b) Yêu cầu môi trường
9.4.1 Nhân dòng tự phối trong sản xuất hạt giống ưu thế lai ở ngô
Hạt bố mẹ tự phối là nên tảng ựể sản xuất hạt giống ngô lai quy ước và một số dạng giống ngô lai không quy ước. Phát triển các dòng tự phối tốt là yếu tố quan trọng nhưng là một quá trình khó và tốn kém. Theo Hallauer và Miranda,1997 khoảng 10.000 dòng S2 hoặc S3 chỉ có khoảng 01 dòng ựược sử dụng trong giống lai thương mại. Nhiều nguyên nhân của những khó khăn và chi phắ cao gồm a) giảm sức sống và những biểu hiện tắnh trạng có hại làm các dòng tự phối không thể sử dụng ựược.b) Công việc ựánh giá khả năng phối hợp chi phắ cao khối lượng công việc lớn c) Thực chất các dòng tự phối ngoài khả năng tổ hợp có năng suất cao cũng cần có nhiều tắnh trạng khác ựặc biệt trong sản xuất hạt lai ựơn. So với giống ngô thụ phấn tự do dòng tự phối thấp hơn, sức sống kém, thân mảnh, râu và bắp nhỏ, năng suất thấp hơn. Bên cạnh có chúng thường mẫn cảm hơn với ựiều kiện bất thuận và sâu bệnh, nói chung dòng tự phối rất mẫn cảm với ựiều kiện bất thuận tạo ra vấn ựề lớn trong sản xuất hạt lai.
a) Phát triển dòng tự phối ngô và ựặc ựiểm của chúng
Nguồn dòng tự phối thiếu những ựặc ựiểm phù hợp có thể gây ra hàng loạt khó khăn trong sản xuất hạt lai. Các dòng tự phối ngô có một tương tác chặt hơn giữa kiểu gen và môi trường (G x E) so với cây trồng khác do vậy cần phải biết ựầy ựủ thông tin về môi trường nơi sản xuất nhân dòng, ựặc biệt thông tin nở hoa ựồng bộ, năng suất hạt trên dòng mẹ, khả năng phấn của dũng bố, phản ứng với phân bón, sâu bệnh và thuốc phòng trừ. Minh họa ngày ra hoa khác nhau khi biến ựộng về môi trường (Lauer, M., pers. comm.,1998).
Bảng 9.6: Ngày ra hoa và thời gian nở hoa khi sản xuất ở môi trường khác nhau của 5 dòng bố mẹ
Vùng Glendale (1100m) Tây Harare (1500 m) Hạt bố mẹ Ra hoa Ngay bắt ựầu ra hoa Thời gian nở hoa Ngay bắt ựầu ra hoa Thời gian nở hoa N3 Phun râu 64 17 73 19 Sc Tung phấn 67 11 75 16 SX6 Phun râu 63 14 73 21 K64r/RL7 Tung phấn 64 16 74 22 SR52 Tung phấn 65 15 70 16 Nguồn: Havazvidi, 1990. b) Dòng mẹ tự phối
Phát triển dòng tự phối là quan trọng nhất ựể có lợi nhuận trong sản xuất hạt giống ngô lai. Hoegemeyer và Gutormsen (1996) phát hiện các dòng tự phối rất khác nhau về khả năng nảy mầm và sức sống khi gieo dưới ựiều kiện lạnh và ẩm. Frey (1981) nhấn mạnh dòng mẹ có khả năng chịu nóng và chịu hạn sẽ có năng suất và chất lượng tốt hơn. Ngoài ra dòng mẹ cần có những ựặc ựiểm mong muốn là
+ Năng suất hạt cao + Chất lượng hạt tốt + Chống ựổ + Nhú râu tốt + Nở hoa ựồng ựều + Trỗ cờ tốt + Chống thối bắp c) Dòng bố tự phối
Dodd (1998) ựó thảo luận về Ộựiểm nổi bật của xu hướng lai cùng giốngỢ trong sản xuất hạt giống ngô ưu thế lai qua 10 năm và liên quan tới giảm phấn của các dòng bố. Ông chỉ ra rằng sử giảm phấn là một su huớng không tránh khỏi khi chúng ta ựẩy năng suất hạt lên cao trong cây sẽ có cạnh tranh giữa hạt và phấn. Mặc dù vậy ông cho rằng ngoài chú ý ựến sản xuất dòng mẹ cũng rất cần quan tâm ựến sản xuất dòng bố, các dòng bố có phấn tốt cho phép tăng số hàng mẹ và thường ắt gắp khó khăn trong trỗ trùng khớp. Các phương pháp ựánh giá khả năng tạo phấn bao gồm a) phương pháp của (Wych, pers. comm., 1998), lấy và cân 15 mẫu cờ trước khi tung phấn và sau khi tung phấn, sự khác nhau về khối lượng là một chỉ tiêu ựánh giá khả năng tạo phấn của dòng bố b) bao cách ly 10 bao cờ trên dòng thu phấn hàng ngày ( 5-10 ngày) phấn thu ựược ựo trong ống ựong và kiểm tra sức sống bằng kắnh hiển vi. c) đánh dấu cây khi bắt ựầu tung phấn, hàng ngày rung phấn của các cây ựó vào tờ giấy ựen so sánh với lượng phấn của một giống tiêu chuẩn (Thielen, 1986). Ngoài ra dòng bố cũng phải có ựặc ựiểm là có chiều cao cây thắch hợp và ổn ựịnh.
d) Duy trì dòng tự phối ngô
Mục tiêu duy trì dòng tự phối là duy trì khả năng, ựặc ựiểm và tắnh xác thực di truyền của dòng gốc hạn chế chi phắ khử lẫn. đồng ruộng cần thực hiện mức cao nhất của cách ly ựồng ruộng duy trì mức cao nhất, loại bỏ triệt ựể cây khác dạng, duy trì phương pháp thụ phấn và ghi chép và ựeo thẻ cho thế hệ và dòng xác thực
nhất (Vasal and Gonzalez, 1999b). Mặc dù có những biện pháp ngăn ngừa sự thay ựổi xảy vẫn có thể xảy ra do phân ly của di tắch dị hợp còn tồn tại trong dòng thuần, ựột biến, lẫn cơ giới, thay ựổi môi trường và lẫn sinh học. Hạn chế nhân dòng bằng bảo quản lạnh sẽ giảm bớt rủi ro lẫn tạp và trôi dạt di truyền (genetic drift). Duy trì các dòng tự phối liên quan ựến tự thụ phấn, thụ phấn sib hoặc cả hai, tự thụ ựể duy trì ựồng hợp còn sib ựể tránh suy giảm sức sống của dòng tự phối. Bố mẹ tự phối có thể trồng bắp trên hàng từ những dòng tự phối sau ựó hỗn hợp ựể tăng lượng hạt. Các cây khác dạng ựược loại bỏ trên từng hàng sớm trước khi trỗ cờ như phương pháp bắp trên hàng. Thụ phấn sib có thể làm bằng tay hoặc trồng trong khu cách ly, tất cả cây khác dạng ựều ựược khử bỏ trước trỗ cờ.
e) Duy trì các dòng thế hệ ựầu S1 ựến S4
(maintaining early generation lines S1 Ờ S4)
Trồng tối thiểu 75 Ờ 100 cây trên các hàng 3 Ờ 5 m, khử bỏ cây khác dạng , chọn các cây là lai từng cặp. Khi thu hoạch chọn các bắp trên các cây ựúng với mô tả của dòng gốc, hỗn hợp hạt của các bắp chọn. Nếu cần số lượng hạt giống lớn có thể thực hiện theo phương pháp trồng dòng trong khu cách ly, loại bỏ cây khác dạng trước khi nở hoa rồi ựể tự do thụ phấn. Khi thu hoạch chọn các bắp ựúng như mô tả của dòng gốc hồn hợp tạo lập lô hạt tác giả hoặc SNC thế hệ 1
f) Duy trì các dòng tự phối mức ựộ cao ( maintaining highly inbred lines S5+)
+ Thử nghiệm con cái.
Vụ 1: Trồng dòng tự phối tự thụ các cây có ựặc ựiểm và tắnh trạng ựồng nhất và ựúng mô tả của dòng gốc ựược thu hoạch riêng từng cây. Bắp ựúng với mô tả của dòng gốc ựược chọn và tách hạt riêng.
Vụ 2: Mỗi bắp thu ựược ở vụ 1 gieo thành 1 hàng, ựánh giá loại bỏ hàng khác dạng rồi cho tự do thụ phấn sau ựó chọn các hàng ựúng mô tả của dòng gốc, thu hoạch các bắp tự thụ riêng, loại bỏ bắp khác dạng. Tách hạt các bắp chia làm 2 phần, một phần cất trữ riêng ựể thử nghiệm con cái tiếp theo, phần còn lại của tất cả các bắp hỗn hợp tạo lập lô hạt SNC hoặc tác giả thế hệ 2.
+ Giao phối anh em nửa máu (sib-mating)
Dòng tự phối trồng với hỗn hợp hạt, các cây không ựồng nhất loại bỏ trước khi trỗ cờ. Thu phấn hỗn hợp phấn ngang bằng nhau của các cây ựể thụ phấn cho từng cây hoặc lai cây với cây hoặc trồng trong khu cách ly cho tự do thụ phấn. Các cây ựồng nhất ựúng mô tả dòng gốc, hỗn hợp hạt. Hạt của mỗi cây chia làm 2 phần, một phần ựể thực hiện giao phối vụ tiếp theo phần còn lại hỗn hợp tạo thành lô hạt SNC hoặc tác giả.
+ Các phương pháp cải tiến ựược giới thiệu trên ựể duy trì tắnh xác thực di truyền và sức sống của các dòng thế hệ ựầu bằng giao phối anh em nửa máu (sib-mating) tốt hơn là tự giao phối (self-mating)
g) Sản xuất hạt bố mẹ nguyên liệu
Hạt bố mẹ nguyên liệu yêu cầu số lượng lớn hàng năm ựể trồng hàng trăm ựôi khi hàng nghìn hectare hạt giống ngô ưu thế lai thương mại (Wych, 1988) .Với số lượng lớn hạt bố mẹ như vậy thông thường là hạt nguyên chủng cung cấp cho sản xuất hạt
lai ựơn. Hạt nguyên chủng bố mẹ nhân phải dưới những quy ựịnh khắt khe ựể ựảm bảo chất lượng ựến khâu sản xuất cuối cùng là sản xuất hạt lai. Có 3 bước cơ bản ựể nhân hạt nguyên chủng a) Thiết lập và duy trì nguồn cung cấp hạt tác giả và SNC b) nhân số lượng hạt tự phối c) tạo hạt lai ựơn cung cấp cho lai 3 và lai kép.
Nhân nguyên hạt chủng có thể sử dụng hạt tác giả những thế hệ ựầu, nhưng thông thường sử dụng các thể hệ tiến bộ thông qua 6 hoặc nhiều hơn chu kỳ nhân hạt tác giả, nhân hạt tác giả sử dụng phương pháp duy trì dòng tự phối thế hệ cao (S5+) ựể ựảm bảo ựồng nhất của chúng. đảm bảo sự ựồng hợp và ựồng nhất về kiểu cây của các dòng tự phối ngang bằng về di truyền với dòng gốc. Nhân hạt tự phối nguyên chủng phải nhân từ hạt tác giả.
Sản xuất hạt nguyên chủng tự phối phải tuân theo một loạt các tiêu chuẩn quy ựịnh khắt khe, ựặc biệt về tiêu chuẩn cách ly, số hàng bảo vệ xung quanh, tỷ lệ tối ựa cây khác dạng. Hạt nguyên chủng tự phối ựược xem là hạt thương mại cung cấp cho sản xuất hạt lai, nhưng ựánh giá chất lượng khắt khe hơn hạt nguyên chủng giống ngô thụ phấn tự do. Theo tiêu chuẩn ngành 10 TCN 312-2003 cách ly không gian 500 m với nhân dòng bố mẹ