2.5.1. Khái niệm giống ưu thế lai và cách thức tạo giống ưu thế lai
Giống ưu thế lai là giống sử dụng hiệu ứng ưu thế lai theo những tính trạng giá trị thể hiện ở con lai F1, được tạo ra trên cơ sở phối hợp nguồn gen từ các bố mẹ.
Tạo giống ưu thế lai là con đường nhanh và hiệu quả nhất, nhằm phối hợp được nhiều đặc điểm giá trị vào kiểu gen F1. Những giá trị này thể hiện hở 2 mặt: độ lớn của tính trạng vượt hơn bố mẹ và thu được nhiều tính trạng ưu
điểm hơn bố mẹ. Giống ưu thế lai (gọi tắt là giống lai) có khả năng thích ứng rộng, sinh trưởng khỏe, tính kháng bệnh cao, năng suất cao, chống chịu tốt...Như
vậy, giống lai có ưu thế hơn hẳn giống thuần về giá trị sử dụng cũng như về mặt quản lý hạt giống và thương mại.
Cà chua là cây tự thụ, đặc điểm của nó là bộ phận đực và cái cùng trên một hoa, nên vấn đề sản xuất hạt giống rất khó khăn trong đó trở ngại lớn nhất là diệt bộ phận đực để ngăn chặn tự thụ và tăng cường khả năng nhận phấn ngoài từ
dòng bố.
Tạo giống ưu thế lai khá phức tạp và gồm các giai đoạn:
1) Chọn bố mẹ
Để tạo giống ưu thế lai cần phải tiến hành chọn bố mẹ tốt để lai nhằm thu nạp được các tính trạng mới ưu điểm.
Dựa theo nguyên tắc chọn bố mẹ :
- Nguyên tắc khác nhau về kiểu sinh thái địa lý.
- Nguyên tắc khác nhau về các yếu tố cấu thành năng suất. - Nguyên tắc khác nhau về thời gian các giai đoạn sinh trưởng. - Nguyên tắc khác nhau về tính chống chịu.
- Nguyên tắcbổ sung các tính trạng đặc biệt.
2) Thử khả năng phối hợp
Chia bố mẹ thành các nhóm, mổi nhóm 5-6 giống để thử khả năng phối hợp giữa chúng với nhau. Tiến hành dialen theo sơ đồ, con lai được trồng thử
nghiệm và tính khả năng phối hợp riêng theo mô hình của sơđồ. Mỗi sơ đồ lai chọn ra một tổ hợp có khả năng phối hợp riêng cao nhất.
2.5.2. Nghiên cứu khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp là khả năng của một dòng hay một giống khi lai với một dòng hay một giống khác cho cây lai có ưu thế lai cao hay thấp. Khả năng kết hợp là một đặc tính di truyền, lai các dòng có khả năng phối hợp tốt cho giống lai tốt hơn khi lai các dòng có khả năng phối hợp yếu.
Khả năng kết hợp được biểu hiện bằng giá trị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai, và độ chênh lệch so với giá trị trung bình của cặp lai cụ thể nào đó.
Theo Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền (1996), đã phân biệt ra hai dạng khả năng kết hợp:
- Khả năng kết hợp chung (General combining ability- GCA): thể hiện khả
năng của dòng hoặc giống truyền các đặc tính tốt cho phần lớn các THL có dòng hoặc giống tham gia. Khả năng kết hợp chung của một dòng hoặc giống được
đánh giá bằng trị số trung bình tính trạng cần đánh giá của dòng, giống đó với nhiều dòng hoặc giống khác.
- Khả năng kết hợp riêng (Specific combining ability - SCA) thể hiện trong THL của dòng hoặc giống đó với một dòng hoặc giống khác cho ưu thế lai cao hay thấp. Khả năng kết hợp riêng được đánh giá thông qua trị số tính trạng cần đánh giá thu được của THL đó so với các THL khác.
Khả năng kết hợp chung là đại lượng trung bình vềưu thế lai của tất cả các THL mà dòng đó tham gia, thể hiện khả năng cho ưu thế lai của dòng đó với các
dòng khác. Nếu khả năng kết hợp chung của bố mẹ cao sẽ cho biết khả năng cho con lai có tính trạng cao khi sử dụng bố mẹ đó để lai giống. Khả năng kết hợp chung (GCA) đặc trưng cho hiệu quả cộng tính, biểu hiện về số lượng, trạng thái và hoạt tính của gen làm xuất hiện tác động cộng tính, là hợp phần di truyền cố định mà giống đó có khả năng truyền lại cho thế hệ sau. Kết quả đánh giá khả
năng kết hợp của các dòng bố mẹ thông qua các tính trạng trên THL của chúng, giúp chúng ta có thể xác đinh về việc giữ lại dòng có khả năng kết hợp cao, loại
đi những dòng kém có khả năng kết hợp thấp.
Để xây dựng tập đoàn các giống, dòng, chúng được nghiên cứu tốt vềđặc trưng đặc tính. Việc đánh giá khả năng kết hợp chung, khả năng kết hợp riêng của các giống, dòng là rất quan trọng và cần thiết trong việc tạo giống ưu thế lai.
Để đánh giá khả năng kết hợp, thường áp dụng các phương thức lai như: lai dialen, lai đỉnh với việc sử dụng bộ giống thử tốt. Từ đó thiết lập các chương trình để thu các F1 từ các THL (tập đoàn giống lai F1) đánh giá, chọn lọc các THL triển vọng và chúng được đưa vào thử nghiệm khác nhau, từ đó chọn ra giống lai phục vụ cho sản xuất theo các mục tiêu đề ra.
* Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp:
+ Đánh giá khả năng kết hơp bằng phương pháp lai đỉnh (Top Cross) Lai
đỉnh là phương pháp thử chủ yếu để xác định khả năng kết hợp chung do Devis
đề xuất năm 1927, Jenkin (1948), đã sử dụng và phát triển các dòng hoặc các giống cần xác định khả năng kết hợp được lai cùng với một dạng chung gọi là lai thử (Tester). Phương pháp này rất có ý nghĩa ở giai đoạn đầu của quá trình chọn lọc, khi khối lượng dòng còn quá lớn, không thể đánh giá được bằng phương pháp lai luân giao. Việc chọn cây thử là yếu tố quan trọng quyết định đến thành công của phép lai đỉnh công việc này tuỳ thuộc vào ý đồ của nhà chọn giống. Có tác giả chọn cây thử có năng suất thấp vì nó làm rõ sự khác nhau giữa các dòng
đem thử. Một số tác giảđặc biệt là các nhà chọn giống thương mại thường chọn cây thử là dòng ưu tú có năng suất cao vì sẽ có xác suất tạo ra được giống nhanh hơn. Để tăng độ tin cậy người ta thường dùng 2 hay nhiều cây thử có nền di truyền rộng, hẹp khác nhau (theo Ngô Hữu Tình, Nguyễn Đình Hiền,1996). Qua nghiên cứu cho thấy rằng cây thử tốt nhất là dòng thuần có lượng alen trội và lặn bằng nhau. Việc chọn cây thử có ảnh hưởng lớn đến kết quả đánh giá khả năng
kết hợp của các vật liệu trong lai đỉnh, có thể nói rằng yếu tố thành công trong lai
đỉnh là chọn đúng cây thử. Một giống mới đưa ra phải có tiềm năng năng suất cao, chất lượng quảđáp ứng cho các nhu cầu sử dụng tươi hay các dạng chế biến. Bên cạnh đó,giống cần có khả năng thích ứng rộng. Năng suất của giống trong
điều kiện môi trường biến động là kết quả của sự phối hợp giữa tiềm năng năng suất của chúng với chống chịu sinh thái, đó củng là vấn đề phức tạp nhất của chọn giống.
+ Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai luân giao (Dialen Cross) Phương pháp đánh giá khả năng kết hợp bằng lai luân giao được Sprague và Tatum đề xuất vào năm 1942, đến năm 1947 thì East đã sử dụng hệ thống lai luân giao để xác định khả năng kết hợp của các kiểu gen.
Luân giao là hệ thống lai thử, các dòng được lai với nhau theo tất cả các tổ
hợp có thể. Qua phân tích lai luân giao thu được: - Bản chất và ước lượng các chỉ số di truyền
- Khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng của bố mẹ và con lai.
2.5.3. Một số nghiên cứu về công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai F1 ở Việt Nam Việt Nam
1. Kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng dòng bất dục đực do gen nhân kiểm soát trong sản xuất hạt lai F1 ở cà chua (Nguyễn Hồng Minh, 2006).
- Khi lai với dòng bố hữu dục cây bất dục đực có tỷ lệđậu quả giảm hơn, số hạt trên quả củng giảm hơn (khoảng 25-30%) so với trường hợp lai với dòng mẹ hữu dục bình thường (cần khửđực thủ công).
- Khi để dòng bất dục đực tự thụ đã thuđược số quả rất ít (4-6 quả/cây), tuy nhiên trong quả rất ít hạt (3-6 hạt/quả), các hạt này nẩy mầm rất kém và nhanh mất sức nãy mầm (so với bình thường). Trong thế hệ cây trồng từ hạt này vẫn được chọn dạng thể hiện bất dục.
- Con lai F1 thu được dòng lai bố với dòng mẹ bất dục đực với một số đặc
điểm sau:
a. Trồng ở chính vụ chúng sinh trưởng ở mức trung bình kém, nhìn tổng thể chúng yếu hơn giống thuần đối chứng và con lai bình thường. Khi chăm sóc tốt, năng suất của các cây lai này vượt hơn giống thuần đối chứng không đáng kể, và kém hơn hẳn so với con lai bình thường.
b. Không đáp ứng cho trồng trái vụ.
2. Kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng dòng mẹ có tính trạng bất thụ vòi nhụy cái vươn dài trong sản xuất hạt lai cà chua (Nguyễn Hồng Minh, 2006).
- Dòng mẹ vòi nhụy vươn ra dài với dòng bố bình thường, ở lai F1 độ
vươn dài của vòi nhụy thể hiện trung gian (và cũng biến động dưới môi trường bất thuận). Với biểu hiện ṿi nhụy như vậy, khả năng tự thụ phấn của con lai F1 giảm hơn nhiều so với trường hợp bất thường, ảnh hưởng lớn tới năng suất. Trường hợp chuyển tính trạng vòi nhụy cái vươn dài vào một giống trung tâm, đã tiến hành lai và chọn lọc ở các thế hệ theo phương pháp truyền thống. Vòi nhụy cái vươn dài được chọn từ các cá thể biểu hiện ở quần thể phân ly. Tuy nhiên các công việc làm thuần tiếp theo rất nặng nề và tốn kém.
Tóm lại: sản xuất hạt giống lai bằng công nghệ thông qua khử đực thủ
công có ưu điểm vượt trội hơn cả về phương diện chất lượng hạt giống, đặc biệt là về phương diện giá trị sử dụng của giống.