H. 1(F) Phakopsora pachyrhizi: Vết bệnh RB không có bào tử.
1.3.2 Kết quả nghiên cứu về bệnh gỉ sắt và triển vọng chọn giống đậu tương có khả năng kháng bệnh gỉ sắt ở Vệt Nam
có khả năng kháng bệnh gỉ sắt ở Vệt Nam
Trong những năm gần đây, các công trình nghiên cứu về bệnh gỉ sắt đậu tương đã được tiến hành nhiều nơi trên thế giới và ở Việt Nam (Nguyễn Thị Bình, 1990; Rosseto, 2004; Vyas và cộng sự, 1997), tuy nhiên việc nghiên cứu một cách hệ thống về bệnh gỉ sắt và khả năng kháng bệnh này ở cây đậu tương còn ít được đề cập đến.
Xác định các mẫu dòng giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt: từ năm 2000 đến nay đánh giá tính kháng của 473 mẫu dòng, giống đậu tương thu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 thập từ nhiều cơ quan trong và ngoài nước, trên nền nhiễm bệnh nhân tạo với nòi gỉ sắt có độc tính cao được lưu giữ tại Thanh Trì - Hà Nội. Kết quảđã xác định được 17 dòng, giống kháng trong điều kiện nhiễm bệnh nhân tạo trong nhà lưới, 3 dòng, giống kháng trong điều kiện đồng ruộng.
Nguyễn Đức Thuận và Nguyễn Thị Lang (2000) nghiên cứu đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương bằng chỉ thị phân tử bằng phương pháp chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử RAPD. Nghiên cứu được tiến hành trên 30 giống đậu tương sưu tập tại ngân hàng gen của Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long với 13 bộ mồi dùng đểđánh giá đa dạng di truyền. Kết quả cho thấy có 9 bộ mồi cho sản phẩm khuếch đại thể hiện sựđa hình của 30 giống đậu tương. Những dữ liệu này được dùng để thiết lập cây phả hệ dựa vào chỉ số tương ứng giản
đơn SM và chia 30 giống này thành bốn nhóm chính gồm: Nhóm A: có một giống OMDN 64 có mức độ tương đồng nằm trong
khoảng 0,82 – 0,83
Nhóm B: có 23 giống có mức độ tương đồng di truyền nằm trong khoảng 0,86 – 0,98; trong đó hai giống OMDN 112 và MTD176 có khả năng cho ưu thế lai với các giống khác rất khả quan
Nhóm C: có hai giống OMDN 31 và OMDN 85 với mức tương đồng về di truyền với các nhóm khác nằm trong khoảng 0,80 – 0,89; trong đó giống OMDN 31 được phát triển bằng dấu chuẩn phân tử nên không bị ảnh hưởng bởi môi trường
Nhóm D: có bốn giống với hệ số tương đồng giữa các giống nằm trong khoảng từ 0,83-0,95
Những dữ liệu này cho thấy các giống có sự đa dạng cao về mặt di truyền và khi lai tạo với nhau có thể tạo ra nhiều cá thể với nhiều đặc tính mong muốn, do khoảng cách di truyền càng xa thì khả năng cho ưu thế lai càng cao (Bùi Chí Bửu, 2002).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 isolate nấm gỉ sắt, (đoạn rARNĐ/cS) nghiên cứu đa dạng di truyền nòi của Nấm gỉ sắt đậu tương Phakopsora pachyrhizi Sydow bằng nhiễm bệnh lên bộ chuẩn nòi quốc tế: Nghiên cứu đa dạng di truyền của 7 isolate nấm gỉ sắt đậu tương trên cơ sở đã nghiên cứu đặc điểm hình thái bằng phân tích trình tự ADN cho thấy các trình tự ADN đều có độ lớn 729 bp. Dựa vào kết quả phân tích khoảng cách di truyền giữa các isolate nấm gỉ sắt và sơ đồ hình cây thể hiện mối quan hệ họ hàng của chúng, có thể phân loại 7 isolate nấm gỉ sắt thành 3 nòi; Nòi 1: Các isolate nấm gỉ sắt thu thập từ Hải Phòng, Ninh Bình, Thái Bình, Hà Nam có khoảng cách di truyền từ 1-2%; Nòi 2: Các isolate nấm gỉ sắt thu thập từ Bắc Giang, Hải Dương có khoảng cách di truyền là 2%. Khoảng cách di truyền giữa nòi 1 và nòi 2 từ 4-5%; Nòi 3: isolate nấm gỉ sắt thu từ Thanh Trì - Hà Nội có khoảng cách di truyền với hai nòi trên từ 7-8%.
Mức độ kháng với các nòi gỉ sắt khác nhau trên thế giới của một số giống đậu tương kháng với nguồn bệnh gỉ sắt ở Việt Nam: Tháng 8/2006, một thí nghiệm quốc tế đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt của 20 mẫu giống kháng bệnh ở Việt nam và Paragoay với 10 nòi nấm gỉ sắt của 7 nước. Trong 20 giống tham gia thí nghiệm có 8 giống kháng với nguồn bệnh ở Thanh Trì - Hà Nội: PI230970 (Rpp2), PI459025B(Rpp4), PI423972, PI437323, ĐT2000, Cao bằng U8352, GC84058-18-4, Nhất tiến HLLS, DT95, DT96. Kết quả 8 giống này đã thể hiện tính kháng bệnh ở nhiều mức độ rất khác nhau: Mức kháng cao nhất thể hiện ở giống PI459025B kháng với cả 10 nòi. Mức kháng thấp nhất là DT96, PI437323 chỉ kháng với 1 nòi. Phần lớn các giống còn lại đều kháng từ 5 đến 7 nòi. Kết quả này còn khẳng định các giống kháng bệnh ở Việt Nam đã xác định đều mang gen kháng. Trong các nghiên cứu trên gen kháng Rpp2, gen Rpp4 là những gen kháng được nhiều nòi nhất, giống PI605833 có nguồn gốc từ Hà Giang Việt Nam cũng trùng với kết quả đánh giá trên. Như vậy trong nguồn gen địa phương của Việt Nam thực sự có nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt đậu tương.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29 Trong thí nghiệm này, giống Cao Bằng U8352 và GC 84058-18-4 được đánh giá là những giống có mức độ nhiễm bệnh thấp (3 điểm/5 điểm) là nguồn gen quý phục vụ cho chọn tạo giống kháng bệnh gỉ sắt đậu tương của Việt Nam(Ft.Detrtick, Maryland, USA tháng 8- 2006 )
Các giống này có phản ứng kháng RB rất điển hình và có mức độ hình thành bào tử ít. Đặc biệt là giống PI549025B là một trong những giống chỉ thị về kháng bệnh gỉ sắt của AVRDC, trong năm 2001 đã nhiễm bệnh với các nguồn bệnh thu thập từ một số địa phương ở miền Bắc Việt Nam (Hà Tây, Vĩnh phúc, Bắc Giang, Hoà Bình) đều thể hiện kháng bệnh.
Các giống Nhất Tiến Hữu Lũng Lạng Sơn, Đậu tương hạt xanh, Biên Hoà 2, Vàng Phú Nhung, Vàng Mường Khương là nguồn gen địa phương kháng với bệnh gỉ sắt, tuy nhiên năng suất hạt của các giống này đều thấp. Các giống ĐT26, DT95 là những giống có mức độ nhiễm bệnh thấp nhất. Những giống này cần được giới thiệu, phát triển rộng rãi ngoài sản xuất trong vụĐông và vụ Xuân ở miền Bắc nước ta.
Nghiên cứu của Vũ Thanh Trà và cộng sự (2006), 11 giống đậu tương bao gồm các giống nhập nội như ĐT2000 (có khả năng kháng bệnh gỉ sắt), DT12, VX92 và VX93 (có năng suất cao), các giống địa phương như Cúc Vàng, Vàng Mười Khương và CBU8325 (có khả năng chịu sâu, nấm và chịu hạn tốt) và các giống tạo ra từ bằng phương pháp đột biến như DT84, DT95, M103 và DT96, con lai của DT84 và DT90 (có khả năng kháng bệnh gỉ sắt) được đánh giá khả năng kháng bệnh gỉ sắt dựa trên chỉ số tích luỹ bệnh theo thời gian (AUDPC) kết hợp các phân tích về phản ứng bệnh, khả năng tạo bào tử và phân tích protein trên bề. Kết quả nghiên cứu này cho thấy, các giống DT95 và CBU8325 có chỉ số AUDPC thấp khả khả năng kháng bệnh gỉ sắt gần tương đương với giống kháng đối chứng (ĐT2000).
Nghiên cứu chỉ thị phân tử, thì SSR (simple sequence repeats) được xem là hiệu quả hơn các chỉ thị khác bởi trình tự đơn giản lặp lại đặc trưng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30 cho từng loài. Ứng dụng kỹ thuật này, Vũ Thanh Trà và Trần Thị Phương Liên (2006) đã nghiên cứu sự đa dạng di truyền của một số giống đậu tương có phản ứng khác nhau với bệnh gỉ sắt, nhằm bước đầu cung cấp thông tin di truyền, góp phần lưu giữ và duy trì nguồn gen của một số giống đậu tương địa phương vùng núi phía bắc cũng như giống được trồng đại trà ở Việt Nam. Kết quả phân tích trên 12 cặp mồi SSR cho thấy có 8 mồi (Satt009, Satt146, Satt150, Satt175, Satt373, Satt431, Satt557 và Satt567) cho sự đa dạng di truyền giữa các giống, bốn chỉ thị còn lại (Satt005, Satt009, Satt042 và Satt489) chưa phát hiện được sự đa dạng. Trong đó, chỉ thị Satt009 có hệ số đa dạng cao nhất (0,781), Satt150 có hệ số đa dạng thấp nhất (0,406) và biên độ giao động giữa hệ số đa dạng của các chỉ thị là tương đối hẹp. Kết quả phân tích hệ sốđa dạng di truyền, các giống được phân tách thành hai nhóm: Nhóm 1 có 3 giống mẫn cảm với bệnh VKM, DT12, VX92 nhóm giống kháng: DT95, ĐT2000 và CBU8325 và kháng trung bình M103, DT96. Tuy nhiên, hai giống đậu tương DT95 và ĐT2000 biểu hiện sự kháng cao nhất với bệnh gỉ sắt, điều này phù hợp với những đánh giá ban đầu về khả năng kháng bệnh gỉ sắt của các giống trên đồng ruộng.
Việc ứng dụng SSR đã xác định nhanh mối quan hệ di truyền giữa các giống đậu tương rất có ý nghĩa kinh tế trong việc chọn tạo giống cây trồng vì giúp lựa chọn các dạng bố mẹ khác xa nhau về mặt di truyền cho các cặp lai.
Nguyễn Thúy Kiều Tiên và Nguyễn Thị Lang (2011) nghiên cứu đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt trên quần thể lai đậu tương trên cơ sở kết hợp các chỉ thị phân tử. Qua đó, tìm được các cặp lai có khả năng kháng bệnh gỉ sắt sử dụng làm vật liệu phục vụ cho chọn tạo giống đậu tương tại đồng bằng sông Cửu Long. Thí nghiệm tiến hành với 7 giống đậu tương thuộc ngân hàng gen của Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long. Từ quần thể giao hồi đến thế hệ (BC2) và tiếp tục đánh giá chọn lọc dòng thuần qua ba thế hệ tự thụ (BC2F3) bằng sử dụng 4 chỉ thị phân tử Lang RS1, Lang RS2, Satt 83; Satt S35.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 31 Kết quả đánh giá kiểu hình của các tổ hợp lai cho thấy, ở thế hệ F1, tổ hợp lai cho khả năng kháng tốt với bệnh gỉ sắt là: MTD176/ OMDN109; OMDN176/AK05; An Vang/ OMDN109; Nam vang/ OMDN110; Nam Vang/ MTD176.
Khi phân tích ở thế hệ F2 ghi nhận gen gỉ sắt trên các cặp lai Nam Vang/ OMDN109 và Nam Vang/ OMDN110 với sự phân ly độc lập cho thấy 1 gen trội (dominance) và 1 gen lặn (recessive). Trong khi MTD176/OMDN109 và OMDN176/ Nam Vang phân ly với tỉ lệ 7:9, hi vọng trong tổ hợp này mang hai gen lặn.
Bốn chỉ thị phân tử Lang RS1, Lang RS2, Satt 83; Satt S35 thể hiện đa hình cao trên quần thể lai hồi gieo BC2F3 của Nam Vang/ MTD176. Giá trị ước đoán sự chính xác của chỉ thị Lang RS1 đạt 95% cao hơn so với 3 chỉ thị. Một trong những yếu tố hạn chế phát triển sản xuất đậu tương hiện nay là năng suất thấp. Ở các tỉnh phía Bắc, chúng ta có tiềm năng về quĩ đất khoảng gần 1 triệu ha có thể phát triển cây đậu tương đông, cơ giới hoá cũng đã được áp dụng trong sản xuất để làm giảm giá thành sản phẩm, nhưng với năng suất chỉđạt khoảng 13 - 14 tạ/ha thì không thể mở rộng sản xuất vì hiệu quả thấp, người sản xuất không có lãi và như vậy dẫn đến một thực tế: đất bỏ hoang, lao động thì dư thừa mà chúng ta vẫn phải bỏ ngoại tệ để nhập khẩu đậu tương.
Bộ giống đậu tương cho sản xuất hiện nay chưa ổn định, mặc dù tiềm năng năng suất của một số giống đưa ra tương đối cao. Nguyên nhân chủ yếu là: biện pháp kỹ thuật áp dụng chưa phù hợp, tính ổn định của giống không cao, khả năng thích ứng hẹp và đặc biệt là khả năng chống chịu với các điều kiện bất thuận (hạn, úng, rét) và sâu bệnh hại còn kém. Trong sản xuất đậu tương ở Việt Nam cũng như trên thế giới hiện nay, bệnh gỉ sắt (Phakopsora pachyrhizi)được đánh giá là loại bệnh gây hại nặng nề nhất, có thể làm giảm năng suất tới 50% hoặc mất trắng. Các giống đậu tương của ta hiện nay đang
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32 sản xuất, trừ một số giống địa phương, có tính kháng với bệnh này rất thấp đặc biệt trong vụ Xuân và vụ Hè – Thu. Bệnh gỉ sắt phá hại trên diện rộng, là nguyên nhân dẫn đến giảm năng suất trong sản sản xuất đậu tương ở Việt Nam hiện nay. Trước thực tếđó, việc tạo ra một giống đậu tương có năng suất cao, ổn định, tính thích ứng rộng, kháng sâu bệnh tốt là rất cần thiết để mở rộng diện tích và tăng sản lượng đậu.
Tóm lại, phát triển các giống đậu tương mang tính kháng đối với bệnh gỉ sắt ở nước ta còn chậm và chủ yếu dựa vào phuơng pháp chọn tạo truyền thống mất nhiều thời gian. Áp dụng các kỹ thuật hiện đại như chọn tạo nhờ chỉ thị phân tử còn hạn chế, mới chỉ giới hạn ở những nghiên cứu bước đầu. Do đó, cần đẩy mạnh và tiến hành các nghiên cứu sâu và toàn diện, hiện đại hơn nhằm phát triển các giống đậu tương có năng suất cao và có khả năng kháng bệnh gỉ sắt để đáp ứng như cầu ngày càng cao trong sản xuất công nghiệp làm thực phẩm cho con người, lấy dầu và làm thức ăn cho chăn nuôi. Để thúc đẩy phát triển đậu tương, vấn đề quan trọng là chọn tạo được những giống cây phù hợp với điều kiện sinh thái, khí hậu của nước ta và đặc biệt là có khả năng kháng bệnh gỉ sắt. Tuy nhiên, chọn tạo giống đậu tương năng suất cao và kháng bệnh tốt chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp truyền thống như dựa vào kiểu hình đểđánh giá kiểu gen. Vì vậy, hiệu quả chọn tạo giống chưa cao. Do đó ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu đánh giá phản ứng đối với bệnh gỉ sắt của các giống đậu tương là một bước tiến mới, đã khắc phục được những thiếu sót và hạn chế của phương pháp truyền thống trước đây.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 33