2.4.1. Lý thuyết về phương pháp ựột biến chọn tạo giống cây trồng 2.4.1.1. Khái niệm về ựột biến
đột biến là những biến ựổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp ựộ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp ựộ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn ựến sự biến ựổi đột ngột của một hoặc một số tắnh trạng, những biến đổi này có tắnh chất bền vững và có thể di truyền cho các ựời saụ đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, khơng định hướng ở cơ thể sống trong ựiều kiện tự nhiên. đa số là ựột biến gen lặn và có hại, một số ắt có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với q trình tiến hóa và chọn giống.
2.4.1.2. Lịch sử phát triển của chọn tạo giống bằng phương pháp ựột biến ựột biến
Từ lâu, gây ựột biến thực nghiệm ựể làm vật liệu khởi ựầu cho chọn giống ựã ựược coi là một trong những kỹ thuật ứng dụng cao trong nông nghiệp. Phương pháp này ựược biết ựến vào năm 1925 khi Natxon và
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
Philippơp phát hiện rằng tia Roentgen có khả năng gây ra biến dị di truyền ở nấm Hạ đẳng. đến năm 1926 - 1928, với các nghiên cứu của Muller trên ruồi dấm, Stadler trên lúa mạch, di truyền học phóng xạ đã trở thành nền tảng cho sự ra ựời ngành chọn giống ựột biến phóng xạ. Năm 1946, Auerbach và Robson phát hiện vài hợp chất có thể gây đột biến, sau đó, ngày càng nhiều hóa chất được tìm thấy có khả năng làm tăng tần số ựột biến. Nhưng ựến nay, phương pháp sử dụng hóa chất gây đột biến bị hạn chế vì độc hại và có nguy cơ gây ung thư caọ
Ở Việt Nam, lĩnh vực này ựã ựược cố giáo sư Lương đình Của khởi xướng từ những năm 1960. Nhưng mãi ựến năm 1980, hướng nghiên cứu này mới ựược phát triển một cách tương đối có hệ thống và định hướng do cố tiến sĩ Phan Phải và cộng sự tiến hành. Sau đó một loạt nghiên cứu của các tác giả như: Trần Duy Quý, Nguyễn Hữu đống, Trần đình Long, Mai Quang Vinh, đỗ Hữu Ất, Lâm Quang Dụ, Nguyễn Văn Bắch, Nguyễn Quang Xu, Lê Văn Nhạ... trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau như: lúa, ngơ, ựậu, lạc, táo, cà chua, hoa cúc... đã tạo ra nhiều dịng đột biến có giá trị, ựược chọn lọc và phát triển trực tiếp thành các giống quốc gia hoặc các dịng có triển vọng phục vụ cho cơng tác lai tạo giống mớị
2.4.2. Nghiên cứu về ựột biến chọn tạo giống chè trong và ngoài nước 2.4.2.1. Nghiên cứu ở trong nước
Năm 1989 - 1990 Viện nghiên cứu chè ựã tiến hành chọn giống chè bằng xử lý consixin hạt và mầm chè và xử lý tia garma với liều lượng khác nhau lên hạt chè, bước ựầu ựã thu ựược một số kết quả. Hạt chè 2 giống PH1 và TRI 777 ựược sử lý bằng tia gama với liều lượng khác nhau ựã ựược gieo tháng 10/1989. Bằng phương pháp quan trắc, ựo ựếm ựã chọn ựược 7 cá thể trên hạt giống TRI 777 và 5 cá thể trên hạt giống PH1.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 30
ảnh hưởng của bức xạ gama lên hạt chè giống PH1 và TRI777, tác giả thu ựược nhiều ựột biến mới lạ, ựặc biệt dòng 5.0 từ xử lý bức xạ trên hạt giống TRI777 có năng suất cao, chất lượng thơm ngon có nhiều triển vọng [18], [21].
Theo Nguyễn Văn Toàn, bằng phương pháp gây đột biến có thể làm thay đổi được một hay nhiều tắnh trạng của cây chè mà đơi khi những tắnh trạng đó khơng thể đạt được bằng con ựường lai tạo [39]. Tại Viện Nghiên cứu Chè (nay là Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phắa bắc) đã sử dụng tác nhân hoá học bằng colchicine xử lý trên mầm cây chè 2 tuổi với nồng ựộ từ 0,1 ựến 0,8%, thời gian xử lý từ 24 ựến 72 giờ và ựã thu ựược một số biến dị [39]. Cũng tại Viện Nghiên cứu Chè ựã xử lý ựột biến bằng bức xạ gamma (nguồn Co60) trên hạt ựang nảy mầm và thu ựược kết quả là ở liều lượng 3 Kr gây chết 100% [39].
Tác giả Lê Mệnh (1999) đã cơng bố cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng của
bức xạ gamma Co60 lên hạt chè chưa nảy mầm, giống PH1 và TRI777 (mỗi
mẫu xử lý gồm 300 hạt) và ựã ựưa ra kết luận: xử lý hạt giống chè PH1 và
TRI777 bằng bức xạ gamma Co60 trước khi gieo với liều lượng từ 1.5 - 5 kr
gây nên nhiều biến dị cảm ứng. Tần số ựột biến tỷ lệ thuận với liều lượng chiếu xạ. Hạt chè giống PH1 mẫn cảm với bức xạ gamma hơn hạt chè giống 777, liều gây chết một nửa (LD50) ở giống chè PH1 là lớn hơn 4.5 kr và nhỏ hơn 5.0 kr; ở hạt chè giống TRI777 LD50 là trên 5.0kr .
Năm 2002, tác giả Lê Mệnh ựã xử lý bức xạ gamma (nguồn Co60) trên hom chè giống PH1 và TRI777 (mỗi mẫu xử lý gồm 300 hom) và sau đó đã phân lập ựược 15 cá thể ựột biến. Hiện nay các cá thể này ựang ựược lưu giữ tại vườn tập đồn cơng tác của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển chè - Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phắa Bắc [6]. Năm 2005, Lê Mệnh và cộng sự đã phân tắch mức độ thay đổi phân tử của một số dòng chè ựột biến, kết quả cho thấy hệ số tương ựồng di truyền giữa các giống, dòng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 31
chè ựột biến có sự gần nhau, khác xa nhau hay có sự tương ựồng giữa một số dịng với nhau và hồn toàn tuân theo thuyết tương ựồng di truyền của Vavilov, các tác giả ựã nhận ựịnh các ựột biến nếu ựã phát sinh ở giống này thì cũng sẽ phát sinh ở giống khác và có thể là cơ sở để chúng ta tìm kiếm những biến dị cảm ứng làm vật liệu khởi đầu phục vụ cho cơng tác chọn tạo giống chè mới [27].
đến năm 2006, Lê Mệnh và cộng sự ựã tuyển chọn ở các thế hệ nhân
giống vơ tắnh thế hệ M1 từ quần thể biến dị cảm ứng bằng bức xạ gamma Co60
trên hạt giống TRI777 và PH1 và ựã xác ựịnh được 12 dịng có triển vọng về năng suất, chất lượng, khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu hạn. Trong đó có 5 dịng nổi trội nhất đó là: dịng P20 (xử lý trên hạt giống PH1) có khả năng chống chịu tốt với rầy xanh và Bọ Xắt Muỗi hơn hẳn đối chứng; dịng 3.5.1 (xử lý trên hạt giống TRI777) có hương ựặc trưng hơn hẳn giống TRI777; dòng 4.0 (xử lý trên hạt giống TRI777) có vị đậm dịu, ựặc biệt là hương thơm hơn hẳn giống TRI777. Dòng P52 (xử lý trên hạt giống PH1), nhiễm nhẹ ựối với rầy xanh hơn đối chứng; Dịng 5.0 (xử lý trên hạt giống TRI777) các kết quả phân tắch năm 2006, 2007 so với giống TRI777 cho thấy dịng chè này có hàm lượng tanin thấp hơn 9%, chất thơm cao hơn 2,7% (có lợi cho chế biến chè xanh) và năng suất cao hơn 80% [38].
Năm 2010, Nguyễn Văn Tồn và cộng sự đã tiến hành chọn tạo
giống chè bằng bằng xử lý nguồn phong xạ Co60, hoá chất
(Nitromethylurea) trên hạt: nẩy mầm và chưa nẩy mầm, trên hom. Hiện tại ựề tài ựang tiếp tục nghiên cứụ
Năm 2010, Nguyễn Văn Tồn và cộng sự đã tiến hành chọn tạo giống chè bằng cách tuyển chọn các ựột biến ở F1: thu hạt trên các cây ựột biến thế hệ F1 (gồm hạt của các dịng đột biến: TRI7770.8, TRI7772.0, TRI7774.0, TRI7773.5.1. TRI7773.5.2. TRI7775.0. PH11.0. PH12.0. PH15.1. PH15.2. PH15.0) giao
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 32
phấn tự do ựã ựược phân lập ựể gieo trồng, ựánh giá, tuyển chọn các dạng ựột biến, hiện tai ựang tiếp tục nghiên cứu [38].
Tuyển chọn các ựột biến ở thế hệ F2 bằng cách lai hữu tắnh giữa các giống chè có chất lượng cao, nhưng khả năng chống chịu không tốt với các dịng đột biến thế hệ F1 và lai giữa các dịng F1 đã được phân lập. Hiện tại ựang tiếp tục nghiên cứụ
Năm 2010, Nguyễn Văn Toàn và cộng sự ựã tiến hành chọn tạo giống chè bằng cách tuyển chọn các dòng chè đột biến có năng suất cao, chất lượng tốt, ựưa vào khảo nghiệm. Hiện tại ựang tiếp tục nghiên cứu [38].
Năm 2011, Nguyễn Văn Toàn và cộng sự đã cơng bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ gama lên hạt chè giống PH1 và TRI 777như sau:
Các liều lượng tia phóng xạ gamma Co60 lên hạt chè giống ựã ảnh hưởng lớn tới tỷ lệ mọc của các giống. Liều lượng xử lý càng cao thì tỷ lệ mọc của các cây chè giống càng thấp. Liều lượng gây chết một nửa của giống TRI777 là dưới 5.0kr, giống PH1 là trên 4.5 và dưới 5.0 kr.
Dưới tác ựộng của tác nhân vật lý bức xạ gamma Co60 xuất hiện một số
biến dạng điển hình như hiện tượng ựa phơi tăng lên, tỷ lệ khảm tăng, biến dạng về hình dạng lá và ựộ gồ ghề ở phiến lá.
Qua khảo nghiệm so sánh giống ựã chọn ra dòng TRI7774.0 và TRI7775.0 có năng suất cao tuổi 11 đạt 10,79 Ờ 11,30 tấn/ha cao gấp 2 lần so với ựối chứng TRI777 ựạt 5,34 tấn /ha, có chất lượng chè xanh tốt, điểm đánh giá cảm quan ựạt 16,74 Ờ 17,04 ựiểm tương ựương với ựối chứng, ựây là dịng chè có nhiều triển vọng [42].