- giá trị ựối với một tập hợp tắnh trạng
3. Phương pháp khắc phục khó khăn khi lai xa
Sự trao ựổi di truyền giữa hai loài chỉ thực hiện ựược nếu khắc phục hoặc phá vỡ hàng rào trở ngại về sinh sản. Nhà chọn giống có thể áp dụng các phương pháp sau ựây.
3.1. Cản trở trước khi thụ tinh Chọn loài bố mẹ ựể lai Chọn loài bố mẹ ựể lai
Thông thường nhà chọn giống có nguồn gen ựa dạng gồm các giống trồng trọt, tổ tiên hoang dại, họ hàng. Nhà chọn giống cần sàng lọc nguồn gen có tiềm năng biểu hiện các tắnh trạng mong muốn. Trước hết cần chọn nguồn gen có quan hệ họ hàng gần gũi nhất với giống trồng trọt (vựa gen thứ cấp). Cách tốt nhất ựể xác ựịnh mối quan hệ giữa giống trồng trọt và loài họ hàng là dựa vào số liệu từ các thắ nghiệm lai. Nghiên cứu hệ thống sinh học của các nhà phân loại tế bào học kết hợp với các vấn ựề chọn giống là cách tốt nhất ựể xác ựịnh mối quan hệ. Nhà chọn giống phải lai thử nhiều tổ hợp khác nhau
Số tổ hợp lai
Sau khi chọn lọc nguồn gen làm bố mẹ, nhà chọn giống phải lai thử với số lượng lớn. điều này cực kỳ quan trọng vì có sự biến ựộng di truyền lớn ở các giống trồng trọt cũng nhưở các loài hoang dại họ hàng. Nhà chọn giống phải tìm cách ựể thử hết phạm vi biến ựộng trong nguồn vật liệu mình có.
Lai thuận nghịch
Lai thuận nghịch ựể tìm hướng lai có kết quả là rất cần thiết, ựặc biệt khi nhà chọn giống chưa biết gì về các tổ hợp bố mẹ.
Tăng mức bội thể: Nhân ựôi số nhiễm sắc thểựã ựược ứng dụng thành công trong các tổ hợp lai giữa các loài khác nhau về mức bội thể. Kỹ thuật sử dụng phổ biến nhất là xử lý côn xi xin.
Lai gián tiếp
Khi nhà chọn giống không thể lai hai loài trực tiếp với nhau thì có thể áp dụng phương pháp gián tiếp. Phương pháp gián tiếp gồm một loạt tổ hợp lai có sự tham gia của giống trồng trọt với hai hoặc ba loài hoang dại họ hàng. Mặc dù giống trồng trọt và một loài tương hợp lai nhất ựịnh không thể lai trực tiếp với nhau, các nhiễm sắc thể của genom ựược tập hợp trong cùng một cơ thể thông qua lai gián tiếp. Tuy nhiên nhà chọn giống cũng phải tiến hành lai thử nhiều lần và sàng lọc những cá thể từ những quần thể phân ly ựể duy trì các gen mong muốn cần ựược chuyển.
Cải tiến kỹ thuật lai
Kỹ thuật lai xa tương tự như lai trongloài. Tuy nhiên những cải tiến kỹ thuật về khử ựực và thụ phấn có thể giúp nhà chọn giống khắc phục những hàng rào cản trở trước khi thụ tinh trong những trường hợp nhất ựịnh. Các kỹ thuật ựó gồm:
i) Ghép phôi: Ghép phôi hạt ựang nảy mầm của một loài vào nội nhũ hạt ựang nảy mầm của loài kia. Vắ dụ, lấy phôi lúa mì ghép vào nội nhũ mì ựen ựể tạo ra cây lúa mì. Những cây này khi lai với hạt phấn mì ựen sẽ tạo ra số con lai cao hơn 5 lần so với ựối chứng.
ii) Hỗn hợp hạt phấn: hỗn hợp hạt phấn có sức sống bình thường nhưng không tương hợp với hạt phấn tương hợp nhưng mất sức sống là một biện pháp khắc phục sự bất hợp lai ở một số loài (Mentor pollen), vắ dụ các loài Poplar (Knox et al., 1972).
iii) Sử dụng dung môi hữu cơ: ở một số loài tắnh bất hợp giữa hạt phấn và bề mặt vòi nhụy của loài khác có thể bị phá vỡ bằng cách xử lý ựầu nỵuy hoặc hạt phấn bằng dung môi hữu cơ.
iv) Cắt bỏựầu nhụy trước khi thụ phấn: Khó khăn ựể tạo ra con lai xa ở khoai tây (các loài Solanum do sinh trưởng ống phấn bịức chế) có thể khắc phục bằng cách cắt bỏựầu nhụy và thay thế bằng một mẫu agar chứa ựường và gelatin.
v) Xử lý chất ựiều hoà sinh trưởng: ở một số tổ hợp lai xa hạt phấn có khả năng nảy mầm trên ựầu nhụy của loài khác nhưng ống phấn sinh trưởng quá chậm trong vòi nhụy làm cho trứng bị thoái hoá hoặc hoa rụng trước khi xảy ra quá trình thụ tinh. Khó khăn này có thể khắc phục bằng cách xử lý chất ựiều hoà sinh trưởng ựể kắch thắch ống phấn hoặc sự phát triển của quả. Chất ựiều hoà sinh trưởng cũng có thể làm tăng tỉ lệ sống của phôi sau khi thụ tinh. Vắ dụ, lai giữa các giống lê lưỡng bội và tứ bội thành công nhờ xử lý bầu nhụy với axit õ- naphthoxyacetic.
vi) Cát ngắn vòi nhụy: Cắt ngắn vòi nhuỵ làm rút ngắn khoảng cách ựể ống phấn ựến ựược noãn. Vắ dụ cát ngắn râu ngô khi lai ngô với Tripsacum.
vii) Dung hợp tế bào trần: Dung hợp tế bào trần (cong gọi là lai xô ma) ựược coi là một phương pháp hữu hiệu ựể khắc phục hàng rào sinh sản.
viii) Lai với số lượng lớn: Lai với số lượng lớn cũng là biện pháp khắc phục hàng rào trước khi thụ tinh. để lai số lượng lớn nhà chọn giống phải áp dụng kỹ thuật khử ựực và thụ phấn hàng loạt. Nếu có gen chỉ thị, nhà chọn giống chỉ cần thụ phấn mà không cần khửựực, rồi thu hoạch hạt từ cây mẹ và sàng lọc thế hệ con ựể tách con lai.
ix) Thụ phấn in vitro: Thụ phấn noãn trong ựiều kiện in vitro, trong khi loại bỏ hoàn toàn vòi nhụy và các mô thành bầu nhuỵ, là một phương pháp hữu hiệu khi vùng bất hợp tập trung ởựầu nhụy, vòi nhụy hoặc ở bầu.
3.2. Cản trở sau khi thụ tinh Sử dụng hoóc môn sinh trưởng Sử dụng hoóc môn sinh trưởng
Trong nhiều trường hợp hợp tử F1 hoặc phôi non bị mất do tỉ lệựậu hạt thấp hoặc phôi không phát triển. Nhà chọn giống có thể xử lý hoóc môn sinh trưởng sau khi thụ phấn ựể giữ hoa và kắch thắch ựậu quả.
Phấn hỗn hợp
Hỗn hợp phấn của loài khác với loài tương hợp cũng làm tăng tỉ lệựậu quả. Vắ dụ, nếu hoa loài mẹ có ba ựầu nhụy trên một hoa, hai ựầu nhụy thụ phấn thụ phấn với phấn của các loài khác còn ựầu nhụy kia thụ phấn với cây tương hợp cùng loài, sẽ tăng tỉ lệựậu quả.
94
Nuôi cấy phôi
Trong trường hợp hợp tử không phát triển bình thường do nội nhũ mất khả năng nuôi dưỡng phôi thì phôi có thể nuôi cấy trên môi trường nhân tạo. Phương pháp này còn gọi là cứu phôi.
Ghép
Ghép cây con F1 lên cây bình thường của một trong hai loài bố mẹ làm tăng sức sống con lai nếu F1 không có khả năng sống do diệp lục không phát triển hoặc hệ thống rễ phát triển kém. 5) Tạo ựa bội khác nguồn: Nhiều con lai xa thường bất dục cao. Có thể khắc phục tắnh bất dục bằng cách nhân ựôi số lượng nhiễm sắc thể của F1 tạo ra thểựa bội thể khác nguồn.
3.3. Sự suy nhược ở F2
Một số con lai xa F1 phát triển và hữu dục bình thường, nhưng thế hệ con lại giảm sức sống và ựộ hữu dục, thậm chắ một số không bình thường và bất dục. Sự bất dục có thể do sự mất cân bằng di truyền (Stebbins, 1958). Vì thế, nhà chọn giống phải gieo trồng quần thể lớn mới hi vọng tạo ra những tổ hợp gen và nhiễm sắc thể cân bằng.
Lai lại nhiều lần với bố mẹ hồi giao cũng là một trong những phương pháp tạo ra sự cân bằng ở con lai. Chẳng hạn ở bông, lai lại một vài lần với một trong hai bố mẹ có thể phục hồi hoàn toàn bố mẹ hồi giao.