Gây đột biến nhân tạo trong chọn giống

I. Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân vật lí

Tác nhân vật lí dùng để gây đột biến gồm 3 loại chính: các tia phóng xạ, tia tử ngoại và sốc nhiệt.

Tác nhân vật lí dùng để gây đột biến gồm 3 loại chính: các tia phóng xạ, tia tử ngoại và sốc nhiệt.

1. Các tia phóng xạ

Tia X, tia gamma, tia anpha, tia bêta... khi xuyên qua các mô, chúng tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên ADN trong tế bào gây ra đột biến gen hoặc làm chấn thương NST gây ra đột biến NST.

Trong chọn giống thực vật người ta đã chiếu xạ với cường độ và liều lượng thích hợp vào hạt nảy mầm, đỉnh sinh trường của thân và cành, hạt phấn, bầu nhụy. Gần đây người ta còn chiếu xạ vào mô thực vật nuôi cấy.

2. Tia tử ngoại

Tia tử ngoại không có khả năng xuyên sâu như tia phóng xạ nên chỉ dùng để xử lí vi sinh vật, bào tử và hạt phấn, chủ yếu dùng để gây các đột biến gen.

3. Sốc nhiệt

Sốc nhiệt là sự tăng hoặc giảm nhiệt độ môi trường một cách đột ngột làm cho cơ chế tự báo vệ sự cân bằng của cơ thể không kịp điều chỉnh nên gây chấn thương trong bộ máy di truyền hoặc làm tổn thương thoi phân bào gây rối loạn sự phân bào thường phát sinh đột biến sô lượng NST.

Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân hóa học

- Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ở thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp; tiêm dung dịch vào bầu nhụy; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.

- Những hoá chất dùng để tạo đột biến gen khi vào tế bào chúng tác động trực tiếp lên phân tử ADN gây ra hiện tượng thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác: gây ra mất hoặc thêm cặp nuclêôtit.

- Có những loại hoá chất chi tác động đến một loại nuclêôtit xác định. Điều này hứa hẹn khả năng chủ động gây ra các loại đột biến mong muốn.

- Ngày nay, người ta đã phát hiện được những hoá chất có hiệu quả gây đột biến vượt cả các tác nhân vật lí, được gọi là siêu tác nhân đột biển như: êtyl mêtan sunphônat (EMS), nitrôzô mêtyl urê (NMU), nitrôzô êtyl urê (NEU)...

- Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ở thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp; tiêm dung dịch vào bầu nhụy; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.

- Người ta thường dùng dung dịch cônsixin để tạo thể đa bội. Khi thấm vào mô đang phân bào, cônsixin cản trở sự hình thành thoi phân bào làm cho NST không phân li.

Các hoá chất gây đột biến đều có tính độc cao, nguy hiểm đối với người sử dụng nên khi dùng cần đeo khẩu trang và mang găng tay cao su, mặc quần áo bảo hộ lao động,...

Sử dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống

- Trong chọn giống vi sinh vật phương pháp gây đột biến và chọn lọc đóng vai trò chủ yếu. Tùy thuộc vào đối tượng và mục đích chọn giống, người ta chọn lọc theo các hướng khác nhau

- Trong chọn giống vi sinh vật phương pháp gây đột biến và chọn lọc đóng vai trò chủ yếu. Tùy thuộc vào đối tượng và mục đích chọn giống, người ta chọn lọc theo các hướng khác nhau:

- Chọn các thể đột biến tạo ra chất có hoạt tính cao:

Từ thể đột biến cho hoạt tính pênixilin cao, tạo ra bằng chiếu xạ bào tử người ta tạo được chủng nấm pênixilin có hoạt tính cao hơn 200 lần dạng ban đầu.

- Chọn các thể đột biến sinh trường mạnh để tăng sinh khối ở nấm men và vi khuẩn.

- Chọn các thể đột biến giảm sức sống (yếu hơn dạng ban đầu) không còn khả lăng gây bệnh mà đóng vai trò một kháng nguyên, gây miễn dịch ổn định cho vật chỉ chống được loại vi sinh vật đó. Trên nguyên tắc này, người ta đã tạo được các acxin phòng bệnh cho người và gia súc.

- Trong chọn giống cây trồng, người ta chú ý tới các đột biến rút ngắn thời gian sinh trưởng cho năng suất và chất lượng cao, kháng được nhiều loại sâu bệnh, khả năng chống chịu tốt với các điều kiện bất lợi về nhiệt độ và đất đai... (xem thêm bài 37).

- Người ra đã trực tiếp sử dụng các thể đột biến từ một giống tốt đang được gieo trồng trong sản xuất để nhân lên với mục đích cải tiến một vài nhược điểm của giống đó để tạo ra giống mới tốt hơn. Chẳng hạn, từ một thể đột biến không còn cảm ứng với cường độ ánh sáng yếu và thời gian chiếu sáng ngắn (cảm quang) tạo ra bằng thực nghiệm từ giống lúa tám thơm Hải Hậu, người ta đã tạo ra giống lúa tám thơm đột biến. Giống lúa này được trong vụ xuân, chịu khô hạn khá tốt, thích nghi gieo trồng trên đất cao, nghèo dinh dưỡng ở vùng trung du và miền núi nhưng vẫn giữ được mùi thơm của giống gốc. Điều đó đã góp phần khắc phục tình trạng khan hiếm gạo tám thơm trong các tháng 6-11.

- Người ta còn sử dụng các thể đột biến có ưu điểm từng mặt để lai với nhau nhằm tạo ra giống mới (giống lúa A₂O là kết quả lai giữa hai dòng đột biến H₂O x H₃O).

- Sử dụng các thể đa bội ở dâu tằm, dương liễu, dưa hấu... để tạo ra các giống cây trồng đa bội có năng suất cao, phẩm chất tốt.

- Đối với vật nuôi, phương pháp chọn giống đột biến chỉ được sử dụng hạn chế với một số nhóm động vật bậc thấp, khó áp dụng với nhóm động vật bậc cao.