CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIỐNG CÂY TRỒNG VÀ KHOA HỌC CHỌN GIỐNG Giới thiệu: Nội dung bài trình bài khái niệm về giống, các phương pháp phân loại và lịch sử phát triển của khoa học chọn giống cây trồng. Mục tiêu: Kiến thức: + Trình bày được lịch sử phát triển chọn giống cây trồng, khái niệm về giống + Trình bày vai trò của giống trong sản xuất nông nghiệp + Trình bày được đặc điểm chung và riêng của giống cây trồng Kỹ năng: + Biết được cách phân loại giống cây trồng + Biết được nhiệm vụ của khoa học chọn giống + Biết mối quan hệ giữa khoa học chọn giống Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mĩ, quan sát ham học hỏi Nội dung bài 1. Sơ lược lịch sử phát triển 1.1 Thời kỳ chọn giống giản đơn Loài người đã bắt đầu công việc chọn giống từ thời xa xưa, khi chuyển từ phương thức sống dựa vào săn bắt và hái lượm sang trồng trọt và chăn nuôi. Trong thời kỳ này, mặc dù con người không đặt trước cho mình mục tiêu tuyển chọn ra giống với những đặc tính nhất định nào đó nhưng ý muốn đạt được năng suất cao và phẩm chất tốt đã thúc đẩy họ chọn những cá thể tốt nhất trên ruộng hay những trái, hạt ngon nhất để lại làm giống cho vụ sau.
Giai đoạn chọn giống giản đơn này đã kéo dài trong nhiều ngàn năm. Việc chọn giống và để giống trong thời kỳ này hoàn toàn do người sản xuất tự đảm nhận. Khoa khảo cổ học đã xác định được vết tích một số giống cây trồng trong các hang động người cổ khoảng 10.000 năm trước Công nguyên. Ngay từ khoảng 2.000 năm trước Công nguyên, các thư tịch cổ Hy Lạp, La Mã, Trung Quốc đã mô tả cách chọn giống.
Khái niệm về sự sai khác giữa các giống cây trồng ngày càng được xác định rõ hơn. Kết quả đạt được trong quá trình chọn giống giản đơn này tuy rất chậm, nhưng thật là to lớn, nhờ sự tích lũy qua hàng ngàn năm. Đó là sự hình thành các giống cây trồng quí giá từ những loại cây hoang dại ít có giá trị kinh tế.2 Thời kỳ ra đời và hoạt động của các trung tâm Những chuyển biến lớn trong lĩnh vực chọn giống đã diễn ra vào cuối thế kỷ thứ XVIII. Trong giai đoạn này, sự phát triển mạnh mẽ của chủ nghĩa tư bản ở các nước Tây Âu đã có ảnh hưởng lớn đến nông nghiệp.
Sự ra đời của hàng loạt các trung tâm dân cư và công nghiệp lớn đã làm gia tăng nhanh chóng nhu cầu lương thực và 10 nguyên liệu cho công nghiệp. Nhu cầu đó thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp tiến lên một giai đoạn mới với qui mô rộng lớn trong lĩnh vực chọn giống gia súc và cây trồng. Bên cạnh đó, các thành tựu trong lĩnh vực thực vật học, phân loại thực vật, kỹ thuật hiển vi đã có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của khoa học chọn giống. Trong thời kỳ này các nhà chọn giống phương Tây đã đạt được một số kết quả trong việc chọn giống lúa và nhiều loại cây trồng khác.
Họ đã chỉ rõ ý nghĩa và kỹ thuật tuyển chọn. Ngoài phương thức chọn giống dân gian vẫn được tiến hành rộng rãi, công việc chọn giống và sản xuất giống trong giai đoạn này còn được các nhà chọn giống chuyên nghiệp đảm nhận. Năm 1774, Trung tâm chọn giống “Vibnorin” được thành lập ở gần Paris đã có nhiều đóng góp trong việc phát triển khoa học chọn giống trong giai đoạn đầu. Lần đầu tiên, trung tâm này tiến hành đánh giá một cách có hệ thống các cây tuyển chọn từ những tổ hợp lai lúa mì giữa các thế hệ con cháu của chúng.
Đặc biệt trung tâm này đã thành công trong việc chọn giống củ cải đường đã tạo ra được giống có hàm lượng đường cao gần gấp ba lần giống hoang dại. Thành công này đã biến cây củ cải đường hoang dại thành một loại cây trồng có giá trị kinh tế cao. Kết quả đạt được cho thấy tác dụng to lớn của chọn giống trong việc thay đổi đặc tính của cây trồng theo hướng mong muốn của con người. Tuy nhiên, so với nhiều ngành khoa học khác như toán, vật lý , hóa học thì khoa học chọn giống phát triển vẫn còn chậm hơn rất nhiều, vì chưa có một cơ sở lý luận đúng đắn.3 Thời kỳ phát triển của khoa chọn giống Học thuyết Darwin ra đời vào nửa cuối thế kỷ XIX đã có ảnh hưởng quyết định đến sự phát triển của khoa học chọn giống.
Darwin đã tập hợp kinh nghiệm và kết quả các nhà chọn giống gia súc và cây trồng. Đặc biệt, qua tác phẩm “ sự thay đổi của động vật và thực vật trong điều kiện nuôi trồng “ Darwin đã chứng minh chọn lọc chính là một nghệ thuật. Thuyết tiến hóa sinh vật do Darwin đề ra đã trở thành nền tảng khoa học đầu tiên của chọn giống, vì thực chất của việc chọn giống là thức đẩy quá trình tiến hóa của cây trồng và gia súc dưới tác động của con người theo hướng có lợi cho mình. Có thể nhận thấy dễ dàng ba đường hướng chính của sự tiến hóa sinh vật, đó là: Biến dị di truyền do gen, Lai khác loài, Đa bội hóa.
Các phương pháp chọn giống cũng tác động theo các hướng trên, nên có tác dụng thúc đẩy nhanh quá trình tiến hóa của cây trồng. Năm 1886, một trung tâm chọn giống mới được thành lập ở Svalop, Thụy Điển. Chính ở đây lần đầu tiên người ta đã áp dụng có kết quả trên qui mô lớn phương thức tuyển chọn dòng thuần đối với cây tự thụ phấn, mà cơ sở lý luận của nó mãi đến ngàn chục năm sau mới được W. Johannsen phát hiện.
Cho đến nay trạm chọn giống này vẫn là một trong những cơ sở chọn giống nổi tiếng nhất của Châu Âu. Mặc dù những mầm móng đầu tiên của khoa học chọn giống đã hình thành trong các công trình của những nhà khoa học cuối thế kỷ XVIII và trong thế kỷ XIX nhưng khoa học chọn giống chỉ thật sự hình thành vào đầu thế kỷ XIX khi cơ sở l luậ của nó là di truyền học ra đời. Kể từ đó các phương pháp chọn giống được hoàn thiện nhan chóng. Ngoài biện pháp lai giống đã được áp dụng từ trước các phương pháp gây đột biến bằng tác nhân l học và hóa học, đa bội hóa… được ứng dụng rộng rãi để tạo các nguồn vật liệu khởi đầu đã góp phần nâng cao nhan chóng hiệu quả của công tác chọn giống.
Trong một chừng mực nhất định các nhà chọn giống đã có thể tạo giống theo những mô hình mà yêu cầu của thực tiễn 11 sản xuất. Công tác chọn giống và sản xuất hạt giống đã tiến lên qui mô công nghiệp hóa ở các trung tâm nghiên cứu và các cơ sở sản xuất giống chuyên nghiệp. Việc chọn giống dân gian mặc dù vẫn còn tiếp tục nhưng vai trò của nó ngày càng thu hẹp nhanh chóng do không có đủ khả năng đáp ứng được những yêu cầu ngày càng cao đối với giống của nền sản xuất nông nghiệp hiện đại. Những thành tựu có nghĩa thực tiễn của Mitsurin ở Nga cũng như của Luther BurBank ở Mỹ đã góp phần đưa khoa học chọn giống tiến thêm một bước đáng kể.
Mitsurin đã tạo được cho đất nước Liên Xô hơn 300 giống cây ăn trái có giá trị, Luther Bur Bank đã tạo được cho nước Mỹ hơn 200 giống cây trồng trong đó có một số loài không có trong tự nhiên trước đó. Có thể xem đó là những kỳ công lịch sử chọn giống. Mitsurin cũng cũng như BurBank đã áp dụng rộng rãi phương pháp lai kết hợp với việc tuyển chọn chặt chẽ các thế hệ con lai. Mitsurin chỉ rõ là con người có khả năng hướng sự hình thành các giống theo những đặc điểm và tính chất mong muốn.
Phương châm của ông đề ra là “chúng ta không thể chờ đợi ân huệ của thiên nhiên, nhiệm vụ của chúng ta là giành lấy chúng từ thiên nhiên”. Tổ chức và qui mô nghiên cứu về chọn giống cây trồng trên thế giới từ khoảng vài chục năm trở lại đây đã có những bước phát triển lớn lao, theo xu hướng chung là các nhà chọn giống đi chuyên sâu theo một chuyên môn hẹp, còn các cơ quan nghiên cứu về giống thì tập trung những tập thể lớn gồm các nhà khoa học thuộc nhiều ngành chuyên môn khác nhau như di truyền chọn giống, sinh lý, sinh hóa, bảo vệ thực vật, nông hóa, trồng trọt. để cùng phối hợp hoạt động theo một chương trình rộng lớn, thống nhất. Ngày nay những thành tựu mới về giống là kết quả tổng hợp của nhiều ngành khoa học khác nhau, là công lao của những tập thể các nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau.
Ngoài sự phối hợp nghiên cứu trong từng cơ quan, mối quan hệ hợp tác giữa các cơ quan nghiên cứu giống ở các nước khác nhau trên thế giới cũng ngày càng được mở rộng. Chuyển biến trên đã mang đến những kết quả lớn lao trong việc chọn tạo hàng loạt giống cây trồng mới có năng suất cao, với nhiều đặc tính sinh học và kinh tế tốt, trong những khoảng thời gian ngắn kỷ lục. Những thành tựu của công tác chọn giống đã được nhanh chóng phổ biến ra sản xuất và trong nhiều trường hợp đã vượt khỏi phạm vi một quốc gia. Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của ngành kỹ thuật gen đã mở ra một hướng chọn giống mới đầy triển vọng bằng cách chuyển từ gen hoặc đoạn nhiễm sắc thể mong muốn từ loài này sang loài khác để tạo nên những giống mới mang các đặc tính tốt của nhiều loài khác nhau.
Mặc dù hiện nay khả năng này mới được thể nghiệm ở một số ít loài vi sinh vật và cây trồng, nhưng người ta tin chắc rằng đó là tương lai của ngành chọn giống hiện đại và sẽ bổ sung rất hiệu nghiệm cho các phương pháp lai hữu tính, gây đột biến, đa bội hóa đã có. Trong một tương lai không xa lắm nền nông nghiệp của thế giới sẽ có những bước chuyển biến lớn lao và bước tiến nhảy vọt đang được phôi thai của khoa học chọn giống. Có thể nói là con người đã và đang cướp quyền của tạo hóa trong việc tạo ra các loại cây trồng mới chưa hề có trong tự nhiên. Khái niệm và phân loại giống cây trồng 2.1 Khái niệm về giống “Giống là một nhóm cây trồng, có đặc điểm kinh tế, sinh học và các tính trạng hình thái giống nhau, cho năng suất cao, chất lượng tốt ở các vùng sinh thái khác nhau và điều kiện kỹ thuật phù hợp.