Các phương pháp trong chọn giống cây trồng

Trong bài này, mình xin phép nêu quan điểm của mình về một số khái niệm cơ bản và so sánh hai phương pháp chọn giống thực vật với nhau. Bài viết chỉ mang tính chất tham khảo.

Giới thiệu

Trong di truyền học, khái niệm “chọn giống cây trồng” không còn quá xa lạ với mọi người. Một trong những thí nghiệm nổi tiếng về chọn giống cây trồng mà học sinh phổ thông phải biết đến đó là thí nghiệm lai đậu Hà Lan của Mendel.

Đó là phương pháp chọn giống “cổ điển” dựa vào tính trạng của thực vật. Tuy nhiên, thế giới hiện nay không chỉ ngừng lại ở phương pháp đó, chúng ta đã có nhiều phương pháp chọn lọc mới với những yêu cầu khác nhau, đảm ứng từng nhóm cây trồng và hiệu quả vượt trội.

Chọn giống cây trồng là gì?

Chọn lọc (hay chọn giống) là thuật ngữ dùng để chỉ những phương pháp nhân tạo (chọn lọc nhân tạo) để duy trì hoặc cải tiến, phát triển một giống mới với đặc tính mà nhà chọn tạo mong muốn.

Chọn giống cây trồng không ngừng lại ở mức cá thể mà yêu cầu cần đạt được ở quy mô quần thể để có thể duy trì tính trạng, đặc tính mong muốn.

Chọn giống cây trồng là phương pháp chọn lọc độc lập, nhưng lại có quan hệ mật thiết với các công cụ làm thay đổi tính trạng ban đầu của thực vật như tạo đột biến, lai tạo, gây đa bội, chuyển gen,…

Ví dụ Mendel đã dùng công cụ lai tạo để tạo ra các kiểu hình khác nhau và dựa trên cơ sở đó để chọn lọc giống đậu Hà Lan có tính trạng mong muốn.

Vì vậy, chúng ta khó có thể tách chọn giống cây trồng ra khỏi các công cụ chọn giống của thực vật nếu nói cùng một vấn đề như trên.

Ngày nay, với sự phát triển của nhiều công cụ mới giúp quá trình chọn tạo giống cây trồng diễn ra dễ dàng hơn nhưng cũng gặp nhiều vấn đề tranh cãi hơn.

Bài này mình sẽ giới thiệu về một số công cụ thường sử dụng để chọn giống cây trồng phổ biến hiện nay:

Chọn lọc bằng lai tạo

Chọn lọc bằng lai tạo là sự phối hợp giữa đặc điểm di truyền của một, hai hay nhiều (thường là 3) đặc điểm di truyền của cây bố, mẹ để chọn lọc cây con có đặc tính mong muốn.

Chọn lọc bằng lai tạo đơn giản nhất là lấy phấn hoa của cây bố thụ phấn cho nhụy hoa của cây mẹ, sau đó lấy hạt của cây dùng làm mẹ đem gieo trồng ta được cây lai và chọn các cây lai có đặc tính tốt để làm giống.

Chọn lọc bằng lai tạo là phương pháp truyền thống nhất, người chọn giống cần nhiều thời gian và công sức. Cây lai sau khi được chọn lọc có thể xem là một giống mới tự nhiên và không cần gắn nhãn “GMO”.

Tuy nhiên, chọn lọc bằng lai tạo gây tốn thời gian, kinh phí và một lượng mẫu lớn để có thể thu được tổ hợp tính trạng mong muốn và vấn đề ưu thế lai cần được quan tâm khi duy trì tính trạng qua các thế hệ.

Chọn lọc bằng chuyển gen

Chọn lọc bằng chuyển gen là bộ công cụ hỗ trợ đưa một đoạn gen/vùng trình tự từ bên ngoài vào nhân tế bào thực vật.

Một số công cụ như dùng xung điện biến nạp, tải nạp, chuyển nạp bằng vector chuyển gen: virus, vi khuẩn, phage,…

Chọn lọc bằng chuyển gen có thể thực hiện với kỹ thuật hiện tại, một số vector có thể dễ dàng thực hiện, thu được bộ tổ hợp gen tương đối nhiều để chọn lọc tính trạng.

Phương pháp này rẻ tiền nhưng có thể chọn lọc được tính trạng mong muốn chính xác và nhanh chóng.

Tuy nhiên, chúng ta cần biết trước trình tự genome hoặc vùng chuyển gen của thực vật đó trước. Cây trồng từ chuyển gen sẽ bị gắn nhãn “GMO”.

Những năm gần đây, công cụ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 đã được chú ý với tiềm năng lớn trong chỉnh sửa bộ gen thực vật, hỗ trợ chọn giống cây trồng với khả năng chính xác cao.