4. Giới hạn của ựề tài
2.2.2. Phương pháp tạo giống lúa lai hệ Hai dòng
Hai công cụ cơ bản ựể phát triển lúa lai hai dòng là dòng bất dục ựực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ựộ TGMS (Thermosensitive Genic Male Sterile) và bất dục ựực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với chu kỳ chiếu sáng PGMS (Photoperoid sensitive Genic Male Sterile). Tắnh chuyển hoá từ bất dục sang hữu dục và ngược lại ở TGMS và PGMS gây ra do ựiều kiện môi trường. Vì thế bất dục ựực kiểu này gọi là bất dục ựực chức năng di truyền nhân cảm ứng với ựiều kiện môi truờng EGMS (Enviromental sensitive Genic Male Sterile). Quá trình sản xuất hạt lúa lai F1 của hệ lúa lai hai dòng ựược ựơn giản hoá, không tổ chức lai ựể duy trì dòng bất dục. Dòng TGMS trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao từ 23 Ờ 300C tuỳ dòng sẽ bất dục tuyệt ựối, ựược dùng làm mẹ ựể sản xuất hạt lai F1, từ 19 Ờ 240C tuỳ dòng sẽ hữu dục. Dòng PGMS trong ựiều kiện ngày dài cần thiết sẽ bất dục ựể dùng làm mẹ và ngày ngắn cần thiết sẽ hữu dục ựể duy trì dòng mẹ, tuy nhiên sự hữu dục hay bất dục của dòng PGMS cũng còn tương tác với nhiệt ựộ môi trường. để phát triển lúa lai hai dòng quan trọng nhất là phát triển các dòng TGMS và PGMS gọi chung là các dòng EGMS. Ưu ựiểm của lúa lai hệ hai dòng Theo Nguyễn Văn Hoan (2000), việc ứng dụng các dòng EGMS ựể phát triển lúa lai so với ứng dụng dòng CMS kinh ựiển có các ưu thế hơn hẳn sau: Quá trình phát triển hạt lai ựược ựơn giản hoá, không phải tổ chức một lần lai ựể duy trì dòng bất dục như hệ Ộba dòngỢ vì không cần dòng B - Do tắnh bất dục ựực ựược kiểm soát bởi các gen lặn nên hầu hết các giống lúa thuờng ựều phục hồi phấn ựược cho các dòng EGMS. Vì vậy việc chọn dòng phục hồi sẽ dễ dàng hơn, phổ cập hơn, có thể mở rộng ra ngoài phạm vi của một loài phụ và khả năng tạo ra các tổ hợp năng suất cao hơn ựược tăng lên ựáng kể - Kiểu gen của EGMS dễ dàng ựược chuyển sang giống khác, ựể tạo ra các dòng bất dục mới với nguồn di truyền khác nhau, tránh nguy cơ ựồng tế bào chất và thu hẹp phổ di truyền 12 - Tắnh bất dục của dòng EGMS không liên quan ựến tế bào chất vì thế các ảnh huởng của kiểu bất dục dạng dại ỘWAỢ (Wild Abortion) ựã ựược khắc phục, khả năng kết hợp giữa năng suất cao và chất lượng tốt ựược mở rộng và hiện thực hơn. Ngoài hai hệ lúa lai nêu trên, các
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
nhà khoa học ựang từng bước nghiên cứu ựể phát triển hệ lúa lai một dòng: lúa lai một dòng thực chất là vấn ựề duy trì UTL của một tổ hợp lai nào ựó ựược xác ựịnh là có UTL cao về mọi tắnh trạng mong muốn, cở sở ựể sản xuất hạt lai một dòng là sản xuất hạt lai thuần (Truebred Ờ Hybrid Ờ Rice) nhờ sử dụng thể vô phối (Apomixis). đây sẽ là một thành tựu mới có ý nghĩa lớn lao trong công nghệ sản xuất lúa lai trong tương laị
* Những ưu ựiểm và hạn chế của lúa lai hai dòng
- Các dòng EGMS là những dòng bất dục ựực chức năng di truyền nhân, mang gen lặn ựiều khiển tắnh cảm ứng với ựiều kiện môi trường, vì thế trong việc nhân dòng bất dục không cần có sự tham gia của dòng duy trì (dòng B). Chỉ cần ựiều chỉnh thời vụ gieo các dòng bất dục sao cho thời kỳ cảm ứng (18-12 ngày trước trỗ bông) trùng vào ngưỡng nhiệt ựộ hoặc thời gian chiếu sáng phù hợp cho mỗi dòng là có thể thu ựược hạt tự thụ.
- Do tắnh bất dục ựực ựược kiểm soát bởi các gen lặn, nên hầu hết các giống lúa thường ựều phục hồi phấn cho các dòng EGMS. Như vậy việc chọn dòng phục hồi sẽ dễ dàng, phổ cập hơn, có thể mở rộng ra ngoài phạm vi của một loài phụ, khả năng tạo ra các tổ hợp có ưu thế lai cao nhiều hơn so với hệ ba dòng. - Kiểu gen của các dòng EGMS dễ dàng ựược chuyển sang các giống khác tạo ra các dòng bất dục mới, với nguồn di truyền khác nhau tránh nguy cơ ựồng tế bào chất và thu hẹp phổ di truyền.
- Tắnh bất dục của các dòng EGMS không có liên quan ựến tế bào chất, vì vậy các ảnh hưởng của kiểu bất dục hoang dại ỘWAỢ ựược khắc phục, khả năng kết hợp giữa năng suất cao và chất lượng tốt ựược thực hiện.
- Sử dụng dòng EGMS ựể sản xuất hạt lai F1, sẽ giảm ựược một lần lai trong chu kỳ sản xuất hạt giống, vì vậy có thể hạ giá thành.
- Do phạm vi chọn dòng bố mẹ rộng, nên cải tiến ựược chất lượng hạt thương phẩm, khả năng chống chịu và khả năng thắch ứng. Mặt khác dễ dàng chuyển gen tương hợp rộng vào các dòng EGMS ựể khắc phục một số khó khăn khi lai xa, nhờ vậy tạo ra giống lai siêu cao sản với năng suất trung bình từ 9-15 tấn/ha/vụ.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
- Sản suất hạt lúa lai F1 hệ Ộhai dòngỢ có nhiều ưu ựiểm nổi bật cho nên diện tắch gieo cấy không ngừng ựược nâng lên qua các năm; ở Trung Quốc từ 75.330 ha năm 1995 ựã tăng lên 600.000 ha năm 1997 (Nguyễn Thạch Cương 2000). Tuy nhiên, lúa lai 2 dòng còn bộc lộ những hạn chế nhất ựịnh, theo Nguyễn Thị Trâm, 2000 [46]:
- Sản xuất hạt lai F1, hệ Ộhai dòngỢ vẫn phải tiến hành hàng vụ và ựảm bảo quy trình nghiêm ngặt như sản xuất hạt lúa lai hệ Ộba dòngỢ. Quá trình sản xuất tốn nhiều lao ựộng thủ công nặng nhọc và chịu rủi ro, khi ựiều kiện khắ hậu thời tiết thay ựổi ngoài dự ựịnh.
- Các dòng EGMS rất mẫn cảm với ựiều kiện nhiệt ựộ, mà ựiều kiện nhiệt ựộ lại biến ựổi thất thường, dẫn ựến hạt lai năng suất thấp, ựộ thuần kém, không ựạt tiêu chuẩn chất lượng, ưu thế lai suy giảm gây thiệt hại cho sản xuất ựại trà.