Công tác nghiên cứu về cây hành đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới thực hiện. Ngày nay đã có rất nhiều trung tâm nghiên cứu khoa học về rau, quả nghiên cứu về cây hành với các hướng khác nhau như:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23 Khảo nghiệm tập đoàn giống nhập nội xác định giống thích hợp phục vụ cho nhu cầu sản xuất và tiêu dùng. Do tầm quan trọng của hành củ, các nghiên cứu về hành củ đã được thực hiện và từ đó một số dòng đã được xác định từ khu vực Đông Nam Á. (Arifin et al, 2000;. Buijsen, 1990; Endang et al 2002,;. Permadi và van der Meer, 1994; Tashiro et al, 1982).
Ở Liên Xô trước đây, cây hành được xếp là một trong những cây trồng chính trong nông nghiệp với diện tích trồng lớn (Iurico, 1976). Ngay từ khi thành lập viện nghiên cứu cây trồng Liên Xô thì việc nghiên cứu về cây hành đã được xúc tiến và được đầu tư kinh phí khá lớn. Học viện nông nghiệp JimJazep từ năm 1960 đã tiến hành thu thập nghiên cứu một tập đoàn giống hết sức phong phú (khoảng 8000 mẫu giống). Mục đích nghiên cứu và khai thac nguồn giống. Cũng như những nghiên cứu đó viện sĩ Taraconov. G đã tạo ra được các giống nổi tiếng cho năng suất cao.
Ở Bungari, nhờ sử dụng ưu thế lai người ta đã tiến hành lai tạo được nhiều giống hành mới. Những thì nghiệm đầu tiên được tiến hành ở viện rau Maritxta- Plovdiv(1973). Năm 1950, trại nghiên cứu Gorkaona - Khovitxta đã chọn và sử dụng giống mẹ thuần để tạo ra những giống hành năng suất cao và phẩm chất tốt.
Ở Mỹ công tác thu thập được tiến hành một cách hệ thống dưới sự bảo trợ của nhà nước đã tiến hành từ năm 1897, ởđây đã sử dụng nhiều loại hành để làm vật liệu tạo ra giống F1 có năng suất, phẩm chất tốt, chịu được sâu bệnh và có khả năng thích ứng rộng.
Cũng tại Mỹ năm 1997 người ta đã đánh giá khả năng chống chịu bệnh như bệnh lở cổ rễ, bệnh khô đầu lá, một số loại sâu như: sâu khoang, sâu đục thân. Nghiên cứu này đã được tiến hành trên một diện tích lớn trên toàn nước Mỹ.
Ngân hàng gen Olomouc, một chi nhánh của ngân hàng gen quốc tế thuộc cộng hòa Séc phát triển theo 2 hướng chính là thu thập các giống tỏi và các giống hành củ. cho tới nay đã thu thập 641 mẫu giống tỏi trên hơn 1 quốc gia và 119 mẫu giống hành chủ yếu thuộc vùng Finland và Norway. Tất cả các mẫu giống thu thập được tái sinh vô tính hàng năm. Một phần được bảo tồn trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24 điều kiện cách li sạch virus. Kể từ sau năm 1997, ngân hàng này đã cải thiện phương pháp bảo tồn bằng việc chia đôi các loài cần bảo tồn và đểở những vị trí tách biệt tránh mất giống.
Năm 1997, Shigyo và cộng sự đã nghiên cứu thí nghiệm vị trí nhiễm sắc thể của gen liên quan đến thực phẩm và sản xuất anthocyanin trong bẹ lá hành củ (Allium cepa L.Aggregatum group). Các kết quả cho thấy một nhóm gen có liên quan tới việc sản xuất thực phẩm và sản xuất anthocyanin trong bẹ lá hành củ (allium cepa L.Aggregatum group) nằm trong nhiễm sắc thể 5A. Nồng độ sản xuất các sắc tố có liên quan đến cả gen trên một nhiễm sắc thể là một vấn đề rất được quan tâm để theo dõi sự tiến hóa nhiễm sắc thể trong hành và thuận tiện để thao tác gen. Một lượng lớn các gen cấu trúc mã hóa enzyme và gen quy định các sắc tố dường nhưđược quy định bởi các nhiểm sắc thể của những gen này và bằng phương pháp di truyên phân tử trong tương lai.
Năm 1998 Z. Qipei và cộng sự đã tạo thành công dòng bất dục đực của West onion, bước đầu khảo sát ưu thế lai và dành được kết quả khả quan. Dòng bất dục đực 4A và dòng duy trì của nó là Welsh onion (A, fistulosum L. Vargigantum Makino) thu được sau 4 thế hệ lai trở lại với Zhangqiu, một dòng bất dục dạng dại. tỷ lệ bất dục của cây bất dục và tỷ lệ hữu dục của cây duy trì là 95%. sau đó 4A được sử dụng làm dòng mẹ để lai với Zhou2 và Long 6 - 1, ưu thế lai lần lượt là 24,9% và 83,8%.
Năm 1998, ở New Zealand, P.J Wright và D.G.Grant đã tiến hành nghiên cứu bệnh thối mềm trên các giống hành (trong đó có hành củ và hành tây). Mục tiêu nghiên cứu trong chương trình nhân giống sạch bệnh các giống hành củ da nâu trên toàn thể giới và cải thiện năng suất, thời gian bảo quản và sức đề kháng bệnh bao gồm bệnh thối mềm vi khuẩn. Việc xác định di truyền trong hành là cần thiết trong việc phát triển các giống hành trong tương lai và cải thiện đặc tính giống. Nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng rằng hành rất dễ bị vi khuẩn thối lá gây ra bời vi khuẩn P. marginalis và P. viridifla và có một số loài Allium có khả năng chống bệnh này. Nguyên cứu đã chứng minh rằng mức độđề kháng với bệnh thối mềm do vi khuẩn của cây Allium thay đổi trong cùng một loài. Vì vậy,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25 điều quan trọng cần lưu ý là dòng hạt giống của một số loài Allium cụ thể có thể có khả năng chống thối mềm. Do tầm quan trọng sản xuất cây hành trong nền kinh tế, không có hóa chất hiệu quả để kiêm soát bệnh thồi mềm vi khuẩn này. Việc tìm ra nguồn gen di truyền kháng bệnh thối mềm vi khuẩn Allium là mối quan tâm trong nhân giống cây trồng và sinh học phân tử để cải thiện giống hành. Vì vậy, tìm ra kháng di truyền của vi khuẩn thối mềm vào cải thiện giống hành sẽ là một phương pháp cải thiện trong việc chống căn bệnh này.
Nghiên cứu loại bỏ virut bệnh hành tây vàng lùn và virut tiềm ẩn của hành (Allium cepa var. ascalonicum L.) bằng invtro cho kết quả virut lấy nhiễm ở hành không do hạt giống gây ra mà do lây nhiễm trong quá trình nảy mầm. Kỹ thuật invitro nhân giống này để giúp chỉ số nhân giống cao làm nguồn sản xuất hạt giống và giữ được dị hợp tử của hạt giống. Một phương pháp khác liên quan đến việc phục hồi khả năng sinh sản trong hành bằng cách nhân đôi bộ nhiễm sắc thể. Phương pháp sử lý nhiệt thường được sử dụng để loại bỏ virus nhưng quá trình nay lại kéo dài. Virus là mối quan tâm lớn của các các nhà nghiên cứu do việc khó khăn để loại bỏ virus. Sự kết hợp thành công của nghiên cứu này là kết hợp 2 phương pháp điều trị nhiệt và hoát chất vào một hệ thống trồng cây con trong ống nghiệm. Cây con được tiếp xúc với nhiệt và phương pháp hóa học đã đạt được kết quả trong việc loại bỏ virut tiềm ẩn trong hành. (P. J. Fletcher et. al; 1998)
Hành củ là một nguồn tài nguyên di truyền quan trọng trong chọn tạo giống hành (Allium) bởi các củ hành có hàm lượng một số hợp chất hóa học chức năng cao hơn các giống hành khác. Tuy nhiên giữa các giống hành củ lại có thành phành phần hoạt tính và sự thích nghi khác nhau. Nguyên cứu này phân tích sự khác biệt trong Phenolic quercetin, đường, S-alk, ACSO, saponin và khả năng chống oxy hóa của tế bào mầm hành gồm 31 chủng có nguồn gốc từ tập đoàn hành củ gồm 20 giống thu thập từ Việt Nam và 11 giống từ các nước khác trên thể giới. Được trồng trong nhà kính 34N tại Đại học Yamaguchi, Nhật Bản trong một thời gian dài từ năm 2007 đến 2009. Các cây trồng này được trồng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26 trong chậu và hàng tuần được tưới dung dịch dinh dưỡng. (Masayoshi Shigyo et. Al, 2004)
Năm 2004, Masayoshi Shigyo và công sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của alen chromosome của hành củ (Allium cepa L. Aggregatum group) để sản xuất carbohydrate trong phiến lá của nhóm hành tây (A. Fistulosum L). Kết quả cho thấy trong Allium cepa, các sucrose tổng hợp được trong phiến lá sẽđược chuyển lên các bẹ lá và các sub-strate phụ cho sự tích tụ các carbohydrate hòa tan trong củ. Gần đây, các phương thức thừa kế cho sản xuất carbohydrate hòa tan đã được làm rõ bởi địa hóa gen (McCallum et al., 2004) liên quan đến sucrose và hòa tan carbohydrate tích lũy trên bàn đồ liên kết hành dựa trên marker phân tử (King et al, 1998). Sự kết hợp của cả hai bản đồ market phân tử và thêm vào đó một bộ monosomic sẽ tiết lộ cho vị trí nhiễm sắc thể của QTLs liên quan đến carbohydrate sản xuất trong củ hành tây. Năm 2004, Erika Glasenčnik và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tác động của ô nhiễm không khí đến di truyền vật chất trong hành củ (A. cepa L. var. ascalonicum) tại các vùng ô nhiễm ở Slovenia. Kiểm tra các giống hành củ được trồng trong điều kiện thực tế tại sáu lô nghiên cứu trong các vùng ô nhiễm nhất ở Slovenia trong năm 1999 và 2000. Mục đích của nghiên cứu này là để đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với hoạt động phân bào và tần số quang sai nhiễm sắc thể trong tế bào mô phân sinh của cây bioindication. Khác biệt đáng kể trong chỉ số phân bào và trong tần số quang sai nhiễm sắc thể ở lô lấy mẫu khác nhau trong các thí nghiệm. Nghiên cứu đã được tìm thấy mối tương quan giữa nồng độ ozone và các chỉ số phân bào được xác định. Kết quả cho thấy sự hiện diện của các chất gây độc tế bào tại các địa điểm lấy mẫu được lựa chọn, trong đó gây ra sự sụt giảm của phân chia tế bào phân bào và sự hiện diện của chất genotoxic, mà kết quả rõ nhất trong việc tăng tần số quang sai nhiễm sắc thể.
Một hệ thống chọn lọc chống việc thối cổ rễ của A. cepa được tiến hành bởi Van der meer và cộng sự trong 10 năm. Sau quá trình nghiên cứu ông đã đi đến kết luận khả năng kháng bệnh thối cổ rễ liên quan đến tính trạng số lượng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ bảo quản đến chất lượng và sự phát triển của hành củ giống cho thấy nhiệt độ lưu trữ của củ giống hành từ 4-60C và 8-100C là thích hợp nhất. Bất kể kích thước củ như thế nào, tỷ lệ phần trăm của thối hỏng ở nhiệt độ 0 - 10C là thấp hơn đến 2 lần so với bảo quản ở nhiệt độ từ 4 - 60C và 8 - 100C. Nguyên cứu cho thấy hành củ có thể căng tròn và phát triển số lượng chồi sinh sản cao nhất khi củ mẹ có kích thước 40mm (41 - 60mm); củ giống của giống “toto” có đường kính nhỏ hơn 40mm được chứng minh là không phải cho chất lượng sản xuất giống tốt nhất, ngay cả khi cho củ giống bảo quản trong nhiệt độ giúp thuận lợi cho xuân hóa từ 4 - 60c. Người địa phương, không có xu hướng sản xuất hành củ lớn hơn với các giống có kích thước củ lớn trong thí nghiệm này. (Tendaj et. al; 2013)
Năm 2004, Maria M. Jenderek và Richard M. Hannan đã nghiên cứu sự thay đổi những đặc trưng sinh sản và sản xuất USDA trong tế bào mầm tỏi. Các thí nghiệm nghiên cứu 47 bản sao tế bào mầm tỏi cho thấy: 17 mẫu phát triển khỏe mạnh, 10 mẫu yếu, 18 mẫu bị già phải thu hoạch trước khi ra hoa, còn lại 2 mẫu không có khả năng sinh trưởng. Làm tiếp các thí nghiệm thì cây khỏe mạnh mới cho hạt. Độ dài cánh hoa từ 45 – 121cm và không liên quan đến khả năng sinh sản của hạt. Ngày nay, công nghệ tiên tiến nhất để cải thiện năng suất là vitro virus plant production. Trong một phạm vi mở rộng có hạn, sự cải tiến được kiểm chứng bời việc lựa chọn giống vô tính hoặc chọn giữ phần sinh dưỡng vô tính khác nhau. Trong tương lai, sự nhân bản vô tính hạt giống có thể làm tiền đề căn cứ cho sự phát triển của kiểu hình mới lạ của nó, giảm thiểu đi hàm lượng vi rút và giun tròn đó là hiểm họa lớn nhất trên hạt tỏi tại thời điểm hiện tại. Sự phát triển mới này có khả năng áp dụng cho hành, tỏi tây. (Jenderek; 2004)
Đánh giá nguồn gen từ các giống hành củ (Allium cepa L. Aggregatum group) của các giống hành Việt Nam. Có rất nhiều loại gene trong số các giống được thu thập ở 3 vùng chính ở Việt Nam (Bắc, Trung, Nam) đã được nghiên cứu. Dựa trên hành thái học, sinh lý học và sinh vật học, lục lạp, AND ty thể. Giống ở miền Bắc có lá rộng và màu xanh đậm, đóng muộn, hình thành củ sớm, vỏ củ trắng trong quá trình tạo củ nhưng chuyển sang màu lâu sau khi thu hoạch. Trái lại, giống
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 ở miền trung, miền nam thì lá trung bình rộng, đóng sớm và tạo củ muộn. Lá màu xanh vàng khi còn bé. Nhưng khi trưởng thành thì lá chuyển sang màu xanh đậm. Vỏ củ màu hồng khi củ con nhỏ và chuyển sang màu đỏ sau khi thu hoạch. Trong sơđồ đẻ nhánh dựa trên phân tích RAPD của tổng DNA, hai nhóm giống đã được hình thành: nhóm 1 bao gồm những giống miền bắc và giống miền trung và miền nam. Phân tích PCR – RFLP của lục lạp và DNA ty thể đã chỉ ra rằng không có sự khác nhau giữa các giống của 3 vùng. Từ kết quả phân tích đã phát hiện ra 2 nhóm hành khác nhau, được đặt tên là loại bắc phân bốở miền bắc và loại nam được phân bố ở miền trung và miền nam. Các đặc tính khác nhau của 2 loại này sẽ rất bổ ích trong quá trình gây giống hành, hành hoa và hành wakegi trong tương lai ở những quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới. Với những đặc điểm độc đáo, phân phối hạn chế và lịch sử lâu dài của trồng trọt, người ta cho rằng các loại hành của Bắc đã phân biệt ở khu vực phía Bắc của Việt Nam, trong khi các loại Nam dường như là một biến thể hành củ được phân bố rộng rãi trong các vùng nhiệt đới Đông Nam Châu Á. (Phạm Thị Minh Phượng et al., 2006)
Các mối quan hệ giữa các chủng hành củ ở Việt Nam và các nước lân cận đã được nghiên cứu bằng cách so sánh các đặc điểm hình thái và sinh lý và DNA ty thể. Các quan sát hình thái học và sinh lý học đã chứng minh rằng các giống từ Đài Loan cũng tương tự như những giống Bắc trồng ở miền Bắc Việt Nam, trong khi những giống từ Thái Lan, Philippines, Malaysia, và Indonesia là tương tự như các giống Nam trồng ở các tỉnh miền Trung và miền Nam Việt Nam. Sự di truyền của các giống Trung Quốc (Kunmin) tương tự như các giống Bắc hơn là các giống Nam mặc dù nó có đặc điểm của cả hai loại giống. Trong phân tích RAPD, các giống từ Đài Loan, Trung Quốc, và các loại Bắc được thành lập thành một nhóm, trong khi những giống từ Thái Lan, Philippines, Malaysia, Indonesia, và các loại Nam hình thành một nhóm giống khác. (Phạm Thị Minh phượng et al., 2006)
Ngày nay bên cạnh những phương pháp chọn tạo giống cổ điển người ta còn sử dụng các phương pháp hiện đại khác như: Chuyển nạp gen, dung hợp tế bào trần. Tuy nhiên những phương pháp chọn tạo giống truyền thống , đặc biệt là
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29 phương pháp chọn tạo cá thể, nhập nội giống vẫn khẳng định được chỗđứng của mình.
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ta.
Từ những năm 70 của thế kỉ XX trở lại đây tình hình trồng và nghiên cứu về hành ở nước ta mới được bắt đầu. Hiện nay có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về cây hành theo các hướng khác nhau.
Để giải quyết những khó khăn và khắc phục được những hạn chế của các