Nông - Lâm - Ngư nghiệp - Chương 3: Chọn lọc cây trội và khảo nghiệm hậu thế

CHƯƠNG 3CHỌN LỌC CÂY TRỘI VÀ KHẢO NGHIỆM HẬU THẾ1. Ý nghĩa của cây trội và khảo nghiệm hậu thếChọn cây trội rất thuận lợi Ở cây rừng, tính trạng kinh tế thường là các tính trạng số lượng – do đa gen quy định → dãy phân ly kiểu hình dài → chọn lọc sẽ hiệu quả.Phát hiện, tích luỹ biến dị có sẵn theo mục tiêu mong muốn1. Ý nghĩa của cây trội và khảo nghiệm hậu thế Cây trội có thể được sử dụng theo các hướng sau:Cây trội → Xây dựng vườn giống → VLG → Trồng rừngCây trội → Cây ưu việt → Lai hữu tính → Giống mới → Chọn lọc → Nhân giống sinh dưỡng → Trồng rừng Cây trội → Cây ưu việt → Lai tế bào trần, chuyển gen → giống mới. 2. Các khái niệm cơ bản Cây trội dự tuyển (candidat plus tree) Là cây đáp ứng cao nhất các chỉ tiêu chọn lọc trên cơ sở đánh giá chủ quan của người chọn giống.Cây trội (plus tree) Là cây CTDT sau khi đã được phân cấp, đánh giá và xác định là có sự vượt trội nhất định về một hay một số tính trạng mong muốn. Cây trội Thông đuôi ngựa (P.massoniana) tại Tam Đảo 2. Các khái niệm cơ bảnCây ưu việt (elite tree) Là CT đã được chứng minh thông qua kết quả khảo nghiệm hậu thế, có tính ưu trội về di truyền các tính trạng, là mục tiêu của chọn lọc. Cây so sánh (compairsion tree) + Là cây trong cùng quần thụ, cùng tuổi hoặc gần cùng tuổi với cây trội dự tuyển. + Là những cây tốt nhất trong quần thụ được chọn ra để so sánh với cây dự tuyển.2. Các khái niệm cơ bản Phân sai chọn lọc: (SX) Là sự sai khác giữa trị số trung bình của cá thể được chọn lọc với trị số trung bình của quần thể - Phân sai chọn lọc tuyệt đối:- Phân sai chọn lọc tương đối:2. Các khái niệm cơ bảnCường độ chọn lọc* Zobel: Trong đó + S : Phân sai chọn lọc + SX : Sai tiêu chuẩn của quần thể gốc* Số cây được chọn/Tổng số cây trong quần thể2. Các khái niệm cơ bản* Shonback: I = 1 – Số cây được chọnTổng số cây của lâm phần2. Các khái niệm cơ bản* I=Số cây được chọnTổng số cây của lâm phần* Shonback: I = 1 – Số cây được chọnTổng số cây của lâm phần* Số cây được chọn/ tổng diện tích rừng của quần thể gốc (số cây/ha)3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạt KN: Chọn lọc tập hợp CT theo kiểu hình → So sánh hậu thế chung với giống đại trà.Nội dung:- Từ RTN/RT → CT → Thu hái hạt tập trung → Trồng thành khu khảo nghiệm.- Từ RTN/RT → Thu hái VLG → Trồng thành khu đối chứng3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạt- So sánh, đánh giá: + Khu KN > Khu đối chứng → VLG → Trồng rừng. + Khu đối chứng > Khu KN → Chọn lọc sẽ bị đình chỉ. Sơ đồ chọn lọc hàng loạtGiống đối chứngQuần thể sản xuất Chọn lần 1KN giống lần 1Hạt gộp chung (Chọn lần 1)Quần thể được chọn một lầnChọn lần 2Hạt gộp chung (Chọn lần 2)KN giốnglần 2Giống được chọn3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạt Ưu-nhược điểm: - Dễ áp dụng, tốn ít thời gian, diện tích thí nghiệm, kỹ thuật đơn giản. - Lợi di truyền không caoPhạm vi áp dụng: - Nơi có trình độ sản xuất không cao3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạt- Chỉ tiêu chọn lọc có hệ số di truyền cao- Áp dụng tốt với cây tự thụ phấn - Với cây thụ phấn chéo: + TT mong muốn di truyền theo mẹ (di truyền tế bào chất) + CL hàng loạt + Loại bỏ cây xấu3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạtCác mức độ của chọn lọc hàng loạt:* Chọn lọc với cường độ thấp: - ¸p dông: Ở rừng non, tương đối tốt - Chuyển hoá rừng sản xuất  Rừng giống* Chọn lọc cây mẹ để làm cây gieo giống: - Adụng: Rừng chuẩn bị khai thác trắng - Chọn và giữ lại các cây sinh trưởng tốt để làm cây mẹ gieo giống. 3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc hàng loạt* Chọn lọc âm tính: - Adụng: Vườn ươm - Loại bỏ cây xấu trước lúc mang cây đi trồng rừng.* Chọn lọc cây trội với cường độ cao: - Chọn CTrội  Thu VLG tập trung  Trồng rừng. 3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc cá thểKN: Là phương pháp chọn lọc cây trội đi kèm với kiểm tra hậu thế của từng cá thể riêng biệt.Nội dung: - Từ RTN/RT → Chọn CT → Thu VLG riêng cho từng CT → Khu khảo nghiệm.3. Các phương pháp chọn lọc cơ bản  3.1. Chọn lọc cá thể- Từ RTN/RT → Thu hái VLG → Khu đối chứng.- So sánh, đánh giá: + Khu KN nào > Khu đối chứng → Thu hái VLG → Trồng rừng + Nếu khu KN nào 55%, có nhiều chùm quả, quả lớn, nhiều hạt, vỏ mỏng.Chất lượng: Quả và hạt to, nặng; tỷ lệ nhân trong quả cao nhất.5. Tiêu chuẩn đánh giá cây trội theo các mục tiêu chọn giống khác nhau5.3. Chọn CT lấy sản phẩm khácLấy lá để cất tinh dầu:- Khối lượng lá: DT lớn, tán tròn đều, xum xuê, nhiều lá- Hàm lượng tinh dầu trong lá cao. Tổng lượng tinh dầu từ cây trội: XCT  +1,5 Sx 5. Tiêu chuẩn đánh giá cây trội theo các mục tiêu chọn giống khác nhauLấy nhựa: Lượng nhựa trên 1 đơn vị lớn. Lấy vỏ để cất tinh dầu, tanin: - Khối lượng vỏ: D1.3, HVN lớn; vỏ dày, tỷ lệ libe trong vỏ lớn - Hàm lượng các chất cần thiết cao5. Tiêu chuẩn đánh giá cây trội theo các mục tiêu chọn giống khác nhau5.4. Chọn CT chống chịu sâu, bệnhChỉ tiêu trực tiếp: Cây có mức bị hại thấp Chỉ tiêu gián tiếp: Đặc tính hình thái, sinh lýCó 3 phương pháp:5. Tiêu chuẩn đánh giá cây trội theo các mục tiêu chọn giống khác nhau+ Chọn lọc cây không bị sâu bệnh ở nơi bị nhiễm sâu bệnh nặng.+ Gây nhiễm bệnh nhân tạo → Chọn cây không bị sâu bệnh phá hoại.+ Gieo trồng VLG trong môi trường có nhiều sâu bệnh → Chọn giống chống chịu.6. Các phương pháp xác định cây trội Có hai nhóm phương phápRừng thuần loại, đồng tuổi: - Phương pháp điều tra thống kê - Phương pháp 5 cây so sánhRừng hỗn loài, khác tuổi - Phương pháp đường hồi quy6. Các phương pháp xác định cây trội 6.1. Phương pháp điều tra thống kê * Bước 1. Điều tra sơ thám toàn bộ khu rừngMục đích - Đánh giá xem khu rừng đó có đủ tiêu chuẩn chọn cây trội không? - Chọn ra một số cây trội dự tuyển (CTDT).6. Các phương pháp xác định cây trội 6.1. Phương pháp điều tra thống kêĐánh giá khu rừng - Rừng đạt thành thục công nghệ - Mức độ sinh trưởng từ trung bình trở lên - Rừng phải không bị sâu, bệnh hại - Rừng chưa qua khai thác, tỉa thưa - Điều tra đất của khu rừng...Xác định cây trội dự tuyển (CTDT)6. Các phương pháp xác định cây trội6.1. Phương pháp điều tra thống kê* Bước 2. Lập OTC, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng Lập OTC: Có hai cách- OTC chứa CTDT: Mỗi CTDT → Lập 01 OTC + Ưđiểm: Đồng nhất môi trường sống → Chính xác + Nđiểm: Số lượng OTC rất lớn. + Adụng: . Với nơi có điều kiện địa hình phức tạp. . Các cây trội phân tán xa nhau6. Các phương pháp xác định cây trội 6.1. Phương pháp điều tra thống kê- OTC không chứa CTDT: Lập một số OTC đại diện cho cả khu rừng+ Ưđiểm: Số OTC, số cây đo đếm ít+ Nđiểm: Độ chính xác phụ thuộc vào điều kiện sống. + Adụng: . Điều kiện sống khu rừng tương đối đồng nhất. . Cây mọc tập trung6. Các phương pháp xác định cây trội 6.1. Phương pháp điều tra thống kêĐo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng: + Của các CTDT + Các cây trong OTC* Bước 3. Đánh giá CTDTTính giá trị trung bình, sai tiêu chuẩn So sánh chỉ tiêu của từng CTDT với cả khu rừng6. Các phương pháp xác định cây trội 6.1. Phương pháp điều tra thống kê XCT  + (1  3) SX (*) Độ vượt CT càng lớn → giá trị của chọn lọc càng cao.Những CTDT nào đã thỏa mãn (*) → Xét thêm các chỉ tiêu chất lượng: Đtt, DC, GC, tỷ trọng, sâu bệnh... 6. Các phương pháp xác định cây trội 6.2. Phương pháp 5 cây so sánh* Bước 1. Điều tra sơ thám toàn bộ khu rừngMục đích - Đánh giá xem khu rừng đó có đủ tiêu chuẩn chọn cây trội không? - Chọn ra một số cây trội dự tuyển (CTDT).Tiến hành giống phương pháp điều tra thống kê.6. Các phương pháp xác định cây trội 6.2. Phương pháp 5 cây so sánh* Bước 2. Lập OTC, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởngLập OTC: Lấy CTDT làm tâm → lập OTC hình tròn (R = 15 - 30m). Trong OTC chọn 5 cây so sánh. Đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng (D1.3, HVN, HDC, DT) của 5 cây so sánh + CTDT. 6. Các phương pháp xác định cây trội 6.2. Phương pháp 5 cây so sánh* Bước 3. Đánh giá cây trội dự tuyểnTính giá trị trung bình, sai tiêu chuẩn 5 cây so sánh.Lập tỷ số giữa giá trị CTDT - giá trị trung bình của 5 cây so sánh K = Thông thường: KD1.3 > 130%, KHvn > 115% 6. Các phương pháp xác định cây trội 6.2. Phương pháp 5 cây so sánhCho điểm từng CTDT: Tính trạng có giá trị kinh tế lớn hơn → Trọng số điểm cao hơn.Theo Zobel và Talbert: Đường kính, chiều cao, thể tích, tán cây, độ thẳng thân, khả năng tỉa cành, đường kính cành, góc phân cành6. Các phương pháp xác định cây trội 6.3. Phương pháp đường hồi quyÁp dụng: - Cho rừng hỗn loại + không đồng tuổi. - Tính trạng số lượng: Sinh trưởng đường kính, chiều cao, thể tích... 1. Lập đường hồi quyKN: Là đường thể hiện mối quan hệ giữa sinh trưởng và tuổi của cây rừng.6. Các phương pháp xác định cây trội 6.3. Phương pháp đường hồi quyLập đường hồi quy: - Xác định tuổi từng cây - Đo đếm D1.3, HVN, HDC - Chấm các chỉ số quan sát được lên biểu đồ - Vẽ đường hồi quy của từng chỉ tiêu đo đếm theo tuổi. Số cây tiến hành đo đếm thường là 50 cây mới đảm bảo độ chính xác.6. Các phương pháp xác định cây trội 6.3. Phương pháp đường hồi quy2. Xác định cây trộiChọn cây trội dự tuyểnXác định tuổiXác định D1.3, HVN của CTDTĐối chiếu trên biểu đồ đường hồi quy, sinh trưởng của CTDT nào nằm phía trên đường hồi quy → CT 6. Các phương pháp xác định cây trội 6.3. Phương pháp đường hồi quyThể tíchTuổi câyABC7. Khảo nghiệm hậu thế  7.1. Khái niệmKN: So sánh đời sau (tức hậu thế) của từng cây riêng lẻ với giống đại trà và với bố mẹ → Kiểm tra tính di truyền của cá thể. Hậu thế nào tốt hơn, thích ứng tốt hơn giống đại trà → nhân giống đưa vào sản xuất.Khảo nghiệm hậu thế bằng cây sinh dưỡng → KN dòng vô tính.7. Khảo nghiệm hậu thế  7.2. Cơ sở của KN hậu thế KHình = KGen + Môi trường + Tuổi P = G + E + A Rừng đồng tuổi: P = G + E→ Chọn CT trong rừng trồng chính xác hơn trong RTNTrong thực tế E không bao giờ đồng đều tuyệt đối → Phải KN hậu thế → Xác định chính xác cây ưu việt7. Khảo nghiệm hậu thế  7.3. Mục đích & nguyên tắc cần tuân thủMục đích: - Xác định cây ưu việt - Xác định hệ số di truyền - Xác định khả năng tổ hợp Nguyên tắc: - Thời gian KN phải tuân thủ theo đúng mục đích của KN - Đồng nhất môi trường sống khi KN - Thâm canh7. Khảo nghiệm hậu thế  7.3. Mục đích & nguyên tắc cần tuân thủCác phương pháp khảo nghiệm hậu thế:- KN trong cùng một điều kiện sống: Xác định cây ưu việt- KN trong các điều kiện sống khác nhau: + Đánh giá mức độ biến dị + Xác định điều kiện sống phù hợp nhất cho loài7. Khảo nghiệm hậu thế  7.4. Quan hệ giữa các cá thể trong một gia đìnhSib: Quan hệ giữa các cá thể sinh ra trong một gia đình.Gia đình nửa Sib: Các cá thể cùng mẹ khác bố hay cùng bố khác mẹ. Gia đình cả Sib: Các cá thể cùng chung bố mẹ. 7. Khảo nghiệm hậu thế  7.5. Khả năng tổ hợpKN: Là khả năng tương đối của sinh vật truyền đạt ưu thế di truyền cho đời sau thông qua sinh sản hữu tính.Khả năng tổ hợp chung: Là khả năng tương đối của sinh vật truyền đạt ưu thế di truyền cho đời sau qua giao phối với các cá thể khác cùng loài.Khả năng tổ hợp riêng: Là khả năng tương đối của sinh vật truyền đạt ưu thế di truyền cho đời sau, khi giao phối với từng cá thể riêng biệt cùng loài.7. Khảo nghiệm hậu thế  7.5. Khả năng tổ hợpÝ nghĩa- Khả năng tổ hợp chung: Xác định cây cần chặt bỏ, cây giữ lại trong VG.- Khả năng tổ hợp riêng: + Xác định được các cặp bố mẹ lai giống + Xác định được sơ đồ trồng trong VG lấy hạt7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyền1. Khái niệmMức di truyền: Phần kiểm tra của kiểu gen trong các biến dị chung của kiểu hình. Hệ số di truyền: Mức di truyền được thể hiện bằng trị số tương đối Công thức:h2 = VG / VP 7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyềnVD. Một quần thể cây rừng có Htb = 13m, HCT = 16m Phân sai chọn lọc: S = 3m Giả sử trong 3m: + Kiểu gen đóng góp: 2m + Môi trường đóng góp: 1m → 2m: Là mức di truyền → 2/3 = 0,66 : Là hệ số di truyền7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyềnHệ số di truyền theo nghĩa rộng: Là phần biến dị chung do các nhân tố di truyền tạo nên so với tổng biến dị theo kiểu hình. Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp: Là phần biến dị chung do các gen tích luỹ gây nên so với tổng biến dị. 7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyền2. Ý nghĩaTính trạng có hệ số di truyền cao (ttrạng trơ) + Chọn giống: Chọn lọc hàng loạt + Trồng rừng: Cải thiện giống (G)Tính trạng có hệ số di truyền thấp (ttrạng mẫn cảm) + Chọn giống: Chọn lọc cá thể + Trồng rừng: Thâm canh (Cải thiện E)7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyền3. Phương pháp xác địnhPhương pháp hồi quy bố mẹ – hậu thế- Còn gọi là hệ số di truyền theo nghĩa hẹp. - Nội dung: Quan sát bố mẹ và các trị số tương ứng ở con cái  Lập tương quan  xác định hệ số di truyền thông.7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyền- Áp dụng: + Với các tính trạng số lượng + Khi cây mẹ thụ phấn tự do Những tính trạng về chất theo kiểu biểu hiện có – không thì phương pháp này không áp dụng được. 7. Khảo nghiệm hậu thế  7.6. Hệ số di truyềnPhương pháp nửa Sib: Mức độ liên hệ giữa con cái của cùng bố khác mẹ hoặc cùng mẹ khác bố.Phương pháp cả Sib: Mối liên hệ giữa con cái với bố mẹ.Phương pháp khảo nghiệm dòng vô tính: Mối liên hệ giữa các cá thể cùng dòng vô tính7. Khảo nghiệm hậu thế  7.7. Tăng thu di truyềnKhái niệm Tăng thu di truyền (đáp số chọn lọc) là phần tăng thêm đạt được nhờ áp dụng các phương pháp chọn giống. Công thứcG = SX x h2 Trong đó: + h2 : Hệ số di truyền + SX : Phân sai chọn lọc7. Khảo nghiệm hậu thế  7.7. Tăng thu di truyền* Chú ý:Tăng thu tối ưu chứ không phải tăng thu tối đa.Thời gian đạt tăng thu ngắnKhi đánh giá tăng thu phải chuyển thành đơn vị tiền tệ.Không áp dụng tăng thu của loài này cho loài cây khác, tuổi này cho tuổi khác và khu vực này cho khu vực khác.7. Khảo nghiệm hậu thế  7.7. Tăng thu di truyềnKhông dùng kết quả KN ở tuổi non suy diễn lượng tăng trưởng cho rừng ở tuổi lớn, đặc biệt là các tính trạng số lượng. Tăng thu tìm kiếm phải là tăng thu hiện thực.Cần áp dụng phương pháp nhân giống sinh dưỡng