TÌM HIỂU LIỀU LƯỢNG XỬ LÝ ĐỘT BIẾN THÍCH HỢP VỚI MỘT SỐ MẪU GIỐNG HOA HỒNG

TÌM HIỂU LIỀU LƯỢNG XỬ LÝ ĐỘT BIẾN THÍCH HỢP VỚI MỘT SỐ MẪU GIỐNG HOA HỒNG

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp i

-

nguyễn thị nga

Tìm hiểu liều lượng xử lý đột biến thích hợp với một

số mẫu giống hoa hồng (Rosa.sp) bằng tia γ Co 60

LờI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ để thực hiện luận văn đã đ−ợc cảm ơn

và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Nga

Lời cảm ơn

Trong quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân

Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Vũ Văn Liết phó Hiệu

trưởng Trường Đại học Nông nghiệp I, người đã trực tiếp hướng dẫn và đưa ra những ý kiến đóng góp quý báu cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn chỉnh luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Nguyễn Mai Thơm Giám

đốc Trung tân Nghiên cứu và phát triển VAC Trường đại học Nông nghiệp I

đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn.Tôi xin cảm ơn toàn thể cán bộ nhân viên trung tâm VAC đã giúp tôi thực hiện luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô Khoa Sau Đại học, Khoa Nông học, Bộ môn Di truyền và Chọn giống Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, bạn bè, người thân đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các tập thể và cá nhân đã dành cho tôi

Nguyễn Thị Nga

Mục lục

Danh mục các bảng vii

2.5 Di truyền cây hoa hồng ứng dụng trong chọn giống và nhân giông

vô tính 21

2.7 Cơ sở khoa học của chọn giống đột biến phóng xạ 33

4.1 Kết quả thí nghiệm 1: Tìm hiểu liều lượng gây biến dị khi xử lý

bằng tia gama Co 60 với 3 mẫu giống hoa hồng thế hệ MV1 45

4.1.1 Tỷ lệ bật mầm và tỷ lệ sống sót của 3 mẫu giống hoa hồng MV1 45

4.1.2 Động thái tăng trưởng chiều dài cành MV1 46

4.1.3 Động thái tăng trưởng số lá của các công thức thí nghiệm MV1 48

4.1.4 Động thái tăng trưởng đường kính cành của các công thức thí

nghiệm MV1 50

4.1.5 Đặc điểm hình thái lá của các mẫu giống hoa hồng trong thí

nghiệm MV1 51

4.1.6 Năng suất và chất lượng hoa của các công thức thí nghiệm MV1 53

4.1.7 Một số đặc điểm của hoa và cành hoa sau xử lý đột biến thế hệ MV1 55

4.1.8 Đặc điểm hình thái cấu trúc hoa của 3 mẫu giống hoa hồng MV1 57

4.1.9 Biến dị xuất hiện ở các giống sau xử lý bằng tia γ Co60 thế hệ MV1 58

4.1.10 Đặc điểm hình thái hạt phấn của 3 mẫu giống hoa hồng MV1 63

4.2 Kết quả thí nghiệm 2: Đánh giá các dạng biến dị của 5 giống hoa

hồng thế hệ MV2 64

4.2.1 Tỷ lệ bật mầm và tỷ lệ sống sót của các mẫu giống hoa hồng MV2 64

4.2.2 Động thái tăng trưởng chiều dài cành của các công thức thí

nghiệm MV2 66

4.2.3 Động thái tăng trưởng số lá của các công thức thí nghiệm thế hệ

MV2 69 4.2.4 Động thái tăng trưởng đường kính của các công thức thí nghiệm

thế hệ MV2 72

4.2.5 Đặc điểm hình thái lá của các mẫu giống hoa hồng trong thí nghiệm 74

4.2.6 Đánh giá một số chỉ tiêu về hình thái và cấu trúc hoa của 5 mẫu

giống hoa hồng thí nghiệm 76

4.2.7 Năng suất, chất lượng hoa của các mẫu giống hoa hồng thí nghiệm 79

4.2.8 Những biến dị kiểu hình thu được sau khi xử lý đột biến 81

4.2.9 Cấu tạo hình thái hạt phấn của các công thức thí nghiệm MV2 84

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

Danh mục các bảng

2.1 Phân bố của các loài hoa hồng trên thế giới 4

2.3 Nguồn gốc chủ yếu của 8 nhóm hoa hồng 62.4 Cơ chế tự thụ phấn ở 35 loài hoa hồng và 17 giống lai 202.5 Sự tương hợp giữa gốc ghép và mắt ghép 324.1 Tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống sót của các công thức thí nghiệm MV1 464.2 Động thái tăng trưởng chiều dài cành cấp 1 của 3 mẫu giống

MV1 (cm) 474.3 Động thái tăng trưởng số lá hoa hồng của các công thức thí

nghiệm MV1 494.4 Động thái tăng trưởng đường kính cành của các công thức thí

nghiệm MV1 514.5 Đặc điểm hình thái lá của 3 mẫu giống hoa hồng MV1 524.7 Một số đặc điểm về hoa và cành hoa của các công thức thí

nghiệm MV1 564.8 Đặc điểm cấu trúc hoa của 3 mẫu giống hoa hồng MV1 574.9 Số biến dị xuất hiện ở các công thức thí nghiệm MV1 594.10 LD 50 và tần số biến dị 624.11 Đặc điểm hạt phấn của các công thức thí nghiệm MV1 634.12 Tỉ lệ bật mầm và tỉ lệ sống sót của các công thức thí nghiệm MV2 654.13 Động thái tăng trưởng chiều dài cành của công thức thí nghiệm MV2 674.14 Động thái tăng trưởng số lá hoa hồng sau khi xử lý đột biến 704.15 Động thái tăng trưởng đường kính cành của các công thức thí nghiệm 734.16 Đặc điểm hình thái lá của các m ẫu giống hoa hồng xử lý đột biến

tia γ ở các liều lượng khác nhau 75

4.17 Một số chỉ tiêu về hình thái cấu trúc hoa của các mẫu giống hoa hồng 774.18 Năng suất và chất l−ợng hoa của các mẫu giống hoa hồng nghiên cứu 804.19 Những biến dị thu đ−ợc sau khi xử lý bằng tia γ ở các liều l−ợng

khác nhau 824.20 LD50 và tần suất biến dị của 5 giống hoa thí nghiệm 854.21 Đặc điểm của hạt phấn khi xử lý đột biến của các công thức thí

nghiệm 86

1 Mở đầu

1.1 Đặt vấn đề

Hoa hồng (Rose) là cây thuộc chi Rosa họ hoa hồng Rosaceae, đây là

một họ rất lớn của loài thực vật thân bụi được phân bố trên toàn thế giới Cây hoa hồng trở thành một cây hoa phổ biến nhanh chóng trên thế giới vì những

ưu điểm nổi bật của nó như màu sắc đẹp, mùi thơm… Trước thế kỷ 18 ở châu

Âu có khoảng 24 loài hoa hồng hầu hết có màu đỏ, đỏ thẫm, trắng, đến cuối thế kỷ 18 châu Âu đã có trên 1000 giống hoa hồng với nhiều màu sắc khác nhau được tạo giống bằng lai và các phương pháp tạo giống khác, đặc biệt tạo các giống hoa hồng có màu đen và màu vàng Hội nghị hoa hồng quốc tế tại Osaka Nhật Bản từ ngày 11-17/5 năm 2006 cho ra mắt hoa hồng xanh tạo

giống bằng kỹ thuật RNAi do sự hợp tác giữa các nhà khoa học của hai công

ty Florigene và Suntory dưới sự trợ giúp về kỹ thuật của Viện Khoa Học Kỹ

Thuật úc Châu (SCIRO) đã mở ra một triển vọng mới trong chọn tạo giống hoa hồng bằng công nghệ sinh học

Xã hội ngày càng phát triển, mức sống được nâng lên, con người ngày càng quan tâm đến đời sống tinh thần Hoa đã trở lên thân thiện với con người trong đời sống văn hoá tinh thần Sản xuất hoa đang là một lĩnh vực sản xuất

đem lại hiệu quả cao cho người nông dân Qua hạch toán kinh tế từ việc gieo trồng một số loài hoa ở Sapa cho thấy, trồng hoa hồng cho thu lãi 67 triệu

đồng/ha; lay ơn 117 triệu đồng/ha; phong lan trên 70 triệu đồng/ha

Do đó, công tác chọn giống hoa phải tạo ra nhiều giống đa dạng phong phú là một đòi hỏi của thực tế sản xuất Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn phê duyệt chương trình khoa học 2006 và 2010 nghiên cứu chọn tạo và kỹ thuật sản xuất tiên tiến một số loài hoa chủ lực có chất lượng cao phục vụ tiêu thụ trong nước và xuất khẩu trong đó hoa hồng được xếp là một trong những

loài hoa chủ lực phát triển của nước ta (Hoa hồng, Cúc, Lily và Lan cắt cành)

Những giống hoa hồng đang được trồng phổ biến ở các vùng như Hà Nội, Vĩnh Phúc, Đà Lạt hầu hết là giống nhập nội từ Hà Lan, Pháp, Trung Quốc Công tác giống mới được quan tâm, thành tựu về hoa hồng còn rất ít, chưa có những giống đáp ứng được nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng Một trong những nguyên nhân là do nguồn nguyên liệu còn hạn chế Để phục vụ cho

công tác tạo giống chúng tôi tiến hành đề tài: “ Tìm hiểu liều lượng xử lý đột

biến thích hợp với một số mẫu giống hoa hồng (Rosa.sp) bằng tia γ Co 60 ”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Xác định liều lượng tác nhân γ từ nguồn Co60 phù hợp với đột biến bộ phận sinh dưỡng đoạn cành tạo nguồn vật liệu cho chọn tạo giống hoa hồng

1.2.2 Yêu cầu

- Xử lý đột biến đoạn cành hoa hồng ở các liều lượng khác nhau

- Đánh giá tỷ lệ sống xót và xác định các biến dị xuất hiện

- Đánh giá sinh trưởng phát triển của các dòng sau đột biến

- Nghiên cứu một số kỹ thuật nhân vô tính và chăm sóc phù hợp cho các thể đột biến

2 Tổng quan tài liệu

2.1 Nguồn gốc, phân bố và giá trị cây hoa hồng

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố cây hoa hồng

Xem xét về tạo giống hoa hồng ngày nay, người ta tin rằng hoa hồng là loại hoa cây cảnh được tạo ra cổ xưa nhất [35] Hoa hồng có nguồn gốc từ các vùng đại lục ôn đới Bắc bán cầu, riêng loại ra hoa 4 mùa có khởi nguyên ở vùng á nhiệt đới Trải qua sự biến đổi lâu dài trong tự nhiên và có sự chọn lọc của con người Tầm xuân đã biến thành hoa Hồng cổ đại Hoa Hồng trồng hiện

nay có nguồn gốc rất phức tạp Nó là kết quả tạp giao giữa Tầm xuân (Rosa

multiflora), với Mai khôi (Rosa Rugosa), và hoa Hồng (Rosa indica)[3]

2.1.2 Giá trị cây hoa hồng

Diện tích sản xuất hoa hồng cắt trong nhà kính trên thế giới đạt tới 5.250 ha năm 1994 và trung bình giá bán năm 1994 từ 0,27 đến 0,17 đô la loại cành dài, trung bình đến ngắn Hoa hồng bụi cũng là một loại rất trọng yếu trên thị trường nhiều nước, xấp xỉ 20 triệu cây được bán ở thị trường Anh Quốc hàng năm Hoa hồng mini trồng trong chậu hàng năm trên thị trường tiêu thụ hàng triệu chậu Hoa hồng còn là nguyên liệu chính của nhiều loại

nước hoa, nguyên liệu làm thuốc và gia vị nấu nướng [35]

2.2 Nguồn gen và nghiên cứu về cây hoa hồng

2.2.1 Nguồn gen cây hoa hồng

2.2.1.1 Đa dạng nguồn gen hoa hồng

của bán cầu bắc từ Bắc cực đến cận nhiệt đới (Máhall,1973) Bao gồm Hoa Kỳ, Iraq, Ethiopia, và Nam Trung Quốc Hursk, 1941 và Wylie, 1954 đã xuất bản nghiên cứu danh mục và tế bào ở hoa hồng và khám phá nguồn gốc của các giống hoa hồng hiện đại chỉ ra rằng tất cả những giống hoa hồng đã biết có nguồn gốc từ 10 loài chủ yếu Có thể nói hoa hồng rất đa dạng và phân bố trên nhiều vùng của thế giới Rehder, 1940, Darlington và Wylie, 1955, Maia vad Ve’enard, 1976 phân loại thành 10 nhóm với 115 loài và phân bố ở 8 vùng chủ yếu trên thế giới nh− trình bày ở bảng sau:

Bảng 2.1 Phân bố của các loài hoa hồng trên thế giới

Nhóm Số loài Số NST Phân bố địa lý Những loài chính

Banksiae 2 14 Đông á R banksiae Alt

R cymosa Tratt

Bracteatae 2 14 Châu á R branteata Wendi

Caninae 23 28-42 Châu Âu, Đông

Mức độ đa dạng của hoa hồng ngày càng tăng từ nguồn hoang dại đến các giống hoa hồng con người thuần hoa trước đây và những giống hình thành do chọn tạo giống hiện đại Quá trình đó đã tạo ra ngày càng đa dạng nguồn tài nguyên di truyền cây hoa hồng Người làm vườn phân thành bốn nhóm: Hoa hồng làm vườn cũ, hoa hồng mini, hoa hồng bụi và hoa hồng lai [36]

Paul Barden từ năm 1996 đến 2006 [32] đã có rất nhiều bài báo trên tạp chí “ Hoa hồng làm vừờn trước đây và tương lai” đã chia hoa hồng thành 19 nhóm như sau:

Bảng 2.2 Các nhóm hoa hồng

1 Albas 11 Hyb Perpetuals

2 Bourbons 12 Hybird Teas

3 Centifolias 13 Miniatures

4 Chinas 14 Modern Shrubs

5 Climbers 15 Moss Roses

B¶ng 2.3 Nguån gèc chñ yÕu cña 8 nhãm hoa hång

Rosa sericea ptericantha Nguån gèc Trung Quèc, 1890

Rosa wichuraiana Nguån gèc Trung Quèc, kh«ng râ

thêi gian

Rosa woodsii fendleri Nguån gèc B¾c Mü

b §a d¹ng vÒ bé nhiÔm s¾c thÓ

Hoa hång kh«ng nh÷ng ®a d¹ng vÒ loµi nh− trªn cßn lµ mét lo¹i c©y ®a

d¹ng vÒ bé nhiÔm s¾c thÓ, theo David Neumeyer hoa hång cã 6 nhãm nh− sau

1 Nhãm l−ìng béi cã sè NST lµ 14 cã 22 loµi chñ yÕu vµ gièng lai

2 Nhãm tam béi cã 21 NST cã 2 loµi vµ gièng lai

3 Nhãm tø béi cã 28 NST gåm 18 loµi vµ gièng lai

4 Nhãm ngò béi cã 35 NST chung víi nhãm phøc hîp

5 Nhãm lôc béi 42 NST gåm 2 loµi vµ gièng lai

6 Nhãm phøc hîp gåm 8 loµi vµ gièng lai cã sè NST 14, 28, 35, 42, 56

d Đa dạng về màu sắc hoa

Hoa hồng là một trong những loài hoa có nhiều màu sắc nhất hiện nay, theo các nhóm và vùng phân bố có các màu hoa khác nhau nh− sau:

1 Banksianae - Hoa hồng trắng và vàng của Trung Quốc

2 Bracteatae - Có 3 loài 2 loài từ Trung Quốc và một loài ấn Độ

3 Caninae - Hồng và trắng của châu á, châu Âu và Bắc Mỹ

4 Carolinae - Loài trắng, hồng, hồng nhạt từ Bắc Mỹ

5 Chinensis - Các loài Trắng, vàng, đỏ, nhiều màu của Trung Quốc và

Bumrma

6 Gallicanae - Hồng đến đỏ sẫm của Tây á và châu Âu

7 Gymnocarpae - Một nhóm nhỏ phân biệt bằng đế hoa trên đầu quả

01 loài ở Tây Bắc Mỹ (R gymnocarpa), và một loài ở Đông á

8 Laevigatae - Loài hoa đơn trắng Trung Quốc

9 Pimpinellifoliae - Trắng , hồng, vàng nhạt, sọc và hoa cà của Châu

á và Châu Âu

10 Rosa (syn sect Cinnamomeae) - Trắng, hồng, hoa cà, dâu và đỏ ở

tất cả các vùng trừ Bắc Phi

11 Synstylae - Trắng , hồng và đỏ thẫm có ở các vùng

Brent C Dickerson và cộng sự, 2005 cho rằng rất nhiều loài hoa hồng hoang dại ở khắp Bắc bán cầu từ những vùng ven sông đến đầm lầy và cả những vùng sa mạc Có hai nhóm vùng sinh thái phát triển riêng biệt ở thời kỳ

đầu là các loài và giống lai giữa các loài ở vùng sinh thái châu Âu và địa Trung Hải, nhóm thứ 2 là các loài và giống lai giữa các loài của vùng sinh thái phương Đông (đặc biệt là Trung Quốc, Nhật Bản và ấn Độ) [15]

2.2.1.2 Thu thập và bảo tồn nguồn gen cây hoa hồng

Thu thập bảo tồn cây hoa hồng đã được nhiều quốc gia quan tâm vì nó

là cây có gí trị kinh tế cao Trong vườn bảo tồn nguồn gen hoa hồng của Hoa

Kỳ đã thu thập và bảo tồn nguồn gen của 46 loài tại Glenn Dale, Maryland, mỗi loài có từ 1 đến 27 vật liệu bảo tồn [27]

1 Rosa acicularis (5 Accessions)

2 Rosa agrestis (1 Accessions)

3 Rosa amblyotis (1 Accessions)

4 Rosa arkansana (2 Accessions)

5 Rosa beggeriana (1 Accessions)

6 Rosa bella (1 Accessions)

7 Rosa blanda (2 Accessions)

8 Rosa canina (3 Accessions)

9 Rosa carolina (1 Accessions)

10 Rosa davurica (4 Accessions)

11 Rosa dumalis (5 Accessions)

12 Rosa glomerata (1 Accessions)

13 Rosa hemisphaerica (1 Accessions)

14 Rosa henryi (1 Accessions)

15 Rosa jundzillii (2 Accessions)

16 Rosa laxa (1 Accessions)

17 Rosa luciae var fujisanensis (1 Accessions)

18 Rosa macrophylla (1 Accessions)

19 Rosa maximowicziana (1 Accessions)

20 Rosa moschata (1 Accessions)

21 Rosa multiflora (1 Accessions)

22 Rosa multiflora var cathayensis (1 Accessions)

23 Rosa nitidula (1 Accessions

24 Rosa nutkana (2 Accessions)

25 Rosa nutkana var hispida (1 Accessions)

26 Rosa palustris (4 Accessions)

27 Rosa pendulina (2 Accessions)

28 Rosa pisocarpa (2 Accessions)

29 Rosa platyacantha (1 Accessions

30 Rosa rubiginosa (2 Accessions)

31 Rosa rubus (2 Accessions

32 Rosa rugosa (12 Accessions)

33 Rosa schrenkiana (1 Accessions)

34 Rosa sempervirens (2 Accessions)

35 Rosa sericea (1 Accessions)

36 Rosa sericea subsp omeiensis (2 Accessions)

37 Rosa sertata (1 Accessions)

38 Rosa setigera (3 Accessions)

39 Rosa setipoda (2 Accessions)

40 Rosa sherardii (1 Accessions)

41 Rosa sp (27 Accessions)

42 Rosa spinosissima (3 Accessions)

43 Rosa sweginzowii (1 Accessions)

44 Rosa wichuraiana (1 Accessions)

45 Rosa woodsii (10 Accessions

46 Rosa woodsii var ultramontana (1 Accessions)

Ghi chú : Accessions = mẫu nguồn gen

Theo Dr Eileen W Erlanson Macfarlane, vườn thực vật của trường Đại học Michigan công bố những kết quả thu thập và nghiên cứu nguồn gen cây hoa hồng Thu thập nguồn gen cây hoa hồng và các loài hoang dại thu thập hạt

từ từng cây, mỗi loài thu thập một hoặc một số cây từ các loài tạo lập thành các mẫu nguồn gen ghi nhận đầy đủ thông tin như người thu thập, ngày thu thập và các đặc điểm nhận biết của loài Mỗi mẫu có nhãn kẽm lưu trữ số còn lại gieo trồng trên đồng ruộng, trong nhà kính nhà lưới hoặc trong chậu Trồng trên đồng ruộng thời gian đầu trồng trên các luống hẹp sau đó nhân ra trong các luống có mật độ phù hợp với loài Nghiên cứu chi tiết các loài về các đặc

điểm hình thái như thân, gai, lá, hoa , quả theo dõi tập tính sinh trưởng [20]

Thu thập các loài hoa hồng hoang dại được thực hiện mạnh ở các trường

Đại học của Mỹ, Anh và Brussels Ngoài ra còn nghiên cứu trên các mẫu vật

khô Nghiên cứu sinh sản khả năng thụ phấn thụ tinh, sinh sản vô phối nhân quả cho thấy không có kết quả Tiến sỹ H D Wulff của Mỹ công bố trong tạp chí hoa hồng hàng năm đã công bố chỉ nhân được một quả vô phối của loài

hoa hồng blanda, nghiên cứu hình thái, nghiên cứu lai trong loài và khác loài,

hàm lượng vitamin B và C, nghiên cứu về mùi thơm của nguồn gen cũng được thực hiện [30]

Thu thập và bảo tồn ở nước ta chưa được quan tâm, nguồn giống hoa hồng chủ yếu từ nguồn nhập nội Các giống hoa hồng địa phương chưa có thu thập bảo tồn nguồn gen cho đa dạng sinh học và chọn tạo giống hoa hồng phù hợp với điều kiện sinh thái của Việt Nam

2.2.2 Nghiên cứu về tạo giống cây hoa hồng

Trên thế giới, công tác nghiên cứu chọn tạo giống hoa Hồng được quan tâm chú ý từ rất sớm

* Nghiên cứu tạo giống trước đây

Mặc dù có khoảng 200 loài hoa hồng nhưng chỉ một số rất ít loài là nguồn gốc tạo ra các giống hoa hồng trồng

Các loài hoa hồng được giới thiệu từ cổ xưa ở miền tây trái đất và tạo giống hoa hồng được biết bắt đầu từ thế kỷ 18, mặc dù vậy những tài liệu xuất bản về di truyền của cây hoa hồng còn khá ít Tạo giống hoa hồng là sự cạnh tranh gay gắt giữa các công ty tư nhân và những kiến thức di truyền và chọn giống là tài sản riêng của họ không được xuất bản Mặc dù vậy, một số yếu tố

kỹ thuật rất khó tạo ra một hệ thống kiến thức khoa học về di truyền của cây này Hoa hồng thực sự là cây dị hợp cao và đa bội cộng với sự khó khăn trong sinh sản hữu tính từ thụ phấn đến nảy mầm của hạt [35]

Mặc dù bộ NST hoa hồng bé và khó quan sát phân loại, rất nhiều nghiên cứu tế bào học thực hiện từ những năm 1920 đến nay Một trong những người tiên phong trong lĩnh vực này là Tdtckholm và Hurst [35]

Phần lớn các giống hoa hồng hiện đại đều là tứ bội trong khi các loài dại là lưỡng bội Các loài lưỡng bội là nguồn gen chống các bệnh nấm như

đốm đen Nhiều cố gắng khác nhau để sử dụng nguồn gen hoang dại này như lai giữa các loài lưỡng bội và tứ bội về lý thuyết dẫn đến tam bội và bất dục sau đó xử lý Colchicine nhưng kết quả rất hạn chế vì khả năng tái sinh nghèo

và rất hiếm khi nhận được vật liệu tạo giống

Mặc dù hiện nay có tới 18000 giống hoa hồng nhưng hầu hết là chọn tự nhiên chỉ có 10% tạo giống bằng các phương pháp nhân tạo, dự án đột biến tạo giống hoa hồng thực hiện từ 1960 đến 1980 chỉ tạo ra được vài giống

Có quá ít hiểu biết về điều khiển di truyền đối với các tính trạng hình thái hoặc sinh lý ở cây hoa hồng, một số hiểu biết về bất dục đực, chu kỳ ra hoa, hình thành sắc tố flavonoid, sự qua đông, bán lùn Một số thông tin về sự liên kết điều khiển tính trạng số cánh hoa, màu sắc hoa và bán lùn [35]

Các nghiên cứu ở những năm 1990 cho một số kiến thức mới về hạt phấn, thụ phấn, chín và nảy mầm của hạt cũng giúp cho việc điều khiển lai tạo giống hoa hồng tốt hơn

* Nghiên cứu tạo giống hoa hồng những năm 1990 đến nay

Những nghiên cứu tế bào học ngày nay đang được nghiên cứu lặp lại trước đây bằng phân tích bộ genome sử dụng maker phân tử Kỹ thuật sử dụng

là RFLP được báo cáo đầu tiên của nhóm nghiên cứu của Mỹ (Rajapakse, S

M Hubbard, J.W Keiiy, A.G.Abbott và R.E Ballard,1992)

Sau đó, Tây Ban Nha sử dụng marker Isozyme và RAPD, tiếp theo là

Mỹ, Pháp và Đức cũng sử dụng 2 marker này để nghiên cứu tế bào của hoa hồng Israel sử dụng DNA của phương pháp lấy dấu vân tay Những phương pháp nghiên cứu mới đã cho những kết quả tốt giúp cho việc hoàn chỉnh mô tả hình thái và phân loại hoa hồng Tuy nhiên vẫn còn rất xa mới đem lại những chính xác thỏa mãn Một cố gắng khác để mô tả phân loại là sử dụng phương pháp của Pháp như xác định mức đa bội, phân tích thống kê hợp chất hóa học

trong hoa, phân tích mô tả kinh điển và phân tích cluster của các số liệu đo

đếm kiểu hình [35]

Làm thế nào để lai thành công giữa các loài trở thành then chốt Những

dự án và chương trình mới trong lĩnh vực này là rất quan trọng Sự cứu phôi thành công ở Anh đào (một chi trong họ Rosaceae) đã được công bố có thể sử

dụng kỹ thuật này với hoa hồng Chỉ có một kết quả lai giữa hai loài R rugosa

x R foetida năm 1994

Khi lai giữa hai loài không thành công có thể đi theo hướng sử dụng kỹ thuật lai tế bào trần đã được nhóm nghiên cứu ở Anh thực hiện sau khi lai đơn bội, không đơn bội hóa thành công đã cố gắng bằng phương pháp khác như tiểu bào tử hạch hoặc nuôi cấy bầu nhụy vào cuối những năm 1980 Nhóm ở Pháp của Meynet và cộng sự đã kế tiếp đơn bội 1994 và giống tứ bội tạo ra quả sinh

sản đơn tính bằng sử dụng chiếu xạ hạt phấn và cứu phôi in vitro kết quả cây

đơn bội đã ra hoa và cho phấn, một số hạt phấn có sức sống Chuyển gen từ loài lưỡng bội đến giống đơn bội có thể thực hiện cũng như lưỡng bội hóa cây đơn bội để nhận được cây đơn bội kép Hiện nay, để đơn bội kép nhóm nghiên cứu của Mỹ đang sử dụng colchicine xử lý mô nuôi cấy đỉnh sinh trưởng và hình như có hiệu quả hơn các phương pháp trước đây Nhóm này cũng sử dụng lưỡng bội để phát triển nguồn gen hoa hồng chống bệnh đốm đen

Nhóm của giáo sư Zielin, Iszael sau khi nghiên cứu nhiều năm về cuống, dạng lá hoa hồng là biểu hiện điều khiển di truyền của dạng phát triển hoa không bình thường Tiếp theo công việc tiên phong của Hill người đầu tiên quan sát sự hình thành callus hình thái mầm rễ của hoa hồng nhiều nhóm nghiên cứu ở Anh, Bỉ, Mỹ, Hà Lan, Pháp, Nhật Bản đã thành công tái sinh cây nhờ tế bào gốc cơ quan hoặc tế bào xô ma gốc phôi Tái sinh nhờ Callus đã

được thực hiện bằng các công ty tư nhân hợp tác với các nhà nghiên cứu của các trường đại học và đã được công bố như Arene L, C Pellegrino và S Gudin, 1993 (So sánh biến dị xô ma, cây tái sinh từ callus hoặc trực tiếp từ cơ

quan sinh dưỡng khác nhau và mô phôi của hoa hồng Rosa hybrida L.) và

nhiều nhà nghiên cứu khác Arene L và cộng sự cũng cho biết biến dị xô ma

có thể đạt tới 21,7% ở hoa hồng này và đây là hướng sử dụng hiệu quả tạo

biến dị và chọn giống hoa hồng thông qua các áp lực chọn lọc in vitro [35]

Những công bố về chuyển gen ở hoa hồng rất ít Các nhóm nghiên cứu khác nhau của Hà Lan, Mỹ và Pháp đã thành công tạo được cây chuyển gen Mặc dù vậy, chưa có những công bố đầy đủ về kỹ thuật, các bước thực hiện và lợi ích của cây chuyển gen Nghiên cứu chuyển gen hiện nay vẫn tiếp tục ở Hà Lan, tế bào chuyển gen không thể trực tiếp tái sinh cây nhưng có thể thông qua pha tạo callus

2.2.3 Những thành tựu chọn tạo giống hoa hồng và nhân giống vô tính

Hoa hồng có lịch sử rất lâu dài trên trái đất, chứng minh hóa thạch loài cây này có cách đây 35 triệu năm Loại hoa hồng cổ xưa nhất ngày nay chúng ta biết

là Rosa gallica là loại hoa hồng màu hồng đậm và đỏ thẫm hoa có hương thơm,

sau đó đến hoa hồng màu đỏ gạch hoa bán cầu hoặc hình bánh xe Nguồn gốc

chính xác của hoa hồng R gallica chưa được rõ nhưng có thể là ở Ba tư trước công nguyên Sau đó hoa hồng có mùi thơm xuất hiện là R damasccena khoảng

900 năm trước công nguyên Khoảng 50 năm trước công nguyên ở Bắc Mỹ có

loài biến dị R damascena semperflorens Hoa hồng Đa mát thời kỳ La Mã có hai hoa thay thế loại chỉ có một hoa, người ta cho rằng nó là con lai của R gallica và

T moschata Khi sự khám phá thấy hoa hồng Trung Quốc ở thế kỷ 18 là R damascena semperflorens có nhiều đặc điểm quý đã là bước mới của thế giới hoa

hồng ở phương tây Như vậy, hoa hồng trồng Trung Quốc được du nhập vào châu

Âu từ thế kỷ 18 đến nay thế giới có trên 30.000 giống hoa hồng và nó là cây hoa gia đình hoàn thiện nhất trong các loài hoa [37]

Năm 1867, nhà tạo giống người Pháp là Guillot đã giới thiệu một giống hoa hồng trung bình gọi là ‘La France ’ Đây là giống có tập tính chung của

giống lai liên tục như tầm xuân và đặc điểm nở hoa tự do của hồng trà Sự xác nhận La France là một nhóm hoa hồng mới đã được thảo luận gay gắt trên tạp chí làm vườn thời kỳ đó Tuy nhiên hoa hồng trà đầu tiên đã được sinh ra Đầu những năm 1950 người nông dân và làm vườn đỡ lo toan hơn về lương thực và

điều này đồng thời với sự tăng những cây trồng giá trị với sự ra đời hàng loạt các giống hoa hồng mới gọi là “Hòa Bình” và hầu hết các gia đình đều trồng cây hoa “ hòa bình” hoa hồng đã trở thành cây hoa quần chúng cũng là những

động lực chọn tạo giống hoa hồng mới [37]

Đầu những năm 1960, Constance Spry đã lai các giống hoa hồng truyền thống tạo ra giống hoa hồng cải tiến màu cam (modern color range) và sau đó các nhà tạo giống hoa hồng của Vương Quốc Anh giới thiệu một số lượng lớn các giống hoa hồng qua 10 năm Sau thời kỳ này hoa hồng trở thành mốt Có

thể giống hoa hồng cải tiến đầu tiên thương mại ở Anh là Gruss an Aachen

1909, Geduldig lần đầu tiên giới thiệu hoa hồng trà (là hạt lai của mẹ Frau

Karl Druschki, và bố Franz Deegen) [14]

Những năm 1950, người tiêu dùng chấp nhận một giống hoa hồng duy nhất là kordesii Năm 1952 hoa hồng lai được Wilhelm Kordes giới thiệu trong cuốn sách hoa hồng của mình đã giải thích thành công nhân được từ tự

thụ phấn của 'Max Graff', một loài hoa hồng Rosa rugosa và một giống hoa hồng lai Rosa wichuraiana Ông đã lai tổ hợp đặc điểm khỏe mạnh của R

rugosa với giống hoa hồng vườn có cánh hoa lớn Thông thường lai hoa hồng

sẽ tạo ra giống hoa hồng tam bội bất dục, nhưng giống hoa hồng này đã đa bội

đến 28 nhiễm sắc thể Bằng sử dụng R kordesii trong chương trình tạo giống,

ông hy vọng sẽ tạo ra các giống hoa hồng hoa tròn, màu sáng, sinh trưởng khỏe, thân nhẵn Giống hoa hồng cải tiến số 10 từ R kordesii là loài mới xuất hiện trong sản xuất do tự đa bội trong tổ hợp lai Rosa rugosa x Rosa wichuraiana, màu hồng đậm dạng cốc, thân nhẵn, quả e lip và 28 NST [38]

Những nhìn nhận gần đây đã chứng minh: 1) hoa hồng là cây cảnh cổ xưa nhất và tiếp tục được tạo ra có giá trị cao của nhóm hoa cây cảnh Hoa hồng cắt cành trồng trong nhà kính trên khắp thế giới có diện tích tới 5.250 ha (1994) 2) Hoa hồng có thị trường lớn ở những nước phát triển xấp xỉ 20 triệu cây được bán hàng năm ở Anh 3) Có hàng triệu hoa hồng mini trồng trong chậu được bán hàng năm 4) Hoa hồng là loại hoa cung cấp nguyên liệu cho

mỹ phẩm Mặc dù có khoảng 200 loài hoa hồng nhưng chỉ có 11 loài trong số chúng tham gia vào chọn tạo các giống hoa hồng cải tiến mà thôi [34]

Sơ đồ chuyển gen của các nhà khoa học như sau

Ngày nay, tạo giống hoa hồng phát triển mạnh trên thế giới ngoài lai tạo giống còn ứng dụng công nghệ sinh học để tạo ra các giống hoa hồng có màu sắc khác nhau, sinh trưởng khỏe, chống bệnh, hương thơm và hàng loạt những tính trạng quý khác và ước tính có tới 30.000 giống hoa hồng cải tiến trên thế

giới hiện nay Năm 2005, công bố của các nhà nghiên cứu Nhật Bản và úc về

sử dụng công nghệ RNAi tạo ra hoa hồng màu xanh Yếu tố tạo ra màu xanh trên hoa hồng chính là gen delphinidin mà các nhà di truyền của công ty Florigene đã clone từ loài hoa păng-xê (Viola x wittrockiana) để tổng hợp trực tiếp màu xanh trên cây hoa hồng Yếu tố vay mượn chính là gen iris nhằm tạo

ra enzyme DFR (the dihydroflavonol reductase), enzyme này sẽ hoàn thành chu trình phản ứng tổng hợp delphinidin trên hoa hồng

Ngày nay, ngoài hoa hồng cắt hoa hồng mini trồng chậu và hoa hồng có hương thơm, đặc biệt hoa hồng mini có hương cũng rất phát triển để khuyến khích Tạo giống hoa hồng này ở Hoa Kỳ có một chương trình thi và giải thưởng cho những giống hoa hồng mini trồng chậu từ những năm 1970 Chính vì những khuyến khích này mà tạo giống hoa hồng mini rất thành công chỉ tính từ năm 1995 đến 2005 đã có 16 giống hoa hồng mới được tạo ra và đoạt giải thưởng [28]

2.3 Đặc điểm thực vật học của cây hoa hồng

Hoa hồng có tên khoa học Rosa sp là cây hoa, thân gỗ thuộc lớp

(Magnoliopsida), bộ hồng Rosales, họ Rosaceae, họ phụ Rosoideae và chi Rosa

L [4] Hoa hồng có trên 100 loài hoang dại, các loài hình thành các nhóm bụi và leo, chiều cao cây từ 2 - 5 m có loài cao đến 20 m Lá của hầu hết các loài dài 5 -

15 cm, lá hình lông chim, mép lá có răng cưa là cây rụng lá mùa đông nhưng một số ít ở Đông Nam á xanh hàng năm và không rụng lá Hoa hồng có 5 cánh thường có màu trắng, hồng , một số loài có màu vàng và đỏ Bầu nhụy nằm thấp

hơn cánh hoa và đài hoa, quả hoa hồng còn gọi là quả tầm xuân (rose hip) qủa

hoa hồng có từ 5 - 15 hạt (còn gọi là quả bế) Hoa hồng có thể sinh sản hữu tính

và vô tính sinh dưỡng như một số loài cây thân gỗ khác Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu sinh sản hữu tính ở hoa hồng, nghiên cứu về cơ chế tự thụ phấn ở hoa hồng đã được tiến sỹ Eileen W Erlanson Macfarlane, trường Đại học

OHIO, Hoa Kỳ nghiên cứu từ những năm 1963 [32]

2.4 Sinh sản ở cây hoa hồng

2.4.1 Sinh sản hữu tính ở cây hoa hồng

Jack Kerrigan and Margaret Nagel, trường Đại học OHIO, Hoa Kỳ cho rằng hầu hết các cây trồng có hơn một hình thức sinh sản, nhưng với hoa và cây cảnh sinh sản bằng hạt có thể dẫn đến không đúng hạt và không đúng giống Tuy nhiên sinh sản bằng hạt có những tiến bộ sau:

+ Là phương thức để lai tạo ra giống mới

+ Dễ nhân giống, giá rẻ và hệ số nhân cao

+ Là một con đường tránh nhiễm và truyền bệnh

+ Một số loài chỉ có duy nhất một phương thức sinh sản [24]

Joan Monteith [25], nghiên cứu giai phẫu cơ quan sinh sản hoa hồng và có những minh họa, đây là những nghiên cứu hữu ích cho chọn tạo giống hoa hồng Sinh sản hữu tính của hoa hồng cũng bao gồm cơ quan sinh sản đực

và cái Sinh sản hữu tính ở hoa hồng tương tự như các cây trồng khác sinh sản bằng hạt

Quá trình gieo trồng hạt để tạo cây con của hoa hồng cũng như các cây trồng sinh sản bằng hạt khác, tuy nhiên nó có những đặc điểm đặc thù của hoa hồng và từng loài G D Rowley nghiên cứu nảy mầm của hạt hoa hồng cho thấy những loài hoang dại có khả năng nảy mầm rất tốt, sự nảy mầm có thể

vượt 90% sau gieo vài tuần như Rosa multiflora, một số loài khác thì kém,

thông thường không quá 30% tạo thành cây con như hoa hồng Dog Một số

khác trì hoãn nảy mầm có thể tới 6 năm như loài Rosa canina, hạt một số loài

có thời gian ngủ nghỉ như Rosa multiflora yêu cầu 02 tháng ở điều kiện 50C

sau khi chín, trong khi Rosa canina trong điều kiện này và ủ lớp thích hợp gần

một năm mới nảy mầm [19]

Sinh sản hữu tính ở hoa hồng khá phức tạp nó là cây giao phấn, nhưng một số loài tự thụ phấn, một số lại tự thụ phấn yếu Dr Walter E Lammerts của đại học California đã có những nghiên cứu rất sâu sắc về vấn đề này Ông

và cộng sự đã thu thập hoa hồng dại tại các vườn thực vật của trường Đại học Michigan và được báo cáo tại hội thảo hoa hồng hàng năm của Hoa Kỳ năm

1961, một số đặc điểm quan tâm đã được ghi nhận, một trong những đặc điểm

đó là cơ chế tự thụ phấn khi không có mặt của các loài khác Các đặc điểm khác của hoa được trình bày dưới đây, một số đặc điểm điều khiển bởi đơn gen do vậy rất có ý nghĩa trong nghiên cứu di truyền

Cơ chế tự thụ phấn: ở nhiều loài hoa hồng hoang dại cánh hoa giữ được tốt nhất ngày thứ 3 các hoa đóng không dài hơn vào ban đêm Các nhị kéo dài lên và các chỉ nhị mềm mang bao phấn lên trên các đầu nhụy Tế bào phấn chín trước tế bào trứng Hầu hết phấn tung khi cánh hoa đầu tiên mở và côn trùng sẽ mang đến thụ cho các hoa nở ngày thứ hai, điều này đã dẫn đến giao phấn Mặc dù vậy, vẫn còn một số hạt phấn trong vỏ bao phấn đến ngày thứ ba

và thụ cho chính nó, sự kéo dài và uốn cong của chỉ nhị cũng là một đặc điểm thích hợp cho tự thụ phấn và thụ tinh cho bất kỳ tế bào trứng nào còn lại Thí nghiệm của chúng tôi cho thấy, hoa hồng tự thụ tinh Đặc điểm này có thể thấy ở những nơi khác

Một số có các cá thể biến dị trong cùng một loài, như thế nó có trong hai cột Các biến dị bao gồm tự thụ nghiêm ngặt, tự thụ yếu và không tự thụ Biến dị trong cơ chế tự thụ có thể xảy ra do lai tự nhiên, một số loài lai tự thụ dường như ưu thế yếu hơn với loài không tự thụ, con cái của chúng biểu hiện cả hai đặc điểm [32]

B¶ng 2.4 C¬ chÕ tù thô phÊn ë 35 loµi hoa hång vµ 17 gièng lai

1 foliosa 1 arkansana 1 acicularis

2 michiganensis* 2 blanda x arkansana 2 x californica

3 x blanda 3 carolina 3 suffulta x acicularis

4 multiflora 4 cinnamomea 4 alpina

5 nitida 5 alpina x cinnamomea 5 amblyotis

6 palustris (most) 6 housei* 6 blanda

7 rubiginosa** (some) 7 jundzillii** 7 x arkansana

8 Rubrifolia (some) 8 nutkana (few) 8 x woodsii

9 rudiuscula 9 tomentosa x nutkana 9 canina

10 rugosa 10 californica x nutkana 10 centifolia

11 setigera++ 11 palustris (few) 11 dumetorum**

12 virginiana (most) 12 x blanda 12 engelmannii

13 x foliolosa 13 x nutkana

14 x virginiana 14 hugonis

15 rubiginosa (most) 15 macrophylla

16 rubrifolia (most) 16 nutkana group

17 suffulta 17 x spaldingii

18 x carolina 18 villosa x nutkana

19 virginiana (few) 19 omeiensis var pteracantha

20 blanda x virginiana 20 pimpinellifolia**

26 (fendleri Macounii et al.)

+ **C¬ chÕ tù thô phÊn vµ c¸nh hoa në tr−íc lµ biÓu hÖn râ ë hoa hång lµ nghiªn cøu cña Eric Bois, Nelson, 1962

+ *Erlanson, Eileen W., 1928 10 loµi hoa hång vµ mét sè gièng Rhodora 30:

109-1 21

**Meikle, Katherine, 1958 Gièng hoa hång c¶i tiÕn

R dumetorum = canina var dumetorum

R jundzillii = marginata (Caninae)

R pimpinellifolia = spinosissima var pimpinellifolia

R rubiginosa = eglanteria (Caninae) HÇu hÕt c¸c nhµ khoa häc sö dông tªn trong b¶ng

2.4.2 Nhân giống vô tính sinh dưỡng ở cây hoa hồng

Sinh sản vô tính ở hoa hồng bằng cơ quan sinh dưỡng như cành, mắt,

đoạn thân, rễ như một số cây bụi thân gỗ khác Sử dụng phương thức sinh sản này mà các nhà kỹ thuật, nhà làm vườn đã nghiên cứu và sử dụng rất nhiều phương pháp nhân giống vô tính sinh dưỡng khác nhau với hoa hồng Mỗi phương pháp lại có các kỹ thuật khác nhau như giâm rễ, giâm cành, ghép mắt ghép đoạn cành Randy Hughes và David Zlesa cho rằng nhân giống vô tính ở hoa hồng có thể bằng giâm, chiết, ghép và ưu điểm là nó có thể giữ được kiểu gen như cây bố mẹ là giống hoặc giống ưu thế lai ưu việt thì con đường nhân vô tính có thể sử dụng được cây ưu việt này đến 20 năm ở hoa hồng [33] Marily A Young (2005), nghiên cứu thấy rằng hầu hết người trồng hoa hồng

có trên một giống, mặc dù vậy nhân giống vô tính không giữ được bản quyền kinh doanh lâu dài do vậy nhân giống vô tính bằng giâm rễ và phần gỗ mềm

ý rằng di truyền của sinh vật (thực vật và động vật) được mã hóa bằng trật tự các bazơ nitơ trên phân tử AND nằm trên các nhiễm sắc thể Các loài hoa hồng hoang dại thông thường có 7 cặp NST và ở dạng lưỡng bội Mỗi cặp có một nửa của bố và một nửa của mẹ Khi phân chia giảm nhiễm hình thành phấn và trứng bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa và sau quá trình thụ tinh cơ thể lưỡng bội được tái tạo và đây là công cụ để hình thành hạt hoàn thiện các yếu tố di truyền cần thiết cho phát triển của một cây mới bình thường

Hầu hết hoa hồng thương mại đều là con lai của một vài loài hoang dại khác nhau và trong quá trình phát triển, bộ NST của chúng tăng lên thay thế

cho 7 hoặc 14 cặp NST và có thể là 28 cặp Khi các loài hoang dại khá giống nhau ở các đặc điểm chung, bộ NST của chúng cũng giống nhau và có nhiều phần, nhiều vùng giống nhau khi kết hợp cặp đôi trong lai

Nếu loài A có một cặp NST là:

ABCDEFG ABCDEFG Loài B ký hiệu:

ABCDEFG ABCDEFG

Sự xắp xếp trên NST kí hiệu bằng các chữ cái, khi lai hai loài A và B sự biến động của cặp do hình thành 14 cặp và như vậy trật tự xắp xếp là không giống như 7 cặp của bố mẹ chúng Trong tự nhiên, đôi khi quá trình hình thành trứng và không giảm phân bộ NST như vậy số NST là 14 thay thế cho 7 nhiễm sắc thế gọi là hiện tượng đa bội Trong một số hoa hồng lai, có giống là

tứ bội Sau những nghiên cứu này, nhiều giống hoa hồng mới được tạo ra bằng lai giữa các loài lưỡng bội như giống chống bệnh phấn trắng, giống hoa hồng trà leo, giống Charlotte Armstrong lai từ Soeur Thérèse với Crimson Glory có mầm dài, sinh trưởng khỏe và hoa màu đỏ đặc thù [39]

Ngoài nghiên cứu về di truyền sinh trưởng nhiều nghiên cứu về di truyền màu sắc hoa ở hoa hồng cũng nhận được những kết quả và Dr Walter

E Lammerts cũng đã cho biết di truyền màu sắc hoa hồng là một tính trạng lặn Gần đây để nhân được màu đỏ các nhà khoa học đã lai các giống đỏ đậm

và các giống đỏ nhạt với các giống hoa hồng có màu vàng đã nhận được hoa hồng đỏ đến huyết dụ, các hoa màu đỏ tươi héo rất nhanh chỉ những cây lai trở lại với hoa màu hạt dẻ không héo Phần lớn con lai thu được là màu đỏ hạt dẻ sẫm Màu vàng cam, vàng và trắng cũng là những tính trạng lặn, màu hồng tươi, huyết dụ và đỏ là tính trạng màu sắc trội ở hoa hồng, nhưng vàng đậm là

tính trạng lặn với vàng nhạt khi nghiên cứu ở giống Goldenes Mainz như vậy

để tạo vàng đậm sau khi lai phải lai trở lại với vàng đậm Màu trắng như giống Sir Henry Segrave, Odine, và Alice Stern thực ra là màu kem Do vậy, lai trở lại với màu trắng là cần thiết Những đặc điểm di truyền như sức sống, mùi thơm, chiều dài cành hoa, rộng lá, dạng nụ, hoa và màu sắc hoa còn có những hiểu biết ở mức hạn chế, những tính trạng này biểu hiện và điều khiển bởi di truyền số lượng cần có những nghiên cứu sâu hơn bằng lai và đánh giá để kết luận [39]

Nghiên cứu tế bào về bộ nhiễm sắc thể hoa hồng được David Neumeyer (2005), nghiên cứu cho thấy hoa hồng có rất nhiều loại đa bội như tam bội, tứ bội và hỗn hợp Tác giả và cộng sự đã phân loại loài và bộ nhiễm sắc thể của loài hoa hồng và con lai của chúng như sau:

Lưỡng bội (Diploids) (14 nhiễm sắc thể): nhận thấy ở các loài giống

nhau như công tước hoặc lady, riêng loại hoa chum có một số là tam bội còn lại hầu hết là lưỡng bội Các loài lưỡng bội chủ yếu là:

R arvensis (bao gồm cả loại hoa hồng trung du)

R banksiae

R blanda

R bracteata

R chinensis (loại hoa hồng Trung Quốc)

R filipes (Quan hệ rất gần loài R brunonii)

R foliolosa

R hugonis (bố là loài Hugo rose)

R laevigata (Cherokee Rose)

R moschata (Musk Rose)

R multiflora (bao gồm 7 chị em hoa hồng là multiflora nana, cathayensis, vàmột số loại khác hầu hết là giống lai đầu có số NST 14

Synstylae (là nhóm lớn của các loài hoa hồng Châu á gồm R multiflora,

R filipes, và nhiều loài khác)

Tam bội (Triploids) (21 NST):

Gồm giống lai có mùi thơm (một số tam bội sớm nhất khi lai liên tục

với loài R multiflora trong đó một trong bố mẹ tam bội

R x borbonia (nguồn gốc cơ bản hầu hết con lai là tam bội)

Tứ bội (Tetraploids) (28 NST):

Dupontii

Floribundas (Một số ít là tam bội nh−ng hầu hết là tứ bội)

Hoa hồnh trà (Một số ít ban đầu là tam bội nh−ng hầu hết là tứ bội)

R arkansana

R carolina

R centifolia (hoa hồng rêu và biến dị)

R damascena (loại hoa hồng Đa mát và Đa mát mùa thu)

R davidii

R foetida (gồm hoa hồng màu đồng Austrian, vàng và vàng BaT−)

Cũng như các cây có khả năng sinh sản vô tính sinh dưỡng khác hoa hồng có những biến dị tự nhiên dạng khảm là một đặc điểm rất có lợi trong chọn giống hoa hồng Theo R Daniel Lineberger khoa Khoa học làm vườn

Đại học Texas A&M Hoa Kỳ, thể khảm khi các tế bào có hơn một kiểu gen

được tìm thấy trong các mô đang sinh trưởng của cây, thể khảm trong cây rất

đa dạng nhưng hầu hết có dạng chung khái niệm cơ bản Ví dụ các tế bào khảm lá đều có nguồn gốc từ tế bào khảm ở mô phân sinh đỉnh sinh trưởng nhưng chúng có đặc điểm không có khả năng tổng hợp diệp lục Những lá này màu trắng ưu thế hơn màu xanh, chúng là tổ hợp của hệ thống mô giống nhau Chọn lọc thể khảm là rất có ý nghĩa với cây trồng đặc biệt cây trồng trong

vườn, hoa và cây cảnh [22]

Nghiên cứu di truyền phân tử ở hoa hồng David H Byrne, Sriyani Rajapakse and Robert E Ballard, 1996, Đại học Texas và Clemson [16] thực hiện và phân giải bộ genome của một số hoa hồng và con lai là nền tảng nhận biết đa dạng di truyền của bố mẹ và con lai DNA được chiết xuất từ các giống

và phân giải sử dụng marker di truyền phân tích là RAPDs Kết quả chỉ ra rằng, tất cả các cây bố mẹ biểu hiện mức cao đa hình di truyền Như vậy, bất

kỳ tổ hợp nào của bố mẹ đều phù hợp để làm bản đồ gen con cái Bởi vậy, lựa chọn bố mẹ để lập bản đồ gen trên cơ sở số con cái F1 tạo ra sống sót, mức độ

đa hình không xuất hiện do hạn chế của bất kỳ tổ hợp lai nào giữa bố mẹ lưỡng bộ và tứ bội

Hiện nay, phân tích con cái thế hệ F2 của bố mẹ là 82-1134 và 86-7 những con cái này có các tính trạng phân ly là khả năng chống bệnh đốm đen, màu sắc hoa (hồng và trắng), số cánh hoa (5 - 10 hoặc hơn), có gai hoặc không có gai trên thân, thời gian nở hoa Hệ thống marker mới DNA đã chọn lọc để nâng cao hiệu quả tìm ra sự khác nhau giữa các cây bố mẹ, một số lớn marker đã được phát triển đã phân tích mối liên kết trong các tính trạng

Những nghiên cứu di truyền ở cây hoa hồng cho thấy di truyền các tính

trạng của nó là rất phức tạp do lai tự nhiên, mức độ đa bội lớn, di truyền các tính trạng như sức sống, chống bệnh, màu sắc hoa, mùi thơm Do vậy, để giữ lại các biến dị quý đối với cây hoa hồng thì nhân giống vô tính là một giải pháp hữu ích vì nó có những ưu điểm sau:

+ Nó giữ được kiểu gen hiện có như chống chịu, màu sắc hoa mà nếu nhân giống hữu tính bằng hạt dễ thay đổi

+ Dễ thực hiện vì nhân giống vô tính sinh dưỡng ở hoa hồng có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp

+ Độ đồng nhất của cây giống cao khi nhân giống vô tính sinh dưỡng

2.6 Kỹ thuật nhân giống vô tính

2.6.1 ứng dụng trong chọn tạo giống

Theo Hudson T Hartmann năm 1983 cho rằng cây sinh sản vô tính có một số lợi thế trong chọn tạo giống như sau:

1 Nhân vô tính có thể khai thác đặc điểm của từng cây với kiểu gen duy nhất, các cây như vậy được chọn lọc từ một biến dị trong quần thể trên một cây, cành Với chọn giống hiện đại, nhân vô tính quan trọng hơn và là một công cụ mạnh trong chọn lọc

2 Nhân vô tính có ý nghĩa thứ hai là tạo ra quần thể đồng nhất cao về kiểu hình như giống nhau về kiểu hình, kích thước, thời gian nở hoa, chín

3 Nhiều dòng vô tính được quan tâm phát hiện và duy trì bằng con người và ghi nhận bằng tên của các giống Dòng vô tính xuất hiện bắt nguồn

từ một cây con ở Vương Quốc Anh khoảng năm 1770 và duy trì nhân vô tính

đến nay Táo ngọt vô tính bắt nguồn từ biến dị của một cây con trong vườn

được chọn vô tính từ năm 1870 ở Peru, mắt của cây này được ghép mắt nhân giống tạo ra cây mới và đã tạo ra hàng triệu cây táo ngọt bằng con đường nhân vô tính

4 Vô tính tồn tại trong tự nhiên bằng sinh sản vô tính tự nhiên như chồi, rễ, thân hành Vô phối của một số loài trong họ hoa hồng, họ hoà thảo tạo ra cây con cũng được coi là dạng vô tính Dòng vô tính tự nó tồn tại trong

tự nhiên đôi khi tốt hơn các cây nhân hữu tính Trong một thời gian dài trong môi trường ổn định, nếu môi trường thay đổi dòng vô tính là một hạn chế bởi vì nó không thể tiến hóa thay đổi để thích nghi với môi trường mới [22]

Các nhà chọn tạo giống hoa hồng có những ý tưởng và mục đích khác nhau, tuy nhiên có những đặc điểm chính như sau

10) Hoa nở chụn với nhiều cánh từ 25 đến 35 cánh lớn

Tuy hiên chọn tạo giống hoa hồng không thể đạt được hoàn hảo những

đặc điểm này, bất kỳ đặc điểm giá trị nào cũng được giới thiệu phổ biến Theo tác giả tạo giống hoa hồng hướng đến đạt được các đặc điểm trên bằng lai các giống có những đặc điểm tốt bổ sung cho nhau trên cơ sở hiểu biết về các phương pháp tạo giống, số NST và các yếu tố di truyền quan trọng của hoa hồng là cần thiết [39]

2.6.2 ứng dụng sinh sản vô tính trong nhân giống

Theo David Wm Reed, 2006 khái niệm về hệ vô tính ở thực vật sử dụng nhân giống sinh dưỡng hoặc nhân giống vô tính là phương pháp nhân

giống không sử dụng hữu tính, một cây mới được hình thành từ một cơ quan sinh dưỡng (thân, rễ, lá) Kỹ thuật nhân giống được sử dụng là giâm, chiết, ghép hoặc nuôi cấy invitro Kỹ thuật nhân giống vô tính tạo ra các dòng vô tính Dòng vô tính là một nhóm cây trồng xuất phát từ một cây mẹ ban đầu

được tạo ra bằng nhân vô tính sinh dưỡng như giâm, chiết hoặc ghép [18]

Theo Hudson T Hartmann nhân giống vô tính sử dụng trong hai trường hợp chính

1 Duy trì dòng vô tính

2 Nhân giống cây không hạt

Nhân giống vô tính sinh dưỡng cũng được áp dụng để nhân giống thể khảm, bằng giâm, đặc biệt có lợi đối với hoa và cây cảnh Thể khảm vòng ổn

định có thể nhân giống bằng giâm cành tạo ra cây đúng giống đột biến mong

đợi, bởi vì các mắt bên tái sinh đúng như đột biến phát sinh ở đỉnh sinh trưởng mắt Thể khảm hình quạt và từng phần không thể nhân đúng giống , bởi vì các mắt bên cạnh có đặc tính phát sinh ra bên cạnh chúng Nếu cắt lá và rễ phần thể khảm, cây con không bao giờ đúng dạng với đột biến hay thể khảm lá từ cây mẹ Bởi vì mầm bất định có những vùng không bị đột biến của chính nó của vùng lá hoặc rễ để tái sinh Với lý do này thể khảm không bao giờ nhân giống đúng dạng như nó bằng cắt giâm hoặc các phương pháp yêu cầu hình

thành mầm bất định [22]

2.6.3 Mắt ghép, cây gốc ghép sự tương hợp giữa mắt ghép và gốc ghép

Hudson T Harmann and Dale E Kester, 1983 đưa ra khái niệm về gốc ghép (rootstock) và phần thấp hơn của mắt ghép và cành ghép phát triển hệ thống rễ của cây ghép khi tiếp hợp thành công Nó có thể là cây con là đoạn thân, rễ hoặc cành chiết Đôi khi ghép thực hiện ngay trên cây lớn ở những cành hoặc chồi ngọn gọi là ghép ngọn (Topworking) Ông cũng đưa ra phân

loại gốc ghép bao gồm:

+ Gốc ghép trung gian (Interstock) là một đoạn thân làm cầu nối cho sự tiếp hợp giữa đoạn cành ghép và gốc ghép Nó được sử dụng trong một số trường hợp như giữa mắt ghép và gốc ghép không tương hợp, tạo ra thân chắc hoặc để điều khiển một số đặc điểm sinh trưởng

Gốc ghép được phân làm 2 nhóm là gốc ghép là cây con và gốc ghép dòng vô tính

+ Gốc ghép cây con (cây thực sinh)

Gốc ghép cây con hình thành và phát triển từ hạt nảy mầm có những ưu

điểm là sản xuất cây gốc ghép đơn giản, kinh tế và phù hợp với nhiều phương pháp ghép, nhiều loại cây con không bị virus như cây mẹ (trừ những virus có thể truyền qua hạt), khả năng tiếp hợp dễ hơn với mắt ghép, bộ rễ cây gốc ghép tốt hơn ăn sâu hơn Tuy nhiên gốc ghép có thể ảnh hưởng xấu đến cây ghép

+ Gốc ghép dòng vô tính

Gốc ghép vô tính là gốc ghép được tạo ra bằng chiết, giâm, tách chồi, nhóm gốc ghép này có ưu điểm là rất đồng nhất về di truyền, nó còn có thể tạo sạch bệnh, thay đổi tập tính ra hoa của cây ghép Sự phối hơp của gốc ghép vô tính với mắt ghép của các giống khác nhau cho phép chọn lọc trong quá trình ghép, mắt ghép của mỗi một giống cần được ghép kiểm tra trước Hạn chế là cần phải sản xuất gốc ghép với một kỹ thuật tốt để có gốc ghép tốt đặc biệt là

gốc ghép sạch bệnh [22]

Jack Kerrigan and Margaret Nagel, 2006 cho rằng lựa chọn cây gốc ghép

là cây bố mẹ sử dụng nhân giống vô tính, các cây bố mẹ phải khỏe mạnh và có những đặc điểm mong muốn cho sản xuất những giống cây trồng mới [23]

Nghiên cứu gốc ghép , mắt ghép và tương hợp của chúng đã được các

nhà chọn giống nghiên cứu trên các cây thân gỗ như cây ăn quả, hoa, cây cảnh

Kalptaru nghiên cứu gốc ghép của quýt và kết quả cho thấy Để nhận biết sự phù hợp của gốc ghép cho nhân giống quýt Nagpur nhiều nghiên cứu sự tương hợp nhau giữa mắt ghép và gốc ghép đã thực hiện với 2 loại gốc ghép là chanh

thô, 5 loại gốc ghép chanh chua Các loại gốc chanh thô, chanh chua , cam chua, cam ba lá chét biểu hiện ra hoa sớm hơn chỉ sau 3 năm, gốc chanh 3 lá lùn quan sát thấy xuất hiện hoa ở cuối năm thứ 3 Sự tiếp hợp của chanh chua khi sử dụng gốc ghép quýt Cleopatra (Tirupati) quan sát thấy không trùng khớp hoàn toàn, tích lũy dinh dưỡng không đầy đủ biểu hiện thiếu khá năng hút kali Những nghiên cứu về phản ứng với dinh dưỡng với liều lượng khác nhau cho thấy N từ 200 – 1200g/cây và P từ 100 – 600 g/cây Kiểm tra cân bằng dinh dưỡng cho thấy tối ưu của N là 2,34% khi sử dụng gốc chanh thô và 2,41% khi sử dụng gốc chanh chua, trong khi P tối ưu là 0,11 và 0,085% [26]

Sự tương hợp giữa mắt ghép và gốc ghép được quan tâm của các nhà chọn giống và nhân giống, nguyên lý của sự tương hợp được Hudson T Harmann và Dale E Kester, 1983 mô tả là chuỗi gắn kết tiếp hợp giữa gốc ghép và mắt ghép qua 4 giai đoạn như sau:

- Cắt mắt ghép có hoạt động của mô phân sinh, đưa vào phần cắt của gốc ghép trùng khít phần tượng tầng của mắt ghép và gốc ghép Điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phù hợp kích thích hoạt động sinh trưởng ở một hệ thống mới và xung quanh các tế bào

- Lớp ngoài của các tế bào trong vùng của tượng tầng của cả mắt ghép

và gốc ghép phải tạo ra các tế bào nhu mô sớm trộn lẫn và đan xen vào nhau tạo ra một khối gọi là mô sẹo

- Các tế bào mới của khối callus hình thành theo lớp tượng tầng của mắt

và gốc ghép bên trong các tế bào tượng tầng mới

- Các tế bào tượng tầng tạo ra mô mạch dẫn mới, xylem hướng vào bên trong và libe hướng ra ngoài vì thế nối các mạch dẫn của mắt và gốc ghép thành công

Adriana Alza và cộng sự của Hiệp hội sinh học Công Hòa Banco đã

nghiên cứu ảnh hưởng của gốc ghép và mắt ghép của cây mãng cầu (Annona muricata L.) bằng vi ghép in vitro [13] Theo các tác giả khi ghép những loài

th©n gç rÔ bÞ rØ dÞch vµ oxy hãa v× vËy vi ghÐp in vitro víi nh÷ng loµi nµy lµ mét ph−¬ng ph¸p hiÖu qu¶ Nghiªn cøu kh¶ n¨ng t−¬ng hîp cña m¾t ghÐp vµ gèc ghÐp kh¸c nhau tõ lùa chän in vitro c¶ trong phßng thÝ nghiÖm vµ nhµ

kÝnh cña c¸c loµi th©n thuéc lµ A Montana vµ A glabra kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vi

ghÐp cña c¸c loµi nµy víi m¾t ghÐp v« tÝnh hoa hång (Clone Rosa) Sau 15 ngµy ghÐp sù kh¸c nhau cã ý nghÜa víi c¸c gèc ghÐp kh¸c nhau ThËt kú diÖu

sù tæ hîp cña hoa tigon trªn gèc tigon A Montana vµ m¾t hoa hång kh«ng

ghÐp sinh tr−ëng ph¸t triÓn tèt nhÊt KÕt qu¶ t−¬ng hîp gi÷a gèc ghÐp vµ m¾t ghÐp ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng sau: