II, trong trường hợp bất bình thường chỉ có một sợi thoi ựược tạo thành và chỉ chia nhiễm sắc thể thành 2 nhóm, mỗi nhóm có 2n nhiễm sác thể Ha
4. Quy trình tạo giống lai ở cây giao phấn
ườ đạ ọ ệ ộ ọ ố ồ 106 Phần lớn các giống lai ựược sử dụng ở cây giao phấn, như ngô, hướng dương, củ cải ựường, cây thập tự, v.v. , trong ựó quy mô lớn nhất là ngô. Hai lý do chủ yếu là i) ngô là cây trồng rất quan trọng, ii) ngô là cây ựơn tắnh cùng gốc nên tạo giống lai tương ựối dễ dàng.
đối với cây giao phấn quá trình tạo giống lai hai bước sau: tạo dòng tự phối làm bố mẹ và sản xuất hạt lai (Hình 1.11).
4.1 Tạo dòng tự phối Tạo quần thể phân ly Tạo quần thể phân ly
Thông thường ựể tạo quần nguồn vật liệu ban ựầu nhà chọn giống sử dụng nguồn gen sẵn có: quần thể tự nhiên, giống thụ phấn tự do, các giống lai ựơn, lai ba, lai kép, các giống cải tiến tạo ra bằng phương pháp chọn lọc chu kỳ,v.v. Việc lựa chọn quần thể ban ựầu ựể tạo dòng tự
phối cần xem xét quan hệ ưu thế lai giữa các kiểu gen hiện có và tương tác tế bào chất- nhân liên quan tới sản xuất hạt lai ựể phát triển các nhóm ưu thế lai khác nhau. Cần phải thử nghiệm trước ựể phân chia vật liệu thành các nhóm ưu thế lai.
i) Chọn lọc giao tử
Một trong những phương pháp sử dụng các quần thể giao phấn tự do ựể tạo quần thể phân ly có tần số cá thể mong muốn cao là phương pháp chọn lọc giao tử (Stadler, 1945). đây là phương pháp áp dụng nguyên lý thử sớm. Xác suất ựể hai giao tử ưu việt hợp nhất với nhau tạo ra cá thểưu tú bằng bình phương tần số các giao tửựó. Vắ dụ, nếu 15% giao tửưu việt thì 0,152 hay 2,25% số hợp tử (cá thể) sẽưu tú. Trong một quần thể mà tần số cá thểưu tú thấp, chọn lọc giao tử thay bằng chọn lọc hợp tử sẽ làm tăng xác suất tìm kiếm các gen có ắch. Phương pháp chọn lọc giao tửựược tiến hành bằng cách lai quần thể với một dòng tự phối tốt. Cá thể tốt của con lai ựược giám ựịnh thông qua lai thử. Thế hệ con cái tự phối của các cá thể
tốt sẽ tạo thành quần thể mà từựó có thể rút dòng.
Vụ 1: Lai quần thể (hỗn hợp phấn của những cây ựược chọn) với một dòng tự phối. Mỗi hạt F1 ựại diện cho giao phối của một giao tử của quần thể với giao tử của dòng tự
phối. Giả sử tất cả giao tử của dòng tự phối như nhau, thì các kiểu gen của hạt F1 chỉ
khác nhau bởi gen của giao tử của quần thể.
Vụ 2: Gieo trồng hạt F1, tự phối các cá thểựồng thời lai với cây thử. Dự trữ hạt tự phối
ựể sử dụnh ở vụ 4. Hạt lai thửựược sử dụng ựểựánh giá trong thắ nghiệm lặp lại ở vụ
3. Lai dòng tự phối với vật liệu thửựể làm ựối chứng.
Vụ 3: đánh giá con lai thử. Chọn những cây F1 cho con lai thử có năng suất ưu việt hơn so với ựối chứng.
Vụ 4: Hạt tự phối của các cây F1 ựược chọn sẽ tạo thành quần thể F2. Từ quần thể F2 này có thể tiến hành tạo dòng tự phối
Vật liệu ban ựầu cho quá trình chọn lọc giao tử gồm quần thể phân ly, một dòng tự
phối và một vật liệu thử. Dòng tự phối phải là dòng mong muốn vì nó cung cấp một nửa số
lượng alen. Chọn vật liệu thử tiến hàng tương tự như các phương pháp khác. Ưu ựiểm của chọn lọc giao tử là tạo ra một quần thể mà từ ựó có thể rút dòng tự phối tốt với tần số cao. Nhược ựiểm của phương pháp là lượng biến dị di truyền của quần thể tạo thành hạn chế so với quần thể ban ựầu.
ii) Lai ựơn, lai ba và các kiểu lai khác
Các kiểu con lai khác nhau giữa các dòng tự phối cũng ựược sử dụng ựể rút dòng. Tuy nhiên trong quá trình lựa chọn bố mẹ cần phải xem xét mối quan hệưu thế lai giữa cá kiểu gen và tương tác nhân và tế bào chất trong quá trình sản xuất hạt lai.
Mối quan hệ ưu thế lai: Năng suất con lai tỉ lệ thuận với mức ưu thế lai ở con lai giữa hai bố
mẹ. Ưu thế lai tăng khi sựựa dạng di truyền giữa bố mẹ tăng; do ựó cần phải duy trì hai vốn gen mà khi lai với nhau có ưu thế lai cao.
Quan hệ tế bào chất Ờ nhân: Sản xuất giống lai sử dụng hệ thống bất dục ựực tế bào chất Ờ nhân ựòi hỏi phải có dòng có gen phục hồi (gen Rf), ựòng bất dục ựực tế bào chất-nhân (dòng A) và dòng duy trì (dòng B). Tạo dòng B từ các quần thể chọn giống ựể chuẩn bị cho bước tạo dòng bất dục; tạo dòng phục hồi (dòng R) từ các quần thể khác ựể sử dụng là dòng bố
trong sản xuất hạt lai. Tạo ra các quần thể phục hồi và không phục hồi tách biệt còn giúp duy trì sựựa dạng di truyền giữa hai vốn gen.
iii) Quần thể tạo thành từ chọn lọc chu kỳ
Quần thể cải tiến bằng phương pháp chọn lọc chu kỳ rất hữu ắch trong việc tạo dòng tự phối. Các dòng ựược ựánh giá là một bộ phận trong chương trình chọn lọc chu kỳ cũng có thể sử
dụng ựể tạo quần thể mới và lại từựó lại tiếp tục rút dòng.
Tạo dòng tự phối
Các dòng tự phối làm bố mẹ ựược tạo ra bằng cách tự phối ựến mức ựồng hợp tử nhất ựịnh thông qua tự thụ (tự phối) hay thụ phấn chị em. Tự phối là con ựường nhanh nhất ựểựạt ựược mức ựồng hợp tử. Tuy nhiên, cần chú ý mức ựộ tự phối trước khi một dòng ựược coi là ựồng hợp tử thắch hợp, vì nó ảnh hưởng tới sức sống của bố dòng làm bố mẹ, khả năng duy trì tắnh toàn vẹn di truyền và quản lý trong quá trình sản xuất hạt lai.
⊕ ⊗ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊗ ⊗ ⊕ ⊕ ⊗ ⊕ ⊕ ⊗ ⊗ ⊕ ⊗ ⊕ ⊕ ⊗ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊗ ⊗ ⊗ D1 D2 D3 ... Dn D1 D2 . . Dn
Hình 1.11: Quy trình tạo giống lai ở cây giao phấn
Ở nhiều cây giao phấn, sức sống của dòng tự phối tỉ lệ nghịch với mức ựộ nội phối (hay giao phối cận huyết). Sức sống gồm khả năng sản xuất hạt khi làm mẹ hay sản xuất phấn
Chọn dòng S1 tốt nhất và cây tốt trong dòng tốt, tự phối Vật liệu ban ựầu Chọn cây tốt và tự phối Lặp lại quá trình tự phối một số thế hệựến S6 (ựồng hợp tử) đánh giá khả năng kết hợp của các dòng; xác ựịnh tổ hợp tốt nhất
ườ đạ ọ ệ ộ ọ ố ồ 108 khi làm bố. để sản xuất hạt lai có hiệu quả kinh tế, ựặc biệt lai ựơn, sức sống của dòng tự phối là mối quan tâm chủ yếu của nhà chọn giống.
Các phương pháp ựược sử dụng tạo dòng tự phối gồm phương pháp chọn lọc phả hệ, hỗn hợp, phương pháp một hạt, phương pháp thử sớm. Sự lựa chọn một phương pháp hay phối hợp các phương pháp phụ thuộc vào ựiều kiện cụ thể của nhà chọn giống. Phương thức thụ
phấn là tự phối, thụ phấn chị em (fullsibbing, halfsibbing). Phương pháp phổ biến nhát là phương pháp phả hệ (xem phương pháp phả hệở cây tự thụ phấn).