Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen mướp (Luffa aegyptiaca Mill.) ở miền Bắc Việt Nam phục vụ công tác chọn tạo giống

Chia sẻ: Chuheodethuong 09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:225

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án nhằm đánh giá được đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn 108 mẫu giống mướp địa phương thu thập ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Tuyển chọn, giới thiệu được một số mẫu giống mướp triển vọng có năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh phấn trắng phục vụ cho phát triển sản xuất và công tác chọn tạo giống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen mướp (Luffa aegyptiaca Mill.) ở miền Bắc Việt Nam phục vụ công tác chọn tạo giống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -------------------------- LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN MƯỚP (Luffa aegyptiaca Mill.) Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội –2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -------------------------- LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN MƯỚP (Luffa aegyptiaca Mill.) Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 96.20.111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Thị Minh Hằng 2. PGS.TS. Lã Tuấn Nghĩa Hà Nội –2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là do tôi trực tiếp thực hiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trên bất kỳ một công trình nghiên cứu nào khác. Mọi sự giúp đỡ hoàn thành luận án này đã được cảm ơn và các trích dẫn sử dụng trong luận án này đã được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án Lê Thị Thu Trang
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nghiên cứu sinh đã nhận được sự quan tâm, tận tình giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Trần Thị Minh Hằng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam và PGS. TS. Lã Tuấn Nghĩa - Trung tâm Tài nguyên thực vật đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học cũng như hoàn chỉnh luận án. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Ban Thông tin và Đào tạo, Ban lãnh đạo Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam, Ban lãnh đạo Trung tâm Tài nguyên thực vật đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ, PGS. TS. Lã Tuấn Nghĩa chủ nhiệm nhiệm vụ quỹ gen cấp nhà nước: “Đánh giá tiềm năng di truyền một số nguồn gen rau địa phương họ bầu bí và hoa thập tự ở miền Bắc Việt Nam” mã số 10/2016-HĐ-NVQG đã hỗ trợ kinh phí để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các cán bộ, bạn bè đồng nghiệp tại bộ môn Đa dạng sinh học nông nghiệp - Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm, Viện nghiên cứu rau quả, đã hợp tác, giúp đỡ động viên và phối hợp trong quá trình thực hiện luận án. Sau cùng là gia đình đã luôn động viên, khích lệ, tạo điều kiện về thời gian, công sức và kinh phí để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Lê Thị Thu Trang
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii MỤC LỤC .................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG .................................................................................... vii DANH MỤC HÌNH ....................................................................................... x MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................... 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................... 3 5. Những đóng góp mới của luận án ............................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................................................ 5 1.1. Giới thiệu chung về cây mướp .............................................................. 5 1.1.1. Nguồn gốc, phân loại và phân bố cây mướp ......................................... 5 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và sử dụng của cây mướp ................................... 6 1.1.3. Đặc điểm thực vật học .................................................................... 8 1.1.4. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh.......................................................... 9 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mướp trên thế giới và ở Việt Nam .......... 11 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cây rau họ bầu bí ............................ 11 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cây mướp trên thế giới .................... 13 1.2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mướp ở Việt Nam ........................... 14 1.3. Tình hình nghiên cứu về cây mướp .................................................... 17 1.3.1. Tình hình thu thập, bảo tồn nguồn gen mướp ..................................... 17 1.3.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống mướp ................................... 23 1.3.3. Nghiên cứu đa dạng di truyền cây mướp ....................................... 25
iv 1.4. Những nhận định về tổng quan tài liệu .................................................. 34 CHƯƠNG 2 ................................................................................................. 35 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 35 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 35 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 37 2.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học chính của các mẫu giống mướp ở miền Bắc Việt Nam ................................................................................ 37 2.2.2. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống mướp ở miền Bắc Việt Nam .................................................................................................... 38 2.2.3. Đánh giá, xác định một số mẫu giống mướp triển vọng .................. 38 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 38 2.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 38 2.4.1. Phương pháp mô tả, đánh giá đặc điểm nông sinh học chính của các mẫu giống mướp .................................................................................... 39 2.4.2. Các phương pháp sử dụng trong đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống mướp ........................................................................................... 46 2.4.3. Phương pháp đánh giá, xác định một số giống mướp triển vọng ..... 50 2.4.4. Phương pháp phân tích xử lý số liệu .............................................. 53 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 54 3.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống mướp ở miền Bắc Việt Nam ...................................................................................................... 54 3.1.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống mướp nghiên cứu ................................................................................... 54 3.1.2. Đặc điểm hình thái của các mẫu giống mướp nghiên cứu ............... 58 3.1.4. Đánh giá khả năng kháng, nhiễm bệnh trên đồng ruộng của các mẫu giống mướp nghiên cứu .......................................................................... 78 3.2. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống mướp ở miền Bắc Việt Nam 84
v 3.2.1. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống mướp dựa vào kiểu hình ... .................................................................................................... 84 3.2.2. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống mướp bằng chỉ thị SSR 88 3.3. Đánh giá, xác định một số mẫu giống mướp triển vọng ......................... 98 3.3.1. Đánh giá một số đặc điểm chính của các mẫu giống mướp triển vọng .................................................................................................. 102 3.3.2. Giới thiệu một số mẫu giống mướp triển vọng cho sản xuất ......... 113 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 115 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN . ............................................................................................................... 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 118 PHỤ LỤC .................................................................................................. 135
vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải ADN : Axit deoxyribonucleic bp : Base pair (Cặp bazơ) cs : Cộng sự CSB : Chỉ số bệnh CTAB : Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide et al. : Và những người khác FAO : Tổ chức Nông Lương thế giới (The Food and Agriculture Organization of the United Nations) GCV : Hệ số phương sai kiểu gen (Genotypic coefficient of variation) IPGRI : Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế (International Plant Genetic Resources Institute) ISSR : Chuỗi lặp lại đơn giản giữa (Inter- Simple Sequence Repeat) NCBI : Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia (National Center for Biotechnology Information) NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu PCR : Phản ứng khuếch đại chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction) PCV : Hệ số phương sai kiểu hình (Phenotypic coefficient of variation) PIC : Hệ số thông tin đa hình (Polymorphic Information Content) QCVN : Qui chuẩn Việt Nam SSR : Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeat) TCN : Tiêu chuẩn ngành TB : Trung bình TGST : Thời gian sinh trưởng
vii DANH MỤC BẢNG TT bảng Tên bảng Trang 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng một số cây rau họ bầu bí (bí đỏ, 12 bí xanh và bầu) trên thế giới năm 2012 và 2017 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng mướp ở Việt Nam, năm 2018 15 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng mướp ở một số tỉnh miền Bắc 16 Việt Nam, năm 2018 1.4 Nguồn gen mướp thu thập được phân theo vùng sinh thái 20 1.5 Nguồn gen mướp thu thập được phân theo vùng sinh thái và dân 21 tộc sở hữu 2.1 Danh sách các chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu 36 2.2 Mức độ kháng, nhiễm bệnh phấn trắng của các mẫu giống mướp 45 dựa vào chỉ số bệnh (Wang et al., 1995) 2.3 Mức độ kháng, nhiễm bệnh sương mai của các mẫu giống mướp 46 dựa vào chỉ số bệnh (Boso et al., 2006) 2.4 Các tính trạng đặc trưng của mướp 46 2.5 Thang cấp bệnh đánh giá bệnh phấn trắng trên cây con dựa vào 52 phần trăm diện tích lá bị bệnh 2.6 Mức độ kháng, nhiễm của giống dựa vào chỉ số bệnh (%) 53 3.1 Phân nhóm các mẫu giống mướp theo thời gian mọc, ra lá thật, 544 phân nhánh và tham số thống kê (Vụ xuân hè – năm 2017 3.2 Phân nhóm các mẫu giống mướp theo thời gian ra hoa đực, ra 56 hoa cái, thu hoạch quả và tham số thống kê (Vụ xuân hè, năm 2017) 3.3 Phân nhóm các mẫu giống mướp nghiên cứu theo đặc điểm hình 59 thái lá (Vụ xuân hè- năm 2017, Hải Dương)
viii TT bảng Tên bảng Trang 3.4 Tham số thống kê tính trạng số lượng về thân, lá của các mẫu 61 giống mướp phân theo nhóm 3.5 Phân nhóm các mẫu giống mướp nghiên cứu theo đặc điểm hình 65 thái hoa (Vụ xuân hè - năm 2017, Hải Dương) 3.6 Phân nhóm các mẫu giống mướp nghiên cứu theo đặc điểm hình 67 thái quả (Vụ xuân hè - năm 2017, Hải Dương) 3.7 Tham số thống kê về đặc điểm quả của các mẫu giống mướp 69 phân theo nhóm (Vụ xuân hè 2017- Hải Dương) 3.8 Phân nhóm độ đặc, độ thơm (trước và sau khi nấu), độ dẻo của 71 các mẫu mướp nghiên cứu 3.9 Tham số thống kê một số tính trạng hạt của các mẫu giống mướp 75 (Vụ xuân hè, 2017 - Hải Dương) 3.10 Phân nhóm các mẫu giống mướp theo các yếu tố cấu thành năng 77 suất (Vụ xuân hè- Hải Dương, 2017) 3.11 Diễn biến gây hại của ruồi đục quả trên tập đoàn mướp nghiên 79 cứu (Vụ xuân hè 2017- Hải Dương) 3.12 Diễn biến gây hại của bệnh phấn trắng trên tập đoàn mướp 80 nghiên cứu (Vụ xuân hè, năm 2017- Hải Dương) 3.13 Diễn biến gây hại của bệnh sương mai trên tập đoàn mướp 82 nghiên cứu (Vụ xuân hè, năm 2017- Hải Dương) 3.14 Thông tin các mẫu giống mướp kháng sâu bệnh chọn lọc 83 3.15 Đa hình các locut SSR ở các mẫu giống mướp 93 3.16 Danh sách các mẫu giống mướp được chọn sử dụng phần mềm 100 hệ số chọn lọc
ix TT bảng Tên bảng Trang 3.17 Thông tin về 14 mẫu giống mướp được chọn lọc bằng phần mềm 101 chỉ số di truyền 3.18 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống 103 triển vọng 3.19 Các chỉ tiêu hóa sinh liên quan đến chất lượng quả (trong 100g 105 quả tươi) 3.20 Điểm đánh giá và xếp hạng chất lượng cảm quan của các mẫu 108 giống mướp (vụ xuân hè, 2018- Hải Dương) 3.21 Kết quả lây nhiễm nhân tạo bệnh phấn trắng trên các mẫu giống 111 mướp triển vọng 3.22 Đặc điểm của 03 mẫu giống mướp triển vọng (Vụ xuân hè, năm 114 2018 – Hải Dương)
x DANH MỤC HÌNH TT hình Tên hình Trang 1.1 Phân bố nguồn gen thu thập tại các vùng sinh thái của Việt Nam 19 2.1 Sơ đồ cách tiếp cận nghiên cứu của luận án 39 2.2 Hình dạng lá 41 2.3 Hình dạng quả 42 2.4 Hình dạng núm quả 42 2.5 Hình dạng rốn quả 42 3.1 Màu sắc lá của các mẫu giống mướp nghiên cứu 58 3.2 Hình dạng các mẫu giống lá nghiên cứu 60 3.3 Hình ảnh hoa của mẫu giống mướp nghiên cứu 64 3.4 Kết quả đánh giá về độ đặc, độ dẻo và vị ngọt của các mẫu giống nghiên cứu 70 3.5 Kết quả đánh giá về độ thơm khi trước nấu và sau nấu, độ brix của các mẫu giống nghiên cứu 72 3.6 Hình thái hạt mướp 73 3.7 Kết quả đánh giá chiều rộng hạt, độ dày hạt, số hạt trên quả, khối lượng 100 hạt (g) của tập đoàn mướp nghiên cứu 74 3.8 Đặc điểm hình thái một số mẫu giống mướp nghiên cứu 76 3.9 Hình ảnh triệu chứng ruồi đục quả, bệnh phấn trắng, sương mai gây hại trên mướp 78 3.10 Đồ thị biểu diễn mức độ kháng bệnh phấn trắng ngoài đồng ruộng của tập đoàn mướp nghiên cứu 81 3.11 Đồ thị biểu diễn mức độ kháng bệnh sương mai ngoài đồng ruộng của tập đoàn mướp nghiên cứu 82
xi TT hình Tên hình Trang 3.12 Phân nhóm di truyền của 108 mẫu giống mướp dựa vào 26 tính trạng hình thái 86 3.13 Hình ảnh điện di ADN tổng số của các mẫu giống mướp nghiên cứu 88 3.14 Ảnh điện di sản phẩm PCR của một số mẫu giống mướp bằng chỉ thị ZJULM69 89 3.15 Ảnh điện di sản phẩm PCR của một số mẫu giống mướp bằng chỉ thị ZJULM56 89 3.16 Biến động kích thước alen tại các locut khảo sát nghiên cứu 90 3.17 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK15399 và SĐK16629 tại locut ZJULM51 91 3.18 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK21900 tại locut ZJULM28 91 3.19 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK21916 tại locut ZJULM69 91 3.20 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK9766 tại locut ZJULM64 92 3.21 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK13615 tại locut ZJULM56 92 3.22 Ảnh alen đặc trưng của mẫu giống SĐK21900 tại locut ZJULM56 92 3.23 Cây phả hệ biểu diễn mối quan hệ di truyền của 108 mẫu giống mướp sử dụng 50 chỉ thị SSR 96 3.24 Kết quả phân tích chất lượng hóa sinh của các mẫu giống mướp triển vọng 106 3.25 Ảnh lây nhiễm nhân tạo bệnh phấn trắng ở một số mẫu giống mướp sau 15 ngày lây nhiễm 110 3.26 Đồ thị biểu diễn mức độ kháng bệnh của các mẫu giống mướp sau 7 ngày, 15 ngày, 21 ngày lây nhiễm nhân tạo nấm phấn trắng 112
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây mướp (Luffa aegyptiaca Mill.) là một trong 26 loại rau ăn quả quan trọng được trồng và sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới do mướp có giá trị dinh dưỡng cao, chứa các chất khoáng, vitamin, chất chống oxy hóa (phenolic, flavonid, saponin, luffein), vi lượng, .v.v. có lợi cho sức khỏe con người [40, 43, 89, 90, 129, 133]. Ngoài việc làm thực phẩm thông dụng, cây mướp còn được sử dụng trong y học, dược liệu và ngành công nghiệp chế biến. Mướp được trồng lấy hạt để sản xuất rau mầm, ép dầu và lấy xơ để sản xuất nội thất [40], vật dụng cách nhiệt [62, 101], chế tạo màng lọc kim loại nặng [82, 112], xử lý nước thải phenolic [110], hỗ trợ sản xuất ethanol [36, 84]. Mướp có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới, có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, ra hoa đậu quả tốt trong mùa nóng nên thích hợp trồng trái vụ. Vì thế, mướp ngày càng được chú trọng phát triển. Tuy cây mướp không được xếp vào nhóm cây rau chủ lực ở nước ta là cà chua, dưa chuột, ớt cay, nhưng mướp có diện tích trồng tương đương với cây cà chua. Năm 2018, tổng diện tích mướp trên cả nước đạt 24.105,4 ha, tổng sản lượng đạt 368.051,2 tấn, nhiều hơn gần 5.000 ha so với diện tích trồng cây bầu [20]. Do vậy, cây mướp đã đóng góp quan trọng vào tổng sản lượng rau của Việt Nam, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Cây mướp trở thành cây rau hàng hóa được trồng từ Bắc vào Nam. Ở miền Bắc, mướp được trồng tập trung với diện tích lớn ở các tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Vĩnh Phúc và Thái Bình đạt năng suất trên 20 tấn/ha, lớn hơn nhiều so với năng suất bình quân của cả nước [19]. Tuy nhiên, sản xuất mướp vẫn gặp nhiều khó khăn do hạn chế về yếu tố giống và kỹ thuật canh tác. Các giống áp dụng trong sản xuất hiện nay là các giống thụ phấn tự do, được người dân thu hái, cất giữ theo kinh nghiệm dẫn đến năng suất và chất lượng thấp. Với phương thức
2 canh tác và tự để giống như hiện nay, các giống mướp địa phương có đặc tính quí bị thoái hóa, lẫn tạp và đồng thời xói mòn quỹ gen do thay thế dần các giống mướp lai có năng suất cao. Người sản xuất phụ thuộc vào nguồn hạt giống nhập nội. Do vậy, việc tuyển chọn bộ giống mướp địa phương có năng suất và chất lượng cao sẽ góp phần giảm chi phí hạt giống, chi phí sản xuất mướp đang được các nhà chọn tạo giống quan tâm. Cho đến nay, trong số các nghiên cứu về mướp hầu hết chỉ tập trung vào việc đánh giá, tuyển chọn vật liệu lai tạo giống theo phương pháp truyền thống [12, 13, 116, 118]. Riêng nghiên cứu một cách có hệ thống về đặc điểm nông sinh học và mức độ đa dạng di truyền của quần thể mướp ở Việt Nam chưa nhiều, đặc biệt là ở miền Bắc chưa được quan tâm đúng mức, chưa có nhiều công trình nghiên cứu liên quan được công bố, có ít giống mướp triển vọng được giới thiệu ra sản xuất. Vì vậy, việc đánh giá chi tiết các nguồn gen mướp phục vụ công tác chọn tạo giống là hết sức cần thiết, là cơ sở để phát triển nhanh loại cây trồng này có hiệu quả. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện luận án: “Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen mướp (Luffa aegyptiaca Mill.) ở miền Bắc Việt Nam phục vụ công tác chọn tạo giống”. Kết quả của đề tài sẽ cung cấp thông tin khoa học cho công tác chọn tạo giống, bảo tồn và phát triển nguồn gen mướp ở miền Bắc Việt Nam. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Mục tiêu của luận án nhằm đánh giá được đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn 108 mẫu giống mướp địa phương thu thập ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Tuyển chọn, giới thiệu được một số mẫu giống mướp triển vọng có năng suất, chất lượng và khả năng kháng bệnh phấn trắng phục vụ cho phát triển sản xuất và công tác chọn tạo giống.
3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả của luận án đã cung cấp các dẫn liệu khoa học một cách hệ thống cho việc đánh giá đặc điểm nông sinh học, phân nhóm theo các tính trạng đặc trưng và mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn 108 mẫu giống mướp địa phương phục vụ cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống mướp. Đồng thời xác định được các locut nhận dạng alen đặc trưng phục vụ cho việc nhận dạng chính xác nguồn gen phục vụ cho công tác nghiên cứu, bảo tồn và chọn tạo giống mướp sau này. Luận án sẽ là nguồn dẫn liệu tham khảo tốt cho công tác nghiên cứu và đào tạo liên quan đến cây mướp 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Việc đánh giá và xác định được một số mẫu giống mướp triển vọng có năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu sâu bệnh sẽ cung cấp vật liệu có giá trị cho công tác chọn tạo giống mướp. Các giống mướp được đánh giá về đặc tính nông sinh học sẽ là nguồn vật liệu quý cho phục vụ nghiên cứu và sản xuất. Luận án đã tuyển chọn và giới thiệu 03 mẫu giống mướp triển vọng có chất lượng tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh nhằm giúp người dân lựa chọn giống phù hợp cho sản xuất, nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4.1. Đối tượng nghiên cứu Tập đoàn gồm 108 mẫu giống mướp địa phương thu thập ở miền Bắc Việt Nam đang lưu giữ tại Trung tâm Tài nguyên thực vật. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và tính đa dạng di truyền của tập đoàn 108 mẫu giống mướp địa phương thu thập ở miền Bắc Việt Nam. Tuyển chọn xác định mẫu giống mướp triển vọng giới thiệu cho sản xuất.
4 Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm, nhà lưới, ruộng thí nghiệm tại Trung tâm Tài nguyên Thực vật; Viện Cây lương thực và cây thực phẩm, Viện Nghiên cứu Rau Quả và vùng trồng rau ở Thanh Miện, Hải Dương trong thời gian từ năm 2016 - 2019. 5. Những đóng góp mới của luận án Tạo lập được bộ dữ liệu về đặc điểm nông sinh học, đa dạng di truyền của tập đoàn 108 mẫu giống mướp thu thập từ miền Bắc Việt Nam, phục vụ cho công tác bảo tồn và khai thác sử dụng nguồn gen mướp ở Việt Nam. Phát hiện 5 locut cho nhận dạng alen đặc trưng của 7 mẫu giống (các mẫu giống ký hiệu M30 (Quả đây - SĐK9766), M101 (Xúi qua - SĐK21900), M74 (Pìu tản - SĐK20373), M59 (Má puốp - SĐK15399), M65 (Sơ cua - SĐK16629), M45 (Plái buộp -SĐK13615) và M108 (Quê khêu - SĐK21916)). Các locut này là những chỉ thị phân tử có thể sử dụng cho việc xác định chính xác nguồn gen phục vụ cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống mướp trong thời gian tới. Đã xác định và giới thiệu 03 mẫu giống mướp (M41, M47, M95 ) kháng cao đồng thời bệnh phấn trắng và bệnh sương mai làm vật liệu khởi đầu cho chọn tạo giống kháng bệnh; 03 mẫu giống mướp triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt và kháng bệnh phấn trắng là (i) M41 - Mướp hương (SĐK12246), năng suất 22,07 tấn/ha, độ brix 4,9, vitamin C 7,3 mg/100g, chất xơ 0,42 g, đường tổng số 1,89 mg và protein tổng số 0,92 g; (ii) M47 - Má noi (SĐK15380), có năng suất 21,5 tấn/ha, độ brix 4,6, vitamin C 7,7 mg/100g, chất xơ 0,44 g, đường tổng số 1,87 mg và protein tổng số 0,95 g; (iii) M70 - Cà lây (SĐK19987), năng suất 20,87 tấn/ha, độ brix 4,4, vitamin C 7,5 mg/100g, chất xơ 0,45 g, đường tổng số 1,92 mg và protein tổng số 0,95 g. Ba giống này đều là nguồn gen có tiềm năng phát triển tại các địa phương ở miền Bắc Việt Nam, đem lại lợi ích cho người sản xuất.
5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Giới thiệu chung về cây mướp 1.1.1. Nguồn gốc, phân loại và phân bố cây mướp Mướp ngọt (Luffa aegyptiaca Mill. hoặc Luffa cylindrica (L.) M. Roem) hay còn gọi là mướp hương, mướp gối, mướp ta được trồng hay còn gọi là mướp hương, mướp gối, mướp ta [8]. Mướp là loài thực vật có hoa thuộc họ bầu bí Cucurbitaceae, chi Luffa, được (L.) M. Roem mô tả khoa học lần đầu năm 1846, có tên khoa học là Luffa cylindrica (L.) M. Roem và tên đồng nghĩa là Luffa aegyptiaca Mill. [16]. Các chi cổ nhất tập trung ở Đông Hymalaya, Đông và Đông Nam Á và du nhập đến Địa Trung Hải vào thế kỷ thứ ba. Đến nay vẫn có nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc xuất xứ của loại cây này. Phần lớn các nhà nghiên cứu đều thống nhất với quan điểm là mướp (L. aegyptiaca Mill.) có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới, xuất phát từ Ấn Độ sau đó được đưa đến Trung Quốc, Nhật Bản, Indonexia và nhiều nước khác [34, 113, 114]. Một số tài liệu cho rằng cây mướp có nguồn gốc từ các vùng sa mạc Ả rập, là loài cây bản địa của Bắc Phi. Indo-burma và Ấn Độ (bao gồm cả Bangladesh) là các trung tâm đa dạng mướp chính [126]. Hiện mướp được trồng phổ biến tại khu vực Châu Phi, Ấn Độ, Bangladesh, Việt Nam, Hàn Quốc, Thái Lan, Nhật Bản và.v.v. đồng thời các sản phẩm từ xơ cây mướp cũng được tiêu thụ mạnh ở Mỹ [83]. Theo Kirtikar & Basu (1973), mướp (L. eagyptiaca Mill.) thuộc chi Luffa, họ bầu bí - Cucurbitaceae, bộ bầu bí - Cucurbitales, lớp thực vật hai lá mầm - Mangoliosida, ngành thực vật có hoa - Mangoliophyta [62]. Trong họ bầu bí (Cucurbitaceae) gồm khoảng 130 chi và hơn 900 loài trong đó chỉ có một số ít được trồng. Họ bầu bí có sự đa dạng di truyền lớn và mức độ thích nghi của loài cao ở khắp các sa mạc khô cằn đến các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và vùng ôn đới [126].
6 Heiser & Schiling (1990) đã mô tả 7 loài L. acutangula (L.) Roxb., L. eagyptiaca Mill., L. echinata Roxb., L. graveolens Roxb., L. quinquefda (Hook. & Arn.) Seem., L. operculata (L.) Cogn., L. astorii Svans. [53]. Trong đó, loài hoang dại L. echinata Roxb. được tìm thấy ở phía tây dãy Himalaya, Trung Ấn và vùng đồng bằng Gangetic. Còn loài hoang dại L. graveolens phân bố ở một số vùng Bắc Trung Ấn Độ. Loài hoang dại L. saccata được phát hiện ở lãnh thổ phía Bắc nước Úc. Hai loài rất gần nhau là L. acutangula (L.) Roxb. (mướp khía), L. eagyptiaca Mill. (mướp thường). Nhiều nghiên cứu về tế bào học và lai tạo giống đã chỉ ra mối quan hệ chặt chẽ giữa hai loài trồng trọt quan trọng L. acutangula (L.) Roxb., L. eagyptiaca Mill. và cho rằng chúng đều có nguồn gốc từ loài hoang dại L. graveolens. Loài mướp khía (Luffa acutangula (L.) Roxb) có đặc điểm hình thái gần giống với mướp thường (Luffa eagyptiaca Mill.) và được phân biệt bởi lá màu xanh nhạt, hoa màu vàng nhạt, có khía. Cả hai loài L. eagyptiaca Mill. và L. acutangula (L.) Roxb được trồng chủ yếu Ấn Độ, Indonesia, Philippine và quần đảo Caribbean [53]. Loài L. eagyptiaca Mill. là loài thực vật lưỡng bội có bộ nhiễm sắc thể 26 (n=13), được trồng để lấy quả xanh và được dùng như một loại rau, hoặc được trồng làm cảnh [49, 53]. Ở nước ta, mướp được trồng từ bao giờ cho đến nay vẫn chưa được rõ, nhưng đến nay mướp được phân bố rộng rãi khắp mọi nơi, trồng nhiều ở các tỉnh, thành như Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Thanh Hóa, Nghệ An, Huế và khu vực miền Nam. Trước đây, cây mướp được trồng ở bờ ao, hàng rào nhưng hiện nay ở một số nơi mướp là cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao với quy mô lên đến hàng trăm hecta mướp. 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và sử dụng của cây mướp Cây mướp được sử dụng phổ biến ở các nước Châu Á và Việt Nam, có giá trị dinh dưỡng và y học cao. Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng cây mướp là loại rau có chứa nhiều các chất dinh dưỡng trong quả, hoa, ngọn, được
7 coi là nguồn cung cấp vitamin, protein và khoáng chất tự nhiên (canxi, sắt, photpho, natri, kali, tro), chất xơ và nhiều axit amin không thay thế rất cần thiết cho con người. 0Theo bảng thành phần thực phẩm Việt Nam (2007), thành phần dinh dưỡng tính bằng gam trong 100g quả mướp có chứa 95 g nước; 0,9 g protit; 0,1 g lipit; 3 g carbohydrate; 0,5 g xeluloza; 0,5 g chất tro; 28 mg canxi; 45 mg photpho, 0,8 mg sắt; 160 mg betacaroten; 0,04 mg vitamin B1; 0,06 mg vitamin B2; 8 mg vitamin C và một số chất như luffein, citruline, cucurbitacin. Trong quả mướp ngọt (L. eagyptiaca Mill.) có nhiều protein và caroten hơn mướp khía (L. acutangula (L.) Roxb) [77]. Mướp được trồng làm cảnh và làm dược liệu chữa bệnh trong y học ở Ấn Độ, Malaysia, Hàn Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Philippin, Indonesia, Việt Nam và Trung Quốc. Tất cả các bộ phận của cây mướp từ quả, lá, dây, hạt đều có tác dụng hỗ trợ chữa bệnh. Quả mướp non có thể ăn sống như dưa chuột hoặc nấu chín như bí đỏ, là nguồn thực phẩm hỗ trợ bệnh nhân tiểu đường và điều trị huyết áp [123]. Hoạt chất saponin, chất nhớt và chất xơ trong quả giúp tăng cường hệ miễn dịch, an thần, giải độc, kháng khuẩn, kéo dài tuổi thọ và hỗ trợ hệ tiêu hóa [88, 128]. Lá và ngọn mướp có tác dụng trong việc hỗ trợ điều trị bệnh viêm xoang, hen xuyễn, làm trắng da, giảm nếp nhăn trên da [46]. Quả mướp non là mặt hàng xuất khẩu chủ yếu từ Thái Lan sang Trung Quốc. Nước ép quả mướp non có tác dụng thanh nhiệt giải độc có tác dụng chữa bệnh vàng da [35], chứng mất ngủ, động kinh, viêm loét dạ dầy và các bệnh về thần kinh [23]. Hạt mướp là nguồn nguyên liệu để sản xuất rau mầm rất được thị trường ưa chộng, bên cạnh đó hạt rang lên làm món ăn nhẹ hoặc ép dầu. Dầu hạt mướp có khoảng 25,5% các axit chủ yếu là palmitic, stearic, oleic, linoleic, trong đó