Xem mẫu
- CHƯƠNG 7:
NGUYÊN LÝ CƠ B N C A K THU T S N XU T H T GI NG
CÂY TR NG
T nh ng năm cu i nh ng năm 1950 các h t gi ng cây tr ng ch t lư ng cao ñã
ñư c ph bi n r ng rãi trong s n xu t. Kèm theo nó là công c canh tác c i ti n,
phân bón, phương pháp phòng tr c d i , sâu b nh ñã t o ra cu c cánh m ng trong
s n xu t nông nghi p. Công ngh s n xu t h t gi ng ñóng m t vai trò quan tr ng
trong cu c cách m ng này. S n xu t h t gi ng ñã giúp tăng nhanh s lư ng, ñ m
b o ch t lư ng, duy trì ngu n gen hi n có ho c m i t o ra và tho mãn s lư ng h t
gi ng cho nhu c u ngày càng tăng c a nông dân. H t gi ng là m t v t li u s ng có
nh ng yêu c u ñ c thù, do v y s n xu t c n d a trên nh ng nguyên lý khoa h c ñ
nâng cao năng su t và ñ m b o ch t lư ng h t gi ng.
7.1 Khái ni m và vai trò c a s n xu t h t gi ng và nhân gi ng
7.1.1 Khái ni m
S n xu t h t gi ng là t o và thu ho ch h t hay cây con t nh ng th c li u th c v t
nh m m c ñích phân ph i, c t tr và kinh doanh. Quá trình s n xu t s d ng k
thu t ñ c thù ñ gi nguyên ñư c ki u gen c a th c li u g c, có s c s ng, s c kh e
và giá tr gieo tr ng t t, cho năng su t cao th h sau.
7.1.2 Vai trò c a s n xu t gi ng
7.1.2.1 B o t n ki u gen hi n có hay ki u gen m i t o ra
S n xu t h t gi ng c a các cây tr ng hay th c li u th c v t hi n có như cây hoang
d i, gi ng ñ a phương, gi ng t o thành cung c p cho nghiên c u ho c s n xu t
thương ph m. Quá trình nhân tăng s lư ng h t chính là quá trình s n xu t h t
gi ng, trong các th h nhân nh ng k thu t cơ b n c a s n xu t h t gi ng ñư c áp
d ng ñ gi nguyên ki u gen. Chính vì th s n xu t h t gi ng có vai trò b o t n ki u
gen cho s d ng lâu dài, góp ph n ña d ng ngu n gen th c v t.
7.1.2.2 Duy trì gi ng
Duy trì ñư c áp d ng v i gi ng cây tr ng ñã có h t gi ng tác gi ho c siêu nguyên
ch ng. Quy trình s n xu t duy trì c p gi ng này và cung c p h t cho s n xu t các
c p th p hơn như h t nguyên ch ng, xác nh n.
7.1.2.3 Ph c tráng gi ng
Gi ng cây tr ng sau m t s l n nhân không có ch n l c ho c do nhi u nguyên nhân
khác d n ñ n sai l ch di truy n so v i gi ng g c g i là hi n tư ng thoái hoá gi ng.
S n xu t h t gi ng s d ng phương pháp khác nhau ñ ñưa tr l i ñúng nguyên b n
ban ñ u c a ngu n gen g i là ph c tráng gi ng.
109
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- 7.2 Phương th c sinh s n và s n ñ nh di truy n tương ñ i c a gi ng
7.2.1 Phương th c sinh s n
D a trên phương th c sinh s n, cây tr ng có th phân thành 3 nhóm chính: Nhóm
cây t th ph n, nhóm cây giao ph n và nhóm cây sinh s n vô tính.
+ Nhóm cây t th ph n chuy n ph n t bao ph n ñ n ñ u nh y cái trong cùng
m t hoa hay cùng m t cây. Qu n th n ñ nh qua các l n nhân n u ñ m b o t
th ph n hoàn toàn, yêu câu qu n th khi nhân gi ng không l n ch c n s cây
t i thi u ñ ñ m b o ña d ng di truy n, kho ng cách chác ly nh hơn cây giao
ph n
+ Cây giao ph n là ph n ñư c th cho nh y hoa khác c a cùng m t cây hay khác
cây quá trình giao ph n này nh các tác nhân th ph n như gió, côn trùng hay tác
ñ ng c a con ngư i. Cây giao ph n n ñ nh qu n th n u ñ m b o t do th ph n
hoàn toàn và t h p cân b ng gen c a qu n th . N u t ph i hay qu n th quá
nh d n ñ n c n ph i và suy thoái, bi u hi n suy gi m s c s ng và xu t hi n các
tính tr ng l n và gây h i. Như v y s n xu t gi ng cây giao ph n c n qu n th
l n ñ m b o m c ñ ña d ng di truy n cao (ña d ng c a cùng gi ng). S n xu t
gi ng cây giao ph n cũng ph i tránh giao ph n v i các gi ng khác trong cùng
loài ho c khác loài ñ duy trì ñúng ki u gen hi n có.
+ Cây sinh s n vô tính khi s n xu t gi ng c n tránh nguyên nhân làm suy thoái di
truy n như nhi m b nh, ñi u ki n canh tác và k thu t nhân gi ng
7.2.2 S n ñ nh tương ñ i c a gi ng
Gi ng cây tr ng là m t t p h p nh ng cá th có cùng ngu n g c, cùng ki u gen vì
v y tương ñ i ñ ng nh t v ki u hình như hình thái, màu s c và các ñ c ñi m nông
sinh h c khác. Nói cách khác gi ng n ñ nh tương ñ i v m t di truy n, năng su t,
ph m ch t, kh năng thích ng và ch ng ch i qua các th h nhân. Tính n ñ nh c a
gi ng bi u hi n nhi u tính tr ng nhưng nh ng ñi m cơ b n là:
n ñ nh tương ñ i v hình thái : hình thái chi u cao, th i gian sinh trư ng,
-
chi u cao ñóng b p, màu s c thân lá, màu s c h t…
n ñ nh tương ñ i v năng su t: tính tr ng năng su t do nhi u y u t tác ñ ng
-
ñ n, m t s y u t tương ñ i n ñ nh như kh i lư ng 1000 h t, ñ l n c a h t, s
qu trên cây, kh i lư ng qu …
n ñ nh v ph m ch t ch t lư ng: như hàm lư ng các ch t dinh dư ng ñư ng,
-
protein, amylose…
S n ñ nh c a gi ng ki u gen quy t ñ nh, tuy nhiên cũng b tác ñ ng c a ñi u ki n
môi trư ng. Tùy theo m c ñ ph n ng c a ki u gen v i môi trư ng mà m c ñ
thay ñ i ki u hình khác nhau.
7.2.2.1 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây t th ph n
C u t o c a cơ quan sinh s n là nh y và nh thư ng trong cùng m t hoa (hoa lư ng
tính), nh y thư ng có v trí th p hơn nh ñ quá trình nh n ph n thu n l i, hoa c u
t o thư ng nh , không màu s c, mùi v . K t qu quá trình t th ph n là h t ñ duy
trì nòi gi ng và cũng chính là v t li u làm gi ng. Ch t lư ng c a ngu n v t li u này
110
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- ph thu c vào ñ thu n, s c s ng và s c kho c a h t, quá trình t th ph n hoàn
toàn quy t ñ nh ñ thu n di truy n c a qu n th gi ng. M c ñ ng nh t, n ñ nh c a
qu n th cây t th ph n t th h này qua th h khác là do t th ph n hoàn toàn,
n u giao ph n tr ng thái n ñ nh di truy n b phá v . Do v y s n xu t gi ng cây
t th ph n c n quan tâm ñ n k thu t ñ m b o cho qu n th t th ph n hoàn toàn
ð ng thái di truy n qu n th cây t th ph n luôn luôn có xu hư ng tr v tr ng thái
ñ ng h p n u t th ph n nghiêm ng t.
Ví d : qu n th F1 là lai gi a hai b m có ki u gen AA và aa có tr l d h p 100%
nhưng nh ng th h ti p theo n u t th ph n, s cá th
x
P1; P2 AA aa D h p(%) ð ng h p(%)
F1 Aa 100 0
F2 AA 2Aa aa 50 50
F3 4AA 2AA 4Aa 2aa 4aa 25 75
t n xu t d h p = (1/2)n
N hư v y
t n xu t ñ ng h p = ( 1 - 1/2 )n
S cá th ñ ng h p tăng d n qua các th h t th ph n, là ñi u ki n n ñ nh c a
qu n th cây t th ph n
7.2.2.2 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây giao ph n
Cây giao ph n là m t qu n th giao ph i hoàn toàn t do và ng u nhiên, nó có th
nh n ph n và cho ph n hoa khác, cây khác và th m chí ngay c a chính nó. Quá trình
này có th nh tác nhân th ph n là gió hay côn trùng. C u t o hoa c a cây giao
ph n có nh ng ñ c ñi m ñ c thù như hoa l n, màu s c s c s , có mùi thơm hay túi
m t, nh y và nh y không chín cùng th i ñi m phù h p v i giao ph n. Qu n th cây
giao ph n n ñ nh di truy n t th h này qua th h khác là do giao ph n và tr ng
thái cân b ng di truy n ñư c Hardy Weinberg (Hardy 1908 và Weinbrg 1909)
"Gen và t n su t kiê gen trong m t qu n th mendel là m t h ng s t th h
này sang th h khác , n u không có ch n l c, ñ t bi n, l n t p hay thay ñ i ng u
nhiên"
M i cây có cơ h i cho ph n và nh n ph n như nhau (ngang b ng ) do v y n ñ nh di
truy n khi giao ph i v i qu n th l n và khi t n xu t ki u gen không thay ñ i t th
h này qua th h khác qu n th ñó g i là qu n th tr ng thái cân b ng di truy n
Hardy Weinberg xác ñ nh b ng phương trình :
p2 + 2p ( 1 - p ) + ( 1 - p)2
p là t n xu t c a 1 allen và 1 - p là t n xu t c a 1 allen khác. T ng t n xu t c a 2
allen = 1, n u g i ki u gen khác là q ta có phương trình p2 + 2pq + q2
Ví d minh h a : Gi s m t qu n th cây giao ph n có 4 b m , trong ñó 2 có ki u
gen Bb và 2 có ki u gen BB như v y t n xu t ki u gen B = 6:8 = 0,75 và b = 2 : 8 =
111
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- 0,25. Qu n th tr ng thái cân b ng Hardy Weinberg thì có t n xu t ki u gen như
sau :
( 0,75)2 + 2(0,75)(0,25) + (0,25)2 = 0.56 + 0.38 + 0.06
Ch ng minh qu n th trên n ñ nh tr ng thái cân b ng gen và t n su t ki u gen qua
m t th h n u qu n th t do th ph n hoàn toàn. Trư ng h p th nh t n u 4 b m
trên ch th c hi n m t chi u cho ph n hay nh n ph n, gen và t n su t ki u gen s là
0,54 + 0,42 + 0,04 chưa tr v tr ng thái ban ñ u.
BB Bb bb
Bb1 x Bb2 1 2 1
Bb1 x BB1 2 2
Bb1 x BB2 2 2
Bb2 x BB1 2 2
Bb2 x BB2 2 2
BB1 x BB2 4
T ng 13 10 1
0.54 0.42 0.04
T n xu t ki u gen
Trư ng h p th 2: n u ñ m b o tr do th ph n hoàn toàn bao g m c thu n, ngh ch
và t th ph n s có t n xu t như sau:
BB Bb bb
6 t h p lai thu n trên 13 10 1
6 t h p lai ngh ch c nó 13 10 1
T th ph n Bb1 1 2 1
T th phân c a Bb2 1 2 1
T th ph n c a BB1 4
T th ph n c a BB2 4
T ng 36 24 4
T n xu t ki u gen 0.56 0.38 0.06
T n su t trên là ñúng v i tr ng thái cân b ng Hardy Weinberg c a qu n th 4 b
m ban ñ u. Ch ng t qu n th cây giao ph n n ñ nh di truy n qua các th h nhân
n u hoàn toàn t do th ph n. ðây là m t nguyên lý r t cơ b n cho k thu t s n xu t
h t gi ng th ph n t do cây giao ph n
7.2.2.3 Phương th c sinh s n và ñ ng thái di truy n qu n th cây sinh s n vô
tính sinh dư ng
Cây sinh s n vô tính có hai nhóm là hoàn toàn sinh s n vô tính sinh dư ng như
chu i, d a, hành, t i, hoàng tinh, hoàng ñao... và nhóm v a có kh năng sinh s n
h u tính v a có kh năng sinh s n vô tính như cây ăn qu , khoai lang, khoai tây. B
ph n nhân gi ng là c , thân gi , m t, cành, thân ng m, ño n cành, r , lá..ñ c thù c a
các loài cây sinh s n vô tính qu n th là ñ ng nh t t th h này qua th h khác.
Nh ng cây ñư c nhân ra t cây m ban ñ u g i là m t dòng vô tính có ki u gen
112
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- gi ng cây m . Nh ng tác ñ ng d n ñ n suy thoái nhân gi ng vô tính sinh dư ng có
th x y ra như sau:
Do nhi m b nh trong quá trình s n xu t hay nhân gi ng
S không ñ ng nh t v ki u hình khi nhân nh ng pha khác nhau c a cây m
Do môi trư ng s n xu t và nhân gi ng không phù h p d n ñ n suy thoái
7.3 S thoái hoá gi ng
7.3.1 Nh ng bi u hi n c a s thoái hoá
S thay ñ i v hình thái, năng su t, ch t lư ng s n ph m và kh năng ch ng ch u
theo xu hư ng x u c a gi ng cây tr ng sau m t s l n nhân g i là hi n tư ng thoái
hoá gi ng. S thoái hoá x y ra t t c các loài và gi ng cây tr ng, trên c tính tr ng
s lư ng, ch t lư ng và ch ng ch u.
7.3.2 Nguyên nhân thoái hoá gi ng
Nguyên nhân gây thoái hóa gi ng chia thành 6 nhóm chính:
- L n cơ gi i
- L n sinh h c
- ð t bi n t nhiên
- Hi n tư ng phân ly
- S tích lu b nh
- ði u ki n gieo tr ng không phù h p
7.3.2.1 L n cơ gi i
L n cơ gi i là l n gi ng s n xu t v i gi ng khác x y ra trong quá trình s n xu t, thu
ho ch, ch bi n và b o qu n. ðây là m t nguyên nhân nguy hi m d n ñ n thoái hoá
gi ng ñ c bi t khi l n h th ng và h s nhân c a gi ng l n l n hơn h s nhân c a
gi ng cơ b n.
Ví d : l n cơ gi i 1 l n và gi ng l n có h s nhân (HSN) th p hơn gi ng cơ b n,
gi s HSN c a gi ng cơ b n = 10, gi ng l n = 8, s h t gi ng cơ b n ban ñ u là
1000 h t, h t gi ng khác l n trong lô h t gi ng là 2. T l l n cơ gi i qua 4 l n nhân
như sau
B ng 7.1: T l l n qua các l n nhân trư ng h p l n 1 l n
S l n gieo S ht T l l n( %)
Gi ng cơ b n G i ng l n
B tñ u 1000 2 0,20
L n nhân th nh t 10.000 16 0,16
L n nhân th 2 10.0000 128 0,13
L n nhân th 3 1.000.000 1024 0,10
L n nhân th 4 10.000.000 8192 0,08
N u l n 1 l n mà h s nhân c a gi ng l n nh hơn gi ng cơ b n thì t l l n gi m
d n, nhưng l n h th ng v n gây thoái hóa gi ng nghiêm tr ng. Công th c tính t l
l n l n nhân th n ñư c tính b ng công th c sau:
Zn = Z + Zk + Zk2 + Zk3 + Zk4 +...Zkn
Trong ñó: Zn là t l l n l n th n (%)
113
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- Z là t l l n h th ng (% )
k là bi u di n t l h s nhân c a gi ng l n so v i gi ng cơ b n
7.3.2.2 L n sinh h c
L n sinh h c do các ly không ñ m b o, gi ng cơ b n nh n ph n c a các gi ng khác,
loài khác trong khu v c s n xu t d n ñ n phân ly t o ra các cá th khác d ng l n
nhân ti p theo. L n sinh h c x y ra c v i cây t th ph n và cây giao ph n nhưng
cây giao ph n gây ra thoái hóa nhanh và nghiêm tr ng hơn.
7.3.2.3 ð t bi n t nhiên
Cây tr ng trên ñ ng ru ng ch u nh hư ng c a môi trư ng, nh ng tác nhân c a môi
trư ng như b c x , thay ñ i ôn ñ , nhi t ñ ñ t ng t… gây ra các ñ t bi n t nhiên
7.3.2.4 Hi n tư ng phân ly
Nh ng gi ng cây tr ng, dòng b m ñư c ch n l c t o thành t ngu n v t li u gây
bi n d b ng lai, ñ t bi n…nhưng không th ch n ñ ng h p trên t t c các c p gen.
Vì v y trong quá trình gieo tr ng nhưng c p gen d h p ti p t c phân ly gây ra thoái
hóa gi ng.
7.3.2.5 Tích lũy b nh
Tích lũy b nh là nguyên nhân thoái hóa gi ng, ñ c bi t b nh virus. S n xu t gi ng
m t loài cây tr ng trên m t khu ñ t trong nhi u v , nhi u năm d n ñ n tăng m c ñ
b nh gây ra thoái hóa gi ng. ði n hình thoái hóa gi ng do nguyên nhân tích lũy
b nh cây h cà, cây h th p t .
7.3.2.6 K thu t s n xu t không phù h p
ði u ki n s n xu t không phù h p gây thoái hóa gi ng thông qua ch t lư ng h t
gi ng kém, thay ñ i di truy n hay nhi m b nh
7.3.3 Bi n pháp kh c ph c thoái hóa gi ng
ð kh c ph c hi n tư ng thoái hóa gi ng c n áp d ng các k thu t s n xu t ti n b
và ñ c thù cho m i loài cây tr ng. Nh ng bi n pháp chung ñư c tóm t t trong b ng
sau:
B ng 7.2 Nguyên nhân thoái hóa gi ng và bi n pháp kh c ph c
Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c
1. L n c ơ gi i 1. Có khu s n xu t gi ng riêng
2. V sinh d ng c , máy móc, ñ ng ru ng,
sân phơi, nhà kho và d ng c ch a trư c
khi s n xu t
3. Lo i b cây khác d ng, h t khác d ng
2. L n sinh h c 4. Cách ly theo ñúng quy ñ nh
5. Kh b cây khác d ng
3. ð t bi n t nhiên 6. S n xu t trong ñi u ki n, mùa v phù
hp
7. Lo i b cây khác d ng
4. Phân ly 8. Lo i b cây khác d ng
5. Do tích lũy b nh 9. Luân canh cây tr ng
114
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- 10. Thay ñ i khu v c s n xu t
11. V sinh ñ ng ru ng
12. Áp d ng k thu t IPM
6. Do K thu t s n xu t 13. Áp d ng k thu t t i ưu ñ i v i loài cây
h t gi ng tr ng khi s n xu t h t gi ng
7.4- Các c p h t gi ng
Các c p h t gi ng là m t lĩnh v c liên quan ñ n lu t gi ng cây tr ng, tiêu chu n
ph m c p, k thu t và phương pháp ki m nghi m ñ c p ch ng ch c p h t gi ng.
Nh ng v n ñ này ñư c trình bày t i chương ki m nghi m c p ch ng ch h t gi ng.
7.4.1 H th ng các c p h t gi ng Vi t Nam
1) Dòng (line): Là qu n th nh ñư c hình thành t m t t p h p các cây sinh ra
t m t qu , m t bông, h t c a dòng nhân theo quy trình quy ñ nh v i m i
gi ng và loài cây tr ng. H t c a dòng cũng có các c p h t như h t gi ng.
2) Gia ñình (Family): Là m t qu n th ñư c b t ngu n t m t dòng, h t gi ng
c a các gia ñình ñư c nhân theo tiêu chu n gi ng h n h p, gi ng nhi u dòng
3) H t gi ng tác gi ( Breeder seed) còn g i là h t gi ng g c: Là h t gi ng do tác
gi ch n t o gi ng s n xu t, ñ t tiêu chu n ch t lư ng theo quy ñ nh c a TCN
ho c TCVN.
4) H t siêu nguyên ch ng (Pre-basic seed): Là lô h t gi ng nhân ra t gi ng tác
gi ho c ph c tráng t h t gi ng s n xu t, ñ t tiêu chu n ch t lư ng theo quy
ñ nh c a TCN ho c TCVN..
5) H t nguyên ch ng (Basic seed): Là lô h t ñư c nhân ra t lô h t siêu nguyên
ch ng theo quy trình k thu t ñư c quy ñ nh c a B Nông nghi p và phát
tri n nông thôn và ñ t tiêu chu n quy ñ nh c a TCN ho c TCVN..
6) H t xác nh n (Certified seed) : Là lô h t ñư c nhân ra h t nguyên ch ng theo
quy trình k thu t ñư c quy ñ nh c a B Nông nghi p và phát tri n nông thôn
và ñ t tiêu chu n quy ñ nh c a TCN ho c TCVN..
7) H t gi ng lai F1 : (Hybrid seed F1): Là h t gi ng c a các t h p lai gi a các
dòng b m ñã ñư c công nh n gi ng, tuân th quy trình s n xu t h t gi ng
lai và ñ t tiêu chu n ph m c p quy ñ nh theo TCN ho c TCVN.
7.4.2 H th ng các c p h t gi ng trên th gi i
Theo hi p h i các cơ quan xác nh n gi ng Hoa Kỳ h t gi ng ñư c phân làm 4 c p
như sau :
1) H t gi ng tác gi (Breeder seed) ñư c s n xu t dư i s giám sát tr c ti p c a
tác gi gi ng và ñ m b o tính xác th c c a gi ng.
2) H t gi ng nguyên ch ng (Foundation seed) là th h nhân ñ u tiên t h t
gi ng tác gi . Nó ñư c s n xu t t i các cơ quan hay cá nhân s n xu t gi ng
nguyên ch ng dư i s giám sát c a cơ quan có ch c năng s n xu t gi ng
nguyên ch ng.
115
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
- 3) H t gi ng ñăng ký (Register seed) ðây là h t gi ng ñư c nhân t gi ng
nguyên ch ng nh m tăng lư ng h t gi ng trư c khi s n xu t gi ng xác nh n.
c p h t gi ng này chưa có m c ñích ñưa ra s n xu t.
4) H t gi ng xác nh n (Certified seed) ðư c nhân ra t gi ng nguyên ch ng
hay g ng ñăng ký. Nhân s lư ng l n ñưa ra s n xu t.
Hình 7.1 Các c p h t gi ng c a Hoa Kỳ
Hi p h i gi ng và h t gi ng Châu Âu quy ñ nh theo 3 c p là h t gi ng tác
gi (Breeder’s seed ), h t gi ng nguyên ch ng (Foundation seed ) và h t gi ng xác
nh n (Certified seed )
116
Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình S n xu t gi ng và công ngh h t gi ng-----------------------
http://www.ebook.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
