Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các nguồn gen dưa chuột có triển vọng và bước đầu tạo dòng tự phối tái tổ hợp luận văn thạc sĩ nông nghiệp

Tập đoàn gồm 44 mẫu giống dưa chuột triển vọng đã được khảo sát về đặc điểm hình thái, khả năng sinh trưởng, ra hoa, đậu quả, tình hình nhiễm sâu bệnh hại, năng suất chất lượng và tạo co

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐINH HƯƠNG LAN

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC NGUỒN GEN DƯA CHUỘT CÓ TRIỂN VỌNG VÀ BƯỚC

ĐẦU TẠO DÒNG TỰ PHỐI TÁI TỔ HỢP

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Minh Hằng

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tô x n cam đoan đây là công trình ngh ên cứu của r êng tô , các kết quả ngh ên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kì học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Đinh Hương Lan

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng

và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Thị Minh Hằng người đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tối trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Rau - Hoa quả - Cảnh quan, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tân tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn các em sinh viên Ninh Thị Anh, Nguyễn Ngọc Sơn và Mai Hà Trang đã cộng tác, cùng tôi thực hiện các thí nghiệm trong quá trình làm đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Học viên

Đinh Hương Lan

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

2.1 Nguồn gốc phân bố và phân loại dưa chuột 4 2.2 Đặc điểm thực vật học cây dưa chuột 6 2.3 Yêu cầu ngoại cảnh đối với sinh tưởng và phát triển của cây dưa chuột 8

Phần 3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 20 3.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 20

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 21

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 22 3.4.2 Tiêu chuẩn các mẫu giống dưa chuột muốn chọn tạo 22

3.4.4 Phương pháp tạo dòng tự phối tái tổ hợp (rils) 22 3.5 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 23 3.5.1 Một số chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển 23 3.5.2 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 24 3.5.3 Đặc điểm hình thái, cấu trúc và chất lượng quả 24 3.5.4 Chỉ tiêu về khả năng kết hạt 24 3.5.5 Đánh giá tình hình sâu bệnh hại 25

4.1 Kết quả đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống dưa chuột triển

vọng trong vụ đông 2016 và xuân hè 2017 28 4.1.1 Khả năng nảy mầm của các mẫu giống dưa chuột 28 4.1.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống dưa

4.1.3 Đặc điểm sinh trưởng của các mẫu giống dưa chuột 35 4.1.4 Đặc điểm phát triển của các mẫu giống dưa chuột 42 4.1.5 Tình hình sâu bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột 46 4.1.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các mẫu giống dưa

4.1.7 Đặc điểm hình thái của các mẫu giống dưa chuột 55 4.1.8 Đặc điểm hạt giông và khả năng kết hạt của các mẫu giống dưa chuột 68 4.2 Kết quả lai tạo và khả năng kết hạt của các tổ hợp lai giữa các mẫu giống dưa

chuột nhập nội và các mẫu giống dưa chuột triển vọng 72 4.3 Kết quả tạo dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (ril1) 74

5.1 Kết luận 75

DANH MỤC CHỮ VIẾT TĂT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

AVRDC Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á -

nay là Trung tâm Rau Thế giới

TB Trung bình

TNHH TM Trách nhiệm hữu hạn thương mại

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Hai mươi mẫu giống dưa chuột nhập nội từ ngân hàng gene Nhật Bản 20 Bảng 3.2 Hai mươi ba mẫu giống dưa chuột triển vọng Việt Nam và đối chứng 21 Bảng 4.1 Tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống dưa chuột 29 Bảng 4.2 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển chủ yếu của các

Bảng 4.3 Đặc điểm sinh trưởng thân của các mẫu giống dưa chuột 37 Bảng 4.4 Đặc điểm sinh trưởng lá của các mẫu giống dưa chuột 39 Bảng 4.5 Đặc điểm ra hoa đậu quả của các mẫu giống dưa chuột 43 Bảng 4.6 Tình hình sâu hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột 47 Bảng 4.7 Tình hình bệnh hại trên đồng ruộng của các mẫu giống dưa chuột 48 Bảng 4.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể của các mẫu giống

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 Một số mẫu giống dưa chuột nhiễm bệnh 52 Hình 4.2 Hình thái lá một số mẫu giống dưa chuột 58 Hình 4.3 Hoa cái một số mẫu giống dưa chuột 61 Hình 4.4 Quả thương phẩm một số mẫu giống dưa chuột 65

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Đinh Hương Lan

Tên luận văn: “Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các nguồn gen dưa chuột có triển vọng và bước đầu tạo dòng tự phối tái tổ hợp.”

tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) từ nguồn gen dưa chuột triển vọng

Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, không nhắc lại, tại khu thí nghiệm đồng ruộng, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Tập đoàn gồm 44 mẫu giống dưa chuột triển vọng đã được khảo sát về đặc điểm hình thái, khả năng sinh trưởng, ra hoa, đậu quả, tình hình nhiễm sâu bệnh hại, năng suất chất lượng và tạo con lai F1 giữa nguồn gen dưa chuột Việt Nam và Nhật Bản trong vụ đông

2016 và Xuân hè 2017 Từ con lai F1 tiến hành tạo dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) trong vụ xuân hè 2017

Kết quả chính và kết luận

Kết quả cho thấy, các mẫu giống HB1, J17, J18, J20 (vụ đông), LUNG, J15 (vụ xuân hè) có số hoa cái nhiều, tỉ lệ đậu quả cao, nên cho năng suất cá thể cao nhất Các mẫu giống ít bị nhiễm sâu bệnh hại nhất trong vụ đông 2016 là HB1, SL6, J7, J18, J20

và vụ xuân hè 2017 là HB1, SL2a, SL15 Các mẫu giống J2, J16, J18 có chiều dài quả lớn, đường kính nhỏ, ăn giòn, ngon và không bị đắng và cũng là 3 mẫu giống có độ cứng cao (8,6kgf, 8,2kgf và 7,9kgf ) Chúng tôi đã lai tạo được 16 tổ hợp lai giữa HB1 với 15 mẫu giống dưa chuột Nhật Bản trong vụ đông 2016 và 19 tổ hợp lai giữa 8 mẫu giống dưa chuột Nhật Bản và 8 mẫu giống dưa chuột Việt Nam trong vụ xuân hè 2017 Chúng tôi đã tạo được 9 dòng tự phối tái hợp đời thứ nhất từ 9 tổ hợp lai F1 giữa mẫu giống HB1 và 9 mẫu giống dưa chuột Nhật Bản Đây là nguồn vật liệu có giá trị cho công tác chọn tạo giống dưa chuột ở Việt Nam

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Đinh Hương Lan

Thesis title: “Evaluating Agro-Biological characteristics of prostect cucumber gene sources and producting the first recombinant inbred lines”

Major: Crop Science Code: 60 62 01 10

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

Evaluation of the growth, development and yield of prospect cucumber accessions (consist of 24 Vietnamese cucumber accessions and 20 Japanese cucumber accessions) from select the good traits cucumber accessions for high quality cucumber breeding in Vietnam Producting the first recombinant inbred lines from prostect cucumber gene source

Materials and Methods

Experiment was carried out successively without replication, experimental field

in Faculty of Agronomy-Vietnam National University of Agriculture Forty four prospect cucumber accessions have been evaluated of morphological characteristics, growth, flower initiation, fruit setting, insect pest and diseases problems, fruit yield and quality Produce F1 hybrids between Vietnamese cucumber accessions and Japanese cucumber accessions in winter season 2016 and spring-summer season in 2017 Produce the first recombinant inbred lines spring-summer season in 2017

Main findings and conclusions

The accessions HB1, J17, J18, J20 (winter season) and LUNG, J15 summer season) have more female flowers, more fruits/plant and bigger fruit resulting

(spring-in highest plant yield HB1, SL6, J7, J18, J20 were less damaged (spring-in w(spring-inter season (spring-in

2016, while LUNG, J15 were less damaged in spring-summer season in 2017 Accessions J2, J16, J18 have best fruits quality, small diameter and high firmness (8.6 kgf, 8.2 kgf and 7.9 kgf) Winter season in 2016, we produced 16 inbred lines among HB1 and 15 Japanese cucumber accessions and 19 inbred lines among 8 Japanese cucumber accessions and 8 Vietnamese cucumber accessions spring-summer season in

2017 We produced 9 first recombinant inbred lines from 9 F1 hybrids among HB1 accessions and 9 Japanese accessions These are valuable germplasms for improving and breeding a good cucumber varieties in Vietnam

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Rau xanh là loại thực phẩm thiết yếu của cuộc sống con người cung cấp phần lớn chất khoáng và vitamin, góp phần cân bằng dinh dưỡng trong bữa ăn hàng ngày Theo tính toán của nhiều nhà dinh dưỡng học, muốn cơ thể hoạt động bình thường cần cung cấp 2300-2500 kcal mỗi ngày, trong đó phải có 250-300 gam rau (tương đương với 7,5-8 kg/tháng hay 90-108 kg/năm) Ngoài ra, rau còn

là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước trên thế giới

Trong số các loại rau thì dưa chuột (Cucumis sativus L.) là cây rau truyền thống, và là loại rau ăn quả thương mại quan trọng, được trồng lâu đời trên thế giới và trở thành thực phẩm thông dụng ở nhiều nước Quả dưa chuột được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng bởi ăn ngon, dễ chế biến và giàu dinh dưỡng, dưa chuột được dùng như một vị thuốc và làm mỹ phẩm Theo kết quả phân tích hóa sinh, quả dưa chuột chứa: 95g% nước; 0,8g% protit; 3g% glucid; 0,7g% xenlulo; 0,5g% tro và theo mg%: 23mg Ca; 27mg P; 15mg Fe; các vitamin A, B1, B2, C,

PP và trong 100g quả tươi cho 16 calo

Ngoài giá trị dinh dưỡng dưa chuột cũng mang lại giá trị kinh tế cao, có thể sử dụng dưa chuột cho nhiều mục đích khác nhau: ăn sống, chế biến, làm đẹp,… Quả dưa chuột có thể dùng ăn tươi hoặc chế biến được nhiều món ăn ngon Ở Việt Nam những năm gần đây, dưa chuột đã nhanh chóng trở thành mặt hàng xuất khẩu quan trọng Ngoài ra dưa chuột còn được chế biến thành các mặt hàng đa dạng như: đóng lọ, thái lát, muối mặn, xuất khẩu sang một số nước châu

Âu, châu Mỹ, đặc biệt các nước: Trung Quốc, Đài Loan, Tiệp Khắc, Đức, Mỹ, Nga và Singapore, dưa chuột là nguồn nguyên liệu phong phú cho các nhà máy chế biến Đặc biệt dưa chuột muối đóng hộp là loại mặt hàng chủ lực trong số các món rau quả được chế biến xuất khẩu mà thế giới quan tâm

Ở nước ta, năng suất, chất lượng của các giống dưa còn thấp, thiếu giống tốt Nguyên nhân chủ yếu là do người dân tự để giống qua nhiều năm dẫn đến thoái hóa về mặt di truyền Các nguồn gen dưa chuột bản địa mặc dù có nhiều ưu điểm như chất lượng ăn tươi ngon, thích nghi với điều kiện khí hậu ở địa

phương…, nhưng hầu hết các giống đều có năng suất thấp, quả nhỏ, quả chóng ngả vàng, không phù hợp với tiêu chuẩn chế biến Việc nghiên cứu chọn tạo và cải tiến giống dưa chuột có năng suất và chất lượng tốt là việc làm cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu về giống ngày càng cao của thực tiễn sản xuất

Từ năm 2011 đến nay, PGS.TS Trần Thị Minh Hằng và cộng sự đã thu thập được hơn 90 mẫu giống dưa chuột bản địa, địa phương tại các tỉnh miền bắc Việt Nam Từ kết quả khảo sát tập đoàn, đã chọn ra được một số mẫu giống dưa chuột mang đặc điểm, tính trạng tốt: chống chịu sâu bệnh hại, có khả năng chịu nóng, nhiều hoa cái và tỉ lệ đậu quả cao… Bên cạnh những mẫu giống địa phương, từ tháng 10 năm 2016 nhóm nghiên cứu đã nhập nội 20 mẫu giống dưa chuột từ ngân hàng gen Nhật Bản nhằm phục vụ cho công tác chọn tạo và cải tiến giống dưa chuột ở Việt Nam

Trên cơ sở tập đoàn nguồn gen dưa chuột địa phương và nhập nội, là nguồn vật liệu khởi đầu, phục vụ cho công tác chọn tạo và cải tiến giống dưa chuột, chúng tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các nguồn gen dưa chuột có triển vọng và bước đầu tạo dòng tự phối tái tổ hợp” 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Trên cơ sở đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của các nguồn gen dưa chuột triển vọng (gồm 24 mẫu giống dưa chuột của Việt Nam và 20 mẫu giống Nhật Bản) từ đó chọn ra được những mẫu giống mang đặc điểm tốt để phục vụ cho công tác chọn tạo giống dưa chuột chất lượng cao

ở Việt Nam

Tạo được các dòng dưa chuột tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) từ nguồn gen dưa chuột triển vọng nhằm tạo nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống dưa chuột chất lượng cao ở Việt Nam

1.3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

Đánh giá đặc điểm hình thái, sinh trưởng, phát triển và năng suất của nguồn gen dưa chuột có triển vọng

Lai tạo được con lai F1 từ nguồn gen dưa chuột triển vọng của Việt Nam

và Nhật Bản

Tạo được các dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) từ các con lai F1 mới được chọn tạo

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

Việc nghiên cứu tạo các dòng dưa chuột tự phối tái tổ hợp từ nguồn gen dưa chuột có triển vọng cung cấp vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác chọn tạo giống dưa chuột chất lượng cao ở Việt Nam

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần bổ sung nguồn gen dưa chuột có giá trị, làm phong phú đa dạng nguồn gen dưa chuột trong nước

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 NGUỒN GỐC PHÂN BỐ VÀ PHÂN LOẠI DƯA CHUỘT

Cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), là một trong những loài rau được trồng nhiều nhất trên thế giới Cây dưa chuột được biết đên cách đây 5000 năm theo tài liệu của Tatlioglu (1993) Tuy nhiên vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc xuất xứ của loài cây này và chưa

có một tài liệu nào xác minh chính xác Cũng có ý kiến cho rằng dưa chuột được trồng trọt từ cách đây khoảng 3000 năm, có nguồn gốc tại Nam Á Từ Nam Á dưa chuột được đưa đến những vùng khác như Tây Châu Á, các nước Bắc Phi và Nam Âu

Nhà thực vật Vavilop (1926) lại cho rằng Trung Quốc là trung tâm khởi nguyên thứ hai của cây dưa chuột Các giống dưa chuột địa phương của Trung Quốc có nhiều tính trạng lặn như quả dài, hình thành quả không cần qua thụ phấn (dạng parthenocarpy), quả không chứa chất gây đắng (cucurbitaxin), gai quả màu trắng

Cây dưa chuột được phát triển theo phương pháp trồng dưới mái che trong thời kì La Mã, đến thế kỷ XIII dưa chuột được đưa tới các nước Anh, Columbus đã gieo trồng dưa chuột ở Haiti trong chuyến du lịch đường biển lần thứ 2 của ông Ngườ Tây Ban Nha đã phát h ện ra cây dưa chuột ở các thuộc địa

bị họ thống trị từ thế kỉ 16 (Tạ Thu Cúc, 2007)

Trong luận văn tiến sỹ của nhà chọn giống Xô Viết Tkachenco năm 1967

đã nêu giả định rằng rất có thể Việt Nam là trung tâm khởi nguyên của cây dưa chuột Qua nghiên cứu nhiều năm tập đoàn giống dưa chuột địa phương thu thập

từ nhiều vùng khác nhau của Việt Nam trong điều kiện nhà có mái che tại học viện Nông nghiệp Tiniriarov (Maxcova), điều kiện ngoài đồng tại Viện cây trồng Liên Xô (Leningrat), các giáo sư Tarakanov (1972, 1975, 1977) và Noshovov (1968, 1975) đã ủng hộ ý kiến trên của Teachenco Bên cạnh đó, Vavilop (1926),

G Taracanov (1968) cho rằng khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam giáp Lào là nơi phát sinh ra cây dưa chuột vì ở đây tồn tại các dạng dưa chuột hoang dại (Nguyễn Văn Hiển, 2000)

Qua việc phân tích bào tử phấn hoa ở di chỉ Tràng Kênh từ thời Hùng Vương, ngoài phấn hoa lúa nước Lưu Trấn Tiêu (1974) còn phát hiện thấy phấn

hoa dưa chuột Như vậy có thể nói dưa chuột xuất hiện ở Việt Nam cách đây

4000 năm (Trần Khắc Thi và cs., 2008)

Hiện nay dưa chuột được trồng khắp nơi trên thế giới, từ xích đạo đến 63

vĩ độ Bắc Ngoài ra ở các vùng cực Bắc Châu Âu, dưa chuột giữ vị trí hàng đầu trong số các cây trồng trong nhà ấm

Ở Việt Nam, cây dưa chuột có thể trồng được ở tất cả các vùng trong cả nước nhưng thích hợp nhất chủ yếu ở đồng bằng và trung du, miền núi phía Bắc Một số tỉnh trồng nhiều dưa chuột như: Hải Dương, Hải Phòng, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nội, Phú Thọ,…

Dưa chuột thuộc họ bầu bí Cucurbitaceae, chi Cucumis, loài C.sativus L.,

có bộ nhiễm sắc thể 2n = 14 Cây dưa chuột trong quá trình tồn tại và phát triển,

từ một dạng ban đầu đã phân hóa thành nhiều kiểu sinh học, do tác động của điều kiện sinh thái khác nhau và các đột biến tự nhiên Do đó việc phân loại cây dưa chuột theo đặc tính sinh thái và di truyền học giúp cho công tác nghiên cứu giống

sử dụng đúng đắn và dễ dàng các đối tượng nghiên cứu Tatlioglu (1993) phân loại dưa chuột thành 2 vùng địa lý khác nhau: Nhóm Châu Phi: chiếm phần lớn các loài, phổ biến ở châu Phi, Trung Đông đến Pakistan và Nam Ả Rập Nhóm Châu Á: được tìm thấy ở các vùng phía Đông và Nam dãy Hymalaya Các giống dưa chuột Việt Nam thuộc nhóm này Ngoài ra nhà chọn giống dưa chuột Liên

Xô, Teachenco (1967) đã phân loài Cucumis sativus L thành ba loại: dưa chuột thường, dưa chuột lưỡng tính và dưa chuột hoang dại (Tạ Thu Cúc, 2007)

Dựa vào hình dạng kích thước Raymond A.T George (1989) đã phân loại dưa chuột thành 4 nhóm:

- Dưa chuột sản xuất ngoài đồng với đặc điểm nổi bật là gai trắng hoặc đen

- Dưa chuột trồng trong nhà kính hoặc giống dưa chuột Anh, với đặc điểm quả dài, không có gai, có thể sản xuất quả đơn tính

- Giống Sikkim nguồn gốc ở Ấn Độ, quả có màu hơi đỏ hoặc vàng da cam

- Dưa chuột quả nhỏ dùng đề dầm giấm, muối chua

Đối với các giống dưa chuột Việt Nam, Viện cây lương thực và thực phẩm (Trần Khắc Thi và Vũ Tuyên Hoàng, 1979) đã phân các giống hiện có thành 2 kiểu sinh thái: miền núi và đồng bằng Trong đó, kiểu sinh thái miền núi có nhiều đặc tính hoang dại và thích ứng với môi trường cao (chịu lạnh, chống bệnh phấn

trắng, phản ứng chặt với độ dài ngày…) Kiểu sinh thái đồng bằng có thể là sản phẩm tiến hoá của dưa chuột miền núi do đột biến và tác động của con người trong quá trình canh tác và chọn lọc (Nguyễn Văn Hiển, 2000)

2.2 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC CÂY DƯA CHUỘT

Hệ thống rễ: Dưa chuột có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới ẩm nên so với các cây khác trong họ bầu bí, dưa chuột có bộ rễ yếu hơn, hệ rễ ưa ẩm không chịu khô hạn, không chịu ngập úng Hệ rễ của dưa chuột có thể ăn sâu dưới tầng đất 1m, rễ chính và rễ phụ phát triển theo điều kiện đất đai Hệ rễ dưa chuột chủ yếu phân bố ở tầng đất từ 0-30cm, nhưng hầu hết rễ tập trung ở tầng đất 15-20cm Hệ

rễ chiếm 1,5% toàn bộ trọng lượng cây, với hệ thống rễ phân bỗ trên bề mặt rộng chừng 60-90cm Do vậy mức độ phát triển bộ rễ ban đầu là tiền đề cho năng suất sau này (Mai Phương Anh và cs., 1996) Những giống chín muộn thường có bộ

rễ lớn, có khối lượng thân lá lớn, mặt khác đối với các giống lai chín sớm hầu hết các pha sinh trưởng bộ rễ đều lớn hơn cây mẹ Thời kì cây con rễ sinh trưởng yếu, khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận kém Nếu cây bị hạn hoặc bị úng, nồng độ chất dinh dưỡng cao, hệ rễ sẽ bị khô đen và bị thối Rễ phát triển kém sẽ ảnh hưởng đến bộ phận trên mặt đất, thân nhỏ sinh trưởng kém (Tạ Thu Cúc, 2007) Khả năng sinh trưởng và phát triển của bộ rễ dưa chuột phụ thuộc vào giống, điều kiện đất đai, giai đoạn sinh trưởng và điều kiện bảo quản hạt

Thân dưa chuột thuộc loại thân leo bò, thân mảnh, nhỏ, chiều cao thân, đường kính thân phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: điều kiện ngoại cảnh, các biện pháp kỹ thuật canh tác, chăm sóc và quan trọng nhất là yếu tố di truyền của từng giống Độ dài thân chính trung bình 2-3 m, tuy nhiên thân chính của dưa chuột cũng có thể phát triển trên 5m, trên thân phân thành các đốt, mỗi đốt mang 1 lá hoặc cũng có thể mang 2 lá ở một số trường hợp đặc biệt Thân dưa chuột có cạnh, có lông cứng và ngắn, đường kính thân là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tình hình sinh trưởng của cây đường kính thân quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi Đối với những giống trung bình và giống muộn đường kính đạt gần 1cm là cây sinh trưởng tốt Trên thân chính có khả năng phân cành cấp 1 và cấp 2, quả ra chủ yếu trên thân chính Trong kỹ thuật tỉa cành lưu trữ thân chính và 1-2 cành cấp 1, tùy theo điều kiện cụ thể (Tạ Thu Cúc, 2007)

Lá dưa chuột có lá mầm và lá thật, hai lá mầm có hình trứng mọc đối xứng qua trục thân Lá thật hình tim, chia thuỳ nhọn hoặc có dạng chân vịt; có dạng lá tròn, trên lá có lông cứng, ngắn Màu sắc lá thay đổi theo giống xanh

vàng hoặc xanh thẫm Hình dạng và kích thước lá biến đổi ngay trên cùng một cây Độ dày mỏng của lông trên lá và diện tích thay đổi tùy giống, tùy giai đoạn sinh trưởng, điều kiện ngoại cảnh, kỹ thuật chăm sóc Mỗi nách lá mang hoa hoặc nhánh, tua cuốn và rễ bất định Giai đoạn đầu lá ra chậm Lá ra nhanh ở giai đoạn xuất hiện nụ cái đến thu quả đợt đầu (25- 50 ngày sau gieo), sau đó tốc độ

ra lá giảm dần đến khi cây già cỗi

Hoa dưa chuột có màu vàng, thụ phấn nhờ côn trùng (ong mật) trừ những hoa lưỡng tính Hoa đực mọc thành chùm với số lượng phụ thuộc vào giống Hoa cái mọc riêng biệt hoặc thành chùm trên nách lá tùy giống Nhìn chung hoa đực

ra sớm hơn hoa cái và thông thường 1 nách lá chỉ có 1 hoa cái Tuy nhiên sự ra hoa cái và hoa đực phụ thuộc vào giống, mật độ, nhiệt độ, cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng, chất điều tiết sinh trưởng, phân bón Hoa dưa chuột bắt đầu nở từ 5-10 giờ sáng, trên cùng một cây hoa đực nở trước hoa cái khoảng 2-3 ngày, tuổi thọ của hoa đực ngắn từ 1-2 ngày, hạt phấn có sức tốt nhất 4-5 giờ sau khi hoa nở (Mai Phương Anh, 1996) Hoa có 4-5 đài, 4-5 cánh hợp, đường kính 2-3 cm Hoa đực nhỏ hơn hoa cái có 4-5 nhị đực hợp nhau (hoặc 3 nhị đực hợp nhau), hoa cái bầu thường có 3-4 noãn, núm nhụy phân nhánh hoặc hợp, hoa lưỡng tính có cả nhị và nhụy

Quả dưa chuột thuộc loại quả thịt, thuôn dài thường có 3-5 ngăn Kích thước, hình dạng, màu sắc vỏ quả và gai quả là những tính trạng quan trọng đặc trưng cho từng giống Nhà chọn giống dựa vào chỉ tiêu này để tiến hành chọn tạo giống mới phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng Quả có nhiều hình dạng: hình tròn, hình trứng, hình thon, hình trụ, hình elip, hình cong cánh cung Chiều dài cuống quả dao động từ 1cm (ngắn) đến 3cm (dài) Dựa theo kích thước quả phân thành các nhóm sau: chiều dài quả rất ngắn dưới 5cm; ngắn (5-10cm); trung bình (11-20cm); dài (21-30cm); rất dài (>30cm) (Trần Khắc Thi và cs., 2008) Trong sản xuất, dưa chuột thường xuất hiện những quả dị hình, quả phát triển không cân đối đó là sự biến đổi quá mạnh trong thời kì phôi thai Sự thay đổi không bình thường trong thời kì hình thành hạt sẽ sản sinh ra quả dị hình

Hạt dưa chuột dạng dẹt hình oval dài 10-15mm, vỏ hạt nhẵn trắng đến đen Mỗi cạnh hạt có một rãnh, phôi được bao quanh bởi ngoại nhũ, phôi lớn hai

lá mầm tiêu hoá nội nhũ hoàn toàn (Tạ Thu Cúc, 2007)

P1000 hạt = 20-30g

2.3 YÊU CẦU NGOẠI CẢNH ĐỐI VỚI SINH TƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY DƯA CHUỘT

2.3.1 Nhiệt độ

Dưa chuột thuộc nhóm cây ưa nhiệt, yêu cầu khí hậu ấm áp và khô ráo để sinh trưởng và phát triển Tổng tích ôn từ lúc hạt nảy mầm đến thu quả đầu tiên ở các giống địa phương là 900°C, đến kết thúc là 1650°C (Nguyễn Văn Thắng và Trần Khắc Thi, 2006)

Nhiệt độ thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng và phát triển là từ 25-30°C Nhiệt độ cao hơn sẽ làm cho cây ngừng sinh trưởng và nếu kéo dài nhiệt độ từ 35-40°C cây sẽ chết (Nguyễn Văn Thắng và Trần Khắc Thi, 2006) Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây từ sự phát triển cá thể đến giới tính, ảnh hưởng tới tốc độ lớn của quả và năng suất cá thể Nhiệt độ dưới 15°C cây sẽ bị rối loạn quá trình đồng hóa và dị hóa (Tạ Thu Cúc, 2007) Nhiệt độ <100C phá

vỡ mối liên kết giữa các phân tử protein và lipit với phân tử diệp lục dẫn đến quang hợp giảm Nhiệt độ <50C cây ngừng sinh trưởng.Trong trường hợp bị lạnh kéo dài số lượng độc tố tăng làm chết các tế bào, cây sẽ chết

Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng phát triển của cây

mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian ra hoa cũng như quá trình thụ tinh, phụ phấn Theo Yoshihari Ono (Takya Ama seed Co Ltd Kyoto, Nhật Bản) hoa bắt đầu nở ở nhiệt độ 150C (sáng sớm) và bao phấn mở ở nhiệt độ 170C Nhiệt độ thích hợp cho sự nảy mầm của hạt phấn 17-200C, nhiệt dộ quá cao hay quá thấp

so với ngưỡng nhiệt độ này đều làm giảm sức sống hạt phấn, dẫn đến giảm năng suất của giống (Trần Đình Long và cs., 1992)

Qua nghiên cứu ở Việt Nam trong điều kiện làm lạnh nhân tạo ở nhiệt độ 5-10°C trong vòng 10 ngày, các giống dưa chuột Việt Nam và Trung Quốc có sức chịu lạnh cao hơn các giống Châu Âu và Châu Mỹ (Trần Khắc Thi, 1985) 2.3.2 Ánh sáng

Dưa chuột ưa ánh sáng mạnh, cường độ ánh sáng thích hợp cho dưa chuột sinh trưởng, phát triển, tăng hiệu suất quang hợp, tăng năng suất, chất lượng quả

và rút ngắn thời gian lớn của quả trong khoảng từ 15000-17000 lux (Trần Khắc Thi và Nguyễn Công Hoan, 1995), (Mai Thị Phương Anh và cs., 1996) Trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp cây sinh trưởng yếu, thậm chí rất khó phục hồi mặc dù sau đó được cung cấp đầy đủ ánh sáng (Lin and Jolliffe, 1996) Nắng

nhiều có tác dụng tốt đến hiệu suất quang hợp, làm quả lớn nhanh, chất lượng tốt

và rút ngắn thời gian cho thu hoạch

Dưa chuột ưa ánh sáng ngày ngắn, thời gian chiếu sáng thích hợp 10-12 giờ/ngày Trong điều kiện ngày ngắn cây ra hoa, kết quả sớm cho năng suất cao Thời gian chiếu sáng dài sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng thân lá, hoa cái xuất hiện muộn Ánh sáng thiếu và yếu cây sinh trưởng phát triển kém, ra hoa cái muộn, màu sắc hoa nhạt, vàng úa, hoa cái dễ bị rụng, năng suất quả thấp, chất lượng giảm, hương vị quả kém (Tạ Thu Cúc, 2007)

Trần Khắc Thi đã nghiên cứu về phản ứng ánh sáng của dưa chuột với độ dài ngày trên giống dưa chuột địa phương Quế Võ - Bắc Ninh và đã xếp giống này là giống phản ứng ngày ngắn điển hình Khi chiếu sáng 16 giờ liên tục trong thời gian thí nghiệm cây của giống này không có khả năng hình thành hoa cái, hoa đực xuất hiện rất muộn khi mà ở các cây có thời gian chiếu sáng cho hoa đực sớm hơn 1 tháng Tỉ lệ hoa cái cũng thấp trong điều kiện mật độ quá dày, ánh sáng yếu, nhiệt độ cao

Bên cạnh độ dài ngày và cường độ chiếu sáng thì chất lượng ánh sáng cũng có tác dụng làm tăng hoặc giảm màu sắc quả và ảnh hưởng tới thời gian bảo quản quả sau thu hoạch Các công trình nghiên cứu cho thấy chiếu sáng bổ sung tia hồng ngoại lên cây sẽ kích thích sự phát triển của cây ngày dài và ức chế cây ngày ngắn Ngược lại, tia cực tím có bước sóng ngắn lại kích thích sự phát triển của cây ngày ngắn và ức chế cây ngày dài (Phạm Mỹ Linh, 1999)

2.3.3 Nước

Dưa chuột là cây vừa kém chịu hạn lại kém chịu úng, bộ rễ dưa chuột kém phát triển, diện tích lá lớn, thân và cuống lá hình ống nên giữ nước kém nên dưa chuột yêu cầu lượng nước lớn và giữ ẩm thường xuyên Hai yếu tố ngoại cảnh: lượng mưa và độ ẩm cùng với nhiệt độ cao là nguyên nhân phát sinh các bệnh ở

lá và thân cành (Tạ Thu Cúc, 2007) Trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, dưa chuột yêu cầu một lượng nước khá lớn, vì vậy cần cung cấp đủ và kịp thời nước cho cây, đặc biệt là ở thời kỳ khủng hoảng nước của cây (giai đoạn cây con

và khi cây ra hoa hình thành quả, quả rộ)

Trong thân cây nước chiếm 91,3%, trong quả có chứa tới 93-95% nước,

bộ lá dưa chuột to, hệ số thoát hơi nước lớn nên dưa chuột yêu cầu độ ẩm cao, là cây đứng đầu về nhu cầu nước trong họ bầu bí Dưa chuột yêu cầu ẩm độ đất 80-

90%, ẩm độ không khí 90 - 95% (Trần Khắc Thi và Nguyễn Công Hoan, 2005) Hạt nảy mầm yêu cầu lượng nước bằng 50% khối lượng hạt Thời kỳ thân lá sinh trưởng mạnh đến ra hoa cái đầu tiên cây cần độ ẩm đất 70-80% Thời kỳ quả rộ

và quả phát triển yêu cầu độ ẩm cao 80%-90%

Thiếu nước có ảnh hưởng rõ rệt đến quá trình sinh hóa và sinh lý của cây., làm cho cây trở nên mẫn cảm với côn trùng và sâu bệnh hại Nếu độ ẩm đất thấp, quá trình vận chuyển nước giảm, do đó làm suy yếu khả năng giữ nước và chứa nước, làm ảnh hưởng đến sự phát triển sinh dưỡng và sinh thực, quang hợp, hô hấp, hấp thu ion và trao đổi chất Khô hạn xảy ra trước khi ra hoa có thể làm chậm ra hoa, làm giảm sự phát triển của cây, biến đổi giới tính của hoa (hoa cái thành hoa đực) Trong quá trình phát triển trái nếu thiếu nước sẽ làm giảm năng suất và chất lượng trái Trong lá của hầu hết các giống dưa leo đều có chứa hợp chất cucurbitacins, hợp chất này sẽ tiết ra chất độc để giúp cây chống lại các loài sâu hại Trong giai đoạn tạo trái, thiếu nước sẽ làm cho quả tích luỹ chất cucurbitacin gây đắng trong quả Trong điều kiện ngập nước, rễ cây bị thiếu oxi dẫn đến cây héo rũ, chảy gôm thân, có thể chết cả ruộng

2.3.4 Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng

Cây dưa chuột có bộ rễ kém phát triển, khả năng hấp thụ của bộ rễ kém nên yêu cầu về đất tương đối nghiêm ngặt hơn so với các cây trồng khác trong họ bầu bí Đất trồng dưa chuột màu mỡ, giàu chất hữu cơ, đất tơi xốp, độ pH từ 5,5-6,8, tốt nhất từ 6-6,5 Dưa chuột gieo trồng trên đất cát pha, đất thịt nhẹ thường cho năng suất cao, chất lượng quả tốt

Dưa chuột không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại phản ứng rõ rệt với hiện tượng thiếu dinh dưỡng Phân hữu cơ, đặc biệt là phân chuồng làm tăng năng suất dưa chuột Trong 3 yếu tố NPK, dưa chuột sử dụng cao nhất kali, sau

đó đến đạm và ít nhất là lân Khi bón 60 N: 60 P2O5: 60 K2O thì dưa chuột sử dụng khoảng 92% đạm, 33% lân và 100% kali (Tạ Thu Cúc, 2007) Dưa chuột không chịu được nồng độ cao nhưng lại nhanh chóng phản ứng với hiện tượng thiếu dinh dưỡng Phân hữu cơ, đặc biệt là phân chuồng có tác dụng rõ rệt làm tăng năng suất ruộng dưa chuột (Mai Phương Anh và cs., 1996) Kali và lân có vai trò quan trọng trong việc tạo quả có chất lượng, còn đạm làm màu quả đẹp Ở thời kì đầu của sự sinh trưởng cây dưa chuột cần nhiều đạm và lân Ớ giai đoạn cuối cây không cần nhiều đạm, nếu giảm cung cấp đạm sẽ làm tăng thu hoạch một cách đáng kể (Trần Khắc Thi và Nguyễn Công Hoan, 1995) Bên cạnh đạm,

lân, kali các nguyên tố vi lượng như Bo, Zn, Mn, Cu, Mo có vai trò hết sức quan trọng, làm thay đổi tỷ lệ hoa đực, cái

2.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐÁNH GIÁ NGUỒN GEN CÂY DƯA CHUỘT

2.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

2.4.1.1 Kết quả thu thập, đánh giá nguồn di truyền loài dưa chuột

Từ những năm 1880, công tác thu thập nguồn gen ở Mỹ đã được tiến hành với các đặc điểm nổi bật về hình dạng quả, màu sắc quả cũng như sự thích nghi với các điều kiện gieo trồng Từ năm 1897, dưới sự bảo trợ của Nhà nước, công tác thu thập giống tại Mỹ công tác thu thập giống đã được tiến hành một cách có

hệ thống Các mẫu giống được lưu giữ và đánh giá bởi Hệ thống tài nguyên di truyền quốc gia (NPGS) Những trạm PI (plant introduction) của NPGS nằm ở Ames và Iowa lưu giữ 1.350 mẫu giống thuộc C sativus có nguồn gốc từ khắp nơi trên thế giới Đánh giá ở mức độ phân tử bộ sưu tập này chỉ ra rằng PI rất khác nhau về mặt di truyền, không tuân theo trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg và rằng chúng khác nhau rõ rệt về cấu trúc gen (Jaime Prohens and Fernando Nuez, 2006)

Tại học viện Nông nghiệp Timiriazev từ những năm 60 đã thu thập được 8.000 mẫu giống dưa chuột đưa vào nghiên cứu và bảo tồn Ngoài ra, tại Viện nghiên cứu Rau (VIR) cũng bảo tồn một số lượng giống dưa chuột khổng lồ (hơn 8.000 mẫu) của toàn thế giới (Trần Khắc Thi, 1985)

Ở Trung Quốc từ những năm 1950 công tác điều tra, thu thập đánh giá nguồn gen dưa chuột cũng đã được phát triển Hiện nay Trung Quốc và Ấn Độ là hai nước có Ngân hàng gen cây trồng lớn nhất thế giới, đang bảo tồn 464.234 giống của 19.007 loài thực vật

Nghiên cứu về nguồn gen dưa chuột, Pierce and Wehner (1989) đã phát hiện và mô tả 105 gen đột biến ở dưa chuột Trong đó có 15 gen đột biến về cây con, 8 gen đột biến về rễ, 14 gen đột biến lá, 20 gen đột biến hoa, 18 gen đột biến quả, 12 về mầu sắc quả, 15 gen cho tính kháng bệnh, 2 gen cho tính kháng với điều kiện môi trường bất thuận, 1 gen cho tính kháng côn trùng Những gen kháng và gen đột biến về chất lượng quả là những gen quan trọng cho công tác chọn giống (Pierce and Wehner, 1990)

Trên thế giới có nhiều Trung tâm Quốc gia và Quốc tế sưu tầm và bảo

quản các tập đoàn giống cây trồng có ý nghĩa kinh tế quan trọng Viện VIR (Viện trồng trọt thuộc liên bang Nga Xanh-Peteburg) đã đầu tư rất lớn cho công tác sưu tầm nguồn gen ở trong nước và nước ngoài, Viện đã tập hợp được một tập đoàn các nguồn gen cơ bản của cây trồng với hơn 300.000 mẫu, trong đó nguồn gen các cây họ bầu bí là 17.000 mẫu (Trần Thượng Tuấn, 1992) Ngân hàng gen dưa chuột được nghiên cứu, bảo tồn ở Colorado - Phòng bảo quản hạt giống quốc gia Fort Collins và tập đoàn công tác giống dưa chuột đã nhận được các mẫu giống dưa chuột từ 58 quốc gia trên toàn thế giới (Staub, 2000)

Ở Châu Âu, Viện Quỹ gen cây trồng Quốc tế (IPGRI) (nay là tổ chức Đa dạng sinh học Quốc tế) là cơ quan hiện đang nắm giữ quỹ gen lớn họ bầu bí Một

số nước đã xuất bản các bản mô tả nguồn gen họ bầu bí cũng như nguồn gen dưa chuột: Braxin, Bungari, Trung Quốc, Hungari, Ấn Độ, Hà Lan, Thổ Nhĩ Kỳ, Tây Ban Nha và Mỹ

Ở Đông Nam Á, hai loài hoang dại thuộc chi Cucumis L được tìm thấy và

mô tả bởi W.J.de Wilde and Duyfiles (2007): một là C debilis, hai là C hystrix Chakrav được phân bố rộng rãi nhưng không phổ biến

2.4.1.2 Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống dưa chuột trên thế giới

Tại Mỹ và Anh, việc cải thiện giống dưa chuột trở nên rất quan trọng từ khi các nhà chọn tạo giống đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai F1 năm

1872 Năm 1939, các nhà chọn giống đã lai tạo thành công giống "Maine N0.2"

là giống dưa chuột đầu tiên chịu được bệnh nứt quả ra đời Sau đó, Walker (1961) đã tiến hành tổ hợp giữa gen chống chịu bệnh nứt quả với gen chống chịu bệnh virus CMV tạo thành giống "Wisconsin SMR 18", đây là giống dưa chuột muối quan trọng trong thời gian đó Các nhà chọn giống dưa chuột tiếp tục tổng hợp nhiều gen chống chịu bệnh khác nhau và đã tạo ra giống "Sumter" chống chịu được 7 bệnh và giống "WI 2757" chống được 9 loại bệnh (Staub, 1993)

Tại Trung Quốc, từ năm 1980 khi dưa chuột trở thành cây trồng phổ biến, công tác chọn tạo giống ưu thế lai ở Trung Quốc càng được quan tâm nghiên cứu Bằng cách tái tổ hợp các mẫu trong nước và nhập nội đã tạo ra được các giống cho chất lượng, năng suất cao và chống chịu bệnh phấn trắng và bệnh sinh

ra từ đất, nổi bật là giống Jinchun No.4 (Feng et al., 2000) Từ 300 mẫu giống dưa chuột thu thập được trong nước và nhập nội (Qiyong et al., 2000) đã phân lập và đánh giá tính chống chịu bệnh, xác định 9 dòng có tính chống chịu đem lai

với giống hoa cái Áp dụng phương pháp chọn lọc phổ hệ với rất nhiều thế hệ, kết quả đã nhận được giống số 82 có tính chống chịu với 5 loại bệnh; tiếp tục lai với các vật liệu tốt khác, đã tạo được hai tổ hợp lai có chất lượng tốt, chống chịu bệnh và có tiềm năng năng suất cao là Xia Qing 4 và Zaoqing 2

Hiện nay ở hầu hết các nước trên thế giới, tỷ lệ giống dưa chuột thụ phấn

tự do ngày càng giảm dần, thay thế vào đó là các giống dưa chuột lai F1 Bên cạnh đó, phương pháp chọn tạo giống cũng liên tục được thay đổi bằng các phuơng pháp mới như gây đột biến, dung hợp tế bào trần, phóng xạ Các giống dưa chuột lai F1 ngoài việc cho năng suất cao còn phải có chất lượng tốt phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, hơn nữa có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh hại và điều kiện ngoại cảnh

Ở các nước Tây Âu, giống dưa chuột lai trồng trong nhà kính có giá trị kinh tế rất cao và có rất nhiều ưu điểm trong việc tăng năng suất, đem lại lợi nhuận cao, thời gian cho thu hoạch dài, đậu quả tập trung thích hợp cho thu hoạch bằng máy và chống được nhiều loại bệnh, đặc biệt đều là giống 100% hoa cái và không có hạt

Ở Ấn Độ cũng đã nghiên cứu và chọn tạo được những giống có nhiều ưu điểm, điển hình là: giống Straight Eight (chín sớm, gai trắng, quả giòn, màu xanh vừa, chất lượng tốt, được tạo ra từ trung tâm vùng IARI, Katrai) và giống Pointette (chống chịu bệnh tốt: phấn trắng, sương mai, thán thư và đốm lá)

Công ty Condor Quality Seeds đã lai tạo thành công giống dưa chuột lai F1 Malvar White, hình thái quả màu trắng, bề mặt quả nhẵn, quả hình, kích thước quả trung bình, có khả năng sinh trưởng phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ cao, giống này dễ trồng và kháng bệnh tốt

Giống dưa chuột lai F1 Tasty Bright của Nhật Bản có khả năng kháng nhiều loại bệnh, chịu nhiệt cao với chất lượng quả ngon Quả dài 21 cm, quả màu xanh đậm, vỏ quả nhẵn bóng, gai quả nhỏ và thưa Loại dưa này trồng được quanh năm, trong nhà kính và ngoài đồng ruộng

2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

2.4.2.1 Kết quả thu thập, đánh giá nguồn di truyền loài dưa chuột

Ở Việt Nam hiện nay, Trung tâm tài nguyên thực vật là nơi thu thập và lưu giữ nhiều nhất nguồn gen dưa chuột Công tác thu thập ở đây được tiến hành thường xuyên hầu như hàng năm Tính đến tháng 3/2009, có tất cả 98 mẫu giống

thuộc chi Cucumis được thu thập, trong đó có 52 mẫu giống dưa chuột được thu thập từ các tỉnh miền núi phía Bắc - nơi được xem là trung tâm, phát sinh của giống dưa chuột (Trung tâm Tài Nguyên Di truyền Thực vật, 2012)

Nguyễn Thị Lang và cs (2007) đã phân tích quan hệ di truyền dựa trên kiểu hình và chỉ thị RAPD (6 locus) để phân nhóm của 14 mẫu giống dưa chuột trong ngân hàng gen của Viện Nghiên Cứu Lúa Đồng bằng sông Cửu Long Đây chính

là nguồn dữ liệu ban đầu cho chương trình chọn tạo giống dưa chuột trước khi quyết định sử dụng làm vật liệu bố mẹ ban đầu (Nguyễn Thị Lang và cs., 2007)

Trần Thị Minh Hằng và cs (2011) đã thu thập được hơn 30 mẫu giống dưa chuột bản địa của đồng bào H'Mông trên 7 huyện của tỉnh Sơn La Đây là nguồn vật liệu quý cho công tác chọn tạo và cải tiến dưa chuột ở miền Bắc nước ta Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phân ly tính trạng về kiểu gen, kiểu hình dẫn đến sự khác nhau rõ rệt về các đặc trưng hình thái lá, hoa, quả và hạt giữa các mẫu giống dưa chuột bản địa của Sơn La Các mẫu giống có khả năng sinh trưởng phát triển tốt, cho năng suất cá thể cao trên 3kg/cây, chất lượng quả tốt trong điều kiện vùng nguyên sản SL29 (3,8kg), SL20 (3,5kg), SL28 (3,4kg), SL7 (3,4 kg), SL13 (3,2kg), SL 19(3,1kg), SL2 (3,1kg), SL 27(3,0 kg), và SL16 (3,0kg) Tuy nhiên trong điều kiện vùng đồng bằng (Hà Nội), các mẫu giống dưa chuột H’Mông ra hoa đậu quả kém hơn và bị sâu bệnh hại nhiều (Trần Thị Minh Hằng, 2012)

Năm 2015, Trần Thị Minh Hằng và Phạm Quang Thắng đã nghiên cứu mối quan hệ di truyền giữa các mẫu giống dưa chuột H’Mông thu thập ở vùng Tây Bắc Việt Nam Nghiên cứu này nhằm xác định khoảng cách di truyền giữa các mẫu giống dưa chuột H’Mông bằng chỉ thị RAPD AND tổng số được chiết tách theo phương pháp CTAB (Murray and Thompson, 1980) Sử dụng 11 mồi RAPD để phân tích đa dạng di truyền của các mẫu giống dưa chuột bản địa H’Mông Sản phẩm RAPD-PCR được điện di kiểm tra trên gel agaroza 1,5%, sau

đó nhuộm Ethilium bromide để phát hiện Sử dụng hệ số đa dạng di truyền (PIC)

để đánh giá hiệu quả sử dụng mồi Phân tích khoảng cách di truyền và vẽ sơ đồ hình cây bằng phần mềm NTSYS và phân tích UPGMA Kết quả cho thấy, 7 mồi RAPD cho đa hình ở các mẫu giống với kích thước 500-1.550pb, gồm từ 1 đến 3 alen Tổng số alen được ghi nhận là 18, trung bình 2,57alen/ mồi với hệ số đa dạng di truyền (PIC) biến động từ 0,1327 (mồi OP-AO07) đến 0,6278 (mồi OP-AR13), trung bình đạt 0,4630 Sự đa hình ADN của các mẫu giống thể hiện chưa cao Phân tích RAPD tại 11 locus ở 30 mẫu giống dưa chuột H’Mông, 03 nhóm

di truyền chính đã được ghi nhận Khoảng cách di truyền giữa các mẫu giống là

từ 0 đến 27% (Trần Thị Minh Hằng và Phạm Quang Thắng, 2015)

Trần Thị Minh Hằng và cs (2016) đã khảo sát đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển của 44 mẫu giống dưa chuột địa phương miền Bắc Việt Nam trong điều kiện trái vụ tại Hà Nội Tập đoàn gồm 44 mẫu giống dưa chuột địa phương mới được thu thập từ các tỉnh vùng đồng bằng, trung du và miền núi phía Bắc đẫ khảo sát về khả năng sinh trưởng, ra hoa, đậu quả, tình hình nhiễm sâu hại, năng suất và chất lượng trong hai vụ xuân hè và hè thu năm 2014 tại Gia lâm

Hà Nội Kết quả cho thấy các mẫu giống có khả năng sinh trưởng thân lá tốt trong vụ nóng là SL27b, LCH3, LCH2f, TB1, HN2 Các mẫu giống ít nhiễm sâu bệnh nhất trong vụ xuân hè là TH1, HG4 và vụ hè thu là LCA6, HG4, CB2 Các mẫu giống SL27b, TB2, và LCA10 (vụ xuân hè) và LCH2f (vụ hè thu) có số hoa cái nhiều, tỷ lệ đậu quả cao, khối lượng quả lớn nên cho năng suất cá thể cao nhất SL9a, SL27b và LCA4 có chất lượng quả tốt với độ brix cao (5°Bx) và quả cứng chắc (trên 8,5kgf) Đây là nguồn vật liệu có giá trị cho công tác chọn tạo giống dưa chuột thích hợp cho sản xuất trái vụ ở đồng bằng sông Hồng (Trần Thị Minh Hằng và Nguyễn Thùy Dung, 2016)

Hiện nay, công tác thu thập và bảo tồn nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam đang bắt đầu phát triển Việc nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của tập đoàn các dòng dưa chuột địa phương thời điểm này

là việc làm cần thiết nhằm phát hiện ra các tính trạng quý phục vụ công tác duy trì bảo tồn nguồn gen và sử dụng trong công tác chọn tạo dòng thuần, phục vụ chương trình tạo giống dưa chuột ưu thế lai trong nước từ các dòng dưa chuột địa phương Do vậy, việc khảo sát tập đoàn dưa chuột địa phương đóng góp quan trọng trong công tác thu thập và sử dụng hiệu quả nguồn gen dưa chuột ở Việt Nam

2.4.2.2 Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống dưa chuột trong nước

Ở Việt Nam hiện nay, dưa chuột được canh tác ngoài đồng là chủ yếu, do vậy công tác chọn giống dưa chuột ở Việt Nam tập trung chọn giống cho ăn tươi

và chế biến công nghiệp theo hướng năng suất, chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh tốt, có khả năng chịu nhiệt để trồng trong điều kiện trái vụ Những năm gần đây các cơ quan nghiên cứu, các trường đại học đã bắt đầu quan tâm đến công tác chọn giống ưu thế lai đối với cây dưa chuột và bước đầu đã có một số thành công nhất định

Nghiên cứu đặc điểm về giống và tình hình sinh trưởng của các giống dưa chuột địa phương Việt Nam, Trần Khắc Thi và Nguyễn Văn Thắng đã viết: “Tất

cả các giống dưa chuột Việt Nam đều có gai màu nâu hoặc màu đen Đặc điểm di truyền này là nguyên nhân quả ngả vàng Tuy nhiên các giống này đều chống chịu được bệnh phấn trắng và bệnh sương mai khá tốt.”

Giống dưa chuột lai Sao Xanh: Từ cặp lai DL15 x CP1583, Giáo sư Viện

sĩ Vũ Tuyên Hoàng và TS Đào Xuân Thảng và các cộng sự đã chọn tạo thành công Dưa chuột F1 Sao xanh với nhiều ưu điểm như: cây sinh trưởng khỏe, năng suất cao, chất lượng quả tốt, hàm lượng đường và vitamin C cao,quả giòn, thơm, mùi hấp dẫn, hình dạng quả đẹp…thích hợp cho ăn tươi và xuất khẩu tươi (Vũ Tuyên Hoàng và cs., 1999), (Đào Xuân Thảng và cs., 2005)

Từ năm 2000 - 2003, Viện Nghiên cứu Rau quả đã phục tráng được giống Phú Thịnh, đây là giống dưa chuột chủ lực trồng cho chế biến đóng lọ và rất phổ biến tại các vùng nguyên liệu phục vụ chế biến như Hưng Yên, Hà Nam… và đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật năm 2004 (Phạm Mỹ Linh và cs., 2005)

Đoàn Xuân Cảnh, Đào Xuân Thảng và Nguyễn Tấn Hinh - Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai PC4 là con lai từ tổ hợp lai DL7 x TL15 và được công nhận là giống quốc gia năm 2008 Quả của giống PC4 có dạng hình đẹp, màu vỏ quả xanh đậm, gai quả đen, quả dài 20-24cm, giòn, thơm, thích hợp cho ăn tươi, chế biến muối mặn xuất khẩu

Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu dưa chuột đơn tính cái phục vụ chọn giống dưa chuột ưu thế lai, Viện Nghiên cứu Rau quả cũng đã tạo 17 dòng dưa chuột đơn tính cái (Gynoecious) ổn định về khả năng sinh trưởng và thể hiện giới tính (Nguyễn Hồng Minh và cs., 2010) Năm 2009, Viện Nghiên cứu Rau quả đã chọn tạo thành công giống dưa chuột lai F1 quả dài CV29 từ tổ hợp lai D1/DK1

và hai giống dưa chuột quả nhỏ phục vụ chế biến CV209 - 1 (ND3-2-5 x 2) và CV209 - 2 (NB1-3-2 x NC5-2-3) Hai giống CV29 và CV209 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống sản xuất thử tháng 4 năm 2010 (Phạm Mỹ Linh và cs., 2010)

NA4-1-Bên cạnh công tác nghiên cứu chọn tạo, phục tráng giống, hiện nay nhiều công ty như: công ty giống Đông Tây, Hoa Sen, Trang Nông, Công ty Giống cây trồng miền Nam đã nhập nội nhiều giống dưa chuột ưu thế lai từ nhiều nước trên thế giới, sau đó đưa vào khảo nghiệm trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam

Giống dưa chuột lai F1 VL103 được lai tạo và sản xuất tại Nhật Bản do Công ty TNHH và Thương mại Hoa Sen nhập khẩu và cung ứng VL103 có đặc điểm sinh trưởng phát triển khoẻ, thân lá to, màu xanh đậm, nhiều nhánh, nhiều hoa cái, dễ đậu quả, Vỏ quả màu xanh tươi, thịt quả dày, ít ruột, ăn giòn, ngon, đặc biệt là không bị đắng đầu như một số giống dưa khác, bảo quản được lâu, phù hợp với người tiêu dùng VL103 có ưu điểm chịu nhiệt trong điều kiện thời tiết nắng nóng nhiệt độ trên 300C vẫn đậu hoa, đậu quả và cho năng suất cao

Hai giống dưa chuột lai F1: 179 và TN 883 có nguồn gốc từ Thái Lan được Công ty TNHH Hạt giống Trang Nông nhập nội, trồng thử nghiệm thành công và độc quyền phân phối tại Việt Nam trong 2 năm qua Đây là giống dưa chuột chịu nhiệt, thích hợp trồng cho các vụ xuân, xuân-hè và hè-thu, cho năng suất cao, chất lượng quả cao được bà con nông dân nhiều nơi ưa chuộng

Giống dưa chuột Hạ xanh số 1 là giống dưa chuột chịu nóng do Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm chọn tạo bằng phương pháp chọn lọc nhóm dòng

hệ, từ nguồn gốc dưa chuột nhập nội hợp tác với Viện di truyền Nông nghiệp Trong 2 năm 2016 và 2017 Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã thực hiện

đề tài “Xây dựng mô hình sản xuất thử giống dưa chuột Hạ xanh số 1 trên địa bàn tỉnh Hải Dương” Mô hình được thực hiện quy mô 10 ha Kết quả cho thấy, dưa chuột Hạ xanh số 1 chịu nhiệt tốt, sinh trưởng và phát triển tốt, thời gian sinh trưởng từ 70-80 ngày; thời gian cho thu quả sau trồng từ 30-35 ngày, thời gian thu hoạch quả kéo dài từ 30-40 ngày Năng suất dưa chuột Hạ xanh số 1 chịu nóng đạt 29 tấn/ha (năm 2016) và 30-34 tấn/ha (năm 2017) Cây chống chịu với bệnh phấn trắng và sương mai khá đặc biệt sai quả chất lượng dưa ăn giòn ngon, đặc ruột Đây là giống dưa chuột có giá trị để bổ sung vào cơ cấu giống cây trồng

vụ hè ở các tính miền Bắc nước ta

2.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÁC DÒNG DƯA CHUỘT TỰ PHỐI TÁI TỔ HỢP TRONG CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT

Năm 2002, Bộ Nông nghiệp, Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp Hoa Kỳ

đã đưa ra một tập đoàn dưa chuột tái tổ hợp (Cucumis sativus L.) phục vụ cho mục đích chọn tạo giống dưa chuột Dòng H-19 (Trường Đại học Arkansas-Fayetteville, 1993) được dùng lai tạo với dòng GY7 (Đại học WisconsinMadison, 1997) Dòng H-19 có từ 5 đến 15 nhánh phụ và cho nhiều quả trên nhánh phụ Ngược lại, GY7 có tương đối ít nhánh (1-3 nhánh), và có

quả chủ yếu trên thân chính Từ tổ hợp lai GY7 x H-19 tạo ra con lai F1 Từ con lai F1 tự thụ phấn để tạo ra 250 con lai F2 sau đó tự thụ phấn để thu được 168 dòng lai F2S6 tái tổ hợp (RILs)

Các dòng bố mẹ và F1 đã được đánh giá ở một địa điểm (HES) vào năm

1999 và 2000 Dòng tự phối tái tổ hợp (RIL) được bố trí thiết kế theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần nhắc lại cho mỗi công thức, mật độ trồng là 51.000 cây/ ha Số liệu được thu thập hàng ngày thông qua quá trình sinh trưởng phát triển của các dòng tự phối tái tổ hợp dựa trên đặc tính của các tổ hợp lai Sự thay đổi đáng kể trong các đặc tính được kiểm tra trong dòng tự phối tái tổ hợp (RIL)

đã đánh giá trong quá trình sinh trưởng, thời kỳ chín sớm (45 đến 57 ngày để làm quả giống), loại giới tính (đơn tính cái và đơn tính cùng gốc), số thân phụ (1-9),

số quả 7 quả/cây) Một số dòng được sử dụng để sản xuất quả thương mại Mô tả đầy đủ về RIL được chi tiết bởi Fazio

Dòng tự phối tái tổ hợp này (RIL) được phát triển kết hợp với các thí nghiệm lập bản đồ nhằm xác định các chỉ thị phân tử có liên quan đến các đặc điểm kinh tế quan trọng (các yếu tố cấu thành năng suất) được kiểm soát bởi các locut tính trạng chất lượng (QTL) ở đời F3 bắt nguồn từ tổ hợp GY-7 x H-19 Dòng tự phối tái tổ hợp đời F3 được đánh giá trong hai năm trong các khảo nghiệm thực địa tại Trạm thí nghiệm Đại học Wisconsin, Hancock, WI (HES) Một bản đồ gen dựa trên dòng tự phối tái tổ hợp đã được xây dựng Bản đồ này bao gồm bảy nhóm liên kết với chiều dài 706 cM và kích thước trung bình là của mỗi chỉ thị phân tử là 5,6 cM Dòng tự phối tái hợp (RIL) được mô tả ở đây có thể sử dụng kết hợp để xác định khả năng chống chịu sâu bệnh hại, về năng suất

và chất lượng quả, và để sử dụng trong việc phát triển các dòng lai nghịch cho các phân tích đa dạng di truyền Hạt giống sản xuất ra, sẽ được cung cấp cho các nhà sản xuất hạt giống hydridit của Hoa Kỳ và các nhà chọn tạo giống dưa chuột (Staub and Linda, 2002)

Một tổ hợp 224 dòng lai tạo tái tổ hợp (RILs) xuất phát từ tổ hợp giữa hai dòng dưa chuột chế biến ăn tươi (S94 (loại Bắc Trung Quốc) × S06 (loại Bắc Âu)) (Cucumis sativus L.) được sử dụng để xây dựng bản đồ di truyền liên kết Với RIL, một bản đồ di truyền 257 điểm được xây dựng bao gồm 206 SRAPs, 22 SSR, 25 SCARs, 1 STS và ba đặc điểm hình thái quan trọng có ý nghĩa về mặt kinh tế (gai nhỏ, màu sắc trái non đồng nhất (u), da trái đốm (D )) Bảy nhóm liên kết với chiều dài 1005,9 cM với kích thước trung bình là 3,9 cM Bản đồ di

truyền liên kết của dòng tự phối tái tổ hợp (RIL) có tổng cộng 51 điểm đặc trưng sắp xếp theo trình tự, sử dụng cho việc so sánh các bản đồ liên kết phân tử phát triển trong các phòng thí nghiệm khác nhau Sử dụng các dòng tự phối đời F6: 7,

có 78 locus tính trạng chất lượng (QTLs) được phát hiện có điểm LOD tương đối cao (2,9-84,4) trong chín đặc điểm liên quan đến trái cây (trọng lượng trái, trọng lượng, đường kính, độ dày lớp vỏ quả và ba đặc điểm liên quan đến hoa (xuất hiện hoa đầu tiên, xuất hiện hoa cái đầu tiên và tỷ lệ hoa cái) Một vài điểm đánh dấu liên kết (CSWCT25, CS30, CMBR41, CS08 vv) liên quan chặt chẽ với một

số locus tính trạng chất lượng (QTLs) về trọng lượng quả, độ dài quả, độ dày của quả và biểu hiện giới tính, có thể được lựa chọn đẻ phục vụ cho công tác chọn tạo giống dưa chuột (Yuan and Pan, 2008)

Các đặc điểm về sinh trưởng, phát triển, đặc điểm ra hoa, đậu quả và chất lượng quả dưa chuột là nhưng chỉ tiêu quan trọng trong công tác chọn tạo giống Nghiên cứu của Min Wan et al., 2015 trong 160 dòng lai tạo tái tổ hợp (RILs), xuất phát từ tổ hợp lai giữa hai giống PI 183967 (C sativus var Hardwickii) với giống 931 của Bắc Trung Quốc, đã được sử dụng để xác định locus tính trạng chất lượng (QTLs (Fll), chiều rộng lá thật đầu tiên (Flw), khối lương thân lá tươi (Afb) và khối lượng thân lá khô (Adb), chiều cao lá mầm (Cw), độ dài của lá mầm (Cw) ở giai đoạn cây con Một bản đồ di truyền gồm 307 điểm SS có chiều dài 993,3 cM, với khoảng cách di truyền trung bình là 3,23 cM giữa các điểm đánh dấu liền kề, 36 locus tính trạng chất lượng (QTLs) liên quan đến bảy tính trạng đã được phát hiện trên các nhiễm sắc thể 1, 2, 3, 5 và 6 trong bốn môi màu (mùa xuân và mùa thu năm 2012 và 2013), điều này lý giải 6,1 đến 23,6% các biểu hiện thể kiểu hình quan sát được Trong số 36 locus tính trạng chất lượng (QTLs), 21 trường hợp đã biếu hiện cho hơn 10% các biến thể hình thái quan sát được Thu được 2, 2, 1 và 3 điểm locus tính trạng chất lượng cho các đặc điểm của Fll, Flw, Afw và Adw tương ứng Ngoài ra, các gen trong vùng di truyền kéo dài theo SSR15321-SSR07711 (Wang and Liu, 2015)

Hiện nay, ở Việt Nam chưa có một công bố nào về kết quả nghiên cứu và ứng dụng các dòng dưa chuột tự phối tái tổ hợp trong công tác chọn tạo giống dưa chuột

PHẦN 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Đối tượng: Cây dưa chuột

Vật liệu: Hai mươi mẫu giống dưa chuột nhập nội từ Ngân hàng gene Nhật Bản (ký hiệu từ J1 đến J20) và hai mươi ba mẫu giống dưa chuột triển vọng Việt Nam Đối chứng là giống Chiatai của công ty TNHH TM Tân Nông

Bảng 3.1 Hai mươi mẫu giống dưa chuột nhập nội từ

7 Taisen Fushinnari J7 17 Hokushin J17

8 Taiwan Kema Kyuuri J8 18 Shimoshiraku J18

9 Chuukanbohon Nou1 J9 19 Sairaku 4 J19

10 Kyuuri

Chuukanbohon Nou2 J10 20

Shimoshirasu Jibai J20

Bảng 3.2 Hai mươi ba mẫu giống dưa chuột triển vọng Việt Nam và đối chứng

STT Mẫu giống Điểm lấy mẫu STT Mẫu giống Điểm lấy mẫu

1 HB1 Hòa Bình 13 LCH3b Lai Châu

8 ĐB8c Điện Biên 20 SL27b Sơn La

9 ĐB14 Điện Biên 21 SL28 Sơn La

10 LCA13 Lào Cai 22 SL29g Sơn La

12 LCA18 Lào Cai 24 Chiatai Công ty TNHH TM

Nội dung 2:

Bước đầu tạo dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) từ con lai F1 đã lai tạo được ở vụ đông 2016 giữa nguồn gen dưa chuột Việt Nam và Nhật Bản trong vụ Xuân hè 2017

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Phương pháp bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khảo sát tập đoàn, không nhắc lại Mỗi mẫu giống/tổ hợp lai được gieo trồng thành từng ô thí nghiệm Diện tích ô thí nghiệm: 10m2/ô thí nghiệm/36 cây 3.4.2 Tiêu chuẩn các mẫu giống dưa chuột muốn chọn tạo

Từ việc đánh giá khả năng sinh tưởng, phát triển, năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các mẫu giống dưa chuột địa phương và các mẫu giống dưa chuột nhập nội từ ngân hàng gen Nhật Bản trong hai vụ, chọn ra những mẫu giống mang đặc điểm tốt: không hoặc nhiễm rất nhẹ bệnh hại đặc biệt là bệnh virus, cho năng suất cao, chất lượng quả tốt đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng Tiến hành lai xa giữa các mẫu giống có nguồn gốc Nhật Bản và mẫu giống nguồn gốc Việt Nam, đồng thời các tạo dòng tự phối tái tổ hợp từ các tổ hợp lai làm nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống dưa chuột chất lượng cao ở Việt Nam

3.4.3 Phương pháp lai

Hai mươi mẫu giống dưa chuột nhập nội từ ngân hàng gen Nhật Bản được

sử dụng làm cây bố (cây cung cấp phấn hoa), mẫu giống dưa chuột địa phương HB1 được sử dụng làm cây mẹ (cây nhận phấn hoa) và ngược lại Chọn cây bố

và cây mẹ đúng giống, sinh trưởng khỏe, không bị sâu bệnh hại để tiến hành lai Khi xuất hiện hoa, tiến hành kẹp hoa cái và hoa đực để tránh sự thụ phấn tự do Tại thời điểm hoa nở, lấy phấn hoa đực từ cây bố chấm lên đầu nhụy hoa cái của cây mẹ, kẹp hoa ngay sau khi thụ Tiến hành thụ từ 1-2 quả trên mỗi cây Thu hoạch quả chín sau 25-30 ngày tuổi Thu hoạch quả của riêng từng cây Tách quả

và lưu trữ hạt giống của từng cá thể riêng biệt

3.4.4 Phương pháp tạo dòng tự phối tái tổ hợp (RILs)

Từ các tổ hợp lai F1 đã lai tạo được trong vụ đông 2016 tiến hành tạo các dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) trong vụ xuân hè 2017 Hạt phấn từ hoa đực của cùng một cây được sử dụng để thụ phấn cho hoa cái trên chính cây

đó, để sản xuất dòng tự phối tái tổ hợp đời thứ nhất (RIL1) Khi xuất hiện hoa, tiến hành kẹp hoa để tránh sự thụ phấn tự do Tại thời điểm hoa nở, lấy hoa đực

và chấm phấn hoa lên đầu nhụy hoa cái của cùng một cây Kẹp hoa vừa thụ phấn ngay sau khi thụ để tránh sự thụ phấn của côn trùng Tiến hành tự thụ từ 1-2 quả

trên mỗi cây Thu hoạch quả chín sau 25-30 ngày tuổi Thu hoạch quả của riêng từng cây Tách quả và lưu trữ hạt giống của từng cá thể riêng biệt

3.5 CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI

3.5.1 Một số chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển

- Tỉ lệ nảy mầm (%): Gieo 100 hạt

Tổng số hạt nảy mầm + Tỷ lệ nảy mầm ( %) = x 100

Tổng hạt đem gieo

- Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng (ngày):

+ Thời gian từ trồng đến xuất hiện tua cuốn

+ Thời gian từ trồng đến xuất hiện hoa đực đầu tiên

+ Thời gian từ trồng đến xuất hiện hoa cái đầu tiên

+ Thời gian từ trồng đến thu đợt quả đầu tiên

+ Tổng thời gian sinh trưởng

- Chỉ tiêu về đặc điểm sinh trưởng, phát triển: (mỗi mẫu giống theo dõi 5 cây)

+ Chiều dài thân chính (cm): tính từ cổ rễ đến đỉnh sinh trưởng của thân chính

+ Đường kính thân chính (mm): đo cách gốc 5cm bằng thước kẹp Panme + Số nhánh cấp 1 trên thân chính (nhánh/cây)

+ Số lá/thân chính

+ Chỉ số SPAD: đo vào thời điểm cây bắt đầu ra hoa, sử dụng máy đo SPAD-502 Plus

+ Lá: chiều dài, chiều rộng lá (cm)

+ Tổng số hoa đực trên cây

+ Tổng số hoa cái trên cây

Số hoa cái trên cây + Tỷ lệ hoa cái ( %) = x 100

Tổng số hoa

Số quả đậu

Tổng số hoa cái 3.5.2 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất

- Tổng số quả/cây

- Khối lượng trung bình quả (g)

- Năng suất cá thể = Số quả trung bình/cây x khối lượng trung bình quả 3.5.3 Đặc điểm hình thái, cấu trúc và chất lượng quả

Các chỉ tiêu hình thái thân, lá, hoa, quả được đánh giá dựa trên QCVN 93:2012/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống dưa chuột (có phụ lục kèm theo)

- Chỉ tiêu về cấu trúc và chất lượng quả: mỗi mẫu giống đo 5 quả

- Cấu trúc quả: Quả thương phẩm

+ Chiều dài quả (cm)

+ Đường kính quả (cm)

+ Độ dày thịt quả (cm)

+ Số ngăn hạt

- Chất lượng quả:

+ Độ brix: sử dụng máy đo Master refactometer

+ Độ cứng: sử dụng máy đo Wagner instruments

+ Chất lượng đánh giá bằng cảm quan: hương vị, phẩm vị (đắng, chua, ngọt, giòn)

3.5.4 Chỉ tiêu về khả năng kết hạt

- Tổng số hạt/ quả

3.5.5 Đánh giá tình hình sâu bệnh hại

- Sâu hại: Đối tượng sâu hại: Bọ dưa (Aulacophora similis), sâu xanh ăn lá (Diaphania indica), bọ rùa 28 chấm (Epilachna vigintioctopunctata), ruồi đục quả (Bactrocera cucurbitae)

+ Mức độ gây hại: Đánh giá theo thang điểm của Trung tâm rau Châu

Á AVRDC

Điểm 1: Không bị sâu hại

Điểm 2: Một số cây bị hại

Điểm 3: 50 % số cây bị hại

Điểm 4: Phần lớn các cây bị hại

- Bệnh hại: Đối tượng bệnh hại: bệnh giả sương mai, bệnh phấn trắng, bện lở cổ rễ, bệnh virus

+ Mức độ nhiễm giả sương mai (Pseudoperonospora Cubensis), mức độ nhiễm phấn trắng ( Erysiphecichoracearum): đánh giá theo thang điểm của Trung tâm rau Châu Á AVRDC

Điểm 0: không có triệu chứng (không bị hại)

Điểm 1: Triệu chứng đầu tiên đến 19% diện tích lá bị nhiễm (bị hại rất nhẹ) Điểm 2: 20-39% diện tích lá bị nhiễm (bị hại nhẹ)

Điểm 3: 40-59% diện tích lá bị nhiễm (bị hại trung bình)

Điểm 4: 60-79% diện tích lá bị nhiễm (bị hại nặng)

Điểm 5: > 80% diện tích lá bị nhiễm (bị hại rất nặng)

+ Bệnh lở cổ rễ Fusarium oxysporum Schl f nivum Bilai (%): đếm số cây nhiễm bệnh và tính tỉ lệ cây nhiễm bệnh trên tổng số cây trong ô

+ Tỉ lệ cây nhiễm bênh virus (%) (Cucumis mosaic virus): đếm số cây

nhiễm bệnh và tính tỉ lệ cây nhiễm bệnh trên tổng số cây trong ô

- Gieo ươm: hạt giống được ngâm ủ cho nứt nanh rồi đem gieo trong khay bầu để trong nhà lưới Khi cây có 1-2 lá thật đem ra ruộng trồng

- Xử lý đất bằng vôi bột và chế phẩm sinh họcTrichoderma: Tricô-ĐHCT -Dọn sạch cỏ và tàn dư thực vật; đất được làm kỹ, tơi nhỏ; lên luống cao 30-35 cm, mặt luống rộng 1,2 m, rãnh rộng 30 cm

- Sử dụng màng phủ nông nghiệp phủ bề mặt luống

- Khoảng cách trồng: 30 x 70 cm

- Chăm sóc:

+ Phân bón ( cho 1ha) : 20 tấn phân chuồng; NPK: 150 :90:150

Giai đoạn Loại phân và lượng bón

Phân chuồng Urê Supe lân KCl

+ Vun xới: Cây được vun xới 2-3 lần: lần 1 khi cây được 2-3 lá, lần 2 khi cây có tua cuốn thì tiến hành vun cao

+ Tưới nước: Cây được giữ ẩm thường xuyên, đặc biệt trong thời kì 1tuần sau khi gieo, 4-5 lá và thời kì ra hoa rộ Sử dụng kĩ thuật tưới rãnh cho cả quá trình thực hiện thí nghiệm

+ Làm giàn: khi cây bắt đầu có tua cuốn thì tiến hành làm giàn, giàn làm hình chữ A

Phòng trừ sâu bệnh kịp thời

Thu hoạch: quả thương phẩm thu hoạch khi được 7-8 ngày tuổi Quả giống thu khi được 25-30 ngày tuổi

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC MẪU GIỐNG DƯA CHUỘT TRIỂN VỌNG TRONG VỤ ĐÔNG 2016 VÀ XUÂN HÈ 2017

4.1.1 Khả năng nảy mầm của các mẫu giống dưa chuột

Tỷ lệ nảy mầm được xác định bằng tỷ lệ giữa các hạt giống nảy mầm trên tổng số hạt giống đem gieo của các mẫu giống Khi hạt hút đủ khoảng 50% lượng nước so với trọng lượng hạt và có đủ các điều kiện phù hợp như: nhiệt độ, độ ẩm, lượng không khí Ngoài ra sự nảy mầm của hạt có thể phụ thuộc vào các yếu tố sau: giống, thành phần, cấu trúc hạt Thời kì này mầm của dưa chuột yêu cầu nhiệt độ cao, nhiệt độ trên 120C hạt mới có thể nảy mầm, nhiệt độ tối thích ở phạm vi 25-320C, dưới 100C hạt không mọc (Đào Mạnh Khuyến, 1986) Nghiên cứu chỉ tiêu này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định thời gian gieo một cách hợp lý nhằm cung cấp điều kiện tốt nhất cho sự nảy mầm, phát triển của hạt dưa chuột

Từ kết quả ở bảng 4.1 ta thấy trong điều kiện vụ đông 2016 và xuân hè

2017 tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống có sự chênh lệch khá lớn Vụ đông tỉ lê nảy mầm của các mẫu giống cao dao động từ 46%-100% Các mẫu giống dưa chuột nhập nội lấy từ ngân hàng gen Nhật Bản có tỉ lệ nảy mẫm cao từ 83%-100% Trong khi đó các mẫu giống dưa chuột Việt Nam do được giữ giống qua các vụ nên tỉ lệ nảy mầm thấp hơn: SL6 tỉ lệ nảy mầm 46%, ĐB8 78%, ba mẫu giống đạt tỉ lệ nảy mầm 100%: LUNG, LCH3b, SL9a

Hạt giống của 44 mẫu giống dưa chuột thu được từ vụ đông 2016 được bảo quản và tiếp tục sử dụng để đánh giá trong vụ xuân hè 2017 Qua kết quả thu được cho thấy tỉ lệ nảy mầm của các mẫu giống trong vụ xuân hè cao hơn vụ đông, nhiều mẫu giống đạt tỉ lệ nảy mầm 100%, tuy nhiên có một số mẫu giống tỉ

lệ này mầm thấp như: J12 (6%), J16 (6%), SL6 (3%)

Sự chênh lệch tỉ lệ nảy mầm giữa các mẫu giống, đặc biệt là các mẫu giống

có tỉ lệ nảy mầm thấp có thể do một số nguyên nhân: để hạt giống thời gian quá lâu, bảo quản hạt giống chưa tốt, hạt thu từ những quả chưa đủ thời gian chín sinh lý, chất lượng hạt giống không cao và do đặc tính di truyền của giống làm ảnh hưởng đến tỉ lệ nảy mầm

Bảng 4.1 Tỷ lệ nảy mầm của các mẫu giống dưa chuột

STT Mẫu giống

Tỷ lệ nảy mầm

STT Mẫu

giống

Tỷ lệ nảy mầm