Luận án tiến sĩ nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả có múi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ QUỐC HÙNG NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ QUỐC HÙNG NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62. 62. 01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Đỗ Năng Vịnh 2. TS. Hà Thị Thúy Hà Nội - 2015 i LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan mọi thông tin trích dẫn trong luận án đều đã ghi rõ nguồn gốc và sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn./. Tác giả luận án Lê Quốc Hùng ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của lãnh đạo các cơ quan, các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Nội dung bản luận án của tôi được hoàn thành tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ tế bào Thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Năng Vịnh, TS. Hà Thị Thúy, Phó Viện trưởng và PGS.TS. Lê Huy Hàm, Viện trưởng, Viện Di truyền Nông nghiệp về sự chỉ đạo hướng dẫn tận tình của các thầy. Tôi xin đặc biệt cảm ơn tới các bạn cán bộ đồng nghiệp đã trực tiếp hợp tác nghiên cứu và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình đã động viên, khích lệ, giúp đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án./. Hà nội, ngày 20 tháng 07 năm 2015 Tác giả luận án Lê Quốc Hùng iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 2 3. Tính mới của đề tài 3 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI 6 1.1.1. Phân loại cây ăn quả có múi 6 1.1.2. Nguồn gốc và phân bố cây ăn quả có múi 8 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ CÓ MÖI TRÊN THẾ GIỚI VÀ NƢỚC TA 9 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi trên thế giới 9 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi ở nước ta 11 1.3. NGHIÊN CỨU TẠO CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI KHÔNG HẠT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƢỚC TA 12 1.3.1. Tình hình nghiên cứu cây ăn quả có múi trên thế giới 12 1.3.1.1. Các phương pháp nghiên cứu chọn tạo cây ăn quả có múi không hạt trên thế giới 13 1.3.1.2. Tạo giống không hạt bằng phương pháp đột biến chiếu xạ và chọn lọc các biến dị tự nhiên 14 1.3.1.3. Tạo giống tam bội thể không hạt 16 1.3.1.4. Tạo giống tứ bội thể làm vật liệu lai tạo giữa cây tứ bội và cây nhị bội 19 1.3.1.5. Nghiên cứu các quy trình công nghệ nuôi cấy mô và tế bào 23 iv in vitro phục vụ cho chọn tạo giống cây ăn quả có múi tam bội thể 1.3.1.6. Tạo giống không hạt thông qua sử dụng di truyền tính trạng không hạt 28 1.3.1.7. Các phương pháp kiểm tra mức bội thể ở cây ăn quả có múi 29 1.3.2. Nghiên cứu cây ăn quả có múi ở nƣớc ta 30 1.3.3. Giới thiệu một số giống cây ăn quả có múi đang trồng phổ biến ở nƣớc ta 36 1.4. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH HỌC QUAN TRỌNG Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI 39 1.4.1. Sự thụ phấn, ra hoa và đậu quả 39 1.4.2. Phản ứng với nhiệt độ của cây ăn quả có múi 43 1.5. MỘT SỐ KẾT LUẬN RÖT RA TỪ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 44 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1. Vật liệu nghiên cứu 47 2.2. Nội dung nghiên cứu 47 2.2.1. Tạo vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi không hạt, ít hạt 47 2.2.1.1. Tuyển chọn giống cây ăn quả có múi (2x) triển vọng sử dụng trong các cặp lai 47 2.2.1.2. Lai hữu tính giữa các cặp lai cùng giống và khác giống 47 2.2.1.3. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi 47 2.2.2. Chọn lọc và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng cam Sành, bƣởi tam bội trong nhà lƣới 47 2.2.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và chọn lọc các dòng cam Sành tam bội trong nhà lưới 47 v 2.2.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và chọn lọc các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới 48 2.2.3. Bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam bội 48 2.2.3.1. Khảo nghiệm các dòng cam Sành tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp 48 2.2.3.2. Khảo nghiệm các dòng bưởi tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp 48 2.2.3.3. Đánh giá kết quả ghép dòng bưởi tam bội lên gốc ghép cây bưởi chua (5 tuổi) và xác định một số dòng bưởi tam bội không hạt triển vọng 48 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 48 2.3.1. Nghiên cứu tạo vật liệu ban đầu cho công tác tạo giống cây ăn quả có múi không hạt, ít hạt 48 2.3.1.1. Phương pháp lai hữu tính giữa các cặp lai cùng giống và khác giống 48 2.3.1.2. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi 53 2.3.1.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng tam bội tạo được 55 2.3.2. Phƣơng pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng cam Sành và bƣởi tam bội trong nhà lƣới 55 a. Vật liệu 55 b. Phương pháp nghiên cứu 55 2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam bội 58 2.3.3.1. Phương pháp nghiên cứu khảo nghiệm các dòng bưởi và cam Sành tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp 59 vi a. Vật liệu 59 b. Phương pháp bố trí thí nghiệm 59 c. Phương pháp mô tả, đánh giá các chỉ tiêu 59 2.3.3.2. Phương pháp nghiên cứu đánh giá kết quả ghép dòng bưởi tam bội lên gốc ghép cây bưởi chua 5 tuổi và xác định một số dòng bưởi tam bội triển vọng 60 a. Vật liệu 60 b. Phương pháp bố trí thí nghiệm 60 c. Phương pháp mô tả, đánh giá các chỉ tiêu 61 2.4. Xử lý số liệu thí nghiệm với phần mềm ứng dụng Excell 62 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63 3.1. Tạo vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi không hạt, ít hạt 63 3.1.1. Lai hữu tính của các cặp lai cùng giống, khác giống và khác loài giữa 2 mức bội thể khác nhau 63 3.1.2. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi 69 3.1.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng bưởi và cam Sành tam bội tạo được năm 2011 77 3.1.3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của các dòng cam Sành tam bội chọn tạo được năm 2011 77 3.1.3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái các dòng bưởi tam bội chọn tạo được năm 2011 80 3.2. Chọn lọc và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng cam Sành, bƣởi tam bội trong nhà lƣới 85 3.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng cam Sành tam bội trong nhà lưới 85 3.2.1.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của 85 vii các dòng cam Sành bội trong nhà lưới năm 2013 3.2.1.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và đậu quả của các dòng cam Sành tam bội trong nhà lưới năm 2013 92 3.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới 94 3.2.2.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013 94 3.2.2.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và đậu quả của các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013 109 3.3. Bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam bội trên đồng ruộng 114 3.3.1. Khảo nghiệm các dòng cam Sành tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp 114 3.3.2. Khảo nghiệm các dòng bưởi tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp 124 3.3.3. Đánh giá kết quả ghép dòng bưởi tam bội lên gốc ghép cây bưởi chua (5 tuổi) và xác định một số dòng bưởi tam bội không hạt triển vọng 128 3.3.3.1. Kết quả đánh giá sinh trưởng của các dòng bưởi tam bội 128 3.3.3.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái, thời gian ra hoa, đậu quả của các dòng bưởi tam bội 142 3.3.3.3. Kết quả bước đầu đánh giá về các yếu tố cấu thành năng suất và hình thái quả của các dòng bưởi tam bội 146 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 150 Kết luận 150 Đề nghị 151 Một số bài báo đã công bố liên quan đến luận án 152 viii TÀI LIỆU THAM KHẢO 153 A. Tài liệu Tiếng Việt 153 B. Tài liệu Tiếng Anh 154 PHỤ LỤC: Phụ lục 1: Tổng quan tài liệu Phụ lục 2: Môi trường nuôi cấy mô, cứu phôi Phụ lục 3: Một số hình ảnh kết quả của luận án Phụ lục 4: Bảng biêu số liệu sinh trưởng của các dòng bưởi và cam Sành tam bội [...]... các dòng cây ăn quả có múi tam bội bằng phương pháp lai giữa các giống bưởi, cam Sành bản địa nhị bội với các giống tứ bội (2x 4x) và cam Sành lai tự nhiên (2x 2x) Đề tài đã góp phần tạo ra được 92 dòng bưởi tam bội và 22 dòng cam Sành tam bội làm vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi không hạt Kết quả để tài đã chọn được 2 dòng cam Sành và 6 dòng bưởi tam bội có sinh trưởng... tuổi năm 2013 (46 tháng sau ghép) 3.39 Một số chỉ tiêu năng suất quả các dòng bưởi tam bội 146 ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng sau ghép) 3.40 Một số chỉ tiêu về hình thái, cấu tạo quả của các dòng bưởi tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng sau ghép) 147 1 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Cây ăn quả có múi (Citrus) là loại cây ăn quả có giá trị dinh dưỡng... Tuy nhiên, nhiều vùng có ưu thế trồng cây ăn quả có múi ở nước ta vẫn chưa được khai thác do điều kiện kinh tế chưa cho phép nông dân phát triển loại quả này 1.3 NGHIÊN CỨU TẠO CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI KHÔNG HẠT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƢỚC TA 1.3.1 Nghiên cứu tạo giống cây ăn quả có múi không hạt trên thế giới Nhiều giống cây có múi thương mại quan trọng dùng trong ăn quả tươi là giống có hạt, nhất là các giống... giống cây trồng mới theo Quyết định số 515/QĐ-TT-VPBH, ngày 12 tháng 11 năm 2013 Cây mẹ (2x) được chọn từ những cây khoẻ mạnh, hoa nở tập trung ở các giống bưởi Năm Roi, Phúc Trạch, bưởi Diễn, cam Sành Các dòng bưởi tam bội tạo được từ các cặp lai giữa bưởi tứ bội với bưởi nhị bội và các dòng cam Sành tam bội chọn tạo được từ cứu phôi hạt nhỏ hạt lép in vitro từ đề tài Nghiên cứu tạo giống bưởi và... cây ăn quả có múi 2 Mục đích, yêu cầu của đề tài 2.1 Mục đích Mục đích nghiên cứu của đề tài là tạo ra số lượng lớn các dòng bưởi và cam Sành tam bội làm vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi không hạt, ít hạt Khảo nghiệm, đánh giá và chọn lọc các dòng bưởi và cam Sành tam bội nhằm bước đầu xác định được một số dòng triển vọng và các phương pháp chọn tạo giống tam bội không hạt... 1.3.1.4 Tạo giống tứ bội thể làm vật liệu lai tạo giữa cây tứ bội và cây nhị bội Chọn tạo dòng tứ bội có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau Các dạng tứ bội xuất hiện tự nhiên với tần số khá cao ở cây ăn quả có múi Cameron và Frost (1968) đã nhận được 2,5% số cây tứ bội thể trong tổng số 3600 cây từ phôi tâm ở các giống khác nhau Tachikawa và cộng sự, (1961) đã sử dụng colchicine để tạo cây. .. thời gian ra hoa kết quả của các dòng tam bội mới chọn lọc so với ghép mắt lên trên gốc ghép Chấp Thái Bình 4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học Lần đầu tiên ở nước ta, đề tài đã tạo được số lượng lớn các dòng cây ăn 4 quả có múi tam bội từ các nguồn giống cây ăn quả bản địa Trong đó có các dòng bưởi tam bội sinh trưởng tốt và hai dòng đã ra quả không hạt Đặc biệt... có múi, nước ta cần tập trung cho nghiên cứu cải tạo các giống cây có múi đặc sản, có ưu thế phát triển như cam Sành, bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, theo hướng tạo các giống không hạt từ các giống này với yêu cầu giống không hạt, ưu thế lai, thích nghi tốt và chống chịu sâu bệnh Xuất phát từ các phân tích trên đây, chúng tôi đã thực hiện đề tài: Nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả có. .. các dòng 136 bưởi tam bội năm 2013 3.35 Chất lượng cành lộc của các dòng bưởi tam bội năm 138 2013 3.36 Tính trạng đặc trưng hoa của các dòng bưởi tam bội ghép 143 lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2012 (32 tháng sau ghép) 3.37 Đặc điểm thời gian ra hoa, nở hoa của các dòng bưởi 144 tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi 3.38 Tỷ lệ đậu quả của các dòng bưởi tam bội ghép lên gốc 145 ghép bưởi chua... giống có mức bội thể khác nhau phục vụ cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi không hạt ở nước ta Bước đầu đề tài đã tuyển chọn được 2 dòng bưởi tam bội không hạt từ bưởi đặc sản Việt Nam và một số các dòng bưởi và cam Sành tam bội triển vọng khác đang được tiếp tục khảo nghiệm Đề tài mở ra triển vọng ứng dụng các kỹ thuật chọn tạo giống không hạt vào thực tiễn nước ta 5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên . tra mức bội thể ở cây ăn quả có múi 29 1.3.2. Nghiên cứu cây ăn quả có múi ở nƣớc ta 30 1.3.3. Giới thiệu một số giống cây ăn quả có múi đang trồng phổ biến ở nƣớc ta 36 1.4. MỘT SỐ ĐẶC. TẠO CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI KHÔNG HẠT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƢỚC TA 12 1.3.1. Tình hình nghiên cứu cây ăn quả có múi trên thế giới 12 1.3.1.1. Các phương pháp nghiên cứu chọn tạo cây ăn quả có múi. đề tài: Nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả có múi . 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích Mục đích nghiên cứu của đề tài là tạo ra số lượng lớn các dòng bưởi và cam