Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá

Tài liệu Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá: ... Ebook Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá

pdf84 trang | Chia sẻ: huyen82 | Ngày: 09/12/2013 | Lượt xem: 2346 | Lượt tải: 17download
Tóm tắt tài liệu Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi -------------------- NGUYỄN THỊ HẢI LINH ðÁNH GIÁ, TUYỂN CHỌN MỘT SỐ GIỐNG CÀ CHUA CÓ KHẢ NĂNG CHÍN CHẬM VÀ KHÁNG VIRUS XOĂN VÀNG LÁ LuËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp Chuyªn ngµnh: trång trät M· sè: 60.62.01 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS. PHAN H÷U T¤N Hµ Néi - 2011 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận tốt nghiệp này là khách quan, trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện khóa luận tốt nghiệp này ñã ñược cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong khóa luận ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 15 tháng 8 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Hải Linh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự quan tâm, giúp ñỡ rất tận tình của các thầy cô, bạn bè cũng như những người thân trong gia ñình. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết sâu sắc tới PGS.TS Phan Hữu Tôn, người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi về chuyên môn trong suốt quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn KS. Tống Văn Hải và toàn thể cán bộ, nhân viên bộ môn công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa công nghệ sinh học, ðH Nông nghiệp Hà Nội ñã rất nhiệt tình giúp ñỡ, tạo ñiều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời gian thực hiện ñề tài tại bộ môn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường ðH nông nghiệp Hà Nội ñã trang bị cho tôi những kiến thức cần thiết ñể có thể thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia ñình, anh em, bạn bè ñã ñộng viên, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 15 tháng 8 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Hải Linh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN…………………………………………………………………………..i LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………..…ii MỤC LỤC..………………………………………………………………………………..iii DANH MỤC BẢNG …………………………………………………………….………..vi DANH MỤC HÌNH………………………………………………………………..…….vii PHẦN I. MỞ ðẦU.................................................................................................1 1.1. ðặt vấn ñề.....................................................................................................1 1.2. Mục ñích và yêu cầu .....................................................................................2 1.2.1. Mục ñích........................................................................................................2 1.2.2. Yêu cầu ..........................................................................................................3 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4 2.1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của cây cà chua.....................................4 2.2. Các ñặc ñiểm thực vật học cơ bản của cây cà chua........................................4 2.3. Yêu cầu của cây cà chua ñối với ñiều kiện ngoại cảnh ..................................5 2.3.1 . Nhiệt ñộ ........................................................................................................5 2.3.2 Ánh sáng......................................................................................................6 2.3.3 Nước và ñộ ẩm..............................................................................................7 2.3.4. ðất và dinh dưỡng ........................................................................................7 2.4. Một số thành tựu về chọn giống cà chua ở Việt Nam ...................................7 2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua kháng virus xoăn vàng lá .......9 2.5.1. Nghiên cứu về các nguồn gen kháng virus xoăn vàng lá ...............................9 2.5.2. Bản ñồ phân tử và marker hỗ trợ chọn lọc (MAS) các gen kháng TYLCV ..11 2.5.3. ðánh giá các nguồn gen kháng ở các vùng khác nhau ...............................17 2.6. Nghiên cứu về các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín của quả cà chua.....19 2.6.1. Ethylene và cơ chế chín của quả ..................................................................19 2.6.2. Các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín của quả .......................................21 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. iv PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP.....................................................25 3.1. Vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu..................................................25 3.1.1. Vật liệu ........................................................................................................25 3.1.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu ..............................................................26 3.2. Nội dung nghiên cứu...................................................................................26 3.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................26 3.3.1. Các thí nghiệm khảo sát ñánh giá tập ñoàn cà chua ...................................26 3.3.2. Nghiên cứu phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá và gen chín chậm rin..31 3.3.3. ðánh giá ñặc tính chín chậm của các mẫu giống mang gen chín chậm rin .33 3.4. Phương pháp xử lý số liệu...........................................................................33 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................34 4.1. Khảo sát ñánh giá các mẫu giống trong vụ ñông xuân (2011) .....................34 4.1.1. Các giai ñoạn sinh trưởng ...........................................................................34 4.1.2. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây ...................................................36 4.1.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm nở hoa ......................................................39 4.1.4. ðánh giá tình hình nhiễm bệnh một số bệnh hại chính trên ñồng ruộng......41 4.1.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất..............................................45 4.1.6. ðặc ñiểm hình thái và chất lượng quả ........................................................48 4.2. Kết quả PCR phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá và gen chín chậm rin...53 4.2.1. Kết quả PCR phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá..........................53 4.2.2. Kết quả phát hiện gen chín chậm rin............................................................54 4.3. ðánh giá ñặc tính chín chậm của quả ..........................................................55 4.4. Khảo sát ñánh giá một số mẫu giống trong vụ xuân hè muộn (2011)...........57 4.4.1. Các giai ñoạn sinh trưởng ..........................................................................57 4.4.2. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây .................................................58 4.4.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm nở hoa ......................................................59 4.4.4. ðánh giá tình hình nhiễm một số sâu bệnh hại chính ..................................59 4.4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất..............................................61 4.4.6. Một số ñặc ñiểm hình thái và chất lượng quả..............................................63 4.5. ðề xuất một số mẫu giống cà chua triển vọng.............................................65 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. v PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................68 4.1. Kết luận ......................................................................................................68 4.2. Kiến Nghị ...................................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................70 PHỤ LỤC.............................................................................................................75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Nguồn vật liệu sử dụng trong nghiên cứu ..............................................25 Bảng 4.1. Các giai ñoạn sinh trưởng của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011..........34 Bảng 4.2. Một số ñặc ñiểm cấu trúc cây của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011 ....37 Bảng 4.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm hoa của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011 ...40 Bảng 4.4. Tình hình nhiễm virus xoăn vàng lá trên ñồng ruộng .............................43 của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011 ..........................................................43 Bảng 4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất..........................................46 của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011 ..........................................................46 Bảng 4.6.a. Một số ñặc ñiểm hình thái quả của các mẫu giống vụ ñông xuân 2011.........48 Bảng 4.6.b. Một số ñặc ñiểm về chất lượng quả vụ ñông xuân 2011 ......................52 Bảng 4.7. ðánh giá ñặc tính chín chậm quả các giống cà chua mang gen rin .........56 Bảng 4.8. Thời gian các giai ñoạn sinh trưởng vụ xuân hè muộn 2011...................57 Bảng 4.9. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây vụ xuân hè muộn 2011 ...............58 Bảng 4.10. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm hoa và nở hoa vụ xuân hè muộn 2011.....59 Bảng 4.11. Tình hình nhiễm virus xoăn vàng lá trên ñồng ruộng ...........................60 vụ xuân hè muộn 2011...................................................................................60 Bảng 4.12. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống vụ xuân hè muộn 2011 ................................................................................................62 Bảng 4.13.a. Một số ñặc ñiểm hình thái quả vụ xuân hè muộn 2011 ......................63 Bảng 4.13.b. Một số ñặc ñiểm về chất lượng quả vụ xuân hè muộn 2011 ..............64 Bảng 4.14. Các tính trạng cơ bản của các mẫu giống triển vọng trong vụ ñông xuân và vụ xuân hè muộn 2011 ..............................................................................66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Vị trí gen Ty-2 trên nhiễm sắc thể số 11....................................................................... 13 Hình 2.2. Bản ñồ gen Ty-3 trên nhiễm sắc thể số 6..................................................................... 15 Hình 2.3. Bản ñồ phân tử gen Ty-4 trên nhiễm sắc thể số 3........................................................ 16 Hình 2.4. Bản ñồ khoảng cách cM giữa các marker gen Ty-5 trên nhiễm sắc thể 4................. 17 Các thụ thể tiếp nhận ethylene (Ethylene Receptor).................................................................... 19 Hình 2.5. Sơ ñồ thể hiện cơ chế ñiều hoà, tác ñộng của Ethylene .............................................. 20 Hình 2.6. Sự khác biệt về cấu trúc của 5 loại receptor ethylene ở cà chua................................. 21 Hình 2.7. Bản ñồ gen rin trên nhiễm sắc thể số 5 của cà chua................................................... 22 Hình 2.8. Sơ ñồ vị trí của các cặp mồi phát hiện gen rin và mc.................................................. 23 Hình 2.9. Bản ñồ gene Gr và Nr-2 trên nhiễm sắc thể số 1 của cà chua..................................... 24 Hình 4.1. Chỉ số mức ñộ nghiêm trọng bệnh TYLCV................................................................ 43 Hình 4.2. Một số dạng màu sắc quả.............................................................................................. 50 Hình 4.3. Ảnh ñiện di sản phẩm PCR gen Ty-3 bằng cặp mồi P6-25F2/R5............................. 54 Hình 4.4. Ảnh ñiện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi C43F/R phát hiện gen rin ............ 55 Hình 4.5. Hình ảnh một số mẫu giống cà chua triển vọng.......................................................... 67 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 1 PHẦN I. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Cây cà chua (Licopersicon esculentum Mill.) thuộc họ cà (Solanaceae) có nguồn gốc từ Châu Mỹ, là một trong những loại rau phổ biến và ñược trồng rộng rãi ở rất nhiều nước trên thế giới. Sản xuất cà chua ở miền Bắc nước ta khá thuận lợi ñặc biệt là vụ ñông xuân nên loại rau này ñược trồng chủ yếu từ tháng 10 ñến tháng 4 năm sau (chiếm 70% sản lượng thu hoạch). Cà chua vụ ñông xuân cho năng suất và chất lượng khá cao. Tuy nhiên do thu hoạch tập trung nên giá cả tương ñối thấp, ảnh hưởng ñến thu nhập của người sản xuất. Trong khi ñó, từ tháng 6 ñến tháng 9 do thời tiết nóng bức mà nhu cầu cà chua ăn tươi, làm nước giải khát hay phục vụ chế biến và công nghiệp ñồ hộp lại rất cao, thực tế cà chua ở thời ñiểm này rất khan hiếm, giá lúc này tăng gấp 2-3 lần so với thời chính vụ. Vì thế, ñã có nhiều biện pháp kỹ thuật nhằm rải vụ cà chua như trồng sớm hoặc muộn, trồng trong nhà lưới và dùng các giống chịu nóng, úng và sâu bệnh, tuy nhiên chi phí cho sản xuất cao nên hiệu quả kinh tế không cao hơn so với vụ ñông xuân. Hiện nay, trên thế giới ñã phát hiện một số dạng ñột biến làm quả chín chậm hoặc không chín, từ ñó kéo dài thời gian chín và thời gian tồn trữ sau thu hoạch. Những giống cà chua có ñặc tính này quả dù ñạt kích thước và tích lũy ñủ chất khô nhưng không chín trên cây do mất hoặc giảm khả năng sinh tổng hợp ethylene, là hoocmon tín hiệu giúp hoạt hóa nhiều enzyme xúc tiến cho quá trình làm quả chín quả (Barry và cộng sự, 2005). Tính chín chậm hoặc không chín ñược xác ñịnh là do một số gen quy ñịnh như: gen ức chế quá trình chín của quả, ký hiệu là rin (repening inhibitor) nằm trên nhiễm sắc thể 5 (Vrebalov và cộng sự, 2002) , gen nor (non-repening) quy ñịnh tính không chín nằm trên nhiễm sắc thể số 10, gen Nr (Never-ripening) quy ñịnh tính không thể chín nằm trên nhiễm sắc thể số 9 (Mirrison và cộng sự, 2001). Hiện nay người ta ñã tìm thấy một số chỉ thị phân tử DNA ñể phát hiện và chọn lọc các gen gây nên tính chín chậm này. Quả cà chua Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 2 chín chậm có thời gian sử dụng lâu hơn, ñộ cứng cao hơn cà chua thông thường do ñó không bị thối dập trong khi di chuyển, kéo dài ñược thời gian bảo quản cũng như thời gian sử dụng mà vẫn ñảm bảo chất lượng. Chính vì thế, chọn tạo giống cà chua có ñặc tính chín chậm là một giải pháp ưu việt nhằm rải vụ mà không cần trồng trái vụ trên ñồng ruộng. Một vấn ñề nữa mà sản xuất cà chua ở miền bắc cũng như nhiều nơi trên thế giới gặp phải là sự phá hại nặng của virus, ñặc biệt ở vụ sớm, muộn và trái vụ. Cho ñến nay, biện pháp sử dụng giống cà chua kháng virus ñược coi là hướng hiệu quả nhất ñể phòng chống bệnh. Chính vì vậy, chọn tạo giống cà chua có khả năng kháng virus là rất cần thiết. Hiện nay, ñã có 5 gen kháng virus ñược phát hiện là Ty-1, Ty- 2, Ty-3, Ty-4 và Ty-5. Các chỉ thị phân tử DNA dựa trên PCR cho gen Ty-1 (marker JB-1), Ty-2 (T0302) và Ty-3 (P6-25) cũng ñã ñược phát triển và sử dụng rộng rãi (Pena và cộng sự, 2010). Trong số 3 gen này, Ty-3 ñược cho là có thể mang lại tính kháng tốt với các loài virus ở ðông Nam Á (Ji và cộng sự, 2007a). Trong quá trình giao lưu và hợp tác, bộ môn công nghệ sinh học ứng dụng ñã thu thập ñược một tập ñoàn các mẫu giống cà chua ña dạng, phong phú, có chứa các gen chín chậm và kháng virus. ðể sử dụng chúng trong việc tạo ra giống có ñặc tính ñiểm chín chậm và kháng virus thì cần thiết phải khảo, sát ñánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng, khả năng mang gen kháng virus và gen chín chậm. Vì những lý do trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Phan Hữu Tôn, chúng tôi ñã tiến hành ñề tài: “ ðánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá” 1.2. Mục ñích và yêu cầu 1.2.1. Mục ñích - ðánh giá ñược các ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng, ñặc tính chín chậm và kháng virus trên ñồng ruộng của các mẫu giống cà chua thu thập. - Phát hiện gen chín chậm và kháng virus trong tập ñoàn cà chua bằng chỉ thị phân tử DNA. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 3 - Tuyển chọn ñược một số dòng giống tốt. 1.2.2. Yêu cầu - Khảo sát ñánh giá các ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất và chất lượng, ñặc tính chín chậm và kháng virus trên ñồng ruộng của các mẫu giống cà chua thu thập. - Sử dụng chỉ thị phân tử DNA phát hiện gen rin (ripening inhibitor) và gen kháng virus xoăn vàng lá. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 4 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của cây cà chua Cà chua là nguồn cung cấp vitamin A và C rất quan trọng, là loại rau ăn quả ñược sử dụng ở nhiều phương thức khác nhau. Trong quả cà chua chín có nhiều dinh dưỡng như: ñường, vitamin A, vitamin C và các chất khoáng quan trọng như Ca, Fe, P, K, Mg… (Tạ Thu Cúc, 2002). Edward C. Tigchelaar (1989) ñã phân tích quả cà chua chín và xác ñịnh thành phần hóa học gồm: 94 - 95% nước, 5 - 6% chất khô. Trong chất khô gồm có 55% ñường (gluco, fructoza, sucroza), 21% chất không hòa tan trong rượu (protein, xenlulo, pectin, polysacarit), 12% axit hữu cơ (xitric, malic, galaturonic, pyrolidon –carboxylic), 7% chất vô cơ và 5% các chất khác (dẫn theo Tạ Thu Cúc, 2002). Theo Võ Văn Chi (1997), cà chua có vị ngọt tính mát, giải nhiệt chống hại huyết, kháng khuẩn, lọc máu, nhuận tràng, giúp tiêu hoá tốt tinh bột... Nước ép cà chua kích thích gan, tốt cho dạ dày (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). Một nghiên cứu của Mỹ cho thấy, lycopen trong quả cà chua giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Ngoài ra lycopen ñược ñược chứng minh là có thể ngăn ngừa bện ung thư tiện liệt tuyến (dẫn theo Trương Văn Nghiệp, 2006). Sản suất cà chua ở ñồng bằng sông Hồng cho thu nhập bình quân 42,0 ñến 68,4 triệu ñồng/ha/vụ với mức lãi thuần 15 ñến 26 triệu ñồng/ha, cao gấp nhiều lần so với trồng lúa (Trương Văn Nghiệp, 2006). Ở ðài Loan hàng năm xuất khẩu cà chua tươi với tổng giá trị là 925.000 USD và 40.800 USD cà chua chế biến, mỗi hecta có thể ñem lại thu nhập cho nông dân từ 4.000-5.000 USD. Ở. Mỹ hàng năm tổng giá trị xuất khẩu cà chua rất cao, chỉ tính riêng kim ngạch xuất khẩu năm 1997 ñạt hơn 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mì (Tạ Thu Cúc, 2006). 2.2. Các ñặc ñiểm thực vật học cơ bản của cây cà chua Cà chua là cây trồng hàng năm, dạng thân bụi, phân nhánh mạnh, có lớp lông dày bao phủ, trên thân có nhiều ñốt và có khả năng ra rễ bất ñịnh. Chiều cao và số nhánh rất khác nhau phụ thuộc vào giống và ñiều kiện trồng trọt. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 5 Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, trên ñồng ruộng rễ cà chua có thể phát triển rộng tới 1,3 m và sâu tới 1 m. Với khối lượng rễ lớn như vậy, cà chua ñược xếp vào nhóm cây chịu hạn. Lá cà chua ña số thuộc dạng lá kép, các lá chét có răng cưa, có nhiều dạng khác nhau: dạng chân chim, lá khoai tây, lá ớt... tuỳ thuộc vào giống mà lá cà chua có màu sắc và kích thước khác nhau. Hoa cà chua ñược mọc thành chùm. Có ba dạng chùm hoa là ñơn giản, trung gian và phức tạp. Số lượng hoa / chùm, số chùm hoa/cây rất khác nhau ở các giống. Số chùm hoa/ cây dao ñộng từ 4- 20, số hoa /chùm dao ñộng từ 2 - 26 hoa. Hoa ñơn tính dưới bầu, ñài hoa màu vàng, số ñài và cánh hoa tương ứng nhau từ 5 ñến 9. Hoa lưỡng tính, nhị ñực liên kết nhau thành bao hình nón, bao quanh nhuỵ cái. Quả cà chua thuộc loại quả mọng, có 2, 3 ñến nhiều ngăn hạt. Hình dạng và màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra, màu sắc quả chín còn phụ thuộc vào ñiều kiện nhiệt ñộ, phụ thuộc vào hàm lượng Caroten và Lycopen. Khối lượng quả dao ñộng rất lớn tuỳ theo ñặc ñiểm của giống, từ 3 ñến 200g thậm chí 500g. 2.3. Yêu cầu của cây cà chua ñối với ñiều kiện ngoại cảnh 2.3.1 . Nhiệt ñộ Cà chua có thể sinh trưởng và phát triển thuận lợi trong phạm vi 20-270C. Giới hạn nhiệt ñộ tối cao và tối thấp ñối với cà chua là 350C và 120C. Sự quang hợp của lá cà chua ñạt tối ưu ở 25-300C, trên 350C làm giảm quá trình quang hợp. Nhiệt ñộ không khí ngày / ñêm trên 30 / 25oC làm tăng số ñốt dưới chùm hoa thứ nhất. Nhiệt ñộ không khí ngày / ñêm trên 30/25oC kết hợp với nhiệt ñộ ñất trên 21oC làm giảm số hoa trên chùm. Nhiệt nhiệt ñộ ngày/ñêm trên 30/24oC làm giảm kích thước hoa, trọng lượng noãn và bao phấn. Tỷ lệ ñậu quả ñạt tối ưu ở nhiệt 18-20oC, nhiệt ñộ cao vào 2 ñến 3 ngày sau khi nở hoa gây cản trở quá trình thụ tinh, auxin không ñược hình thành làm cho hoa rụng. Quả cà chua phát triển thuận lợi ở nhiệt ñộ thấp, nhiệt ñộ trên 35oC ngăn cản sự phát triển của quả và làm giảm kích thước quả rõ rệt (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 6 Quá trình sinh tổng hợp caroten rất mẫn cảm với nhiệt ñộ, do ñó ảnh hưởng lớn ñến màu sắc quả. Sự hình thành lycopen và caroten diễn ra rễ dàng ở 24-28oC làm cho quả có màu ñỏ hoặc da cam ñậm. Nhiệt ñộ 30-36oC làm quả có màu vàng do lycopen không ñược hình thành. Nhiệt ñộ trên 40oC làm cho quả giữ nguyên màu xanh vì cơ chế phân huỷ chlorophyll không hoạt ñộng, caroten và lycopen không ñược hình thành. Nhiệt ñộ cao trong quá trình phát triển quả cũng làm giảm sự hình thành pectin nên quả nhanh mềm hơn (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). 2.3.2 Ánh sáng Cà chua là cây ưa ánh sáng, cây con trong vườn ươm nếu ñủ ánh sáng (5000 lux) sẽ cho chất lượng tốt, cứng cây, bộ lá to, khoẻ, sớm ñược trồng. ðiều kiện ánh sáng tốt làm cho cường ñộ quang hợp tăng, cây ra hoa ñậu quả sớm hơn, chất lượng sản phẩm cao hơn. ðiểm bão hoà ánh sáng của cây cà chua là 70.000 lux, là cây trồng cần nhiều ánh sáng chỉ sau cây dưa hấu. Cường ñộ ánh sáng thấp làm chậm quá trình sinh trưởng, cản trở quá trình ra hoa, làm vòi nhuỵ vươn dài và tạo nên những hạt phấn không có sức sống, thụ tinh kém. Ánh sáng ñầy ñủ thì việc thụ tinh thuận lợi, dẫn ñến sự phát triển bình thường của quả, quả ñồng ñều, năng suất tăng. Khi cà chua bị che bóng, năng suất thường giảm và quả bị dị hình. Trong ñiều kiện thiếu ánh sáng năng suất cà chua thường giảm, do vậy việc trồng thưa làm tăng hiệu quả sử dụng ánh sáng kết hợp với ánh sáng bổ sung sẽ làm tăng tỷ lệ ñậu quả, tăng số quả trên cây, tăng trọng lượng quả và làm tăng năng suất. Nhiều nghiên cứu ñã chỉ ra rằng cà chua không phản ứng với ñộ dài ngày, quang chu kỳ trong thời kỳ ñậu quả có thể dao ñộng từ 7-19 giờ. Tuy nhiên một số nghiên cứu khác cho rằng ánh sáng ngày dài và hàm lượng nitrat ảnh hưởng rõ rệt ñến tỷ lệ ñậu quả. Chiếu sáng 7 giờ và tăng lượng ñạm sẽ làm cho tỷ lệ ñậu quả giảm trong khi ñó ánh sáng ngày dài làm tăng số quả/cây. Trong ñiều kiện ngày ngắn nếu không bón ñạm thì chỉ cho quả ít, trong ñiều kiện ngày dài mà không bón ñạm thì cây không ra hoa và không ñậu quả (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 7 2.3.3 Nước và ñộ ẩm Cà chua có yêu cầu về nước ở các giai ñoạn sinh trưởng rất khác nhau, xu hướng ban ñầu cần ít về sau cần nhiều. Ra hoa và hình thành quả là các thời kỳ cây cà chua cần nhiều nước nhất. Thời kỳ này không ñủ nước sẽ làm cho hoa rụng, ít hoa, ít quả, quả khô. Cà chua sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở ñộ ẩm ñất 70- 80%, ẩm ñộ không khí là 45-55%. Cây cà chua chịu ñược hạn nhưng không chịu ñược úng, khi chuyển từ chế ñộ ẩm thấp sang chế ñộ ẩm cao ñột ngột như tưới nước nhiều hoặc mưa to sau một thời gian dài thường gây nên hiện tượng nứt quả. ðộ ẩm không khí trên 90% dễ làm cho hạt phấn bị trương nứt, hoa cà chua không thụ phấn ñược và sẽ rụng. ðộ ẩm thấp làm giảm năng suất quả nhưng phần nào làm tăng phẩm chất quả vì hàm lượng ñường và hàm lượng chất khô trong quả tăng lên. ðộ ẩm thấp cũng làm rút ngắn thời gian chín của quả (dẫn theo Tạ Thu Cúc, 1983). 2.3.4. ðất và dinh dưỡng ðất phù hợp với cây cà chua là ñất thịt nhẹ, ñất thịt trung bình, ñất thịt pha cát, giàu mùn, tơi xốp, tưới tiêu thuận lợi, ñộ pH từ 5,5-7,5. ðộ pH từ 6,0 - 6,5 thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Theo Kiều Thị Thư (1998) ñể có 1 tấn cà chua cần 2,9 kg N; 0,4 kg P; 0,4 kg K và 0,45kg Mg. Cà chua hút nhiều nhất là kali, tiếp ñến là ñạm và ít nhất là lân. Cà chua sử dụng 60% lượng ñạm, 59-60% K2O và 15-20% P2O5 tổng lượng phân bón vào ñất suốt vụ trồng. Ngoài các yếu tố ña lượng N, P, K cà chua cần các yếu tố vi lượng ñể sinh trưởng, phát triển như B, Mn, Mg, Fe, Cu, S. Khi thiếu các yếu tố vi lượng cây sinh trưởng chậm, dễ nhiễm bệnh, rụng hoa, quả non làm giảm năng suất (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). 2.4. Một số thành tựu về chọn giống cà chua ở Việt Nam Nhìn chung, các nghiên cứu chọn tạo giống cà chua thường tập trung vào các mục tiêu như: sinh trưởng khoẻ, năng suất cao, quả cứng, thịt quả dày, tính chịu nứt quả cao, chống chịu sâu bệnh tốt, chịu nhiệt, ngắn ngày, quả chắc, thời gian bảo quản dài, màu sắc chín ñỏ ñều, chất lượng ñáp ứng ñược nhu cầu ăn tươi và chế Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 8 biến... Cho ñến nay, số lượng và chủng loại giống cà chua ñã trở nên rất phong phú, ña dạng, phần nào ñáp ứng ñược nhu cầu của sản xuất và tiêu dùng. Với những mục tiêu này, nhiều giống cà chua ưu tú ñã ñược tạo ra ở Việt Nam, ñáp ứng ñược thực tiễn sản xuất như MV1, XH5, HT7, C95, CS1,… Giống cà chua MV1 có ñặc ñiểm sinh trưởng 90 ñến 100 ngày, có khả năng chịu nóng tốt, ẩm ñộ cao, thấp khác nhau, năng suất trái vụ ñạt 33 ñến 46 tấn/ha, chính vụ trong ñiều kiện thâm canh có thể ñạt 52 ñến 60 tấn/ha, quả chắc, ít dập nát, màu ñỏ tươi, chống chịu tốt với bệnh xoăn lá, cây cao trung bình 65 cm, ñược công nhận giống quốc gia năm 1998 (Nguyễn Hồng Minh và Kiều Thị Thư, 1998). Giống cà chua lai HT7 có khả năng chịu nóng cao, chủ yếu trồng vào các vụ sớm và vụ xuân hè, thuộc dạng ngắn ngày, thấp cây, năng suất ñạt 40 ñến 56 tấn/ha, quả chắc, khối lượng 70 ñến 85 g/quả, chịu vận chuyển, thời gian bảo quản lâu dài… Giống cà chua C95 có năng suất cao, có các chỉ tiêu chất lượng ñáp ứng yêu cầu chế biến công nghiệp, ñược Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận giống Quốc gia năm 2004. Giống CS1 có thời gian sinh trưởng ngắn (120 ngày), ra hoa và chín tập trung, quả nhỏ (40-50 g/quả), chất lượng tốt, vỏ dày, chắc, có khả năng chống chịu virus, thích hợp trồng ở vụ ñông xuân sớm và xuân hè muộn, năng suất ñạt 35 ñến 40 tấn/ha, ñược công nhận là giống khu vực hóa năm 1995 (Trương ðích, 1999). Giống cà chua XH5 có thời gian sinh trưởng từ 130-140 ngày, năng suất vụ ñông xuân ñạt 44 ñến 55 tấn/ha, vụ xuân hè ñạt 30 ñến 40 tấn/ha, khi chín có màu ñỏ tươi có khả năng chịu bệnh héo xanh vi khuẩn, ñốm vi khuẩn và một số bệnh khác, thích hợp cho trồng trái vụ ở miền Bắc Việt Nam, ñược công nhận giống khu vực hóa năm 2002 (Trần Văn Lài và cộng sự, 2005). Hai giống XH1 và XH2 ñược Viện nghiên cứu rau quả chọn ra trong các giống nhập nội từ AVRDC năm 1999, là các giống cà chua ăn tươi, chịu nhiệt tốt, năng xuất ổn ñịnh. Giống XH2 ñã ñược công nhận là giống quốc gia (Bộ NN và PTNT, 2005). Giống PT18 ñược viện nghiên cứu rau quả chọn tạo từ nguồn vật liệu ban ñầu là các giống nhập nội từ AVRDC. Giống sinh trưởng hữu hạn, chiều cao cây Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 9 từ 80 ñến 110 cm, tỷ lệ ñậu quả trung bình ñạt 60 ñến 75%, năng suất thực thu từ 25 ñến 50 tấn/ha, ñược công nhận giống quốc gia năm 2005 (Dương Kim Thoa và Trần Khắc Thi, 2006). Giống cà chua DT 28 do Viện Di truyền Nông nghiệp chọn tạo thuộc dạng hình sinh trưởng bán hữu hạn, thời gian sinh trưởng 120 - 130 ngày, thích hợp trồng vụ ñông sớm và chính vụ cho năng suất trên 50 tấn/ha; vụ xuân hè cho năng suất 30 ñến 33 tấn/ha. Giống ñược Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống tạm thời và cho phép sản xuất thử nghiệm trên diện rộng từ tháng 10/2006. Mặc dù ñã có những thành tựu ñáng kể về chọn tạo các giống cà chua có năng suất cao, chât lượng tốt, chống chịu ñược một số bệnh nhưng chọn tạo giống cà chua kháng virus xoăn vàng lá và chín chậm vẫn còn là một vấn ñề lớn ñối với các nhà chọn giống trong nước. Nghiên cứu chọn tạo giống cà chua năng suất cao, chất lượng tốt, chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá sẽ giúp tăng hiệu quả sản xuất, mang lại lợi ích thiết thực cho người nông dân. 2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua kháng virus xoăn vàng lá Nhìn chung, các nghiên cứu tạo giống cà chua kháng bệnh xoăn vàng lá ñi theo các hướng chủ yếu: (1) tạo giống kháng vector bọ phấn; (2) tạo giống kháng virus xoăn vàng lá nhờ những nguồn kháng tự nhiên từ cà chua dại và (3) tạo giống kháng bệnh nhờ nguồn kháng từ virus thông qua công nghệ RNAi. Trong ñó, tạo giống mang tính kháng tự nhiên ñược cho là hiệu quả nhất ñể phòng chống bệnh (Pena và cộng sự, 2010). 2.5.1. Nghiên cứu về các nguồn gen kháng virus xoăn vàng lá Loài cà chua trồng (Solanum lycopersicum) cực kỳ mẫn cảm với virus xoăn vàng lá (Tomato yellow leaf curl virus – TYLCV). Tuy nhiên, mức ñộ kháng cao với TYLCV ñã ñược tìm thấy trong các loài cà chua dại S. pimpinellifolium, S. peruvianum, S. chilense, S. habrochaites, và S. cheesmaniae. Một vài accession của và S. pimpinellifolium cũng biểu hiện mức ñộ chống chịu tốt với TYLCV (Ji và cộng sự, 2007a; Pena và cộng sự, 2010). Trong các loài cà chua dại biểu hiện tính kháng với TYLCV, S. chilense, S. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 10 habrochaites, và S. peruvianum cung cấp khả năng kháng tốt và ñã ñược sử dụng rộng rãi trong chương trình tạo giống ñể phát triển các giống cà chua thương mại kháng TYLCV (Ji và cộng sự, 2007a; P._.ena và cộng sự, 2010). Một số gen lặn liên quan ñến tính kháng trong các cây có khả năng chống chịu TYLCV từ accession PI26935 thuộc loài S. peruvianum ñã ñược phát hiện bởi Pilowsky và Cohen. Những nghiên cứu này dẫ ñến sự ra ñời của TY20, một giống kháng vừa phải. Tiếp ñó, các dòng giống với khả năng kháng cao như TY172, TY197… ñã ñược phát triển tại Trung tâm Volcani ở Israel từ loài S. peruvianum (Ji và cộng sự, 2007a). Tính kháng trong TY172 ñược ñiều khiển bởi một QLT (Quantitative Trait Locus) lớn và bốn QLT nhỏ, QLT lớn ñược ñặt tên là Ty-5, nằm trên nhiễm sắc thể số 4 (Anbinder và cộng sự, 2009). Các accession LA372, LA452, LA462, LA1274, LA1333, LA1373, và CMV sel INRA (PI126926 × PI128648-6), cũng như S. peruvianum var. humifusum LA385 ñã ñược phát hiện là có khả năng kháng cao với TYLCV. Các gen từ S. peruvianum ñã nhanh chóng ñược ñưa vào các giống lai thương mại tên tuổi và cung cấp khả năng kháng tốt với TYLCV (Ji và cộng sự, 2007a). S. chilense là nguồn gen kháng rất quan trọng trong nhiều chương trình tạo giống trên thế giới. Năm 1991, Zakay và cộng sự ñã báo cáo khả năng kháng cao với TYLCV trong các cá thể LA1969 (Ji và cộng sự, 2007a). Năm 1994, Zamir và cộng sự ñã lập bản ñồ gen Ty-1 trên nhiễm sắc thể số 6 và hai gen bổ sung trên nhiễm sắc thể số 3 và 7 (Ji và cộng sự, 2007a). Việc ñưa gen kháng TYLCV từ LA1969 vào cà chua trồng ñã ñược tiến hành trong các chương trình tạo giống của nhiều nhóm nghiên cứu, nó cũng ñã ñược ñưa vào cà chua trồng bởi một số công ty giống tư nhân (Ji và cộng sự, 2007a). Hiện ñã tìm ra ở S. chilense các accession LA1932, LA1938, LA1959, LA1960, LA1961, LA1963, LA1968, LA1969, LA2747, LA2774, và LA2779 có khả năng kháng ToMoV ở Florida và ñã ñược sử dụng ñể bắt ñầu một chương trình tạo giống kháng bằng phương pháp lai khác loài. Tiêp ñó, LA1932, LA2779, và LA1938 ñã ñược chứng minh là nguồn kháng hữu ích cho chương trình tạo giống cà chua ở Florida. Hiện nay, một số chương trình nhân giống thương mại ñang sử dụng các gen kháng từ S. chilense và người trồng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 11 ñã chấp nhận các giống này trên thị trường (Ji và cộng sự, 2007a). Các ñánh giá tại trung tâm rau thế giới (The World Vegetable Center - AVRDC) cũng cho thấy LA1932 kháng tốt tại tất cả 8 ñịa ñiểm thử nghiệm tại ðông Nam Á (Green và Shanmugasundaram, 2007), gợi ý rằng LA1932 có thể là một nguồn gen kháng tốt cho Việt Nam và cần ñược nghiên cứu thêm. Năm 1982, Hassan và cộng sự ñã ñánh giá các accession LA0386, LA1252, LA1295, LA1352, LA1393, LA1624, và LA1691 thuộc loài S. habrochaites và thấy rằng chúng có khả năng kháng cao với TYLCV, tính kháng từ các accession này là trội (Ji và cộng sự, 2007a). Accession LA1777 ñã ñược công bố có khả năng kháng TYLCV, các cây kháng từ accession này ñược chọn ñể lai với các cây kháng từ accession LA0386 ñể tạo ra một quần thể F1 có khả năng kháng cao, quần thể này ñược sử dụng ñể lai với S. lycopersicum và ñã tạo ra các cây có khả năng miễn dịch và chịu bệnh, tính kháng ñược cho là do một gen trội chính và một số gen nhỏ ñiều khiển (Ji và cộng sự, 2007a). Một dòng giống Ih902 ñã ñược sử dụng ñể tạo ra các cây lai, trong ñó FAVI 9 là một nguồn kháng quan trọng cho các chương trình tạo giống ở Guatemala và các nước Trung ðông khác (Ji và cộng sự, 2007a). Tại Ấn ðộ, S. habrochaites f. glabratum B6013 ñã ñược chứng minh có hai gen lấn át (epistatic genes) kiểm soát tính kháng Tomato leaf curl virus (ToLCV). Sau ñó, các nhà nghiên cứu ở ñây ñã phát triển dòng giống H24 từ accession này. "H24" ñã ñược chứng minh mang gen kháng Ty-2. "H24" tạo ra tính chịu bệnh rõ ràng với một số chủng (strains) TYLCV/ToLCV nhưng không phải tất cả. Ví dụ, H24 chịu ñược các chủng TYLCV/ToLCV ở ðài Loan, miền Bắc Việt Nam, Nam Ấn ðộ, và Israel nhưng mẫn cảm với các chủng TYLCV phía bắc Ấn ðộ, Thái Lan, và Philippines. Ty-2 là nguồn gen kháng ñược sử dụng sớm nhất trong chương trình tạo giống cà chua ở Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á (AVRDC) và ñã ñược khai thác rộng rãi bởi một số công ty giống cây trồng Châu Á (Ji và cộng sự, 2007a). 2.5.2. Bản ñồ phân tử và marker hỗ trợ chọn lọc (MAS) các gen kháng TYLCV Locus Ty-1 ñã ñược lập bản ñồ ñầu tiên trên nhiễm sắc thể số 6 với các RFLP marker TG297 và TG97 sử dụng các quần thể ñược tao ra từ phép lai giữa Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 12 dòng mẹ mẫn cảm cảm M82-1-8 S. lycopersicum với accession kháng TYLCV S. chilense LA1969 (Zamir và cộng sự, 1994). Các cây ñồng hợp tử cho các alen từ S.chilense tại TG297 và TG97 là kháng cao và không tạo ra triệu chứng bệnh. Các marker dựa trên locus TG97 liên kết chặt với gen Ty-1 ñã ñược phát triển tại Hebrew University of Jerusalem, Israel. Cùng với Ty-1, vài gen kháng khác ñã ñược lập bản ñồ trên nhiễm sắc thể số 6 gần vùng Ty-1. Ví dụ như gen Mi-1 có nguồn gốc từ S. peruvianum kháng tuyến trùng nốt sưng rễ, ñịnh vị trong pham vi khoảng 6cM gần locus Ty-1. ðiều này cho phép sử dụng các marker phân tử liên kết với gen Mi-1 làm marker cho gen Ty-1 nếu các alen từ S. peruvianum và S. chilense khác nhau về các marker này. Trường hợp các alen từ 2 loài là giống nhau về các marker này, sử dụng chúng có thể dẫn ñến kết quả sai. CAPS marker REX-1 liên kết với gen Mi-1 có thể ñược sử dụng làm marker phát hiện locus Ty-1 (khoảng 5,5 cM) (Milo, 2001). Tiếp ñó, CAPS marker JB-1 liên kết chặt với Ty-1 ñã ñược xác ñịnh, nó cho phép chọn lọc Ty-1 mà không phụ thuộc vào Mi-1 (Castro và cộng sự, 2007). Marker Jb-1 có nguồn gốc từ RFLP C21, nó tạo ra 3 alen khác nhau nhờ cắt hạn chế sản phẩm PCR bằng enzyme TaqI. Alen 1 có một band xấp xỉ 400bp, alen 2 gồm một band hơi lớn hơn 400 bp và alen 3 có một band 500bp. Alen 2 và 3 là ñồng trội và trội hơn alen 1. Alen 3 ñã phát hiện ñược các dòng mang gen Ty-1 mà không phụ thuộc vào sự có mặt của Mi-1 (Castro và cộng sự, 2007). Locus Ty-2 ñã ñược lập bản ñồ trên nhiễm sắc thể số 11 với các RFLP marker TG393 và TG36 sử dụng dòng giống H24 có nguồn gốc từ S. habrochaites như một nguồn kháng (Hanson và cộng sự, 2000). Hiện nay, một số marker dựa trên PCR cho vùng DNA chuyển vào từ S. habrochaites ñã ñược phát triển. CAPS marker TG105A cho thấy khả năng khuếch ñại mạnh và cắt hạn chế sản phẩm PCR bằng enzyme TaqI ñã tạo ra các band ña hình cho S. habrochaites và S. lycopersicum. Một marker dựa trên PCR khác là T0302 cũng ñược phát triển cho locus Ty-2 mà không phải dùng enzyme giới hạn. Phân tích liên kết cho thấy TG105A và T0302 liên kết chặt với nhau, khoảng cách của các marker này với gen Ty-2 là xấp xỉ 10 cM (Ji và cộng sự, 2007a). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 13 Hình 2.1. Vị trí gen Ty-2 trên nhiễm sắc thể số 11 (Hanson và cộng sự, 2000) Năm 2006, Agrama và Scott ñã ñưa ra một bản ñồ QLT cho tính kháng TYLCV và ToMoV (Tomato Mottle Virus) trong các accession S. chilense LA2779 và LA1932 sử dụng các RAPD marker (Ji và cộng sự, 2007a; Pena và cộng sự, 2010). Nghiên cứu này cho thấy rằng có 3 vùng trên nhiễm sắc thể số 6 góp phần tạo nên tính kháng cả hai virus TYLCV và ToMoV. Vùng thứ nhất bao gồm vùng Ty-1, trong khi hai vùng khác nằm hai bên sườn của các locus sp (self- pruning) và c (potato leaf). Các RAPD marker liên kết với tính kháng trong các vùng này ñã ñược xác ñịnh bằng cách sử dụng các dòng giống kháng có nguồn gốc từ các accession LA2779 và LA1932. Sau ñó, Ji và cộng sự (2007b) ñã lập một bản ñồ chi tiết cho tính kháng begomovirus và nhận ra một vùng DNA lớn ñược chuyển vào từ S. chilense kéo dài từ marker C2_A2g39690 ñến T0834 trong các dòng giống tiên tiến có nguồn gốc từ LA2779 kháng cả hai virus TYLCV và ToMoV. Một locus kháng begomovirus ñã ñược lập bản ñồ ở khoảng giữa marker cLEG-31- P16 và T1079 trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 6, và ñược xác ñịnh là Ty-3. Phía trên locus Ty-3, vùng DNA lớn ñược chuyển vào này cũng nối với vùng Ty-1 gần gen Mi, gợi ý rằng các alen tại cả hai locus Ty-1 và Ty-3 có khả năng cùng tồn tại và nối với nhau. Trái lại, các dòng giống tiên tiến có nguồn gốc từ LA1932 có Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 14 một vùng DNA ñược chuyển vào ngắn hơn, từ cLEG-31-P16 ñến C2_At5g41480, vùng này cũng mang một locus kháng begomovirus mà có lẽ thuộc alen tại locus Ty-3. Ji và Scott (2006) ñã xác ñịnh rằng các locus Ty-3 ñịnh vị trong một khu vực bao gồm locus FER (25 cM, BAC clone 56B23, AY678298). Các trình tự cho các gen G8 của BAC clone 56B23 là khác nhau ñối với các dòng có nguồn gốc từ S. chilense LA2779 và LA1932 (Maxwell và cộng sự, 2007). ðể phân biệt hai introgression này, một từ LA2779 ñược chỉ ñịnh là Ty-3 và một từ LA1932 ñược chỉ ñịnh là Ty-3a. Một marker ñồng trội FLUW25 (SCAR marker) ñã ñược báo cáo (Ji và cộng sự, 2007a) phát hiện ñược các alen Ty-3 và Ty-3 (có nguồn gốc từ S. lycopersicum), nhưng không phát hiện ñược alen Ty-3a (Ji và cộng sự, 2007c). ðể khắc phục vấn ñề này, nhóm tác giả trên ñã phát triển marker ñồng trội P6-25 (SCAR marker) phát hiện ñược các alen Ty-3, Ty-3, Ty-3a (Ji và cộng sự, 2007c). Khi sử dụng cặp mồi P6-25F2/R5 này ñể sàng lọc một vài giống lai từ các công ty giống thương mại, các tác giả ñã nhận ñược mảnh PCR 660 bp từ 3 giống thương mại, các mảnh này ñược giải trình tự và cho thấy 100% tương ñồng với ñoạn từ S. chilense LA1969. Introgression mới ñược phát hiện có nguồn gốc từ S.chilense LA1969 này ñược gọi là Ty-3b (Ji và cộng sự, 2007c). Ji và cộng sự (2008) ñã phát hiện một introgression S. chilense 14 cM trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 3 trong một số dòng giống kháng có nguồn gốc từ LA1932. Sau ñó, một locus kháng begomovirus mới là Ty-4 ñã ñược lập bản ñồ với các marker vào khoảng 2,3 cM giữa C2_At4g17300 và C2_At5g60160 trong vùng introgression (Ji và cộng sự, 2009). Phân tích quần thể phân ly về locus Ty-3 và Ty- 4 ñã chứng minh rằng Ty-3 giải thích 59,6% biến dị kiểu hình kháng (phenotypic variation), trong khi Ty-4 chỉ giải thích cho 15,7%, ñiều này gợi ý rằng Ty-4 tạo ra một hiệu lực kháng TYLCV nhỏ hơn. Các dòng tái tổ hợp mang cả Ty-3 và Ty-4 có mức kháng cao hơn với TYLCV (Ji và cộng sự, 2009). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 15 Hình 2.2. Bản ñồ gen Ty-3 trên nhiễm sắc thể số 6 (Ji và cộng sự, 2007b) Bản ñồ liên kết ñược xây dựng từ quần thể F2 lai giữa loài S. lycopersicum mẫn cảm với dòng giống kháng tiên tiến có nguồn gốc từ LA1932 (bên phải, gắn nhãn LA1932- AL-F2), hoặc giữa loài S. lycopersicum mẫn cảm với dòng giống kháng cao cấp có nguồn gốc từ LA2779 (ở giữa, gắn nhãn LA2779-F2-AL). Các vùng bôi ñen biểu diễn các ñoạn DNA ñược chuyển vào từ S. chilense. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 16 Hình 2.3. Bản ñồ phân tử gen Ty-4 trên nhiễm sắc thể số 3 (Ji và cộng sự, 2009) Anbinder và cộng sự (2009) ñã lập bản ñồ một QLT lớn và bốn QLT phụ nhỏ góp phần tạo nên tính kháng TYLCV trong dòng giống TY172 có nguồn gốc từ S. peruvianum. QLT lớn ñược ñặt tên là Ty-5, ñược lập bản ñồ trên nhiễm sắc thể số 4 trong vùng lân cận của marker SINAC1 và chịu trách nhiệm 39.7 - 46.6% biến dị kiểu hình. Các QLT nhỏ, bắt nguồn từ các cha mẹ kháng hoặc mẫn cảm, ñược lập bản ñồ trên nhiễm sắc thể số 1, 7, 9 và 11, và chịu trách nhiệm 12% biến dị trong mức nghiêm trọng triệu chứng, bổ sung cho gen Ty-5 (Anbinder và cộng sự, 2009). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 17 Hình 2.4. Bản ñồ khoảng cách cM giữa các marker gen Ty-5 trên nhiễm sắc thể 4 (Anbinder và cộng sự, 2009) ðã có nhiều cố gắng trong việc nhận diện và lập bản ñồ các gen qui ñịnh tính kháng TYLCV trong S. pimpinellifolium và S. cheesmaniae nhưng không tạo ra ñược các bản ñồ tốt cũng như không tìm ra ñược các marker liên kết chặt phù hợp cho MAS (Pena và cộng sự, 2010). 2.5.3. ðánh giá các nguồn gen kháng ở các vùng khác nhau Một trong những vấn ñề lớn khi lai tạo giống cà chua kháng begomovirus là khả năng kháng của các alen khác nhau trong các khu vực có mặt các begomovirus khác nhau. Vấn ñề này ñã ñược ñiều tra với một số dòng ở nhiều ñịa ñiểm thử nghiệm. Dòng giống TY52 (mang gen Ty-1) với tính kháng có nguồn gốc từ S. chilense LA1969, ñược phát triển ở Israel, kháng vừa phải với TYLCV. Khi ñánh giá ở Guatemala, nơi có các Begomovirus genome kép với áp lực virus rất cao thì dòng này lại mẫn cảm. Khi ñánh giá trong tám ñịa ñiểm ở ðông Nam Á và tại Florida, Mỹ, TY52 mẫn cảm ở bảy ñịa ñiểm, kháng vừa ở một ñịa ñiểm (Ji và cộng sự, 2007a). ðối với dòng H24 mang gen Ty-2 ToLCV từ S. habrochaites f. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 18 glabratum, các thử nghiệm cho thấy nó kháng ñược tại năm ñịa ñiểm và mẫn cảm hoặc kháng nhẹ ở bốn ñịa ñiểm khác (Ji và cộng sự, 2007a). Trong số chín nguồn gen ñược thử nghiệm tại AVRDC, chỉ có S. chilense LA1932 kháng ñược tại tất cả tám ñịa ñiểm ở ðông Nam Á (Green và Shanmugasundaram, 2007). LA1932 cũng kháng ñược tại các ñịa ñiểm khảo sát ở Florida, Mỹ (Ji và cộng sự, 2007a). Accession này mang cả 3 gen kháng: Ty-1, Ty-3 và Ty-4. Trong ñó, Ty-3 quyết ñịnh khoảng 60% biến dị kiểu hình kháng, ñiều này chứng tỏ Ty-3 là gen chịu trách nhiệm chính ñối với tính kháng TYLCV (Ji và cộng sự, 2007a). Các ñánh giá nguồn gen ở Bangalore, Ấn ðộ và Rehovot, Israel nơi có các begomovirus tương ứng là ToLCV và TYLCV cho thấy dòng giống Ih 902 với tính kháng có nguồn gốc từ S. habrochaites kháng ñược ở cả hai ñịa ñiểm. Trong khi ñó, S. pimpinellifolium LA121 kháng vừa phải ở Ấn ðộ nhưng mẫn cảm ở Israel. Các dòng giống có nguồn gốc từ Ih902 và Fla595 (mang gen Ty-3) với tính kháng bắt nguồn từ S. chilense LA2779 cũng ñược ñánh giá là kháng ở Guatemala, nơi phát tán của ít nhất 7 loài begomovirus khác nhau (Ji và cộng sự, 2007a). Những dòng giống kháng cao với TYLCV từ trung tâm Volcani, Israel, như TY172 và TY197 có gen kháng bắt nguồn từ S. peruvianum, cũng kháng cao ở Guatemala (Ji và cộng sự, 2007a). Như vậy, tại các ñịa ñiểm khác nhau, nơi có sự phân bố khác nhau của các loài begomovirus và có các ñiều kiện khí hậu khác nhau thì khả năng kháng của các dòng giống kháng là khác nhau. Những nghiên cứu trên gợi ý rằng gen Ty-1 và Ty-2 chỉ tạo ñược tính kháng vừa và chịu ñược một số chủng virus. Trong khi gen Ty-3 từ S. chilense ñã tạo nên tính kháng cao ở nhiều nơi, trong ñó có ðông Nam Á. Tất nhiên hiệu quả kháng sẽ cao hơn và bền vững hơn khi quy tụ ñược nhiều gen kháng khác nhau vào cùng một nền di truyền chung, nhưng việc lai và quy tụ nhiều gen kháng là một công việc rất khó khăn. Ứng dụng marker phân tử sẽ giúp phát hiện các gen kháng và chọn lọc các cây kháng trong các phép lai trở lên dễ dàng hơn. Cho ñến nay chỉ có gen Ty-1, Ty-2 và Ty-3 là ñã có marker dựa trên PCR ñược sử dụng phổ biến (Pena và cộng sự, 2010). Do ñó, những nghiên cứu ban ñầu với mục Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 19 ñích chọn tạo giống cà chua kháng virus xoăn vàng lá cho miền bắc Việt Nam nên bắt ñầu từ các gen này, trong ñó Ty-3 là gen nên ñược ưu tiên nhất. 2.6. Nghiên cứu về các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín của quả cà chua 2.6.1. Ethylene và cơ chế chín của quả Ethylene là một phytohormon quan trọng trong cây, ñiều chỉnh nhiều quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Ethylene ñược tổng hợp trong tất cả các tế bào và các mô nhưng nhiều nhất là các mô già, ñặc biệt là trong quả ñang chín, ñược vận chuyển bằng phương thức khuyếch tán. Khi quả bắt ñầu chín, sự tổng hợp ethylene trong quả tăng lên rất nhanh, ñạt cực ñại lúc quả chín hoàn toàn sau ñó giảm ñi nhanh chóng. Sự có mặt của ethylene làm biến ñổi tính thấm của màng dẫn ñến sự giải phóng các enzyme gây nên những biến ñổi sinh hóa có liên quan ñến quá trình chín (các enzyme biến ñổi hô hấp, biến ñổi ñộ chua, ñộ mềm...) ñồng thời kích thích hình thành các enzyme mới trong quá trình hô hấp bột phát và gây nên những biến ñổi sinh hóa gắn liền với sự chín. Qua ñó, ethylene làm tăng hoạt tính của các enzym liên quan ñến sự chín của quả. Theo Barry và cộng sự (2005), sơ ñồ con ñường sinh tổng hợp ethylene gồm 2 bước chính: tổng hợp SAM và oxy hóa ACC. Nguyên liệu ñầu tiên là acid amin methionine, methionine ñược hoạt hóa bằng ATP ñể hình thành nên SAM (S- adenosyl ethionine). Sau ñó từ SAM tạo ra ethylene, acid fomic và CO2. Các thụ thể tiếp nhận ethylene (Ethylene Receptor) Nghiên cứu trên Arabidopsis người ta ñã phát hiện và nhân dòng ñược 5 gen mã hóa cho các receptor liên quan ñến việc cảm ứng sinh ra ethylene trong quá trình chín gồm: CTR1 (constitutive-tripe-respone) (Kieber và cộng sự, 1993), EIN2 (ethylene-insensitive) (Alonso và cộng sự, 1999), EIN3 (Chao và cộng sự, 1997), ERF1 (ethylene-response-factor) (Solano và cộng sự, 1998) và ETR1 (Chang và cộng sự,1993) mã hóa cho các loại recetor có tên tương ứng. Nghiên cứu gen CTR1 (constitutive-tripe-espone) cho thấy gen này mã hóa cho Kinase, có sự tương ñồng cao với gia ñình Raf của serine/threonine kinase (MAPKKK) (Kieber và cộng sự, 1993). Gen CTR1 cũng ñã ñược phân lập ở cà Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 20 chua cho thấy có sự tương ñồng vói ở Arabidopsis (Jones, 1999; Zegzouti và cộng sự, 1999; Leclercq và cộng sự, 2002; Adams-Phillips và cộng sự, 2004). Sản phẩm của CTR1 hoạt ñộng phía sau ETR1, ETR2, ERS1, ERS2 và EIN4 trong ñường hướng vận chuyển tín hiệu và cảm ứng với ethylene, có liên quan tới genes EIN2, EIN3, ERF1 (Giovannoni, 2004; Stepanova & Alonso, 2005) Theo Bleecker và Kende (2000), Giovannoni (2004) và Stepanova và Alonso (2005) cơ chế ñiều hòa của ethylene là: khi Ethylene gắn vào vùng cảm ứng của receptor (gồm 1 hệ thống các receptor thuộc gia ñình ETR) sẽ cảm ứng cho phản ứng xảy ra giữa vùng hisitdine kinase với vùng ñiều hòa của receptor CTR1 (Raf- like kinase) tạo ra thành phức hợp receptor. Phức hợp receptor tác ñộng lên protein màng EIN2 (là một kênh protein vận chuyển nguyên tố khoáng). ðầu C của EIN2 là tín hiệu dương cảm ứng với yếu tố sao mã EIN3 nằm trong nhân. Yếu tố sao mã này hoạt ñộng sẽ cảm ứng sao mã cho gen ERF1 sinh ra yếu tố phản ứng với ethylene. Hình 2.5. Sơ ñồ thể hiện cơ chế ñiều hoà, tác ñộng của Ethylene (Bleecker và Kende,2000) Các nghiên cứu trên cà chua cho thấy có ít nhất 6 loại receptor: LeETR1, leETR2 (Zhou và cộng sự, 1996; Lashbrook và cộng sự, 1998), NR (LeETR3) (Wilkinson và cộng sự, 1995; Payton và cộng sự, 1996), LeETR5 (Tieman and Klee, 1999), và LeETR6 (Ciardi and Klee, 2001). Sự biểu hiện của các receptor này phụ thuộc vào từng giai ñoạn sinh trưởng, phát triển và phụ thuộc vào sự tác ñộng từ môi trường. Nghiên cứu về ñặc ñiểm protein receptor ñã chỉ ra rằng nó gồm có 3 phần chính: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 21 + Vùng sensor (ethylene binding) (aa1-aa313): là vùng cảm ứng tiếp nhận ethylene, là ñầu N kị nước, có cầu S-S và ñược gắn trên màng mạng lưới nội chất ER. + Vùng histidine Kinase (aa314-aa581). + Vùng respone (receiver): (aa582-aa738) Quyết ñịnh cảm ứng ở mức ñội khác nhau với ethylene. Hình 2.6. Sự khác biệt về cấu trúc của 5 loại receptor ethylene ở cà chua (Tieman và Klee, 1999) 2.6.2. Các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín của quả Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín ở cà chua có thể chia thành 2 dạng chính: các ñột biến liên quan ñến sự tổng hợp tăng cường của ethylene trong quá trình chín và các ñột biến liên quan ñến khả năng phục hồi biểu hiện của các gen liên quan ñến sự chín của ethylene (Adams- Phillips và cộng sự, 2004a; Giovannoni, 2004) ðại diện cho nhóm thứ nhất gồm có các ñột biến: rin (ripening inhibitor), non-ripening (nor) và ñột biến liên quan ñến sự biến ñổi màu của quả chín. ðặc ñiểm của các dạng ñột biến này là ethylene không ñược tổng hợp khi chín nhưng luôn ñược duy trì ở mức cơ bản (baseline). Khi xử lý với ethylene có thể phục hồi ñược biểu hiện của một số gen nhưng quả không chín. ðiều này có thể giải thích là do các locus ñột biến này ñiều hòa biểu hiện của các yếu tố Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 22 trong quá trình quả chín mà ñộc lập với ethylene và các yếu tố ñó có thể ức chế sự chín hoàn toàn của quả (Giovannoni, 2004) ðại diện cho nhóm thứ hai là các ñột biến liên quan ñến các thụ cảm tiếp nhận ethylenen như Nr. Với dạng ñột biến này, ethylene vẫn tăng trong khi chín nhưng sự biểu hiện của các gen liên quan ñến sự chín bị giảm. Chúng sẽ không chín ngay cả khi xử lý với ethylene (Lanahan và cộng sự, 1994). Dạng ñột biến rin (ripening inhibitor) Năm 1993, Picton và cộng sự ñã nhân dòng các cDNA liên kết với dạng ñột biến này và phát hiện ñược một loạt các ERT: ERT1, ERT10, và ERT15 là các cDNA có phản ứng sinh mARN trong quá trình chín của dạng ñột biến này. Khi xử lý dạng ñột biến này với ethylene thì 1 phần các gen này ñược sao mã, chứng tỏ dạng ñột biến này vẫn có khả năng phản ứng với ethylene ngoại sinh (Lincoln & Fischer, 1988; Knapp và cộng sự, 1989) Hình 2.7. Bản ñồ gen rin trên nhiễm sắc thể số 5 của cà chua Ở thực vật, mỗi loài ñều có hộp gene chứa các gene mã hóa cho các yếu tố sao mã, ñiều khiển quá trình ra hoa và chín của quả ñược gọi là MADS-box transcription factor. Ví dụ như ở Arabidosis, hộp ñen MADS-box có 47 gen (Rebekah và cộng sự, 2008). Trong khi ñó ở cà chua, theo nghiên cứu của Vrebalov (2002) ñã phát hiện ra rằng gene rin là một gen nằm trong hộp gen này. Cũng theo Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 23 nghiên cứu này gene rin nằm trên nhiễm sắc thể số 5 và sự biểu hiện của rin là do tác ñộng của 2 locus kiểm soát sự chín và ñiều khiển sự phát triển của ñài hoa. . Hình 2.8. Sơ ñồ vị trí của các cặp mồi phát hiện gen rin và mc Nhóm nghiên cứu ñã chỉ ra rằng C34 và C43 ñều là thành viên của gia ñình MADS-box và ñược gọi là tên tương ứng LeMADS-RIN và LeMADS-MC. Trong ñó LeMADS-RIN mã hóa cho gene ức chế sự chín và LeMADS-MC có ảnh hưởng xác ñịnh sự nở hoa và sự phát triển của ñài hoa cà chua. Từ ñó thiết kế ñược các cặp mồi phát hiện các gene này dựa vào phương pháp PCR. Dạng ñột biến Never ripe (Nr) Dạng ñột biến này ñược phát hiện từ rất sớm bởi Rick & Butler vào năm 1956. ðây là một dạng ñột biến bán trội xảy ra tại 1 trong các receptor cảm ứng với ethylene (Lanahan và cộng sự,1994; Wilkinson và cộng sự, 1995). Dạng ñột biến Nr này ñược sử dụng trong nhiều nghiên cứu về vai trò của ethylene trong các giai ñoạn phát triển khác nhau (Aloni và cộng sự, 1998; Hansen và Grossmann, 2000), nghiên cứu biểu hiện của gene (Nakatsuka và cộng sự, 1998; Rose và cộng sự, 1997) và khả năng kháng stress (Ciardi và cộng sự, 2000) Khi gen NR ở cà chua bình thường bị ñột biến DNA thay C bằng T làm thay ñổi acid amin proline bằng acid amin leucine tại vị trí 411 trong vùng sensor của receptor ETR1 sẽ dẫn ñến sự xuất hiện của gen Nr có kiểu hình cà chua Nr. Qủa cà chua bị ñột biến làm thay ñổi quá trình tạo màu sắc, ñộ mềm cả quả. Dạng ñột biến Never-ripe-2 (Nr-2) và Green ripe (Gr) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 24 ðột biến Nr-2 có trình tự gen mã hóa không tương ñồng với ñột biến Nr. ðột biến Nr-2 ñược chỉ ra là do gen Nr-2, nằm trên nhánh dài của NST số 1 (Giovannoni và cộng sự, 2005). Nghiên cứu sự di truyền của 2 dạng ñột biến Gr và Nr-2 cho thấy ñây là 2 dạng ñột biến trội. Khi lập bản ñồ di truyền của 2 dạng ñột biến cho thấy gen quy ñịnh dạng ñột biến này nằm trên 1 vùng 2cM giữa 2 chỉ thị TG260 và TG245 trên nhánh dài của NST số 1 (Barry và cộng sự, 2005). Hình 2.9. Bản ñồ gene Gr và Nr-2 trên nhiễm sắc thể số 1 của cà chua (Barry và cộng sự, 2005) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 25 PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 3.1. Vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1. Vật liệu Vật liệu nghiên cứu gồm 50 mẫu giống cà chua ñược nhập nội từ: Mỹ, Pháp, Nhật Bản và Nga, ñối chứng là giống HT7. Danh sách nguồn vật liệu nghiên cứu ñược trình bày trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Nguồn vật liệu sử dụng trong nghiên cứu STT Ký hiệu Nguồn thu thập STT Ký hiệu Nguồn thu thập 1 2 Mỹ 27 102 Nhật 2 3 Mỹ 28 106 Nhật 3 9 Mỹ 29 107 Nhật 4 17 Pháp 30 110 Mỹ 5 18 Pháp 31 111 Mỹ 6 20 Pháp 32 117 Mỹ 7 28 Nga 33 118 Mỹ 8 41 Pháp 34 120 Mỹ 9 58 Pháp 35 121 Mỹ 10 59 Pháp 36 124 Mỹ 11 71 Pháp 37 125 Mỹ 12 73 Pháp 38 128 Mỹ 13 75 Pháp 39 129 Mỹ 14 76 Pháp 40 130 Mỹ 15 77 Nhậ 41 131 Mỹ 16 78 Nhật 42 132 Mỹ 17 79 Nhật 43 134 Mỹ 18 80 Nhật 44 138 Mỹ 19 82 Nhật 45 141 Mỹ 20 84 Nhật 46 142 Mỹ 21 89 Nhật 47 143 Mỹ 22 91 Nhật 48 146 Mỹ 23 94 Nhật 49 154 Mỹ 24 95 Nhật 50 157 Mỹ 25 98 Nhật 51 HT7 (ðC) Việt Nam 26 101 Nhật Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 26 3.1.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu Các nghiên cứu ñược thực hiện tại phòng nghiên cứu Bộ môn Công nghệ sinh học ứng dụng và khu thí nghiệm ñồng ruộng khoa Công nghệ sinh học - Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội, Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội trong thời gian từ 22/09/2010 ñến tháng 07/2011. 3.2. Nội dung nghiên cứu - Thí nghiệm 1: khảo sát một số ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng quả, khả năng kháng virus trên ñồng ruộng của các mẫu giống cà chua nhập nội trong vụ ñông xuân 2011. - Thí nghiệm 2: phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá trong tập ñoàn các mẫu giống bằng phương pháp PCR sử dụng cặp mồi P6-25F2/R5. - Thí nghiệm 3: phát hiện gen chín chậm rin trong tập ñoàn các mẫu giống bằng phương pháp PCR sử dụng cặp mồi C43F/R. - Thí nghiệm 4: ñánh giá ñặc tính chín chậm của quả của các mẫu giống mang gen chín chậm rin (phát hiện nhờ PCR) và so sánh với một số mẫu giống không mang gen rin. - Thí nghiệm 5: khảo sát một số ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng quả, khả năng kháng virus trên ñồng ruộng của một số mẫu giống tốt trong vụ xuân hè muộn 2011. 3.3. Phương pháp nghiên cứu 3.3.1. Các thí nghiệm khảo sát ñánh giá tập ñoàn cà chua Bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm khảo sát tập ñoàn cà chua ñược bố trí theo kiểu tuần tự một hàng không nhắc lại, mỗi mẫu giống trồng 20 cây. + Thời vụ: - ðông xuân: gieo ngày 21/9/2010, trồng ngày 21/10/2010 - Xuân hè muộn: gieo ngày 25/2/2011, trồng ngày 26/3/ 2011 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 27 Kỹ thuật trồng và chăm sóc: Áp dụng theo hướng dẫn trong tiêu chuẩn ngành 10TCN219: 2006 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (Bộ NN và PTNT, 2006). - Giai ñoạn vườn ươm: hạt giống ñược gieo trên giá thể gồm trấu hun và ñất bột theo tỷ lệ 1:1. Hạt ñược gieo trong khay bầu, tưới phun mù ñủ ẩm, ñặt trong nhà có mái che. Hàng ngày chăm sóc, tưới nước và giữ ẩm cho cây. Khi cây con ñược 5-6 lá thì trồng. - Giai ñoạn trồng ở ruộng sản xuất: + Chọn ñất, lên luống: thí nghiệm ñược bố trí trên ñất trồng lúa, lên luống cao 25 cm, mặt luống rộng 1 m, rãnh rộng 50 cm. + Mật ñộ 2.67 vạn cây/ha, trồng 2 hàng/luống, cây x cây 50 cm, hàng x hàng 65 cm. + Lượng phân bón cho 1 ha: 20 tấn phân hữu cơ,100kg N, 100kg P2O5, 100kg K2O. Bón lót toàn bộ phân hữu cơ, toàn bộ phân lân, 1/3 phân ñạm và 1/3 kali. Lượng ñạm và kali còn lại chia ñều bón thúc vào 3 lần xới vun. + Tưới nước: sau khi trồng cần tưới nước giữ ẩm cho ñất khoảng 75% + Vun xới, làm cỏ: vun xới kết hợp bón thúc lần 1 sau trồng 30 ngày, lần 2 khi sau trồng 60 ngày, lần 3 sau trồng 80 ngày. Thường xuyên nhổ bỏ cỏ dại. + Làm giàn hình chữ A khi cây cao 30 - 40 cm + Tỉa cành: ñối với giống vô hạn tỉa bỏ cành phụ, chỉ ñể lại 2 thân chính. + Phòng trừ sâu bệnh hại: theo dõi và phòng trừ bệnh xoăn vàng lá, mốc sương, héo xanh vi khuẩn bằng thuốc Daconil, Zinep; phòng trừ sâu cắt lá, sâu xám, sâu vẽ bùa, sâu xanh, sâu ñục quả bằng thuốc Sherpa. + Thu hoạch khi quả bắt ñầu chuyển màu (bắt ñầu chín), số lần thu căn cứ vào ñặc ñiểm chín của giống. Các chỉ tiêu theo dõi: áp dụng theo hướng dẫn trong tiêu chuẩn ngành 10TCN219: 2006 (Bộ NN và PTNT, 2006) và 10TCN557-2002 (Bộ NN và PTNT, 2002). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 28 - Các giai ñoạn sinh trưởng: - Thời gian từ trồng ñến ra hoa: khi 50% số cây trong ô thí nghiệm có hoa ñầu tiên. - Thời gian từ trồng ñến thu quả ñợt 1: khi 50% số cây theo dõi có quả chín. - Thời gian từ trồng ñến kết thúc thu hoạch: tính ñến ngày thu hết quả thương phẩm. - Một số chỉ tiêu về cấu trúc cây và hình thái lá: - Kiểu hình sinh trưởng: quan sát ñặc tính ra hoa và sinh trưởng của cây vào giai ñoạn ra hoa: kiểu hữu hạn, khi cây ra hoa rộ thân chính ngừng sinh trưởng; kiểu vô hạn, cây ra hoa thân chính vẫn tiếp tục sinh trưởng và kiểu bán hữu hạn, trung gian giữa hai kiểu trên. +Mức ñộ xanh của lá: quan sát màu mặt trên phiến lá khi thu hoạch lứa quả thứ 2-3, các mức: xanh ñậm, xanh, xanh sáng. + Dạng lá: quan sát sự phân thùy của lá chét thời kỳ thu hoạch lứa quả thứ 2 - 3, gồm dạng lá bình thường và dạng lá khoai tây. + Số ñốt từ gốc tới chùm hoa thứ nhất: theo dõi thời kỳ ra chùm hoa thứ 2 - 3. + Chiều cao từ gốc tới chùm hoa thứ nhất: ño từ cổ rễ ñến chùm hoa 1, theo ._.ều cao cây thấp nhất là 59 (80 cm), cao nhất là 107 (190 cm), ñối chứng H7 có chiều cao cây là 73.2 cm. Bảng 4.9. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây vụ xuân hè muộn 2011 STT MG Chiều cao từ gốc tới chùm hoa thứ nhất (cm) Số ñốt dưới chùm hoa thứ nhất (cm) Chiều cao thân chính (cm) 1 18 56.2 7 180.0 2 59 34.8 7 80.0 3 75 40.5 6 150.0 4 76 42.6 7 120.0 5 79 48.3 7 135.0 6 80 24.1 6 150.0 7 84 15.3 9 85.0 8 101 25.6 8 140.0 9 102 20.8 8 130.0 10 106 18.7 8 90.5 11 107 44.8 7 190.0 12 111 50.6 10 170.0 13 117 29.8 6 145.0 14 125 25.3 9 85.0 15 141 40.3 7 130.0 16 146 29.7 9 130.0 17 154 26.1 7 89.0 18 157 27.3 8 91.0 19 ðC 28.4 8.2 73.2 Chú thích: như bảng 4.2 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 59 4.4.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm nở hoa Kết quả theo dõi trình bày trong bảng 4.10 cho thấy: Về ñặc ñiểm nở hoa: không thay ñổi so với vụ ñông xuân, có 12 mẫu giống nở hoa rải rác, HT7 và 9 mẫu giống còn lại nở hoa tập trung. Kiểu chùm hoa: không có sự thay ñổi so với vụ ñông xuân, chủ yếu là ñơn giản chỉ có duy nhất mẫu giống 80 có kiểu chùm hoa trung gian, ñối chứng H7 cũng có kiểu chùm hoa ñơn giản. Số hoa/chùm: dao ñộng trong khoảng 3.1 ñến 14.9, trong ñó mẫu giống có số hoa/chùm thấp nhất là 75 (3.1 hoa/ chùm), mẫu giống có số hoa/ chùm cao nhất là 141 (14.9 hoa/ chùm), ñối chứng H7 có 6.5 hoa/ chùm. Bảng 4.10. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm hoa và nở hoa vụ xuân hè muộn 2011 Chú thích: như bảng 4.3 4.4.4. ðánh giá tình hình nhiễm một số sâu bệnh hại chính Trong vụ xuân hè muộn, do nhiệt ñộ từ giai ñoạn trồng cây con ra ruộng khá cao nên không thấy bệnh mốc sương xuất hiện gây hại. Bệnh héo xanh cũng ít xuất TT MG Kiểu chùm hoa ðặc ñiểm nở hoa Số hoa/chùm 1 18 ðG RR 7.1 2 59 ðG TT 6.1 3 75 ðG RR 3.1 4 76 ðG RR 5.8 5 79 ðG RR 7.2 6 80 TG RR 7.9 7 84 ðG RR 6.8 8 101 ðG RR 5.6 9 102 ðG TT 7.8 10 106 ðG TT 4.9 11 107 ðG RR 4.2 12 111 ðG RR 4.3 13 117 ðG RR 4.2 14 125 ðG TT 7.4 15 141 ðG RR 14.9 16 146 ðG RR 13.8 17 154 ðG TT 6.8 18 157 ðG TT 7.1 19 ðC ðG TT 6.5 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 60 hiện, gây hại không ñáng kể do cà chua ñược trồng trên ñất trồng lúa. Chỉ có bệnh virus xoăn vàng lá gây hại nặng. Do trong vụ xuân hè muộn nhiệt ñộ cao nên thời gian sinh trưởng của các mẫu giống ñược rút ngắn, do ñó tình hình nhiễm virus ñược ñánh giá lần ñầu sau trồng 40 ngày, lần hai sau trồng 50 ngày và lần cuối vào giai ñoạn sau trồng 60 ngày. Kết quả ñánh giá tình hình nhiễm virus xoăn vàng lá trên ñồng ruộng theo chỉ số DSI ñược quy ra chỉ số bệnh và ñược trình bày trong bảng 4.11. Bảng 4.11. Tình hình nhiễm virus xoăn vàng lá trên ñồng ruộng vụ xuân hè muộn 2011 Chỉ số bệnh sau trồng STT MG 40 ngày 50 ngày 60 ngày 1 18 0.08 0.13 0.25 2 59 0.11 0.21 0.26 3 75 0.10 0.16 0.24 4 76 0.09 0.15 0.35 5 79 0.03 0.13 0.19 6 80 0.09 0.11 0.16 7 84 0.06 0.11 0.26 8 101 0.11 0.24 0.31 9 102 0.05 0.18 0.21 10 106 0.11 0.15 0.26 11 107 0.06 0.14 0.21 12 111 0.16 0.25 0.25 13 117 0.08 0.14 0.20 14 125 0.00 0.05 0.08 15 141 0.09 0.11 0.16 16 146 0.09 0.18 0.24 17 154 0.00 0.00 0.00 18 157 0.00 0.00 0.00 19 ðC 0.04 0.09 0.18 Kết quả trình bày trong bảng 4.11 cho thấy: Giai ñoạn sau trồng 40 ngày: các mẫu giống 125, 154, 157 chưa có cây biểu hiện triệu trứng. Các mẫu giống còn lại ñều biểu hiện triệu chứng nhiễm virus với chỉ số bệnh từ 0.03 ñến 0.16, cao nhất ở mẫu giống 111 (0.16) và 1066 (0.11). Giai ñoạn sau trồng 50 ngày: các mẫu giống 154, 157 vẫn chưa có cây nhiễm virus, mẫu giống 125 có 2 cây nhiễm virus với chỉ số DSI là 2, qui ra chỉ số bệnh là 0.05. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 61 Chỉ số bệnh ở các mẫu giống còn lại tăng mạng so với giai ñoạn 40 ngày sau trồng, dao ñộng từ 0.09 ñến 0.25, cao nhất ở các mẫu giống 111 (0.25) và 101 (0.24). Giai ñoạn sau trồng 60 ngày: chỉ số bệnh ở mẫu giống 125 tăng lên là 0.08, mẫu giống 154 và 157 không biểu hiện triệu trứng. Chỉ số bệnh ở các mẫu giống còn lại tiếp tục tăng, dao ñộng từ 0.16 ñến 0.35, cao nhất ở mẫu giống 76 (0.35) và 101 (0.31). Như vậy, kết quả này cho thấy mẫu giống 125 nhiễm virus rất nhẹ, 154 và 157 không biểu hiện triệu chứng nhiễm virus. Các mẫu giống còn lại ñều có cây nhiễm virus, tỷ lệ nhiễm virus nhìn chung cao hơn nhiều so với vụ ñông xuân. 4.4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Kết quả nghiên cứu bảng 4.12 cho thấy: Tỷ lệ ñậu quả dao ñộng từ 27.7 ñến 78.7 %, trong ñó thấp nhất là 76 (27.7 %), cao nhất là 59 (78.7 %), ñối chứng H7 là 74.7 %. Nhìn chung tỷ lệ ñậu quả vụ xuân hè muộn thấp hơn nhiều so với vụ ñông xuân do nhiệt ñộ cao ảnh hưởng rất lớn ñến quá trình thụ phấn, thụ tinh. Số chùm quả/ cây dao ñộng từ 3.0 ñến 23.7 chùm, trong ñó mẫu giống có số chùm nhiều nhất là 125 (23.7 chùm), ít nhất là 79 (3.0 chùm), ñối chứng H7 là 7.8 chùm. Số quả trung bình/ cây dao ñộng trong khoảng 8.5 ñến 149.7 quả/ cây, ít nhất là 76 (8.5 quả/ cây), nhiều nhất là 146 (149.7 quả/ cây), ñối chứng H7 là 37.9 quả/ cây. Tổng số quả trung bình/ cây bao gồm số quả lớn và số quả nhỏ / cây. Số quả lớn dao ñộng từ 7.2 ñến 132.2 quả/ cây, nhiều nhất là 146, ít nhất là 107, ñối chứng H7 có 29.3 quả/ cây. Số quả nhỏ dao ñộng trong khoảng 1.2 ñến 17.5 quả/ cây, ít nhất là 76, nhiều nhất là 146, ñối chứng H7 có số quả nhỏ là 8.6 quả/ cây. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 62 Bảng 4.12. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống vụ xuân hè muộn 2011 STT MG Tỷ lệ ñậu quả (%) Số chùm quả/cây (chùm quả) Tổng số quả/cây (quả) Số quả lớn/cây (quả) Số quả nhỏ/cây (quả) KLTB quả lớn (g/quả) KLTB quả nhỏ (g/quả) NSCT (g/cây) 1 18 53.0 4.8 18.1 15.7 2.4 160.3 28.1 2584.2 2 59 78.7 12.3 59.0 50.8 8.2 45.4 12.8 2411.3 3 75 62.9 7.2 14.0 12.0 2.0 241.7 62.5 3025.4 4 76 27.7 5.3 8.5 7.3 1.2 243.6 55.2 1844.5 5 79 47.6 3.0 10.3 8.5 1.8 348.2 80.3 3104.2 6 80 54.0 6.9 29.4 22.8 6.6 172.7 37.4 4184.4 7 84 70.4 7.1 34.0 25.2 8.8 70.1 18.6 1930.2 8 101 70.2 6.0 23.6 17.8 5.8 77.8 16.5 1480.5 9 102 60.4 6.3 29.7 24.6 5.1 75.3 15.9 1933.5 10 106 67.0 9.8 32.2 26.1 6.1 110.7 28.3 3061.9 11 107 40.3 6.1 10.3 7.2 3.1 298.1 76.7 2384.1 12 111 70.8 4.8 14.6 12.6 2.0 239.8 54.2 3129.9 13 117 54.7 5.9 13.6 11.3 2.3 288.4 70.5 3421.1 14 125 50.4 23.7 88.4 76.8 11.6 37.6 12.1 3028.0 17 141 53.6 7.4 59.1 52.3 6.8 66.5 14.2 3574.5 18 146 76.4 14.2 149.7 132.2 17.5 9.8 1.0 1313.1 19 154 66.5 16.7 75.5 66.8 8.7 35.3 10.1 2445.9 20 157 63.7 15.9 71.9 63.2 8.7 38.4 10.6 2519.1 21 ðC 74.7 7.8 37.9 29.3 8.6 83.6 20.7 2627.5 Khối lượng trung bình quả lớn dao ñộng trong khoảng 9.8 ñến 348.2 g/ quả, trong ñó mẫu giống có khối lượng trung bình quả lớn cao nhất là 79 (348.2 g/ quả, thấp nhất là 146 (9.8 g/ quả), khối lượng quả lớn của ñối chứng H7 trung bình ñạt 83.6 g/ quả. Khối lượng trung bình quả nhỏ của các mẫu giống dao ñộng trong khoảng 1.0 ñến 80.3 g/ quả, ñối chứng H7 có khối lượng trung bình quả nhỏ là 20.7 g/ quả. Năng suất cá thể của các mẫu giống trong vụ xuân hè muộn thấp hơn nhiều vụ ñông xuân do tỷ lệ ñậu quả thấp, số chùm quả/cây ít do các chùm hoa ra về sau thường không ñậu quả vì nhiệt ñộ cao. Kết quả nghiên cứu trong bảng 4.12 cho thấy năng suất cá thể của các mẫu giống dao ñộng trong khoảng 1313.1 ñến 4184.4 g/cây. Trong ñó mẫu giống có năng suất cá thể thấp nhất là 146 (1313.1 g/cây), cao nhất là 80 (4184.4 g/cây). Các mẫu giống 75, 125, 106, 79, 111, 117, 141, 180 ñều có năng suất cá thể cao hơn ñối chứng HT7 (2627.5 g/ cây) trên 15 %. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 63 4.4.6. Một số ñặc ñiểm hình thái và chất lượng quả Kết quả nghiên cứu về một số ñặc ñiểm hình thái và chất lượng quả trong bảng 4.13.a cho thấy: Màu sắc quả chín: các mẫu giống 59, 76, 111, 117 có quả chín màu da cam. Các mẫu giống còn lại ñều có quả chín ñỏ. ðường kính quả: dao ñộng từ 3.3 ñến 10.7 cm, lớn nhất là mẫu giống 117 (10.7 cm), nhỏ nhất là mẫu giống 146 (3.3 cm). Hình dạng quả: 2 mẫu giống có dạng quả dẹt là 111 và 117; 5 mẫu giống có dạng quả tròn là 59, 80, 102, 138, 146; 4 mẫu giống có dạng quả tròn dài là 18, 125, 154, 157; ñối chứng H7 có dạng quả tròn; 9 mẫu giống còn lại có dạng quả tròn dẹt. Số ngăn hạt/quả: dao ñộng từ 2 ñến 20 ngăn hạt/quả, các mẫu giống có ít ngăn hạt nhất là 125, 141 và 146 (2 ngăn), nhiều ngăn hạt nhất là 117 (20 ngăn), ñối chứng H7 có 3 ngăn hạt/quả. Bảng 4.13.a. Một số ñặc ñiểm hình thái quả vụ xuân hè muộn 2011 TT MG Màu sắc quả chín Chiều cao quả ðường kính quả Chỉ số hình dạng quả Số ngăn hạt 1 18 ðỏ 5.8 4.7 1.23 3.0 2 59 DC 5.0 4.9 1.02 3.0 3 75 ðỏ 4.5 7.5 0.60 7.2 4 76 DC 7.0 8.5 0.82 10.3 5 79 ðỏ 6.2 8.2 0.76 10.0 6 80 ðỏ 5.5 5.8 0.95 12.0 7 84 ðỏ 5.2 7.0 0.74 9.0 8 101 ðỏ 6.2 8.9 0.70 10.0 9 102 ðỏ 6.4 6.6 0.97 9.0 10 106 ðỏ 5.1 7.7 0.66 6.0 11 107 ðỏ 7.1 8.3 0.86 12.2 12 111 DC 5.3 9.6 0.55 11.0 13 117 DC 5.1 10.7 0.48 20.2 14 125 ðỏ 4.8 4.2 1.14 2 17 141 ðỏ 4.7 5.3 0.89 2 18 146 ðỏ 3.4 3.3 1.03 2 19 154 ðỏ 5.3 4.4 1.20 3. 20 157 ðỏ 5.0 4.2 1.19 3 21 ðC ðỏ 5.2 5.8 0.9 3 Chú thích: như bảng 4.6.a Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 64 Kết quả nghiên cứu về chất lượng quả trong bảng 4.13.b cho thấy: Khẩu vị của các mẫu giống chủ yếu là ngọt dịu, ñối chứng HT7 ngọt dịu, có 9 mẫu giống chua dịu, duy nhất mẫu giống 131 có khẩu vị ngọt. Hương vị của các mẫu giống ñều thơm, phù hợp với yêu cầu tiêu dùng tươi và chế biến. ðộ ướt thịt quả: 5 mẫu giống có thịt quả khô (76, 79, 117, 138, 141), 7 mẫu giống có ñộ ướt thịt quả ướt, ñối chứng H7 có thịt quả khô nhẹ, các mẫu giống còn lại ñều có thịt quả khô. ðộ cứng quả: 6 mẫu giống quả cứng, 3 mẫu giống quả mềm, các mẫu giống còn lại ñều có ñộ chắc quả trung bình. ðộ Brix: dao ñộng từ 2.5 ñến 5.5 %, trong ñó mẫu giống có ñộ Brix cao nhất là 131 (5.5 %), thấp nhất 141 (2.5 %), ñối chứng H7 có ñộ Brix 4.5 %. Bảng 4.13.b. Một số ñặc ñiểm về chất lượng quả vụ xuân hè muộn 2011 TT MG Khẩu vị Hương vị ðộ ướt thịt quả ðộ cứng quả ðộ Brix (%) 1 18 Ngọt dịu Thơm Khô nhẹ Cứng 3.5 2 59 Chua dịu Thơm Khô nhẹ Mềm 5.0 3 75 Chua dịu Thơm Khô nhẹ Trung bình 4.7 4 76 Chua dịu Thơm Khô Cứng 4.2 5 79 Ngọt dịu Thơm Khô Cứng 4.3 6 80 Ngọt dịu Thơm Khô nhẹ Trung bình 3.7 7 84 Ngọt dịu Thơm Ướt Cứng 3.9 8 101 Ngọt dịu Thơm Khô nhẹ Trung bình 3.1 9 102 Ngọt dịu Thơm Ướt Trung bình 4.0 10 106 Chua dịu Thơm Ướt Mềm 4.4 11 107 Chua dịu Thơm Khô nhẹ Trung bình 4.1 12 111 Chua dịu Thơm Ướt Mềm 3.6 13 117 Chua dịu Thơm Khô Trung bình 3.6 14 125 Ngọt dịu Thơm Ướt Trung bình 3.5 17 141 Chua dịu Thơm Khô Cứng 2.5 18 146 Chua dịu Thơm Khô nhẹ Cứng 3.2 19 154 Ngọt dịu Thơm Ướt Trung bình 4.5 20 157 Ngọt dịu Thơm Ướt Trung bình 4.5 21 ðC Ngọt dịu Thơm Khô nhẹ Cứng 4.5 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 65 4.5. ðề xuất một số mẫu giống cà chua triển vọng Thí nghiệm khảo sát các mẫu giống cà chua cho thấy nhiều mẫu giống có các tính trạng tốt như năng suất cao, quả to, ñộ brix cao, chất lượng quả tốt, hình dạng quả ñẹp… Thí nghiệm phát hiện gen chín chậm rin và gen kháng virus xoăn vàng lá Ty-3 bằng phương pháp PCR ñã tìm ra ñược 3 mẫu giống mang gen rin và 2 mẫu giống mang gen Ty-3. Các mẫu giống này là nguồn vật liệu quý phục vụ cho công tác chọn tạo giống cà chua năng suất cao, chất lượng tốt, chín chậm và kháng virus. Từ kết quả của các nghiên cứu này, chúng tôi ñề xuất 12 mẫu giống cà chua triển vọng. Danh sách các mẫu giống và một số tính trạng cơ bản của các mẫu giống ñược so sánh với ñối chứng trong bảng 4.14. Các mẫu giống triển vọng ñều có màu quả chín ñỏ ñẹp, ñộ brix ñáp ứng ñược yêu cầu của người tiêu dùng (> 4%), khẩu vị ngọt, ngọt dịu hoặc chua dịu, ñộ cứng quả từ trung bình ñến cứng, năng suất cá thể cao hơn ñối chứng 15 %. Hai mẫu giống 75 và 79 có năng suất và chất lượng quả tốt ở cả vụ ñông xuân và xuân hè muộn. Hai mẫu giống 154 và 157 có năng suất cao trong vụ ñông xuân, có gen kháng virus xoăn vàng lá Ty-3, kháng tốt virus trên ñồng ruộng. Riêng 146 là giỗng cà chua bi (cà chua anh ñào) có phẩm vị ăn tươi ngon, năng suất khá, thích hợp với mục ñích làm món tráng miệng hay salad nguyên quả. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 66 Bảng 4.14. Các tính trạng cơ bản của các mẫu giống triển vọng trong vụ ñông xuân 2010 và vụ xuân hè muộn 2011 STT MG Vụ trồng NSCT (g/cây) Màu sắc quả chín ðộ Brix (%) ðộ chắc quả Tỷ lệ ñậu quả (%) Khẩu vị ðường kính quả (cm) Chỉ số hình dạng quả Số ngăn hạt/ quả KLTB quả lớn (g/quả) Từ trồng ñến kết thúc thu hoạch (ngày) Chiều cao thân chính (cm) Tổng số quả/cây (quả) 1 28 ðX 4684.5 ðỏ 5.4 Cứng 100 Cd 3.3 1.24 2.0 18.9 145 280.5 263.6 ðX 4340.7 ðỏ 4.9 TB 94.7 Cd 9.1 0.55 7.8 246.2 135 177.9 19.4 2 75 XHM 3025.4 ðỏ 4.7 TB 62.9 Cd 7.5 0.6 7.0 241.7 100 150 14.0 ðX 3801.1 ðỏ 4.5 Cứng 60.0 Nd 9.1 0.51 10.7 351.6 145 121.5 12.3 3 79 XHM 3104.2 ðỏ 4.3 Cứng 47.6 Nd 8.2 0.76 10.0 348.2 100 135 10.3 4 80 ðX 5338.2 ðỏ 4.0 TB 84.8 Nd 7.6 0.8 10.4 177.8 135 150.5 35.5 5 89 ðX 4013.1 ðỏ 4.5 TB 84.4 Nd 8.6 0.6 5.2 331.2 124 125.6 13.6 6 102 ðX 3640.2 ðỏ 5.3 TB 88.9 Nd 11.2 0.6 14.1 76.5 120 93.1 53.7 7 107 ðX 4364.2 ðỏ 5.6 TB 86.4 Cd 8.2 0.76 9.3 302.1 110 151.7 17.7 8 125 ðX 3469.7 ðỏ 4.8 TB 96.4 Nd 4.0 1.25 3.2 38.1 120 96.3 99.5 9 141 ðX 3833.5 ðỏ 4.2 Cứng 92.8 Cd 4.9 0.86 2.0 68.4 145 193.2 62.1 10 146 ðX 2323.9 ðỏ 5.6 Cứng 92.4 Cd 3.2 0.78 1.9 10.0 135 155.6 247 11 154 ðX 3245.9 ðỏ 4.5 TB 90.2 Cd 3.3 0.82 3.0 39.8 120 98.5 87.9 12 157 ðX 3344 ðỏ 4.5 TB 86.7 Cd 3.3 0.88 3.0 40.5 120 92.8 89.2 ðX 2942.9 ðỏ 4.6 Cứng 75.6 Nd 5.2 1.01 3.0 85.3 110 74.3 40.4 13 ðC XHM 2627.5 ðỏ 4.5 Cứng 74.7 Nd 5.8 0.9 3.0 83.6 94 73.2 37.9 Chú thích: TB: trung bình; Cd: chua dịu; Nd: ngọt dịu; ðX: ñông xuân; XHM: xuân hè muộn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 67 146 28 125 141 80 80 Hình 4.5. Hình ảnh một số mẫu giống cà chua triển vọng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 68 PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận 1. Trong vụ ñông xuân, các mẫu giống 84, 107 có thời gian sinh trưởng ngắn (104 và 110 ngày), các mẫu giống 89, 101, 102, 106, 125, 131, 138, 154 và 157 có thời gian sinh trưởng trung bình (120 ñến 125 ngày). Các mẫu giống còn lại ñều thuộc dạng dài ngày, cao cây, thời gian sinh trưởng trên 130 ngày. Trong vụ xuân hè muộn, các mẫu giống nghiên cứu ñều có thời gian sinh trưởng ngắn dưới 110 ngày. 2. ða số các mẫu giống có tỷ lệ ñậu quả cao và rất cao trong cả vụ ñông xuân (trừ 71 và 110) và xuân hè muộn (trừ mẫu giống 76). 3. Ngoài 154 và 157 mang gen kháng virus Ty-3 còn có 9 mẫu giống không biểu hiện triệu chứng bệnh xoăn vàng lá trong vụ ñông xuân là: 28, 73, 80, 95, 110, 125, 138, 141 và 146. Các mẫu giống khác ñều bị nhiễm virus. Trong vụ xuân hè muộn, chỉ có 2 mẫu giống không nhiễm virus là 154 và 157, mẫu giống 125 nhiễm rất nhẹ, các mẫu giống còn lại ñều nhiễm virus. 4. Trong vụ ñông xuân, nhiều mẫu giống có năng suất cá thể cao hơn ñối chứng HT7, cao nhất là các mẫu giống 80 (5338.2 g), 111 (4703.7 g), 28 (4684.5 g), 107 (4364.2 g), 75 (4340.7 g), 78 (4331.1 g), 117 (4305.3 g)… Trong vụ xuân hè muộn, các mẫu giống có năng suất cá thể cao nhất là 80 (4184.4 g), 141 (3574.5 g), 117 (3421.1 g). 5. Nhiều mẫu giống có chất lượng quả tốt, màu quả ñỏ ñẹp, ñộ brix trên 4%, ñảm bảo chất lượng tiêu dùng. 6. Kết quả PCR với cặp mồi P6-25F2/R5 ñã phát hiện ñược 2 mẫu giống mang gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá là 154 và 157. Cả hai mẫu giống ñều thể hiện tính kháng tốt trên ñồng ruộng cả trong vụ ñông xuân và xuân hè muộn. 7. Kết quả PCR với cặp mồi C43F/R ñã phát hiện ñược 3 mẫu giống mang gen chín chậm rin là 59, 76 và 111. ðánh giá ñặc tính chín chậm quả của các mẫu giống này cho thấy thời gian từ khi ñạt kích thước tối ña ñến chín hoàn toàn và thời Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 69 gian tồn trữ quả dài hơn nhiều so với các mẫu giống không mang gen chín chậm rin. Các mẫu giống này ñều có màu sắc quả chín là da cam, ñây là nguồn vật liệu quý phục vụ lai tạo giống cà chua năng suất, chất lượng và chín chậm. 8. ðề tài ñã chọn ra ñược 12 mẫu giống triển vọng có năng suất cao hơn ñối chứng HT7, chất lượng tốt, phù hợp với ñiều kiện thời tiết vụ ñông xuân của Hà Nội là 28, 75, 79, 80, 141, 125, 157, 154, 18, 110, 17 và 146. Các mẫu giống này ñều có năng suất cá thể cao, mẫu quả ñẹp, quả từ trung bình ñến cứng, ñộ brix cao từ 4.0 ñến 5.6%. Trong ñó, hai mẫu giống 75 và 79 có năng suất cao, chất lượng tốt cả trong ñiều kiện vụ xuân hè muộn. Riêng 146 là giống cà chua bi (cà chua anh ñào), có năng suất khá trong vụ ñông xuân (2303.5 g/cây), phẩm vị ngon, thích hợp làm món tráng miệng. Hai mẫu giống 154 và 157 mang gen Ty-3, kháng tốt bệnh xoăn vàng lá trên ñồng ruộng, có năng suất cao, chất lượng tốt trong vụ ñông xuân. 4.2. Kiến Nghị 1. Phát triển một số mẫu giống triển vọng ra sản xuất 2. Tiếp tục ñánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống triển vọng ở các vùng sinh thái khác nhau trong các thời vụ khác nhau. 3. Có hướng sử dụng phù hợp cho các mẫu giống ñã khảo sát ñể khai thác các ñặc tính tốt phục vụ cho công tác lai tạo giống. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Bộ NN và PTNT (2002). Qui phạm khảo nghiệm tính khác biệt, tính ñồng nhất và tính ổn ñịnh của giống cà chua (10TCN557-2002) 2. Bộ NN và PTNT (2005). 575 giống cây trồng Nông nghiệp mới. NXB Nông nghiệp, tr 254-257. 3. Bộ NN và PTNT (2006) giống cà chua-quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng (10TCN 219 : 2006) 4. Hà Viết Cường (2008). Bài giảng bệnh cây nông nghiệp cho sinh viên ngành rau hoa quả, trường ðại học nông nghiệp Hà Nội. 5. Tạ Thu Cúc (2006). Kỹ thụât trồng cà chua. NXB Nông Nghiệp Hà Nội. 6. Trương ðích (1999). 265 giống cây trồng mới, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr.175-187. 7. Nguyễn Hồng Minh và Kiều Thị Thư (1998). Giống cà chua MV1. T ạp chí Nông nghiệp và CNTP số 7, tr. 317-318. 8. Trần Văn Lài và cộng sự (2005). Kết quả chọn tạo giống cà chua chịu nhiệt XH5. Kết quả chọn tạo và công nghệ nhân giống một số loại rau chủ yếu. NXB nông nghiệp, Trang 30-36. 9. Cao Minh Minh (2007). ðánh giá khả năng thích ứng của hai nhóm cà chua sinh trưởng vô hạn và hữu hạn ñối với ñiều kiện của hai vụ ñông xuân và xuân hè tại Gia Lâm – Hà Nội. Luận văn thạc sỹ nông nghiệp, trường ðại học nông nghiệp I Hà Nội, tr. 39. 10. Trương Văn Nghiệp (2006). ðánh giá tính thích ứng một số tổ hợp lai cà chua ở vụ ñông xuân, xuân hè tại Gia Lâm – Hà Nội. Luận văn thạc sỹ nông nghiệp, trường ðại học nông nghiệp I Hà Nội. 11. Dương Kim Thoa, Trần Khắc Thi (2006), “Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống cà chua P18 và giống cà chua lai số 9”. Kết quả nghiên cứu KHCN về rau- hoa- quả và dâu tằm tơ giai ñoạn 2001-2005. NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr. 22-28. 12. Nguyễn Thị Hồng Thuý (2009). Nghiên cứu một số ñặc ñiểm nông sinh học của một số tổ hợp lai cà chua vụ xuân hè 2009 tại Bắc Ninh. Luận văn thạc sỹ nông nghiệp, trường ñại học nông nghiệp I Hà Nội. 13. Kiều Thị Thư (1998). Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi ñầu phục vụ cho chọn tạo giống cà chua chịu nóng trồng trái vụ. Luận án tiến sỹ nông nghiệp. Trường ñại học nông nghiệp Hà Nội, Trang 139. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 71 14. Kiểu Thị Thư (2003). “ðánh giá sơ bộ một số con lai F1 của các tổ hợp lai cà chua ở vụ xuân hè năm 2001”. Tạp chí KHKT nông nghiệp, tập 1, số 2/2003. Tiếng Anh 15. Abhary, M. và cộng sự (2007). Molecular biodiversity, taxonomy, and nomenclature of tomato yellow leaf curl-like viruses. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance", Spinger. 16. Adams-Phillips, L. và cộng sự (2004). “Signal transduction systems regulating fruit ripening”. Trends Plant Sci. 9: 331-338 17. Aldrich, J. và C. A. Cullis (1993). "RAPD analysis in flax: optimization of yield and reproducibility using KlenTaq 1 DNA polymerase, chelex 100, and gel purification of genomic DNA". Plant Molecular Biology Reporter. 11(2): 128-141. 18. Aloni, R. và cộng sự (1998). “The Never ripe mutant provides evidence that tumor- induced ethylene controls them orphogenesis of Agrobacterium tumefaciens- induced crow galls on tomato stems”. Plant Physiology 117: 841-849. 19. Barry C. S. và cộng sự (2005). “Ethylene insensitivity conferred by the Green- ripe and Never- ripe 2 ripening mutants of tomato”. Plant Physiol 138: 267-275. 20. Ciardi, J. và cộng sự (2000). “Response to Xanthomon ascamp estris pv. v esicatoria in tomato involves regulation of ethylene recept or gene expression”. Plant Physiology 123, 81- 92. 21. Castro, A. P. d. và cộng sự (2007). "Identification of a CAPS marker tightly linked to the Tomato yellow leaf curl disease resistance gene Ty-1 in tomato". Eur J Plant Pathol 117: 347–356. 22. Doyle, J. J. và J. L. Doyle (1990). "A rapid total DNA preparation procedure for fresh plant tissue". Focus: 12: 13-15. 23. Fargette, D. và cộng sự (1996). "Serological studies on the accumulation and localization of three tomato yellow leaf curl geminiviruses in resistant and susceptible Lycopersicon species and tomato cultivars". Annals of Applied Biology 128: 317-328. 24. Fauquet, C. và cộng sự (2008). "Geminivirus strain demarcation and nomenclature". Arch Virol 153(4): 783-821. 25. Giovannoni và cộng sự (2005). “Ethylene Insensitivity Conferred by the Green- ripe and Never-ripe 2 Ripening Mutants of Tomato”. Plant Physiology 138: 267-275. 26. Green, S. K. và S. Shanmugasundaram (2007). Avrdcs international Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 72 networks to deal with the tomato yellow leaf curl disease: the needs of developing countries. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease:Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek, Springer. 27. Gronenborn, B. (2007). The tomato yellow leaf curl virus genome and function of its proteins. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek, Spinger. 28. Hansen, H. và Grossmann, K. (2000). “Auxin-induced ethylene triggers abscisic acid biosynthesis and growth inhibition”. Plant Physiology 124:1437-1448. 29. Hanson, P. M. và cộng sự (2000). "Mapping a wild tomato introgression associated with tomato yellow leaf curl virus resistance in a cultivated tomato line". J. Am. Soc. Hortic. Sci. 125: 15-20. 30. Herzer, S. (2001). DNA Purification. "Molecular biology problem solver: A laboratory guide". A. S. Gerstein. New York, Wiley-Liss: 167-195. 31. Ji, Y. và cộng sự (2007d). "Co-dominant SCAR Marker, P6-25, for Detection of the ty-3, Ty-3, and Ty-3a alleles at 25 cM of Chromosome 6 of Tomato". 32. Ji, Y. và cộng sự (2007e). "Co-dominant SCAR Marker, P6-25, for Detection of Ty-3, Ty-3a, and Ty3b introgressions from three Solanum chilense accessions at 25 cM of Chromosome 6 of Begomovirus-Resistant Tomatoes". 33. Ji, Y. và cộng sự (2007c). "Co-dominant SCAR Markers for Detection of the Ty-3 and Ty-3a Loci from Solanum chilense at 25 cM of Chromosome 6 of Tomato". Report of the Tomato Genetics Cooperative 57: 25-28. 34. Ji, Y. và cộng sự (2007b). "Ty-3, a begomovirus resistance locus near the tomato yellow leaf curl virus resistance locus Ty-1 on chromosome 6 of tomato". Molecular Breeding 20 (3): 271-284. 35. Ji, Y. và cộng sự (2007a). Sources of resistance, inheritance, and location of genetic loci conferring resistance to members of the tomato-infecting begomoviruses. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek. The Netherlands, Springer: 343-362. 36. Ji, Y. và cộng sự (2007a). Sources of resistance, inheritance, and location of genetic loci conferring resistance to members of the tomato-infecting begomoviruses. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". I. H. Czosnek, Springer. 37. Ji, Y. và cộng sự (2009). "Molecular Mapping of Ty-4, a New Tomato Yellow Leaf Curl Virus Resistance Locus on Chromosome 3 of Tomato". Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 73 Journal of the American Society for Horticultural Science 134: 281-288. 38. Knapp, W. và cộng sự (1989). Leukocyte Typing IV, Oxford University. Press 1989, See also contributions: M1.6, M3.2, M3.3, M15.1. 39. Knapp, J. và cộng sự (1989). “Organization and expression of polygalacturonase and other rip- ening related genes in Ailsa Craig “Neverripe” and “Ripening inhibitor” tomato mutants”. Plant MOI. Biol. 12: 105-116. 40. Lanahan, M.B. và cộng sự (1994). “The Never ripe mutation blocks ethylene perception in tomato”. Plant Cell 6(4): 521-530. 41. Lapidot, M. (2007). Screening for TYLCV-resistant plants using whitefly- mediated inoculation. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek, Spinger. 42. Lapidot, M. và cộng sự (1997). "Comparison of resistance level to tomato yellow leaf curl virus among commercial cultivars and breeding lines". Plant Disease 81: 1425-1428. 43. Lapidot, M. và J. E. Polston (2006). Resistance to Tomato yellow leaf curl virus in Tomato. "Natural resistance mechanisms of plants to viruses". G. Loebenstein and J. P. Carr, Springer: 503-520. 44. Lincoln, J. E. và Fischer, R. L. (1988). “Regulation of gene expres- sion by ethylene in wild-type and rin tomato (Lycopersicon esculentum) fruit”. Plant Physiology 88: 370-374. 45. Michelson, I. và cộng sự (1994). "Accumulation and translocation of tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) in a Lycopersicon esculentum breeding line containing the L. chilense TYLCV tolerance gene Ty-1". Phytopathology 84: 928-933. 46. Milo, J. (2001). "The PCR-based marker REX-1, linked to the gene Mi, can be used as a marker to TYLCV tolerance". Tomato Breeders Roundtable. 47. Moriones, E. và J. Navas-Castillo (2000). "Tomato yellow leaf curl virus, an emerging virus complex causing epidemics worldwide". Virus Res. 71: 123- 134. 48. Nakatsuka, A. và cộng sự (1998). “Differential expression and internal feedback regulation of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase, 1- aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase, and ethylene receptor genes in tomato fruit during development and ripening”. Plant Physiology 118: 1295- 1305 49. Pena, R. C. D. l. và cộng sự (2010). Integrated Approaches to Manage Tomato Yellow Leaf Curl Viruses "Biocatalysis and biomolecular engineering". C. T. Hou and J.-F. Shaw, Wiley. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 74 50. Rick, C.M. và Bulter, (1956).”Cryogentics of the tomato”. Adv, Gennet 8: 267 – 282 51. Rom, M. và cộng sự (1993). "Accumulation of tomato yellow leaf curl virus DNA in tolerant and susceptible tomato lines". Plant Disease 77(253-257). 52. Rose, K.L. và cộng sự (1997). “The POU gene ceh-18 promotes gonadal sheath cell differentiation and function required for meiotic maturation and ovulation in Caenorhabditis elegans”. Dev. Biol. 192: 59-77. 53. Vidavski, F. s. (2007). Exploitation of resistance genes found in wild tomato species to produce resistant cultivars; pile up of resistant genes. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek, Spinger: 363-372. 54. Zamir, D. và cộng sự (1994). "Mapping and introgression of a tomato yellow leaf curl virus tolerance gene Ty-1". Theor. Appl. Genet 88: 141–146. 55. Anbinder, I. và cộng sự (2009). "Molecular dissection of Tomato leaf curl virus resistance in tomato line TY172 derived from Solanum peruvianum". Theor Appl Genet 119(3): 519-530. 56. Ghanim, M. và H. Czosnek (2000). "Tomato yellow leaf curl geminivirus (TYLCV-Is) is transmitted among whiteflies (Bemisia tabaci) in a sex- related manner". J Virol 74(10): 4738-4745. 57. Ghanim, M. và cộng sự (1998). "Evidence for transovarial transmission of tomato yellow leaf curl virus by its vector, the whitefly Bemisia tabaci". Virology 240(2): 295-303. 58. Segev, L., Cohen, L. and Lapidot, L (2004). “A tomato yellow leaf curl virus-resistant tomato line, TY-172, inhibits viral replication but not viral translocation”. 4th Intern. Geminivirus Symp, ABSTRACT W1, Cape Town, South Africa. 59. Wilkinson, J. Q. và cộng sự (1995). “An ethylene-inducible component of signal transduction encoded by never-ripe”. Science, 270(5243): 1807-1809. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 75 PHỤ LỤC Hình ảnh một số mẫu giống cà chua trong thí nghiệm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………….. 76 ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfCH2270.pdf
Tài liệu liên quan