Phần I CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG
2.3. THU THẬP NGUỒN GEN THỰC VẬT
2.3.1. Nguyên tắc thu thập
- Công tác thu thập phải được tiến hành thường xuyên, cần có các cơ quan chuyên trách và các các bộ khoa học chuyên sâu.
- Thu thập từ xa đến gần
- Tập trung thu tại các trung tâm phát sinh cây trồng - Thu thập càng rộng càng tốt
2.3.2. Phương pháp thu thập
- Hợp đồng với các cơ quan Nhà nước có trách nhiệm trước hết là các quỹ gen để định kỳ trao đổi vật liệu.
- Tổ chức các đồn chun mơn đi điều tra, thám hiểm để thu thập. Công việc này được chú ý trước hết vơi các vùng trong nước.
- Các cán bộ sinh học và nơng học có trách nhiệm thu thập vật liệu và gửi nguồn vật liệu thu thập được về các cơ quan chuyên môn.
- Khi thu thập cần chú ý:
Phiếu thu thập ghi rõ:
+ Tên giống, lồi, cả tên địa phương, tên phổ thơng, tên latin (nếu biết) + Mơ tả những đặc trưng, đặc tính chính
+ Đặc điểm nơng học
+ Thời gian, địa điểm, tên người hoặc cơ quan thu thập
Khối lượng mẫu thu thập tối thiểu:
Lúa và cây trồng tương đương: 500 g
Bắp: 1000 g Bông vải: 50 g Khoai tây (củ): 2000 g Khoai lang (củ): 1500 g Các loại hạt nhỏ: 30 – 70 g Các vật liệu khác: 100 cây
Trong trường hợp không thể thu đủ số lượng theo quy định thì vẫn thu thập song các nguyên tắc khác phải được tuân thủ.
Vật liệu sau khi thu thập cần đóng gói cẩn thận và gửi ngay về cơ quan chuyên mơn hoặc cán bộ có trách nhiệm để được xử lý kịp thời tránh mất mát và hư hỏng.
Cơ quan lưu trữ vật liệu thu thập phải tuân theo chế độ kiểm dịch thực vật đã ban hành.
2.3.3. Nghiên cứu nguồn gen thực vật
Các nội dung cần nghiên cứu là:
2.3.3.1. Nghiên cứu yêu cầu ngoại cảnh
Xác định tổng tích ơn và tích ơn hữu hiệu cần thiết để hồn thành các giai đoạn sinh trưởng và phát triển. Nghiên cứu yêu cầu của vật liệu đối với các điều kiện sinh thái như độ ẩm, ánh sáng (ngày dài, ngày ngắn, trung tính), đất đai, chế độ canh tác,...
2.3.3.2. Mơ tả các tính trạng chất lượng
Việc mơ tả các tính trạng chất lượng tuân theo các tiêu chuẩn được xây dựng theo từng loài cây. Khi mô tả đặc biệt chú ý tới các tính trạng riêng biệt giúp cho việc phân biệt các vật liệu này với vậy liệu khác. Một số tính trạng riêng biệt có thể được dùng làm gen chỉ thị trong các tổ hợp lai như: màu tím ở tai lá cây lúa, màu hoa tím ở cây đậu tương. Cần mơ tả các tính trạng chất lượng có liên quan đến giá trị kinh tế của vật liệu như màu sắc của hạt, của quả, sự có mặt của lơng trên lá,...
2.3.3.3 Nghiên cứu sơ bộ các tính trạng số lượng
Đặc biệt chú ý các tính trạng có giá trị kinh tế của nguồn vật liệu như yếu tố cấu thành năng suất, cấu trúc của thân, bộ lá của vật liệu, bộ rễ của chúng, khả năng ra cành, đẻ nhánh, ... Nghiên cứu các tính trạng số lượng là khâu quan trọng nhất. Các số liệu thu thập ở giai đoạn này giúp nhà chọn giống sử dụng nguồn vật liệu chính xác và có hiệu quả trong giai đoạn tiếp theo. Kết hợp với các số liệu của cơ quan chọn tạo giống khi nghiên cúu các tính trạng số lượng cần chú ý tới một số vấn đề sau đây:
- Xác định số lượng gen hoạt động kiểm sốt tính trạng.
- Xác định khoảng biến động của tính trạng trong điều kiện môi trường nghiên cứu.
Kết quả này giúp nhà chọn giống phân biệt được các biến dị thường biến trong quần thể với các dị di truyền nằm ở các cá thể trong quần thể. Đây là khâu quyết định sự thành công của chọn lọc lọc.
- Người ta đã dùng cá kỹ thuật RFLP, RAPD … để phân loại, giám định nguồn gen.
- Xác định các tính trạng ít chịu ảnh hưởng của môi trường và các tính trạng chi phối mạnh thơng qua hệ số biến dị.
- Nếu điều kiện cho phép có thể nghiên cứu sơ bộ sự di truyền các tính trạng, tập hợp các nghiên cứu để thiết lập bản đồ gen của vật liệu trong khn khổ của một lồi hoặc một lồi phụ.
2.3.3.4. Nghiên cứu sơ bộ các đặc tính chống chịu
Tìm hiểu khả năng chịu rét, chịu chua, chịu mặn, chịu hạn, chịu ngập úng, tính chống đổ, tính chống rụng hạt... Đặc biệt chú ý đến tính chống chịu sâu
bệnh, nhất là các lồi sâu bệnh nguy hiểm. Tìm hiểu khả năng miễn dịch của vật liệu với các nòi sinh lý của bệnh hại cây trồng.
2.3.3.5. Nghiên cứu sơ bộ các đặc tính đặc biệt
Các tính trạng quyết định chất lượng nông sản như hàm lượng các chất trong nông sản, chất lượng đặc biệt của các loài cây lấy sợi (độ dài, độ mịn của sợi bơng, sợi lanh...).
Tính chống chịu đặc biệt: tính chống chịu đặc biệt với một nịi sinh lý xác định của các bệnh nguy hại nhất trong đó vật liệu được coi như vật thử (tester). Ví dụ: tính kháng đặc hiệu của một số giống lúa với các nịi đạo ơn, tính miễn dịch của một số biến chủng khoai tây với bệnh mốc sương hoặc virus, tính chịu hạn đặc biệt của nhiều giống lúa cạn, khả năng chịu đất xấu của đậu phộng, đậu xanh...
2.3.3.6. Thành lập tập đồn cơng tác
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, theo yêu cầu của cơ quan chọn tạo giống mà thành các tập đoàn theo hướng chuyên dụng gọi là tập đồn cơng tác. Tập đồn cơng tác trước hết phục vụ cơng tác chọn tạo giống nên nó ln được bổ sung và hồn thiện dần. Một số dạng tập đồn cơng tác rất thơng dụng ở tất cả các cơ quan nghiên cứu chọn tạo giống:
- Tập đoàn năng suất với thời gian sinh trưởng khác nhau - Tập đoàn chống chịu sâu
- Tập đoàn chống chịu bệnh
- Tập đoàn chống chịu rét, hạn, chua mặn.. - Tập đoàn các giống chất lượng cao.
2.3.4. Bảo quản nguồn gen
2.3.4.1. Bảo quản ex situ (offsite)
Bảo quản nguồn gen của các loài và nguồn vật liệu di truyền tại các ngân hàng gen, vườn thực vật và các địa điểm khác với môi trường sống tự nhiên của chúng.
- Bảo quản ngắn hạn: Thời gian bảo quản đến 5 năm. Hạt giống được làm khô đến độ ẩm 9%, để trong bao chống ẩm và kho chuyên dụng. Thông thường bảo quản ngắn hạn áp dụng với tập đồn cơng tác và giữ giống trong thời gian từ 1- 3 năm.
- Bảo quản trung hạn: Thời gian bảo quản từ 5 - 10 năm. Hạt giống được làm khơ đén độ ẩm 7% và đóng bao chun dụng, bảo quản trong kho lạnh với độ ẩm 10%, nhiệt độ -1 đến -50C.
- Bảo quản dài hạn: hạt được làm khô đến độ ẩm 3% trong các buồng đặc biệt, đóng gói trong hộp kim loại, bảo quản trong kho lạnh sâu: -15 đến -200C. Kho bảo quản dài hạn có thể bảo quản hạt giống có sức sống bình thường đến 30 năm.
- Bảo quản trong kho đặc biệt: một số gen đặc biệt quý hiếm được bảo trong điều kiện siêu lạnh tới - 1900C (môi truờng nitơ lỏng) cách bảo quản này hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm hoàn thiện. Bảo quản Ex situ rất chủ động song vật liệu bị cách li nghiêm ngặt, cách li hoàn tồn với mơi trường trong khi điều kiện môi trường luôn thay đổi đã làm cho hiệu quả ứng dụng của nhiều vật liệu bị hạn chế.
2.3.4.2. Bảo quản in situ (on-site)
Là việc bảo vệ và bảo tồn nguồn gen gồm cả môi trường sống mà nguồn đa dạng sinh học sống và tiến hóa. Phương pháp này cịn có khả năng thu được các biến dị di truyền mới quý giá để bổ sung cho nguồn gen trong chọn giống.
Bảo quản in situ đúng phương pháp khơng chỉ bảo tồn được nguồn gen mà cịn có khả năng thu được các biến dị di truyền mới quý giá để bổ sung cho nguồn gen trong chọn giống. Bảo quản in situ cịn thường xun được áp dụng để giữ gìn các vật liệu vơ tính của các cây sinh sản vơ tính điển hình (khoai sọ, khoai mỡ ...)
2.3.4.3 Nhân giống
Khi kết thúc chu kỳ bảo quản ex situ hoặc có yêu cầu cung cấp vật liệu với số lượng lớn hơn cho nhiều cơ quan nghiên cứu thì cần bố trí nhân giống. Quá trình nhân giống phải đảm bảo tránh lẫn tạp, cách li nghiêm ngặt để ngăn ngừa giao phấn giữa các vật liệu với nhau. Căn cứ vào yêu cầu của vật liệu để bố trí nhân giống, trên cơ sở đáp ứng đến mức tối đa yêu cầu ngoại cảnh của kiểu gen cần nhân giống.
2.3.5. Sử dụng nguồn gen thực vật trong chọn tạo giống
- Sử dụng các giống địa phương
- Sử dụng tập đoàn giống cây trồng thế giới - Sử dụng các dạng cây dại
- Sử dụng quần thể các dạng tự phối
- Sử dụng quần thể các dạng đột biến và đa bội