Nghiên cứu chọn tạo và nhân giống cây hoa hồng (rosa spp l) năng suất, chất lượng cao cho một số tỉnh miền bắc việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN MAI THƠM NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ NHÂN GIỐNG CÂY HOA HỒNG (ROSA SPP L.) NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO CHO MỘT SỐ TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng Mã số: 62 62 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Trần Tú Ngà PGS.TS Vũ Văn Liết HÀ NỘI - 2009 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị Mọi giúp ñỡ việc hoàn thành luận án ñã ñược cảm ơn thông tin trích dẫn luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2009 Tác giả luận án Nguyễn Mai Thơm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai Thầy hướng dẫn trực tiếp GS.TS.Trần Tú Ngà PGS.TS Vũ Văn Liết ñã bảo, hướng dẫn ñể tác giả hoàn thành ñược luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy, Cô Bộ môn Di truyền chọn giống trồng, Khoa Nông học, Viện ñào tạo sau ñại học, Ban Giám hiệu Trường ðại học Nông nghiệp Hà nội, Trung tâm Phát triển VAC, Viện Sinh học Nông nghiệp, Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện nghiên cứu Rau Quả Khoa Máy - Vật lý phóng xạ - Bệnh viện K Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ học vấn vật chất cho tác giả Ủy ban Nhân dân xã Mê Linh huyện Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc, Ủy ban nhân dân xã ðông Cương Thành phố Thanh Hóa tỉnh Thanh Hóa Hợp tác xã Tây Tựu số huyện Từ Liêm Thành phố Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ ñịa ñiểm triển khai thí nghiệm cho tác giả Công trình ñược hoàn thành có ñộng viên gia ñình, bạn bè ñồng nghiệp học viên cao học, sinh viên thực tập tốt nghiệp, nghiên cứu khoa học Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp ñỡ quý báu ñó Tác giả xin trân trọng cảm ơn ! Tháng 6/ 2009 Tác giả luận án Nguyễn Mai Thơm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vii Danh mục bảng số liệu viii Danh mục hình vẽ, ñồ thị xii MỞ ðẦU Tính cấp thiết ñề tài Mục ñích yêu cầu 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 4 ðối tượng phạm vi nghiên cứu Chương - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học thực tiễn ñề tài 1.1.1 Cơ sở khoa học chọn giống trồng 1.1.2 Cơ sở khoa học chọn giống ñột biến nhân tạo 1.2 ðặc ñiểm thực vật học phân bố hoa hồng giới 10 1.2.1 Phân loại thực vật 10 1.2.2 Sự phân bố hoa hồng giới 14 1.2.3 Phân tích ña dạng di truyền ñối với quần thể nghiên cứu thu thập nguồn gen 16 1.3 Nghiên cứu chọn giống hoa hồng 20 1.3.1 Nghiên cứu chọn giống phương pháp lai hữu tính 20 1.3.2 Nghiên cứu chọn giống phương pháp gây ñột biến 22 1.3.3 Nghiên cứu chọn giống phương pháp chuyển gen 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iii 1.4 Nghiên cứu nhân giống vô tính hoa hồng 26 1.4.1 Nghiên cứu phương pháp giâm cành 26 1.4.2 Nghiên cứu phương pháp ghép hoa hồng 27 1.4.3 Nghiên cứu phương pháp chiết 29 1.4.4 Nghiên cứu phương pháp nuôi cấy mô tế bào 30 1.5 Tình hình sản xuất, tiêu thụ hoa hồng giới 32 1.6 Nghiên cứu, sản xuất tiêu thụ hoa hồng Việt Nam 35 1.6.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ hoa hồng Việt Nam 35 1.6.2 Những nghiên cứu hoa hồng Việt Nam 37 Chương - VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Vật liệu nghiên cứu 40 2.2 Nội dung nghiên cứu 41 2.3 Phương pháp nghiên cứu 42 Chương - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3.1 Thu thập, ñánh giá tập ñoàn mẫu giống từ nguồn ñịa phương nhập nội 50 3.1.1 Kết thu thập mẫu giống hoa hồng từ nguồn ñịa phương nhập nội 50 3.1.2 ðặc ñiểm thực vật học mẫu giống hoa hồng 53 3.1.3 ðặc ñiểm cấu trúc hình thái cành hoa 64 3.1.4 ðánh giá mức ñộ nhiễm số sâu bệnh hại mẫu giống hoa hồng 66 3.2 ðánh giá ña dạng di truyền mẫu giống hoa hồng tập ñoàn nghiên cứu 69 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iv 3.3 Kết ứng dụng ñột biến thực nghiệm tạo vật liệu chọn giống hoa hồng 74 3.3.1 Ảnh hưởng liều lượng xử lý phóng xạ tới sinh trưởng, phát triển xuất biến dị hoa hồng hệ M1V1 74 3.3.2 Biểu số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa tần số xuất biến dị số mẫu giống hoa hồng hệ M1V2 81 3.3.3 Biểu số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa kết phân lập 85 số dạng ñột biến hình thái hoa hồng hệ M1V3 3.3.4 Ảnh hưởng liều lượng phóng xạ tới tỷ lệ hạt phấn hữu dục thể hệ M1V1, M1V2 M1V3 88 3.4 ðánh giá khả sinh trưởng phát triển, suất chất lượng hoa số mẫu giống hoa hồng có triển vọng số 90 tỉnh miền Bắc Việt Nam 3.4.1 ðánh giá khả sinh trưởng, phát triển, suất chất lượng hoa số mẫu giống hoa hồng có triển vọng trường ðại học Nông 90 nghiệp Hà Nội 3.4.2 ðánh giá khả sinh trưởng phát triển, suất chất lượng hoa số mẫu giống có triển vọng Thanh Hóa, Hà Nội Vĩnh Phúc 97 3.4.3 Phân tích tính ổn ñịnh suất kiểu gen với môi trường 104 3.4.4 Khảo sát ña dạng di truyền mẫu giống có triển vọng phân tích ADN qua nhân ngẫu nhiên RAPD-PCR 107 3.5 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính hoa hồng với mẫu giống triển vọng 113 3.5.1 Nghiên cứu thời vụ nhân giống cho mẫu giống hoa hồng có triển vọng phương pháp ghép mắt 113 3.5.2 Nghiên cứu số loại gốc ghép cho mẫu giống hoa hồng triển vọng JP30 118 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………v 3.5.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hai phương pháp ghép mắt nhỏ có gỗ ghép ñoạn cành ñến tình hình sinh trưởng, phát triển số mẫu giống hoa hồng triển vọng 121 3.5.4 Nghiên cứu thời vụ giâm cành hoa hồng cho số mẫu giống có triển vọng 123 3.5.5 Nghiên cứu ảnh hưởng chiều dài cành giâm ñến tình hình sinh trưởng cành giâm mẫu giống JP30 131 3.5.6 Ảnh hưởng giá thể ñến khả sinh trưởng phát triển cành giâm mẫu giống JP30 133 3.5.7 Ảnh hưởng số dạng phân bón ñến tình hình sinh trưởng cành giâm mẫu giống JP30 135 3.5.8 Tóm tắt sơ ñồ quy trình nhân giống hoa hồng phương pháp ghép mắt giâm cành cho số mẫu giống có triển vọng 138 Chương - KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 140 4.1 Kết luận 140 4.2 ðề nghị 142 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 PHỤ LỤC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT 10 11 12 13 14 Ký hiệu ADN CC CD CT CT1 CT2 CT3 ðBðR ðBHC ðC ðK DT ðVT FAO 15 16 17 NS NST PCR 18 19 PT QTL 20 RAPD 21 RFLP 22 23 24 ST TB TT Tên ñầy ñủ Acid deoxyribo nucleotide Chiều cao Chiều dài Công thức Công thức Công thức Công thức ðộ bền ñồng ruộng ðộ bền hoa cắt ðối chứng ðường kính Diện tích ðơn vị tính Tổ chức lương thực nông nghiệp Liên hiệp Quốc (Food and Agricultural Organization) Năng suất Nhiễm sắc thể Phản ứng chuỗi trùng hợp (polymerase chain reaction) Phát triển Những lôcut kiểm soát tính trạng số lượng (Quantitative trait loci) ða hình ñoạn ADN ñược nhân bội ngẫu nhiên (Randomly Amplified Polymorphism DNA) ða hình chiều dài ñoạn ADN phân cắt enzym giới hạn (Restriction Fragment Length Polymorphisms ADN) Sinh trưởng Trung bình Thứ tự Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vii DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng Tên bảng Trang 1.1 Một số nhóm hoa hồng vùng phân bố chúng 14 1.2 Nguồn gốc số loài hoa hồng giới 16 1.3 Diện tích, giá trị kinh tế hoa cắt trang trí số nước trồng giới năm 2003 32 3.1 Kết thu thập mẫu giống hoa hồng 51 3.2 Phân nhóm tập ñoàn theo số ñặc ñiểm hình thái 55 3.3 Kích thước cấu trúc hoa số mẫu giống ñiển hình tập ñoàn nghiên cứu 58 3.4 Một số ñặc ñiểm cấu trúc hoa số mẫu giống ñiển hình tập ñoàn 60 3.5 Màu sắc chất lượng hoa số mẫu giống ñiển hình tập ñoàn 62 3.6 Một số ñặc ñiểm hình thái cấu trúc cành hoa số mẫu giống ñiển hình tập ñoàn 65 3.7 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại số mẫu giống ñiển hình tập ñoàn 67 3.8 Phân nhóm mẫu giống theo hệ số tương ñồng di truyền 73 3.9 Tỷ lệ bật mầm sống sót mắt ghép sau xử lý phóng xạ 75 3.10 ðộng thái tăng trưởng chiều dài cành số lá/mầm ghép hệ M1V1 76 3.11 Một số tính trạng số lượng cấu trúc hoa hệ M1V1 78 3.12 Các biến dị xuất hoa hồng sau xử lý hệ M1V1 80 3.13 Một số ñặc ñiểm hình thái, cấu trúc hoa hồng hệ M1V2 83 3.14 Những biến dị thu ñược hệ M1V2 84 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………viii 3.15 Một số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa hệ M1V3 85 3.16 Các dạng biến dị thu ñược hệ M1V3 87 3.17 ðặc ñiểm hình thái cấu trúc hoa biến dị thu ñược sau xử lý tia gamma nguồn vật liệu cho công tác chọn giống 88 3.18 Ảnh hưởng liều lượng phóng xạ tới tỷ lệ hạt phấn hữu dục sau xử lý ñột biến 89 3.19 Một số ñặc ñiểm cấu trúc cành hoa mẫu giống hoa hồng có triển vọng ñiều kiện Gia Lâm Hà Nội (vụ Xuân 2007) 3.20 Mức ñộ nhiễm sâu bệnh hại mẫu giống hoa hồng có triển vọng 91 93 3.21 Năng suất chất lượng hoa mẫu giống hoa hồng có triển vọng Gia Lâm Hà Nội (vụ Xuân 2007) 95 3.22 Các mẫu giống hoa hồng có triển vọng ñược ñánh giá theo số chọn lọc (Selindex) 97 3.23 Một số tiêu sinh trưởng phát triển mẫu giống hoa hồng có triển vọng ñiểm khảo nghiệm 99 3.24 Năng suất tiêu cấu trúc hoa mẫu giống hoa hồng có triển vọng 101 3.25 Chất lượng ñộ bền hoa cắt mẫu giống hoa hồng có triển vọng 103 3.26 Các tham số ổn ñịnh với môi trường mẫu giống hoa hồng triển vọng 106 3.27 Tổng số băng PCR-RAPD thu ñược thực phản ứng PCR-RAPD 109 3.28 Ảnh hưởng thời vụ ghép ñến tình hình sinh trưởng phát triển mắt ghép số mẫu giống hoa hồng triển vọng vụ Xuân (56 ngày sau ghép) 114 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ix