Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Chuheodethuong 09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:211

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu xác định được nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác định được di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương và chọn tạo được giống đậu tương triển vọng, kháng bệnh phấn trắng phù hợp với điều kiện sản xuất ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN ĐẠT THUẦN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH PHẤN TRẮNG CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ NGUYỄN ĐẠT THUẦN NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH PHẤN TRẮNG CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học 1: TS. Trần Thị Trường 2: PGS.TS. Nguyễn Xuân Hồng HÀ NỘI - 2017
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi trong suốt thời gian từ năm 2011 - 2016. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn đều có nguồn gốc rõ ràng. Tác giả của luận án Nguyễn Đạt Thuần
ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Xuân Hồng và TS. Trần Thị Trường, những người tâm huyết đã luôn tận tình chỉ dạy, động viên và đã dành rất nhiều thời gian công sức để hướng dẫn, định hướng cho tôi trong quá trình thực hiện luận án Tôi chân thành cảm ơn Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Ban Đào tạo Sau đại học, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Viện và đơn vị chuyên môn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp và bạn bè đã hỗ trợ tôi thực hiện một số nội dung nghiên cứu, thu thập số liệu và đã có những ý kiến góp ý quý giá giúp tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới vợ, các con và những người thân trong gia đình đã động viên và là điểm tựa tinh thần, vật chất cho tôi trong những năm tháng tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả của luận án Nguyễn Đạt Thuần
iii MỤC LỤC STT Nội dung Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng biểu vii Danh mục các hình ảnh xi Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt xii 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 2 3.1. Ý nghĩa khoa học 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 4. Đối tượng, phạm vi và địa điểm nghiên cứu 3 4.1. Đối tượng nghiên cứu 3 4.2. Phạm vi nghiên cứu 3 4.3. Phạm vi về không gian 3 4.4. Phạm vi về thời gian 4 5. Những đóng góp mới của luận án 4 Chương 1. Cơ sở khoa học và tổng quan tài liệu của đề tài 5 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 5 1.2. Nguồn gốc xuất xứ và vai trò của cây đậu tương 6 1.2.1. Nguồn gốc xuất xứ 6 1.2.2. Vai trò của cây đậu tương 7 1.3. Những nghiên cứu nước ngoài liên quan đến đề tài 9 1.3.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới 9
iv 1.3.2. Một số yếu tố hạn chế sản xuất đậu tương 11 1.3.3. Nghiên cứu về chọn tạo giống đậu tương trên thế giới 13 1.3.4. Nghiên cứu bệnh phấn trắng đậu tương và biện pháp phòng trừ 16 1.3.5. Di truyền mức độ kháng và tương quan giữa bệnh hại với các tính trạng khác ở đậu tương 19 1.3.6. Nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh 25 1.4. Những nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tài 27 1.4.1. Tình hình sản xuất đậu tương ở trong nước 27 1.4.2. Một số yếu tố hạn chế sản xuất đậu tương 28 1.4.3. Một số kết quả nghiên cứu về giống đậu tương tại Việt Nam 29 1.5. Những kết luận chính rút ra từ tài liệu 34 Chương 2. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 36 2.1. Vật liệu nghiên cứu 36 2.2. Nội dung nghiên cứu 37 2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu đánh giá và tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống đậu tương có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng 37 2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng và chọn lọc dòng đậu tương có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng 37 2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu đánh giá các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có triển vọng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam 37 2.3. Phương pháp nghiên cứu 37 2.3.1. Phương pháp sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng 37 2.3.2. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học và năng suất của vật liệu khởi đầu 42 2.3.3. Phương pháp lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 42 2.3.4. Phương pháp nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng đậu tương 44
v 2.3.5. Phương pháp nghiên cứu chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 46 2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh phấn trắng của các dòng đậu tương ưu tú chọn lọc 48 2.3.7. Phương pháp khảo sát năng suất các dòng ưu tú kháng bệnh phấn trắng chọn lọc 48 2.3.8. Phương pháp so sánh chính quy và thử nghiệm tính thích ứng của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng 49 2.4. Quy trình kỹ thuật và chăm sóc 50 2.5. Các chỉ tiêu theo dõi về đặc điểm nông học của giống 50 2.6. Phân tích và xử lý số liệu 52 Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 56 3.1. Kết quả nghiên cứu đánh giá và tạo vật liệu khởi đầu cho chọn giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 56 3.1.1. Kết quả sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng 56 3.1.2. Kết quả đánh giá đặc điểm nông sinh học và năng suất của vật liệu khởi đầu 66 3.1.3. Kết quả lai hữu tính tạo vật liệu khởi đầu 75 3.2. Kết quả nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng và chọn lọc dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 78 3.2.1. Kết quả nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng đậu tương 78 3.2.2. Kết quả nghiên tương quan của bệnh phấn trắng đối với năng suất và một số đặc điểm nông học khác ở đậu tương 86 3.2.3. Kết quả chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao 88
vi 3.3. Nghiên cứu đánh giá các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và triển vọng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam 94 3.3.1. Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh phấn trắng của 18 dòng đậu tương ưu tú chọn lọc 94 3.3.2. Kết quả khảo sát năng suất của các dòng đậu tương ưu tú kháng bệnh phấn trắng chọn lọc 96 3.3.3. Kết quả so sánh chính quy và thử nghiệm khả năng thích ứng của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam 103 Kết luận và đề nghị 116 1. Kết luận 116 2. Đề nghị 116 Một số hình ảnh minh hoạ 118 Các công trình đã công bố liên quan đến luận án 129 Tài liệu tham khảo 130 Phụ lục 145
vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang 1.1: Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới qua một số năm 10 1.2: Một số giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng trên thế giới 26 1.3: Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam qua một số năm 27 2.1: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng theo thang phân cấp bệnh 39 2.2: Số lượng cá thể trong từng quần thể tối thiểu và thực tế tham gia thí nghiệm 45 2.3: Địa điểm, thời vụ và mật độ gieo trồng các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng triển vọng 49 2.4: Các tỷ lệ phân ly kiểu hình ở F2 cho các tính trạng do một hay hai gen kiểm soát 53 3.1: Mức độ kháng hoặc nhiễm bệnh phấn trắng của 250 mẫu giống đậu tương qua các giai đoạn sinh trưởng ở điều kiện tự nhiên trên đồng ruộng trong vụ xuân 2011 59 3.2: Một số đặc điểm nông học chính và các yếu tố cấu thành năng suất của 8 mẫu giống đậu tương điển hình chọn lọc trong vụ xuân 2011 60 3.3: Mức độ kháng hoặc nhiễm bệnh phấn trắng của 50 mẫu giống đậu tương bằng lây nhiễm nhân tạo ở vụ xuân 2012 và xuân 2013 61 3.4: Kết quả sàng lọc mức độ kháng bệnh phấn trắng của 50 mẫu giống đậu tương bằng lây nhiễm nhân tạo trong vụ xuân 2012 và vụ xuân 2013 65 3.5: Thời gian sinh trưởng của các giống đậu tương thí nghiệm vụ xuân 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 67 3.6: Một số chỉ tiêu sinh trưởng của các mẫu giống đậu tương vụ xuân năm 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 69
viii 3.7: Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại và khả năng chống đổ của các mẫu giống đậu tương trong vụ xuân năm 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 71 3.8: Yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống đậu tương vụ xuân năm 2012 tại Thanh Trì - Hà Nội 72 3.9: Năng suất của các mẫu giống đậu tương thí nghiêm trong vụ xuân năm 2012 tại Thanh Trì, Hà Nội 74 3.10: Kết quả lai hữu tính và phát triển quần thể tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng đậu tương 75 3.11: Một số đặc điểm nông sinh học chính của các giống bố mẹ 77 3.12: Kết quả lai tạo vật liệu chọn giống kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao trong vụ hè 2012, vụ xuân 2013 và vụ hè 2013 78 3.13: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng của các cá thể ở điều kiện lây nhiễm nhân tạo vụ xuân năm 2013 80 3.14: Di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng ở tổ hợp lai ĐT26 x William 82 và EO89-10 x William 82 82 3.15: Di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng dựa trên phân tích kiểu gene ở tổ hợp ĐT26 x William 82 và EO89-10 x William 82 85 3.16: Tương quan giữa mức độ kháng bệnh với năng suất và đặc điểm nông học khác ở đậu tương dựa trên quần thể phân ly F2 87 3.17: Một số đặc điểm nông học chính của các cá thể ưu tú thế hệ BC2F2 vụ xuân năm 2014 tại Thanh Trì - Hà Nội 89 3.18: Một số đặc điểm nông học chính của các cá thể ưu tú được chọn lọc ở thế hệ BC2F3 vụ hè năm 2014 tại Thanh Trì - Hà Nội 91 3.19: Một số đặc điểm nông học của các dòng ưu tú chọn lọc ở thế hệ BC2F4 trong vụ đông năm 2014 tại Thanh Trì - Hà Nội 93
ix 3.20: Kết quả đánh giá mức độ kháng bệnh phấn trắng của 18 dòng đậu tương ứu tú hệ BC2F5 chọn lọc bằng nhiễm nhân tạo vụ xuân 2015 95 3.21: Danh sách và nguồn gốc các dòng đậu tương ưu tú kháng bệnh phấn trắng tham gia thí nghiệm đánh giá năng suất tại Hà Nội, Thái Bình và Thái Nguyên trong vụ xuân 2015 96 3.22: Một số đặc điểm hình thái của các giống đậu tương ưu tú tham gia thí nghiệm vụ xuân năm 2015 97 3.23: Một số đặc điểm sinh trưởng phát triển của các dòng đậu tương ưu tú vụ xuân năm 2015 tại Hà Nội, Thái Bình và Thái Nguyên 98 3.24: Khả năng chống chịu sâu bệnh, khả năng chống tách vỏ quả và chống đổ của các dòng đậu tương ưu tú kháng bệnh phấn trắng trong vụ xuân năm 2015 tại Hà Nội, Thái Bình và Thái Nguyên 100 3.25: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng đậu tương ưu tú vụ xuân 2015 tại Hà Nội, Thái Bình và Thái Nguyên 101 3.26: Đặc điểm hình thái của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng tại các điểm triển khai trong vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 104 3.27: Một số đặc điểm nông sinh học của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng trong vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 105 3.28: Một số đặc điểm nông sinh học của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng trong vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 106 3.29: Khả năng chống chịu sâu của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng tại các điểm khảo nghiệm ở vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 107
x 3.30: Khả năng chống chịu bệnh của các giống đậu tương triển vọng tại các điểm thí nghiệm ở vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 108 3.31: Khả năng chống tách vỏ quả và đổ của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng tại các điểm khảo nghiệm ở vụ hè 2015, đông 2015 và xuân 2016 109 3.32: Trung bình các yếu tố cấu thành năng suất của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng tại các điểm khảo nghiệm trong vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 110 3.33: Năng suất thực thu của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng trồng trong vụ hè 2015 tại các điểm khảo nghiệm 111 3.34: Năng suất thực thu của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trăng có triển vọng trồng trong vụ đông 2015 tại các điểm khảo nghiệm 112 3.35: Năng suất thực thu của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng trồng trong vụ xuân 2016 tại các điểm khảo nghiệm 113 3.36: Khả năng thích ứng của các giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng có triển vọng khảo nghiệm trong vụ hè 2015, vụ đông 2015 và vụ xuân 2016 tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam 114
xi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH STT Hình ảnh Trang 1.1: Sản lượng đậu tương của thế giới năm 2015 11 2.1: Phân tầng lá phục vụ đánh giá bệnh phấn trắng qua các giai đoạn sinh trưởng V4, V6 và V8 38 2.2: Mức độ nhiễm bệnh theo thang phân cấp bệnh (cấp 0 đến 5) 39 2.3: (a) Bào tử nấm bệnh phấn trắng và (b) cách che phủ nylon sau khi lây nhiễm 41 2.4: Các bước lai hữu tính đậu tương 43 2.5: Sơ đồ lai tạo vật liệu nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng 44 2.6: Sơ đồ lai và chọn lọc dòng lai đậu tương kháng bệnh phấn trắng có năng suất cao 47 3.1: Nhiệt độ và ẩm độ trung bình ngày từ 01/01 đến 30/04/2011 57 3.2: Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng của các giống đậu tương ở điều kiện tự nhiên qua các giai đoạn sinh trưởng vụ xuân 2011 58 3.3: Kết quả PCR kiểm tra cá thể trong quần thể mang gene kháng 83
xii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật D Dòng Đ/C Đối chứng HCVS Hữu cơ vi sinh KHCN Khoa học và Công nghệ KHKT Khoa học kỹ thuật KL hạt/cây Khối lượng hạt của một cây KL100 hạt Khối lượng của 100 hạt NC&PT Nghiên cứu và Phát triển NN Nông nghiệp NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn NS Năng suất NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu Nxb Nhà xuất bản PT Phấn trắng QT Quần thể ST Sinh trưởng TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng TT Thứ tự
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đậu tương [Glycine max (L.) Merrill] là một trong những cây thực phẩm quan trọng và là cây cải tạo đất lý tưởng trong hệ thống canh tác cây trồng. Với ưu thề ngắn ngày, đậu tương có thể được gieo trồng nhiều vụ trong năm, trong nhiều công thức luân canh, xen canh, tăng vụ, gối vụ. Những năm gần đây, diện tích trồng đậu tương ở nước ta có nhiều biến động và đang có xu thế giảm. Diện tích đậu tương chỉ còn 120.000 ha trong năm 2016, năng suất bình quân chỉ đạt 1,43 tấn/ha, bằng 1/2 năng suất bình quân của thế giới (2,78 tấn/ha) và bằng khoảng 2/5 so với năng suất bình quân của nước Mỹ (3,50 tấn/ha) (Bộ Nông nghiệp Mỹ, tháng 3/2017). Sản lượng đậu tương của nước ta mới chỉ đáp ứng được khoảng từ 6% đến 8% nhu cầu đậu tương thực phẩm và chế biến thức ăn gia súc. Đậu tương là cây trồng rất mẫn cảm với với sâu bệnh hại (Mahesha, 2006). Trong điều kiện nhiệt đới gió mùa giống như ở miền Bắc Việt Nam, sâu bệnh hại là một trong những nguyên nhân chính gây ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương, dẫn đến thiệt hại lớn về năng suất (Shepard et al. 2013). Bệnh phấn trắng là một loại bệnh hại chính trên cây đậu tương và xuất hiện ở hầu hết ở các nước sản xuất đậu tương trên thế giới như Mỹ, Canada, Braxin, Agentina, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Việt Nam .... Bệnh phấn trắng có thể làm giảm năng suất hạt đậu tương từ 10% đến 70% so với các giống ở điều kiện không bị nhiễm loại bệnh này (Grau and Laurence, 2005). Ở Việt Nam, mặc dù bệnh phấn trắng trên cây đậu tương mới được ghi nhận vào năm 2000 (Nguyễn Thị Bình và cs. 2004). Tuy nhiên, bệnh đang có chiều hướng lây lan và phát triển nhanh, gây thiệt hại đáng kể đến năng suất và chất lượng hạt đậu tương. Bệnh phấn trắng xuất hiện và gây hại chủ
2 yếu trong vụ xuân và vụ đông ở tất cả các vùng trồng đậu tương thuộc khu vực phía Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu trên thế giới đều khẳng định rằng, phòng chống bệnh bằng các biện pháp hoá học không mang lại hiệu quả mong muốn. Việc chọn tạo giống kháng và sử dụng giống kháng là biện pháp hiệu quả nhất trong phòng trừ bệnh hại nói chung và bệnh phấn trắng trên cây đậu tương nói riêng. Tuy nhiên, nghiên cứu chọn tạo giống kháng và sử dụng giống kháng bệnh trên cây đậu tương vẫn là vấn đề hoàn toàn mới và chưa được quan tâm ở Việt Nam. Thêm vào đó, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu đánh giá, xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng. Chưa có nghiên cứu về di truyền mức độ kháng và tương quan giữa bệnh phấn trắng với năng suất ở đậu tương. Chưa có kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương năng suất cao, kháng bệnh phấn trắng ở Việt Nam. Xuất phát từ những luận giải trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu xác định được nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng, xác định được di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương và chọn tạo được giống đậu tương triển vọng, kháng bệnh phấn trắng phù hợp với điều kiện sản xuất ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng và di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng là cở sở khoa học để tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng có hiệu quả. Luận án hoàn chỉnh là tài liệu quý phục vụ cho đào tạo, tài liệu tham
3 khảo trong giảng dạy và nghiên cứu tại các trường đại học, các trung tâm, các viện nghiên cứu.... 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả của luận án đã chọn tạo được hai giống đậu tương triển vọng PT01 và PT02 có năng suất cao (> 2,5 tấn/ha), kháng bệnh phấn trắng, thích hợp với điều kiện canh tác ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam. Phát triển các giống mới triển vọng này trong sản xuất sẽ góp phần nâng cao năng suất, sản lượng và tăng hiệu quả sản xuất đậu tương ở nước ta. 4. Đối tượng, phạm vi và địa điểm nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Các mẫu giống đậu tương kháng hoặc nhiễm bệnh phấn trắng, các mẫu giống đậu tương có tiềm năng cho năng suất cao. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá khả năng kháng hoặc nhiễm bệnh phấn trắng ở tập đoàn mẫu giống đậu tương. Nghiên cứu đánh giá năng suất và đặc điểm nông sinh học vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất. Nghiên cứu di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng và ảnh hưởng của bệnh phấn trắng với năng suất và một số tính trạng khác của đậu tương. Lai hữu tính và chọn lọc dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng và có năng suất cao. Khảo sát năng suất, so sánh chính quy và thử nghiệm tính thích ứng của các dòng đậu tương kháng bệnh phấn trắng và triển vọng tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam. 4.3. Phạm vi về không gian Các mẫu nấm bệnh phấn trắng phục vụ đánh giá mức độ kháng bệnh phấn trắng bằng lây nhiễm nhân tạo được thu thập tại khu thí nghiệm của Trung tâm NC&PT Đậu đỗ, Thanh Trì, Hà Nội.
4 Các thí nghiệm về sàng lọc nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng ở ngoài tự nhiên và lây nhiễm nhân tạo; nghiên cứu đánh giá năng suất và đặc điểm nông học của vật liệu khởi đầu; lai hữu tính và chọn lọc dòng đậu tương có năng suất cao kháng bệnh phấn trắng được tiến hành tại khu thí nghiệm của Trung tâm NC&PT Đậu đỗ, Thanh Trì, Hà Nội. Các thí nghiệm sàng lọc dòng lai đậu tương mang gene kháng bệnh phấn trắng bằng chỉ thị phân tử được tiến hành tại Viện Công nghệ sinh học, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Các thí nghiệm về khảo sát năng suất, so sánh chính quy và thử nghiệm tính thích ứng của các giống đậu tương triển vọng kháng bệnh phấn trắng được tiến hành tại một số tỉnh phía Bắc gồm Hà Nội, Thái Bình, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Phú Thọ, Thanh Hoá và Hải Dương. 4.4. Phạm vi về thời gian Các thí nghiệm được tiến hành từ năm 2011 đến năm 2016. 5. Những đóng góp mới của luận án Kết quả nghiên cứu đã xác định được 8 mẫu giống đậu tương kháng bệnh phấn trắng rất cao (cấp 0). Đó là các mẫu giống Andol, K85389, William 82, PI467832, PI205906, K7002, LMS12 và đối chứng ĐT22. Kết quả nghiên cứu đã xác định được di truyền mức độ kháng bệnh phấn trắng hại đậu tương ở Việt Nam là di truyền đơn gene trội. Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng có tương quan nghịch với năng suất của đậu tương. Đã chọn tạo được 2 giống đậu tương mới có triển vọng PT01 và PT02 cho năng suất cao (> 2,50 tấn/ha) và kháng bệnh phấn trắng thích hợp cho các tỉnh phía Bắc Việt Nam.
5 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Đậu tương là cây lưỡng bội tự thụ phấn và có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 4x = 40 và được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới. Ở Việt Nam, cây đậu tương được trồng từ rất sớm và được coi là cây thực phẩm quan trọng đứng thứ 3 trong hệ thống canh tác cây trồng (sau lúa và ngô). Cây đậu tương được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam, với diện tích trung bình chiếm 70% diện tích trồng đậu tương của cả nước. Đậu tương được trồng chủ yếu trong vụ xuân và vụ đông ở các tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ; vụ xuân và hè thu ở các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc. Bệnh phấn trắng là một loại bệnh hại chính trên cây đậu tương, nó gây thiệt hại lớn về năng suất và chất lượng hạt. Bệnh phấn trắng phát triển và gây hại nặng trong điều kiện nhiệt độ mát (18 - 240C) và với nhiệt độ cao hơn 300C bệnh không thể phát triển được. Nấm phấn trắng tấn công các tế bào diệp lục làm cho lá, quả và thân xanh của cây biến thành màu vàng. Nếu bị hại ở mức độ nặng, lá bị rụng, quả lép, sinh trưởng phát triển của cây bị hạn chế. Như vậy, so với điều kiện khí hậu của các tỉnh phía Bắc Việt Nam, bệnh phấn trắng phát triển mạnh trên cây đậu tương ở giai đoạn cuối của vụ thu đông từ tháng 8 đến tháng 10 đối với các tỉnh miền núi phía Bắc (bệnh có thể xuất hiện và gây hại từ giai đoạn quả non đến thu hoạch); vụ đông từ tháng 10 đến tháng 12 đối với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ (bệnh có thể xuất hiện và gây hại qua tất cả các thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây) hoặc vụ xuân từ tháng 1 đến tháng 4 ở hầu hết các tỉnh phía Bắc (bệnh có thể xuất hiện và gây hại từ khi mọc đến thời kỳ quả vào chắc). Ở Việt Nam, mặc dù bệnh phấn trắng trên cây đậu tương mới được ghi nhận cách đây không lâu nhưng đang có chiều hướng lây lan và phát triển
6 nhanh, gây thiệt hại đáng kể. Trong công tác phòng trừ bệnh phấn trắng đậu tương ở Việt Nam mới chỉ chú trọng đến dùng thuốc hoá học hoặc luân canh với loại cây trồng khác mà chưa quan tâm đến sử dụng giống kháng bệnh. Nghiên cứu chọn tạo giống mới kháng sâu bệnh và chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận bằng lai hữu tính kết hợp với sử dụng chỉ thị phân tử đang được áp dụng trên nhiều loại cây trồng và gặt hái được nhiều thành công trong những năm gần đây ở Việt Nam. Do vậy, việc nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương mới có năng suất cao và kháng bệnh phấn trắng bằng lai hữu tính kết hợp với sử dụng chỉ thị phân tử là hoàn toàn khả thi. Thêm vào đó, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu đánh giá, xác định nguồn gene đậu tương kháng bệnh phấn trắng. Chưa có nghiên cứu về di truyền mức độ kháng và tương quan giữa mức độ kháng bệnh phấn trắng với năng suất ở đậu tương. Chưa có kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương năng suất cao, kháng bệnh phấn trắng ở Việt Nam. 1.2. Nguồn gốc xuất xứ và vai trò của cây đậu tương 1.2.1. Nguồn gốc xuất xứ Cây đậu tương [(Glycine max (L.) Merrill] được trồng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Nguồn gốc xuất xứ của cây đậu tương đã được nghiên cứu và công bố trong nhiều công khoa học khác nhau trên thế giới (Singh and Hymowitz, 1999; Guo et al., 2012). Theo Sing and Hymowitz (1999), cây đậu tương được thuần hoá ở Trung Quốc từ triều đại vua chúa. Quá trình trồng trọt, khảo sát và thuần hoá có thể trong triều đại nhà Shang (năm 1700 - 100 B.C) ở nửa phía Đông miền Bắc Trung Quốc. Cây đậu tương là một trong những cây thực phẩm canh tác lâu đời nhất trong các loại đậu, nó đã được con người biết đến từ hơn 5.000 năm về trước (Hymowitz, 2014). Trong nghiên cứu về đa dạng sinh học đối với các giống đậu tương được thu thập từ hai khu vực phía Bắc và phía Nam Trung