Giáo trình Cơ sở di truyền chọn giống thực vật: Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

200
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Cơ sở di truyền chọn giống thực vật" của PGS.TS. Lê Duy Thành cung cấp cho người đọc những cơ sở lý luận của các nguyên lý di truyền học được áp dụng vào các phương pháp chọn giống thực vật cơ bản và những nguyên tắc ứng dụng trong một số kỹ thuật sinh học phân tử và kỹ thuật di truyền trong chọn giống cây trồng. Mời các bạn cùng tham khảo phần 1 giáo trình sau đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở di truyền chọn giống thực vật: Phần 1

f)\l H o r \ |\H lui \(; IÃM THÒNG riN-THƯVIÊN PGS. TS. LÊ DUY THÀNH 581 i ; r 1665 c/ (HI MV.046860
PGS. TS. LÊ DUY THÀNH Cơ Sỏ DI TRUYỀN CHỌN ■ GIỐNG THỰC ■ VẬT ■ Giáo trình dùng cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh, ... ngành Sinh học các trường Khoa học Tự nhiên, Sư phạm, Nông nghiệp, Lâm nghiệp ... NHẢ XUẤT BẤN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẠ r HÀ NỘI
5-581.3 84-87-00 KHKT-00
LỒI GIỐI THIỆU Trong những năm gần dày, tồng sản lượng lương thục cùa nưóc ta dã đạt được những con số rát đảng khích lệ. Từ một nước thiếu lương thực đến nay chúng ta dâ trỏ thành nước xuát kháu gạo dứng hàng thứ hai trên thế giới. Riêng năm 1999, lượng gạo xuất kháu là 4,4 triệu tán và tống sản lượng lương thực là 34,2 triệu tổn trong dó có 31 triệu tấn thóc. Ngoài những yếu tố v ĩ quản lý Nhà nước, chế độ chinh sách, các biện pháp kỹ thuật và dầu tư, yếu tó dát, nưóc, khí hậu thòi tiết, gióng mới có một vai trò đặc biệt quan trọng trong việc nâng cao năng suát và sản lượng căy tròng. Dă từ lâu, việc áp dụng những nguyên lý của di truyền học uản được coi là văn đề then chốt trong việc gây tạo và cải tiến các giống. Giáo trình *Cơ )SỜ di truỳên chọn giống thực vật’ của PGS. TS. Lê Duy Thành cung cáp cho người dọc những co sô lý luận của các nguyên lý di truyìn học dược áp dụng vào các phương pháp chọn giống thực vật cơ bản và những nguyên tác ứng dụng trong một số kỹ thuật sinh học phán tử và kỹ thuật di truyền trong chọn giống căy tròng. Cuốn sách bao gòm hai phần : - Phàn một tác giả giới thiệu những nguyên t&c di truyần học và phương pháp ứng dụng uào chọn giống, như hệ thống di truỵèn kiềm soát tín h không hợp, Uu th ế lai, đa bội thé, dột biến và lai tế bào soma. Phàn hai tác giả giới thiệu m ột sỗ kỹ thuật sinh học phún tù như kỹ thuật chuyền gen, kỹ thuật RFLP, kỹ thuật PCR. Đăy là cuốn sách rất căn thiết và không chi là tài liệu học tập tốt cho sinh viên và học viẻn cao học thuộc ngành sinh học m à còn là tài liệu tham khảo cho các nhà chọn giống và các co 9 ỏ có lién quan dén công tác chọn tạo gióng cây trdng. Hy vọng cuốn sách sẽ gợi mỏ thêm cho bạn đọc vè vị trí, vai trò của jli truỵèn học trong chọn giống căy tròng góp phàn tăng năng suất và sản luọng căy trồng ỏ Việt Nam , xậy dựng một nẽn nông nghiệp da dạng uà bần vững. V iện sĩ, '^tié n sĩ k h o a h ọ c IV ần ĐÌnh L o n g V iện K h o a h ọ c Ký thuẠ t N ô n g n g h iệ p V iệ t N am
ư > l NÓI ĐẤU N h ữ n g dóng góp của di truyèn học vào việc năng cao năng auát .và sản luạng căy tròng dược xép uào hàng thứ hai, sau những tiến bộ đạt dược v ĩ phàn bón, thuỷ lại và nông hoá. Trong nửa sau của th ế kỷ XX, việc tảng sản luợng ỏ nhièu loại căy tròng quan trọng trền th ế giới có phàn đóng góp khoảng 50% nhờ việc đưa vào sản xuăt những giống căy tròng mói. v ì thế, đă từ lău việc áp dụng những nguyẽn lý của di truýền học uán dược coi là vấn dè then chốt trong việc gâỵ tạo và cài tiến các giống căy tròng. M ặt khác, trong khoảng hai thập kỳ cuối của th ế kỳ XX, các kiến thức và, kỹ thuật của sin h học hiện dại, dặc biệt là trong các lỉnh vực nuôi cấy mô- tế bào, công nghệ sinh học và sinh học p hán tủ đâ p h á t triển rất nhanh chóng. Cậc kỹ tlịuật nậy ,hi,ện naỵ p h á t triện nhanh đến mức khiến cho các nhà chọn gióng cảm tháy khó khăn trong việc lụa chọn cỉm ng d i áp ậ ụ r^. S ụ trợ giúp của m ột số kỹ thuật như vậỵ dối với các phương pháp chọn giáng thực vật thông thường, dứ thúc đáy quá trình tạo ra các giống căy tròng mới có n h ih t dậc tín h nông- sinh học quí. Giáo trình 'Ca sờ di tmỳền chạn giếng thực vật' này cung cấp cho người đọc những ca 8Ò lý luận của các nguyên lý di truyèn học được áp d ụng vào các phương pháp chọn gióng thực uật cơ bản, đòng thời cũng trình bày những nguyên tốc và ứng dụng của m ột aố hỹ thuật 8inh học phăn tử uà kỹ thuật d i truýền trong chọn gióng c&y tròng. Cuốn sách có tám chương, bao gòm hai phàn lớn: Phần thứ nhát là năm chương dòu, trình bày những nguyên tác di truýện học và phương pháp ứng dụng vào chọn gióng thực vật của các vấn di: hệ thống di truyèn kiểm soát tín h không hợp, ưu th ế lai, đa bội thé, dột biến thục nghiệm và lai tế bào aoma; Phàn thứ hai gdm ba chương cuối (6; 7 và SJ, giói thiệu m ột 8Ố ^ thuật ainh học phá n tử và nguyên tác ứng dụng của chúng vào chọn giống thục vật, như kỹ thuật chuyồi gen, kỹ thuật R F L P và kỹ thuật PCR. Giáo trình này có thể dược dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên năm cuói và học viên cao học thuộc nhóm chuyên ngành "Co thể thục vật", n h u di truyòi học, sinh lý học thực vật, hoá sinh học ... của Khoa Sinh học ó các Trường dại học Khoa học tự nhiên, DHQG H à Nội, Đại học S ư phạm , Dại học Nông nghiệp, Đại học Lâm nghiệp .. Sách này củng có th é duợc dùng làm tài liệu học tập hoặc tham khảo cho học viên
LÒI NÓI đ Xu cao học ỏ các chuyên ngành có liin quan thuộc các viện nghiên cứu và các trường đại học khác hoặc cho những ai quan tăm dến các vấn đ i trên. VÌ cuốn sách dược xuăt bản làn đàu, nền chác rửng không thé tránh khởi những khiếm khuyết. The giá xin chăn thành cám ơn những ý kiến đóng góp xăy dựng dể cho cuốn sách dược hoàn thiện han. l ầ c giả
Chương 1 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KIẾM SOÁT TÍNH KHÔNG Hộp ỏ THựC VẬT 1.1. MỎĐẰU Tính không hợp (incompatibility) trong quá trỉnh sinh sản ỉà một khái niệm chỉ hiện tượng h ạt phấn không có khả năng nảy mầm hoặc ống phấn khống thể x&m nhập vào vòi nhuỵ và thực hiện được quá trình thụ tinh. ở đây, ta chl đề cập đến tính không hợp do một hệ thống di truyền kiểm soát, chủ khống nói đến hiện tượng bất thụ do các rối loạn về mặt sinh lý, tế bào hoặc do những yếu tố ngoại cảnh gây ra. Tính không hợp có thê’ xảy ra trong phạm vi giữa các cơ quan sinh sản đực và cái của m ột cây, mà ta gọi ỉà tính không tụ hợp (self incompatibility), nghĩa là ở cây dó không th ể xảy ra quá trình tự thụ phán được. Tính không hợp cũng cd th ể xảy ra khi giao phấn giữa các nhóm cây có quan hệ họ hàng nhất định với nhau, mà ta gọi ỉà tính không hợp chéo (incompatible crosspollination) - nghỉa là các cây giữa các nhdm này khổng giao phối được với nhau. Hệ thống tính không hợp có thể hoạt động ở trạng thái thề bào tử (sporophytic incx>mpatibility) hoặc ở trạng thái thé giao tủ (gametophytic inoompatibility). Nđ kiểm soát sự tương tác giữa vòi nhuỵ vầ hạt phấn nhờ âự hôạt động của các alen thuộc locut s. THiy nhiên, ờ một sổ chi thực vật người ta cũng đã phát hiện ra hiện tượng khổng phải chỉ do một m à là hai hoặc nhiều locut can thiệp vào tính khống hợp ỏ trạng thái thế giao tử. Theo Darlington và Mather (1949) thỉ có đến 1/2 số loài thực vật h ạt kín có hiện tượng không hợp. Điều này đã được ghi nhận là rất phổ biến ở 78 họ, bao gôm khoảng 3000 loài, như họ đậu, cà, hoa hồng, cúc, bầu bí, hoà thảo, đu đủ,.. Hiện tượng khống hợp cđ một ý nghĩa quan trọng đối với quá trỉnh tiến hoá của giới thực vật. Ntí ngăn cản sự nội phổi, tạo điều kiện cho sự ngoại phối và vỉ thế làm tăng khả năng biến dị của sinh vật. M ặt khác, nổ lại được các nhà chọn giđng sử dụng rát có hiệu quả trong quá trinh chọn giống theo ưu th ế lai. Bảng 1.1. cho thấy một số đặc điểm của tính khổng hợp ở một số chi thực vật ctí hiện tượng này phổ biến. Bảng I.l. Ilệ thống tính khồng họrp thề hiện ár một số chi thực vột Chỉ thực vật Dặc điềm hình thái và di truyền Hệ thống ưnh không hợp (2) (3) Briìssica Đồng hình, đơn gen Thề híin tử
8 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KỂM SOÁT TÍNH KHÔNG Hộp ỏ THựC VẬT Tiẽp bảng /./ ( 1) (2) (3) Raphanưs Dồng hình, đơn gen Thề bào tử Trifoiiwn Dồng hình, đơn gen Thề bào tử Purứhrum Dồng hình, đơn gen Thề bào tử Lừtum Dồng hình, đơn gen Thề bào tử Helianthiis Đồng hình, đonn gen Thề bào tử Pagopyrưm DỊ hình, đơn gen Thề bào tử Lotus Dồng hình, đm gen Thề giao tử Lỵcopersicon Dồng hình, đơn gen Thề gỉao từ M eđiCi^o Dông hình, đơn gen Thề giao tử Nicatíana Dồng hình, đơn gen Thề 030 lử Phaiarừ Dồng hình, đơn gen Thề gao tử Pnơm Đồng hình, đơn gen Thề 020 tử Pyrus Dồng hình, đơn gen Thề 030 tử c
C ố s ỏ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THựC VẬT 9 xảy ra, do hạt phấn Sj hay S2 không thể nảy mầm hoặc ồng phấn không thể sinh trưởng được trong mô vòi nhuỵ SjS 2. VI thế, có thể thấy ràng, tính không tự hợp nằm trong tính không hợp ở trạn g thái th ể giao tử. Như đã nói, ở phần lớn các họ thực vật được nghiên cứu thỉ tính không hợp ở trạn g thái th ể giao tử là do 1 locut kiểm soát, Tuy nhiên, hiện tượng này cũng có thể do 2 locut (ở một số loài của họ hoà thảo, cà..) hoặc do nhiều locut khống chế (họ mao lương, chi Beta..). Ví dụ, theo Lundqvist (1956) thì ở lúa mạch, hai locut s và z kiểm soát tính không hợp nầm trên những nhiễm sắc thể khác nhau và hoạt động độc lập với nhau. Khi sự giống nhau giữa hạt phấn và vòi nhuỵ chỉ xảy ra ở một trong hai locut (ví dụ , SjZ 3 / S |S |Z 4Z^) thì không dẫn đến hiện tượng không hợp. Sự không hợp chỉ xuất hiện khi hạt phấn và vòi nhuỵ có sự giống nhau về thành phàn alen ở cả hai locut (ví dụ, SjZ 3 / S |S |Z 3Z3), Diều này dẫn đến sự gia tăng về tân số giao phấn chéo so với trường hợp chi do một locut kiểm soát. 1.3. TÍNH KHÔNG Hộp ỏ TRẠNG THÁI THỂ BÀO TỬ Hệ thông tính không hợp ở trạng thái thê’ bào tử được Hughes và Babcock (1950) phát hiện ở các loài Crepis foetida và Parthenium argentatum. Hiện tượng này khá phổ biến ở các họ hoa chữ thập và hoa kép, như họ cải, cúc ... ơ một số loài, tính không hợp thể bào tử còn gắn liền với sự đa hình của hoa nhàm táng cường sự ngoại phối. • Đặc điểm cùa hệ thăng tính không hợp thể bào từ 1) Giống như hệ thống tính không hợp thể giao tử, tính không hợp thể bào tử cũng do một locut đa alen kiểm soát, nhưng có khác là, qui mô biến dị rộng hơn và việc xác định kiểu gen phức tạp hơn, do có hiện tượng tính trội. Ví dụ, các kiểu gen SjS 2 và SịSg sỗ thuộc cùng một nhóm, nếu như có hiện tượng trội Sị> St và S |> S3. 2) Tính không hợp th ể bào tử chịu sự kiểm soát của nhân lưỡng bội ở trạn g thái th ể bào tử ; nghía là, hoạt động (kiểu hỉnh) của hạt phấn hay ống phấn do kiểu gen lưỡng bội của cơ th ể 2n qui định. 3) Giữa các alen có trong hạt phấn hoặc vòi nhuỵ có mối tương tác, m à thường là quan hệ trội- lặn. Chẳng hạn, khi ở cả hạt phấn và vòi nhuỵ có tính trội hoàn toàn của một alen này đối với các alen khác và theo một kiểu giống nhau, thì xảy ra hiện tượng không hợp chéo giữa m ột số nhóm có kiểu gen khác nhau. Vi th ế ta ctí th ể thấy rằng, tính không hợp chéo là một dạng của tính không hợp thể bào tử. Giả sử, nếu S j> S 2, Sj, S 4 .. thl kiểu gen SjS 2 sẽ có phản ứng không hợp với các kiểu gen Sj S 3, SjS^ ..Tính không hợp sẽ trở nên phức tạp hơn, nếu quan hệ trội- lặn giữa các alen trong locut s th ể hiện không giống nhau ở hạt phấn và vòi nhuỵ. Điều này thường được quan sá t thấy trong các hướng lai thuận và lai nghịch, v í dụ, nếu Sj> ở cả hạt phấn và vòi nhuỵ; còn S j> ở h ạt phấn; và S j> SI ở vòi nhuỵ thì phép lai S|S 2 (mẹ) X SịSg là khống hợp; trong khi đo' đối với phép lai nghịch S|S^ (mẹ) X SịS^ thì lại có phản ứng hợp. 1.4. TÍNH KHÔNG H ộp ĐA HÌNH Như đã nói, ở một số loài, như Primula ưulgarìs, Lythrum salicaria .. tính không hỢp được tăng cường do hiện tượng đa hình trong cấu trúc hoa : vòi nhuỵ hoặc chỉ nhị có thê’ có các dạng dài, ngán hay trung binh ; hoặc hiện tượng đối lập về độ lớn giữa hạt
10 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KIỂM SOÁT TÍNH KHÔNG Hộp ỏ THựC VẬT phấn với tế bào ở núm nhuy: dạng cây vòi nhuỵ dài thường có tế bào núm nhuy to, a h u n g h ạt phấn lại bé; và ngược lại dạng cầy vòi nhuỵ ngắn có tế bào núm nhuy bé nhưn£ hạt phán lại to. Hiện tượng vòi nhuỵ ngắn và dài do hai alen s và s kiểm soát. Sự giao phối chi xảy ra ở phép lai nhuỵ dài (ss) X nhuỵ ngắn (Ss) hoặc nhuỵ ngán (Ss) X nhuỵ dài (ss) (F J cho 1 nhuỵ ngấn : 1 nhuy dài). Nếu cho các cây cùng kiểu nhuỵ ngấn ( hoặc nhuỵ dài) giao phối với nhau ( Ss X Ss hay ss X ss ) thỉ do tính không hợp được kiểm soát ở thể bào tử nên các h ạt phấn s hay s trong những trường hỢp này khỏng hoặc kém phát trâển - khổng giống như sự có mặt củng của chính các alen s và s trong các lần giao phối khác kiểu (Ss X ss hay ss X Ss). 1.5. TÍNH HỘP GIÀ ở các cây có tính không hợp, đôi lúc xảy ra hiện tượng hợp giả. Nguyên nhâm của nó cổ th ể là do ; 1) sự tự thụ phấn nhân tạo xảy ra nhiều lần; 2 ) tác động của m ột số nhâa tố môi trường như nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng..N hiệt độ thấp xảy ra ở giai đoạn nở hoa cá thể làm yếu phản ứng của tính khững hợp ; còn mhiệt độ cao thi cđ th ể phá huỷ các sàn ph.ẩm của gen S; 3) tính hợp giả tăng lên ỏ giai đoạn đầu và cuối thời kỳ nỏ hoa. Nguyẽn n h â n là, trong các vòi nhuỵ non có th ể thiếu những sản phẩm của các alen s hoặc nồng độ' của chúng chưa đủ để ức chế sự sính trưứng của ống phấn. Còn vào cuói thời kỳ nở hoa thì do sự trao đổi chát xảy ra yếu nén phản úng của tính khỗng hợp cũng giảm sút; 4 ) tính hợp giả cững có thể xuăt hiện do sự bát hoạt hoặc đột biến của những alen s n h ấ t định hoặc do tác động cùa những gen khác. Ngoài ra, một số hoá cbãt nihư axit boric hoặc hoocmon sinh trưởng ctí th ể gâiy ra tín h hợp giả. 1.6. HIỆN TƯỘNG ĐA BỘI VÀ LAI XA vổl TÍNH KHỐNC, HỌP ỉ.6 .1 . H iệ n tư ợ n g da b ộ i vớt tắnh không hợp P hản ứng của tính không hợp (ỏ trạng thái thể giao tử và thể bào tử với hiện tuíỢng đa bội có khác nhau. m ở hệ thăng lính không hợp ihtê ỵìao tử, khi ở trạng thái ỉưỡng bội, tính khống hợp phụ thuộc vào tác dụng độc lập của alen s có m ật trong hạt phấn đơn bội. Còn ở tirạng th ái đa bội, thi h ạ t phấn lưỡng bội chúa khống phải là 1 mà là 2 aỉen s . Người ta cho rằng, tác dụng cạnh tranh ciủa haũ alen này trong cùng một hạt phấn iàm rối ìoạn ph&n ứng của tính khổng hợp. Vi thế, ở các dạng đa bội (tự tứ bội), thường tính khổng tự hợp bị phá huỷ. P hản ứng tính không hạp khi giao phối giữa các dạng lưỡng bội và tứ bội như sau: SjS~, (mẹ) X S|,S2 -* không hợp X Sị^S^ -» không hợp S 1S 1S 2S2 X S,S.S tSít l 1 L hợp S.S 2 X Sj 8182.82 -> hợp
c o sỏ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THựC VẬT 11 • ờ hệ íhống tính không hợp thê bào từ, thì hiện tượng đa bội không phá huỷ phản ứng của tính không hợp. Nguyên nhân là giữa các alen khác nhau mối quan hệ trội - lặn đã được xác định. 1.6.2. L ai x a với tín h k h ô n g hợp TVong lai xa giữa các loài với nhau, kết quả của phép lai phụ thuộc vào việc sử dụng bổ mẹ có liên quan đến tính không hợp như thế nào. ỏ các họ Solanacae, Compositae, Cruciferae, Linaceae ... thường lai xa khác loài chỉ thành công khi dạng mẹ ctí tính tự hợp còn dạng bố ctí tính không tự hợp, mà nguyên nhân của nó có lẽ là do những alen khổng tự hợp có khả năng ức chế được các alen tự hợp. Tuy nhiên, người ta thấy ở các cây thuổc phiện và hoa mõm sói thì điều đó lại thể hiện ngược lại. 1.7. MỐI QUAN HỆ GIỮA TÍNH KHỔNG Hộp VỒI CÁC KIỂU HẠT PHẤN ỏ thực vật h ạt kín, quá trình phất sinh tiểu bào tử khống hoàn toàn giống nhau ỏ tá t cả các loẫũ. Về m ật này, có thể chia chúng ra làm hai kiểu. 1) Kiểu hạt phấn hai nhân. Khi hạt phấn chín, ở trạng thái sẵn sàng thụ tinh (vào thời điểm sau khi tứ tử - tetrad- hinh thành được vài ngày) nhân đơn bội trong hạt phấn trả i qua một lần nguyên phân cho ra 2 nhân, là nhân sinh sản và nhân sinh dưỡng. Sau đó, mai cho 4 ến lúc h ạt phán nảy mầm 'trên vòi nhuỵ, thỉ trong ống phán mối xảy ra m ột làn nguyên phân nữa của nhân sinh sản, để cho ra 2 tinh tử. Kiểu hạt phấn này thường thây à phần lớn thực vật hạt kín. 2) Kiểu hạt phấn ba nhân. Với kiểu hạt phấn này, khi ở trạng thái sản sàng thụ tinh thi trong nó đã chứa 3 nhân ( 1 nhân sinh dưỡng và 2 tinh tử) do kết quả của hai lần nguyên phâri liên tiếp. Kiểu hạt phấn này thường hay gặp ở các họ hoà thảo và cúc. Brevvbaker (1957) là người đầu tiên nhận thấy có sự phụ thuộc giữa hai kiểu h ạt phấn ndi trên với tính không hợp. Theo đtí thl, thực vật ctí kiểu h ạt phấn hai nhân thường gắn liền với tính khống hợp thế giao tử, còn các loài có kiểu hạt phán ba nhân thưồng cd biếu hiện tính không hợp thể bào tử. Ngoài ra, những loài đa hình thi hạt phán của chúng cd th ể là kiếu hai hay ba nhân, nhưng đ%u thuộc hệ thống tính khổng hợp th ể bào tử. M ạt khác, ỉại ctí sự tương ứng giữa kiểu hạt phán và nơi xảy ra phản ứng của tính khống hợp. ở các loài có kiểu hạt phấn ba nhân thì nơi xảy ra phản ứng là núm nhuỵ; do vậy nó tác động đến sự này mầm của hạt phấn. Trong khi đó, vối thực vật cd kiểu h ạt phán hai nhản thì phản ứng xảy ra khi ổng phấn đang xâm nhập vào vòi nhuỵ; vỉ th ế n
12 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KIỂM SOÁT TÍNH KHÔNG HỌP ỏ THỰC VẬT (hợp hoặc không hợp). Còn ở hệ thống tính khống hợp th ể giao tử, thỉ các alen s hoạt động chậm hơn, ctí lẽ ở lần phân bào II của giảm ph&n. Do đó, thành tiểu bào tử khống chứa kháng nguyên; và đó ỉà nguyên nhân khiến cho tấ t‘^cả các hạt phán sinh ra đều ctí thể nảy mầm ở núm nhuỵ không hợp. Phản ứng không hợp chỉ xuất hiện khi ổng phấn chui vào tiếp xúc với vòi nhuỵ. Hơn nữa, kiểu phản ứng (hợp hay không hợp) là đặc trưng của từng hạt phấn hơn là của cả tú tử gồm 4 hạt phán như ià xảy ra d hệ thổng tính khổng hợp th ể bào tủ. Dị hình Thề bào tử Tính khâng tự hợp Sự ức chế ra ỏr Một hay nhiều KiÊu hạt phấn do đuợc tàng cường bời núm nhụy; điền hinh locut 2 alen mô lưỡng bội của sự da hình của hoa. cho loại hạt phấn 3 bao phẵn qui định nhân. Thề bào tử Đồng hình Một hay nhiều locut đa alen. Thề giao tử Tính không tự hợp kh&ig Sự ức chế xảy ra đr vòi nhuy; Kiều hạt phấn (kiều hình S) do đuợc tăng cường bởi sự đa điền lành chó các loài cố hật hạt phấn đơn bội qul dinh. hình của hoa. phấn hal nhâa Hình ì.ỉ. Sơ đồ phân hại và đặc điềm di tmyền tính kltông lự ìtạp ở thực vật hợí kín. ỏ tính khống hợp th ế bào tử, kiểu hỉnh h ạt phấn do kiểu gen của cây sản sinh ra hạt phấn qui định; điển hình là ở họ cúc, phần nào thể hiện ở chi cải dầu. ở m ột số loài n h ất định tính không hợp th ể bào tử gán liền với sự đa hình của hoa nhàm tăng cường sự ngoại phối. ỏ tính không hợp thể giao tử, kiểu gen của từng tiểu bào tử qui định kiểu hình cùa hạt phấn; điển hlnh là ở họ đậu, họ cà (đơn gen), họ hoà thảo (hai gen) hay họ Chenopodiaceae và họ hoàng liên (đa gen).
c o s ỏ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THỰC VẬT 13 Trường hợp ngoại lệ :một số loài cỏ có hạt phán kiểu 2 nhăn nhưng phàn ứng tín h không hợp lại xảy ra ỏ núm nhuỵ và thuộc hệ thống tính không hợp thề giao tù. 1.8. HIỆU (ÍNG SINH LÝ, SINH HOÁ VÀ BẤN CHẮT PHÂN TỬ CỦA TÍNH KHỒNG Hộp 1.8.1. H iệ u ứ n g s in h lý củ a tín h không hợ p Như đâ ndi, đối với kiểu hạt phấn 3 nhân, phản ứng của tính khổng hợp xảy ra khi h ạt phăn tiếp xúc với núm nhuỵ; còn đối với kiểu hạt phấn 2 nhân thỉ phản ứng đtí xảy ra trong vòi nhuỵ. Nghiên cứu của Levvis ở các chi Prunus và Primula đă cho thấy rầng, khi cổ hiện tượng hợp xảy ra, trong một chừng mực nhất định nếu nhiệt độ tăng lên 5-6°C thl sự sinh trưởng của ống phấn cũng tăng lên 2- 3 lần. Ngược lại, khi khững cđ hiện tượng hợp thl tóc độ sinh trưởng của ống phấn bị chậm lại. Vậy là, tồc độ sinh trưởng của ống phấn cđ th ể do các nhân tố sinh lý khác nhau điều chỉnh. ỏ loài L in u m 'grandifolium có hiện tượng đa hỉnh về hoa, khi lai hai cây đều thuộc dạng nhuỵ ngắn với nhau thì ống phấn bị đứt găy ngay sau khi chui vào vòi nhuỵ. Lewis đã n ^ i ê n cúu cơ chế của hiện tượng này và thấy nó gán liền với tương quan áp suất thẩtn thấu giữa h ạt phấn với mỏ vòi nhuy. Ấp suất này ở hạt phấn cây vòi nhuy ngấn và vòi nhuỵ dài tương đương với các nồng độ sacaro 2 80% và 50%; còn ở vòi nhuỵ các cây ấy là 11% và 20%. Khỉ lai các cây vòi nhuỵ ngán với nhau thỉ tỉ lệ áp suất giữa hạt phấn và vòi nhuỵ là 80 : 11 (# 7 : Ị). Do chênh lệch áp suát quá lớn như vậy mà gây ra sự hút nước quá nhanh của h ạt phấn, làm cho chúng bị vỡ. Còn khi lai giữa các cây vòi nhuỵ dài với nhau thỉ chẽnh lệch áp suất này chỉ là 50 : 20 ( 2,5 :1); do vậy hạt phán khổ hút được nưổc để sinh trưởng. Người ta thấy, khi nào tương quan giữa các áp suất đố đạt khoảng 4 : 1 thi h ạt phấn sinh trưởng tót. Tuy nhiên, cần tháy rằng, sự sinh trưởng của ổng phấn không phải chỉ thuàn tuý phụ thuộc vào vấn đề như vậy mà phải cổ liên quan đến hoạt động của những chất đậc hiệu là sản phẩm của các aỉen s. Từ đó, người ta đưa ra các cơ chế về sự kích thích và ức chế đối với tính không hợp. Khi có tính hợp thl ống phấn nhận được Dhững chất bổ sung được tiết ra từ vòi nhuỵ và từ đó sự sinh trưởng cùa Ống phấn được kích thích. Còn khỉ GÓ tính không bợp thỉ hạt phấn lại nhận được những chát ức chế được tiết ra từ vòi nhuy. Số chất ức chế và kích thích như vậy cd thể lỗn đến hàng trảm . 1.8.2. H iệ u ứ n g s in h h o á củ a tỉn h k h ổ n g hợp Moewus và Straub đã đưa ra những hiệu úng về mặt sinh hoá của tính khống hợp. Theo Moewus, ở loài Forsythia intermedium - có sự đa dạng về vòi nhuỵ thl trong h ạ t phấn dạng cđ vòi nhuy dài chứa chất quecxitrin (quecxetin 3-ramnozit) còn trong hạt phăn dạng có vòi nhuy ngán chứa chất rutin (quecxetin 3- ramnoglucozit). Cả hai chất này khi ở trong dung dịch đường sacaroz 10'^ thỉ cd tác dụng như những chát úc chế sình trưỏng; còn khi d trong dung dịch axit boric 10'ỉ thỉ tác dụng úc chế đó bị khử; tức là axit boric đtíng vai trò như một chất kháng ức chế. Như vậy, chát ức c h í vốn cd trong h ạ t phấn sẽ bị huỷ hoại dưới tác dụng của những chát đặc hiệu cd trong vòi nhuỵ, khi xảy Ta sự thụ phấn thích hợp. Còn theo m ột giả thiết khác của Straub, dựa trên các nghiên cứu ở loài Petunia vidacea, thì sự ức chế sinh trưởng của ống phấn gán liền với sự phân huỷ các chất sinh
14 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KIỂM SOÁT TÍNH KHÔNG Hộp ỏ THựC VẬT trưởng vổn cd tro n g ống phấn do tác động của những chất đậc hiệu có trong vòi nhuỵ, khi cd m ặt của chímh aỉen giống như trong hạt phăn. Ngoài ra, nghiên cUu của Lewis ở cây Oenothera lại cho phép đưa ra quan niệm về tính khống hợp giống nihư cơ chế phản ứng kháng nguyên / kháng thể ở động vật. Các chất được tinh chế từ hạt phẫn chứa các alen s khác nhau m ang tính chất như nhữtig kháng nguyên khác nhau. Phản ứng giông như sự ngưng huyết lúc truyền m áu sai sẽ xảy ra, nếu như vòi nhụy- được thụ phấn bằng hạt phẫn không hợp. Bàng chứng là, ở núm nhuỵ cây Petunia đă xuiẩt hiện một loại protein lạ, khi có sự thụ phỂín như vậy xảy ra - điều này khổng tỉm thẫy khi có sự thụ phấn bàng những hạt phán hợp. 1.8.3. B ản c h ấ t p h â n tử c ủ a tinh không hợp Theo quan niệm càa một số nJià nghiên cứu như Wallace (1967), Nasraỉlah (1982), Gaude (1990) .. thỉ các phân từ gây ra tính khống hợp hoạt động ở phía cơ quan sinh sản cái, ví dụ ở cây cải dâu, thuộc kiểu glycoprotein. Nó cũng được xác định à hệ th ể giao tử đối với cà chua và thuóc lá (Anderson, 1986). Có thể coi glycoprotein như là sản phẩm của gen s (Dickson,199€ ), hoăc ít ra cũng là cúa những locut khác cđ liên kết với locut s. Theo Gaude (1990), glycoprotein đuọc Cũi nhu sản phẩm của gen gây ra tính khững tự hợp ở mô của cơ quan sinh sản cái tạo ra; và chất này có cả ở hệ thổng tính khống hợp th ế giao tử và th ể bào tử. Theo McClure (1989) thl, glucoprotein tương ứng với 5 alen s khác nhau, được tạo ra tỉí vòi nhu^ loài Nicotiana alata là các ribonuclease. Những bằng chứng vẽ sự có mặt của protein liên quan đến tính khỏng hợp từ phía hạt phấn còn chưa rõ rảng. Theo McClure (1989), chi có một lượng rấ t nhỏ (dạng vệt ) của RNase tỉm th ấy ồ cây N.alata có tính khống tự hợp. Theo Knox, vị trí tồn tại của các chất xác định tính không hợp về phía hạt phấn là tế bào tần g nuôi và vỏ ngoài của h ạ t phấn ở các loài có tính khômg tự hợp thể bào tử. Gần đây, bàng phương pháp phân tích PCR, Guiluy (1990) đã phát hiện thấy sụ cd mật của mARN ở hạt phán, tương tự như glycoprotein cố ở núm nh«y cây cải dầu. Còng trinh nghiên cứu này cũng chúng tỏ rằng, các chất đặc tn ín g Gho iGGlit § 63 ỉrong mỡ ẵỈRh dưỡng ed thể xác nhận giả thuyết cho rằng, các sản phẩm của ge»n s ở hạt phồn và vòi nhuỵ là tương tự nhau. Vậy còn bản chất của sự nhận biết hoặc khước từ trong các phản ứng hỢp và không hợp là như th ế nào ? Biết đươc điều này 3ẻ rất quan trọng cho việc thực hiện các qui trình giao phối và cách ly trong chiọn giống. Các phản ứng này xảy ra ră t nhanh khi có sự tiếp xúc giữa h ạt phấn và vòi nhuỵ. Các yếu tổ gây ra phản ứng này là các đoạn nucleotit ngắn hoặc axit amin Chúng gán liẽn vói vòi nhuỵ hoặc phân bố ở vỏ trong hay vỏ ngoài của h ạt phấn. Theo Mc€lure (1990), ỏ N. alata khi. cd sự thụ phấn khỏng hợp thì do hoạt động của RNase ở vòẵ nhuỵ mà ARN ở hạt phấn bị phân huỷ. TViy nhiên, tính đặc hiệu của RN ase không cao; i»ởi vi nó có thể phân huỷ các ARN cđ nguồn gốc khác nhau. Sự tương tác giữa hạt phấn và vòi nhuỵ có thể theo cách là RNase của locut s xâm nhập vào bộ phận t ế bào chẵt của các tế bào ống phấn. VI bàng kỹ th u ật tái tổ hợp ADN, khi chuyển gen kiểm soát sự tổng hợp RNase nói trẽn vào cây thuốc lá hay cải dầu thì những cây này trở ĩiên bất thụ đực (Mariani, 1990). Sau những nghiên cứu đầíi tiẻn của Násrallah (1985), người ta đã tách được nhiều dòng cADN m ă hoá các loại glyc oprotein được phân ly từ các alen s ở cải dầu, thuốc lá
c o s ỏ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THựC VẬT 15 và cà chua, ở cải dầu, khi so sánh trậ t tự các axit amin người ta thấy thành phần nucleotit giữa các alen s khác nhau chi có sự khác biệt rất ít. Sự biến dị VỄ các alen s được thấy rỗ n h ất là ở cây thuốc lá. 1.9. NGUYÊN TẮC s ử DỤNG TÍNH KHỐNG H ộp TRONG CHỌN GIỐNG THEO ư u THẾ LAI 1.9.1. T^o d ò n g d ồ n g hợp tử b àn g p h ư o n g p h á p tự phổi H ệ thống di truyền tính khổng hợp cổ ứng dụng thực tiễn lớn lao trong quá trỉnh chọn giống theo ưu th ế lai, mà không càn khử đực ở dạng mẹ. Để thu được các dạng con lai cđ ưu th ế lai cao nhờ việc sử dụng tính khỗng hợp ta cần phải thu được các dòng đống hợp tử về các alen s. Bằng phương pháp tự thụ phấn nhân tạo qua 3-4 th ế hệ ta có th ể đ ạt được điều đđ. Tính d&ng hợp tử theo các alen khác nhau của các dòng ỉà rấ t cần thiết cho việc đảm bảo quá trinh thụ tinh của các c&y mẹ bằng hạt phấn của các dòng khác, để th u nhận được 100% hạt lai. Ví dụ, từ các thứ cây có các kiểu gen khác nhau là S|S 2, SjSj, SịS^.. bằng phương pháp tự phối cưỡng bức ta sẽ tách được các dòng thuần SịSj, 8 ^82, S 3S3, .. Dầu tiên, cho từng hai dòng một giao phối với nhau ( SjSj X S 3S3; S 2S2 X s^s^) để tạo con lai đơn. Sau đó, các h ạ t lai đơn được gieo chung trên một diện tích để nhận hạt lai kép từ 4 dòng. Hiện nay hệ thổng tính khâng hợp thể bào tử đã được sử dụng để sản x u ất hạt lai Fj ở bắp cải, ngô... 1.9.2. P h ư ơ n g p h á p k h á c p h ụ c tín h k h ô n g lai dược g iữ a c á c ỉoàỉ J.9.2.1. ứ c chẽ sinh lý Có th ể sử dụng một số tác nhân gãy ức chế như nhiệt độ cao, tia phổng xạ hay các hoá chát úc chế sự tổng AEN hay protein .. tác động vào nơi xảy ra phản úng của tính hỢp hay không hợp (núm nhuỵ hay vòi nhuỵ). Theo Lewis (1979), phản ứng giữa các sản phãm gen giống nhau ở hạt phấn và vòi nhuỵ cổ thể bị loại bỏ dQ sự téc động của một sổ chất ức chế đối với quá trỉnh trao đổi chất. Việc sử dụng các tác nh&n gây ức chế sinh lý này rấ t quan trọng cho việc tạo các dòng s đồng hỢp tử để sản xuất h ạt lai Fj (ví dụ, Qgười ta đã làm như vậy ở cây bấp cải, ca cao ...). 1.9.2.2. Loại bà tính khổng hợp trong quá trình giao phối nhờ đột biền Tính khống tự hợp d trạng thái thế bào tử khững thích hợp cho các nghiên cúu đột biến. IVong khi đó, tính khống hợp ở trạng thái thể giao tử (đặc biệt khi do đơn gen kiểm soát) rấ t thích hợp cho việc nghiên cứu đột biến. Việc thử nghiệm trồn diện rộng cổ thê’ cho phép phát hiện ra các đột biến tự hợp. TVong thực tế, một hạt phấn đột biến hữu thụ nào đổ sẽ xâm nhập được vào túi noăn và truyền những đặc điểm đột biến cho thế hệ sau. Sau khi xử lý nụ hoa (đang ở giai đoạn giảm phân) bàng tác nhân gây đột biến, sẽ hlnh thàn h nên hàng triệu hạt phán như vậy. Các hạt phấn này rấ t ctí th ể được íiỉnh thành nhờ hiện tượng locut s bị m ất hoạt tính hoàn toàn hoặc một phần, hoặc do íocut này biến m ất do hiện tượng mất đoạn nhiễm sắc thể. Nhièu trường hợp đâ được xác định là, các đột biến khống làm thay đổi kiểu hỉnh của hạt phấn, nhưng đã biến đổi như thế nào đđ m à vòi nhuỵ không nhận diện được chúng.
16 HỆ THỐNG DI TRUYỀN KỂM SOÁT TÍNH KHỞNG HOP ỏ THựC VẬT Các dạng đởt b ^ n tự hợp đa được tạo ra tbuỜĐg nhờ các dạng pihống xạ à nhiều chi thực vệt khác nba», nhu Oenothera, Pmnais^ Nicĩotiana, Petunia và Trifolium. Những cây đột biến tự họp d| hợp tử về 1 locut (tTO
17 Chương 2 ƯU THÊ LAI VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG CHỌN GlốNG THựC VẬT 2.1. KHÁI NIỆM v £ HIỆN TƯỘNí; ư u TH Í LAÍ ư u th ế lai là niột khái niệm vê hiệu quả lai, tức là nảng lực sinh trưởng và phát dục cao hơn của con lai ở thế hệ thứ nhất so với các dạng bố mẹ của chúng. Hiện tượng này th ể hiện đặc biệt rõ ràng ở những con lai thu được do kết quả giao phối giữa các dòng tự phổi với nhau. Hiện tượng ưu th ế líú làn đàu tiên được nhà khoa học người Dức I. Koelreuter (1733- 1806) phát hiện vào nảm 1760 trong các thí nghiệm về lai xa ở thuốc lá (ỉỉicotiana paniculata X N. rustica). Sau này, nhiêu nhà nghiên cứu khác trong khi tiến hành nghiên cứu lai ở thực vật đa đè cập tới hiện tượng này. Tuy nhiên, những vấn đề lý luận củà hiện tượng ưu th ế lai lần đầu tiên được Darwỉn nêu ra trong tác phíỉm "Tầc dụng của sụ thụ phán chéo và tự thụ phán trong giới thực vật', ò n g giải thích nang lực sinh trưởng và sức sống cao của th ế hệ sau, thu nhận được từ quá trỉnh lai là kết quả của sự hợp nhát giữa các yếu tố sinh dục dị chẫt. Các nhà chọn giống Mỹ là Beal (1876) và Shull (1908) đă mở đầu cho việc sử dụng thực tế hiện tượng ưu th ế lai bằng các cổng tiinh về ngũ với những con laỉ đơn giữa dòng có nâng suất cao hơn những thứ ban đầu 10 - 15%. Shull (1914) cững chính là tác giả đầu tiôn đưa ra th u ậ t ngữ ưu thế lai (heterosis). Sau nèy, Jones (1917) là m ột trong những người đầu tiên, đ& đ% ra việc sử dụng con ỉai kép giữa dòng à ngổ. So với con lai kép, mộc dầu gía th àn h h ạt giồng con lai dơn có cao hơn, nhưng vi nổ cổ độ đ&ng đ ỉu và năng suất cao hơn nẽn ở nhiều nưóc, như d Mỹ giđng ngố lai đơn vẫn chiếm phần lớn diện tích tròng ngô trong nước. TVung bình ngô lai cđ sản lượng cao hơn các thứ ngô binh thường 25-30%. Ngoài ra, nd còn có nhiều đặc tính chống chịu khác hơn hản bổ mẹ như tính chống ndng, chổng lạnh, chống đổ, chổng sâu bệnh.. Diện tích tròng ngô trên th ế giới nảm 1996 - 1997 là 139 480 000 ha với tổng sản lượng là 571 170 000 tÃn; trong đó diện tich tr&ng ngổ lai chiếm khoảng 63%. N ăng suất ngô bình quân ở các nước Tầy Âu và Bác Mỹ dạt tới gàn 7 tấn/ha (riêng ở Mỹ tới 15- 18 tấn/ha), ở các nước đang phát triển là 2,5 tấn /ha. ở Việt Nam, trước đây diện tích tiủng ngố chỉ là khoảng 400 000 ha và năng suất bỉnh quan chỉ đ ạt 9-12 tạ/ ha. Giổng ngổ lai đàu tiên của Việt Nam ra đời nãm 1978 tại Trung tâm nghiên cúu Ngổ sổng Bỏi - ngày nay là Viện nghiên đoạn 1980 - 1990 Trung tâm này đă cho ra đời hàng loạt các giống n ^ laịjCíí;:giậ#iiiỊỊX)ng sản 13169 '
18 ƯU THỂ LAI VÀ ÚNG DỤNG CỦA NÓ TRONG CHỌN GIỐNG THựC VẬT xuất, gdp phần đưa năng suất ngô bỉnh quân ở nước ta lên tới 1,4 - 1,7 tđn/ha với tổng sản lượng tìí 600.000 - 850.000 tấn. Nước ta chính thức đưa ngô lai vào thử nghiệm trong sản xuất từ năm 1990. Dốn năm 1996, diện tích trồng ngô lai đã lên tới 230.000 ha (chiếm 40% diện tích trồng ngô trong cả nước) với năng suất bình quân là 2,17 tấn/ ha và tổng sản lượng là 1,23 triệu tán. Theo dự kiến, đến năm 2000 diện tích trồng ngỗ lai ở nước ta sẽ là 1 triệu ha ( chiếm 60-70% diện tích trồng ngô), năng suất bình quân đạt 3 tấn / ha và với tổng sản lượng là 3 triệu tán. ỏ nhiều loại cây trồng khác như kê, cao ỉương, lúa mì, lúa mạch, cà chua, hành, củ cải đường, hướng dương., hiện tượng ưu th ế cũng đã được nghiên cứu và sử dụng . ỏ cao lương, các dạng con lai giữa dòng cổ năng suất cao hơn dạng tiêu chuẩn 9 - 18 tạ/ha. Con lai giữa dòng của củ cải đường có năng suất cao hơn dạng tiêu chuẩn 4 - 5 tạ/ha. ở một số nước, đặc biệt là N hật Bản việc sử dụng ưu th ế lai ở các cây rau đem lại kết quả rấ t to lớn. ỏ N hật Bản cd 26 trong sổ 33 thứ bắp cải, 32 trong sổ 33 thứ cà chua và cả 12 thứ hành trong sản xuất đều là dạng cây lai. Với cây hành sản lượng của cây lai cao hơn dạng bình thường 30 - 45%. ỏ Bungari 70% tổng diện tích trông trọ t dành cho các dạng cây lai, 100% diện tích trồng cây lai để lấy sản phẩm xuất khẩu. ư u th ế lai thường biểu hiện mạnh mẽ ở các cây giao phấn. Tuy nhiên ở một số cây tự thụ phấn, hiện tượng ưu th ế lai cũng thấy xuát hiện rõ rệt như ở lúa ml, cà chua... 2.2. KHÁI NIỆM VÈ DÒNG T ự PHỐl VÀ s ử DỤNG NÓ TRONG CHỌN GIỐNG 2.2.1. K h ái n iệm v ề d ò n g t ự ph(fi Dòng tự phối là th ế hộ thu được do sự tự thụ phán nhân tạo qua một số th ế hệ à các dạng c&y giao phấn. Nghiên cứu về một di truyền các dòitg tự phối, người ta đi đến những kết luậh sau: (1) Dòng tự phổi là phương pháp cd hiệu quả đế khám phá ra tính đa dạng về m ật di trttyền của loài, thứ.. Ban đầu nđ đưa đ ín 8ự phAn ly phức tạp và 8ự đa dạng của các cá thể. T\iy nhiên về sau, qua một Bố th ế hộ thi chúng ổn định, ^ n g đều dán vd m ật di tru y ỉn , cd những đặc trư ng ridng và khác với những dòng khác. (2) Việc ổn định này xảy ra phụ thuộc vào m úc độ giổng nhau giữa các cá thể giao phổi, ở ngỡ, với mức độ cực đại, trải qua qụá trinh tự phổi 6 - 7 thế hộ, mới cho phổp thu được dòng thu&n. (3) Những cây trong cùng một dòng cổ sự giđng nhau s&u sác v% m ặt di truySn là đặc tính cơ bản của dòng thuần. Các c&y trong phạm vi một dòng giữ vững đặc tính của chúng qua nhiều th ế hộ. (4) ỏ c&y giao phán, sự gỉao phối g&n dAn đến những sự suy thoái n h ít định. Bdỉ vậy, dòng tự phổi cđ sức sống khổng cao và nảng suất thấp. Nhưng con lai thu được giữa các dòng tự phối thi lại cđ ưu th ế lai và sản lượng cao. TViy nhiẽn, càn đặc biệt chú ý là hiện tượng này chỉ th ể hiện rõ ràng n h ất ở th ế hệ thứ nhất (Fj). Các cá th ế sản sinh ra từ Fj và sau đấy nữa bàng con đưdng tự thụ phấn lại cổ sức sổng và sản lượng giảm d&n. Bởi vậy, trong thực tế ít khỉ người ta dùng con lai ở các th ế hệ F 2, F 3... Tk hây xét trưòng hợp cụ th ể ở ngô. Năm 1905 lần đàu đầu tiên Shull thu được ngô
co sỏ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THựC VẬT 19 lai giữa dòng có sản lượng cao và ưu thế lai rõ rệt. Nhưng hiện tượng ấy chỉ đặc trưng cho Fp đến F 2 thi sản lượng giảm đi 35'/t và đến F3 chỉ còn 50%. Dể tính sản lượng của F 2 đối với con lai đơn và con lai kép Wright đề nghị dùng công thức sau: F, - p = F. 2 ^ 1 - — ------- n trong đó: F 2: sản lượng của F |: sản lượng của Fj; P: sản lượng trung bình cua các dòng tự phối bố mẹ; n: số iượng dòng tự phối. 2.2.2. P hưcrng p h á p tạ o d ò n g tự phối 2.2.2.1. Chọn vật liệu ban đau để tạo dòng tự phối Vật liệu ban đầu để tạo dòng tự phối nên có nền di truyền rộng, chứa nhiều kiểu gen khác nhau và m ang nhiều đặc tính nông - sinh học quí. Vỉ thế, thường đo' là những giống tổng hợp hoặc giổng nhập nội. Tuy nhiên, nếu vật liệu ban đàu là những giống địa phương thì các dòng thuần được tạo ra từ đó lại có tính thích nghi cao; còn nếu vật liệu ban đầu là các giống lại thì kết quả tạo gióng mới sẽ nhanh hơn. 2.2.2.2. Các phương pháp lạo dòng tự phăi Có ba phương pháp cơ bản đê’ tạo dòng tự phối ở ngô, (1) Phương pháp chuẩn : Chọn các cây khoẻ mạnh và điển hình choquàn thê’ của vật liệu ban đàu, rồi cho cho tự phối bàng phương pháp cách ly. Các báp tố t được chọn lựa và gieo theo kiểu báp / hàng. Sự chọn lọc được lặp lại như vậy ở các th ế hệ tiếp theo. (2) Phương pháp hốc đơn: Dây là một biến dạng của phương pháp chuẩn; hàng được thay th ế bàng hốc đơn 3 cây trong mỗi chu kỳ chọn lọc. VI thế, phương pháp này cđ ưu điểm là cho phép đánh giá được số iượng thế hệ nhiêu hơn trển cùng một đơn vị diện tích, nhưng lại hạn chế về khả năng chọn lọc trong mỗi thế hệ. (3) Phương pháp tạo các dòng lưỡng bội đồng hợp tử bầng kỹ th u ậ t nuôi cấy hạt phấn in vitro kết hợp với phương pháp gây đa bội hda bàng chất colchicine. Sau quá trình cho tự phối 5- 6 thế hệ như vậy, các dòng thu được phải đìng đều về mọi tính trạng, như độ cao cây, hỉnh thái cây, hạt, màu sắc cờ, ... Dem những cây trong cùng m ột dòng giao phối với nhau, nếu ở thế hệ sau khổng có gi sai khác vối các cây giao phổi ban đàu thì dòng ấy đâ thuần. Đem ỉai hai dòng tự phối với nhau, ta thu được con lai đơn giữa dòng. Hai con lai đơn giao phối với nhau cho ra con lai kép giữa dòng. Tuy nhiên, để tạo ra được con lai đơn và kép có sản lượng cao, việc chọn các dạng bố mẹ là m ột khâu rấ t quan trọng và phức tạp. Các dòng tham gia vào quá trỉnh tạo con lai phải là những dòng thuộc những thứ khác nhau. Ví dụ để tạo ra một con lai kép phải lấy bốn dòng A, B, c, D từ bốn thứ khác nhau (A X B) X (C X D). Nếu bốn dòng ấy thuộc cùng một thứ, như kiểu