Như các cây khác thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), dưa chuột thuộc nhóm đơn
tính cùng gốc nghĩa là trên cây có hoa đực và hoa cái riêng rẽ. Song trong quá trình tiến hoá đặc điểm này bị biến đổi dần, các dạng hoa mới xuất hiện và được các nhà chọn giống sử dụng. Đó là các dạng sau:
1- Ba dạng hoa cùng gốc (trimo noecious) trên cây có hoa đực, hoa cái và hoa
lưỡng tính.
2- Đơn tính cùng gốc (monoeciuos) trên cây có hoa đực và hoa cái riêng rẽ.
3- Cây hoa đực (androecious) trên cây chỉ có hoa đực.
4- Cây lưỡng tính đực (andromonoecious) trên cây chỉ có hoa đực và hoa
lưỡng tính
5- Cây hoa cái (gynoecious) trên cây chỉ có hoa cái.
6- Cây lưỡng tính cái (gyno monoecio us) trên cây chỉ có hoa cái và hoa lưỡng
tính.
7- Cây lưỡng tính (her maphrodirte) trên cây chỉ có hoa lưỡng tính.
Mặc dù các nhà nghiên cứu dùng các kí hiệu gen khác nhau song đều thống
nhất là ở dưa chuột tối thiểu có 3 locut kiểm soát sự biểu hiện giới tính và tương tác
giữa kiểu gen với mô i trường có ảnh hưởng đáng kể tới sự hình thành các dạng hoa.
nhiề u trở ngại như tính bất dục thường có hiệ u quả đa hiệu bất lợi, ảnh hưởng lớn tới năng suất và khả năng thích ứng của các con lai.
Vấn đề khử đực bằng tay (thủ công) vẫn là phương thức khử đực chủ yếu
trong sản xuất hạt lai. Đặc điể m cấu trúc hoa cà chua không gây nhiều khó khăn cho
việc thực hiện thao tác này. Hơn nữa từ một quả cà chua lai có thể thu được nhiều hạt.
Nếu hạch toán kinh tế, việc sản xuất hạt lai cà chua F1 với khử đực thủ công vẫn đem
lại hiệu quả tốt, và có thể sản xuất ra khối lượng hạt giố ng F1 đủ lớn đáp ứng cho nhu
cầu sản xuất.
Ruộ ng sản xuất hạt lai F1 thường bố trí tỉ lệ 1 bố - 6 mẹ. Cây bố có thể trồng mau hơn và thường trồng trước cây mẹ 6 – 7 ngày. Các cây mẹ trồng ở luống theo hàng
đôi, luống có rãnh rộng để tiện cho việc thao tác đi lai. Ở Miền Bắc Việt Nam sản xuất
hạt lai cà chua F1 thường tiến hà nh vào vụ đông (vụ thuậ n lợi trong nă m)
Sau khi thụ phấ n 4 – 5 ngày, bầu nhuỵ cái bắt đầu nở phình ra, báo hiệ u hoa lai đậu quả. Khi quả chuyể n chín đỏ có thể thu hoạch để lấy hạt theo quy trình kĩ thuật.
Bài 5
CHỌN TẠO GIỐNG CÂY DƯA CHUỘT
1. Các loại hoa ở dưa chuột
Như các cây khác thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), dưa chuột thuộc nhóm đơn
tính cùng gốc nghĩa là trên cây có hoa đực và hoa cái riêng rẽ. Song trong quá trình tiến hoá đặc điểm này bị biến đổi dần, các dạng hoa mới xuất hiện và được các nhà chọn giống sử dụng. Đó là các dạng sau:
1- Ba dạng hoa cùng gốc (trimo noecious) trên cây có hoa đực, hoa cái và hoa
lưỡng tính.
2- Đơn tính cùng gốc (monoeciuos) trên cây có hoa đực và hoa cái riêng rẽ.
3- Cây hoa đực (androecious) trên cây chỉ có hoa đực.
4- Cây lưỡng tính đực (andromonoecious) trên cây chỉ có hoa đực và hoa
lưỡng tính
5- Cây hoa cái (gynoecious) trên cây chỉ có hoa cái.
6- Cây lưỡng tính cái (gyno monoecio us) trên cây chỉ có hoa cái và hoa lưỡng
tính.
7- Cây lưỡng tính (her maphrodirte) trên cây chỉ có hoa lưỡng tính.
Mặc dù các nhà nghiên cứu dùng các kí hiệu gen khác nhau song đều thống
nhất là ở dưa chuột tối thiểu có 3 locut kiểm soát sự biểu hiện giới tính và tương tác
giữa kiểu gen với mô i trường có ảnh hưởng đáng kể tới sự hình thành các dạng hoa.
1. m+/m kiểm soát tính đặc trưng cho sự phát triển các bộ phận nhị và nhuỵ
nguyên thuỷ. Đồng hợp tử ở alen m, các bộ phận của nhị và nhuỵ phát triển không đặc trưng tạo ra hoa lưỡng tính. Kiểu gen m+/- hoàn toàn đơn tính.
2. F+/F kiể m soát xu hướng hình thành hoa cái. Alen F trội không hoàn toàn
và tăng cường sự hình thành hoa cái. Locut này chịu tác động mạnh của tương tác kiểu gen và môi trường.
3. A+/a đồng hợp tử ở alen a là m tăng sự phát triển hoa đực. Hiệu ứng của
locut này phụ so với locut F, do đó tăng cường hoa đực phụ thuộc vào kiểu gen F+/F+.
Kiểu gen m+/- , F+/F+, a/a và m/m, F/F, a/a là cây hoàn toàn hoa đực.
Tổ hợp của 3 gen tạo thành các dạng giới tính cơ bản được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng: Kiểu hình và kiểu gen của các dạng giới tính cơ bản ở dưa chuột
(Lo we r và Edwa rds , 1986) KIỂU GEN KIỂU HÌNH m f a Hoa đực (androecious) Đơn tính cùng gốc (monoecious) Lưỡng tính (Hermaphroditic)
Hoa cái (Gynoecio us)
m-/m- m+/m+ m/m m+/m+ f+/f+ f+/f+ f/f f/f a/a -/- -/- -/- 2. PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG 2.1. Mục tiêu chọn giống
Dưa chuột thuộc loại rau ăn quả có nhu cầu ngà y càng lớn, phục vụ tiêu dùng
trong nước và cho xuất khẩu. Mục tiêu chọn giống được xác định như sau:
1. Giố ng cho ăn tươi: năng suất cao (250tạ/ha trở lên), trồng được 2vụ/nă m,
quả có kích thước trung bình 150 – 250 3 – 4c m, màu xanh sáng, gai quả trắng,
không bị đắng. Giống chống bệnh phấn trắng (Sphaerotheca fuliginea) chịu được bệnh sương ma i (Pseudoperonospora cubensis).
2. Giống cho chế biến, để tiêu dùng trong nước và cho xuất khẩu. Có 2 dạng
sản phẩm chính là dưa chuột dầ m giấ m và muố i mặ n.
Dùng để chế biến dầm dấm (trong hộp sắt hoặc lọ thuỷ tinh) cần có các giống
với kích thước quả khác nha u: 5 – 7 3c m, 7 – 11 5c m, 11 – 15 3,5 – 4cm và dưa
chuột bao tử với trọng lượng 1kg có 150 – 250 quả. Quả càng nhỏ giá trị cho chế biến
và giá trị thương phẩm càng cao.
Dưa chuột muối mặn là một dạng sơ chế cho xuất khẩu. Quả có yêu cầu riêng: dài 30 – 40cm, màu xa nh đậm, nhăn, gai trắng. Năng suất cần đạt 300 – 350tạ/ha.
Các giống dùng chế biến đều đòi hỏi các yêu cầu nông học và tính chống chịu tương tự như ở giống sử dụng ăn tươi.
2.2. Phương pháp chọn giống
2.2.1. Nghiên cứu vật liệu khởi đầu. Nguồn vật liệu cho tạo giố ng F1 có ưu
thế lai cần xác định phụ thuộc vào mục tiêu tạo giống. Mức độ ưu thế lai cao được thể
hiện khi la i các dòng có sự khác biệt khá xa trong mố i quan hệ về di truyền cũng như
nguồn gốc, đặc trưng sinh học, hình thái và các tính trạng khác.
Khi chọn cặp lai cần hết sức quan tâm tới tính chống chịu bệnh, năng suất,
thời gian sinh trưởng. Khi lai giữa dòng quả nhỏ với quả to, trong rất nhiều trường hợp có con lai cho năng suất cao hơn khi lai giữa 2 dòng quả nhỏ. Thời gian sinh trưởng
của con lai đơn nằ m vị trí trung gian giữa bố mẹ.
Việc đánh giá biểu hiệ n giới tính của vườn tập đoàn tiế n hà nh 3 lần: lần đầu ở
thời kì nụ hoa để xác định cây hoa cải, lần thứ ha i vào lúc thu quả đầu và lần cuối khi
thu quả giố ng.
2.2.2. Sử dụng ưu thế lai. Tạo giống ưu thế lai F1(xem phầ n đại cương). Dòng mẹ cho con lai F1 ở dưa chuột là các giố ng hoa cái hoặc các dòng tự phố i của chúng. mẹ cho con lai F1 ở dưa chuột là các giố ng hoa cái hoặc các dòng tự phố i của chúng.
Những giống hoặc dòng nà y cần có ít nhất 75 – 100% số cây chỉ cho toàn hoa cái và có khả năng kết hợp cao.
Các giống hoa cái được tạo ra bằng các phương pháp sau:
Chọn từ các dạng cây hoa cái (chủ yếu là các giống địa phương của Trung
Quốc và Nhật Bản)
Lai các dạng cây đơn tính cùng gốc với lưỡng tính và tiếp tục chọn.
Sau khi dòng chọn có độ thuần cao về các đặc tính kinh tế và hình thá i cần tiến hành đánh giá khả năng kết hợp.
Dòng lưỡng tính: để tăng lượng hoa cái cho dòng mẹ cần chọn là m bố các
dòng lưỡng tính hoặc lưỡng tính đực để khi thụ phấn dòng cây hoa cái sẽ cho dòng mẹ
100% hoa cái, giả m được chi phí khử hoa đực ở dòng mẹ trong sản xuất hạt giống. Mặt
khác với con la i 3 dòng, nă ng suất và tốc độ ổn định đều cao hơn con lai đơn.
Để tạo dòng lưỡng tính, giống lưỡng tính làm vật liệu được lai với dòng hoa
cái có đặc điể m tương tự như dòng mẹ, nhất là dạng quả và thời gian sinh trưởng. Ở thế
hệ đầu, chọn 25 – 30 cây hoa cái, tiếp tục lai trở lại với giố ng lưỡng tính. Thế hệ sau đó, chọn ít nhất là 100 cây cho tự thụ phấn để tiếp tục chọn lọc. Đến thế hệ thứ 2 có
khoảng 25% số cây lưỡng tính. Trong số này, chọn cây có đặc tính kinh tế tốt, đặc tính
hình thá i giống dòng mẹ để chọn là m thuần. Cây chọn phải là cây lưỡng tính hoàn toàn, sau 2 – 3 thế hệ tự thụ, lại cho chúng giao phấn trong dòng để tăng sức sống. Sau
7 – 8 thế hệ chọn sẽ có dòng lưỡng tính thuần, có đặc tính như mong muốn để làm dòng củng cố dòng mẹ của con lai F1.
Dòng bố thường được sử dụng thuộc nhó m hoa đơn tính cùng gốc. Dòng được
quan tâm với tính trạng chất lượng như chống chịu bệnh, kích thước, chất lượng quả và màu gai quả… Việc chọn vật liệu khởi đầu phụ thuộc vào mục tiêu đề ra ban đầu và
theo các phương pháp la i, chọn đối với cây giao phấn. a) Đánh giá khả năng kết hợp
Để thử khả năng kết hợp chung ở dưa chuột các nhà chọn giống thường sử
dụng phương pháp la i thử (topcross). Ở đây, việc chọn giống thử (tester) có ý nghĩa
quan trọng trong việc xác định một cách chính xác GCA. Giống thử được sử dụng làm dòng mẹ. Còn để đánh giá SCA thông thường sử dụng phương pháp lai diale n. Để xác định chính xác SCA, cần phải thử con lai F1 ở các thời vụ khác nhau vì SCA chịu sự
chi phối của mối tương tác giữa môi trường và kiể u gen lớn hơn nhiề u so với GCA.
Hiện nay các phương pháp sinh học phân tử cho phép xác định nhanh khả năng kết hợp qua hạt và mầ m. Thông qua nghiên cứu sự tích luỹ tổng số axit nuclêic hay một thành phần cụ thể nào đó của con lai so với bố mẹ. Theo phương pháp này, hàm lượng axit nuc lêic trong tế bào rễ mầ m càng cao thì con lai có khả năng kết hợp càng cao. Như vậy, phương pháp này cho phép đánh giá một khối lượng con lai F1 mà không phả i gieo trồng và tính toán năng suất phức tạp.
b) Sản xuất hạt lai F1
Phương pháp sản xuất hạt lai F1 phụ thuộc vào bản chất di truyền giới tính của
các cặp bố mẹ.
Nếu dòng mẹ là dạng cây 100% hoa cái (gynoecious) chỉ cần bố trí tỉ lệ cây bố
và mẹ là 1:3 – 5, tức là 1 hàng cây bố, 3 – 5 hàng cây mẹ. Điều quan trọng là tính toán thời gian sao cho dòng bố và mẹ ra hoa trùng nha u. Trồng ngoài đồng, cây thụ phấn
nhờ côn trùng không có sự can thiệp của con người. Phức tạp nhất của phương pháp
này là duy trì dòng mẹ. Có 2 hướng:
1. Dùng hoá chất: Gibereliin – GA3, nồng độ 1500 – 5000pp m hoặc Nitrat bạc
AgNO3 nồng độ 50 – 500pp m phun lên cây mẹ (đỉnh sinh trưởng) ở giai đoạn 2 – 3 lá thật và 1 tuần sau đó trên cây sẽ xuất hiệ n 1 – 2 hoa đực, dùng để giữ giống dòng mẹ.
Có thể sử dụng ruộng sản xuất F1 để nhân dòng mẹ nhưng cần bao cách li hoa đực.
2. Dùng dòng phục hồi là cây có hoa cái, đặc tính cây hoa cái không thay đổi. Đây là phương pháp 3 dòng.
Nếu cả dòng bố và mẹ là dạng hoa đơn tính cùng gốc (monoecio us) cần nhân
giống qua thụ phấn bằng tay. Đây là phương pháp phổ biến đối với cà chua, ớt, cà tím,
dưa hấu mà các công ty giống rau nổi tiế ng Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan đang thực
hiện. Phương pháp này đòi hỏi nhiề u lao động nhưng với giá lao động rẻ thấp như nước ta, giá thành sản xuất hạt lai cũng không cao. Mặt khác phương pháp lai đơn này
cho phép hạn chế các tính trạng trội bất lợi (chống chịu kém, năng suất thấp) ở các
dòng phục hồi và dòng duy trì.
Ở trường hợp này tỉ lệ cây đực/ cái có thể là 1:7 – 10
Ruộ ng nhân giố ng dưa chuột, nế u sử dụng dòng mẹ là cây 100% hoa cái cần
cách li với ruộng sản xuất thương phẩ m ít nhất 2.000 mét đường chim bay.
Bài 6
CHỌN TẠO GIỐNG CÀ PHÊ