Giáo trình Cơ sở di truyền chọn giống thực vật: Phần 2 - NXB ĐH Huế

Giáo trình "Cơ sở di truyền chọn giống thực vật: Phần 2" trình bày các nội dung sau: các phương pháp trong chọn giống thực vật, đa bội thể và phát sinh đột biến trong chọn giống thực vật, lai tế bào soma, kỹ thuật di truyền trong chọn giống thực vật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Cơ sở di truyền chọn giống thực vật: Phần 2 - NXB ĐH Huế 101 Chương 6 Các Phương pháp trong Chọn giống Thực vật I. Các phương pháp chọn lọc cơ bản Chọn lọc là một trong những phương pháp cơ bản và quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong chọn giống. Có hai kiểu chọn lọc cơ bản, đó là: chọn lọc theo kiểu hình và chọn lọc theo kiểu gene; nhưng tất cả đều dựa trên cơ sở là nguồn biến dị di truyền của sinh vật. Ngày nay chúng ta đều biết rằng, chỉ có các biến dị di truyền (các đột biến, biến dị tổ hợp) mới đóng vai trò là nguồn cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc và tiến hoá của sinh vật. Trong khi Darwin xây dựng thuyết chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo, ông cũng đã phân bịêt được các biến dị di truyền (biến dị không xác định) và biến dị không di truyền (biến dị xác định), nhưng chưa giải thích được nguyên nhân của chúng. Về vai trò sáng tạo của chọn lọc, + Chọn lọc tự nhiên Theo quan điểm của Darwin, sinh vật không ngừng phát sinh các biến dị cá thể trong quá trình sinh sản và dưới tác dụng của các điều kiện môi trường sống. Chỉ những biến dị nào có lợi cho bản thân sinh vật thì được giữ lại, còn các biến dị nào không có lợi thì bị đào thải. Chọn lọc tự nhiên thường xuyên diễn ra, giúp cho sinh vật mang các biến đổi thích nghi trên cơ thể ngày càng hợp lý. Có những trường hợp chọn lọc tự nhiên thúc đẩy và hỗ trợ cho chọn lọc nhân tạo, làm cho quá trình chọn lọc phát huy nhanh hơn. Ví dụ, đặc tính chống chịu sâu bệnh, chịu hạn của cây trồng vừa có lợi cho con người, vừa có lợi cho sinh vật. Ngược lại, đối với một số đặc tính như rụng hạt ở cây ngũ cốc, chất lượng nông sản cao... thì giữa chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo mâu thuẫn nhau. Do vậy sự thúc đẩy quá trình hình thành giống mới xảy ra chậm hơn. Vì vậy trong công tác chọn giống, chọn lọc nhân tạo có tác dụng vô cùng quan trọng để tạo ra giống mới. + Chọn lọc nhân tạo Darwin là người đầu tiên tổng kết đầy đủ nhất về vai trò tác dụng của tác dụng nhân tạo. Theo Darwin, biến dị, di truyền và chọn lọc là ba yếu tố quyết định sự tiến hoá của sinh vật. Chọn lọc nhân tạo đã tích luỹ những biến dị có lợi và loại bỏ những biến dị không có lợi cho con người. Chính 102 chọn lọc nhân tạo đã tạo nên các đặc điểm thích nghi kỳ diệu trên cơ thể vật nuôi, cây trồng (phù hợp với các thị hiếu thẩm mỹ và nhu cầu về kinh tế của con người). Nếu như trong chọn lọc tự nhiên, động lực của chọn lọc là đấu tranh sinh tồn, thì trong chọn lọc nhân tạo động lực thúc đẩy chính là lợi ích kinh tế của con người. II. Các nhân tố ảnh hưởng đến chọn lọc 1. Hệ thống sinh sản của cây trồng Ở cây tự thụ phấn(autogamous), do đặc điểm sinh học về cấu tạo hoa, việc lai tạo với cây trồng khác trong cùng loài gặp nhiều khó khăn. Mặt khác, phần lớn cây tự thụ phấn là đồng hợp tử. Hạt giống thương phẩm của nó đựơc sản xuất bằng phương pháp tự thụ phấn. Còn ở các cây giao phấn hay thụ phấn chéo, việc lai tạo trong tự nhiên xảy ra thuận lợi. Đặc điểm của những cây dị giao là dị hợp tử, do vậy hiệu ứng trội sẽ đóng góp việc hình thành các tính trạng. Phương pháp chọn giống ở cây sinh sản vô tính nói chung là các biến dị xảy ra đều tạo nên các kiểu gene đồng hợp tử hoặc dị hợp tử. Chọn ra kiểu gene mong muốn trong môi trường nhất định sẽ tạo ra các dòng vô tính phục vụ sản xuất. Ở đây nhân tố môi trường có tác động nhất định đến các hệ thống sinh sản của cây. 2. Hiện tượng ưu thế lai Ưu thế lai là hiện tượng thường gặp ở tất cả các loài cây giao phấn và một số loài cây tự thụ như: đậu tương, cà chua, lúa mì, lúa... Hạt lai thương mại hiện nay đã được áp dụng rộng rãi ở cả các cây tự thụ phấn và cây giao phấn (xem chương 4). 3. Cấu trúc của bộ máy di truyền tế bào Mức độ đa bội có ảnh hưởng nhất định đến chiến lược chọn giống cây trồng: tứ bội thể được dùng thông dụng ở các loài cây thức ăn gia súc nhằm làm tăng sản lượng chất khô và các đặc tính tốt khác. Việc chọn lọc một tính trạng nào đó như khả năng chống chịu sâu bệnh của củ cải đường, khoai tây... bằng cách chọn các dạng tam bội tỏ ra có hiệu quả hơn. 4. Tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng Tuỳ theo tính trạng nhà chọn giống quan tâm là tính trạng số lượng hay tính trạng chất lượng mà có các phương pháp chọn lọc khác nhau. Thông thường, tính trạng chất lượng được kiểm tra bởi một gene, còn tính trạng số lượng do nhiều gene kiểm tra và chịu ảnh hưởng lớn bởi môi trường và tác động qua lại giữa các gene. Đối với tính trạng số lượng, phương pháp chọn giống thường được áp 103 dụng là chọn lọc theo chu kỳ hay chọn lọc hồi quy. Càng có nhiều gene tham gia thì sẽ ít có cơ hôi tạo ra sự ngẫu nhiên để đạt được một tổ hợp gene tốt nhất của một chu kỳ chọn lọc. Do vậy cần có sự phối hợp của chọn lọc nhằm làm tăng các tổ hợp tốt nhất ở chu kỳ tiếp theo. Trong trường hợp này, phương pháp chọn giống hồi quy giúp thu được các tính trạng tốt ở mỗi chu kỳ. 5. Sự hoạt động của các gene (xem cơ sở di truyền học của hiện tượng ưu thế lai, chương 4) III. Các nguyên tắc cơ bản của chọn lọc Ngoài những nguyên nhân khách quan ảnh hưởng đến quá trình chọn lọc như mức độ biến dị của tính trạng được chọn à phương pháp chọn lọc, thì nguyên nhân chủ quan cũng góp phần quan trọng và mang tính quyết định, do vậy cần tuân thủ các nguyên tắc cơ bản khi chọn lọc. (1) Có mục tiêu và phương hướng: Mục tiêu và phương hướng của nhà chọn giống càng cụ thể và rõ ràng thì công tác chọn giống càng nhanh chóng có hiệu quả. (2) Chọn vật liệu khởi đầu thích hợp: Nguyên tắc này mang tính quyết định đối với công tác chọn giống. Ví dụ, khi muốn tạo ra cây trồng có tính chịu rét, chịu hạn, chịu mặn hoặc khả năng chống chịu sâu bệnh v.v. cần chọn những vật liệu có các gene chống chịu về những ...