Thoái hóa do tự thụ phấn là một hiện tượng quan trọng trong di truyền học thực vật, đặc biệt là ở các loài cây giao phấn. Để hiểu rõ về nó, trước hết cần xác định rõ những biểu hiện nào không thuộc về quá trình này.
Tự thụ phấn (self-pollination) là quá trình thụ phấn xảy ra khi hạt phấn từ nhị của một hoa thụ phấn cho nhuỵ của chính hoa đó hoặc cho hoa khác trên cùng một cây. Ở cây giao phấn, vốn dĩ thích nghi với việc thụ phấn chéo (cross-pollination), tự thụ phấn liên tục qua nhiều thế hệ có thể dẫn đến những hậu quả tiêu cực gọi là thoái hóa giống.
Tuy nhiên, không phải mọi thay đổi tiêu cực ở cây giao phấn đều là do tự thụ phấn gây ra. Để xác định “đâu không phải là biểu hiện của thoái hóa do tự thụ phấn”, chúng ta cần phân biệt rõ nguyên nhân của từng biểu hiện.
Một số biểu hiện có thể bị nhầm lẫn với thoái hóa do tự thụ phấn, nhưng thực tế lại do các yếu tố khác gây ra:
-
Khả năng chống chịu sâu bệnh giảm:
- Thoái hóa do tự thụ phấn: Tự thụ phấn làm tăng tính đồng hợp tử, có thể dẫn đến việc các gen lặn có hại biểu hiện ra, bao gồm cả các gen liên quan đến khả năng kháng bệnh.
- Nguyên nhân khác: Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật không đúng cách, biến đổi khí hậu tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển, hoặc sự xuất hiện của các chủng sâu bệnh mới có thể làm giảm khả năng chống chịu của cây.
-
Năng suất giảm:
- Thoái hóa do tự thụ phấn: Tự thụ phấn làm giảm tính đa dạng di truyền, giảm sức sống và khả năng thích nghi của cây, dẫn đến năng suất thấp.
- Nguyên nhân khác: Điều kiện môi trường bất lợi (thiếu nước, thiếu dinh dưỡng, đất cằn cỗi), kỹ thuật canh tác kém (chăm sóc không đúng cách, mật độ trồng quá dày), hoặc sử dụng giống cây không phù hợp với điều kiện địa phương cũng có thể gây ra năng suất thấp.
-
Kích thước và sức sống của cây con giảm:
- Thoái hóa do tự thụ phấn: Tự thụ phấn có thể dẫn đến sự tích lũy các gen gây chết hoặc gây hại ở trạng thái đồng hợp tử, làm giảm sức sống của cây con.
- Nguyên nhân khác: Chất lượng hạt giống kém, điều kiện nảy mầm không thuận lợi (thiếu ánh sáng, nhiệt độ không phù hợp), hoặc bị nấm bệnh tấn công cũng có thể làm giảm kích thước và sức sống của cây con.
-
Tỉ lệ nảy mầm của hạt giảm:
- Thoái hóa do tự thụ phấn: Tự thụ phấn có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi trong hạt, làm giảm khả năng nảy mầm.
- Nguyên nhân khác: Hạt giống bị bảo quản không đúng cách (độ ẩm cao, nhiệt độ cao), hạt giống quá cũ, hoặc bị nhiễm bệnh cũng có thể làm giảm tỉ lệ nảy mầm.
-
Sự xuất hiện các đột biến mới có lợi:
- Thoái hóa do tự thụ phấn: Tự thụ phấn không tạo ra các đột biến mới. Nó chỉ làm tăng khả năng biểu hiện của các gen đã có, bao gồm cả các gen lặn có hại.
- Nguyên nhân: Đột biến là những thay đổi ngẫu nhiên trong vật chất di truyền. Chúng có thể xảy ra do nhiều yếu tố như tia phóng xạ, hóa chất, hoặc lỗi trong quá trình nhân đôi DNA. Sự xuất hiện đột biến có lợi không phải là biểu hiện của thoái hóa do tự thụ phấn.
Cây ngô (bắp) đang phát triển trong điều kiện tự nhiên, minh họa cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, không liên quan trực tiếp đến thoái hóa do tự thụ phấn.
Tóm lại, mặc dù thoái hóa do tự thụ phấn có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến cây giao phấn, cần phải xem xét kỹ lưỡng các nguyên nhân khác trước khi kết luận. Sự xuất hiện các đột biến mới có lợi không phải là biểu hiện của thoái hóa do tự thụ phấn. Việc hiểu rõ điều này giúp nhà nông và các nhà khoa học có những biện pháp phòng ngừa và cải thiện giống cây trồng hiệu quả hơn.
Hình ảnh minh họa một bông hoa đang được thụ phấn nhân tạo, thể hiện kỹ thuật cải tạo giống cây trồng để tránh thoái hóa do tự thụ phấn và tăng cường đa dạng di truyền.
