VI. NHÂN GIỐNG INVITRO VÀ CÁC ĐẠC ĐIỂM KHÔNG DI TRUYỀN (EPIGENETIC)
3. Thụ phấn invitro
Tính bất hợp của giao tử có thể vượt qua được bằng kỹ thuật thụ phấn trong ống nghiệm.
Công việc này bao gồm tách bầu quả cùng với noãn ra và nuôi cấy trong
điều kiện vô trùng. Hạt phấn được lấy và đặt lên đầu nhụy một cách khéo léo. Khi
thụ phấn thành công, phôi sẽ sinh trưởng và phát triển trên môi trường nuôi cấy. Biện pháp này áp dụng cho những trường hợp phôi không phát triển bình thường hoặc cho những cây có hạt phấn ít và ống phấn phát triển chậm, tỷ lệ hạt phấn nảy mầm thấp.
Điều kiện cơ bản là phải nuôi cấy thành công bầu quả hay noãn phân lập và chủ động điều khiển quá trình nảy mầm của hạt phấn trong môi trường nuôi cấy vô trùng. Như vậy sau khi thụ phấn thành công, phôi sẽ được nuôi ngay trên môi rường vô trùng.
1942: La Rue là người đầu tiên nuôi thành công hoa của nhiều loài nhưng quả lại không có hạt.
1951 Nitsch đã nuôi nụ cà chua và dưa chuột và lần đầu tiên thu được hạt có khả năng nẩy mầm.
1958: Maheshwari tách noãn và thụ tinh thành công cây thuốc phiện Papaver
soniferum.
1966: Guha và Johri nuôi được quả hành để lấy hạt.
1975: Inomata thu được hạt tam bội Brassica pakonenusis x Br.sinensis bằng nuôi nụ quả.
1974: Beasley thành công trong việc phân lập noãn của nhiều loài cam chanh.
Trên cơ sở những kết quả đạt đ ược, người ta tiến hành thử nghiệm thụ phấn trong ống nghiệm, nghĩa là thực hiện quá trình tạo hợp tử không phụ thuộc vào cơ thể mẹ.
Công việc gồm các bước.
- Kích thích sinh trưởng ống phấn. - Nuôi noãn và thụ tinh noãn. - Nuôi hợp tử thành hạt. Một số tác giả đã thành công:
- Kanta và ctv (1962) ở loài anh túc Papaver sonniferum. - Dulieu (1963) ở thuốc lá Nicotiana tabacum.
- Zenktenler (1965) ở họ Caryophyllaceae. - Rangaswamy (1967) ở hoa mào gà Pentunia.
Một thời gian dài phương pháp thụ phấn invitro chỉ thành công ở một số đối
tượng thuộc họ Paparaceae, họ Caryophyllaceae và họ Solanaceae. Ở các họ này
bầu quả chứa nhiều noãn nên tương đối dễ nuôi cấy.
Ở họ hoà thảo Graminaceae bầu quả chỉ có một noãn rất khó nuôi cấy, đồng thời hạt phấn cũng khó kích thích nảy mầm.
Sau gần 10 năm tìm tòi nghiên cứu người ta đã bắt đầu thu được kết quả mới trên đối tượng hoà thảo:
Sladky và Havel (1976) bước đầu nghiên cứu trên cây ngô.
Nitzsche và Hennig (1976) nuôi thành công bầu quả của Lobium thụ phấn
Festuca.
Glunewald (1976) thụ phấn invitro thành công noãn đại mạch (Hordeum)
bằng hạt phấn của mạch đen (Secale) và lúa mỹ (Triticum).
4. Cứu phôi
Trong một số trường hợp, sau thụ phấn phôi tiêu biến, không phát triển được. Nguyên nhân của tình trạng này có nhiều, nhưng chủ yếu là do nội nhũ không phát triển bình thường và không cung cấp đủ thức ăn cho phôi phát triển. Điều này có thể xảy ra trong lai cùng loài, nhưng chủ yếu là khi lai các loài khác nhau. Vì vậy, để thu được hạt lai trong những trường hợp này, người ta phải nuôi cấy nhằm cứu phôi sau khi thụ phấn được hoàn thành. Phôi non được tách ra và nuôi cấy trên môi trường thích hợp.
Thành công đã thu được trong nhiều trường hợp lai cùng loài: Bông, đại mạch, cà chua, lúa và khác loài: Đại mạch x Lúa mì, Tripsacum x Zea (Raghavan, 1977).
Nuôi cấy phôi còn được áp dụng trong các trường hợp tự bất thụ. Một số loài cây nhiệt đới như chuối dại, khoai nước có khả năng sinh sản hữu tính nhưng hạt của chúng không nảy mầm.
Do vậy, tách phôi và nuôi cấy chúng trong môi trường thích hợp dễ dàng thu được những cây con. Việc này có ý nghĩa trong việc chọn tạo giống.
Laibach ( 1925) lần đầu tiên nuôi được phôi non của cây lai bất dục thành cây non khoẻ mạnh theo sơ đồ dưới đây:
Fl bất dục (tạo được phôi nhưng không sống)
Phân lập phôi non, nuôi cấy invitro.
Cây non khoẻ mạnh.
Một số cặp lai khác loài và khác chi thành công nhờ phương pháp nuôi cấy phôi:
- Triticum x Secale Tritical.
- Hordeum x Secale (Brink và ctv, 1944).
- Elyms x Triticum (Ivanovskaja, 1946). - Trisacum x Zea (Farquarharson, 1957).
Trong đó có cây lai hữu thụ nổi tiếng Hordecale:
Hordeum maritinum x Secale cereale (Dehue và ctv, 1977).