Giáo trình Giống cây trồng (Nghề: Trồng trọt - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Lào Cai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Giống cây trồng (Nghề: Trồng trọt - Trung cấp) cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Những khái niệm cơ bản về giống và công tác chọn tạo giống cây trồng; Nguồn gen thực vật trong chọn tạo giống; Lai và ứng dụng ưu thế lai trong chọn giống; Chọn giống đột biến gen và đa bội thể;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Giống cây trồng (Nghề: Trồng trọt - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Lào Cai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH GIỐNG CÂY TRỒNG NGÀNH: TRỒNG TRỌT TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐLC ngày… tháng…năm 2019 của Hiệu Trưởng trường Cao đẳng Lào Cai Lào Cai - năm 2019 1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI NÓI ĐẦU Cuộc “Cách mạng xanh” ở cây lúa mì và cây lúa nước thông qua các gen lùn đã mang lại đời sống ấm no cho hàng triệu người. Ngày nay, nhờ ứng dụng kỹ thuật ADN tái tổ hợp để chuyển các gen có ích, chọn giống cây trồng là một trong những ngành sản xuất đóng góp to lớn cho lợi ích loài người. Giáo trình Giống cây trồng là một tài liệu tham khảo được hình thành từ nhu cầu thực tiễn của chương trình đào tạo ngành trồng trọt, bám sát vào những kiến thức, kỹ năng và yêu cầu về thái độ quy định trong chương trình khung và môn học bắt buộc của ngành. Giáo trình sử dụng cho cả hệ trung cấp và cao đẳng. Trong đó, hệ cao đẳng được mở rộng, học sâu và kỹ hơn trong từng chương. Giáo trình gồm 6 chương cụ thể với chương 1, 2 trình bày về khái niệm giống và công tác trong chọn giống, nguồn gen trong chọn giống, các chương 3, 4, 5 trình bày các phương pháp chọn tạo giống cơ bản, đặc thù với phương thức sinh sản: tự thụ phấn, giao phấn và sinh sản vô tính, đột biến, đa bội thể. Chương 6 cung cấp cho sinh viên những nguyên lý liên quan công nhận giống, duy trì và sản xuất giống. Nội dung gồm chương: Chương 1: Những khái niệm cơ bản về giống và công tác chọn tạo giống cây trồng Chương 2: Nguồn gen thực vật trong chọn tạo giống Chương 3: Lai và ứng dụng ưu thế lai trong chọn giống Chương 4: Chọn giống đột biến gen và đa bội thể Chương 5: Chọn lọc giống cây trồng Chương 6: Sản xuất giống và kỹ thuật sản xuất hạt giống Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy cô giáo cũng như các sinh viên để giáo trình được hoàn chỉnh hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả ThS Lê Thị Minh Thảo
Chương 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIỐNG VÀ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG 1.1. KHÁI NIỆM VỀ CHỌN TẠO GIỐNG VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CÔNG TÁC GIỐNG 1.1.1 Khái niệm về công tác chọn tạo giống cây trồng Chọn giống cây trồng là một nghệ thuật và khoa học cải tiến di truyền của thực vật vì lợi ích của loài người. Chọn giống cây trồng đồng nghĩa với cải tiến cây trồng. Trong quá khứ, khi con người biết thuần hóa cây dại thành cây trồng chọn giống là một nghệ thuật chọn lọc, đó là khả năng quan sát và phân biệt những cá thể phù hợp với mục đích kinh tế, thẩm mỹ của mình. Chọn giống mang tính khoa học khoảng 200 năm trở lại đây, đặc biệt khi tái phát hiện các định luật của Mendel và đầu thế kỷ 20 chọn giống mang tính khoa học nhiều hơn tính nghệ thuật. Gần đây, công nghệ sinh học và kỹ thuật di truyền cho phép chuyển bất kỳ gen nào vào cây gọi là cây chuyển gen. Bảng 1.1 so sánh đặc điểm của phương pháp chọn giống truyền thống và phương pháp chọn giống hiện đại. Bảng 1.1 Phương pháp chọn giống truyền thống và chọn giống công nghệ sinh học Đặc điểm Chọn giống truyền thống Chọn giống hiện đại Gen được chuyển Chỉ các gen từ cây trồng Gen có ích từ bất kỳ cơ thể cùng loại hoặc các loài họ sống nào (Virus. Vi khuẩn, hàng tương hợp nắm men, thực vật, động vật..) Phương pháp chuyển gen Lai và chọn lọc Kỹ thuật di truyền Thời gian thu nhận cây mới Trên 2 năm Dưới 2 năm Chi phí chọn giống Thấp Cao Công nghệ sử dụng Cơ bản, đơn giản Kỹ thuật cao, khó 1.1.2 Quá trình hình thành công tác giống Nông nghiệp trở thành một phương thức sản xuất lương thực thực phẩm chủ yếu khoảng 10.000 năm trước đây, con người chuyển từ săn bắn hái lượm sang chăn nuôi trồng trọt, biến đổi sinh thái phù hợp với nhu cầu của mình và cũng bắt đầu biết cách tác động vào quá trình tiến hoá tự nhiên bằng con đường chọn tạo giống cây trồng và vật nuôi. Sự đa dạng sinh học của trái đất là do chọn lọc tự nhiên, còn sự đa dạng của cây trồng là do chọn lọc nhân tạo. Quá trình tiến hóa cây trồng diễn ra chậm chạp và từ từ thông qua gieo trồng và chọn lọc, đến nay nó trở thành công việc thường xuyên, liên tục của nhà tạo giống. Trong quá trình đó, tính di truyền các tính trạng từ bố mẹ cho thế hệ con cái đóng vai trò hết sức quan trọng. Hệ quả của tính di truyền đã được người xưa biết đến từ khi bắt đầu thực hành nông nghiệp. Nhiều nghiên cứu đã phát triển trong chọn giống cây trồng. Một trong những phương pháp quan trọng là phương pháp chọn lọc. Đây là phương pháp sơ khai nhất bắt đầu cùng với sự thuần hóa nhưng cũng là phương pháp thành công nhất trong chọn giống thực vật. Quá trình chọn lọc đã làm thay đổi đặc điểm di truyền của cây trồng lương thực thực phẩm chủ yếu thông qua chọn lọc vô thức và chọn lọc có ý thức theo cảm nhận về giá trị sử dụng, thẩm mỹ và kinh tế. 4
Bảng 1.2 Một số tính trạng của cây trồng bị thay đổi trong quá trình chọn lọc Tính trạng Ví dụ Mất khả năng phát tán Ngô, lúa mì Mất tính ngủ nghỉ Lúa nước, lùa mì, kiều mạch Chuyển từ lâu năm sang 1 năm Lúa nước, lúa mì đen, sắn Mất khả năng ra quả Củ từ, khoai lang Mất khả năng hình thành hạt Chuối, cam quýt Tăng kích thước hạt Đậu Quả Bí ngô Cơ quan dự trữ Cà rốt, sắn, khoai lang Theo Nicolai I. Vavilov, có 8 trung tâm khởi nguyên của những loài cây trồng quan trọng (vùng địa lý có sự đa dạng di truyền lớn nhất) mà tại đó cây trồng được thuần hóa từ các loài tổ tiên của chúng. Khả năng phân biệt và lựa chọn đã hình thành ý tưởng chọn lọc. Đây là phương pháp sơ khai nhất trong chọn giống cây trồng. Điều kiện tiên quyết của chọn lọc là sự đa dạng hay sự biến động di truyền quần thể. Chỉ những cá thể có năng suất cao nhất, thỏa mãn nhất mục đích của nhà tạo giống từ quần thể được chọn lọc, phần còn lại bị loại bỏ. Thế hệ con cái của các cá thể được chọn tiếp tục được gieo và sàng lọc. Quá trình đó lặp đi lặp lại cho đến khi quần thể cây trồng đồng nhất có nhiều tính trạng mong muốn nhất. Tuy nhiên, chọn lọc các giống cây trồng năng suất cao không phải là công việc dễ dàng, nhiều công cụ khác nhau được sử dụng để hỗ trợ chọn lọc. Vì vậy, chọn giống khoa học ngày càng gắn liền với sự phát triển của các ngành khoa học khác. Bảng1.3 Những sự kiện khoa học ảnh hưởng đến chọn giống cây trồng Năm Sự kiện 1694 Camerarius nghiên cứu và phát hiện giới tính ở thực vật. Linneaus mô tả các cơ quan giới tính ở 1 số loài thực vật và tạo ra con lai 1760 khi lai các giống khác nhau Loel reuter người tiên phong trong việc lai giống, đã lai và mô tả số lượng 1760 lớn con lai trong các giống khác nhau Darwin công bố cuốn sách: "Về nguồn gốc các loài thông qua chọn lọc tự 1859 nhiên" gây tác động mạnh mẽ tới chọn giống 1865 Mendel đề xuất các quy luật di truyền Beal chứng minh sức sống con lai ở ngô lai khi lai 2 giống ngô không có 1870 quan hệ họ hàng Tái phát hiện các định luật Mendel do Tshermak. Corens và De Vries mở ra 1900 kỷ nguyên mới trong di truyền học và chọn giống dựa vào các nguyên lý di truyền 1903 Johannsen học thuyết dòng thuần, mối quan hệ giữa kiểu hình và kiểu gen 5
Năm Sự kiện Shull. East, Jones phát hiện sự suy thoái tự phối và UTL ở ngô mở đầu cho 1904 - 1918 việc sử dụng giống lai F1 trong sản xuất. 1928 - 1929 Mueler và Stadler: đột biến phóng xạ 1953 Watson, Crick và Winlkins: mô tả hình xoắn kép của phân tử ADN Cách mạng xanh bắt đầu bằng các giống lúa mì tạo ra ở Mexico (mang gen Những năm lùn, năng suất cao, thích ứng với điều kiện của các nước nghèo, vùng Á 1960 nhiệt đới). Giải Nobel hòa bình dành cho M Boulang năm 1970. 1970 Kỹ thuật ADN tái tổ hợp được thiết lập Các giống lúa nước thấp cây có năng suất cao được đưa vào Việt Nam, IR8, 1970 IR5, làm thay đổi mùa vụ, biến vụ xuân thành vụ lúa chính. 1980 Kỹ thuật di truyền phân tử RFLP, AFLP, RADP, …bản đồ gen Kỹ nghệ chuyển gen và đưa cây chuyển gen vào sản xuất với trên 80 triệu ha 1990 - nay năm 2004 trên toàn thế giới 1.2. VAI TRÒ CỦA CÔNG TÁC TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG Để tăng năng suất cây trồng cần đảm bảo những yếu tố sau: - Giống (kiểu gen) - Nước - Dinh dưỡng - Quản lý dịch hại (sâu bệnh) - Điều kiện đất đai - Hạt giống Cải tiến giống cây trồng thông qua chọn giống chỉ là một yếu tố để cải tiến năng suất. Bốn yếu tố nước, dinh dưỡng, quản lý dịch hại và điều kiện đất đai hợp thành biện pháp canh tác tạo ra môi trường tối ưu cho cây trồng sinh trưởng và phát triển. Giống biểu thị khả năng sản xuất của cây trong một môi trường nhất định. Để tăng năng suất phải cải tiến môi trường sinh trưởng cho cây và cải tiến đặc điểm di truyền. Năng suất tối đa không thể đạt được chỉ bằng biện pháp canh tác tốt phù hợp, như vậy thì tiềm năng năng suất của giống sẽ bị lãng phí; không có giống tốt thì lợi ích và hiệu quả của các biện pháp canh tác không đạt tối đa. Thành quả chọn tạo giống trên phạm vi toàn thể giới đã nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm nông nghiệp thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của loài người. Điển hình là cuộc cách mạng xanh từ thập niên 60 của thế kỉ 20 đã làm tăng vọt năng suất cây trồng, chủ yếu là lúa mì, lúa nước, ngô do cải tiến kiểu gen kết hợp với cải tiến kỹ thuật (phân, tưới tiêu, cơ giới hoá). Ở Việt Nam công tác giống cây trồng không chỉ góp phần vào việc tăng năng suất chất lượng mà làm thay đổi cả cơ cấu mùa vụ, tính đa dạng của sản phẩm, đảm bảo an ninh lương thực… Năng suất lúa, ngô và nhiều cây trồng khác không ngừng tăng trong nhiều thập kỉ qua. Các giống lúa lai, ngô lai và các giống đậu tương, lạc, cà chua cho năng suất cao được đưa vào sản xuất. 6
1.3. MỤC TIÊU CỦA CHỌN GIỐNG Nâng cao năng suất hạt, sợi, thức ăn, dầu đường, quả. Năng suất có thể cải tiến thông qua khả năng sinh trưởng của cây, khả năng sử dụng ánh sáng, CO2, nước, và dinh dưỡng có hiệu quả. Các nhà khoa học cải tiến một số tính trạng của cây trồng nhằm đạt được mục tiêu đề ra như: - Cấu trúc cây - Lá đứng để trồng dày - Thấp cây - Khả năng chống chịu điều kiện bất lợi - Kháng sâu bệnh - Kháng thuốc trừ cỏ - Chất lượng: thành phần dinh dưỡng, hàm lượng protein 1.4. ĐỊNH NGHĨA VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA GIỐNG CÂY TRỒNG 1.4.1 Định nghĩa Giống cây trồng là một tập hợp những cá thể có cùng nguồn gốc, có bản chất di truyền giống nhau, có những biểu hiện giống nhau về hình thái, đặc điểm nông sinh học. Nói cách khác nhóm cá thể được gọi là giống khi ổn định tương đối về mặt di truyền, về năng suất, phẩm chất, khả năng thích ứng và chống chịu. 1.4.2 Đặc điểm giống cây trồng Tính ổn định biểu hiện ở nhiều mặt nhưng những điểm cơ bản là: - Ổn định tương đối về hình thái: Hình dáng cây vải thiều ở Thanh Hà hay ở Lục Ngạn hay ở Nghệ An cũng như nhau. Cây khoai tây ở Hà Lan cũng như ở Việt Nam khi di thực đến Việt Nam - Ổn định tương đối về năng suất: Tính trạng năng suất do nhiều yếu tố tác động đến, một số yếu tố tương đối ổn định như khối lượng 1000 hạt, độ lớn của bông.... - Ổn định về phẩm chất chất lượng: như hàm lượng các chất dinh dưỡng.... 1.5. KHÁI NIỆM VỀ TÍNH TRẠNG, ĐẶC TÍNH CỦA GIỐNG 1.5.1. Tính trạng: Là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo của thực vật. Để nhận biết các tính trạng, người ta chia thành 4 nhóm sau: + Về đặc điểm hình thái giải phẫu: là những tính trạng số lượng có thể dễ dàng lượng hoá. Ví dụ: chiều cao cây, số lá, … + Về đặc điểm cấu tạo: là những tính trạng chất lượng, tính trạng này thường do một gen kiểm tra và dễ thay đổi bởi điều kiện ngoại cảnh và có thể quan sát được bằng phương pháp cảm quan. Ví dụ: Màu sắc thân, màu sắc hoa… + Sự tiến hành một quá trình: quá trình này diễn ra rất mẫn cảm với điều kiện môi trường. Ví dụ: sự hô hấp, quang hợp, phản ứng quang chu kỳ ... + Sự kiểm tra một quá trình: sự hoạt động của chu trình Calvin. Hầu hết các men rất mẫn cảm với điều kiện môi trường và nó chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp các men thường có trong hạt có thể ảnh hưởng quan trọng đến tính trạng chất lượng. 7
1.5.2. Đặc tính: đó là các đặc điểm về sinh lí, sinh hoá và các đặc điểm kỹ thuật của thực vật. Ví dụ: tính chịu hạn, mặn, rét, úng.. Đặc tính sinh hoá: hàm lượng đường, Protein trong hạt, quả... còn đặc điểm kỹ thuật: đó là hiệu suất bột của hạt, độ xốp của bánh. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Chọn giống cây trồng là gì? Sự khác nhau giữa chọn giống truyền thống và chọn giống hiện đại? 2. Trình bày vai trò của giống đối với sản xuất nông nghiệp? 3. Phân biệt đặc tính, tính trạng của giống cây trồng? 8
Chương 2. NGUỒN GEN THỰC VẬT TRONG CHỌN TẠO GIỐNG 2.1. KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA NGUỒN GEN THỰC VẬT TRONG CHỌN TẠO GIỐNG Nguồn gen thực vật là một tập hợp vật liệu thực vật, có thể là các giống địa phương, các giống cải tiến, hay các loài hoang dại thân thuộc,… làm cơ sở cho cải tiến giống cây trồng, chọn tạo giống cây trồng mới hay các hoạt động nghiên cứu có liên quan. Đó là một tập hợp tính đa dạng di truyền ở thực vật được tích luỹ qua nhiều năm tiến hoá trong điều kiện chọn lọc tự nhiên và nhân tạo. Nguồn gen được gọi là tài nguyên di truyền, được lưu giữ trong các Trung tâm tài nguyên di truyền. Mục tiêu chính của các Trung tâm tài nguyên di truyền là bảo tồn nguồn gen lâu dài, nhân và phân phối nguồn gen. Sự tập hợp đa dạng di truyền hay nguồn gen thực vật cung cấp nguồn biến dị to lớn cho các chương trình chọn giống để tạo các giống mới ưu việt có nhiều tính trạng mong muốn. Nguồn vật liệu càng đa dạng bao nhiêu thì xác suất tạo ra giống càng cao bấy nhiêu. Vavilov nhà chọn giống người Nga đã nhận ra nguyên lý này từ những năm đầu của thế kỷ 20. Trong khoảng từ năm 1923 đến 1931, ông đã tiến hành thám hiểm và tổ chức thu thập cây trồng trên toàn thế giới, chứng minh sự đa dạng di truyền của cây trồng và ý nghĩa của tính đa dạng đối với chọn giống. 2.2. PHÂN LOẠI NGUỒN GEN, NGUỒN THU THẬP VÀ TRUNG TÂM KHỞI NGUYÊN 2.2.1 Phân loại nguồn gen thực vật * Nguồn gen thực vật được phân thành một số loại sau: - Tập đoàn cơ bản Đây là tập hợp lớn nguồn gen được giữ lại bằng hạt trong kho quốc gia và các trung tâm bảo tồn. Nguồn gen này chỉ cung cấp và sử dụng trong những trường hợp cần thiết, khi tập đoàn hoạt động bị thiếu hụt, mất mát. Hạt được bảo quản ở nhiệt độ -180C đến -200C và ẩm độ 3 – 5%. Hạt được đóng gói trong bao kín và bao cách ly với môi trường bên ngoài, kiểm tra định kỳ tỷ lệ nảy mầm. - Tập đoàn hoạt động Tập đoàn này gồm các mẫu giống các loại cây trồng cụ thể của tập đoàn cơ bản được lặp lại, được bảo quản với số lượng lớn trong điều kiện thích hợp, được tư liệu hoá và được các nhà chọn giống sử dụng trực tiếp cho công tác chọn tạo. Tập đoàn hoạt động thường xuyên biến động và được nhân bổ sung để sử dụng. Điều kiện bảo quản ở mức trung hạn 10 – 15 năm ở nhiệt độ 50C, ẩm độ không khí tương đối 30 – 45% độ ẩm hạt 7- 8%. - Tập đoàn công tác Tập đoàn gồm số lượng mẫu giống cần thiết do cơ sở nghiên cứu giữ phục vụ cho công tác chọn tạo giống hoặc nghiên cứu. Tập đoàn công tác thường được bảo quản ngắn hạn (2-3 năm) ở nhiệt độ 18 – 200C, độ ẩm không khí 50 - 60 %, hàm lượng nước trong hạt 8 – 10%. * Có 3 dạng nguồn đa dạng di truyền được thu thập - Cây hoang dại và các dạng sơ đẳng tại các trung tâm đa dạng sơ cấp. Nguồn gen này được thu thập thông qua các đoàn thám hiểm có tổ chức tới các vùng đa dạng cây trồng. 9
- Thực vật du nhập sống trong các trung tâm trồng trọt thứ cấp, nơi mà sự đa dạng được bổ sung. Nguồn gen này cũng có thể thu thập thông qua các đoàn thám hiểm tới các vùng thích hợp. - Sản phẩm của quá trình chọn giống bao gồm đột biến cảm ứng, đa bội thể, các dòng chọn giống kết hợp được nhiều tính trạng có lợi. 2.2.2 Trung tâm khởi nguyên của cây trồng Alphonse de Candolle (1886) là người đầu tiên đề xuất ý tưởng về Trung tâm khởi nguyên của cây trồng. De Candolle cho rằng trung tâm khởi nguyên của cây trồng là vùng đa dạng mà tại đó cây được thuần hoá đầu tiên và còn tồn tại các dạng tổ tiên hoang dại. Đầu những năm 1920 của thế kỷ 20 Nikolai I. Vavilov mở ra một phương pháp mới để định vị nguồn gen và ứng dụng kiến thức đó vào thực tiễn chọn giống. Nguồn gen khổng lồ thu thập và tập hợp tại Viện Thực vật toàn Liên bang là nguồn gen phong phú nhất thế giới thời bấy giờ đã giúp Vavilov đề xuất 8 trung tâm khởi nguyên của cây trồng hay trung tâm địa lý của tính đa dạng (bảng 2.1) Bảng 2.1: Các trung tâm đa dạng di truyền của cây trồng trên thế gíới Trung tâm khởi nguyên Các loài cây trồng quan trọng 1 . Trung tâm Trung Quốc Lúa miến, đậu tương, tre trúc, hoa cúc, mơ, cải, đào, cam quýt, chè 2. Trung tâm Ấn Độ Lúa nước, cà, dưa chuột, xoài, mía 2A. Trung tâm Indo-Malay Chuối, mít, dừa, mía 3. Trung tâm Trung Á Lúa mì, lanh, đậu bông, hạnh nhân 4. Trung tâm Cận Đông Lúa mì, đại mạch, mì đen, lanh 5. Trung tâm Địa Trung Hải Lúa mì, cỏ ba lá, lanh, ô liu, cần tây, v.v.. . 6. Trung Tâm Abixini (Ethiopi) Lúa mì cứng, cà phê, hành tây, v.v.. 7. Trung tâm Nam Mêhicô và Trung đậu tương, khoai lang, bí ngô, bông, đu đủ, hồ Mỹ Ngô tiêu, v v 8. Trung tâm Nam Mỹ (Peru- Khoai tây, khoai lang, bông, sắn, đậu, cà chua, bí Ecuado – Bollvia) ngô, v.v.. 2.3. CÁC TRUNG TÂM TÀI NGUYÊN DI TRUYỀN THỰC VẬT 2.3.1 Các tổ chức quốc gia Ở cấp quốc gia nhiều tổ chức tham gia vào các hoạt động thu thập và bảo tồn tài nguyên di truyền (Bảng 2.2) Bảng 2.2. Các trung tâm tài nguyên thực vật quốc gia trên thế giới Nước Tổ chức Vườn Thực vật Hoàng Gia, Viện John lnnes, Trạm chọn giống cây trồng Anh vùng Scotland, Viện chọn giống thực vật Ấn Độ Cục Tài nguyên di truyền thực vật quốc gia, Niu Deli Brazin Trung tâm Tài nguyên di truyền quốc gia Hội Hợp tác kỹ thuật (GTZ). Viện Di truyền và Nghiên cứu cây trồng Đức trung ương. 10
Nước Tổ chức Viện Chọn giống cây làm vườn. Viện chọn giống cây trồng Viện nghiên Hà Lan cứu giống cây trồng. Trạm kiểm nghiệm giống Inđônêxia Viện Sinh học quốc gia, Bogor Italia Phòng Nghiên cứu nguồn gen. ĐH Bari Mêhicô Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Mỹ Hệ thống nguồn trên thực vật quốc gia (NPGS). Bộ Nông nghiệp Mỹ Nga Viện Cây trong toàn Liên Bang (VIR) Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia Yatabe, Tsukuba, viện Nhật Bản Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia Kyoto Viện Nghiên cứu Nhiệt đới và cây lương thực (IRAT), Viện Nghiên cứu Pháp Nông nghiệp Quốc gia (INRA), Cơ quan nghiên cứu khoa học và kỹ thuật hải ngoại Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên hiệp Anh (CSIRO), Ôxtrâylia Bộ Nông nghiệp bang New South Wales Thuỷ Điển Ngân hàng gen Scandivania 2.3.2. Các trung tâm tài nguyên di truyền quốc tế và vùng Các trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế và vùng gồm: - Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI, Los Banos, Philippin - Trung tâm Cải tiến ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT), El Batan, Mêhicô - Viện Nông nghiệp nhiệt đới (IITA), Ibadan, Nigeria - Trung tâm Nông nghiệp quốc tế (CIAT), Cali, Colombia - Trung tâm nghiên cứu và huấn luyện nông nghiệp nhiệt đới (CATIE). Turrialba, Costa Rica. - Ngân hàng Khoai tây Đức - Hà Lan, CHLB Đức - Viện nghiên cứu cây trồng quốc tế cho vùng nhiệt đới bán khô hạn (ICRISAT) Hyderabad, Ấn Độ - Trung tâm Khoai tây quốc tế (CIP), Lima, Pêru - Trung tâm nghiêm cứu nông nghiệp quốc tế vùng khô hạn (ICARDA) Aleppo, Syria - Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau châu Á (AVRDC), Đài Loan. 2.3.3. Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (IPGRI) Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế (IPGRI) do nhóm tư vấn về nghiên cứu nông nghiệp quốc tế (CGIAR) thành lập năm 1974 (ban đầu là hội đồng tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế, IBPGR) có trụ sở đặt tại Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hiệp quốc (FAO) ở Rome, Itali. Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế nghiên cứu, thu thập, bảo tồn, tư liệu hoá, đánh giá và sử dụng sự đa dạng di truyền của cây trồng có ích vì lợi ích của con người trên toàn thế giới. Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế đóng vai trò xúc tác khuyến khích các hoạt động để duy trì mạng lưới của các tổ chức nhằm bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền thực vật. 11
Mạng lưới của Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế có trên 600 viện đóng tại trên 100 quốc gia. Đối với mỗi nước trong chương trình Viện Tài nguyên di truyền thực vật quốc tế đều hỗ trợ các hoạt động theo nhu cầu của chương trình tài nguyên di truyền quốc gia. 2.4. CÁCH THU THẬP, BẢO QUẢN NGUỒN GEN THỰC VẬT 2.4.1 Thu thập Với sự phát triển nông nghiệp hàng hoá và hiện đại hoá trong nông nghiệp nhiều giống cây trồng địa phương giảm dần về số lượng, thậm chí bị thay thế hoàn toàn bởi các giống mới, nguy cơ sói mòn nguồn gen. Tăng tính đồng nhất của các giống cây trồng nên nền di truyền ngày càng hẹp dẫn tới nguy cơ dịch hại do sâu bệnh, tăng rủi ro cho nông dân và đe doạ tính bền vững. Việc thu thập và bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền là một nhiệm vụ quan trọng đối với cả mục tiêu trước mắt và mục tiêu lâu dài của tất cả các nước trên thế giới. * Nguồn đa dạng di truyền cần thu thập và bảo tồn: - Các giống địa phương, đặc biệt là những giống chưa bao giờ được sử dụng trong chọn giống - Các giống cải tiến và đang được gieo trồng - Vật liệu chọn giống, tuy không có giá trị canh tác nhưng có giá trị chọn giống - Các vật liệu di truyền đặc biệt - Cây hoang dại họ hàng, các loài tổ tiên cây trồng - Vật liệu nhập nội - Hình thức tổ chức thu thập nguồn gen: + Tổ chức các đoàn chuyên môn đi điều tra, thám hiểm để thu thập ở các vùng khác nhau trong nước. + Các cán bộ nông nghiệp và các cá nhân cơ quan có liên quan thu thập và gửi nguồn vật liệu thu thập được về cơ quan chuyên môn. + Hợp tác với các tổ chức vùng và quốc tế để định kỳ trao đổi vật liệu. Phương pháp thu thập Thu thập cây lấy hạt Mẫu thu thập: Tuỳ thuộc vào từng loại cây, đặc biệt là phương thức sinh sản, mức độ chu chuyển gen giữa các quần thể,… Tuy nhiên, việc này thường không biết trước do đó thu thập cần bao trùm cả vùng bằng cách lấy mẫu ngẫu nhiên với khoảng cách không gian nhất định (chia ô). Điểm lấy mẫu: Là vùng mà trong đó quần thể được thu thập. Mỗi mẫu sẽ mang số hiệu thu thập riêng với những ghi chép nhất định: - Tên giống (tên địa phương, tên Latinh) - Địa điểm thu thập - Điều kiện tự nhiên sinh thái địa lý - Chế độ canh tác - Người thu thập Thu thập vật liệu trồng trọt Thu thập vật liệu, hạt, quả, cành hoặc mắt ghép bộ phận nhân vô tính. 12
Nếu cây được trồng bằng hạt thì coi cả làng là một điểm thu thập, thu ngẫu nhiên 15 - 20 cá thể. Nếu cây được nhân bằng phương pháp vô tính từ các giống được chọn lọc thu thập từng giống khác biệt và giữ mỗi giống thành mẫu riêng. Thu thập càng nhiều điểm càng tốt, thu thập rải rác ở những khoảng cách nhất định trong cả vùng. Hạt hoặc cành thu thập phải được giữ mát và ẩm, tốt nhất là giữ nguyên hạt trong quả và chuyển về trạm ngay, nếu hạt thuộc loại khó bảo quản. 2.4.2 Bảo tồn nguồn gen * Bảo tồn ngoại vi (ex-situ conservation) Đây là hình thức bảo tồn chủ yếu hiện nay trên thế giới, một hình thức bảo tồn ngoài phạm vi cư trú tự nhiên của các loài. Tài nguyên di truyền được bảo tồn trong các trung tâm tài nguyên quốc gia, vùng và quốc tế khác với môi trường sống tự nhiên ở dạng bảo quản hạt, trồng ngoài ruộng hay bảo quản in vitro. Ở Việt Nam ngân hàng gen quốc gia hiện đang lưu giữ 12.500 mẫu giống của 115 loài, trong đó: - 10.700 mẫu bằng hạt - 1.800 mẫu đồng ruộng - 102 mẫu trong điều kiện in vitro Bảo quản hạt Bảo quản ngắn hạn: Hạt giống được làm khô tới độ ẩm thích hợp (9%); thời gian bảo quản hạt giống trong vòng 5 năm. Bảo quản trung hạn: Hạt giống được làm khô tới độ ẩm thấp hơn so với bảo quản ngắn hạn (7%), bảo quan trong dụng cụ bao gói và kho chuyên dụng ở độ ẩm 10%, nhiệt độ -1 đến -5oC. Bảo quản dài hạn: Hạt giống được làm khô tới độ ẩm 3%, đựng trong họp kim loại, bảo quản trong kho lạnh sâu ở nhiệt độ -15 đến -20oC. Hạt giống được bảo quản từ 20-30 năm. Bảo quản in vitro Nguồn vật liệu di truyền được bảo quản trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo. Đối tượng bảo quản ở dạng in vitro là những vật liệu sinh sản vô tính, hoặc các loài mà hạt khó bảo quản, hạt phấn và ngân hàng ADN. Trong điều kiện in vitro cũng có thể bảo quản ngắn hạn, trung hạn và dài hạn. Trong bảo quản ngắn hạn, vật liệu được cung cấp cho nhu cầu chọn tạo giống và nghiên cứu của cơ sở. Trong bảo quản trung hạn, phải giảm tốc độ sinh trưởng của vật liệu một cách đáng kể bằng cách giữ ở nhiệt độ và ánh sáng thấp, hoặc giảm nồng độ ô-xy. Bảo quản mẫu trong điều kiện nhiệt độ rất thấp -18oC trong môi trường ni tơ lỏng là phương pháp bảo quản dài hạn. Với điều kiện này mọi quá trình sống bị đình chỉ hoàn toàn. Bảo quản trên đồng ruộng Đây là cách bảo quản tập đoàn thực vật sống ngoài khu vực cư trú tự nhiên. Đối tượng bảo quản đồng ruộng là cây lâu năm như cây ăn quả, cây công nghiệp, cây thuốc, cây sinh sản vô tính và hữu tính khác. Bảo quản nguồn gen trên đồng ruộng có ưu điểm là dễ tiếp cận để nghiên cứu, đánh giá và sử dụng nhưng dễ bị mất mát do điều kiện không thuận lợi và đòi hỏi diện tích đất đai lớn và nhân lực. 13
* Bảo tồn nội vi (hay bảo tồn tại chỗ, in-situ conservation) Bảo tồn nội vi hay bảo tồn tại chỗ là bảo tồn nguồn gen trong môi trường sinh sống, tiến hoá tự nhiên, hoặc thuần hoá đầu tiên của cây trồng đó. Đối tượng bảo quản nội vị có thể là bất kỳ một loài thực vật nào, nhưng chủ yếu là các loài tổ tiên của cây trồng, các loài hoang dại có quan hệ họ hàng với cây trồng. Với một số giống địa phương được hình thành do quá trình chọn lọc và trồng trọt lâu đời tại một địa phương cũng có thể bảo quản tại chỗ trên đồng ruộng của nông dân hay bảo quản dựa vào cộng đồng . 2.5. NHẬP NỘI GIỐNG CÂY TRỒNG 2.5.1 Khái niệm và ý nghĩa Nhập nội giống cây trồng theo nghĩa rộng là đưa vật liệu (giống, dòng, loài hoang dại có quan hệ họ hàng với cây trồng) vào môi trường mới mà trước đây chưa được gieo trồng. Theo nghĩa hẹp nhập nội là di chuyển vật liệu từ nước này sang nước khác. Nếu vật liệu nhập nội thích hợp tốt với môi trường mới thì sau khảo nghiệm có thể được công nhận là giống và đưa vào sản xuất mà không cần thay đổi gọi là nhập nội sơ cấp (sử dụng trực tiếp). Nếu vật liệu nhập nội không thích ứng phải qua chọn lọc hoặc sử dụng lại để chuyển hay kết hợp các gen có ích gọi là nhập nội thứ cấp (sử dụng gián tiếp). Mục đích của nhập nội giống cây trồng trong chương trình chọn tạo giống: - Sử dụng những giống ưu việt đang được gieo trồng trên thế giới - Nhập cây trồng và tiến hành chương trình chọn giống cây trồng đó - Thu thập nguồn gen để sử dụng trong việc cải tiến cây trồng 2.5.2 Phương pháp nhập nội giống cây trồng - Tìm kiếm và thu nhận: Căn cứ vào chiến lược, mục tiêu chọn tạo và nghiên cứu việc tìm kiếm và thu nhận vật liệu nhập nội có thể được thực hiện bằng nhiều con đường khác nhau: + Thư yêu cầu chính thức gửi tới các trung tâm tài nguyên quốc tế, khu vực hay quốc gia +) Hợp tác song phương, đa phương và trao đổi vật liệu với các tổ chức +) Thông qua quan hệ cá nhân với các nhà khoa học ở các tổ chức. Khi nhập nội phải tuân thủ một quy trình xác định và các quy định về kiểm dịch thực vật. - Kiểm dịch thực vật: Kiểm dịch thực vật là một biện pháp nhằm hạn chế sự lây lan sâu và bệnh hại du nhập vào vùng chưa nhiễm sâu, bệnh thông qua vật liệu từ nước ngoài hay vùng khác nhập vào. Phương pháp kiểm dịch vật liệu nhập nội được tiến hành tùy theo đối tượng sâu, bệnh hại, có thể cấm hoàn toàn hay hạn chế. Mỗi nước có quy định riêng về kiểm dịch trong quá trình nhập và trao đổi vật liệu cây trồng. Yêu cầu chung khi nhập vật liệu là giấy chứng nhận, giấy phép nhập khẩu và tiến hành kiểm dịch. - Giấy phép nhập khẩu: Nhà chọn giống hay cơ sở nghiên cứu phải có giấy phép nhập khẩu chính thức để nhập vật liệu gửi cho cơ quan có thẩm quyền trước khi vật liệu được chuyển tới. Đơn xin nhập phải chứa đủ thông tin cần thiết: tên cây trồng, loại vật liệu (hạt, quả, cây trong ống nghiệm, tổ chức/nước sản xuất vật liệu, cách thức nhập hàng (đóng gói và vận chuyển); nơi đến và tên, địa chỉ người nhập. 14
CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nguồn gen thực vật là gì? Tại sao gọi là tài nguyên di truyền thực vật? 2. Trình bày phân loại nguồn gen thực vật? 3. Hãy nêu cách thu thập và bảo quản nguồn gen? 4. Nhập nội giống cây trồng là gì? Phương pháp nhập nội giống cây trồng? 15
Chương 3. LAI VÀ ỨNG DỤNG ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN GIỐNG 3.1 KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA LAI GIỐNG 3.1.1 Khái niệm Lai giống là sự giao phối (thụ phấn, thụ tinh) giữa các dạng bố mẹ khác nhau nhằm tạo ra các con lai có nhiều đặc tính tốt. Cây cho phấn gọi là cây bố, cây nhận phấn là cây mẹ, hạt lai trên cây mẹ gọi là hạt lai F 0, con lai thế hệ thứ nhất gọi là con lai F1 , các thế hệ tiếp theo là F2 , F3 ….. Thụ phấn là quá trình hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy, bám dính trên bề mặt của đầu nhụy. Nếu hạt phấn của chính hoa đó gọi là tự thụ phấn, nếu hạt phấn của 1 hoa khác đến thụ phấn cho nhụy của hoa đó gọi là quá trình giao phấn. Thụ tinh là quá trình kết hợp giữa nhân của giao tử đực và nhân của giao tử cái tạo ra hợp tử. Ở cây trồng quá trình thụ tinh là quá trình thụ tinh kép vì ở đây xảy ra 2 sự kết hợp: Thứ nhất là 1 nhân n của giao tử đực đến kết hợp với nhân trung tâm của noãn tạo ra hợp tử 2n, thứ 2 là 1 nhân n khác của giao tử đực đến kết hợp với tế bào 2n trong noãn tạo tế bào nội nhũ 3n. Hợp tử 2 2n n Nội Hạt phấn 2 Hạt phấn nhũ nhân đôi 2n n Túi noãn Hạt Hình 3.1 Sơ đồ quá trình thụ tinh ở thực vật bậc cao 3.1.2 Cơ sở di truyền của lai giống Lai giống tạo ra những biến dị tái tổ hợp: Các alen khác nhau của 1 gen có nguồn gốc khác nhau từ bố mẹ có dịp phân ly trong giảm phân tạo giao tử và tái tổ hợp với nhau trong con lai, tập hợp nhiều đặc tính tốt về con lai, là cơ sở cho lai tạo giống. VD: Pt/c AA bb DD x aa BB dd F1 AaBbDd Tổ hợp được cả 3 gen trội của bố mẹ trong con lai - Tạo sự tương tác, kết hợp có lợi giữa các gen mà ở riêng bố hoặc mẹ không có, gây các hiệu ứng tương tác gen. VD: Pt/c hoa đỏ hoa trắng AA x aa F1 Aa hoa hồng (tính trạng trung gian) - Tạo ra sự kết hợp mới tốt hơn giữa tế bào chất và nhân 16
VD: Lai trở lại, lai tích lũy Lai trở lại là cách cho con lai trở lại liên tục với bố hoặc mẹ để đạt được 1 tiêu trí mong muốn. 3.1.3 Ý nghĩa - Lai giống: tạo ra biến dị tái tổ hợp để con lai tốt hơn bố mẹ về tính trạng nhà chọn giống mong muốn như: năng suất, chất lượng, khả năng chống chịu. - Cải tạo 1 tính trạng nào đó của 1 giống. 3.2. NGUYÊN TẮC CHỌN CẶP BỐ MẸ TRONG LAI GIỐNG * Nguyên tắc 1: Chọn cặp bố mẹ khác nhau về loại hình sinh thái Cùng 1 loài nhưng cây trồng phân bố ở các vùng địa hình, khí hậu khác nhau và chúng có sự khác nhau do điều kiện sinh thái. Vì vậy khi kết hợp với nhau có thể tạo ra những con lai có tính trạng vượt trội. VD: Lai giữa 2 loài phụ lúa Japonica và Indica * Nguyên tắc 2: Chọn cặp bố mẹ khác nhau về năng suất Theo công thức Pixarep tính năng suất lý thuyết của cây ăn hạt như sau N=AxBxCxD Trong đó: N: là năng suất lý thuyết A, B, C, D là các yếu tố cấu thành năng suất Ví dụ: Đối với lúa, các yếu tố cấu thành năng suất bao gồm: số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt, số bông /khóm, số khóm /m2. * Nguyên tắc 3: Chọn bố mẹ khác nhau về thời gian sinh trưởng Ví dụ: giống lúa TH 120 ngày lai với giống TS có thời gian sinh trưởng là 167 ngày * Nguyên tắc 4: Chọn bố mẹ khác nhau về khả năng chống chịu Tính chống chịu của cây trồng được chia làm 2 loại - Tính chống chịu dọc: là khả năng cây trồng có khả năng chống lại sự gây hại của 1 chủng sâu bệnh nào đó. Ví dụ: Khi bị nấm tấn công lên lá cây có khả năng tự chết phần tế bào xung quanh nấm làm mất khả năng xâm nhập của nấm vào sâu bên trong. - Tính chống chịu ngang Còn gọi là tính chống chịu đồng ruộng, là khả năng cây trồng có thể chống chịu với tất cả các loài sâu bệnh nhưng không hoàn toàn. Tính chống chịu ngang không triệt để nhưng bền vững hơn tính chống chịu dọc. * Nguyên tắc 5: Bổ sung các tính trạng đặc biệt Chọn cặp bố mẹ có những đặc điểm tốt bổ sung cho nhau. Ví dụ: Giống ngô năng suất cao nhưng khả năng chống hạn kém cho lai với giống ngô năng suất bình thường, có khả năng chống chịu hạn cao. 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LAI GIỐNG CÂY TRỒNG Đối với cây trồng lai bằng phương pháp truyền thống có những phương pháp lai sau: * Lai đơn: Là lai giữa 2 cá thể khác nhau trong cùng 1 dòng hay giống. Công thức lai: A x B * Lai 3: (A x B) x C 17
* Lai kép: (A x B) x (C x D) * Lai thuận nghịch Là phương pháp lai giữa 2 cá thể của 2 dòng, giống khác nhau nhưng có sự hoán vị vai trò của bố mẹ trong 2 phép lai nhằm kiểm tra sự di truyền tính trạng qua tế bào chất. Ví dụ: Phép lai thuận: ♀ x ♂ Giống ngô LVN 54 x giống ngô LVN 61 Phép lai nghịch: ♀ x ♂ giống ngô LVN 61 x Giống ngô LVN 54 * Lai trở lại: Là phép lai mà con lai được lai trở lại với bố hoặc mẹ nhằm củng cố 1 tính trạng nào đó mà nhà chọn giống mong muốn. (A x B) x B hoặc (A x B) x A * Lai tích lũy (lai thay nhân, lai bão hòa) Bằng cách lai trở lại liên tục con lai với 1 dạng bố mẹ, sau nhiều lần lai thì nhân của con lai sẽ được thay thế bằng nhân của bố. (A x B ) AB AB x B  ABB; ABB x B  ABBB …. Ví dụ: Để chuyển tính trạng bất dục đực (CMS) của 1 giống lúa dại vào giống G1 ta dùng phép lai lại như sau Cây mẹ x Cây bố CMS x G1 F1 (hữu dục) x G1 (50% nhân của G1) BC1G1 x G1 ((75% nhân của G1) BC2G1 x G1 (87.50% nhân của G1) BC3G1 x G1 (93% nhân của G1) * Lai đỉnh: là phép lai trong đó 1 giống được làm mẹ và được nhiều bố cho phấn tạo ra các tổ hợp lai khác nhau. ♀ x ♂ Bố 1 Tổ hợp lai 1 Bố 2 Tổ hợp lai 2 Cây mẹ Bố 3 Tổ hợp lai 3 Bố 4 Tổ hợp lai 4 Bố 5 Tổ hợp lai 5 - Ngoài ra còn có nhiều phương pháp lai phức hợp như lai hỗn hợp, lai nhiều bậc 18
3.4. CÁC PHƯƠNG THỨC TRONG LAI GIỐNG 3.4.1 Lai gần Lai gần là lai giữa các cá thể hoặc các giống trong cùng 1 loài. 3.4.2. Lai xa * Khái niệm Lai xa là lai giữa hai loài phụ hay giữa các loài khác nhau (lai trên loài) giữa các chi, các thứ hoặc loại hình xa về địa lý. VD: Lai giữa hai loài phụ lúa Japonica x Indica Lai khác loài: Lúa mì x Cỏ băng Củ cải x Cải bắp Khoai tây trồng x Khoai tây dại * Ứng dụng của lai xa - Chuyển gen mong muốn từ loài tổ tiên hoang dại hay chi có quan hệ họ hàng sang các giống cây trồng, đặc biệt là các gen kháng sâu, kháng bệnh, bất dục đực tế bào chất, gen phục hồi hữu dục, khả năng chống chịu điều kiện bất lợi, … - Tận dụng sức sống con lai ở những loài nhất định, ví dụ như con lai khác loài ở bông, các loài thức ăn gia súc, như con lai giữa cây cao lương và cây cỏ Sudan, cây sinh sản vô tính như mía và khoai tây. - Tạo ra các loại đa bội khác nguồn mới - Xác định mối quan hệ tiến hoá giữa các loài. * Những khó khăn khi lai xa Khó khăn Nguyên nhân Cách khắc phục Không thụ phấn thụ tinh Môi trường vòi nhụy - Tiến hành lai lúc hoa cái con non - Không thụ phấn của cây mẹ không phù khả năng chọn lọc hạt phấn kém, - Có thị phấn không thụ tinh hợp cho hạt phấn cây hạt phấn có khả năng nảy mầm cao bố nảy mầm. hơn. - Ống phấn ngắn, vòi - Tiếp cận vô tính: Nếu lai lúa mì nhụy dài, nhân của hạt với đại mạch thì không thành công phấn chết dọc đường nhưng khi ghép nội của đại mạch không tới được noãn và phôi lúa mì rồi lấy phấn đại mạch lai cho cây lúa mì ghép thì thành công. - Lai với 1 cây trung gian VD: Lai đào dại với đào trồng thì không đậu hạt nhưng: Đào dại x Sơn đào F1 Lấy phấn của F1 thụ cho đào trồng thì đậu hạt - TP hỗn hợp của cây khác loài khác chi - Thụ phấn bổ sung nhiều lần - Cắt bớt vòi nhụy 19
Khó khăn Nguyên nhân Cách khắc phục Dùng thuốc hóa học Hạt lai chết giữa chừng Nội nhũ của hạt và Ghép cây lai lên cây bố hoặc cây phôi là tế bào lai dị mẹ hợp tử. Nội nhũ này không có đủ dinh dưỡng cho phôi hoặc không phù hợp cho phôi lai Cây lai bất thụ Nhiễm sắc thể phân ly - Xử lý đa bội thể để số 2n, 4n là số và tổ hợp không bình chẵn thường - Lai thuận lúa mì cứng x lúa mì mềm F1 bất thụ. Nếu lai nghịch thì F1 hữu dục. - Kéo dài thời gian sinh trưởng bằng cách nhân vô tính vụ và năm sẽ có hạt lai bông luồi x bông cỏ F1 bất thụ, nhân vô tính F1 vài vụ thì cây có hạt - Chọn phấn hoa của cây bố thụ phấn cho F1 Cây lai phân ly rộng Di truyền của hai loài Đây là đặc điểm có lợi nhất mà nhà khác xa nhau chọn giống mong đợi, lợi dụng để chọn giống. 3.5. HIỆN TƯỢNG ƯU THẾ LAI (UTL) Ở THỰC VẬT 3.5.1 Khái niệm UTL là hiện tượng cây lai tốt hơn bố hặc mẹ hoặc cả 2 về một hoặc nhiều tính trạng như: Sức sinh trưởng, năng suất, khả năng chống chịu… 3.5.2 Ý nghĩa Việc phát hiện ra UTL ở cây trồng đã mở ra một thời kỳ mới về giống cây trồng, giống UTL.Việc thương mại giống cây trồng trở lên phát đạt nhất từ trước đến nay. Không những vậy nó còn là động lực để các nhà khoa học đi sâu nghiên cứu. 3.5.3 Các loại UTL UTL ở cây trồng được chia làm 3 loại như sau: * UTL sinh dưỡng: Là khả năng con lai sinh trưởng phát triển các bộ phận dinh dưỡng tốt hơn bố mẹ. * UTL sinh sản: Là khả năng con lai sinh sản tốt hơn bố mẹ, độ hữu dục cao hơn, năng suất các bộ phận sinh dục cao hơn bố mẹ. * UTL thích ứng: Là khả năng con lai có khả năng thích ứng, khả năng chống chịu các điều kiện bất thuận tốt hơn bố mẹ và có thể kết hợp cho năng suất cao. 20