Bài 8 CHỌN TẠO GIỐNG BÔNG. Quỹ gen lớn về cây bông được xây dựng từ lâu ở các nước trồng nhiều bông như Mỹ, Ấn Độ, Liên Xô (cũ), Pakistan , Brazil, Trung Quốc...
Poncimy trijo;iata C.jambhir e C.limonia C.sinensis C.reshni C.limon C.sinensis P trijoliata C.aurantiu m Trong ghép nhâ n giống gốc ghép có sức hợp tốt với giống ghép thể hiệ n tỉ lệ ghép sống cao sinh trưởng cân đối cành ghép gốc ghép Thường lấy tỉ lệ đường kính cành ghép gốc ghép để đánh giá, tỉ lệ gần tốt tỉ lệ nhỏ có hiệ n tượng “c hân hương” lớn có tượng “chân voi” 2.3 Độ đồng đề u nhâ n ra: phụ thuộc vào nhiều yếu tố trước hết vị trí lấy hạt cành, mắt để ghép, độ đồng gốc ghép Vì nhâ n giống, tiêu thức vị trí để lấy làm giống, tuổi cành, vị trí mắt đoạn cành nhân giố ng, đường kính gốc gốc ghép ý Giải đồng gốc ghép người ta thường sử dụng phương pháp nhân vơ tính giống gốc ghép Bài CHỌN TẠO GIỐNG BÔNG QUỸ GEN CÂY BÔNG Quỹ gen lớn xây dựng từ lâu nước trồng nhiều Mỹ, Ấn Độ, Liên Xô (cũ), Pakistan , Brazil, Trung Quốc Đặc biệt viện nghiên cứu trồng VIR thuộc Liên Bang Nga thu nhập tập đồn giống bơng trồng dại từ năm 20 kỉ hàng nă m bổ sung thê m Cho đến Việ n VIR nghiê n cứu, bảo quản 6.000 mẫu giố ng (Le meshev, 1987) Hiện việ n tài nguyên di truyền trồng quốc tế (IPGRI) lưu giữ quỹ ge n lớn Ở Việt Na m việc thu thập quỹ ge n thực cách có hệ thống từ sau nă m 1975, sau Trung tâm nghiê n cứu thành lập Cho đến trung tâm nà y thu thập, nghiên cứu, bảo quản gần 1.500 mẫu giống, gồm 45 giố ng cỏ Châu Á, 56 giố ng Hải Đảo 1.215 giống luồ i Các mẫu giố ng thu thập từ nguồn địa phương nhập nội từ Ấn Độ, Liê n Xô (cũ), Mỹ, Mexico, Israel, Brazil (Trần Tha nh Hùng, 1994; Bùi Thị Ngọc, 1995) Hàng nă m công ty Việt Nam Trung tâm nghiên cứu Nha Hố tiếp tục thu thập bổ sung cho nguồn ge n 47 Tập đồn giống bơng nước ta nă m gần quan tâ m nghiên cứu khai thác có hiệ u quả, nguồn vật liệu chủ yế u để chọn tạo giố ng thuầ n lai phổ biến sản xuất CHỌN TẠO GIỐNG BƠNG 2.1 Các phương pháp chọn tạo giống bơng 2.1.1 Nhập nội giống Nhập nội hóa giống đóng va i trị quan trọng chương trình chọn tạo giống nước ta Đối với quốc gia trồng bơng, nơi tìm kiế m nguồ n gen tốt để nhập nội Viện tài nguyên di truyền trồng Quốc tế (IPGRI), viện nghiên cứu trồng VIR Liê n bang Nga, ngồi quốc gia trồng nhiều bơng có quỹ gen bơng lớn tìm kiế m để nhập nội Mỹ, Ấn Độ, Pakistan, Uzbekistan, Australia, Israel, Trung Quốc, Khi nhập giống từ nước vào người chọn giố ng phải thực đầy đủ khâu bắt buộc với công tác nhập nội giống nói chung như: - Kiể m dịch thực vật để đề phịng khả với giố ng bơng cịn nhập thêm cỏ dại loại sâu bệnh - Khảo nghiệ m giống nhập từ mức thấp đến mức cao Khảo sát tập đoàn nhập nội, phân nhó m sử dụng , giống có triển vọng đưa khảo nghiệm so sánh, giống tốt gửi đánh giá mức cao hơn, khảo kiể m nghiệ m giống quốc gia, vượt đối chứng mức có ý nghĩa đưa sản xuất thử để tiến tới công nhậ n giống Những giố ng không sử dụng trực tiếp m giống lưu giữ để làm vật liệ u chọn tạo giống sau Cần lưu ý tuyển chọn giống đưa vào sản xuất trực tiếp từ nguồn nhập nội thường có hiệu tốt xuất xứ giống có điều kiện tự nhiên tập quán canh tác gần giố ng với nơi nhập vào, đặc biệt với quốc gia có vĩ độ việc nhập nội, trao đổi giống dễ thành cơng 2.1.2 Lai hữu tính: Lai hữu tính:là phương pháp sử dụng rộng rãi có hiệu nhằ m tạo vật liệu cho chọn giống bơng Ở bơng lai hữu tính thực thuận lợi giống trồng loài khác loài a) La i loài: giống bơng trồng lồi lai với nhiều trường hợp cho dạng biến dị tổ hợp tốt Khi chọn giống bố mẹ để lai cần lưu ý đến đặc tính kinh tế quan trọng số quả/ cây, kích thước quả, tỉ lệ xơ, chất lượng xơ, tính chống chịu để 48 chọn từ la i, biến dị tổ hợp với nhiề u tính trạng quý Các giống bố mẹ khác hình thái, xa địa lí, vùng sinh thái Tùy theo yêu cầu cụ thể lai đơn, lai kép lai phức tạp Muốn tăng tính trạng có lợi loại bỏ tính trạng xấu sử dụng phương pháp lai lại (backcross) Vì bơng tự thụ phấn có tỉ lệ giao phấn cao (nhờ trùng) vật liệ u la i cần chọn lọc kĩ phải cho tự thụ phấn kè m theo cách li chặt chẽ trước lai vài ba hệ để đảm bảo độ giống dòng Chọn lọc la i F2 tiếp tục hệ tiếp sau Chọn lọc có hiệu quần thể la i chọn lọc theo phả hệ (pedigree) b) Lai xa: bơng lai xa có ý nghĩa Rất nhiều dạng lai có giá trị thu từ lai xa: dạng lai có xơ bền, sợi mịnm xơ dài, kháng côn trùng tuyến trùng, chống chịu bệnh héo nhũn, bệnh giác ban, bệnh xoăn lùn virus Lai xa lồi bơng có số lượng nhiễm sắc thể thường dễ thu kết (bông luồ i với Hải Đảo, cỏ Châu Á với cỏ Châu Phi) Lai xa loài khác số lượng nhiễm sắc thể (2x 4x) thường khó khăn Hạt lai thường bị rỗng phôi chết sớm, lai thường rụng sớm, thu kết lai F1 thường bất dục Để khắc phục tượng không kết hạt la i xa phải tạo điều kiện tốt cho mẹ sau la i chế độ dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sang để bảo đảm an toàn cho trình thụ phấn, thụ tinh phát triển phơi, Lựa chọn giống thíc h hợp để lai khác loài nhiều cho hiệu hoàn toàn khác nha u Khắc phục tượng bất dục lai F cách lai lạ i, tạo lai đa bội khác nguồn Ở Uzbekistan tạo giống lai lồi có số nhiễ m sắc thể khác sau: G.arboreum G.thurberi (cùng có 2n = 26) Con lai F2 đa bội hóa (2n = 52) lai tiếp với G.hirsutum (2n = 52) Con la i ba có độ bền xơ cao giố ng đáng sản xuất vùng Trung Á thuộc Liê n Xô (cũ) Ở bờ biển Ngà trồng phổ biến giống la i ba khác loài HAR (hirsutum arboreum raimo ndci) ATH (arboreum thurberi hirsutum) Các giống có suất, tỉ lệ xơ chất lượng xơ cao Ở Ấn Độ lai xa G.arboreum với G.Thurberi G Thurberi với G.raima ndii cho giống lai quý chín sớm, to, chất lượng xơ cao Lai luồ i thứ luồi dạng dại (G.hirsutum ssp mexicanum var.nervosum) phép lai thông dụng để tạo dạng chống bệnh héo nhũn nấm F1 (giống luồi mexicanum) giống giống F1 (giống luồi me xicanum) F lai với giống làm mẹ lai với giố ng khác để có lai vừa có nhiề u tính quý giống vừa chống chịu bệnh tốt 49 2.1.3 Gây đột biến nhân tạo: Các tác nhân đột biến m thay đổi nhiều đặc tính quan trọng bơng chiều cao cây, kíc h thước quả, độ lớn thân, cành, tăng số quả/ cây, tăng độ lông phủ thân thay đổi tỉ lệ chất lượng xơ Xử lí đột biến với hạt khơ, hạt ngâ m no nước, hạt nảy mầm, hoa, phấn hoa, hợp tử Nhưng tần số đột biến cao thu xử lí giao tử chín hợp tử Tác nhân gây đột biến sử dụng cho giống với trồng khác Về liều lượng xử lí tùy theo độ mẫn cảm loài, giống khác Với tia Co60 liều lượng xử lí trung bình : - Với hạt khô: 20 – 30 Krad - Với hạt ngâ m đủ no nước: 10Krad - Với hạt nảy mầ m: – Krad Với tác nhân hóa học viện nghiên cứu bơng Tashken xử lí có hiệu sau: - Ethylenimin (El): 0,005% - 0,02% - Nitrozomethyl urea (NMU): 0,05% Ngâm hạt khô dung dịch đột biến 12 giờ, sau rửa dòng nước chảy 10 – 12 đem gieo Hạt bơng lồi lưỡng bội mẫn cảm với tác nhân đột biến so với hạt tứ bội Những đột biến trội chín sớm, độ lớn quả, hạt M1 , cịn nói chung q trình chọn lọc đột biến M2 Vì đa số tính trạng kinh tế bơng tính trạng đa gen, đột biến phả i đánh giá chọn lọc kĩ qua nhiều hệ có kiểu hình thật ổn định Chọn lọc đột biế n với thông thường thực theo phương pháp phả hệ 2.2 Ưu lai tạo giống ưu lai: Từ 1909 J.Cook đề nghị sử dụng ưu lai sản xuất Tuy tự thụ phấn ưu lai kha i thác hầu có sản xuất bơng hàng hóa Ưu lai suất bơng hạt đạt cao (từ 20% đến 140% cá biệt cao nữa) Tương ứng với suất yếu tố tạo thành suất biểu hiệ n ưu la i cao Riêng chất lượng xơ nhiều nhà nghiên cứu cho thấy biểu khơng biểu Lai giống lồi la i khác lồi bơng có biểu hiệ n ưu lai Nhiề u cặp lai lồi bơng luồi cho ưu lai cao suất Lai luồi Hải Đảo, Manxurov(1978) thu la i Vakh-1 Vakh-2 có thời 50 gian sinh trưởng ngắn bố mẹ từ – 11 ngày, suất hạt tăng so với bố mẹ từ 60 – 70% Tại vùng khí hậu khơ vùng Trung Á, Ấn Độ, Pakistan, Israel lai luồi Hải Đảo thường cho ưu lai suất cao lai lồi bơng luồ i Tại vùng mưa nhiều, độ ẩ m cao Việt Na m la i loài thường lai cho suất thấp, khơng có ưu lai, lai xa khơng thích nghi rụng nhiều bị bệnh nấ m (Vũ Công Hậu,1978; Lê Minh Thức, 1996) Giống ưu lai (thường gọi tắt giống lai) sử dụng phổ biến nước trồng Nă m 1968 Ấn Độ nước sử dụng thành công giống ưu lai hybrid-4 (có tiề m năng suất 100 tạ/ha) sản xuất Với giống lai tiến giố ng i chung thời gia n ngắ n đưa suất bơng trung bình nước lê n gấp đôi (Singh, 1983) Để sử dụng quầ n thể la i sản xuất giống lai F1 phải vượt trội bố mẹ mà phải vượt trội giống tốt sử dụng sản xuất Vì đánh giá ưu la i so sánh với bố mẹ trung bình (ưu lai trung bình), với bố mẹ tốt (ưu lai tuyệt đối) thiết phải so sánh với giống chuẩn (ưu la i chuẩn) Các tính trạng quan trọng cần quan tâm đánh giá ưu lai là: nă ng suất hạt, tỉ lệ xơ, chất lượng xơ khả nă ng chống chịu Ngoài muốn có đủ hạt lai để đưa vào sản xuất phải chọn cặp lai có khả kết hạt tốt, lai F1 phải có khả kết hạt tốt, hạt phải mẩy đều, nhiều hạt lép xơ cán không hạt, làm giảm phẩ m chất xơ hàng hóa Bơng tự thụ phấn hoa lớn nên thao tác khử đực thụ phấn nhâ n tạo thực dễ dàng Do nhiề u giống lai đưa vào sản xuất Tạo giống la i phải thực hiệ n qua bước tương tự với trồng khác: - Thu nhập vật liệu lai theo mục tiêu chọn giống - Cho tự phối để làm vật liệ u Ở thường cho tự thụ phấn ké m cách li côn trùng chặt chẽ vài ba hệ - Thử khả kết hợp để chọn tổ hợp la i tốt - Đánh giá ưu la i tính trạng quan trọng Nếu ưu la i tuyệt đối ưu lai chuẩ n cao sản xuất hạt lai để gửi khảo nghiệ m sinh thái khảo nghiệ m giố ng quốc gia - Nếu chấp nhận sản xuất hạt lai để cung cấp giống cho sản xuất đại trà 2.3 Các phương pháp nhân tạo giống đại 51 2.3.1 Ứng dụng tượng bất dục đực để tạo giống bơng lai Khó khă n hạn chế việc khai thác ưu lai phải tốn nhiều cơng khử đực hoa bơng lưỡng tính Để giả m bớt chi phí hạ giá thành hạt lai nhà di truyền chọn giống sử dụng gen bất dục đực tế bào chất (CMS) gen bất dục đực nhâ n (GMS) hóa chất gây chết hạt phấn khơng ảnh hưởng tới nhụy - Bất dục đực tế bào chất – dạng bất dục đực nghiên cứu sử dụng từ lâ u Tại bang Missisip i Mĩ người ta tìm thấ y gen bất dục đực tế bào chất lồi bơng dại G.ano ma lum Tế bào chất loài gặp gen lặn ms trạng thá i đồng hợp tử nhâ n bơng bất dục đực hồn tồn, nếy gặp gen trội MS phấn bình thường Vì G.anomalum lồi lưỡng bội nên muốn đưa tế bào chất vào lồi đa bội G.hirsutum người ta m sau: lai G ano mali với G.thurberi (cùng có 2n=26) lai đa bội hóa cho lai với bơng luồi (2n=52) Từ lai nà y dạng bất dục phấn 50% Lai lại lai bất dục với luồi lần cho tự phối hệ chọn lọc từ quần thể lai người ta thu dạng bất dục đực tế bào chất hồn tồn Dạng nà y có tế bào chất G.ano mali nhân chứa gen ms trạng thái đồng hợp tử Nếu lai lạ i dùng G.hirsutum m mẹ tế bào chất bơng luồi nên hồn tồn cho phấn bình thường Ta biết để sử dụng hệ gen bất dục đực tế bào thiết phải có dịng trì (có tế bào chất bình thường nhân mang gen ms đồng hợp tử) Nghĩa phải sử dụng hệ thống sản xuất hạt lai dòng, gây nhiều phức tạp chi phí cao - Bất dục đực gen nhân quy định Để đơn giản hóa tổ chức sản xuất hạt bơng lai đồng thời giả m chi phí, giả m giá thành, nhà di truyề n chọn giống bơng tìm cách sử dụng dạng bất dục đực ge n nhân nhạy m với mô i trường gây nên (GMS, cụ thể EGMS) Các gen thay đổi chức hoạt động điều kiện mô i trường thay đổi (như nhiệt độ, ánh sáng thay đổi) gây nên bất dục Như muốn trì dòng mẹ cần gieo trồng dòng mẹ điề u kiện thích hợp dịng mẹ trở lại hữu dục bình thường Hiện dạng bất dục đực nhân nghiên cứu sử dụng có hiệu số vùng Trung Quốc Trong bất dục đực tế bào chất sử dụng thành công nhiều nơi giới Mỹ, Ấn Độ, Israel, Pakistan Các biểu bất dục đực biểu bơng nhiều kiểu khác lấy ví dụ như: phấn lép, sức sống, phấn bình thường bao phấn khơng mở, vịi nhụy cao so với bao phấn nên tự thụ phấn, nhụy nhị đực chín lệch Tất biến đổi dẫn đến khả tự thụ phấn không xả y - Gây chết phấn sử dụng hóa chất Một số hóa chất độc lưu lượng thấp gây chết tế bào mẹ hạt phấn phấn hoa, không ảnh hưởng tới túi phôi Thường dùng chất hợp chất As, ví dụ muố i acenat: 52 methyl acenat natri (CH3 AsO2 Na2 ), methyl acenat kẽ m (CH3 AsO2 Zn), acenat oxyt (As2 O2 ) Các loại hóa chất phun lên thời kì nụ hình thành 15 – 20 ngà y sau kiểm tra, thấy hiệu cịn phun lại lần thứ Ở Ấn Độ Usbekistan người ta phun tới lần với loại bơng sợi mịn Độ mẫn cảm lồi giố ng bơng với hóa chất khác nhau, cần phải thử nghiệ m trước sử dụng Sau có dạng bất dục (hoặc CMS GMS phun hóa chất) dịng mẹ trồng xen kẽ với dịng bố sử dụng ong m tác nhâ n thụ phấn thụ phấn tay 2.3.2 Chọn tạo giống kĩ thuật di truyền Nội dung chủ yếu phương pháp dùng kĩ thuật AND tái tổ hợp đưa vào geno m gen quý mà chưa có gen kháng sâu bệnh, gen chín sớm, gen chống chịu điều kiện bất thuậ n từ nguồn vi khuẩ n, vi rút, từ nguồn dại từ nguồn gen nhân tạo Năm 1994 L.N Trilonder R.d Allen (Mỹ) cấy ghép gen chống chịu điều kiện bất lợi vào genom bông; B.R.Lyon cấy gen kháng vi khuẩn Bassilus Troensis gây bệnh thối nhũn vào geno m luồi Nam Mỹ Phương pháp cấy ghép gen, tạo phân tử AND tái tổ hợp để tạo giống phương pháp có tiề m nhiều nước trồng bơng quan tâm, địi hỏi phải có máy móc thiết bị hiệ n đại, chi phí q lớn khả nghiên cứu sử dụng hạn chế SẢN XUẤT HẠT GIỐNG BÔNG Quy trình sản xuất hạt giống bơng i chung giống tự thụ phấ n khác Tuy nhiê n bơng khả giao phân nhờ côn trùng cao nên việc cách li sản xuất hạt giố ng la i quan trọng 3.1 Sản xuất hạt giống Quy trình nhân giống thực sau: Năm thứ gieo hạt giống tác giả vườn cách li trùng (nếu nên dùng lưới cách li phải thực cách li thông thường thời kì nở hoa, để bảo đảm khả tự thụ phấn hoàn toàn) Chủ yếu thu hạt giống từ tốt vào lứa nở rộ (thường bỏ đầu tiê n cuối vụ) Năm thứ đem hạt thu gieo ruộng cách li không gian với ruộng khác khoảng 200m Để đảm bảo độ giố ng cao người ta loại bỏ diện tích xung quanh khơng thu hoạch (có phải loại bỏ đến 10 – 20% số hạt năm thứ 2) Năm thứ nhân lớn trạm trại hộ gia đình tin cậy 53 Tùy theo nhu cầu cụ thể, nhân tiếp năm thứ sau có số lượng hạt lớn đưa vào sản xuất Ở nước trồng nhiều bông, với mức độ cách li hạt giố ng sau năm thứ thay đổi không nhiều so với năm thứ Hạt giống bơng hàng hóa thay liên tục hàng nă m công tác nhân giống phải tiến hà nh liê n tục 3.2 Sản xuất hạt giống lai F1 Vì bơng lai có ưu la i cao F1 , sau ưu lai giảm nha nh chóng qua hệ, với giống lai sử dụng F1 mà không sử dụng hệ sau Công việc quan trọng sản xuất hạt lai là: - Bảo đảm tỉ lệ hợp tử cao - Giá thành hạ - Đủ số lượng lớn để cung cấp cho sản xuất Như sau thu tổ hợp lai tốt cần phải cho tự thụ phấn bắt buộc chọn lọc kĩ để đả m bảo độ thuần, phải nhân nha nh dịng bố mẹ để có đủ số lượng hoa cho trình lai tổ chức sản xuất hạt lai tốt Tất công việc phải thực hiệ n quan sản xuất giống nhà nước (ở Việt Nam hạt giống lai trung tâm nghiên cứu Nha Hố chịu trách nhiệ m sản xuất) Bài CHỌN TẠO GIỐNG MÍA ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN NHIỄM SẮC THỂ CỦA M ÍA 1.1 Số nhiễ m sắc thể Chỉ có lồi S.offcinarum có số nhiễm sắc thể cố định (2n = 80) Cịn lồi khác có số nhiễ m sắc thể khô ng cố định Đây kết tạp giao tự nhiên loài thuộc chi Saccharum Theo Daniels Roach (1987), phả hệ giản lược lồi mía trình bày theo sơ đồ sau: 54 ... Công Hậu ,19 78; Lê Minh Thức, 19 96) Giống ưu lai (thường gọi tắt giống lai) sử dụng phổ biến nước trồng Nă m 19 68 Ấn Độ nước sử dụng thành công giống ưu lai hybrid-4 (có tiề m năng suất 10 0 tạ/ha)... BÔNG 2 .1 Các phương pháp chọn tạo giống 2 .1. 1 Nhập nội giống Nhập nội hóa giống đóng va i trị quan trọng chương trình chọn tạo giống nước ta Đối với quốc gia trồng bơng, nơi tìm kiế m nguồ n gen... cho giống với trồng khác Về liều lượng xử lí tùy theo độ mẫn cảm lồi, giống khác Với tia Co60 liều lượng xử lí trung bình : - Với hạt khơ: 20 – 30 Krad - Với hạt ngâ m đủ no nước: 10 Krad - Với