Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 201 CHƯƠNG 10
SẢN XUẤT GIỐNG Ở CÂY SINH SẢN VÔ TÍNH
10.1 Sản xuất giống ở cây sinh sản sinh dưỡng với cây sinh sản bằng củ (củ
giống khoai tây)
Khoai tây là cây có khả năng sinh sản vô tính sinh dưỡng bằng củ, bản chất di
truyền của cây mẹ ñược truyền ñạt hoàn toàn cho thế hệ sau. Cho nên sự thoái hoá
của giống khoai tây chủ yếu do nhiễm bệnh và già sinh lý. Do vậy kỹ thuật sản xuất
củ giống khoai tây cần có các kỹ thuật khắc phục hai nguyên nhân trên.
Các bước sản xuất củ giống khoai tây:
Giai ñoạn 1 : Sản xuất củ siêu nguyên chủng.
Giai ñoạn 2 : Sản xuất củ nguyên chủng
Giai ñoạn 3 sản xuất củ thương phẩm.
Sản xuất củ giống khoai tây SNC bằng duy trì và phục tráng giống ñã thoái hóa tạo
lập lô củ siêu nguyên chủng. Sản xuất duy trì áp dụng với những củ giống tác giả,
SNC hoặc giống nhập nội. Cấp giống này có ñặc ñiểm sạch bệnh và trẻ sinh lý cần
duy trì cấp giống.
10.1.1 Sản xuất duy trì
Nhân và chọn lọc siêu nguyên chủng ñược thực hiện trong nhà màn ñể tránh lây
truyền bệnh. Trồng giống cần duy trì là củ siêu nguyên chủng, chọn lọc những cá
thể ñúng giống thông qua chọn cây ñúng giống, sạch bệnh sau ñó chọn củ sạch bệnh,
ñúng giống ñể trồng nhân ở vụ 2.
Hình 10.1 Sơ ñồ chọn lọc sản xuất củ giống khoai tây
Vụ 2 sản xuất duy trì củ siêu nguyên chủng cung cấp cho sản xuất ñược thực hiện
bệnh, với củ nguyên chủng cách ly khoảng cách an toàn tránh côn trùng truyền bệnh
với cấp củ giống xác nhận cách ly với sản xuất khác ít nhất 3 m theo 10 TCN 316 –
2003. Không trồng sản xuất củ giống trên ñất có cây trồng trước là cây họ cà . Quá
trình sản xuất chọn lọc thường xuyên loại bỏ và hủy kịp thời cây bệnh. Các biện
pháp khác như trồng, bón phân, tưới nước tương tự như ñối với sản xuất hạt và sản
xuất củ siêu nguyên chủng. Mỗi cấp củ giống ñều phải kiểm nghiệm và chứng chỉ củ
giống theo quy trình kỹ thuật và phẩm cấp củ giống quy ñịnh.
10.1.2 Phương pháp sản xuất củ giống khoai tây ứng dụng công nghệ sinh
học
Ngày nay công nghệ sinh học phát triển biện pháp sản xuất củ giống khoai tây chất
lượng cao ñã ñạt ñược những thành tựu mới. Virus là nguyên chính làm giảm năng
suất và suy thoái ở khoai tây, những virus như PVY, PVX, PVS và PLRV. Nuôi cây
ñỉnh sinh trưởng là một kỹ thuật loại trừ virus hiệu quả với các giống khoai tây.
Nuôi cấy ñỉnh sinh trưởng kết hợp xử lý nhiệt có hiệu quả loại trừ virus PVX hoặc
PVS. Phương pháp là trồng cây hoặc củ nảy mầm dưới ñiều kiện 36
o
C từ 4 ñến 6
tuần có thể loại trừ bệnh và hiệu quả loại trừ bệnh tăng 67%.
Biện pháp này gồm các bước chính:
+ Nhân ñỉnh sinh trưởng trong in–vitro ñể loại trừ virus tạo cây sạch bệnh
+ Sản xuất củ siêu bi
+ Sản xuất củ bi
+ Sản xuất củ giống SNC
Sơ ñồ sản xuất củ giống khoai tây của Trung Quốc là một quy trình khá hoàn thiện
ñể áp dụng ở nước ta
Nhân nhanh mô ñoạn thân bằng in vitro (in vitro micropropagation)
+ Trồng khí canh : Thiết khí canh bao gồm máng trồng, bơm và hệ thống phun,
hệ thống ñiều khiển thời gian và bể dung dịch dinh dưỡng. Thời gian ñầu
bơm dinh dưỡng ñịnh kỳ 3 phút một lần và thời gian phun cho 01 gốc là 30
giây. Khi cây lớn thí giảm dần 6, 10, 15 phút ban ngày và 1 ñến 2 giờ vào ban
ñêm
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 204 Sản xuất củ nhỏ bằng khí canh và giá thể : Củ nhỏ tạo ra từ cả hai hệ thống
khí canh và giá thể do máng trồng có thêm giá thể. Phương pháp này tạo ra số
củ lớn hơn khí canh và gía thể riêng rẽ.
Sản xuất củ nhỏ siêu nguyên chủng và xác nhận : trước ñây ñể tiết kiệm
người nông dân trồng khoai tây thường cắt củ ñể trồng với mức khối lượng
khoảng 75 g một phần, tuy nhiên phương pháp cắt củ gây vết thương nguyên
nhân nhiễmbệnh và thoái hóa giống nghiêm trọng. Phương pháp sản xuất củ
nhỏ ứng dụng CNSH ñã tránh ñược những hạn chế ñó. Nhân củ nhỏ SNC có
một số yếu tố ảnh hưởng như kỹ thuật, giống, già sinh lý, mật ñộ trồng, phân
bón.
Hình 10.3 : Sản xuất củ giống khoai tây bằng kỹ thuật khí canh
Một số kỹ thuật ñể nâng cao năng suất củ nhỏ siêu nguyên chủng hạ giá thành như
sau :
+ Trồng mật ñộ dày như vậy có thể thu ñược số lượng củ lớn với khối lượng củ
nhỏ từ 50 – 60 g, củ lớn nhất cũng chỉ 180g theo Sun ML (2001)
+ Thu hoạch sớm cũng nhận ñược củ nhỏ, thông thường thu sớm hơn thực tế
của người dân khoảng 20 ngày. Như vậy hầu hết là củ nhỏ với khối lượng
biến ñộng từ 35 ñến 110 g
hiện qua 3 hướng
+ Sinh trưởng tiềm năng ñể chuyển từ sinh trưởng sinh dưỡng sang sinh trưởng
sinh thực ñiều khiển bới ñỉnh sinh trưởng (mô phân sinh), pha chưa thành
thục không thể bắt ñầu ra ra hoa ngay cả có ñiều kiện kích thích phù hợp.
Như vây trên cùng một cây thì sự thành thục là không cùng tuổi.
+ Biến ñộng có thể xảy ra ở những tính trạng sinh lý và hình thái cụ thể bao
gồm dạng lá, sức khỏe, gai nó liên kết với các pha khác nhau
+ Sự khác biệt xảy ra khả năng tái sinh của các phần khác nhau của cây như
ñỉnh sinh trưởng, rễ , pha chưa thành thục có khả năng tái sinh tốt hơn pha
thành thục ( chin)
Hiện tượng những phần khác nhau nào của cây biểu hiện sự biến ñổi pha và từ mô
phân sinh tiếp tục các pha khác nhau này trong con cái sinh dưỡng của chúng gọi là
“topophysis”. Các nhà làm vườn ở thế kỷ 17 và 18 tin rằng các dòng vô tính sẽ già
sinh lý với tuổi cây mẹ và trẻ sinh lý chỉ có thể nhân từ hạt. Những nghiên cứu sau
ñó ñã chứng minh rằng ñời sống của dòng vô tính về lý thuyết là không bị giới hạn
nếu trồng trong ñiều kiện môi trường phù hợp nó trẻ hoa lại bằng các ñỉnh sinh
dưỡng. Nhân giống từ những cây mẹ khác nhau cho sinh trưởng phát triển và chất
lượng của cây con khác nhau. Khi lấy bộ phận sinh dướng trên cây mẹ khác nhau
cho con cái có những ñặc ñiểm sinh lý và nông sinh học khác nhau như lấy phần
trên tán nhân giống cây con ra hoa sớm hơn phần dưới tán. Tương tự như vậy dễ
nhận thấy ở cây thảo mộc những lóng mắt tạo ra muộn hơn có thể sinh sản. Bộ phận
sinh dưỡng lấy trên các phần khác nhau của cây mẹ cũng cho hình thái của cây con
khác nhau. Vị trí khác nhau lấy mắt nhân vô tính cũng biểu hiện tập tính sinh trưởng
khác nhau ở cây con như cây con sinh trưởng thẳng ñúng hay phát triển theo chiều
ngang cũng phụ thuộc vào vị trí lấy mắt nhân vô tính, thường lấy phần ñỉnh sinh
trưởng cây con phát triển thẳng ñứng, lấy ở cành la cây con sinh trưởng ngang.
c) Phương pháp nhân giống
Nhân giống vô tính ñược chia thành các phương pháp khác nhau và có thể phân
thành các nhóm chính sau :
+ Giống giống bằng tách chồi như chuối, dứa, dâu tây
xuất người sản xuất giống chỉ tiển hành nhân giống cho sản xuất hàng năm. Do vậy
cây mẹ có ảnh hưởng quan trọng ñến người sản xuất, cây mẹ không tốt sẽ cho các
cây con kém chất lượng ảnh hưởng ñến sản xuất và thu nhập của người trồng cây ăn
quả lâu dài do ñầu tư sản xuất nhiều năm. Chọn cây mẹ có các ưu ñiểm như năng
suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh, ñiều kiện bất thuận như hạn, úng Sản
phẩm có thể bảo quản, vận chuyển dễ ràng và những ñòi hỏi này ngày càng nhiều,
khi người ta ñi vào sản xuất lớn tập trung, cung cấp cho một thị trường ngày càng
rộng.
Cây mẹ ñầu dòng áp dụng cả ñối với cây cho mắt ghép và cây gốc ghép bởi vì gốc
ghép có ảnh hưởng ñến sinh trưởng, năng suất, chất lượng của cây giống. Xây dựng
tiêu chuẩn cây mẹ ñầu dòng cho mỗi loài cây ăn quả là rất quan trọng, bộ tiêu chuẩn
này ñược chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế. Nhìn chung tiêu chuẩn
cây mẹ ñầu dòng bao gồm các nhóm tiêu chuẩn:
+ Nhóm chỉ tiêu di truyền
+ Các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển
+ Các chỉ tiêu chất lượng
+ Nhóm chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Phương pháp tuyển chọn cây mẹ ñầu dòng ñược thực hiện thông qua cá chương
trình nghiên cứu, hội thi , bình tuyển
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 207 ii) Thời vụ nhân vô tính
Phương pháp nhân khác nhau có phạm vi thời vụ thích hợp ñảm bảo cho tỷ lệ sống
trong nhân giống cao nhất. Ngoài tỷ lệ sống thời vụ còn ảnh hưởng ñến tiêu chuẩn
chất lượng cây con như chiều cao, sạch bệnh. Thời vụ chiết và ghép ñối với cây ăn
quả miền Bắc có thể trong vụ xuân hoặc vụ thu, mỗi loại cây cần nghiên cứu thời
có thể có các hình thức sinh trưởng khác nhau nếu tổ hợp hai hình thức sinh trưởng
riêng rẽ giữa hai phần. Một số tổ hợp sinh trưởng rất có giá trị trong nhân giống vô
tính bằng ghép, nhưng một số lại tạo ra bất lợi nên tránh. Những ñặc ñiểm của cây
ghép thay ñổi có thể do một số nguyên nhân là (a) không tương hợp (b) một trong
các phần ghép có những ñặc ñiểm ñặc thù ñược tổ hợp vào cây nhân giống như
chống bệnh (c) những tương tác giữa gốc ghép và mắt ghép làm thay ñổi kích thước,
sinh trưởng, năng suất hay chất lượng hoa hoặc quả. Trong thực tế rất khó xác ñịnh
những ảnh hưởng của tương tác giữa mắt ghép và gốc ghép với ảnh hưởng của môi
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 208 trường. Ảnh hưởng của kích thước và tập tính sinh trưởng của gốc ghép ñến mắt
ghép. ðiều khiển kích thước ñôi khi ñi kèm theo thay ñổi dạng cây là một ảnh
hưởng có ý nghĩa của gốc ghép, gốc ghép thay ñổi sức khỏe của giống cây mắt ghép.
Như bằng chọn lọc ở táo, người ta chọn những mẹ gốc ghép trong phạm vi từ thấp
ñến cao, khi ghép ñã thu ñược cây ghép có tán khác nhau trên các gốc ghép khác
nhau. Cũng tương tự người ta ñã ghép anh ñào ngọt ( P. avium) lên gốc ghép anh
ñào dại (P. mahaleb) ñầu thế kỷ 18, ñã tạo ra cây anh ñào lớn hơn, sức sống khỏe
hơn, tuổi thọ dài hơn(như gốc ghép) trong khi cây anh ñào ngọt bé, sống yếu và
nhanh cỗi. Tuy nhiên gốc ghép ảnh hưởng ñến sức sống, kích thước cây ñã ñược ghi
nhận từ các kết quả nghiên cứu nhưng không ảnh hưởng ñến tất cả ñặc ñiểm tính
trạng của loài cây của mắt ghép. Mỗi một tổ hợp ghép cần ñược nghiên cứu kiểm tra
kỹ lưỡng ảnh hưởng của gốc ghép ñến mắt ghép và nghiên cứu ảnh hưởng của gốc
ghép ñến mắt ghép cũng phải tính ñến ảnh hưởng của yếu tố môi trường. Nên trồng
gốc ghép trong ñiều kiện tối ưu và ñất tốt ñể nguyên nhân gốc ghép yếu do môi
trường là nhỏ nhất, khi ñó ñánh giá ảnh hưởng của gốc ghép ñến mắt ghép chính xác
hơn. Ảnh hưởng của gốc ghép ñến mắt ghép rõ nét ở chiều cao cây, cây bình thường
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 209 năng suất cao hơn ghép lên gốc ghép của chính nó, năng suất có thể tăng lên 30 –
150% tùy thuộc vào loại gốc ghép sử dụng
v) Chất kích thích sinh trưởng
Các chất kích thích sinh trưởng ñược sử dụng ñề tăng tỷ lệ sống trong quá trình nhân
giống vô tính, những chất ñược sử dụng khá phổ biến là
+ Indolebutyric acid (IBA)
+ Naphthaleneacetic acid (NAA)
+ 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D)
+ Indoleacetic acid (IAA)
+ Gibberellic Acid (GA)
Ví dụ nghiên cứu ảnh hưởng của chất kích thích sinh trưởng ñến tỷ lệ sống khi ghép
hoa hồng từ kết quả nghiên cứu của James, Trạm Thí Nghiệm Nông Nghiệp Mỹ khi
sử dụng Indole-3-butyric acid (IBA) cho kết quả như sau
Bảng 10.1: Ảnh hưởng của IBA ñến tỷ lệ sống của ghép nhân giống( ñvt:%)
Giống
IBA ðối chứng
Charlamoff 100 92
Delawine 100 83
Delcon 100 57
Kanorkowa 100 82
Wedge 80 35
Ottawa 274 100 78
Hướng tới xây dựng bộ tiêu chuẩn cây giống cho nhưng cây trồng nhân giống vô
tính sinh dưỡng là một ñòi hỏi bức thiết của sản xuất giống cây trồng ở nước ta.