CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG

Các nhà chọn giống và sản xuất đã nhận ra giá trị của tính kháng bệnh đối với cây trồng từ đầu thế kỷ 19. Ngày nay, việc chọn tạo giống kháng dịch hại đã trở nên cực kỳ quan trọng do mức độ thâm canh ngày càng tăng và con người đã hiểu rõ các ảnh hưởng bất lợi đối với môi trường và sức khỏe của việc sử dụng biện pháp hóa học. Các kỹ thuật công nghệ sinh học đã giúp các nhà chọn giống kháng hiểu rõ cơ chế tương tác giữa cây và tác nhân gây bệnh, sự đa dạng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG 1. Giới thiệu Các nhà chọn giống và sản xuất đã nhận ra giá trị c ủa tính kháng b ệnh đ ối v ới cây trồng từ đầu thế kỷ 19. Ngày nay, việc chọn tạo giống kháng dịch hại đã trở nên c ực kỳ quan trọng do mức độ thâm canh ngày càng tăng và con người đã hi ểu rõ các ảnh hưởng bất lợi đối với môi trường và sức khỏe của việc sử dụng biện pháp hóa học. Các kỹ thuật công nghệ sinh học đã giúp các nhà chọn gi ống kháng hiểu rõ c ơ ch ế tương tác giữa cây và tác nhân gây bệnh, sự đa dạng của quần thể tác nhân gây b ệnh cũng như bản chất các gen kháng bệnh của cây. Các ki ến th ức này là c ơ s ở khoa h ọc cho các chương trình chọn tạo giống kháng. Giống kháng bệnh luôn là một thành phần quan trọng c ủa b ất kỳ chi ến l ược phòng chống dịch nào; và một khi sẵn có, sử dụng giống kháng là bi ện pháp phòng ch ống hiệu quả nhất, rẻ tiền nhất đối với nông dân. Các bước chính đối với một chương trình chọn tạo giống kháng bao gồm 1. Xác định mức độ đa dạng của quần thể tác nhân gây bệnh 2. Xác định nguồn gen kháng 3. Lựa chọn gen kháng phù hợp 4. Chuyển gen vào giống cây ưu tú 5. Chọn lọc và đánh giá dòng/giống cây ưu tú mang gen kháng 6. Đánh giá trên qui mô đồng ruộng 7. Đăng ký và ứng dụng Các bước trên, về cơ bản cũng tương tự như các bước chọn tạo gi ống mang các tính trạng nông học. Các kỹ thuật lai và chuyển gien có thể tham kh ảo ở nhi ều giáo trình chọn giống và công nghệ sinh học. Dưới đây chỉ trình bày m ột số ch ủ đ ề ho ặc chú ý liên quan đến chọn tạo giống kháng bệnh. 2. Đa dạng của quần thể tác nhân gây bệnh 2.1. Đa dạng của tác nhân gây bệnh Các cá thể của loài tác nhân gây bệnh tại 1 vùng đ ịa lý th ường không đ ồng nh ất. Chúng có thể tồn tại dưới dạng các chủng (race, strain), type sinh h ọc (biotype), nòi sinh học (biovar, pathovar = pv.), dạng chuyên hóa (forma specialist = f.sp.)... Cần chú ý là các khái niệm race, strain....nêu trên là các khái niệm phân lo ại không chính th ức ở mức dưới loài và thường rất khác nhau cũng như không tương đương nhau gi ữa các nhóm/loài tác nhân gây bệnh (thường do các nhà khoa học nghiên cứu một nhóm/loài tác nhân nào đó qui định). Ngoài ra, dựa vào các nghiên c ứu phả hệ (phylogenetic), thường là các nghiên cứu phân tử, quần thể của tác nhân gây bệnh còn có thể được xếp vào các nhóm phả hệ khác nhau (phylogenetic group). 1 Các nhóm đa dạng trên có thể rất khác nhau về tính gây b ệnh/tính đ ộc trên m ột loài/giống cây ký chủ tương ứng. Do vậy, để tạo ra một giống cây kháng b ệnh áp dụng cho một vùng nào đó, đầu tiên, người ta cần phải biết được mức độ đa dạng của tác nhân gây bệnh. Một số ví dụ về mức độ đa dạng: 1. Nấm Pyricularia oryzae (bệnh đạo ôn lúa): xem chương 6 3. Nấm Fusarium oxysporum. Đây là loài nấm đa dạng, gây bệnh héo m ạch d ẫn trên rất nhiều loài thực vật có hoa. Loài này gồm khoảng 100 dạng chuyên hóa (formae speciales = số nhiều) căn cứ trên tính gây bệnh trên các loài cây tr ồng khác nhau. M ỗi dạng chuyên hóa lại có thể bao gồm các chủng khác nhau dựa trên tính gây b ệnh trên giống khác nhau. Ví dụ: Fusarium oxysporum f.sp. cubense gây hại trên các cây thuộc 2 h ọ Musaceae và Heliconeaceae (bộ Zingiberales). Dạng chuyên hóa này, căn cứ tính gây bệnh trên các giống chuối lại được chia thành 4 race là race 1, race 2, race 3 và race 4. Trong 4 race này, race 4 nhiễm chủ yếu trên các giống Cavendish (AAA) = nhóm chu ối tiêu, và l ại được chia tiếp thành race 4 nhiệt đới (tropical race 4) và race 4 c ận nhi ệt đ ới (subtropical race 4). 2.2. Các kỹ thuật dùng để nghiên cứu mức độ đa dạng của tác nhân gây bệnh là: 2.2.1. Sử dụng giống chỉ thị (khái niệm và ví dụ: xem chương 6) 2.2.2. Các phân tích phân tử Nhiều kỹ thuật phân tử có thể sử dụng để đánh giá mức độ đa dạng của tác nhân gây bệnh. Nguyên lý và ứng dụng của các kỹ thuật này có thể tham khảo ở nhi ều tài li ệu tiếng Việt, tiếng Anh và internet. Dưới đây là tóm tắt một số kỹ thuật phổ bi ến trong nghiên cứu đa dạng tác nhân gây bệnh cây. RAPD (random amplified polymorphic DNA). Kỹ thuật này dựa trên phản ứng PCR s ử dụng các mồi ngẫu nhiên. Các mồi ngẫu nhiên có kích th ước kho ảng kho ảng 10 nts do đó phản ứng PCR với các mồi này nhìn chung có Ta thấp (kho ảng 34-37 OC). Ưu diểm của kỹ thuật là đơn giản, không đòi hỏi biết trước thông tin về trình tự gien c ủa tác nhân gây bệnh và có thể đánh giá mức độ đa hình trên toàn bộ b ộ genome. M ức đ ộ đa hình hình thành do sai khác tại vị trí gắn mồi và c ả sai khác v ề đ ộ dài (m ất đo ạn, thêm đoạn) giữa 2 vị trí gắn mồi. Nhược điểm lớn nhất là điều kiện PCR thường khác nhau giữa các phòng thí nghiệm dẫn tới kết quả không thống nhất. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphisms). Kỹ thuật này gồm các bước chính sau. • Tinh chiết DNA của tác nhân gây bệnh. Vì bước tiếp theo là cắt bằng enzyme cắt giới hạn (RE = restriction ...