Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 109
CHƯƠNG 7:
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA KỸ THUẬT SẢN XUẤT HẠT GIỐNG
CÂY TRỒNG

Từ những năm cuối những năm 1950 các hạt giống cây trồng chất lượng cao ñã
ñược phổ biến rộng rãi trong sản xuất. Kèm theo nó là công cụ canh tác cải tiến,
phân bón, phương pháp phòng trừ cỏ dại , sâu bệnh ñã tạo ra cuộc cánh mạng trong
sản xuất nông nghiệp. Công nghệ sản xuất hạt giống ñóng một vai trò quan trọng
trong cuộc cách mạng này. Sản xuất hạt giống ñã giúp tăng nhanh số lượng, ñảm
bảo chất lượng, duy trì nguồn gen hiện có hoặc mới tạo ra và thoả mãn số lượng hạt
giống cho nhu cầu ngày càng tăng của nông dân. Hạt giống là một vật liệu sống có
những yêu cầu ñặc thù, do vậy sản xuất cần dựa trên những nguyên lý khoa học ñể
nâng cao năng suất và ñảm bảo chất lượng hạt giống.

7.1 Khái niệm và vai trò của sản xuất hạt giống và nhân giống
7.1.1 Khái niệm
Sản xuất hạt giống là tạo và thu hoạch hạt hay cây con từ những thực liệu thực vật
nhằm mục ñích phân phối, cất trữ và kinh doanh. Quá trình sản xuất sử dụng kỹ
thuật ñặc thù ñể giữ nguyên ñược kiểu gen của thực liệu gốc, có sức sống, sức khỏe
và giá trị gieo trồng tốt, cho năng suất cao ở thế hệ sau.
7.1.2 Vai trò của sản xuất giống
7.1.2.1 Bảo tồn kiểu gen hiện có hay kiểu gen mới tạo ra
Sản xuất hạt giống của các cây trồng hay thực liệu thực vật hiện có như cây hoang
dại, giống ñịa phương, giống tạo thành cung cấp cho nghiên cứu hoặc sản xuất

cây quá trình giao phấn này nhờ các tác nhân thụ phấn như gió, côn trùng hay tác
ñộng của con người. Cây giao phấn ổn ñịnh quần thể nếu ñảm bảo tự do thụ phấn
hoàn toàn và tổ hợp cân bằng gen của quần thể. Nếu tự phối hay quần thể quá
nhỏ dẫn ñến cận phối và suy thoái, biểu hiện suy giảm sức sống và xuất hiện các
tính trạng lặn và gây hại. Như vậy sản xuất giống ở cây giao phấn cần quần thể
lớn ñảm bảo mức ñộ ña dạng di truyền cao (ña dạng của cùng giống). Sản xuất
giống ở cây giao phấn cũng phải tránh giao phấn với các giống khác trong cùng
loài hoặc khác loài ñể duy trì ñúng kiểu gen hiện có.
+ Cây sinh sản vô tính khi sản xuất giống cần tránh nguyên nhân làm suy thoái di
truyền như nhiễm bệnh, ñiều kiện canh tác và kỹ thuật nhân giống
7.2.2 Sự ổn ñịnh tương ñối của giống
Giống cây trồng là một tập hợp những cá thể có cùng nguồn gốc, cùng kiểu gen vì
vậy tương ñối ñồng nhất về kiểu hình như hình thái, màu sắc và các ñặc ñiểm nông
sinh học khác. Nói cách khác giống ổn ñịnh tương ñối về mặt di truyền, năng suất,
phẩm chất, khả năng thích ứng và chống chụi qua các thế hệ nhân. Tính ổn ñịnh của
giống biểu hiện ở nhiều tính trạng nhưng những ñiểm cơ bản là:
- Ổn ñịnh tương ñối về hình thái : hình thái chiều cao, thời gian sinh trưởng,
chiều cao ñóng bắp, màu sắc thân lá, màu sắc hạt…
- Ổn ñịnh tương ñối về năng suất: tính trạng năng suất do nhiều yếu tố tác ñộng
ñến, một số yếu tố tương ñối ổn ñịnh như khối lượng 1000 hạt, ñộ lớn của hạt, số
quả trên cây, khối lượng quả…
- Ổn ñịnh về phẩm chất chất lượng: như hàm lượng các chất dinh dưỡng ñường,
protein, amylose…
Sự ổn ñịnh của giống kiểu gen quyết ñịnh, tuy nhiên cũng bị tác ñộng của ñiều kiện
môi trường. Tùy theo mức ñộ phản ứng của kiểu gen với môi trường mà mức ñộ
thay ñổi kiểu hình khác nhau.
7.2.2.1 Phương thức sinh sản và ñộng thái di truyền quần thể cây tự thụ phấn
Cấu tạo của cơ quan sinh sản là nhụy và nhị thường trong cùng một hoa (hoa lưỡng
tính), nhụy thường có vị trí thấp hơn nhị ñể quá trình nhận phấn thuận lợi, hoa cấu
tạo thường nhỏ, không màu sắc, mùi vị. Kết quả quá trình tự thụ phấn là hạt ñể duy

n

tần xuất ñồng hợp = ( 1 - 1/2 )
n
Số cá thể ñồng hợp tăng dần qua các thế hệ tự thụ phấn, là ñiều kiện ổn ñịnh của
quần thể cây tự thụ phấn
7.2.2.2 Phương thức sinh sản và ñộng thái di truyền quần thể cây giao phấn
Cây giao phấn là một quần thể giao phối hoàn toàn tự do và ngẫu nhiên, nó có thể
nhận phấn và cho phấn hoa khác, cây khác và thậm chí ngay của chính nó. Quá trình
này có thể nhờ tác nhân thụ phấn là gió hay côn trùng. Cấu tạo hoa của cây giao
phấn có những ñặc ñiểm ñặc thù như hoa lớn, màu sắc sặc sỡ, có mùi thơm hay túi
mật, nhụy và nhụy không chín cùng thời ñiểm phù hợp với giao phấn. Quần thể cây
giao phấn ổn ñịnh di truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác là do giao phấn và ở trạng
thái cân bằng di truyền ñược Hardy Weinberg (Hardy 1908 và Weinbrg 1909)
"Gen và tần suất kiêủ gen trong một quần thể mendel là một hằng số từ thế hệ
này sang thế hệ khác , nếu không có chọn lọc, ñột biến, lẫn tạp hay thay ñổi ngẫu
nhiên"
Mỗi cây có cơ hội cho phấn và nhận phấn như nhau (ngang bằng ) do vậy ổn ñịnh di
truyền khi giao phối với quần thể lớn và khi tần xuất kiểu gen không thay ñổi từ thế
hệ này qua thể hệ khác quần thể ñó gọi là quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền
Hardy Weinberg xác ñịnh bằng phương trình :

p
2
+ 2p ( 1 - p ) + ( 1 - p)
2

p là tần xuất của 1 allen và 1 - p là tần xuất của 1 allen khác. Tổng tần xuất của 2
allen = 1, nếu gọi kiểu gen khác là q ta có phương trình p
2

Tần xuất kiểu gen
0.54 0.42 0.04

Trường hợp thứ 2: nếu ñảm bảo trự do thụ phấn hoàn toàn bao gồm cả thuận, nghịch
và tự thụ phấn sẽ có tần xuất như sau:

BB Bb bb
6 tổ hợp lai thuận trên 13 10 1
6 tổ hợp lai nghịch củ nó 13 10 1
Tự thụ phấn Bb1 1 2 1
Tự thụ phân của Bb2 1 2 1
Tự thụ phấn của BB1 4
Tự thụ phấn của BB2 4
Tổng 36 24 4
Tần xuất kiểu gen
0.56 0.38 0.06

Tần suất trên là ñúng với trạng thái cân bằng Hardy Weinberg của quần thể 4 bố
mẹ ban ñầu. Chứng tỏ quần thể cây giao phẩn ổn ñịnh di truyền qua các thế hệ nhân
nếu hoàn toàn tự do thụ phấn. ðây là một nguyên lý rất cơ bản cho kỹ thuật sản xuất
hạt giống thụ phấn tự do ở cây giao phấn
7.2.2.3 Phương thức sinh sản và ñộng thái di truyền quần thể cây sinh sản vô
tính sinh dưỡng
Cây sinh sản vô tính có hai nhóm là hoàn toàn sinh sản vô tính sinh dưỡng như
chuối, dứa, hành, tỏi, hoàng tinh, hoàng ñao và nhóm vừa có khả năng sinh sản
hữu tính vừa có khả năng sinh sản vô tính như cây ăn quả, khoai lang, khoai tây. Bộ
phận nhân giống là củ, thân giả, mắt, cành, thân ngầm, ñoạn cành, rễ, lá ñặc thù của
các loài cây sinh sản vô tính quần thể là ñồng nhất từ thế hệ này qua thế hệ khác.
Những cây ñược nhân ra từ cây mẹ ban ñầu gọi là một dòng vô tính có kiểu gen


giả sử HSN của giống cơ bản = 10, giống lẫn = 8, số hạt giống cơ bản ban ñầu là
1000 hạt, hạt giống khác lẫn trong lô hạt giống là 2. Tỷ lệ lẫn cơ giới qua 4 lần nhân
như sau
Bảng 7.1: Tỷ lệ lẫn qua các lần nhân trường hợp lẫn 1 lần
Số hạt Số lần gieo
Giống cơ bản Giống lẫn
Tỷ lệ lẫn( %)
Bắt ñầu 1000 2 0,20
Lần nhân thứ nhất 10.000 16 0,16
Lần nhân thứ 2 10.0000 128 0,13
Lần nhân thứ 3 1.000.000 1024 0,10
Lần nhân thứ 4 10.000.000 8192 0,08

Nếu lẫn 1 lần mà hệ số nhân của giống lẫn nhỏ hơn giống cơ bản thì tỷ lệ lẫn giảm
dần, nhưng lẫn hệ thống vẫn gây thoái hóa giống nghiêm trọng. Công thức tính tỷ lệ
lẫn lần nhân thứ n ñược tính bằng công thức sau:
Zn = Z + Zk + Zk
2
+ Zk
3
+ Zk
4
+ Zk
n

Trong ñó: Zn là tỷ lệ lẫn lần thứ n (%)
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 114

Bảng 7.2 Nguyên nhân thoái hóa giống và biện pháp khắc phục
Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
1. Lẫn cơ giới 1. Có khu sản xuất giống riêng
2. Vệ sinh dụng cụ, máy móc, ñồng ruộng,
sân phơi, nhà kho và dụng cụ chứa trước
khi sản xuất
3. Loại bỏ cây khác dạng, hạt khác dạng
2. Lẫn sinh học 4. Cách ly theo ñúng quy ñịnh
5. Khử bỏ cây khác dạng
3. ðột biến tự nhiên 6. Sản xuất trong ñiều kiện, mùa vụ phù
hợp
7. Loại bỏ cây khác dạng
4. Phân ly 8. Loại bỏ cây khác dạng
5. Do tích lũy bệnh 9. Luân canh cây trồng
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 115 10. Thay ñổi khu vực sản xuất
11. Vệ sinh ñồng ruộng
12. Áp dụng kỹ thuật IPM
6. Do Kỹ thuật sản xuất
hạt giống
13. Áp dụng kỹ thuật tối ưu ñối với loài cây
trồng khi sản xuất hạt giống
7.4- Các cấp hạt giống
Các cấp hạt giống là một lĩnh vực liên quan ñến luật giống cây trồng, tiêu chuẩn
phẩm cấp, kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm ñể cấp chứng chỉ cấp hạt giống.

giống tác giả. Nó ñược sản xuất tại các cơ quan hay cá nhân sản xuất giống
nguyên chủng dưới sự giám sát của cơ quan có chức năng sản xuất giống
nguyên chủng.
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống 116 3) Hạt giống ñăng ký (Register seed) ðây là hạt giống ñược nhân từ giống
nguyên chủng nhằm tăng lượng hạt giống trước khi sản xuất giống xác nhận.
cấp hạt giống này chưa có mục ñích ñưa ra sản xuất.
4) Hạt giống xác nhận (Certified seed) ðược nhân ra từ giống nguyên chủng
hay gống ñăng ký. Nhân số lượng lớn ñưa ra sản xuất.

Hình 7.1 Các cấp hạt giống của Hoa Kỳ
Hiệp hội giống và hạt giống Châu Âu quy ñịnh theo 3 cấp là hạt giống tác
giả(Breeder’s seed ), hạt giống nguyên chủng (Foundation seed ) và hạt giống xác
nhận (Certified seed )