ỨNG DỤNG KĨ THUẬT HẠT NHÂN
TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA
CHẤT LƯỢNG CAO
2
2
NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO
• 1. Lịch sử ngành di truyền và chọn giống đột biến.
• 2. Các tác nhân gây đột biến và cơ chế tác động của chúng đến vật
liệu di truyền.
• 3. Mục tiêu, định hướng của ngành di truyền và chọn giống đột
biến.
• 4. Những kết qủa nổi bật của ngành di truyền và chọn giống lúa
đột biến ở Việt Nam
• 5. Chiến lược phát triển lĩnh vực di truyền và chọn giống lúa ở Việt
Nam
3
3
Lịch sử ngành di truyền
và chọn giống đột biến
4
•
Từ năm 1900 - 1905, nhà bác học người Áo Huygodveri đã phát hiện
ra cây đột biến tự nhiên ở cây Oenothera lamarkiana. Ông đã nghiên
cứu quy luật phát sinh các đột biến tự nhiên và hình thành nên thuyết
đột biến.
•
Các nghiên của các nhà sinh học từ thế kỉ 19, 20 như Lamark,
Darwin, Menden , đã khẳng định các đột biến trong tự nhiên là
nguồn biến di phong phú cho quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo
để hình thành nên các loài mới và giống mới, thích ứng tốt với điều
kiện tự nhiên và đáp ứng tốt nhu cầu của con người.

cây trồng đã mang lại hiệu quả cực kỳ to lớn về kinh tế nông
nghiệp. Ước tính hàng trăm tỷ đô la và hàng trăm triệu hecta gieo
trồng bằng những giống cây trồng được tạo ra từ đột biến.
•
Những thành tựu to lớn mà gây đột biến thực nghiệm đem lại trên
thế giới đó là một số giống cây trồng như: cỏ Bermuda, lê Nhật bản,
giống lúa nửa lùn Remei Nhật bản, khoai lang, khoai tây, hoa cúc,
hoa hồng với màu sắc khác nhau và hình dạng cánh hoa đa dạng
cam không hạt của Ỉran,Vải không hạt A4 của Trung Quốc…. Đặc
biệt ở Trung quốc giống lúa đột biến Zhefu 802 được trồng với diện
tích lớn nhất thế giới (trên 10,5 triệu hecta) và được sử dụng rộng
rãi trong sản xuất trong thời gian khá dài trên 10 năm.
•
Một số thành tựu chọn giống đột biến trên thế giới qua các năm
được trình bày ở biểu đồ dưới đây:
A. Trên thế giới
7
Số
lượng
giống
Năm
Hơn 2970 giống cây trồng
FAO/IAEA Mutant Varieties Database
FAO/IAEA Mutant Varieties Database
Số lượng giống cây trồng đã được tạo ra nhờ gây
đột biến trên thế giới (Tính đến 7/2010)
8
•
Các nghiên cứu di truyền và chọn tạo giống ở việt nam được tiến
hành chậm hơn nhiều so với thế giới.

trở thành nước thứ 4 về chọn giống đột biến của châu Á sau Trung Quốc, Nhật Bản,
Ấn Độ và đứng thứ 8 thế giới sau Trung Quốc,Ấn Độ,Nhật,Liên Xô cũ,Hà Lan, Đức,
Mỹ.
10
Các tác nhân gây đột biến và cơ chế
tác động của chúng đến vật liệu di
truyền
11
Các phương pháp gây tạo đột biến
•
Tác nhân vật lý: tia gamma, tia X, các chùm neutron
nhanh, neutron chậm…
•
Tác nhân hoá học: EMS, EI, DES, DMS, NMU,
NEU…
•
Kết hợp xử lý tác nhân vật lý và tác nhân hoá học
- Sử dụng phương pháp nào tuỳ thuộc: đối tượng,
kiểu sinh sản của cây trồng, tính đặc hiệu của loại
tính trạng mong đợi tạo ra…
12
TÁC NHÂN VẬT LÍ
• Chiếu xạ tia Cực tím (UV)
•
Chiếu xạ tia điện từ trường (electromagnetic radiation)
+ Tia X từ máy gia tốc tia X.
+ Tia Gamma từ nguồn Co-60, nguồn Cs-137.
• Chiếu hạt điện tử
+ Chiếu tia nhiệt hoặc chiếu chùm tia nơtron chậm từ
lò phản ứng hạt nhân

•
Chúng ta tiến hành chọn lọc các đột biến được tao ra theo những
đặc tính mong muốn như năng suất cao, khả năng chống chịu sâu
bệnh, hạn, úng… để tạo thành các giống mới.
15
CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN GIỐNG
CÂY TRỒNG
• Chọn lọc và bảo tồn những vật liệu cây trồng sẵn có trong tự
nhiên đã được cải tiến một cách tự phát đáp ứng những tiêu
chí của nhà chọn giống.
•
Lai tạo kết hợp chọn lọc.
• Gây tạo đột biến kết hợp chọn lọc.
• Kỹ thuật sinh học: chuyển gen tạo ra các cơ thể có tính trạng
mới GMO (Genetics Modified Organism).
16
Mục tiêu, định hướng của ngành
di truyền và chọn giống đột biến
17
Mục tiêu cải tiến giống cây trồng
•
Tạo ra nguồn gene khởi đầu đa dạng để phục vụ các
nghiên cứu lí thuyết về di truyền học và chọn tạo giống
cây trồng:
• - Nghiên cứu bản chất của gene quy định các tính trạng
•
- Lập bản đồ các gene quy định các tính trạng: năng
suất, chất lượng, tính chống chịu sâu bệnh, khả năng
chịu đựng đối với strees của môi trường (hạn, úng, chua
mặn, nóng, lạnh… gen bất dục đực TGMS )

hạt khô hoặc hạt nảy mầm.
21
• Từ năm 1980 đến nay, chúng tôi thu được rất nhiều các
đột biến mang những đặc điểm nông sinh học quý như
kiểu cây cây cải tiến, các yếu tố cấu thành năng suất cao
như cấu trúc bông, khối lượng 1000 hạt tăng cao, chất
lượng gạo cao, dẻo thơm. Đặc biệt nhiều đột biến chín
sớm cấy được hai vụ/năm, kháng được nhiều sâu bệnh
như đạo ôn, bạc lá, khô vằn, rầy nâu
•
Nhiều trong các số đột biến nêu trên đã được trực tiếp
chọn lọc qua một số thế hệ để trở thành giống hoặc
được lai tích lũy với bố mẹ hoặc lai giữa các dòng đột
biến với nhau và thông qua chọn lọc trở thành giống
phục vụ sản xuất.
•
Từ năm 1985 đến nay, chúng tôi đã đưa ra được hàng chục giống lúa
đột biến được chọn lọc bằng phương pháp thực nghiệm như DT10;
DT11; DT13; DT14; DT17; DT33, DT21; DT22; DT37; DT38; A20;
DT122; D271; ĐCM1, Tám thơm đột biến, ST3; MT4; MT2… Nhiều
giống đến nay vẫn tồn tại trong sản xuất. Ngoài các đột biến có lợi
cho công tác chọn tạo giống còn có các đột biến phục vụ cho các
nghiên cứu lập bản đồ di truyền về gen như gen bất dục đực TGMS,
gen kháng đạo ôn, bạc lá, rầy nâu, gen mùi thơm, gen không mẫn
cảm với quang chu kỳ
Một ví dụ điển hình đó là giống lúa đột biến DT10 của Viện Di truyền
Nông Nghiệp nhận được từ việc chiếu xạ hạt khô của giống C4-63 ở
liều 20Kr. Giống này đã được công nhận đủ tiêu chuẩn giống quốc
gia năm 1990. Khác với giống bố mẹ, giống DT10 có khả năng chịu
lạnh, chịu úng, chống chịu bệnh tốt hơn bố mẹ và cho năng suất khá

sector
1/3
AABBCC
(Không phân ly)
3
rd
sector
1/3
A.B.C. 9/16
A.bbC 3/16
aaB.CC 3/16
aabbC 1/16
aa- Thân lùn; bb- mầm bạch tạng; cc: lớp phấn trên lá
Chọn lọc các cây thân lùn đột biến
Tần số của các cây thân lùn ở M2
Kiểu hình: aaB.CC 1/3 x 3/16=3/48 (1/16)
Kiểu gen: aaBBCC 1/3 x 1/16=1/48
Tất cả những cá thể có kiểu hình aaB.CC được trồng riêng biệt ở M3 để tiếp tục
chọn lọc
Hình 2: Sơ đồ kĩ thuật chọn đột biến truyền thống ở cây trồng sinh sản hữu tính
(lúa, ngô, đậu tương)
25
25
Hình 3: Bộ NST lúa
Hình 3: Bộ NST lúa
O.sativa. L
O.sativa. L