II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.2.1.2. Xác ñị nh mức biểu hiện của ưu thế lai
Việc ựánh giá mức biểu hiện của ưu thế lai là rất quan trọng trong công tác chọn tạo giống ựể biết ựược tiềm năng của các vật liệu nghiên cứu. Nguyễn Văn
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 25
Hiển và cộng sự [5] ựưa ra một vài thông số giúp cho việc ựánh giá ưu thế lai của vật liệu ựược chắnh xác và thuận tiện hơn. Các thông sốựó là:
+ Ưu thế lai giảựịnh (Heterosis)
Ưu thế lai giả ựịnh còn ựược gọi là ưu thế lai trung bình. Ưu thế lai giả ựịnh ựược sử dụng ựể tìm hiểu xem con lai có giá trị hơn bố mẹ chúng là bao nhiêu. F1 Ờ ơ(P1 + P2) Hm (%) = --- x 100 ơ(P1 + P2) Trong ựó: Hm (%) là ưu thế lai trung bình
F1 là sốựo trung bình của tắnh trạng ở con lai F1
P1, P2 là sốựo trung bình của tắnh trạng tương ứng ở bố và mẹ
+ Ưu thế lai thực (Heterobeltiosis)
Ưu thế lai thực ựược sử dụng ựể ựánh giá mức ựộ vượt trội của con lai F1 so vớắ bố mẹ tốt nhất ở các tắnh trạng cần nghiên cứu. F1 Ờ Pb Hb (%) = --- x 100 Pb Trong ựó: Hb (%) là ưu thế lai thực. F1 là sốựo tắnh trạng ở con lai F1. Pb là sốựo tắnh trạng ở bố hoặc mẹ có giá trị cao nhất.
+ Ưu thế lai chuẩn (Standard heterosis)
Ưu thế lai chuẩn ựược sử dụng ựể ựánh giá trong thắ nghiệm khảo sát các THL thử, lai thử lại, và trong thắ nghiệm so sánh giống lai hoặc các thắ nghiệm
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 26
khảo nghiệm giống quốc gia nhằm tìm ra các THL mới hơn hẳn các giống ựang sử dụng trong sản xuất về năng suất, chất lượng; khả năng sinh trưởng, khả năng phát triển; khả năng chống chịu với ựiều kiện thời tiết bất lợi, khả năng chống chịu sâu, bệnh hại Ầ F1 Ờ S Hs (%) = --- x 100 S Trong ựó: Hs (%) là ưu thế lai chuẩn. F1 là sốựo tắnh trạng ở con lai F1. S là sốựo tắnh trạng ở giống ựược chọn làm ựối chứng. 2.2.1.3. Cách xác ựịnh khả năng kết hợp chung Trong tạo giống ưu thế lai, ựể xác ựịnh khả năng kết hợp của bố mẹ
thường sử dụng một số phương pháp truyền thống như lai dialen, lai ựỉnh. đánh giá khả năng kết hợp của các dòng bố mẹ chắnh xác ựịnh hiệu quả tác ựộng của các gen thu ựược ở F1 trong sự thể hiện tắnh trạng.[8]
để xác ựịnh KNKHC nhằm loại bỏ các dòng không có khả năng kết hợp chúng ta thường sử dụng phương pháp lai ựỉnh.
Vật liệu thử là những dòng của quần thể giao phấn tự do và có cơ sở di truyền rộng. Các dòng hay con lai có mức ựộ ựồng hợp tử cao không dùng làm dòng thử. Vì muốn ựánh giá ựúng chỉ tiêu KNKHC phải dựa trên phép lai mỗi dòng với một dãy các kiểu gen cá thể, ựiều này chỉ có ở quần thể thụ phấn tự do. Dòng thử phải có khả năng phối hợp chung cao[11]. đó là các giống tổng hợp, các giống ựịa phương tốt, hoặc con lai kép.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 27
Một dòng nào ựó khi lai với nhiều dòng khác cho các F1 mà có giá trị
trung bình về ựộ lớn của tắnh trạng cao, ta nói dòng ựó có khả năng kết hợp chung cao[8].
Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Hiển [5] cho thấy năng suất của tất cả
các THL trong phép lai ựỉnh ựược cộng lại và chia cho số THL ựể có giá trị trung bình. Năng suất của con lai từng dòng với vật liệu thử ựem so sánh với giá trị
trung bình trên. Tất cả các dòng có con lai với năng suất cao hơn năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp ựều ựược coi là có KNKHC.
∑yi m = --- n
Trong ựó: + m: giá trị năng suất trung bình của các tổ hợp + yi : năng suất của từng tổ hợp
+ n: số tổ hợp.
Ngoài ra ựể dự ựoán sự biểu hiện tắnh trạng ở con lai F1 có thể sử dụng mô hình phân tắch tương quan giữa các tắnh trạng ở bố mẹ tham gia vào THL. Sử
dụng phương pháp marker phân tửựể dự ựoán thể hiện con lai ở F1.
2.2.2. Sử dụng phương pháp Topcross trong ựánh giá khả năng kết hợp
chung.
Khi chọn các dòng có mức KNKHC cao thì chúng ta thường ựảm bảo cho sự ổn ựịnh về mặt sinh thái của các con lai. Ngoài ra ưu thế lai ựó là kết quả của sự tương tác phối hợp giữa khả năng phối hợp chung và riêng, và năng suất cao của con lai dễ dàng ựạt ựược khi các dòng có mức KNKHC cao. để xác ựịnh KNKHC của các dòng, cần thiết phải có con lai thu ựược bắng phương pháp lai
ựỉnh (Topcross).[11]
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 28
Cây giao phấn nói chung và cây mướp ựắng nói riêng có ựặc ựiểm là các cá thể trong quần thể luôn ở trạng thái dị hợp tử, vì vậy khi ựem lai hai quần thể
tự do giao phấn với nhau sẽ không ựạt ựược tỷ lệ kiểu gen dị hợp tử cao. Khi ựó các gen bị lấn át trong kiểu gen dị hợp tử sẽ có cơ hội biểu hiện ra ngoài ở trạng thái ựồng hợp tử. Các gen này thường biểu hiện những tắnh trạng không mong muốn ở con lai và có thể làm giảm sức sống của con lai, từ ựó làm giảm ưu thế
lai của con lai. Do vậy ựể con lai biểu hiện ưu thế lai cao nhất thì bố mẹ phải là các dòng ựồng hợp tử mạng những tắnh trạng mà nhà tạo giống mong muốn. Các vật liệu ựược chọn ựể tạo dòng tự phối cần có yêu cầu là tạo ra các dòng tự phối có phổ di truyền rộng và khác nhau càng nhiều càng tốt.[11]
Theo nguyên lý này Viện nghiên cứu rau quả ựã chọn một số giống mướp
ựắng lai và giống mướp ựắng bản ựịa có những tắnh trạng mong muốn ựể tạo dòng tự phối và ựã thu ựược kết quả khả quan, trong tương lai không xa sẽ cho ra
ựời các giống mướp ựắng ựáp ứng ựược nhu cầu của người tiêu dùng.
* Tạo dòng tự phối
Dòng tự phối ựược tạo ra theo phương pháp tiêu chuẩn chọn lọc cá thể kết hợp với thụ phấn cưỡng bức.
* Cách tiến hành tạo con lai Topcross
Gieo mỗi dòng thử nghiệm thành một hàng. Cứ 2, 3 hàng của dòng lại có một dòng của thứ thử. Cần chú ý là: các dòng và dòng thử ựều phải nở hoa trùng khớp nhau về thời gian. để cho thời gian nở hoa trùng khớp nhau cần phải gieo các dòng thử ở thời gian khác nhau. Các dòng làm mẹ ựược khử ựực bằng tay và tiến hành lai hữu tắnh tạo THL.[19]
Ưu thế của phương pháp này là: khi sử dụng dòng thử làm mẹ thì tất cả
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 29
các dòng thắ nghiệm có kắch cỡ hạt khác nhau sẽ xuất hiện ựộ rủi ro. đó là các mẫu hạt có ựộ dự chất dinh dưỡng khác nhau dẫn ựến sự khác nhau về khả năng nảy mầm. Từ ựó ảnh hưởng tới năng suất của mỗi dòng và ảnh hưởng tới khả
năng phối hợp chung của mỗi dòng.[11]
* đánh giá KNKHC
KNKHC của một dòng là khả năng cho ưu thế lai nói chung khi lai dòng
ựó (dòng ựịnh thử) với các dòng hoặc giống khác. KNKHC ựược xác ựịnh bằng giá trị trung bình vềưu thế lai của tất cả các THL của dòng ựó.[5]
Từ kết quả lai ựỉnh và lai Lines x Testers, người ta có cơ sở ựể loại bỏ
những dòng không phù hợp yêu cầu và chỉ giữ lại những dòng có KNKHC vừa và cao, tức là có khả năng cho con lai có ưu thế lai cao ựể ựưa vào hệ thống lai luân giao.[13]
Các nhà khoa học cho rằng, bản chất di truyền của KNKHC ựược kiểm soát bởi hoạt ựộng cộng tắnh của các gen trội còn với khả năng kết hợp riêng
ựược xác ựịnh bởi hoạt ựộng tắnh trội, át chế hay siêu trội của các gen. Chắnh vì lý do ựó nên KNKHC khá ổn ựịnh dưới tác ựộng của các yếu tố môi trường. Ngược lại, khả năng kết hợp riêng chịu tác ựộng rõ rệt của nhiều ựiều kiện ngoại cảnh nên muốn thử khả năng kết hợp riêng chắnh xác phải tiến hành thắ nghiệm qua nhiều thời vụ và ở nhiều vùng sinh thái khác nhau.[13]
Theo Ngô Hữu Tình [19] thì tiêu chuẩn tin cậy trong việc chọn cặp bố mẹ ựể ựưa vào lai tạo giống là KNKHC, vì nó là bằng chứng về số lượng, trạng thái hoạt ựộng của kiểu gen làm xuất hiện tác ựộng cộng tắnh.
* Các bước ựánh giá khả năng kết hợp
Theo nghiên cứu của Trần Duy Quý (1997)[11] trong nghiên cứu khả
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 30
+ Số liệu thu ựược trong thắ nghiệm ựánh giá khả năng kết hợp nhất thiết phải xử lý thống kê. Nếu phương sai do các dòng (giống) tham gia thắ nghiệm khác nhau ở mức có ý nghĩa theo phép nghiệm F thì chứng tỏ có các kiểu gen khác nhau tham gia. Từ ựó tiếp tục phân tắch những thành phần tạo nên sự sai khác ở con lai F1 và ở bố mẹ.
+ Sự sai khác tạo nên ở con lai F1 bao gồm sai khác do dạng cây thử (T), dòng thử (L) và sự tương tác giữa cây thử và dòng thử (TxL) tạo nên. Tất cả các tác ựộng này ựều ựược kiểm tra bởi giá trị có ý nghĩa trong phép thử F.
+ Những dòng bố mẹ ựược xác ựịnh là có KNKHC cao nếu KNKHC có giá trị dương lớn hơn giới hạn sai khác (LSD) ở mức ựộ tin cậy 95% hoặc 99%.
+ Những dòng bố mẹ ựược xác ựịnh là có KNKHR cao nếu KNKHR có giá trị dương và lớn hơn giới hạn sai khác (LSD) ở mức ựộ tin cậy 95% hoặc 99%.
+ Các dòng bố mẹ có KNKHC tốt ựược chọn cho công tác lai thử. Những tổ hợp có KNKHR cao ựược chọn ựưa vào thắ nghiệm so sánh năng suất sơ khởi.
2.2.3. Nghiên cứu khả năng kết hợp ở cây mướp ựắng
Theo nghiên cứu của Choudhari và Kale (1991), Munshi và Sirohi có 6 nhóm gen ảnh hưởng tới năng suất và sản lượng của cây mướp ựắng (Momordica charantia L.) ựược ký hiệu trong 6 nhóm mẫu giống là BGGB1, BGGB4, BGGB6, BGGB12, BGGB13 và BGGB14. Sáu nhóm gen này ựược bắt nguồn từ
những nguồn gen bản ựịa, thu thập từ các nơi khác nhau của Bangladesh. Các thử nghiệm ựược tiến hành tại Trạm nghiên cứu quả cây của Trường đại học Rajshahi, Bangladesh, ựể ựánh giá 6 nhóm kiểu gen trên. Các thử nghiệm ựược sắp xếp theo kiểu khối ngẫu nhiên 3 lần nhắc lại. Số liệu ựược thu thập từ 30 THL F1 với các chỉ tiêu nghiên cứu là thời ựiểm ra hoa ựực, hoa cái ựầu tiên;
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 31
chiều dài quả, ựường kắnh quả, khối lượng quả, khối lượng phần ăn ựược; quả ựược thu hoạch trong vài tuần. Dữ liệu ựược phân tắch thống kê cho các thành phần di truyền theo phương pháp của Griffing. Kết quả thu ựược là khả năng kết hợp riêng của THL BGGB14 ừ BGGB13 và BGGB6 ừ BGGB1 là cao nhất, cho sản lượng cao hơn các THL khác.[38]
Theo Khattra và cộng sự (1994) và theo nghiên cứu của Mishra và cộng sự
(1994) khi nghiên cứu về khả năng kết hợp riêng của cây mướp ựắng cho thấy rằng khả năng kết hợp riêng của một số THL có liên quan tới KNKHC của các các dòng bố mẹ. Khi dòng bố hoặc dòng mẹ có KNKHC cao giao phấn với dòng mẹ hoặc dòng bố có KNKHC cao hoặc trung bình sẽ thu ựược THL có năng suất và sản lượng cao, nghĩa là khả năng kết hợp riêng của cặp dòng bố, mẹ này cao. Tương tự như kết quả nghiên cứu của Mishra và cộng sự (1994) cho thấy THL của BGGB14 ừ BGGB13 cho năng suất cao nhất.[38]
Theo nghiên cứu của M. Yadav, D.B. Singh, N.Y. Chaudhary (2003, 2004, 2005) [40] về KNKHC của 10 dòng mướp ựắng là MC-84 (L1), S-17 (L2), JMC-21 (L3), NDBT-15 (L4), VRBT-94 (L5), Gy-I (L6), VRBT-6-9 (T1), JMC-22 (T2), VRBT-89 (T3), và MC-56 (T4) ựược chọn lọc từ 28 dòng mướp ựắng. 24 THL ựược tạo ra từ 6 dòng ựược chọn làm mẹ và 4 dòng chọn làm bố ựưa vào nghiên cứu KNKHC (KNKHC) thông qua thắ nghiệm khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại Viện nghiên cứu Rau Allahabad, Ấn độ. Kết quả thu ựược như
sau:
Dòng Gy-I (L6) có KNKHC cao nhất về tắnh trạng số quả/cây, chiều dài quả, thời gian xuất hiện hoa ựực ựầu tiên.
Dòng MC-84 (L1) thể hiện KNKHC cao ở tắnh trạng sản lượng quả
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 32
Bên cạnh ựó dòng S-17 (L2), VRBT-6-9 (T1), có KNKHC cao về tắnh trạng chiều dài quả (S-17 (L2)) và khả năng kháng bệnh phấn trắng, sương mai (VRBT-6-9 (T1)).
THL ựược tạo ra trong phép laiMC-84 ừ JMC-22 (L1 ừ T2) cho năng suất thực thu cao nhất.
THL ựược tạo ra trong phép lai MC-84 ừ VRBT-6-9 (L1 ừ T1) cho năng suất cá thể cao nhất.
THL tạo thành theo phép lai S-17 ừ VRBT-6-9 (L2 ừ T1) thể hiện khả
năng kháng bệnh phấn trắng, sương mai ở mức khá.
Tóm lại, thông qua các dẫn liệu ựược trình bày trên ựây cho thấy một số ựiểm cần quan tâm, liên quan ựến ựề tài nghiên cứu ựó là:
+ Mướp ựắng là loại rau ăn quả có giá trị kinh tế, dinh dưỡng và dược lý cao. Trong sản xuất và thị trường tiêu thụ ựang có nhu cầu cao về hạt giống và quả mướp ựắng ựủ tiêu chuẩn về chất lượng, an toàn với người sử dụng.
+ Cây mướp ựắng thuộc họ Bầu bắ (Cucurbitaceae) có quá trình tồn tại lâu dài song vẫn giữ ựược các ựặc trưng chung về hình thái và các ựặc tắnh sinh học
ở các vùng phân bố khác nhau.
+ Mướp ựắng là cây giao phấn. để xác ựịnh ưu thế lai của các cặp lai cần
ựánh giá KNKHC của các dòng thuần ựược tạo ra bằng phương pháp lai ựỉnh (Topcross).
+ Các nghiên cứu về cây mướp ựắng phần lớn là các nghiên cứu tác dụng dược lý của thân, quả, lá của cây mướp ựắng; có không nhiều nghiên cứu về chọn tạo ra các giống mướp ựắng ựáp ứng nhu cầu của thị trường, ựáp ứng nhu cầu cho công nghiệp chế biến dược phẩm. Do ựó chọn tạo giống mướp ựắng theo xu hướng này là rất có triển vọng và cần ựược quan tâm nghiên cứu.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦ 33
III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Vật liệu nghiên cứu
+ 10 dòng mướp ựắng ựược chọn lọc tới thế hệ thứ 5 (I5) tại Viện nghiên cứu Rau - Quả, ựược ký hiệu từ MD1 tới MD10.
+ Cây thử là 3 dòng mướp ựắng ựược chọn lọc tới thế hệ thứ 5, có nguồn gốc từ
các giống mướp ựắng lai và giống ựịa phương ựược ký hiệu là CT1, CT2, CT3.
+ Giống mướp ựắng Hưng Nông dùng làm ựối chứng trong thắ nghiệm