4. Giới hạn của ựề tài
2.3.1.Phương pháp chọn tạo giống lúa lai ba dòng
Hệ thống lai ba dòng ựem lại rất nhiều lợi ắch kinh tế cho ngành nông nghiệp của nhiều quốc gia trên thế giới, tạo ra những tiến bộ mang tắnh chất cách mạng trong trồng trọt. Lần ựầu tiên con người ựã khai thác và sử dụng có hiệu quả tắnh bất dục ựực di truyền tế bào chất ở lúa cũng như nhiều loại cây trồng khác. Lúa lai góp phần mở rộng phạm vi thắch ứng của cây lúa năng suất cao ựến nhiều vùng canh tác khó khăn: khô hạn, thiếu dinh dưỡng, lạnh, nóng.v.v.
Lúa lai hệ Ộba dòngỢ sử dụng ba dòng vật liệu có bản chất di truyền
khác biệt nhau làm bố mẹ ựể lai. Các công cụ di truyền cơ bản nhất ựể tạo nên giống lai Ộba dòngỢ là dòng bất dục ựực di truyền tế bào chất (CMS), dòng duy trì bất dục (B), và dòng phục hồi tắnh hữu dục (R).
- Dòng bất dục ựực di truyền tế bào chất (Cytoplasmic male sterile: CMS) gọi tắt là dòng A là dòng mẹ của các tổ hợp lai.
- Dòng duy trì tắnh bất dục (maitainer) gọi tắt là dòng B cho phấn dòng A ựể duy trì và nhân dòng A.
- Dòng phục hồi tắnh hữu dục (restorer) gọi tắt là R cho phấn dòng A ựể sản xuất hạt lai F1 cung cấp cho sản xuất lúa lai thương phẩm.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 25
* đặc ựiểm của các dòng vật liệu A, B, R
Dòng A: đặc ựiểm cơ bản của dòng bất dục ựực di truyền tế bào chất (Yuan L.P. Ký hiệu là dòng A ) có tắnh bất dục ựực. Biểu hiện hình thái tắnh bất dục có thể quan sát ựược như sau: bao phấn lép, thon dài, ựầu nhọn không mở, vỏ bao phấn vàng ngà hay trắng sữa khi hoa lúa mới nở, sau ựó bao phấn chuyển sang màu vàng ướt, rung bông lúa không có hạt phấn rơi ra. Khi nhuộm màu hạt phấn bằng dung dịch Iốt trong Iốt ựua Kali (I-KI 1%) và quan sát dưới kắnh hiển vi thấy hạt phấn ựa số có hình dạng bất thường: Hình thoi, tam giác, bán cầu, vỏ nhăn nheo màu vàng nâu ựôi khi có hạt phấn tròn nhỏ nhưng không chuyển màu xanh ựen chứng tỏ hạt phấn chưa tắch luỹ ựược tinh bột [30].
Dòng A tốt ựể sản xuất hạt lai F1 cần ựạt các tiêu chuẩn sau ựây:
- Tắnh bất dục ựực di truyền ổn ựịnh do gen bất dục trong tế bào chất kiểm soát.
- Hạt phấn bất dục hoàn toàn và ổn ựịnh qua các vụ, nghĩa là tỷ lệ hạt phấn thoái hoá ựạt 100% và không bị thay ựổi khi gieo trồng trong ựiều kiền thời tiết khắ hậu có biến ựộng.
Dòng duy trì tắnh bất dục ựực (B) : là dòng cho phấn dòng A ựể tạo ra hạt A. Khi gieo hạt ựược tạo ra do lai A với B sẽ thu ựược cây có hạt phấn bất dục vì vậy dòng B ựược gọi là dòng duy trì tắnh bất dục ựực. Về bản chất di truyền dòng B có gen lặn kiểm soát tắnh bất dục ựực ở nhân tế bào.Tế bào chất của dòng B không có nhân tố gây bất dục, vì vậy dòng B có phấn hữu dục như lúa thường, ựược nhân bằng phương thức tự thụ phấn, khi lai dòng A với dòng B sẽ thu ựược hạt lai A/B, gieo hạt lai này sẽ cho cây lai có phấn bất dục [30].
*Dòng phục hồi tắnh hữu dục (R): là dòng cho phấn dòng A ựể sản xuất hạt lai F1. đặc ựiểm phục hồi tắnh hữu dục ựược kiểm soát bởi 1 hoặc 2 cặp gen trội nằm trong nhân tế bào. Gen trội này tác ựộng lên tế bào chất
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 26
của chắnh nó làm lấn át hoàn toàn tắnh bất dục do tế bào chất gây nên, vì vậy khi chuyển cặp gen trội RR vào bất kỳ giống nào dù trong tế bào chất
có nhân tố gây bất dục hay không thì dòng ựó vẫn trở nên hữu dục. Dòng
phục hồi hữu dục ựóng vai trò vô cùng quan trọng trong chương trình chọn giống nhằm khai thác tắnh bất dục ựực ựặc thù của một công cụ di truyền mới là dòng CMS
Dòng R tốt phải ựạt ựược một số tiêu chuẩn sau:
- Chiều cao cây cao 95-110cm, cây cứng, ựẻ nhánh khoẻ và kéo dài. - Thời gian sinh trưởng dài hơn dòng A .
- Có nhiều tắnh trạng quắ có thể di truyền cho con lai F1
- Có khả năng phục hồi mạnh, cho con lai F1 ựậu hạt cao >80%.
- Có khả năng tương hợp di truyền rộng (wide compatibility) ựể có thể phục hồi tắnh hữu dục cho nhiều dòng bất dục ựực khác nhau tạo ra những tổ hợp lai xa ựịa lý sinh thái hoặc xa huyết thống
* Chọn tạo các dòng bố mẹ hệ "ba dòng"
Chọn tạo dòng CMS:
Có một số phương pháp ựã ựược sử dụng ựể chọn tạo các dòng CMS + Nhập nội: Nhập nội giống là một phương pháp chọn giống mất ắt thời gian và có hiệu quả cao ựặc biệt ựối với những nước nghèo chậm phát triển, ựầu tư nghiên cứu chưa ựầy ựủ.
Các dòng vật liệu ựược nhập nội vào Việt Nam cần tiến hành nghiên cứu chọn lọc, phân lập, ựánh giá khả năng thắch ứng của chúng ựể ựưa chúng vào sử dụng có hiệu quả theo trình tự như sau
- Vườn ựánh giá sơ bộ: Các dòng ựược gieo ựể theo dõi một số chỉ tiêu về sinh trưởng phát triển, số lá, khả năng ựẻ nhánh, thời gian từ gieo ựến trỗ, ựặc ựiểm trỗ bông, nở hoa, ựặc ựiểm bất dục, hữu dục, khả năng nhận phấn ngoài, phản ứng của chúng với các loại sâu bệnh gây hại trong ựiều kiện mới, khả năng thắch ứng với ựiều kiện thời tiết khắ hậu ở nơi mới ựược gieo trồng.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 27
- Vườn lai thử: Gieo các dòng CMS nhập nội gieo cấy cùng với tập ựoàn lúa thuần của cơ sở nghiên cứu sẵn có. Khi các dòng CMS trỗ bông, tiến hành chọn các dòng, giống lúa thuần có ựặc tắnh nông sinh học tốt lai thử nhiều tổ hợp, mỗi tổ hợp lai thu từ 100-300 hạt lai ựể gieo ở vườn quan sát nhằm ựánh giá các tổ hợp trong vụ sau.
- Vườn ựánh giá con lai F1: Gieo tất cả các tổ hợp lai thử theo phương pháp ựánh giá tập ựoàn, mỗi tổ hợp cấy kèm hàng bố và cứ 10-15 tổ hợp cấy một ô ựối chứng. Khi lúa trỗ, ựánh giá các tổ hợp lai ựể phân loại về ựặc ựiểm bất dục- hữu dục. đánh giá khả năng thắch ứng, năng suất và phẩm chất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tạo dòng CMS mới ựồng tế bào chất : Phương pháp này ựược thực hiện khi ựã có sẵn dòng CMS nhập nội hoặc tự tạo từ trước. để ựa dạng hoá các dòng CMS cần lai với nhiều dòng giống lúa có ựặc tắnh nông sinh học tốt với tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh khoẻ
+ Gây tạo dòng CMS mới và dòng duy trì tương ứng : Có các phương pháp tạo dòng CMS mới ựó là Phương pháp lai xa giữa các loài phụ hoặc lai lúa dại với lúa trồng ; Phương pháp gây ựột biến ; Sử dụng kỹ thuật cấy chuyển nhân ; Sử dụng kỹ thuật MAS
Chọn tạo dòng duy trì bất dục (dòng B) :
Muốn tìm ựược dòng B trong tập ựoàn lúa phải có dòng A bất dục ựực ựể lai thử . Mỗi tổ hợp lai thử thu khoảng 40-50 hạt lai. Gieo các tổ hợp ựể ựánh giá, thời ựiểm ựánh giá tốt nhất là vào lúc lúa bắt ựầu trỗ, tiến hành kiểm tra hạt phấn ở tất cả các cá thể, nếu tỷ lệ phấn bất dục ựạt >90-100% thì dòng cho phấn chắnh là dòng B.
Có thể sử dụng phương pháp xử lý ựột biến vật lý hay hoá học ựể cải tiến tắnh trạng của dòng B. Sau khi xử lý tiến hành gieo và chọn lọc cá thể có những ựặc ựiểm mong ựợi.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 28
Có 3 phương pháp ựã ựược sử dụng ựể gây tạo dòng phục hồi sau :Phân lập dòng phục hồi trong quần thể tự nhiên bằng lai thử; Tạo dòng phục hồi mới bằng phương pháp lai hữu tắnh; Tạo dòng phục hồi mới bằng phương pháp xử lý ựột biến
Các vườn vật liệu chọn giống lúa lai ba dòng:
Vườn vật liệu bố mẹ ba dòng (Source Nursery: vườn nguồn): Trong vườn này gieo các dòng mẹ bất dục ựực (CMS) nhập nội hoặc tự chọn tạo, gieo các giống thuần có nhiều ựặc ựiểm nông sinh học tốt. Các dòng bất dục tuỳ theo yêu cầu mà bố trắ cách ly hoặc không cách ly.
Vườn lai thử (Testcross Nursery): Lai các dòng CMS với các dòng giống lúa thường ựể tìm B và R. Thu riêng hạt của từng cặp, vụ sau gieo và quan sát ựể ựánh giá phân loại tổ hợp bất dục, hữu dục, trung gian
Vườn lai trở lại (Backcross Nursery): Vườn này có mục ựắch xác ựịnh các dòng duy trì bất dục (B) và tạo các dòng A mới. Các tổ hợp F1 bất dục cao hoặc bất dục hoàn toàn ựược chọn ựể lai trở lại với cây bố khởi ựầu cho ựến khi thuần và ổn ựịnh bất dục.
Vườn lai thử lại (Re-testcross Nursery): Nhằm xác ựịnh lại khả năng phục hồi của các dòng bố, xác ựịnh UTL của F1 về các tắnh trạng năng suất, chất lượng, khả năng thắch ứng, chống chịu sâu bệnh v.v..
Vườn ựánh giá khả năng tổ hợp (Combining ability evaluation Nursery): Mục ựắch của vườn này là ựánh giá khả năng tổ hợp của các dòng CMS và các R. Những chỉ tiêu cơ bản như: năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất, chất lượng hạt thương phẩm, TGST, sức sinh trưởng, khả năng chống chịu, khả năng thâm canh v.v.
Vườn kiểm tra (Replicated trial): Mục ựắch của vườn này là kiểm tra lại tất cả các tổ hợp có triển vọng trước khi ựưa ựi thử nghiệm rộng. Các tổ hợp có triển vọng ựược bố trắ so sánh năng suất, ựặc ựiểm hình thái, TGST, khả năng chống chịu và những ựặc ựiểm nông sinh học khác.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 29
Khu vực hoá (Regional trial): Mục ựắch xác ựịnh năng suất và khả năng thắch ứng của các tổ hợp tốt ở các vùng sinh thái khác nhau. Cách bố trắ trong vườn này giống như thắ nghiệm sản xuất vì vậy số lượng hạt giống cần có nhiều ựể bố trắ trên nhiều vùng sinh thái khác nhau