hình chéo zigzag tránh lấy mẫu quanh đường biên

Phương pháp lấy mẫu theo kẻ có đại diện tối đa quần thể điểm lớn có điều kiện thổ nhưỡng - sinh thái khác biệt

Phương pháp kiểu lấy mẫu đám (clustered sampling pattern): thu thập vài mẫu khu vực nhỏ khu vực rộng cần thu thập số điểm diện tích nhỏ Lấy mẫu đám cho phép thu biến dị lớn môi trường địa lý vị trí địa lý khác Phương pháp phù hợp cho thu thập mẫu nguồn gen hoang dại

Những khu vực có vấn đề sức khỏe nguồn gen, nên thu thập khỏe mạnh Những nơi sâu bệnh hại, điều kiện bất thuận thường lại có kiểu gen quý

b) Tần suất cỡ mẫu thu thập nguồn gen

Tần suất lấy mẫu (số mẫu điểm) cỡ mẫu khống chế mức đa dạng di truyền dòng gen nhóm (vật liệu trồng hoang dại) sinh thái nông nghiệp điểm thu thập Cán thu thập nên sử dụng phương pháp tiếp cận thực tế, quan sát chỗ để đưa kỹ thuật lấy mẫu phù hợp

Cỡ mẫu số mẫu tối ưu điểm đảm bảo chứa 95% tất allel locus ngẫu nhiên quần thể mục tiêu với mức tin cậy lớn 0.05 (Hawkes, 1976; Marshall Brown, 1975)

Hawkes (1980) khoảng 50 hạt bắp để đảm bảo có tổng số 2.500 đến 5.000 hạt với mẫu phổ biến trồng có biến động cao Với lồi có bơng, gié kê 2.000 đến 4.000 hơn, phần yêu cầu lấy số lượng 50 hạt

Lấy mẫu ngô ruộng 10 - 20 bước chân thu bắp, chia theo mặt cắt ngang -10 hàng lấy mẫu hàng

(61)

Những lồi có hạt lấy số lớn để đạt 2.500 – 5.000 hạt mẫu, số thu 100 đến 1.000 hạt số hạt mẫu nhỏ

Hạt nên thu từ bệnh, thu hạt chín hoàn toàn để đảm bảo sức sống hạt nguồn gen

Những quần thể biến động mạnh cần thu cỡ mẫu lớn phân thành nhiều mẫu phụ từ số phần thu thập dựa khác biệt mẫu Đồng thời cần thu mẫu có lựa chọn bên cạnh thu mẫu ngẫu nhiên Số lượng mẫu Chang gợi ý năm 1985 sau:

Bảng 2-5 : Loại quần thể, điểm số mẫu thu thập theo Chang,1985

Kiểu quần thể Điểm/ngày Số (bơng)/điểm

Ít cải tiến 20-40 15-30

Không cải tiến(Nguyên thủy) 10-20 30-50

Hoang dại 10-15 40-60

Giao phấn 10-15 30-60

Một số tác giả khác khuyến nghị lấy mẫu không ngẫu nhiên không nên hỗn hợp với mẫu ngẫu nhiên mà để riêng rẽ Khuyến cáo đề cập cần lấy nhiều điểm khu vực để thu số hạt lớn điểm Cán thu thập điều chỉnh lựa chọn phương pháp để tăng hiệu lấy mẫu vừa đạt mục tiêu phù hợp với khả năng, đặc biệt thực thu thập vùng rộng lớn lâu năm ăn quả, lấy rễ, lấy củ

- Tổng lượng mẫu khô mẫu nguồn gen thu hạt sau:

- Những loại hạt nhỏ từ 50 -100g hạt vừng, cải, rau giền

- Những loài hạt vừa thu từ 200- 250 g/ mẫu nguồn gen hạt,

- Những loại hạt lớn từ 500g với hạt lớn ( đậu ,lạc)

c) Khu vực thu thập điểm

Theo Hawkes, 1980 có bốn địa điểm thu nguồn gen khu vực

- Ruộng nông dân

- Bếp vườn hộ

- Chợ

-Khu vực hoang dại tự nhiên

Mặc dù vậy, điểm thu thập quan trọng ruộng nơng dân cung cấp quan sát chắn sức khỏe nguồn gen giống địa phương, giống cũ, lương thực trồng khác Thu thập phụ thuộc vào địa phương, diện tích nơng trại, nơi cịn canh tác tự cung, tự cấp có nguồn gen đa dạng giàu có so với vườn hộ chợ nhỏ Thời điểm thu thập phù hợp trước mùa thu hoạch nông dân

d) Thu thập loài hoang dại họ hàng loài trồng

Thu thập họ hàng hoang dại loài trồng phụ thuộc vào nhu cầu nhà tạo giống chương trình cải tiến trồng Họ hàng hoang dại nhóm có liên quan sử dụng thuật ngữ Harlan de Wet (1971) phân loại thành vốn gen sơ cấp, thứ cấp tam cấp

(62)

trồng giới hạn số tính trạng di truyền Các lồi hoang dại biểu tính dị hợp di truyền khơng đồng cao loại vật liệu di truyền, nhìn chung chúng có tỷ lệ giao phấn cao trồng hóa mức độ đa bội, tự bất hợp xảy mức cao Ví dụ loài lúa dại Oryza longistaminata tự bất hợp biến dị khơng tìm thấy lúa trồng

Biến dị di truyền loài hoang dại cung cấp nguồn gen quý cho phát triển giống trồng như:

- Chống chịu sâu bệnh điều khiển số gen chủ yếu

- Chống chịu môi trường bất thuận mặn, hạn, ngập, sương muối

- Sức sống quan sinh dưỡng cao mía, khoai tây

- Hàm lượng protein cao sắn yến mạch

- Hàm lượng dầu cao cọ dầu

- Độ dài sợi bơng

- Thích nghi với điều kiện sinh thái nho

- Rễ khỏe dứa

- Thân lớn lúa mỳ

- Tỷ lệ sinh khối sinh trưởng mạnh cho suất cao ngũ cốc

- Hệ thống bất dục đực tế bào chất khả phục hồi nhiều loài

- Các vốn gen lồi hoang dại chia làm hai nhóm dựa mức độ ưu tiên sau:

Bảng 2-6: Phân loại vốn gen Khai thác dễ ràng

Con hoang dại Có quan hệ mật thiết với trồng thuộc vốn gen sơ cấp Các loài hoang dại

khác

Có quan hệ xã thuộc vốn gen thứ cấp

Nhóm khó khai thác

Lồi hoag dại Quan hệ xã khơng chi thuộc vón gen tam cấp

Nhóm đại diện lồi hoang dại có liên quan đến trồng gồm chi có số lớn lồi biến dị khác biệt loài Cần xem xét kỹ lưỡng để thu thập nhóm phân bố tự nhiên gồm lồi đặc hữu, dạng lồi có nguy đe dọa tuyệt chủng có phạm vi phân bố hẹp, cục biên độ sinh thái hẹp Một số lồi có phân bố rộng hơn, cơng việc thu thập áp dụng chiến lược thu mẫu thuận lợi cỏ, thức ăn gia súc họ đậu, mức đa dạng tối đa thu 2.000 – 3.000m theo địa hình mẫu

Những khó khăn gặp phải thu thập lồi hoang dại

- Biến động thời gian hạt chín loài lớn quần thể tự nhiên (ngay điểm/địa phương) phạm vi phân bố loài

- Mật độ quần thể, số , hạt không đáp ứng đủ vật liệu

- Hoa/quả có ngủ nghỉ, đặc biệt với thu mắt ngủ để nhân giống vô tính sinh dưỡng

(63)

Thu thập nguồn gen hoang dại thường tốn nhiều lao động thời gian để thu loài hay vật liệu hoang dại mong muốn Các loài sinh trưởng đường vùng sinh thái riêng biệt khác Các loài đặc hữu thường nơi hiểm trở đỉnh núi, hoang mạc phải thu hạt đỉnh cao Mức độ cao lưu giữ nguồn gen hoang dại yêu cầu phân chia lồi hoang dại, nhận biết tính trạng có giá trị, phù hợp với trồng nông nghiệp để trì bảo tồn vật lệu Do công việc thu thập nguồn gen hoang dại cần thiết có nhiều khó khăn trình bày

e) Chiến lược thu mẫu nguồn gen Hawkes, 1980: Những điểm bật Thu thập hạt (Cây trồng loài hoang dại)

- Thu từ (30-) 50 (-100) cá thể điểm (50 hạt cho thu ngẫu nhiên cây)

- Mẫu thời điểm khác ghi rõ thời gian

- Lựa chọn mẫu phạm vi rộng mơi trường Như thu tất allel với tần xuất 95% hay quần thể

- Thay đổi phương thức thu thập nguồn gen hoang dại, nơi quần thể thưa thớt mẫu cho quần thể phạm vi vài km2

- Nếu quần thể có biến động hình thái điểm lấy mẫu riêng rẽ không áp dụng quần thể

- Nếu lấy mẫu theo đường chéo số hình thái khơng phải mẫu ngẫu nhiên

- Lấy tồn cụm hoa hạt cần thiết chứng

- Tạo phòng mẫu nơi

- Chụp ảnh

- Ghi chép tỷ mỉ trường

Thu thập quan sinh dưỡng:thu thập quan sinh dưỡng với loài trồng

- Mỗi mẫu phân biệt làng/bản

- Lặp lại theo khoảng thời gian khu vực

- Thu thập hạt bổ sung có thể, phương pháp với thu thập hạt

- Thu thập quan sinh dưỡng với loài hoang dại

- Thu thập chồi, mầm, cành giâm, cành chiết từ 10-15 cá thể hỗn hợp thành mẫu, với quan sinh dưỡng lớn số mẫu nhỏ từ diện tích khoảng 100 x 100 m

2.3.5 Thu thập thơng tin qúa trình thu thập nguồn gen (Passport data)

Thông tin cần thu thập với mẫu nguồn gen thông tin cần thiết cho nghiên cứu hoạt động nghiên cứu nguồn gen như: tài lệu hóa, đánh giá, phân loại, bảo tồn sử dụng Ghi chép thông tin điểm thu thập nguồn gen chi tiết theo mẫu chung IPGRI cụ thể quốc gia Số lượng thông tin phụ thuộc vào thời gian q trình thu thập, phải có thông tin tối thiểu theo quy định cho lồi Có nhiều loại mẫu biểu sử dụng thu thập thông tin nguồn gen thực vật mẫu nguồn gen cho loài trồng đặc thù loài hoang dại

(64)

2.4 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TRUYỀN THỐNG 2.4.1 Thu thập nguồn gen hoang dại

Thu thập nguồn gen hoang dại áp dụng với nguồn gen sau:

- Những loài hoang dại bị xói mịn đe dọa tuyệt chủng

- Cây hoang dại họ hàng với trồng cần sử dụng làm vật liệu tạo giống

- Cây hoang dại có giá trị kinh tế cần khai thác sử dụng

- Những loài hoang dại khác, số lượng lớn thường thực điều tra, tài liệu hóa để quy hoạch quản lý bảo tồn chỗ Các loài hoang dại tồn thành quần thể, kiểu gen tự nhân lên diện tích rộng lớn

- Thu thập củ từ 10-15 cá thể làm mẫu hỗn hợp

- Diện tích điểm lấy mẫu 100 x 100m nhỏ

- Lấy mẫu nhiều điểm tốt lấy nhiều điểm

- Chọn điểm lấy mẫu phạm vi môi trường lớn tốt

- Bổ sung mẫu hạt

- Làm tiêu thời gian cho phép

2.4.2 Thu thập lấy hạt

Mẫu thu thu thập: Chiến lược lấy mẫu phụ thuộc vào loài cây, đặc biệt phương

thức sinh sản, mức độ chu chuyển gen quần thể v.v… Tuy nhiên điều thường trước nên việc thu thập cần bao trùm vùng cách lấy mẫu ngẫu nhiên với khoảng cách không gian định (lấy mẫu kiểu phân ô) Khoảng cách phụ thuộc vào đa dạng điều kiện môi trường Chẳng hạn, vùng thu thập tương đối đồng khí hậu, loại đất, thảm thực vật, biện pháp canh tác, giống trồng vĩ độ, khoảng cách khơng gian lớn (20-50 km hơn) Ngược lại, yếu tố môi trường thay đổi mạnh (nhất vĩ độ), mẫu thu thập phải nhiều (chẳng hạn km, 100m độ cao) Việc lấy mẫu phải theo nguyên tắc lấy mẫu quần thể lấy mẫu cá thể

Điểm lấy mẫu: điểm lấy mẫu vùng mà mẫu quần thể thu thập Mỗi

mẫu mang số hiệu thu thập riêng với ghi chép định, ví dụ:

- Tên giống (cả tên địa phương) tên loài (tên La tinh)

- Địa điểm thu thập, mùa vụ, điều kiện tự nhiên

- Điều kiên sinh thái, chế độ canh tác nơi thu thập

- Những tính trạng chủ yếu: suất, khả chống chịu sâu, bệnh điều kiên ngoại cảnh bất thuận

- Ghi tên chức vụ, chuyên môn người thu thập

- Cần tuân theo chế độ kiểm dịch thực vật ban hành để tránh lây lan dịch hại loài dịch hại nguy hiểm

Việc chọn điểm thu thập phụ thuộc vào: (i) đa dạng môi trường; (ii) kiểu phân bố mật độ cá thể quần thể; (iii) quan sát biến dị quần thể Độ biến động điểm lớn điểm lấy mẫu gần

Số hạt thu thập mẫu: thông thường phương pháp lấy mẫu

(65)

khoảng cách định dọc theo mặt cắt ngang khơng 50 khơng nhiều 100 Mỗi lấy 50 hạt, cho mẫu chứa từ 2.500 đến 5.000 hạt Nếu lồi có nhỏ hạt thu số ba sát bên cạnh để đủ 50 hạt Nếu lồi có nhiều chùm quả, bơng, v.v… với số lượng hạt lớn, thu phần để có đủ 50 hạt

Nếu quần thể thu thập có độ biến động lớn, người thu thập lấy mẫu lớn khu vực phân ô lấy mẫu nhỏ

2.4.3 Thu thập có củ

Thu thập lấy củ khó khăn so với lấy hạt Những khó khăn chủ yếu gồm: - Tốn nhiều thời gian để thu thập

- Phải thu hoạch vào giai đoạn chin thu hoạch non khó bảo quản, để già chết khó tìm kiếm

- Vật liệu cồng kềnh khó bảo quản vận chuyển

- Mẫu thu thập khó giữ sống q trình vận chuyển bảo quản dài

Thu thập vật liệu trồng trọt: vật liệu trồng trọt vật liệu sử dụng nhân vơ tính (dịng

vơ tính), khơng phải quần thể, việc lấy mẫu mang tính chọn lọc Phương pháp lấy mẫu theo tiêu chí sau:

- Thu thập giống (kiểu hình thái phân biệt mắt thường) khác biệt chợ làng

- Lấy mẫu lặp lại khoảng cách 10-50 km vùng; khoảng cách phụ thuộc vào khoảng cách chợ làng/bản

- Thu thập tồn kiểu hình thái điểm thu thập Mẫu trùng lặp chỉnh lý loại bỏ sau

- Bổ sung mẫu hạt có

2.4.4 Thu thập ăn thân gỗ

Khác với lấy hạt, thu thập ăn thân gỗ khó phức tạp hạt số ăn nhiệt đới thân gỗ chôm chôm, cà phê, cao su, cacao hạt khó bảo quản khơng thể bảo quản điều kiện bình thường, hạt sống ngắn Vì vậy, thu thập hạt cần gieo ngay, thông thường loài thu thập phân sinh dưỡng chồi, đoạn cành để giâm ghép Nếu thu thập hạt phải có điều kiện bảo quản tốt, thu thập phận sinh dưỡng phải giâm kỹ thuật phù hợp mắt phải ghép lên gốc ghép kiểu gen phải giữ lâu dài lớn

Số lượng hạt cành giâm thu thập cần phải cân nhắc kỹ lưỡng trước lên kế hoạch thu thập Cây thường phân bố rải rác nên lấy mẫu thực cụ thể không lấy mẫu theo quần thể hàng năm thấp thân bụi

2.4.5 Thụ thập vật liệu trồng trọt:

Cố gắng thu thập hạt đâu được; khơng thu cành mắt, phận vơ tính, v.v…

Nếu trồng từ hạt coi làng/bản điểm thu thập thu thập kiểu ngẫu nhiên từ 10-15 cá thể

Nếu nhân phương pháp vô tính từ giống chọn lọc, thu thập giống khác biệt giữ giống thành mẫu riêng

(66)

Hạt cành thu thập phải giữ mát ẩm, tốt giữ nguyên hạt chuyển trạm nghiên cứu ngay, hạt thuộc loại khó bảo quản

2.5 THU THẬP NGUỒN GEN IN VITRO

Thu thập In vitro: thu thập mẫu loài trồng từ quần thể chúng tự nhiện hay môi trường hoang dại Đơn vị thu thập hạt, phận sinh dưỡng phụ thuộc vào loài, nhiên số lồi khơng thể thu thập phận sinh dưỡng, hạt hạt tươi khó vận chuyển mẫu sống từ nơi thu thập nơi bảo tồn, vật liệu thu thập lớn dừa vật liệu thu dừa Phương pháp thu thập tiến cho loài áp dụng thu thập phôi, đưa vào túi vô trùng nuôi cấy nảy mầm chúng (Assy-Bah cộng 1989) thu thập In vitro, phương pháp áp dụng với nhiều trồng Cacao, nho, cà phê, cọ dầu, chuối thu nhiều dạng quan khác mô, đỉnh sinh trưởng, hat…

Đầu năm 1980 trình tìm kiếm hướng sử dụng tốt công nghệ sinh học thực vật, IPGRI Ủy ban tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (IBPGR) gợi ý ứng dụng công nghệ sinh học thực vật (nuôi cấy mô tế bào In vitro ) để thu thập nguồn gen thực vật Sử dụng nuôi cấy mô để phát triển đổi thu thập nguồn gen thực vật In vitro, đặc biệt lồi đặc thù khó thực thu thập phương pháp khác Năm 1984, IPGRI khuyến nghị sử dụng với số loài thực vật Châu Á chương trình nghiên cứu khởi đầu nhiều nước Sự kiện dẫn đến đề suất khóa đào tạo lý thuyết, nguyên lý thực tế thu thập nguồn gen In vitro tháng tháng năm 1990 Từ 1990 đến nay nhiều quan nghiên cứu thu thập In vitro, ngày công nghệ có nhiều tiến thành cơng nhiều lồi thực vật

2.5.1 Khái niệm sở khoa học thu thập nguồn gen thực vật In vitro

Nhu cầu kỹ thuật thu thập nguồn gen, nhà thu thập giàu kinh nghiệm sở khảo sát thông tin thu thập Đặc biệt kiến thức họ kiến thức khí hậu, chu kỳ sinh trưởng phát triển thực vật, kinh tế tiêu thông dụng đưa vào trình để thu thập tài nguyên di truyền Những kiến thức kinh nghiệm cho thấy số lồi q trình thu thập gặp nhiều khó khăn tốn công không mùa vụ, mùa, sâu bệnh, số lượng q ít, khơng thu thập hạt hay quan sinh dưỡng… Ngoài mẫu thu thập bị nấm bệnh gây hại trình vận chuyển, hạt sức nảy mầm nhanh…

Do khó khăn cần có kỹ thuật tiến thay nâng cao hiệu thu thập Một tiến kỹ thuật thu thập In vitro Năm 1982 IBPGR (nay IPGRI) giới thiệu Ủy ban tư vấn bảo tồn In vitro, mục tiêu xác định tình trạng tại bảo tồn In vitro nguồn gen hội phát triển phương pháp thu thập nguồn tài nguyên di truyền thực vật

Để bảo tồn nguồn gen thu thập phương pháp khác, kỹ thuật nhân vơ tính

In vitro khẳng định thích hợp (Withers,1980;1982) Những nghiên cứu sở kỹ

(67)

2.5.2 Phương pháp nuôi In vitro

Thiết lập nuôi In vitro phịng thí nghiệm động gồm:

- Chọn lọc mô phù hợp để khử trùng ni cấy

- Cắt kích thước mơ phù hợp

- Loại bỏ phần dư thừa, sâu bệnh rửa sơ

- Tiệt trùng bề mặt mô thực vật

- Rửa bỏ chất tẩy

- Cắt bỏ phần không cần thiết gây hại cho mơ

- Cấy mơ vào bình dinh dưỡng nút kín

- Chuyển nguồn gen vào tủ định ôn

Để bảo vệ mô cấy nhiễm trở lại, tẩy trùng bề mặt mô cấy vào môi trường thực buồng vô trùng, cấy phải điều khiển nhiệt độ, chất lượng cường độ ánh sáng, độ dài ánh sáng để mô sinh trưởng phát triển tối ưu, môi trường dinh dưỡng phải đảm bảo tối ưu cho mô sinh trưởng phát triển Dưới điều kiện đảm bảo mô ban đầu tạo nhiều đỉnh sinh trưởng bên chia để nhân tăng số lượng, điều kiện môi trường phù hợp đỉnh sinh trưởng phát sinh rễ trồng ngồi đất

Mơ hình áp dụng hệ thống khơng bất định, ví dụ tạo từ tiền đỉnh trường hợp mô điểm phôi hợp tử Từ ni cấy tạo đỉnh de novo (phức hợp tổng hợp phân tử) hình thái bất định từ hầu hết mô, hội nâng cao khả nhân vơ tính hỗn hợp thời gian ngắn, để bảo tồn di truyền hệ thống nhân vơ tính khơng bất định phù hợp Nó khơng làm thay đổi di truyền biến dị xô ma nuôi cấy mô tế bào Như vậy, loại mô nhân tạo mô bất định bị loại bỏ Nhà nghiên cứu phải dự tính vấn đề có phương pháp tiến mềm dẻo để ứng dụng nuôi cấy In vitro như: mơ tạo qua phát sinh phôi xô ma; bầu nhụy qua nuôi cấy tạo phôi vô sinh thụ phấn In vitro

Một số vấn đề lưu ý ứng dụng phương pháp thu thập in vitro thực địa: - Thu thập In vitro hoạt động hỗ trợ không đơn nhân giống

- Công việc thực địa mức giới hạn thực giai đoạn cần thiết điều kiện không thuận lợi cho phương pháp khác

- Lựa chọn phương pháp thay cho phương khác để vượt qua số giới hạn công việc thực địa

2.5.3 Hướng dẫn kỹ thuật phương pháp

Chọn lọc mô phù hợp để ni cấy: vị trí tốt, mơ khỏe, bề mặt mô bệnh, mô trẻ

sinh trưởng phù hợp để tiếp tục sinh trưởng In vitro

Cắt mơ với kích thước phù hợp: hạn chế đa hư hỏng bề mặt mơ, loại bỏ

những phần ngồi mơ nhiễm bẩn, nhiễm bệnh bị tổn thương

Loại trừ đất bám bẩn, sâu bệnh nước: ý thực địa không đủ nước để rửa, cần đem nước theo

Khử trùng bề mặt mô: nơi không đủ nước để rửa sử dụng thuốc tẩy trùng

(68)

gây hại cho mô Một thực tế giữ nhiều mô phân sinh nên thu lá, bắc hay vỏ hạt để bảo vệ mô

Rửa nước tẩy sâu bệnh trước cắt bỏ phần không cần thiết: nước rửa phụ thuộc

nồng độ độc tố sản phẩm sử dụng, đồng thời với kỹ thuật khử trùng cần cẩn thận loại bỏ nấm, vi khuẩn tiếp tục ngăn tái nhiễm bẩn, nấm bệnh vi khuẩn

Cắt bỏ phần không cần thiết phần hư hỏng: bước cần giữ gìn cẩn

thận để trình cắt khơng gây bẩn nhiễm bệnh mô nuôi cấy

Cấy mô vào môi trường: cấy mơ chuẩn bị vào mơi trường có dinh dưỡng phù hợp

và đậy nút Bước cần ý đến số kỹ thuật chọn lọc, ống nghiệm, số lượng mô nuôi cấy môi trường nuối cấy

Dụng cụ thiết bị: dung cụ bình, lọ, ống ni cấy thuận lợi cho mang theo,

xách tay được, khơng nặng Trong số trường hợp sử dụng bình túi plastic phù hợp mềm dẻo, nhẹ, dễ mang theo trình thu thập Tuy nhiên dụng cụ chất dẻo, plastic phải đảm bảo phù hợp cho khử trùng làm ngăn cản nhiễm bẩn nhiễm bệnh q trình ni cấy Môi trường nuôi cấy phải thiết kế phù hợp với mục đích lồi Nếu phát triển mơ phải có kích thích (kích thích nảy mầm phơi, kích thích phát triển trục mầm), mơi trường ni cấy phải bổ sung chất kích thích sinh trưởng phù hợp Môi trường bảo tồn nguồn gen trái ngược với mơi trường thu thập bảo tồn giữ nguồn gen lâu dài, chất kích thích mơi trưởng phải mức tối thiểu phải cho thêm chất làm chậm sinh trưởng (retardant regulator) vào môi trường nuôi cấy Môi trường tối thiểu hạn chế phát triển vi sinh vật mơi trường ni cấy Mơi trường cho thêm chất kháng sinh để làm chậm sinh trưởng tránh ảnh hưởng vi sinh vật nấm Môi trường lỏng thuận lợi cho nuôi cấy hiệu kìm hãm sinh trưởng vi sinh vật Dụng cụ đựng môi trường lỏng không rị rỉ

Chuyển mơ nguồn gen vào tủ ủ định ôn: bước kéo dài nhiều rủi ro chuyển từ

phòng đến phòng khác phịng thí nghiệm Bảo vệ vật liệu ni cấy vận chuyển, điều liên quan đến môi trường dụng cụ chứa, tránh lắc thay đổi nhiệt độ q trình vận chuyển, sử dụng tủ lạnh trình vận chuyển tránh hư hỏng vật liệu

Những kỹ thuật khác thu thập nguồn gen In vitro đồng ruộng: Những kỹ thuật

trên phân tích yêu cầu nuôi cấy điều kiện trường Nhóm yếu tố thứ cần xem xét yếu tố trái ngược với tự nhiên, mức độ thu thập In vitro kinh nghiệm cán thu thập vấn đề trọng tâm thu thập

Rất nhiều loài thu thập, áp dụng nhiều phương pháp khác phù hợp cho loài, loài phải sử dụng hỗ trợ thích hợp theo u cầu lồi Phịng thí nghiệm động phải phòng đa đáp ứng yêu cầu nêu Thu thập In vitro yêu cầu cán có kiến thức phương pháp khoa học kinh nghiệm

Phương pháp cấy trang thiết bị phải phù hợp đồng ruộng tính tốn thiết bị cần thiết điều kiện hỗ trợ tiện nghi khác trường hạn chế mức tối thiểu Những vấn đề cần quan tâm khác xe để chở thiết bị cần thiết, nơi tập kết gần khu thu thập gần địa điểm có dịch vụ tối thiểu điện, nước để trì nguồn gen In vitro điều kiện tối thiểu

- Hộp đựng dụng cụ

- Bình, lọ ni cấy

- Bàn làm việc

(69)

- Tủ định ôn

Thu thập In vitro thành cơng phải có kỹ thuật mềm dẻo, phương tiện dụng cụ tối thiểu cần có chuẩn bị kỹ lưỡng chu đáo trước thu thập

- Môi trường nuôi cấy

- Dụng cụ nuôi cấy dán nhãn trước (nhãn trắng)

- Khử trùng làm toàn thiết bị trước

- Chuyển dụng cụ ni cấy vào phịng vơ trùng di động

Những yếu tố gây nhiễm vi sinh vật thu thập In vitro

Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nhiễm vi sinh vật nội sinh thu thập vật liệu đồng ruộng

- Những mô già thường nhiễm mô non ( Bernstein va Carroll,1977)

- Mô nằm đất rễ, thân ngầm mức độ nội sinh nhiễm cao khó làm (Roy va Saha,1997)

- Mầm sinh dưỡng mầm hoa thường chứa vi sinh vật mô hỗn hợp giữ tẩy trùng bề mặt mô ( Merkle, 1997)

Nhiễm bẩn bệnh mơi trường

- Những mơ thu thập vùng nhiệt đới có độ ẩm cao tỷ lệ nhiễm cao khu vực có nhiệt độ thấp khơ ( Pence,1999)

- Những lồi sa mạc biểu nhiễm nấm vi khuẩn bề mặt vùng khác dễ làm vùng ẩm độ cao (McKay ,1999)

- Những tác nhân nguy hiểm thu thập nuôi cấy mô (IVC) Pseudomonas,

Enterobacter, Agrobacterium, Xanthomoas, Flavobacterium bacillus Trong

trình nuối cấy cần sử dụng số chất kháng sinh

Ví dụ: xử lý thuốc trừ vi khuẩn thu thập họ hành người ta thường sử dụng

Ciprofloxacin nồng độ - 100mg/l, họ cam quýt sử dụng Ampicillin 100mg/l Chloramphenicol 2,5mg/l, cà phê sử dụng Gentamycin 100mg/l Thuốc trừ nấm thu

thập cà phê sử dụng [(Butylamino) carbonyl]-1 H-benzimidazol - 2-yl] carbamic acid methyl - 1,5g/l, thuốc 10 -50mg/l

2.5.4 Một số nghiên cứu thu thập nguồn gen kỹ thuật In vitro a) Thu thập nguồn gen chuối

Luz M Montoya Hennao cộng thực có kết thu thập In vitro với chuối Chuối nguồn tài nguyên di truyền thực vật có nguy xói mòn Jaramillo,1983 nguồn gen giống dạng hoang dại (Musa AA, BB, ABB, AAA AAAB ) ngày biến khỏi trung tâm đa dạng di truyền loài này Do IPGRI đa có chương trình ưu tiên thu thập bảo tồn Ex situ năm 1983 Cây chuối nhân giống vơ tính khơng hạt (parthenocarpic) thu thập truyền thống thu chồi mầm khó khăn chi phí lớn Phương pháp thu thập In

vitro phu hợp

(70)

cm để nuôi cấy In vitro Khử trùng mô cồn 70% đưa mô vào môi trường MS ( Murashige Skoog, 1962)

Bảng 2-7: Môi trường cho thu thập In vitro nguồn gen chuối AAA cv Valery CATIE, Costa Rica

Môi trường Thành phần

1( đ/c) MS, vitamin, sucrose, agar

2 MS, than hoạt tính, vitamin, sucrose, agar MS, than hoạt tính, vitamin, sucrose, agar

benomyl, gentamycin

4 MS, vitamin, ampicillin, sucrose, agelrite MS, vitamin, chloramphenicol, sucrose,

agelrite

Nguồn: Valerie C Pence cộng 2002

Môi trường bổ sung thêm vitamin, than hoạt tính (activated charcoal) 0,15%, thuốc trừ nấm vi khuẩn phổ rộng (benomyl 100mg/L, gentamycin, 100mg/L ampicillin 100mg/L; chloramphenicol 100mg/L) nồng độ thấp tránh độc cho mơ Mơi trường có thêm đường sucrose 30g/L, Difco agar g/L Gelrite g/L

Cắt để giảm kích thước, điều kiện buồng di động đảm bảo khuất gió phun ethanol cồn 70% để khử trùng Sau công việc thực địa hồn tất, mơ ni cấy đưa vào hộp, hộp phun cồn 70% khử trùng, chuyển đến phịng thí nghiệm di động nhiệt độ 26±1oC, độ ẩm 80%, ánh sáng 16 chiếu sáng tối, cường độ ánh sáng 50µE m-2 s-1 Vệ sinh kiểm tra khử trùng buồng ni cấy, dụng cụ, mơ sống - ngày sau cấy Đánh giá mức độ hóa nâu mơ ni cấy theo thang điểm - sau:

0 - không nâu

1-thỉnh thoảng có vết nâu 2-Hóa nâu trung gian 3- hóa nâu

Kết sau ngày ni cấy có mơi trường nhiễm nấm 20%, ngày sau nuôi cấy môi trường nhiễm 20% vi khuẩn thời gian thu thập kéo dài tỷ lệ nhiễm ngày cao Có khác hóa nâu cắt kìm kéo, hóa nâu lớn kéo hay tay Các mẫu sống 100% phụ thuộc vào kỹ thuật khử trùng bề mặt mô, sai khác có ý nghĩa với mơi trường khác

b) Thu thập nguồn gen họ cam quýt (Abdenago Brenes Hines cộng sự,2002)

Hạt nguồn vật liệu chính, đơn giản kinh tế thu thập bảo tồn nguồn gen trồng, trường hợp loài nhân giống vơ tính, hạt cứng sử dụng kỹ thuật khác thay In vitro (withers,1987) Họ cam quýt Citrus L nhân giống vơ tính sinh dưỡng ghép, chiết giâm cành phổ biến để giữ nguyên kiểu gen, trường hợp có hạt bình thường Nhưng khả nảy mầm hạt cam quýt bị suy giảm nhanh độ ẩm giảm xuống 70% điều kiện nhiệt đới hạt sức nảy mầm nhanh dẫn đến ngủ nghỉ Phương pháp thay thu thập hạt thu thập In vitro với vi mô hạt phương tiện thu thập, bảo tồn giá trị nguồn gen họ cam quýt

Navarro(1984) nghiên cứu kỹ thuật nuôi cấy mô truyền thống với chi Citrus nêu kỹ thuật quan trọng ứng dụng sau:

(71)

- Nuôi cấy bầu nhụy để nhận phôi tâm từ không hạt đa phôi

- Vi ghép để thu bệnh

Không sử dụng lạnh trình này, thu thập thời kỳ ngủ nghỉ mùa đông khu vực Á Nhiệt đới, mô non nguồn tốt cho vi ghép (Skirvin,1981; Marte,1987) Mặc dù vậy, nguyên lý thu thập In vitro điều kiện vô trùng, thời gian từ thực địa đến đưa vào phịng thí nghiệm cần ngắn Trường hợp thu thập trong thí nghiệm Citrus sinesis L Các cành non, thẳng khoảng cm lấy từ phần non cắt khỏi cây, sau cắt thành đoạn nhỏ (vi mô) từ - cm, trường hợp thu mẫu quan sinh dưỡng, thu mẫu hạt thu hạt từ chín, khỏe mạnh và loại bỏ vỏ hạt trước khử trùng bề mặt để nuôi cấy In vitro

Khử trùng bề mặt vi mô sinh dưỡng ngâm nước rửa sodium hypochlorite từ - 5% phút, sau rửa nhẹ lần nước tiệt trùng (01 phút lần) Đối với thu hạt khử trùng bề mặt lửa đèn cồn, sau lấy hạt loại bỏ vỏ hạt, hạt ngâm phút nước tiệt trùng dung dịch sodium hypochlorite 3% phút, sau rửa nhẹ lần nước (mỗi lần phút), cấy vào môi trường chuẩn bị trước

Môi trường sử dụng cho hạt vi mô sinh dưỡng Môi trường MS

- MS+ampicillin (100mg/L) + benomyl ( 50mg/L) (Môi trường MS-AB)

- MS+ chloramphenicol (2,5mg/L) + benomyl ( 50mg/L) (Môi trường MS-CB)

- Môi trường hấp nồi hấp 121oC 15 p.s.i 20 phút, bổ sung chất kháng sinh vào môi trường sau hấp Khử trùng để hạn chế nguồn lây nhiễm làm bề mặt bề mặt dụng cụ, nơi làm việc (khay kim loại 53 x 30 cm) kẹp, ghim với ethanol 70% sau hơ lửa đèn cồn Sau ni cấy, mơ đưa vào thí nghiệm có điều khiển mơi trường ( 27±2oC, cường độ ánh sáng 2.500 lux, độ dài chiếu sáng 16 tối/ngày

- Sau - ngày đánh giá mô sau nuôi cấy trường

- Phần trăm mô nhiễm bệnh

- Phần trăm mô phục hồi trở lại

- Phần trăm vi mô sinh dưỡng chuyển màu nâu

- Tỷ lệ phục hồi nửa tạm thời

Tình trạng phục hồi mẫu xác định đặc điểm sau:

- Khỏe mạnh, không nhiễm bệnh, không bị hoại sinh

- Nhiễm phần, số lại đủ để khử trùng tạo thành mẫu cho vào môi trường In vitro nuôi cấy

(72)

Bảng 2-8: So sánh phương pháp sử lý bề mặt môi trường thu thập In vitro với vi mô sinh dưỡng họ cam quýt

Tỷ lệ nhiễm sau

ngày(%) Tỷ lệ nhiễm sau ngày(%)

Xử lý Số mẫu phục hồi trung bình sau

ngày(%)

Số mẫu phục hồi trung bình sau

ngày(%) Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn

Tất xử lý 87,7 3,3 87,7 13,3 3,3

Khử trung bề mặt

3% NaClO 80 0 80 6,7

5% NaClO 93,3 6,7 93,3 20 6,7

Môi trường

MS 80 10 80 20 10

MS-AB 80 0 80 10

MS-CB 100 0 100 10

Nguồn : Abdenago Brenes Hines cộng sự,2002

c) Thu thập khoai sọ ( Mary Taylor,2002)

Cây khoai sọ (Colocasia esculenta L var esculenta) trồng lấy củ quan trọng rau lương thực nhiều nước Nhu cầu cần thu thập bảo tồn bệnh bạc nấm Phyophthora colocasiae lan rộng đến Hoa Kỳ năm 1993 Sử dụng In

vitro thu thập nguồn gen khoai sọ giới thiệu vào năm 1980

với hỗ trợ dự án có củ UNDP/FAO Thu thập trì nguồn gen khoai sọ ni cấy mơ South Pacific Commision (SPC), sau quỹ EU hỗ trợ thực nuôi cấy mô phịng thí nghiệm đại học Nam Thái Bình Dương, Samoa Những năm gần dự án thu thập nguồn gen khoai sọ phương pháp In vitro hỗ trợ AusAID Nuôi cấy mô trực tiếp từ đồng ruộng, bước sử dụng phịng thí nghiệm di động trình bày Gồm dụng cụ chứa có gắn nhãn có mơi trường khử trùng, dụng cụ khử trùng, kẹp, ghim, kéo Một hộp nhỏ chứa tác nhân ướt, đĩa petri, giấy tiệt trùng, để cắt mẫu, dao nhỏ, bình plastic nhỏ khử trùng đựng dụng cụ cồn để khử trùng

Dùng dao cắt chồi rễ mẹ sau dùng dao sắc cắt tỉa chồi, rễ nhỏ đến khoảng cm mô thu thập, thân hành xấp xỉ cm2, không cần rửa nước, đất lau trình cắt tỉa khăn

Từ giai đoạn tất làm tay bên hộp cát tơng với phía trước mở hộp tẩy trắng trước sử dụng Ngâm mô thu thập dung dịch NaClO 2% cộng thêm chất giữ ẩm 15 phút Trong trình tẩy trùng bình chứa phải lắc liên tục Sau khử trùng bóc bớt mơ bên ngồi dụng cụ khử trùng, khử trùng dụng cụ lửa đèn cồn

Mô sau khử trùng cấy lên môi trường MS hàn kín, lần ni cấy giữ đến đưa phịng thí nghiệm để bảo tồn, đặt chúng phịng sinh trưởng - tuần ln ln kiểm tra tình hình nhiễm bệnh Sau giai đoạn mô tiếp tục cắt nhỏ đến khoảng chiều dài 01 cm với kích thước củ 0,2cm2 chuyển đến mơi trường

2.6 THU THẬP NGUỒN GEN CĨ SỰ THAM GIA

(73)

Phương pháp tổng kết từ chương trình thu thập nguồn gen giống lúa ngô địa phương huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên nhóm cán trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội năm 2004 - 2005

2.6.1 Các bước thực thu thập nguồn gen có tham gia người dân:

- Thành lập đoàn cán thu thập

- Xây dựng kế hoạch chuẩn bị cho đợt khảo sát, thu thập

- Liên hệ với địa phương

- Đến trường trình bày mục đích yêu cầu với lãnh đạo địa phương

- Tiến hành thu thập trường

- Thảo luận với nhóm nơng dân để thu thập thơng tin ban đầu

- Nông dân thực thu thập mẫu nhà cung cấp thông tin nguồn gen khơng có đồng ruộng

2.6.2 Kỹ thuật họp nhóm nơng dân

Họp để thảo luận thu thập thông tin, thu thập mẫu nguồn gen tổ chức thôn Những nông dân mời đến thảo luận nhóm nơng dân có kinh nghiệm sản xuất, nắm giống trồng, vật ni địa phương Số lượng nhóm nông dân từ 15 - 20 người

Cán thu thập cần chuẩn bị nội dung mẫu phiếu thu thập trước họp nhóm để nêu chủ đề tahỏ luận phù hợp Chủ đề thảo luận để thu thập nên ngắn gọn dễ hiểu để người dân tham gia thảo luận

Hình 2-9: Họp nhóm thu tập nguồn gen giống lúa,ngô địa phương Phiêng Ban xã Thanh Nưa huyện Điện Biên tỉnh Điện Biên năm 2005

Nội dung thảo luận ghi lại tờ giấy Ao để thành vên nhóm nơng dân hiểu, nắm theo dõi, bổ sung thêm

Những chủ để thảo luận chính:

- Điều kiện tự nhiên địa phương:

- Diện tích đất, loại đất thôn canh tác chưa canh tác, diễn biến lượng mưa, nhiệt độ năm

- Điều kiện xã hội

- Dân số, lương thực, thu nhập

- Những loại trồng nơng dân sử dụng - Cây lương thực

- Cây rau - Cây ăn - Cây thuốc

(74)

Ví dụ: Phiêng Ban, xã Thanh Nưa huyện Điện Biên năm 2003 nhóm nơng dân liệt kê cấy trồng sau:

- Lúa nương - Lúa ruộng - Ngô nương - Ngô bãi - rau cải - Sắn - Nhãn - Đu đủ

Thảo luận tiếp giống lúa nương trồng: - Khẩu nia

- Khẩu lương phương - Khẩu mà cha

Mô tả trồng nông dân sử dụng ghi nhận thông tin nông dân cung cấp thông tin ban đầu nguồn gen minh họa sau:

GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG (NGỌ LIA)

(bản mô tả giống lúa địa phương nhóm nơng dân cung cấp thơng tin)

Hình 2-10 : mẫu hạt thóc giống Ngọ nia thu nhà nơng dân

Phần 1: thông tin chung

- Tên giống (tên địa phương): ngọ nia (khẩu nia) ; Ký hiệu: GL3

- Người thu thập: Vũ Thị Bích Hạnh

- Ngày thu thập: 21/07/05

- Nơi thu thập: Bản Pú Tửu 13- xã Thanh Xương - huyện Điện Biên - tỉnh Điện Biên

- Tên chủ hộ: Quàng Văn Hịa

- Tên thôn bản: Bản Pú Tửu 13, xã Thanh Xương, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên

Phần 2: mô tả giống:

- Màu sắc thân : xanh

- Chiều cao : 100-110 cm; số nhánh: 5-6 nhánh; bông:

- Thời gian sinh trưởng : 180-185 ngày

- Chiều dài : 25-28 cm; P1000 hạt: 34,73 g

- Màu sắc hạt thóc : vàng; mỏ hạt: đen; hạt gạo: trắng đục

(75)

- Điều kiện sinh thái giống lúa nương: ngọ nia (khẩu nia)

Giống trồng nương cao nương vừa, độ dốc tương đối lớn

Yêu cầu giống đất: yêu cầu đất tốt, đặc biệt phù hợp với nương khai phá Nếu đất xấu phải bón thêm phân

- Năng suất trung bình : 200-250 kg/1000m2 (≈ 25tạ/ha)

Phần 3: mô tả điều kiện sinh thái canh tác

- Dân tộc gieo trồng: Kh’Mú

- Giống yêu cầu cung cấp đầy đủ nước suốt trình sinh trưởng, song điều kiện trồng hồn tồn phụ thuộc vào nước trời(bố trí gieo trồng vào đầu mùa mưa năm)

- Thời vụ gieo trồng: gieo: từ ngày đến 15/4 hàng năm; thu hoạch vào trung tuần tháng 10

- Kỹ thuật để giống: chọn chỗ lúa tốt nương, lúa có bơng to, khơng bị sâu bệnh, gặt để riêng làm giống Thu đập riêng, phơi riêng phên cót bạt ni lơng đến lúc khô; chọn hạt mẩy, màu sắc hạt sáng (sàng, xảy sạch); đóng thóc giống vào bao tải dứa, cất kín hịm gỗ, để gác nơi khơ thống nhà, tránh chuột bọ phá hại Đến vụ sau, phơi lại vài nắng đem ngâm ủ để gieo

- Kỹ thuật làm đất gieo trồng: tháng hai ba dương lịch, lên nương dọn cỏ; chặt, vơ cỏ thành đống lớn, để khơ đốt Nếu có tiền, dùng thuốc trừ cỏ phun (2 gói trừ cỏ Aly/1000m2) Dùng trâu cày lật đất lên chỗ nương phẳng, dễ làm Chỗ nương khó làm cuốc tay Phơi nương ải vòng 1-2 tháng Trước gieo cày lại lần nương bé Nếu nương rộng, gieo vãi hạt lúa mặt nương, xong dùng trâu bừa đất để che phủ hạt giống, chống chim chuột phá hại, đồng thời lật gốc cỏ mọc lên

- Kỹ thuật chăm sóc:

(76)

GIỐNG NGÔ ĐỊA PHƯƠNG SILI DIM

Hình 2-11 : mẫu giống ngơ Sli dim thu thập Điện Biên Phần 1: thông tin chung

- Tên giống: Sli dim dút – Sli dim (ngô tẻ đỏ)

- Ký hiệu: GN6

- Người thu thập: Nguyễn Văn Hà

- Ngày thu thập: 21/07/05

- Nơi thu thập: Bản Pú Tửu 13- xã Thanh Xương - huyện Điện Biên - tỉnh Điện Biên

- Tên chủ hộ: Quàng Văn Hịa

Phần 2: mô tả giống:

- Màu sắc thân: nâu nhạt xanh nhạt; lá: xanh xẫm

- Chiều cao : 200-250 cm; Chiều cao đóng bắp: 130-140 cm

- Thời gian sinh trưởng : 120-125 ngày

- Chiều dài bắp : 15,5 cm; Tỷ lệ hạt/bắp: 0,9 ; P1000 hạt: 325,9 g

- Màu sắc hạt : đỏ đỏ thẫm; màu sắc lõi: trắng

- Chất lượng: ngon, dẻo, thơm

- Năng suất trung bình : 55-60 tạ/ha

Phần 3: mơ tả điều kiện sinh thái canh tác

- Dân tộc gieo trồng: Kh’Mú

- Điều kiện sinh thái giống ngô: Sli dim dút – Sli dim

(77)

2.7 THU THẬP NGÂN HÀNG GEN HẠT NHÂN 2.7.1 Khái niệm:

Khái niệm ban đầu : Ngân hàng gen hạt nhân (core collection) thu thập số mẫu

nguồn gen giới hạn từ toàn ngân hàng gen có, số mẫu có số lượng nhỏ đại diện cho đa dạng di truyền loài trồng họ hàng hoang dại ngân hàng gen chung (Frankel 1984)

Định nghĩa có hai khái niệm sau:

- Thu thập ngân hàng gen hạt nhân thu thập số mẫu nguồn gen hạn chế từ toàn mẫu thu thập có, lựa chọn để đại diện cho phổ di truyền tồn nguồn gen, bao gồm đa dạng tối đa ( Brown 1995) Như nguồn gen hạt nhân gọi “ Một tập hợp con” toàn nguồn gen ngân hàng gen

- Toàn loài trồng, thu thập nguồn gen hạt nhân bao gồm số lượng giới hạn dòng lựa chọn để đại diện đa dạng di truyền toàn loài trồng họ hàng hoang dại chúng Nó tập hợp ngân hàng gen tối thiểu sử dụng hệ thống hợp tác ngân hàng gen quốc gia quốc tế bổ sung mẫu nguồn gen cịn thiếu lồi họ hàng hoang dại, nơi thiếu hệ thống bảo tồn

Ngân hàng gen quốc tế thu thập nguồn tài nguyên di truyền thực vật hạt nhân để bảo tồn lâu dài cho sử dụng, nhà tạo giống, nhà nghiên cứu người sử dụng khác tiếp cận nguồn gen dễ ràng

Sau 25 năm thu thập bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật để hình thành nên ngân hàng gen thực vật vô lớn, xuất khó khăn trở ngại là:

1) Nguồn gen thu thập bảo tồn lớn dẫn đến khó khăn cỡ mẫu tổ chức thu thập xắp xếp bảo tồn;

2) Nguồn gen bảo tồn lớn số đa dạng di truyền sử dụng lại không lớn, gây cản trở nhiều mục đích sử dụng khác

- Thời vụ gieo trồng: gieo: từ 15-20/3 hàng năm; thu hoạch từ 20-30/8

- Kỹ thuật để giống: chọn bắp ngơ to đều, trơng thích để làm ngơ giống Sau đó, phơi khơ bi, để gác bếp vụ gieo sau Khi gieo, tẽ lấy hạt ngô bắp ngô, bỏ phần hạt đầu cuối bắp, loại bỏ hạt sâu bệnh hay bị mọt đem gieo trực tiếp nương

- Kỹ thuật làm đất gieo: tháng dương lịch, lên nương dọn cỏ; chặt, vơ cỏ thành đống lớn, để khơ đốt Nếu có tiền, mua thuốc trừ cỏ phun (3 gói trừ cỏ Aly/1000m2) Dùng trâu cầy lật đất lên chỗ nương phẳng, dễ làm Chỗ nương khó làm cuốc tay Phơi nương ải vòng tháng Khi gieo, dùng cuốc bổ hốc kích thước bàn cuốc, gieo 4-5 hạt giống ngô/hốc lấp đất để chống chim chuột phá hại

- Kỹ thuật chăm sóc:

- Khơng bón phân cho ngơ Sli dim dút – Sli dim

(78)

Nhận thức đầy đủ vấn đề Frankel 1984 đề nghị giới hạn nguồn gen thu thập nguồn gen hạt nhân, thiết lập từ mẫu nguồn gen (ngân hàng gen) thu thập Số lượng tối thiểu đại diện đa dạng di truyền toàn ngân hàng gen, đại diện cho trồng, lồi hoang dại nhóm lồi ngân hàng gen lớn có Nó khơng lặp lại thu thập thu thập nguồn gen tổng toàn trước

2.7.2 Thu thập ngân hàng gen hạt nhân

Thu thập mẫu hạt nhân có lợi giảm bớt khối lượng công việc mức độ phức tạp bảo tồn, nhân giống, đổi hạt giống, tài liệu hóa, đánh giá sử dụng Đặc biệt giảm bớt khối lượng cơng việc chi phí quản lý nguồn gen Ngân hàng gen thu thập nguồn gen hạt nhân sử dụng trường hợp:

- Nếu toàn ngân hàng gen Quốc gia hay quốc tế có số lượng khổng lồ dẫn đến khó khăn cho hoạt động nghiên cứu, quản lý sử dụng ngân hàng gen - Khi số lượng mẫu lớn ngân hàng gen chung khó đánh giá, hiểu biết đa

dạng toàn ngân hàng gen chung

- Khó xác định ưu tiên thu thập bổ sung vật liệu thiếu ngân hàng

- Người sử dụng khó xác định biến dị ngân hàng gen lớn biến dị phù hợp cho chương trình tạo giống cho mơi trường mục tiêu họ

a) Thu thập nguồn gen hạt nhân gì?

Khởi đầu “ Thu thập nguồn gen hạt nhân” (core collection) khó mơ tả thực hiện, có đến ba định nghĩa khác Khi O Frankel A.H.D Brown năm 1984 đề xuất lần đề nghị “Thu thập mẫu hạt nhân từ nguồn gen thu thập có với số tối thiểu giống dòng ngân hàng gen” Nhiều cỡ mẫu thu thập khác gây khó khăn để đặc điểm hóa đánh giá Khái niệm đưa 02 định nghĩa đơn giản

Định nghĩa 1: sử dụng để thu thập nguồn gen trồng đặc thù ngân hàng gen, định nghĩa dễ ràng hướng đến thu thập gồm nhóm lồi liên quan với tập hợp mẫu thu thập có nhóm phân loại giúp mạng lưới ngân hàng gen

Định nghĩa 2: mẫu hạt nhân trung tâm hay phần quan trọng nhất, tâm điểm phần quan trọng Với ý nghĩa này, mẫu hạt nhân giúp nhận biết tồn mẫu nguồn gen, sử dụng để đánh giá, thu nhận thông tin, nhận biết thuộc tính tồn tập đồn nguồn gen gốc

Thu thập nguồn gen hạt nhân số lượng không nên vượt 10% tổng lượng nguồn gen tổng số mẫu nguồn gen Theo Brown 1989 thu thập hạt nhân không vượt 2000 mẫu Thực tế chứng minh thu thập mẫu hạt nhân dao động từ - 20% lượng mẫu lớn 2.000 mẫu nguồn gen lấy từ tập đoàn nguồn gen gốc

a) Phương pháp thu thập mẫu hạt nhân

Phương pháp chọn lọc thu mẫu hạt nhân chia thành bước sau - Nhận biết vật liệu đại diện tập đoàn ngân hàng gen gốc

- Xác định cỡ ngận hàng hạt nhân

- Chia ngân hàng gen hạt nhân thành nhóm riêng biệt - Xác định số dịng nhóm

- Lựa chọn dịng (entries) từ nhóm đưa vào nguồn gen hạt nhân

(79)

đảm bảo số lượng tối thiểu vừa đảm bảo mẫu điểm đại diện cho ngân hàng gen cách xác chắn

Hình 2-12 : Sơ đồ mơ tả dòng phát triển bước thu thập mẫu hạt nhân Nguồn Th.J.L.van Hintum, A.H.D Brown, and C Spillane T.Hodgkin, 2000

b) Phương pháp lấy mẫu thu thập

Phương pháp chọn lọc ngẫu nhiên từ ngân hàng gen gốc sử dụng phương pháp lấy mẫu thu thập nguồn gen hạt nhân Phương pháp đơn giản hiệu thấp nhất, tốt phương pháp lấy mẫu liên tục theo số thứ tự xắp xếp ngân hang gen Một phương pháp đơn giản cải tiến lấy mẫu theo xác xuất

Ví dụ lấy 10% mẫu nguồn gen có số thứ tự mà cuối số thứ tự 0, phương thỏa mãn không sử dụng thơng tin nguồn gen, sử dụng cải thiện tính đại diện mẫu nguồn gen hạt nhân Các phương pháp thu thập mẫu hạt nhân khác Hodgkin cs (1995), Johnson Hodgkin (1999),Van Hintum cs (2000) phát triển áp dụng cho trồng mục đích sử dụng khác Các mẫu gen hạt nhân xem xét thu thập dựa mức độ ưu tiên tính trạng hay mẫu nguồn gen theo mục tiêu sử dụng Ngoài thu thập mẫu nguồn gen hạt nhân liên quan đến mức độ xói mịn nguồn gen, số mẫu đại diện cho loài, nguồn gen hiếm, allel đặc hữu hay nghèo nàn, tính trạng, vùng sinh thái loại vật liệu đặc thù riêng biệt (Brown Spillane, 1999)

Nhận biết vật liệu đại diện cho ngân hàng gen gốc

(80)

liệu có, phát triển mẫu hạt nhân mục tiêu thu thập, mục tiêu sử dụng Nhưng thu thập mẫu hạt nhân phải đại diện cho nguồn vật liệu di truyền hay ngân hàng gen có Thu thập mẫu hạt nhân thiết lập để bao gồm vật liệu trồng số nguồn gen

Cỡ mẫu điểm thu thập

Sau xác định vật liệu mẫu hạt nhân đại diện, bước cần xác định cỡ mẫu, cỡ mẫu nhỏ mẫu nguồn Theo Spillane cộng cỡ mẫu hạt nhân chiếm khoảng - 20% tổng số mẫu nguồn gen có, đơi số lượng mẫu nguồn gen lớn số mẫu hạt nhân nhỏ 5% Ví dụ lúa mạch nguồn gen có 1.600 mẫu giống thu thập mẫu nguồn gen hạt nhân ICRISAT lấy cỡ mẫu nhỏ 0,3%, mẫu hạt nhân lúa miến lấy 600 mẫu từ nguồn 40.000 mẫu nguồn gen mẫu điểm chiếm 1,5%

Một số mẫu điểm cho nguồn gen có tính trạng đặc thù quần thể ngơ địa phương có khả nanưg kết hợp (KNKH) tốt, tính chống bệnh thu thập mẫu điểm bảo đảm mẫu đại diện cho đa dạng tính trạng quý hiếm, hay tính trạng mục tiêu từ ngân hàng gen Đối với loài hoang dại, tỷ lệ thu thập mẫu điểm lớn mẫu họ cà theo Spillane cộng lấy 31% vậy, khơng có tỷ lệ cố định cho tất trường hợp mà tùy theo loài mục tiêu Brown 1989 cho tỷ lệ thu mẫu khoảng 10% tổng nguồn gen chứa 70% biến dị nguồn gen đảm bảo Nếu nguồn gen chia nhóm tỷ lệ lấy mẫu nhỏ đại diện cho nguồn gen, nghiên cứu ICRISAT chia nguồn gen thành nhóm thu thập 3% tổng số mẫu nguồn gen chứa 90% biến dị nguồn gen

2.7.3 Chia nguồn gen thành nhóm di truyền khác biệt a) Chia nguồn gen thành nhóm

Sự thu mẫu đại diện cho toàn đa dạng di truyền nguồn gen hiệu phụ thuộc vào chia nguồn gen lần thứ thành nhóm, kỹ thuật gọi phân lớp, nhóm có mức độ biến dị tối đa nhóm tối thiểu nhóm Đây kỹ thuật chìa khóa để thu thập mẫu hạt nhân thành cơng Có nhiều phương pháp tiếp cận khác dựa thông tin có, vốn gen ngân hàng gen Hintum 1994 chia lần thứ dựa phép phân loại, phân chia loài hoang dại theo loài trồng nhóm phân chia theo lồi lồi phụ theo phương thức bậc thang Sử dụng phân loại kiến thức hóa, phân bố, lịch sử tạo giống, công thức luân canh, sử dụng trật tự cấu trúc phát triển thành đa dạng di truyền

Qúa trình phân lớp thường liên quan đến tính xác thực nhóm phân loại, chia loại trồng thành nhóm sinh thái (nhóm sinh thái hình thành với lịch sử lâu dài) Ví dụ phân thành lúa mạch mùa xuân lúa mạch mùa đông ( Knupffer Van Hintum 1995), Zhang công Trung Quốc phân nhóm vùng theo vùng trồng, nước ta nhóm sinh thái lúa chia thành nhóm lúa xuân lúa mùa, lúa cạn, lúa có tưới, lúa chịu nước sâu luá Để phân nhóm nguồn gen cần có lượng thơng tin phong phú thu thập ban đầu tạo ngân hàng gen gốc thơng tin bổ sung q trình nghiên cứu nguồn gen Như phân chia thành nhóm đồng di truyền

(81)

tiến, giống địa phương) vùng sinh thái sản xuất Phân tích đám 14 đặc điểm hình thái, nông học sử dụng phương pháp Ward cuối nhóm hình thành mẫu hạt nhân cần thu thập Trong trường hợp liệu tính trạng số lượng, phương pháp bị ảnh hưởng tương tác kiểu gen môi trường sai số thí nghiệm

Hình 2-13 : Cây đa dạng nguồn gen rau diếp sau phân thành nhóm từ ngân hàng gen gốc

b) Xác định số dịng (entries) nhóm

Phương pháp xác định số dịng nhóm cở sở số mẫu nguồn gen nhóm Kỹ thuật xác đinh số dịng nhóm sở số mẫu nguồn gen có nhóm, số mẫu nguồn gen nhiều nhóm thường có số tốt cho sử dụng đảm bảo đa dạng nhóm Brown đề nghị sở để xác định cỡ nhóm dựa chiến lược là:

- Chiến lược cân bằng(C): ấn định số dịng nhóm độc lập với số lượng mẫu nguồn gen nhóm

- Chiến lược tỷ lệ (P): số dịng nhóm tỷ lệ với số mẫu nguồn gen có nhóm

- Chiến lược cỡ mẫu logic (L): số dòng nhóm loga số mẫu nguồn gen nhóm

Bảng 2-9 : Ấn định số dịng với nhóm khác chiến lược xác định cỡ mẫu thu thập điểm nguồn gen, 30 dòng chọn thu từ 205 mẫu nguồn gen

Số dòng lấy mẫu điểm chiến lược khác Nhóm Số mẫu nguồn

gen thu thập C L P

1 120 10 18 50 8 25 7 4 10

Tổng số 205 30 30 30

Mỗi chiến lược cho kết số dịng nhóm khác hiệu chúng so sánh với số công thức thực hiện, chiến lược C thường hiệu hai chiến lược lại hai phương pháp L P sử dụng rộng rãi

(82)

dựa đa dạng marker Phương pháp dựa số liệu thu phân tích marker phân tử, nhóm đa dạng gen chúng ( Brown Schoen,1994)

Chiến lược H, marker gen allozyme DNA marker cho biết tần suất allel locus đa hình đưa vào tính số đa dạng gen (h); Chỉ số tương đương tần suất dị hợp quần thể giao phấn hoàn toàn Lý thuyết sở tối đa allel tổng số mẫu hạt nhân (tổng số allel tổ hợp mẫu) gợi ý đóng góp nhóm vào mẫu hạt nhân ngang với đa dạng nhóm {h/(1-h)} Phương pháp tiếp cận mở rộng áp dụng với số liệu số lượng Ước lượng biến dị di truyền hiệu ứng cộng áp dụng để ước lượng {h/(1-h)} yếu tố trọng số thêm Nếu biến động môi trường số giá trị kiểu hình coi yếu tố trọng số bổ sung thêm phân bố nhóm đa dạng mẫu hạt nhân

Chiến lược M lựa chon sử dụng marker tập trung phân biệt dạng allel biểu phạm vi locus cho mẫu nguồn gen Nó xác định sử dụng số liệu marker phân tích thống kê Sử dụng chương trình đường tuyến tính để tìm tổ hợp mẫu nguồn gen quan sát tối đa số allel locus mẫu hạt nhân, lại giữ cho tổng số mẫu lấy từ nhóm

Cả hai chiến lược đảm bảo yếu tố đa dạng thông tin sử dụng ngang giá trị chúng tiêu chí tổng đa dạng bên nhóm

2.7.4 Quản lý nguồn gen hạt nhân

Cán quản lý nguồn gen hạt nhân cần đưa định tồn trữ, nhân mẫu giống tài liệu hóa mẫu nguồn gen thu thập hạt nhân từ ngân hang gen Tiến hành đánh giá để mở rộng đa dạng có nguồn gen đồng thời giảm bớt nguồn gen khơng cần thiết, qúa trình gọi cố định nguồn gen hạt nhân Những kết quản lý cung cấp thêm kiến thức thông tin nguồn gen nguồn gen cần bổ sung

2.7.5 Sử dụng nguồn gen hạt nhân

Nguồn gen hạt nhân thiết lập để cải tiến sử dụng bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền Chúng giúp cho quản lý ngân hàng gen, nên bảo tồn sử dụng vật liệu để cải tiến Một số hướng sử dụng khác khuyến cáo sau:

- Giảm bớt công việc số mẫu nguồn gen nhỏ

- Liệt kê dịng ưu tiên

- Tiêu chí tham khảo cần đánh giá toàn ngân hàng gen gốc

- Bộ vật liệu tối ưu để đánh giá phát triển phương pháp

- Quản lý nguồn gen hạt nhân giảm bớt khối lượng công việc, thuận tiện cho sử dụng khai thác để cải tiến giống trồng, phục vụ cho nghiên cứu đào tạo

2.8 PHÂN LOẠI NGUỒN GEN SAU THU THẬP

(83)

Phân loại nguồn gen thực vật sử dụng phương pháp khác

- Phân loại dựa hệ thống phân loại thực vật

- Phân nhóm

- Phân loại dựa điều kiện sinh thái địa lý

- Phân loại dựa kỹ thuật bảo tồn mục đích sử dụng

- Sử dụng marker phân tử phân loại nguồn gen

Ari Kornfeld, 1996-2000 [24] cho có phương pháp phân loại thực vật khác tương quan phương pháp tóm tắt sau:

Bảng 2-10: So sánh số phương pháp phân loại

Đơn vị phân loại Cấu trúcmô Cấu trúc hạt Kiểu hình

Bryophyta

(Ngành rêu)

Khơng có bó mạch Non-vascular (Bryophytes)

Như rêu

Psilophyta

Dương xỉ

Lycopodophyta

(Dương xỉ quần thể)

Spore Producers

(sinh bào tử)

Cycadophyta

(cycads)

Như dương xỉ

Ginkophyta

(Ginkoes) Cây

Coniferophyta

(conifers)

Gnetophyta

Hạt trần (Gymnosperms)

Gỗ, bụi Hạt kín

(Angiosperms) Gỗ , bụi ,leo

Angiospermophyta

(Cây có hoa)

Dicotyledons

(Lớp hai mầm)

Monocotyledons

(Lớp mầm)

Các có bó mạch (Tracheophytes)

2.8.1 Phân loại dựa hệ thống phân loại thực vật

Phân loại dựa phân loại thực vật sử dụng phổ biến cho phép bảo tồn, tra cứu sử dụng nguồn gen thuận tiện Phương pháp tạo thống giới theo hệ thống IPGRI Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật đảm bảo xác thuận tiện trao đổi thông tin lưu trữ số lượng liệu lớn Phân loại theo trật tự từ giới đến biến chủng đến giống Ví dụ lồi hoa hồng Trung Quốc có mùi thơm, màu sắc đẹp người phát hóa từ năm 1675 thuộc lồi Rosa bracteata theo hệ thống phân loại sau

Thuộc Giới thực vật: Plantae

Thuộc lớp mầm : Magnoliopsida Lớp phụ : Rosidae

Bộ -Rosales Họ : Rosaceae Chi: Rosa L

(84)

Từ loài nguồn gen chia thành loài phụ (Subspecies), biến chủng (Varietas), mẫu nguồn gen (accession) Thơng thường mẫu nguồn gen số hóa để lưu trữ theo IPGRI Ví dụ nguồn gen hoa hồng lai Mỹ lưu giữ hàng nhìn mẫu khác ( Nguồn Dr Eileen W Erlanson Macfarlane, University of Michigan) hệ thống lưu trữ cấp mẫu nguồn gen mô tả sau:

Bảng 2-11: Ngân hàng gen hoa hồng Mỹ số hóa sau

Accession ( mẫu)

Hybrid (Lai)

Số hoa Quả Hạt Nảy mầm

Bố mẹ 13637 blanda x arkansana 7 47 10,6 North Dakota

13641 blanda x arkansana 7 32 37,5 Manitoba

14724 blanda x arkansana 23 19 74 4,1 Mich Colorado

13642 blanda x Woodsii 8 49 73,0 Michigan, S Dakota

14744 blanda x Woodsii 12 12 135 62,0 Michigan, Utah

14769 californica x acicularis 3 7 57,1 Calif., B C

14730 californica x nutkana 13 13 160 50,0 Calif., Wash

2.8.2 Phân nhóm dựa kiểu hình

Carl Linnaeus,1996-2006 đưa phương pháp phân nhóm nguồn gen thực vật dựa vào dạng đặc điểm trạng thái đặc điểm dưa sở Sokal, R R and F J Rohlf 1981 Biometry, 2nd Ed W.H Freeman & Co., San Francisco 859 pp bao gồm:

- Đặc điểm số lượng đặc điểm chất lượng

- Đặc điểm riêng rẽ đặc điểm tiếp diễn

- Đặc điểm riêng rẽ số đốt, số nhị hoa

- Đặc điểm kép hai trạng thái số xanh số rụng

- Đa trạng thái hoa đỏ, xanh, tía Đa số đặc điểm đa trạng thái ghi dãy đặc điểm thực vật học

- Đặc điểm tiếp diễn trạng thái tăng trưởng chiều cao

Tiếp cận kiểu hình để phân loại từ Michel Adanson (French, 1750 sử dụng 65 đặc điểm phân loại họ thực vật đến R R Sokal Peter H A Sneath Năm 1950 thiết lập hệ thống phân loai sử dụng máy tính nhóm Sokal Sneath , 1963 đưa nguyên lý phân loại số hóa

Các đặc điểm phân loại theo kiểu hình cần:

(85)

tránh sai lệch ý muốn chủ quan người phân tích nên chọn đặc điểm không tương quan

- Phân loại hình thái khơng bao gồm phát sinh lồi, tổ tiên tiến hóa nhóm, tiến hóa đưa vào xem xét phân tích đồng

Các bước phân tích kiểu hình để phân nhóm gồm

- Chọn quan nghiên cứu phân loại gọi OTUs (Operational Taxonomic Units)

- Chọn điểm cho điểm quan

- Sử dụng tốn học mơ tả mức khoảng cách khác cặp đặc điểm quan nghiên cứu Ví dụ hệ số so sánh S = so sánh= 2; OTUs x 100 [các cặp 1,1 0,0]

- Xây dựng ma trận cho tất cặp giá trị S

Sử dụng kỹ thuật đám (Cluster) để tạo sơ đồ hình cây, thơng thường sử dụng phương pháp nhóm cặp khơng trọng số với giá trị trung bình số học (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Averaging) viết tắt UPGMA

Ví dụ:

Ma trận tương đồng

A B C D

A - 0,3 0,4 0,7

B - 0,5 0,4

C - 0,3

D -

So sánh B A có đặc điểm 1, giống =0,3; so sánh C A có đặc điểm 1, , giống =0,4; tiếp tục so ta có kết bảng

Như A cặp với D B cặp với C giá trị tương đồng hai giá trị trùng phân tích đám

(A với B) + (A với C) + (D với B) + (D với C) 0.3 + 0.4 + 0.4 + 0.3 = 14/4 = 0.35 UPGMA sơ đồ nhóm kiểu hình:

Hình 2-14 Cây di truyền bốn mẫu nguồn gen

(86)

Một phương pháp phân nhóm dự hệ thống phân loại thực vật genome sử dụng Ví dụ nhóm lồi chi Oryza sau:

Các nhóm lồi chi Oryza

Genome Nhóm/Lồi Số đăng ký Nước

Nhóm Oryza

AA Lồi O Sativa Au73030 Trung Quốc

- O Glaberrima 104042 Chad thuộc

- O Barthii 104140 Cameroon

- O glumaepatula B308,* 100968 Brazil, Suriname

- O longistaminata 104977 Kenya

- O meridionalis 103317, 101147 Australia

- O Nivara 106148 Lào

- O Rufipogon 0413,* 105942 Trung Quốc, Thái Lan

BB - O Punctata 104071 Cameroon

CC - O Officinalis 105085 Philippines

- O Rhizomatis 105448 Sri Lanka

BBCC - O Minuta 101082 Philippines

- O Eichingeri 105160 Uganda

CCDD - O Alta 105143 Guyana

- O grandiglumis 105669 Brazil

- O Latifolia 105141 Costa Rica

EE - O australiensis 105263 Australia Nhóm Ridleyanae

FF Lồi O brachyantha 105151 Dãy núi Leone HHJJ - O Longiglumis 105148 Indonesia

- O Ridleyi 100877 Malaysia

Không rõ O schlechteri 82047 Papua New Guinea Nhóm Granulata

GG Loài O granulata 2422,* 106469 Trung Quốc, Việt Nam

- O Meyeriana 104987 Malaysia

2.8.3 Phân nhóm nguồn gen theo vùng địa lý sinh thái

(87)

gắn liền với cộng đồng địa phương không cần mô tả tất thông tin cho mẫu nguồn gen Phương pháp có nhược điểm không cho biết sâu di truyền biến dị nguồn gen Nghiên cứu J Valkoun, J Giles Waines and J Konopka phân bố lúa mỳ lúa mạch hoang dại cho thấy: hai loài lúa mỳ lưỡng bội hoang dại T

boeoticum T urartu lồi Triticum urartu có mặt miền Nam Syria, T boeoticum tập trung miền Nam Thổ Nhĩ Kỳ Hai loài lúa mỳ tam bội T dicoccoides and T araraticum vùng Viễn Đơng

Ví dụ phân nhóm lúa theo điều kiện sinh thái phân thành

- Lúa cạn ( lúa nương)

- Lúa đất cao canh tác nhờ nước trời ( lúa chịu hạn)

- Lúa có tưới

- Lúa đất thấp canh tác nhờ nước trời

- Lứa chịu nước sâu

- Lúa

Hình 2-15 Các nhóm lúa theo sinh thái (nguồn IRRI,2002) 2.9 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU

Cả hai công việc đánh giá tài liệu hóa nguồn gen thực cho sử dụng thu thập nguồn gen Các liệu ban đầu đặc điểm nguồn gen thuận tiện cho người sử dụng lựa chọn nguồn gen mong muốn Do thông tin quản lý nguồn gen phần quan trọng công việc thu thập bảo tồn nguồn gen thực vật Những thông tin đưa vào sở liệu theo Mc Millan and Salhuana, 1983:

1) Xác định thông tin ghi nhận chúng

2) Chuỗi thông tin

3) Có cơng cụ phù hợp để lưu trữ khai thác thuận tiện

4) Xác định thông tin thứ cấp

5) Những công cụ phù hợp để lưu trữ khai thác thong tin thứ cấp thuận tiện

6) Nhân thông tin thứ cấp sử dụng công cụ

7) Chuyển tải thông tin thông tin thứ cấp đến người sử dụng

Sau thu thập cần có phân loại xếp nguồn gen S Eberhart cộng đưa hướng dẫn xây dựng liệu hóa nguồn gen bằng “bộ phụ điểm” (core subset) phát triển để sử dụng với nhiều loài trồng bao gồm bước sau:

- Xắp xếp, liệu thông tin khác cho sử dụng khơng bị trùng lặp nhóm

- Đưa mẫu nguồn gen vào nhóm phù hợp

(88)

- Thu thập tính trạng di truyền kiểu hình nhóm nhóm lớn sử dụng phương pháp phân tích đa chiều để hệ thống

- Kiểm định điều chỉnh xác cuối

Tinh lọc mẫu thơng tin đặc điểm đánh giá thực để nhận thơng tin cần thiết cho phân tích thống kê để đo mức độ di truyền đa dạng nhóm điểm (core), số liệu kiểu hình kiểu gen sử dụng, di truyền phân bố nhân tố gen nhiễm sắc thể ảnh hưởng đến độ tin cậy nhóm Tối thiểu 10 tiêu 15 tiêu tốt Phân bổ chi tiêu phân theo mức độ quan trọng, tiêu quan trọng cho tính trạng kiểu hình di truyền cải thiện thay đổi đám sau xắp xếp lại dến khu Sử dụng marker phân tử RAPD RFLP Bộ mẫu phụ điểm nên mềm dẻo them bớt hay thay thông tin Tuy nhiên thời gian, mức độ thay đổi nên giảm tần suất độ lớn mẫu phụ

Câu hỏi ôn tập chương

1 Xói mịn nguồn gen thực vật, ngun nhân gây xói mịn nguồn gen theo

Stanislav Magnitskiy năm 2000 tác động xói mịn nguồn gen

2 Có nhiệm vụ thu thập nguồn gen, nguồn gen ưu tiên thu thập, Việt Nam theo anh,chị nguồn gen cần ưu tiên? Vì sao?

3 Sự khác phương pháp, cách tiếp cận kỹ thuật thu thập nguồn gen truyền thống đại

4 Tại lại thu thập nguồn gen theo điều kiện địa lý sinh thái Phương pháp lấy mẫu cỡ mẫu thu thập nguồn gen

6 Trình bày phương pháp thu thập nguồn gen truyền thống

7 Phương pháp thu thập nguồn gen In vitro, cho ví dụ thu thập nguồn gen chuối

8 Phân tích ưu nhược điểm phương pháp thu thập có tham gia Mục tiêu phương pháp thu thập ngân hàng gen hạt nhân

10 Phương pháp phân loại nguồn gen sau thu thập

(89)

BẢO TỒN NỘI VI

(In situ)

V Ramanatha Rao nêu nguyên lý bảo tồn sử dụng nguồn tài nguyên di truyền thực vật Các thành phần nguồn tài nguuyên di truyền thực vật gồm loài hoang dại, trồng họ hàng hoang dại chúng, vật liệu di truyền thu thập dạng quan sinh dưỡng, cây, hạt, mô bảo tồn quần thể khu bảo tồn hay tự nhiên nông trại (Frankel Soule,1981, Ramanatha Rao cộng sự, 1997) bảo tồn nội vi Sự khám phá N Vavilop năm 1920 – 1940 mốc nguồn gen thực vật, gọi học thuyết “Trung tâm phát sinh động, thực vật” sau xem xét gọi “Trung tâm đa dạng di truyền” Học thuyết sở để nhìn nhận định hướng mở rộng vốn gen trồng cần thiết cho sống người, sau sử dụng cho cải tiến chọn tạo giống trồng đem lại hội cho phát triển nông nghiệp ( Harlan 1975, Ramanatha Rao, 1997) Biến dị di truyền thực vật xem nguồn khơng hạn chế nguồn biến dị có sẵn cho người sử dụng, hồn tồn khơng phải biến dị trung tâm đa dạng di truyền đến tuyệt chủng chăm sóc, bảo vệ ngun nhân gây xói mịn di truyền Vấn đề trở nên nghiêm trọng phát triển nông nghiệp theo xu hướng tăng suất đáp ứng cho dân số ngày tăng loài người Những kỹ thuật canh tác mới, giống gọi “Cách mạng xanh” tác động mạnh mẽ đến Trung tâm đa dạng di truyền Chúng ta thừa nhận phong phú đa dạng di truyền có vốn gen tài sản tiềm cho người sử dụng tương lai Nói chung tài nguyên di truyền phục hồi cần thiết bảo tồn mức loài, vốn gen mức đơn vị sinh thái Đa dạng di truyền trái ngược với tổn thương nguồn gen, nguồn gen xây dựng cấu trúc di truyền giống địa phương(Anon ,1973 ; Brown, 1992) Ngoài ra, đồng di truyền dẫn đến tổn thương di truyền, dịch bệnh… đa dạng di truyền tài nguyên di truyền thực vật cần thiết để trì sản xuất lương thực

3.1 NHỮNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN CƠ BẢN

(90)

Trong phương pháp tiếp cận có số phương pháp bảo tồn nghiên cứu phát triển ngày hoàn thiện

Phương pháp tiếp cận 1:Bảo tồn nội vi( In – situ = on-site)

Bảo tồn nội vi trì quần thể thực vật điều kiện tự nhiên nơi xuất tiến hóa lồi trồng Nguồn gen thực vật bảo tồn nông trại, vườn gia đình đồng ruộng Các lồi lâm nghiệp hoang dại thường tạo vùng bảo tồn tự nhiên vườn quốc gia khu bảo tồn Ba phương pháp bảo tồn nội vi là:

1) Bảo tồn nơng trại (farm conservation)

2) Bảo tồn vườn gia đình (home garden conservation)

3) Bảo tồn lâm nghiệp hoang dại khu bảo vệ vườn quốc gia (Conservation of wild and forest plants)

Phương pháp tiếp cận 2: Bảo tồn ngoại vi (Ex – situ = off-site)

Bảo tồn ngoại vi đưa nguồn gen khỏi điều kiện tự nhiên sinh sống khỏi hệ thống sản xuất bảo tồn Trung tâm (trung tâm tài nguyên di truyền, Viện nghiên cứu…) Phương pháp kỹ thuật bảo tồn phụ thuộc vào loài trồng, có phương pháp bảo tồn khác gồm:

1) Ngân hàng gen hạt (seed genebanks) lại bao gồm ngân hàng hạt quan bảo tồn ngân hàng hạt cộng đồng (Community seed banks)

2) Ngân hàng gen đồng ruộng (field genebanks), loài trồng khác phương pháp chia thành phương pháp nhỏ :

a) Các loài tạo hạt

b) Các loài khơng kết hạt

c) Các lồi lưu giữ vật liệu vơ tính có chu kỳ sống lâu năm 3) Bảo tồn In vitro với hai nhóm trồng, trồng kết hạt trồng sinh sản

sinh dưỡng chia thành hai loại bảo tồn tế bào/mô bảo tồn hạt phấn 4) Ngân hàng AND (DNA bank)

5) Bảo tồn lạnh (cryoconservation bank) 6) Vườn thực vật (botanical gardens)

Ngân hàng gen (Genebanks ): ngân hàng gen lưu giữ, trì tái sinh mẫu sống giống thực vật loài hoang dại đa dạng lớn giới Nguồn gen đảm bảo giống trồng cải tiến, giống địa phương họ hàng hoang dại chúng, củng cố vững cung cấp lương thực, thực phẩm cho người nhà nghiên cứu sử dụng

Trong chương thảo luận phương pháp kỹ thuật bảo tồn In-situ, ứng dụng bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật giới Việt Nam

3.2 KHÁI NIỆM BẢO TỒN NỘI VI ( In situ)

(91)

khác nhau, chương nêu bốn khái niệm nhà nhiên cứu nguồn gen từ 1991- 1997 sau:

- Bảo tồn In situ coi trì quần thể biến động môi trường sống tự nhiên

hay canh tác chúng cộng đồng cho phép q trình tiến hóa tự nhiên xảy trong phần quần thể chúng.( Qualset cộng 1997)

- Mohd Said Saad and V Ramanatha Rao, 2001: bảo tồn In situ đối ngược với Ex situ,

lựa chọn bảo tồn In situ cần thiết phải trì tiềm tiến hóa lồi quần thể (Frankel,1970, Ledig,1988,1992) Nhìn chung nghiên cứu giám sát đảm bảo thành công của bảo tồn In situ ba mức độ : thử nghiệm, phân tích biến dị, di truyền loài mục tiêu khu vực đặc thù (Nghiên cứu hình thái, di truyền phân tử xác nhận đa dạng người sử dụng địa phương), kiểm kê số loài, quan sát điều kiện sinh thái tập tính hệ thống canh tác (Berg,1996)

- Bảo tồn In situ trì nguồn tài nguyên di truyền cấu trúc tự nhiên cho nguồn tài

nguyên thực vật Những nguồn tài nguyên tiếp tục trồng trọt hệ thống canh tác chúng chủ yếu Trung tâm phát sinh đa dạng trồng Vavilop ( Brush,1991)

- Bảo tồn in situ phương tiện để trì hệ sinh thái nông nghiệp bản, giống

nông dân trồng trọt họ sử dụng phương pháp tiêu chí chọn lọc họ (FAO, 1989; Bommer,1991, Keystone, 1991)

3.3 BẢO TỒN TRÊN TRANG TRẠI

Bảo tồn In situ trang trại gọi bảo tồn trang trại khái niệm “ nông

dân tiếp tục canh tác quản lý quần thể đa dạng trồng hệ sinh thái nông nghiệp” (Bellon cộng sự, 1997) Bảo tồn trang trại gồm loại hệ sinh thái

nông nghiệp gồm lồi có ích sử dụng (cây trồng, thức ăn gia súc lâm nghiệp) họ hàng hoang dại phát triển khu vực lân cận

3.3.1 Mục đích bảo tồn trang trại

- Bảo tồn tiến hóa thích nghi trồng môi trường tự nhiên chúng

- Bảo tồn đa dạng mức khác : hệ sinh thái, loài nội loài

- Nông dân nằm hệ thống nguồn tài nguyên di truyền thực vật quốc gia

- Để bảo tồn hệ sinh thái phục vụ đời sống người trái đất

- Cải thiện sinh kế nông dân nghèo tài nguyên thông qua phát triển kinh tế -xã hội

- Để trì tăng cường tham gia nơng dân tiếp cận họ với nguồn tài nguyên di truyền

3.3.2 Khái niệm bảo tồn trạng trại

Bảo tồn nội vi bảo tồn trạng trại có nhiều khái niệm khác nhau, hai khái niệm Brown Maxed đưa năm 1997 2000 trình bày đây:

Khái niệm Brown đưa năm 2000 “ Bảo tồn đa dang sinh học nông nghiệp

trang trại trì đa dạng có quần thể chúng nhiều loài trồng được sử dụng trực tiếp nông nghiệp sử dụng nguồn gen môi trường sống mà đa dạng phát sinh tiếp tục phát triển”

Bảo tồn nông trại “ Nông dân quản lý bền vững đa dạng di truyền giống

(92)

hệ thống canh tác nông nghiệp truyền thống, làm vườn nông lâm kết hợp ( Maxted công sự, 1997)”

3.3.3 Tầm quan trọng bảo tồn trang trại

Bảo tồn nông trại đem lại nhiều lợi ích cho nhà nghiên cứu, nơng dân bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật bền vững Phương pháp bảo tồn nguyên vẹn đa dạng di truyền mà làm cho nguồn tài nguyên phong phú giàu có thêm, giúp tạo môi trường khỏe mạnh hơn, thịnh vượng người nâng cao

Những ưu điểm phương pháp :

- Bảo tồn q trình tiến hóa thích nghi: bảo tồn đa dạng sinh học nông nghiệp tất mức điều kiện môi trường địa phương, trì mơi trường hệ thống canh tác địa phương, giúp q trình tiến hóa thích nghi tiếp tục xảy Như ưu điểm bật bảo tồn trạng trại khơng bảo tồn nguồn gen có mà cịn phát sinh thêm biến dị thích nghi với biến đổi môi trường Phương pháp bảo tồn cịn có ý nghĩa “ Bảo tồn thúc đẩy” mở rộng đến tất khía cạnh hệ thống canh tác gồm loài thực vật, lồi hoang dại có tương tác với lồi trồng

- Có thể bảo tồn tất mức đa dạng hệ sinh thái, loài di truyền(lồi, biến chủng, giống)

- Nơng dân chủ thể nằm hệ thống bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật quốc gia họ tham gia vào trình bảo tồn tăng đa dạng di truyền khía cạnh sau

+ Nơng dân trì nguồn gen chọn lọc

+ Nông dân đối thoại với thành phần tổ chức quản lý, khoa học, kinh tế - xã hội khác bảo tồn đa dạng sinh học, sử dụng chia sẻ lợi ích bên cách bền vững

+ Nông dân quản lý ngân hang gen trình diễn nguồn gen + Nơng dân tiếp cận ngân hàng gen thuận lợi

- Bảo tồn hệ sinh thái phục vụ người tạo môi trường sinh thái khỏe mạnh hơn, tránh nhiễm suy thối nguồn tài ngun đất, nguồn tài nguyên nước phục vụ cho người địa phương, khu vực toàn cầu

- Cải thiện sinh kế cho nông dân nghèo nguồn tài nguyên, họ khai thác nguồn tài nguyên đa dạng cho nhiều nhu cầu khác lương thực, dinh dưỡng tăng thêm thu nhập

Các lợi ích riêng rẽ lợi ích chung: an ninh lương thực toàn cầu tương lai phụ thuộc vào chọn tạo giống bảo tồn nguồn gen bảo tồn vật liệu cho trình chọn tạo giống, đảm bảo mơi trường sinh sống cho lồi người, bảo tồn văn hóa tập quán địa phương

3.3.4 Cơ sở lý luận bảo tồn trang trại

(93)

Hình 3-1: Đa dạng di truyền trồng (Nguồn: D.I.Javis cộng 2000) a) Tác động yếu tố kinh tế xã hội đến bảo tồn trạng trại:

Yếu tố xã hội, kinh tế ,văn hóa đa dạng trồng: thể chế xã hội văn hóa địa phương liên quan đến tập quán canh tác nông dân, phương thức chọn lọc, bảo tồn hạt giống Tập quán tiêu dùng, canh tác dẫn đến định nông dân họ lựa chọn giống trồng cho sản xuất họ Một số nguồn gen tính trạng độc đáo mà nguồn gen ngoại lai khơng thể có được, số liên quan đến tơn giáo tín ngưỡng Quyền sở hữu đất đai, số lượng đất sở hữu quy mô trang trại yếu tố ảnh hưởng đến bảo tồn đa dạng trang trại cần phải quan tâm

Các yếu tố xã hội

Các yếu tố giới tính, tuổi tác tình trạng xã hội liên quan đến kiến thức, kinh nghiệm khả tiếp cận nguồn tài nguyên di truyền người dân Nghiên cứu yếu tố cho hiểu biết sâu sắc người quan trọng bảo tồn đa dạng nông trại Một dân tộc mà định sản xuất người phụ nữ phụ nữ có vai trị quan trọng bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật Những người lớn tuổi thường có kiến thức địa sâu sắc gắn bó với trồng truyền thống tác động mạnh đến khả bảo tồn nông trại người trẻ tuổi

Các yếu tố kinh tế

Điều kiện kinh tế yếu tố tác động mạnh đến bảo tồn trang trại Người nghèo khả tiếp cận với vật tư kỹ thuật cho thâm canh phân bón, thuốc

Ví dụ :

) Một số dân tộc miền núi phía Bắc Việt Nam dân tộc Thái thuộc tỉnh Sơn La, Điện Biên Lai Châu có tập quán ăn cơm nếp, dân tộc có giống lúa nếp, ngô nếp đa dạng dân tộc khác, việc lựa chọn trì giống lúa nếp địa phương hay giống lúa nếp thuận lợi giống lúa tẻ

(94)

trừ sâu, trừ cỏ thấp xu hướng họ sử dụng giống địa phương có mức đầu tư thấp phù hợp với họ

Vai trị phân tích kinh tế bảo tồn In situ nơng trại: phân tích kính tế giúp lựa chọn phương thức chiến lược bảo tồn tốt giá trị sử dụng, giá trị mơi trường, đóng góp kinh tế thu nhập người dân địa phương Ví dụ khu rừng nguồn cung cấp nước cho khu vực sản xuất thâm canh công đồng, khu rừng lại có nguồn tài nguyên di truyền thực vật quý việc phân tích lợi ích kinh tế khu rừng để người dân nhận thức bảo tồn nguồn tài nguyên có ý nghĩa định Cây trồng có giá trị kinh tế mang lại thu nhập cho người dân tương lai gần khuyến khích người dân trồng trọt mở rộng trồng Ví dụ thuốc tắm đồng bào dao huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai trước gần bị quên lãng, thuốc tắm người tiêu dùng biết đến sử dụng rộng rãi bảo tồn phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên lợi ích kinh tế lớn khai thác mức lại có tác động người lại làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nhanh

Các yếu tố liên quan đến lựa chọn giống cho sản xuất người dân

Yêu cầu thâm canh yếu tố quan trọng liên quan đến lựa chọn giống cho sản xuất người nông dân Nông dân nghèo thường lựa chọn trồng đầu tư thấp, nông dân giả thường lựa chọn giống có chất lượng cao, giá bán cao Thứ hai điều kiện sinh thái đất đại nông hộ dẫn đến định lựa chọn giống, điều kiện sinh thái đồng thường nông dân lựa chọn số giống cho sản xuất họ quản lý sản xuất thuận lợi theo hướng sản xuất hàng hóa

Điều kiện sinh thái, đất đai đa dạng miền núi, nông dân lựa chọn nhiều loại trồng phù hợp với ruộng họ Như mức độ đa dạng trồng hộ nơng dân đa dạng hơn, bao gồm giống địa phương, giống cải tiến Ngược lại nông dân đồng sông Hồng điều kiện sinh thái đồng nhất, lựa chọn trồng đồng nhất, vùng rộng lớn có giống lúa thâm canh ( giống cải tiến hay giống lúa lai), suất cao

Hình 3-2 Đa dạng trồng nông hộ miền núi Việt Nam

Ngoài yếu tố tự nhiên, điều kiện kinh tế thị trường liên quan đến lựa chọn giống lúa nông dân Một số giống trồng địa phương hoang dại có thị trường bảo tồn phát triển Việt Nam thảo Lào Cai, số giống lúa nếp địa phương người Thái, người Mông giống tan nhe hay tan lo, giống chè suối Giàng Hà Giang

Mối quan hệ lựa chọn giống nông dân với đa dạng trang trại, lựa chọn đem lại đa dạng giống trồng, khơng đem lại đa dạng di truyền lựa chọn giống phụ thuộc chủ yếu vào hình thái, điều kiện sinh thái khả thị trường,

Cây lương thực ( lúa vụ ngô vụ đông) Cây ăn (cam, vải, nhãn)

(95)

vậy cần xem xét yếu tố loại giống nông dân lựa chọn đa dạng di truyền giống (Meng,1997)

Thị trường đa dạng sinh học:

Thị trường vùng mục tiêu có đặc điểm liên quan đến đa dạng nguồn gen trồng cần khai thác, sản phẩm nông dân sản xuất tiêu thụ trung tâm thành phố khu cơng nghiệp có vai trị quan trọng định giá trì sản xuất lồi trồng địa phương Tuy nhiên giá trị phụ thuộc vào nhiều yếu tố chế biến, lưu thơng phí vận chuyển Ví dụ giá gạo nếp giống nếp tan nhe huyện Mường Chà, tỉnh Điện Biên tiêu thụ sau:

2087.8 2833.3 3500 4670 6600 8500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 G iá t hành G iá bán Ng ườ i t hu m ua Đạ i l ý đị a ph ươ ng Đạ i lý tạ i t ỉnh T ại Hà Hà N

ội Giai đoạn

đ/k

g

Hình 3-3: Giá gạo nếp tan nhe giai đoạn từ sản xuất đến thị trường Hà Nội năm 2005( Nguồn Vũ Văn Liết, Nguyễn Tử Siêm , 2005)

Minh họa cho thấy, để bảo tồn giống lúa nếp địa phương “tan nhe” cần tác động vào khâu sản xuất chế biến chỗ để nâng cao giá trị cho người sản xuất Những sản phẩm chưa có thị trường cần tác động giải pháp kinh tế, xã hội để tạo thị trường cho sản phẩm quảng cáo, xây dựng thương hiệu sản phẩm khuyến khích bảo tồn trang trại cách bền vững

Nông dân quản lý đa dạng di truyền

Mức cấu trúc đa dạng ruộng nông dân kết số hoạt động quản lý độ màu mỡ đất, làm đất, canh tác, chọn lọc, để giống để bảo tồn đặc điểm di truyền nâng cao hiệu sản xuất

Ví dụ :

Nhiều giống lúa ngô địa phương nơng dân sử dụng lâu dài khơng có chọn lọc, thu hoạch lẫn giống với giống khác dẫn đến thối hóa nghiêm trọng nơng dân từ chối không lựa chọn đưa vào canh tác họ nhiều địa phương miền núi Việt Nam

(96)

3.3.5 Các yếu tố hệ sinh thái nông nghiệp ảnh hưởng đến đa dạng trang trại

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng trang trại

Các yếu tố hệ sinh thái nông nghiệp tác động đến đa dạng nguồn gen trồng phân thành nhóm lớn yếu tố phi sinh học yếu tố sinh học

Yếu tố phi sinh học yếu tố tạo bất thuận cho trồng, quần thể thực vật số thích nghi với điều kiện bất thuận số khác khơng thích nghi bị chọn lọc tự nhiên Các yếu tố phi sinh học nhiệt độ, ánh sáng, gió, độ cao, thành phần giới dinh dưỡng đất, độ pH, độ mặn, độc tố độc sắt, nhôm, sulphur bất thuận úng, ngập hạn Những yếu tố phi sinh học biến đổi theo thời gian từ vụ sang vụ khác, từ năm qua năm khác hay chu kỳ sống trồng

Yếu tố sinh học có tiềm lớn đa dạng di truyền hệ vi sinh vật, cỏ dại, côn trùng, nấm, tuyến trùng trồng khác lồi Một số yếu tố sinh học có tác động tốt số làm suy giảm đa dạng ruộng nông dân Sâu bệnh hại sinh vật ký sinh làm nguồn gen nhanh chóng, ví dụ bệnh virus làm nguồn gen số giống cam, quýt địa Việt Nam phục hồi Những sinh vật cộng sinh đơi trì tăng mức đa dạng vi khuẩn nốt sần họ đậu

Nông dân sống điều kiện địa phương trải qua thời gian lâu dài họ nắm đặc điểm sinh thái địa phương đất đai, khí hậu, địa hình, loại đất loại thực vật, sâu bệnh, cỏ dại diễn biến chúng Người dân phân loại hệ sinh thái họ dựa số đặc điểm khác sở thúc đẩy bảo tồn, đặc biệt bảo tồn giống địa phương Người dân phân loại hệ sinh thái họ theo lịch sử ý nghĩa văn hóa (Martin,1995) Người dân dựa sở phân loại để xác định giống nào, trồng đâu, trồng nào? đặc biệt với điều kiện địa hình, đất đai khác nhau, luân canh xen canh với trồng phù hợp Phân loại hệ sinh thái giúp cho nhà nghiên cứu xác định bảo tồn đa dạng giống loài trồng thực bảo tồn trang trại

Biến động môi trường qua thời gian không gian cần nghiên cứu ảnh hưởng đến bảo tồn đa dạng di truyền Biến động xảy qua không gian cánh đồng, cộng đồng vùng lãnh thổ khác liên quan đến khả thích nghi loài, giống địa phương khác Để khai thác mở rộng đa dạng hay nguyên nhân thu hẹp đa dạng hay thu nhỏ kích thước quần thể từ tìm giải pháp khắc phục Những biến động thiên tai, hạn hán Biến động qua thời gian yếu tố quan trọng tác động đến tiến hóa quần thể, quần thể đa dạng hơn, biến động môi trường diễn từ từ thuân lợi cho giống địa phương phát triển thích nghi với điều kiện bất thuận Biến động mơi trường có hai ưu điểm bảo tồn đa dạng trạng trại:(1) Q trình tiến hóa, nhìn chung quần thể biến động qua thể hệ nhân tăng tần suất allel mong muốn tần suất kiểu gen đa locus có lợi Sự tăng lên biến dị di truyền có ích hiệu cho khai thác tính chống chịu bệnh thích nghi chọn tạo giống trồng.( Allard,1990); (2) Một quần thể dị hợp, cạnh tranh cá thể tạo áp lực chọn lọc, thay đổi phụ thuộc vào cấu trúc di truyền quần thể điều kiện mơi trường, tóm lại đa dạng mơi trường tạo nên trì đa dạng di truyền ( Le Boulc’h cộng sự,1994)

(97)

sản lượng nghiêm trọng Cần có giải pháp thảo luận với cơng đồng để tìm giải pháp hạn chế tác động biến động môi trường

Bảng 3-1 : Xác định số yếu tố sinh học phi sinh học Những số liệu chung

- Địa hình: Sự khác độ cao, độ phẳng đến núi, đặc điểm thay đổi độ cao (FAO,1990)

Bằng phẳng 0,0 - 0,5 m

Hầu hết phẳng 0,6 - 2,9 m

Hơi mấp mô 3,0 -5,9 m

Mấp mô 6,0 - 10,9m

Gò 11,0 - 15,9

Đồi 16,0 - 30m

Dốc >30m Núi >30m - Độ dốc hướng dốc: đo độ dốc độ hướng từ phía sang phí ( Đơng-

Tây, Nam- Bắc hay Đông Bắc - Tây Nam )

- Độ cao: đo m so với mức nước biển dựa đồ địa hình hay đo trực triếp máy đo độ cao

Khí hậu:

- Phạm vi nhiệt độ: theo tháng, mùa năm, trung bình, tối đa, tối thấp

- Băng gía, tuyết, sương muối: tính số ngày/năm, thời gian bắt đầu thời gian kết thúc năm

- Lượng mưa: theo ngày,tháng , năm, bắt đầu , kết thúc, tối đa, tối thiểu - Gió: tốc độ, hướng, mùa

- Ánh sang: chất lượng, độ dài chiếu sáng, lượng xạ, ngày nắng - Các kiện thời tiết khác

Số liệu đất đai

- Độ thoát nước: Mức độ dễ thoát nước sau mưa, nước tốt, khó nước - Tình trạng nước: nhờ nước trời, có tưới, ngập nước, khả trữ nước

- Ngập nước: chu kỳ ngập, thời gian , độ ngập sâu - Mực nước ngầm, độ sâu (cm) chất lượng , ô nhiễm) - Độ mặn : đo tính % dung dịch đất

- Độ màu mỡ đất: xác định phạm vi độ sâu rễ - Độ ẩm đất: từ khô - ẩm - sũng nước

- Độ pH: đo phạm vi độ sâu rễ

- Hàm lượng mùn: từ không cao (chưa trồng trọt) - Đá : quan sát nghi nhận

- Thành phần giới: nặng , nhẹ, sét, thịt, cát, cát pha - Loại đất: theo hệ thống phân loại

- Dinh dưỡng/độc tố: nguyên tố N, P,K, Mg, S, Bo, Fe, Al, Mn

Các yếu tố sinh học:

- Bệnh: xác định trồng, tần xuất, mức độ mức độ đa dạng - Sâu: xác định mức độ đa dạng, tần suất, mức độ hại

- Tác nhân thụ phấn: trùng có khu vực - Cạnh tranh: mức độ cỏ dại cạnh tranh lồi khác - Lồi hoang dại: quy mơ mức độ gần gũi

(98)

Nơng dân định q trình trồng, quản lý, thu hoạch chế biến sản phẩm trồng họ, điều ảnh hưởng đến đa dạng di truyền quần thể loài Quần thể qua thời gian chúng biến đổi cấu trúc di truyền chọn lọc, đặc điểm hình thái phù hợp người dân Thực tế trồng trọt quản lý nông dân ảnh hưởng đến tồn kiểu gen, kỹ thuật chọn lọc quản lý đặc thù điểm với điều kiện vi môi trường đặc thù Nông dân định quy mô quần thể giống trồng vụ hay năm, từ xác định phần trăm hạt dự trữ để gieo trồng hay phần trăm mua hay đổi giống Những định ảnh hưởng đến đa dạng giống, định liên quan đến thiết lập lên môi trường, kinh tế xã hội ảnh hưởng đến nông dân ( Jarvis Hodgkin,2000)

Thay đổi môi trường gây áp lực lên trồng, thực tế quản lý nơng dân tác động đến đa dạng di truyền quần thể địa phương Nhiều nghiên cứu cho thấy quản lý sản xuất nơng dân có tác động đến đa dạng di truyền Các biện pháp canh tác khác canh tác cải tiến canh tác truyền thống, canh tác cải tiến sử dụng mức phân bón hóa học cao canh tác truyền thống, làm đất máy làm đất gia súc tác động đến lựa chọn giống trồng cho sản xuất họ khác Ví dụ canh tác truyền thống thường lựa chọn trồng dài ngày, rải vụ, thâm canh Canh tác cải tiến ngược lại lựa chọn giống ngắn ngày, thu hoạch tập trung thâm canh cao Nơng dân quản lý mơi trường bất thuận để hạn chế suy giảm đa dạng kỹ thuật trồng xen canh để chống suy giảm độ màu mỡ đất Bón vơi để giảm độ chua, làm đất tối thiểu hay làm ruộng bậc thang để tránh xói mịn, trồng rừng để giữ nguồn nước, thay đổi mùa vụ để tránh hạn sâu bệnh hại

Sử dụng đa dạng di truyền nguồn tài nguyên tự nhiên điều hòa điều kiện bất thuận Đa dạng lồi, trồng, giống điều hịa điều kiện bất thuận, chiến lược quan trọng để giảm bất thuận, chống xói mịn, giữ nước, điều hịa nhiệt độ biến động mơi trường khác

+ Phương pháp phân tích yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng

Bảo tồn trang trại điểm có nhiều yếu tố sinh thái nông nghiệp khác đất, nước, cỏ dại, sâu bệnh quản lý nông dân Đa dạng điểm coi đa dạng Alpha, Đa dạng Bata thay đổi thành phần loài từ nơi đến nơi khác ruộng nông dân đến ruộng nông dân khác, đa dạng Gamma đa dạng vùng hay đa dạng giống địa phương

Phân tích hệ sinh thái có nhiều yếu tố (sinh học, phi sinh học quản lý), khơng thể đồng thời nhìn nhận tất dự liệu lớn Hai kỹ thuật thông dụng để phân tích phân tích phân loại xếp loại Phân tích đa biến sử dụng để khai thác mối quan hệ điểm nghiên cứu ruộng nghiên cứu với đa yếu tố sinh học, phi sinh học quản lý, phân tích mẫu trồng sở tính trạng hình thái thị phân tử hộ sở đặc điểm kinh tế xã hội

Phương pháp phân loại: Các dịng nhóm với đặc điểm giống

một loại Các phương pháp phân cấp cho kết đa dạng, phân cấp kết đơn giản thành nhóm

Phương pháp xếp loại: xắp xếp mẫu thành nhóm, - lơ, vị trí chúng

(99)

Ngồi phân tích tương quan đa chiều dựa kỹ thuật sử dụng biến độc lập biến phụ thuộc, kỹ thuật sử dụng phân tích phân bố giống với yếu tố sinh thái loại hộ nơng dân nhóm dân tộc, giới tính Một số phương pháp thơng dụng để liên kết biến độc lập phụ thuộc, phân tích tương quan kinh điển (CCA), đặc biệt phân tương quan hồi quy đa biến, phân tích biệt thức nhị phân (BDA), phân tích biệt thức đa biến (MDA)

Hệ thống thông tin địa lý:

Bản đồ mối quan hệ: số giá trị yếu tố mơi trường địa phương đặc thù có tương quan chặt với giá trị địa phương lân cận, mối quan hệ khơng gian khai thác công nghệ GIS hệ thống quản lý liệu, đồng thời đưa số liệu không gian lên trang đồ thị đồ giấy, nhằm giúp hiểu sâu sắc hệ thống sinh thái nông nghiệp Hệ thống thông tin cho biết mức độ phong phú loài, phân bố mức độ loài bị đe dọa Ứng dụng GIS bảo tồn nông trại gặp thách thức phối hợp số liệu nhân học, kinh tế -xã hội, văn hóa thơng tin khác vào thơng tin địa lý

Nông dân chọn lọc trì dựa hình thái nguồn gen: nơng dân sử dụng nhiều đặc điểm hình thái trồng để nhận biết chọn lọc giống địa phương họ Những tiêu hình thái có phạm vi rộng hình thái thường liên kết với đa dạng di truyền trồng Nông dân sử dụng đặc điểm hình thái nơng nghiệp để phân biệt đặt tên giống trồng Người bảo tồn cần có hiểu biết nơng dân sử dụng đặc điểm kiểu hình cho mục đích : (1) thứ sử dụng để phân biệt, nhận biết thường đặt tên cho giống; (2) số tính trạng ưa chuộng giá trị để nhận biết tính trạng mong muốn; (3) nơng dân sử dụng đặc điểm hình thái để chọn lọc trồng quần thể trì đặc điểm mong muốn

Tên giống trồng địa phương Việt Nam giống địa phương nông dân đặt tên theo đặc điểm đặc thù sử dụng mùi thơm gạo (tám thơm người kinh), ( tan người Thái), đặt tên theo địa danh bưởi Đoan Hùng, bưới Phúc Trạch, hồng xiêm Xuân Đỉnh, su hào Sa Pa Đặt tên theo điều kiện sinh thái lúa nương, lúa Giống du nhập tên giống thường nông dân đặt tên theo tên có quan hay cá nhân đưa giống cung cấp tên

3.3.6 Kết hợp đánh giá trang trại với đánh giá trạm nghiên cứu để chuẩn hóa bảo tồn trang trại

Khi đánh giá bảo tồn trang trại, tên đặc điểm nguồn gen sở kiến thức nông dân, đánh giá trang trại mẫu nguồn gen chịu nhiều yếu tố biến động tạo sai số lớn gồm: biến động đất, nước, khí hậu biến động yếu tố kinh tế- xã hội kinh nghiệm sản xuất hộ nơng dân Do để chuẩn hóa số liệu đánh giá nguồn gen cần đánh giá trạm, trại nghiên cứu để chỉnh lý bổ sung Thí nghiệm trang trại có điều kiện khống chế giữ yếu tố khác đồng có yếu tố mẫu nguồn gen biến động, điều kiện thí nghiệm có lặp lại, đối chứng phương pháp thí nghiệm chuẩn xác Tuy nhiên đánh giá nguồn gen với số mẫu nguồn gen lớn có phương pháp thí nghiệm, phương pháp đánh giá đặc thù theo dõi tiêu tính trạng quan trọng

(100)

(RCB), ô vuông la tinh (LS), khối ngẫu nhiên không hoàn chỉnh( RICB), Lattice, Alpha thiết kế tăng tiến (Augmented design) cho đánh giá số mẫu giống lớn, số lần lặp lại

Hình 3-4: Kết hợp đánh giá nguồn gen lúa địa phương nông trại Điện Biên trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Thí nghiệm phịng thí nghiệm, nhà có mái che (nhà lưới, nhà kính) áp dụng trường hợp tính trạng đặc biệt theo yêu cầu nhận biết nguồn gen Ví dụ đánh giá tính chống bệnh lây nhiễm nhân tạo, thí nghiệm đánh giá khả chống chịu điều kiện bất thuận, phân tích hàm lượng chất hạt, sản phẩm sử dụng công nghệ sinh học đánh giá nguồn gen

Phân tích số liệu đánh giá nguồn gen cần phân tích biến động đặc điểm, phân tích mối quan hệ đặc điểm, phân tích biến động phần quần thể, điểm nghiên cứu, mẫu, thời gian Phân tích biến động đơn lẻ sử dụng mô tả tổng phạm vi biến động tính trạng hình thái, nơng học đơn lẻ quần thể bước phân tích thăm dị, tính trạng biến động liên tục tính trạng số lượng(chiều cao cây, sinh khối ) khơng liên tục (màu sắc , hoa, mùi thơm, tính kháng bệnh ) Phân tích tính trạng đơn vậy, thường áp dụng phân tích tần suất phân bố, mơ hình, giá trị trung bình, phạm vi độ lệch chuẩn

Phân tích đa dạng: Chỉ số đa dạng xác định gồm mức độ giàu có, số giống tính trạng giống, ngang tần suất xảy (sự quan sát phân bố ngang loại cho kết đa dạng cao) Chỉ số đa dạng sử dụng cho phép so sánh quần thể quần thể khác nhau, số sử dụng tính tương quan với yếu tố khác Một số tham số sử dụng đánh giá đa dạng sử dụng thơng dụng số liệu hình thái, nơng học, hệ số biến động (cv) Để phân tích chất lượng số liệu hình thái, nơng học sử dụng hệ số Shannon Weaver index Phân tích đa dạng có phân tích định tính phân tích định luợng, phân tích định tính xếp loại cho điểm, tính tỷ lệ phần trăm tần suất xuất hay không xuất

Phân tích định lượng sử dụng hệ số sau: + Phân tích hệ số biến động

CV = s/X s/(100%)

Trong đó: s độ lệch chuẩn, X giá trị trung bình

+ Chỉ số đan xen Shannon

H =∑

=

k

i i i

p p

log

Trong đó: k số loại, pi tỷ lệ quan sát tìm loại i, n mẫu, fi số quan sát

(101)

+ Chỉ số tính đa dạng ( Diversity Index) Simpson ( Southwich, 1976)

λ= - ∑

= −

−

n i

i i

n n

1 ( 1)

) (

Trong : λ số đa dạng

ni số cá thể loài ô tiêu chuẩn

n tổng số cá thể tất lồi thực vật tìm thấy ô tiêu chuẩn

3.3.7 Hệ thống hạt giống ảnh hưởng đến đa dạng

Hàng năm nông dân định loại giống lượng hạt giống cần thiết cho sản xuất Nguồn hạt giống nông dân nhận từ nhiều nguồn khác nhau, mua thị trường tự do, công ty giống, hệ thống cung cấp nhà nước, trao đổi cộng động nông dân tự để giống Như người dân có vai trị quan trọng đưa nguồn gen có hay nguồn gen vào hệ sinh thái nơng nghiệp Q trình gọi dịng hạt giống sản xuất trang trại

Hình 3-5 : Dòng hạt giống sản xuất người dân

Lô hạt giống nông dân tự để giống khai niệm đơn vị vật chất hạt lấy từ giống nông dân tự chọn trình gieo trồng để tái lập giống sản xuất họ (Louette cộng 1997) Nghiên cứu dòng hạt giống sản xuất nơng dân để có hiểu biết sâu sắc qúa trình chọn lọc, tích trữ trao đổi hạt giống tác động đến phân bố đa dạng di truyền

Hình 3-6 : Nơng dân Kh’Mú huyện Kỳ Sơn, Nghệ An lựa chọn hạt giống lúa nương để giống trồng vụ sau

(102)

Xác định nguồn hạt giống nhu cầu hạt giống cho sản xuất nông dân quan trọng tác đông bảo tồn trang trại Cơ quan bảo tồn phải năm người nơng dân có nhu cầu hạt giống từ bên ngồi để có tác động kỹ thuật bảo tồn phù hợp Thực tế sản xuất nông nghiệp Việt Nam cho thấy nơng dân có nhu cầu hạt giống từ bên trường hợp sau:

- Cần giống suất cao hơn, chất lượng tốt

- Không tự để giống mùa, thiên tai

- Hạt giống tự để bị hư hỏng trình bảo quản

- Do thiếu ăn có nhu cầu khác ăn bán hạt giống tự cất trữ

- Đổi hạt giống hạt giống tự để giống bị thối hóa

Để bảo tồn thiết lập xây dựng hệ thống cung cấp hạt giống cho nông dân đáp ứng nhu cầu hạt giống người dân với chất lượng hạt giống tốt Hệ thống cấp cấp theo định hướng theo mục tiêu bảo tồn, cung cấp ổn định, kịp thời theo vụ sản xuất Hệ thống đặc biết quan nông dân miễn núi, dân tộc người Nhiều giải pháp cho bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật trang trại thông qua dòng hạt giống như:

- Nghiên cứu hướng dẫn kỹ thuật hạt giống cho người dân

- Xây dựng hệ thống sản xuất cung cấp hạt giống cộng đồng

- Chính sách khuyến khích với hệ thống cung cấp giống nhà nước tư nhân Trong giải pháp hai giải pháp đầu quan trọng bảo tồn đa dạng di truyền khơng cung cấp hạt giống cho người dân, cịn tránh thối hóa nguồn gen, trôi dạt di truyền, di thực nguồn gen

3.3.8 Xây dựng hoạt động khởi đầu bảo tồn trang trại

+ Xây dựng mạng lưới thể chế thực bảo tồn trang trại

Bảo tồn trạng trại liên quan đến nhiều thể chế khác tổ chức, nhân sự, kỹ thuật, sách Do thực bảo tồn hoạt động quan trọng xây dựng mạng lưới khung thể chế để thực Mạng lưới khung thể chế tốt, chặt chẽ giúp bảo tồn thành công bền vững

Xây dựng hệ thống tổ chức bảo tồn

Tổ chức hệ thống bảo tồn trạng trại hệ thống đa thành phần gồm: (1) Nông dân người quan trọng nhất, họ người trực tiếp thực công tác bảo tồn, sở để bảo tồn thành cơng; (2) Nhóm hay tổ chức nơng dân; (3) quyền địa phương cấp thơn, bản, xã, huyện tỉnh ; (4) Các quan nghiên cứu đào tạo; (5) tổ chức xã hội khác tổ chức phi phủ giúp đỡ kỹ thuật, tài tổ chức cho bảo tồn; (6) Các quan phủ đưa sách thể chế

Thành lập nhóm đa ngành tham gia liên kết thực trình bảo tồn, mức liên kết tất cấp từ toàn cầu, vùng, quốc gia đến cấp cộng đồng, bên tham gia phân rõ trách nhiệm lợi ích

Xây dựng quy định trách nhiệm thành viên hợp tác bảo tồn

Nông dân: người trực tiếp thực bảo tồn tham gia khảo sát, tham gia tập huấn xây dựng lực, đóng góp lao động, thực trồng trọt, áp dụng kỹ thuật chọn lọc, tích trữ, thu thập thông tin bảo tồn thụ hưởng sản phẩm bảo tồn

(103)

Chính quyền sở thơn xã: quản lý, thực sách, huy động tổ chức xã hội địa phương tham gia, hỗ trợ quy họach bảo tồn sở

Chính quyền cấp huyện, tỉnh : thực sách, hỗ trợ sách ruộng đất, thuế, thủy lợi phí, huy động hệ thống chun mơn, hệ thống cung cấp hạt giống hỗ trợ kỹ thuật kinh phí thị trường cho bảo tồn sở

Các quan nghiên cứu: hỗ trợ kỹ thuật, phương pháp, đóng góp nhân lực kinh phí bảo tồn

Các tổ chức phi phủ: hỗ trợ phương pháp kinh phí bảo tồn

Các quan phủ: Bộ NN&PTNT, Bộ KHCN, Bộ Tài nguyên môi trường quan khác xây dựng sách, hỗ trợ nghiên cứu nguồn tài bảo tồn

Xây dựng chế hợp tác

Sự hợp tác, chia sẻ bên có liên quan yếu tố quan trọng để bảo tồn trang trại thành công Sự hợp tác sở nhu cầu bên có liên quan, chia sẻ lợi ích cơng tác bảo tồn Mục tiêu nhà bảo tồn nhà chọn giống trì nâng cao giá trị nguồn gen, nguồn vật liệu cho chọn tạo giống trồng tương lai theo hướng tăng suất, chống chịu bảo vệ môi trường cho nông nghiệp thâm canh môi trường thay đổi (Frankel cộng 1995) Các nhà sinh thái bảo tồn In situ nơng trại nhằm trì quản lý hệ thống trồng địa phương cho hệ sinh thái bền vững, khỏe mạnh, giảm xói mịn, sâu bệnh ô nhiễm Cộng đồng nông dân hưởng lợi từ bảo tồn nguồn gen trên, bên cạnh nguồn gen đảm bảo an ninh lương thực, sản xuất phát triển bền vững, tăng thu thập trì di sản cộng đồng Với lợi ích to lớn đó, quốc gia cần quan tâm phương pháp bảo tồn trang trại bảo tồn tài sản quốc gia, điều kiện cho phát triển đất nước bền vững

Những bên tham gia xây dựng văn bản, quy chế, quy định liên quan đến hợp tác bảo tồn, cấp quốc tế quốc giá tổ chức quốc tế tham gia vào công ước bảo tồn tài nguyên di truyền, cấp quốc gia văn luật pháp, nghị định, thông tư hướng dẫn, định cấp địa phương quy định, hợp đồng, hương ước Các văn đảm bảo minh bạch, cơng có hiệu lực thực tế

Xây dựng dự án bảo tồn cấp để tăng hiệu bảo tồn, loại dự án gồm dự án cấp Quốc gia, cấp tỉnh, cấp huyện cấp cộng đồng Hình thức dự án huy động nhiều nguồn lực tham gia bảo tồn trang trại Các dự án hoạt động theo tiến trình minh họa hình 3-7 3-8

Sơ đồ vai trị nhóm địa phương nhóm Quốc gia, thực chất hai nhóm tham gia vào tất tiến trình, nhóm đa ngành có tham gia tất bên có liên quan phương pháp tiếp cận phương pháp bảo tồn trang trại có hiệu Một phương pháp tiếp cận lập kế hoạch dự án bảo tồn trang trại phân tích tồn chu kỳ dự án người Đức đề xuất gọi “ Lập kế hoạch dự án theo hướng mục tiêu (ZOPP- Objectives -Oriented Project Planning)

(104)

Hình 3-7 : Tiến trình, hoạt động trách nhiệm bên liên quan bảo tổn trên trang trại

(105)

+ Tăng cường lực mạng lưới bảo tồn trạng trại thông qua tập huấn

Nhiệm vụ đào tạo xây dựng lực cho tất bên có liên quan tham gia bảo tồn trang trại yếu tố định cho bảo tồn thành công Mạng lưới Quốc gia tham gia nhiều ngành vào lĩnh vực đào tạo, tập huấn để thống phương pháp kỹ thuật bảo tồn, mạng lưới hoạt động lâu dài cần nguồn nhân lực chất lượng Đào tạo mạng lưới Quốc gia nhiều trình độ khác kỹ tuật viên, đại học đại học nhiều lĩnh vực thực vật học, trồng, di truyền, công nghệ sinh học, sinh thái, xã hội, sinh thái, địa lý sinh thái, bảo tồn sinh học, kinh tế

Đối với cộng đồng kiến thức tập huấn kiến thức thiết thực cụ thể kỹ thuật trồng trọt, thu hoạch, tồn trữ, thị trường, lập kế hoạch bảo tồn Các khóa tập huấn ngắn, phương pháp tập huấn có tham gia cần áp dụng khóa tập huấn cho nơng dân cán cộng đồng

3.3.9 Kỹ thuật bảo tồn trang trại

+ Các bước thực : kỹ thuật bảo tồn trang trại mô tả kỹ phần, tóm tắt bước thực hiện:

- Khảo sát chọn điểm - Chọn hộ

- Gieo trồng

- Quản lý ruộng sản xuất - Thu hoặch bảo quản

Bước 1: Chọn điểm, chuẩn bị phương pháp tiếp cận có tham gia bảo tồn trang trại

Kỹ thuật tham gia có tham gia suốt qua trình từ khí chuẩn bị đến thực bảo tồn bào gồm kỹ thuật chủ yếu là: (1) Phỏng vấn thu thập thông tin điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội nhận biết trồng mục tiêu tập trung vào thảo luận nhóm; (2) Vẽ đồ giải thửa, đồ sinh thái, đồ phân bố, sơ đồ mặt cắt có tham gia; (3) Lịch thời vụ gieo trồng, chăm sóc, thu hoạch; (4) Khảo sát thực địa đánh giá, thu thập số liệu

Những bước chương trình bảo tồn trang trại trình bày trên, nhiên khơng có mơ hình cứng nhắc mà sử dụng kỹ thuật, phương pháp mềm dẻo phù hợp với điều kiện tình cụ thể địa phương:

- Nhận biết trồng quan trọng cần bảo tồn

- Nghiện cứu nguồn thơng tin có

- Tập huấn cho nhóm nghiên cứu địa phương

- Xác định tiêu chí chọn điểm

- Khảo sát để thu thập thông tin chung

- Thỏa luận định điểm bảo tồn

- Nâng cao nhận thức cộng đồng

- Chọn mẫu phương thức thu thập số liệu

a) Nhận biết loài trồng mục tiêu

Loài trồng mục tiêu bảo tồn trang trại nhận biết mục tiêu bảo tồn Quốc gia (bảo tồn trình tiến hóa thích nghi lồi trồng, cải thiện sinh kế nông dân ), chọn trồng mục tiêu dựa số tiêu chí sau:

(106)

Mức độ quan trọng với an ninh lương thực tương lai

Mức độ quan trọng với tiêu dùng thương mại sản phẩm nông nghiệp

Mức độ quan với đa dạng sinh học cao, nguồn gen đặc hữu Quốc gia Mức độ dễ tổn thương nguồn gen

Ngoài mục tiêu bảo tồn đa dạng cấp, cần có phương pháp kế thừa hệ sinh thái bảo tồn, hướng đến nhận biết đầy đủ loài mục tiêu với canh tác hệ sinh thái

b) Nghiên cứu số liệu, tài liệu thứ cấp

Nghiên cứu số liệu bắt đầu với số liệu thứ cấp đồ, báo cáo hàng năm, báo cáo thống kê, kết nghiên cứu trước nguồn thông tin khác Liệt kê mô tả dạng quan trọng, biến động kiểu hình chúng, diện tích giá trị kinh tế Nguồn thông tin thứ cấp thu thập tại:

Cơ sở liệu bảo tồn Ex situ nguồn gen thu thập: nhận biết mẫu nguồn gen tiềm loài trồng Mỗi số liệu ban đầu thu thập cung cấp thơng tin biến động kiểu hình, tên địa phương, dạng sử dụng, phạm vi địa lý, thông tin sinh thái địa lý gồm độ cao, độ dốc thông tin khác sở liệu Quốc gia Quốc tế

Thu thập thơng tin phịng lưu trữ mẫu mẫu: thu thập thơng tin tập tính tự nhiên, phân bố đa dạng di truyền loài, loài hoang dại, họ hàng hoang dại đặc thù, quan sát ghi nhận, nhìn nhận phân tích sâu đặc điểm thực vật học dân tộc mẫu quan sát

Những xuất phẩm khoa khọc tự nhiên xã hội: tiếp cận thông tin qua hệ thống sở liệu quan nghiên cứu nước tổ chức quốc tế FAO, USDA IPGRI

Thơng tin từ báo cáo Chính phủ hay quan phát triển, báo cá cung cấp thông tin trồng địa phương hệ thống canh tác Những báo cáo Bộ Nông nghiệp PTNT, Bộ KHCN Bộ Tài nguyên Môi trường xuất chưa xuất có hệ thống liệu lưu quan chuyên trách, trung tâm thông tin Bộ, ngành, quan quản lý quan nghiên cứu

Thu thập thông tin qua chuyên gia tổ chức công lập tổ chức phi phủ (NGO), chuyên gia tổ chức NGO có kinh nghiệm kiến thức địa phương trình làm việc cộng đồng

c) Xác định tiêu chí chọn điểm

Xây dựng tiêu chí chọn điểm nông dân thực bảo tồn gắn với yếu tố biến động có ý nghĩa đa dạng di truyền yếu tố kinh tế, xã hội, văn hóa (các dân tộc khác khác quy mô sử dụng đất, mật độ dân số, hệ thống tưới, thị trường sản phẩm lao động) sinh thái nơng nghiệp Tiêu chí chọn điểm đảm bảo chọn nơng dân điển hình, khu ruộng bảo tồn điển hình cho bảo tồn Địa phương khác có tiêu chí chọn điểm hộ nơng dân bảo tồn khác Ngồi tiêu chí chọn điểm xem xét yếu tố sinh thái địa lý đặc thù

d) Khác sát chẩn đoán

(107)

yếu tố cần ghi nhận mật độ dân số, giao thông, khả tiếp cận thị trường, diện tích có tưới chủ động, diện tích canh tác nhờ nước trời, biến động độ cao loại đất, mức độ quan trọng sản xuất trồng trọt đến thu nhập sinh kế nông hộ, phần trăm thay đổi di truyền bản, tiêu chí khác quốc gia vùng quan tâm…

e) Nâng cao nhận thức cộng đồng

Truyền thông dự án bảo tồn trang trại nên thực trình khảo sát, hoạt động nông dân liên quan đến bảo tồn nhằm giúp cộng đồng nắm mục đích, nội dung thời gian, họ tham gia tích cực đầy đủ vào trình khảo sát thực bảo tồn Hoạt động truyền thơng bắt đầu tảng hợp tác cộng đồng canh tác với chương trình bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật quốc gia, hợp tác với cộng đồng sở bền vững bảo tồn trang trại gồm nghiên cứu giám sát dài hạn

Hoạt động nâng cao nhận thức cộng đồng cho dự án bảo tồn trang trại tập trung vào đào tạo nông dân, tuyên truyền giá trị đa dạng trồng địa phương, xây dựng tự hào kiến thức địa canh tác giống địa phương người dân Các hoạt động phụ thuộc vào cộng đồng cụ thể Ví dụ tổ chức mít tinh, hội họp thơn để truyền thông hội chợ giống đặc sản địa phương…

f) Tiếp cận có tham gia

Nghiên cứu để bảo tồn trang trại thực sở tiếp cận có tham gia tất bước trình bảo tồn Nghiên cứu có tham gia nhấn mạnh nhà nghiên cứu bên tham gia học tập, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm Sử dụng phương pháp có tham gia nằm q trình nghiên cứu kiến thức kinh tế, xã hội, sinh thái nông nghiệp, trồng, quản lý hạt giống, đặc điểm nguồn gốc giống nông dân để đưa vào liệu dự án Một phương pháp tiếp cận thăm dị khơng sở giả thuyết ban đầu, khơng đưa dự đốn ban đầu nhóm loại khác lý kiến thức nông dân nông dân có khả đưa giá trị tiêu chuẩn xác định họ vào q trình nghiên cứu Các kỹ thuật cấu trúc cho phép thu thập số liệu định lượng, bán cấu trúc để suy số liệu định tính

Tập trung: phương pháp tham gia áp dụng tốt tập trung vào số liệu nghiên

cứu mong muốn giới hạn cho nhu cầu bảo tồn trang trại Phạm vi số liệu nhằm giúp nắm rõ điều kiện địa phương, số liệu xa với pham vi nghiên cứu khơng cần thiết để giảm bớt chi phí thời gian

Linh hoạt: nghiên cứu thay đổi thích nghi với điều kiện thay đổi

những tình khơng lường trước trái ngược yêu cầu chất lượng phương pháp tiếp cận có tham gia… Phương pháp áp dụng với toàn thiết kế nghiên cứu trình phát triển kỹ thuật đặc thù ứng dụng kết hợp chúng trình tham gia

Kỹ thuật trùng khớp: phương pháp tham gia hiệu kỹ thuật khác thu

thập số liệu giống mức thu thập Điều quan trọng để nhìn nhận phạm vi rộng để kiểm tra chéo kết nghiên cứu bảo tồn

Sự hợp tác: chuẩn bị thực nghiên cứu nhận hỗ trợ đầy đủ cộng đồng

địa phương, thuận lợi gặp vấn đề khó khăn q trình nghiên cứu Sự hợp tác phần, giai đoạn trình nghiên cứu có hỗ trợ tích cực quan cộng đồng địa phương Đồng thời phát triển ý thức học tập lẫn cán nghiên cứu người tham gia

Chia sẻ : cán nghiên cứu thiết kế dựa nhu cầu địa phương, kết nghiên cứu

(108)

g) Kỹ thuật thực có tham gia bảo tồn trang trại

Những kỹ thuật có lợi cho nghiên cứu có tham gia nghiên cứu bảo tồn trang trại phát triển thông qua PRA RRA Đây phương pháp sử dụng khảo sát thông tin, hai phương pháp đề nhấn mạnh khả tham gia nghiên cứu Hiện có nhiều cải tiến cho phương pháp, khác biệt RRA học từ bên ngồi PRA phân tích hoạt động từ vấn đề nội Những kỹ thuật tham gia chủ yếu là:

- Phỏng phấn thông tin chìa khóa

- Tập trung vào thảo luận nhóm

- Kỹ thuật lập đồ không gian, địa hình

- Thực hành tương quan ma trận

- Lịch thời vụ

- Sơ đồ mặt cắt

Phỏng vấn thơng tin chìa khóa

Phỏng vấn thu thập thơng tin chìa khóa (Key Information Person) coi vấn thu thập thông tin sâu vấn dòng tự do, thường cán nghiên cứu thực với số người am hiểu sâu vấn đề cộng đồng thời điểm vấn Phỏng vấn mục đích khai thác kiến thức cá nhân am hiểu trồng, kỹ thuật canh tác phục vụ bảo tồn, thơng tin chìa khóa thực với người với kiến thức lĩnh vực đặc thù Người am hiểu cộng đồng thường người lớn tuổi, cá nhân uy tín kinh nghiệm, già làng, trưởng Thảo luận nhóm cơng cụ bổ trợ hữu ích cho thu thập thơng tin vấn chìa khóa Phỏng vấn nhóm KIP trở thành bán cấu trúc sử dụng liệt kê chủ đề thảo luận, câu hỏi chuẩn mực Điều giúp cải thiện so sánh với số liệu vấn khác, cho phép cá nhân cung cấp thông tin sâu theo kiến thức quan điểm họ

Sử dụng công cụ vấn công tác chuẩn bị cho bảo tồn trang trại tập trung vào vấn để thu thập thơng tin sau:

- Điều kiện sinh thái địa phương: đất đai , khí hậu, nguồn nước

- Tình trạng nguồn gen: số lượng, vai trị người dân địa phương… - Đặc điểm nguồn gen: cao cây, sinh trưởng, chống chịu, suất diễn biến

năng suất qua năm

- Lịch sử nguồn gen: sử dụng địa phương nào? đặc điểm nhận biết, ưu điểm nhược điểm nguồn gen

- Tập quán canh tác nguồn gen người dân

- Những khó khăn bảo tồn giải pháp khắc phục

Thảo luận nhóm

Thảo luận nhóm hay vấn nhóm liên quan đến số người tham dự thảo luận, số người tùy theo điều kiện địa phương không nên không vượt 20 người Trong thảo luận nhóm cán thu thập bảo tồn cán thúc đẩy thảo luận nhóm (Facilitator) Thảo luận nhóm thường thảo luận bán cấu trúc với chủ đề đặc thù đó, chủ đề dự kiến lên kế hoạch trước để nâng cao hiệu buối thảo luận Trong trình thảo luận nhóm cần khuyến khích tạo hội tham gia ý kiến tất thành viên nhóm Kết thảo luận quan trọng thu thơng tin chi tiết rộng dịng bảo tồn thông tin thu sở liệu quan trọng xây dựng kế hoạch, kỹ thuật bảo tồn

(109)

uy tín cộng đồng, nơng dân cán kỹ thuật bảo tồn nhóm nơng dân 15 – 30 người Ví dụ bảo tồn giống lúa thảo luanạ nhóm phụ nữ hiệu nam, bảo tồn giống ăn thảo luanạ nhóm nam hiệu nhóm nữ…

Sử dụng công cụ bảo tồn nguồn gen trang trại tập trung vào chủ đề liên quan đến bảo tồn nguồn gen gồm:

- Thu thập thông tin chung nguồn gen - Xác định nguồn gen cần bảo tồn

- Xác định chọn điểm bảo tồn, chọn hộ thực bảo tồn - Kế hoạch bảo tồn

- Kỹ thuật bảo tồn

- Trách nhiệm cá nhân cộng đồng

Hình 3-9 : Nhóm phụ nữ lập kế hoạch bảo tồn Vẽ sơ đồ không gian sơ đồ lát cắt phục vụ bảo tồn

- Các đồ không gian hộ khu ruộng họ thơn/bản

- Nhóm nơng dân phân khu vực

- Các hoạt động nông nghiệp đặc thù khu vực

- Các giống địa phương khác ruộng khu đồng

- Phân bố nguồn tài nguyên (như loại đất )

Vẽ sơ đồ sử dụng bảo tồn nông trại nhằm chọn điểm, chọn hộ bảo tồn phù hợp với nguồn gen cộng đồng Ví dụ nguồn gen thích nghi với điều kiện nước trời, thơng qua sơ đồ chọn địa điểm phù hợp Vị trí thực bảo tồn đất dốc ruộng bậc thang khơng có nguồn nước hệ thống tưới…

(110)

Vẽ sơ đồ thơn có tham gia cần có kỹ thuật trợ giúp nhóm nơng dân thực với vật, cơng trình cố định đường khu vực sau phát triển phần hồn thiện Những địa phương mà trình độ văn hóa thấp sử dụng vật liệu cành cây, lá, đá, sỏi để biểu diễn khu nhà, vườn, đường, khu ruộng, song, suối Sau nhóm nơng dân xếp hồn thiện cán trợ giúp hồn thiện sơ đồ khơng gan mức lên giấy Ao Sơ đồ bảo tồn tài liệu đưa vào sở liệu phục vụ quản lý, đánh giá, kiểm tra sử dụng nguồn gen

Ngồi sơ đồ khơng gian sơ đồ lát cắt thơn bổ sung thơng tin chi tiết địa hình, loại đất trồng khu vực thôn Dựa sơ đồ mặt cắt chọn vị trí bảo tồn phù hợp Ví dụ bảo tồn giống lúa cạn địa phương khơng thể bảo tồn khu vực có tưới, nơi nơng dân gieo trồng giống lúa cải tiến Q5 khang dân Bởi giống địa phương khơng thời gian sinh trưởng, sâu bệnh tập trung gây hại, giống địa phương suất thấp nông dân không chấp nhận gieo trồng ruộng có khả thâm canh để thu suất cao

Minh họa sơ đồ sau:

Hình 3-11: Sơ đồ lát cắt thơn lương xã hố sơn, huyện tun hố Quảng Bình Phân tích quan hệ ma trận

Phân tích tương quan phân loại tiêu có mối quan hệ với lựa chọn giống, hạt giống Trên sở phân tích ma trận xác định giống trồng mục tiêu, nguồn cung cấp hạt giống kỹ thuật cho bảo tồn

- Các bước thực thực hiện:

o Hỏi nông dân để họ liệt kê giống địa phương họ gieo trồng o Viết tên giống cột bảng,

o Các cột khác tiêu chí đánh giá hay lựa chọn thành viên nhóm, tiêu để xếp loại lớn q trình thảo luận nên tập trung vào số tiêu chí quan trọng cho bảo tồn như: Diện tích trồng, suất, chất lượng, chống chịu, giá bán

o Thảo luận nhóm từ tiêu chí, hết tiêu chí chuyển sang cột tiêu chí khác

o Cơng việc phân tích ma trận cần trợ giúp cán kỹ thuật cán quản lý

(111)

Bảng 3-2 : Sự xếp loại thực từ tốt đến nhất, ví dụ xếp loại giống địa phương trên tiêu chí

Giống Diện tích trồng Năng suất Chất lượng Mức độ ưa thích

Giống A 3

Giống B

Giống C

Giống D

Giống E 6

Giống F 5

Sau phân tích ma trận ví dụ nhận biết giống E F giống cần bảo tồn

Lịch thời vụ:

Nhóm nơng dân thảo luận lịch gieo trồng, chăm sóc thu hoạch diến biến năm, kẻ bảng tháng năm trước, sau thảo luận xác định lịch thời vụ cho giống, khu vực Kỹ thuật xác định lịch thời vụ kỹ thuật thu thập thơng tin xây dựng quy trình kỹ thật bảo tồn cho nguồn gen phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương

Ví dụ : Mùa vụ gieo trồng giống lúa địa phương ngọ pe nương người Mơng, Điện Biên thảo luận nhóm thu sơ đồ mùa vụ gieo trồng sau

Công cụ thăm thực địa

Đi thực địa cần thiết để quan sát thực tế, bổ sung điều chỉnh đồ, sơ đồ mặt cắt thông tin khác thu thập Phương pháp ngang qua khu vực khảo sát theo số chiều khác nhau, hướng thảo luận với nhóm nông dân trước để đảm bảo cắt qua tất địa hình, điều kiện sinh thái điểm, ruộng xác định thực gieo trồng bảo tồn

Hình 3-12: Cán bảo tồn nhóm nơng dân khảo sát thực địa khu vực gieo trồng bảo tồn nguồn gen

Khảo sát thực địa ghi nhận nhóm thơng tin quan trọng sau:

- Đất hệ động thực vật

- Độ dốc

(112)

- Đa dạng trồng

- Tình trạng đất sử dụng

3.3.10 Lấy mẫu thu thập thông tin phục vụ bảo tồn trang trại

Lấy mẫu phù hợp đại diện phản ánh sát thực cho tình trạng điểm nghiên cứu bảo tồn, nhiên để đại diện cho đa dạng yếu tố môi trường, nguồn gen người khu vực nghiên cứu không đơn giản Chiến lược lấy mẫu đảm bảo nguồn tài nguyên theo nhu cầu phục vụ cho nghiên cứu khoa học

Cỡ mẫu cần xác định hộ, lồi trồng, phụ thuộc vào mức độ biến động mẫu, biến động lớn số mẫu nhiều biến động nhỏ đồng số mẫu cần nhỏ Biến động mẫu lại phụ thuộc vào đặc điểm nông hộ, loại đất ruộng nghiên cứu quần thể mẫu nguồn gen

Các nhà sinh thái thực vật sử dụng phương pháp đường cong phân bố (species-area curve) để xác định cỡ mẫu tối thiểu số mẫu đại diện cho quần thể Một đường cong tạo lấy mẫu diện tích hệ thống ô phân tổ, ô lớn xếp lên mặt phẳng, ô sau bao gồm tất ô trước (Barbour cộng sự, 1987) Sau điểm xác định cịn lồi tìm thấy ô số mẫu cần lấy

Hình 3-13 : Số mẫu cần trường hợp mẫu

Ngồi ra, có phương pháp lấy mẫu khác phương pháp lấy mẫu nhà xã hội học, thường lấy - 10% số hộ thôn Lấy mẫu ngẫu nhiên nhiều điểm toàn khu vực Lấy mẫu hệ thống lấy mẫu theo khoảng không gian theo thời gian nhau, phương pháp có tiến tránh trùng lặp, nhiên đơi không đại diện hết phụ thuộc vào chủ quan người lấy mẫu Phương pháp lấy ngẫu nhiên loại ý muốn chủ quan nhận phạm vi mức độ cao yếu tố sinh học phi sinh học đến đa dạng nguồn gen Một phương pháp lấy mẫu tiến khác lấy mẫu ngẫu nhiên phân lớp (Stratified Random Sampling) phương pháp chia toàn khu vực thành khu vực nhỏ, khu vực nhỏ đồng nhất, sau lấy ngẫu nhiên khu vực nhỏ phân chia bố trí điểm bảo tồn

Lấy mẫu đa yếu tố biến động ví dụ xã có 1000 hộ chọn tham gia nghiên cứu bảo tồn, lấy mẫu 10% đại diện biến động kinh tế xã hội 100 hộ, hộ trồng bảo tồn nguồn gen mục tiêu, nguồn gen có mẫu giống trồng ruộng khác đất địa hình, giống tối thiểu lấy 30 mẫu đại diện cho quần thể

Tổng số mẫu = 100 x x x 30 = 36.000, số mẫu đưa vào phân tích với số lượng lớn Như lấy mẫu ngẫu nhiên đại diện cho yếu tố biến động cần thiết đảm bảo đại diện giảm bớt số lượng mẫu

(113)

lệ yếu tố qua thời gian Một số yếu tố ổn định không thay đổi theo thời gian đất, khí hậu, lượng mưa , số yếu tố thay đổi nhanh ví dụ thị trường

Khi bảo tồn trang trại phải có nghiên cứu thay đổi yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng di truyền Lấy mẫu nghiên cứu qua thời gian phụ thuộc vào loài trồng (cây hàng năm hay lâu năm) ảnh hưởng yếu tố đến dạng di truyền loài qua thời gian Khi lấy mẫu qua thời gian, phân tích số liệu thu phương pháp phân tích chuỗi thời gian (Time-series analysis ) Kendall Ord,1990 Phương pháp phân tích dựa sở xác định biến động quan sát liên tục theo khoảng thời gian nhau, hệ số tự tương quan để xác định tương đồng đo khoảng thời gian riêng rẽ hệ số tương quan chéo để sánh số liệu biến động

3.3.11 Thu thập thiết lập thông tin phục vụ cho bảo tồn In situ trang trại

Nhóm thơng tin cần thu thập phục vụ bảo tồn gồm:

- Số lượng phân bố đa dạng di truyền đưa vào bảo tồn trang trại

- Quá trình sử dụng trì đa dạng

Hình 3-14 Mơ hình thu thập thông tin phục vụ bảo tồn

- Các yếu tố mơi trường, văn hóa, kinh tế, xã hội ảnh hưởng đến nơng dân trì đa dạng trang trại

- Đối tượng trì đa dạng: giới tính, tuổi tác, dân tộc, tình trạng kinh tế cộng đồng

(114)

3.3.12 Kỹ thuật gieo trồng bảo tồn

Thông tin thu thập trình khảo sát sở xây dựng kỹ thuật gieo trồng bảo tồn nguồn gen Loài trồng, nguồn hạt giống, thời vụ gieo trồng thu hoạch, mật độ gieo trồng Các biện pháp canh tác khác lượng phân bón, phịng trừ dịch bệnh, nước tưới, chế biến sau thu hoạch thị trường tiêu thụ sản phẩm Như dựa thực tế canh tác người dân, cán nghiên cứu bảo tồn cần có nghiên cứu khoa học địa phhương để xây dựng quy trình canh tác phù hợp Những kỹ thuật cần lưu ý bổ sung, điều chỉnh quy trình hướng dẫn nơng dân góp phần nâng cao đa dạng, lợi ích thu nhập người bảo tồn

Quy trình kỹ thuật chi tiết bao gồm phần sau: - Đặc điểm địa điểm gieo trồng

- Thời vụ - Chuẩn bị đất

- Kỹ thuật gieo trồng : hạt giống, mật độ gieo, kỹ thuật gieo trồng - Lượng phân bón kỹ thuật bón

- Quản lý ruộng sản xuất : tưới nước, phòng trừ cỏ dại, dịch hại, sâu bệnh - Kỹ thuật chế biến, tiêu thụ sản phẩm

Những điểm lưu ý thực hiện:

- Tồn q trình sản xuất quản lý ruộng bảo tồn nơng dân thực xây dựng quy trình phải đầy đủ, đơn giản dễ áp dụng

- Quy trình có khả tận dụng kiến thức điều kiện địa phương

- Các kỹ thuật giảm chi phí sản xuất bảo vệ đa dạng canh tác hữu cơ, quản lý dịch hại tổng hợp IPM ICM

- Cải tiến khâu thu hoặch, chế biến nâng cao chất lượng sản phẩm đem lại lợi nhuận cao cho nông dân tham gia bảo tồn

- Tập huấn quy trình cho nơng dân bảo tồn trước mùa vụ sản xuất - Ghi chép theo dõi đơn giản

3.3.13 Thu thập phân tích thơng tin, số liệu sau bảo tồn

Tài liệu số lượng phân bố đa dang di truyền trang trại yêu cầu thông tin tên giống, cấu trúc di truyền quần thể, loại giống hệ thống cung cấp hạt giống, hệ thống tạo giống Bước thu thập thông tin phân tích đơn giản ban đầu có tham gia người dân, phân tích khoa học chuyên sâu thực quan nghiên cứu phịng thí nghiệm

Các bước thơng tin cần xác định

Sử dụng phương pháp có tham gia quan sát trực tiếp đồng ruộng, biên soạn danh dách giống địa phương điểm/thơn ghi tên xác giống, khuyến khích nơng dân khơng cải tiến khuyến khích trợ giúp nơng dân đăng ký đa dạng sinh học cộng đồng

Lặp lại phương pháp vài chu kỳ canh tác hộ nông dân, để đảm bảo tất giống họ canh tác ghi nhận thay đổi qua thời gian

Cùng với nông dân xác định tiêu chí mơ tả nhận biết giai đoạn khác chu kỳ sinh trưởng

Xác định tên mô tả giống, so sánh với nông dân khác Nông dân xếp loại giống theo số tiêu chí quan trọng

Thu nhận giá trị kích thước, phân bố ruộng hay gieo trồng cho giống, mật độ trồng, khoảng cách giống, thời gian hoa, thu hoạch giống

(115)

Thực thử nghiệm đồng ruộng để đánh giá đặc điểm giống với giống cải tiến tiêu chí nơng học tiêu chí nơng dân

Thực đánh giá di truyền phân tử công nghệ sinh học, tính số đa dạng Phân tích so sánh giống theo tên nông dân với xác định nhận biết di truyền (hình thái, cơng nghệ sinh học, di truyền phân tử)

Kiểm tra xác định giống (tên địa phương), giống di truyền

Tính đa dạng di truyền trung bình ruộng, quần thể mức biến dị di truyền Xác định đa dạng với kích thước đồng ruộng

Xác định mức độ giống

Xác định giống phổ biến địa phương, giống có allel phổ biến lớn Xác định tương quan tăng đa dạng giống tăng đa dạng di truyền

Xác định số lượng biến dị trồng khác có tương quan tương tự hay khơng? Phân tích thơng tin có tham gia người dân áp dụng kỹ thuật cơng cụ có tham gia q trình khảo sát (phân tích xếp loại, phân tích thuận lợi khó khăn, phân tích ma trận, cơng cụ đánh giá kết bảo tồn gồm xây dựng khung logic (logframe), xây dựng số số lượng số chất lượng đánh giá kết mục tiêu bảo tồn

3.3.14 Tổng kết báo cáo bảo tồn

Báo cáo tổng kết tài liệu hóa bảo tồn trang trại thực hàng năm, báo cáo giúp tài liệu hóa, bổ sung sở dự liệu nguồn tài nguyên di truyền thực vật hệ thống nguồn tài nguyên di truyền thực vật vùng Quốc gia Báo cáo sở cho khai thác, sử dụng phát triển mở rộng bảo tồn với vùng khác, nguồn gen trồng khác Báo cáo tùy thuộc vào kết bảo tồn hàng năm, vấn đề cần tổng kết báo cáo gồm:

Phương pháp thực hiện: phương pháp chọn điểm, chọn hộ, phương pháp thử nghiệm, quy trình kỹ thuật, danh mục tài nguyên bảo tồn đặc điểm giống

Một phần quan báo cáo mức độ đa dạng sau bảo tồn, biến dị xuất trình bảo tồn trang trại

Phân tích hiệu bảo tồn: hiệu với đa dạng, hiệu môi trường hiệu kinh tế -xã hội Phân tích hiệu kinh tế cần ứng dụng phương pháp phân tích đơn giản tính thu nhập, lợi nhuận yếu tố giới hạn RAVC, tỷ suất lợi nhuận

Báo cáo cung cấp cho quan nghiên cứu, nhà môi trường, nhà bảo tồn đặc biệt quan trọng nguồn thông tin phản hồi lại cho người dân cộng đồng địa phương

3.3.15 Nâng cao lợi ích người dân thực bảo tồn

Bảo tồn In situ trang trại bền vững phụ thuộc vào lợi ích người nơng dân thu thực bảo tồn, có nhiều giải pháp nâng cao lợi ích cho người nơng dân thực bảo tồn, tùy điều kiện quốc gia địa phương áp dụng

- Nâng cao lợi nhuận bảo tồn giải pháp kỹ thuật để giảm chi phí đầu vào q trình sản xuất

- Điều tiết nhà nước qua sách thuế hệ thống cung cấp đầu vào cho sản xuất giống, phân bón, thuốc trừ sâu, thuỷ lợi sách khác

- Cải tiến giống địa phương để tăng suất tăng lợi nhuận chọn lọc nâng cao độ trường hợp giống thối hóa

- Người dân tham gia vào hệ thống quản lý hạt giống trình chọn tạo giống, nông dân tham ga vào mạng lưới cung cấp hạt giống quốc gia vùng

(116)

- Đăng ký quyền đa dạng sinh học cộng đồng ngân hàng gen, Cơ quan, tổ chức hay cá nhân sử dụng nguồn gen phải trả quyền cho cộng đồng người nông dân thực bảo tồn

- Đăng ký thương hiệu hàng hóa, mở rộng khuyến khích thị trường tiêu thụ

- Hỗ trợ chế biến sau thu thu hoạch để tăng giá trị sản phẩm, hỗ trợ hình thành khu chế xuất chế biến nhỏ cộng đồng

Vai trị của sách nơng nghiệp kinh tế quốc gia hỗ trợ hệ thống canh tác trì đa dạng nguồn gen hỗ trợ thị trường để nông dân thu lợi nhuận cao từ sản phẩm bảo tồn, sách quốc gia điều chỉnh thị trường với giống địa phương Những sách hỗ trợ chủ yếu là:

- Chính sách thị trường, giá cả, khuyến khích thị trường tiêu thụ sản phẩm giống trồng địa phương, hình thành mạng lưới doanh nhân, khu chế xuất công nghiệp chế biến nhỏ thông qua sách thuế

- Chính sách khoa học cơng nghệ: hỗ trợ khuyến khích nghiên cứu bảo tồn

- Chính sách hỗ trợ cải thiện nâng cao hiệu quả, chất lượng hệ thống cung cấp hạt giống trồng địa phương

- Chính sách đất đai có tác dụng khuyến khích bảo tồn nơng trại, giảm thuế sử dụng đất nông nghiệp, giao quyền sử dụng quy hoạch sử dụng đất - Chính sách vật tư nơng nghiệp trợ cước, trợ giá với phân bón, hạt giống

trồng địa phương

3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NỘI VI KHÁC 3.4.1 Khu bảo tồn sinh khu bảo vệ đa dạng

Nhìn chúng, đa dạng sinh học mức lồi mức hệ sinh thái bảo tồn thơng qua bảo tồn In situ (McNeely,1996) Có nhiều hình thức khu bán bảo vệ, khu dự trữ sinh khu bảo vệ nghiêm ngặt Phương pháp sử dụng với khu vực đa dạng sinh thái, đa dạng sinh học lồi cịn phong phú, loài đặc hữu, loài quý hiếm, bảo tồn loài hoang dại, giám sát đa dạng di truyền địa phương cụ thể Những trở ngại phương pháp khó mơ tả, đánh giá dễ tổn thương nguồn tài nguyên di truyền tác động người, điều kiện bất thuận dịch hại Những pháp pháp chủ yếu thực bảo tồn:

- Xây dựng vườn quốc gia

- Chương trình quản lý tài nguyên di truyền sở cộng đồng - Các trạm trại bảo tồn chỗ

- Xây dựng vùng đệm

Việt Nam hình thành vườn quốc gia, khu bảo tồn để bảo tồn đa dạng sinh học, có bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật Tính đến 2006 có tổng số 30 vườn quốc gia, tổng diện tích 1.166.441 ha, ngồi vườn quốc gia nước cịn có 78 khu bảo tồn thiên nhiên với tổng diện tích 1,7 triệu 18 khu bảo vệ cảnh quan có diện tích 120.000

(117)

Công Hùng, 2002) Khu BTTN Tà Đùng (Đắk Nơng) năm 2002 839 lồi thực vật 540 chi 151 họ (Nguyễn Hoàng Tùng, 2002)

Bảng 3-3 : Các vườn quốc gia Việt Nam

Vùng TT Tên vườn Năm

thành lập

Diện tích (ha)

Địa điểm

1 Hoàng Liên 1996 38.724 Lào Cai

2 Ba Bể 1992 7.610 Bắc Kạn

3 Bái Tử Long 2001 15.783 Quảng Ninh

4 Xuân Sơn 2002 15.048 Phú Thọ

Trung du miền núi

phía Bắc

5 Tam Đảo 1986 36.883 Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Tuyên Quang

6 Ba Vì 1991 6.986 Hà Tây

7 Cát Bà 1986 15.200 Hải Phòng

8 Cúc Phương 1994 20.000 Ninh Bình, Thanh Hóa, Hịa Bình Đồng

Bắc Bộ

9 Xuân Thủy 2003 7.100 Nam Định

10 Bến En 1992 16.634 Thanh Hóa

11 Pù Mát 2001 91.113 Nghệ An

12 Vũ Quang 2002 55.029 Hà Tĩnh

13 Phong Nha-Kẻ

Bàng 2001 200.000 Quảng Bình

Bắc Trung Bộ

14 Bạch Mã 1991 22.030 Thừa Thiên-Huế

15 Phước Bình 2006 19.814 Ninh Thuận

Nam Trung Bộ

16 Núi Chúa 2003 29.865 Ninh Thuận

17 Chư Mom Ra

y 2002 56.621 Kon Tum

18 Kon Ka Kinh 2002 41.780 Gia Lai

19 Yok Đôn 1991 115.545 Đăk Lăk

20 Chư Yang Sin 2002 58.947 Đăk Lăk

Tây Nguyên

21 Bidoup Núi Bà 2004 64.800 Lâm Đồng

22 Cát Tiên 1992 73.878 Đồng Nai, Lâm Đồng, Bình Phước

23 Bù Gia Mập 2002 26.032 Bình Phước

24 Cơn Đảo 1993 15.043 Bà Rịa-Vũng Tàu

Đông Nam Bộ

25 Lò Gò Xa Mát 2002 18.765 Tây Ninh

26 Tràm Chim 1994 7.588 Đồng Tháp

27 U Minh Thượng 2002 8.053 Kiên Giang

28 Mũi Cà Mau 2003 41.862 Cà Mau

29 U Minh Hạ 2006 8.286 Cà Mau

Tây Nam Bộ

(118)

Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa, Khu vực Miền Trung-Tây nguyên đến có 128 khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia, khu dự trữ thiên nhiên, khu bảo tồn loài sinh cảnh, khu bảo vệ cảnh quan với 2,6 triệu ( minh họa bảng 3-4)

Bảng 3-4: Các khu bảo tồn có nhiệm vụ bảo tồn nội vi nguồn tài nguyên di truyền thực vật

Phân hạng Số lượng Diện tích (ha)

I- Vườn Quốc gia 30 1.048.866

II- Khu Bảo tồn thiên nhiên 58 1.327.746 II.1 Khu dự trữ thiên nhiên 48 1.245.021

II.2 Khu bảo tồn loài/sinh cảnh 10 82.455 III Khu bảo vệ cảnh quan 40 228.898

Tổng 128 2.605.240

Nguồn: Nguyễn Hoàng Nghĩa (2008)

Khu vực miền Trung, Tây Ngun có 15 vườn quốc gia diện tích 817.146 bảo tồn đa dạng sinh học, nguồn tài nguyên di truyền động, thực vật

Bảng 3-5 : Các vườn Quốc gia Khu vực miền Trung- Tây Nguyên

TT Tên Địa phương Diện tích Năm thành lập

1 Bến En Thanh Hóa 16.634 1986/1992

2 Pù Mát Nghệ An 91.113 1994

3 Vũ Quang Hà Tĩnh 52.360 1986

4 Phong Nha-Kẻ Bàng Quảng Bình 116.700 1986

5 Bạch Mã Thừa Thiên-Huế 22.031 1986/1991

6 Chư Mom Rây Kon Tum 56.621 1985

7 Kon Ka Kinh Gia Lai 41.710 1986

8 Chư Yang Sinh Đắk Lắk 58.947 1986

9 Yordon Đắk Lắk 115.545 1991

10 Bidoup-Núi Bà Lâm Đồng 73.912 1986

11 Núi Chúa Ninh Thuận 35.553

12 Phước Bình Ninh Thuận 19.814

13 Bù Gia Mập Bình Phước 22.330 1986

14 Cát Tiên Đồng Nai 73.878 1978/1992

15 Côn Đảo Bà Rịa-VũngTàu 19.998 1984/1993 Nguồn: Nguyễn Hoàng Nghĩa (2008)

3.4.2 Phương pháp vườn hộ

Bảo tồn điều kiện vườn hộ giống bảo tồn nông trại, mức độ nhỏ Hầu hết nơng thơn vườn số lồi trồng ăn quả, hoa , thuốc, gia vị… Với vườn hộ, giá trị bảo tồn không lớn cộng đồng giá trị lại to lớn Trong vườn hộ ngồi trồng cịn có lồi hoang dại họ hàng hoang dại bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật phương pháp có vai trị quan trọng

Khó khăn dân số tăng hầu hết vườn hộ chuyển mục đích sử dụng xây dựng nhà ở, cơng trình giao thơng…Các tỉnh đồng sơng Hồng nhiều cộng đồng khơng cịn vườn gia đình

Phương pháp bảo tồn nguồn gen vươn hộ tương tự phương pháp bảo tồn trang trại, điểm khác biệt chủ yếu bảo tồn vườn hộ điều kiện Việt Nam là:

(119)

- Áp dụng để bảo tồn ăn quả, hoa , cảnh, thuốc, rau đặc biệt rau gia vị

- Cây làm thuốc, rau chủ yếu cho mục đích tự cung, tự cấp

Theo TS Lưu Đàm Cư nhiều loài thuốc người Tày nằm danh sách quý bị đe dọa tuyệt diệt nước ta ngũ gia bì gai, ba kích, hà thủ trắng, ké đầu ngựa , cịn Hà Giang chàm tím Nhóm nghiên cứu xác định 26 lồi cần bảo tồn xây dựng mơ hình vườn bảo tồn thuốc Chủ hộ lựa chọn ơng lang người địa phương, có nhu cầu phát triển thuốc phục vụ hành nghề, tâm huyết với việc bảo tồn, phát triển thuốc Cuối năm 2004, kết thúc hai năm khảo sát, nhóm vận động hai hội viên Hội Đông y Việt Lâm xây dụng vườn bảo tồn gia đình rộng khoảng hecta Hiện vườn thu thập 50 lồi thuốc, phần lớn thuốc q hiếm, vườn trồng 41 loài

1 Những phương pháp cách tiếp cận phương pháp bảo tồn bản, ưu nhược điểm phương pháp

2 Những khái niệm bảo tồn nội vi bảo tồn trang trại, mục đích tầm quan trọng bảo tồn trang trại

3 Cơ sở lý luận bảo tồn trang trại

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo tồn trang trại

5 Phương pháp xây dựng mạng lưới bảo tồn trang trại Kỹ thuật bảo tồn trang trại

7 Phương pháp bảo tồn nội vi khác

(120)

BẢO TỒN NGOẠI VI

( Ex situ)

Hai chiến lược bảo tồn In situ Ex situ, kỹ thuật có phương pháp kỹ thuật khác Định nghĩa UNCED, 1992 “Bảo tồn Ex situ bảo tồn thành phần đa dạng sinh học điều kiện sinh sống tự nhiên chúng”; “Bảo tồn In situ bảo tồn hệ sinh thái nơi sinh sống tự nhiên, trì phục hồi phát triển quần thể lồi thực vật trồng trọt, thực vật hóa nơi chúng phát triển đặc tính đặc thù chúng” Bảo tồn Ex situ bao gồm lấy mẫu, vận chuyển, tích trữ, bảo quản vật liệu quan thu thập, bảo tồn In situ liên quan đến thiết kế, quản lý giám sát nguồn gen mục tiêu chỗ Bảo tồn In situ bảo tồn động, bảo tồn Ex situ bảo tồn tĩnh hơn Trong bảo tồn Ex situ có phương pháp khác nhau, phương pháp có kỹ thuật đặc thù Bảo tồn Ex situ ứng dụng công nghệ cao bảo tồn hạt, bảo tồn In vitro, bảo tồn DNA, bảo tồn hạt phấn, ngân hàng gen đồng ruộng vườn thực vật Kỹ thuật bảo tồn Ex

situ phù hợp cho bảo tồn trồng, loài hoang dại họ hàng hoang dại trồng,

trong bảo tồn In situ phù hợp với loài hoang dại giống địa phương

Gần đây, sau cách mạng xanh năm 1960, giống trồng cải tiến suất cao đồng di truyền, đặc biệt lương thực lúa lúa mỳ Bên cạnh lợi ích cách mạng xanh, hậu làm suy giảm đa dạng trồng tăng lên Nông dân bỏ rơi giống trồng địa phương giống truyền thống có khả thích nghi, thay giống cải tiến đồng di truyền Để ứng phó với vấn đề này, trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế (IARCs) nhóm tư vấn nghiên cứu nơng nghiệp quốc tế bắt đầu thu thập nguồn gen lồi trồng để bảo tồn Ủy ban tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế thành lập, năm 1974 để xây dựng hợp tác toàn cầu nỗ lực thu thập, bảo tồn đa dạng di truyền thực vật bị đe dọa

Ngày tồn cầu có 1.300 ngân hàng gen vật liệu di truyền, trì đánh giá 6.100.000 mẫu nguồn gen (FAO,1996), tập trung lớn vào nguồn gen lương thực ngũ cốc, số họ đậu số loài dễ bảo tồn hạt Những năm gần bảo tồn gen đồng ruộng cho phép bảo tồn lồi trồng khơng thể khó bảo tồn hạt Kỹ thuật bảo tồn bảo tồn In vitro bảo tồn lạnh phát triển giúp tăng khả bảo tồn tất loài vật liệu di truyền

4.1 KHÁI NIỆM

Bảo tồn ngoại vi (Ex situ Off-site) đưa nguồn gen khỏi điều kiện tự nhiên sinh sống chúng khỏi hệ thống sản xuất đến lưu giữ Trung tâm với điều kiện kỹ thuật bảo đảm sức sống nguồn gen lâu dài, giữ nguyên biến dị, di truyền có nguồn gen phục vụ sử dụng cho nghiên cứu tái tạo quần thể nguồn gen

Phương pháp bảo tồn ngoại vi phụ thuộc vào loài trồng, điều kiện quan nghiên cứu để áp dụng phương pháp bảo tồn khác

- Ngân hàng gen hạt (seed genebanks) bao gồm ngân hàng hạt quan bảo tồn ngân hàng hạt cộng đồng (Community seed banks)

- Ngân hàng gen đồng ruộng (field genebanks)

- Bảo tồn In vitro với hai nhóm trồng kết hạt trồng sinh sản sinh dưỡng chia thành hai loại bảo tồn tế bào/mô bảo tồn hạt phấn

(121)

- Bảo tồn lạnh (Cryoconservation genebanks)

- Vườn thực vật (Botanical gardens)

- Ngân hàng gen (Genebanks)

Ngân hàng gen lưu giữ, trì tái sinh trở lại mẫu sống giống trồng địa, giống địa phương, giống cải tiến, hoang dại họ hàng hoang dại Nguồn gen ngân hàng gen đảm bảo củng cố vững nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm nhu cầu khác cho người, sản xuất nông nghiệp nghiên cứu tương lai

4.2 BẢO TỒN HẠT (SEED GENEBANK)

(đối với hạt chịu làm khô -Orthodox seed conservation)

Bảo tồn ngân hàng hạt kỹ thuật sử dụng rộng rãi để bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật Hạt nguồn gen làm khô, tồn trữ điều kiện nhiệt độ thấp OoC, lạnh lạnh sâu Theo ghi nhận FAO, kỹ thuật bảo tồn 90% triệu mẫu nguồn gen bảo tồn Ex situ toàn cầu Mặc dù kỹ thuật bảo tồn lồi có hạt chống chịu nhiệt độ thấp làm khô Hạt nhiều lồi khơng sống sót điều kiện lạnh làm khơ Các lồi khơng chống chịu loài nhân giống sinh dưỡng củ, mầm phải bảo tồn kỹ thuật khác

Bảo tồn ngân hàng hạt cộng đồng không cần kỹ thuật cao trung tâm bảo tồn hay quan kinh doanh Nông dân nhiều nước phát triển phụ thuộc vào hệ thống cung cấp hạt giống khơng thức, sở giữ lại hạt vụ trước để làm giống sản xuất cho vụ sau Một số tồn trữ, xử lý để trao đổi hạt giống nội hay cộng đồng Những thành phần tham gia cung cấp hạt giống khơng thống hình thức cấu trúc địa Dịng thơng tin trao đổi hạt giống theo truyền thống tập quán địa phương Quản lý ngân hàng hạt giống cộng đồng, hệ thống cung cấp hạt giống địa phương phù hợp với số loại nguồn gen Ngân hàng hạt giống cộng đồng thể chế có vai trị quan trọng để bảo tồn giống địa phương sản xuất nông nghiệp Cán bảo tồn phải có kiến thức ngân hàng hạt giống kiến thức cộng đồng, sở thiết kế bảo tồn hay cải tiến công tác bảo tồn Ngân hàng hạt giống cộng đồng có vai trị quan trọng đến nhận hỗ trợ từ nhà khoa học quốc gia

Bảo tồn hạt loại nguồn gen khác nhau, thời gian bảo quản để áp dụng kỹ thuật đặc thù bảo tồn ngân hàng gen hạt

+ Bảo tồn dài hạn nguồn gen (Base collection), phải hạ độ ẩm hạt xuống – 6% bảo quản điều kiện nhiệt độ -10 đến -20oC cho bảo tồn dài hạn

+ Mẫu nguồn gen hoạt động (Active collections ), hạ độ ẩm hạt xuống ± % bảo quản điều kiện nhiệt độ 0°C để bảo tồn trung hạn

+ Nguồn gen công tác (Working collections) vật liệu cho tạo giống, bảo tồn ngắn hạn, bảo tồn chương trình đánh giá vật liệu nhà tạo giống kỹ thuật bảo tồn thông thường tồn trữ hạt giống Độ ẩm hạt làm khô đến độ ẩm bảo quản ( tùy theo loài), bảo quản điều kiện nhiệt độ môi trường

(122)

vượt 500 gam, hạt sầu riêng (Durio zibethinus) đến 14.000 g Như hạt bảo tồn điều kiện nhiệt độ thấp lại yêu cầu độ ẩm bảo tồn cao

Hình 4-1: Sơ đồ dịng hoạt động bảo tồn ngân hàng hạt nguồn gen

(Nguồn N Kameswara Rao, Jean Hanson, M Ehsan Dulloo, Kakoli Ghosh, David Nowell and Michael Larinde, 2006)

(123)

4.2.1 Thu nhận mẫu nguồn gen hạt đưa vào ngân hàng hạt

Thu nhận mẫu nguồn gen nhận vật liệu di truyền loài để đưa vào bảo tồn ngân hàng gen hạt, thu nhận mẫu bước trình bảo tồn ngân hàng hạt

Mục đích chủ yếu bảo tồn hạt khơ đảm bảo giữ đa dạng di truyền cho sử dụng tương lai Bảo tồn hạt phương pháp quan trọng để bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền bị đe dọa, nguồn gen khó bảo tồn In situ, bổ sung đa dạng chưa đầy đủ cho sử dụng, bảo tồn phục vụ cho chương trình tạo giống với mục tiêu khác Bảo tồn hạt nước nước ta ưu tiên loài lương thực, nguồn gen có giá trị kinh tế cao, nguồn gen bị đe dọa, nguồn gen giống địa phương, loài họ hàng hoang dại

+ Thu nhận hạt đưa vào bảo tồn ngân hàng hạt

Thu nhận mẫu hạt đưa vào bảo tồn từ trực tiếp trường mẫu nguồn gen thu thập trước Thu thập trường tiến hành vào thời gian hạt lồi trồng chín sức sống hạt tốt nhất, dựa màu sắc hạt chúng Màu sắc hạt nhận biết thời điểm chín khác lồi trồng Nhìn chung chín chuyển từ xanh sang màu vàng, nâu hay đỏ, vàng nâu, nâu tía Ví dụ cà chua chín chuyển từ xanh sang màu đỏ, dưa chuột xanh sang vàng nâu, lúa màu xanh sang vàng rơm Tuy nhiên loài trồng có nhiều loại màu sắc cần có nghiên cứu xác định thời điểm hạt chín để thu thập cho bảo tồn hạt Hạt thu thời điểm chín nâng cao tuổi thọ, khả nảy mầm, sức sống hạt trình bảo tồn Kỹ thuật bảo tồn áp dụng chung cho toàn mẫu hạt, yêu cầu thu hạt tạo thành mẫu bảo tồn phải có độ chín đồng

Dụng cụ chứa mẫu hạt cho thu thập sử dụng túi giấy, túi ni lơng, bao vải, bình thủy tình, bình nhựa sọt nhựa Dụng cụ chứa đảm bảo không bị tổn thương cho hạt hay trình vận chuyển, tách hạt, làm khô hạt hay không bị tăng nhiệt độ cao gây hư hỏng hạt Các dụng cụ chứa phải thông thoáng, mở nắp miệng túi tránh gây ẩm ẩm độ cao dụng cụ chứa hô hấp hạt

+ Sơ chế mẫu hạt nguồn gen:

Sau thu nhận nguồn gen tiến hành phơi sấy để giảm độ ẩm, làm xử lý nấm bệnh Hạt hay chín thường có độ ẩm cao (10 đến 20% tùy lồi), ẩm độ cao gây hư hỏng hạt nhanh hô hấp sinh nhiệt độ ẩm độ cao khối mẫu, nguyên nhân dễ nhiễm bệnh vào lô hạt Làm sơ bộ, tách hạt làm khô cần thực sau thu thập tránh rủi ro giảm khối khối lượng mẫu vận chuyển Những phương pháp đơn giảm làm vỏ đập, trải hạt giấy, phịng thống, với loại khơ dễ tách tách hạt Những mọng bổ tách hạt sử dụng phương pháp lên men, hạt sau tách làm nước, làm khô sơ thấm quay túi lưới để nước Nếu thu thập thời gian dài điều kiện môi trường nóng ẩm, hạt sau làm khơ sơ tiếp tục làm khô chất hút ẩm chất silic dioxyt với tỷ lệ hạt/chất hút ẩm 3:2 đến : 1, lớp túi hạt, xếp lớp chất hút ẩm đặt dụng cụ chứa kín để tránh hút ẩm khơng khí vào dụng cụ chứa + Ghi nhận thông tin

(124)

+ Kiểm tra sâu bệnh hại hạt nguồn gen

Kiểm tra bệnh hạt giống trước đưa mẫu nguồn gen vào kho bảo tồn, đặc biệt mẫu nguồn gen từ nước cần thực kiểm dịch nghiệm ngặt theo luật bảo vệ thực vật kiểm dịch thực vật quốc gia, trước đưa đến kho ngân hàng gen hạt tránh rủi ro dịch bệnh cho ngân hàng gen Những mẫu có bệnh cần xử lý hóa chất tẩy trùng loại bỏ trường hợp tẩy trùng

Sản phẩm chuyển gen (GMOs) cần nhận biết nguy hiểm di truyền bảo tồn với tập hợp trồng khác, sản phẩm chuyển gen vào mẫu bảo tồn làm biến đổi nguồn gen bảo tồn thông qua thụ phấn Những thông tin nguồn gen cần đầy đủ từ nơi cung cấp kỹ thuật quản lý nguồn gen đặc thù với sản phẩm GMO

4.2.2 Đăng ký nguồn gen vào ngân hàng gen hạt

Đăng ký nguồn gen gắn số hiệu để nhận biết mẫu nguồn gen đó, gọi mẫu nguồn gen số: xx để phân biệt với mẫu khác ngân hàng gen Đồng thời số ký hiệu phục vụ cho quản lý, tra cứu sử dụng nguồn gen, số gắn trước đưa mẫu vào ngân hàng Các bước thực đăng ký mẫu nguồn gen thực mô tả sơ đồ sau:

Hình 4-2: Các bước thực đăng ký mẫu nguồn gen vào ngân hàng gen hạt

( Nguồn N Kameswara Rao, Jean Hanson, M Ehsan Dulloo, Kakoli Ghosh, David Nowell and Michael Larinde, 2006)

Bước 1: Kiểm tra hồ sơ văn pháp lý nguồn gen

(125)

- Thông tin thu thập

- Tên thơng thường, chi , lồi

- Số hiệu thu thập

- Địa phương thu thập

- Ngày thu thập

- Số thu thập

- Thơng tin hồn chỉnh sau thu thập

- Tên thơng thường, chi , lồi, giống

- Tên mẫu đặc điểm nhận biết liên quan đến mẫu

- Thông tin phả hệ phương pháp tạo giống

- Kiểu hình

- Chủ sở hữu mẫu nguồn gen

Ngồi thơng tin ban đầu thu thập nguồn gen, nghiên cứu nhận biết, phân biệt mẫu nguồn gen đăng ký thơng qua thí nghiệm trồng mẫu nguồn gen cạnh nhà có mái che đồng ruộng Đánh giá tất đặc điểm, tính trạng hình thái mẫu nguồn gen phân biệt mẫu, cần đặc điểm khác biệt với mẫu khác Đánh gía tính khác biệt mẫu nguồn gen áp dụng phương pháp đánh giá tính khác biệt khảo nghiệm DUS (của UPOV,1991), phân tích thống kê xác định dựa tham số t-test

Khi so sánh kiểu hình, khơng đủ minh chứng tính khác biệt mẫu nguồn gen, sử dụng phương pháp hóa sinh để phân biệt điện di protein hạt isozyme để bổ sung cho so sánh hình thái Marker DNA AFLPs, SSRs SNPs công cụ mạnh xác định khác biệt mẫu, áp dụng để kiểm tra mối quan hệ di truyền mẫu hỗ trợ đáng tin cậy hiệu qủa

Bên cạnh thông tin nhận biết, mẫu nguồn gen phải có chứng vệ sinh an tồn bệnh nấm, vi khuẩn, virus trùng gây hại Bệnh nấm, vi khuẩn virus ký sinh hạt nguy hiểm khó loại bỏ xử lý thuốc hóa học hay biện pháp xử lý khác Trong trường hợp không xử lý phải loại bỏ thu thập mẫu nguồn gen khác thay

Chất lượng mẫu hạt đủ cho bảo tồn, chất lượng mẫu hạt đánh giá tỷ lệ nảy mầm, sức sống hạt Tỷ lệ nảy mầm mẫu hạt trồng không thấp 85%, lồi hoang dại khơng nhỏ 75%

Số lượng mẫu hạt tối thiểu để đăng ký đơn vị đăng ký mẫu nguồn gen (base unit) ước lượng cỡ mẫu tiêu chuẩn cho lồi cơng thức sau:

BS = (PP x NP)/(GR x FG)

Trong đó: BS số hạt yêu cầu cho đăng ký; PP = quần thể mong muốn lần nhân; NP số lần nhân tối thiểu GR % nảy mầm điều kiện tiêu chuẩn ; FG % nảy mầm đồng ruộng ( nhỏ nảy mầm tiêu chuẩn 1% với điều kiện tốt 5% với điều kiện đồng ruộng xấu)

Ví dụ

+ Quần thể mong muốn lần nhân 100 cá thể + Tỷ lệ nảy mầm = 95%

+ Tỷ lệ nảy mầm đồng ruộng = 90% ( ruộng xấu) + Số lần nhân tối tiểu = lần nhân

Đơn vị cư số hạt tối thiểu để đăng ký == =

) 90 , 95 , (

) 100 (

x x

(126)

Cuối văn pháp lý cho bảo tồn nguồn gen văn thỏa thuận với người thu thập hay sở hữu nguồn gen (có thể cá nhân, tổ chức Viện nghiên cứu, công ty ) cho phép bảo tồn sử dụng mẫu nguồn gen

Trường hợp mẫu nguồn gen không đủ điều kiện trên, cần hoàn chỉnh bổ sung trước đăng ký Ví dụ: số liệu thông tin ban đầu, số lượng chất lượng không đảm bảo, sâu bệnh hại hay chưa thủ tục pháp lý

Bước 2: Thủ tục đăng ký nguồn gen

Mẫu nguồn gen đủ điều kiện tối thiểu tiến hành đăng ký mã số nguồn gen theo thủ tục sau:

- Xắp xếp vật liệu theo thứ tự tên giống (theo vần alphabe chữ cái)

- Kiểm tra lại gói mẫu theo danh sách mẫu chuẩn bị trước

- Nếu danh sách khơng đáp ứng sửa hay điều chỉnh lại danh sách

- Kiểm tra lại liệu ban đầu để đưa mã số cho mẫu nguồn gen

- Đưa mã số nguồn gen theo thứ tự

- Viết mã số nguồn gen lên túi danh sách

- Đưa tồn thơng tin vào file sở liệu ngân hàng gen

Phương pháp làm mã số cho ngân hàng gen mới: hệ thống mã số cho ngân hàng gen phải đảm bảo đơn giản, thực tế, dễ sử dụng Thường sử dụng dãy số tự nhiên làm mã số, cộng thêm ký hiệu khác để có thơng tin thêm Ví dụ mẫu nguồn gen Việt Nam có dãy mã VNGR-1, VNGR-2 Trong trường hợp ngân hàng gen lớn cần ký hiệu mã số theo loài trồng, xắp xếp loài chi thành nhóm Khơng ký hiệu dãy số ví dụ từ - 500 mẫu nguồn gen lúa, 501-1000 mẫu nguồn gen ngô, 1001 - 1500 mẫu nguồn gen đậu tương nhầm lẫn khó quản lý ngân hành gen hạt

4.2.3 Độ mẫu hạt nguồn gen

Làm hạt trước đưa vào kho tồn trữ nhằm loại bỏ tạp chất, vật chất vô chất hữu cơ, hạt khác lồi, hạt sâu bệnh, hạt chưa chín để nâng cao chất lượng mẫu trước bảo tồn Làm cịn giảm kích thước mẫu đưa vào kho đỡ tốn khơng gian kho chi phí bảo tồn

Quá trình làm sơ nơi thu thập chưa tách hạt, cần phải tách hạt khỏi quả, cành giai đoạn này, tách hạt với loại khác phương pháp tách, độ ẩm tách khác để không gây tổn thương hạt Hạt lồi trồng có lớp chất nhày (mucilate) bao bọc hạt, cà chua, dưa chuột tách hạt phương pháp lên men dùng axit để tách hạt (tham khảo giáo trình sản xuất giống cơng nghệ hạt giống) Làm hạt mẫu nguồn gen thực hoạt động bản:

- Loại bỏ tạp chất sàng với kích thước mắt sàng khác nhau, loại bỏ tạp chất hạt không kích thước với mẫu nguồn gen (hạt lép, lửng, méo mó, dị dạng)

- Kiểm tra bệnh côn trùng hạt để loại bỏ hạt nhiễm sâu bệnh

- Kiểm tra hạt tổn thương giới

- Phân tích độ bổ sung vào sở liệu

- Sau làm kiểm tra lại lần cuối tiêu

(127)

lượng hạt sạch, khối lượng tạp chất, khối lượng hạt khác dạng tính độ cơng thức:

Ví dụ : Tổng khối lượng mẫu = 250 g; khối lượng hạt = 245,2g, tạp chất = 3,5 g, hạt khác = 1,3 g tính độ thu kết

Độ sạch(%) = = 250

100 , 245 x

98,08%

Các thông tin sau làm bổ sung vào cở sở liệu loại mẫu, phương pháp tách hạt, phương pháp làm sạch, ngày làm sạch, tổng khối lượng mẫu nguồn gen sau làm sạch, mức độ tạp chất phần trăm độ mẫu

4.2.4 Độ ẩm mẫu hạt làm khô trước bảo tồn

+ Xác định độ ẩm hạt

Độ ẩm hạt (SMC) tổng lượng nước hạt bao gồm nước tự nước liên kết tế bào hạt Xác định độ ẩm hạt hai phương pháp (1) phương pháp sấy (2) máy đo độ ẩm hạt, độ ẩm hạt tính:

Ghi chú: SMC độ ẩm hạt, wb khối lượng tươi ( ISTA,2005)

Phương pháp sấy thực theo quy trình ISTA,2005 sau:

Hình 4-3: Sơ đồ dịng q trình xác định độ ẩm hạt

( Nguồn N Kameswara Rao cộng 2006)

(128)

định Theo ISTA, 2005 hạt có dầu sấy nhiệt độ thấp, hạt khơng có dầu sấy nhiệt độ cao Ví dụ số loài quan trọng bảng 23:

Bảng 4-1: Xác định độ ẩm hạt số loài trồng quan trọng phương pháp sấy

( ISTA,2005)

Xác định độ ẩm hạt số loài trồng sấy nhiệt độ thấp, ổn định

Ớt (Capsicum) Hạt lanh (Linum) Vừng (Sesamum) Bông (Gossypium) Lạc ( Arachis) Đậu tương (Glycine) Cà tím( Solanum) Hành (Allium) Tất lồi thân gỗ

Brassica Củ cải ( Raphanus)

Xác định độ ẩm hạt số loài trồng sấy nhiệt độ cao, ổn định

Măng tây(Asparagus) Dưa chuột(Cucumis) Bí(Cucurbita)

Đậu ( Phaselus) Rau diếp (Lactuca) Cao lương ( Sorghum) Cà rốt (Daucus) Ngô (Zea) Cà chua ( Lycopersicon) Đậu mỏ ( Cicer) Lúa ( Oryza) Dưa hấu (Citrullus)

Làm khô trước xác định độ ẩm hạt độ ẩm 17% thực sau: - Cân mẫu hạt, mẫu - g khối lượng cốc chứa hạt

- Đặt mẫu phịng thí nghiệm với điều kiện ấm khô - Cân lại mẫu gồm cốc chứa

- Tính độ ẩm hạt khối lượng tươi

Dụng cụ thiết bị cần thiết cho phương pháp xác định độ ẩm sấy chủ yếu gồm: Tủ sấy đối lưu luồng khí khơ, chu kỳ 15 phút hay ngắn hơn, có khả trì ổn định phạm vi 1oC, có nhiệt kế xác 0,5oC Dụng cụ chứa hạt sấy khơng bị ăn mịn,

kính, thủy tinh, kích thước chiều cao dụng cụ đựng mẫu đảm bảo phù hợp với kích thước mẫu, cân phân tích xác 0,001 - 0,0001g

Cỡ mẫu lấy mẫu kiểm tra độ ẩm: Ngân hàng gen hạt thường có số lượng hạn chế, lấy mẫu phân tích thường lấy mẫu nhỏ Sử dụng lần lặp lại mẫu 0,5 đến gam tối thiếu 10 hạt để xác định độ ẩm Mẫu phải đại diện cho mẫu nguồn gen Lấy mẫu lần giữ hạt bình chứa kín, ổn định độ ẩm tránh làm thay đổi độ ẩm Hạt số loài yêu cầu nghiền để xác định độ ẩm

- Dán nhãn cân khối lượng hộp sấy, có nắp đồng thời ghi khối lượng vào cột (W1) sổ theo dõi để tính độ ẩm

- Cho hạt chuẩn bị trước ngầu nhiên vào hộp sấy (mỗi mẫu hạt 0,5 đến gam) đậy lắp cân khối lượng (W2)

- Đưa hộp sấy có hạt vào tủ sấy 130 - 133oC, sấy - tùy theo lồi (ví dụ với ngơ, với ngũ cốc khác)

- Lấy hộp mẫu khỏi tủ sấy để nguội 45 phút, cân khối lượng (W3)

Độ ẩm (%) = 100

1

3

x W W

W W

− − Trong

W1 khối lượng hộp sấy có nắp

W2 khối lượng hộp chứa hạt trước sấy có nắp W3 hộp mẫu sấy

Độ ẩm mẫu hạt trung bình 02 lần nhắc lại tính ví dụ sau:

(129)

Độ ẩm hạt lần lặp lại = 100 9,47 32 , 10 86 , 14 43 , 14 86 , 14 = − − x

Độ ẩm lần lặp lại 2= 100 9,45 14 , 10 99 , 14 53 , 14 99 , 14 = − − x

Độ ẩm hạt (% wb) = 9,46 45 , 47 ,

9 + =

Nếu mẫu có làm khơ trước, sử dụng cơng thức sau để tính độ ẩm cuối mẫu Độ ẩm cuối (%)=

100 )

(M +M − M xM

Trong đó: M1 % độ ẩm làm khô lần đầu, M2 % độ ẩm sau sấy ( lần 2)

Với hạt có dầu sấy điều kiện nhiệt độ thấp ổn định thời gian sấy dài hơn, đặt hộp sấy 103oC± 2oC sấy thời gian 17±

Phương pháp xác định độ ẩm khác dùng máy đo độ ẩm, máy đo cần điều chỉnh độ xác theo tiêu chuẩn phương pháp sấy, kiểm tra với loài trồng, thao tác kỹ thuật kiểm tra phương pháp sấy quan để đảm bảo độ xác Ngày nhiều ngân hàng gen hạt sử dung công nghệ cao để xác định giám sát độ ẩm cảm biến số (digital humidity sensor), phương pháp dựa lượng nước thoát làm thay đổi cân nước kho tồn trữ Mẫu hạt đựng buồng kín xác định dựa đường cong chia độ (calibration), phương pháp biểu thông qua độ ẩm liên kết (RH)

Phương pháp ống chia độ (calibration) để đo độ ẩm hạt nhanh, mối quan hệ xác số thước đo độ ẩm với độ ẩm thực hạt xác định sấy ISTA gọi phương pháp ống nhiệt Trên sở nhiều mẫu nhiều giống, nhiều khu vực, nhiều năm khác phạm vi độ ẩm thơng thường lồi (6 - 25%) Đường cong chia độ (calibration) thiết lập từ điểm ô trái ngược đánh giá sấy,

Xác định độ ẩm máy đo độ ẩm gồm bước

- Lấy hai mẫu ngẫu nhiên có khối lượng thể tích u cầu máy đo đặc thù - Đặt mẫu buồng hạt đọc

- Độ ẩm (phần trăm khối lượng) ngang với bình lần đọc

Hình 4-4: Q trình làm khơ hạt nguồn gen

(130)

Làm khô hạt thực sớm sau nhận mẫu hạt, tránh hư hỏng hạt, bảo tồn hạt khô yêu cầu độ ẩm hạt thấp, bảo tồn khoảng đến 7% tùy theo loài, bảo tồn nguồn gen hoạt động khoảng đến 8% với lồi khó tồn trữ dài hạt có dầu, từ đến 11% với lồi bảo tồn tốt hạt ngũ cốc, nhiên phụ thuộc vào nhiệt độ kho tồn trữ

Độ ẩm cân đường cân độ ẩm: độ ẩm hạt cân với độ ẩm liên kết môi trường xung quanh, cần hiểu rõ mối quan hệ q trình làm khơ hạt, mối quan hệ giưa RH SMC hạt số loài bảng sau:

Bảng 4-1 : Cân độ ẩm số hạt trồng phổ biến 25oC

Loài RH%10 15 20 30 45 60 75 90

Lúa mỳ - 6,0 8,4 10,0 12,1 14,4 19,5

Bắp cải 2,9 4,6 5,4 6,4 7,6 9,6

Dưa chuột 2,6 - 4,3 5,6 7,1 8,4 10,1 -

Cà tím 3,1 - 4,9 6,3 8,0 9,8 11,9 -

lạc 3,0 - 3,9 4,2 5,6 9,8 9,8 13,0

Rau diếp 2,8 - 4,2 5,1 5,9 7,1 9,6

Ngô 3,8 - 5,8 8,4 10,2 12,7 14,4 18,8

Lúa 4,6 5,6 6,5 7,9 9,8 11,8 14,0 17,6

Hạt hành 4,6 - 6,8 8,0 9,5 11,2 13,4 -

Đậu tương 4,1 - 5,5 6,5 7,4 9,3 13,1 18,8

Cà chua 3,2 - 5,0 6,3 7,8 9,2 11,1 -

Hạt hút nước đến độ ẩm hạt cân với RH mơi trường xung quanh với nhiệt độ thời điểm Mối quan hệ độ ẩm hạt RH biểu diễn đường bão hòa, đồ thị độ ẩm hạt trái ngược với RH Đường cân ẩm phụ thuộc vào thành phần hóa học hạt, lồi khác nhau, mẫu, chí hạt mẫu nguồn gen thời điểm thu hoạch khác Đường cân ẩm có lợi để ước lượng độ ẩm làm khơ mơi trường

Phương pháp làm khô hạt trước đưa vào bảo tồn:

Dự đoán giảm khối lượng hạt sau làm khô, sở khối lượng cuối sau làm khô để định lượng hạt phải đưa vào sấy phơi, bảo đảm đủ lượng hạt bảo tồn theo quy định Công thức ước lượng khối lượng hạt sau làm khô

+ Chuẩn bị hạt để làm khô

Cho hạt vào túi xốp (porous), túi cho khơng khí qua được, gắn nhãn cho túi mẫu, bên túi bên ngồi, khơng để lượng lớn hạt túi mà chia mẫu nguồn gen vào số túi để làm khô nhanh Các túi buộc chặt kín tránh nhầm lẫn mẫu nguồn gen lẫn hạt mẫu nguồn gen khác

+ Làm khô hạt

(131)

kiện làm khô Hầu hết tốc độ giảm độ ẩm nhanh giai đoạn đầu sau đo chậm dần đạt dần đến cân ẩm

Phương pháp làm khô giảm độ ẩm khơng khí(dehumidified drying)

Theo FAO/IPGRI tiêu chuẩn ngân hàng gen khuyến cáo: giảm độ ẩm khơng khí phạm vi 10 - 15% RH nhiệt độ 10 - 25oC Những ngân hàng gen nhỏ thiết kế ca bin sấy để cung cấp điều kiện này, ngân hàng gen lớn cần thiết kế phịng sấy Tuy nhiên, hai cơng cụ cần có kỹ thuật đảm bảo đồng tồn không gian sấy, nhiệt độ không cao vượt giới hạn khả chịu hạt

Làm khô gel silic :

Mẫu nguồn gen nhỏ, đặt gel silic khơ vào bình làm khơ, tủ sấy có nắp kín, lượng gel silic lượng hạt, số sử dụng tỷ lệ cao : (gel : hạt) Hạt cho vào túi lưới, xếp túi vào bình làm khơ chứa gel silic Giữ bình nhiệt độ thấp (xấp xỉ 20oC) Thay gel silic hàng ngày chuyển từ màu xanh sang màu hồng xanh nhạt Gel silic hút nước làm khô trở lại để sử dụng tiếp đốt gel nhiệt độ 100oC đến trở màu ban đầu Hạt gel silic lấy độ ẩm hạt đạt yêu cầu bảo tồn Hạt làm khơ đóng gói, đặt dụng cụ chứa phù hợp đảm bảo cân ẩm (RH)

Làm khô calcium chloride:

Sử dụng bột calcium chloride khan, không độc tố để làm khô phương pháp đơn giản tương tự sử dụng gel silic

Làm khô dung dịch muối bão hịa:

Bình làm khơ hạt đưa dung dịch muối bão hịa vào muối can xi chloride, trì RH = 30% nhiệt độ 25oC làm khơ hạt cho bảo tồn trung hạn, muối can xi bromide = 18% RH 20oC cho bảo tồn dài hạn

Ngồi phương pháp làm khơ hạt : Phương pháp làm khô điều kiện tự nhiên phơi nắng điều kiện khơng khí khơ hay bóng dâm phương pháp đơn giản tốn kém, nhiên yêu cầu phơi mẫu hạt nguồn gen khác biệt với q trình làm khơ khác Phải đảm bảo đạt độ ẩm bảo tồn, giữ khả nảy mầm, tránh lẫn tạp, tránh tổn thương biến đổi mẫu nguồn gen

4.2.5 Kiểm tra chất lượng hạt nguồn gen trược bảo tồn

Kiểm tra chất lượng hạt nguồn gen trước bảo tồn bao gồm kiểm tra giá trị gieo trồng, nảy mầm, sức sống, sức khỏe lô hạt nguồn gen Các phương pháp kiểm tra sử dụng phương pháp đánh giá chất lượng hạt giống trồng

a) Đánh giá nảy mầm nguồn gen

Phương pháp kiểm tra đánh giá nảy mầm sử dụng phương pháp giấy (trong đĩa petri, khay, hộp), phương pháp lớp giấy ẩm (giấy thấm, giấy xi măng) phương pháp gieo cát Mỗi loài trồng yêu cầu điều kiện nảy mầm khác nhau, bảng giới thiệu điều kiện thử nảy mầm số loài trồng chủ yếu ( tham khảo chi tiết giáo trình sản xuất giống cơng nghệ hạt giống)

Ngoài ba thử nảy mầm trên, phương pháp thử nảy mầm agar sử dụng đánh giá nảy mầm nguồn gen

Agar chất thay cho giấy để thử nảy mầm, đặc biệt với loại hạt nhỏ trung bình hiệu quả, bước thực thử nảy mầm agar gồm

- Khử trùng bề mặt dụng cụ thử lau cồn 70 - 95% nhúng nước tẩy 20% nước sôi 10 - 15phút

(132)

Bảng 4-3: Hướng dẫn đánh giá tỷ lệ nảy mầm lồi trơng phổ biến ISTA,2005

hoặc AOSA,2005

Cây trồng Loài Nền thử

nảy mầm Nhiệt độ (oC) Đếm lần đầu lẫn cuối ( ngày)

Xử lý hạt tươi hạt có ngủ nghỉ Cỏ linh lăng Medicago sativa TP , BP 4; Khía vỏ hạt giới hạt vỏ

cứng

Nho hàng năm Medicago BP, TP 20 3;

Lúa mỳ Hordeum vulgare BP, S 20 4; Xử lý lạnh 5oC 10oC

trong ngày trước thử

Bầu nậm Lagenaria sieraria PT; S 20/30; 20 14 Bắp cải Brassica Oleracea

var capitata TP; BT 20/30; 20 ; 10

Xử lý lạnh 5oC 10oC

trong ngày; KNO3

ánh sáng

Ca rốt Daucus carota TP; BP 20/30; 20 6; 14 GA3 50ppm

Su lơ Brassica Oleracea

var capitata TP; BP 20/30; 20 3; 10 Xử lý lạnh

oC 10oC

trong ngày; KNO3

ánh sang

Bông Gossypium spp BP; S 20/30 ; 25 4; 12 làm xước, khía vỏ hạt cứng

Đậu bị Vigna unguiculata BP; S 20/30 ; 25 5;

Dưa chuột Cucumis satavus TP; BP 20/30 3; Giữ chất nần mặt phẳng khơ

Cà tím Solanum

melongena TP; BP; S 20/30 7; 14 ánh sáng; KNO3 Ớt cay Capsicum

frutescens TP; BO 20/30 6; 14

ánh sáng; KNO3

Ngô Zea mays BP; S 20/30; 25; 20 4; Đậu xanh Vigna radiata BP; S 20/30; 25 3;

Lạc Arachis hypogaea BP; S 20/30; 25 5; 10 Ethphon, 0,2%

Khoai tây Solanum

tuberosum TP; BP 20/30; 25 8; 16

GA3, 2000ppm

Bí ngô Cucurbita maxima BP; S 20/30;25 4; Giữ chất mặt phẳng khô

Lúa Oryza sativa TP; BP; S 20/30; 25 5; 14 Phơi 40oC ngày trước thử

Vừng Séamum indicum TP 20/30 3 ;

Cao lương Sorghum bicolor TP; BP 20/30; 25 3; 10 Xử lý lạnh 5oC 10oC

trong ngày

Đậu tương Glycine max BP; S 20/30; 25 5; Bí xanh Cucurbita pepo;

C moschata BP; S 20/30 4; Giữ chất mặt phẳng khô

Dâu tây Fragaria ananassa TP 20/30; 20 28 ánh sáng

Hướng dương Helianthus annuus BP; S 20/30 3;

Thuốc Nicotiana tabacum TP 20/30 4; 14 ánh sang

Cà chua Lycopersicon

esculentum TP; BP 20/30 5; 14 ánh sang; GA3

Dưa hấu Citrullus lanatus BP; S 20/30;25 4; 14 Thử 30oC; Giữ chất

trên mặt phẳng khô

(133)

Hình 4-5: chuẩn bị, gieo hạt thử nảy mầm giấy đĩa petri

Hình 4-6: thử nảy mầm lớp giấy hay cuộn giấy

Hình 4-7 : thử nảy mầm cát

- Chuẩn bị dung dịch agar 1% (WA) làm tan 1g bột sợi agar cho vào bình đun có 100ml nước cất ấm Đun đến agar tan hoàn toàn, để nguội đến 50oC rót vào đĩa petri chuẩn bị có nhãn ghi thông tin Độ dày agar gấp lần độ dày hạt mẫu nguồn gen

- Gieo hạt lên bề mặt agar theo hàng, đậy nắp kín

- Đưa đĩa gieo hạt vào tủ thúc mầm với nhiệt độ phù hợp với loài nguồn gen - Tính tỷ lệ nảy mầm phương pháp khác

Hình 4-8 : Thử nảy mầm gieo hạt agar

Ghi : đánh giá mầm bình thường khơng bình thường chi tiết theo ISTA,

(134)

- Rễ: rễ còi cọc, ngắn, mất, vỡ , tách đầu, mảnh, hướng xuống đất, màu nhạt không tươi, rễ ủng lan đến rễ nhỏ rễ thứ cấp mầm

- Mầm (trụ mầm, trụ mầm, thân mầm): ngắn, dày, tách nứt, đoạn phần, xoắn vặn, ủng, suy tàn bệnh

- Mầm giai đoạn cuối nảy mầm: biến dạng, bị tổn thương, tàn nhiễm bệnh

- Lá mầm : phồng, dị dạng, chết hoại, không tươi, chết hoại nhiễm bệnh

Hình 4-9: Mầm bình thương khơng bình thường hạt đậu tương b) Đánh giá sức sống hạt nguồn gen Tetrazolium(TZ)

Đánh giá TZ sử dụng để hỗ trợ nhận biết sức sống hạt nguồn gen ưu việt so với hạt thử nảy mầm khó thực Thử TZ cần bóc vỏ mày hạt, ngâm nước trung tính 30oC, hạt khơng nảy mầm đánh gía nảy mầm giai đoạn cuối thử nảy mầm đem sang đánh giá TZ Đánh giá TZ thực phạm vi độ pH từ -

Phương pháp chuẩn bị lít dung dịch TZ để đánh sau:

- Hòa tan 3,631g KH2PO4 (Potassium dihydrogen phosphate) 400 ml nước cất

- Hòa tan 7,126 g Na2HPO4.2H2O (Disodiumhydrophophat) 600 ml nước cất

- Trộn hai dung dịch tạo chất đệm

- Hòa tan 10g 2,3,5, triphenyl tetrazolium chloride lít dung dịch đệm chuẩn bị để tạo dụng dịch gốc TZ = 0,5% Trộn phần dung dịch gốc với phần nước tao dung dịch đanh giá, bảo quản dung dịch TZ tối lạnh, sử dụng thời gian ngắn

- Cắt đôi hạt theo chiều dài qua phơi dao lam, bỏ nửa nửa cịn lại ngâm vào dung dịch TZ với nồng độ cốc thủy tinh hay đĩa petri

- Đặt cốc vào tủ định ôn tối, thời gian tùy lồi, trung bình 24 - Sau ngâm rửa nước vài lần

(135)

Bảng 4-4: Nồng độ, nhiệt độ thời gian ngâm đánh giá TZ (phụ lục I trồng của hiệp ước quốc tế PGRFA)

Cây trồng Loài Điều kiện trước thử Nồng độ, thời gan nhiệt độ thử TZ Lúa mạch Hordeum vulgare Cho hút nước ngâm - 18h 0,5%, 3h, 30oC

Đậu Phaseolus spp Cho hút nước ngâm 18-24h 0,5-1%, 6-24h, 30oC

Cải Brassica spp Cho hút nước 16-18h sau ddos

ngaam - h 0,5-1%, 3-6h, 30

oC

Cà tím Solanum melongena Cho hút nước ngâm 18h 0,5-1%, 6-24h, 30oC

Ngô Zea mays Cho hút nước ngâm 18h 0,5-1%, 2-6h, 30oC

Lúa Oryza sativa Cho hút nước ngâm 18h 0,5%, 3h, 30oC

Hướng dương

Helianthus annuus Cho hút nước ngâm 18h 0,5-1%, 3-6h, 30oC

Đánh giá mơ chuyển màu kính hiển vi thường

- Mô sống chuyển màu đỏ sáng, màu tía hay đỏ tối mơ chết - Hạt chuyển màu hồn tồn hạt có sức sống

- Khơng chuyển màu hạt hư hỏng khơng cịn sức sống (vigor)

- Chuyển màu phần tạo mầm bình thường khơng bình thường tùy thuộc vào kiểu đổi màu

Hình 4-10: Đổi màu hạt đánh giá TZ hạt mầm, số - hạt có khả năng nảy mầm, - 15 hạt khơng có khả nảy mầm

c) Đánh giá sức khỏe hạt nguồn gen

Đánh giá sức khỏe nguồn gen chủ yếu đánh gía nhiễm không nhiễm bệnh hạt Mẫu nguồn gen thu thập đồng ruộng với nhiều loài sâu, bệnh tự nhiên chúng tồn vỏ hạt ký sinh nội nhũ phôi hạt Để bảo đảm cho mẫu nguồn gen sâu, bệnh hại cần phải đánh giá trước đưa vào bảo tồn Đánh giá kiểm tra nấm, vi khuẩn, virus côn trùng lô mẫu hạt nguồn gen

Phương pháp đánh giá lấy mẫu cho lần lặp lại, lần lặp lại 100 hạt tổng số hạt kiểm tra 400 hạt, 5% số hạt nhiễm bệnh mẫu nguồn gen khơng phù hợp để bảo tồn

Phương pháp kiểm tra chủ yếu bằng:

- Quan sát trực tiếp phát côn trùng, trứng, vết bệnh, sợi nấm hạt

(136)

- Kỹ thuật rửa hạt: kiểm tra nấm bệnh vỏ hạt nấm, mốc, nấm bột, rỉ sắt cho g hạt vào ống kiểm tra, cộng thêm ml nước cất, lắc - 10 phút Cho vào máy ly tâm 200 vòng phút 10 phút quan sát phần lắng động kính hiển vi cấu trúc nấm

- Phương pháp nuôi cấy bàn thấm hay agar phương pháp đơn giản không tốn để phát nấm hình thành bào tử

- Trên bàn thấm giống phương pháp nảy mầm, đặt 20 - 25 hạt lớp giấy mềm tên đĩa petri có độ ẩm nước cất, gặn bỏ nước thừa đưa vào tủ định ôn điều kiện phù hợp cho sinh trưởng nấm, ánh sáng cận cực tím chu kỳ xen kẽ sang tối 20±2oC ngày Kiểm tra giấy đĩa petri kính hiển vị nổi, nhận biết đánh giá thơng qua quan sát phát triển nấm hạt

- Đánh số trường hợp, hạt nảy mầm che lấp nấm bệnh khắc phục cộng thêm muối 2,4-D sodium 0,2%

- Phương pháp đĩa agar : phương pháp phổ biến kiểm tra bệnh nấm hạt giống, loại nấm khác nòi khác yêu cầu cho sinh truởng phát triển bào tử Ánh sáng cận cực tím có bước sóng 300 - 380nm gọi ánh sáng đen Môi trường đơn giản phối hợp rau, bon hydrát đường agar hỗn hợp đun trộn agar với rau khơng có mơi trường thương mại Môi trường thông dụng nước khoai tây gluco agar agar bột lúa mạch Trộn g bột khoai tây dextrose (tên thường gọi gluco, d-gluco) 100 ml nước cất, khử trùng nồi hấp 15 - 20 phút sau làm lạnh đến 50oC, rót dung dịch lên đĩa petri khử trùng, tránh nhiễm bẩn, làm lạnh tiếp đến đông cứng bề mặt 20 phút Khử trùng bề mặt hạt trước kiểm tra nấm bệnh sodium hypochlorite (NaOCl) 1%, Dung dịch NaOCL pha loãng 20 phần nước tẩy (5% NaOCl) với 80 phần nước Đặt khoảng 10 hạt ( tùy thuộc cỡ hạt) lên mặt agar ghim lên bề mặt kẹp ghim Đưa đĩa cấy hạt vào tủ định ôn 20 - 25oC - ngày Nhận biết nguồn bệnh sở sợi nấm bào tử phát triển bề mặt agar

- Phương pháp PCR: PCR kỹ thuật khuyếch đại lượng nhỏ chuỗi nucleotide đặc thù theo bội số với có mặt chuỗi mẫu với mồi oligonucleotide gắn với sợi ngược sợi bên vùng DNA mục tiêu Phản ứng chu kỳ liên quan đến biến tính mẫu mồi hồi tính DNA mở rộng mồi hồi tính polymere DNA đến đủ để phân tích PCR cho phép dị tìm số lượng nhỏ bệnh mẫu nguồn gen khuyếch đại chuỗi bệnh đến mức dị tìm, phương pháp hữu ích chuẩn đốn bệnh nhanh, xác tốn kém, dị tìm tổ chức sống có DNA điều khiển dương tính âm tính để so sánh

- Kiểm tra sức khỏe hạt mẫu nguồn gen ELISA: phương pháp ELISA (Enzyme-link immunosorbern assay), sử dụng protein gọi kháng thể để chuẩn đoán bệnh trồng Chuẩn đoán sở khả kháng thể phản ứng với kháng nguyên gây kết tủa Kháng thể protein tinh khiết cao, tạo tiêm kháng nguyên vào động vật máu nóng chuột, máu động vật sinh kháng thể, có nhiều loại ELISA để chuẩn đốn có mặt protein Nhưng hai phương pháp phổ biến kháng nguyên tạo màng vỏ (ACP-ELISA) chuẩn đốn miễn vết mơ ( TBIA)

d) Kiểm tra trao đổi gen ngẫu nhiên

(137)

kiểm tra độ thuần, độ nguồn gen trước bảo tồn yêu cầu vệ sinh an toàn sinh học, xuất hay nhập nguồn gen Sự trao đổi gen liên quan đến sở hữu trí thuệ nguồn gen vấn đề xã hội sản phẩm trao đổi gen Trong trình thu thập nguồn gen ln có liên quan đến trao đổi gen vật liệu, trao đổi gen ngẫu nhiên gồm loài giao phấn, lồi có khả trao đổi gen cao, tự thụ phấn sinh sản vô tính khả trao đổi gen thấp, cần kiểm tra giai đoạn đầu khả trao đổi gen mức trung bình trồng cịn lại

Ngân hàng gen nên có bước thực kiểm tra trước để hạn chế gen ngoại lai nguồn bảo tồn Ex situ, mẫu nguồn gen không yêu cầu kiểm tra lồi khơng chuyển gen, mẫu khơng chuyển gen thương mại, mẫu có chuyển gen quản lý tốt Hai phương pháp kiểm tra trao đổi gen mẫu nguồn gen ELISA PCR để kiểm tra có mặt gen ngoại lai, kit kiểm tra có sẵn thị trường

Sau thu nhận, làm sạch, kiểm tra nguồn gen cần nhập tất thông tin vào file sở dự liệu chi tiết đến mức như: số liệu ban đầu, số liệu làm khô, làm sạch, kiểm tra nảy mầm, sức sống sức khỏe hạt nguồn gen Thông tin yêu cầu đầy đủ phương pháp, kết phân tích cuối cùng, ngày thực hoạt động chuẩn bị nguồn gen

4.2.6 Đóng bao tồn trữ nguồn gen

Hạt mẫu nguồn gen sau kiểm tra đóng bao, dán kín để đưa vào kho bảo quản Đóng bao để ngăn ngừa hút ẩm, để tránh lẫn tạp, ngăn ngừa bệnh trùng Đóng bao thực sau làm khô kiểm tra Các loại dụng cụ đóng bao gồm lọ thủy tinh, can nhơm, bao nhôm chai nhựa, tùy theo điều kiện kho bảo tồn loài trồng để lựa chọn loại bao đóng gói phù hợp

Các bước thực bao gói mẫu nguồn gen sơ đồ sau:

(138)

Trước đóng gói cần kiểm tra chất lượng bao gói mức độ kín, khối lượng, làm dụng dụng cụ trước đóng mẫu hạt Số lượng hạt đóng bao gói dựa khối lượng 100 hay 1000 hạt, ví dụ xác định số lượng hạt bao gói cơng thức sau:

Ví dụ:

Khối lương mẫu theo tiêu chuẩn bảo tồn = 322 g Khối lượng 100 hạt = 15,5 g

Số hạt bảo tồn bao gói = 2077 hạt

Sau đóng gói cần ghi đầy đủ thơng tin vào nhãn bao bì chứa mẫu nguồn gen: mã số mẫu, chi, lồi, bao gói (cho mẫu nguồn gen), khối lượng, ngày cho vào tồn trữ… Những bao gói khơng đủ thơng tin, hay nghi ngờ loại bỏ không đưa vào kho chứa

4.2.7 Quản lý kho bảo tồn nguồn gen

Hai hình thức bảo tồn nguồn gen hạt khơ sử dụng bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền dài hạn trung hạn Bảo tồn dài hạn thấp OoC thường -18 đến -20oC Mẫu nguồn gen hoạt động đảm bảo 65% sống sót 10 - 20 năm bảo tồn ( FAO/IPGRI,1994), điều khiển độ ẩm thấp nhiệt độ cao để giảm chi phí làm lạnh, gợi ý nhiệt độ độ ẩm kho bảo tồn trình bày bảng 4-5

Bảng 4-5: Nhiệt độ độ ẩm kho bảo tồn

Các đặc điểm kho

Nghèo ( hành) Tốt ( lúa mạch) Nhiệt độ (oC)

Độ ẩm ( % độ ẩm bản)

25 3,0 7,0

20 3,5 7,5

15 5,0 8,0

10 6,0 9,0

5 7,0 10,0

0 8,0 11,0

a) Tổ chức mẫu nguồn gen kho

Một mẫu nguồn gen nên bảo tồn hai hình thức hoạt động, không gian xắp xếp tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nhiên yếu tố chi phí phải tính đến bảo tồn chi phí làm lạnh tốn kém, không gian tối ưu xắp xếp để chứa tối đa số mẫu nguồn gen phòng kho bảo tồn

Kiểm tra số hạt mẫu, khối lượng nên có số hạt thống tất bao gói theo yêu câu bảo tồn Những mẫu nguồn gen đồng di truyền mẫu thường 3000 - 4000 hạt, mẫu không đồng 4.000 đến 12.000 hạt Những mẫu không đủ số lượng theo yêu cầu cần nhân để tăng số hạt đưa vào bảo tồn

(139)

Nếu kho lớn, lựa chọn giá di chuyển được, giá chia thành số tầng, khoảng cách giá phụ thuộc vào dụng cụ chứa mẫu nguồn gen, bao nhơm kích thước nhỏ dụng khay chứa bao mẫu đặt lên ngăn giá sau xắp xếp cần có mã hóa giá, ngăn chứa mẫu nguồn gen theo trật tự định thuận lợi cho quản lý phải ghi máy tính sở liệu Ví dụ phịng A, giá số 1, ngăn số 2, khay số (ký hiệu A010201)

Nếu bảo tồn tủ lạnh chuyên dụng hay tủ lạnh đứng bao gói hộp nhỏ phải xếp vừa ngăn giá tủ, danh sách mã số nguồn gen phải theo trật tự quy định tủ số, ngăn số, hàng, số hộp, vào sổ theo dõi nguồn gen vào sở liệu để lưu trữ

Bảo đảm an tồn nguồn gen khơng bị hay hư hỏng cần lưu trữ số nơi, lưu trữ nước gọi an toàn nguồn gen Cỡ mẫu thường nhỏ mẫu gốc bảo tồn phải đảm bảo số lượng nhân hệ Các kỹ thuật với tương tự mẫu gốc, độ ẩm hạt 5±2%, hạt sạch, có sức khỏe tốt tỷ lệ nảy mầm 85%

b) Kiểm tra nhân thay đổi hạt nguồn gen

Kiểm tra nguồn gen quy định bắt buộc thường xuyên kiểm tra chất lượng số lượng nguồn gen bảo tồn kho hạt mục đích để nhân nguồn gen theo yêu cầu, nguồn gen giảm dần sức sống trình bảo tồn kho qua thời gian Kiểm tra thường xuyên để phát kịp thời nguồn gen giảm sức sống cần nhân để đổi hạt Khoảng thời gian định kỳ kiểm tra tùy theo loài trồng điều kiện bảo tồn Theo FAO/IPGRI, 1994 kiểm tra thực định kỳ 10 năm lần với nguồn gen bản, bảo tồn dài hạn với điều kiện -18oC, tỷ lệ nảy mầm ban đầu bao tồn > 95% Các lồi hạt có tuổi thọ hạt có dầu thời gian định kỳ kiểm tra ngắn thuờng sau năm bảo tồn Các bước thực kiểm tra nguồn gen kho bảo tồn ngân hàng hạt theo sơ đồ

(140)

Bảng 4-6 : Định kỳ kiểm tra nguồn gen với độ ẩm hạt ban đầu loại hạt khác

Định kỳ kiểm tra ( năm)

Nguồn gen hoạt động ( - 5oC) Nguồn gen ( -20oC)

Phần trăm nảy mầm bảo tồn

(%) Hạt khơng có

dầu

Hạt có dầu Hạt khơng có dầu

Hạt có dầu

<80

80 - 85 10

85 - 95 15

>95 12 20 12

Phương pháp lấy mẫu mẫu để kiểm tra sức sống, nảy mầm nguồn gen mẫu cố định hay Lấy mẫu lần lặp lại, lần 100 hạt, nguồn gen có số lượng hạn chế lấy 50 -100 hạt cho hai lần lặp lại Khi lấy mẫu phải sơ đồ xắp xếp nguồn gen thực kiểm tra phải ghi chép danh sách cẩn thận tránh nhầm lẫn Kiểm tra nảy mầm trình bày phần đánh giá nguồn gen trước lưu trữ bảo tồn Sai khác nảy mầm hai lần lặp lại phải nhỏ 10%, trung bình hai lần lặp lại mẫu nguồn gen có tỷ lệ nảy mầm < 85% phải nhân giống để đổi hạt nuồn gen

Bảng 4-7: Độ ẩm hạt ban đầu kiểm tra cần thực nhân đổi hạt Tỷ lệ nảy mầm

bảo tồn (%)

Phải nhân đổi hạt kiểm tra tỷ lệ mầm thấp

(%)

Tỷ lệ nảy mầm bảo tồn (%)

Phải nhân đổi hạt kiểm tra tỷ lệ mầm thấp

(%)

100 85 99 84 98 83 97 82 96 82 95 81 94 80 93 79 92 78 91 77 90 77 89 76 88 75 87 74 86 73 85 72 Bên cạnh kiểm tra chất lượng cần kiểm tra khối lượng so với khối lượng ban đầu bảo

tồn, cập nhật tất thông tin kiểm tra vào sở liệu

4.2.8 Nhân nguồn gen

Nguồn gen nhân đổi hạt phục hồi nguồn gen gieo thu hoạch hạt, yêu cầu giữ nguyên không làm thay đổi di truyền nguồn gen Nhân đổi hạt nguồn gen hoạt động quan trọng quản lý ngân hàng gen hạt, sau chu kỳ hay tránh rủi ro làm xói mịn ngân hàng gen Nhân hạt nguồn gen thực trường hợp :

+ Hạt nguồn gen nhận số lượng khơng đủ số lượng bảo tồn + Hạt có chất lượng sức sống thấp bị nhiễm bệnh

(141)

+ Nhân hạt cho yêu cầu đặc biệt cung cấp cho nhà tạo giống tính trạng đặc thù suất chống bệnh

Nhân hạt nguồn gen đảm bảo nguyên tắc:

- Nhân môi trường phù hợp để chọn lọc tự nhiên xảy nhỏ nhất, nhân điều kiện sinh thái gốc nguồn gen

- Đảm bảo yêu cầu đặc thù cho hạt nảy mầm phá ngủ kích thích nảy mầm - Cách ly tối ưu mẫu nguồn gen với khu sản xuất khác đồng ruộng - Điều khiển thụ phấn theo loài trồng

- Kiểm tra môi trường trước nhân đặc điểm đất đai, khí hậu để áp dụng kỹ thuật trồng trọt phù hợp với yêu cầu nguồn gen

- Chọn địa điểm nhân có đất đai đồng nhất, thuận lợi tưới tiêu, bệnh cỏ dại - Làm đất trước gieo tuần để diệt mầm sâu bệnh, cỏ dại, cày bừa kỹ,

san phẳng ruộng mặt luống Những lồi trồng luống, lên luống kích thước phù hợp với lồi trồng

- Áp dụng kỹ thuật che phủ nilông trắng độ dày - 2mm mặt luống, làm vòm tránh thời tiết bất thuận

- Dọn xung quanh ruộng nhân nguồn gen 0,5m, phun thuốc khử trùng đất khu vực nhân hạt

- Hạt phơi hong khô lại, làm sạch, xử lý chống bệnh kỹ thuật ngâm ủ phù hợp - Số lượng hạt gieo ước tính cơng thức sau:

Ví dụ :

Quần thể cần nhân 1500 Tỷ lệ nảy mầm = 0,85

Tỷ lệ mọc = 0,80

Số hạt cần gieo 2205 hạt

Quần thể nhân hạt không nhỏ giao phấn để tránh cận phối, kỹ thuật gieo trồng quản lý đồng ruộng áp dụng tối ưu với loài, mật độ trồng thưa sản xuất tránh cạnh tranh quần thể thuận lợi cho theo dõi, làm cỏ, bón phân, tưới nước, phịng trừ sâu bệnh phù hợp với loài cụ thể

Trong suốt trình gieo trồng, đánh giá tất tính trạng hình thái để nhận biết cá thể nguyên trạng di truyền mẫu nguồn gen, khử bỏ khác dạng trước nở hoa, trỗ cờ Đảm bảo điều khiển thụ phấn phù hợp tránh trao đổi gen quần thể

Thu hoạch có số hạt chín tối đa, thu hoạch cá thể, tách hạt độ ẩm thích hợp kỹ thuật làm khơ, làm sạch, kiểm tra thực theo quy trình tiếp nhận nguồn gen, đăng ký kiểm tra nguồn gen trước đưa vào kho bảo tồn Ghi nhận đầy đủ thơng tin q trình nhân đổi hạt để cập nhật vào sở liệu

4.3 BẢO TỒN NGÂN HÀNG GEN ĐỒNG RUỘNG

(Bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng với lồi khơng bảo tồn hạt khơ (non-orthodox) lồi nhân giống vơ tính)

(142)

“bảo thủ”(recalcitrant), phải giữ điều kiện ẩm ấm để trì sức sống (Roberts,1973, Chin Roberts,1980) Ngay phương thức bảo tồn tối ưu, sức sống chúng giới hạn vài tuần, vài tháng Trên 7.000 lồi bảo tồn hạt có tới 3% thuộc loại hạt 4% loại hạt mẫn cảm với khô nhiệt độ thấp Những nghiên cứu gần có số lồi biểu trung gian làm khơ với độ ẩm thấp, số lồi có hạt thuộc dạng trung gian chiếm khoảng 1% 7.000 loài bảo tồn hạt

Ngân hàng gen chiến lược bảo tồn di truyền thực vật, bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng (field genebank) phương pháp bảo tồn Ex situ quan trọng cần thiết với loài trồng sức sống hạt thời gian ngắn cọ dầu, xồi, mít, chơm chơm… Những loài trồng bất dục phụ thuộc hoàn toàn vào nhân giống sinh dưỡng khoai sọ, chuối, khoai tây, khoai lang, sắn, dứa, mía Bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng đem trồng từ nơi thích nghi chúng trồng khu bảo tồn có điều kiện thích nghi khơng thích nghi Frankel năm 1970 ghi nhận phương pháp có chọn lọc tự nhiên tăng hội lai tự nhiên vật liệu nguồn gen, yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc quần thể khí hậu, đất đai yếu tố sinh học khác Sinh sản hạt ảnh hưởng mạnh nhân giống vơ tính Nếu nhà kính, nhà lưới điều khiển mơi trường giảm bớt tác động

Diện tích bảo tồn ngang lượng mẫu, trồng nhà có mái che với lồi có tương tác mạnh kiểu gen môi trường, dễ nhiễm bệnh môi giới truyền bệnh Với lồi có củ, thân bị mặt đất cần có khoảng cách thích hợp để khơng bị lẫn tạp dịng vơ tính Cần có kỹ thuật canh tác phù hợp cung cấp dinh dưỡng, phòng trừ sâu bệnh tưới nước loài cụ thể Duy trì dài ngày rễ ngắn ngày giảm số lần nhân, trì kiểu gen tốt hơn, hoang dại khó trì hóa Cây nhân giống sinh dưỡng khó khăn tránh nhiễm virus trình nhân, kỹ thuật nhân quản lý đồng ruộng quan trọng tránh lây nhiễm bệnh cần quan tâm với phương pháp bảo tồn đồng ruộng

Vùng Châu Thái Bình Dương Châu Đại Dương (APO) có mức độ đa dạng nguồn gen trồng rừng cao nhất, với đa dạng văn hóa sinh học sinh thái nông nghiệp Những Trung tâm hóa trồng Ấn Độ,Trung Quốc, Đơng Nam Á Thái Bình Dương (Franked Bennett,1970, Zohary,1970 Harlan,1975;1992) Thực vật phát sinh vùng lúa, chuối, cam quýt, dừa phát tán khắp giới

(143)

Bảo tồn nguồn gen không thực đơn lẻ kỹ thuật mà phối hợp, bổ trợ lẫn nhau phương pháp bảo tồn khác phương pháp bảo tồn In situ Ex situ, đo ngân hàng gen đồng ruộng kỹ thuật quan minh họa hình 4-13

Các thành phần nguồn tài nguyên di truyền thực vật: Nguồn gen trồng chuỗi kiểu gen quần thể đại diện giống, kho dự trữ di truyền lồi hoang dại trì hình thức cây, hạt mô, quần thể hoang dại, trang trại Về mặt chức năng, PGR tạo thành giống địa phương, giống tiến bộ, giống cải tiến, loài hoang dại loài họ hàng hoang dại (bao gồm hóa khơng hóa)

4.3.1 Chọn điểm thu thập nguồn gen cho bảo tồn đồng ruộng

Ngân hàng gen đồng ruộng kỹ thuật chiến lược bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật, phương pháp bảo tồn Ex situ, biến dị di truyền đưa khỏi mơi trường hóa, tiến hóa thích nghị chúng, mẫu nguồn gen loài, loài phụ giống chuyển trung tâm bảo tồn (Frankel,1970) Bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng cần thiết lý đề cập phần trước, bảo tồn kỹ thuật ngân hàng gen đồng ruộng có chọn lọc giao phấn tự nhiên Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc quần thể khí hậu, đất đai, thành phần sinh học, tuổi thọ loài, hệ thống tạo giống, cạnh tranh, mức độ chăm sóc Lồi sinh sản hạt bị ảnh hưởng mạnh sinh sản vơ tính, ngắn ngày, thấp khoảng cách dày cao dài ngày Trồng nhà lưới, nhà kính có điều khiển mơi trường, chăm sóc tốt giảm tác động môi trường thay đổi đến nguồn gen

Những vấn nêu cần quan tâm bảo tồn đồng ruộng, bảo tồn đồng ruộng bao gồm kỹ thuật thu thập mẫu, bảo tồn, đánh giá sử dụng

Mục đích thu thập mẫu cho bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng thu đa dạng tối đa từ kích thước số mẫu tối thiểu, hai phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên không ngẫu nhiên sử dụng thu thập mẫu Mẫu không ngẫu nhiên nhận biết rõ đặc điểm hình thái, đặc điểm chống chịu bệnh đặc tính sinh lý khác ( Hawkes,1987), phương pháp lấy mẫu mô tả chương thu thập mẫu chương

Lấy mẫu trồng lấy hạt:

Cả giống trồng nguồn vật liệu hoang dại lấy mẫu ngẫu nhiên không ngẫu nhiên lấy theo khoảng thời gian không gian định, phụ thuộc vào mức độ đa dạng môi trường Một khu vực đồng với khác biệt nhỏ khí hậu, đất đai, thực vật kỹ thuật canh tác, giống trồng, độ cao, khoảng cách khơng gian lấy mẫu rộng từ 20 - 50 km rộng Những khu vực đa dạng tần suất lấy mẫu khoảng 01 km nhỏ khoảng 100m với độ cao khác Quần thể mẫu điểm lấy mẫu hàng năm kích thước mẫu ruộng nông dân, hoang dại x m đến 50 x 50 m phù hợp với quần thể mật độ các cá thể Mỗi thu 50 hạt để 2.500 đến 5.000 hạt cho mẫu Mẫu không ngẫu nhiên áp dụng biến dị khơng có mẫu ngẫu nhiên

Lấy mẫu với lâu năm:

Cây lâu năm bao gồm nhóm thân gỗ thân bụi, thu thập phận sinh dưỡng tốt hơn, thu hạt, nên gieo vài tuần hạt khó làm khô Chiến lược thu thập cần xem xét trước khả bảo quản cấu trúc quần thể để có kỹ thuật thu thập phù hợp Số lượng thu thập khuyến cáo cho trồng lấy hạt lớn, loài trồng lớn dừa cần thu 10 - 15

(144)

Vật liệu hoang dại thu thập hạt ngẫu nhiên 10 đến 15 cá thể, phạm vi 10 diện tích tương tự hỗn hợp tạo thành mẫu nguồn gen Một mẫu thu số lượng lớn đến mức có thể, khơng có hạt hạt khó làm khơ, thu mẫu phận sinh dưỡng mẫu sinh dưỡng thu 01 cây, thu 10 đến 15 cá thể kích thước 10 ha, thu thập lặp lại phụ thuộc vào khí hậu, độ cao đất đai khác

Thu thập vật liệu trồng trọt:

Nếu lấy gỗ trồng từ hạt, thơn/bản coi điểm thu thập mẫu quần thể ngẫu nhiên tạo thành 10 - 15 cá thể làng hỗn hợp hạt tạo thành mẫu nguồn gen khơng có hạt thu thập phận sinh dưỡng Nếu trồng từ nhân giống vơ tính chọn lọc giống, dịng vơ tính, giống khác biệt rõ rệt hay nhiều thôn/bản thu thập hỗn hợp tạo thành mẫu nguồn gen Nếu lồi kiểu gen nhất, kiểu gen thôn/bản coi quần thể để thu thập

Mỗi giống khác biệt thu thập chợ làng lặp lại khoảng cách 10 - 50 km khu vực Lấy mẫu thu thập đảm bảo bao gồm tồn dạng hình thái điểm thu thập, nơi thu thập bổ sung thêm hạt

Lấy mẫu ngắn ngày sinh sản vô tính:

Nhóm lồi thân thảo sinh sản củ, rễ, nhánh, thân hành Nếu loài tiếp tục sinh sản sinh dưỡng, thu - đảm bảo yêu cầu, tất quần thể dòng vơ tính Mặc dù vậy, số lồi chúng, đặc biệt loài hoang dại họ hàng chúng có khả sinh sản hữu tính vơ tính kỹ thuật thu thập tương tự thu có hạt

Lấy mẫu với vật liệu hoang dại:

Một cành giâm (chồi, mầm), thu cá thể tổng 10 -15 cá thể hỗn hợp tạo thành mẫu, quan thu thập lớn cần thu - cá thể Diện tích điểm lấy mẫu thu 100 x 100m nhỏ quần thể nhỏ Các điểm lấy mẫu trải rộng phạm vi biến động mơi trường, thu hạt bổ sung riêng khơng tính vào số mẫu sinh dưỡng

Tất thông tin thu thập cần ghi lại trình bày chương : ngày thu thập, điểm thu thập, tần suất thu, nơi thu (chợ, ruộng nơi hoang dại ) Tuy nhiên qua năm lượng thông tin ngày lớn cần tạo thành sở liệu theo phương pháp IPGRI

4.3.2 Nguyên lý bảo tồn đồng ruộng

Mục đích thu thập nguồn gen phương thức lấy mẫu để xác định trì nào? vật liệu yêu cầu nghiên cứu tiến hóa, hệ thống hóa, tế bào học, bệnh học Thiết kế bảo tồn đồng ruộng quan trọng để trì tính tồn vẹn thành phần, tính trạng vật liệu bảo tồn Nếu yêu cầu nhà tạo giống vốn gen có biến dị rộng, trì khu chứa hỗn hợp cung cấp hỗn hợp biến dị thích nghi với điều kiện địa phương cần thiết cho cải tiến trồng cách bền vững Hệ thống dự trữ hỗn hợp cần lao động chi phí để trồng thu hoạch, trình tiến hóa xảy hệ thống dự trữ Mặc dù vậy, Marshall Brown, 1975 ghi nhận bảo tồn hỗn hợp làm giảm biến dị di truyền nhanh chóng ngun lý khơng sử dụng để bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật băng phương pháp bảo tồn đồng ruộng

(145)

so với số lượng thu thập quy định lượng mẫu thu thập nguồn gen, cần có q trình nhân sau thu thập để tăng lượng hạt vật liệu cho bảo tồn

Diện tích đất trồng đảm bảo cho số lượng mẫu chứa đủ biến dị di truyền lồi, số lồi, nơi có ảnh hưởng trùng truyền bệnh virus trồng nhà có mái che điều khiển mơi trường, sử lưới ni lông thay Những phát triển củ, thân bò mặt đất dài xa với gốc, trồng chậu để tránh lẫn vơ tính nguồn gen

Những trồng ruộng vườn ươm yêu cầu phân hữu để cân dinh dưỡng, ngăn ngừa sâu bệnh tưới nước Duy trì thân gỗ rễ nhỏ dài ngày giảm thay đổi di truyền số lần nhân dài ngày ngắn ngày, giảm bớt thay đổi sau lần nhân Những dài ngày yêu cầu diện tích lớn dẫn đến quần thể hạn chế chi phí bảo tồn cao Trồng thu hoặch thực hàng vụ với ngắn ngày dẫn đến chi phí cao lẫn giống sai sót người q trình quản lý đồng ruộng, thu hoạch, chế biến bảo tồn

Singh Williams,1984 ghi nhận với quần thể hoang dại trì khó khăn so với hóa Cây hoang dại hoa bao hoa để khỏi rơi hạt hạt nảy mầm Khó khăn lớn bảo tồn sinh sản sinh dưỡng bệnh virus, ngăn ngừa kiểm tra virus đồng ruộng kỹ thuật quan trọng Cán bảo tồn cần phải đào tạo tốt kỹ lưỡng để sai sót xảy mức thấp trình trồng, thu hoạch, kiểm tra, phân loại, xắp xếp ngân hàng gen đồng ruộng Hawkes Jackson, 1992 đề nghị ngân hàng áp dụng với hạt khó làm khơ Những lồi thường có hạt lớn, nảy mầm nhanh điều kiện tự nhiên Cây sống thời gian dài tán rừng điều kiện ánh sáng thấp đến mở tán đầy đủ

Bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng có hai yếu tố ảnh hưởng mạnh cạnh tranh quần thể thời tiết khí hậu nơi bảo tồn Cây trồng lô hay lô có đặc điểm tối ưu cho ánh sáng, dinh dưỡng nước tưới yêu cầu bảo tồn đồng ruộng Thực tế chứng minh trồng điều kiện cạnh tranh thường cho suất tốt cạnh tranh cao quần thể Ảnh hưởng cạnh tranh thực vật rõ nét đặc điểm rễ bị ảnh hưởng mơi trường (tính trạng số lượng) Nhiều nghiên cứu cạnh tranh quần thể ảnh hưởng đến tính trạng chất lượng Hai hình thức cạnh tranh cạnh tranh quần thể cạnh tranh quần thể Hình thức cạnh tranh thứ khơng quan trọng thử nghiệm bảo tồn, hình thức thứ ảnh hưởng mạnh, kỹ thuật bảo tồn đảm bảo giảm cạnh tranh đến mức tối thiểu Trong lơ thí nghiệm xung quanh thường có sức sống tốt ruộng điều kiện ánh sáng, dinh dưỡng tốt hơn, cạnh tranh kiểu đặc biệt với loài cao thời gian chín khác Mặc dù vậy, ngân hàng gen đồng ruộng với cao không cần hàng bảo vệ thu thập số liệu để giảm ảnh hưởng cạnh tranh quần thể Các yếu tố thời tiết khí hậu lượng mưa nhiệt độ nhiều yếu tố khí hậu khác khơng giống từ năm qua năm khác địa phương so với địa phương khác Các kiểu gen khác phản ứng khác với điều kiện Do số liệu 01 năm, 01 địa phương không sử dụng để đánh giá chung cho kiểu gen, đặc biệt tính trrạng số lượng Nhưng bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng kỹ thuật không cần thiết, trừ đánh giá kiểu gen cho sử dụng cần đánh giá qua nhiều điểm, nhiều năm

(146)

4.3.3 Bố trí xắp xếp ngân hàng gen đồng ruộng

Theo T.C.Yap Mohd Said Saad (2001) không đồng đất đai thể qua độ chênh cao, thành phần hóa học đất yếu tố sinh vật khác Độ chênh cao xác định quan sát, quan sát trực tiếp độ chênh cao dụng cụ thước cân Xác định khơng đồng thơng qua trồng biểu trồng chiều cao, sinh trưởng phát triển, đặc biệt loài tự thụ phấn chiều cao biến động theo xu hướng theo chiều hướng mức độ không đồng đất địa hình thành phần hố học Nhìn chung không đồng đất xảy với tất thí nghiệm đồng ruộng diện tích ruộng thí nghiệm lớn mức độ khơng đồng cao Trong trường hợp khơng có thơng tin trước đất đai, trồng bảo tồn loài hàng năm, ngắn ngày tốt loài dài ngày Gieo trồng bảo tồn khu vực nhỏ để giảm mức độ sai khác dễ điều chỉnh không đồng đất môi trường Nhà nghiên cứu có số phương pháp tiếp cận để giảm sai khác đất môi trường kỹ thuật bố trí thí nghiệm, kỹ thuật lặp lại, ngẫu nhiên kỹ thuật khối phương pháp thí nghiệm đồng ruộng khác

Lặp lại: để số liệu đáng tin cậy thực nghiên cứu, kiểu gen nên đánh giá kiểu gen vài lặp lại Như để đánh gía xác, tính tốn tham số thống kê , phân tích sai khác có ý nghĩa kiểu gen Số lần lặp lại tối thiểu phù hợp để đánh giá ước lượng – lần số lượng mẫu lớn Tuy nhiên thực tế, có số khó khăn để áp dụng số lượng mẫu nguồn gen lớn Nhìn chung bậc tự nên nhỏ 10, lớn lặp lại nhiều không khả thi, lâu năm, lớn nên lặp lại tối đa lần

Ngẫu nhiên: lặp lại, kiểu gen cần bố trí ngẫu nhiên vào thí nghiệm khác nhau, sai số thí nghiệm độc lập, giá trị quan sát xung quanh giá trị trung bình quần thể, ước lượng giá trị trung bình kiểu gen đáng tin cậy Giả định hữu ích cho phân tích phương sai

Ngay trường hợp ngẫu nhiên ấn định kiểu gen vào ô khác đem lại ước lượng tin khác nhau, tách khỏi ảnh hưởng hệ thống mơi trường, tiếp cận cho phân tích sai khác có ý nghĩa khơng hiệu khơng giảm sai số thí nghiệm Kỹ thuật giảm sai số thí nghiệm khơng ảnh hưởng đến kết phân tích thống kê sử dụng kỹ thuật ngẫu nhiên đồng ruộng phù hợp Trong thực tế thường quan sát để điều chỉnh ô ruộng tương đối gần để ô kiểu gen đồng môi trường

Kỹ thuật khối: kỹ thuật khối áp dụng bố trí bảo tồn đồng ruộng, sau ấn định kiểu gen ngẫu nhiên khối, đánh giá kiểu gen điều kiện đồng Số khối cân với số lần lặp lại với kiểu gen Khối chạy vng góc với chiều biến động mơi trường, trường hợp sai số thí nghiệm giảm mức tối thiểu, sai số thí nghiệm mơi trường loại trừ phân tích phương sai Kiểu thiết kế khối ngẫu nhiên hồn chỉnh (RCBD) sử dụng phổ biến thí nghiệm đánh giá kiểu gen giai đoạn sau số lượng kiểu gen giảm Ngân hàng gen đồng ruộng, số kiểu gen lớn nên thường sử dụng khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh (lattice design), biến động mơi trường ruộng thí nghiệm theo nhiều chiều bố trí vuông la tinh phù hợp phương pháp khác

4.3.4 Quản lý đồng ruộng a) Vật liệu gieo trồng

(147)

Vật liệu gieo ngân hàng gen hạt: hầu hết hạt loài ăn nhiệt đới dễ nảy mầm, có số lồi khó nảy mầm ngủ nghỉ, sức sống thời gian ngắn có lồi thời gian dài nảy mầm Do cần nắm khả nảy mầm hạt nguồn gen xây dựng kỹ thuật phá ngủ, gieo trồng ngân hàng gen đồng ruộng phù hợp Nhiều loài ăn nhiệt đới hạt chống lại q trình làm khơ dừa chống lại làm khô tự nhiên, chúng sức sống làm khô nhiệt độ lạnh Do thu thập vật liệu gieo trồng ngân hàng gen đồng ruộng phải gieo trồng ngay, thu thập vật liệu vào thời gian phù hợp mùa vụ để gieo trồng Trong trường hợp hạt loài sức sống, sức nảy mầm nhanh thu vật liệu gieo trồng hạt, vật liệu gieo trồng quan sinh dưỡng

Vật liệu gieo trồng quan sinh dưỡng: gồm nhóm gieo trồng củ, mầm, chồi thu hoặch vật liệu (củ , mầm, chồi) bệnh, loài dễ nhiêm virus, vật liệu phải được kiểm tra bệnh ELISA PCR để loại bỏ củ nhiễm bệnh trước đưa vào bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng (ví dụ khoai tây) Củ, mầm số loài ngủ nghỉ hay yêu cầu xuân hóa nảy mầm, vật liệu sau thu thập xử lý phá ngủ hay xuân hóa trước gieo trồng vào ngân hàng gen đồng ruộng

Một số loài ăn nhiệt đới nhân giống vơ tính chiết cành, nhân chồi, tách chồi, ghép, chiết giâm Sử dụng kỹ thuật nhân giống phù hợp với loài, đảm bảo nguồn gen, bệnh, sinh trưởng tốt đưa vào trồng vườn ngân hàng gen

b) Chọn địa điểm đất gieo trồng ngân hàng gen đồng ruộng

Địa điểm bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng thuận lợi giao thơng, có hệ thống tưới tiêu, đất tốt, nước cách ly khơng gian với khu vực sản xuất khác Ngân hàng gen đồng ruộng khu vực riêng, có sở hạ tầng tốt tránh ngồn gen, thuận tiện cho canh tác, quản lý, đánh giá sử dụng

Một số loài yêu cầu đất đai khắt khe, đất tốt, giùa mùn, thoát nước giúp cho rễ phát triển Những loài chọn đất, chuẩn bị đất phân bón yêu cầu cao bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng Một số lồi có giai đoạn vườn ươm yêu cầu ánh sáng nhẹ, phải nhân giống bóng dâm nhà có mái che tránh ánh sáng trực xạ điều kiện thời tiết bất thuận số loại rau, dừa, dứa…

Chọn đất vườn ươm cho lồi có giai đoạn vườn ươm khác với đất sản xuất, diện tích nhỏ yêu cầu đất tốt, thuận lợi tưới tiêu nước Ngày cơng nghệ phát triển ươm trồng thực nhà có mái che, giá thể gieo ươm chế biến sẵn, làm giàn ươm để tận dụng diện tích nhà có mái che

c) Mùa vụ gieo trồng

Mùa vụ hàng năm, đặc biệt thời gian hoa đậu phù hợp với loài, lồi nhân giống vơ tính ăn quả, hoa, cảnh thời vụ chiết, ghép giâm xác định vào thời gian thích hợp năm Ví dụ gieo ươm họ cam quýt thường vào vụ hè thu năm trước để ghép nhân giống vào vụ thu năm sau, táo thời vụ ghép nhân giống vào tháng tháng vật gieo gôc ghép vào tháng tháng 2…

d) Chuẩn bị đất

Chuẩn bị đất trước gieo trồng 20 ngày để diệt cỏ dại, mầm bệnh đất, cày bừa kỹ giúp rễ sinh trưởng phát triển thuận lợi, chịu sũng nước cần lên luống cao thoát nước Đất sau chuẩn bị xử lý khử trùng thuốc hóa học, đột hay biện pháp khử trùng khác

e) Quản lý vườn ngân hàng gen đồng ruộng

(148)

Phân bón hàng năm khác so với lâu năm lượng bón, thời gian bón phương pháp bón Lượng phân bón phương pháp bón đảm bảo cân đối đạm, lân, kali phân hữu cơ, ngắn ngày tập trung bón lót, bón thức lần bón trước hoa khơng bón nhiều lần, lâu năm tập trung bón – lần năm Phương pháp bón tập trung giảm khả bị sâu, bệnh gây hại

+ Phòng trừ sâu bệnh cỏ dại

Phòng trừ sâu bệnh kỹ thuật quan với ngân hàng gen đồng ruộng, biện pháp cụ thể bệnh virus:

- Chọn khu bảo tồn bệnh - Cách ly tránh truyền bệnh

- Luân canh trồng với nguồn gen hàng năm - Xử lý đất trước trồng,

- Cây ăn áp dụng kỹ thuật nhân giống bệnh vi ghép yêu cầu bắt buộc

Phòng trừ cỏ dại ruộng bảo tồn nguồn gen đồng ruộng áp dụng kỹ thuật phòng trừ cỏ dại tay hay phun thuốc trừ cỏ Phòng trừ cỏ dại tay cần tiến hành thường xuyên, tránh cỏ dại lấn át cây, đặc biệt với loài trồng cạn Khi phịng trừ cỏ dại thuốc hóa học cần lựa chọn thuốc, thời gian phun, nồng độ liều lượng phun phù hợp với lồi

Thụ phấn bổ sung tạo hạt cho giao phấn, thu phấn 01 lô thụ cho để thu lượng hạt đủ cho phân phối trao đổi nguồn gen

Sản xuất thu hoạch hạt trồng lại vụ ngắn ngày có kỹ thuật khác nhau, thu hoạch hạt nguồn gen thường thu tay, số lượng dòng lớn số cá thể dịng nhỏ Q trình thu hoạch thường tập trung vào thời gian định năm cần có kế hoạch chi tiết cho thu hoạch cập nhật thông tin vào sở dự liệu

4.3.5 Đánh giá đặc điểm ngân hàng gen đồng ruộng a) Đánh giá đặc điểm hình thái

Sau thu thập nguồn gen cần đánh giá mô tả đặc điểm nuồn gen cách hệ thống, từ bắt đầu nhận nguồn gen đến nhân tăng số hạt bao gồm: mô tả, đánh giá bản, đánh giá chi tiết nhân tài liệu hóa

- Liệt kê mô tả ban đầu:

Quá trình đánh giá bắt đầu danh sách mơ tả nguồn gen, mơ tả giúp chuẩn hóa thuật ngữ tiêu trật tự, đặc điểm theo logic khoa học Mô tả theo hệ thống mô tả tiêu chuẩn IPGRI, nhiều tính trạng mơ tả cho điểm đến 9, điểm mức tốt nhất, số tính trạng đặc điểm thang điểm cuối 3, hay Xác định giai đoạn sinh trưởng để đánh giá, mô tả cho điểm kỹ thuật quan trọng, giai đoạn mẫn cảm đặc điểm biểu rõ nét, ổn định điển hình Minh họa đánh giá số tính trạng lúa theo Hệ thống đánh giá tiêu chuẩn cho lúa IRRI, 2002 (Standard Evaluation System for Rice - SES)

- Chiều cao (Ht)

Ghi chú: Đo trực tiếp từ mặt đất đến hạt đỉnh đầu

bông ( kể râu)

Tại giai đoạn sinh trưởng: 7-9

Thang điểm

1 Bán lùn (đất thấp: nhỏ 110 cm; đất cao: nhỏ 90 cm

5 Trung bình (đất thấp: 110-130 cm; đất cao (90-125 cm)

(149)

+ Sức sống mạ (Vg)

Ghi chú: có số yếu tố ảnh hưởng

tương tác đến sức sống mạ (khả đẻ nhánh, cao ) sử dụng tháng điểm để đánh giá vật liệu di truyền giống điều kiện bất thuận không bất thuận

Tại giai đoạn: Sức sống mạ: Sức sống sinh dưỡng:

Thang điểm

1 Rất khỏe (sinh trường nhanh; có 5-6 giai đoạn nhánh quần thể Sức khỏe (sinh trưởng nhanh; 4-5

1-2 nhánh

5 Bình thường(cây có lá)

7 Yếu (các cằn; 3-4 lá; mảnh , chưa đẻ nhánh

9 Rất yếu (sinh trưởng còi cọc; chuyển màu vàng)

- Cơ sở để thu thập thông tin cho liệt kê mô tả:

Số liệu ban đầu (passport data) bao gồm thông tin mẫu nguồn gen, địa điểm thu thập, thời gian, tên địa phương, tên khoa học đặc điểm khác

Đặc điểm nhận biết: bao gồm đặc điểm có khả di truyền cao, dễ nhận biết qua quan sát đặc điểm ổn định qua môi trường dạng hạt, dạng bông, màu sắc hoa

Đánh giá bản: đánh giá hạn chế số tính trạng quan trọng để nhận biết nguồn gen gồm: tính trạng số lượng ảnh hưởng mơi trường tính trạng cây, lá, hoa, quả, sâu bệnh, chống chịu khác Đánh giá sâu đặc điểm tính trạng tiềm nơng sinh học sử dụng chương trình cải tiến giốngcây trồng

b) Đánh gía đặc điểm nơng sinh học

Để đánh giá đặc điểm nông sinh học cần bố trí nguồn gen đồng ruộng với thiết kế thí nghiệm tiêu chuẩn kích thước thí nghiệm, ngẫu nhiên, lặp lại Thí nghiệm tiêu chuẩn đánh giá đặc điểm tỷ lệ sống sót, sức sống sinh trưởng, thời gian sinh trưởng, thời gian chín, khả chống chịu sâu bệnh, bất thuận, suất yếu tố tạo thành suất, chất lượng dinh dưỡng Phương pháp kỹ thuật đánh giá phù hợp lồi loại tính trạng

4.3.6 Sử dụng ngân hàng gen đồng ruộng

Cũng phương pháp bảo tồn khác, sử dụng ngân hàng gen đồng ruộng phục vụ cho chọn tạo giống trồng thương mại, sử dụng làm bố mẹ chương trình lai, nghiên cứu di truyền, trao đổi nguồn vật liệu di truyền vật liệu trồng trọt Sử dụng cho chương trình khác cảnh quan, du lịch sinh thái…

4.4 BẢO TỒN ĐÔNG LẠNH

Khái niệm bảo tồn đông lạnh (Cryopreservation) trình tế bào mơ trì nhiệt độ thấp 0oC, điển hình điều kiện ni tơ lỏng -196oC Tại nhiệt độ thấp tế bào sinh vật dừng hoạt động sinh học, kể phản ứng sinh hóa, hoạt động trao đổi chất, hơ hấp Các phần dung dịch, nước đóng băng suốt, tế bào bảo tồn thường bị gây hại q trình đóng băng tiếp xúc với nhiệt độ ấm phòng

(150)

vật liệu mô hay tế bào Khắc phục hạn chế bảo tồn In vitro, phương pháp bảo tồn đông lạnh nhiệt độ cực thấp phát triển, kéo dài thời gian bảo tồn ở lồi khó bảo tồn In vitro Các kỹ thuật cải tiến bảo tồn In vitro phát triển nước có khác để bảo tồn nguồn gen ( Griffs Litz,1998, Perez cs, 1999)

Trong báo cáo hàng năm IPGRI, kết bật nghiên cứu bảo tồn đông lạnh sử dụng bảo tồn ăn nhiệt đới Cây ăn Châu Á trồng quan trọng, việc bảo tồn loài gặp thách thức hạt số ăn khó bảo tồn ngân hàng gen hạt chúng mẫn cảm với độ ẩm nhiệt độ, bảo tồn đồng ruộng chi phí cao, dễ bị điều kiện bất thuận sâu bệnh gây hại nguồn gen Chính giới có nhiều nghiên cứu bảo tồn nguồn gen lồi này phương pháp bảo tồn đơng lạnh bảo tồn In vitro Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế Australia (ACIAR) phát triển kỹ thuật tiến bảo tồn nguồn gen loài ăn nhiệt đới bảo tồn nguồn gen đu đủ bảo tồn động lạnh cho kết tốt cần phải có kiểm tra di truyền sau bảo tồn dài hạn Một tiến nhà khoa học phát triển số mầm siêu nhỏ cho thí nghiệm nghiên cứu bảo tồn đông lạnh cho nhãn vải Việt Nam

Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh phát triển nhanh năm gần mở khả bảo tồn lâu dài nguồn gen trồng quý Bắt đầu từ tiếp cận bảo tồn lạnh, nghiên cứu kỹ thuật cho phép đông lạnh hồn tồn dung dịch tế bào, tái sinh dễ ràng Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh ứng dụng cho pham vi rộng mô tế bào, quan, phơi hạt phấn có nhiều thành cơng năm gần

Một ước tính 100.000 loài thực vật, đại diện cho 1/3 loài thực vật trái đất bị đe dọa đối mặt với tuyệt chủng hoang dại (BGCI, 2005), bảo tồn đa dạng sinh học cần thiết cho chương trình tạo giống trồng cung cấp lương thực, dinh dưỡng thuốc men cho người Từ năm 1970 giống trồng địa phương họ hàng hoang dại thu thập bảo tồn ngân hàng gen Ex situ, ước tính triệu mẫu nguồn gen thực vật bảo tồn trung tâm quốc gia, vùng giới Bảo tồn hạt điều kiện nhiệt độ thấp phương pháp phù hợp với có hạt khơng phù hợp với khó khơng kết hạt Ngày nay, cơng nghệ ni cấy mơ đem lại lợi ích cho bảo tồn hai hướng bảo tồn Ex situ nguồn gen quý bảo tồn sinh trưởng chậm bảo tồn đông lạnh Bảo tồn đông lạnh hay bảo tồn lạnh bảo tồn nhiệt độ cực thấp -196oC (nhiệt độ ni tơ lỏng), ứng dụng để bảo tồn dài hạn nguồn gen Trong điều kiện tồn q trình sinh lý, sinh hóa trao đổi chất ngừng lại, vật liệu tồn trữ không giới hạn thời gian Mặc dù vậy, sử dụng bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật, bảo tồn đông lạnh hữu ích bảo tồn dài hạn mơ thực vật với đặc điểm đặc thù dịng tế bào tạo alkaloid thuốc, ni cấy chuyển đổi di truyền, dòng chuyển gen hợp pháp Những nghiên cứu gần chứng minh dùng kỹ thuật đông lạnh để trừ virus chuối nho thành công

4.4.1 Cơ sở lý thuyết bảo tồn đông lạnh

(151)

yêu cầu cho trình chuyển đổi tỷ lệ đóng băng nhanh đơng đặc dịch tế bào Tỷ lệ đóng băng nhanh (6oC/giây), thực nhúng nhanh vật liệu vào dung dịch ni tơ lỏng Tỷ lệ lạnh nhanh khoảng 60oC/giây sử dụng “ droplet freezing protocol” lớp nhôm mỏng nhúng trực tiếp vào ni tơ lỏng tăng nhiệt độ lạnh lên -130oC/giây (Panis, Piette and Swennen, 2005) Dịch tế bào đậm đặc thơng qua làm khô khử nước trước làm đông kết dịch tế bào, mức nước giảm 20 - 30%

Làm giảm nước tế bào: mẫu phơi dịng khí tiệt trùng, phương pháp không điều khiển nhiệt độ độ ẩm, hai yêu tố ảnh hưởng mạnh đến nước, phương pháp làm khơ sử dụng bình thủy tinh kín chứa gel silica hút ẩm điều khiển nhiệt độ ẩm độ Khi tế bào thực vật có chứa tác nhân kết tinh đá, q trình làm lạnh chậm, đơng kết bắt đầu khoảng không tế bào, cân đối nước phân bố dịch tế bào đông lạnh chuyển thành dạng nước đá, lại trở thành đậm đặc, tăng sức trương tế bào

Qúa trình trao đổi chất thích nghi với mơi trường thực vật, thực đông kết dịch bào q trình tăng khả sống sót thực vật tác động môi trường bất thuận Trong tự nhiên gây sốc yếu tố môi trường giảm nhiệt độ ánh sáng ngày ngắn Thay đổi áp suất thẩm thấu xử lý ABA có hiệu tương tự Trao đổi chất thích nghi kết tăng protein, đường, glycerol, proline β- glycine, chất đóng góp để tăng giá trị thẩm thấu chất tan tế bào Hầu hết mô hydrat không chống lại giảm hàm lượng nước để đông kết lại (20 - 30%) ảnh hưởng dung dịch giới

Mấu chốt bảo tồn đông lạnh thành công chuyển từ chụi lạnh đến chịu khử nước, chống chịu giảm bảo vệ lạnh với chất đường, amino axit, Dimethyl Sulfoxide (DMSO), glycerol Cơ chế hoạt động chất khử nước chưa có nghiên cứu đầy đủ Như lựa chọn, khử nước tạo trao đổi chất thích nghi tương tự quan sát thích nghi lạnh thực vật tự nhiên, thường hướng đến tích lũy protein, đường, polyamine hợp chất đặc thù khác bảo vệ tế bào q trình làm khơ Xử lý đường thay protein (Carpentier cs, 2005) thành phần cấu tạo màng (Ramon cs, 2002) ảnh hưởng đến tính đàn hồi tính thấm màng

Ví dụ bảo quản mơ có mạch nhỏ: ngâm mơi trường CPTES với 15% DMSO đến cân nước Đông lạnh 1oC/phút tồn trữ -196oC Khi làm tan đông lạnh nhiệt độ tăng lên nhỏ 50oC/phút phạm vi từ -140oC đến -120oC ( nhiệt độ đóng băng kính dung dịch -123oC), băng tan hồn tồn nhiệt độ 37oC Khơng có kỹ thuật điều khiển làm gãy mạch dẫn mô tế bào gây hỏng vật liệu bảo quản khơng sử dụng

Nhiều lồi trồng bảo tồn phương pháp đông lạnh khác giới, Đức thu thập vi quan tế bào, mô phân sinh 519 giống khoai tây cũ bảo tồn phương pháp đông lạnh giọt (Mix-Wagner, Schumacher Cross, 2003), Trung tâm Nghiên cứu Cây có củ quốc tế (CIP) bảo tồn 345 mẫu giống khoai tây đông lạnh kính

(152)

ít mẫu bị thay đổi, kết nghiên cứu có gía trị để nhà bảo tồn nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp

4.4.2 Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh

Phương pháp bảo tồn đông lạnh sử dụng kỹ thuật nêu phối hợp kỹ thuật, phương pháp áp dụng phổ biến:

- Làm khơ khơng khí (làm khô đèn, làm khô thường)

Phương pháp áp dụng trực tiếp với hạt khô, phôi hạt phấn nhiều lồi nơng nghiệp làm vườn, số lồi hạt khơ chịu làm khơ đến 3% khơng có gây hại không giảm sức sống Làm khô đèn flash (hoặc khơ nhanh) có lợi cho phơi khơng thích hợp cho làm khơ khơng khí

- Phương pháp lạnh chậm truyền thống (hoặc đông lạnh chậm)

Đây phương pháp phát triển với mô thực vật hydrate (Withers King,1980) Cơ sở phương pháp làm lạnh chậm mẫu bảo tồn (tại mức 0,5 đến 2oC/phút), có mặt dung dịch bảo vệ đơng lạnh Dimethyl Sulfoxide (DMSO) nồng độ trung bình - 15%, trình hạ nhiệt độ, mức hạ nhiệt -40oC đảm bảo yêu cầu, dung dịch tế bào đơng kết dạng kính nhúng ni tơ lỏng Phương pháp ngày sử dụng bảo tồn mô không tổ chức callus dung dịch tế bào huyền phù

- Tạo hạt nhân tạo / khử nước

Phương phát Fabrre Dereuddre đưa năm 1990, mô thực vật (thường mô phân sinh phôi) gói hạt alginate (cũng có chứa muối khống chất hữu cơ) tạo thành hạt tổng hợp (hạt nhân tạo hay hạt tổng hợp) Nhưng hạt sau xử lý đường sucrose nồng độ cao Phương pháp giảm độ ẩm xuống 20 - 30% (bằng dịng khơng khí chất hút ẩm gel silica), làm đông lạnh nhanh dung dịch ni tơ lỏng Các chất dinh dưỡng bao quanh mơ kích thích mơ tái sinh sau làm tan đóng băng có lợi cho sử dụng

- Đơng lạnh kính (Vitrification)

Cơng trình cơng bố sử dụng đơng lạnh kính bảo quản mơ thực vật năm 1989 Langis, Uragami cộng Kỹ thuật xử lý dung dịch đông lạnh đậm đặc lên mô thực vật, thời gian biến động từ 15 phút đến giờ, sau nhúng ni tơ lỏng Kết dung dịch đông lạnh dung dịch tế bào đơng kết Dung dịch đơng lạnh kính gồm hỗn hợp chất bảo vệ đông lạnh thấm không thấm Chất thông thường gồm hỗn hợp dung dịch đông lạnh thực vật số (Palnt vitrification Solution-PVS2), 30% glycol, 15% DMSO 0,4M sucrose (Sakai, Kobayashi Oiyama,1990) Sau 15 năm cơng trình cơng bố phương pháp bảo tồn đơng lạnh kính áp dụng rộng rãi nhiều loài thực vật giới

Các phương pháp khác đông lạnh giọt (Schafer-Menuhr, Schumacher Mix-Wagner,1997), phương pháp trước nuối cấy ( Panis cộng sự,1996) Phương pháp trước nuôi cấy/khử nước ( Dumet công ,1993) đến kỹ thuật áp dụng với mức độ hạn chế

4.4.3 Ứng dụng bảo tồn đông lạnh với loài thân thảo

Các loài thân thảo bảo tồn đơng lạnh có kỹ thuật đặc thù tạo dung dịch huyền phù tế bào, tạo callus, thu thập vật liệu bảo tồn mô phân sinh hay hạt phấn để đưa vào bảo tồn lạnh sâu

(153)

Những loại thường bảo tồn phương pháp lạnh chậm truyền thống, để bảo tồn đa dạng di truyền mô không tổ chức, không dài hạn, bảo tồn đặc điểm đặc thù của mô bị q trình trì In vitro thông thường Các nghiên cứu lặp lại cho tiềm phát triển hình thái dịng callus khơng ảnh hưởng bảo quản lạnh ni tơ lỏng Hơn nữa, nghiên cứu chứng minh không ảnh hưởng đến biểu gen ngoại lai chuyển gen vào tế bào, tạo tế bào trần lúa, tái sinh tế bào ổn định chuyển gen

- Đông lạnh hạt phấn

Hạt phấn bảo quản hỗ trợ cho chương trình tạo giống, phân phối trao đổi nguồn gen nghiên cứu sinh lý, sinh hóa di truyền Phương pháp ứng dụng hạn chế số trung tâm bảo tồn

- Bảo tồn đông lạnh mô phân sinh

Mô phân sinh đỉnh phổ biến bảo tồn đơng lạnh với lồi sinh sản sinh dưỡng ăn quả, lấy rễ lấy củ Trong bảo tồn mơ đỉnh sinh trưởng có số lượng biến dị xô ma, nhỏ so với mô không tổ chức callus dung dịch tế bào huyền phù Những báo cáo gần đánh giá phương pháp ngang với phương pháp hạt nhân tạo/khử nước đơng lạnh kính Những nghiên cứu gần cho đánh giá khắt khe phương pháp khử nước đông lạnh, phương pháp lạnh chậm truyền thống hiệu để trì độ nguyên tế bào, hiệu trì ngun mơ cần thiết cho sống sót mơ phân sinh

+ Một số chất sử dụng bảo tồn đông lạnh

Dimethyl Sulfoxide (DMSO)

Dimethyl Sulfone (DMSO2)

Hydroxy-ethyl-starch (HES)

Polyvinyl Pyrrolidone (PVP)

(154)

Propylene Glycol

Ethylene Glycol

Glycerol - Bảo tồn đông lạnh hạt thân thảo

Hạt vật liệu bảo tồn phổ biến với trồng nơng nghiệp làm vườn, hạt lồi chịu đựng q trình làm khơ ngâm ni tơ lỏng( Stanwood,1985) Bảo tồn đơng lạnh hạt khơ thay phương pháp bảo tồn hạt khô truyền thống nhiệt độ -20oC Đặc biệt số lồi hạt khơ bảo tồn truyền thống vài năm sử dụng kỹ thuật kéo dài tuổi thọ hạt Hầu hết lồi hạt làm khơ đến độ ẩm -10% phù hợp cho bảo tồn nhiệt độ cực thấp ví dụ hạt cần tây loại hạt khơ bảo tồn đơng lạnh

4.4.4 Bảo tồn đơng lạnh với lồi thân gỗ

Đến hạt loài thân gỗ thường cho bảo tồn dài hạn, số lớn hạt lồi thân gỗ sinh sản vơ tính, hạn chế bảo tồn hạt bảo tồn chủ yếu mẫu phân sinh dưỡng Số lượng nguồn gen lớn theo Gass, Tubutt Zanetto, 1996 có khoảng 30.000 mẫu nguồn gen 21 quốc gia có loại nguồn gen Bảo tồn đông lạnh chiến lược quan trọng bảo tồn nguồn gen loài thân gỗ - Bảo tồn đông lạnh mô quan loài thân gỗ

Những tiến gần công nghệ nuôi cấy mô thực vật tạo số lượng lớn mô quan tồn trữ ni tơ lỏng, có ba loại mô thực vật thân gỗ bảo tồn đông lạnh

+ Đỉnh sinh trưởng: đỉnh sinh trưởng - 2mm tách từ đỉnh cây, đỉnh mầm nách, đỉnh sinh trưởng nuôi In vitro

+ Hạt phơi phân lập với lồi tạo hạt: lồi hạt khơng chịu làm khơ hay bán chịu làm khô bảo tồn ngân hàng gen hạt truyền thống

+ Dịng callus sinh phơi: tránh dịng sinh phơi tiềm cho phép tồn trữ vật liệu chuyển gen thử nghiệm đồng ruộng - Đơng lạnh kính bảo tồn loài gỗ cứng

(155)

thân gỗ cứng lê (Pyrus), táo ( Malus Mill.) Nhiều nghiên cứu ghi nhận, ngâm mô vào PVS2 để bảo tồn lạnh, sau bảo tồn làm tan đơng lạnh cho thấy tỷ lệ sống sót ảnh hưởng mạnh thời gian xử lý, thời gian phải đủ dài đủ để khử nước tế bào không gây độc tế bào Dung dịch áp dụng 25oC thời gian 20 - 120 phút Để giảm gây hại độc tố dùng dung dịch 0oC mức nồng độ 50% 30 phút, 100% 50 phút sau bảo quản ni tơ lỏng Nhiệt độ làm tan đông lạnh sau bảo tồn từ 20 - 45oC, phổ biến áp dụng 40oC

Ngày bảo tồn đông lạnh cho mắt sinh dưỡng, sở kỹ thuật Sakai,1960 áp dụng bảo tồn 1915 mẫu nguồn gen táo, mắt thu thập mùa đơng làm khơ nhiệt độ phịng lạnh - 5oC với độ ẩm 30%; hạ nhiệt độ 1oC/giờ đến -30oC 24 sau chuyển vào mơi trường ni tơ lỏng - 160oC

- Bảo tồn đông lạnh với thân gỗ mềm

Bảo tồn đông lạnh đóng vai trị quan trọng chương trình chọn lọc dịng vơ tính, sở biến dị xơ ma, hiệu làm lạnh chậm thành công ni cấy phơi của nhiều lồi vân sam xanh (Pycea pungens Engelm.) , thông (Pinus) , thông rụng lá (Larix occidentalis Nutt.)

- Bảo tồn đông lạnh trục phôi hạt thân gỗ

Bảo tồn dài hạn hạt đông lạnh áp dụng với tồn hạt phơi nhiều mức nhiệt độ khác nhau, loài thân gỗ nhiệt đới Đầu tiên làm khô đến độ ẩm 20% sau làm lạnh chậm nhúng vào ni tơ lỏng, phương pháp áp dụng phổ biến cho lồi hạt khơ, thành cơng lồi hạt bán khô không khô Hạt họ cam quýt đa phôi nhiều phương pháp đông lạnh phát triển để bảo tồn hạt chúng

4.4.5 Tính tồn vẹn di truyền thực vật bảo tồn đông lạnh

Bảo tồn đông lạnh xuất biến dị xô ma nhiều nghiên cứu phát kết nhân giống điều kiện In vitro Bảo tồn đông lạnh lại liên quan đến In vitro nhiều bước trình bảo tồn, cần thận trọng kỹ thuật để tránh biến dị xô ma xảy trước đưa vào dung dịch ni tơ lỏng Mặt khác, bảo quản tính chất đặc thù bảo tồn đơng lạnh tránh rủi ro di truyền khơng có khả tái sinh Một số rủi ro xảy hình thành rễ tự bị gây hại mức phân tử nhiệt độ cực thấp - 196oC chất bảo tồn đông lạnh nồng độ cao DMSO đến 10%, nhiên chưa có chứng minh đầy đủ biến đổi di truyền bảo tồn đơng lạnh sử dụng hóa chất bảo tồn đông lạnh

4.5 BẢO TỒN IN VITRO 4.5.1 Nguyên lý bảo tồn In vitro

Mặc dù bảo tồn ngân hàng gen hạt, ngân hàng gen đồng ruộng bảo tồn Ex-situ áp dụng rộng rãi chúng có hạn chế loại hạt không chịu với q trình làm khơ, lồi sinh sản sinh dưỡng Ngân hàng gen đồng ruộng thuận tiện cho đánh giá, sử dụng thường gặp rủi ro sâu bệnh, thời tiết bất thuận Do bảo tồn In vitro phương pháp bổ sung thay để khắc phục hạn chế Kỹ thuật In vitro cịn có tiến kiểm tra bệnh trước bảo tồn, bảo tồn số lượng lớn

(156)

- Phương thức làm chậm sinh trưởng, mẫu nguồn gen giữ dạng mô thực vật vô trùng môi trường dinh dưỡng Sinh trưởng chậm bảo tồn ngắn, trung hạn dài hạn

- Đông lạnh, mẫu nuôi cấy giữ ni tơ lỏng, phương thức ứng dụng cho bảo tồn dài hạn

Theo Lyndsey A Withers, 1991 mô tả thành phần hệ thống bảo tồn In vitro sau:

Hình 4-14: In vitro hệ thống bảo tồn nguồn gen Ex situ (Nguồn : Lyndsey A Withers, 1991)

4.5.2 Phân loại bảo tồn In vitro

- Bảo tồn dài hạn:

Bảo tồn dài hạn bảo tồn ni tơ lỏng (-196oC), sở nhiệt độ ngừng tất trình trao đổi chất phân chia tế bào Bảo tồn dài hạn đông lạnh Latta sử dụng bảo tồn tế bào cà rốt năm 1971 đến kỹ thuật phát triển với kỹ thuật chủ yếu (1) Kỹ thuật truyền thống sử dụng bước đông lạnh chậm cộng thêm chất đông lạnh; (2) kỹ thuật đông lạnh với đặc điểm đông lạnh nhanh khoảng 1000oC/phút nhúng trực tiếp vào ni tơ lỏng

Bảo tồn dài hạn ngân hàng gen In vitro Kỹ thuật chi tiết phương pháp trình bày phần 3.4

Bảng 4-8 : Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh ni tơ lỏng -196°C

Các bước Các kỹ thuật

truyền thống Kỹ thuật

Làm khô Đông kết đá Bọc /khử nước

Bọc +

Xử lý trước đường Sucrose

+/- +

(+ABA) +

Chất đông kết + ++++

(157)

http://www.ebook.edu.vn Đông lạnh chậm +

0°C đến -40°C (0.3 đến 1°C/phút)

Đông lạnh nhanh -40°C đến -196°C

(200°C/phút) +25°C đến -196°C (720°C/phút)

+25°C đến -196°C

(400 đén

1100°C/phút)

+25°C đến -196°C (720°C/phút)

Làm tan đông lạnh 500°C/phút 120°C/phút 120°C/phút 120°C/Phút

Nguồn : Uragami (1993), Malaurie et al (1998a)

- Bảo tồn trung hạn

Các điều kiện nuôi cấy tiêu chuẩn sử dụng bảo tồn trung hạn loài sinh trưởng chậm Điều kiện mơi trường mơi trường ni cấy giảm sinh trưởng thực vật nuôi cấy mô tế bào Điều kiện môi trường áp dụng chung giảm nhiệt độ đến từ - 5oC giảm ánh sáng, khơng có ánh sáng có tác dụng làm chậm sinh trưởng Cải tiến môi trường ni cấy có tác dụng làm chậm sinh trưởng vật liệu bảo tồn

Bảo tồn trung hạn coi ngân hàng gen, gọi ngân hàng gen In vitro hoạt động Bảo tồn trung hạn nuôi cấy In vitro điều kiện chậm sinh trưởng số kỹ thuật tác động như:

(1) Tác động làm chậm giai đoạn sinh lý;

(2) Bổ sung thêm tác nhân chậm sinh trưởng vào môi trường; (3) Nhiệt độ thấp;

(4) Nồng độ đường sucrose vi lượng thấp; (5) Áp suất ô xy thấp;

(6) Bọc chất gơm(alginate) có cơng thức hóa học là(C6H8O6)n

- Bảo tồn ngắn hạn

Bảo tồn ngắn hạn: ni cấy In vitro điều kiện sinh trưởng bình thường phù hợp với bảo quản ngắn hạn phân phối nguồn gen

4.5.3 Những kỹ thuật bảo tồn In vitro Thu thập In vitro

Để bảo tồn In vitro từ khâu thu thập thực kỹ thuật phù hợp trình bày chi tiết chương thu thập nguồn gen (phương pháp thu thập In vitro) Sau thu thập tiến hành chuyển mẫu thu thập sang mơi trường ni cấy In vitro có thêm chất chậm sinh trưởng Nhiều nghiên cứu cho kết mơi trường MS- sắt 138 có tác dụng chậm sinh trưởng với nhiều loài trồng củ mỡ, cà phê

Vật liệu bảo tồn In vitro

Bảo tồn In vitro gồm bảo tồn callus, chồi, mầm tạo từ mắt đỉnh sinh trưởng điều kiện tố môi trường, buồng nuôi cấy giá thể (môi trường nuôi cấy), điều kiện vô trùng không ảnh hưởng đến sức sống nguồn gen Phương pháp nuôi cấy In vitro thực theo tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường tiêu chuẩn với loài trồng

Xử lý bệnh

(158)

Hình 4-15: Các bước làm virus bảo tồn nguồn gen khoai tây In vitro Chất làm chậm sinh trưởng

Sinh trưởng chậm kỹ thuật cho phép vật liệu vơ tính thực vật sinh trưởng hay phát triển chậm, chất hỗ trợ bảo tồn - 15 năm điều kiện nuôi cấy mô nuôi cấy định kỳ, tùy theo loài trồng Một số kỹ thuật làm chậm sinh trưởng khác để trì bảo tồn, hầu hết kỹ thuật nhiệt độ thấp kết hợp với cường độ ánh sáng yếu tối để hạn chế sinh trưởng Nhiệt độ phạm vi từ - 5oC với loài nguồn gen chịu lạnh, loài nhiệt đới nhiệt độ 15 - 20oC

Cũng làm chậm sinh trưởng cải tiến môi trường nuôi cấy, chủ yếu giảm hàm lượng đường nguyên tố vi lượng ô xy phòng bảo tồn, phủ lên khối mô dung dịch dầu vi lượng (Withers Engelmann,1997) Yếu tố vi lượng có tác dụng chậm sinh trưởng nhiều nghiên cứu công bố sắt 138 với nồng độ 100 - 200 mg/lít có hiệu Ví dụ nghiên cứu bảo tồn nguồn gen củ mỡ môi trường dinh dưỡng vi lượng đường sucrose thấp hầu hết mẫu nguồn gen trì năm

Sử dụng chất gây bất thuận đưa vào môi trường nuôi cấy làm chậm sinh trưởng manitol, sorbitol, đường sucrose, chất hạn chế sinh trưởng hiệu Một số chất điều tiết sinh trưởng có khả làm chậm sinh trưởng ABA , Phosphon-D, succinic a xít Làm chậm sinh trưởng bảo tồn In vitro sử dụng kỹ thuật riêng rẽ kết hợp tất kỹ thuật

Phương pháp làm chậm sinh trưởng ứng dụng rộng với nhiều loài, sử dụng để bảo tồn nguồn gen số loài chuối, khoai tây, khoai lang, sắn, củ mỡ số loài nhiệt đới Theo FAO, 1996 có khoảng 37.600 mẫu nguồn gen bảo tồn In vitro toàn cầu

- Đánh giá kiểm tra trình bảo tồn

(159)

4.6 BẢO TỒN HẠT PHẤN

Bảo tồn hạt phấn phát triển để điều khiển thụ phấn kiểu gen nở hoa không đồng bộ, đặc biệt loài ăn (Alexander Ganeshan,1993) Bảo quản hạt phấn xem công nghệ bảo tồn nguồn gen (Harrington,1970, Roberts, 1975, Withers,1991) Hạt phấn thu thập dễ ràng với số lượng lớn phạm vi nhỏ, vấn đề thay đổi nguồn gen qua hạt phấn nhỏ so với mô, hạt…Những năm gần kỹ thuật bảo tồn lạnh phát triển để bảo tồn hạt phấn cho số loài tăng lên (Towill,1985, Hanna Twill, 1995), ngân hàng đông lạnh bảo quản hạt phấn số loài ăn xây dựng số nước

4.7 NGÂN HÀNG DNA

Nguyên lý dự trữ DNA đơn giản, dễ áp dụng phạm vi rộng chi phí thấp Q trình cơng nghệ di truyền phá vỡ tế bào loài chi sử dụng chuyển gen (Council,1993) thực vật, chuyển gen nhờ virus, vi khuẩn, nấm chuột Những cố gắng hướng đến thiết lập ngân hàng DNA, bảo quản tồn thơng tin gen nơm nguồn gen (Mattick cs,1992) Mặc dù chiến lược phương pháp cần hoàn thiện bảo tồn PGR tương lai

4.7.1 Những ngân hàng DNA có giới

Thu thập bảo tồn ngân hàng DNA với mục tiêu bảo tồn độc quyền Frozen Zoo bắt đầu 25 năm trước (Benirschke,1984) ngày có gần 7.000 vật liệu di truyền loài động vật hoang dã bị đe dọa Một số Viện nghiên cứu tập hợp tài liệu hóa mẫu DNA nguồn di truyền thực vật (PGR), trì hầu hết mẫu nguồn gen quan trọng

Vườn thực vật Hoàng gia Vương quốc Anh lưu trữ 20.000 mẫu DNA đại diện cho tất họ thực vật

Vườn thực vật Missouri Hoa Kỳ lưu trữ 20.000 mẫu mô thực vật cung cấp cho nhà nghiên cứu để tách chiết DNA sử dụng nghiên cứu bảo tồn

Ngân hàng DNA Australia trường Đại học chữ thập đỏ miền Nam bảo tồn thông tin di truyền cỏ Australia

Ngân hàng DNA viện khoa học sinh học nông nghiệp Ibaraki quốc gia Nhật Bản Bảo tồn ngân hàng DNA không phục vụ bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật mà cịn phục vụ nghiên cứu khác nghiên cứu chức gen, tiến hóa, phân loại dịch tễ học thực vật

4.7.2 Bảo tồn DNA giới

(160)

vướng mắc pháp lý, trách nhiệm chi phí áp dụng phương pháp bảo tồn DNA Trên 50% Viện nghiên cứu có bảo tồn DNA Viện nghiên cứu Quốc gia, kể Viện nước phát triển nước phát triển thiếu trang thiết bị nguồn cung cấp khác Tại Hoa Kỳ hầu hết Viện nghiên cứu cam kết bảo tồn DNA ngân hàng gen tài nguyên di truyền thực vật (8 viện), sau Vương quốc Anh viện, Colombia, Đức, Nhật Bản nước viện, Austalia, Canada, Cộng hòa Czech, Ấn Độ Israel nước viện

Những Viện cung cấp DNA cung cấp thông tin mẫu DNA In vitro có địa trình bày sau:

USDA Oregon, USA: http://www.ars-grin.gov/cor;

NISA, Japan : http://www.dna.affrc.go.jp; có địa tại: DNA Bank; National Institute of Agrobiological Sciences;2-1-2 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305-8602, Japan Chủ yếu ngân hàng DNA lúa lợn

Australian DNA bank: http://www.dnabank.com.au

4.7.3 Kỹ thuật chủ yếu tách tồn trữ DNA

- Tách chiết DNA

Hầu hết Viện nghiên cứu (98%) tự tách chiết DNA để tồn trữ, sử dụng phương pháp tài liệu hướng dẫn có cải tiến, 1/3 dùng Kit thương mại để tách chiết DNA, 4% sử dụng Kit thương mại quyền Các nước phát triển chủ yếu sử dụng Kit thương mại, 100% Viện nghiên cứu Châu Phi Trung Đông phụ thuộc vào tài liệu hướng dẫn tách chiết Mặt khác Bắc Mỹ Tây Âu nửa số Viện tiếp cận Kit 15 – 20% sử dụng Kit quyền

Nhìn chung, bảo tồn DNA phương thức : (1) Trung hạn (6 tháng đến năm nhiệt độ -20oC -70oC), (2) Bảo tồn dài hạn năm nhiệt độ -70oC (3) có 1/3 tồn trữ ngắn hạn tháng

Một nửa (45%) tồn trữ DNA để cung cấp cho đơn vị khoa học khác, 69% Viện đồng ý cung cấp DNA nên bao gồm chi phí vật liệu chi phí vận chuyển, nguồn cung cấp số liệu ban đầu cần cung cấp bổ sung thêm thông tin cần thiết khác

Chất lượng DNA (khối lượng phân tử tính xác thực chuỗi DNA) định giá trị khảo sát genome Cán quản lý ngân hàng DNA bảo tồn vật liệu cần gắn với bảo tồn liệu liên quan đến vật liệu bảo tồn tính trạng gốc, tài liệu thông tin khác

Các sách, thể chế phải thiết lập để chuẩn hóa bước: thu thập mẫu DNA, tách chết, mơ tả đặc điểm, phân phối, tồn trữ Những bước chuẩn hóa cho phép đánh giá chất lượng DNA hiệu tồn trữ chúng qua thời gian

Chất lượng tách chiết DNA từ mẫu thực vật phụ thuộc vào điều kiện mẫu trước tồn trữ, môi trường tồn trữ thời gian tồn trữ Cần tuân thủ hướng dẫn thu thập, tồn trữ, vận chuyển mẫu từ thực địa phòng thí nghiệm nghiên cứu bảo tồn

- Thơng tin cần thiết bảo tồn DNA

Số lượng chất lượng DNA, kỹ thuật tách chiết marker phân tử sử dụng, chuỗi thông tin, tài liệu tham khảo xuất liên quan đến DNA loài, mẫu gốc, liên kết với ngân hàng gen

(161)

Một lợi ích của kỹ thuật genome nhanh, đáng tin cậy, đặc điểm hóa xác so sánh qua giai đoạn sống qua loài Ngân hàng DNA trở thành thư viện tham khao chuỗi sử dụng đánh giá đa dạng di truyền thay đổi mối quan hệ quần thể nhận biết mẫu kiểu hình bị hư hỏng Thách thức tồn trữ DNA ngày cung cấp sản phẩm phải chịu trách nhiệm với dự báo sử dụng tương lai, phải cân đối nhu cầu sử dụng với khả Viện để cung cấp vật liệu hiệu từ nguồn gen bảo tồn Ex situ

Cũng bảo tồn vật chất sống khác (hạt, mô, phận sinh dưỡng), mục tiêu bảo tồn sử dụng, việc mã hóa giúp cho người sử dụng tiếp cận nhanh chóng thuận lợi mẫu nguồn gen phương thức bảo tồn DNA Để mô tả mã hóa người ta sử dụng phương pháp mã vạch DNA (DNAbar-coding), dựa thông thường marker tiêu chuẩn để nhanh chóng nhận biết tất loài (Hebert cộng sự, 2003)

4.7.4 Ngân hàng DNA bảo tồn bổ sung

Ehsan Dulloo, Yoshaiki Nagamura Oliver Ryder, 2006, đề xuất chiến lược bảo tồn bổ sung: DNA hình thức chi phí có hiệu cho bảo tồn nguồn gen phụ thuộc vào mục tiêu bảo tồn hình thức sử dụng Nhiều lồi trồng khó bảo tồn phương thức truyền thống (hạt phận sinh dưỡng) loài hoang dại bị đe dọa tuyệt chủng Tồn trữ DNA cung cấp cho hướng sử dụng để bảo tồn đa dạng loài quần thể chúng ngắn hạn, đến phương pháp hiệu phát triển Khảo sát tồn trữ sử dụng DNA IPGRI năm 2004 cho thấy:

+ Tồn trữ DNA không kỹ thuật phổ biến

+ Các Viện bảo tồn DNA để bảo tồn lồi mục tiêu

Nó lâu dài để ghi nhận rằng: khơng có kỹ thuật bảo tồn đơn lẻ bảo tồn đa dạng loài mục tiêu vốn gen mục tiêu Có hai cách tiếp cận bảo tồn gọi là In situ Ex situ, hai quan trọng để thực bảo tồn sử dụng đa dạng di truyền, khơng có cách cách

Khái niệm tiếp cận “bảo tồn bổ sung” (complementary conservation) nêu Các nhà khoa học sử dụng thuật ngữ khác để mô tả phương pháp tiếp cận này, nhà bảo tồn thiên nhiên gọi “bảo tồn tổng hợp” ( Falk,1987,1990), nhà bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật gọi “ chiến lược bảo tồn bổ sung”, nhiên hai cách gọi nguyên lý khái niệm Chiến lược bảo tồn bổ sung định nghĩa “ phối hợp hoạt động bảo tồn khác nhau”, hoạt động hướng đến sử dụng bền vững, tối ưu đa dang di truyền có vốn gen mục tiêu, cho tương lai (Dulloo cs, 2005) Khái niệm xác định bảo tồn đa dạng di truyền khơng lợi ích cho bảo tồn mà cho cho sử dụng

4.7.5 Luật pháp quốc tế ngân hàng DNA

(162)

Nghiên cứu mơ hình ngân hàng DNA để nâng cao quản lý, phân phối sử dụng bảo tồn Ex situ nguồn tài ngyên di truyền thực vật Ứng dụng công nghệ sinh học tiến nhanh, tăng nhanh số lượng nguồn DNA thông tin liên quan Chiến lược xây dựng tiêu chuẩn phương pháp trì DNA phát triển mẫu hạt, mô thực vật thu thập nguồn gen trường Tuy nhiên vấn đề cần nghiên cứu bảo tồn DNA nào? số lượng DNA bảo tồn, tiêu chí tiêu chuẩn tối thiểu chất lượng DNA trì qua thời gian Tài liệu hóa mẫu DNA trao đổi chúng vấn đề cần nghiên cứu

4.8 VƯỜN THỰC VẬT

Có khoảng 1.500 vườn thực vật giới (WWF-IYCN-BGCS,1989), mục đích gồm (i) trì sinh thái cần thiết cho hệ thống hỗ trợ sống; (ii) bảo tồn đa dạng di truyền; (iii) đảm bảo sử dụng bền vững loài hệ sinh thái Mặc dù vườn thực vật có số hạn chế phạm vi bảo tồn nhân giống, khả lớn

Câu hỏi ơn tập chương

1 Khái niệm bảo tồn ngoại vi, phương pháp bảo tồn ngoại vi chủ yếu, ưu nhược điểm phương pháp

2 Các loại ngân hàng gen hạt, sơ đồ hoạt động ứng dụng

3 Phương pháp thu mẫu đăng ký mẫu cho bảo tồn ngân hàng gen hạt

4 Độ phương pháp làm mẫu nguồn gen cho bảo tồn ngân hàng hạt Độ ẩm phương pháp xác định độ ẩm mẫu hạt bảo tồn ngân hàng hạt Phương pháp kiểm tra chất lượng nguồn gen trước bảo tồn

7 Đóng bao quản lý nguồn gen kho bảo tồn Nguyên lý bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng

9 Chọn điểm thu mẫu cho bảo tồn ngân hàng gen đồng ruộng 10 Bố trí xắp xếp quản lý ngân hàng gen đồng ruộng

11 Đánh giá đặc điểm ngân hàng gen đồng ruộng 12 Bảo tồn đơng lạnh, có sở lý thuyết bảo tồn đơng lạnh 13 Kỹ thuật bảo tồn đông lạnh

14 Ứng dụng bảo tồn đông lạnh với thân thảo, thân gỗ 15 Phương pháp bảo tồn In vitro

(163)

ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG NGUỒN GEN

Vai trò nguồn gen cải tiến giống trồng khẳng định, nhiên thu thập, bảo tồn sử dụng nguồn gen nước phát triển cịn hạn chế Nguồn gen sử dụng có hiệu cần có thơng tin đầy đủ xác, giúp nhà chọn giống lựa chọn, sử dụng chương trình tạo giống Đánh giá nguồn gen thực tất giai đoạn thu thập bảo tồn nguồn gen thực vật Mỗi mẫu nguồn gen thu thập bao gồm nhiều loại : loài hoang dại, giống địa, giống địa phương, giống giao phấn tự nhiên, giống thương mại (giống thuần, giống thu phấn tự giống lai), dòng, biến dị, dòng đơn bội, đột biến tự nhiên Để nhận biết, phân biệt cần có đánh giá cách hệ thống, chi tiết đặc điểm hình thái, sinh lý, thực vật học, nông sinh học, suất, khả chống chịu nguồn gen

5.1 NHÂN TĂNG SỐ LƯỢNG HẠT

Bước qúa trình đánh giá nhân để tăng số lượng hạt, nhân tăng lượng hạt để phòng rủi ro nguồn gen, đặc biệt mẫu nguồn gen khơng có khả thích nghi mẫu nguồn gen mẫn cảm với sâu bệnh, lẫn giới thay đổi di truyền so với di truyền gốc chọn lọc người hay chọn lọc tự nhiên

Trong trình nhân tăng số lượng hạt thu thập thêm thơng tin nguồn gen thu thập bổ sung thông tin ban đầu (passport data) mà q trình thu thập cịn thiếu giai đoạn sinh trưởng phát triển nguồn gen, tính trạng số lượng hay chất lượng cần thiết cho nghiên cứu nguồn gen Nguyên lý điểm kỹ thuật quan trọng cần áp dụng trình nhân tăng số hạt

5.1.1 Kỹ thuật nhân để giữ nguyên tính xác thực di truyền nguồn gen

Xác định thời vụ nhân hạt: thời vụ nhân hạt nên chon thời vụ thích hợp nguồn gen Những yêu cầu ngoại cảnh nguồn gen khác nhiệt độ, độ ẩm , ánh sang, xạ, lượng mưa…Ngay loài trồng giống khác nhau, giai đoạn sinh trưởng khác yêu cầu môi trường khác Những yếu tố môi trường quan trọng cần quan xác định thời vụ gieo trồng nhân hạt nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa Môi trường thuận lợi giúp cho nguồn gen sinh trưởng tốt, hạn chế đột biến, biến dị tự nhiên, sâu bệnh hại

Chọn đất nhân hạt: đất chọn dự độ màu mỡ, thuận lợi tưới tiêu, độ pH phù hợp với lồi giống cụ thể Ví dụ độ pH đất nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng số loài trồng sau:

Bảng 5-1: Yêu cầu đất nhân hạt nguồn gen số loài

TT Loài trồng Yêu cầu pH đất trồng Nhiệt độ tối ưu (oC)

1 Lúa (Oryza sativa L.) 6,0 – 7,0 18 - 30 Đậu tương (Glycine max (L.) Merr) 5,8 - 6,5 20 - 30 Cà chua (Lycopersicum esculentum L.) 5,5- 6,8 21 - 25 Cà tím (Solanummelogenla L ) 5,5 - 6,5 21- 29 Ớt ngọt(Capsicum annum L.) 6,5 – 7,5 18 - 27

6 Ngô ( Zea mays L.) 6,0 – 7,0 20 -27

(164)

10 Bắp cải (Brassica oleracea) – 6,5 10 - 25 11 Su hào (Brassica canlorapa Pasq

Brassica oleracea var caulorapa)

> 7,0 19 - 22 12 Su lơ (Brassica oleracea var botryis L ) 6,0 – 7,0 15 - 18 13 Cải củ (Raphanus sativus L) 6,0 – 6,5 18 – 25

14 Bí xanh (C pepo) 5,5 - 7,5 25 - 27

15 Mướp đắng (Momordica carantia) 6,0 – 6,7 24 – 27 16 Rau giền (Amaranthus spp.) 5,3 – 6,4 15 – 25

17 Hành (Allium cepa) 6,0 – 7,0 13 - 18

18 Carrot ( Daucus carota var sativus ) 5,5 –6,5 18 - 26 19 Khoai tây (Solanum tuberosum L.) 5,5 - 7,5 18 - 22

Cách ly: Cách ly không gian cách ly thời gian áp dụng nhân hạt nguồn gen Khi diện tích nhân khơng lớn áp dụng cách ly vật chắn bao cách ly

Vệ sinh đồng ruộng, vệ sinh dụng cụ phương tiện canh tác, thu hoạch, chế biến để tránh lẫn giới khâu kỹ thuật quan trọng nhân hạt nguồn gen Đồng ruộng nhân hạt cần làm đất trước để diệt cỏ dại, sâu bệnh hạt vụ trước

Những loài giao phấn quần thể phải đủ lớn tránh cận phối làm thay đổi nguồn gen, thả côn trùng vào khu vực sản xuất tăng suất nhân hạt

5.1.2 Bố trí thí nghiệm nhân hạt

+ Nhân hạt nguồn gen, số vật liệu lớn áp dụng thí nghiệm khơng lặp lại, số lần lặp lại

+ Diện tích thí nghiệm tùy thuộc vào khả quan nghiên cứu, lượng hạt gốc ban đầu nhu cầu lượng hạt để định diện tích nhân hạt

+ Kỹ thuật canh tác tối ưu với loài trồng

+ Chi tiết phương pháp thí nghiệm đánh giá nguồn gen phần 5.4

5.1.3 Các tiêu theo dõi

+ Lượng mẫu theo dõi nên theo dõi ≥ 30 cá thể mẫu nguồn gen + Chỉ tiêu theo dõi đơn giản ban đầu :

- Đặc điểm quan trọng nhận biết nguồn gen

- Đặc điểm hình thái

- Đặc điểm nông sinh học

- Năng suất yếu tố tạo thành suất cá thể

- Chống chịu sâu, bệnh

- Một số tiêu chất lượng

5.2 HỆ THỐNG HĨA THƠNG TIN

(165)

+ Số liệu thu thập ban đầu (Passport data): bao gồm tồn thơng tin thời gian thu thập mẫu thông tin nguồn cung cấp mẫu Thơng tin có lợi cho tồn q trình quản lý, bảo tồn sử dụng nguồn gen Ngồi thơng tin nguồn gen cần có thơng tin mơi trường khí hậu, đất đai, chế độ canh tác, địa phương, độ cao thu thập Thông tin địa điểm thu thập nguồn gen, khu vực thuộc làng/bản, xã, huyện, tỉnh, kinh độ, vĩ độ Loại mẫu nguồn gen thu thập, dòng, quần thể, giống địa phương, hoang dại, giống mới, điều kiện trồng trọt, điều kiện sinh thái…

+ Mô tả đặc điểm (Characterization) bao gồm đặc điểm di truyền cao nhìn thấy mắt tất môi trường Mô tả mơ tả chuẩn, so sánh với thơng tin thu thập để nhận biết lâu dài mẫu nguồn gen Mô tả bao gồm tất đặc điểm ví dụ số hạt, dạng bơng, màu sắc đặc điểm hình thái khác

5.3 CÁC LOẠI THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN 5.3.1 Đánh giá

Đánh giá (Preliminary evaluation) bao gồm ghi nhận đặc điểm nông sinh học, sinh lý như đẻ nhánh thời gian hoa, thời gian chin mức giới hạn để cung cấp liệu cho nhà tạo giống Các nhóm đặc điểm quan trọng sau:

(a) Số liệu địa điểm đánh giá: quan đánh giá, người đánh giá…

(b) Số liệu trồng trọt: phương pháp nhân giống hạt, giâm hay ghép, tập tính, mật độ …

(c) Đặc điểm lá: dạng lá, số lá, kích thước lá…

(d) Đặc điểm hoa: xắp xếp hoa,vị trí hoa màu sắc, cấu tạo hoa, nhị, nhụy

(e) Đặc điểm quả: thời gian hoa đến đậu quả, số dạng, suất, chiều dài quả, rộng quả, đường kính quả…

(g) Đặc điểm hạt: kích thước hạt, màu sắc , khối lượng

5.3.2 Đánh giá mô tả đặc điểm chi tiết

Đánh giá mô tả đặc điểm chi tiết (Further characterization and evaluation): bao gồm ghi nhận đặc điểm nông học tiềm năng, đánh giá nhiều tính trạng ý nghĩa, rộng đánh giá chi tiết tiếp cận đa mô tả, điều kiện kiểm tra đặc thù Các đặc điểm phương pháp thu thập số liệu chia làm loại đặc điểm quan sát đặc điểm quan sát

Đặc điểm quan sát nhận biết nó, chúng biểu điều kiện gieo trồng bình thường trồng yêu cầu điều kiện đặc thù để biểu Chúng điều khiển đơn đa gen di truyền Đặc điểm bao gồm hình thái, sinh lý, hoa, suất, chất lượng thích nghi

Đặc điểm không quan sát được: đặc điểm thường bị biến động môi trường đa gen, chúng phản ứng mạnh môi trường khả thích nghi suất Có loại xác định đặc điểm bao chùm đặc điểm số lượng chất lượng W R Dillon M Goldstein, 1984 tóm tắt bảng 5-2

(166)

đánh giá nguồn gen, phương pháp thí nghiệm đồng ruộng Những vấn đề phải đảm bảo tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen xác

Bảng 5-2: Các phương thức xác định số liệu nguồn gen

(W R Dillon and M Goldstein, 1984)

Mức Cơ sở quan sát Ví dụ

Bản chất Đo đếm trực tiếp Chiều cao, ngày hoa, khối lượng củ , số hoa Tỷ lệ Sự tổ hợp hai phép đo trước tiếp Hệ số thu hoạch , % protein,

dầu đường Thứ tự Ký hiệu mức, đơi chủ quan, gía trị

liên quan với mức tiêu chuẩn so sánh

Sự mẫn cảm với côn trùng, bệnh, dạng lá, dạng hạt, chất lượng chế biến

Mơ tả Ký hiệu tính trạng tính trạng chất lượng, phân loại

Màu hoa, hạt , dạng hat

5.4 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN

IPGRI, 2001 hướng dẫn cho thiết kế phân tích đánh giá nguồn gen, theo hướng dẫn số mẫu nguồn gen cho thí nghiệm đánh giá vài trăm mẫu, mẫu bố trí hàng Nhà nghiên cứu nên lựa chọn bố trí nguồn gen thí nghiệm theo nhóm thời gian sinh trưởng, nhóm nguồn gen Đối chứng cho thí nghiệm nghiên cứu nguồn gen đối chứng chuẩn có tính trạng tương ứng với nguồn gen để đối chiếu so sánh Đối chứng lặp lại theo tần suất khoảng số mẫu nguồn gen, gợi ý IPGRI mẫu nguồn gen có 01 đối chứng Chọn địa điểm thí nghiệm yêu cầu quan trọng đánh giá nguồn gen, điểm thí nghiệm đồng ruộng bình thường, khơng có điều kiện bất thuận hay canh tranh đặc thù Thí nghiệm nên lặp lại số năm, có kiểu gen tương tác với môi trường, lặp lại qua năm đánh giá xác Thí nghiệm đánh giá nhà có mái che áp dụng để đánh giá số tính trạng đặc thù chống bệnh Bố trí thí nghiệm sử dụng RCB, lattice alpha design, thu thập phân tích số liệu tương tự thí nghệm nơng nghiệp khác Các chương trình thống kê thường sử dụng MSTAT, SAS, P-LUS

5.4.1 Cơng thức thí nghiệm đánh giá nguồn gen

(167)

Thí nghiệm đánh giá nguồn gen thường áp dụng thí nghiệm 01 nhân tố mẫu nguồn gen, nhiên đơi có nghiên cứu đặc thù cho sở liệu hay sử dụng nguồn gen người ta thực thí nghiệm 02 nhân tố

5.4.2 Số lượng mẫu nguồn gen thí nghiệm đánh giá

Cơng thức thí nghiệm đánh giá mẫu nguồn gen, giai đoạn đầu số lượng mẫu thí nghiệm lớn, lên đến hàng trăm, mẫu nguồn gen lại nhỏ hàng hay ô Có thể đưa tất mẫu nguồn gen vào thí nghiệm điểm (một khu hay ruộng thí nghiệm), trường hợp có lợi cho việc so sánh nguồn gen có Đơi phải chia thành vài điểm (ruộng thí nghiệm khác nhau) loài yêu cầu điều kiện ngoại cảnh khác nhau, sinh trưởng khác Khi đánh giá nguồn gen theo nhóm (nhóm ngắn ngày, nhóm dài ngày, nhóm cảm quang, nhóm trồng cạn, nhóm trồng nước )

5.4.3 Đối chứng

Bên cạnh mẫu nguồn gen đánh giá, thường có một vài dịng chuẩn làm đối chứng (check or control) Đối chứng phương pháp bố trí đối chứng thí nghiệm đánh giá nguồn gen phụ thuộc vào mục đích đánh giá Ví dụ đánh giá tính chống bệnh nên có đối chứng (1) đối chứng chống, (2) đối chứng chịu (3) đối chứng chuẩn nhiễm bệnh Đối chứng lặp lại với tần suất khác phù hợp với loại bố trí thí nghiệm Như phương pháp bố trí thí nghiệm gia tố (Augment design) thường có 01 lặp lại mẫu nguồn gen đánh giá, lặp lại một hàng đối chứng Một số thí nghiệm lại khơng cần đối chứng xen kẽ mà đối chứng trồng thành hàng bảo vệ, trường hợp áp dụng đánh giá ảnh hưởng môi trường chung đến mẫu nguồn gen

5.4.4 Chọn điểm thí nghiệm

Chọn điểm thí nghiệm nguyên lý đất tốt, thoát nước cách ly với khu vực sản xuất khác Khi mục đích đánh giá tiềm mẫu nguồn gen khác nhau, thí nghiệm thực mơi trường lý tưởng Ví dụ đánh giá khả cho suất đánh giá điều kiện tối ưu Những đánh giá phản ứng mẫu nguồn gen với điều kiện bất thuận lại cần đánh giá nhiều điểm, nhiều năm để xác định tương tác kiểu gen mơi trường, cần chọn số điểm có điều kiện bất thận mức bất thuận khác

Thí nghiệm thực qua nhiều điểm, nhiều năm có lợi cho phân tích, đánh giá nguồn gen đánh giá trồng Khi đánh giá số tính trạng quan trọng cần độ xác cao thực bố trí điều kiện nhân tạo nhà kính, nhà lưới đánh giá khả chống bệnh

5.4.5 Kỹ thuật bố trí thí nghiệm

Ơ thí nghiệm đánh giá nguồn gen thường nhỏ, có chi 01 hàng, đánh giá chậu cơng thức có có vài Thí nghiệm thường khơng có hàng bảo vệ khơng có cạnh tranh có hàng Ngẫu nhiên trường hợp hạn chế, bố trí mẫu nguồn gen có kiểu hình gần tương tư với nhau, tránh cạnh tranh hàng Diện tích nhỏ, đơi hàng bố trí lặp lại cần thiết đánh giá nguồn gen

+ Bố trí thí nghiệm RCBD (Randomzed complete block design )

(168)

chiều biến động môi trường, ngẫu nhiên theo khối Bố trí RCBD thường khối tương ứng với lần lặp lại Tuy nhiên phương pháp bố trí khác khối khơng tương ứng với lần lặp lại

Mục đích khối làm giảm bớt sai số thí nghiệm mơi trường khơng đồng nhất, mẫu nguồn gen có hội điều kiện môi trường để đánh giá, so sánh đảm bảo độ tin cậy cao Đặc biệt khối có ý nghĩa với thí nghiệm đánh giá nguồn gen diện tích thí nghiệm nhỏ Số khối thường nhỏ số khối, ví dụ khối có mẫu nguồn gen số khối ,3 khối

Hình 5-1 : Bố trí thí nghiệm đánh giá nguồn gen lúa địa phương trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội (Nguồn: Vũ Văn Liết cộng 2004)

+ Bố trí khối ngầu nhiên khơng hồn chỉnh (Incomplete Block Design)

Trong trường hợp số mẫu nguồn gen lớn, ruộng thí nghiệm khơng đồng bố trí khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh (Incomplete Block Design) Phương pháp bố trí thí nghiệm phổ biến bố trí RCBD nghiên cứu nguồn gen, thí nghiệm nguồn gen ln ln có số lượng mẫu lớn, khơng đồng sức sống đặc điểm khác

Hình 5-2: Bố trí khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh với mẫu nguốn gen A, B, C, D,E,F

Phương pháp bố trí thí nghiệm thêm đối chứng, đối chứng bố trí xen kẽ khối, hình sau:

Hình 5-3 : Bố trí khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh với mẫu nguốn gen A, B, C, D,E,F một đối chứng

(169)

Hình 5-4: Bố trí khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh với mẫu nguốn gen A, B, C, D,E,F một đối chứng mẫu B bị toàn

Như khối I, III VI có ơ, khối cịn lại có thí nghiệm, phân tích thống kê (balance analysis) không thực trường hợp mà phải dụng (unbalance analysis)

Trường hợp thí nghiệm khơng cân đối khối xảy nhiều dạng khác nhau, ví dụ trường hợp sau khối V VI bị hai cịn có số liệu, minh họa hình 5-5

Hình 5-5: Bố trí khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh với mẫu nguốn gen A, B, C, D,E,F một đối chứng khối V khối VI ô thí nghiệm

Những ví dụ ví dụ điển hình cho thí nghiệm đánh gá nguồn gen, linh hoạt thiết kế thí nghiệm phù hợp với trường hợp đặc thù vì:

o Đối chứng lặp lại khác so với mẫu thí nghiệm đánh giá o Bộ mẫu khác số lần lặp lại

o Khối khác kích thước

Những thí nghiệm khơng khó khăn phân tích số liệu với chương trình thống kê

+ Phương pháp bố trí mạng lưới (Lattice) alpha để đánh giá số lượng lớn nguồn gen

trong khối nhỏ

Một phương pháp khác khối ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh lattice design, phương pháp bố trí hữu ích với nhà nghiên cứu nguồn gen quản lý ngân hàng gen thực vật Phương pháp lattice trường hợp đặc thù ngẫu nhiên khơng hồn chỉnh, xem xét mạng lưới ô vuông (square lattice), số mẫu nguồn gen phù hợp cho 9, 16,25,144 900 Trong phương pháp số khối cố định bậc số mẫu nguồn gen, ví dụ 900 mẫu thí nghiệm số khối 30 khối Minh họa số mẫu đưa vào thí nghiệm ( A, B., C, D, E , F , G, H, I ) lặp lại lần (hầu hết thí nghiệm nguồn gen) hình sau:

(170)

Thí nghiệm bố trí lần lặp lại chia thành khối, khối chứa mẫu nguồn gen, không thiết mẫu có mặt khối, mẫu phải có mặt lần lặp lại 01 lần Trong trường hợp bố trí có đối chứng Z, đối chứng bố trí trước làm ngẫu nhiên sơ đồ sau:

Hình 5-7 : Lattice x có đối chứng Z

Khi có số lượng lớn mẫu nguồn gen rõ ràng cần bố trí lattice hiệu Tuy nhiên phương pháp cịn cứng nhắc khơng linh hoạt, số mẫu cần phải đủ theo mức mạng lưới, số mẫu khơng ngang khó bố trí Để khắc phục nhược điểm này, phương pháp thiết kế Alpha (Alpha Design) Phương pháp phù hợp linh hoạt với số mẫu lớn, số lần lặp lại số khối kích thước khối khác

Hình 5-8: Bố trí alpha design với 18 mẫu nguồn gen 01 đối chứng Z

Ví dụ với 18 mẫu nguồn gen, lần nhắc lại 36 thí nghiệm Chúng ta giả sử ruộng thí nghiệm khơng đồng nhất, cần khối chứa mẫu = 24 mẫu Như 12 mẫu cần khối x mẫu = 12 Tổng số khối + = 10 lần lặp lại phải chứa khối Nếu khối bố trí 01 đối chứng đảm bảo so sánh môi trường khác theo biến động ruộng thí nghiệm

+ Bố trí thí nghiệm tăng tiến sơ đồ có chỉnh lý (Augmented Designs)

(171)

Ví dụ 45 chia thành khối, khối có ơ, khối sử dụng đối chứng đối chứng xắp xếp gọi kiểu vng la tinh Khi phân tích số liệu, số liệu đối chứng cung cấp hệ số điều chỉnh xác định xác mẫu nguồn gen kiểm tra

Hình 5-9 : Một sơ đồ xắp xếp vng x có 13 đối chứng

Đối chứng sở phản ánh so sánh mẫu nguồn gen, chúng cho phép suy luận chắn mẫu nguồn gen môi trường khác có nhiều đối chứng nhận biết phân tích

Những phương pháp thí nghiệm thảo luận mong muốn thí nghiệm khơng lặp lại số hay toàn mẫu nguồn gen Phương pháp bố trí thí nghiệm cho phép loại bỏ hạn chế xắp xếp thí nghiệm phương pháp thí nghiệm truyền thống Sử dụng hai đối chứng Z1 Z để điều chỉnh mẫu nguồn gen thí nghiệm khơng lặp lại số lượng lớn Ví dụ thí nghiệm lớn chương trình tạo giống trồng trường Đại học Cambrridge, Vương quốc Anh năm 1986 thực thí nghiệm 1.560 dịng lúa mỳ mùa đơng, với diện tích ruộng thí nghiệm đến ha, kích thước thí nghiệm 1,5 x 4,5 m Thí nghiệm có 16% diện tích đối chứng

5.4.6 Thu thập thông tin thí nghiệm nguồn gen

+ Các mức theo dõi đánh giá:

Theo dõi đánh giá thí nghiệm nguồn gen có mức theo dõi cá thể, theo dõi đánh giá thí nghiệm theo dõi đánh giá tồn thí nghiệm

Theo dõi đánh giá cây: theo dõi đặc điểm quan trọng nhiều thí nghiệm đánh giá tài nguyên di truyền, chúng vật liệu không đồng di truyền, biến động trong mẫu nguồn gen Những tính trạng theo dõi cá thể chiều cao cây, số quả, số nhánh, số lá, độ lớn hạt, quả, số cây, số hạt bông…Số cá thể theo dõi nguồn gen ≥ 30, phân tích số liệu cá thể cho thơng tin đầy đủ độ tin số liệu nguồn gen

(172)

Theo dõi đánh giá tồn thí nghiệm: cung cấp thơng tin chi tiết mơi trường thí nghiệm đất đai, thời vụ gieo trồng, lượng mưa, xạ…

Nếu thí nghiệm có lặp lại, thu thập phân tích giá trị trung bình chung mẫu nguồn gen Quyết định thu thập thông tin nào? mức tùy thuộc vào điều kiện yêu cầu loài trồng, nhìn chung thu thập đầy đủ thơng tin tốt

+ Lập sổ theo dõi đánh giá nguồn gen

Xác định tiêu theo dõi mức, dựa tiêu xác định tần suất theo dõi, lượng mẫu theo dõi cho tiêu để thiết lập sổ theo dõi Mẫu nguồn gen khác tiêu theo dõi khác

Ngoài sổ theo dõi số liệu cần có thêm sổ nhật ký thí nghiệm, ghi chép tất diễn biến thí nghiệm, cơng việc thực hàng ngày

+ Các tiêu theo dõi

a) Mức cá thể

Theo dõi mức cá thể thông tin quan trọng thí nghiệm đánh giá nguồn gen Khi số lượng mẫu lớn tiêu theo dõi giảm đi, số lượng đánh giá chi tiết tiêu theo dõi chi tiết Để không thiếu sót tính trạng quan trọng phân tiêu theo dõi thành nhóm tính trạng:

Nhóm 1: Các đặc điểm hình thái, sinh học Nhóm : Đặc điểm nơng học

Nhóm 3: Năng suất yếu tố tạo thành suất Nhóm 4: Đặc điểm chống chịu sâu bệnh đồng ruộng Nhóm 5: Chống chịu bất thuận

Nhóm 6: Một số tính trạng chất lượng

Mỗi nhóm lại bao gồm nhiều tính trạng cần theo dõi Nhóm 1: Đặc điểm hình thái

+ Dạng + Chiều cao + Số nhánh/khóm + Số cành/cây

+ Số quả/cây, số hạt/bơng + Số

+ Dạng + Kích thước + Góc

+ Màu sắc thân + Dạng hoa + Cấu tạo hoa + Màu sắc hoa + Dạng + Cấu tạo + Màu sắc + Kích thước + Phương thức thụ phấn +

Nhóm 2: Đặc điểm nơng học + Mùa vụ

(173)

+ Ngày hoa, ngày trỗ + Mật độ khoảng cách + Nhu cầu dinh dưỡng + Nhu cầu nước

Nhóm 3: Năng suất yếu tố tạo thành suất + Số cây/đơn vị diện tích

+ Số quả, bông, chùm quả/cây + Số chùm, số hạt/bông + Khối lượng quả, hạt

+ Năng suất cá thể + Năng suất

Nhóm 4: Đặc điểm chống chịu sâu bệnh đồng ruộng + Sâu hại

+ Bệnh hại

+ Nhóm 5: Chống chịu bất thận + Hạn

+ Úng + Mặn + Phèn + Lạnh

Nhóm 5: Một số tính trạng chất lượng + Màu sắc

+ Mùi vị + Nấu nướng + Dinh dưỡng

Mỗi tiêu lại có phương pháp theo dõi cụ thể để đảm bảo độ tin cậy thông tin, phương pháp theo dõi theo chuẩn quốc gia quốc tế Ví dụ cho điểm theo dõi tính trạng lúa cho điểm theo hệ thống đánh giá lúa tiêu chuẩn IRRI (Standard Evaluation System for Rice), ngô theo thang điểm CIMMYT Cán thí nghiệm nên xây dựng bảng theo dõi chi tiết để thực Ví dụ bảng sau với theo dõi đánh giá số tính trạng nguồn gen ngô địa phương

Bảng 5-3: Phương pháp theo dõi đánh giá

TT Chỉ tiêu Thời điểm/tần suất Phương pháp theo

dõi

Lượng mẫu

1 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển

Gieo, -4 lá, 7-9lá, trỗ cờ, phun râu, chín

Ghi chếp có 10% cá thể quần thể

30 cá thể 01 mẫu thí nghiệm Chiều cao cuối Khí trỗ cờ hồn tồn Đo trực tiếp 30 cá thể để tính

trung bình

3 Số bắp Trước thu hoạch Đếm trực tiếp 30 cá thể

4 Diện tích Giai đoạn 3-4 lá, 7-9

lá, trỗ cờ, trước thu hoạch

Đo máy đo diện tích lá, phương pháp cân nhanh

10 01 mẫu nguồn gen, tính trung bình Khả chịu hạn Theo dõi hạn xảy

ra sau hạn

Cho điểm mức độ tàn lá/ CIMMYT, 2002

30 cá thể/ô

6 Bệnh sọc vi khuẩn Theo dõi thời kỳ –

Tính % bị bệnh (CIMMYT,2000)

(174)

Một số tiêu theo dõi khó khăn cân đo, đong đếm theo dõi số tương đối %, cho điểm theo thang điểm Ví dụ cho điểm tính trạng độ tàn ngơ điều kiện hạn sau:

Xác định: Cho điểm theo thang điểm từ đến 10, chia cho phần trăm tổng diện tích đánh giá điểm 10%

= 10% diện tích chết = 60% diện tích chết = 20% diện tích chết = 70% diện tích chết = 30% diện tích chết = 80% diện tích chết = 40% diện tích chết = 90% diện tích chết = 50% diện tích chết 10 = 100% diện tích chết

Chú ý: Điểm tàn theo dõi – thời kỳ khoảng cách – 10 ngày thời gian kết hạt

b) Mức thí nghiệm

+ Mức độ đồng quần thể thông qua quan sát từ số liệu cá thể để phân tích phương sai

+ Số hạt nảy mầm

+ Số khác dạng tổng số cây/ô, + Số biến dị xuất tồn + Năng suất thực thu ô

+ Thời gian chín, thu hoạch + Mức tồn thí nghiệm

Một số tiêu môi trường, tiêu quan trọng đất thí nghiệm dựa phương pháp (1) Từ cầu đường kính cm từ đất mịn; (2) Nước nhỏ giọt lên đất đến bắt đầu dính tay Như sau:

Loại Mơ tả

Cát Đất cịn xốp khơng thể hình thành cầu

Thịt pha cát Đất thành hình trịn ống hình trụ ngắn Thịt Đất cuộn tròn ống 15 cm vỡ uốn cong Thịt pha sét Như đất thịt uốn cong hình chữ U

Sét nhẹ Như đất thịt uốn cong hình trịn nhìn rạn nứt Sét nặng Như đất thịt uốn cong hình trịn không rạn nứt As

Nguồn: Pervez H Zaidi,2002

c) Các tiêu khác tồn thí nghiệm

+ So sánh mẫu nguồn gen + Năng suất lần lặp lại

+ Tương tác kiểu gen môi trường

5.4.7 Quản lý số liệu thu thập

Sau thu thập đầy đủ thông tin số liệu phải lưu trữ sở liệu sổ theo dõi đồng ruộng Số liệu thơ dùng để phân tích số liệu lưu trữ làm tài liệu tham khảo cần kiểm tra lại thông tin

(175)

Ví dụ lưu trữ số liệu thơ tiêu số hạt bơng thí nghiệm hai mức phân bón (P) mật độ độ cấy(M) excel Các sheet khác lưu số liệu thơ tính trạng khác

Sau lưu trữ số liệu thô, số liệu thô đưa vào tính tham số thống kê trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất, phương sai Những tham số thống kê nhận phân tích phần mầm chương trình thống kê

5.4.8 Phân tích thống kê số liệu

Phân tích thống kế thí nghiệm đánh giá nguồn gen tương tự thí nghiệm nghiên cứu nông nghiệp khác Những tham số thống kê quan trọng cần phân tích bao gồm: giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, ANOVA, hệ số biến động, sai khác nhỏ có ý nghĩa, tương tác kiểu gen môi trường, số chọn lọc…

+ Giá trị trung bình phương sai giá trị trung bình

Mỗi cá thể theo dõi tính trạng, nói đến mẫu nguồn gen thường nói đến giá trị trung bình mẫu nguồn gen Giá trị trung bình phương sai giá trị trung bình tính cơng thức:

n x x

n i

i ∑

=

(176)

Như giá trị quan sát chiều cao mẫu giống A có biến đống mạnh, giá trị Max Min xa Còn quần thể mẫu giống B đồng chiều cao hơn, gía trị chiều cao đo dao động nhỏ xung quanh giá trị trung bình Như ngồi giá trị trung bình cần phân tích phương sai giá trị trung bình theo cơng thức sau:

S = ( )

1

2

− −

∑

= n

x x

n i

i

Cả hai tham số giá trị trung bình phương sai giá trị trung bình thực chương trình excel, đơn giản tiện dụng phải vào số liệu thơ để tính với số lượng lớn Khi tính tốn excel hồn chỉnh copy sang văn báo cáo lưu trữ Ví dụ đánh giá 20 mẫu giống lúa địa phương tính trạng chiều dài bông, năm 2005 Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Cây số… Mẫu

nguồn

gen 1 10

TB Độ lệch chuẩn (s) Lần lặp lại

(177)

20 GN41 26,8 21,8 22,4 26,0 24,2 23,2 19,2 20,0 17,5 20,5 22,16 2,97

Lần lặp lại

1 GN13 29,0 27,0 22,5 30,5 28,0 26,5 31,0 27,8 34,8 29,2 28,63 3,22 GN16 22,0 27,0 23,0 22,0 22,9 23,5 23,2 26,0 22,9 23,0 23,55 1,64 GN17 28,5 21,0 18,0 20,0 23,0 27,5 19,5 18,3 28,0 27,8 23,16 4,35 GN18 25,0 18,4 26,4 19,8 23,5 31,5 28,5 30,5 26,5 29,2 25,93 4,36 GN19 21,2 30,4 29,0 23,5 20,0 29,5 37,5 26,0 30,5 26,2 27,38 5,16 GN20 28,0 29,5 20,0 27,0 21,5 16,0 23,0 20,5 21,0 20,0 22,65 4,24 GN21 22,9 28,0 29,8 19,9 26,0 23,0 19,0 21,0 24,5 31,5 24,56 4,22 GN23 31,0 28,5 29,5 28,5 31,0 26,5 26,7 33,5 21,5 28,0 28,47 3,25 GN24 24,0 19,5 26,0 17,5 21,0 18,5 16,0 20,0 21,0 26,0 20,95 3,43 10 GN26 23,0 20,0 16,5 21,0 18,5 21,0 23,0 23,0 22,0 22,0 21,00 2,15 11 GN29-1 31,0 26,0 27,5 34,0 22,0 34,3 31,3 16,0 20,0 27,0 26,91 6,08 12 GN29-2 26,0 25,6 29,0 26,0 18,5 30,5 27,5 26,5 19,5 29,0 25,81 3,93 13 GN31 22,0 22,8 24,5 18,5 19,0 16,0 19,9 20,0 21,2 16,0 19,99 2,76 14 GN33 22,0 24,5 21,0 15,0 17,5 28,8 27,0 24,0 20,0 21,5 22,13 4,16 15 GN34 17,8 22,5 22,8 21,5 18,6 22,0 23,0 25,0 18,0 18,0 20,92 2,60 16 GN36 25,0 26,5 32,0 35,0 26,0 29,0 27,2 26,5 25,5 23,0 27,57 3,55 17 GN38 37,5 31,0 39,0 38,5 38,5 41,8 41,5 36,0 35,0 35,0 37,38 3,26 18 GN40-1 27,5 25,2 22,6 29,5 22,5 28,0 26,6 25,5 27,0 23,0 25,74 2,42 19 GN40-2 20,5 23,5 20,0 21,0 23,5 16,0 19,2 24,0 21,0 19,5 20,82 2,42 20 GN41 26,8 21,8 22,4 26,0 24,2 23,2 19,2 20,0 17,5 20,5 22,16 2,97

+ Phân tích ANOVA, phân tích mức đám,phân tích hồi quy, tương quan

Phân tích ANOV, phân tích mức đám, phân tích hồi quy, tương quan thí nghiệm nghiên cứu nguồn gen tương tự thí nghiệm nơng nghiệp khác, thí nghiệm nguồn gen thực có số lần lặp lai trở lên

+ Phân tích tương tác kiểu gen mơi trường

Phân tích tương tác kiểu gen mơi trường đơi cần thiết cho thí nghiệm đánh giá nguồn gen, cần xem xét mức độ ổn định nguồn gen với thay đổi môi trường Môi trường yếu tố tác động đến trồng, tạo kiểu hình giá trị sai khác với giá trị thực kiểu gen Tương tác kiểu gen G (genotype) môi trường E (Environment) ký hiệu GEI (Genotype x environment interactions) Là tượng hai hay nhiều kiểu gen phản ứng khác với thay đổi môi trường (Paolo,2002) QTL(Quantitative trait locus) x environment (E) tương tác tính trạng số lượng mơi trường

Thích nghi (Adaptation) q trình mà kiểu gen thực vật thích nghi với mơi trường định

Thích ứng khả thể thích nghi trồng cho sinh trưởng tốt, suất cao ổn định môi trường hay số môi trường cụ thể Mơ hình phân tích ổn định Bemardo (2002) Eberhard Russell (1966)

Pij =µ+ gi + bitj +δij + eij

Trong :

Pij giá trị kiểu hình kiểu gen giống I mơi trường j µ giá trị trung bình tồn thí nghiệm

gi tác động kiểu gen i qua môi trường bi đường hồi quy pij tj

tj số môi trường ( ảnh hưởng môi trường j lên kiểu gen) δij độ lệch pij từ gía trị hồi quy cho tj

(178)

+ Tính khoảng cách di truyền mẫu nguồn gen

Xác định khoảng cách di truyền mẫu nguồn gen dựa kiểu hình

Khoảng cách di truyền khác hai thực thể mơ tả biến động alllel (Nei, 1973) Định nghĩa Nei (1987) hoàn chỉnh “ Khu vực gen khác quần thể loài xác định số số lượng”

Định nghĩa hoàn chỉnh “ Bất kỳ khác di truyền xác định mức chuỗi mức chuỗi allel cá thể, quần thể loài gọi khoảng cách di truyền” (Beaumont cs, 1998)

Xác định khoảng cách đường tuyến tính hay khoảng cách clit (Euclidean or straight-line) Những mơ hình toán học sử dụng phổ biến để ước lượng khoảng cách di truyền- genetic distance (GD) thực thể (kiểu gen quần thể) thông qua số liệu hình thái Khoảng cách ơclit hai cá thể i j, có giá trị quan sát các đặc điểm hình thái (p) biểu thị giá trị x1, x2, , xp y1, y2, , yp cho i j, tính cơng thức sau:

Ngồi xác định khoảng cách di truyền dựa khoảng ơclit cịn có mơ hình tốn học khác cần tham khảo thêm Rogers' Distance; Modified Rogers' Distance; Cavalli-Sforza Edwards' Chord Distance; Reynolds' Dissimilarity

Xác định KCDT dựa thị phân tử

Số liệu thị phân tử sản phẩm khuyếch đại ngang với số allel thực thể: Khuyếch đại SSRs (simple sequence repeats ); RFLPs (restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) Tính tần suất allel để xác định khoảng cách di truyền cá thể i j ước lượng công thức sau:

r n

a

r aj ai X

X t cons j

i d

/ 1

tan )

,

( ⎟

⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ −

= ∑

=

Trong đó: Xai tần xuất allel a cá thể thứ i j, n số allel locus, r số cơ sở hệ số sử dụng dạng đơn giản ( r = 1)

5.5 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN

NorAiniAb Shukor, 2001 cho sử dụng marker di truyền phân tích đa hình khuyếch đại ngẫu nhiên ADN -RAPD (Random amplified polymorphic DNA) có ý nghĩa đánh gía bảo tồn nguồn gen Bên canh sử dụng để xác định đặc điểm nguồn tài nguyên di truyền Marker phân tử có tiềm ứng dụng để cải tiến trồng, ứng dụng Marker phân tử chia thành nhóm (1) đánh giá di truyền, (2) lượng hóa biến dị di truyền (3) trợ giúp chọn lọc Lượng hóa biến dị di truyền nhiều lồi trồng ví dụ sau

Bảng 5-4 Ứng dụng marker phân tử cho số loại nguồn gen Ứng dụng Phương

pháp Loài Ghi Tham khảo

Các mẫu mục tiêu RAPD

RFLP Theobroma cacao ( Cocoa) Nên sử dụng phân tích đám di truyền Lerceteau et al.1997 Đánh giá nguồn RAPD Triticum 15% mẫu nguồn Cao et al ,1998

(179)

gen thu thập aestivum gen nhân sử dụng marker DNA

Brassica

aleracea ( bắp

cải)

Có thể nhóm từ 14 đến mẫu để giảm bớt chi phí

Phippen et al,1997

Các bước thực phân tích RAPD sau:

Hình 5-10 Các bước thực phân tích RAPD

Phân tích Isozyme sản phẩm protein hay gen trực tiếp, Isozyme khác hình thức enzyme với chất cụ thể khác lưu chuyển điện tử (electrophoretic mobilities) Phương pháp dựa di truyền phân tử khác tăng đột biến làm thay đổi chuỗi ADN Thay đổi di truyền đột biến gen enzyme amino axít thay bề mặt enzyme, khác nguyên nhân tỷ lệ khác Isozyme điện trường Bằng phương pháp Isozyme di truyền khác cá thể hay quần thể khám phá đơn giản nhanh Các bước thực sau :

Hình 5-11 Các bước thực phân tích Isozyme

Nguồn tài nguyên di truyền thực vật cần thiết cho tiếp tục bảo tồn sử dụng cải tiến trồng nơng nghiệp, đánh giá đặc điểm, đặc biệt đặc điểm hình thái, nơng sinh học Thời gian qua, đánh giá tính trạng chủ yếu dựa kiểu hình phương pháp tiếp cận thường bị hạn chế với tính trạng có khả di truyền cao, biểu biến động tính trạng phản ứng mạnh với mơi trường khó xác định

(180)

Kết cho thấy sử dụng marker phân tử để nghiên cứu phân loai nguồn gen thu độ xác cao Sau thu thập nguồn gen cần phân loại cho bảo tồn sử dụng, với bảo tồn hạt ngân hàng gen Frankel, 1973; Hawkes, 1983 phân làm hai loại nguồn gen (Base collections ) nguồn gen hoạt động (Active collections ), nguồn gen sử dụng (Working collections) không loại hệ thống bảo tồn di truyền

5.6 TỔNG HỢP KẾT QUẢ VÀ TÀI LIỆU HÓA

Nguồn gen tài liệu hóa bổ sung đầy đủ thơng tin sau thí nghiệm đánh giá nguồn gen, bước tài liệu hóa đưa vào sở liệu có ý nghĩa quan nhằm cung cấp đầy đủ thống tin cho:

o Quản lý nguồn gen bảo tồn o Nghiên cứu bảo tồn

o Tình trạng nguồn gen

o Cung cấp cho người sử dụng o Sử dụng trao đổi nguồn gen

5.7 SỬ DỤNG NGUỒN GEN THỰC VẬT

Nguồn gen thực vật tài sản nhân loại liên quan đến sống người, sử dụng vào nhiều mục tiêu khác Một số tài nguyên di truyền sử dụng đáp ứng cho nhu cầu cón người, số chưa sử dụng có tiềm sử dụng tương lai Những lĩnh vực cần sử dụng tài nguyên di truyền thực vật chính:

5.7.1 Nghiên cứu bản:

Sử dụng nguồn gen cho nghiên cứu chủ yếu lĩnh vực nghiên cứu di truyền, thực vật học, nghiên cứu ưu lai, tính chống chịu, hóa sinh, sinh học phân tử, công nghệ di truyền, công nghệ tế bào mơi trường Ví dụ nghiên cứu di truyền Arabidopsis

thaliana W.A Rensink and C Robin Buell,2004 nghiên cứu di truyền

cây Arabidopsis thaliana cho người hiểu biết loài trồng

5.7.2 Sử dụng chương trình tạo giống với mục tiêu khác

Nguồn gen sử chương trình lai, chuyển gen, cải tiến giống, tạo giống thích nghi, tạo giống chống chịu Nguồn gen sử dụng chương trình tạo giống có phạm vi rộng, tất quốc gia, ví dụ Trung Quốc 13 Viện nghiên cứu nhận 21,1% mẫu nguồn gen cho chương trình cải tiến giống trồng, 1281 giống tạo nhờ sử dụng 1487 mẫu nguồn gen (số chiếm 0,8% tổng lượng mẫu nguồn gen có Trung Quốc) Kết nghiên cứu sử dụng nguồn gen cho thấy trồng có giá trị kinh tế mẫu nguồn gen sử dụng nhiều hiệu cao Mặc dù ngày Trung Quốc khoảng 85% trồng sử dụng giống cải tiến tất trồng cải tiến giống lai điều có có liên quan đến sử dụng nguồn gen

5.7.3 Sử dụng thu thập mẫu nguồn gen hạt nhân

(181)

Brown (1984) phát triển nguyên lý thu thập nguồn gen hạt nhân Brown năm 1989 phát triển thành lý thuyết, sở quan trọng sử dụng nguồn tài nguyên di truyền thực vật Những lý thuyết kỹ thuật thu thập nguồn gen hạt nhân đực trình bày chương (thu thập nguồn gen thực vật) Mục tiêu thu thập nguồn gen hạt nhân phục vụ bảo tồn sử dụng nguồn gen cho nhiều mục đích, có ba mục đích thu thập nguồn gen hạt nhân:

+ Giúp cho quan lý nguồn tài nguyên di truyền thực vật

+ Lưu giữ trồng mục tiêu lúa, ngô, khoai, sắn, số rau, ăn , thuốc dài hạn

+ Giúp nhà nghiên cứu tiếp cận toàn nguồn gen thông qua số lượng tối thiểu nguồn gen

5.7.4 Phân nhóm nguồn gen cho chương trình cải tiến giống

Trước chương trình sử dụng nguồn gen cho cải tiến giống trồng sử dụng nguồn gen thực vật Nghiên cứu đánh giá nguồn gen để xác định nguồn gen sử dụng cho mục đích khác nhau, sau đánh giá phân thành nhóm nguồn gen gọi nguồn gen hoạt động Nghiên cứu phân nhóm nguồn gen theo nhiều hình thức, phân nhóm theo chương trình tạo giống, phân nhóm theo nguồn gốc xuất xứ, phân nhóm theo hệ thống phân loại thực vật Việc phân nhóm phụ thuộc vào chương trình quốc tế, quốc gia quan nghiên cứu

1) Phân nhóm theo chương trình tạo giống Nhóm nguồn gen trực tiếp sử dụng

Nhóm nguồn gen cho chương trình tạo giống suất

Nhóm nguồn gen cho chương trình tào giống chống chịu điều kiện bất thuận Nhóm nguồn gen cho chương trình phát triển giống chống chịu sâu bệnh Nhóm nguồn gen cho chương trình tạo giống chất lượng

2) Phân nhóm theo nguồn gốc xuất xứ nguồn gen Nguồn gen hoang dại

Nguồn gen giống trồng địa phương

Nguồn gen chương trình trao đổi nguồn gen Quốc tế 3) Phân nhóm theo hệ thống phân loại thực vật

Nguồn gen họ hòa thảo Nguồn gen họ bầu bí Nguồn gen họ thập tự Nguồn gen họ cam quýt…

Mỗi nhóm nguồn gen lại phân thành nhóm nhỏ phục vụ cho chương trình tạo giống cụ thể Sau phân nhóm hình thành danh mục nguồn gen cung cấp cho nhà chọn giống lựa chọn sử dụng chương trình phát triển giống trồng

5.7.5 Phân phối sử dụng nguồn gen

Phân phối nguồn gen cung cấp mẫu nguồn gen đại diện mẫu hạt ngân hàng gen, mẫu mô, phanạ nhân giống sinh dưỡng hay DNA theo yêu cầu người sử dụng, nhìn chung phân phối nguồn gen phân phối từ nguồn gen hoạt động

(182)

Trước sử dụng nguồn gen dựa chủ yếu vào tự nhiên, ngày việc sử dụng nguồn gen gắn liền với bảo tồn nguồn gen Các ngân hàng gen phải liên kết với người sử dụng, nhà tạo giống, nhà nghiên cứu, nơng dân nhóm khác Phân phối nguồn gen đảm bảo đến địa tốt Các điều kiện mơi trường q trình vận chuyển ảnh hưởng đến chất lượng nguồn gen từ ngân hàng đến nơi sử dụng Bởi phân phối nguồn gen nước, vùng hay tồn cầu có khoảng cách thời gian vận chuyển khác Khi phân phối nguồn gen cần có kỹ thuật đóng gói, bảo quản phù hợp cho nơi nhận khác để đảm bảo chất lượng nguồn gen

a) Phân phối nguồn gen nước

Bước 1: Xác định mẫu nguồn gen phân phối

Bước cần có cơng tác chuẩn bị phân phối nguồn gen, công tác chuẩn bị đảm bảo phân phối đầy đủ, xác nâng cao hiệu sử dụng nguồn gen chương trình tạo giống quốc gia hay địa phương Những điểm lưu ý chuẩn bị phân phối nguồn gen gồm:

+ Kiểm tra sở liệu để định số lượng phân phối

+ Chỉ phân phối số lượng tối thiểu 1/4 đến 1/6 lượng mẫu nhân chu kỳ, cịn lại trì cho nhu cầu khác

+ Nếu lượng khơng cịn đủ phân phối cần thông báo lại nơi phân phối tiến hành nhân hạt sau phân phối

+ Kiểm tra thông tin thu thập thông tin khác cung cấp cho người sử dụng

Bước 2: Chuẩn bị mẫu cho phân phối

+ Đăng ký ghi nhận thông tin người nhận mẫu + Chuẩn bị danh sách mẫu nguồn gen phân phối

+ Kiểm tra yêu cầu cho vận chuyển nguồn gen đến nơi nhận + Đóng gói dán nhãn cho mẫu nguồn gen

+ Cập nhật thông tin vào sở liệu

Nếu mẫu nguồn gen lạnh cần luyện thích nghi trước vận chuyển cách đưa khỏi kho lạnh từ ngày hôm trước sử dụng vận chuyển lạnh Mở dụng cụ chứa nhanh chóng xắp xếp nguồn gen dựa nhãn ngồi túi đựng hạt Sử dụng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên để đảm bảo mẫu cung cấp đại diện cho mẫu nguồn gen, số lượng hạt cung cấp khuyến nghị từ 50 – 100 hạt cho mẫu cung cấp, phụ thuộc vào hệ thống tạo giống loài trồng (cây giao phấn cần nhiều tự thụ phấn cần hơn) Sau lấy mẫu đưa mẫu vào bao bì dán kín để chuyển đến nơi nhận để tránh hút ẩm hư hỏng nguồn gen Để đảm bảo an tồn khơng nhầm lẫn ngồi nhãn bên ngồi túi cần có nhãn số hiệu nguồn gen đặt túi

Bước 3: Chuẩn bị danh sách thông tin cho nguồn gen phân phối để gửi theo mẫu nguồn gen

Danh sách thông tin bao gồm thông tin chi tiết thu thập số mẫu, nhận biết, địa phương đặc điểm thông tin khác nơi nhận đề nghị

Bước 4: Gửi mẫu nguồn gen đến nơi nhận

Đóng gói chung thơng tin số mẫu hộp theo tiêu chuẩn, gửi theo phương tiện vận chuyển khác nhau, hộp cần có đầy đủ thơng tin, người nhận, địa thơng tin an tồn hàng hóa Gửi vận chuyển nguồn gen theo phương tiện nhanh để tránh hư hỏng sức sống nguồn gen Công việc ghi nhận thông tin gửi nguồn gen vào sở liệu

(183)

Trao đổi nguồn gen Quốc tế cần tuân thủ theo quy định luật trao đổi xuất nguồn gen Xử lý làm trước thực bước đóng gói nguồn gen chuyển theo đề nghị quốc gia nhập nguồn gen Kiểm dịch nguồn gen thực nơi xuất nơi nhập nguồn gen theo tiêu chuẩn luật pháp Quốc tế Kiểm dịch cần có chứng kiểm dịch đảm bảo thủ tục pháp lý kết kiểm dịch Tuy nhiên kiểm dịch nơi nhập quan trọng để ngăn ngừa dịch hại quy định cấm nhập vào nước Các bước chuẩn bị mẫu nguồn gen cho xuất tương tự phân phối nước

Thông tin phản hồi từ nơi sử dụng nguồn gen: nhận phản hồi từ nơi sử dụng nguồn gen cần thiết, thông thường thông tin phản hồi khoảng tháng lần Những thông tin giúp cho nhận biết thiếu khuyết dịch vụ cung cấp nguồn gen, bên cạnh nhận thêm thơng tin đặc điểm, tính trạng nguồn gen khả chống chịu dịch hại nơi nhập nguồn gen Sau nhận phản hồi thông tin cập nhật vào sở liệu nguồn gen tác động lợi ích nguồn gen

5.7.6 Sử dụng nguồn gen hoang dại họ hàng hoang dại a) Đặc điểm nguồn gen hoang dại

Nguồn gen hoang dại họ hàng hoang dại trồng có đặc điểm tính trạng q khả chống chịu điều kiện bất thuận, sâu bệnh số có chất lượng tốt sản phẩm chứa hợp chất hữu đặc thù sử dụng cho mục đích làm thuốc hay chế biến Nhận biết tính trạng allel có lợi sử dụng trực tiếp làm vật liệu cho chọn tạo giống trồng cần thiết Tóm lại đặc điểm quan trọng nguồn gen hoang dại là:

+ Khả thích nghi cao mà trồng khơng có + Sinh trưởng, phát triển mạnh

+ Chống chịu tốt với dịch dại, cỏ dại, sâu bệnh + Số lượng biến dị lớn

+ Một số lồi tích lũy hợp chất hữu sử dụng cho làm thuốc + Nguồn gen hoang dại thường có suất thấp

+ Sản phẩm đa số nguồn gen hoang dại khơng có khả sử dụng trực tiếp + Hạt có ngủ nghỉ bảo thủ di truyền cao

b)Sử dụng nguồn gen hoang dại

Nguồn hang dại tự nhiên họ hang hoang dại trồng có nhiều lồi đa bội đa bội chuối, mía cam quýt… khơng sử dụng để phân loại mà cịn sử dụng tái tổ hợp tạo giống trồng đa bội mức đa bội khác ví dụ giống chuối

AAA AAB

Nguồn gen hoang dại có tầm quan trọng đặc biệt thu hút nước Trung tâm nghiên cứu thu thập, bảo tồn sử dụng ngày rộng rãi Theo báo báo IRRI năm 2000 Viện nghiên cứu lúa Quốc tế nhận 700 mẫu giống nguồn gen lúa (O sativa) 84 mẫu lúa hoang dại, đưa tổng mẫu nguồn gen lúa bảo tồn IRRI lên 24.700 mẫu có 2400 mẫu giống lúa hoang dại thu thập từ 22 nước Châu Á Hàng năm IRRI cung cấp mẫu nguồn gen, có nguồn gen lúa dại đến quốc gia cho chương trình tạo giống thu thành công lớn Năm 1999 Việt Nam nhận 17 mẫu nguồn gen cho lai có 20 dòng đưa vào khảo nghiệm Quốc gia

(184)

Khoai tây hoang dại thu thập bảo tồn 11.845 mẫu nguồn gen khoai tây hoang dại từ nước phục vụ bảo tồn, nghiên cứu sử dụng chọn tạo giống khoai tây cho hệ thống sinh thái sản xuất khoai tây khác Châu Âu, đặc biệt chống chịu lạnh sương muối Theo nghiên cứu Vega, S.E cộng giống khoai tây cải tiến khả chống chịu sương muối số lồi họ hồng hoang dại có khả chống chịu với sương muối chịu lạnh sử dụng chương trình tạo giống

Sử dụng nguồn gen hoang dại có hướng chủ yếu :(1) sử dụng trực tiếp cho sản xuất có nhu cầu người (2) sử dụng để lai chuyển gen cho tính trạng đặc biệt; (3) Sử dụng làm vật liệu nghiên cứu di truyền nghiên cứu đa dạng sinh học

Sử dụng trực tiếp : Rất nhiều hoang dại sử dụng trực tiếp, nhiều cây thuốc, gia vị Ác ti sô (Cynara scolymus L.), bạc hà mọc hoang dại (Mentlia arvensis L.), củ mài ( Dioscorea persimilis Prain et Burkill), dành dành (Gardenia jasminoides Ellis) vừa làm thuốc vừa cho phẩm màu chế biến thực phẩm, diếp cá (Houttuynia cordata Thumb.) vừa rau có tác dụng làm thuốc, húng chanh (Coleus amboinicus Lour.), hương nhu ( Ocimum sanctum L.) Tuy nhiên khai thác mức mà nguồn gen hoang dại bị cạn kiệt, bảo tồn cho sử dụng bền vững nguồn gen hoang dại quan tâm toàn cầu

Sử dụng cho lai chuyển gen, đặc biệt gen chống chịu chất lượng đặc thù Khi lai chuyển gen với trồng thường gặp khó khăn lai xa sai khác di truyền sinh lý hai bố mẹ Ngày cơng nghệ sinh học phát triển khắc phục cứu phơi Phơi khơng có sức sống tách đưa vào nuôi cấy môi trường phù hợp Ví dụ lai cà chua trồng (Lycopersicon esculentum) với cà chua dại (L Perruvianum), (Thomas Pratt,1981) Lai cỏ linh lăng (cỏ họ đậu làm thức ăn gia súc) Medicago sativa với M rupestris (McCoy, 1985)

Ưu lai nhận lai lạc, loài Arachis hypogaea loài tự bất hợp là A paraguariensis A appressipila hai chống bệnh đốm thông qua sử dụng cứu phối thành công ( Rao cộng sự,2003) Lai cải dầu ( Brassica napus ) cây hạt cải trắng (Sinapsis alba ); thu nhiều tính trạng mong muốn chống chịu những sâu hại chủ yếu họ cải (Brasicca), chống chịu nhiệt độ cao khô hạn bên cạnh chống chịu tách ( Brown cộng sự, 1997, Momotaz cs, 1998)

Nuôi cấy phơi chứng minh cơng cụ hữu ích khắc phục tự bất hợp giao tử các loài phụ khác Gần chuyển gen chống bệnh thối nhũn khoai tây dại (Solanum

pinnatisectum ) vào khoai tây trồng (Solanum tuberosum ) thành công thực lai

cứu phôi (Ramon hanneman,2002)

Sử dụng tính trạng đặc biệt nguồn gen hoang dại chương trình tạo giống trồng tính trạng bất dục đực CMS, TGMS PGMS loài hoang dại chuyển vào trồng phục vụ phát triển giống ưu lai bất dục hoang dại lúa WA sử dụng tạo giống lúa lai dòng, ba dạng bất dục CMS ngơ tìm thấy tự nhiên T, C S, dạng bất dục T sử dụng tạo khoảng 70% giống ngô lai Mỹ đến năm 1970

(185)

thuật phân tử ngày xác định xác gen chuyển gen vào lúa trồng, thành công minh họa bảng 5-5

Bảng 5-5: Kết chuyển gen từ loài lúa dại Oryza vào lúa trồng

Lồi Donor Oryza Tính trạng

Loài dại Genome Mẫu nguồn gen số A Đã chuyển vào Oryza sativa

Bệnh còi cọc O nivara AA 101508

O longistaminata AA -

O officinalis CC 100896

O minuta BBCC 101141

O latifolia CCDD 100914

O australiensis EE 100882 Benẹh bạc

O brachyantha FF 101232

Bệnh đạo ôn O minuta BBCC 101141

O officinalis CC 100896

O minuta BBCC 101141

O latifolia CCDD 100914 Chống chịu rầy nâu

O australiensis EE 100882

Chống chịu rầy lưng trắng O officinalis CC 100896

O sativaf spontanea AA -

O perennis AA 104823

Bât dục đực CMS

O glumaepatula AA 100969

O rufipogon AA 105908

Chống bệnh tungro

O rufipogon AA 105909

B Đánh giá xác đinh gen chống chịu

Sâu đục thân O longistaminata AA -

Bệnh khô vằn O minuta BBCC 101141

Khả kéo dài lóng O rufipogon AA CB751

Chống chịu chua phèn O glaberrima AA many

Cạnh tranh với cỏ dại O glaberrima AA many

Source: Brar Khush, 2002 (cải tiến)

Theo Khush lai lúa trồng lúa dại có gen AA thực phương pháp lai bình thường, lai lúa trồng lồi họ hàng hoang dại thường khó khơng có khả lai tạo phơi bình thường, trường hợp phải thực cứu phôi để lai dòng ưu tú giống với mẫu nguồn gen hoang dại có genome BBCC, CC, CCDD, EE, FF, GG, HHJJ HHKK thành công Một số gen kháng bệnh chuyển vào lúa trồng thành công gen kháng virus vàng lùn từ loài O nivara vào giống IR 28, IR 29 , IR 30, IR 32, IR 34 IR 36

(186)

hiện nguồn bất dục CMS loài dại O perennis chuyển gen thành công vào lúa indica (Dalmacio cs, 1995) tạo dòng bất dục IR66707A

Bảng 5-6 : Ví dụ chuyển số gen quan trọng vào lúa trồng

Gen chuyển Phương pháp chuyển Tính trạng có lợi Tài liệu tham khảo

bar Vi tiêm, bắn gen

(microprojectile/bombardment)

Chống chịu thuốc trừ cỏ Cao et al., 1992

bar PEG Chống chịu thuốc trừ cỏ Datta et al., 1992

Coat protein Chích điện (Electroporation)

Chống chịu virus sọc Hayakawa et al., 1992

Coat protein Bắn hạt Chống chịu virus tungro Sivamani et al., 1999 Chitinase PEG-mediated Chống chịu khô van Lin et al., 1995; Datta et

al., 2001 cryIA(b) Chích điện

(Electroporation)

Chống chịu sâu đục thân

Fujimoto et al., 1993

cryIA(b) Bắn hạt Chống chịu sâu đục

thân

Wunn et al., 1996; Ghareyazie et al., 1997

cryIA(c) Bắn hạt Chống chịu sâu đục

thân

Nayak et al., 1997

cry1A(b), cryIA(c)

Vi khuẩn

Agrobacterium

Chống chịu sâu đục thân

Cheng et al., 1998

cry1A(b), cryIA(c)

Bắn hạt Chống chịu sâu đục thân

Tu et al., 2000

cry1A(c), cry2A, gna

Bắn hạt Chống chịu sâu đục thân, rầy nâu

Maqbool et al., 1998, 2001

CpTi PEG-mediated Chống chịu sâu đục

thân

Xu et al., 1996

gna Bắn hạt Hoạt động trừ sâu đục

thân

Rao et al., 1998 Corn cystatin

(CC)

Chích điện (Electroporation)

Hoạt động trừ sâu

Sitophilus zeamais

Irie et al., 1996

Xa21 Bắn hạt Chống bệnh bác Tu et al., 1998; Zhang et

al., 1998 codA Chích điện

(Electroporation)

Tăng khả chịu măn

Sakamoto and Murata, 1998

Soybean ferritin

Vi khuẩn

Agrobacterium

Tăng hàm lượng sắt hạt

Goto et al., 1999; Lucca

et al., 2001

psy Bắn hạt Tích lũy Phytoene

nội nhũ

Burkhardt et al., 1997

psy, crt1, lcy Vi khuẩn

Agrobacterium

Tích lũy tiền vitamin A Ye et al., 2000

Source: Khush and Brar, 2002 (modified)

(187)

trồng có cấu trúc genome phức tạp chúng lai hai loài S officinarum loài dại S spontaneum Sự lai tạo hàng trăm NST gần 20 NTS lồi dại góp phần tăng sức sống, khả chống chịu bất thuận chống chịu bệnh Nhưng chúng tạo khó khăn cho nhà tạo giống nghiên cứu di truyền, nhờ di truyền phân tử nhận biết đóng góp lồi dại vào tính trạng mục tiêu

5.7.7 Sử dụng nguồn gen trồng địa phương a) Đặc điểm nguồn gen địa phương

Nguồn gen trồng địa phương phân làm loại nguồn gen trồng địa (landrace) nguồn gen giống địa phương người chọn lọc hay nhập nội từ nơi khác đến (local cultivar) Cả hai loại nguồn gen có đặc điểm thích nghi cao với điều kiện địa phương, có chất lượng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng địa phương Hầu hết giống địa phương có suất thấp, cao chịu điều kiện nghèo dinh dưỡng điều kiện thâm canh thấp

Tuy nhiên giống địa phương quần thể phức tạp canh tác, trao đổi hạt giống cộng đồng cộng đồng, kinh nghiệm chọn lọc, để giống giao phấn Chính giống địa phương đa dạng di truyền vật liệu quý cho chương trình cải tiến giống trồng

b) Sử dụng nguồn gen địa phương

+ Sử dụng trực tiếp:

Giống địa phương giữ vai trò quan sản xuất nông nghiệp quốc gia vùng, đặc biệt vùng có điều kiện khó khăn Sử dụng trực tiếp giống trồng địa phương có chọn lọc phục tráng, cải tiến không chọn lọc Sử dụng trực tiếp nguồn gen trồng địa phương điển hình Trung Quốc với 178 trồng trồng trọt 12.722.000 ha, ước tính chiếm 0,9% tổng diện tích gieo trồng trồng mục tiêu Ví dụ giống lúa mỳ Xiaohongmai có khả chịu hạn trồng vùng giáp Mông cổ hàng trăm năm, giống lúa địa phương Zhubao Yabao trồng Hải Nam 30 năm Khảo sát Trung Quốc cho thấy gần 66 giống lúa địa phương chủ yếu Trung Quốc sử dụng trồng trọt khoảng 77,5% diện tích lúa địa phương Trung Quốc

Ở Việt Nam sử dụng nhiều giống trồng địa phương cho mục tiêu khác Nhóm giống trồng địa phương sử dụng trực tiếp nhiều thuốc, rau gia vị, ăn Nhóm lương thực vùng có điều kiện khó khăn, giống cải tiến hay giống lai khơng thích nghi giống địa phương chiếm ưu tỉnh miền núi Việt Nam

Cây làm thuốc thực phẩm: gấc ( Momordiaca cochnchinensis (Lour.) Speng., cây gừng ( Zingiber officinable Rose), Hoàng tinh (Maranta arundinacea L.)

Cây rau gia vị : Thì (Anethum graveolens L.), húng quế (Ocimum basilicum) , tía tơ (Perilla L.), kinh giới (Origanum majorana L.)

Các trồng đặc sản lúa tám thơm, nếp hoa vàng, nhãn lồng Hưng Yên, bưởi Đoan Hùng, bưởi phúc trạch…

+ Sử dụng làm vật liệu cho chương trình tạo giống khác

(188)

sử dụng chọn lọc tự phối tạo dịng cho chương trình phát triển ngơ ưu lai Ở Việt Nam có thành công chọn lọc trực tiếp các giống địa phương giống lúa tép lai chịu mặn chọn lọc từ giống lúa chiêm Hải Phòng, giống lúa nếp TK90 chọ lọc từ giống lúa nếp địa phương Hịa Bình, giống đậu tương AK02 chọn cá thể từ giống đậu tương vàng Mường Khương

Giống địa phương sử dụng rộng rãi vào chương trình lai tạo giống giới mà điển hình cách mạng xanh năm 1960 Viện nghiên cứu lúa Quốc tế lai tạo thành công giống lúa cải tiến thấp IR8 từ giống lúa địa phương giống bán lùn Trung Quốc Dee-geo-woo-gen (DGWG) với giống cao Peta Indonesia Việt Nam thành công sử dụng nguồn gen lúa địa phương lai tạo giống cải tiến ví dụ: giống lúa CRÔ1 lai ( BG90-2 chiêm ba lá) x tẻ tép, giống lúa M6 tạo lai bầu Hải Phòng với giống 1548, giống lúa OM2718 tạo từ lai Thần Nông đỏ IR48

Các mẫu nguồn gen lúa mỳ địa (Triticum aestivum L subsp aestivum) USDA-ARS thu thập mẫu nguồn gen hạt quốc gia (NSGC), đánh giá khả chống bệnh giống lúa mỳ địa qua 25 năm Phân tích khả chống bệnh 10.759 mẫu nguồn gen với bệnh nấm cựa gà nấm Tilletia tritici (Bjerk.) Wint.Và T laevis Kühn, 8.167 với bệnh cựa gà lùn (DB) nấm T controversa Kühn Các giống lúa mỳ địa có nguồn gốc địa sinh thái, mối quan hệ với màu sắc râu hạt mẫu nguồn gen, vùng biến động kiểu hình có tần xuất chống bệnh cao bệnh cựa gà mở rộng từ Serbia Montenegro qua Macedonia, Turkey,và Iran, nguồn gen tỉnh Kosovo Serbia Montenegro có tần suất chống bệnh cao (36%) tỉnh Bakhtarancủa Iran (40.8%), Khả chống bệnh cựa gà lùn tập trung nguồn gen thu thập từ Iran, Serbia Montenegro có tần suất cao (58%) Các nhà chọn giống ICARDA Viện nghiên cứu giới yêu cầu vật liệu di truyền từ ngân hàng gen lúa mỳ, vật liệu có tính trạng chống chịu với bất thuận sinh học phi sinh học Hàng nghìn mẫu nguồn gen đánh giá khả chịu hạn chống chịu bệnh Những gen có lợi đưa vào chương trình tạo giống, gen từ loài họ hàng hoang dại chuyển vào genome giống cải tiến Ví dụ bắt đầu năm 1994/1995 gen từ tổ tiên lúa mỳ lưỡng bội hoang dại (Triticum urartu, T baeoticum, Aegilops speltoides and Ae tauschii ) tam bội (T

dicoccoides) tạo biến dị suất cao Các dạng lục bội tạo lai lai giống

lúa mỳ địa ‘Haurani’ với mẫu nguồn gen hoang dại (Ae Tauschii) lai lúa mỳ cứng với lúa mỳ dại (Triticum spp.), lai trở lại với giống có tính trạng hình thái mong muốn nhận nhiều gié, thấp cây, chín sớm đẻ nhánh khỏe chịu hạn Giống lúa mỳ cứng chống bệnh gỉ sắt lai lúa mỳ cứng với loài dại Triticum spp Ae

Speltoides, tạo giống chống bệnh rỉ sắt lai lúa mỳ cứng địa với loài dại T baeoticum Ae speltoides

Ngồi giống địa phương cịn sử dụng chương trình chọn giống đột biến, ni cấy mô tạo biến dị xô ma, chuyển gen điển hình chuyển gen kháng bệnh

5.7.8 Sử dụng nguồn gen tạo thành nguồn gen trồng giới a) Đặc điểm nguồn gen tạo thành trồng giới:

(189)

b) Sử dụng Nguồn gen trồng tạo thành trồng giới

Nguồn gen trồng trồng tạo thành trồng giới có bảo tồn Quốc gia, Viện Trung tâm nghiên cứu quốc tế, Nguồn gen đánh giá sử dụng mạng lưới bảo tồn đánh giá nguồn gen quốc tế, số lượng sử dụng hàng năm lớn Ví dụ sử dụng nguồn gen lúa từ Viện nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI cho thấy năm 1999 có 287 dịng thử nghiệm mạng lưới đánh giá nguồn gen, chọn làm bố mẹ chương trình lai tạo giống 27 nước, 13 giống thử nghiệm 519 dòng đưa vào đánh giá suất nước bảng sau:

Bảng 5-7: Sử dụng nguồn gen lúa nước năm 1999

Nước Số lượng

Sử dụng để lai Số giống đưa vào thử nghiệm suất

Bangladesh 18 Cambodia - 42 Trung Quốc 61 30

Ai Cập 37 37

Ấn Độ 42 72

Triều Tiên 25

Myanmar 66 123

Nepal 10 35

Pakítan - 61

Philippines 10

Thái Lan 15 57

Việt Nam 17 20

Thổ Nhĩ Kỳ - 12

Tổng số 287 519

Nguồn gen vật liệu từ Trung tâm nghiên cứu quốc tế IRRI, CIMMYT, CIP…đã sử dụng chương trình chọn giống trồng Việt Nam Nguồn vật liệu chọn lọc sử dụng trực tiếp làm vật liệu cho chương trình tạo giống khác Ví dụ giống lúa từ năm 1960 sử dụng nguồn gen từ IRRI tạo nhiều giống lúa có suất cao chống chịu giống lúa VN10 chọn từ tổ hợp lai A4 x Rumani 45 công nhận quốc gia từ năm 1984, giống DT10 DT11 chọn tạo từ vật liệu giống lúa C4-63 công nhận giống từ năm 1990 Giống lúa chọn lọc trực tiếp từ vật liệu di truyền IRRI IR 17494, Xi23, C70, C71…

(190)

1 Kỹ thuật nhân tăng số hạt đổi hạt nguồn gen Thí nghiệm đánh giá nguồn gen

3 Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá nguồn gen

4 Phương pháp thí nghiệm nguồn gen khơng bố trí lặp lại Thu thập số liệu đánh giá nguồn gen

6 Những phân tích thống kê quan trọng đánh giá nguồn gen Ứng dụng công nghệ sinh học đánh giá nguồn gen Sử dụng nguồn gen thực vật

9 Sử dụng nguồn gen hoang dại

(191)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Abdul Ghani Yunus Mohd Shukor Nordin Mohd Said Saad T.C Yap T.C Yapan, 2001, Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul

Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp 64 - 81

2 A.B Damania, J Valkoun, G Willcox, C.O Qualset ,1997, The Origins of Agriculture and Crop Domestication, Proceedings of the Harlan Symposium, pp 1-322 International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) , International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) , Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) , Genetic Resources Conservation Program, Division of Agriculture and Natural Resources, University of California (UC/GRCP) , Published jointly by ICARDA, IPGRI, FAO and UC/GRCP

3 Ari Kornfeld, 1996-2000, Natural Perspective Appendix Plant Classification Ayad, W.G., T Hodgkin, A Jaradat and V.R Rao, editors 1997 Molecular genetic

techniques for plant genetic resources Report of an IPGRI workshop, 9-11 October 1995, Rome, Italy International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy ISBN 92-9043-315-9 ,IPGRI, Via delle Sette Chiese 142,00145 Rome,Italy Brad Fraleigb,2006 Global overview of crop genetic resources, The Role of

Biotechnology in exploring and protecting agricultural genetic resources, FAO Bradley, V.L., Johnson, R.C., 2001, Managing the U.S safflower collection In

Proceedings of the Vth International Safflower Conference, Williston, North Dakota, Sidney, Montana, USA 2001 p 143-147

7 Bart Panis Maurizio Lambardi, 2006, Status of Cryopreservation technologies in plant ( Forest tree and crops) The Role of Biotechnology in exploring and protecting agricultural genetic resources, FAO

8 Carl Linnaeus,1996-2006, plantexplosers, National Science Teachers Association C.Epinat-Le Signora, S Doussea, J Lorgeoub, J.-B Denisc, R Bonhommed, P

Caroloe and A Charcosset, 2001, Interpretation of Genotype x Environment Interactions for Early Maize Hybrids over 12 Years ,Crop Science 41:663-669 (2001)

10 CIAT ( International Center for Tropical Agriculture ,2005 – 2006,CIAT Annual Report, Conservation and Use of Tropical Genetic Resources

11 CIP,2006, DivA-GIS Annapurna

12 Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR), 1996, Plant Genetic resources, Report in 25 Years of Food and Agriculture Improvement in Developing Countries

13 Del Rio, A., Bamberg, J.B 2004 Geographical parameters and proximity to related species predict genetic variation in the inbred potato species solanum verrucosum schlechtd Crop Science 44:1170-1177

14 D.I.Javis , L Myer, H.Klemlck, L Guarino, M Smale, A.H.D.Brown, M.Sadiki, B,Sthalt and T.Hodgkin,2000, A training guide for In Situ conservation on Farm, IPGRI, Rome Italy

15 Đặng Huy Huỳnh cộng sự, 2005, Báo cáo trạng môi trường Việt Nam 2005, chuyên đề đa dạng sinh học

(192)

17 F Engelmann J.M.M.Engels,2002, Technologies and Strategies for ex situ conservation, IPGRI, Rome, Italy

18 Gao Weidong, Jiahe Fang Diansheng Zheng Yu Li Xin-xiong Lu Ramanatha V Rao T Hodgkin Zhang Zongwen, 2006, Utilization of germplasm conserved in Chinese national genebanks - a survey, PGR newsletter, No 123, p1-8

19 IPGRI, 2006, Diversity for well-being, Fact sheet, Background information, http://ipgri-pa.grinfo.net/Factsheets.php?itemid 1214

20 IPGRI, 2001, Design and analysis of evaluation trails of genetic resources

collections, IPGRRI Via dei Tre Denari 472/a 00057 Maccarese , Rome Italy, ISN 92-9043-505-4

21 IPGRI INIBAP, 2005, Annual report 2005, pp28-32

22 Jack R Harlan 1992 Crops & Man ASA, CSA, Madison, WI

23 Jules Janick, 2005 ,History of Horticulture, Department of Horticulture and Landscape Architecture Purdue University, USA

24 Judd, W S., C S Campbell, E A Kellogg, and P F Stevens 2002 Plant

Systematics: A Phylogenetic Approach Second Edition Sinauer Associates, Inc., Sunderland, MA

25 J Michael Bonmana,*, Harold E Bockelmana, Blair J Goatesa, Don E Oberta, Patrick E McGuireb, Calvin O Qualsetb and Robert J Hijmansc, 2006, Geographic Distribution of Common and Dwarf Bunt Resistance in Landraces of Triticum aestivum subsp Aestivum, 2006 Crop Science Society of America,, 677 S Segoe Rd., Madison, WI 53711 USA

26 John Porter Henning Hogh-Jensen,2002, Biodiversity ecological pasture production, Ecological Agriculture, KVL University

27 Kevin Conrad , 2006, Woody Landscape Plant Germplasm Repository , Collecion, Maintence and evaluation, U.S National Arboretum ,11601 Old Pond , Glenn Dale, Maryland 20769

28 Kevin Parris, 2002, Sustainable agriculture depends on biodiversity, OECD 29 Kevin Parris, 2001, Agriculture and Biodiversity, developing indicators for policy

analysis, Proceeding from an OECD expert meeting, Zurich, Switzerland 30 Ken Muldrew, 1999, Cryobiology - A Short Course, Dept of Physiology &

Biophysics, and Dept of Surgery, University of Calgary, Alberta, Canada 31 Khusha and Brar, 2002, Biotechnology for rice breeding: progress and impact,

Sustainable rice production for food security ,Proceedings of the 20th Session of the International Rice Commission,Bangkok, Thailand, 23-26 July 2002

32 L Guarino, N Maxted E.A.Chiwona, 2005, a methodological model for ecogeographic surveys of crops, IPGRI, technical Bulletin No9

33 Mohd Said Saad and V Ramanatha Rao, 2001, Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3 34 Mohd Khalid Mohd Zin, 2001, Establishment and management of field genebank,

IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp97

(193)

37 M.T Jackson, B.R.Lu, G.C.Loresto S Appa Rao, 2000, Rice genetic resources: onservation, safe delivery and use, IRRI program report

38 N Kameswara Rao, 2004, Plant Genetic Resources : Advancing conservation and use through biotechnology, African Journal of biotechnology Vol 3(2) pp136-145 39 NorAiniAb Shukor, 2001, Establishment and management of field genebank,

IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp 110

40 N Kameswara Rao, Jean Hanson, M Ehsan Dulloo, Kakoli Ghosh, David Nowell and Michael Larinde, 2006, Manual of seed handling in Genbanks, Bioversity International IPGRI, Rome, Italy

41 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Hà Đình Tuấn, Bhuwon Sthapit, 2002, Bảo tồn đa dạng sinh học Nông nghiệp đồng ruộng Việt Nam, nxb Nông nghiệp

42 N.Kameswara Rao,2004, Plant genetic resource: Advancing conservation and use through biotechnology, African Journal of biotechnology Vol.3

43 Paul Barden, 1996-2004, Old garden rose and beyond magazine, US

44 Paul Gepts,2006, Plant Genetic Resources Conservation and Utilization, Crop Sci 46:2278-2292

45 R.K Arora, 1991, Plant Genetic Resources Conservation and Management Concepts and Approaches, Published by the International Board for Plant Genetic Resources, egional Office for South and Southeast Asia, c/o NBPGR, Pusa Campus, New Delhi 110 012, India

46 R.S Paroda, R.K Arora, 1991, Plant Genetic Resources Conservation and Management Concepts and Approaches, Published by the International Board for Plant Genetic Resources, egional Office for South and Southeast Asia, c/o NBPGR, Pusa Campus, New Delhi 110 012, India

47 R.H Ellis, T.D Hong and E.H Roberts, 1985, Handbooks for Genebanks: No , IBPGR

48 Serge Gudin,2000, Rose : Gemetic and Breeding, John Willy &Son,Inc, pp2 161-169

49 Salma Idris and Mohd Said Saad,2001, Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor Darul Ehsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp82 50 S Eberhart, Chair, R Johnson, S Kresovich, W Lamboy, R Schnell, C Sperling,

1994, National Plant Germplasm System General Guideline and procedures IPGRRI

51 S A Mohammadi and B M Prasanna,2003, Analysis of Genetic Diversity in Crop Plants—Salient Statistical Tools and Considerations, Crop Science 43:1235-1248 (2003)

52 T.A Thomas and P.N Mathur,1991 , Plant Genetic Resources Conservation and Management Concepts and Approaches, Published by the International Board for Plant Genetic Resources, egional Office for South and Southeast Asia, c/o NBPGR, Pusa Campus, New Delhi 110 012, India

53 Th.J.L.van Hintum, A.H.D Brown, and C Spillane T.Hodgkin, 2000, Core collections of plant genetic resources, IPGRI Technical Bulletins,IPGRI Via delle Sette Chiese, 00145 Rome, Italy

(194)

55 USDA,2006, Đa dạng di truyền thay đổi, Nation forest genetic laboratory, USDA, Genetic resource conservation programme, University of California 56 Vũ Đình Hịa, Nguyễn Văn Hoan, Vũ Văn Liết, 2005, Giáo trình chọn giống

trồng, nxb Nông nghiệp tr 15-30

57 Valerie C Pence, Jorge A Sandoval, Victor M.Villaobos A and Florent Engelmann, 2002, In vitro collecting techniques for germplasm conservation, IPGRI, Rome , Italy

58 V Holubec,1997, The Origins of Agriculture and Crop Domestication, Proceedings of the Harlan Symposium, pp 255

59 Vega, S.E., Del Rio, A.H., Bamberg, J.B., Palta, J.P 2004 Evidence for the up-regulation of stearoyl-acp delta desaturase gene expression during cold acclimation American Journal of Potato Research 81:125-135

60 Wanda W Collins; Calvin O Qualset, 1999, Biodiversity in Agroecosystems, CRC press LLC,Lewis Publishers, USA

61 Yong-Bi Fu,* Gordon G Rowland, Scott D Duguid, and Ken W Richards, 2003, Plant genetic resource, RAPD Analysis of 54 North American Flax Cultivars, Crop Sci 43:1510-1515

Định dạng
Số trang	194
Dung lượng	4,19 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1. Abdul Ghani Yunus Mohd Shukor Nordin Mohd Said Saad T.C. Yap T.C. Yapan, 2001, Establishment and management of field genebank, IPGRI Regional Office for Asia, The Pacific and Oceania, UPM Campus, Sedang, 43400 Selangor DarulEhsan, Malaysia, ISBN 92-90043-464-3, pp 64 - 81	Khác
2. A.B. Damania, J. Valkoun, G. Willcox, C.O. Qualset ,1997, The Origins of Agriculture and Crop Domestication, Proceedings of the Harlan Symposium, pp 1- 322. International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) , International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) , Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) , Genetic Resources Conservation Program, Division of Agriculture and Natural Resources, University of California (UC/GRCP) , Published jointly by ICARDA, IPGRI, FAO and UC/GRCP	Khác
3. Ari Kornfeld, 1996-2000, Natural Perspective Appendix -- Plant Classification 4. Ayad, W.G., T. Hodgkin, A. Jaradat and V.R. Rao, editors. 1997. Molecular genetictechniques for plant genetic resources. Report of an IPGRI workshop, 9-11 October 1995, Rome, Italy. International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy.ISBN 92-9043-315-9 ,IPGRI, Via delle Sette Chiese 142,00145 Rome,Italy 5. Brad Fraleigb,2006 Global overview of crop genetic resources, The Role ofBiotechnology in exploring and protecting agricultural genetic resources, FAO 6. Bradley, V.L., Johnson, R.C., 2001, Managing the U.S. safflower collection. InProceedings of the Vth International Safflower Conference, Williston, North Dakota, Sidney, Montana, USA. 2001. p. 143-147	Khác
7. Bart Panis và Maurizio Lambardi, 2006, Status of Cryopreservation technologies in plant ( Forest tree and crops) The Role of Biotechnology in exploring and protecting agricultural genetic resources, FAO	Khác
8. Carl Linnaeus,1996-2006, plantexplosers, National Science Teachers Association 9. C.Epinat-Le Signora, S. Doussea, J. Lorgeoub, J.-B. Denisc, R. Bonhommed, P	Khác