- Hoa, quả khoai môn sọ
1.4. Nghiên cứu bảo tồn và khai thác nguồn gen
* Thu thập và đánh giá nguồn gen
Theo kết quả điều tra, kiểm kê tài nguyên khoai môn - sọ tại các nước vùng Châu Á – Thái Bình Dương của dự án TANSAO (2000) (dẫn theo lời Lebot, et. Al. 2005) [40] cho thấy, ở 5 nước thuộc khu vực Thái Bình Dương đã thu thập được 982 giống khoai môn - sọ, trong đó Papue New Guinea chiếm tới 700 giống, tỷ lệ giống địa phương chiếm tới 95%. Tại 6 nước ở khu vực Đông Nam Á có đến 922 giống khoai môn - sọ, trong đó Việt Nam có 350 giống, kế đến là Trung Quốc có 296 giống. Ở mức độ giống cây trồng, những nghiên cứu đánh giá sự đa dạng nguồn gen cây khoai môn - sọ còn có nhiều tồn tại chưa có một sự phân loại hoàn chỉnh các giống (Kay, (1973) [35]; Ghani, 1984) [27].
Cây khoai môn - sọ là cây nhân giống vô tính, tuy nhiên khả năng biến dị của các dòng vô tính xảy ra khá mạnh mẽ, thêm vào đó là sự chọn lọc trong sản xuất. Khi người ta di cư và sử dụng những giống phù hợp với từng vùng canh tác, vì vậy có thể tồn tại hàng nghìn giống khoai môn - sọ cho đến nay. Hiện tượng tạp bội thể hiện rõ ở các giống khoai môn - sọ Ấn Độ là một điển
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hình cho thấy khả năng biến dị kiểu gen không thể bị bỏ qua (Yen và CS, 1991) [51]. Để nhận biết các giống khoai môn - sọ, người ta có thể dựa vào các đặc điểm hình thái và thời gian sinh trưởng của giống, màu sắc ruột củ cái, chỏm củ, dọc lá và phiến lá cũng được sử dụng để phân biệt giữa các giống khoai (Sastrapradia và CS, 1981[47]; Plucknett, 1984 [46]; Diazuli, 1984 [25]; Wilson, 1990 [49]). David and Gilmartin (1985) (dẫn theo Lebot and Aradhya, 1992) [38] nhấn mạnh ý nghĩa quan trọng của những mô tả hình thái trong lựa chọn đặc điểm phân loại giống cây trồng ở mức độ dưới loài, đồng thời cũng là những điểm đáng chú ý đối với các nhà nghiên cứu nông học và chọn tạo giống. Đối với cây khoai môn - sọ, nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng những đặc điểm hình thái để xác định các nhóm giống và đánh giá sự đa dạng về mặt di truyền.
Ở Hawaii, Tackson và CS (1979) (dẫn theo Taimoto, T., and Matsumoto, 1986) [49] đã phân loại 82 giống khoai môn - sọ thành các nhóm theo đặc điểm hình thái.
Ví dụ: Nhóm Pico có đặc điểm phiến lá mỏng và lõm của thuỳ lá cắt
tới dọc lá. Nhóm Mana bao gồm tất cả các giống có củ cái phân nhóm ở đỉnh. Nhóm Manini được phân biệt ở màu sắc củ là màu trắng còn nhóm Ulaula là
màu hồng ở phần gốc của dọc lá.
Ở Nhật Bản, Kumazawa và CS, (1956) [36] đã thu thập được 158 giống khoai môn - sọ ở Nhật và 42 giống ở Đài Loan và một vài hòn đảo chính khác ở Trung Quốc. Các giống khoai môn - sọ đã được phân loại thành 15 nhóm dựa vào các đặc điểm hình thái. Tuy nhiên các giống khoai môn do Kumazawa và CS (1956) thu thập và nghiên cứu đã không bảo tồn được giống. Vào năm 1982 Takayanaghi và CS đã thu thập lại các giống khoai môn đang được trồng tại Nhật Bản và 88 giống khoai đã được phân loại thành các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhóm theo khoá phân loại của Kumazawa và CS (1956). Sau này Hirai và CS (1989) [30] phân loại các giống khoai đã thu thập được dựa vào các đặc điểm hình thái và mẫu phân tích điện li thành phần protein củ, kết quả phân nhóm các giống đã cho thấy phương pháp của Kumazawa và CS (1956) đã sử dụng là thích hợp. Ghani (1984) đưa ra khoá phân biệt giữa các giống khoai môn - sọ được thu thập ở Malaysia. Dựa vào thời gian sinh trưởng và đặc điểm hình thái, tác giả đã phân thành 4 nhóm: Nhóm I có thời gian sinh trưởng (TGST) 9 -11 tháng, cây cao 80 - 110cm, dọc lá to, mập, thẳng đứng hoặc nghiêng, lá hình mũi tên; Nhóm II có TGST 6 - 8 tháng, cây cao 50 - 70cm, dọc lá nhỏ, thẳng đứng hoặc nghiêng lá hình mũi tên hoặc hình tim; Nhóm III có TGST 5 - 6 tháng, cây cao 30 - 50cm, dọc lá bé, mảnh khảnh, không chụm, lá nhỏ và hình tim; Nhóm IV có TGST không xác định được, dọc lá và lá có thể ăn được, củ tiêu biến không ăn được. Từ bốn nhóm giống xác định ban đầu, tác giả đã đưa ra một khoá phân loại các giống khoai môn - sọ, có 28 giống đã được nhận biết chính xác. Có thể nói đây là tài liệu rất tốt giúp cho công tác phân loại các giống khoai môn - sọ ở Việt Nam.
Nghiên cứu đa dạng di truyền bên trong loài Colocasia esculenta trên 201 mẫu giống khoai môn - sọ bằng phương pháp phân tích đẳng men (izozyme) kết hợp phương pháp đánh giá đặc điểm hình thái nông học của Trung tâm tài nguyên Thực vật cho thấy, tập đoàn khoai môn - sọ nghiên cứu có sự đa dạng di truyền cao, ít mẫu giống trùng lặp. Một số nhóm giống có đặc tính quý đã được phát hiện chẳng hạn như: Nhóm khoai lủi ngắn ngày, năng suất cao, nhóm khoai môn miền núi, chất lượng cao, nhóm khoai môn củ dài, ruột tím ngắn ngày…Miền núi phía Bắc có sự đa dạng di truyền cao hơn các vùng sinh thái khác ở Việt Nam (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004) [9].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Bảo tồn nguồn gen
Hoạt động bảo tồn nguồn gen khoai môn - sọ trên thế giới được thực hiện từ lâu nhưng thực sự được quan tâm nhiều bắt đầu từ những năm 1990 cho đến nay. Phương pháp chính hiện nay vẫn là bảo quản, lưu giữ dưới dạng tập đoàn nguồn gen trên đồng ruộng, trồng trong chậu vại tại các cơ quan nghiên cứu (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS, 2006) [11]. Hiện nay phương pháp nuôi cấy mô được xem như là một công cụ quan trọng để nhân giống sạch bệnh, bảo quản dài hạn nguồn gen và cũng là phương tiện để trao đổi giống đối với những cây nhân giống vô tính, trong đó có cây khoai môn - sọ. Ở Solomon, người ta dùng chồi đỉnh của cây khoai làm thực liệu nuôi cấy mô để nhân giống sạch bệnh và bảo quản dài hơn (Arditti and Strauss, 1979 [3]; Jackson, 1980 [34]). Một số tác giả đã đề cập tới khả năng ra hoa, kết hạt để có thể làm giàu nguồn gen và có hạt giống tiến tới bảo quản trong ngân hàng gen hạt (Shaw, 1975 [48]; Wilson, 1990 [50]); Pardales, 1981 [45].
Trong dự án toàn cầu “Tăng cường cơ sở khoa học bảo tồn đa dạng sinh học Nông nghiệp trên đồng ruộng” do Viện Di truyền Thực vật chủ trì với 10 nước tham gia, trong đó có Việt Nam giai đoạn 1999 – 2003 đã kết luận, cây khoai môn - sọ là đối tượng cây ngắn ngày có thể bảo tồn trên đồng ruộng bền vững tại các vùng sản xuất truyền thống ở các nước đang phát triển trên thế giới. Theo Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS (2006) [11] cho biết nguồn gen khoai môn - sọ được bảo tồn khá tốt trong vườn gia đình và tại một số vùng có truyền thống sản xuất khoai môn - sọ như huyện Yên Thuỷ, Đà Bắc của tỉnh Hoà Bình, huyện Nho Quan của Ninh Bình, huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La, huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn, huyện Thạch An tỉnh Cao Bằng và huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn…Tại các vùng nghiên cứu, người nông dân trồng và duy trì các giống khoai môn - sọ khác nhau. Việc trồng giống gì phụ thuộc vào điều kiện địa hình, đất đai, thị trường và giá trị sử dụng của chúng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ở Việt Nam những tài liệu nghiên cứu về nguồn gen cây khoai môn - sọ chưa có nhiều, mới chỉ có rất ít nguồn gen thu thập được từ những nghiên cứu những năm 60 nhưng chỉ dừng lại ở mức độ mô tả hình thái các nhóm khoai nước, khoai sọ địa phương (khoai Lủi, khoai Đốm, khoai Mồng Hương…), chưa quan tâm đến nhóm khoai môn. Sau đó dừng lại không thấy có tài liệu nào nghiên cứu tiếp, mãi tới năm 1993 thì nước ta lại tiếp tục nghiên cứu khoai môn - sọ với sự giúp đỡ các tổ chức quốc tế. Cho đến tận năm 2006 mới có giống KS5, KMC1, KMN1 chọn lọc từ tập đoàn giống giới thiệu ra ngoài sản xuất.
* Các phương pháp nhân giống
Ở Hawaii và Samoa, người ta dùng cả chồi đỉnh và chồi bên của giống khoai thuộc nhóm C. esculenta var. esculenta để nuôi cấy và nhân giống trên môi trường nước dừa và MS được bổ sung Adenin hoặc BAP và 2iP (Mapes and Cable, 1977).
Tại Trung Quốc người ta đã sử dụng môi trường MS giảm một nửa nồng độ kết hợp với TDZ, BAP và α- NAA để nhân giống khoai thuộc nhóm C. esculenta var. aniquarum. Tỷ lệ bật chồi tốt nhất sau 30 ngày được tìm thấy ở công thức 1mg/1TDZ. Sau đó, công thức nhân nhanh đạt hệ số nhân cao nhất (4,7) là MS bổ sung 3mg/1BAP và 0,1 mg/1TDZ sau 90 ngày nuôi cấy. Chồi ra rễ tốt nhất MS có 0,6% agar, 1mg/1BAP, 0,5mg/1α - NAA và 500mg/1 than hoạt tính trước khi ra cây (Du, H.M.; Tang, D.M.; Huang, D.F., 2006)
Hiện nay phát triển khoai môn sọ trong sản xuất còn gặp một số những khó khăn vì cây có thời gian sinh trưởng dài, chiếm đất lâu, chưa thực sự có thị trường, chế biến còn hạn chế do thiếu công nghệ phù hợp. Tuy nhiên, gần đây với những nỗ lực trong nghiên cứu chọn tạo giống ngắn ngày và nếu có những chính sách hỗ trợ khâu chế biến và tạo thị trường, khoai môn sẽ được
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
phát triển trong những điều kiện sinh thái mà những cây trồng khác rất khó tìm thấy chỗ đứng. Tuy vậy, khoai môn là loại cây có thể phát triển tốt trong điều kiện bị che bóng, vì thế nó là cây trồng lý tưởng để trồng xen.