2.5.1.1 Lịch sử của quá trình chọn giống dưa chuột lai
Hayes và Jones (1916) là những người đề cập đầu tiên về hiện tượng ưu thế lai ở cây dưa chuột và đã chỉ ra rằng: năng suất của con lai F1 tăng từ 24 - 39% so với bố mẹ của chúng, ưu thế lai về số quả trên cây tăng từ 6 - 27%. Năm 1929 khi nghiên cứu tập đoàn dưa chuột nhập từ Nhật, Tkachenco (1935) đã phát hiện được mẫu giống trong đó rất nhiều cây chỉ có hoàn toàn hoa cái và tác giả gọi đó là dạng đơn tính khác gốc không hoàn chỉnh hay đơn tính khác gốc một phần. Khi đem lai với giống Nezirxki và tiến hành chọn lọc ở các thế hệ sau, tác giả đã thu được dòng Posenic 97. Dòng Posenic 97 được sử dụng làm dòng mẹ và đã tạo ra con lai F1 Ưxpec-22 (Thắng Lợi) và Chibrid 420 (Giống lai). Đây là các giống lai dưa chuột đầu tiên được tạo ra và trồng rộng rãi ở nhiều vùng của Liên Xô (Trần Khắc Thi, 1985) [15].
Solanki và cộng sự (1982) cho biết ưu thế lai của dưa chuột về năng suất quả trên cây đạt 120,23%. Theo báo cáo của Nishi (1967), năm 1940 mới chỉ có 18% số trang trại gieo trồng dưa chuột lai ở một số vùng sản xuất chính ở Nhật Bản, nhưng đến năm 1965, diện tích gieo trồng đã đạt 95%. Trong sản xuất, giá hạt giống dưa chuột lai cao gấp 3 lần so với giống dưa chuột thụ phấn tự do. Tuy nhiên, người sản xuất vẫn chấp nhận sử dụng giống lai bởi vì khả năng cho năng suất của giống lai cao hơn, chất lượng cũng được cải thiện trong các giống lai. Tại Nhật Bản, diện tích gieo trồng dưa chuột lai tăng rất nhanh, tính đến năm 1987, 100% diện tích trồng dưa chuột ở Nhật Bản đã sử dụng giống dưa chuột lai để cung cấp cho thị trường ăn tươi (Sing và cs. 2004) [52]. Tuy nhiên, công việc duy trì dòng bố mẹ tự phối rất tốn kém trong lai đơn, do vậy năm 1918, Jones đã đề xuất phép lai kép để khắc phục nhược điểm này. Tuy nhiên việc ứng dụng lai kép mãi đến năm 1940 mới được ứng dụng trên quy mô lớn (Chahal và Gosal, 2002) [30].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 23
Ở Mỹ, nhờ việc sử dụng cặp lai đơn giữa dòng cây toàn hoa cái và dòng lưỡng tính, cùng với việc sử dụng duy trì dòng mẹ đơn tính cái bằng Gibberellic axit nồng độ 25-500 ppm, sản xuất của giống dưa chuột F1 chiếm 95% diện tích và được trồng tập trung tại Michigan với diện tích hàng năm là 8.000 - 9.000 ha (Boos và cs, Heterosis of vegetable).
2.5.1.2 Hướng tạo giống ưu thế lai ở cây dưa chuột
Raymond (1989) cho biết, công tác chọn giống của dưa chuột trên thế giới hiện nay chủ yếu đi theo hướng chọn tạo giống theo các phương thức sử dụng: chọn giống cho ăn tươi và chọn giống cho chế biến. Theo Tatlioglu (1993), ngoài chọn tạo giống theo phương thức sử dụng, có nhiều nhân tố cần quan tâm trong trong chương trình chọn tạo giống dưa chuột.
Chọn giống năng suất và chất lượng
Đối với mỗi loại cây trồng, việc đánh giá hiệu quả sản xuất chính dựa vào năng suất cuối cùng của giống cùng với chất lượng sản phẩm. Năng suất là một trong những tính trạng số lượng điển hình nhất và cũng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố môi trường và đặc tính sinh trưởng. Đối với dưa chuột chế biến đóng hộp nguyên quả, quả bao tử có giá bán cao hơn so với dưa chuột trung tử hoặc quả nhỏ. Khi kích thước quả vượt tiêu chuẩn chế biến yêu cầu thì sẽ không còn giá trị. Về năng suất, các giống có số hoa cái trên cây nhiều cùng với khối lượng trung bình quả lớn sẽ cho tiềm năng năng suất cao. Về chất lượng quả, các yếu tố đánh giá bao gồm: màu sắc vỏ quả, màu sắc gai, có hoặc không có u bướu, hình dạng quả, độ chắc của quả, độ dày thịt quả, thành phần hóa sinh trong quả. Tùy thuộc vào sở thích của người tiêu dùng ở từng quốc gia mà yêu cầu về chất lượng khác nhau. Do đó, mục tiêu chọn giống của các nước cũng rất khác nhau. Các đặc tính quả không đắng, gai quả màu trắng là những đặc điểm rất phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng. Chất gây đắng Cucurbitacin được tìm thấy ở hầu hết các cây họ bầu bí (Cucurbitaceae). Do vậy, chọn giống dưa chuột không có chất gây
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 24
đắng sẽ nâng cao chất lượng quả. Về đặc điểm màu sắc vỏ quả, đặc điểm này phụ thuộc vào mục đích sử dụng và thị hiếu tiêu dùng của từng quốc gia. Màu sắc gai quả là một tính trạng liên kết với màu sắc vỏ quả. Những dòng có gai quả màu đen hoặc nâu thì vỏ quả nhanh bị ngả vàng, thậm chí quả bị ngả vàng ngay khi còn trên cây. Những giống có gai quả màu trắng thì vỏ có màu xanh bền hơn, bảo quản được lâu hơn.
Chọn giống chống chịu sâu bệnh
Ngoài mục tiêu chọn giống có năng suất cao và chất lượng tốt, tính chống chịu bệnh hại được các nhà chọn giống đặc biệt quan tâm. Một số bệnh hại chính làm hạn chế sản xuất dưa chuột của hầu hết các nước trên thế giới đó là: bệnh sương mai (Pseudoperonospora cubensis), bệnh phấn trắng (Sphaerotheca fuliginea), (Erysiphe cichoracearum), bệnh virus (TMV). Hàng năm thiệt hại do sâu bệnh đối với sản xuất dưa chuột trên thế giới là rất lớn. Một số bệnh gây hại quan trọng đối với dưa chuột như bệnh sương mai có thể làm giảm sản lượng quả thương phẩm từ 10 - 50%; bệnh phấn trắng có thể gây hại tới 30 - 50%. Ngoài ra, một số bệnh hại khác như héo do nấm (Fusarium oxysporum), héo xanh vi khuẩn (Erwinia tracheiphila), bệnh virus như bệnh xoăn ngọn, bệnh vàng lá (Kushnereva, 2008) [40] cũng gây hại đáng kể trên cây dưa chuột. Do vậy, đánh giá nguồn gen chống chịu và xác định gen chống chịu được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Chọn giống cho chế biến công nghiệp
Quả dưa chuột được chế biến dưới các hình thức rất đa dạng, bao gồm: dưa chuột muối chua đóng hộp nguyên quả, dưa chuột chẻ thanh, dưa chuột cắt lát và dưa chuột muối mặn. Đối với mỗi loại sản phẩm có yêu cầu khắt khe về tiêu chuẩn của công nghiệp chế biến khác nhau.
Chọn giống quả trinh sinh (parthenocapy) không hạt trồng trong điều kiện nhà kính, nhà lưới
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 25
cần thụ phấn. Quả dưa chuột không qua thụ phấn vẫn phát triển bình thường, tuy nhiên sẽ tạo quả không hạt, trong quả chỉ là các hạt mềm, có vỏ trắng, dạng quả đó được gọi là parthenocarpy. Tính trạng này được kiểm tra bởi gen trội không hoàn toàn Pc, theo De Ponti và Garretsen, tính di truyền của hiện tượng tạo quả không qua thụ phấn là nhờ tương tác của 3 gen chính độc lập đồng phân với tác dụng cộng (Tatlioglu, l993) [56]. Sun và cs., (2004) [55] đã khẳng định parthenocarpy là một trong những chỉ tiêu kinh tế quan trọng liên quan đến năng suất của dưa chuột. Trong một nghiên cứu khác, Denna (1973) [32] đã phát hiện ra mối liên kết giữa gen kiểm soát tính trạng toàn hoa cái/cây, tạo quả không hạt và tính trạng quy định màu sắc gai quả. Các giống cho quả không qua thụ phấn thường cho thu hoạch sớm hơn và thường xuyên hơn.
Tính trạng tạo quả không hạt có ý nghĩa lớn trong sản xuất dưa chuột trong nhà khi không có tác nhân thụ phấn. Hầu hết các giống dưa chuột ăn tươi trồng trong nhà kính, nhà lưới ở các nước châu Âu hiện nay đều thuộc nhóm này. Ở Đức, ngay cả các giống sản xuất cho chế biến công nghiệp phần lớn dùng giống parthenocarpic. Hiện nay nhu cầu về các giống parthenocarpic rất lớn đối với sản xuất dưa chuột trong nhà kính tại rất nhiều quốc gia trên thế giới như Mỹ, Úc, Hà Lan, Trung Quốc, Nhật Bản… (Ponti và Garretsen, 1976) [44], (Tallioglu, 1993) [56], (Biriukova và Maslovskaya, 2004) [25].
Ở Việt Nam cùng với sự phát triển hệ thống nhà kính nhà lưới, nghiên cứu, phát triển giống dưa chuột tạo quả không hạt là vấn đề cần được quan tâm trong thời gian tới.
Chọn tạo giống cho thu hoạch bằng máy một lần
Dưa chuột là cây rau ăn quả có thời gian cho thu hoạch kéo dài, thu hái nhiều đợt/vụ, do vậy công lao động rất lớn. Đặc biệt là ngành dưa chuột chế biến đóng lọ, do yêu cầu rất khắt khe về tiêu chuẩn quả, nên yêu cầu thu hái thường xuyên hơn, từ đó đòi hỏi công lao động càng lớn. Do vậy, việc cơ giới hóa, đặc biệt trong khâu thu hoạch sẽ tạo thuận lợi tăng diện tích trồng trọt cũng như sản
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 26
lượng sản phẩm phục vụ cho ngành chế biến rau nói chung và dưa chuột nói riêng. Trên thế giới việc áp dụng cơ giới hóa trong sản xuất dưa chuột vẫn còn hạn chế, hiện nay chỉ có Mỹ và Canada áp dụng cơ giới hóa với khoảng 50% diện tích trồng dưa chuột (Cargill và cs., 1975) [29], [43].