Cỏc dạng bất dục đực được nghiờn cứu và sử dụng lần đầu tiờn trong sản xuất hạt giống lai cà chua bởi Rick C.M. (1945) [144] và cho đến nay hiện tượng này vẫn cũn được thảo luận, xem xột như là con đường hứa hẹn nhất để tạo thuận lợi cho quỏ trỡnh sản xuất hạt gi ống lai (Sawhney, 1994; 2004) [158] [159]; (Gorman and McCormick, 1997) [94]; (Atanassova, 2000) [36].
Bảng 1.3. Ưu nhược điểm của việc sử dụng cỏc dạng bất dục đực khỏc nhau trong sản xuất hạt giống cà chua lai F1
Cỏc dạng bất dục
Ưu điểm Nhược điểm
Phương phỏp tiếp cận để điều chỉnh hoặc hạn chế những bất lợi 1. Bất dục bào tử thể 1. Loại bỏ quỏ trỡnh khử đực (vũi nhụy cú thể tiếp cận vỡ bao phấn đó bị biến dạng) 2. Hồn tồn bất dục 3. Biểu hiện sự bất dục độc lập với điều kiện mụi trường
4. F1 hoàn toàn phục hồi hữu dục
5. Dễ dàng chuyển giao gen bất dục cho bất kỳ dạng di truyền nào mong muốn
1. Duy trỡ dũng trong một quần thể những cõy hữu dục và những cõy bất dục 2. Cỏc cõy bất dục cú thể được đỏnh giỏ bằng cỏc tớnh trạng liờn kết 3. Cú tỷ lệ phần trăm hoa khụng cú vũi nhụy vươn dài tương đối cao ở một số thời điểm. Vỡ vậy yờu cầu phải loại bỏ bao phấn bằng tay những dạng này 4. Liờn kết với tớnh trạng vũi nhụy vươn dài.
1. Khai thỏc những gen chỉ thị liờn quan chặt chẽ với việc biểu hiện bất dục trước khi cõy ra hoa. (Philouze, 1978) [141]; (Scott et al., 1973)[160] 2. Phục hồi lại sự hữu dục tạm thời bằng xử lý húa chất và điều kiện mụi trường (Masuda et al. 2000) [122].
3. Nuụi cấy trong ống nghiệm dũng bất dục đực 2. Bất dục cấu trỳc Tương tự như bất dục bào tử thể 1. Duy trỡ dũng trong một quần thể những cõy hữu dục và những cõy bất dục 2. Cỏc cõy bất dục cú thể được đỏnh giỏ ở giai đoạn nở hoa
Phục hồi hữu dục để duy trỡ dũng thuần bất dục bằng xử lý hoocmon sinh trưởng hoặc mụi trường
3. Bất dục chức năng (ps, ps2, ex) 1. Dễ dàng duy trỡ bất dục bằng tự thụ phấn cưỡng bức 2. Loại bỏ quỏ trỡnh khử đực (cú giỏ trị đối với kiểu gen cú vũi nhụy vươn dài)
1. Cần thiết phải loại bỏ bao phấn (đối với dạng bất dục ps và ps2).
2. Xuất hiện một tỷ lệ tự thụ khụng mong muốn.
1. Kết hợp dạng bất dục đực ps, ps2 với bất dục vũi nhụy vươn dài 2. Kết hợp dạng bất dục đực ps, ps2 với dạng ống nhụy ngắn. 3. Sử dụng việc tỏi tổ hợp dạng bất dục ps2 ful để chọn tạo dũng ps2 dễ dàng hơn (Atanassova 1991) [33]. 4. Sử dụng RAPD đỏnh dấu gen liờn kết với gen ps để chọn tạo cỏc dũng ps dễ dàng hơn (Radkova et al., 2009) [131]
1.4.2.1 Sử dụng dũng mẹ bất dục cho thụ phấn tự nhiờn
Trờn cơ sở nghiờn cứu về hiện tượng giao phấn kết hợp với hiện tượng tự bất thụ trờn cà chua đó gợi ý cho cỏc nhà khoa học một phương phỏp sản xuất hạt giống lai khụng cần đến thụ phấn nhõn tạo. Tỷ lệ giao phấn ở cõy cà chua cú thể tăng giảm do một số yếu tố (tỷ lệ phấn hoa ở dũng bố, do cấu tạo của vũi nhụy, do mật độ trồng trọt, khu vực, mựa vụ). Tuy nhiờn, trong mọi trường hợp được bỏo cỏo từ trước cho đến nay, số hạt/quả do giao phấn tự nhiờn tương đối thấp (Clayberg, 1959) [60]. Chớnh vỡ vậy ý tưởng sử dụng cụn trựng để tăng khả năng đậu quả của cỏc dũng bất dục trong sản xuất hạt giống đóđược thử nghiệm. Rick (1945, 1950) [144] [146] cho rằng ong Halictid (Augochloropsis ignita Smith) được coi là loại
cụn trựng thụ phấn cú hiệu quả nhất trong khu vực vựng Mehico, cựng với ý kiến này Azzam (1960) cũng đó quan sỏt thấy một số loại ong Examalopsis glubosa F.
xuất hiện trờn hoa cà chua ở Puerto Rico đó giỳp cho sự giao phấn ở cỏc loài cà chua hoang dại xảy ra thuận lợi. Nhưng thật đỏng tiếc sự cú mặt của cỏc loài ong này chỉ cú ở những vựng khớ hậu đặc thự (trớch theo Jaime Prohens and Fernando Nuez, 2008) [109].
Đối với cà chua trồng, những chuyến viếng thăm của Ong Mậtvà một số loài cụn trựng khỏc như ong Vũ Vẽ cũng làm tăng năng suất quả của cà chua vỡ sự dao động của cỏc bụng hoa trong quỏ trỡnh ong di chuyển đó tạo điều kiện thuận lợi cho phấn hoa được tung ra và rơi trờn đầu nhụy (Clayberg C.D (1959) [60]. Rick (1950) [146] đề xuất việc sử dụng "những con ong đơn độc" cho sự giao phấn của cà chua đối với cỏc dũng bất dục.
Nếu cú những dũng cà chua phự hợp cho sự nhận phấn (bất dục đực hoàn toàn, vũi nhụy vươn đủ dài cho sự nhận phấn), cú thể ong mật được sử dụng làm tỏc nhõn thụ phấn, hoặc cỏc loài hữu ớch của ong hoang dó cú thể được mang đến từ Peru, quờ hương bản địa của cà chua, cung cấp đầy đủ cho quỏ trỡnh thụ phấn. Đõy là một trong những cỏch nhỡn mới để ứng dụng trong sản xuất hạt giống lai cà chua.
Tuy nhiờn, hoa cà chua khụng cú mật nờn chỳng ta khụng thể tạo ỏp lực để những con ong phải tập trung thụ phấn cho hoa cà chua trước khi chuyển sang cỏc
loài cõy trồng khỏc cú nguồn thức ăn hấp dẫn hơn. Vỡ vậy muốn khai thỏc, sử dụng cụn trựng vào mục đớch thụ phấn thỡ cỏc ruộng sản xuất cần được bố trớ trong nhà kớnh để hạn chế sự di chuyển của bầy ong, sự cạnh tranh thức ăn cú thể ộp chỳng đến những ruộng cà chua để tỡm kiếm phấn hoa. Cho đến nay vẫn chưa cú hướng dẫn cụ thể nào cho việc sử dụng cụn trựng thụ phấn để sản xuất hạt giống thương mại, mặc dự nhiều bằng chứng cho thấy việc sử dụng cụn trựng là một trong những biện phỏp mang lại hiệu quả kinh tế cao để sản xuất hạt lai với quy mụ lớn.
1.4.2.2 Sử dụng dũng mẹ bất dục và thụ phấn bằng tay.
Hiện naytrờn thế giới đó sử dụng cỏc dũng mẹ bất thụ ps2 để sản xuất hạt lai
F1 thương mại (Atanassova,1999) [35]; (Atanassova and Georgiev, 2002) [38]. Tại Bulgaria, năm 1990 mới cú khoảng 1 tấn hạt lai /năm (chiếm 30% tổng lượng sản xuất hạt giống lai) được sản xuất bằng cỏch sử dụng cỏc dũng mẹ ms10 aa và ps2
(Georgiev, 1991) [85],đến nay đó cú khoảng80% cỏc giống lai đượcsản xuất ra và sử dụng trong thực tế là những giống ưu thế lai sử dụng dũng mẹ bất dục. Việc sử dụng dũng mẹ bất dục khụng chỉ phỏt triển ở Bungari mà cũnđược ứng dụng nhiều ở một số nước như Cộng hũa Sộc, Moldova, Ba Lan, Isarel (Atanassova 1999, 2000) [35][36]. Kết quả này chứng minh rằng bất dục đực chức năng và cỏc dạng bất dục khỏc cú ý nghĩa to lớn trong cỏc chương trỡnh chọn tạo giống cà chua và trong tương lai nú cũnđược xem xột cho việc xõy dựng hệ thống hoặc cỏc chương trỡnh chọn giống nhằm giảm thời gianvà chi phớliờn quan đến quỏ trỡnh sản xuấthạt giốnglai.
1.4.2.3 Một số bước cơ bản trong sản xuất hạt giống lai cà chua sử dụng dũng mẹ bất dục, thụ phấn bằng tay
Quy trỡnh kỹ thuật sản xuất hạt giống cà chua lai cú sử dụng dũng mẹ bất dục và thụ phấn bằng tay tương tự như sử dụng dũng mẹ hữu dục, sự khỏc biệt lớn nhất chớnh là duy trỡ dũng bất dục và loại thải cõy dị hợp tử
a). Duy trỡ dũng bất dục đực
Để cú thể ứng dụng cỏc đột biến bất dục đực trong sản xuất hạt giống lai cà chua cỏc dũng mẹ phải hoàn toàn bất dục. Ở một số dạng bất dục, sự thay đổi của điều kiện mụi trường cú ảnh hưởng rất lớn đến mức độ thể hiện tớnh bất dục và tỷ lệ cõy hữu dục
(Rick, 1976) [151], do đú duy trỡ cỏc dạng bất dục là tương đối dễ dàng và mang lại những hy vọng về việc tỡm kiếm một điều kiện mụi trường thuận lợi cho sự biểu hiện di truyền tớnh bất dục của 100% số cõy trong quần thể, khi đú ứng dụng bất dục đực trong sản xuất hạt giống lai F1 dễ dàng hơn, và khụng cần phải loại thải cõy dị hợp tử.