Trình bày vai trò của di truyền học trong chọn giống cây trồng.

Di truyền học là cơ sở khoa học để hiểu cách các tính trạng (năng suất, chất lượng, kháng bệnh, chịu hạn…) được di truyền và biến đổi qua các thế hệ. Trong chọn giống cây trồng, vai trò của di truyền học thể hiện ở các điểm chính sau: 1. Khảo sát và đánh giá đa dạng di truyền - Xác định mức độ biến dị và phân loại nguồn giống (dòng thuần, giống bản địa, giống ngoại…) dựa trên các chỉ tiêu hình thái, sinh lý và phân tử. - Đo lường độ rộng và cấu trúc di truyền của quần thể bằng các phép phân tích di truyền định lượng (phương sai, tham số di truyền) và phân tử (marker, SNP…). 2. Xác định cơ chế di truyền của tính trạng mục tiêu - Phân tích di truyền phân tính: xác định số lượng gen quy định tính trạng, mức độ trội – lặn, tác động cộng gộp hay tương tác gen (epistasis). - Ước tính hệ số di truyền: heritability (h²), hệ số tương quan di truyền giữa các tính trạng giúp lựa chọn phương thức nhân giống phù hợp. 3. Thiết kế chương trình lai tạo - Quy hoạch các phép lai (lai đơn, lai ba, lai 4 dòng…) dựa trên cơ chế di truyền (đơn gen hay đa gen). - Xây dựng sơ đồ lai và đi ngược (backcross) để bổ sung tính kháng hoặc chất lượng từ giống bố/mẹ vào dòng thuần ưu thế. - Vận dụng hiệu ứng lai (heterosis) để sản xuất giống F1 có năng suất cao. 4. Ứng dụng chọn giống theo chỉ thị phân tử (MAS) và tạo giống bằng công nghệ gen - Ký hiệu và theo dõi vị trí gen/marker liên kết với tính trạng mục tiêu, rút ngắn thời gian và chi phí so với phương pháp chọn theo hình thái. - Chuyển gen kháng bệnh, chịu hạn, chất lượng dinh dưỡng bằng biến nạp gen (transgenics) hoặc chỉnh sửa gen (CRISPR/Cas9). 5. Quản lý và bảo tồn nguồn gen - Xây dựng ngân hàng gen, bảo tồn dòng thuần bản địa và các loài hoang dại chứa nguồn gen quý. - Sử dụng tri thức về di truyền quần thể để tránh mất mát đa dạng, duy trì khả năng thích nghi với biến đổi môi trường. 6. Tối ưu hóa quy trình nhân giống - Kết hợp dữ liệu di truyền với mô hình thống kê (Genomic Selection) nhằm dự đoán giá trị di truyền của cá thể chưa biểu hiện ngoại hình đầy đủ. - Rút ngắn chu kỳ chọn giống, nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong chọn lọc. Tóm lại, di truyền học cung cấp cho người làm giống công cụ lý luận và kỹ thuật để: - Hiểu bản chất di truyền của các tính trạng quan trọng. - Lựa chọn cha mẹ và phương thức lai phù hợp. - Ứng dụng công nghệ phân tử, công nghệ gen để tạo giống mới nhanh chóng, đạt năng suất, chất lượng và khả năng thích nghi cao.