sản xuất Ngô lai bằng phương pháp gây bất dục đực

Trình bày ứng dụng tính bất dục đực trong sản
xuất ngô lai F1
GVHD: Tống Văn Giang
Thực hiện: Nguyễn Hoàng Duy


I. Tính bất dục đực

•
•

1, Hiện tượng
Là hiện tượng cây không tạo thành hạt phấn
hoặc tạo thành hạt phấn nhưng không có khả
năng thụ phấn, thụ tinh.


I, Tính bất dục đực

•
•

2. Các kiểu bất dục đực

•

Bất dục đực do cấu trúc: là trường hợp nhị đực dị dạng hoặc hoàn toàn không
có.

•

Bất dục đực hạt phấn: là trường hợp không có hoặc có rất ít hạt phấn, hạt phấn
nhăn nheo không có tinh bột. (Ở cây ngô)

Bất dục đực chức năng: là trường hợp hạt phấn phát triển bình thường nhưng
bao phấn không mở.


a, Bất dục đực nhân (NMS: Nuclear Male Sterility)



Nguyên nhân
Tính bất dục do gen trong nhân kiểm tra, các gen này thường ở trạng thái lặn, ký hiệu là ms



Ví dụ: Bất dục đực nhân do gen lặn quy định thường gặp ở cây đào
P : ♂Bình thường (RR)
F1 :
F2:

x

♀ Bất dục đực (rr)

Bình thường (Rr)
3 Bình thường (R-) : 1 bất dục (rr)


b, Bất dục đực tế bào chất (CMS: Cytoplasmic Male Sterility )

•

Do sự tương tác giữa các gen bất dục đực trong nhân (trạng thái đồng hợp tử lặn) và tế bào chất
bất dục.

•

s
Ký hiệu: C , S, – TBC bất dục đực
N
C , N, F – TBC bình thường


* Trường hợp yếu tố gây bất dục đực ở TBC tương tác với 1 cặp gen lặn bất dục đực trong
nhân thì Kiểu gen và kiểu hình của cây CMS và cây bình thường như sau:
Kiểu gen
CSrfrf

Kiểu hình
Bất dục

CS (CN)RfRf
CS (CN)Rfrf
CNrfrf

Bình thường


Duy tr× dßng bÊt dôc ®ùc

Dßng CMS (dßng A)

x

Dßng duy tr× (dßng B)

S rfrf (AA)

Frfrf (B)
S rfrf (0,5A + 0,5B)
Frfrf (BB)

S rfrf (0,25A + 0,75B)
Frfrf (BB)

S rfrf (0,008A + 0,992B) (®êi thø 7)


3, Đặc điểm của cây bất dục đực TBC



Giai đoạn nảy mầm, cây con sinh trưởng mạnh hơn và ngược lại ở giai đoạn sau phát triển yếu hơn
cây bình thường.



Giai đoạn phát triển tiểu bào tử và hình thành hạt phấn xẩy ra nhiều biến cố làm cho hạt phấn bất
dục:



Suy thoái hạt phấn xẩy ra ngay từ giai đoạn đầu.



Hạt phấn tích luỹ tinh bột ở mức độ khác nhau


 Các lớp tế bào thành hạt phấn (TBTHP) bị teo hơn, do vậy quá trình trao đổi chất (TĐC) và nuôi
dưỡng hạt phấn không được đảm bảo.

 Hiệu quả năng lượng của ty thể ở giai đoạn cây trưởng thành giảm hơn so với cây bình thường.
 Tác động của các yếu tố môi trường làm ảnh hưởng mức độ thể hiện tính bất dục đực


* Bất dục đực tế bào chất ở cây ngô có hai dạng ứng dụng rộng rãi nhất

•

Mondavi (Ký hiệu- M) do Covarski phát hiện trên giống bắp địa phương

•

Texas do Mangelsdorf phát hiện trên giống Maxican June


II. Sơ đồ sản xuất hạt giống lai

•

1, Lai đơn


II. Sơ đồ sản xuất hạt giống

Sơ đồ sản xuất giống lai ba dòng


III. Đặc điểm của cây ngô

•

Ngô là cây giao phấn (hay nói một cách khác là cây thụ phấn chéo). Vì vậy nó rất
dễ bị lai tạp từ phấn của các giống ngô khác nhờ gió, ong, côn trùng mang đến
khi ngô phun râu. Do đó, việc giữ sạch dòng bố, mẹ về di truyền là khó khăn
nhưng rất quan trọng. Vì rằng, dòng bố, mẹ có sạch về di truyền thì mới phát
huy được tối đa ưu thế lai của giống ngô lai.


IV. Sản xuất hạt giống lai ngô

«A pure-line method in corn breeding document» - Tài liệu đầu tiên về giống ngô lai

Geo-gồ Ha-ri-sơn Shun-lờ, Cha đẻ đầu tiên của phương
pháp lai đơn


1, Quy trình sản xuất hạt lai

a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)

Chọn tổ hợp lai
Xác định thời gian trổ an toàn và điều khiển trùng khớp giữa thời gian trổ của
hoa đực và hoa cái.
Xác định tỷ lệ hàng bố với hàng mẹ
Xác định khu cách ly
Khử đực, khử lẫn
Thụ phấn bổ sung
Thu hoạch hạt lai


a, Chọn tổ hợp
•
•

Ban đầu, người ta sẽ chọn những giống ngô đã khử đực

•

- Phương pháp cải tiến: Sử dụng nhiệt độ hoặc quang chu kỳ phù hợp

- Thủ công: bẻ cờ lau khi đang non, tuy nhiên phương pháp này còn một số hạn chế như gây ra «vết thương

hở» và bệnh cây sẽ xâm nhập


b, Xác định thời gian trổ an toàn và điều khiển trùng khớp
giữa thời gian trổ của hoa đực và hoa cái.

•

- Các yếu tố bao gồm: Yếu tố nhiệt độ, mưa, hoạt động của côn trùng, năng
lượng bức xạ được xem xét thận trọng

•

- Đối với ngô, cần cho cây mẹ trỗ trước cây bố 2 ngày. Bởi vì ngô giữ hạt phấn tốt
trong 4 ngày


•
•

c, Xác định tỷ lệ hàng bố với hàng mẹ
- Tỷ lệ này có thể là 1:2, 2:3, 3:4.
- Trong sản xuất hạt lai ba dòng, dòng A bất dục được duy trì trong khu vực cách ly để lai với dòng B; dòng
bất dục đực A được lai với dòng R (phục hồi) để tạo hạt lai F1

•

Hướng
gió

- Hàng trồng vuông góc với hướng gió


d, Xác định khu cách ly

•

- Nhằm đảm bảo rằng nếu các giống nở hoa trong cùng thời gian, đảm bảo
không có sự truyền phấn cho dòng mẹ của tổ hợp lai


2, Sơ đồ các kiểu lai đơn và lai ba ở ngô


2, Sơ đồ các kiểu lai đơn và lai ba ở ngô

•

a, Lai đơn là tổ hợp F1 giữa hai dòng ( A x B) được chọn dựa vào khả năng kết
hợp riêng cao. Nó biểu hiện ưu thế lai tối đa và thường có năng suất cao hơn các
loại con lai khác

•

b, Lai ba (A x B) x C tạo ra bằng cách giữa một lai đơn với lai tự phối không họ
hàng.


IV. Ý nghĩa

•
•
•

- Đơn giản hóa lai tạo -> giảm giá thành hạt lai
- Cho phép thử khả năng hữu thụ -> Tổ hợp ưu thế lai
- Kéo dài tuổi thọ và năng suất của bắp