ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC

Để tạo giống mới thì trước hết phải có nguồn biến dị di truyền: biến dị tổ hợp, đột biến và DNA tái tổ hợp.Sau đó, sử dụng các phương pháp chọn ra các tổ hợp gen mong muốn → đưa chúng về

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC

Để tạo giống mới thì trước hết phải có nguồn biến dị di truyền: biến dị tổ hợp, đột biến và DNA tái tổ hợp.

Sau đó, sử dụng các phương pháp chọn ra các tổ hợp gen mong muốn → đưa chúng về trạng thái đồng hợp tử (thuần chủng)

CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ

CÂY TRỒNG

QUI TRÌNH CHỌN GIỐNG GỒM CÁC BƯỚC

Tạo nguồn nguyên liệu

Chọn lọc, đánh giá chất lượng giống

Đưa giống tốt ra sản xuất đại trà.

I.NGUỒN NGUYÊN LIỆU CHO TẠO GIỐNG

Nguồn gen tự nhiên Nguồn gen nhân tạo

+ Là nguồn gen được sưu tập

trong tự nhiên về một giống

vật nuôi cây trồng nào đó →

bộ sưu tập giống

+ Ở cây trồng, bộ sưu tập là

các chủng địa phương hoặc

các dạng ở các trung tâm

phát sinh giống cây trồng

+ Việc lai giống và gây đột biến tạo ra nguồn nguyên liệu cho

chọn giống- nguồn gen nhân

tạo hay ngân hàng gen + Ngân hàng gen về lúa là Viện

nghiên cứu lúa quốc tế IRRI

Thuyết trung tâm phát sinh cây trồng được nêu lên bởi VAVILOV (1935)

(4) Trung tâm Nam Á (5) Trung tâm Trung Á (6) Trung tâm Tây Á

(9) Trung tâm châu Phi

(7) Trung tâm Địa trung hải (8) Trung tâm châu Âu - Xibêri

(10) Trung tâm Trung Mỹ (11) Trung tâm Nam Mỹ (12) Trung tâm Bắc Mỹ

II TẠO GIỐNG THUẦN DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP

Cơ chế

Quy trình

- Tạo các dòng thuần chủng,

- Lai giống,

- Chọn lọc những tổ hợp gen mong muốn,

- Cho tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết tạo ra giống thuần,

- Nhân giống thuần chủng

Các gen nằm trên các NST khác nhau sẽ phân li độc lập tạo tổ hợp gen mới

1 Lai tạo dòng thuần

Cách tiến hành:

- Cho tự thụ phấn hoặc cho giao phối gần

- Lai các dòng thuần với nhau rồi chọn lọc ra tổ hợp gen mong muốn

AABBcc x aabbCC

AaBbCc AABBCC AABbCC AAbbCC AaBbCC AabbCC aaBBCC AaBbCC AABBCC AABbCC AAbbCC

AAbbCC

AAbbCC AAbbCC

AabbCC aabbCC

Giống lúa Peta Giống lúa Dee-geo woo-gen

Giống lúa IR8

x Takudan

IR 22

CICA4 x

Một phần trong sơ đồ tạo giống lùn năng suất cao

Giống lúa Dee-geo

woo-gen

Giống lúa IR8

Thu hoạch giống lúa IR8

2 Tạo giống có ưu thế lai cao

Khái niệm ưu thế lai.

Bố Mẹ

CON LAI F1

Bắp lai có năng suất cao

Mẹ: Lợn Ỉ Bố: Lanđrat

X

Lợn Ỉ lai

Cơ sở di truyền của ưu thế lai.

P: AA BBCC x aabbcc

F1: AaBbCc → vượt trội so với P

- Giả thuyết siêu trội

Khi ở trạng thái dị hợp về nhiều cặp gen, con lai có được kiểu hình vượt trội nhiều mặt so với bố mẹ ở trạng thái đồng hợp

Sự tác động giữa hai gen khác nhau về chức phận của cùng một lôcut → hiệu quả bổ trợ mở rộng phạm vi biểu hiện của tính trạng

Phương pháp tạo ưu thế lai.

Tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau.

Lai các dòng thuần chủng để tìm tổ hợp lai có ưu thế lai cao nhất.

Dòng

A

Dòng B

Ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1, sau đó giảm dần qua các thế hệ vì tỉ lệ dị hợp tử giảm còn tỉ lệ đồng hợp tăng lên, trong đó các gen lặn có hại được biểu hiện

Ưu thế lai giảm dần qua các thế hệ vì:

 F1: 1 tạ/10 tháng tuổi Tỉ

lệ nạc > 40%

Thành tựu ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam.

Các giống lúa lai

III TạO GIốNG BằNG PHƯƠNG PHáP GÂY đột biến

cơ sở khoa học của việc gây đột biến

để tạo giống mới

- Mỗi một kiểu gen nhất định của giống chỉ cho một năng

suất nhất định

- Mỗi giống cụ thể sẽ cho một năng suất tối đa nhất định

trong điều kiện canh tác hoàn thiện nhất Mỗi giống có một mức trần về năng suất

- Để có năng suất cao hơn mức trần hiện có của giống, cần

gây đột biến bằng việc sử dụng các tác nhân vật lí và hoá học, làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật, chọn lọc

từ các thể đột biến những cá thể có đặc tính mong muốn

Bước 1: Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến

Gây đột biến

Tác nhân vật lí

Tác nhân hóa học

Tia tử ngoạiTia phóng xạSốc nhiệt

5 BUEMSNMUAcridinConsixin

Tác nhân vật lí

Tia phóng xạ Tia tử ngoại Sốc nhiệt

Cơ chế

tác dụng Tia phóng xạ - xuyên sâu -xuyên qua mô sống, tác động

trực tiếp ADN, ARN hoặc gián tiếp qua phân tử nước Gây đột biến gen, đột biến NST

Tia tử ngoại – không xuyên sâu - tác dụng kích thích không gây ion hóa Gây đột biến gen (chủ yếu)

Tăng giảm nhiệt độ môi trường đột ngột, cơ chế nội cân bằng không kịp khởi động, gây chấn thư

ơng bộ máy di truyền Gây đột biến gen và đột biến số lượng NST

Hạt khô, hạt đang nảy mầm đỉnh sinh trưởng của thân, cành

Hạt phấn, bầu nhụy

Chiếu tia với cư

ờng độ và liều lư

ợng thích hợp: Vi sinh vật, bào tử, hạt phấn

T¸c nh©n hãa häc

5 BU : 5 Brom uraxin

EMS : Etyl metal sunphonat

NMU : nitrozo metyl ure

5 BU gây đột biến thay thế cặp A –T thành G – X

G

║ X Tái bản Tái bản Tái bản

Tác nhân hóa học

EMS (NMU) gây đột biến thay thế

cặp G – X bằng cặp T – A hoặc X - G

Tác nhân hóa học

Thay thÕ cÆp G - X thµnh X-

G hoÆc T

- A

Thay thÕ cÆp G - X thµnh X-

G hoÆc T

- A

Thªm hoÆc mÊt mét cÆp nucleotit

Dïng hãa chÊt ë tr¹ng th¸i h¬i

Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến

Gây đột biến

Tác nhân vật lí

Tác nhân hóa học

Tia tử ngoạiTia phóng xạSốc nhiêt

5 BUEMSNMUAcridinConsixin

Chú ý: Cường độ, liều lượng và thời gian xử lí

tác nhân lí hóa phải tối ưu để tránh làm giảm

sức sống của thể đột biến

B ướ c 2

Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hỡnh mong muốn

Nhận biết thể đột biến:

Căn cứ vào dấu hiệu đặc trưng của giống ban đầu

đã bị biến đổi để nhận biết thể đột biến – tách riêng

1 2

Chủng vi khuẩn đột biến có khả năng

kháng thuốc kháng sinh

Nho 2n Nho 4nNho tứ bội đột biến được tạo ra từ nho lưỡng bội

2

Các thành tựu tạo giống bằng

phương pháp gây đột biến ở Việt Nam

Tên giống Giống ban

đầu Tác nhân dùng xử lí đặc điểm thành phẩm Lúa MT1 Lúa Mộc

tuyền Tia gamma Chín sớm, thấp và cứng cây, năng suất tăng

tam bội Dâu tằm lưỡng bội Consixin Bản lá dày, năng suất cao

C©y trång tam béi

Cµ chua DT 28 – năng suÊt cao h¬n gièng ban ®Çu

Cam MËt kh«ng h¹t

Giống lỳa thơm đột biến Basmati:

Thời gian sinh trưởng 3 thỏng, hạt dài thon, đẹp, và năng suất tăng gấp 2 - 2,5 lần so với giống gốc

Cà phê đột biến cho năng suất cao hơn giống gốc

Câu 1: Nhữ ng tác nhân được sử dụng để gây đột biến nhân tạo là:

Câu 2: ột biến nhân tạo thường xuất hiện với tần số cao Đ hơn đột biến tự nhiên Nguyên nhân chủ yếu là vỡ:

A do con người chủ động tạo ra để cung cấp cho quá trỡnh chọn lọc.

B tác nhân gây đột biến thường có cường độ và liều lượng cao hơn trong tự nhiên.

C thành phần của tác nhân gây ra đột biến rất đa dạng.

D vật nuôi và cây trồng thường dễ phát sinh đột biến hơn các loài trong tự nhiên.

Câu 3: Trong chọn giống, việc gây đột biến nhân tạo

nhằm mục đích:

A tạo ra dòng thuần về một tính trạng mong muốn nào đó.

B tạo ra nguồn biến dị di truyền để cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc.

C tạo ra các kiểu hỡnh tốt, phù hợp với mục tiêu chọn lọc.

D chuyển gen mong muốn từ loài này sang loài khác.