Khâi niệm về khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp (KNKH) lă một thuộc tắnh ựược chế ựịnh di truyền, truyền lại thế hệ sau qua tự phối vă qua lai. KNKH ựược biểu thị trung bình của ưu thế lai, quan sât ở tất cả câc cặp lai vă ựộ lệch so với giâ trị trung bình ựó. Giâ trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (GCA- General Combining Ability), ựộ lệch biểu thị khả năng kết hợp riắng (SCA- Specific Combining Ability). Khả năng kết hợp phụ thuộc văo kiểu gen vă tương tâc giữa chúng (Griffing, 1956a) [21]; (Griffing, 1956b) [22].
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 20
Quan hệ giữa KNKH chung vă KNKH riắng thông qua tâc ựộng trội vă ức chế ựược xâc ựịnh bằng việc tắnh toân câc phương sai di truyền cộng, di truyền trội vă ức chế trội (Allard R. W., 1960); (Darrad, L.L., and Hallauer, A.R., 1972); (Trần đình Long vă CS, 1990) [9].
Sprague vă Tatum (Sprague, G.F. and Tatum, L.A., 1942) [32] ựê chứng minh rằng, ảnh hưởng của KNKH chung lớn hơn vă quan trọng hơn ựối với những dòng không ựược chọn lọc vă ảnh hưởng của KNKH riắng quan trọng hơn ở tổ hợp lai giữa câc dòng mă ựê ựược thử trước. Những dòng không ựược thử trước, sự khâc nhau về KNKH chung lớn hơn sự khâc nhau về KNKH riắng.
Kết quả ựânh giâ KNKH của câc dòng tự phối thông qua câc tắnh trạng ở tổ hợp lai của chúng giúp chúng ta có quyết ựịnh chắnh xâc về việc giữ lại những dòng có KNKH cao, loại bỏ những dòng có KNKH thấp không có tâc dụng khi lai cũng như sử dụng câc dòng có KNKH chung vă riắng cao văo câc mục ựắch tạo giống khâc (Mai Xuđn Triệu, 1998) [17].
Xâc ựịnh KNKH bằng lai thử lă công việc ựòi hỏi nhiều thời gian, tiền của vă sức lực của câc nhă tạo giống (Hallauer, A. R., and Miranda, J.B., 1981) [39] ; (Sprague, 1955) [40]. Trần Hồng Uy cho rằng trong công tâc tạo dòng tự phối, việc xâc ựịnh KNKH của dòng lă giai ựoạn quan trọng nhất (Trần Hồng Uy, 1972) [18].
Cho ựến nay ựể xâc ựịnh KNKH của dòng tự phối, phương phâp lai thử vẫn lă con ựường duy nhất vă chắc chắn nhất. đânh giâ KNKH thực chất lă xâc ựịnh tâc ựộng gen. Tâc ựộng gen liắn quan ựến KNKH chung ựược xâc ựịnh bởi yếu tố di truyền cộng, còn KNKH riắng ựược xâc ựịnh bởi yếu tố trội, siắu trội, ức chế vă ựiều kiện môi trường.
đânh giâ KNKH bằng phương phâp lai ựỉnh
Lai ựỉnh lă phương phâp lai thử ựể xâc ựịnh KNKH của vật liệu lai tạo giống ựược Davis ựề xuất năm 1927. Theo ông, KNKH chung của quần thể gốc vă câc thế hệ có nguồn gốc từ chúng lă cực kỳ quan trọng ựối với quâ
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21
trình tạo giống ngô lai. Phương phâp lai ựỉnh có thể ựânh giâ KNKH chung của câc dòng. Phương phâp năy ựược Jenkins vă Bruson (1932) sử dụng vă phât triển. Hallauer vă Miranda (1981) ựê khẳng ựịnh rằng dòng tự phối phải ựược ựânh giâ qua lai ựỉnh ựể xâc ựịnh ựặc ựiểm tương ựối của chúng.
Theo phương phâp năy, câc nguồn vật liệu cần xâc ựịnh KNKH ựược lai với cùng một dạng chung gọi lă cđy thử (tester) ựể tạo ra câc THL thử. Qua ựânh giâ thănh tắch của THL thử sẽ xâc ựịnh ựược KNKH của dòng. Phương phâp năy rất có ý nghĩa ở giai ựoạn ựầu của quâ trình chọn lọc khi khối lượng dòng quâ lớn không thể ựânh giâ bằng phương phâp lai luđn phiắn ( Ngô Hữu Tình, 1997) [14]. Phương phâp lai ựỉnh ựê trở thănh kỹ thuật ựược sử dụng rộng rêi ựể ựânh giâ KNKH chung của vật liệu chọn tạo giống, lă ựặc ựiểm rất có ý nghĩa trong công tâc tạo dòng vă giống ngô lai.
đânh giâ KNKH bằng lai ựỉnh cho thấy chọn dạng khởi thuỷ KNKH chung cao ựể tạo dòng tự phối có ý nghĩa rất lớn ựối với quâ trình tạo giống ngô ( Trương đắch, 1980 ) [4].
Giai ựoạn thử sớm: Giai ựoạn thử câc dòng tự phối phụ thuộc văo câc nhă tạo giống vă liắn quan tới kỹ xảo của nhă nghiắn cứu trong quâ trình chọn tạo dòng. Nếu nhă tạo giống cho rằng chọn lọc lă hiệu quả ựối với câc ựặc tắnh mong muốn thì có thể thử muộn. Một số nhă tạo giống ựề xuất thử sớm với mong muốn loại bỏ câc dòng có KNKH kĩm ựể tập trung văo việc chọn lọc ở thế hệ sau câc dòng có KNKH trắn trung bình ( Ngô Hữu Tắnh, 1997) [14].
Jenkins (1935) vă Sprague (1946) lă những người ựê ựề xuất phương phâp thử dòng ở giai ựoạn sớm của quâ trình tạo dòng ựể xâc ựịnh KNKH tương ựối của chúng. Jenkins cho rằng có sự khâc nhau ựâng kể về KNKH trong số câc câ thể của quần thể ựược chọn lọc trong quâ trình tạo dòng. Sprague (1946) vă Lonnquist (1950) ựê cung cấp số liệu về giâ trị thử sớm vă khả năng lớn tìm ựược những dòng có KNKH cao. Davis (1934) ựê nhận thấy khả năng kết hợp của dòng S2 vă S3, S4 lă như nhau. Vì vậy, KNKH thường
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22
ựược thử ở ựời S4 hoặc trước S4. Theo Trần Như Nguyệt vă Luyện Hữu Chỉ ( 1991) [10] thì chỉ có thể tiến hănh thử ngay với nguồn nguyắn liệu ban ựầu ựịnh tự phối. đặc ựiểm của dòng về KNKH ựược hình thănh sớm trong quâ trình tạo dòng vă ựược truyền lại về sau tương ựối ổn ựịnh. Qua nghiắn cứu KNKH của câc vật liệu ngô Việt Nam, câc tâc giả cũng nhận xĩt rằng câc dòng tự phối có KNKH cao ở giai ựoạn sớm vẫn giữ ựược ựặc ựiểm năy ở giai ựoạn sau ( Trần Văn Diễn, 1980 ) [3]. Theo Bauman (1981) có 60% câc nhă tạo giống ựânh giâ dòng bằng lai thử ở S3 vă S4, 22% nhă tạo giống ựânh giâ ở S5 hoặc muộn hơn.
Phương phâp lai ựỉnh có ý nghĩa ở giai ựoạn ựầu của quâ trình tạo vă chọn dòng, khi ựó số lượng dòng còn quâ lớn, không thể ựânh giâ ựược bằng phương phâp lai luđn phiắn. Lai ựỉnh cho phĩp thử số lượng lớn dòng cùng một lúc. Kết quả ựânh giâ giúp cho quâ trình tạo vă chọn lọc dòng chỉ tiếp tục với những dòng có KNKH ở trắn mức trung bình, mạnh dạn loại bỏ những vật liệu kĩm. Theo Trần Hồng Uy (1985) [19] chỉ nắn giữ lại những dòng mă trong lai thử nó ựảm bảo thu ựược những con châu biểu hiện ƯTL mạnh. Người ta xâc ựịnh ựược rằng có thể loại bỏ 50% số dòng hoặc nhiều hơn. Sprague (1946), Lonnqist ( 1950) vă Wellhausen (1954) ựê chỉ ra rằng: thử sớm nhằm bảo vệ những dòng có KNKH cao. Tuy nhiắn, nếu chọn lọc quâ chặt chẽ, quâ sớm trắn cơ sở ựânh giâ KNKH chung qua lai ựỉnh mă loại bỏ qua nhiều dòng cũng không phải lă tốt (Trần Hồng Uy, 1985) [19]. Vì thực tế cho thấy có những dòng qua ựânh giâ ban ựầu thấy có ắt giâ trị, nhưng nó ựê cho những giống lai rất tốt ( E.S.Horner vă H.W.Lundy,1963) [24]. Theo Hallauer (1990) giai ựoạn thử không phải lă yếu tố quyết ựịnh trong tạo dòng ưu tú.
Chọn cđy thử trong lai ựỉnh
Kết quả ựânh giâ KNKH của vật liệu phụ thuộc rất nhiều văo việc chọn cđy thử. Một số nhă nghiắn cứu ựê ựưa ra những quan ựiểm khâc nhau:
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23
-Cđy thử thắch hợp lă cđy thử cung cấp chắnh xâc giâ trị của từng dòng ựem thử vă ựạt ựược giâ trị di truyền lớn nhất. Theo Hull (1945, 1952) thì cđy thử phải có ựồng hợp tử gen lặn ở tất cả câc locus. Quan ựiểm năy nhận ựược sự tân ựồng của Rawlings vă Thomson (1962), Comstock (1964), Allison vă Curnow ( 1966).
-Cđy thử mong muốn lă cđy thử phải cho nhiều thông tin di truyền của dòng nghiắn cứu ở câc môi trường khâc nhau (Matzingger vă cs, 1959) [27]
-Cđy thử tốt lă cđy thử khi lai với dòng ựem thử thì câc dòng năy có thể phđn biệt ựược chúng với nhau (Rawlings vă Thomson, 1962) [30].
Vấn ựề chọn cđy thử trong lai ựỉnh vẫn còn nhiều ý kiến khâc nhau nhưng nhìn chung câc nhă nghiắn cứu ựê căn cứ văo một số tiắu chuẩn ựể chọn cđy thử như: năng suất cao hay thấp, có họ hăng hay không họ hăng, có nền di truyền rộng hay hẹp, quan hệ bản thđn dòng vă phản ứng trong lai thử. Xuất phât từ mục tiắu kinh doanh, câc nhă tạo giống lai thương mại thường sử dụng dòng ưu tú lăm cđy thử vì họ muốn một THL ựỉnh lă một lai ựơn phục vụ cho sản xuất giống lai thương mại ( Ngô Hữu Tình, 1997 ) [14].Theo Hallauer (1990) cđy thử nắn có sự khâc biệt về di truyền vă ở câc nhóm ƯTL ựối lập với dòng ựịnh thử. Có thể dùng hai hay nhiều cđy thử ựể tăng ựộ chắnh xâc. Theo Trần Hồng Uy (1985) [19] thì không nắn sử dụng cđy thử có nền di truyền quâ rộng hoặc có khả năng mạnh trong việc truyền một số ựặc ựiểm văo con lai, cũng như không nắn sử dụng cđy thử có nền di truyền quâ hẹp ( những dòng ựồng huyết ) vì sẽ không xâc ựịnh ựược KNKH của dòng ựịnh thử. Theo Bauman (1981) cđy thử có thể lă TPTD, lai ựơn hay dòng tự phối. việc chọn cđy thử phụ thuộc văo giai ựoạn vă mục tiắu tạo giống:
-Cđy thử lă giống TPTD: Dùng cho giai ựoạn ựầu của quâ trình tạo giống. Những quần thể có KNKH chung cao sẽ ựược lăm cđy thử.
-Cđy thử lă giống lai ựơn: Sử dụng một THL của một dòng tốt ựể lăm cđy thử sẽ dẫn ựến ựưa giống lai ra sản xuất nhanh hơn.
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24
-Cđy thử lă dòng thuần: Nếu chương trình tạo giống ở mức ựộ cao thì việc dùng dòng thuần lăm cđy thử lă cần thiết vă hợp lý. Cđy thử lă dòng thuần phải có năng suất vă sức sống cao ựể dùng lăm bố mẹ trong sản xuất giống lai thương mại sau năy.
Theo Vasal vă Srinivasan (1992) thì: Có ựược những cđy thử trong tạo giống lai lă rất quan trọng. Vai trò của cđy thử bao gồm: ựânh giâ KNKH của nguồn nguyắn liệu, lựa chọn kiểu ƯTL, sử dụng trong chương trình cải tạo quần thể vă cũng có thể ựược dùng như dạng bố mẹ ựể xâc ựịnh vă mở rộng giống lai qui ước vă không qui ước.
Những năm gần ựđy ựê có sự thay ựổi lớn trong việc sử dụng cđy thử, từ cđy thử có nền di truyền rộng ựến cđy thử có nền di truyền hẹp. Người ta nhận thức ựược rằng: cđy thử có nền di truyền rộng ựược dùng ựể xâc ựịnh KNKH chung còn cđy thử có nền di truyền hẹp ựược dùng ựể ựânh giâ KNKH riắng. CIMMYT ựê có cố gắng ựặc biệt ựể xâc ựịnh cđy thử ựối với câc nguồn nguyắn liệu khâc nhau. Những dòng năy ựê ựược sử dụng thănh công ựể tạo THL vă phđn nhóm ƯTL với câc dòng.
Một yếu tố quan trọng giúp cho việc chọn cđy thử lă quâ trình tiến hóa của cặp ƯTL Reid Yellow Dent vă Lancaster Sure Crop. Kiểu ƯTL quan trọng năy ựược xâc ựịnh trắn cơ sở câc THL giữa câc dòng ựược tạo ra từ Reid Yellow Dent vă Lancaster. Kiểu ƯTL năy cho câch chọn cđy thử hợp lý dựa văo nguồn gốc dòng: cđy thử dùng cho câc dòng có nguồn gốc từ một nguồn gen trước hết phải có nguồn gốc từ một nguồn nguyắn liệu khâc thuộc nhóm ƯTL ựối lập (Ngô Hữu Tình, 1997) [14].
Nghiắn cứu về mối quan hệ giữa tâc ựộng di truyền vă kiểu cđy thử trong việc ựânh giâ dòng, Rawling vă Thompson(1962) ựê trình băy những lý luận về cđy thử. Số liệu thực nghiệm cho thấy sự biến ựổi tương ựối giữa câc THL thử phụ thuộc văo mức ựộ trội vă tần suất câc alen có lợi trong cđy thử. Nếu không có tắnh trội thì sự biến ựộng giữa câc phĩp lai thử lă tương tự, bất chấp tần suất
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25
alen có lợi trong cđy thử. Nếu có ảnh hưởng của tắnh trội thì cđy thử với số alen có lợi ắt nhất sẽ tạo ra sự biến ựộng lớn hơn giữa câc cđy thử. Như vậy, một cđy thử xấu cung cấp thông tin rõ hơn giữa câc dòng. Hallauer vă Lopez perez (1997) ựê tiến hănh một nghiắn cứu tương tự vă thu ựược kết quả phù hợp với dự ựoân của Rawling vă Thompsonvaf chứng minh tiắu ựề: Nắn sử dụng cđy thử không có họ hăng với dòng ựịnh thử (Ngô Hữu Tình,1997) [14].
Theo Phan Xuđn Hăo vă Nguyễn Văn Cương (1997) [5] nắn chọn cđy thử theo nguyắn tắc: Mỗi nhóm ƯTL hiện có chọn ắt nhất một cđy thử, vă tùy văo giai ựoạn của chương trình mă chọn câc cđy thử có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai kĩp) hay hẹp (dòng thuần, lai ựơn).
Trong ựiều kiện nước ta nắn kết hợp sử dụng hai loại cđy thử: Một lă cđy thử có nền di truyền rộng (một quần thể cải tiến hay một giống TPTD), hai lă cđy thử có nền di truyền hẹp (một dòng thuần) ựể vừa xâc ựịnh KNKH của dòng nghiắn cứu, vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ cho sản xuất (Mai Xuđn Triệu, 1998) [17].
Trong thực tế, câc nhă nghiắn cứu ựê sử dụng cđy thử có nền di truyền rộng ựạt kết quả tốt như: ựânh giâ KNKH của 8 dòng ngô thuần dăi ngăy bằng phương phâp lai ựỉnh với cđy thử lă ngô ựâ Tđy Nguyắn, câc tâc giả ựê chọn ựược câc dòng số 1, 6, 7 có KNKH chung cao (Trần Hồng Uy vă cs, 1985) [19].
Cđy thử có nền di truyền hẹp cũng ựược nhiều tâc giả nghiắn cứu vă sử dụng ựạt kết quả tốt như: ựânh giâ KNKH của 6 dòng bằng phương phâp lai ựỉnh với cđy thử lă dòng 525, câc tâc giả ựê xâc ựịnh ựược dòng số 1 vă số 2 có KNKH chung cao.
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VĂ PHƯƠNG PHÂP NGHIÍN CỨU 3.1 VẬT LIỆU NGHIÍN CỨU
Vụ 1 (vụ thu ựông 2011)
Vật liệu nghiắn cứu trong vụ thu ựông năm 2011 gồm 17 dòng ngô nổ tự phối ựời S5 (bao gồm 2 dòng tester N12 vă N21) như danh sâch sau:
Danh sâch 17 dòng ngô nổ theo dõi KNKH vụ ựông năm 2011
TT Ký hiệu Tắn dòng Nguồn gốc
1 D1 N17-1-1-1-1-1311 Trường đại học Nông nghiệp
2 D2 N12 (tester) Trường đại học Nông nghiệp
3 D3 TM5X09-1-1-1-1-1511 (G4 trắng) Trường đại học Nông nghiệp 4 D4 TM5X09-1-1-1-1-1511 (G4 tắm) Trường đại học Nông nghiệp
5 D5 TM5X09-1-1-1811 Trường đại học Nông nghiệp
6 D6 TM5X09-1-1-1-1-1812 Trường đại học Nông nghiệp 7 D7 TM5X09-1-1-1-1-1712 Trường đại học Nông nghiệp 8 D8 TM5X09-1-1-1-1-1a11 Trường đại học Nông nghiệp
9 D9 N19 thđn xanh Trường đại học Nông nghiệp
10 D10 N03-1-1-1-1-1112 Trường đại học Nông nghiệp
11 D11 N19 thđn tắm nhạt Trường đại học Nông nghiệp
12 D12 N07-1-1-1-1-1622 Trường đại học Nông nghiệp
13 D13 N21 (tester) Trường đại học Nông nghiệp
14 D14 N20-B1 Trường đại học Nông nghiệp
15 D15 TM5X09-1-1-1-1-1011 Trường đại học Nông nghiệp
16 D16 Ve-1-1-1-1-1311 Trường đại học Nông nghiệp
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
Vụ 2 (vụ xuđn 2012)
Vật liệu nghiắn cứu trong vụ xuđn 2012 gồm 30 tổ hợp lai ựược tạo bởi 15 dòng ngô nổ vă 2 tester (dòng N12 vă dòng N21) ựê ựược theo dõi trong vụ thu ựông 2011.
3.2. NỘI DUNG NGHIÍN CỨU
- đânh giâ một số ựặc ựiểm nông sinh học vă năng suất của dòng trong ựiều kiện thắ nghiệm ựồng ruộng.
- đânh giâ KNKH của một số dòng thông qua năng suất của câc tổ hợp lai ựỉnh vă một số tắnh trạng khâc.
3.3. PHƯƠNG PHÂP NGHIÍN CỨU
3.3.1. Bố trắ thắ nghiệm
- Vụ Thu đông 2011:
+ Thắ nghiệm ựược bố trắ tuần tự không nhắc lại.
+ Mỗi dòng gieo 2 hăng, riắng 2 tester gieo 6 hăng, chiều dăi hăng 5m. + Khoảng câch gieo: Hăng câch hăng 70 cm, cđy câch cđy 25 cm. + Mật ựộ: 5,7 vạn cđy/ha.
+ Xung quanh lă dải bảo vệ. - Vụ Xuđn 2012:
+ Thắ nghiệm ựược bố trắ theo khối ngẫu nhiắn ựầy ựủ, 3 lần nhắc lại. + Mỗi công thức gieo 2 hăng, chiều dăi hăng lă 5m.
+ Khoảng câch gieo: Hăng câch hăng 70 cm, cđy câch cđy 25 cm. + Mật ựộ: 5,7 vạn cđy/ha.
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28