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 ựâỵ Những tiến bộ ban ựầu về dòng, giống cà chua ựều xuất phát từ châu Âụ Năm 1863, 23 giống cà chua ựược giới thiệu, trong ựó giống Trophy ựược coi là giống có chất lượng tốt. Vào những năm 80 của thế kỷ 19 ở trường ựại học Michigân (Mỹ) ựã tiến hành chọn lọc và phân loại cà chua trồng trọt. Cùng thời gian ựó ẠW.Livingston ựã chọn lọc và ựưa ra 13 giống trồng trọt. Cuối thế kỷ XIX có trên 200 dòng, giống cà chua ựược giới thiệụ
Với tầm quan trọng của mình, cây cà chua ựã thu hút ựược sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giớị Các nghiên cứu ựều nhằm mục ựắch tạo ra ựược các giống mới có ựặc tắnh di truyền phù hợp với nhu cầu của con ngườị để ựạt ựược mục ựắch chung ấy, mỗi nhà chọn giống có các phương pháp chọn tạo khác nhau như: chọn lọc cá thể, lai hữu tắnh, sử dụng ưu thế lai hay ứng dụng công nghệ sinh học,... và mỗi người lại chọn tạo theo những ựịnh hướng khác nhau, nhưng tập trung chủ yếu theo 4 hướng nghiên cứu chắnh:
- Tạo giống chống chịu với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận; - Tạo giống chống chịu với sâu bệnh hại;
- Tạo giống có chất lượng phục vụ cho ăn tươi, chế biến; - Tạo giống phù hợp với cơ giới hóạ
2.4.1.1.Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với ựiều kiện bất thuận
Nhiều nghiên cứu cho rằng, sinh trưởng, phát triển và chất lượng cà chua phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố ngoại cảnh. Chắnh vì vậy, chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận là một hướng ựi ựược nhiều nhà khoa học quan tâm. Các nhà chọn giống ựã sử dụng nguồn gen của cà chua hoang dại và bằng các con ựường chọn giống khác
nhau: lai tạo, chọn lọc giao tử dưới ựiều kiện bất thuận, chọn lọc hợp tử (phôi non), ựột biến nhân tạo nhằm tạo ra các giống cà chua có khả năng chống chịu tốt với ngoại cảnh bất thuận.
Chọn lọc nhân tạo hạt phấn trên cơ sở ựa dạng hoá di truyền của chúng là một trong những phương pháp chọn giống. Nhiều nghiên cứu cho thấy, ở cà chua: bằng cách chọn lọc hạt phấn ở nhiệt ựộ cao có thể nâng cao sự chống chịu của cà chua giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng[24].
Các nhà chọn giống cà chua của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á (AVRDC) ựã phát hiện ra rằng: chất lượng quả của các giống cà chua chọn tạo cho vùng khắ hậu ôn ựới sẽ kém khi ựem trồng chúng trong ựiều kiện nhiệt ựớị Chắnh vì vậy, từ khi thành lập Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau Châu Á ựã ựặt ra mục tiêu là chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với ựiều kiện bất thuận của các khu vực có khắ hậu nhiệt ựới 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 ở các trường ựại học, viện nghiên cứụ Các nhà khoa học của trên 60 nước trong khu vực Nam Mỹ, Châu Phi, vùng ựảo Thái Bình Dương và Châu Á ựã chọn tạo ựược các dòng 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)[59]. 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 67/74, CS 72/64.
Từ năm 1981-1983, các cơ quan nghiên cứu của Ấn độ (Trường đại học Nông nghiệp Punjab ở Ludhiana và Viện nghiên cứu Nông nghiệp Ấn độ) ựã tạo ra các giống cà chua có năng suất cao, chất lượng tốt, ựặc biệt có thể duy trì ựược chất lượng thương phẩm trong thời gian dài ở ựiều kiện mùa hè là: Punjab chhuhara và Pusa Gaurav (Sight, Checma 1989) (Trắch dẫn theo
Kiều Thị Thư, 1998)[24].
Trong nghiên cứu ựánh giá khả năng chịu nhiệt của các dòng cà chua ở ựiều kiện nhiệt ựộ 35,90C/23,70C (ngày/ựêm) tại Tamil Nadu (Ấn độ), có 124 dòng ựược ựánh giá là có khả năng chịu nhiệt. Trong ựó, LẸ12 và LẸ36 có tỷ lệ ựậu quả cao nhất. Khi tiến hành lai chúng với nhau và với PKM thì con lai của tổ hợp LẸ12 x LẸ36 ựã cho tỷ lệ ựậu quả cao nhất (79,8%)[42].
Sau thời gian hợp tác nghiên cứu và thử nghiệm với AVRDC, các nhà khoa học Thái Lan ựã giới thiệu 2 giống cà chua có khả năng chịu nhiệt cao là SVRDC4 (thử nghiệm tại đại học Khon Khan) và L22 (thử nghiệm tại đại học Chiang Mai). Các giống này ựã ựược trồng rộng rãi ở nhiều vùng của Thái Lan (Nikompun và Lumyong P, 1989)[49].
đánh giá về khả năng chịu nóng của 9 dòng cà chua, Abdul Baki (1991)[29] ựã rút ra những ưu thế của nhóm chịu nóng ở một loạt các tắnh trạng: nở hoa, ựậu quả, năng suất quả, số hạt/quả,... Nhiệt ựộ cao làm giảm ựộ nở hoa, tỷ lệ ựậu quả và năng suất. đồng thời cũng làm tăng phạm vi dị dạng của quả như: nứt quả, ựốm quả, mô mọng nước, quả nhỏ và không thành thục. Khả năng sản xuất hạt dưới nhiệt ựộ cao (290C/280C giữa ngày và ựêm) bị giảm hoặc bị ức chế toàn bộ.
Khi nghiên cứu về biến ựộng của hạt phấn và tỷ lệ ựậu quả ở các kiểu gen cà chua dưới 2 chế ựộ: nhiệt ựộ cao và nhiệt ựộ tối ưu, Abdul và Stommel (1995)[29] ựã cho thấy: ở nhiệt ựộ cao các kiểu gen mẫn cảm nóng hầu như không ựậu quả, tỷ lệ ựậu quả của các kiểu gen chịu nóng trong khoảng 45-65%. Như vậy phản ứng của hạt phấn khi xử lý nóng phụ thuộc vào từng kiểu gen và chưa có quy luật chung ựể dự ựoán trước về tỷ lệ ựậu quả ở ựiều kiện nhiệt ựộ caọ
Trong ựiều kiện mùa hè (biên ựộ nhiệt ựộ ngày/ựêm là 400C/250C) tại Ấn độ, các nhà khoa học ựã xác ựịnh ựược 8 dòng có tỷ lệ ựậu quả cao (60- 83%) dùng làm vật liệu cho chọn tạo giống chịu nhiệt là: EC50534, EC788, EC455, EC126755, EC276, EC10306, EC2694, EC4207[29].
Trong chương trình về các dòng tự phối hữu hạn, vô hạn có khả năng cho ựậu quả ở giới hạn nhiệt ựộ cực ựại 320C-340C và cực tiểu 220C-240C, các nhà khoa học của AVRDC ựã tạo ra ựược một số giống cà chua lai có triển vọng, ựược phát triển ở một số nước nhiệt ựới như: CLN161L, CLN2001C, CL143,...(Morris,1998)[48].
Theo J.T.Chen và P.Hanson (AVRDC), có thể sử dụng sản phẩm Tomatotone (Tomatolan) hay axit 4-Chlorophenoxy axetic pha với nồng ựộ thắch hợp phun trực tiếp lên chùm cà chua ựã có 3-5 hoa nở vào lúc chiều mát (sau 3 giờ chiều) ựể kắch thắch hình thành nhiều quả, quả to, năng suất cao nếu giai ựoạn hình thành quả cà chua có nhiệt ựộ cao hơn 300C.
Nghiên cứu ựánh giá 17 giống cà chua phục vụ ăn tươi (table tomato) ở đại học Kasetsart tại Thái Lan, Tu Jianzhong (1992) ựã chọn ựược 2 giống cà chua FMTT33 và MFTT277 có quả to, cho năng suất cao (81 tấn/ha), có khả năng chịu nhiệt, thắch hợp cho việc sản xuất ở vùng nhiệt ựới[57].
Tiến sĩ Eduar do Blumwald, Califonia - Mỹ ựã tạo ra loại cà chua có khả năng sống trên ựất mặn bằng cách chèn một ựoạn ADN của một loài cỏ nhỏ thuộc họ cải, có quan hệ họ hàng với cây mù tạc vào hạt cà chua rồi ựem trồng[37].
Một số giống lai F1 của công ty S&G Seeds (Hà Lan) mới ựưa ra thắch hợp trồng ở vùng nhiệt ựới như: Rambo, victoria, Jackal,... ựều có khả năng chống chịu bệnh tốt, ựậu quả tốt trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao, tiềm năng năng suất khá[52].
Các nhà chọn giống Pháp cũng nghiên cứu và ựưa ra thị trường nhiều giống cà chua lai F1 có khả năng ựậu quả ở nhiệt ựộ cao, chống chịu sâu bệnh, cho năng suất và chất lượng tốt.
Trong quá trình chọn tạo giống, thu thập và ựánh giá nguồn gen nói chung, nguồn gen chịu nóng nói riêng ựược coi là công việc quan trọng và cần thiết cho việc tạo nên giống mớị Việc thu thập này ựược nhiều nhà khoa học cũng như nhiều cơ quan nghiên cứu quan tâm và cũng có những thành tựu
nhất ựịnh. Cụ thể, AVRDC ựã thu thập ựược 48.723 mẫu giống cà chua từ 153 nước. Tập ựoàn này chủ yếu là các loài Lycopesicon esculentum, L.Cheesmaii, L.pimpinellfolium và các dòng lai giữa Lycopesicon esculentum
x L.pimpinellfolium, L.Cheesmaii x L.minutum. Còn Viện nghiên cứu tài nguyên cây trồng Quốc tế (NBPGR) tại Ấn độ ựã thu thập ựược 2.659 mẫu giống. Trong ựó có 2.229 mẫu ựược thu thập từ 43 nước trên thế giới, còn 450 mẫu thu thập trong nước (Chu Jinping,1994)[35]. Theo Metwally các nhà chọn giống Ai Cập cũng thu ựược trên 4.000 mẫu giống thuộc loài
Lycopersicon esculentum, chi Lycopersicon từ 15 nước. Qua ựánh giá cho thấy, chỉ có dưới 1% mẫu của tập ựoàn này có khả năng chịu nhiệt ở mức ựộ caọ điển hình như các giống Poter, Saladette, Gamad, Hoset,...[46].
Hiện nay, việc hợp tác giữa AVRDC với các công ty tư nhân ngày càng mở rộng và có hiệu quả. Qua ựiều tra 29 công ty giống của Châu Á cho thấy, sẽ có 33% lượng giống ựưa ra trong tương lai có sử dụng nguồn gen của AVRDC. Các nguồn gen có nhu cầu cao là: gen kháng bệnh (33%), chịu nóng (20%), thắch ứng rộng (17%), chất lượng cao (15%), năng suất cao (14%).
2.4.1.2. Một số nghiên cứu về giống cà chua kháng virus trên thế giới
Do ựiều kiện nóng ẩm ở các nước nhiệt ựới nên bệnh virus trên cà chua cũng là một trong những vấn ựề quan trọng ựối với các nhà chọn tạo giống. Các nhà khoa học ựã xác ựịnh ựược nhiều gen kháng virus ở cà chuạ Bằng phương pháp lai truyền thống và hiện ựại ựã dần chuyển ựược một số gen kháng virus sang loài cà chua trồng (L.esculentum). Các nhà nghiên cứu virus ở AVRDC ựã nhận biết ựược nhiều vật liệu mang gen kháng ToMV. Một số vật liệu chứa gen Tm22 ựã ựược sử dụng cho các chương trình lai tạo cà chua như L127 (ah- Tm22a) (Mỹ), Ohio MR-12 (Mỹ), MR-13 (Mỹ), có ựặc tắnh nổi bật.
Kết quả thử nghiệm so sánh 156 giống nhập nội, Jiulong, Dahong ựã ựưa ra giống Flora 544 và Heise 6035 có năng suất vượt ựối chứng tương ứng là 38% và 84%, giống chế biến Ohio 823 vượt ựối chứng 29%. Cả 3 giống
này ựều có khả năng chịu nóng caọ Giống FL7221 ựược chọn là giống có chất lượng quả cao, ựồng thời có khả năng thương mại tốt. Bốn giống này thể hiện tắnh kháng bệnh Cucumovirus và Tomabovirus (Liu Jinsheng; Wang Longzhi ey al, 1994)[44].
Theo Trần Văn Lài (2005), cây cà chua thế giới ựang sử dụng ưu thế lai F1 ưu tiên dạng vô hạn tiếp ựến là bán hữu hạn và hữu hạn. Chọn tạo giống năng suất cao, phục vụ ăn tươi và chế biến, chủ yếu chống chịu virus xoăn lá và bệnh héo xanh vi khuẩn[12].
Nghiên cứu mối quan hệ giữa các giống thuộc chi Lycopersicon và các dòng hoang dại với bệnh xoăn lá cà chua, 1.201 dòng giống chống chịu thuộc chi Lycopersicon ựược ựánh giá thử nghiệm trong mùa hè từ 1986 - 1989, 2 dòng thuộc loài L.hirsutum là PI390658 và PI390659 và 2 dòng thuộc loài
L.peruvianum là PI127830 và PI12783 kháng với bệnh xoăn lá cà chuạ Những dòng này không thể hiện triệu chứng xoăn lá cả trên ựồng ruộng và cả sau khi lây nhiễm bằng bọ phấn tuyến trùng. Trưởng thành của bọ phấn khi chúng sống ựược ựến 25 ngày trên những dòng mẫn cảm. Quan sát trên ựồng ruộng người ta thấy có từ 0 - 4 hoặc 5 - 25 con bọ phấn trưởng thành trên những dòng kháng và dòng mẫn cảm.
Trung tâm AVRDC ựã có những kết quả trong chọn tạo giống cà chuạ Theo Dr.Sundar (2001) những giống cà chua cho vùng nhiệt ựới ựã ựạt năng suất 101- 118 tấn/ha, vừa chịu ựược virus xoăn lá và héo xanh vi khuẩn. đó là giống CLN 2443DC_B_7.
Nghiên cứu của việc che phủ luống, hun khói và sử dụng phân bón hữu cơ ựến việc phòng trừ bệnh virus khảm lá cà chua CMV cho thấy; ở vụ trồng sớm, cả việc hun khói và che phủ luống ựều làm tăng năng suất và giảm số lượng quả bị hại, ựồng thời làm giảm sự lây nhiễm của virus CMV.
Thử nghiệm ựánh giá 15 giống cà chua phục vụ chế biến ựược tiến hành trong vụ Xuân năm 1994 tại đại học Kasetsart - Thái Lan cho thấy, có
hai giống của AVRDC là: PT4225 và PT3027 cho năng suất cao (53 tấn/ha), chất lượng quả cao, chống nứt quả, chống virus trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao vùng nhiệt ựới (Chu Jinping, 1994)[35].
Tháng 1/2006, AVRDC ựưa ra giống cà chua CLN2498 có khả năng chống chịu ựặc biệt ựược với virus xoăn lá cà chua (ToLCVs). Giống CLN2498 là giống sinh trưởng bán hữu hạn, có chứa alen Ty-2 (ựược lấy từ giống cà chua H24 ở Ấn độ), chống chịu ựược với loại virus này ở nhiều vùng trên thế giớị Ngoài ra giống cà chua này còn có chất lượng quả cao, năng suất là 50 tấn/ha[32].
Tháng 8/2005, AVRDC giới thiệu 3 giống cà chua triển vọng là CLN2026D, CLN2116B, CLN2123A; 3 giống này ựều sinh trưởng hữu hạn, có khả năng chịu nhiều loại bệnh như héo xanh vi khuẩn, héo rũ do nấm (Furasium), virus xoăn lá, khảm lá cà chua, ựốm lá, trong ựó giống CLN2026D quả có thể ăn tươi hoặc chế biến; giống CLN2116B có quả tròn, chịu nóng tốt, thắch hợp trồng nửa cuối mùa khô, chống chịu ựược geminivirus; giống CLN2123A là giống có khả năng chịu nóng cao, quả thuôn dài, phục vụ cả ăn tươi và chế biến[31].
2.4.1.3. Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống cà chua chất lượng cao phục vụ ăn tươi, chế biến
để cải tạo chất lượng giống cà chua thì cà chua hoang dại ựược coi là nguồn vật liệu khởi ựầu quan trọng vì ở những loài này thường có hàm lượng ựường, vitamin,...cao (Tigchelar,1986)[55]. Các nhà khoa học thường tiến hành lai giữa loài trồng với loài L.peruviamum nhằm nâng cao hàm lượng ựường, vitamin B, C. Các nhà khoa học Bungari cho rằng lai giữa dạng trồng với dạng dại L.Racemigerum thuộc biến chủng Var. race nige rum sẽ nâng cao ựược lượng chất khô trong quả. Còn khi chọn chủng Var. Chlolgatum làm vật liệu sẽ có hàm lượng ựường caọ để có giống vừa chống ựược bệnh mốc sương lại có hàm lượng vitamin C cao, nên cho lai với chủng Pimpine
llifolium. Chắnh các nghiên cứu ựã mang ựến cho người Bungari giống cà chua trắng nổi tiếng.
Hương vị của cà chua ựược quyết ựịnh bởi các yếu tố: hàm lượng ựường tự do (Fructoza và Glucoza), hàm lượng axắt hữu cơ và tỷ lệ ựường/axắt. Hàm lượng ựường tự do trong quả tạo nên trên 50% lượng chất khô tổng số. Chắnh vì vậy ựã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm làm 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 hoà hai yếu tố này (Nguyễn Thanh Minh, 2004)[20].
Cũng bằng phương pháp lai tạo, mới ựây 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 khỏẹ Loại cà chua này, quả có màu ựỏ rực rất giàu vitamin, protein, nhất là tiền vitamin A[51].
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 ngườị Với mục tiêu này, sau 10 năm nghiên cứu, 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 (dẫn theo Nguyễn Thanh Minh, 2004)[20].
Các nhà khoa học Anh và Hà Lan ựã thành công khi cấy một gen quy