Giáo trình -Chọn giống cây trồng - chương 14 docx

Nhiệm vụ của sản xuất giống là: - ðưa giống mới công nhận vào sản xuất và cung cấp ñủ hạt giống của các giống ñã ñược phổ biến - Duy trì ñộ thuần di truyền của giống của giống - Duy trì

CHƯƠNG XIV SẢN XUẤT HẠT GIỐNG

Mục tiêu học tập của chương

1.Cung cấp những khái niệm về các cấp hạt giống

2 Cung cấp nguyên lý cơ bản sản xuất hạt giống thuần, hạt giống ưu thế lai ở ba nhóm cây chính là cây tự thụ phấn, cây giao phân và cây sinh sản vô tính

2 Trình bày những nguyên lý và kỹ thuật cơ bản kiểm nghiệm cấp chứng chỉ hạt giống

1 Niệm vụ của sản xuất hạt giống

Giống tốt là nền tảng của ngành sản xuất nông, lâm nghiệp Chọn tạo giống mới ñòi hỏi công sức lâu dài, chi phí tài chính lớn cũng như kiến thức chuyên môn và kỹ thuật Chọn giống mới chỉ có ý nghĩa nếu hạt của giống ñó ñược ñưa vào sản xuất ñến tay người nông dân Tuy nhiên, giống mới không thể phát huy hiệu quả nếu như hạt giống của giống mới cung cấp cho sản xuất không có chất lượng

Sản xuất hạt giống chất lượng cao, có ñộ thuần loài và giống, khả năng nảy mầm cao, sinh lực mạnh, kích thước to ñồng nhất, không có cỏ dại và bệnh truyền qua hạt và thuỷ phần thấp là một công việc ñòi hỏi kỹ năng kỹ thuật, kiến thức di truyền và chọn giống Duy trì ñộ thuần di truyền của hạt có ý nghĩa cực kỳ quan trọng, giúp cho người trồng có khả năng tận dụng tối ña lợi ích của giống mới Vì vậy sản xuất giống cần ñược thực hiện dưới sự giám sát chặt chẽ và trong ñiều kiện tiêu chuẩn hoá có tổ chức tốt

Nhiệm vụ của sản xuất giống là:

- ðưa giống mới công nhận vào sản xuất và cung cấp ñủ hạt giống của các giống ñã ñược phổ biến

- Duy trì ñộ thuần di truyền của giống của giống

- Duy trì sức sản xuất của giống

2 Nguyên lý duy trì giống cây trồng

ðể ñảm bảo hạt giống cung cấp cho nông dân có ñộ thuần phù hợp, các chương trình sản xuất giống phải dựa vào việc cung cấp thường xuyên hạt thuần cao làm cơ sở cho các thế hệ nhân tiếp theo Ở những nước trên thế giới thực hiện luật bảo hộ giống cây trồng, trách nhiệm của nhà chọn giống chưa kết thúc khi giống ñược công nhận, phổ biến và cung cấp một lượng nhỏ hạt giống ban ñầu, gọi là hạt giống bố mẹ ñầu dòng cho cở sở sản xuất giống Thường thường nhà chọn giống phải ñảm bảo cung cấp liên tục một lượng nhỏ hạt giống thuần di truyền ñể nhân tiếp chừng nào giống vẫn còn trong sản xuất ðiều ñó ñòi hỏi phải tiến hành theo một phương thức chính xác, nhất quán ñể chất lượng di truyền của hạt giống ñó không bị thay ñổi

2.1 Nguyên lý di truyền

Nguyên nhân thoái hoá di truyền

ðộ thuần di truyền của một giống có thể bị thoái hoá trong quá trình sản xuất giống do nhiều nguyên nhân

Lẫn cơ giới: Lẫn tạp cơ giới, nguyên nhân quan trọng nhất gây thoái hoá giống có thể xảy ra ở

nhiều khâu trong quá trình sản xuất giống: khi gieo nếu nhiều giống sử dụng chung một máy gieo hạt, qua cây trồng cùng loài vụ trước trên ruộng sản xuất giống, qua các giống khác gieo trồng ở các ruộng kề bên, qua máy thu hoạch và tuốt hạt, qua bao bì, thùng chứa, băng chuyền

Lai tự nhiên (còn gọi là lẫn sinh học): có thể trở thành nguyên nhân gây thoái hoá nghiêm

trọng ở cây sinh sản hữu tính Mức ñộ lẫn sinh học phụ thuộc vào mức giao phấn chéo với các giống khác, các dạng không mong muốn, những cây nhiễm bệnh và thậm chí với loài họ hàng

thân thuộc Các yếu tố chính xác ñịnh mức ñộ lai tự nhiên là hệ thống sinh sản, khoảng cách giữa các giống khác nhau, và tác nhân thụ phấn Vì vậy, lẫn sinh học có thể là nguyên nhân gây thoái hoá chính ở cây giao phấn Hướng gió chủ yếu, số lượng côn trùng thụ phấn và hoạt tính của chúng, khoảng cách cách ly là những ñiểm cần lưu ý ñể hạn chế lẫn sinh học

Phân ly tồn dư: Các giống tạo ra bằng phương pháp lai, ñặc biệt những giống công nhận và

phổ biến sớm có thể còn mức dị hợp tử tồn dư và sẽ phân ly tạo nên hỗn tạp không ñặc trứng cho giống làm suy thoái ñộ thuần di truyền

ðột biến: ðột biến là một sự kiện hiếm, khó phát hiện và thường không làm thoái hoá giống

một cách nghiêm trọng Tuy nhiên qua nhiều thế hệ số lượng ñột biến có thể tích lũy ñến một giới hạn nhất ñịnh và ảnh hưởng ñến ñộ thuần di truyền của giống

Chọn lọc tự nhiên: Các giống cây giao phấn và các giống nhiều dòng của cây tự thụ phấn là

những quần thể không ñồng nhất di truyền Chúng phát huy cao nhất tiềm năng năng suất trong ñiều kiện tối ưu về thành phần cấu thành quần thể và ñiều kiện ngoại cảnh Nếu gieo trồng trong ñiều kiện khác xa với ñiều kiện thích nghi của giống, chọn lọc tự nhiên có thể gây

ra chuyển dịch di truyền

Tích lũy bệnh: Bệnh không làm thay ñổi cấu trúc di truyền của giống nhưng áp lực bệnh có

thể làm cho giống mất khả năng ñề kháng Tích lũy bệnh qua hạt hoặc vật liệu làm giống có thể làm giảm tiềm năng năng suất của giống Cây sinh sản vô tính có thể thoái hoá nhanh khi nhiễm vi rut, nấm và vi khuẩn, ví dụ bệnh vi rút ở khoai tây, cay ăn quả

Biến ñổi về phát triển: Khi cây trồng ñược trồng trong các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai khác

nhau hoặc trong ñiều kiện bất lợi hoặc ở ñộ cao khác nhau trong nhiều thế hệ liên tiếp có thể dẫn ñến những biến ñổi phát triển do phản ứng sinh trưởng, làm chuyển dịch di truyền trong quần thể của giống

Nguyên lý duy trì ñộ thuần di truyền

ðộ thuần di truyền của giống ñược duy trì thông qua áp dụng những nguyên lý say ñây

1) Thế hệ nhân giống

Hạn chế số thế hệ nhân giống tính từ hạt tác giả là một nguyên tắc quan trọng ñể duy trì ñộ thuần giống Trong hệ thống xác nhận giống nhằm duy trì ñộ thuần di truyền và các ñặc ñiểm chất lượng khác, quá trình sản xuất giống thường giới hạn trong 4 thế hệ gọi là các cấp hạt giống (Hình 1.14)

Hạt tác giả: hạt tác giả là hạt (hay vật liệu sinh dưỡng) trực tiếp do nhà chọn giống hay cơ

quan chọn giống kiểm soát, cung cấp lượng hạt giống ban ñầu và ñể nhân hạt siêu nguyên chủng

Hạt siêu nguyên chủng: Hạt giống gốc ñược quản lý ñể duy trì ñặc tính và ñộ thuần di truyền

của giống, do trại sản xuất giống ñảm nhiệm tuân thủ quy trình nghiêm ngặt (Tiêu chuẩn Ngành) Quá trình sản xuất phải ñược thanh tra và xác nhận Hạt siêu nguyên chủng là nguồn hạt ñể nhân hạt nguyên chủng và xác nhận

Hạt nguyên chủng: Hạt nguyên chủng là hạt nhân từ hạt siêu nguyên chủng ñược quản lý ñể

duy trì ñặc tính và ñộ thuần di truyền của giống Hạt nguyên chủng ñược cơ quan xác nhận giống chấp nhận và xác nhận và phải ñảm bảo chất lượng ñể sản xuất hạt xác nhận

Hạt xác nhận: Là hạt nhân từ hạt nguyên chủng (hoặc siêu nguyên chủng) ñược quản lý ñể

duy trì ñặc tính và ñộ thuần di truyền của giống theo tiêu chuẩn của cấp xác nhận ñược cơ quan xác nhận giống chấp nhận và xác nhận Hạt xác nhận là cấp giống cung cấp cho sản xuất thương phẩm

2) Thực hiện các biện pháp ngăn ngừa

Thực hiện những biện pháp sau ñây ñể khắc phục hoặc giảm thiểu sự thoái hoá về ñộ thuần di truyền

i) Cây trồng trước: Không có cây trồng trước, nhất là cây trồng cùng loài trên ruộng sản xuất

giống là một biện pháp tốt ñể ngăn ngừa sự lẫn tạp cơ giới Thực hiện chế ñộ luân canh phù hợp có thể giúp giảm thiểu cây trồng trước cùng loài làm nhiễm tạp ruộng giống

ii) Cách ly ruộng giống: Ruộng giống nên cách ly với các nguồn có khả năng gây lẫn tạp sinh

học, ñặc biệt ñối với cây giao phấn

iii) Khử lẫn: Khử lẫn là nhổ bỏ những cây lẫn, dạng lẫn là một biện pháp rất quan trọng ñể

khắc phục sự suy giảm ñộ thuần di truyền xảy ra do lẫn cơ giới hoặc lai tự nhiên với cây lẫn,

3) Sản xuất giống ở những vùng thích ứng

Chỉ nên nhân giống ở những vùng thích ứng của giống ñể tránh sự thoái hoá giống do những biến ñổi về phát triển dẫn ñễ sự chuyển dịch di truyền khi giống ñược gieo trồng nhiều thế hệ liên tiếp trong những môi trường khác nhau

4) Các biện pháp kiểm soát chất lượng

Xác nhận giống: Tiêu chuẩn cao về ñộ thuần giống chỉ có thể ñảm bảo thông qua việc kiểm

soát quá trình sản xuất hạt giống, ñó là hệ thống xác nhận giống ðể thực hiện mục ñích ñó, cán bộ chuyên môn có trình ñộ và kinh nghiệm của cơ quan xác nhận giống tiến hành kiểm

Vật liệu từ chương trình chọn giống

Duy trì hạt giống gốc ñầu dòng ñể sản xuất hạt tác giả

(Lượng nhỏ quay vòng trong

hệ thống khép kín)

Hạt siêu nguyên chủng

Hạt nguyên chủng

Hạt xác nhận

Ruộng sản xuất ñại trà

Hạt giống ñược cung cấp mỗi vụ

Hình 1.14: Dòng chu chuyển hạt giống trong quy trình theo tổ chức Hợp tác Kinh tế

và Phát triển (OECD -Organisation for Economic Cooperation and Development)

ñịnh ruộng giống vào những giai ñoạn sinh trưởng thích hợp Các tiêu chuẩn ruộng giống bao gồm nguồn giống, lịch sử ruộng giống, yêu cầu về ñất, yêu cầu cách ly, tỉ lệ lẫn giống cho phép, cỏ dại, sâu bệnh, v.v Lô giống sau khi thu hoạch ñược kiểm nghiệm về ñộ thuần và các tiêu chuẩn chất lượng khác trong phòng thí nghiệm Các tiêu chuẩn ñó là tỉ lệ hạt ñúng giống (ñộ thuần), ñộ sạch, hạt cỏ dại, ñộ mẩy của hạt (khối lượng 100 hạt), tỉ lệ nảy mầm, bệnh hạt giống, ñộ ẩm hạt, v.v Lô giống chỉ ñược xác nhận khi ruộng giống và hạt giống ñược kiểm ñịnh và kiểm nghiệm thoả mãn yêu cầu chất lượng của cấp hạt tương ứng

Hậu kiểm: Giống ñưa vào sản xuất giống cần phải ñược kiểm tra ñịnh kỳ thông qua hậu kiểm

nhằm ñảm bảo là giống ñược duy trì ñộ thuần di truyền như lúc ban ñầu

2.2 Nguyên lý nông học

Bên cạnh việc áp dụng những nguyên lý di truyền ñể duy trì ñộ thuần và chất lượng hạt giống, công nghệ sản xuất giống tiêu chuẩn phải áp dụng các nguyên lý nông học nhằm bảo ñảm năng suất hạt có chất lượng cao Các nguyên lý ñó là:

Khí hậu nông nghiệp và ñịa ñiểm sản xuất giống

Giống cây trồng ñưa vào sản xuất giống phải phù hợp về khí hậu nông nghiệp, thích nghi với chu kỳ ánh sáng, nhiệt ñộ, lượng mưa, trong vùng Nhu cầu ánh sáng, nhiệt ñộ và lương mưa tối ưu phụ thuộc vào loài và giống cây trồng Phần lớn cây trồng nông nghiệp ñòi hỏi ñủ ánh sáng và nhiệt ñộ trung bình cho quá trình ra hoa và thụ phấn Mưa nhiều gây ảnh hưởng tới quá trình thụ phấn, thụ tinh dẫn ñến tỉ lệ kết hạt kém Lượng mưa nhiều thuận lợi cho sự phát triển của sâu và bệnh hại, kéo dài quá trình chín, gây khó khăn cho thu hoạch và các công ñoạn khác ðiều kiện thời tiết quá nóng và khô gây ảnh hưởng xấu tới sự ra hoa của nhiều loại cây trồng, nhất là rau, quả Nhiệt ñộ quá thấp gây hại tới chất lượng hạt trong những giai ñoạn ñầu của quá trình chín Vì vậy những vùng có khí hậu khắc nghiệt thường không thích hợp cho sản xuất giống Ngược lại những vùng có nhiều ánh nắng, nhiệt ñộ lượng mưa trung bình và ñất nhẹ có ñộ phì tốt là những vùng lý tưởng ñể sản xuất hạt giống có chất lượng cao

Cách ly

Một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất giống là giảm tối thiểu khả năng thụ phấn chéo giữa các ruộng khác nhau Ruộng giống phải cách ly với ruộng bên cạnh của cây trồng cùng loài theo yêu cầu về tiêu chuẩn xác nhận giống ðiều ñó có thể thực hiện bằng khoảng cách (cách ly không gian) hoặc thời gian nở hoa khác nhau (cách ly thời gian) Khoảng cách cách ly cần thiết phụ thuộc vào từng loại cây trồng, phương thức thụ phấn và cấp hạt giống Ví dụ, khoảng cách cách ly của cây tự thụ phấn ngắn hơn cây giao phấn; cây giao phấn thụ phấn nhờ côn trùng ngắn hơn cây giao phấn thụ phấn nhờ gió ðối với số giống cây trồng, ví dụ sản xuất giống ngô lai, có thể cách ly thời gian nếu cách ly không gian không thể thực hiện ñược Các giống khác nhau ñược gieo vào những thời ñiểm khác nhau Sản xuất một lượng nhỏ hạt tác giả của một số cây trồng, có thể cách ly bằng cách bao từng hoa riêng

rẽ hoặc thu phấn nhân tạo

Khử lẫn và kiểm soát cỏ dại

Công ñoạn khử lẫn trong quá trình sản xuất giống là cơ sở ñảm bảo lô giống sản xuất

có chất lượng di truyền cao Cây lẫn là những cây khác cây ñiển hình của giống về chiều cao cây, màu sắc, kích thước và dạng lá, hay bất kỳ ñặc ñiểm nào nhận biết ñược trên ruộng giống Cây lẫn phải ñược loại bỏ hoàn toàn khỏi ruộng giống càng sớm càng tốt, trước khi cây ra hoa nhất là ñối với cây giao phấn Thông thường khữ lẫn ñược tiến hành nhiều lần trong quá trinh sinh trưởng của cây Nhổ bỏ cả những cây dị dạng, cây bị bệnh và những cây không mong

muốn Phương pháp gieo trồng phải ñảm bảo sao cho từng cây trên ruộng giống có thể quan sát và giám ñịnh cây lẫn dễ dàng

Sản xuất hạt chất lượng cao cũng ñòi hỏi kiểm soát cỏ dại trên ruộng giống ở tất cả các giai ñoạn sinh trưởng của cây Cỏ dại không chỉ làm giảm năng suất hạt mà còn là nguồn nhiễm tạp khi thu hoạch Chọn ruộng giống và thực hiện luân canh thích hợp là một biện pháp hạn chế cỏ dại

Nước và dinh dưỡng

ðảm bảo ñủ ñộ ẩm ñất/ñủ nước phù hợp với nhu cầu của từng loại cây trồng là một trong những yếu tố ñảm bảo năng suất Số lần tưới và lượng nước tưới phụ thuộc vào kết cấu ñất, lượng mưa và nhu cầu của cây Tưới nước cũng chỉ có hiệu quả cao khi cây ñược cung cấp ñầy ñủ chất dinh dưỡng ở dạng phân bón hữu cơ và vô cơ

Ruộng giống rất mẫn cảm với ñiều kiện bất lợi về ñộ ẩm ở các giai ñoạn sinh dưỡng,

ra hoa và chín ðộ ẩm không bình thường (qúa khô hoặc quá ướt) ảnh hưởng xấu tới nảy mầm, sinh trưởng và phát triển của ruộng giống

Bón ñầy ñủ và cân ñối phân ñạm, lân, kali và các chất khoáng thiết yếu khác là yếu tố căn bản ñể ñảm bảo sinh trưởng và phát triển của ruộng giống Do ñó người sản xuất giống phải nắm vững nhu cầu dinh dưỡng của từng loại cây trồng, từng giống ñể ñảm bảo dinh dưỡng hợp lý ở các giai ñoạn sinh trưởng của cây Có thể sử dụng hoặc tham khảo quy trình, quy phạm sản xuất giống ñối với từng loại và từng giống cây trồng theo tiêu chuẩn nhà nước/tiêu chuẩn ngành

Quản lý sâu bệnh hại

Kiểm soát có hiệu quả sâu bệnh hại là cần thiết ñể sản xuất hạt giống khoẻ Ngoài thiệt hại năng suất, sâu bệnh hại còn làm giảm chất lượng hạt giống, nhất là các bệnh truyền qua hạt giống sang vụ sau

Thu hoạch, phơi sấy và bảo quản

Sau khi hoàn thành các công ñoạn canh tác và chăm sóc và ruộng giống ñược chấp thuận ñể xác nhận giống, ruộng giống sẵn sàng cho khâu thu hoạch Thời ñiểm thu hoạch nhằm ñảm bảo năng suất và chất lượng hạt cao nhất có ý nghĩa cực kỳ quan trọng Hạt chín hoàn toàn vừa dễ thu hoạch lại dễ làm sạch mà hao hụt lại thấp ðộ ẩm hạt là chỉ tiêu tốt ñể ấn ñịnh thời ñiểm thu hoạch tối ưu ðộ ẩm tối ưu lại phụ thuộc vào từng loài cây, chẳng hạn ñậu tương có thể thu hoạch khi ñộ ẩm hạt là 13%, lúa mì 15% và ngô 30-35% Khi thu hoạch bằng tay hay bằng máy tránh làm tổn thương hạt

Có thể thu hoạch ruộng giống bằng phương pháp thủ công hay cơ giới, nhưng phải thận trọng tránh làm tổn thương hạt trong qua trình thu hoạch và tách hạt và giảm thiểu khả năng làm lẫn cơ giới

Phơi hạt trên nền gạch hay nền xi măng thích hợp ñể giảm ñộ ẩm và tăng khả năng bảo quản Thông thường hạt phải phơi khô nhanh ñến ẩm ñộ an toàn ñể duy trì khả năng sống

và sức sống Nếu sấy hạt bằng hệ thống sấy phải chú ý ñiều chỉnh nhiệt ñộ ñể tránh làm tổn thương hạt, giảm tỉ lệ nảy mầm

Có thể bảo quản hạt trong bao bì trong một thời gian ngắn Bao bì phải ñược ghi, ñeo nhãn phù hợp và cẩn thận Kho bảo quản phải khô ráo, mát, sạch và xử lý thuốc nếu cần thiết

3 Sản xuất giống

3.1 Sản xuất giống ở cây tự thụ phấn

Sản xuất hạt nguyên chủng từ hạt giống ñầu dòng

Giống dòng thuần (hay giống thường) của cây tự thụ phấn ñồng nhất và ñồng hợp tử Sự ñồng nhất là kết quả của quá trình chọn giống thông qua tự thụ phấn liên tục nhiều thế hệ và chọn

lọc thế hệ con của một các thể Vào thới ñiểm khảo nghiệm chính thức, giống ñã ñạt ñược mức

ñộ ñồng nhất cần thiết Việc duy trì giống trước, sau khi giống ñược công nhận và trong quá trình nhân giống là rất cần thiết ñể ñảm bảo hạt giống có chất lượng di truyền cung cấp cho người sản xuất

Hệ thống duy trì ở Việt Nam nhằm sản xuất hạt siêu nguyên chủng ñể cung cấp cho hệ thống sản xuất giống các cấp tiếp theo Duy trì ở cây tự thụ phấn thường ở dạng kiểm tra thế

hệ con (Hình 2.14 và 3.14 ), phụ thuộc vào hệ số nhân và mức ñộ giao phấn tự nhiên trong ñiều kiện khí hậu nhất ñịnh Vật liệu ban ñầu (Go) ñưa vào duy trì là hạt giống gốc (gíông tác giả hoặc siêu nguyên chủng), ñạt ñộ thuần 100%, có chất lượng gieo trồng tốt

Phương pháp duy trì gồm chọn lọc từng cây, trồng thế hệ con từng cây thành hàng hoặc ô và ñánh giá, chọn lọc ñộ ñồng nhất theo nguyên bản của giống Các dòng chọn lọc ở giai ñoạn cuối cùng của quá trình duy trì ñược thu hoạch và hỗn hợp ñể tạo ra hạt siêu nguyên chủng Thời gian chọn lọc là 2 vụ, gồm các bước sau (Hình 2.14)

Hình 2.14: Sơ ñồ duy trì và sản xuất hạt giống siêu nguyên chủng từ nguồn giống gốc

Phục tráng giống

Phục tráng giống ñược áp dụng ñối với các giống ñang trong sản xuất chưa hoặc không có hạt giống gốc thuần, giống bị thoái hoá, các giống ñịa phương Vật liệu ban ñầu có thể lấy trên ruộng sản xuất ñại trà hoặc trên ruộng cấy một dảnh sản xuất giống nguyên chủng, xác nhận, coi các ruộng này là ruộng G0 trong quá trình phục tráng ðối với lúa số cá thể ñược chọn ở ruộng G0 từ 100-150 khóm Thời gian chọn lọc phục tráng là 3 vụ gồm các bước sau (Hình 3.14)

Ruộng vật liệu ban

ñầu

Chọn cá thể

So sánh, ñánh giá dòng

Hỗn hợp hạt siêu nguyên chủng

Hạt guyên chủng

Vụ 1

G0

Vụ 2

G1

Vụ 3

G2

Hình 12.3:

Hình 3.14 Sơ ñồ phục tráng và sản xuất hạt giống siêu nguyên chủng ở lúa

3.2 Sản xuất hạt giống ở cây giao phấn

Giống thụ phấn tự do của cây giao phấn thường không ñồng nhất di truyền ở mức ñộ nhất ñịnh Sự không ñống nhất là một trong những ưu ñiểm của giống và về nguyên lý không ñược thay ñổi Chọn tạo giống thường chọn lọc có ñịnh hướng về một phía nhưng duy trì giống lại loại bỏ những dạng sai lệch về hai phía ðiều phức tạp và khó khăn ở phần lớn cây giao phấn

là tính mẫn cảm với suy thoái cận huyết, do ñó cần phải chú ý khi duy trì giống

Chon lọc hỗn hợp

Chọn lọc hỗn hợp ñược áp dụng nếu phần lớn các tính trạng có thể nhận biết trước khi ra hoa Phương pháp chọn lọc hỗn hợp có ñộ tin cậy thấp và không thể áp dụng ñể sản xuất hạt tác giả hoặc hạt siêu nguyên chủng cho nhiều thế hệ Có 3 kiểu chọn lọc hỗn hợp:

1 Chọn lọc hỗn hợp âm tính (Hình 4.14)

2 Chọn lọc hỗn hợp dương tính (Hình 5.14)

3 Chọn lọc hỗn hợp phân ô (Hình 6.14)

o o x o o o o o o

o o o o o x x o o

o o o o x o o o o

o x o o o o o o o

o o o o o o o x o

Hỗn hợp hạt

Hình 4.14: Chọn lọc âm tính

Ruộng vật liệu ban ñầu

Vụ 1

G 0

Vụ 4

G 3

Vụ 2

G 1

Vụ 3

G 2

1

Hỗn hợp siêu nguyên chủng Nguyên chủng

Ruộng vật liệu ban

ñầu

Chọn các thể

So sánh, ñánh giá dòng

So sánh, ñánh giá, nhân dòng

Loại bỏ cá thể lẫn, khác dạng

o o x o o o o o o

o o o o o x x o o

o o o o x o o o o

o x o o o o o o o

o o o o o o o x o

Hình 5.14: Chọn lọc hỗn hợp dương tính

o x

o o

o o

o x

o x

o o

o o

o o

o x

o o

x o

o o

o o

o o

o o

o o

o x

o o

o o

o o

o o

o x

o x

o o

o o

o o

x o

o o

o x

o o

o o

o x

o o

o o

o o

o o

o o

o x

o x

o o

Hình 6.14: Chọn lọc hỗn hợp phân ô

Chon lọc gia ñình nửa máu (Half-sib)

Trung tâm cải tiến lúa mì và ngô quốc tế (CIMMYT) ñã ñề xuất hệ thống duy trì ñối với giống ngô thụ phấn tự do, trong ñó các dòng nửa máu (ít nhất 500) ñược thụ phấn bằng hỗn hợp phấn của chúng (Hình 12.5) Cách làm ñó ñảm bảo khả năng chọn lọc trước khi ra hoa của cây cho phấn và giảm rủi ro suy thoái cận huyết do thụ phấn giữa các cây trong nội bộ dòng nửa máu Các dòng nửa máu sử dụng là cây cho hạt có thể sử dụng ñể chọn nghiêm khắc hơn sau khi ra hoa về những ñặc ñiểm của bắp và hạt Hệ thống duy trì này có thể áp dụng liên tục

Duy trì giống, về nguyen tắc phải duy trì biến ñộng di truyền vốn có, ñó là giá trị trung bình và phương sai của mỗi tính trạng Trong thực tế, quá trình làm thuần có thể làm giảm phương sai và chuyển dịch giá trị trung bình

Hỗn hợp hạt

Hỗn hợp

Chọn lọc cây tốt dúng giống

o o o o o o o o o o o o o o o o

Cây chọn lọc→gia ñình HS mới

Hình 12.5: Chọn lọc gia ñình nửa máu

Cây chọn lọc→gia ñình HS mới

Hình 6.14: Chọn lọc gia ñình nửa máu

4 Duy trì giống lai ở cây giao phấn

Giống lai ñồng nhất và dị hợp tử cao Bản thân giống lai không thể duy trì ñược mà chỉ duy trì bố mẹ chúng tức là các dòng tự phối (cây giao phấn hay dòng thuần ở cây tự thụ phấn) Duy trì giống phụ thuộc vào phương pháp sản xuất giống Hạt lai có thể ñược sản xuất bằng cách khử ñực, bất dục ñực nhân, bất dục ñực tế bào chất hoặc bất hợp, hoặc sử dụng cây cái hoàn toàn Dưới ñây trình bày duy trì và sản xuất hạt của các dòng tự phối bố mẹ ở ngô

i) Duy trì ñộ thuần di truyền của dòng tự phối

Duy trì hạt thuần của dòng tự phối bằng cách tự thụ phấn và thụ phấn chị em

Tự thụ phấn kết hợp với ñánh giá thế hệ con: phương pháp này có khả năng cung cấp hạt

giống thuần tốt nhất Nhược ñiểm của phương pháp là tự thụ lặp di lặp lại nhiều thế hệ có thể làm giảm sức sống của dòng

Quy trình

Vụ 1: Tự thụ phấn các cây trong dòng Thu hoạch riêng những cây có các tính trạng ñồng nhất, phân tích hạt của từng cây và giữ lại những cây có biểu hiện bên ngoài giống nhau

Vụ 2: Mỗi cây thu hoạch vụ trước ñược tròng thành hàng, tiến hành tự thụ phấn trong hàng, giữ lại các hàng có ñặc ñiểm như nhau Thu hoạch cây tự thụ riêng, kiểm tra hạt về sự ñồng nhất Giữ một phần hạt từ mỗi cây ñể ñánh giá thế hệ con ở vụ sau (vụ 3); hỗn hợp một lương bằng nhau từ mỗi cây ñể tạo ra nguồn hạt thuần

Vụ 3: Vụ 3 và các vụ tiếp theo, hạt thuần ñược sản xuất thông qua ñánh giá thế hệ con tương

tự như ở vụ thứ 2

Thụ phấn chị em: Lai cây này với cây kia trong dòng ñể duy trì dòng tự phối có ưu ñiểm là

giữ sức sống và sức sản xuất của dòng ở mức cao hơn và ít tốn kém hơn so với tự thụ phấn và ñánh giá con cái Nhược ñiểm là ñộ thuần di truyền có thể thấp hơn

Vụ 1: chọn cây ñồng nhất trước khi thụ phấn Lai cây ñã chọn với nhau bằng tay hoặc cách ly Khi thu hoạch giữ những cây ñòng nhất và hỗ hợp hạt Sử dụng một phần hạt ñể nhân, một phần khác sử dụng ñể tiếp tục duy trì

Chọn lọc

Bố

Cây cho hạt (rút cờ)

Hỗn hợp các dòng chọn lọc làm hạt SNC

Vụ 2: ở vụ 2 và các vụ sau lặp lại như vụ 1 ñể sản xuất hạt tác giả của dòng tự phối

Có thể sự dụng tự thụ và thụ phấn chị em luân phiên ñể kết hợp ưu ñiểm của cả 2 phương pháp

ii) Sản xuất lượng lớn hạt của dòng tự phối làm bố mẹ sản xuất hạt lai F1

Trong thực tế sản xuất lượng hạt lớn của các dòng không thể thực hiện nhờ thụ phấn bằng tay

Do ñó, các dòng ñược trồng cách ly và hạt sản xuất thông qua thụ phấn tự do Khử lẫn trên ruộng và thận trọng ñể tránh lẫn cơ giới trong khi thu hoạch, vận chuyển, làm sạch, ñóng gói

iii) Sản xuất hạt của mẹ bất dục ñực

Lượng lớn hạt của dòng A ñựợc sản xuất trong ñiều kiện cách ly Dòng A ñược trồng xen kẽ với với dòng B (bố) và hạt tạo thành nhờ thụ phấn tự do Hạt thu hoạch từ dòng A ñược sử dụng ñể sản xuất hạt lai, còn hạt thu hoạch từ dòng B dùng ñể tiếp tục sản xuất hạt của dòng A

ở các vụ sau

Hạt của bố mẹ hữu dục, hoặc Nrfrf hay RfRf ñược sản xuất với khối lượng lớn bằng cách trồng cách ly và cho thụ phấn tự do

5 Duy trì giống lai ở cây tự thụ phấn

5.1 Duy trì dòng bố mẹ

Nhân dòng bố mẹ của các giống ưu thế lai không sử dụng bất dục ñược thực hiện như quy trình duy trì và quy trình phục tráng Những giống ưu thế lai sử dụng dòng bất dục quy trình nhân duy trì và phục trang giống phụ thuộc vào ñặc ñiểm của dòng bất dục Ví dụ nhân duy trì dòng bố mẹ khi sử dụng bất dục ñực di truyền tế bào chất ( CMS) trong sản xuất hạt giống lúa lai hệ 3 dòng minh họa trong sơ ñồ ( hình 7.14)

Biểu hiện sự thoái hoá của dòng A

Phân ly về kiểu hình, thời gian sinh trưởng, số lá trên thân chính và suy giảm các tính trạng kinh tế, nông sinh học

Hoàn toàn giảm sút về mức ñộ bất dục của cây mẹ

Giảm sút về khả năng kết hợp nên năng suất hạt lai F1 thấp

Xuất hiện cây bán bất dục trong dòng A

Tập tính nở hoa mộ số cây A không tốt, thời gian nở hoa của cây A kéo dài không tập trung

Tỷ lệ hoa không mở tăng, tỷ lệ nhô vòi nhuỵ của hoa A giảm

Tỷ lệ trỗ không thoạt của cây A tăng

Sự thoái hoá của dòng duy trì ( B) và dòng phục hồi (R)

Tương tự như dòng a, dòng B và dòng R cũng có hiện tượng thoái hoá

Sự thoái hoá của dòng B và R biểu hiện và nguyên nhân giống như lúa thuần tuy nhiên

có một số biểu hiện khác như:

Giảm khả năng phục hồi tính bất dục của dòng R và khả năng duy trì của dòng B

Lượng phấn giảm

Biểu hiện sự thoái hoá trên ruộng lúa lai F1

ðộ ñồng ñều quần thể kém

Tỷ lệ ñậu hạt thấp, tỷ lệ lép cao

Khả năng chống chịu giảm sút

Năng suất cây lai giảm dẫn ñến hiệu ứng UTL giảm

Duy trì những dòng A,B,R ñã phục tráng và mới chọn tạo do tác giả cung cấp theo những kỹ thuật ñặc thù ñảm bảo dòng A ñúng nguyên bản, bất dục hoàn toàn và có UTL khi