MỞ ĐẦU Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là một trong những cây trồng quan trọng trong chương trình an ninh lương thực thế giới chỉ sau ngô, lúa mỳ và gạo. Theo thống kê của tổ chức Nông lương thế giới (FAOSTAT, 2019), diện tích khoai tây trên thế giới năm 2017 đạt 19,30 triệu ha, năng suất trung bình đạt 20,11 tấn/ha, với tổng sản lượng 388,2 triệu tấn. Trong đó, diện tích khoai tây châu Âu chiếm 29,1% và sản lượng chiếm 31,9%; diện tích châu Á chiếm 51,9% và sản lượng chiếm 48,8% (FAOSTAT, 2016). Tại Việt Nam, khoai tây cũng là cây trồng lý tưởng cho vụ Đông ở Đồng bằng Sông Hồng, tuy nhiên diện tích trồng hiện nay của cả nước chỉ là 20.480 ha với năng suất 14,8 tấn/ha, sản lượng 303 nghìn tấn (FAOSAT, 2017). Có nhiều nguyên nhân cả về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật dẫn đến sự hạn chế phát triển khoai tây ở Việt Nam. Về mặt kinh tế, nguyên nhân chính là do trồng khoai tây kém hiệu quả so với các cây trồng khác và đầu ra hạn chế (trừ khoai tây chế biến). Về mặt kỹ thuật, nguyên nhân chủ yếu là do hiện tượng thoái hóa giống gây ra do virus. Bệnh virus hại khoai tây rất phổ biến, dễ lan truyền thông qua môi giới truyền bệnh (côn trùng trích hút). Khoai tây được trồng và nhân giống bằng củ, khi cây bị nhiễm virus toàn bộ củ cũng bị lây nhiễm. Củ giống bị nhiễm virus khi trồng sẽ cho năng suất, chất lượng thấp. Đây chính là hiện tượng thoái hóa giống khoai tây gây ra do virus [1]. Có nhiều loại virus hại khoai tây, trong đó PVY là một trong 10 loại virus phổ biến gây tổn thất năng suất nghiêm trọng nhất trong các nước nhiệt đới trồng khoai tây [2]. Ước tính cứ 1% củ giống bị nhiễm PVY thì sẽ giảm năng suất khoảng 180kg/ha tương ứng 18 $/ha [3]. Hàng loạt các chiến lược làm giảm hậu quả của bệnh virus hại khoai tây đã được triển khai như: thay thế giống nhiễm virus bằng giống sạch hàng năm, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tiêu diệt vector truyền bệnh. Trong đó, việc sản xuất giống sạch virus là biện pháp khá phổ biến được thực hiện ở hầu hết các nước trồng khoai tây quy mô lớn (Pháp, Đức, Hà Lan,…). Việc sản xuất giống sạch virus phải qua nhiều công đoạn phức tạp như nuôi cấy mô nguyên liệu sạch bệnh, nhân và trồng vật liệu trong điều kiện cách ly, sản xuất củ giống ở các vùng chuyên sản xuất giống rất tốn kém về chi phí, nhân lực và thời gian. Trong các giải pháp khắc phục bệnh virus hại khoai tây, có thể nói biện pháp hiệu quả và có tính bền vững nhất là việc tạo và sử dụng giống kháng virus. Phương pháp chọn tạo giống khoai tây kinh điển là phương pháp lai tạo. Phương pháp này vấp phải những khó khăn về mặt di truyền do bộ NST của khoai tây là tứ bội (2n=4x=48). Bộ genome tứ bội (2n=4x=48) tạo ra tỷ lệ phân ly lớn sau lai tạo, quá trình chọn lọc gặp khó khăn với một quần thể rất lớn trước khi tìm được một con lai có tính trạng mong muốn để phát triển thành giống. Thông thường tạo ra một giống khoai tây mới thời gian chọn lọc đòi hỏi 10 - 12 năm [4]. Chuyển gen kháng bệnh, gen mang các tính trạng mong muốn vào cây trồng cũng đã và đang được áp dụng trong chương trình chọn tạo giống của nhiều cây trồng. Công nghệ này có thể rút ngắn thời gian chọn tạo giống khoai tây so với phương pháp chọn tạo giống kinh điển. Tuy nhiên, do những lo ngại về an toàn sinh học của các thể GMO (Genetically Modified Organism) nên hiện nay kỹ thuật chuyển gen đang là vấn đề còn nhiều tranh luận. Trước bối cảnh này, việc sử dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần để có thể chuyển và tích hợp các gen mong muốn nổi lên như một giải pháp có tính khả thi cao. Dung hợp tế bào trần trong tạo giống khoai tây đã được Wenzel et al., vào năm 1979 trải qua hơn 40 năm phát triển, kỹ thuật này đang ngày một hoàn thiện. Với kỹ thuật này có thể i) tạo ra các con lai soma có thể duy trì những tính trạng mong muốn cho đời sau và là nguồn vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống, ii) chuyển 1 gen hoặc tích hợp nhiều gen từ các vật liệu dung hợp, iii) tái tổ hợp được genome nhân tế bào và tế bào chất, iv) tránh được những luật lệ liên quan đến chuyển gen [5]. Trên thế giới, các nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây gần đây đã sử dụng các nguồn khoai tây dại như dại S. Tarnii, S. Pinnatisectum, S. bulbocastanum [6], các dòng khoai tây nhị bội [7, 8] làm vật liệu nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây kháng virus PVY thông qua dung hợp tế bào trần. Nhằm góp phần nghiên cứu tạo giống khoai tây (nhất là khoai tây có khả năng chế biến) mang tính kháng bệnh virus PVY, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần để chọn tạo giống khoai tây kháng virus PVY ở Việt Nam” đã được thực hiện. Mục tiêu Ứng dụng thành công kỹ thuật tách, dung hợp, nuôi cấy tái sinh tế bào trần, xác định con lai soma, chọn lọc con lai backcross (BC 1 ) để tạo nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ chọn tạo giống khoai tây kháng virus PVY có đặc tính nông sinh học mong muốn.