Bài giảng môn học Nguyên lý và phương pháp chọn giống cây trồng: Chương 2 - TS. Trần Văn Quang

Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

/>NỘI DUNG CỦA CHƢƠNG
1. Một số khái niệm

Chƣơng 2
NGUỒN GEN THỰC VẬT

2. Các học thuyết về nguồn gen
3. Xói mịn nguồn gen
4. Thu thập nguồn gen thực vật
5. Bảo tồn nguồn gen thực vật
6. Đánh giá nguồn gen thực vật
7. Sử dụng nguồn gen thực vật

2.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM
2.1.1. Khái niệm nguồn gen thực vật
Nguồn gen thực vật là tập hợp toàn bộ các gen có trong hệ thực
vật, nó có thể đƣợc sử dụng làm vật liệu cho việc cải tiến, chọn tạo
các giống cây trồng mới.
Nguồn gen thực vật bao gồm: các loài hoang dại, họ hàng hoang
dại, giống bản địa, giống địa phƣơng, giống cải tiến và giống nhập
nội.
2.1.2. Đa dạng sinh học
Theo Công ƣớc Đa dạng sinh học năm 1992, “Đa dạng sinh học là sự

phong phú của mọi cơ thể sống có trong các hệ sinh thái trên cạn,
dƣới nƣớc ở biển và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên. Đa dạng
sinh học bao gồm sự đa dạng trong lồi (đa dạng di truyền hay cịn

gọi là đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài) và các hệ sinh thái
(đa dạng sinh thái)”.

2.1.3. Đa dạng di truyền (Genetic diversity)
Theo công ƣớc đa dạng sinh học (1992):“Đa dạng di truyền
là sự phong phú những biến dị trong cấu trúc di truyền của
các cá thể bên trong loài hoặc giữa các loài; những biến dị di
truyền bên trong hoặc giữa các quần thể”.
Wanda W. Collins và cs. (1999), Mohd Said Saad và V.
Ramanatha Rao (2001) đƣa ra khái niệm “Đa dạng di truyền là

nhiều gen trong một loài, mỗi lồi có các cá thể là tổ hợp gen
đặc thù của chúng, điều này có nghĩa là lồi có các quần thể
khác nhau, mỗi quần thể có tổ hợp di truyền khác nhau”.
Đa dạng di truyền là biến dị của sinh vật sống đã di truyền
lại các biến dị di truyền đó cho thế hệ sau, nó tạo các lồi và
quần thể thích nghi, sinh trƣởng và thay đổi thích nghi với mơi
trƣờng khi mơi trƣờng thay đổi.

2.1.4. Đa dạng loài

2.1.6. Xác định mức độ đa dạng

Đa dạng loài là sự phong phú các lồi đƣợc tìm thấy trong
các hệ sinh thái tại một vùng lãnh thổ xác định thơng qua
điều tra, kiểm kê.

Sự phong phú của lồi (species richness): phân tích mức độ phong
phú lồi của mỗi cộng đồng, đây là phƣơng pháp xác định đa dạng
đơn giản nhất và tìm ra số lồi trong cộng đồng.

Đa dạng loài thể hiện bằng số lƣợng loài khác nhau sinh
sống trong một khu vực nhất định (rừng mƣa, rừng ngập
mặn, rừng nhiệt đới).

Nó chỉ xác định số lồi tìm thấy khi quan sát mẫu (ký hiệu là S).
Minh họa của giá trị S có thể thơng qua đồ thị và nó cung cấp thơng
tin về mức độ phong phú của mỗi loài trong cộng đồng.

2.1.5. Đa dạng hệ sinh thái

Một số cơng thức tính S nhƣ sau:

Hệ sinh thái (ecosystems) là tập hợp của quần xã sinh vật
(bao gồm sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật
phân huỷ) với mơi trƣờng vật lí xung quanh nơi mà quần xã
đó tồn tại, trong đó các sinh vật tƣơng tác với nhau và với
môi trƣờng để tạo nên chu trình vật chất và sự biến đổi
năng lƣợng.

S=n+((n-1)/n)k
Trong đó: S = sự phong phú của loài (species richness);
n = tổng số lồi có mặt trong quần thể mẫu;
k = số lồi duy nhất tìm thấy trong một mẫu.

1


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

/>2.2. CÁC HỌC THUYẾT VỀ NGUỒN GEN THỰC VẬT
2.2.1. Kiểu sinh thái
Mỗi loài sinh vật có khả năng chịu đựng khác nhau trƣớc các điều
kiện sinh thái (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng…).
Những lồi có khả năng chịu đựng rộng với sự biến động của các
yếu tố sinh thái (giới hạn sinh thái rộng) sẽ có sự phân bố rộng
rãi, sống và phát triển trong nhiều vùng sinh thái khác nhau.
Theo N.I. Vavilov thì do sự phát tán của các cá thể trong cùng
một loài đến sống ở nhiều vùng, địa phƣơng khác nhau, trong
quá trình sống, phát triển và thích nghi lâu dài của lồi trong các
vùng sinh thái khác nhau đó sẽ hình thành các kiểu gen qui định
các đặc điểm hình thái đặc trƣng cho từng vùng và đƣợc gọi là
các kiểu sinh thái.

2.2.2. Biến dị, di truyền và chọn lọc tự nhiên
Darwin là ngƣời đầu tiên dùng khái niệm biến dị (gọi tắt của biến
dị cá thể) để chỉ những đặc điểm sai khác của các cá thể cùng loài
phát sinh trong q trình sinh sản.
Ơng nhận xét rằng, tác động trực tiếp của ngoại cảnh hay tập
quán hoạt động của động vật chỉ gây ra những biến đổi đồng loạt
theo một hƣớng xác định, ít có ý nghĩa đối với chọn giống và tiến
hoá.
Darwin cho rằng biến dị, di truyền và chọn lọc tự nhiên là động
lực tiến hóa của mn lồi. Đã hình thành nên đa dạng lồi, đa
dạng di truyền và đa dạng sinh học ngày nay.
Nhƣ vậy, cần duy trì, hỗ trợ để tăng đa dạng di truyền và thúc đẩy
thực vật tiến hóa thích nghi với điều kiện môi trƣờng mới.

2.2.4. Trung tâm phát sinh cây trồng

Hình 2.1. Loại hình sinh thái lúa (Nguồn Fischer và cs., 2003)

2.2.3. Học thuyết dãy biến dị tƣơng đồng
Học thuyết dãy biến dị tƣơng đồng đƣợc N. I. Vavilov đƣa ra vào
năm 1922.
Theo học thuyết này các loại hình thực vật gần nhau nhƣ cùng họ,
cùng chi, cùng lồi thì có hàng loạt những biến dị di truyền giống
nhau, mơ tả tóm tắt bằng mơ hình tốn học nhƣ sau:

L1 (a + b + c + d + e + f + g + h + i + ...)
L2 (a + b + c + d + e + f + g + h + i + ...)
L3 (a + b + c + d + e + f + g + h + i + ...)
Trong đó: L1, L2, L3 là các loại hình thực vật có quan hệ họ hàng
gần nhau; các biến dị xuất hiện a, b, c, d,… đã có ở loại hình này thì
cũng có ở loại hình khác.

Các vùng cây trồng đƣợc thuần hóa

Sự đa dạng di truyền cây trồng tuỳ thuộc vào các trung tâm phát
sinh, yêu cầu và trình độ văn minh của các dân tộc trên thế giới.
Theo N. I. Vavilov thì phần lớn cây trồng có nguồn gốc từ châu Á,
trong số hơn 600 loại cây trồng thì có hơn 400 loại bắt nguồn từ
châu Á, gần 100 loại từ châu Mỹ, các loại cịn lại có nguồn gốc từ
nhiều nơi khác trên thế giới.
Năm 1926, N. I. Vavilov dựa trên việc phân tích mơ hình biến dị
đã đề xuất học thuyết về nguồn gốc phát sinh cây trồng, ông cho
rằng trên thế giới có 8 trung tâm phát sinh cây trồng chính.
Zukovxki P.M. đã bổ sung thêm và xác định có 12 trung tâm phát

sinh tất cả các lồi cây trồng. Tại các trung tâm là nơi tập trung

đầy đủ bộ gen của chi (Genus) hoặc loài (Species) cây trồng.

2


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

/>a) Trung tâm Trung Quốc – Nhật Bản
Đây là trung tâm lớn nhất, bao gồm các vùng núi của miền Trung
và miền Tây Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản và các vùng đất thấp
lân cận.
Trung tâm này chứa đựng một khối lƣợng khổng lồ các biến chủng
của khoảng 140 loài cây trồng khác nhau, trong đó có hầu hết các
lồi cây trồng quan trọng nhƣ: lúa (Oryza sativa L.), đậu tƣơng
(Glycine max), đậu Adzuki (Vigna angularis), đậu cô ve (Phaseolus
vulgaris), đào (Prunus persica), cam (Citrus sinensis), quýt, chanh
(Citrus aurantifolia), chè (Camellia sinensis), cây cải (cải bắp, xu
hào, xu lơ, cải củ, cải bẹ), ngô nếp, các loài táo (Malus sp.;
Zizophus sp.).
Đây cũng là nơi phát sinh lạc, vừng (Sesamum indicum L.), thuốc
phiện, cây sâm, cao lƣơng, đay, gai, cải dầu...
Nơi có thể thoả mãn nguồn gen quý giá của nhiều loài cây trồng
quan trọng đang trồng phổ biến ở nƣớc ta nhƣ lúa nƣớc, ngô, đậu
tƣơng, lạc, đay, gai, chè, các cây thuộc họ cam quýt...
Thu thập nguồn gen lúa lai tại Quảng Tây – Trung Quốc (20.000 mẫu)

Vòi nhuỵ của lúa dại

Bao phấn của lúa dại

Đánh giá các mẫu lúa dại

b) Trung tâm Đông Dƣơng – Indonesia
Là trung tâm phát sinh lúa nƣớc loài phụ indica và javanica, quê
hƣơng của nhiều loài cây ăn quả nhiệt đới nhƣ dứa, xồi, sầu riêng,
măng cụt, chơm chơm, mít, mãng cầu, củ từ (Dioscorea spp.), bƣởi
(Citrus maxima), chuối (Musa spp.), dừa (Cocos nucifera).

c) Trung tâm Australia
Là trung tâm thứ nhất phát sinh lồi bơng Hải đảo (Gossypium

barbadense L.). Ở đây tìm thấy 500 trong 605 lồi cây có dầu nhiệt
đới, 21 lồi thuốc lá trong đó có loài hoàn toàn miễn dịch với bệnh
phấn trắng (một bệnh nguy hiểm số 1 với nghệ trồng thuốc lá thế
giới), đã tìm thấy 3 trong 19 lồi của chi Oryza.

Bảo quản nguồn gen cây lúa tại Thái Lan

3


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

d) Trung tâm Nam Á

Chủ yếu là lục địa Ấn Độ.
Là một trong những trung tâm đóng vai trị lớn trong lịch sử trồng
trọt thế giới.
Nơi đây là tổ tiên của lúa trồng (loài phụ Indica) và mía. Ngƣời ta
tìm thấy những biến chủng phong phú nhất của lúa trồng lồi phụ
Indica, các dạng hình lúa dại và các dạng trung gian thuộc chi
Oryza và loài O. sativa.
Đây là nơi phát sinh cây vừng, cây gai, cây bạc hà, cây cao lƣơng,
kê (Eleusine coracana L.), đậu mỏ (Cicer arietinum), đậu bƣớm
(Vigna aconitifolia), đậu nho nhe (Vigna umbellate), đậu ngựa
(Macrotyloma uniflorum), đậu măng (Vigna unguiculata), cà tím
(Solanum melongena), khoai sọ (Colocasia antiquorum), dƣa
chuột (Cucumis sativus), bơng (Gossypium arboretum - 2X), đay
(Corchorus capsularis), hồ tiêu (Piper nigrum), chàm (Indigofera
tinctoria) và nhiều loại cây thuốc, cây rau khác.

g) Trung tâm Địa Trung Hải
Là trung tâm phát sinh lúa mì cứng, củ cải đƣờng, bắp cải, là trung
tâm thứ cấp của nho, táo, cà rốt, đậu Hà Lan, đậu côve, yến mạch
vỏ (Avena strigosa), đậu ván (Vicia faba), bắp cải (Brassica
oleracea), ô liu (Olea europaea), rau diếp (Lactuca sativa). Các loại
hình ở đây chịu ảnh hƣởng của hệ thống trồng trọt kỹ thuật cao.

h) Trung tâm châu Phi

e) Trung tâm Trung Á
Bao gồm miền Tây bắc Ấn Độ, Apganixtan, Uzbekixtan, vùng Tây
Thiên Tân.
Là trung tâm phát sinh lúa mỳ mềm (Triticum aestivum), mạch
đen (Secale cereale), đậu Hà Lan (Pisum sativum), đậu ngựa,

hành tây, dƣa bở, anh đào, nho, đậu lăng (Lens culinaris), đậu mỏ
(Cicer arietinum), vừng (Sesamum indicum); trung tâm sơ cấp
của lanh (Linum usitatissimum), cà rốt (Daucus carota), cải củ
(Raphanus sativus), lê (Pyrus communis), táo (Pyrus malus), cây
óc chó (Juglans regia).

f) Trung tâm Tây Á (Cận Đơng)
Gồm một vùng lãnh thổ lớn của các tiểu vƣơng quốc Ả Rập thống
nhất, Iran, Irắc, Kapkaz, vùng thƣợng Turmenia, bán đảo Ả Rập.
Là quê hƣơng của lúa mỳ (Triticum monococcum), lúa mỳ cứng
(Triticum durum), lúa mỳ (Triticum turgidum), lúa mỳ không râu
(Triticum aestivum), mạch hai hàng (Hordeum vulgare), giống địa

Là trung tâm phát sinh cây đại mạch, các loài đậu nhƣ đậu xanh,
đậu biếc, lạc; nơi đây là quê hƣơng của cà phê, ca cao, cao lƣơng,
bông châu Phi, thầu dầu, lúa nƣớc châu Phi (Oryza glaberima).

phƣơng, mạch đen (Secale cereale), yến mạch đỏ (Avena

i) Trung tâm châu Âu – Xiberi

(Medicago sativa), vừng (Sesamum indicum), dƣa (Cucumis

Là trung tâm phát sinh củ cải đƣờng, bắp cải, cỏ ba lá, nho, lê, mận,
anh đào, dâu tây, cây hoa bia.

melo), hạnh nhân (Amygdalus communis), sung (Ficus carica), lựu

k) Trung tâm Trung Mỹ (Mexico, Goatemala, Hondurat và Panama)
Là nơi phát sinh cây ngô. Ở đây tìm thấy cây ngơ dại (Trypsacum sp.

và Teosinte sp.). Là trung tâm phát sinh nhiều cây thuộc bộ đậu và
chi Solanum trong đó có khoai tây trồng (Solanum tuberosum). Rất
nhiều loài khoai tây dại đang tồn tại ở vùng này. Đây là quê hƣơng
của các cây thuộc họ bầu bí, ca cao, bơng luồi (Gossypium hirsutum)
và thuốc lá.

l) Trung tâm Nam Mỹ

byzantina), đậu mỏ (Cicer arietinum); trung tâm thứ cấp của đậu
lăng (Lens culinaris), đậu Hà Lan (Pisum sativum), linh lăng xanh

(Punica granatum), nho (Vitis vinifera), mơ (Primus armeniaca).

2.3. XÓI MÕN NGUỒN GEN THỰC VẬT

2.3.1. Khái niệm
Wilkes (1984) đƣa ra ba mức đe dọa đến nguồn tài nguyên và đa
dạng nguồn tài nguyên di truyền thực vật nhƣ sau:
Xói mòn di truyền: kỹ thuật cải tiến giống cây trồng phát triển đã

loại trừ những giống cơ bản hay nguồn gen gốc tạo ra giống cây
trồng cải tiến đó.

Nơi đây là quê hƣơng của cà chua, hƣớng dƣơng, lạc, ớt, các lồi
bầu bí, dƣa, cây ca cao (Theobroma cacao), cây cao su (Hevea
brasiliensis), cây cà phê (Coffea Arabica), khoai lang (Ipomoea
batatas), khoai tây (Solanum tuberosum), đậu lima (Phaseolus
lunatus), cà chua (Lycopersicon esculentum), bông hải đảo
(Gossypium barbadense - 4X), đu đủ (Carica papaya) và thuốc lá
(Nicotiana tabacum).

Nguồn di truyền dễ tổn thƣơng: nguồn di truyền dễ tổn thƣơng là

m) Trung tâm Bắc Mỹ

nguồn tài nguyên di truyền, làm phá vỡ quần xã và ổn định của
nguồn tài nguyên di truyền có thể dẫn đến biến mất một số đa dạng
di truyền mong muốn.

Là nơi phát sinh dâu tây, khoai tây, thuốc lá, nho, bông, hƣớng
dƣơng châu Mỹ, táo, mận, đào...

sự rủi ro của nền nông nghiệp đầu tƣ cao với cây lƣơng thực thƣơng
mại ở những nƣớc phát triển. Tổn thƣơng di truyền là sự mỏng manh
của nền tảng di truyền hẹp, canh tác đơn độc trên một phạm vi rộng
lớn (sự đồng nhất của hàng triệu cây) bao trùm hàng nghìn ha và sự
rủi ro là rất lớn khi gặp bất thuận hay dịch hại.
Sự tuyệt chủng: là sự biến mất của các loài tiềm năng cấu tạo nên

4


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

10

Chặt phá rừng

Áp lực dân số

Chăn thả q mức

2.3.3. Hậu quả của xói mịn nguồn gen
Xói mịn văn hóa, tập qn và kiến thức bản địa;
Giống mới thay thế giống địa phương

20

Dịch hại

30

Du canh

40

Luật pháp và chính sách

50

Xung đột quyền lợi

Số nước

60

Chuyển đổi mục đích sử dụng đất

70

Ảnh hưởng của môi trường

80

Khai thác quá mức

90

7/18/15

Sản xuất nông nghiệp kém ổn định, do các giống cải tiến, giống lai
khá đồng nhất về di truyền;
Những vùng khó khăn giảm đa dạng giống địa phƣơng là nguyên
nhân giống địa phƣơng hiện có cũng dần bị xói mịn;
Xói mịn nguồn tài ngun đất;
Xói mịn nguồn tài ngun nƣớc;
Thảm họa và thiên tai;

0
Nguyên nhân

Phát sinh dịch bệnh.
Hình 2.3. Những nguyên nhân chính gây xói mịn di truyền
(Nguồn Stanislav Magnitskiy, 2000)

2.4. THU THẬP NGUỒN GEN

2.4.2. Phƣơng pháp thu thập nguồn gen

2.4.1. Nhiệm vụ thu thập nguồn gen thực vật

a) Các bƣớc thực hiện thu thập nguồn gen thực vật

 Lựa chọn ƣu tiên thu thập những nguồn gen đang bị đe dọa tuyệt chủng,
những nguồn gen quý, đặc hữu của mỗi vùng, mỗi quốc gia.

Thành lập nhóm cán bộ thu thập nguồn gen: Chun gia có chun mơn

 Có hai loại nhiệm vụ thu thập nguồn tài nguyên di truyền thực vật là thu
thập nguồn gen đặc thù và thu thập theo mục tiêu rộng.

học, kiến thức bản địa…. Kỹ thuật viên thành thạo sử dụng trang thiết bị

(i) Nhiệm vụ đặc thù: Thu thập những biến dị đặc thù, cây trồng đặc thù
hoặc vật liệu đặc thù.
(ii) Thu thập phạm vi rộng: thu thập nhiều cây, có mặt ở trong vùng và thực
hiện trong cùng thời gian thu thập.
 Phân loại thu thập nguồn gen nhƣ sau:
- Các giống nguyên thủy của các loài cây bản địa, giống địa phƣơng
- Loài hoang dại thân thuộc mà loài cây trồng đã tiến hóa từ lồi này
- Lồi hoang dại con ngƣời đang sử dụng
- Lồi hoang dại có tiềm năng sử dụng
- Các giống cũ hoặc giống tiến bộ mới.

sâu về thực vật học, di truyền, chọn giống, nông học, sinh thái học, xã hội
phân tích, đo lƣờng và thiết bị bảo quản mẫu nguồn gen sau thu thập.
Chuẩn bị điều kiện thu thập: chƣơng trình, đề án với mục tiêu rõ ràng, cơ
sở vật chất và tài chính. Xây dựng phiếu thu thập, kế hoạch chi tiết của đợt
thu thập.
Thực hiện thu thập: gồm hai giai đoạn là thu thập thông tin thứ cấp và thu

thập tại hiện trƣờng.
Kết thúc thu thập: điều chỉnh và hồn chỉnh thơng tin để vào cơ sở dự liệu
ban đầu, đánh số đeo thẻ. Mẫu nguồn gen thu thập đƣợc xử lý tránh hƣ
hỏng và nhiễm bệnh.
Xây dựng cơ sở dữ liệu và bảo tồn

b) Hình thức tổ chức thu thập nguồn gen

c) Phƣơng pháp lấy mẫu

Tổ chức đồn cán bộ có chun mơn điều tra thu thập: hình thức

Có các phƣơng pháp sau:

này đảm bảo độ chính xác cao nhưng chi phí tốn kém về kinh phí,
nhân lực, thời gian và khó khăn thu thập được phạm vi rộng. Hình
thức này thường áp dụng cho thu thập nguồn gen đặc thù.
Xây dựng mạng lưới thu thập, bảo tồn và trao đổi nguồn gen giữa

Phƣơng pháp lấy mẫu hỗn hợp tại một điểm bằng thu hoạch ngẫu
nhiên các bông, quả cùng một số lƣợng trên một cây nhƣng ở vài
điểm trên cây đó.

các cơ quan nghiên cứu bảo tồn và các địa phương. Hình thức này

Đƣờng đi lấy mẫu trên ruộng: cán bộ thu thập đi ngang qua điểm

có thể thu thập phạm vi rộng.

hoặc ruộng 2 lần theo hình chéo hoặc zigzag và tránh lấy mẫu

Hợp đồng thu thập với các cơ quan chun mơn địa phương, hình
thức này ít tốn kém nhưng độ chính xác khơng cao.
Hợp tác quốc tế trao đổi nguồn gen là một hình thức có nhiều ưu
điểm tăng đa dạng và phong phú của nguồn gen. Tuy nhiên cần xây
dựng mục tiêu cụ thể, xác định nước và cơ quan trao đổi và công

quanh đƣờng biên.
Phƣơng pháp lấy mẫu theo kẻ ơ sẽ có đại diện tối đa của một quần
thể nếu điểm lớn và có điều kiện thổ nhƣỡng - sinh thái khác biệt.
Phƣơng pháp lấy mẫu đám

tác kiểm dịch chặt chẽ.

5


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

 Tần suất lấy mẫu (số mẫu trên một điểm) và cỡ mẫu sẽ khống chế bằng
mức đa dạng di truyền và sinh thái nông nghiệp của điểm thu thập.

Bảng 2.1. Loại quần thể, điểm và số mẫu

 Cán bộ thu thập nên sử dụng phƣơng pháp tiếp cận thực tế, quan sát
tại chỗ để đƣa ra kỹ thuật lấy mẫu phù hợp nhất.

Điểm/ngày

Số cây (bơng)/điểm

+ Ít cải tiến

20 - 40

15 - 30

 Cỡ mẫu cũng nhƣ số mẫu tối ƣu trên một điểm đảm bảo chứa 95% tất
cả các alen tại locus ngẫu nhiên trong quần thể mục tiêu.

+ Không cải tiến

10 - 20

30 - 50

 Khoảng 50 hạt trên một bông hoặc bắp để đảm bảo có tổng số 2.500
đến 5.000 hạt với mẫu là phổ biến ở cây trồng có biến động cao.

+ Hoang dại

10 - 15

40 - 60

 Với lồi có bông, và gié nhƣ kê từ 2.000-4.000, mỗi phần của bông yêu
cầu lấy 50 hạt.

+ Giao phấn

10 - 15

30 - 60

 Lấy mẫu ngô trên ruộng cứ 10-20 bƣớc chân thu một bắp, và chia theo
mặt cắt ngang cứ 5-10 hàng lấy mẫu trên một hàng.
 Lấy mẫu những cây có quả mọng nhƣ cà chua, ớt, dƣa chuột tƣơng tự
nhƣ ngô, mỗi quả chứa 50 hạt và khoảng 50 -100 quả.
 Những lồi quả có ít hạt lấy số quả lớn hơn để đạt 2.500-5.000 hạt một
mẫu, một số cũng không thể thu đƣợc 100 đến 1.000 hạt.

7/18/15

Kiểu quần thể

Nơi thu thập: có bốn địa điểm thu thập nguồn gen ở một khu
vực thu thập nguồn gen là: ruộng nông dân; bếp và vƣờn hộ;
chợ; khu vực đền, chùa, nhà thờ…; khu vực hoang dại tự
nhiên.

d) Phƣơng pháp thu thập đặc thù với các loại nguồn gen
Thu thập nguồn gen cây lấy hạt

Thu thập nguồn gen cây có củ

Phƣơng pháp lấy mẫu đƣợc thực hiện theo kiểu ngẫu nhiên bằng
cách thu thập cây theo một khoảng cách nhất định dọc theo mặt cắt
ngang cho đến khi khơng ít hơn 50 cây nhƣng không nhiều hơn 100
cây.

Thu thập nguồn gen cây lấy củ khó khăn hơn so với việc thu thập
nguồn gen cây lấy hạt: Tốn nhiều thời gian, vật liệu thu thập cồng
kềnh, khó bảo quản và vận chuyển.

Mỗi cây lấy 50 hạt, sao cho mỗi mẫu chứa từ 2.500 (đối với những
quần thể tƣơng đối đồng nhất) đến 5.000 hạt (đối với những quần
thể có biến động lớn).

Việc thu thập phải đƣợc tiến hành đúng vào giai đoạn chín, nếu
thu mẫu sớm thì củ cịn non sẽ khó cho việc bảo quản và nhân
giống, nếu để già cây sẽ chết khó cho việc tìm kiếm.

Nếu lồi cây chỉ có quả nhỏ và ít hạt có thể thu một số quả của ba
cây sát bên cạnh để đủ 50 hạt. Nếu lồi cây có nhiều chùm quả,
bơng,... với số lƣợng hạt lớn, thì chỉ thu một phần của mỗi cây để có
đủ 50 hạt.

 Mẫu thu thập khó giữ sống trong quá trình vận chuyển và bảo
quản lâu dài.

Vùng thu mẫu phụ thuộc vào từng loài cây, đặc biệt là phƣơng
thức sinh sản, mức độ chu chuyển gen giữa các quần thể…

Khi tiến hành thu thập nguồn gen cây có củ, tuỳ thuộc vào vật
liệu thu thập là vật liệu hoang dại hay vật liệu trồng trọt mà ta có
các tiêu chí thu thập khác nhau.

Việc lấy mẫu phải theo nguyên tắc lấy mẫu quần thể chứ không
phải lấy mẫu cá thể.

Thu thập cây ăn quả và cây thân gỗ:
Đối với thu thập vật liệu hoang dại:

Khi thu thập cần lƣu ý một số vấn đề sau:

Các loài hoang dại tồn tại thành quần thể, nhƣng mỗi kiểu gen có
thể tự nhân lên trên diện tích rộng lớn.

Các bộ phận thu thập thƣờng có kích thƣớc tƣơng đối lớn, vì vậy
cần tính tốn kỹ lƣỡng số lƣợng mẫu cần thu thập trƣớc khi lên kế
hoạch và tiến hành thu thập.

Khi thu thập cần quan sát kỹ lƣỡng kiểu hình và tiến hành theo
phƣơng thức sau:
Thu thập chỉ một củ từ mỗi một trong 10 - 15 cá thể làm mẫu hỗn

hợp
Diện tích điểm lấy mẫu có thể là 100 x 100m hoặc nhỏ hơn
Lấy mẫu ở nhiều điểm tốt hơn là lấy nhiều cây ở ít điểm
Chọn điểm lấy mẫu trên phạm vi môi trƣờng càng rộng càng tốt
Bổ sung bằng mẫu hạt nếu có thể

Nếu lƣợng mẫu ít sẽ không đảm bảo, nếu lƣợng mẫu quá nhiều
sẽ tốn kém, mất nhiều thời gian thu mẫu, khó khăn cho việc bảo
quản…
Hạt của một số loại cây cây ăn quả nhiệt đới và cây thân gỗ khó
bảo quản, nếu thu thập hạt cần đƣợc gieo ngay,
Thơng thƣờng những lồi cây này thu thập bộ phận sinh dƣỡng
nhƣ chồi, đoạn cành để giâm hoặc ghép.
Cây cây ăn quả và cây thân gỗ thƣờng phân bố rải rác nên lấy

mẫu chỉ thực hiện từng cây cụ thể chứ không lấy mẫu theo quần
thể nhƣ đối với cây hàng năm và cây thấp thân bụi.

6


Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

/>
Đối với thu thập vật liệu trồng trọt:
Vật liệu trồng trọt là những vật liệu sử dụng nhân vơ tính
(dịng vơ tính), chứ khơng phải là quần thể, vì thế việc lấy mẫu
mang tính chọn lọc.
Phƣơng pháp lấy mẫu theo những tiêu chí sau:

Thu thập in vitro:
Đầu những năm 1980, IPGRI và Ủy ban Tài nguyên di truyền thực vật
quốc tế (IBPGR) đã gợi ý ứng dụng công nghệ sinh học thực vật (nuôi cấy
mô tế bào in vitro) để thu thập nguồn gen thực vật.
Sử dụng nuôi cấy mô để phát triển và đổi mới thu thập nguồn gen thực
vật in vitro, đặc biệt là những lồi đặc thù khó thực hiện thu thập bằng

Thu thập từng giống (kiểu hình thái phân biệt đƣợc bằng mắt

phƣơng pháp thu thập truyền thống.

thƣờng) khác biệt tại mỗi chợ hoặc mỗi làng/bản.

Năm 1984, IPGRI đã khuyến nghị sử dụng phƣơng pháp thu thập nguồn

Lấy mẫu lặp lại ở khoảng cách 10-50km trong vùng; khoảng

gen in vitro với một số lồi thực vật châu Á và chƣơng trình nghiên cứu

cách phụ thuộc vào khoảng cách giữa các chợ hoặc các làng/bản

khởi đầu ở nhiều nƣớc.

Thu thập toàn bộ các kiểu hình thái ở mỗi điểm thu thập. Mẫu

Phƣơng pháp thu thập in vitro có hiệu quả đối với các lồi khơng thể thu

trùng lặp có thể chỉnh lý và loại bỏ sau

thập bộ phận sinh dƣỡng, hạt hoặc hạt tƣơi vì khó vận chuyển mẫu sống

Bổ sung bằng mẫu hạt nếu có.

(vật liệu thu là quả dừa).

từ nơi thu thập về nơi bảo tồn, hoặc vật liệu thu thập quá lớn nhƣ cây dừa

Phƣơng pháp thu thập in vitro đã đƣợc áp dụng với nhiều cây trồng nhƣ
ca cao, nho, cà phê, cọ dầu, chuối.

Kỹ thuật cơ bản của thu thập in vitro

2.4.3. Tƣ liệu hóa và sắp xếp nguồn gen trong ngân hàng gen

Thiết lập nuôi cấy in vitro trong phịng thí nghiệm cơ động gồm:
Chọn lọc mơ phù hợp để khử trùng và ni cấy
Cắt kích thƣớc mô phù hợp

a) Phân loại theo hệ thống phân loại thực vật
b) Phân loại theo nguồn gốc xuất xứ

Loại bỏ phần dƣ thừa, sâu bệnh bằng rửa sơ bộ
Tiệt trùng bề mặt mô thực vật
Rửa bỏ chất tẩy
Cắt bỏ những phần không cần thiết hoặc gây hại cho mô
Cấy mơ vào bình dinh dƣỡng và nút kín

c) Phân loại theo điều kiện sinh thái
d) Phân loại dựa trên bộ nhiễm sắc thể
e) Phân nhóm di truyền dựa trên kiểu hình và marker phân tử

Chuyển nguồn gen vào tủ định ôn.

2.5. BẢO TỒN NGUỒN GEN THỰC VẬT
2.5.1. Bảo tồn nội vi (in situ = on - site)
Bảo tồn nội vi là duy trì các quần thể thực vật trong điều kiện tự
nhiên nơi xuất hiện tiến hóa của lồi cây trồng đó.
Nguồn gen thực vật đƣợc bảo tồn ở nơng trại, vƣờn gia đình hoặc
trên đồng ruộng.
Các lồi cây lâm nghiệp và cây hoang dại thƣờng đƣợc tạo các
vùng bảo tồn nhƣ vƣờn quốc gia hoặc khu bảo tồn
Các phƣơng pháp bảo tồn nội vi:

2.5.2. Bảo tồn ngoại vi (ex situ = off - site)
Bảo tồn ngoại vi là đƣa nguồn gen ra khỏi điều kiện tự nhiên sinh
sống của nó hoặc ra khỏi hệ thống sản xuất đƣa đến bảo tồn ở các
Trung tâm, Viện nghiên cứu….
Hiện nay có 6 phƣơng pháp bảo tồn khác nhau gồm:
Ngân hàng gen hạt
Ngân hàng gen đồng ruộng, chia ra thành 3 phƣơng pháp nhỏ:
Các lồi cây tạo ra hạt
Các lồi cây ít hoặc khơng kết hạt
Các lồi cây có thể lƣu giữ bằng vật liệu vơ tính có chu kỳ sống lâu

Bảo tồn nguồn gen trên trang trại

Bảo tồn in vitro với hai nhóm cây trồng, cây trồng kết hạt và cây
trồng sinh sản sinh dƣỡng và chia thành hai loại bảo tồn tế bào/mô
và bảo tồn hạt phấn.

Bảo tồn trong vƣờn gia đình

Ngân hàng ADN (DNA banking).

Bảo tồn tự nhiên (bảo tồn cây lâm nghiệp và cây hoang dại ở khu

Bảo tồn lạnh (cryoconservation banks).

bảo vệ hoặc vƣờn quốc gia)

Vƣờn thực vật (botanical gardens).

7

Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

7/18/15

/>2.6. ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN THỰC VẬT

2.6.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và hình thái
2.6.2. Ứng dụng cơng nghệ sinh học đánh giá nguồn gen

2.7. SỬ DỤNG NGUỒN GEN THỰC VẬT
2.7.1. Sử dụng nguồn gen hoang dại và họ hàng hoang dại
thân thuộc
2.7.2. Sử dụng giống cây trồng bản địa và giống địa phƣơng
2.7.3. Sử dụng giống cây trồng cải tiến, giống ƣu thế lai và
giống chuyển gen

8