1.5.1.1. Khái niệm
đột biến là những biến ựổi có tắnh chất hoá học vật liệu di truyền, xảy ra do tác ựộng của các yếu tố môi trường và bên trong tế bàọ
1.5.1.2. Phân loại các dạng ựột biến
Theo ựặc ựiểm biến ựổi của kiểu gen có thể phân biệt 4 kiểu ựột biến sau:
đột biến gen (ựột biến ựiểm): Là những biến ựổi về thành phần bazơ của ADN, làm biến ựổi các cấu trúc của gen, dẫn tới chức năng của chúng bị biến ựổị
đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể: Là những biến ựổi liên quan tới những ựoạn khác nhhau trên nhiễm sắc thể, có thể quan sát thấy dưới kắnh hiển vi (bao gồm những biến ựổi như: mất ựoạn, thêm ựoạn, ựảo ựoạn, chuyển ựoạn).
Biến ựổi về số lượng nhiễm sắc thể: bao gồm thay ựổi số lượng của cả bộ nhiễm sắc thể
đột biến gen ở tế bào chất: ựó là những biến ựổi trên ADN của các bào quan như ty thể, lạp thể, hay ở các episom, plasmid (ở vi khuẩn) (Nguyễn Hồng Minh, 1999).
Trong các dạng ựột biến nêu trên dạng làm biến ựổi cấu trúc nhiễm sắc thể thường dẫn ựến những biến ựổi có hại ựối với cơ thể sinh vật. Vì vậy, các nhà chọn giống chú trọng chủ yếu ựến dạng ựột biến gen, dạng này liên quan ựến sự biến ựổi cấu trúc của gen dẫn tới sự xuất hiện alen mớị (Phạm Thành Hổ, 2001)
Sự phát sinh ựột biến có thể do tự phát (ựột biến tự nhiên): đột biến xuất hiện trong tự nhiên do tác ựộng của tập hợp các yếu tố (vật lý, hóa họcẦ) có trong môi trường sống, và do những biến loạn về trao ựổi chất trong tế bàọ đột biến do tác ựộng của con người (ựột biến nhân tạo): bằng cách sử dụng các tác nhân gây ựột biến như các tác nhân vật lý (tia X, tia gamma, bức xạ cực tắm UVẦ), các tác nhân hóa học (các chất ựồng phân có tắnh base và những hợp chất có liên quan, chất kháng sinh, các tác nhân alkyl hóa, hydroxylamine, nitrous acidẦ)
Trong ựiều kiện tự nhiên, tần số xuất hiện ựột biến thay ựổi tùy thuộc vào từng loại cây trồng và của từng gen riêng biệt. Tuy nhiên, tần số ựột biến rất thấp 10-6 và khó phát hiện, số ựột biến có lợi cho sản xuất và ựời sống con người lại càng thấp hơn. Ngày nay các nhà chọn giống không thể chỉ trông chờ vào việc sử dụng các dạng ựột biến tự phát. Vì vậy, việc nghiên cứu ựột biến nhân tạo ựược các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tăng tần số xuất hiện ựột biến với các tắnh trạng có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và cây trồng nói riêng. Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng ựột biến thực nghiệm ựã và ựang ựóng góp rất lớn cho việc cải thiện giống cây trồng trên thế giớị
1.5.1.3.Vai trò của ựột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo giống
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, nhiều phương pháp chọn tạo giống ựã và ựang ựược quan tâm phát triển. Bằng các phương pháp truyền thống như lai tạo hay chọn lọc, ựể tạo ra một giống cây trồng năng suất cao, ổn ựịnh cần ắt nhất 6 Ờ 10 thế hệ. Trong khi ựó chọn lọc bằng phương pháp ựột biến nhân tạo(ựột biến thực nghiệm) thì chỉ cần từ 3-6 thế hệ. (Nguyễn Hữu đống và cộng sự, 1997). đồng thời sử dụng phương pháp này có thể giải quyết những vấn ựề mà nhiều phương pháp khác không thực hiện ựược như khi biến dị tự
nhiên về một ựặc tắnh mong muốn không có sẵn trong nguồn vật liệu di truyền; khi có sẵn một gen cần thiết song do mối liên kết chặt chẽ với các gen khác làm cho gen ựó không sử dụng ựược; khi tạo ựặc tắnh mong muốn không thể thực hiện ựược bằng phương pháp lai; khi muốn thay ựổi một hoặc một số tắnh trạng riêng biệt nhằm khắc phục nhược ựiểm của giống mà không làm thay ựổi những tắnh trạng khác của giống. (Trần Duy Quý, 1997).
Với phương pháp ựột biến thực nghiệm, sử dụng các tác nhân lý hóa gây ựột biến ựã làm tăng sự sai khác di truyền trong quần thể. Việc xử lý ựột biến thực nghiệm có thể tạo ra những ựột biến mang tắnh nhảy vọt ựáng kể. Do ựó có thể tạo ra giống mới khác xa giống cũ (Phạm Văn Duệ, 2005).
Với các thành tựu nổi bật về vật lý, hóa học, con người ựã sử dụng các tia phóng xạ (tác nhân lý học) và các chất hóa học (tác nhân hóa học) như cochicine, EMSẦtrong công tác chọn giống cây trồng và ựã thu ựược các thành tựu ựáng kể. Theo Ban Di truyền và chọn giống thực vật của tổ chức Nông nghiệp quốc tế và tổ chức Năng lượng nguyên tử quốc tế (FAO, IAEA) ựã cho biết tắnh ựến năm 1996, số lượng các giống ựột biến thu ựược là 1737 giống từ hơn 50 nước trên thế giớị Các giống này ựược tạo ra từ 154 loài thực vật. Trong ựó cây trồng chiếm 1257 giống, 187 giống hoa cúc, 35 giống cây cảnh, 34 giống hoa phong lan, 30 giống xương rồng và rất nhiều loài khác (Nguyễn Hữu đống và cộng sự, 1997). Từ những kết quả thu ựược chứng tỏ ựây là một trong những phương pháp có hiệu quả nhất ựể tạo ra giống mớị Nhiều nhà khoa học trên thế giới ựã ựánh giá: một trong những thành tựu xuất sắc nhất của thế kỷ 20 là khám phá ra phương pháp tạo giống bằng cách gây ựột biến thực nghiệm.
Theo một số tài liệu thì tác nhân gây ựột biến hóa học có hiệu quả cao hơn tác nhân vật lý. Nếu dưới ảnh hưởng của chiếu tia thì ở các cây nông nghiệp xuất hiện 10% -15% biến ựổi di truyền có khả năng sống thì tác nhân hóa học cho phép thu nhận từ 30 Ờ 60%. Hơn nữa, tác nhân gây ựột biến thực nghiệm làm xuất hiện những biến dị ựặc biệt hơn (Trần Thượng Tuấn, 2005).