Giáo trình -Chọn giống cây trồng - chương 14 docx

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….145
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
159

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….146
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.



160

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….147

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 chuy
ển hạt giống trong quy tr
ình theo t
ổ chức Hợp tác Kinh tế
và Phát triển (OECD -Organisation for Economic Cooperation and Development)

161

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….148
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
162

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….149
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

163

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….150
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

1
2
3
4
5
Chọn cá thể
So sánh, ñánh giá dòng
Hỗn hợp hạt siêu
nguyên chủng
Hạt guyên chủng

Vụ 1
G
0

Vụ 2
G
1

Vụ 3
G
2

164

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….151

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
2
3
4
5
6
n
Vụ 1
G
0

Vụ 4
G
3

Vụ 2

G
1

Vụ 3
G
2

1
2

3

6

Hỗn hợp siêu
nguyên ch
ủng

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
165

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….152


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
166

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….153

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 h
ạt SNC

167

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….154
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
168

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….155
lai với R, dòng B ñúng nguyên bản có khả năng duy trì tính bất dục của dòng A hoàn toàn, và
dòng R ñúng nguyên bản có khả năng phục hồi bất dục của dòng A và cho con lai F1 có ưu thế
lai.
Duy trì và nhân dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng nhiệt ñộ(TGMS) vụ 1 kiểm
tra nhiệt ñộ bất dục và hữu dục của từng cá thể. Những cá thể bất dục hoàn toàn ở nhiệt ñộ cao
và hữu dục ở nhiệt ñộ thấp ñược sử dụng nhân siêu nguyên chủng. Nhân siêu nguyên chủng
của dòng bất dục TGMS thực hiện ở ñiều kiện nhiệt ñộ thấp và như kỹ thuật với giống thuần.
Duy trì và nhân dòng bất dục ñực di truyền nhân cảm ứng ánh sáng (PGMS).tương tự
như dòng TGMS nhưng kiểm tra bất dục và hữu dục trong ñiều kiện ánh sáng ngày ngắn và
ánh sáng ngày dài và nhân dòng trong ñiều kiện ánh sáng ngày ngắn.
Duy trì và nhân dòng B, R áp dụng như giống thuần. Tuy nhiên dòng B và R có ảnh
hưởng rất lớn ñến chất lượng hạt lai F1 nên cần có cách ly tốt và khử bỏ cây khác dạng
nghiêm ngặt.

Hình 7.14: Sơ ñồ sản xuất duy trì dòng A, B và R của lúa lai hệ 3 dòng

5.2 Sản xuất hạt lai F1
Sản xuất hạt giống ưu thế lai F ở cây tự thụ phấn không sử dụng bất dục ñược tiến
hành duy trì dòng bố mẹ theo phương pháp duy trì giống thuần. Tổ chức sản xuất hạt lai quan
trọng nhất trong kỹ thuật là xác ñịnh thời vụ gieo trồng ñể bố mẹ trỗ trùng khớp, kỹ thuật khử

ñực và thụ phấn ñảm bảo chất lượng hạt giống , giảm chi phí lao ñộng trong sản xuất hạt lai,
giảm giá thành.
Sản xuất hạt lai F1 ở lúa khi sử dụng bất dục CMS, TGMS,PGMS cần có kỹ thuật
chính xác cho mỗi tổ hợp. Những kỹ thuật chính ảnh hưởng ñến năng suất và chất lượng hạt
lai F1:
169

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….156
Chọn ñất và khu vực sản xuất : khu ñất tốt, bằng phẳng có thể ñiều tiết nước hoàn toàn
chủ ñộng.
Cách ly không gian ít nhất là 100m khu vực xung quanh không có sản xuất lúa,cách ly
thời gian trỗ chênh lệch với sản xuất lúa xung quanh ít nhất là 20 ngày.
Bố trí thời vụ cho lúa trỗ vào thời gian có ñiều kiện khí hậu thuận lợi: Nhiệt ñộ trung
bình 24-30
0
C, ñộ ẩm trong phạm vi 70-80%, nhiệt ñộ chênh lệch ngày ñêm 8-10
0
C, ánh sáng
ñầy ñủ và gió nhẹ, không có mưa liên tục 3 ngày liền trong thời kỳ trỗ. Năng suất hạt bị ảnh
hưởng khi nhiệt ñộ <20
0
C và > 35
0
C.
Bố trì thời vụ gieo bố mẹ trỗ trùng khớp dựa vào thời gian sinh trưởng khác nhau
(GDD),số lá khác nhau (LND), hiệu quả tích nhiệt (EAT). Khi lúa chuẩn bị trỗ cần kiểm tra ñể
ñiều chỉnh thời ñiểm nở hoa của bố mẹ trùng khớp.
Mỗi tổ hợp có kỹ thuật cấy tỷ lệ hàng bố và hàng mẹ thích hợp như 2 bố:8 mẹ , 2: 10
hay 2:12
Sử dụng hóa chất như MET ( Multi effects Triazole, KH

2
PO
4
) ñể tăng khả năng ñẻ
nhánh, ñẻ nhánh sớm. Sử dụng GA3 tăng khả năng trỗ thoát của dòng mẹ, mở rộng góc mở
hoa, kéo dài vòi nhụy , mở rộng góc lá ñòng và tăng chiều cao của bố ñể tăng khả năng nhận
phấn của các hàng mẹ.
Kỹ thuật thụ phấn bổ sung, khử lần, bón phân, tưới nước làm cỏ cũng cần nghiên cứu
phù hợp cho mỗi tổ hợp ñể nâng cao chhất lương và năng suất hạt lai F1.

6 Duy trì cây sinh sản vô tính
Cây sinh sản vô tính về bản chất tương ñối ổn ñịnh về di truyền, không có biến ñộng di truyền
và phân ly trong nội bộ dòng vô tính chừng nào giống xuất thân từ một cây mẹ. Tuy nhiên
giống cây vô tính dị hợp tử cao. Các dạng dị hợp thường biểu hiện ñột biến dễ dàng hơn so
với dạng ñồng hợp tử ở cây tự thụ phấn. Ngoài ra duy trì giống còn phải giữ cho vật liệu sạch
bệnh.
i) Chọn lọc dòng vô tính
Duy trì theo phương pháp chọn dòng vô tính thực chất là phương pháp kiểm tra thế hệ con về
ñộ thuần di truyền và bệnh. Vì thế công việc phải tiến hành trên diện tích sạch bệnh không có
nguy cơ lây nhiễm. những dòng bị bện phải loại bỏ ngay (Hình 8.14).






o o x o o o
o o o o o o
o x o x o o
o o o x o o

Chọn dòng và nhân
Hình 8.14: Duy trì ở cây sinh sản vô tính hàng năm
ii) Duy trì cây mẹ (cây ñầu dòng)
ðối với cây lâu năm, ví dụ cây ăn quả, cây ñầu dòng ñối với cả cành ghép và gốc ghép phải
ñược duy trì hết sức cẩn thận (Hình 9.14). Cây phải ñược xuất phát trược tiếp từ cây gốc và
Chọn cá thể
So sánh,
ñánh giá

Vật liệu ban ñầu

170

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….157
ñược kiểm tra bệnh truyền nhiễm ñều ñặn. Các biện pháp canh tác và chăm sóc phải ñảm bảo
tránh hay giảm thiểu sự lây bệnh.






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


Mắt ghép và gốc ghép

Hình 9.14: Duy trì cây ñầu dòng

iii) Duy trì trong nuôi cấy in vitro
Những cây trồng ñược nhân giống thương mại bằng nuôi cây in vitro như cây cảnh, các loại
hoa (hoa ñồng tiền), phải duy trì cây ñầu dòng (cây mẹ) trong ñiều kiện in vivo ñể tránh tránh
biến ñổi do tích luỹ các ñột biến trong quá trình nhân in vitro (Hình 10.14). Ưu ñiểm của việc
duy trì in vivo và ñưa vào môi trường in vitro thường xuyên là ñảm bảo ñược hệ số nhân cao.
Cây mẹ phải ñược duy trì trong ñiều kiện cách ly và nhân cẩn thận.

o cây ñầu dòng

o o x o x o


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





Hình10.14: Duy trì cây mẹ ở cây hàng năm nhân trong ñiều kiện in vitro


7. Kiểm nghiệm và cấp chúng chỉ hạt giống
Tính xác thực và chất lượng hạt giống có vai trò rất quan trọng trong sản xuất góp phần
nâng cao năng suất và chất lượng nông sản. Hạt giống cây giống kém chất lượng gây thiệt hại
cho sản xuất ñôi khi là những thiệt hại to lớn về kinh tế xã hội trên diện rộng. Do ñó hạt giống
sản xuất phải ñăng ký kiểm nghiệm ñể ñược cấp chứng chỉ cấp hạt giống theo quy ñịnh trước

khi lưu thông trên thị trường.
Kiểm nghiệm hạt giống bao gồm kiểm nghiệm trên ñồng ruộng, kiểm ñịnh trong phòng
và hậu kiểm. Kiểm nghiệm trên ñồng ruộng nhằm xác ñịnh nguồn hạt giống gốc, ñộ thuần, cỏ
dại, quy trình kỹ thuật áp dụng trong sản xuất. Kiểm ñịnh trong phòng nhằm xác ñịnh ñộ thuần
trong phòng, ñộ sạch, cỏ dại, sức sống hạt giống, sức khỏe hạt giống, tỷ lệ nảy mầm, ñộ chắc
Kiểm
tra, ñánh
giá

Vật liệu ban ñầu
Nuôi cấy
in vitro

Nuôi cấy
in vitro
171

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Chọn giống cây trồng………….… ……………….158
và ñộ mảy của hạt. Hậu kiểm nhằm kiểm tra lại và là cơ sở ñể xác ñịnh khi có tranh chấp về
chất lượng hạt giống. Mỗi chỉ tiêu kiểm nghiêm có phương pháp lấy mẫu, phương pháp kiểm
tra riêng, khi lô giống ñạt các chỉ tiêu của cấp giống theo quy ñịnh ñược cấp chứng chỉ mới
ñược phép lưu thông trên thị trường.
Cơ quan chịu trách nhiệm kiểm nghiệm cấp chứng chỉ hạt giống là Trung Tâm Khảo
Kiểm Nghiệm Quốc Gia và các ñơn vị do Trung Tâm ủy quyền hoặc cơ quan có chức năng
kiểm nghiệm do Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn quyết ñịnh.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Luyện Hữu Chỉ và cộng sự, 1997 Giáo trình chọn giống cây trồng, NXB Nông nghiệp
2. Walter R. Fehr,1983 Applied plant breeding , Department of Agronomy, Iowa state

University Ames, IA 50011 U.S.A.
3. L.O.Copeland and M. B. McDonald,1985 Principle of seed science and technology,
Macmillan publishing company, New York and Collier Macmillan publishers, London
4. Hudson T. Hartmann and Dale E. Kester, 1893, Plant Propagation (Principle and
practices) Hall International, Inc
5. IRRI, 1988, Hybrid rice proceeding of the International symposium on hybrid rice
6. CIP, 1995 Production and Utilization of true potato seed in Asia, A publication of
CIP’s crop management
7. Nguyễn Văn Hiển và cộng sự, 2000, Giáo trình chọn giống cây trồng , NXB Giáo dục
8. Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung Ương, 2000 Quy phạm khảo
nghiệm và chất lượng giống lúa
9. Vũ Công Hậu,1999, Cây ăn quả Việt Nam, NXB Nông nghiệp
10. George, R. A. T. 1985. Vegetable Seed Production. Longman Press, Essex.

Câu hỏi ôn tập

1. Trình bày các cấp hạt giống ở Việt Nam và tiêu chuẩn của các cấp hạt giống ñối với giống
thuần
2. Trình bày sơ ñồ và kỹ thuật sản xuất hạt giống thuần ở cây tự thụ phấn, sự giống nhau và
khác nhau cơ bản của các sơ ñồ?
3. Nhân dòng bố mẹ trong sản xuất hạt lai ở cây tự thụ phấn không sử dụng bất dục ñực và có
sử dụng bất dục
4. Những kỹ thuật cơ bản trong sản xuất hạt lúa lai F1 hệ 3 dòng và hệ 2 dòng
5. Sản xuất hạt giống ngô thụ phấn tự do
6. Kỹ thuật nhân dòng tự phối
7. Có mấy loại hạt giống ưu thế lai ở cây ngô, trình bày kỹ thuật sản xuất hạt lai ñơn
8. Có bao nhiêu loại vật liệu giống ở cây sinh sản vô tính, kỹ thuật sản xuất củ giống khoai
tây siêu nguyên chủng
9. Vai trò của kiểm nghiệm hạt giống, nguyên lý của kiểm nghiệm cấp chứng chỉ hạt giống

172