23
Chương 2
Tạo Vật liệu Khởi đầu
trong Chọn giống Thực vật

Như đã đề cập ở chương trước, để có thể tiến hành chọn lọc có hiệu
quả, cần phải tiến hành thu thập hoặc tạo ra các thay đổi đa dạng trong
kiểu gene của đối tượng chọn giống. Vì vậy, việc tạo vật liệu khởi đầu
đóng vai trò thiết yếu cho bất kỳ chương trình chọn giống thực vật nào.
Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu: (i) Vai trò của vật liệu khởi
đầu trong chọn tạo giống; (ii) Nguồn gene thực vật trong chọn giống cây
trồng; và (iii) Sơ lược các nguồn biến dị di truyền trong chọn giống.
I. Vai trò của vật liệu khởi đầu trong chọn tạo giống
Để cho công tác chọn giống thực vật thành công, trước tiên phải tiến
hành thu thập nguồn vật liệu khởi đầu phong phú và đa dạng trong tự
nhiên hoặc tạo ra các thay đổi đa dạng trong kiểu gene của các loài cây
trồng làm cơ sở cho việc chọn lọc và đánh giá. Tạo nguồn biến dị (creation
of variation) là khâu đầu tiên của một quy trình chọn tạo giống. Nó đóng
vai trò thiết yếu cho bất kỳ chương trình chọn giống thực vật nào; không
thể có sự chọn lọc hay cải tiến nào nếu như không có biến dị. Nguồn biến
dị của vật liệu khởi đầu càng phong phú và đa dạng chừng nào thì sự chọn
lọc và cải tiến càng có cơ may thành công chừng ấy (Hình 2.1).
Vật liệu khởi đầu hay nguồn gene trong chọn giống thực vật là tất cả
các dạng đã được con người tách ra và trồng trọt từ xa xưa hoặc mới được
tạo ra cho đến các loài hoang dại được nhà chọn giống sử dụng để tạo ra
các giống mới bằng các phương pháp chọn giống thích hợp.
Sự thành công trong việc tạo ra các giống cây trồng mới phụ thuộc rất
lớn vào mức độ phong phú và đa dạng của nguồn gene thu thập được. Bởi
vì từ đó nhà chọn giống mới có thể chọn đúng vật liệu khởi đầu đáp ứng
được mục đích và yêu cầu đề ra. Các dạng cây trồng khác nhau ở đây có

là các giống địa phương cổ truyền được hình thành ở mỗi vùng qua thời
gian dài nên chúng thích nghi và phát triển tốt ở các vùng đó. Chúng
thường mang các đặc điểm quý hiếm về mặt chất lượng, tính chống chịu
hoặc năng suất. Ví dụ, lúa tám thơm Xuân Đài ở Xuân Thuỷ - Hà Nam,
cam Xã Đoài, bưởi Đoan Hùng, nhãn lồng Hưng Yên, thanh trà Nguyệt
Biều - Huế, v.v. Còn các loài nhập nội là những giống được đưa từ các
vùng khác nhau trên thế giới đến nhưng vẫn còn giữ được những đặc tính
ban đầu của nó. Ví dụ, các giống lúa IR-8, IR-64, IR-17494... nhập từ
IRRI; hoặc các giống ngô ĐK-888, P-11 nhập từ Thái Lan.

25

Trong chọn giống thực vật có nhiều biện pháp để tạo nguồn vật liệu
khởi đầu hay các biến dị như: Sự thuần hoá (domestication), sưu tập quỹ
gene (germplasm collection), nhập nội (introduction), lai giữa các giống

và đa dạng như vậy cho nên cần có sự phân loại hợp lý nhằm hệ thống hoá
và cung cấp thông tin cho người sử dụng. Mặc dù ý niệm về sự phân loại
đã có từ xưa, nhưng thực sự chỉ bắt đầu từ thế kỷ thứ XVIII với hệ thống
phân loại của Carl von Linneaus. Về sau này, sự phân loại sinh vật nói
chung được hoàn thiện thêm nhờ sự phát triển của di truyền học tế bào
(cytogenetics) và di truyền học phân tử (molecular genetics). Ngoài ra, để
tiện sử dụng trong phạm trù chọn giống, người ta còn phân loại nguồn
gene thực vật dựa vào nguồn gốc xuất xứ của chúng (xem Hình 2.2).
 Theo hệ thống phân loại của Linneaus đã được sửa đổi, có các đơn vị
phân loại thường dùng (từ trong ngoặc là tiếng Latin), từ lớn đến nhỏ như
sau: Ngành (Divisio), Lớp (Classis), Bộ (Ordines), Họ (Familia), Tộc
(Tribus), Chi (Genus), Loài (Species), Nhánh (Proles), Thứ (Varietas),
Dạng (Forma), và cuối cùng là Cá thể (Individus).
Trong chọn giống thực vật, các nhà nghiên cứu thường dùng các đơn
vị phân loại sau: Họ, chi, loài, thứ, dạng; và khi cần thì thêm họ phụ
(subfamilia), loài phụ (subspecies). Ví dụ, cây lúa trồng châu Á thuộc:
Phân ngành: Angiospermae.
Lớp: Monocotyledonae.
Bộ: Glumiflorae.
Họ: Gramineae hay Poaceae.
Chi : Oryza
Loài: Oryza sativa L.
+ Loài phụ: O. sativa L. ssp. Indica (loài phụ Ấn Độ)
+ Thứ: O. sativa L. var. mutica (hạt dài, thẳng và không râu; vỏ
trấu màu vàng rơm; gạo trắng)
+ Dạng: Elongatum (cây cao, lóng dài)
Bảng 2.1: Số lượng nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) của một số loài cây trồng
thường gặp
Loài cây trồng 2n Loài cây trồng 2n
Lúa (Oryza sativa) 24 Dưa chuột (Cucumis sativus) 14

nhau. Matsuo (1997) đã nêu lên bốn giả thuyết về nguồn gốc của lúa trồng
Ấn Độ, Trung Quốc, các vùng núi ở Đông Nam Á và phạm vi rộng lớn với
các nguồn gốc đa chủng loại. Tuy nhiên, hiện giờ người ta tin rằng các
khu vực miền núi ở Đông Nam Á rất có thể là nguồn gốc của lúa trồng.
Kết luận này ủng hộ học thuyết của Morinaga năm 1967 cho rằng lúa
trồng xuất phát từ phía Đông Nam chân núi Hymalaya. Điều này đã được
GS. Bùi Huy Đáp đề cập từ năm 1964: Việt Nam là một trong những trung
tâm sớm nhất của Đông Nam Á được nhiều nhà khoa học gọi là quê
hương của cây lúa trồng; nó xuất hiện cách đây chừng 10 - 12 nghìn năm
cùng với nền văn hoá Hoà Bình (Bùi Huy Đáp, 1999).
Sự phân loại các giống lúa trồng thuộc loài O. sativa dựa trên hai cơ sở
chính: (i) độ hữu thụ của các cây lai F
1
, và (ii) các đặc điểm hình thái, sinh
lý và sinh thái. Chẳng hạn, dựa vào độ hữu thụ của các cây lai F
1
, lần đầu
tiên năm 1928 Kato và cs đã phân biệt O. sativa thành hai loài phụ
(subspecies), còn gọi là kiểu (type) hay nhóm giống (group): kiểu Indica
và kiểu Japonica. Việc khảo sát sự phân bố địa lý của hai loài phụ này cho
thấy các giống lúa địa phương ở Nhật, Bắc Triều Tiên và Bắc Trung Quốc
đều thuộc loài phụ Japonica. Trái lại, các giống lúa địa phương Ấn Độ,
Java, Nam Trung Quốc và Đài Loan thuộc loài phụ Indica. Các kết quả

28
nghiên cứu của Terao và Mizushima năm 1943 và Morinaga năm 1953
phát hiện sự tồn tại của một kiểu trung gian không thuộc Indica và
Japonica và đặt tên là kiểu Javanica, vì các giống nghiên cứu này hầu hết
bắt nguồn từ Java, tức Indonesia. (Kushibuchi 1997; Watanabe 1997).
Năm 1952, Matsuo lấy hình thái học làm cơ sở chính để phân loại các

trồng nào đó lại cho thấy sự đa dạng đáng kể về
các dạng hình mặc dù chúng không bắt nguồn ở
đó. Những khu vực như vậy được gọi là các
trung tâm phát sinh thứ cấp của các loài này.

Hình 2.3 N.I. Vavilov

29
Vavilov đề nghị 8 trung tâm phát sinh cây trồng chính trên thế giới là:
Trung Quốc, Ấn Độ, Trung Á, Tiểu Á, Địa Trung Hải, Abyssinia, Trung
Mỹ và Nam Mỹ. Về sau P.M. Zukovsky đã bổ sung và phát triển các trung
tâm của Vavilov thành 12 trung tâm phát sinh tất cả các cây trồng trên thế
giới, được tóm tắt như sau (theo Nguyễn Văn Hiển, chủ biên 2000):
Trung tâm Trung Quốc - Nhật Bản: Đây là trung tâm lớn nhất, chứa
đựng một khối lượng khổng lồ các biến chủng của 140 loài cây trồng khác
nhau, trong đó có mặt hầu hết các loài cây trồng quan trọng nhất, như: lúa
gạo (O. sativa L., loài phụ Japonica), đậu tương, kê, cây cải, ngô nếp, các
loài cam quýt thuộc chi Citrus, táo, lạc (đậu phộng), vừng (mè), sâm, cao
lương, cây thuốc phiện; đây cũng là quê hương của các cây chè, đay, gai,
cải dầu v.v.
Trung tâm Đông dương - Indonesia: Đây là trung tâm phát sinh lúa
nước (các loài phụ Indica và Javanica); và là quê hương của nhiều loài cây
ăn quả nhiệt đới như: chuối, dứa, xoài, dừa, sầu riêng, mămng cụt, chôm
chôm, mít, mãng cầu v.v.
Trung tâm Australia: Tại đây tìm thấy 500 trong số 605 loài cây có
dầu nhiệt đới, 21 loài thuốc lá, 3 loài thuộc chi Oryza; và là trung tâm đầu
tiên của loài bông Hải đảo (Gossypium barbadense L.).
Trung tâm Nam Á (chủ yếu là Ấn Độ): Đây là một trong những trung
tâm đóng vai trò lớn trong lịch sử trồng trọt của thế giới, quê hương tổ tiên
của lúa trồng (loài phụ Indica) và mía. Đây cũng là nơi phát sinh của các