Giáo trình CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 5

5.5. Ứng dụng kỹ thuật đơn bội trong tạo giống mới và dòng thuần ở ngô, lúa 5.5. 1. Cây lúa Nhờ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn lúa có thể rút ngắn thời gian chọn giống mới xuống từ 4 đến 6 thế hệ và tạo ra hàng loạt các dòng thuần mới. Trung Quốc là một trong những nước đầu tiên triển khai công nghệ đơn bội trong tạo giống lúa với quy mô lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 5 185 5.4.4.5. Chuyển các gen ngoại lai mong muốn Thông qua quá trình lai và nuôi cấy bao phấn, phương thức tạo giống cây trồnghạt phấn tiêu chuẩn có thể được phát triển ở lúa để chuyển các gen cho năng suất cao vàkháng bệnh khô héo 5.4.4.6. Thiết lập các dòng tế bào đơn bội và nhị bội của cây hạt phấn Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn được sử dụng để tạo dòng tế bào soma đơn bội và nhịbội của cây hạt phấn ở lúa mì và ngô. Tương tự, dòng thuốc lá đơn bội kháng methioninesulfoxomide (MSO) đã được chọn lọc, dòng này đồng nhất kiểu hình và có hiệu lực đốivới độc tố được sản xuất do tác nhân gây bệnh Pseudomonas tabaci.5.5. Ứng dụng kỹ thuật đơn bội trong tạo giống mới và dòng thuần ở ngô, lúa5.5. 1. Cây lúa Nhờ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn lúa có thể rút ngắn thời gian chọn giống mớixuống từ 4 đến 6 thế hệ và tạo ra hàng loạt các dòng thuần mới. Trung Quốc là một trongnhững nước đầu tiên triển khai công nghệ đơn bội trong tạo giống lúa với quy mô lớn.Vào những năm 1976, những giống lúa đầu tiên từ chọn giống đơn bội kép đã được sảnxuất thương phẩm (Yin cs., 1976). Hàng trăm giống lúa mới được tạo ra và trồng trêndiệntích hàng triệu hecta (Jia S.R., 1992). Tại Triều Tiên, kỹ thuật nuôi cấy bao phấn đã tạo ra24 giống lúa lùn mới (Jain cs., 1997; Sasson, 1993). Thành tựu nuôi cấy mô hứa hẹn nhiều triển vọng đối với chọn tạo giống lúa là táisinh cây lúa từ nuôi cấy hạt phấn tách rời ở cả hai dạng lúa nước Japonica và Indica doRaina và Irfan công bố gần đây (Raina và Irfan, 1998). Trên 500 phôi đã được tái sinh từkhoảng 80.000 hạt phấn nuôi cấy trong đĩa petri đường kính 3,5 cm. Rất nhiều cây đãđược tái sinh từ hạt phấn. Đây là một tiến bộ kỹ thuật đặc biệt quan trọng ở cây ngũ cốc,có thể mở ra triển vọng mới trong chọn tạo giống lúa bằng kỹ thuật đơn bội và kỹ thuậtgen. Theo lý thuyết, từ một cặp lúa lai F1 có thể tạo ra 4.096 kiểu gen đồng hợp khácnhau tái sinh từ hạt phấn in vitro (Đỗ Năng Vịnh và Phan Phải, 1996). Kỹ thuật nuôi cấyhạt phấn tách rời hứa hẹn có thể tạo ra vô số các nguồn gen đa dạng cho chọn giống.ở nước ta, công nghệ đơn bội được áp dụng với hai mục tiêu chính sau: - Cố định ưu thế lai thông qua việc rút ngắn thời gian tạo giống thuần chủng bằngphương pháp nuôi cấy bao phấn con lai F1 - Tạo dòng thuần có những đặc tính thích nghi với thụ phấn chéo và mang gen kếthợp rộngGiáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật 186 Tại Viện Di truyền Nông nghiệp, phương pháp nuôi cấy bao phấn kết hợp với chọndòng biến dị đã tạo ra 50 dòng bất dục đực cảm ứng nhiệt độ (TGMS) mới, trong đó 5dòng đã được xác định là có tính bất dục ổn định, có ưu thế lai cao khi lai tạo và đangđược sử dụng trong chọn giống lúa lai hai dòng. Bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn đã tạo ra 12 dòng giống thuần có ưu thế laigần tương đương con lai F1. Các dòng giống có triển vọng gồm: DT26, DT29, DT32, J1,AC22, AC23, AC24, AC25... đang được khảo nghiệm. Nhờ nuôi cấy bao phấn lúa có thểrút ngắn thời gian chọn giống mới xuống từ 4 - 6 thế hệ. Kỹ thuật đơn bội in vitro cũngđang được triển khai mạnh trong chọn giống ở Viện lúa Đồng bằng Sông Cửu Long, ViệnCông nghệ sinh học, vv... Hiện nay, công nghệ nuôi cấy bao phấn và hạt phấn tách rời được dùng phổ biến cho các mục đích sau: - Cố định ưu thế lai và các gen hữu ích Thông qua kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, người ta có thể cố định ưu thế lai và cácgen hữu ích từ con lai F1 có ưu thế lai cao, làm tăng năng suất lúa (M.S. Swaminathan,1995; Chen cs., 1978; Narayanan cs., 1996; Siddiq cs., 1994; Rangasamy, 1994, 1996;Zhu De Yao, 1998). Nuôi cấy bao phấn lúa lai Indica/Indica đã thu được các dòng cónăng suất cao hơn bố mẹ và bằng 93,2% so với con lai F1 (Batachandran cs., 1994).- Tạo các dòng bất dục đực mới và các dòng mang gen kết hợp rộng cho tạo giống lúa lai Duy trì tính trạng bất dục đực và khả năng kết hợp của dòng thuần là yếu tố tiênquyết trong tạo giống lúa lai. Hiện nay, sản xuất lúa lai ở nước ta vẫn phải phụ thuộc rấtlớn vào nhập khẩu giống lai từ Trung Quốc. Để tạo ra các dòng bất dục đực mới, cácdòng B tiềm năng và rút ngắn quá trình tạo giống, người ta đã kết hợp lai, lai xa với nuôicấy bao phấn (Dalmacio cs., 1995; Quing and Han, 1990). Kết quả nhiều công trình chothấy kỹ thuật nuôi cấy bao phấn của con lai Japonica/Indica, Javanica/Indica là conđường nhanh và có hiệu quả để phát triển các dòng phục hồi mang gen kết hợp rộng trongtạo giống lúa lai (Yan J. Q cs., 1996; Virmani, 1996). Để chọn tạo các dòng bất dục đực nhân với các nền di truyền khác nhau, nuôi cấybao phấn con lai F1 mang gen bất dục đực nhân sẽ cho phép tạo ra các dòng thuần bấtdục đực nhân mới chỉ sau một lần nuôi cấy bao phấn (Nin Jin cs., 1997; Q.R. Chu cs.,1998a, 1998b). - Lai xa kết hợ ...