a) Đặc điểm của nguồn gen địa phương
Nguồn gen cây trồng địa phương có thể phân làm 2 loại là nguồn gen cây trồng bản địa (landrace) và nguồn gen các giống địa phương do con người chọn lọc hay nhập nội từ nơi khác đến (local cultivar). Cả hai loại nguồn gen này đều có đặc điểm thích nghi cao với điều kiện địa phương, có chất lượng phù hợp với thị hiếu tiêu dùng địa phương. Hầu hết các giống địa phương đều có năng suất thấp, cao cây và chịu điều kiện nghèo dinh dưỡng và điều kiện thâm canh thấp.
Tuy nhiên giống địa phương là nhưng quần thể rất phức tạp do canh tác, trao đổi hạt giống trong cộng đồng và giữa các cộng đồng, do kinh nghiệm chọn lọc, để giống và do giao phấn. Chính vì thế giống địa phương rất đa dạng di truyền là vật liệu quý cho bất kỳ chương trình cải tiến giống cây trồng nào
b) Sử dụng nguồn gen địa phương
+ Sử dụng trực tiếp:
Giống địa phương còn giữ vai trò rất quan trong đối với sản xuất nông nghiệp của các quốc gia và các vùng, đặc biệt những vùng có điều kiện khó khăn. Sử dụng trực tiếp giống cây trồng địa phương có chọn lọc phục tráng, cải tiến hoặc không chọn lọc. Sử dụng trực tiếp nguồn gen cây trồng địa phương điển hình ở Trung Quốc với 178 cây trồng và trồng trọt trên 12.722.000 ha, ước tính chiếm 0,9% tổng diện tích gieo trồng của các cây trồng mục tiêu. Ví dụ giống lúa mỳ Xiaohongmai có khả năng chịu hạn trồng ở vùng giáp Mông cổ hàng trăm năm, giống lúa địa phương Zhubao và Yabao đã được trồng ở Hải Nam 30 năm nay. Khảo sát ở Trung Quốc cho thấy gần 66 giống lúa địa phương chủ yếu của Trung Quốc sử dụng và đang trồng trọt khoảng 77,5% diện tích lúa địa phương ở Trung Quốc
Ở Việt Nam còn sử dụng khá nhiều giống cây trồng địa phươngcho các mục tiêu khác nhau. Nhóm giống cây trồng địa phương được sử dụng trực tiếp nhiều nhất là cây thuốc, cây rau gia vị, cây ăn quả. Nhóm cây lương thực ở các vùng có điều kiện khó khăn, giống cải tiến hay giống lai không thích nghi các giống địa phương vẫn còn chiếm ưu thế như ở các tỉnh miền núi của Việt Nam.
Cây làm thuốc và thực phẩm: cây gấc ( Momordiaca cochnchinensis (Lour.) Speng.,
cây gừng (Zingiber officinable Rose), Hoàng tinh (Maranta arundinacea L.)..
Cây rau và gia vị : Thì là (Anethum graveolens L.), húng quế (Ocimum basilicum) , tía tô (Perilla L.), kinh giới (Origanum majorana L.)
Các cây trồng đặc sản lúa tám thơm, nếp cái hoa vàng, nhãn lồng Hưng Yên, bưởi Đoan Hùng, bưởi phúc trạch…
+ Sử dụng làm vật liệu cho các chương trình tạo giống khác
Chọn lọc trực tiếp các giống địa phương để tạo ra các giống có năng suất cao hơn và chống chịu được thực hiện ở trên tất cả các cây trồng như lúa, ngô…các nhà nghiên cứu CIMMYT cho rằng nếu tái tổ hợp 2 – 3 thế hệ các quần thể ngô địa phương để tạo ra các kiều hình thích nghi chung và đưa ra một tiếp cận thỏa hiệp sẽ tạo ra quần thể tổng hợp từ quần thể địa phương và các giống cải tiến thích nghi. Các giống ngô địa phương cũng được
sử dụng chọn lọc tự phối tạo dòng thuần cho chương trình phát triển ngô ưu thế lai hiện nay. Ở Việt Nam cũng có những thành công trong chọn lọc trực tiếp các các giống địa phương như giống lúa tép lai chịu mặn chọn lọc từ giống lúa chiêm của Hải Phòng, giống lúa nếp TK90 chọ lọc từ giống lúa nếp địa phương Hòa Bình, giống đậu tương AK02 được chọn cá thể từ giống đậu tương vàng Mường Khương
Giống địa phương được sử dụng rất rộng rãi vào chương trình lai tạo giống trên thế giới mà điển hình là cuộc cách mạng xanh những năm 1960. Viện nghiên cứu lúa Quốc tế lai tạo thành công giống lúa cải tiến thấp cây IR8 đầu tiên từ 2 giống lúa địa phương là giống bán lùn Trung Quốc Dee-geo-woo-gen (DGWG) với giống cao cây Peta của Indonesia. Việt Nam cũng đã thành công trong sử dụng các nguồn gen lúa địa phương trong lai tạo giống cải tiến. ví dụ: giống lúa CRÔ1 được lai giữa ( BG90-2 và chiêm ba lá) x tẻ tép, giống lúa M6 tạo ra bằng lai bầu Hải Phòng với giống 1548, giống lúa OM2718 tạo ra từ lai Thần Nông đỏ và IR48
Các mẫu nguồn gen lúa mỳ bản địa (Triticum aestivum L. subsp. aestivum) của USDA- ARS thu thập mẫu nguồn gen hạt quốc gia (NSGC), đánh giá khả năng chống bệnh của các giống lúa mỳ bản địa qua 25 năm. Phân tích khả năng chống bệnh của 10.759 mẫu nguồn gen với bệnh nấm cựa gà do nấm Tilletia tritici (Bjerk.) Wint.Và T. laevis Kühn, và 8.167 với bệnh cựa gà lùn (DB) do nấm T. controversa Kühn. Các giống lúa mỳ bản địa có nguồn gốc địa sinh thái, mối quan hệ với màu sắc râu và hạt của mẫu nguồn gen, vùng và biến động kiểu hình có tần xuất chống bệnh cao đối với bệnh cựa gà mở rộng từ Serbia và Montenegro qua Macedonia, Turkey,và Iran, các nguồn gen ở tỉnh Kosovo của Serbia và Montenegro có tần suất chống bệnh cao nhất (36%) và tỉnh Bakhtarancủa Iran (40.8%),. Khả năng chống bệnh cựa gà lùn tập trung ở các nguồn gen thu thập từ Iran, Serbia và Montenegro có tần suất cao nhất (58%) . Các nhà chọn giống của ICARDA và các Viện nghiên cứu trên thế giới yêu cầu vật liệu di truyền từ ngân hàng gen lúa mỳ, vật liệu có các tính trạng chống chịu với bất thuận sinh học và phi sinh học. Hàng nghìn mẫu nguồn gen đã được đánh giá khả năng chịu hạn và chống chịu bệnh. Những gen có lợi được đưa vào các chương trình tạo giống, các gen từ loài họ hàng hoang dại chuyển vào trong genome của các giống cải tiến. Ví dụ bắt đầu năm 1994/1995 gen từ tổ tiên lúa mỳ lưỡng bội hoang dại (Triticum urartu, T. baeoticum, Aegilops speltoides and Ae. tauschii ) và tam bội (T. dicoccoides) đã tạo ra biến dị năng suất cao. Các dạng lục bội tạo ra do lai lai giữa giống lúa mỳ bản địa ‘Haurani’ với 2 mẫu nguồn gen hoang dại (Ae. Tauschii). lai lúa mỳ cứng với lúa mỳ dại (Triticum spp.), con cái lai trở lại với giống có tính trạng hình thái mong muốn đã nhận được con cái nhiều gié, thấp cây, chín sớm đẻ nhánh khỏe và chịu hạn. Giống lúa mỳ cứng chống được bệnh gỉ sắt khi lai lúa mỳ cứng với loài dại Triticum spp. và Ae. Speltoides, tạo giống chống bệnh rỉ sắt lá khi lai lúa mỳ cứng bản địa với loài dại T. baeoticum và Ae. speltoides.
Ngoài ra giống địa phương còn được sử dụng trong chương trình chọn giống đột biến, nuôi cấy mô tạo biến dị xô ma, chuyển gen điển hình là chuyển gen kháng bệnh