Tại sao nuôi cấy phấn hoa cũng có thể tạo giống?

Bất kì hạt giống của cây trồng nào một khi ra mầm sẽ trải qua thời gian sinh trưởng phát dục nhất định, và đều có thể ra hoa kết quả.

Nói đến cây lúa, một hạt ngũ cốc trước khi ra hoa thụ phấn gọi là đòng đòng, có vỏ ngoài, vỏ trong, bao phấn nhị đực, bầu nhuỵ. Bao phấn nhuỵ đực hoa chính là bao phấn hoa, bên trong có rất nhiều phấn hoa. Bởi vì phấn hoa là tế bào tính đực, so với tế bào thể mà nói có nhiễm sắc thể mang tính đơn bội, tức số nhiễm sắc thể bằng một nửa tế bào thể. Về lúa, số nhiễm sắc thể của thể tế bào là 24, vậy số nhiễm sắc thể của phấn hoa của nó là 12.

Phấn hoa lúa khi ngậm đòng, giai đoạn phát dục của phấn hoa bên trong đang ở thời kì dựa sát vào nhân đơn.

Nếu lúc này lấy phấn hoa của lúa ra khỏi điều kiện vô khuẩn, rồi cho vào chất cấy vi sinh vật phân hoá do biện pháp nhân tạo tạo ra, nuôi cấy trong phòng tối ở nhiệt độ 25 – 28oC, sau một thời gian phấn hoa dần dần chuyển màu nâu, ở giữa mọc ra một hoặc mấy vòng tế bào gọi là tổ chức callus. Đợi đến khi vòng tế bào lớn khoảng 1 mm thì chuyển sang một chất cấy vi sinh vật phân hoá khác, vẫn được nuôi trồng ở nhiệt độ 25 – 28oC và ánh sáng chiếu nhất định, không quá 20 ngày sẽ lớn thành mầm lúa, lại chăm sóc tiếp sẽ lớn thành cây. Cây lúa này là từ phấn hoa được nuôi cấy tạo thành cho nên số nhiễm sắc thể vẫn mang tính đơn bội, gọi là thực vật đơn bội thể. Thực vật như vậy không thể ra hoa kết quả bình thường, phải dùng chất colchxine khiến cho đơn bội thể biến thành nhị bội thể thì mới kết quả bình thường.

Những thực vật như vậy, nguồn nguyên liệu và điều kiện nuôi cấy khác nhau, sau khi khôi phục thành nhị bội thể, trồng trong ruộng, chúng ta sẽ phát hiện giữa chúng cũng có sự khác nhau. Như cây cao thấp khác nhau, chín sớm chín muộn, hạt to hạt nhỏ, sức đề kháng mạnh yếu.

Có sự khác biệt đó có thể chọn lọc, chọn ra một số cây phù hợp nhu cầu con người. Trước tiên nuôi thành hệ cây, cuối cùng trở thành một quần thể cho ra sản phẩm mới, đấy chính là nuôi cấy phấn hoa mà thường nói tới. Nuôi cấy phấn hoa có một đặc điểm, khi chọn được cây đơn tính đặc biệt tốt, về cơ bản có thể ổn định bất biến, bởi vậy có thể rút ngắn thời gian tạo giống. Nuôi cấy gây giống phấn hoa của thực vật ở Trung Quốc chiếm vị trí dẫn đầu trên thế giới, các cây trồng như vây thuốc lá, lúa nước, mì, đã dùng phương pháp nuôi cấy gây giống, mở rộng sản xuất, hiệu quả lớn lao.