Thu thập và đánh giá nguồn gen cam sen (Citrus reticulata Blanco) tại một số vùng trung du miền núi phía Bắc docx

THU THẬP VÀ ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN CAM SEN (Citrus reticulata Blanco) TẠI MỘT SỐ VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC Nguyễn Đình Tuệ 1 , Nguyễn Thị Ngọc Huệ 2 Summary Result of collection and characterization for “cam Sen” (Citrus reticulata Blanco) genetic resources in some orthern midlands and mountainous areas During 2004-2006, total of 61 Citrus accessions from some Northern midlands and mountainous areas of Phutho, Yenbai and Hagiang provinces were collected and classified by Swingle, 1967. There were 21 cultivars belong to 7 species as Citrus reticulata, Citrus sinensis, Citrus grandis, Citrus paradisi, Citrus medica, Citrus limonia and C. aurantifolia to have identified. These are the good Citrus genetic material for the Citrus breeding programme. Results of morphological and fingerprinting characterization showed that among 20 Cam Sen accessions of Citrus reticulata there is genetic difference and the eco-geografical condition has effected to the morphological characteristics of “cam Sen” accessions. Keywords: Citrus sp., collection, characterization, genetic diversity, Northern Vietnam. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nằm ở vùng Đông Nam châu Á, là một trong những trung tâm phát sinh của các loài cây có múi. Ở Việt Nam, cây có múi với các loài như cam (Citrus sinensis), quýt (Citrus reticulata), bưởi (Citrrus grandis), chanh (Citrus limon, C. arauntifolia), được trồng ở hầu hết các tỉnh và là một trong những cây ăn quả rất quen thuộc đối với mọi tầng lớp nhân dân. Có nhiều vùng trồng cam quýt nổi tiếng truyền thống với những giống cam quí như cam Xã Đoài (Nghệ An), cam sành Hà Giang, quýt Hồng (Yên Bái), quýt Lý Nhân (Hà Nam), quýt Đan Hà (Vĩnh Phú) Một số công trình đã công bố của các tác giả Trần Thế Tục (1977), Đỗ Đình Ca (1992) và Hoàng Ngọc Thuận (1993) cho thấy Việt Nam có nguồn gen cây có múi khá đa dạng, đặc biệt là nguồn gen quýt và bưởi. Tuy nhiên, cũng như các cây trồng khác, hiện nay nguồn gen cây có múi đang bị xói mòn bởi nhiều nguyên nhân, đặc biệt do ảnh hưởng bởi nền kinh tế thị trường, nông dân đang có xu hướng xóa bỏ vườn tạp để trồng các cây có sn phNm ng nht hoc thay th chúng bng các loài cây nhp ni mi có hiu qu kinh t cao hơn do vy vic iu tra, thu thp và ánh giá ngun gen cây có múi phc v lưu gi và khai thác s dng  Vit N am nói chung và mt s vùng min núi phía Bc nói riêng, nơi có s a dng cao ngun gen cây có múi là cp thit. II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CU  tài, ã tin hành iu tra, thu thp ngun gen cây có múi ti huyn Yên Lp tnh Phú Th; các huyn Yên Bình, Văn Chn tnh Yên Bái và huyn Bc Quang tnh Hà Giang. Phương pháp iu tra, thu thp 1 ThS., Vin KHKT N ông Lâm nghip min núi phía Bc. 2 PGS. TS., Trung tâm Tài nguyên thc vt. ngun gen cây có múi theo hưng dn ca Vin Tài nguyên di truyn thc vt quc t (IPGRI, 1988). iu tra, thu thp thông tin theo các câu hi trong phiu iu tra kt hp phương pháp iu tra nông thôn có s tham gia ca ngưi dân (PRA). Mô t c im hình thái nông hc ca các mu ging cây có múi bng phương pháp quan trc, o m trc tip. Phân loi loài, ging theo khóa phân loi ca Swing và Ruce (1967) và tài liu hưng dn ca IPGRI (1988). ánh giá a dng ngun gen chi Citrus thu thp ti các vùng nghiên cu và phân tích mi quan h các mu dòng ging cam Sen ti vùng nghiên cu bng phương pháp phân tích các c im hình thái kt hp tham kho kt qu phân tích ch th phân t SSR (Simple Sequence Repeat) ngun gen cây có múi ti Trung tâm Tài nguyên thc vt. S liu ưc x lý theo phương pháp thng kê sinh hc tương ng trên các phn mm EXCEL và N TSYS pc 2.0. III. KT QU VÀ THO LUN 1. Điều tra, thu thập và phân loại nguồn gen cây có múi Trong 2 năm (2004-2005), ã tin hành iu tra, thu thp, phân loi ngun gen cây có múi ti các vùng nghiên cu thuc huyn Yên Bình, Văn Chn tnh Yên Bái, huyn Bc Quang tnh Hà Giang và huyn Yên Lp tnh Phú Th. Kt qu trình bày trong bng 1. Bảng 1. Kết quả thu thập và phân loại nguồn gen cây có múi tại các vùng nghiên cứu STT Tên khoa học Tên địa phương Số mẫu giống Nơi thu thập I. CITRUS SINENSIS 1. Citrus sinensis Obs Cam ngọt (Cam chanh) 03 Yên Bình (01), Văn Chấn (01)-Yên Bái, Bắc Quang-Hà Giang (01) II. CITRUS RETICULATA 1 Citrus reticulata Blanco Quýt đỏ 04 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01), Văn Chấn (01)- Yên Bái và Bắc Quang-Hà Giang (01) 2 Citrus reticulata Blanco Quýt vàng 01 Bắc Quang-Hà Giang 3 Citrus reticulata Blanco Quýt đường 02 Yên Bình (01)-Yên Bái và Bắc Quang- Hà Giang (01) 4 Citrus reticulata Blanco Quýt chum 01 Bắc Quang-Hà Giang 5 Citrus reticulata Blanco Quýt chum/Cam Sen 20 Yên Lập-Phú Thọ (03), Yên Bình (04), V ăn Chấn (10)-Yên Bái và Bắc Quang-Hà Giang (03) 6 Citrus reticulata Blanco Quýt hôi 01 Yên Lập-Phú Thọ (01) 7 Citrus nobilis Cam sành 03 Yên Bình (01), Văn Chấn (01)-Yên Bái và Bắc Quang-Hà Giang (01) III. CITRUS GRANDIS 1 Citrus grandis Obs Bưởi chua 03 Yên Lập-Phú Thọ (01), Văn Chấn (01)- Yên Bái và Bắc Quang-Hà Giang (01) 2 Citrus grandis Obs Bưởi đường 02 Yên Bình (01), Yên Bái và Bắc Quang-Hà Giang (01) 3 Citrus grandis Obs Bưởi đào 02 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình-Yên Bái (01) 4 Citrus grandis Obs Bưởi đỏ (Bưởi sơn) 02 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình-Yên Bái (01) STT Tên khoa học Tên địa phương Số mẫu giống Nơi thu thập 5 Citrus grandis Obs Bưởi Pomelo 03 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01), V ăn Chấn (01) - Yên Bái 6 Citrus grandis Obs Bưởi Khả Lĩnh (Bưởi ngọt) 02 Yên Bình (01), Văn Chấn (01)-Yên Bái 7 Citrus grandis Obs Bưởi Phú Diễn 02 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01)-Yên Bái IV. CITRUS PARADISI 1. Citrus paradisi Obs Bưởi chùm (bưởi rừng) 01 Bắc Quang-Hà Giang (01) V. CITRUS MEDICA 1 Citrus medica Sacc. Phật thủ 02 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01)- Yên Bái 2 Citrus medica Ethroge Chanh yên 01 Bắc Quang-Hà Giang (01) VI.CITRUS LIMON 1 Citrus limonia Burn Chanh đào 03 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01), V ăn Chấn (01)-Yên Bái VII. C ITRUS AURANTIFOLIA 1 Citrus aurantifolia Burn Chanh ta 02 Yên Lập-Phú Thọ (01), Yên Bình (01)-Yên Bái 2 Citrus aurantifolia Chanh ngô 01 Bắc Quang-Hà Giang (01) Tổng số 61 T kt qu  bng 1 cho thy, tng s 61 mu ging ca 21 ging a phương thuc 7 loài ca chi Citrus ã ưc thu thp t các vùng nghiên cu thuc Yên Bái, Hà Giang và Phú Thọ. Như vậy, nguồn gen cây có múi tại 04 vùng nghiên cứu khá đa dạng cả về loài và giống gồm đủ 3 nhóm loài của chi Citrus là: Nhóm C. medica (Citron) bao gồm: C. medica (phật thủ, chanh yên), C. aurantifolia (chanh ta, chanh ngô) và C. limonia (chanh đào). Nhóm C. reticulata (Mandarin) bao gồm: C. reticulata (Quýt), C. sinensis (cam ngọt), C. paradisi (bưởi chùm). Nhóm C. maxima (Pomelo) hay còn gọi là nhóm C. grandis (bưởi). Đây là nguồn vật liệu quí phục vụ cho các chương trình chọn lọc giống cây ăn quả có múi cho vùng trung du miền núi phía Bắc. Bảng 2. Qui mô trồng và phân bố các mẫu giống cam Sen tại Văn Chấn thời gian 2005-2006 TT Tên xã Diện tích đất tự nhiên (ha) Diện tích trồng cam Sen (ha) Sản lượng năm 2005 (tấn) Số mẫu giống cam Sen/xã 1 Cát Thịnh - 11,9 - 1 2 Bình Thuận 5555,3 11 50 1 3 Minh An - 77,1 - 2 4 Nghĩa Tâm 4448,0 211 1200 2 5 Tân Thịnh 2989,05 11 68 1 6 Thượng Bằng La 9243,78 42,5 125 1 7 Trần Phú 1900,31 48 300 2 Tổng số 24.136,44 412,5 1.743 10 Nguồn: Số liệu thống kê Phòng Kinh tế nông nghiệp huyện Văn Chấn năm 2006. Tổng số mẫu cam Sen thu thập tại 04 vùng nghiên cứu là 20 mẫu. Trong đó vùng Văn Chấn 10 mẫu chiếm 50% tổng số. Năm 2005-2006, tại huyện Văn Chấn tổng số diện tích trồng cam Sen hiện nay khoảng 420 ha. Các xã trồng với diện tích nhiều, tập trung là: xã Nghĩa Tâm (211 ha), xã Minh An (77,0 ha), Thượng Bằng La (47 ha), Nông trường Trần Phú (48 ha), số diện tích còn lại trồng theo hình thức quy mô hộ gia đình rải rác ở các xã. 2. Kết quả đánh giá sự đa dạng nguồn gen của các mẫu giống cam Sen Kt qu ánh giá a dng di truyn và phân nhóm theo khong cách di truyn ngun vt liu khi u s ưc s dng hiu qu trong các chương trình chn to ging. Có hai phương pháp ánh giá a dng di truyn là: Phương pháp ánh giá trên cơ s phân tích các c im hình thái và ánh giá a dng di truyn  mc  phân t, thông qua các ch th phân t (ch th ng men và chỉ thị ADN). Trong đề tài, chúng tôi áp dụng phương pháp phân tích khoảng cách di truyền bằng thống kê sinh học để đánh giá sự đa dạng di truyền của 20 mẫu giống cam Sen đã đánh giá và tuyển chọn tại các vùng nghiên cứu, kết hợp so sánh với kết quả phân tích đa dạng di truyền tập đoàn quýt (Citrus reticulata B.) tại Trung tâm Tài nguyên thực vật. Danh sách, nguồn gốc các mẫu dòng cam Sen tham gia phân tích đa dạng di truyền trình bày ở bảng 3. Bảng 3. guồn gốc các mẫu giống cam Sen trong phân tích đa dạng di truyền TT Mẫu giống Nguồn gốc TT Mẫu giống Nguồn gốc 1 CS1 Yên Lập, Phú Thọ 11 CS11 Văn Chấn, Yên Bái 2 CS2 Yên Lập, Phú Thọ 12 CS12 Văn Chấn, Yên Bái 3 CS3 Yên Lập, Phú Thọ 13 CS13 Văn Chấn, Yên Bái 4 CS4 Yên Bình Yên Bái 14 CS14 Văn Chấn, Yên Bái 5 CS5 Yên Bình, Yên Bái 15 CS15 Văn Chấn, Yên Bái 6 CS6 Yên Bình, Yên Bái 16 CS16 Văn Chấn, Yên Bái 7 CS7 Yên Bình, Yên Bái 17 CS17 Văn Chấn, Yên Bái 8 CS8 Bắc Quang, Hà Giang 18 CS18 Văn Chấn, Yên Bái 9 CS9 Bắc Quang, Hà Giang 19 CS19 Văn Chấn, Yên Bái 10 CS10 Bắc Quang, Hà Giang 20 CS20 Văn Chấn, Yên Bái Tng s 73 c im hình thái nông hc ca các mu cam Sen ã ưc mô t, ánh giá theo biu mu chuNn ca IPGRI. Tuy nhiên, chúng tôi ch s dng 44 c im hình thái chính theo 4 nhóm ch tiêu c im hính thái thân, lá, hoa, qu ưc chn la s dng vào các mô hình toán thng kê sinh hc  phân tích a dng di truyn. Khi phân tích s liu hu ht các tính trng nh tính ca ngun gen cam Sen không khác nhau gia 20 dòng nghiên cu. Những tính trạng có sự sai khác giữa các nhóm hoặc giữa các giống trong nhóm hầu hết là các tính trạng số lượng, qui định bởi nhiều gen và chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoài như chiều cao cây, đường kính tán cây, kích thước lá, khối lượng quả, độ dày cùi, độ dày vỏ quả, số múi/quả Sau khi mã hóa số liệu theo phương pháp của IPGRI, chúng tôi xác lập cây phân nhóm đa dạng di truyền trên máy vi tính bằng chương trình NTSYS pc2.0 tại Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Kết quả phân tích chùm (hình 1) dựa trên hệ số tương đồng di truyền của 44 tính trạng hình thái cho thấy rõ nét và trực quan mối quan hệ di truyền giữa các mẫu giống cam Sen. 20 mẫu giống cam Sen được phân thành 2 nhóm đồng dạng di truyền. Hai nhóm lớn với các mẫu giống trình bày trong bảng 3 được thể hiện như sau: Nhóm 1 gồm 17 mẫu giống cam Sen có số ký hiệu từ CS4 đến CS20 thu thập tại tỉnh Yên Bái và tỉnh Hà Giang; nhóm thứ 2 chỉ gồm 3 giống thu thập tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ. Như vậy nhóm 2 với 3 dòng cam Sen thu tại vùng trung du tỉnh Phú Thọ có khoảng cách di truyền 0,27 với nhóm lớn các dòng cam Sen thu tại miền núi Yên Bái và Hà Giang. Trong nhóm thứ 1 tại hệ số tương đồng 0,817 lại phân thành 3 nhóm: Nhóm 1.1. gồm 6 mẫu giống có ký hiệu CS15, CS16, CS17, CS18, CS19, CS20 thu thập tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Nhóm 1.2. gồm 2 mẫu giống thu ở huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang. Nhóm 1.3. gồm 9 mẫu giống, trong đó có 8 mẫu giống thu tại 2 huyện Văn Chấn và huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái và 1 mẫu giống CS9 thu tại Bắc Quang, Hà Giang. Giống này có sự khác biệt khoảng 15% số tính trạng với các giống trong nhóm. Hình 1. Cây di truyền của 20 mẫu giống theo 44 đặc điểm hình thái về thân, lá, hoa, quả Từ kết quả phân nhóm cho thấy vùng sinh thái đã ảnh hưởng khá rõ nét đến kiểu hình của các mẫu giống cam Sen nghiên cứu. Kết quả này cũng trùng với kết quả phân tích đa dạng di truyền nguồn gen quýt hiện có của Việt Nam bằng phân tích ADN (SSR-Simple Sequence Repeat) do Trung tâm Tài nguyên thực vật tiến hành năm 2006. Theo đó trên cây sơ đồ quan hệ di truyền, 4 mẫu giống cam Sen thu được tại Bắc Quang, Hà Giang (1 mẫu, M110), Yên Bình, Yên Bái (M119) và Văn Chấn, Yên Bái (2 mẫu, M122 và M123) nằm trong cùng một nhóm, còn mẫu M118 thu tại Yên Lập, Phú Thọ nằm ở nhóm khác. Có 3 mẫu giống thu được tại Yên Bái là cùng một kiểu hình biểu hiện của 1 kiểu gen. Hệ số khác biệt di truyền giữa mẫu giống M110 với nhóm 3 mẫu giống M119, M122 và M123 là 0,06, trong khi hệ số khác biệt di truyền giữa mẫu giống M118 thu tại Phú Thọ với nhóm mẫu giống thu tại Yên Bái và Bắc Quang là 0,11. Xét về quan hệ di truyền, hai dòng cam Sen CS1 và CS2 cùng thu được tại Yên Lập, tỉnh Phú Thọ có quan hệ di truyền gần nhau nhất với hệ số tương đồng giữa 2 dòng là 0,9529. Có thể nói dòng CS1 và CS2 là một dòng, cùng kiểu gen, bởi vì hầu như tất cả các tính trạng đều giống nhau chỉ khác nhau rất ít ở chiều dài cánh hoa, chiều dài và khối lượng quả, mà các tính trạng số lượng này chịu ảnh hưởng của môi trường khá lớn. Khoảng cách di truyền giữa 2 dòng CS1, CS2 với dòng CS3 chỉ là 0,0569. Hai dòng CS11 và CS12 cũng có hệ số tương đồng tới 0,9411, hai dòng này đều thu được tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái, tương ứng với các tính trạng đánh giá, giữa 2 dòng này chỉ sai khác về một số tính trạng số lượng về quả như khối lượng quả, đường kính và chiều dài quả, những tính trạng này đều chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh. Bảng 4. Phân nhóm các mẫu giống theo hệ số tương đồng di truyền 0,805 Nhóm Tên mẫu giống Số mẫu Nhóm I 17 I.1 CS15, CS16, CS17, CS18, CS19, CS20 6 I.2 CS8, CS10 2 1.3 CS13, CS14, CS7, CS5, CS12, CS11, CS9, CS6, CS4 9 Nhóm II CS1, CS2, CS3 3 T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 7 Trong nhóm 1.1, gia hai dòng CS17 và CS18 có các c tính ging nhau n 90,59%, dòng CS15 có khong cách di truyn vi các dòng còn li trong nhóm là 0,16. Trong nhóm 1.2. phân tích khong cách di truyn gia các nhóm nh hơn cho thy nhánh gm 2 dòng CS5 và CS7 khác bit 15% vi nhóm 7 ging còn li. IV. KẾT LUẬN VÀ Đ N GHN Ti 4 vùng nghiên cu thuc 3 tnh Yên Bái, Hà Giang và Phú Th có ngun gen cây có múi-Citrus khá a dng c  mc  loài và ging. Tng s 61 mu ging thuc 7 loài ã ưc thu thp là ngun vt liu khi u tt cho công tác bo tn và chn to ging cây ăn qu có múi  các tnh min núi phía Bc. iu kin sinh thái có ý nghĩa vi s a dng kiu hình ca cùng mt ngun gen cam Sen. N hóm cam Sen thu ưc ti vùng trung du Phú Th khác bit vi nhóm thu thp  vùng núi Yên Bái và Hà Giang  h s khác bit 0,15; vi nhng tính trng v thân, lá, qu có khác bit vi các mu khác nhóm. Trên cơ s phân tích a dng ngun gen ging cam Sen ã thu thp ti các vùng nghiên cu, cn tip tc ánh giá chi tit các c im sinh trưng phát trin, năng sut ca các dòng ging cam Sen  tuyn chn nhng cá th có tim năng m rng phc v sn xut. TÀI LIU THAM KHO 1 Đỗ Đình Ca, 1992. Kh năng và trin vng phát trin cây quýt và mt s cây ăn qu có múi khác vùng Bc Quang-Hà Giang, Tr. 36-37. 2 IPGRI, 1988. Descriptors for Citrus sp., Rome, Italy. 3 obumasa ito, 2005. Status Report on genetic resources of Citrus in Asia- Pacific Region, IPGRI, Rome, Italy. 4 Hoàng gọc Thuận, 1993. Kt qu iu tra mt s ging quýt  tnh Lng Sơn, Kt qu nghiên cứu khoa học của khoa Trồng trọt. NXB. Nông nghiệp, Hà Nội. 5 Trần Thế Tục, 1990. Tài nguyên cây ăn quả Việt Nam, trong “ Tuyển chọn một số công trình NCKH Nông nghiệp (1986-1991), NXB. Nông nghiệp, Hà Nội. gười phản biện: Trần Duy Quý . THU THẬP VÀ ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN CAM SEN (Citrus reticulata Blanco) TẠI MỘT SỐ VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC Nguyễn Đình Tuệ 1 , Nguyễn Thị Ngọc Huệ 2 . cam Sen có số ký hiệu từ CS4 đến CS20 thu thập tại tỉnh Yên Bái và tỉnh Hà Giang; nhóm thứ 2 chỉ gồm 3 giống thu thập tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ. Như vậy nhóm 2 với 3 dòng cam Sen thu. dòng cam Sen thu tại vùng trung du tỉnh Phú Thọ có khoảng cách di truyền 0,27 với nhóm lớn các dòng cam Sen thu tại miền núi Yên Bái và Hà Giang. Trong nhóm thứ 1 tại hệ số tương đồng 0,817