Dung hợp thể nhị bội có thểñược sử dụng ñể tổ hợp 2 giống khoai tây diplod, các tính trạng nông sinh học có thể ñược bổ sung lẫn nhau trong quá trình dung hợp, trong khi phương pháp lai truyền thống phải thông qua con
ñường giảm phân và tái tổ hợp trong lai hữu tính.
Dung hợp hai dòng khoai tây diploid có tính trạng tốt theo lý thuyết chỉ
cần qua một bước có thể tạo ra những giống tứ bội có ñộ dị hợp cao. Ưu thế
lai có thểñược tạo ra từ những thể dị hợp này không chỉ biểu hiện ở cây trồng mà còn ở các callus trong quá trình tái sinh in vitro. Ví dụ như: sự sinh trưởng mạnh mẽ của thể lai callus, hoặc tốc ñộ tái sinh chồi khác hẳn so với bố mẹ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 21
không dung hợp, có thể thấy ñó như một ưu thế lai biểu hiện trong môi trường in vitro. Khi các cây nhị bội ñược tạo ra từ thể tứ bội thì một số alen gây chết trong thể tứ bội có ñộ dị hợp tử cao này sẽ bộc lộ và bị loại bỏ qua quá trình thoái hóa và bất dục của cây trồng. Vài alen có hại tiếp sau quá trình chọn lọc
ñó một lần nữa ñược chọn lọc với những giống diploid có tính trạng tốt cho thí nghiệm dung hợp tế bào trần. Bởi vậy, kết quả lai soma từ dung hợp những dòng diploid cùng loài có thể chứa ít alen gây chết và alen có hại hơn so với kết quả lai hữu tính của hai giống khoai tây tứ bội và nó có thể tạo ra
ưu thế lai cao.
Năm 1986, Puite và cộng sự [63] ñã tạo ra thể lục bội và bát bội từ kết quả của quá trình dung hợp hai dòng lưỡng bội S. tuberosum và S. phureja
callus ñược tạo ra từ quá trình dung hợp sinh trưởng mạnh mẽ và có nhiều ưu thế hơn so với calus bố mẹ của chúng.
Năm 1985, Austin và cộng sự [36] ñã dung hợp thành công hai thể
diploid quan trọng của loại S. tuberosum tạo ra thể lai tứ bội và kết quả là tạo ra cullus sinh trưởng tốt.
Năm 1987, Debnath và Wenzel [47] dung hợp một dòng nhị bội
S.tuberosum với 2 dòng nhị bội S.tuberosum. Phần lớn những callus lớn lên nhanh và ưu thếñược chọn làm thể lai trên môi trường tái sinh chồi từ 10 ñến 12 tuần sau khi dung hợp. Khi tiến hành kiểm tra nhiễm sắc thể ñã xác ñịnh
ñược 90% cây tái sinh là thể tứ bội, sau ñó con lai của tất cả các thể lai giả ñịnh này ñược kiểm tra bằng phương pháp phân tích Isoenzyme. Qua quan sát thấy thể lai soma này sinh trưởng tốt trong in vitro và trong nhà kính, ñáng chú ý là sự tăng lên về trọng lượng, kích cỡ lá và diện tích lá. Ưu thế lai của những thể lai soma này chưa ñược kiểm tra trên ñồng ruộng.
Năm 1989, Waara và cộng sự [67] ñã tạo ra ñược một số callus từ dung hợp tế bào trần giữa 2 dòng khoai tây nhị bội (S.tuberosum L.). Những calus
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 22
sinh trưởng tốt ñược lựa chọn từ 15 callus ñể tái sinh chồi. Tuy nhiên, thực tế
chỉ có 3 callus của thể lai là tái sinh ñược, ña số chúng ñược dùng làm bố mẹ
cho nhân dòng soma. Trong trường hợp này, sự sinh trưởng của callus tạo ra từ dung hợp tế bào trần của 2 thể nhị bội không biểu hiện ưu thế lai. Hơn nữa không tạo ra ñược thể tứ bội mà chỉ tạo ra ñược cây lục bội và tạp bội từ quá trình dung hợp.
Trong thí nghiệm của Waara và cộng sự (1989)[67]. Karlesson và Ericksson (1988)[54] ñã tạo ra ñược một số calus từ quá trình dung hợp một số dòng khoai tây nhị bội. Sau 2 tháng nuôi cấy, những calus sinh trưởng tốt
ñược chuyển sang môi trường tái sinh chồi.
Năm 1988, Mollers và cộng sự [59] tiến hành dung hợp các dòng khoai tây nhị bội và tứ bội khác nhau và ñã tái sinh ñược một số thể lai soma, từñó tạo ra ñược một số dòng xoma bố mẹ. Thể lai tứ bội này ñược biểu hiện ở
năng suất củ trung bình cao ở thí nghiệm so sánh trong nhà kính.
Sử dụng dung hợp tế bào trần ñể kết hợp các ñặc tính sản lượng thấp, chín muộn với sản lượng cao, chín sớm, Waara và cộng sự năm 1992[68] ñã tạo ra ñược những cây lai tế bào xoma chín muộn và sản lượng cao. Các cây lai tế bào xoma tứ bội và lục bội ñều ñược tái sinh từ từ ñĩa nuôi tế bào trần dung hợp. Những cây tứ bội này thể hiện nhiều ñặc ñiểm kiểu hình trung gian của cây bố mẹ phát riển từ mô dung hợp. Mặc dù vậy, chúng có những ñặc
ñiểm có ý nghĩa như: thân nhiều gióng hơn, dài hơn, củ nặng hơn, sản lượng củ sinh trưởng phát triển của cây trồng ở cây lai tế bào xoma.
Năm 1992, Mollers và Wenzel [68] ñã tạo ra 308 cây lai cùng loài thông qua 17 thí nghiệm dung hợp từ những dòng khoai tây nhị bội. Trong tất cả những sự kết hợp ñó, họ không tìm ra ñược ưu thế lai của callus ñể tái sinh thành cây. Khi tìm hiểu sự sinh trưởng trong nhà kính, những cây lai xoma
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 23
biểu hiện kích thước lá lớn hơn, cây cao hơn và ñường kính thân lớn hơn so với những cây bố mẹ phát triển từ mô dung hợp và cây tứ bội phát triển từ cặp nhiễm sắc thể của cây lưỡng bội.
Năm 1994, Cooper – Bland [46] ñã sử dụng phương pháp dung hợp tế
bào trần ñể kết hợp 2 dòng nhị bội S. tuberosum cùng loài với những ñặc
ñiểm mong muốn như: sản lượng cao, sinh trưởng phát triển tốt.
Năm 1994, Moller [61] ñã dung hợp 12 dòng vô tính lưỡng bội khác nhau tạo ra 13 cây lai tế bào xoma ở thể tứ bội, biểu hiện ưu thế lai về sản lượng ở việc tăng khối lượng củ nhưng không tăng số lượng củ, sinh trưởng tốt,
ñặc biệt hàm lượng tinh bột trong củ cao hơn giá trị trung gian của cây bố mẹ.
* Khái niệm về chỉ thị hình thái
Chỉ thị hình thái là loại chỉ thị có thể nhìn thấy hoặc ño ñếm ñược, khả
năng ứng dụng hạn chế. Việc sử dụng các ñặc ñiểm hình thái trong phân loại sinh vật ñược sử dụng từ rất sớm. Những tính trạng hình thái ñược sử dụng như là một chỉ thị di truyền là những tính trạng do một locus gen quy ñịnh và sự thể hiện của chúng không bịảnh hưởng của nhân tố môi trường.
Việc sử dụng chỉ thị hình thái trong phân tích tính ña dạng di truyền cũng có những hạn chế do số lượng, các chỉ tiêu hình thái là có hạn, chúng bị ảnh hưởng bời quá trình tương tác gen và các nhân tố môi trường, cả chỉ tiêu hình thái chỉ thể hiện ở những giai ñoạn nhất ñịnh của quá trình phát triển cá thể.
* Khái niệm về chỉ thị sinh hóa:
Chỉ thị sinh hóa là loại chỉ thị có bản chất ña hình protein, bao gồm Isozym và các loại protein dự trữ, chúng có thể di chuyển khác nhau trong trường ñiện di một chiều hay hai chiều và tạo ra những ñặc ñiểm ñặc trưng trên gel ñiện di và có thể hiển thị bằng phương pháp nhuộm. Phân tích Isozym là phương pháp ñánh giá nhanh vì cùng một lúc có thể phân tích ñược nhiều mẫu và lượng mẫu cần cho mỗi mẫu là ít, thích hợp cho nghiên cứu phục vụ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……… 24
phân loại. Những chỉ thị sinh hóa chỉ thể hiện ở những giai ñoạn nhất ñịnh của quá trình phát triển cá thể tùy thuộc vào cơ chếñóng mở gen. Bất kỳ một loại protein nào có trong cơ thể sinh vật dù ở giai ñoạn nào cũng chỉ là sản phẩm của biểu hiện gen (AND – ARN – Protein). Do số lượng của Protein là không nhiều và sự biểu hiện của chúng phụ thuộc tổng giai ñoạn phát triển của cá thể nên sựứng dụng còn hạn chế.