Nêu cơ sở di truyền học của hiện tượng ưu thế lai

Ưu thế lai là hiện tượng cơ thể lai F₁ khoẻ hơn, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, chống chịu tốt, các tính trạng hình thái và năng suất cao hơn trung bình giữa hai bố mẹ hoặc vượt trội hơn cả hai dạng bố mẹ.

Câu hỏi: Nêu cơ sở di truyền học của hiện tượng ưu thế lai.

Trả lời:

- Cơ sở di truyền: Về phương diện di truyền, các tính trạng số lượng do nhiều gen trội quy định. Khi lai giữa hai dòng thuần có kiểu gen khác nhai, đặc biệt có các gen lặn biểu hiện một số đặc điểm xấu, ở con lai F₁ chỉ có các gen trội có lợi mới được biểu hiện, gen trội át gen lặn, đặc tính xấu không được biểu hiện. Vì vậy con lai F₁ có nhiều đặc điểm tốt như mong muốn.

Kiến thức tham khảo về ưu thế lai.

1. Ưu thế lai là gì?

Ưu thế lai là hiện tượng cơ thể lai F₁ khoẻ hơn, sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, chống chịu tốt, các tính trạng hình thái và năng suất cao hơn trung bình giữa hai bố mẹ hoặc vượt trội hơn cả hai dạng bố mẹ.

Ví dụ:

Khi tiến hành lai 1 dòng thuần mang 1 gen trội với 2 dòng thuần mang một gen trội sẽ tạo ra con lai F₁ mang 3 gen trội.

Đối với vật nuôi để tạo ra ưu thế lai người ta chủ yếu dựa trên phương pháp lai kinh tế nhằm tạo ra giống thương phẩm. Đối với thực vật người ta tạo ra ưu thế lai thông qua quá trình tự thụ phấn và cho chúng giao với nhau. Thông thường phương pháp này được ứng dụng rộng rãi cho các loại thực vật như ngô, lúa,…

Ưu thế lai có được thông qua giả thiết siêu trội. Cụ thể hơn thể dị hợp về nhiều cặp gen khác nhau sẽ sinh ra con lai vượt trội hơn. Các dòng con lai sẽ có năng suất và tốc độ sinh trưởng cao hơn bố mẹ rất nhiều. Thông thường các nhà chọn giống sẽ duy trì các dòng bố mẹ và sử dụng ưu thế lai nhằm tạo ra các giống lai thương phẩm.

2. Nguyên nhân của hiện thượng ưu thế lai

Xét về phương diện di truyền học, người ta cho rằng, các tính trạng về số lượng (các chi tiêu về hình thái, năng suất) do nhiều gen trội quy định, ở mỗi dạng bố mẹ thuần chủng, nhiều gen lặn sẽ ở trạng thái đồng hợp và biểu hiện một số đặc điểm xấu. Khi lai chúng với nhau thì chỉ có các gen trội có lợi mới được biểu hiện ở trong thể lai F₁.

- Ví dụ: Một dòng mang 2 gen trội (AABBdd) × 1 dòng mang 1 gen trội (aabbDD) → con lai F₁ mang 3 gen trội (AaBbDd).

- Ưu thế lai biểu hiện rõ nhất ở đời lai F₁ sau đó giảm dần qua các thế hệ vì: khi tự thụ phấn tỷ lệ KG dị hợp tử giảm, KG đồng hợp tử tăng qua các thế hệ → tỷ lệ KG đồng hợp tử lặn tăng gây hại.

- Muốn duy trì được ưu thế lai người ta thường dùng các biện pháp nhân giống vô tính: giâm cành, chiết cành, nuôi cấy mô…

Xem thêm:

>>>Ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở f1 vì?

3. Nội dung về phép lai và ưu thế lai ở sinh vật

Cơ sở xác định ưu thế lai: Học thuyết được hình thành từ giả thuyết siêu trội, nội dung cho thấy có rất nhiều cặp gen khác nhau khi giao phối sẽ cho những cặp con lai khác nhau, có kiểu hình đặc biệt vượt trội và hơn hẳn so với đời bố mẹ của chúng. Chính từ hiện tượng dị hợp, hai alen trong cơ thể đã có sự tác động qua lại lẫn nhau, chúng khác nhau về chức năng và tồn tại trong cùng một locus nên đã có sự tác động tốt và bổ trợ lẫn nhau. Chính nhờ cơ chế này các nhà khoa học đã tác động duy trì các dòng hệ (P) tốt và tạo ra các dòng thế hệ (F₁) có ưu thế trong lai giống và hình thành nên các thương phẩm.

Để tạo ra các thương phẩm có ưu thế lai các nhà khoa học đã tiến hành sử dụng phương pháp lai khác dòng, theo đó chúng gồm các bước tạo ra dòng thuần chủng trước tiên, thông qua hiện tượng tự thụ phaasns giữa các cá thể, thường kéo dài khoảng từ 5 - 7 thế hệ mới có thể tạo ra được những dòng thuần chủng có chất lượng tốt nhất. Tiếp đó, học cho lai các dòng thuần chủng với nhau để chọn ra tổ hợp có chất lượng lai tối ưu nhất. Cuối cùng, thực hiện phép lai thuần, lai nghịch để chọn ra các tổ hợp lai có ưu thế nhất, cần có sự sàng lọc thật chính xác vì đôi khi quá trình lai còn phụ thuộc vào đặc tính của tế bào chất. Ở một vài trường hợp, con lai khác dòng tuy không có ưu thế lai nhưng nếu tiếp tục đem đi lai với các con lai khác tương tự có thể đưa ra các dòng có ưu thế trong lai giống cần tìm.