* Khái niệm khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp là khả năng cho ƯTL của các dòng tự phối trong các tổ hợp lai, hay nói cách khác đó là khả năng các bố mẹ có thể truyền lại cho con cái các ựặc tắnh của mình khi phối hợp chúng trong các tổ hợp lai.
Khả năng kết hợp ựược biểu hiện bằng giá trị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai, và ựộ chênh lệch so với giá trị trung bình đó của một cặp lai cụ thể nào ựó. Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (General combining ablity - GCA) còn ựộ chênh lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng (Specific combining ablity - SCA) (Ngơ Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền, 1996) [19].
Người ta phân biệt khả năng phối hợp chung (GCA) và khả năng phối hợp riêng (SCA). Khả năng phối hợp chung là khả năng cho ƯTL của dòng tự phối khi lai với các dòng khác. đó là ựại lượng trung bình về ƯTL của tất cả các THL mà dịng đó tham gia. đứng ở góc độ di truyền học thì khả năng kết hợp chung phản ánh phần ựóng góp của từng bố mẹ theo hiệu quả tắnh cộng vào ựộ lớn tắnh trạng của con lai F1 và không mất ựi qua các thế hệ, khá ổn ựịnh dưới tác ựộng của các yếu tố môi trường.
Khả năng phối hợp riêng là khả năng cho ƯTL của một dòng khi ựem lai với một dịng cụ thể khác. Nó phản ánh phần cùng ựóng góp của bố mẹ theo hiệu ứng tương tác giữa các gen khác locus, hiệu ứng trội, siêu trội, yếu tố ức chế của các gen và chịu tác ựộng rõ rệt của ựiều kiện môi trường. Các
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ẦẦẦẦẦẦ29
cặp có khả năng kết hợp riêng cao nếu ựạt các yêu cầu trong các giai ựoạn thử nghiệm sau sẽ ựược dùng ựể sản xuất hạt giống cung cấp cho sản xuất hoặc ựể tạo các lai kép khi cần thiết (Nguyễn Văn Hiển, 2000[6]).
Trong suốt quá trình chọn tạo dịng thuần, cần loại bỏ những dịng có sức sống kém, dị dạng, khó duy trì, dễ nhiễm sâu bệnh, chống ựổ kém... những tắnh trạng này đều có thể chọn lọc bằng mắt thường. Nhưng ựối với KNKH của các dịng thì phương pháp này khơng có hiệu quả mà phải dùng phương pháp lai thử. Vì vậy một trong những khâu quan trọng ựể tạo giống ngô lai là phải ựánh giá KNKH của các dòng (Nguyễn Văn Cương, 2004) [1].
Các nhà khoa học cho rằng ựánh giá khả năng kết hợp thực chất là xác ựịnh tác ựộng của gen và chia tác ựộng của gen liên quan ựến khả năng kết hợp thành hai loại: Khả năng kết hợp chung ựược kiểm soát bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, ựặc trưng cho hiệu quả tắnh trội, còn khả năng kết hợp riêng ựược xác ựịnh bởi yếu tố ức chế, tắnh trội, siêu trội của gen và ựiều kiện môi trường (Lê Duy Thành, [15]).
Trong công tác chọn tạo giống ngơ ưu thế lai, dịng thuần là vật liệu rất quan trọng. Chọn tạo dòng thuần địi hỏi nhiều thời gian và công sức. Tuy nhiên dòng thuần chỉ mới là sản phẩm khoa học, chưa phải là mục tiêu cuối cùng, giống lai mới là mục tiêu, là sản phẩm hàng hố (Ngơ Hữu Tình, 2008)[24]. Vấn ựề cơ bản của quá trình tạo giống ưu thế lai là xác ựịnh cặp lai, nói cách khác là xác ựịnh khả năng kết hợp của các dạng bố mẹ, ựể tìm ra tổ hợp lai tốt nhất. Cơng việc này khá phức tạp và tốn kém vì thực tế cho thấy tỷ lệ thành công trong lai tạo rất thấp. Có thể nâng cao hiệu quả của q trình này bằng việc sử dụng những dạng bố mẹ có khả năng kết hợp cao trong lai tạo, vì vậy nghiên cứu vật liệu ban ựầu về khả năng kết hợp là giai ựoạn quan trọng và cần thiết trong quá trình tạo giống lai.
* đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh (Topcross)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦ30
do Davis ựề xuất vào năm 1927, Jenkins và Bruce phát triển năm 1932. Trong phương pháp này, các dòng hoặc giống, cần xác ựịnh khả năng kết hợp ựược lai với cùng một dạng chung gọi là cây thử (Tester) (Ngơ Hữu Tình, 2009)[25]
Trong lai ựỉnh, giai ựoạn thử cũng có nhiều ý kiến khác nhau, một số nhà khoa học tiến hành lai thử sớm, một số khác lại lại thử muộn, song nhìn chung người ta thường tiến hành lai thử sớm. Theo tác giả Trần Hồng Uy (1999) [29], phương pháp lai ựỉnh ựược sử dụng rộng rãi ựể ựánh giá vật liệu tạo giống và dễ dàng loại bỏ ựược những dịng khơng mong muốn ngay trong giai ựoạn ựầu. bởi vì trong quá trình thu thập và chọn tạo dịng thuần (VLKđ) thì số lượng dòng rất nhiều nên công tác chọn tạo rất vất vả và tốn kém. Trong khi ựó, chỉ có một số ắt các dịng có khả năng cho ƯTL. Do vậy thử khả năng kết hợp chung bằng phương pháp lai ựỉnh cho phép ta sơ bộ lựa chọn ựược các dòng triển vọng, loại bỏ các dòng khơng có khả năng cho ƯTL ngay từ thế hệ tự thụ I3, I4 và I5 (Ngô Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền, 1996)[19].
Cây thử (Tester) thường ựược dùng làm mẹ và ựược thụ phấn của các
dịng ựịnh thử. Cây thử thường có cơ sở di truyền rộng (thường là các giống tổng hợp, các giống ựịa phương tốt hoặc con lai kép...). để tăng ựộ chắnh xác cần tăng số cây trong một tổ hợp lai lên, sao cho ựủ hạt ựể bố trắ thắ nghiệm 3 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại ắt nhất là 20 cây [7]. đa số các tác giả thống nhất trong lai ựỉnh cây thử phải có ưu thế lai khác với vật liệu ựem thử; cây thử phải khác với nguồn, dòng ựem thử (Vasal và cộng sự, 1995c) [64]. để nâng cao ựộ chắnh xác thì nhà chọn giống có thể sử dụng nhiều cây thử có nền di truyền khác nhau.
Trong ựiều kiện Việt Nam theo các tác giả Ngơ Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền (1996)[19] cho biết nên sử dụng 2 cây thử, một có nền di truyền rộng, cụ thể là một giống thụ phấn tự do trong sản xuất, và một dòng thuần tốt ựể vừa xác ựịnh ựược khả năng kết hợp của các dòng thuần nghiên cứu vừa có
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦ31
khả năng ra giống nhanh, phục vụ cho yêu cầu sản xuất.
Tác giả Nguyễn Thế Hùng (1995)[7], ựã sử dụng 4 cây thử là dòng thuần ựể ựánh giá khả năng kết hợp của 14 dòng Fullsib rút ra từ quần thể MSB49 vàng. Khi thử khả năng kết hợp của các dịng ngơ ưu tú, Phan Xuân Hào (1997)[4] ựã sử dụng 2 cây thử là dòng thuần TQ2 và giống thụ phấn tự do Q2 ựể xác ựịnh khả năng kết hợp của 9 dịng ngơ. Mai Xn Triệu (1998) ựã sử dụng 3 cây thử khác nhau: giống thụ phấn tự do, dòng thuần, và giống lai kép ựể xác ựịnh khả năng kết hợp của 3 nhóm dịng trung ngày, dài ngày và ngắn ngày có nguồn gốc ựịa lý khác nhau [26].
Trong phạm vi ựề tài, Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô thực phẩm (ngô thụ phấn tự do và ngô lai) phục vụ sản xuất giai ựoạn 2007 - 2008, Lê Quý Kha và cộng sự ựã sử dụng 3 cây thử là các dòng HD4, TD30, TD106 ựể thử khả năng kết hợp của 8 dịng ngơ ựường (Lê Quý Kha, 2009)[10].
Tóm lại việc chọn cây thử và ựánh giá lai thử sẽ tiếp tục là công việc quan trọng của cải tạo giống ngô bởi mối tương quan kém giữa dòng và phản ứng trong giống lai ựã ựược chứng minh cả về lý thuyết và thực nghiệm [25].
Giai ựoạn thử: Giai ựoạn thử khả năng kết hợp của các dòng phụ thuộc
rất nhiều vào các nhà cải tạo, liên quan ựến nghệ thuật người chọn giống. Một số nhà chọn giống ựề nghị nên thử khả năng kết hợp sớm nhằm mục ựắch loại bỏ những dịng khơng có giá trị trong trường hợp số lượng dòng quá lớn (Jenkin, 1935)[49]; Green (1848)[44]. Hallauer và Mirinda (1988) nhận thấy nếu năng suất của tổ hợp lai ựỉnh của các dòng tự thụ S1 với 5 cây thử cao thì sang đời S8 các dịng này cũng cho các tổ hợp lai ựỉnh năng suất cao [47]. Theo Bauman (1981)[33] thì 60% các nhà cải tạo ựánh giá dòng bằng lai thử ở S-3 (33%) và S-4 (27%), 22% ựánh giá ở S-5 hoặc muộn hơn. Tuy Nhiên theo Hallauer (1990)[48] giai ựoạn thử khơng phải là yếu tố quyết ựịnh trong tạo dịng ưu tú.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦ32
nghiệm ựồng ruộng và số liệu ựược xử lý thống kê theo phương pháp phân tắch phương sai ANOVA (Analysis Of Variance). Thường các thắ nghiệm ựược bố trắ theo kiểu khối ngẫu nhiên hoặc mạng lưới cân bằng.
Mơ hình tốn học chung của các cặp lai ựỉnh là: Yijk = ộ+di+cj+sij+eijk Trong ựó:
Yijk độ lớn tắnh trạng con lai của cặp iừj ở lần lặp thứ k Μ Tắnh trạng trung bình trong thắ nghiệm
di Khả năng kết hợp chung của dòng i cj Khả năng kết hợp chung của cây thử thứ j sij Khả năng kết hợp riêng giữa dòng i và cây j eijk Sai số ngẫu nhiên
(Ngơ Hữu Tình, 2009)[25]
Trong thực tế khơng phải bất kỳ một dịng ngơ thuần nào khi quan sát thấy tốt ựều cho KNKH cao vì năng suất giữa con lai F1 và các dòng tự phối khơng có mối tương quan chặt và ựáng tin cậy (Trần Hồng Uy, 1985) [28].