Những quan điểm về tiếp cận trước đây
Blum (1979) [39] đã mô tả hai cách tiếp cận về chọn tạo giống chịu hạn, đó là: Thứ nhất: Cách tiếp cận này rất thông dụng, với quan điểm cho rằng, giống cho năng suất cao ở những điều kiện thuận lợi thì cũng sẽ cho năng suất khá cao ở những điều kiện bất lợi. Tính chống chịu hạn có thể hiện diện trong những giống
này, biểu hiện như một chỉ số về tính ổn định không thể nhận dạng được trong những môi trường khác nhau. Trong suốt quá trình chọn giống, năng suất và tính ổn định được hướng tới như là một chỉ tiêu phức hợp. Cách tiếp cận này đã thành công trên cây cao lương (Blum, 1979)[39] và ngô (Duvick, 1977)[71]. Trong khi có nhiều kết quả đáng kể đối với việc cải thiện tiềm năng năng suất ngô trong điều kiện thiếu thông tin về những đặc điểm khô hạn riêng biệt, chiến lược chọn tạo giống dựa vào chọn lọc dưới điều kiện đầy đủ nước có thể được xem là hiệu quả nhất trong việc rút ngắn thời gian. Việc chọn tạo này có thuận lợi là chỉ số di truyền đối với chỉ tiêu năng suất thường cao dưới điều kiện tăng trưởng tối ưu.
Thứ hai: Cách tiếp cận này cho rằng, không có mối quan hệ nào về sự ổn định năng suất của giống ở những điều kiện môi trường khác nhau. Giống phải được chọn lọc, phát triển và thử nghiệm dưới những điều kiện liên quan.
Có nhiều nghiên cứu về cải thiện quần thể ngô ở điều kiện riêng biệt. Một nghiên cứu chọn đám trên ngô ở Colombia trong mùa mưa (600 mm) và mùa khô (300 mm) với chỉ tiêu chọn lọc là năng suất hạt. Trong ba chu kỳ chọn lọc trong mùa mưa, năng suất hạt tăng lên 10,5%/chu kỳ nhưng chỉ tăng 0,8% trong mùa khô. Trong khi đó, ba chu kỳ chọn lọc trong mùa khô, năng suất hạt tăng lên 2,5%/chu kỳ và 7,8% trong mùa mưa (Arboleda-Rivera và Compton, 1974) [29]. Tuy nhiên, trong quần thể ngô nhiệt đới vùng đất thấp, Edmeades và Fischer (1977) [75] không tìm thấy sự khác biệt về sinh trưởng, năng suất của hai giống ngô được chọn lọc trong điều kiện có tưới và khô hạn, khi chúng được trồng trong điều kiện khô hạn.
Một tiếp cận khác là kết hợp luân phiên nhau của hai tiếp cận trên trong nghiên cứu cải tiến giống ngô chịu hạn đã được thực hiện. Khi tiềm năng năng suất ngô trở nên khó cải tiến, chương trình chọn tạo giống có thể tập trung vào việc nhận dạng những cơ chế chống chịu hạn riêng biệt. Russell (1974)[152] đã chứng minh tầm quan trọng của việc cải tiến tiềm năng năng suất ngô trong các điều kiện môi trường khác nhau. Tuy nhiên, phân tích khả năng sinh trưởng, năng suất của một vài giống ngô lai được phát triển gần đây cho thấy sự khác biệt về năng suất ở những môi trường thiếu nước khắc nghiệt hơn bởi những nhân tố khác hơn là tiềm năng năng suất. Edmeades và Fischer (1977) [75] sử dụng chỉ số chọn lọc dựa vào năng
suất dưới các điều kiện khô hạn, đầy đủ nước và những đặc tính khác liên quan đến chống chịu hạn. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy, có thay đổi đáng kể về di truyền trong những quần thể ngô nhiệt đới. Việc chọn lọc phải làm tăng năng suất hoặc ít ra cũng phải duy trì tiềm năng năng suất cho việc cải tiến tính trạng chống chịu hạn. Có thể những tính trạng như thế sẽ do nhiều gen điều khiển và xuất hiện với tần số thấp trong bất kỳ quần thể nào. Tần số sẽ tăng lên trong quá trình chọn lọc tái tục. Sự tích lũy tần số gen cho một hoặc hai tính trạng chống chịu hạn trong khi duy trì năng suất có thể đưa đến sự cải thiện gián tiếp năng suất ngô dưới điều kiện khô hạn. Ở một vài giống ngô, dưới điều kiện chọn lọc tự nhiên ở vùng nhiệt đới đã hình thành cơ chế tránh, chống chịu hạn hoặc cả hai. Nhiều đặc tính về hình thái, sinh lý được đề nghị thay đổi để tăng việc tránh hoặc chống chịu hạn. Một số phương pháp sàng lọc được sử dụng để so sánh phản ứng của những kiểu gen khác nhau của ngô đối với hạn hán. Kết quả cho thấy, vài phương pháp này dường như hữu dụng đối với chương trình chọn tạo giống, trong khi rất ít tỏ ra hữu dụng trong chương trình cải tiến quần thể(Fischer và cộng sự, 1982) [83].
Tiếp cận truyền thống và hiện đại
Hầu hết các nhà chọn giống ngô dựa vào kiểu hình để chọn lựa các tính trạng về tiềm năng năng suất, chống chịu sâu bệnh và dạng hình, dạng hạt mong muốn. Tuy nhiên, khi đánh giá tính chống chịu hạn trên đồng ruộng, thông thường được tiến hành vào giai đoạn cuối của quá trình chọn giống nên chỉ vài kiểu gen được duy trì, vì vậy, hiệu quả của việc chọn giống thường thấp. Có nhiều lý do về sự quan ngại của các nhà chọn tạo giống ngô chịu hạn chọn lọc ở giai đoạn sớm hơn. Đó là:
- Tính di truyền và phương sai di truyền của năng suất hạt thường giảm dưới điều kiện khô hạn. Khác biệt giữa các giống thường không có ý nghĩa và hạt thu được từ sự chọn lọc ít hơn.
- Vì tương tác giữa kiểu gen và môi trường lớn nên những thí nghiệm trong điều kiện khô hạn, kết quả thu được thay đổi rất nhiều trong các thí nghiệm và rất khó để nhận dạng kiểu gen tốt nhất.
- Các nhà chọn giống hy vọng chọn lọc giống năng suất cao trong điều kiện thông thường cũng sẽ gia tăng năng suất trong điều kiện khô hạn.
Tuy nhiên, dựa vào những nghiên cứu chuyên sâu tại CIMMYT, những quan ngại này có thể vượt qua được và có thể hình thành tiến trình tạo giống nhanh liên quan đến cải tiến năng suất dưới những điều kiện bất lợi và thuận lợi bằng việc sàng lọc kỹ dưới điều kiện bất lợi phi sinh học (Zaidi, 2000)[193].