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. (Yuan L.P., 1993) [48].
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.
* 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
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22
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 [23].
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 [28].
*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 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 .
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23
- 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 nhằm