- Thuyết tắnh trội: Giả thuyết tắnh trội khẳng ựịnh hiện tượng ưu thế lai có liên
2.5.2 Dòng thuần và phương pháp chọn tạo dòng ngô thuần
* Khái niệm dòng thuần
Dòng thuần là dòng có kiểu gen ựồng hợp tử ở nhiều ựặc tắnh di truyền khác nhau. Dòng thuần có giá trị khi nó có khả năng kết hợp cao (biểu hiện ƯTL ở các tổ hợp lai) dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai (Vasal) [56].
* Nguyên liệu dùng ựể chọn tạo dòng thuần
Các nhà chọn giống thường tạo dòng thuần từ các nguồn vật liệu như: Các giống OPVs, bao gồm các giống ựịa phương, các giống tổng hợp, các giống hỗn hợp từ các vùng sinh thái khác nhau, có thể là ở vùng nhiệt ựới, vùng ôn ựới hay vùng cận nhiệt ựới.
Các gia ựình của các giống ựang chọn lọc
Các giống lai ựang thương mại - các giống này thường có nền di truyền ựã qua quá trình tạo dòng, thử khả năng kết hợp, khả năng thắch ứng và tắnh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
thắch ứng ổn ựịnh của năng suất, khi rút ựược dòng thì nhanh có giá trị sử dụng. Tuy nhiên, nhiều giống ựược tạo ra thường thắch ứng với một loại ựiều kiện ựất ựai hay thời tiết nhất ựịnh nào ựó, cho nên khi dòng rút ựược sẽ chỉ phát huy ưu ựiểm trong ựiều kiện thuận lợi.
* Các phương pháp tạo dòng thuần
Phát triển dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ, cho các giống ngô lai thương mại năng suất cao, ổn ựịnh là mục tiêu cơ bản của các chương trình cải tạo cây ngô. Công tác chọn tạo dòng là công tác thường xuyên của các nhà tạo giống. Các phương pháp tạo dòng chủ yếu bao gồm:
- Tự thụ phấn cưỡng bức (Selfing)
Shull (1909, 1910) ựã ựưa ra việc tự phối ựể tạo dòng thuần, từ ựó tự
phối là phương pháp chuẩn ựược các nhà chọn tạo giống ngô sử dụng. Phương pháp tự thụ phấn gây ra 3 hiện tượng ựiển hình là: 1) Làm giảm sức sống và năng suất 2) Gây ra sự phân ly kiểu gen 3) Làm tăng ựộ thuần, trong ựó hai hiện tượng sau giúp nhà tạo giống chọn ựược kiểu gen và làm thuần nó ựể thu ựược dòng thuần. Trong quá trình tự phối luôn phải có sự chọn lọc ựể có ựược những dòng ưu tú.
Phương pháp tạo dòng thuần tự phối thường dẫn tới hiện tượng suy giảm sức sống nhanh của các dòng thuần ở các ựời sau. Nhưng nó tạo ra ựược các dòng thuần có khả năng kết hợp cao, xác suất tạo ựược các dòng ưu tú cao.
Ta có thể tắnh tỉ lệ cây ựồng hợp tử ở các ựời tự phối theo công thức:
X = [1+(2m Ờ 1)]n
X: Số cá thể mang gen quy ựịnh (Tổng số cá thể). m: đời tự phối.
n: Số gen quy ựịnh tắnh trạng.
Ngô là cây giao phấn nên cá thể là dị hợp tử và quần thể là dị gen, do vậy nếu tiến hành chọn lọc cá thể thông qua kiểu hình từ một nguồn vật liệu nào ựó, ta không thể tìm ựược kiểu gen mong muốn. để tạo cho vật liệu phân
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
ly giúp cho quá trình chọn lọc ựược dễ dàng và chuẩn xác, ta phải tiến hành ựồng huyết hóa mà tụ thụ phấn là dạng ựồng huyêt hóa mạnh nhất (Ngô Hữu Tình, 2009) [29].
- Thụ phấn chị em (Fullsib):
Thay vì thụ phấn cưỡng bức bằng phấn hoa của chắnh nó thì người ta cho thụ giữa các cây cùng mẹ có quan hệ Ộchị - emỢ, ựây chắnh là các phương pháp tạo dòng bố mẹ Fullsib (ựồng máu), Halfsib (nửa máu), hoặc Sib hỗn
dòng (Nguyễn Văn Hiển, 2000)[10].
Năm 1974, Stringfield ựưa ra phương pháp tự phối ựồng huyết (Fullsibs) thay cho tự thụ ựể giải quyết một số trường hợp ựặc biệt việc rút dòng bằng tự phối khó khăn. Tạo dòng Fullsibs có cường ựộ ựồng huyết thấp. Con ựường Fullsibs có thể tạo ra các dòng có sức sống và năng suất tốt hơn rút dòng qua tự phối. Tuy nhiên xác suất ựể tạo ra các dòng có khả năng kết hợp cao, ựột xuất không bằng con ựường tự phối.
Halfsibs là một gia ựình của các cá thế có cùng mẹ nhưng khác cha. Ưu thế của phương pháp Halfsibs là không dùng ựến bao cờ và bao bắp mà chỉ cần rút cờ dòng mẹ. Theo các nhà chọn giống ở CIMMYT thì cứ năm ựời Halfsibs mức ựộ ựồng nhất bằng một ựời tự phối.
Thụ phấn chị em tạo Ộdòng rộngỢ, có sức sống và năng suất tốt hơn rút dòng qua tự phối. Tuy nhiên vì tự phối ựạt ựược ựộ ựồng hợp tử nhanh hơn các dạng cận phối khác nên nó là phương pháp ựược ưa chuộng hơn (Hallauer, 1990).
- Phương pháp nuôi cấy tế bào sinh dục (tế bào ựơn bội 1n): nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh (công nghệ sinh học):
Việc phát triển các dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ cho các giống lai có năng suất cao, ổn ựịnh và thắch nghi với các vùng sinh thái khác nhau là một trong ba bước quan trọng trong công tác chọn tạo giống ngô lai. Theo phương pháp truyền thống việc sản xuất các dòng như vậy thường ựòi hỏi
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
5 - 7 thế hệ tự thụ phấn ựể thu ựược mức ựồng hợp tử mong muốn. Trong khi ựó phương pháp nuôi cấy tế bào sinh dục (tế bào ựơn bội 1n) trong ựiều kiện in- vitro như nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời, noãn chưa thụ tinh là phương tiện giúp các nhà chọn giống có thể tạo ựược dòng ựồng hợp tử chỉ sau một thế hệ.
Phương pháp nuôi cấy bao phấn cho kết quả khá ổn ựịnh và có hiệu quả ở một số giống, tuy nhiên, phương pháp nuôi cấy bao phấn còn tồn tại một số hạn chế như tắnh phụ thuộc vào giống: chỉ một số giống có khả năng tái sinh trong nuôi cấy bao phấn, tần số tái sinh cây và tự lưỡng bội thấp. Sự thành công của phương pháp nuôi cấy bao phấn phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Ớ Phụ thuộc vào phản ứng tạo cấu trúc phôi và khả năng tái sinh cây của
các genotype (Henry & et 1994, Foronghi-Wehr 1982, Becker & Quing 1984Ầ)
Ớ Phụ thuộc vào môi trường nuôi cấy (Miao 1981, Nitsch 1982, Ku 1981Ầ)
Ớ Các yếu tố ảnh hưởng ựến quá trình tạo phôi và tái sinh cây (Nitsch
1982, Dieu & Baker 1986, Saisingtong 1986Ầ) [11].
- Phương pháp backcross (phương pháp lai trở lại)
Phương pháp backcross là trường hợp ựặc biệt của chọn lọc phả hệ. backcross có thể tắch lũy những tắnh trạng mong muốn vào một kiểu gen, cũng có thể sử dụng ựể tắch lũy các tắnh trạng tốt từ các nguồn nhập nội vào các vật liệu ựã thắch nghi.
Cơ sở của phương pháp thực chất là chọn lọc hiệu ứng di truyền cộng. Những nghiên cứu gần ựây cho thấy sử dụng phương pháp backcross trong tạo dòng thuần có thể nâng cao năng suất dòng nhờ chọn lọc ựược gen quy ựịnh hiệu ứng cộng và khả năng chống chịu. Tuy nhiên, ưu thế lai không tăng sau mỗi chu kỳ chọn lọc. Hạn chế này có thể ựược khắc phục bằng cách phối hợp với phương pháp tự thụ nhằm tắch luỹ cả hiệu ứng gen cộng, trội và siêu trội.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29