Tại sao tia bức xạ có thể gây giống?

Lâu nay, người ta thường chọn các biện pháp như lai tạo, chọn giống một cách hệ thống để chọn tạo giống cây trồng nông nghiệp. Mấy chục năm trở lại đây, cùng với sự phát triển việc sử dụng năng lượng của nguyên tử vào mục đích hoà bình, người ta mới bắt đầu dùng phương pháp chọn tạo giống mới bằng tia bức xạ.

Gây giống bằng tia bức xạ là sử dụng các tia phóng xạ (như tia X, tia γ hoặc neutron) để chiếu vào hạt giống của cây trồng, hoặc gốc cây cũng có thể chiếu vào các tổ chức phân ly và tế bào, khiến cho bên trong chúng thay đổi, sự thay đổi này có khi sẽ di truyền lại cho đời kế tiếp, vì thế nảy sinh sự biến dị trong di truyền, rồi qua sự chọn lọc nhân tạo có thể chọn tạo giống.

Các tia phóng xạ đều có tác hại đối với thực vật, động vật, nhưng nếu chúng ta sử dụng hợp lý thì ngược lại không chỉ không gây hại cho thực vật mà còn có thể sử dụng chúng để chọn tạo giống.

Chúng ta biết rằng, cơ thể hữu cơ của sinh vật là do tế bào hình thành. Dưới kính hiển vi, bạn có thể thấy trong mỗi tế bào đều có một nhân tế bào, khi nhân này phân chia, thì trong nhân có thể thấy rõ có một số thể nhỏ dạng gậy, đó là nhiễm sắc thể; nhiễm sắc thể là do protein và axit nucleic tạo thành, mỗi một sinh vật đều có số lượng nhiễm sắc thể nhất định. Khi sinh vật hấp thụ lượng cao tia phóng xạ x, tia γ hoặc tia neutron sẽ gây ra những biến đổi về nhiễm sắc thể trong tế bào, nhưng nếu biến đổi quá lớn sẽ gây chết, biến đổi không lớn lắm có thể thay đổi tính trạng di truyền của thực vật sẽ sản sinh ra sự biến dị, điều này tạo điều kiện cho sự chọn tạo giống.

Trong giới tự nhiên có tồn tại chất phóng xạ thiên nhiên, ngoài ra còn có sự bức xạ của tia vũ trụ, vì vậy mà con người và tất cả động, thực vật đều bị các tia phóng xạ chiếu vào, nhưng với lượng rất nhỏ. Người ta thường dùng đơn vị Röntgen làm liều lượng phóng xạ. Ví dụ hằng ngày, con người chịu các tia phóng xạ chỉ có 0, 004 - 0, 0016 Röntgen, tia phóng xạ này vô hại với con người. Nếu cao hơn là không thể được. Còn đối với thực vật, dùng tia phóng xạ X cường độ 100 Röntgen chiếu vào hạt giống tiểu mạch khô có thể thúc đẩy sự sinh trưởng của tiểu mạch; dùng 600 Röntgen thì sự sinh trưởng sẽ bị ức chế, dùng 20. 000 - 30. 000 Röntgen thì sẽ làm mầm cây chết, một phần cây còn sống sẽ xảy ra biến dị, khi dùng 50. 000 - 60. 000 Röntgen thì toàn bộ đều chết, đó là nói chung thực vật có trạng thái sinh lý khác nhau, phản ứng với tia phóng xạ cũng khác nhau, ví dụ với hạt giống, loại có hàm lượng nước càng cao, phản ứng với tia phóng xạ càng mạnh, thông thường tốc độ sinh trưởng nhanh nhưng sức chịu đựng kém.

Căn cứ vào nhu cầu chọn tạo giống, sự biến hóa trong cây trồng càng nhiều thì hi vọng tạo ra giống cây mới càng lớn. Ở đây nảy sinh một mâu thuẫn: liều lượng thấp biến dị ít, liều lượng cao lại chết nhiều, cho nên nhiều người cho rằng dùng liều lượng bán gây chết sẽ xử lý cây tương đối thích hợp. Hay nói cách khác, dùng liều lượng sao cho đủ để khiến cho thực vật tồn tại được một nửa số lượng và chết một nửa số lượng. Nói chung, có thể dùng 20. 000 - 30. 000 Röntgen cho các hạt giống nhỏ như tiểu mạch và lúa, dùng 15. 000 Röntgen cho bông thì đạt được hiệu quả chiếu xạ tốt hơn.