Nội dung lý thuyết
- Tương tác giữa kiểu gene và môi trường là ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện thành kiểu hình của một kiểu gene.
- Với đa số tính trạng đơn gene, một kiểu gene thường biểu hiện thành một kiểu hình do không bị ảnh hưởng bởi môi trường. Tuy nhiên, một số tính trạng đơn gene có thể chịu ảnh hưởng của môi trường, dẫn đến kiểu gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau ở các môi trường khác nhau.
- Tính trạng đa gene do nhiều gene chi phối. Các tính trạng đa gene chịu sự ảnh hưởng đáng kể của yếu tố môi trường và có mức biến dị cao. Do vậy, một kiểu gene quy định tính trạng da gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau ở các môi trường khác nhau.
- Sự biến đổi về kiểu hình của cùng một kiểu gene ở các môi trường khác nhau được gọi là thường biến.
- Thường biến chỉ liên quan đến biến đổi về kiểu hình, bị chi phối bởi môi trường sống, không liên quan đến biến đổi kiểu gene nên không di truyền được. Thường biến cho thấy sinh vật có khả năng biến đổi và thích ứng trước những thay đổi có tính ngắn hạn hoặc theo chu kì của mỗi trường.
- Mức phản ứng là tập hợp kiểu hình của các cá thể có cùng một kiểu gene tương ứng với phạm vi biến đổi các điều kiện môi trường sống khác nhau.
- Mức phản ứng cho biết ảnh hưởng của sự thay đổi môi trường đối với kiểu hình ở sinh vật.
- Để xác định mức phản ứng, có thể theo dõi và ghi nhận kiểu hình của các cá thể có cùng một kiểu gene đồng hợp khi được nuôi, trồng ở một dãy điều kiện môi trường. Sự tương tác giữa kiểu gene và môi trường sống của sinh vật được quan sát thông qua việc lập biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa sự thay đổi môi trường và biến đổi kiểu hình.
- Kiểu gene mang thông tin di truyền, thông qua phiên mã tạo ra RNA và dịch mã tạo ra chuỗi polipeptide cấu thành protein. Protein thực hiện chức năng và biểu hiện thành kiểu hình của mỗi tính trạng.
- Kiểu gene quy định kiểu hình ở sinh vật, từ đó quy định mức phản ứng. Nói cách khác, mức phản ứng có bản chất di truyền được di truyền qua các thế hệ ở sinh vật.
- Hiểu biết về tương tác giữa môi trường và kiểu gene của tính trạng đa gene trong sự biểu hiện kiểu hình có ý nghĩa quan trọng và được ứng dụng vào thực tiễn. Thường biến được áp dụng trong chăn nuôi, trồng trọt để đạt được năng suất tối đa.
- Việc áp dụng đúng quy trình kĩ thuật có thể giúp tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm của cùng một loại giống cây trồng hoặc vật nuôi.
- Các yếu tố môi trường như chế độ dinh dưỡng, chăm sóc y tế,... có thể tác động tích cực đối với sự biểu hiện kiểu hình của kiểu gene gây bệnh.
- Mức phản ứng được áp dụng trong việc đánh giá được khả năng di truyền của những biến dị ở sinh vật và được ứng dụng trong chọn tạo giống. Do mức phản ứng được quyết định bởi kiểu gene việc lựa chọn giống cây trồng, vật nuôi cần dựa vào đặc điểm di truyền của giống để phù hợp với nhu cầu khác nhau trong sản xuất nông nghiệp.
- Bên cạnh đó, các kĩ thuật chăn nuôi, trồng trọt được áp dụng phù hợp với đặc điểm di truyền của giống để đạt hiệu quả, tránh lãng phí. Như vậy, việc hiểu rõ bản chất di truyền của mức phản ứng có ý nghĩa quan trọng đối với sản xuất và đời sống.
Cơ sở lí thuyết
Các cá thể có cùng một kiểu gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau ở những môi trường khác nhau, phụ thuộc mức phản ứng của kiểu gene đó.
Các bước tiến hành
Chuẩn bị
- Dụng cụ: chậu trồng cây (túi trồng cây) thể tích 200 – 250 mL hoặc khay trồng cây thể tích 5 L, giá thể (cát sạch, xơ dừa), cốc đong 50 mL có chia vạch, thước đo chính xác đến 1 mm, phương tiện chụp ảnh, bút, giấy.
- Hoá chất: nước sạch, 2 L dung dịch phân NPK (nồng độ pha trong nước: 1 g/L).
- Mẫu vật: 20 cây khoai lang (nguồn gốc từ giâm hom một củ khoai lang) có chiều cao 10 cm. Mỗi cây trồng trong một chậu riêng biệt hoặc trồng trong khay (5 cây/chậu (khay), mật độ 20 × 20 cm).
Tiến hành
- Đặt các chậu hoặc khay trồng cây ra ngoài sáng.
- Chia các cây thành 2 lô (lô 1 và lô 2), mỗi lô trồng 10 cây, đánh số thứ tự các cây (từ 1 đến 10) theo từng lô.
- Xác định kích thước cây: đo chiều dài thân, đếm số lá ở thời điểm bắt đầu trồng (ngày 1). Chụp ảnh.
- Chế độ chăm sóc:
+ Lô 1: Vào ngày 1, tưới 50 mL nước sạch/cây. Từ ngày 2, mỗi ngày tưới đủ ẩm 30 – 50 mL nước sạch cây, đều nhau giữa các cây.
+ Lộ 2: Vào ngày 1, tưới 50 mL dung dịch phân NPK/cây (tưới vào gốc cây). Từ ngày 2, mỗi ngày tưới đủ ẩm 30 – 50 mL nước sạch/cây, đều nhau giữa các cây.
- Lặp lại ở ngày 10 với lượng nước (lỗ 1) hoặc dung dịch phân NPK (lô 2) như trên.
- Theo dõi sự sinh trưởng của cây: đo chiều dài thân cây, ghi số lá cây ở lô 1 và lộ 2 ở các thời điểm sau 1, 2 và 3 tuần. Chụp ảnh.
- Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây ở mỗi lô và trình bày cùng báo cáo.
Báo cáo
- Nhận xét về sự sinh trưởng của các cây ở lô 1 và lô 2.
- Giải thích sự khác nhau về các đặc điểm chiều cao cây, số lá cây ở lô 1 và lô 2.
- Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 1.