Luận án nghiên cứu góp phần phát triển công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai f1

1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cây cà chua (Lycopersicon esculentum L.) thuộc họ Cà ( Solanaceae) loại rau ăn quan trọng giới Quả cà chua vị tính mát, giải nhiệt , chống hoại huyết, kháng khuẩn, lọc máu, nhuận tràng, giúp tiêu hố tố t Ngồi cà chua loại dễ canh tác, thích hợp trồng nhiều nơi, mang lại giá trị kinh tế cao so với nhiều loại trồng khác Sản xuất cà chua toàn giới đạt 141.400.629 năm 2009 với diện tích gieo trồng 4.980.424 ha, tăng gần 20% so với năm 2000 (4.022.729 ha) Bên cạnh lượng hạt giống lai sản xuất thương mại giới tăng từ 590.000 (năm 2000) lên xấp xỉ 850.000 (năm 2009) (FAOSTAT, 2009) [81] Hạt giống cà chua sản xuất hầu hết q uốc gia chủ yếu tập trung nước có nhân cơng lao động rẻ Ấn độ, Thái Lan, Trung Quốc… Tại Thái Lan, hạt giống cà chua đứng đầu giá trị xuất khẩu, với mức tăng trung bình 20,6%/năm so với năm 2000 mang lại khoảng 800-900 nghìn baht năm (Jirasak, 2006) [110] Cà chua thích hợp cho sản xuất hạt lai với hệ số nhân giống lớn Sử dụng hạt giống cà chua lai có nhiều lợi hẳn giống cà chua tính chín sớm, suất, khả chống chịu, độ đồng đều… Nhưng chi phí cho sản xuất hạt giống lai cao gấp 20 - 30 lần so với hạt giống khử đực thụ phấn tay, tạo tâm lý hạn chế sử dụng giống lai người nông dân (Atanassova.B, Georgiev Hr., 2002) [38] Vì vậy, cần có nỗ lực để giảm giá thành sản xuất hạt giống lai mở rộng việc sử dụng giống lai sản xuất Những năm qua nhiều nghiên cứu tập trung vào việc làm thuận lợi trình sản xuất hạt giống lai cà chua Nổi bật công nghệ sản xuất hạt giống sử dụng dòng mẹ bất dục đực chức : bất dục vị trí ( positional sterile - ps), bất dục vị trí (positional sterile - ps 2) bất dục vòi nhụy cao bao phấn (excerted stigma - ex) ứng dụng rộng rãi số quốc gia Cộng hòa Séc, Moldova, Ba Lan Bulgaria (tại Bungari có 80% hạt giống cà chua lai sản xuất từ dòng mẹ bất dục) (Atanassova, 1999)[35] Trong đó, kết nghiên cứu bất dục vòi nhụy vươn dài chủ yếu kết hợp với bất dục đực di truyền nhân (male sterile – ms), bất dục vị trí (ps, ps2) nhằm làm thuận lợi trình thụ phấn Tuy nhiên, việc ứng dụng dạng bất dục vòi nhụy vươn dài sản xuất hạt lai F1 nhiều hạn chế biến động tính trạng vịi nhụy cao bao phấn mẫn cảm với thay đổi môi trường, tỷ lệ tự thụ cao , lai F1 dịng mẹ có vịi nh ụy cao bao phấn > 2mm cho tỷ lệ đậu thấp di truyền tính trạng vịi nhụy cao bao phấn từ dòng mẹ Mặc dù vậy, sử dụng dịng mẹ có vịi nhụy vươn dài hướng nghiên cứu nhiều hứa hẹn nhằm đơn giản công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai nhiều nước giới theo đuổi Ở Việt Nam, cà chua trồng khoảng 100 năm Nhưng điều kiện thời tiết thuận lợi, trồng cà chua giúp thúc đẩy việc khai thác lao động, hạn chế lao động dư thừa, tăng thu nhập cho người nông dân, nên cà chua t rồng hầu hết tỉnh, thành với nhiều vụ năm Diện tích gieo trồng cà chua hàng năm khoảng 23-24 nghìn (năm 2009 23,566 ha) [83], nhu cầu hạt giống tăng từ 3.000kg năm 2000 đến 4.300kg năm 2005 (Trần Văn Lài cs, 2005) [7] Lượng hạt giống cà chua nước dần thay giống F1 nhập nội Sự đa dạng, phong phú 50 chủng l oại giống cà chua khác từ giống nhỏ, ăn tươi, chế biến giống sinh trưởng vơ hạn thích hợp với vùng trình độ thâm canh cao bước đầu đáp ứng yêu cầu sản xuất Ngoài hạt giống cà chua cơng ty nước ngồi có chất lượng tốt giống liên tục đổi theo năm, nên chiếm lĩnh phần lớn thị phần thương mại hạt giống cà chua nước Tuy nhiên giá hạt giống lai nhập nội cao gấp - lần hạt giống sản xuất nước, trung bình - 25 triệu đồng/1 kg, chí > 40 triệu/kg với giống cà chua nhỏ (cherry) Mặt khác, giống nhập nội thường thể tính phù hợp khơng cụ thể cho vùng sinh thái, không chủ động giống sản xuất Những năm gần Trường đại học, Viện nghiên cứu nước cho đời loạt giống cà chua HT7, HT42, HT160 FM20, FM29, lai số 9, HPT10, VT3, giúp sản xuất cà chua Việt Nam tiến bước đáng kể Mặc dù vậy, giống chiếm tỉ lệ k hiêm tốn thị trường giống nước, khoảng -7% (Trần Văn Lài cs , 2005) [7] Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc giống cà chua tạo nước chậm đưa vào sản xuất Một ngun nhân quan trọng cơng nghệ sản xuất hạt giống cà chua phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết khí hậu , chi phí cho khử đực hoa mẹ cao Bên cạnh đó, nghiên cứu hồn thiện cơng ng hệ sản xuất trồng trọt, lai , sau thu hoạch, bảo quản chế biến nhằm nâng cao chất lượng hạt giống, hạ giá thành sản phẩm nhiều hạn chế Trên sở đánh giá các dòng cà chua bất dục chức (vòi nhụy cao bao phấn) Viện Nghiên cứu Rau Đề tài ”Nghiên cứu góp phần phát triển công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai F1" tiến hành nhằm lựa chọn dạng bất dục vịi nhụy vươn dài có kích hoạt bổ sung GA3, phù hợp làm mẹ , để xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai F1 hồn tồn khơng phải khử đực Mục tiêu đề tài Xác định dịng mẹ cà chua có vịi nhụy vươn dài, mẫn cảm với GA3 phù hợp cho sản xuất hạt giống cà chua lai F1 (không phải khử đực) vùng đồng sơng Hồng Bước đầu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai F1 khơng cần khử đực, thơng qua sử dụng dịng mẹ có vịi nhụy vươn dài, mẫn cảm với GA3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Đây cơng trình nghiên cứu cách có hệ thống Việt nam tính bất dục vịi nhụy vươn dài hoa cà chua Trên sở đánh giá biểu hình thái, kiểm tra có mặt gen k iểm sốt độ dài vịi nhụy thị phân tử để lựa chọn dòng cà chua có vịi nhụy vươn dài phù hợp cho mục tiêu sản xuất hạt giống lai không cần khử đực dòng mẹ Kết nghiên cứu đ ề tài bổ sung thêm cở sở khoa học cho việc ứng dụng dịng cà chua có vịi nhụy vươn dài mức vừa phải, có kích hoạt bổ sung GA3 để xây dựng công nghệ sản xuất hạt giống cà chua lai F1 khơng cần khử đực dịng mẹ, phù hợp với điều kiện sinh thái vùng đồng sông Hồng 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài tuyển chọn dòng cà chua ưu tú có vịi nhụy vươn dài: D4, D5, D9, D16, D17; mẫn cảm với GA3 phù hợp để sử dụng làm mẹ sản xuất hạt giống lai F1 không cần khử đực, cho lai F1 bình thường - Kết nghiên cứu đề tài thiết lập quy trình định hướng sản xuất hạt giống cà chua lai F1 khơng cần khử đực dịng mẹ phù hợp với sinh thái vùng đồng sông Hồng, giúp hạ giá thành sản xuất hạt giống Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài sử dụng giống cà chua địa phương nước, dòng cà chua từ Trung tâm Nghiên Rau Thế giới (AVRDC), dòng phân lập từ giống lai F1 nhập nội 4.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu cá c dịng cà chua có vịi nhụy vươn dài, sử dụng sản xuất hạt lai F1 không khử đực dòng mẹ phù hợp cho sinh thái vùng đồng sơng Hồng - Q trình nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu, trình lai tạo, tuyển chọn dịng cà chua có vịi nhụy vươn dài mẫn cảm với GA3, thiết lập thông số kỹ thuật thử nghiệm quy trình sản xuất hạt giống lai thực Viện Nghiên cứu Rau Kiểm chứng lai F1 xây dựng mơ hình trình diễn địa phương Hưng Yên, Hà Nội 5 Những đóng góp luận án - Kết nghiên cứu luận án phát chọn lọc số dịng cà chua có vị trí vịi nhụy so với bao phấn mức 3-2 ( độ vươn dài vòi nhụy