Đề tài Chỉ thị phân tử để chọn giống lúa

Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Lúa trồng (Oryza sativa)  là cây lương thực quan trọng có diện tích 148,4 triệu hécta trên thế giới, (trong đó Châu Á  135 triệu hecta). Việt Nam có diện tích sản xuất lúa 4,36 triệu hecta, sản lượng 34,6 triệu tấn, năng suất bình quân 4,67tấn/hecta, xuất khẩu 4 triệu tấn gạo năm 2003 (đồng bằng sông Cửu Long có sản lượng lúa 17,6 triệu tấn, năng suất 4,61tấn/hecta) [2] [6][15]. Nghiên cứu ứng dụng về cây lúa trong thời gian qua đóng góp vào sự phát triển nông nghiệp Việt Nam là kết quả với sự hợp tác giữa nhà quản lý, các tổ chức nghiên cứu ứng dụng trong nước và hợp tác Quốc tế. Ở Việt Nam sản suất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, chiếm khoảng 53% lực lượng lao động và 50% thu nhập GDP. Diện tích đất trồng lúa chiếm khoảng 60% đất trồng nông nghiệp và lúa gạo chiếm hơn 90% tổng sản phẩm nông nghiệp. Nền sản xuất lúa gạo ảnh hưởng tới mọi khía cạnh cuộc sống xã hội của Việt Nam. Những năm gần đây, năng suất của giống lúa thuần đã gần đạt tới ngưỡng. Việc nghiên cứu khai thác ưu thế lai đã trở thành một giải pháp quan trọng để tạo ra những giống lúa mới có năng suất cao. Lúa lai đã được đưa vào khảo nghiệm và nhanh chóng phát triển ở nước ta. Năm 2003, năm thứ 12, Việt Nam mở rộng gieo cấy lúa lai ra sản xuất đại trà, cũng là năm có diện tích và năng suất lúa cao nhất từ trước đến nay. Năm 2004 tổng diện tích lúa lai là 577.000 hecta với năng suất là 6.04 tấn /hecta. Từ năm 2005 đến 2007 mỗi năm diện tích lúa lai là: 600-650.000 hecta. Việt Nam còn thiếu những tổ hợp lúa lai có năng suất siêu cao sản, chất lượng tốt, kháng sâu bệnh được chọn tạo ở trong nước [12]. Việc khai thác ưu thế lai trong chọn tạo những giống lúa siêu cao sản, phụ thuộc vào sự biểu hiện khoảng cách di truyền giữa các dòng bố mẹ trong tổ hợp lúa lai. Ưu thế lai hệ ba dòng được phát hiện và sử dụng sớm nhất trong lịch sử phát triển và nghiên cứu lúa lai. Lúa lai ba dòng bao gồm dòng bất dục đực di truyền tế bào, dòng duy trì và dòng phục hồi. Lúa lai ba dòng là hệ lúa lai khi sản xuất hạt lai F1 phải sử dụng ba loại dòng có bản chất di truyền khác nhau như trên. Đối với lúa lai ba dòng, để chọn tạo thành công được một giống mới cần có 3 dòng khác nhau: dòng bất dục đực, dòng duy trì bất dục và dòng phục hồi hữu dục. Hiện nay, đã có rất nhiều các nghiên cứu chỉ ra các dòng bất dục và dòng duy trì hiệu quả với kiểu tính trạng bất dục tương ứng. Tuy nhiên, điều khó khăn là chọn ra được các dòng phục hồi tương ứng với con lai của hai dòng trên, đồng thời phải mang các tính trạng tốt từ đó tạo ra con lai ba dòng có ưu thế lai cao. Với phương pháp chọn giống truyền thống, phải thực hiện rất nhiều tổ hợp lai để tìm ra được dòng phục hồi thích hợp, điều này tiêu tốn nhiều thời gian, công sức của các nhà chọn giống. Với sự giúp đỡ của khoa học kỹ thuật hiện đại, vấn đề này đã trở nên đơn giản hơn rất nhiều, bằng việc sử dụng công cụ đắc lực là chọn giống phân tử hay chỉ thị phân tử trong công tác chọn tạo giống lúa lai. Sinh học phân tử là lĩnh vực nòng cốt và nền tảng của công nghệ sinh học hiện đại. Với đối tượng là các phân tử sinh học như DNA, RNA, protein,… kết hợp với sự hiểu biết của người nghiên cứu về đối tượng từ đó sử dụng các kỹ thuật tác động vào các đối tượng này nhằm thu được kết quả mong muốn. Khai thác thương mại ưu thế lai của lúa là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của di truyền học trong nông nghiệp. Các dấu hiệu về phân tử của gen sẽ hữu ích trong việc nhận ra các đặc điểm của các dòng khác nhau. Trước đây, công tác chọn giống truyền thống tốn rất nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là trong việc chọn dòng bố mẹ thích hợp. Ngày nay, Công nghệ sinh học được coi như là phương tiện hữu hiệu để giải quyết những vấn đề khó khăn mà công tác chọn giống cổ truyền không thể thực hiện được [12]. Thành tựu của kỹ thuật chỉ thị phân tử DNA và kỹ thuật lập bản đồ gen là những công cụ mới góp phần trợ giúp đắc lực cho công tác chọn tạo các giống cây trồng. Gần đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã giúp quá trình phân tích đánh giá và chọn giống lúa không ngừng được cải tiến. Một trong những ứng dụng có hiệu quả cao trong công tác chọn giống là kỹ thuật sử dụng chỉ thị phân tử. Ở Việt Nam, trong những năm vừa qua, công tác chọn tạo giống lúa lai được ưu tiên phát triển nhằm mục đích chọn tạo được các giống lúa cao sản của Việt Nam phục vụ sản xuất đại trà. Lúa lai ba dòng là một trong những phương pháp đã có từ lâu đời nhưng vẫn có tính ưu việt và được phát triển song song với lúa lai hai dòng.Việc chọn tạo ra các dòng phục hồi để sử dụng trong công tác chọn giống lúa lai ba dòng là vô cùng quan trọng, tuy nhiên trên thực tế điều này gặp rất nhiều khó khăn khi đi theo phương pháp truyền thống. Xuất phát từ cơ sở đó, đề tài "Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong việc tạo dòng phục hồi phục vụ công tác chọn giống lúa lai ba dòng" được xây dựng với mục đích chọn ra chính xác các dòng lúa có mang gene phục hồi thông qua sử dụng các chỉ thị phân tử. Từ đó, chọn ra các dòng phục hồi làm nguyên liệu cho chọn tạo giống mới. 1.2. Mục đích nghiên cứu - Xác định chỉ thị phân tử liên kết với gene phục hồi bất dục đực tế bào chất - Ứng dụng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử để chọn ra một số dòng phục hồi triển vọng. - Nghiên cứu đánh giá một số dòng phục hồi bất dục đực tế bào chất triển vọng được chọn lọc. 1.3. Yêu cầu nghiên cứu - Chọn được chỉ thị phân tử liên kết với gene phục hồi bất dục đực tế bào chất . - Chọn chính xác các đối tượng ngoài đồng ruộng để phục vụ công tác chọn tạo giống. 1.4. Ý nghĩa của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa khoa học - Kiểm tra được kiểu gene (genotype) của quần thể F2. Khẳng định sự có mặt của gene phục hồi trong quần thể. - Chỉ thị phân tử hỗ trợ hiệu quả cho công tác chọn dòng bố mẹ, giảm thời gian công sức và vật chất nhiều lần so với chọn giống bằng phương pháp truyền thống. - Đánh giá nhanh và chính xác các dòng mang gene phục hồi sử dụng trong công tác chọn giống lúa lai ba dòng. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Chọn ra được các dòng mong muốn có gene phục hồi một cách chính xác ngoài đồng ruộng sử dụng làm bố mẹ trong lai tạo. - Tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về gene phục hồi trên cây lúa Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Hiện tượng ưu thế lai 2.1.1.1. Giả thuyết về hiện tượng ưu thế lai Ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức sống, năng suất, phẩm chất và các đặc tính khác cao hơn hẳn so với bố mẹ. Hiện tượng ưu thế lai sớm được biết đến và sử dụng trong công tác chọn tạo giống thông thường. Mặc dù được áp dụng rất rộng rãi, nhưng vẫn chưa có một thuyết nào giải thích được chính xác về hiện tượng ưu thế lai [11]. Hiện nay có 3 giả thuyết về ưu thế lai được cho là chính xác hơn cả đang được nghiên cứu tiếp * Thuyết tính trội: Thuyết này giải thích ưu thế lai dựa trên nguyên lý tương tác trội lặn trong mỗi locus, tác dụng tích luỹ giữa các gene trội và tương tác giữa các gen trội không alen với nhau. Ưu thế lai sẽ phụ thuộc vào kiểu gen của hai bố mẹ, mức độ đồng hợp tử trội và lặn của bố và mẹ càng giống nhau thì ưu thế lai càng thấp và ngược lại khi tỷ lệ giống nhau về gen đồng hợp trội và lặn của bố mẹ càng thấp thì con lai cho ưu thế càng cao hơn. Tuy nhiên thuyết tính trội lại không thể giải thích được tại sao dòng thuần đạt tý lệ cao về đồng hợp trội lại cho sức sống, năng suất,… không cao hay không có ưu thế lai. [11] * Thuyết siêu trội: Thuyết này cho rằng nhiều tính trạng có lợi cho sự sinh trưởng do gene trội kiểm soát, còn các gene lặn tương ứng thì có tác dụng ngược lại. Tính dị hợp tử của một alen nhất định ở một vị trí nhất định sẽ sản sinh ra các vật chất có ảnh hưởng đến sức sống vượt xa các loại alen đồng hợp tử. Trường hợp siêu trội là nói đến tương tác giữa các alen trong cùng một locus, người ta giả thuyết rằng ở trạng thái dị hợp tử thì hai alen hoàn thành chức năng khác nhau và bổ sung cho nhau, kết quả là các kiểu gene dị hợp cho ưu thế vượt trội. [11] * Thuyết cân bằng di truyền: Thuyết này cho rằng mỗi cơ thể sinh vật tồn tại được trong tự nhiên là do bản thân sinh vật đó hình thành một kiểu hình phù hợp với điều kiện sống hay hình thành sự cân bằng về di truyền. Khi lai các cá thể có kiểu cân bằng khác nhau sẽ cho ra con lai có tính cân bằng mới khác hẳn của bố mẹ, nếu cân bằng này cao hơn so với bố mẹ thì sẽ cho ưu thế lai cao. [11] 2.1.1.2 Cơ sở sinh lý của hiện tượng ưu thể lai Sự tăng năng suất hạt đã dẫn đến tăng hàm lượng chất khô là kết quả của việc tăng chỉ số diện tích lá và tốc độ phát triển của chiều cao cây, tăng chỉ số thu hoạch, kết quả của sự tăng số hoa trên bông, tăng khối lượng 1000 hạt. Sự sai khác ưu thế lai của số bông/khóm, số hoa/bông giữa các tổ hợp và giữa các điều kiện trồng trọt khác nhau dẫn đến sự sai khác về các yếu tố cấu thành năng suất, sự tăng chỉ số diện tích là dẫn đến khả năng đẻ nhánh tăng đã được chứng minh bởi Kabaki năm 1993 trên nghiên cứu phân tích sinh trưởng và năng suất của tổ hợp lúa lai giữa Japonica/Indica. Đây là nhâu tố chính để đạt được ưu thế lai về tốc độ phát triển của cây lai trong giai đoạn 30 ngày sau cấy [12]. Ưu thế lai về hàm lượng chất khô tồn tại ở cả hai giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực, thấp hơn ở giai đoạn trỗ và khôi phục lại một phần trong lúc chín. Sự tăng hàm lượng chất khô do có chỉ số diện tích lá lớn ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng quyết định, còn ở giai đoạn sinh trưởng sinh thực và chín lại được quyết định bởi tốc độ đồng hóa. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng có sự sai khác giữa bố mẹ và con lai về hoạt tính của emzyme amylase và α – amylase ở hạt đã nảy mầm, hàm lượng RNA trong rễ non, axit glycolic oxidase và các enzyme catalase và peroxidase. Hầu hết các công bố đều khẳng định ưu thế lai ở lúa lai đã vượt lúa thường cùng mức đầu tư từ 20 – 30%. Ưu thế lai thể hiện ở hầu hết các tính trạng nông sinh học và kinh tế quan trọng như chiều cao cây, thời gian từ gieo đến nở hoa, năng suất chất khô, chỉ số thu hoạch, tính trạng của rễ, chỉ số diện tích lá và các nhân tố khác. Mức ưu thế lai được cải thiện theo thời gian và ngày càng tăng cao hơn.[12] 2.1.2. Lúa lai ba dòng 2.1.2.1. Khái niệm về lúa lai ba dòng Lúa trồng (Oryza sativa L.) là cây lưỡng bội với n=12 nhiễm sắc thể, chiều dài trung bình của một nhiễm sắc thể là từ 2 -6 micromet, có hệ gen nhỏ nhất trong các loài cây một là mầm đã được biết (430 Mb), trong đó có 15 – 30% vùng mã hóa, với 20.000 – 40.000 gen khác nhau, khoảng 600 gen hình thái được biết đến. Lúa có nguồn gen rất đa dạng – khoảng 120.000 thứ. Những thông tin về cấu trúc hệ gen cây lúa có thể sử dụng để tăng cường tiềm năng của cây lúa, cây lương thực quan trọng bậc nhất thế giới. Lúa lai ba dòng là tổ hợp lúa lai được phát triển, nghiên cứu và ứng dụng sớm nhất trong lịch sử phát triển lúa lai. Lúa lai ba dòng là hệ lúa lai khi sản xuất hạt F1 cần đến ba dòng có bản chất di truyền khác nhau là: (1) dòng bất dục tế bào chất CMS hay còn gọi là dòng A, (2) dòng duy trì bất dục đực hay gọi là dòng B và (3) dòng phục hồi hữu dục đực gọi là dòng R [11] [12]. 2.1.2.2. Dòng bất dục đực tế bào chất: Trong hệ thống lai này, người ta sử dụng dòng bất dục đực tế bào chất làm mẹ. Dòng bất dục đực tế bào chất lần đầu tiên được tạo ra từ một cá thể trong quần thể lúa dại (Oryza f.spontanea). [12] - Một dòng bất dục đực tế bào chất cần phải di truyền được tính trạng này cho thế hệ sau một cách ổn định mà vẫn giữ được tính bất dục không thay đổi. - Mặt khác dòng bất dục này lại phải được phục hồi một cách dễ dàng nghĩa là nó phải được phục hồi bằng nhiều giống khác nhau để tăng khả năng chọn lọc các tổ hợp có ưu thế lai cao hơn. Đồng thời độ kết hạt của con lai được phục hồi phải cao và ổn định, ít bị chi phối bởi điều kiện ngoại cảnh. Tất cả các dòng di truyền bất dục đực hiện nay đều là bất dục đực di truyền tế bào chất. Dạng bất dục này là kết quả của tương tác giữa gene bất thụ trong tế bào chất và các gene bất thụ lặn trong nhân. Kiểu gene của dòng bất dục đực tế bào chất là S(rr) còn kiểu gene của dòng duy trì và dòng phục hồi lần lượt là Nrr và NRR hay SRR, còn kiểu gene của hạt phấn lai là SRr. Dòng A (mẹ) Srr Giao tử cái Sr Dòng B (bố) Nrr Giao tử đực r Dòng A* (mẹ) Srr Giao tử cái Sr Dòng R (bố) SRR Giao tử đực R Srr Dòng A* [ nhân dòng CMS] SRr Con lai F1 [ sản xuất hạt lai] Hình 1.1 : Cơ chế di truyền của tính trạng bất dục đực tế bào chất Chú thích: S – gene bất thụ tế bào chất ; N – gene hữu thụ tế bào chất R – gene trội ở nhân ; r – gene lặn ở nhân 2.1.2.3. Dòng duy trì bất dục đực Là dòng dùng để thụ phấn cho dòng bất dục đực sinh ra con cái mà vẫn giữ được tính bất dục đực. Dòng duy trì quyết định các tính trạng chính của một dòng bất dục đực. [12] - Dòng duy trì là dòng thuần với quần thể thống nhất. - Có nhiều hạt phấn để phục vụ cho công tác nhân dòng bất dục đực tế bào chất. 2.1.2.4 Dòng phục hồi hữu dục Là dòng thụ phấn dùng để thụ phấn cho dòng bất dục đực sinh ra thế hệ con lai F1 hữu dục đực và tự kết hạt được. Phục hồi hữu dục là khả năng của một dòng khi lai với một dòng bất dục đực nào đó có khả năng cho con lai hữu dục bình thường. Dòng phục hồi hữu dục đóng vai trò vô cùng quan trọng trong chương trình chọn giống nhằm khai thác tính bất dục đực đặc thù của dòng bất dục đực tế bào chất. Đặc điểm phục hồi tính hữu dục được kiểm soát bởi 1 hoặc 2 gene trong nhân tế bào. Gene trội này lấn át hoàn toàn tính bất dục của gene bất dục đực tế bào chất, vì vậy khi chuyển cặp gen trội RR vào bất kì giống nào dù trong tế bào chất có nhân tố gây bất dục hay không thì dòng đó vẫn trở nên hữu dục. [12] Ở Việt Nam, trên 50 dòng bất dục đực tế bào chất (dòng A) nhập nội từ IRRI, Trung Quốc, Ấn Độ và Thái Lan đã được khảo sát. Kết quả chọn được 9 dòng từ IRRI và một dòng từ Ấn Độ. Hầu hết các dòng này đều đạt độ bất thụ hoàn toàn, có đặc tính nông học tốt và thích nghi với điều kiện ở Việt Nam và đều mang nguồn bất dục đực tế bào chất từ lúa hoang Oryza spontanea. Bốn dòng A triển vọng nhất là IR58025A, IR62829A, IR64608A và PMS 10A. Nhiều giống lúa cao sản đã được sử dụng để lai thử nghiệm với 4 dòng trên nhằm xác định những dòng phục hồi và dòng duy trì phù hợp tương ứng. Các dòng phục hồi (dòng R) của IR58025A là OM 269, IR64, IR62032, OM997. Các dòng duy trì (dòng B) tương ứng là IR50404, IR44595. Tương tự như vậy 3 dòng A còn lại là IR62829A, IR64608A và PSM10A cũng có các giống khác là dòng phục hồi và dòng duy trì tương ứng.[12] - Ưu điểm lớn nhất của lúa lai hệ ba dòng là tạo ra số lượng con lai F1 lớn, năng suất so với lúa thuần cao hơn từ 20 – 30%, tính thích ứng rộng, khả năng chống chịu tốt. Tuy nhiên, lúa lai ba dòng cũng có nhiều nhược điểm và hiện nay đang dần dần ít được nghiên cứu hơn [9]. Đây là phương pháp phổ biến được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc phát triển và thương mại hóa các giống lúa lai. 2.1.3. Tính trạng phục hồi hữu dục và gen phục hồi hữu dục 2.1.3.1 Cơ chế kiểm soát tính trạng bất dục đực tế bào chất Nghiên cứu về tái tổ hợp gene và tương tác giữa gene nhân của các dòng cho phấn với gene tế bào chất của các dòng bất dục đực tế bào chất [12], cho thấy có ba kiểu phản ứng khác nhau: - Duy trì tính bất dục đực tế bào chất tạo ra con lai giữa dòng bất dục đực tế bào chất với dòng cho phấn biểu hiện bất dục đực. - Phục hồi tính hữu dục đực: Con lai giữa dòng bất dục đực tế bào chất với dòng cho phấn biểu hiện hữu dục đực. - Phục hồi hoặc duy trì tính bất dục đực không hoàn toàn: Con lai giữa dòng bất dục đực tế bào chất với dòng cho phấn biểu hiện bất dục đực hoặc hữu dục không hoàn toàn. 2.1.3.2. Cơ chế di truyền của hiện tượng phục hồi hữu dục - Giả thuyết đơn gene: [12] cho rằng tính bất dục đực là kết quả của mối tương tác giữa gene lặn trong nhân và kiểu tế bào chất đã có thay đổi về cấu trúc. Gene này tuân thủ theo quy luật của Mendel. Khi kiểu gene nhân là RR hoặc Rr thì kết quả là sẽ cho con lai hữu dục hoàn toàn hoặc hữu dục một phần. Nếu gen nhân là rr thì con lai sẽ bất dục hoàn toàn. Đó là do 2 cơ chế : (1) Gene trội trong nhân có khả năng điều hòa tương tác nhân và tế bào chất bình thường nên tạo cơ hội cho sự phát triển hạt phấn bình thường. (2) Các alen trội có thể kìm chế ảnh hưởng bất dục hóa do đó giao tử đực phát triển bình thường. - Giả thuyết hai gene: Sự phục hồi hữu dục hạt phấn của tế bào chất kiểu T được đảm nhận bởi nhiều gene trội và kiểu gene của dòng mẹ cũng ảnh hưởng đến sự xuất hiện bất dục đực [12]. Một số tác giả cho rằng để phục hồi hoàn toàn tính bất dục đực kiểu T cần phải có ít nhất hai gene và một gene gây ảnh hưởng chính. - Giả thuyết đa gene: Sự phục hồi hữu dục ở dạng tế bào chất bất dục là do nhiều gene trội tham gia và việc chuyển từ một trong các gene trội đó thành gene lặn là nguyên nhân gây ra bất dục đực [12]. 2.1.3.3. Giải thích cơ chế của hiện tượng phục hồi Chúng ta đã biết hoạt động của các gen nhân và ty thể có liên quan đến nhau. Nhiều loại enzyme có mặt ở ty thể nhưng lại chịu sự chi phối của cả gen trong nhân. Với bất dục đực tế bào chất có thể là đơn gen hoặc đa gen kiểm soát [12]. Do vậy, nếu là hồi phục đơn gen thì hoạt động của chúng có tác dụng chấn chỉnh hình dạng và bổ khuyết những khiếm khuyết trong chuỗi hô hấp để đưa tới sự phục hồi chức năng năng lượng của ty thể đảm bảo cho hạt phấn phát triển bình thường. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng khi cây trồng biểu hiện bất dục đực có nghĩa là ty thể không được nạp đủ các enzyme hay các cấu phần của enzyme do các gen ở nhân điều khiển mà các enzyme này tham gia vào quá trình hô hấp cung cấp năng lượng cho tế bào. Khả năng phục hồi có thể xảy ra theo các khuynh hướng sau: + Làm thay đổi cấu trúc không gian hoặc sự thiếu hụt liều lượng các enzyme. Trong trường hợp này các gen phục hồi có tác dụng chấn chỉnh lại cấu trúc và bổ khuyết những thiếu hụt của enzyme. Kết quả là ty thể được nạp đủ enzyme và hoạt động trở nên bình thường. + Các gen phục hồi khắc phục những biến cố ở màng ty thể hoặc chức năng hoạt động của vận chuyển peptit. Nếu hệ thống phục hồi do đa gen kiểm soát có khả năng sẽ liên quan tới những thay đổi số lượng và mức cung cấp năng lượng biểu hiện ở sự sai khác về độ lớn của hạt phấn, độ bắt màu, hình dạng hạt phấn và mức độ phục hồi cũng khác nhau. Jones đã đưa ra hai cơ chế giải thích tác động của các allen trội đối với quá trình hình thành tính hữu dục đực vào các năm 1950 và 1957 như sau: + Các alen trội của các gen phục hồi có khả năng điều hòa mối tương tác nhân - tế bào chất để đảm bảo cho hạt phấn hữu thụ phát triển và loại trừ sự phát triển của hạt phấn bất dục + Các alen trội có khả năng kiềm chế các tác động bất dục đực hóa do vậy hạt phấn hình thành và phát triển bình thường. 2.1.3.4. Tiêu chuẩn của một dòng phục hồi - Dòng phục hồi tốt phải có các tiêu chuẩn sau + Chiều cao cây đạt từ 95 – 110 cm, cây cứng, đẻ nhánh khỏe và kéo dài. + Thời gian sinh trưởng dài hơn dòng bất dục đực (dòng A). + Có nhiều tính trạng quý có thể di truyền cho con lai F1, đồng thời lấn át các tính trạng xấu của dòng A như: Sức sinh trưởng mạnh, chống chịu sâu bệnh tốt, chống đổ, chống úng, chịu rét thời kỳ mạ, chịu hạn, . . . + Bao phấn to mẩy, chứa nhiều hạt phấn, khi nở hoa bao phấn mở và tung phấn mạnh, tập trung, khả năng bám dính của hạt phấn tốt, nảy mầm nhanh và thụ tinh mạnh. + Có khả năng phục hồi mạnh, con lai F1 đậu hạt cao trên 80%. + Có khả năng tương hợp di truyền rộng để có thể phục hồi hữu dục cho nhiều dòng bất dục đực khác nhau tạo ra những tổ hợp lai xa địa lý sinh thái hoặc xa huyết thống nhằm khai thác tiềm năng ưu thế lai cao. - Dòng phục hồi phải có khả năng phục hồi mạnh nghĩa là độ kết hạt của con lai của nó phải tương đương với độ kết hạt của một giống bình thường. - Có các tính trạng nông học tốt hơn khả năng kết hợp tốt hơn và có ưu thế lai đáng kể ở các con lai. - Cây của dòng phục hồi phải cao hơn dòng bất dục đực, thời gian sinh trưởng phải tương đương hoặc xấp xỉ so với dòng bất dục đực - Bao phấn phải lớn với nhiều hạt phấn, ra hoa tốt và nứt bình thường. 2.1.4. Chỉ thị phân