Ưu thế lai (ƯTL) là hiện tượng con lai có sức sống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng phát triển nhanh hơn, cho năng suất cao hơn bố mẹ của chúng, các ựặc tắnh vượt trội của con lai F1 có thể là năng suất, chất lượng, thời gian sinh trưởng, sinh khối, tắnh thắch ứng, khả năng chống chịu sâu bệnhẦ là lợi thế ựược khai thác ựể nâng cao hiệu quả kinh tế, hiện tượng này ựã ựược khai thác sử dụng nhiều trong việc lai tạo các giống cây trồng, vật nuôị đặc biệt ở cây ngô, các nghiên cứu về hiện tượng ưu thế lai cho thấy sự khác biệt về di truyền của bố mẹ có ảnh hưởng mạnh mẽ tới ự biểu hiện ưu thế lai của tổ hợp lai ựơn. Ưu thế lai tăng khi các dòng bố mẹ có sự khác biệt di truyền lớn hơn các dòng thắch nghi trong cùng một ựiều kiện sinh thái[8].
Hiện tượng ưu thế lai tăng sức sống ở con lai ựã ựược Koelreuter miêu tả ựầu tiên vào năm 1776, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis và Datura với nhau (Stuber, 1994)[31], năm 1876 Charles Darwin người ựầu tiên ựã ựưa ra lý thuyết ựầu tiên về ưu thế lai sau ựó vào năm 1877 Charles Darwin sau khi làm thắ nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối ựã ựi tới kết luận: chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chắn sớm hơn 9% so với dạng ngô tự phối (Hallauer và Maranda, 1998)[27].
Nhà khoa học ựi ựầu tiên trong lĩnh vực tạo giống ngô lai quy ước là G. H. Shull. Năm 1904, Shull tiến hành tự phối cưỡng bức ở ngô ựể thu ựược các
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 19 dòng thuần và ựã tạo ra những giống ngô lai ựơn từ những dòng thuần nàỵ
Hiện nay, chọn giống ngô lai ựơn năng suất cao là nhiệm vụ quan trọng của các nhà chọn giống. để chọn tạo một giống ngô lai quy ước các nhà chọn giống phải qua các bước sau: chọn dòng ngô thuần; lai thử và xác ựịnh KNKH của các THL; chọn các THL ưu tú trồng thử nghiệm trong sản xuất và sản xuất hạt giống ngô lai[5].
Ưu thế lai biểu hiện ở tổ hợp lai trên các tắnh trạng có thể chia thành các dạng biểu hiện chắnh sau:
- Ưu thế lai về hình thái: biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây, theo tác giả Kiesselback, 1992 con lai F1 của ngô có ựộ lớn hạt tăng hơn bố mẹ 11,1%, ựường kắnh thân tăng 48%, chiều cao cây tăng 30 - 50%... Ngoài ra diện tắch lá , chiều dài cờ, số nhánh cờ ở tổ hợp lai thường lớn hơn bố mẹ.
- Ưu thế lai về năng suất: ựược biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt trên bắp, tỷ lệ hạt trên bắp, ưu thế lai về năng suất ở các giống lai ựơn giữa dòng có thể ựạt 193 - 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985)[14].
- Ưu thế lai về tắnh thắch ứng: biểu hiện qua khả năng chống chịu với ựiều kiện môi trường bất thuận như: sâu, bệnh, khả năng chịu hạnẦ
- Ưu thế lai về tắnh chắn sớm: thể hiện thông qua con lai chắn sớm hơn bố mẹ do sự biến ựổi quá trình sinh lý, sinh hóa trao ựổi trong cơ thể.
* Các giả thuyết giải thắch cơ sở di truyền của hiện tượng ƯTL:
Lý thuyết và cơ sở di truyền của hiện tượng ƯTL ựược chú ý và nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giớị Tuy nhiên các nhà khoa học chưa ựưa ra ựược một thuyết duy nhất ựể giải thắch hiện tượng nàỵ để giải thắch cơ sở di truyền của ƯTL ngày nay trên thế giới ựang tồn tại nhiều thuyết khác nhau như thuyết siêu trội (East 1922, Hull 1945), thuyết trội (Bruce 1910,
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 20 Collins 1921, Jones 1917), thuyết cân bằng di truyền (Mazer, Turbin, 1961) thuyết sinh hóa (Robinson, Emerson), thuyết dị hợp tử về cấu trúc, thuyết ựồng tế bào chấtẦ Nhưng ựứng trên quan ựiểm di truyền học. Do tổ hợp các nguồn gen từ các bố mẹ khác nhau, kiểu gen của con lai F1 thu ựược những hiệu quả ựổi mới về tương tác giữa các gen ở nhân cũng như tương tác nhân - tế bào chất. Như vậy, nguyên nhân di truyền của hiện tượng ƯTL cần ựược xem xét ở những hiệu quả tương tác sau: Tương tác giữa các gen cùng locus, tương tác giữa các gen khác locus: có các hệ quả sau, các mối cân bằng di truyền, giả thuyết tương tác nhân - tế bào chất.