Tóm tắt Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Di truyền và chọn giống cây trồng: Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ chọn tạo giống cà chua ưu thế lai chịu nóng và chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá trồng trái vụ tại đồng bằng sông Hồng

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:221

Thêm vào BST

Báo xấu

161
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án nhằm bổ sung nguồn vật liệu có những ưu điểm nổi bật về một số tính trạng: năng suất, chất lượng quả, kháng bệnh virus xoăn vàng lá phục vụ nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ưu thế lai năng suất cao, chịu nóng và khả năng chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá ở Việt Nam.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Di truyền và chọn giống cây trồng: Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ chọn tạo giống cà chua ưu thế lai chịu nóng và chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá trồng trái vụ tại đồng bằng sông Hồng

. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ĐOÀN XUÂN CẢNH NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG CÀ CHUA ƯU THẾ LAI CHỊU NÓNG VÀ CHỐNG CHỊU BỆNH VIRUS XOĂN VÀNG LÁ TRỒNG TRÁI VỤ TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG HÀ NỘI, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ĐOÀN XUÂN CẢNH NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG CÀ CHUA ƯU THẾ LAI CHỊU NÓNG VÀ CHỐNG CHỊU BỆNH VIRUS XOĂN VÀNG LÁ TRỒNG TRÁI VỤ TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62.62.01.11 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. NGUYỄN HỒNG MINH 2. TS. ĐÀO XUÂN THẢNG HÀ NỘI, 2015
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 15 tháng08 năm 2015 Tác giả luận án Đoàn Xuân Cảnh i
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy cô giáo, các tập thể, cá nhân, gia đình cùng bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Hồng Minh, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, TS. Đào Xuân Thảng, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm là những người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng, Trung tâm Nghiên cứu Bệnh cây nhiệt đới, Khoa Nông học thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo mọi thuận lợi về tài liệu khoa học, cơ sở vật chất, thiết bị phục vụ nghiên cứu để tôi hoàn thành công trình khoa học này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và PTNT, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm cho thực hiện, hỗ trợ một phần kinh phí để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học Bộ môn Cây thực phẩm, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã giúp tôi thực hiện các nội dung công việc trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu đã qua. Tôi xin chân thành cảm ơn Trạm Khuyến nông Nghĩa Hưng, Nam Định, Phòng Nông nghiệp và PTNT Nam Sách, Hải Dương, Phòng Nông nghiệp và PTNT Lạng Giang, Bắc Giang đã phối hợp, tiếp nhận, khảo nghiệm và chuyển giao các giống cà chua lai mới cho sản xuất. Sự thành công ngày hôm này là kết quả sự động viên, khích lệ to lớn của gia đình, người thân đã dành thời gian, công sức và kinh phí để tôi hoàn thành công trình khoa học này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 08 năm 2015 Người cảm ơn! Đoàn Xuân Cảnh ii
MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục các bảng viii Danh mục các hình xiii MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu đề tài 2 4. Những đóng góp mới của đề tài 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 4.1. Ý nghĩa khoa học 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn 4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Nguồn gốc và phân loại thực vật học cây cà chua 5 1.1.1. Nguồn gốc và phân bố cây cà chua 5 1.1.2. Phân loại cây cà chua 6 1.2. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới và ở Việt Nam 8 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới 8 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua ở Việt Nam 12 1.3. Nguồn gen cà chua và ứng dụng trong chọn giống 15 1.3.1. Nghiên cứu, thu thập và lưu giữ nguồn gen cà chua 15 1.3.2. Một số nghiên cứu đánh giá nguồn gen phục vụ chọn tạo giống 19 1.4. Nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ưu thế lai 26 1.4.1. Nghiên cứu biểu hiện ưu thế lai trên các tính trạng ở cây cà chua 26 1.4.2. Một số thành tựu về chọn tạo giống cà chua ưu thế lai 29 1.5. Nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ở Việt Nam 33 1.6. Một số nghiên cứu về bệnh virus xoăn vàng lá cà chua ở Việt Nam 37 iii
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1. Vật liệu nghiên cứu 40 2.2.1. Nghiên cứu, đánh giá nguồn vật liệu chọn giống cà chua 41 2.2.2. Nghiên cứu khả năng kết hợp của các dòng cà chua và tuyển chọn các tổ hợp lai ưu tú 41 2.2.3. Nghiên cứu, khảo nghiệm cơ bản các tổ hợp lai cà chua ưu tú và khảo nghiệm sinh thái các tổ hợp lai triển vọng tại một số tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng 41 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 42 2.3.1. Địa điểm 42 2.3.2. Thời gian 42 2.4. Phương pháp nghiên cứu 44 2.4.1. Mô tả các phương pháp áp dụng cho các nội dung nghiên cứu 44 2.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi chính 52 2.4.3. Quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc cà chua ở các thí nghiệm 55 2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm 55 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1. Nghiên cứu, đánh giá nguồn vật liệu chọn giống cà chua 56 3.1.1. Nghiên cứu, đánh giá tập đoàn các mẫu giống cà chua 56 3.1.2. Nghiên cứu chọn lọc và đánh giá các dòng cà chua thuần 64 3.1.3. Nghiên cứu xác định dòng cà chua kháng bệnh virus xoăn vàng lá 74 3.1.4. Đánh giá khả năng chịu nóng của 26 dòng cà chua 80 3.1.5. Nghiên cứu, phân tích đa dạng di truyền 26 dòng cà chua 82 3.2. Nghiên cứu khả năng kết hợp và chọn lọc các tổ hợp lai ưu tú 85 3.2.1. Đánh giá khả năng kết hợp chung của 26 dòng cà chua 85 3.2.2. Nghiên cứu khả năng kết hợp riêng và tuyển chọn các tổ hợp lai ưu tú 89 3.3. Nghiên cứu khảo nghiệm cơ bản các tổ hợp lai cà chua ưu tú và khảo nghiệm sinh thái các tổ hợp lai triển vọng tại một số tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng 102 iv
3.3.1. Nghiên cứu khảo nghiệm cơ bản 8 tổ hợp lai ưu tú 102 3.3.2. Khảo nghiệm vùng sinh thái một số tổ hợp lai cà chua triển vọng ở một số tỉnh đồng bằng sông Hồng 112 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 121 1. Kết luận 121 2. Đề nghị 122 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 PHỤ LỤC 130 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AFLP Amplified Flagment Length Polymorphism AVRDC Asia Vegetale Research and Development Center BHH Bán hữu hạn BSA Bovine Serum Albumin BVTV Bảo vệ thực vật CLNS Chất lượng nông sản CSB Chỉ số bệnh CTCP Công ty cổ phần CTP Cây thực phẩm D. tích Diện tích Đ/c Đối chứng ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐG Đơn giản DNA Deoxyribonucleic acid FAO Food and Agriculture Organization GCA General combinaing ability ISSR Inter - Simple Sequence Repeat KHKTNN Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam KNKHC Khả năng kết hợp chung KNKHR Khả năng kết hợp riêng LCC Lá cà chua LKT Lá khoai tây NXB Nhà xuất bản OP Opend Pollination PCR Polymerase Chain Reaction QTLs Quantitative trait loci RAPD Random Amplified Polymorphic DNA SCA Specific combining ability vi
SCAR Sequence characterized amplified region SL Số lượng SRAP Sequence - related amplified polymorphism SSR Simple Sequence Repeat STS Sequence Tagged Site TG Trung gian T.Giá trị Tổng giá trị TGST Thời gian sinh trưởng THL Tổ hợp lai TLB Tỷ lệ bệnh TN, CN Thấp nhất, cao nhất TT Thứ tự XVL Xoăn vàng lá ƯTLC Ưu thế lai chuẩn ƯTLT Ưu thế lai thực ƯTLTB Ưu thế lai trung bình VH Vô hạn vii
DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1. Năng suất và sản lượng cà chua sản xuất của thế giới trong 10 năm (2002 - 2011) 9 1.2. Năng suất và sản lượng cà chua của 10 nước sản xuất lớn nhất thế giới năm 2010 10 1.3. Tình hình xuất, nhập khẩu cà chua 10 nước lớn nhất thế giới trong năm 2010 11 1.4. Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua Việt Nam trong 4 năm (2010 - 2013) 13 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của 10 tỉnh thành đứng đầu cả nước trong 2 năm (2012-2013) 14 1.6. Tình hình lưu giữ nguồn gen cà chua ở một số nước trên thế giới tổng hợp năm 2003 17 1.7. Một số tính trạng được quan tâm ở các loài cà chua hoang dại được nghiên cứu và tổng kết 19 2.1. Cấp bệnh, mức độ bệnh mốc sương Phytophthora infestans trên cây cà chua 45 2.2. Cấp bệnh, mức độ bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum Smith trên cây cà chua 46 2.3. Thang phân cấp thứ tự bệnh xoăn vàng lá ở cà chua 47 2.4. Các mồi SSR sử dụng trong nghiên cứu phân tích đa dạng di truyền 26 dòng cà chua 50 3.1. Phân nhóm các mẫu giống cà chua trong tập đoàn theo thời gian sinh trưởng ở vụ Đông năm 2007 tại Gia Lộc, Hải Dương 57 3.2. Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo một số đặc điểm hình thái thân, lá, hoa ở vụ Đông năm 2007 tại Gia Lộc, Hải Dương 59 3.3. Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo đặc điểm hình thái và chất lượng quả ở vụ Đông năm 2007 tại Gia Lộc, Hải Dương 61 viii
3.4. Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo tính trạng năng suất và yếu tố cấu thành năng suất ở vụ Đông năm 2007 tại Gia Lộc, Hải Dương 62 3.5. Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo mức độ nhiễm bệnh hại trên đồng ruộng ở vụ Đông năm 2007 tại Gia Lộc, Hải Dương 64 3.6. Nguồn gốc 26 dòng cà chua được chọn lọc năm 2009 tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, huyện Gia Lộc, Hải Dương 65 3.7. Một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển và chiều cao cây của 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 66 3.8. Một số đặc điểm hình thái quả của 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 68 3.9. Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 70 3.10. Diễn biến bệnh mốc sương Phytophthora infestans gây hại trên 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 71 3.11. Diễn biến bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây hại trên 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 72 3.12. Diễn biến bệnh virus xoăn vàng lá gây hại trên 26 dòng cà chua nghiên cứu ở vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc, Hải Dương 73 3.13. Diễn biến mức độ nhiễm bệnh virus xoăn vàng lá trên 26 dòng cà chua bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo vụ Xuân năm 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 75 3.14. Kết quả PCR phát hiện sự có mặt của 3 gen kháng Ty1, Ty2 và Ty3 ở 26 dòng cà chua năm 2011 tại Gia Lâm Hà Nội 79 3.15. Độ hữu dục của hạt phấn và tỷ lệ đậu quả của 26 dòng cà chua ở vụ Xuân Hè năm 2011 tại Gia Lộc, Hải Dương 80 ix
3.16. Số allen thu được bằng chỉ thị phân tử khi sử dụng 10 chỉ thị SSR trong nghiên cứu đa dạng di truyền 26 giống cà chua ở vụ Xuân năm 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 83 3.17. Giá trị trung bình về số quả trung bình/cây của các tổ hợp lai và khả năng kết hợp chung ở 26 dòng cà chua nghiên cứu trong vụ Xuân năm 2011 tại Gia Lộc, Hải Dương 86 3.18. Giá trị trung bình về năng suất cá thể của các tổ hợp lai và khả năng kết hợp chung ở 26 dòng cà chua nghiên cứu trong vụ Thu Đông năm 2011 tại Gia Lộc, Hải Dương 87 3.19. Giá trị trung bình về năng suất thực thu của các tổ hợp lai và khả năng kết hợp chung ở 26 dòng cà chua nghiên cứu trong vụ Xuân năm 2011 tại Gia Lộc, Hải Dương 88 3.20. Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của 36 tổ hợp lai cà chua trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 90 3.21. Kết quả phân tích khả năng kết hợp riêng của 36 tổ hợp lai cà chua trên tính trạng số quả trung bình/cây ở vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 92 3.22. Kết quả phân tích khả năng kết hợp riêng của 36 tổ hợp lai cà chua trên tính trạng khối lượng trung bình quả trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 93 3.23. Kết quả phân tích khả năng kết hợp riêng của 36 tổ hợp lai cà chua trên tính trạng năng suất cá thể trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 94 3.24. Kết quả phân tích khả năng kết hợp riêng của 36 tổ hợp lai cà chua trên tính trạng năng suất thực thu trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 95 3.25. Biểu hiện ưu thế lai ở tính trạng năng suất thực thu của 36 tổ hợp lai trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 96 x
3.26. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của 15 tổ hợp lai cà chua có ưu thế lai cao trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 97 3.27. Một số đặc điểm hình thái, cấu trúc thân, lá của 15 tổ hợp lai cà chua có ưu thế lai cao trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 99 3.28. Một số đặc điểm hình thái, cấu trúc quả của 15 tổ hợp lai cà chua có ưu thế lai cao trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 100 3.29. Diễn biến bệnh virus xoăn vàng lá gây hại trên đồng ruộng ở 15 tổ hợp lai cà chua trong vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 102 3.30. Một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển chính của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 103 3.31. Một số đặc điểm về hình thái thân, lá của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú khảo nghiệm năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 104 3.32. Một số đặc điểm hình thái và chất lượng quả 8 tổ hợp lai ưu tú khảo nghiệm năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 105 3.33. Hàm lượng một số thành phần hóa sinh trong quả của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú khảo nghiệm năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 106 3.34. Năng suất và một số yếu tố cấu thành năng suất của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú ở các mùa vụ năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 108 3.35. Diễn biến mức độ biểu hiện bệnh xoăn vàng lá cà chua ở 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú ở vụ Xuân Hè, vụ Đông năm 2013 tại Gia lộc, Hải Dương 109 3.36. Độ hữu dục của hạt phấn và tỷ lệ đậu quả của 8 tổ hợp lai ưu tú trong vụ Xuân Hè năm 2013 tại Gia Lộc Hải Dương 111 3.37. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và khả năng chống chịu bệnh hại chính của 5 tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Nam Định năm 2013-2014 113 3.38. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của 5 tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Nam Định năm 2013-2014 114 xi
3.39. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và khả năng chống chịu bệnh hại chính của 5 tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Hải Dương năm 2013-2014 115 3.40. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Hải Dương năm 2013-2014 116 3.41. Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và khả năng chống chịu bệnh hại chính của 5 tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Lạng Giang, Bắc Giang năm 2013-2014 117 3.42. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai cà chua triển vọng khảo nghiệm tại Lạng Giang, Bắc Giang năm 2013-2014 118 3.43. Chiều cao cây trung bình của 5 tổ hợp lai triển vọng khảo nghiệm năm 2013-2014 tại Nam Định, Hải Dương và Bắc Giang 119 3.44. Năng suất thực thu trung bình của 5 tổ hợp lai triển vọng khảo nghiệm năm 2013-2014 tại Nam Định, Hải Dương và Bắc Giang 120 xii
DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1. Sơ đồ thời gian, quá trình nghiên cứu đánh giá nguồn vật liệu phục vụ chọn giống cà chua lai chịu nóng, kháng bệnh virus xoăn vàng lá của luận án 43 2.2. Hình ảnh mô tả phương pháp pháp ghép cà chua: ghép chữ T, ghép ngọn và ghép lá 46 2.3. Mô tả thang phân cấp thứ tự bệnh xoăn vàng lá cà chua (từ cấp 1 đến cấp 4) 47 3.1. Biểu đồ năng suất thực thu 26 dòng cà chua trong vụ Đông năm 2010 tại Gia Lộc Hải Dương 69 3.2. Sản phẩm PCR phát hiện gen Ty1/Ty1 ở 26 dòng cà chua nghiên cứu năm 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 77 3.3. Sản phẩm PCR phát hiện gen Ty2 ở 26 dòng cà chua nghiên cứu năm 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 78 3.4. Sản phẩm PCR phát hiện gen Ty3 ở 26 dòng cà chua nghiên cứu năm 2011 tại Gia Lâm, Hà Nội 79 3.5. Biểu đồ biểu thị tỷ lệ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu quả ở 26 dòng cà chua nghiên cứu trong vụ Hè năm 2011 tại Gia Lộc, Hải Dương 81 3.6. Sản phẩm PCR của các chỉ thị trong nghiên cứu đa dạng di truyền cho 26 dòng cà chua nghiên cứu năm 2011, tại Gia Lâm, Hà Nội 83 3.7. Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ di truyền của 26 dòng cà chua 84 3.8. Biểu đồ năng suất thực thu (tấn/ha) của 36 tổ hợp lai cà chua ở vụ Thu Đông năm 2012 tại Gia Lộc, Hải Dương 91 3.9. Biểu đồ năng suất thực thu của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú khảo nghiệm năm 2013 107 3.10. Biểu đồ biểu thị độ hữu dục hạt phấn và tỷ lệ đậu quả của 8 tổ hợp lai cà chua ưu tú ở vụ Xuân Hè năm 2013 tại Gia Lộc, Hải Dương 110 xiii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cà chua là cây rau ăn quả có tên khoa học Lycopercicum esculentum Mill, thuộc họ cà Solanaceae cùng với cây ớt, cà tím, khoai tây... được Miller phân loại năm 1754, sau đó Peralta and Spooner (2006) đã đổi tên cà chua thành Solanum lycopersicum. Quả cà chua có giá trị dinh dưỡng khá, phân tích trong 100gam cà chua có 2,2mg đường, 8mg canxi, 3,7mg kali, 0,4mg sắt, 0,3mg carotene, 0,6mg nitơ, vitamin A, B1, B2, C, P và các axit hữu cơ... (Barbara et al., 2013). Quả cà chua có thể sử dụng cho ăn tươi, nấu chín cho bữa ăn hàng ngày của mỗi gia đình và là nguyên liệu trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Từ quả cà chua có thể chế biến ra nhiều loại sản phẩm khác nhau như: cà chua đóng hộp nguyên quả, cà chua cô đặc, tương cà chua, mứt cà chua... là những mặt hàng xuất khẩu rất giá trị và có nhu cầu cao trên thế giới, giá trị mặt hàng này hàng năm đạt 5 tỷ USD (Hanson, 2010). Với vai trò trên, cà chua là cây rau ăn quả quan trọng, được hầu hết các nước trên thế giới quan tâm và phát triển. Theo số liệu của Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc (FAO, 2013), diện tích cà chua sản xuất trên thế giới năm 2011 đạt 4,734 triệu ha, năng suất 33,59 tấn/ha, sản lượng 159,02 triệu tấn. Với lượng cà chua sản xuất như trên, bình quân tiêu thụ đầu người khoảng gần 24 kg quả/người/năm. Trong những năm qua, ngành sản xuất cà chua thế giới đã có bước tiến vượt bậc về sử dụng giống ưu thế lai và công nghệ canh tác mới góp phần thúc đẩy, gia tăng năng suất và sản lượng cà chua: từ 27,61 tấn/ha (năm 2005) lên 33,59 tấn/ha (năm 2011). Mặc dù vậy, việc phòng trừ bệnh virus xoăn vàng lá cà chua (XVL) còn gặp nhiều khó khăn, bệnh hại đã ảnh hưởng lớn đến nhiều vùng trồng cà chua ở khu vực nhiệt đới và á nhiệt đới. Lần đầu tiên bệnh được phát hiện tại Ấn Độ, sau đó bệnh lan tràn ở phía đông Địa Trung Hải (Friedmann et al., 1998). Trung Phi và khu vực Đông Nam Á (Lapidot et al., 2007). Hiện nay, bệnh virus xoăn vàng lá đã phổ biến rộng ở Nam châu Âu và Trung Mỹ (Moriones et al., 1993). Tại Ấn Độ, sản xuất cà chua vào giai đoạn từ tháng 2 đến tháng 5 hàng năm, dịch bệnh lên đến đỉnh 1
điểm, gây hại 100% (Pilowsky and Cohen, 2000). Ở Đài Loan, bệnh xoăn vàng lá phân bố và gây hại khắp cả nước, đặc biệt ở miền Trung và miền Nam, nơi có cây cà chua trồng quanh năm (AVRDC, 2005). Việt Nam, cà chua là cây rau ăn quả được trồng và tiêu thụ phổ biến trong cả nước. Trong đó, các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng và khu vực Lâm Đồng là vùng có diện tích sản xuất cà chua lớn nhất cả nước. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2013), năm 2013 diện tích trồng cà chua cả nước đạt 25,483 nghìn ha, năng suất bình quân khoảng 28,7 tấn/ha, chiếm 3,0% tổng diện tích rau và chiếm gần 5,0% sản lượng rau cả nước. Sản xuất cà chua đem lại hiệu quả kinh tế: 01 ha cà chua trồng cho thu nhập từ 120-200 triệu đồng/ha/vụ. Cây cà chua trồng trái vụ (Xuân Hè và Thu Đông) cho hiệu quả cao gấp 2-3 lần so với chính vụ (Đặng Văn Niên và cs., 2013). Cây cà chua trồng ở vụ Xuân Hè gieo hạt từ tháng 1, thu hoạch tháng 6 và vụ Thu Đông gieo hạt từ tháng 8-9. Trong các thời vụ này, sản xuất cà chua ở các tỉnh phía Bắc gặp nhiều khó khăn. Nhiệt độ, độ ẩm cao, dịch bọ phấn phát sinh, truyền bệnh virus xoăn vàng lá, gây hại làm giảm năng suất, chất lượng. Theo kết quả điều tra tình hình bệnh hại cà chua trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng tại Hà Nội cho thấy: bệnh virus xoăn vàng lá cà chua ở nước ta gây thiệt hại từ 80-90% năng suất cà chua, bệnh chỉ lan truyền qua bọ phấn Bemisia spp với tỷ lệ bệnh rất cao (Nguyễn Thị Thơ, 1984). Để mở rộng diện tích và nâng cao hiệu quả sản xuất cà chua trong vụ Xuân Hè, vụ Thu Đông tại các tỉnh phía Bắc thì việc nghiên cứu chọn tạo giống cà chua mới có năng suất cao, khả năng chống bệnh virus xoăn vàng lá, chuyển giao cho sản xuất là yếu tố quyết định. 2. Mục tiêu đề tài - Bổ sung nguồn vật liệu có những ưu điểm nổi bật về một số tính trạng: năng suất, chất lượng quả, kháng bệnh virus xoăn vàng lá phục vụ nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ưu thế lai năng suất cao, chịu nóng và khả năng chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá ở Việt Nam. 2
- Chọn tạo được một số tổ hợp lai cà chua ưu tú, thích hợp trồng trong vụ Xuân Hè và vụ Thu Đông, khả năng chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá khá, năng suất đạt trên 45 tấn/ha, chất lượng tốt đáp ứng yêu cầu nội tiêu và chế biến xuất khẩu. 3. Những đóng góp mới của đề tài Bằng hệ thống tổng hợp các phương pháp nghiên cứu, bao gồm: đánh giá diễn biến bệnh virus xoăn vàng lá gây hại trên đồng ruộng, lây nhiễm nhân tạo, sử dụng phân tích chỉ thị phân tử, đã xác định được 4 dòng cà chua thuần mang gen kháng bệnh virus xoăn vàng lá Ty1 là dòng D10, D12, D13 và D15, các dòng này có ý nghĩa ứng dụng trong nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ưu thế lai kháng bệnh virus xoăn vàng lá ở nước ta. Đã khẳng định tính hiệu quả cao của phương pháp ghép ngọn trong lây nhiễm nhân tạo bệnh virus xoăn vàng lá cà chua. Đã chọn tạo thành công một số tổ hợp lai cà chua triển vọng: VT5, VT10 cho năng suất đạt 46,2-49,1 tấn/ha (vụ Xuân Hè), 62,3-65,2 tấn/ha (Thu Đông) và 70,0- 78,7 tấn/ha (Đông chính vụ), có chất lượng quả tốt, khả năng kháng bệnh virus xoăn vàng lá khá. Giống cà chua VT5, VT10 được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống sản xuất thử cho các tỉnh đồng bằng sông Hồng và Trung du miền núi phía Bắc. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học Bổ sung các dữ liệu khoa học trong nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ưu thế lai (F1) năng suất cao, có khả năng chịu nóng, tăng kháng bệnh virus xoăn vàng lá đáp ứng yêu cầu sản xuất. Phân lập ra các nhóm vật liệu theo các tính trạng mục tiêu cho công tác chọn tạo giống cà chua ưu thế lai. Đã khẳng định tính hiệu quả cao của việc sử dụng các phương pháp lây nhiễm nhân tạo (phương pháp ghép) và chỉ thị phân tử trong phát hiện mẫu giống kháng bệnh virus xoăn vàng lá ở cà chua. Luận án là một công trình nghiên cứu khoa học khép kín: từ nghiên cứu, đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu, chọn tạo dòng thuần, đánh giá khả năng kết hợp chung, khả năng kết hợp riêng, đánh giá và chọn ra các tổ hợp lai ưu tú, khảo nghiệm cơ 3
bản, khảo nghiệm sinh thái để tuyển chọn giống ưu tú và chuyển giao cho sản xuất. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Chọn tạo được một số tổ hợp lai cà chua có triển vọng, trồng trái vụ, có khả năng chống chịu bệnh virus xoăn vàng lá. Các tổ hợp lai tạo ra sẽ bổ sung vào bộ giống cà chua trồng trong vụ Xuân Hè, Thu Đông tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng, góp phần đa dạng bộ giống và mở rộng diện tích, tăng năng suất, chất lượng và nâng cao hiệu quả kinh tế cho người trồng cà chua trong vụ Xuân Hè, vụ Thu Đông tại các vùng trồng cà chua. 4
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nguồn gốc và phân loại thực vật học cây cà chua 1.1.1. Nguồn gốc và phân bố cây cà chua Cây cà chua, có tên khoa học (Lycopercicum esculentum Mill) thuộc họ cà Solanaceae. Cây cà chua có bộ nhiễm sắc thể 2n=24, được Miller phân loại năm 1754. Theo tài liệu của các tác giả Choudhury (1970), Luckwill (1943), Rick (1973). Cây cà chua có nguồn gốc ở vùng Andean, bao gồm Colombia, Ecuador, Peru, Bolivia và Chile dọc bờ biển Thái Bình Dương, từ quần đảo Galapagos tới Chi Lê, đây là các khu vực có khí hậu nhiệt đới khô. Nguồn gốc và quá trình thuần hóa của cà chua trồng hiện vẫn chưa được xác định rõ ràng (Rick, 1976). Một số tác giả cho rằng, cây cà chua trồng có nguồn gốc từ cà chua bán hoang dại L.esculentum var pimpinellifolum, tuy nhiên, nhiều tác giả khác nhận định L.esculetum var cerasiforme (cà chua anh đào) mới là tổ tiên của cà chua trồng. Theo các nghiên cứu của Jenkins (1948), có thể dạng này được chuyển từ Peru và Ecuador tới nam Mexico, ở đó nó được dân bản xứ thuần hóa và cải tiến. Một số tác giả khác cho rằng, phía tây dãy núi Andes là tổ tiên thứ hai của loài cà chua trồng "Lycopercicum esculentum Mill" được Miller đặt tên. Nhiều bằng chứng khảo cổ học, thực vật học đã thừa nhận Mexico là trung tâm thuần hoá cây cà chua... Mặc dù được thuần hóa tại Mexico, cà chua được biết và công nhận ở một số vùng của thế giới cũ trước khi chúng được biết đến ở châu Mỹ. Sự giao lưu thương mại và mở rộng thuộc địa góp phần truyền bá cà chua đi khắp nơi (Esquinas and Nuez, 1995). Ở châu Âu, cây cà chua bắt đầu xuất hiện trong sách nghiên cứu cây cỏ vào giữa thế kỷ XVI và trồng đầu tiên ở Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Ý do những nhà buôn của nước này chuyển từ Nam Mỹ tới, từ đó được lan truyền đi các nơi khác. Trong thời kỳ này, cà chua chỉ được xem như cây cảnh và cây thuốc, đến thế kỷ XVIII, cây cà chua mới được chấp nhận là cây thực phẩm có giá trị và từ đó được phát triển mạnh (Luckwill, 1943; Kuo et al.,1988). 5