NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HIỆU QUẢ NUÔI CẤY
BAO PHẤN NGÔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAI HỮU
TÍNH

Lê Huy Hàm
Viện Di truyền nông nghiệp

ĐẶT VẤN ĐỀ

Một trong những khó khăn cơ bản hạn chế ứng dụng rộng
rãi nuôi cấy bao phấn trong chọn tạo giống ngô là tính phụ
thuộc vào giống . Mặc dù có những tiến bộ rất lớn trong
thời gian qua nhưng nuôi cấy bao phấn chỉ được ứng dụng
có hiệu quả đối với một số giống. Đối với các giống Việt
nam quy trình này kém hiệu quả do các nguyên nhân sau:

- Giống không phản ứng hay phản ứng rất thấp với môi
trường, số phôi tạo thành quá ít.

- Khả năng tái sinh của phôi thành cây thấp. Tái sinh qua
callus gây nhiều dị thường. (Lê Huy Hàm, Đỗ Năng Vịnh,
Trần Duy Quý, Buter, 1999)

Các nghiên cứu về di truyền đã cho thấy rằng có ít nhất 9
locut trên các nhiễm sắc thể khác nhau liên qua đến phản
ứng của ngô trong nuôi cấy bao phấn (Beckert, 1994).
Trong nghiên cứu này chúng tôi đã khắc phục hiện tượng
phụ thuộc vào giống bằng cách lai hữu tính các giống ngô
Việt nam có phản ứng thấp trong nuôi cấy bao phấn với các
giống ngô có phản ứng cao nhằm chuyển các gen phụ trách
về phản ứng trong nuôi cấy bao phấn của các giống có phản

bảng 1, biểu đồ 1. Trên bảng: dòng trên là phản ứng của
cây mẹ, dòng dưới là phản ứng của con lai. Trên biểu đồ:
cột bên trái là phản ứng của giống Việt nam, cột liền kề bên
phải là phản ứng của con lai . Ta thấy, so với giống mẹ
(ngô Việt Nam) tất cả các con lai đều có phản ứng trong
nuôi cấy bao phấn cao hơn hẳn. Nếu phản ứng của tập đoàn
ngô Việt Nam chỉ ở vào khoảng 0% - 12% (Le Huy Ham at
all, 1998) thì phản ứng của con lai đạt từ 30% đến 67%.

Bảng 1: Phản ứng nuôi cấy bao phấn của một số giống ngô
Việt Nam và con lai

Biểu đồ 1: Phản ứng trong nuôi cấy bao phấn của giống
ngô mẹ (Việt Nam) và con lai So sánh phản ứng của con lai và giống mẹ của từng cặp lai
ta được kết quả như sau:

F
1
của cặp LVN18 x M82 phản ứng cao hơn LVN18 từ 9 -
10 lần
F
1
của cặp LVN4 x M82 phản ứng cao hơn LVN4 từ 7 - 8
lần

phương pháp lai có thể chuyển được các locut phụ trách các
giai đoạn khác nhau trong chuỗi dây chuyền phản ứng của
tiểu bào tử trong nuôi cấy sang các dòng mong muốn
(Buter, 1993; Saisingtong at all, 1996; Jumpatong at all,
1996). Các kết quả chúng tôi thu được chứng tỏ rằng đây là
phương pháp rất có hiệu quả để tạo ra các giống ngô có
phản ứng cao trong nuôi cấy bao phấn để phục vụ cho sản
xuất các dòng thuần.

Nghiên cứu phản ứng cá thể của các giống ngô con lai

Để hiểu rõ bản chất tính phản ứng cao trong nuôi cấy bao
phấn của các con lai thu được, chúng tôi đã tiến hành
nghiên cứu phản ứng của từng cá thể. Ba con lai có phản
ứng tương đối cao đã được chọn làm thí nghiệm là LVN18
x M82, LVN17 x M82, LVN4 x M82.
Mỗi giống ngô trên được gieo 20 - 25 hạt và thu được từ 15
- 20 hoa đực. Trong số các hoa đực thu được mỗi con lai
được chọn 11 cá thể để nghiên cứu. Từ mỗi hoa, chúng tôi
đã tách khoảng 240 bao phấn để kiểm tra phản ứng trong
nuôi cấy bao phấn. Bao phấn của từng cá thể được theo dõi
tuyệt đối riêng rẽ để đánh giá mức độ phản ứng riêng của
mỗi cá thể. Môi trường nuôi sử dụng là môi trường IM lỏng
không có giá thể (xem Le Huy Ham at all 1998). Bao phấn
được giữ trong môi trường trong suốt thời gian nuôi, chỉ
những phôi tạo thành được chuyển sang môi trường tái sinh
sau khi chúng đạt kích thước 2 - 3mm. Mức độ phản ứng
được đánh giá bằng tỷ lệ giữa số phôi tạo thành và số bao
phấn theo dõi, biểu diễn bằng %.


thể không phản ứng chiếm 9,1%. Tỷ lệ phản ứng lớn hơn
100% quan sát thấy ở 4 cá thể chiếm 36,4%. 4 cá thể phản
ứng thấp (dưới 15%) chiếm 36,4%. Cá thể số 4 và số 10
phản ứng trung bình với tỷ lệ hơn 20 %. Mức độ phản ứng
trung bình của cả giống là 52,3%.

Biểu đồ 2: Phản ứng cá thể của các con lai. Ở giống LVN 17 x M24 mức độ phản ứng của cá thể số 3
là cao nhất - 111,4% và thấp nhất là cá thể số 11 với mức
độ phản ứng là 9%. 100% các cá thể được nghiên cứu có
phản ứng. Trong đó 3 cá thể (27,27%) có mức độ phản ứng
dưới 15%, 7 cá thể (63,64%) có mức độ phản ứng từ 20 -
50%. Mức phản ứng chung của toàn giống là 35%.

Như vậy phản ứng của một giống trong nuôi cấy bao phấn
là kết quả trung bình giữa các yếu tố:

- Mức độ phản ứng của các cá thể riêng rẽ

- Tỷ lệ giữa số cá thể phản ứng và số cá thể không phản
ứng.

Số cá thể phản ứng càng cao thì phản ứng của giống càng
cao, phản ứng của các cá thể càng cao thì phản ứng của
giống cũng càng cao. Điều này có giá trị quan trọng khi
đánh giá phản ứng của giống trong nuôi cấy bao phấn. Do
số cá thể và mức độ phản ứng của các cá thể khác nhau,
phản ứng của giống cần được đánh giá trên cơ sở đánh giá

cấy bao phấn.

- Mức phản ứng của các con lai rất khác nhau. Một số cá
thể phản ứng tương đương mức phản ứng của dòng bố, một
số khác phản ứng tương đương mức phản ứng của dòng
mẹ, và các dòng khác có mức phản ứng nằm giữa bố và mẹ.

- Bên cạnh biện pháp tăng cường hiệu quả nuôi cấy bao
phấn bằng cải tiến quy trình, cải tiến môi trường, lai hữu
tính là một biện pháp rất hữu hiệu, có thể giúp cải thiện một
cách cơ bản hiệu quả của quy trình nuôi cấy bao phấn ngô.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Huy Hàm, Đỗ Năng Vịnh, Trần Duy Quý (1999).
Một số nghiên cứu tạo dòng đồng hợp tử bằng nuôi cấy bao
phấn ngô. Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, Hà nội,
tr. 902 – 907.
2. Le Huy Ham, Do Nang Vinh, Tran Duy Quy, Bueter
B. (1998) Study on anther culturability of Vietnamese
maize germplasm. Proceeding of National Center for
Science and Technology of Vietnam, V.10, N2, p. 74-78.
3. Murigneux A, Bentollia S, Hardy T, Baud S, Guitton
C, Jullien H, Ben TS, Freyssinet G, Beckert. M (1994).
Genotypic variation of quantifative trait loci controlling in-
vitro androgenesis in maize. Genome 37: 970-976.
4. Buter, B. (1997). Einflussfaktoren der in vitro
Haploidproduction bei Zea mays. Ph.D Thesis No. 9725,
Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zurich,
Switzerland.

regeneration. In general response of hybrids in 7-12 time
more then local parents. Hybrids inherited good
characteristics of both parents: high response in anther
culture from M82 and M24 lines and good adaptation to
tropical climate conditions in Vietnam of local parents.

Further, response of individual hybrids was investigated. It
was revealed that although response of the hybrid lines was
improved very much, response of individuals within the
lines is very different from plant to plant varying from 0 to
158%. Thus response of a genotype must be accessed as
average response of all it’s individuals.

Thus, anther culture efficiency of economically important
genotypes can be improved by sexual crossing with high
responsive genotypes. F
1
hybrids of these lines can be used
for production of inbred lines through anther culture.

Người thẩm định nội dung khoa học: TS. Đỗ Năng Vịnh.