2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.4.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua trên thế giới
Lịch sử công tác chọn tạo giống cà chua trên thế giới bắt ựầu ở Châu Âu và ựã có những tiến bộ trong 200 năm trở lại ựây. Những người Italia ựược cho là những người ựầu tiên phát triển các giống cà chua mới, họ chọn các giống có sự khác nhau về tắnh trạng quả, chủ yếu là màu sắc quả.
Năm 1836, 23 giống cà chua ựược giới thiệu, trong ựó giống Trophy ựược coi là giống có chất lượng tốt nhất. Năm 1886, Liberti Hyde Bailey ở
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 21 trường Nông nghiệp Michigan (Mỹ) ựã bắt ựầu tiến hành chương trình thử nghiệm chọn lọc phân loại giống cà chua trồng trọt.
A.W.Livingston là một trong những người Mỹ ựầu tiên nhận thức ựược việc phải chọn tạo giống cà chua. Từ năm 1870 ựến 1893, ông ựã giới thiệu 13 giống trồng trọt ựược bằng phương pháp chọn lọc cá thể. [7]
Năm 1900, Moore và Simon ựã chọn tạo ựược giống cà chua ỘXẻ khoanỢ. Tiếp ựó, vào năm 1908 G.W.Medleton chọn ựược mẫu giống cà chua ỘChân thiện mỹỢ từ giống ỘXẻ khoanỢ.
Năm 1914, B.Geogf chọn ựược mẫu giống Cooper Specisl có loại hình sinh trưởng vô hạn, thắch hợp cho việc trồng dày và thu hoạch cơ giới. Cũng vào năm 1914, các nhà khoa học ựã phát hiện ra gen sp (gen xác ựịnh tập tắnh sinh trưởng hữu hạn ở giống Florida). Nhờ phát hiện ra loại gen này mà hàng loạt các tắnh trạng di truyền ựơn giản ựược chú ý trong quá trình cải tiến giống và thay ựổi kỹ thuật trồng. Bên cạnh ựó, việc áp dụng gen sp trong quá trình lai tạo với mục ựắch giảm bớt công lao ựộng cho việc tỉa cành.
đến cuối thế kỷ XIX, ựã có trên 200 dòng, giống cà chua ựược giới thiệu rộng rãi. Quá trình cải tiến giống vẫn ựược tiến hành không ngừng cho ựến ngày nay.
Hiện nay, công tác chọn tạo giống cà chua ựược nhiều nước quan tâm ựầu tư và chú trọng phát triển theo các nhiều hướng, nhiều phương pháp khác nhau. đặc biệt là tập trung nghiên cứu chọn tạo giống cà chua chịu ựiều kiện nhiệt ựộ nóng ẩm ở các nước nhiệt ựới.
Theo Kiều Thị Thư, 1998 [32] xu hướng chọn tạo giống cà chua mới là: - Tạo giống chắn sớm phục vụ cho sản xuất vụ sớm
- Tạo giống cho sản lượng cao, giá trị sinh học cao, dùng làm rau tươi và nguyên liệu cho chế biến ựồ hộp.
- Tạo giống chắn ựồng loạt thắch hợp cho cơ giới hóa. - Tạo giống chống chịu sâu bệnh.
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 22 Các công trình nghiên cứu ựã chỉ ra rằng những giống cà chua chọn tạo trong ựiều kiện ôn ựới không thắch hợp với ựiều kiện khắ hậu nhiệt ựới nóng ẩm vì sẽ tạo ra những quả kém chất lượng như màu ựỏ nhạt, nứt quả, vị nhạt hoặc chua...(Kuo và cs, 1998) [45]. Chọn tạo giống cà chua có khả năng sinh trưởng bình thường và ra hoa ựậu quả trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao có ý nghĩa vô cùng to lớn trong việc cung cấp cà chua tươi quanh năm.
để tập trung vào lĩnh vực chọn giống cà chua chịu nhiệt, nhiều nghiên cứu ựã sử dụng nguồn di truyền của các loài dại và bán dại làm nguồn gen chống chịu với nhiệt ựộ cao. Bằng nhiều phương pháp: lai tạo, chọn lọc giao tử trên nền nhiệt ựộ cao, chọn lọc hợp tử (phôi non)...ựã thu ựược những kết quả bước ựầu rất khả quan, ựặc biệt là các giống chịu nhiệt, có phổ thắch ứng rộng, trồng ựược nhiều vụ trong năm.
Chọn lọc nhân tạo hạt phấn trên cơ sở ựa dạng hóa di truyền của chúng là một phương pháp chọn giống. Nhiều nghiên cứu cho thấy ở cà chua bằng cách chọn lọc hạt phấn với nhiệt ựộ cao, có thể nâng cao sự chống chịu của giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng (Kiều Thị Thư, 1998) [25]
điều kiện nhiệt ựộ của môi trường có ảnh hưởng rất lớn ựến các quá trình diễn ra ở cây cà chua như hình thành giao tử ựực, thụ tinh và hình thành phôi. Ở nhiệt ựộ 20-21oC hạt phấn nảy mầm và sinh trưởng ống phấn với tốc ựộ lớn nhất. Dưới tác ựộng của nhiệt ựộ 40oC trong thời gian dài 4h thì hoa bị hỏng, làm giảm mạnh tỷ lệ ựậu quả. Thường các dạng cà chua ựậu quả tốt ở ựiều kiện nhiệt ựộ cao thì cũng biểu hiện khả năng ựó ở nhiệt ựộ thấp (Restaino, Lombatdi, 1990) [47].
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ựộ cao ở giai ựoạn phôi non ựã cho thấy phôi 10 ngày tuổi của con lai khác loài M.500xS. pennelli, M.500xL. Minutum, M.628 x L.Hirsutum ở nhiệt ựộ 38/27oC (ngày/ựêm) ựã bị chết ở các mức ựộ khác nhau(Kravchenco, 1987; Sutesh Kumar, Gulshan, 1989) [34].
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 23 chương trình lai tạo giống với mục ựắch tăng cường sự thắch ứng của những loại rau này với vùng nhiệt ựới nóng ẩm từ năm 1972. đối với giống cà chua mục tiêu của Trung tâm là: Chọn giống năng suất cao, thịt quả dày, màu sắc thắch hợp, khẩu vị ngon, chất lượng cao, chống nứt quả, ựậu quả tốt ở ựiều kiện nhiệt ựộ và ẩm ựộ cao, chọn giống chống chịu và bước ựầu họ ựã gặt hái ựược nhiều thành công. Thành công lớn nhất phải kể ựến ựó là tập ựoàn các dòng, các nguồn gen mà họ ựem gửi các trường ựại học, Viện nghiên cứu, các nhà khoa học của trên 60 nước trong khu vực Nam Mỹ, Châu Phi, vùng ựảo Thái Bình Dương và Châu Á ựều thể hiện khả năng vượt trội so với các giống ựịa phương về năng suất, tắnh chịu nhiệt và khả năng chống chịu với sâu bệnh. Tập ựoàn ựó bao gồm các dòng như: CL33d-0-2-2; CL122-0-3-3; CL502F5-14; 8d-0-7-1-1; 32d-0-1-15; 32d-0-1-4...(Villareal, 1978) [52]. Cũng trong thời gian này, các nhà khoa học Ý ựã ựưa ra một loạt giống chịu hạn năng suất cao, có thể thu hoạch bằng cơ giới như: CS 80/64; CS 72/64.
Từ năm 1977 ựến năm 1984, Ai Cập ựã nghiên cứu, chọn tạo giống cà chua chịu nhiệt có năng suất cao, chất lượng tốt, thuộc ựề án Quốc gia về phát triển cây trồng có năng suất và chất lượng cao. Kết quả, tạo ra một số giống cà chua mới như Cal.Ace, Housney, Marmande VF, Pritchard, VFN-Bush ựều có tắnh trạng nhóm quả lớn, năng suất cao, chất lượng tốt, cón một số giống Castlex-1017, Castlrock, GS-30, Peto86, UC-97 có thịt quả chắc. Các giống này có thể trồng tốt trong thời vụ có nhiệt ựộ cao [36].
Tại Mỹ công tác nghiên cứu chọn tạo giống cà chua ựược tiến hành từ rất sớm, ựến nay ựã thu ựược những thành tựu ựáng kể. Trường ựại học California ựã chọn ra ựược một số giống cà chua mới như: UC-105, UC-134, UC-82... có năng suất cao, chất lượng tốt, chống bệnh nứt quả, quả cứng, chịu vận chuyển [39].
Công ty giống rau của Pháp- Technisem cũng ựã chọn tạo và ựưa ra thị trường nhiều giống cà chua lai F1 có khả năng ựậu quả ở nhiệt ựộ cao, chống
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 24 chịu sâu bệnh, cho năng suất và chất lượng tốt. Những giống này ựã ựược giới thiệu cho nhiều vùng nhiệt ựới như Rio Graude, Tropimech VF1-2, Cerise, Xina, Carioca...(Technisem, 1992) [51].
Công ty S&G Seeds (Hà Lan mới ựưa ra một số giống cà chua lai F1 trồng thắch hợp ở vùng nhiệt ựới như Rambo(GC775), Victoria (GC787), Jackal (EG348), Mickey (S902)...ựều có khả năng chống chịu bệnh tốt, ựậu quả tốt trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao và tiềm năng năng suất cao. (S&G Seeds, 1998) [48]
Viện nghiên cứu nông nghiệp Ấn độ ở Newdelli ựã tiến hành nhiều nghiên cứu về chọn tạo các giống cà chua chịu nhiệt từ khá sớm. Ngay từ năm 1975 có một số giống cà chua chịu nhiệt của Viện ựã ựược công nhận giống quốc gia là Puas Rugy và Sel.120 với năng suất trung bình 25-30 tấn/ha, thắch hợp trồng vụ Thu và vụ Xuân Hè (Singh và Checma, 1989). Công ty liên doanh giống lai giữa Ấn độ - Mỹ cũng ựã chọn tạo và ựưa ra thị trường nhiều giống cà chua lai có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao. Trong ựó, cso Rupali là giống chịu nhiệt ựược tiếp nhận và trồng rộng rãi ở nhiều vùng trên nước Ấn (Tiwari và Choudhury, 1993).
Công ty rau quả Takkii Seed (Nhật Bản) ựã ựưa ra một số giống cà chua chất lượng cao giới thiệu cho các vùng nhiệt ựới như: Master No2, Grandeur, Challenger, Tropicboy, T-126... nhóm quả lớn 200-250 gam/quả, quả chắc chịu vận chuyển và bảo quản dài. (theo Mai Như Thắng, 2003) [22].
Tại trường ựại học Kasestart, phân viện Kamphaeng (Thái Lan) nhiều mẫu giống cà chua ựược ựánh giá có chất lượng tốt kết hợp với tắnh chịu nóng, năng suất cao và chống bệnh cụ thể là các giống cà chua anh ựào CHT104, CHT92, CHT105 có năng suất cao, chống chịu bệnh tốt, màu sắc quả ựẹp, hương vị ngon, quả chắc. (Wangdi, 1992). Giống FMTT-3 cho năng suất cao (66,7 tấn/ha), chất lượng tốt, hàm lượng chất hòa tan cao (ựộ Brix 5,38), quả chắc, tỷ lệ quả nứt thấp (Kang Gao Giang, 1994). Chu Jinping (1994) ựã ựánh giá 15 giống cà chua chế
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 25 biến, kết quả thu ựược 2 giống PT4225, PT3027 cho năng suất cao (53 tấn/ha), chất lượng tốt, chống nứt quả và chống bệnh virut trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao của vùng nhiệt ựới (Chu Jinping,1994) [40].
Trong những năm gần ựây, việc nghiên cứu sâu về di truyền học phân tử, miễn dịch học ựã cho phép xác ựịnh vị trắ các locus nào quyết ựịnh các tắnh trạng kinh tế trên 12 NST của cà chua. Việc chuyển nạp các gen chống chịu các bệnh nguy hại như: sương mai (Ph-1, Ph-2), bệnh héo xanh vi khuẩn (Hrp) ựã giúp cho nhà khoa học tạo giống lai chống chịu ựồng thời 3-4 bệnh (Gallardo GS., 1999). Năng suất cà chua nhờ ựó tăng từ 18 tấn/ha năm 1980 lên 27 tấn/ha năm 2000 (tắnh trung bình toàn thế giới) (Trần Khắc Thi, 2005)[29].
Ngoài thành tựu nghiên cứu về công nghệ gen trong công tác tạo giống cà chua thuần (OP), việc ứng dụng hiệu quả ưu thế lai (ƯTL) vào cà chua ựược phát triển mạnh ở thế kỷ 20. Hiện nay, sử dụng giống cà chua lai có năng suất cao hơn hẳn các giống thuần (OP) từ 15-20% trở lên, chất lượng tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh hại khá, giảm chi phắ, tăng hiệu quả và góp phần ựẩy nhanh sản lượng cà chua của thế giới.
Năm 1964, Ấn độ sử dụng ưu thế lai giữa các loài L.Esculentum x L.pimpinellifolium. L. hirsutum, L. esculentum x L. hirsutum... Tạo giống cà chua
lai (F1) chống chịu bệnh vius xoăn lá TLCV. Bằng phương pháp lai này, tạo 317 dòng/giống chống bệnh vurs ở mức ựộ khác nhau, trong ựó: có 24 giống chống bệnh mức 6-20%, 32 giống ựạt mức 21-40%, 71 giống ựạt mức 41-60% và 190 giống chống chịu ở mức cao 61-98% [38].
Ở Trung Quốc, tạo giống lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt, sản phẩm ựa dạng phục vụ ăn tươi và chế biến là mục tiêu hàng ựầu của các nhà khoa học. Hiện nay, các giống cà chua lai (F1) ựã chiếm tới 80-85% giống trồng trong sản xuất... Tại Trung tâm rau Bắc Kinh (BVRC), trong thập kỷ 80-90 thế kỷ trước ựã tạo ựược 5 giống cà chua lai (F1): giống Jiafen No1 (1980), Jiafen No2 (1982), Jiafen No10, Jiafen No15 (1990), Shuang Kang
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 26 No2 (1989). Các giống này ựang giữ vai trò chủ lực trồng cho trên 20 tỉnh với quy mô 24.000 ha/năm, năng suất 60-90 tấn/ha, nhóm quả lớn tròn, chắn ựỏ, ựẹp có khả năng chống bệnh virus (TMV, CMV) khá [46].
Công nghệ sản xuất hạt giống cà chua ở các nước: Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan ựược hiện ựại hoá, công nghiệp hoá hoàn toàn. Các công ty lớn: PS seed (Mỹ), Takils (Nhật), Roayl Sluis (Hà Lan), Known you seed (đài Loan)... Hạt giống ựa phần ựược sản xuất trong nhà lưới, cách ly, ựược chăm sóc ở ựiều kiện tối ưu. Sử dụng các dòng mẹ bất dục chức năng, nguyên sinh chất, nhân nhằm giảm bớt công khử ựực, sử dụng các máy thu gom hạt phấn, bảo quản hạt phấn. Năng suất hạt cà chua lai khá cao 120- 150 kg/ha. Hạt giống ựược xử lý, bảo quản, chế biến sạch sâu bệnh, ựóng gói bao bì nhãn mác hấp dẫn.
Tháng 8/2005, AVRDC giới thiệu 3 giống cà chua triển vọng là CLN2026D, CLN2116B, CLN2123A. Cả 3 giống này ựều sinh trưởng hữu hạn, có khả năng chịu nhiều loại bệnh như héo xanh vi khuẩn, héo rũ do nấm, virusẦ.trong ựó giống CLN2026D quả có thể dùng ăn tươi hoặc chế biến; giống CLN2116B có quả tròn, chịu nóng tốt, thắch hợp trồng nửa cuối mùa khô; giống CLN2123A là giống có khả năng chịu nóng cao, quả thuôn dài phục vụ cho cả ăn tươi và chế biến [38].
đến tháng 1/2006, AVRDC tiếp tục ựưa ra giống cà chua mới CLN2498. đây là giống sinh trưởng bán hữu hạn, có gen chứa alen Ty-2 (ựược lấy từ giống H24 của Ấn độ) giúp giống này có khả năng chống chịu ựặc biệt với virus xoăn lá cà chua (ToLCVs) ở nhiều ựiều kiện sinh thái khác nhau. Ngoài ra, giống này còn có năng suất khá cao (50 tấn/ha), chất lượng tốt [39].
Tháng 1/2007 dòng cà chua quả nhỏ màu vàng CHT1417 ựã ựược công nhận giống mới và với tên gọi là ỘHualien Asveg 21Ợ. đây là giống sinh trưởng vô hạn, quả dạng oval khi chắn có màu vàng cam, quả chắc, hương vị tốt, tỷ lệ nứt quả thấp. đặc biệt, giống này có các gen Ty-2, Tm-2a, I-1 và I-2
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 27 giúp tăng khả năng kháng với các bệnh ToLCV, khảm lá và vi khuẩn héo rũ chủng 1 và 2 [50].
Song song với việc chọn tạo các giống cà chua có khả năng chịu nóng và chống chịu tốt với sâu bệnh, thì việc chọn tạo các giống cà chua có chất lượng cao cũng ựược các nhà khoa học quan tâm. Hương vị của cà chua ựược quyết ựịnh bởi các yếu tố: hàm lượng ựường tự do (Fructoza và Glucoza), hàm lượng axit hữu cơ và tỷ lệ ựường/axit. Hàm lượng ựường tự do trong quả tạo nên 50% lượng chất khô tổng số. Chắnh vì vậy ựã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm tăng hàm lượng chất khô cho các giống ựã có năng suất cao thông qua việc lai tạo giữa các loài khác nhau của chi Lycopersicon. Tuy nhiên, năng suất lại tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất khô nên cần dung hòa hai yếu tố này (theo Nguyễn Thanh Minh, 2007) [23].
Bằng phương pháp lai tạo, giáo sư Ralph Bock thuộc Viện kỹ thuật sinh hóa học cây trồng Munter (đức) ựã tạo ra giống cà chua có khả năng gia tăng sức khỏe. Loại cà chua này có màu ựỏ rực rất giàu vitamin, protein, nhất là tiền Vitamin A (Rakshit S.C) [47]
Ngoài việc tăng cường vitamin, hàm lượng ựường...các nhà khoa học cũng bắt ựầu chú ý ựến việc ựưa một số chất kháng sinh vào trong quả cà chua nhằm góp phần trị bệnh, tăng cường khả năng miễn dịch cho con người. Với mục tiêu này, sau 10 năm Trung tâm nghiên cứu công nghệ sinh học thuộc viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Trung Quốc ựã cho ra ựời giống cà chua có khả năng chống lại sự xâm nhập của virus gây bệnh viêm gan B vào cơ thể con người.
Các nhà khoa học Anh và Hà Lan ựã thành công khi cấy một gen quy ựịnh việc tạo ra chất Flavonol của loài hoa Dạ Yên Thảo vào cây cà chua ựể tạo ra giống cà chua có khả năng chữa bệnh ung thư và tim.
Năm 2003, AVRDC ựưa ra giống cà chua quả vàng có hàm lượng ư- Caroten cao gấp 3-6 lần so với giống cà chua màu ựỏ. Giống này còn có hàm
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 28 lượng axit, ựộ ngọt tương ựương so với các giống cà chua quả ựỏ, góp phần làm giảm tỷ lệ quáng gà, mù cho trẻ em, ựặc biệt là trẻ em ở các nước ựang và kém phát triển. (AVRDC, 2003)[37].
Chất lượng cà chua còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa ựộ chắc và dịch quả trong ngăn hạt. Dịch quả là nguồn axit quan trọng và giúp người sử dụng cảm nhận hương vị của quả cà chua. Theo Stevens, việc tăng hàm lượng axit và