LÝ THUYẾT MÔN CÔNG NGHỆ TRỒNG TRỌT LỚP 10
BÀI 12: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỌN, TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG
I. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG
1. Chọn lọc hỗn hợp
a.
Cách tiến hành
-
Nguyên
tắc: Chọn lọc dựa vào kiểu hình nổi trội của các cá thể trong quần thể,
thu hoạch và trộn hỗn hợp hạt lại với nhau để gieo trồng ở vụ sau.
-
Quy
trình thực hiện:
+
Vụ
1: Gieo hạt quần thể khởi đầu (1) → chọn lọc ra khoảng 10% các cây tốt nhất →
thu hoạch và trộn hỗn hợp hạt của các cây này lại.
+
Vụ
2: Gieo chung hạt đã trộn (2), trồng cạnh giống khởi đầu (1) và giống đối chứng
(3) để so sánh, đánh giá hiệu quả.
+
Vụ
3 (4, 5...): Nếu chưa đạt yêu cầu mong muốn, lặp lại chu kỳ của vụ 1 và vụ 2.
-
Đối
tượng áp dụng:
+
Cây
tự thụ phấn (lúa, cà chua, đậu nành...): thường chỉ cần áp dụng chọn lọc hỗn hợp
một lần.
+
Cây
giao phấn (ngô, bầu, dưa chuột...): thường phải áp dụng chọn lọc hỗn hợp nhiều
lần do tính trạng dễ bị phân ly, lai tạp.
Ví
dụ thực tế: Người nông dân miền Tây trồng một ruộng
lúa thơm địa phương. Khi thu hoạch, họ thấy có một số khóm lúa bông rất dài, hạt
chắc mẩy, vàng đều và không bị sâu bệnh. Họ gặt riêng những khóm tốt này, tuốt
hạt rồi trộn chung lại làm hạt giống cho mùa vụ sau. Đây chính là phương pháp
chọn lọc hỗn hợp một lần.
b.
Ưu điểm và nhược điểm
-
Ưu
điểm:
+
Quy
trình thực hiện đơn giản, dễ làm, không đòi hỏi kỹ thuật quá phức tạp, ít tốn
kém thời gian và chi phí.
-
Nhược
điểm:
+
Không
đánh giá được đặc điểm di truyền của từng cá thể riêng biệt (vì hạt bị trộn lẫn).
+
Hiệu
quả chọn lọc không cao và không triệt để so với chọn lọc cá thể.
2. Chọn lọc cá thể
a.
Cách tiến hành
-
Nguyên
tắc: Chọn các cá thể xuất sắc dựa trên kiểu hình, thu hoạch và bảo quản hạt
riêng của từng cây, sau đó gieo trồng riêng biệt thành các dòng để so sánh,
đánh giá ở vụ sau.
-
Quy
trình thực hiện:
+
Vụ
1: Gieo quần thể khởi đầu → chọn ra một vài cá thể tốt nhất → thu hoạch và bảo
quản hạt riêng biệt của từng cây.
+
Vụ
2: Gieo riêng hạt từng cây thành các dòng khác nhau → so sánh các dòng này với
giống khởi đầu và giống đối chứng.
+
Vụ
3 (4, 5...): Lặp lại chu kỳ của vụ 1 và vụ 2 cho đến khi đạt được mục tiêu giống
thuần chủng, đồng đều.
Ví
dụ thực tế: Để cải tạo một giống cà chua địa phương,
nhà khoa học chọn ra 5 cây cho quả ngọt nhất, kháng bệnh héo xanh tốt nhất. Hạt
của mỗi cây được đựng trong các túi riêng biệt đánh số từ 1 đến 5. Vụ sau, hạt
của mỗi túi được trồng thành một hàng riêng để theo dõi xem hàng nào cho quả ngọt
đều nhất, từ đó giữ lại dòng tốt nhất làm giống.
b.
Ưu điểm và nhược điểm
-
Ưu
điểm:
+
Chọn
giống nhanh đạt kết quả mong muốn.
+
Giống
mới tạo ra có độ đồng đều rất cao, năng suất ổn định lâu dài.
-
Nhược
điểm:
+
Quy
trình đòi hỏi sự tỉ mỉ, công phu, tốn nhiều công sức để theo dõi và bảo quản hạt
riêng.
+
Cần
diện tích đất gieo trồng lớn để đánh giá riêng từng dòng.
BẢNG
SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG
|
Tiêu chí |
Chọn lọc hỗn hợp |
Chọn lọc cá thể |
|
Cách thu hạt |
Thu hoạch chung, trộn lẫn hạt của các
cây được chọn. |
Thu hoạch và bảo quản riêng hạt của từng
cây. |
|
Cách gieo trồng vụ sau |
Gieo chung toàn bộ hạt thành một quần
thể lớn. |
Gieo riêng hạt từng cây thành các
dòng/hàng riêng biệt. |
|
Độ đồng đều của giống |
Thấp hơn, dễ xảy ra hiện tượng phân ly
tính trạng. |
Rất cao, giống thuần nhất và đồng đều về
kiểu hình. |
|
Độ phức tạp |
Đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn chi phí. |
Phức tạp, tốn công, cần nhiều diện tích
gieo trồng. |
II. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG
1. Tạo giống bằng phương pháp lai
a.
Tạo giống thuần chủng
-
Khái
niệm: Giống thuần chủng là giống có đặc tính di truyền đồng nhất và ổn định,
các thế hệ sau sinh ra có đặc điểm giống hệt thế hệ trước.
-
Quy
trình tiến hành:
+
Bước
1: Chọn giống hoặc dòng làm bố, mẹ.
+
Bước
2: Gieo trồng bố, mẹ sao cho hoa nở cùng lúc → khử đực ở hoa cây mẹ → lấy phấn
cây bố thụ cho hoa cây mẹ đã khử đực → thu hoạch hạt lai F₁.
+
Bước
3: Gieo trồng hạt F₁ → loại bỏ các cây dị dạng, sâu bệnh → thu hạt riêng của từng
cây còn lại thành các dòng.
+
Bước
4: Gieo hạt mỗi cây F₁ thành từng dòng riêng → đánh giá chọn cây tốt nhất → tiếp
tục tự thụ phấn qua nhiều thế hệ để thu được dòng thuần.
+
Bước
5: Đánh giá, so sánh dòng thuần chọn được với dòng đối chứng.
+
Bước
6: Khảo nghiệm và đăng ký công nhận giống mới theo quy định.
-
Thành
tựu tiêu biểu tại Việt Nam:
+
Giống
lúa thuần chủng PC6: thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, chịu rét
và kháng sâu bệnh tốt.
+
Giống
lúa thuần OM 5451: năng suất cao, chịu phèn, chịu mặn tốt, kháng rầy nâu
và đạo ôn.
+
Giống
lúa thuần LTh31: kháng đạo ôn, bạc lá, khô vằn và rầy nâu.
Ví
dụ thực tế: Giống lúa ngon nhất thế giới ST25 của kỹ
sư Hồ Quang Cua được tạo ra bằng cách lai phức hợp nhiều giống bố mẹ khác nhau,
sau đó chọn lọc qua hàng chục thế hệ tự thụ phấn nghiêm ngặt để tạo ra dòng thuần
chủng hoàn toàn ổn định về cả năng suất lẫn hương vị thơm ngon đặc trưng.
b.
Tạo giống ưu thế lai
-
Khái
niệm: Ưu thế lai là hiện tượng con lai F₁ có năng suất, sức chống chịu, phẩm chất
và khả năng sinh trưởng vượt trội hơn hẳn so với bố mẹ của chúng.
-
Quy
trình tiến hành:
+
Bước
1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền phong phú.
+
Bước
2: Cho tự thụ phấn bắt buộc qua nhiều thế hệ để tạo ra các dòng thuần bố, mẹ.
+
Bước
3: Cho các dòng thuần bố và mẹ lai với nhau.
+
Bước
4: Đánh giá, chọn lọc tổ hợp lai có ưu thế lai mong muốn tốt nhất.
+
Bước
5: Nghiên cứu quy trình sản xuất hạt lai F₁ thương phẩm.
+
Bước
6: Khảo nghiệm và đăng ký công nhận giống mới.
-
Thành
tựu tiêu biểu:
+
Giống
lúa lai LY006: năng suất vượt trội, chống chịu điều kiện bất lợi rất tốt.
+
Giống
ngô lai LYN10: chịu hạn tốt, chịu chua, ít nhiễm sâu bệnh hại.
+
Giống
cà chua lai HT25: chịu nóng tốt, kháng bệnh héo xanh và xoăn lá.
Ví
dụ thực tế: Cây ngô lai F₁ (như giống LYN10) được trồng
phổ biến ở vùng đồi núi. Cây ngô F₁ lớn cực nhanh, bắp rất to và hạt đều tăm tắp.
Tuy nhiên, nếu người dân giữ lại hạt ngô lai này để làm giống cho vụ sau (thế hệ
F₂), cây ngô sẽ bị còi cọc, bắp nhỏ và năng suất sụt giảm nghiêm trọng do các
gene trội tốt bị phân ly.
2. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến
a.
Cách tiến hành
-
Nguyên
tắc: Sử dụng các tác nhân vật lý (tia gamma, tia X, tia cực tím...) hoặc tác
nhân hóa học (EMS, colchicine...) tác động vào vật chất di truyền nhằm tạo ra
các đột biến gen, đột biến nhiễm sắc thể có lợi.
-
Quy
trình tiến hành:
+
Bước
1: Thu thập nguồn vật liệu di truyền (hạt giống, củ, mô...).
+
Bước
2: Xử lý vật liệu bằng các tác nhân gây đột biến thích hợp.
+
Bước
3: Gieo trồng và chọn lọc các cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn.
+
Bước
4: Tạo dòng thuần chủng bằng phương pháp tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.
+
Bước
5: Đánh giá các dòng đột biến theo các tiêu chuẩn quy định.
+
Bước
6: Khảo nghiệm và đăng ký công nhận giống mới.
Ví
dụ thực tế: Giống táo "Má hồng" ở Việt Nam
được tạo ra bằng cách chiếu xạ (gây đột biến) vào mắt ghép của giống táo Gia Lộc
cũ. Kết quả tạo ra giống táo mới có quả to hơn, khi chín có một bên má màu hồng
đẹp mắt, vị ngọt đậm đà và kháng sâu bệnh rất tốt.
b.
Một số thành tựu
-
Giống
táo má hồng: quả to, ngọt thơm, chịu sâu bệnh, năng suất cao.
-
Giống
lạc LDH.10: năng suất cao, chịu hạn khá, kháng tốt với bệnh héo xanh do
vi khuẩn.
-
Giống
đậu tương DT84: năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, thích ứng rộng với
nhiều vùng đất khác nhau.
3. Tạo giống bằng công nghệ gene
a.
Cách tiến hành
-
Khái
niệm: Công nghệ gene là phương pháp chuyển một đoạn gene mong muốn từ sinh vật
này sang hệ gene của sinh vật khác để tạo ra sinh vật biến đổi gene (GMO) mang
tính trạng mới có lợi.
-
Quy
trình tiến hành:
+
Bước
1: Chuẩn bị sinh vật/tế bào cho gene và sinh vật/tế bào nhận gene.
+
Bước
2: Tách/thu nhận gene cần chuyển bằng kỹ thuật cắt enzyme phù hợp.
+
Bước
3: Gắn gene cần chuyển vào thể truyền (như plasmid của vi khuẩn) hoặc công cụ
chuyển gene.
+
Bước
4: Chuyển gene vào tế bào hoặc cơ thể nhận.
+
Bước
5: Chọn lọc các tế bào hoặc cơ thể đã nhận và biểu hiện thành công gene chuyển.
+
Bước
6: Đánh giá, khảo nghiệm và đăng ký công nhận giống mới.
Ví dụ thực tế: Giống ngô chuyển gene kháng sâu (như giống NK66BT) được tích hợp một gene đặc biệt từ vi khuẩn đất Bacillus thuringiensis. Gene này giúp cây ngô tự sản sinh ra một loại protein có khả năng diệt trừ sâu đục thân khi chúng ăn lá ngô, giúp nông dân không cần phải phun thuốc trừ sâu hóa học độc hại cho môi trường.
b.
Một số thành tựu
-
Giống
lúa vàng (Golden Rice): được chuyển gene tổng hợp \beta-carotene (tiền
chất của Vitamin A), giúp giải quyết nạn thiếu vitamin A, mù lòa ở các nước
nghèo.
-
Giống
ngô NK66BT: kháng sâu hại vượt trội.
- Giống đậu tương Roundup Ready: năng suất cao, kháng tốt thuốc diệt cỏ glyphosate.