Giống vật nuôi, cây trồng là quần thể sinh vật do con người chọn tạo ra, có phản ứng như nhau trước cùng một điều kiện ngoại cảnh, có những tính trạng di truyền đặc trưng, năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt, thích hợp với những điều kiện khí hậu, đất đai và kĩ thuật canh tác nhất định. Mỗi giống được chọn tạo ra để thu nhận một loại sản phẩm xác định.
Chọn tạo giống bao gồm những khâu chủ yếu sau:
- Tạo nguồn biến dị di truyền để làm nguồn nguyên liệu cho chọn lọc, còn được gọi là gây tạo giống mới.
- Chọn lọc giống mới đáp ứng được mục tiêu của sản xuất kinh doanh và thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai của địa bàn sản xuất kinh doanh. Nguồn nguyên liệu phục vụ cho chọn lọc có thể là nguồn biến dị di truyền do con người chủ động tạo ra hay là nguồn biến dị di truyền tự nhiên.
- Nhân giống được chọn tạo để phát triển vào sản xuất đại trà.
Về hoạt động gây tạo giống mới: Để lai tạo giống mới thành công cần phải biết được mối quan hệ thân thuộc giữa các đối tượng chọn làm cặp bố mẹ lai. Khi bố mẹ gần nhau về di truyền thì việc lai tạo dễ thành công, song nguồn biến dị tạo ra sẽ không phong phú, mức độ biến dị sẽ không lớn, ưu thế lai sẽ không cao. Còn khi bố mẹ xa nhau về di truyền thì nguồn biến dị tạo ra sẽ phong phú, mức độ biến dị sẽ lớn, ưu thế lai sẽ cao, song việc lai tạo lại khó thành công. Trong trường hợp này cần phải áp dụng các phương pháp khắc phục phù hợp. Những loài thực vật tự thụ phấn có tính đa dạng di truyền thấp, nên giữa các cá thể thường có quan hệ thân thuộc cao. Trong khi đó, những loài thực vật thụ phấn chéo có tính đa dạng di truyền cao, nên giữa các cá thể thường có quan hệ thân thuộc thấp.
Về hoạt động chọn lọc:
- Hiệu quả của chọn lọc: Do những loài thụ phấn chéo có tính đa dạng di truyền cao hơn nhiều so với những loài tự thụ phấn, nên chọn lọc ở những loài thụ phấn chéo sẽ cho hiệu quả cao hơn nhiều so với ở những loài tự thụ phấn.
- Các phương pháp chọn lọc: chọn lọc có thể được tiến hành theo phương pháp hàng loạt hay cá thể, song dù áp dụng phương pháp nào thì tùy đối tượng mà việc chọn lọc có thể được tiến hành một lần hoặc nhiều lần:
+ Ở những loài tự thụ phấn: có thể chỉ cần tiến hành chọn lọc một lần là đủ, vì ở quần thể chọn giống thường tồn tại thành những dòng thuần chủng gồm những cá thể có kiểu gen đồng nhất, các thế hệ sau không có sự phân tính.
+ Còn ở những loài thụ phấn chéo: phải chọn lọc nhiều lần mới có kết quả, vì bên cạnh những cá thể có kiểu gen đồng hợp tử thì trong quần thể chọn giống luôn tồn tại những cá thể có kiểu gen dị hợp tử. Những cá thể này có kiểu hình như những cá thể có kiểu gen đồng hợp tử trội, nên đều được giữ lại làm giống. Ở các thế hệ sau sẽ có sự phân tính, nên cần phải có sự loại bỏ tiếp tục những cá thể mang kiểu hình không mong muốn.
Về hoạt động nhân giống: Nhân giống có thể được tiến hành theo hình thức hữu tính hay vô tính. Ở hình thức hữu tính, việc nhân giống được tiến hành bằng cách thiết lập các khu vực nhân giống (trong Lâm nghiệp được gọi là các vườn giống và rừng giống). Quần thể cây giống trồng trong khu vực nhân giống chắc chắn phải là quần thể cây trồng có vốn gen tốt theo mục tiêu kinh doanh (là nơi tập hợp các cây giống tốt qua chọn tạo bằng phương pháp ghép cây, chiết cành hay giâm hom). Vấn đề đặt ra là làm thế nào có thể duy trì được vốn gen tốt này ở các quần thể sản xuất được gây trồng bằng nguồn giống lấy từ khu vực nhân giống này. Muốn được như vậy thì phải loại trừ tất cả các nhân tố gây biến động cấu trúc di truyền có thể tác động vào quần thể nhân giống. Cụ thể:
- Để không có đột biến xảy ra trong lòng quần thể nhân giống: Phải chọn địa điểm xây dựng khu vực nhân giống sao cho có thể tránh được tác động của các tác nhân gây đột biến tự nhiên (phóng xạ, tia tử ngoại, nhiệt độ) hay nhân tạo (ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí) vào quần thể.
- Để không có chọn lọc xảy ra: Phải chọn địa điểm xây dựng khu vực nhân giống ở những nơi sao cho có thể tránh được tác động của các nhân tố tự nhiên bất lợi vào quần thể nhân giống, trong đó có các nhân tố phi sinh học, như: khô hạn, giá rét, kiềm, mặn,... hay các nhân tố sinh học, như: sâu, bệnh,...
- Để giữa các cá thể của quần thể nhân giống không có sự cách ly: Phải chọn địa điểm xây dựng khu vực nhân giống ở những nơi có địa hình bằng phẳng, không có chướng ngại vật giữa các cá thể. Khu vực nhân giống phải được bố trí ở nơi có độ dốc và hướng phơi thuận lợi cho sự giao phấn tự do và ngẫu nhiên giữa các cây giống. Các cây giống phải trồng với mật độ đồng đều để đảm bảo cho sự thụ phấn xảy ra được ngẫu nhiên, phải trồng với cự ly tối ưu cho sự thụ phấn chéo.
- Số lượng cây giống trong khu vực nhân giống phải đủ lớn. Tùy thuộc vào kích thước tán cây mà có diện tích của khu vực nhân giống tương ứng.
- Để loại trừ tác động của nhân tố di cư vào quần thể: Phải xây dựng khu vực nhân giống tại nơi không có sự phân bố của các quần thể cây trồng cùng loài. Hoặc phải xây dựng các đai cách ly bao quanh khu vực nhân giống. Đai cách ly có thể là đai xanh, đó là các hàng cây khác loài được trồng với mật độ dày. Đai cách ly cũng có thể là đai trắng, đó là khoảng trống với độ rộng phụ thuộc vào khả năng phát tán hạt phấn của loài nhân giống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH
1. Đái Duy Ban - Đỗ Đình Hồ - Nguyễn Văn Hương, 1978. Axit nucleic và sinh tổng hợp protein.
2. Hồ Huỳnh Thùy Dương, 1997. Sinh học phân tử. NXB Giáo dục.
3. Phạm Thành Hổ, 2006. Di truyền học. NXB Giáo dục.
4. Lê Đình Lương - Phan Cự Nhân, 2001. Cơ sở Di truyền học. NXB Giáo dục.
5. Nguyễn Hồng Minh, 1999. Di truyền học. NXB Nông nghiệp.
6. Trần Tú Ngà, 1990. Di truyền học đại cương. Trường ĐHNN Hà Nội.
7. Helena Curtis, 1998. Sinh học. NXB Giáo dục.
8. Lobasev,1969. Di truyền học. Leningrad (bản tiếng Nga).
9. W.D. Phillips – T.J. Chilton, 2000. Sinh học. NXB Giáo dục.
10. Leland Hartwell, 2000. Genetics: from genes to genomes. Mc Graw Hill.
M C L CỤ Ụ
LỜI NÓI ĐẦU... - 1 -
MỞ ĐẦU...- 2 -
CHƯƠNG 1...- 6 -
CƠ SỞ TẾ BÀO CỦA DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH SINH SẢN...- 6 -
1.1. TẾ BÀO...- 6 -
1.1.1. Khái quát chung về tế bào...- 6 -
1.1.2. Tế bào nhân sơ...- 6 -
1.1.3. Tế bào nhân chuẩn...- 7 -
1.2. NHIỄM SẮC THỂ...- 9 -
1.2.1. Khái niệm về nhiễm sắc thể...- 9 -
1.2.2. Nhiễm sắc thể Virut và Phage...- 11 -
1.2.3. Nhiễm sắc thể vi khuẩn...- 11 -
1.2.4. Nhiễm sắc thể nhân chuẩn...- 12 -
1.3. SỰ DI TRUYỀN CỦA NHIỄM SẮC THỂ...- 17 -
1.3.1. Khái quát về sự di truyền của nhiễm sắc thể...- 17 -
1.3.2. Phân bào nguyên nhiễm (nguyên phân)...- 17 -
1.3.3. Phân bào giảm nhiễm (giảm phân)...- 20 -
1.3.4. Thụ tinh...- 23 -
1.3.5. Kết quả di truyền của nhiễm sắc thể qua các thế hệ...- 23 -
1.4. QUÁ TRÌNH SINH SẢN HỮU TÍNH...- 24 -
1.4.1. Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa...- 24 -
1.4.2. Sinh sản hữu tính ở động vật...- 27 -
1.4.3. Ý nghĩa của sinh sản hữu tính...- 28 -
1.5. SINH SẢN VÔ PHỐI...- 29 -
1.5.1. Khái niệm... - 29 -
1.5.2. Các dạng sinh sản vô phối...- 29 -
1.5.3. Ý nghĩa của sinh sản vô phối...- 30 -
1.7. SINH SẢN VÔ TÍNH Ở THỰC VẬT BẬC CAO (SINH SẢN SINH DƯỠNG)...-
33 - 1.7.1. Khái niệm sinh sản sinh dưỡng...- 33 -
1.7.2. Cơ chế của sinh sản sinh dưỡng...- 33 -
1.7.3. Ý nghĩa của sinh sản sinh dưỡng...- 34 -
CHƯƠNG 2...- 36 -
CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN...- 36 -
2.1. NHỮNG TIÊU CHUẨN CỦA VẬT CHẤT DI TRUYỀN...- 36 -
2.2. BẰNG CHỨNG VỀ VAI TRÒ MANG THÔNG TIN DI TRUYỀN CỦA ADN...- 36 -
2.2.1. Thí nghiệm về hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn...- 36 -
2.2.2. Thí nghiệm về sự xâm nhập của phage vào vi khuẩn...- 37 -
2.3. CẤU TRÚC CỦA AXIT NUCLEIC...- 38 -
2.3.1. Cấu trúc của ADN... - 38 -
2.3.2. Cấu trúc của ARN...- 41 -
2.4. BIẾN TÍNH VÀ HỒI TÍNH CỦA ADN...- 42 -
2.5. CÁC TRÌNH TỰ LẶP LẠI CỦA ADN...- 43 -
2.6. KHÁI NIỆM VỀ GEN...- 43 -
2.6.1. Khái niệm về gen...- 43 -
2.6.2. Cấu trúc exon – intron của gen...- 44 -
2.7. CÁC YẾU TỐ DI TRUYỀN VẬN ĐỘNG (GEN NHẢY)...- 45 -
2.8. SỰ TÁI BẢN CỦA ADN... - 46 -
2.8.1. ADN tái bản theo nguyên tắc bảo toàn một nửa (thêm hình li tâm)...- 46 -
2.8.2. Cơ chế tái bản của ADN ở sinh vật nhân sơ...- 48 -
2.8.3. Cơ chế tái bản của ADN ở sinh vật nhân chuẩn...- 49 -
2.8.4. Tái bản theo kiểu vòng xoay...- 50 -
2.8.5. Ý nghĩa của tái bản ADN...- 51 -
2.9. CƠ SỞ THỰC HIỆN THÔNG TIN DI TRUYỀN...- 51 -
2.9.1. Mã di truyền...- 51 -
2.9.2. Sự phiên mã... - 54 -
2.9.3. Sự dịch mã... - 58 -
2.9.4. Điều hoà hoạt động của gen...- 64 -
2.10. SỰ PHÂN HÓA TẾ BÀO...- 68 -
CHƯƠNG 3...- 70 -
CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN CƠ BẢN...- 70 -
TRONG SINH SẢN HỮU TÍNH... - 70 -
3.1. CÁC THUẬT NGỮ CĂN BẢN CỦA DI TRUYỀN HỌC...- 70 -
3.1. CÁC ĐỊNH LUẬT DI TRUYỀN CỦA MENDEL...- 71 -
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Mendel...- 71 -
3.1.2. Lai theo một cặp tính trạng...- 72 -
3.1.3. Lai theo hai hay nhiều cặp tính trạng...- 76 -
3.2. HIỆN TƯỢNG ĐA ALEN...- 79 -
3.3. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC GEN KHÔNG ALEN...- 80 -
3.3.1. Tương tác bổ trợ...- 80 -
3.3.2. Tương tác át chế... - 84 -
3.3.3. Tương tác cộng gộp (di truyền đa gen)...- 85 -
3.4. TÍNH ĐA HIỆU CỦA GEN...- 86 -
3.5. HIỆN TƯỢNG TỰ BẤT HỢP Ở THỰC VẬT...- 87 -
3.5.1. Khái niệm... - 87 -
3.5.2. Các kiểu tự bất hợp...- 87 -
3.6. DI TRUYỀN GIỚI TÍNH VÀ LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH...- 88 -
3.6.1. Di truyền giới tính...- 88 -
3.6.2. Di truyền liên kết với giới tính...- 91 -
3.7. DI TRUYỀN LIÊN KẾT...- 94 -
3.8.2. Di truyền liên kết không hoàn toàn...- 97 -
3.8.3. Bản đồ di truyền...- 101 -
CHƯƠNG 4...- 104 -
BIẾN DỊ...- 104 -
4.1. KHÁI NIỆM BIẾN DỊ...- 104 -
4.2. PHÂN LOẠI BIẾN DỊ...- 104 -
4.3. QUY LUẬT VỀ DÃY BIẾN DỊ TƯƠNG ĐỒNG...- 105 -
4.4. THƯỜNG BIẾN...- 106 -
4.4.1. Khái niệm... - 106 -
4.4.2. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh...- 106 -
4.4.3. Đặc điểm của thường biến...- 107 -
4.4.4. Ý nghĩa của thường biến...- 107 -
4.5. BIẾN DỊ TỔ HỢP...- 108 -
4.5.1. Khái niệm... - 108 -
4.5.2. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh...- 108 -
4.5.3. Đặc điểm của biến dị tổ hợp...- 109 -
4.5.4. Ý nghĩa của biến dị tổ hợp...- 110 -
4.6. ĐỘT BIẾN... - 110 -
4.6.1. Khái quát chung về đột biến...- 110 -
4.6.2. Đột biến nhiễm sắc thể...- 112 -
4.6.3. Đột biến gen...- 126 -
4.6.4. Sửa chữa đột biến... - 130 -
CHƯƠNG 5...- 134 -
DI TRUYỀN QUẦN THỂ...- 134 -
5.1. KHÁI NIỆM QUẦN THỂ VÀ VỐN GEN CỦA QUẦN THỂ...- 134 -
5.1.1. Quần thể...- 134 -
5.1.2. Vốn gen của quần thể...- 135 -
5.2. CÁC QUÁ TRÌNH DI TRUYỀN TRONG QUẦN THỂ...- 136 -
5.2.1. Trạng thái cân bằng di truyền trong quần thể giao phối tự do...- 136 -
5.2.2. Định luật Hardy – Weinberg...- 137 -
5.2.3. Thí dụ về ứng dụng của định luật Hardy - Weinberg...- 138 -
5.2.4. Sự biến động cấu trúc di truyền của quần thể tự phối...- 139 -
5.3. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA CÁC QUẦN THỂ TỰ NHIÊN...- 140 -
5.3.1. Cấu trúc di truyền của quần thể ở những loài giao phối tự do...- 140 -