Công tác nghiên cứu về cây dưa chuột đã được các nhà chọn giống tại các cơ quan nghiên cứu như: trường đại học, viện nghiên cứu và các công ty giống trên khắp thế giới đều quan tâm.Bởi giống là tiền đề cho hiệu quả kinh tế cao ở một vùng sinh thái nhất định.
Những năm 60, tại Học viện Nông nghiệp Timiriazev đã thu thập được 8.000 mẫu giống dưa chuột đưa vào nghiên cứu và bảo tồn. Ngoài ra, tại Viện Nghiên cứu Rau (VIR) cũng bảo tồn một số lượng giống dưa chuột khổng lồ (hơn 8.000 mẫu)của toàn thế giới (Trần Khắc Thi, 1985) [15], Alexanyan (1994) [23].
Tại Mỹ, công tác thu thập nguồn gen được thực hiện từ những năm 1880, với các đặc điểm quan tâm chính là hình dạng quả, màu sắc quả cũng như sự thích nghi với điều kiện gieo trồng. Đặc biệt, với sự bảo trợ của nhà nước, công tác thu thập nguồn gen có hệ thống đã được tiến hành từ năm 1936. Từ các kết quả nghiên cứu đánh giá tập đoàn quỹ gen, nghiên cứu về di truyền giới tính, sinh lý học tính chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, sâu bệnh hại và miễn dịch học cũng đã được khai thác từ nguồn gen này. Staub và Ivandic (2000) cho biết, việc nghiên cứu 1345 mẫu dưa chuột tại hệ thống Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia Liên bang (NPGS), bằng việc sử dụng isozyme để xác định cấu trúc quần thể của tập đoàn và trên cơ sở đánh giá so sánh với 118 giống thương mại, năm 1846 đã phát hiện tính đa dạng di truyền của tập đoàn quỹ gen này. Hiện tại, Ngân hàng gen dưa chuột được nghiên cứu, bảo tồn ở Colorado - Phòng bảo quản hạt giống quốc gia Fort Collins và tập đoàn công tác giống dưa chuột đã nhận được các mẫu giống dưa chuột từ 58 quốc gia trên toàn thế giới (Staub, 2000) [54]. Tại Mỹ và Anh, các nhà
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 27
chọn tạo giống đã chọn tạo thành công các giống dưa chuột lai F1 từ năm 1872. Từ đó việc lai tạo giống trở nên rất quan trọng trong việc cải thiện giống dưa chuột. Năm 1939, giống “Maine N0.2” là giống dưa chuột đầu tiên chống chịu được bệnh nứt quả ra đời. Sau đó, Walker (1961) đã tiến hành tổ hợp giữa gen chống chịu bệnh nứt quả với gen chống chịu bệnh vius CMV tạo thành giống “Wisconsin SMR 18”, đây là giống dưa chuột muối chua quan trọng trong thời gian đó. Các nhà chọn giống dưa chuột tiếp tục tổng hợp nhiều gen chống chịu bệnh khác nhau và đã tạo ra giống ‘Sumter’ chống chịu được 7 bệnh và giống ‘WI 2757’ chống được 9 loại bệnh (Staub và cs., 1993) [53].
Công việc phát triển giống dưa chuột lai trở nên rất quan trọng sau khi phát hiện ra sự thể hiện giới tính toàn hoa cái ở giống dưa chuột của Hàn Quốc. Tính toàn cái được quy định bởi gen trội, do vậy các giống lai F1 đơn tính cái thường có tỷ lệ đậu quả cao, chín sớm và cho năng suất cao. Các giống này có đặc điểm chín tập trung, rất nhiều quả, quả đơn, phù hợp thu hoạch bằng máy. Giống ‘Spartan Dawn’ được giới thiệu năm 1962, đây là giống lai đơn tính cái đầu tiên. Ngày nay, hầu hết các giống dưa chuột muối chua của Mỹ là các giống đơn tính cái. ‘Lemon’ là giống lưỡng tính đực duy nhất, quả của giống này nhỏ, màu vàng, có 5 giá noãn thay cho 3 giá noãn như bình thường, trông gần giống như quả cam quýt (Robinson và cs., 1999) [48].
Các nhà khoa học của Trường Đại học của bang Nam Carolina - Mỹ đã tiến hành lai tạo giữa hai dòng dưa chuột muối chua (M12, M20) và 4 giống dưa chuột đơn tính cùng gốc thụ phấn tự do (‘Addis’, ‘Clinton’, ‘Wisconsin SMR 18’ và ‘Tiny Dill’, kết quả đã tạo được 4 tổ hợp lai F1 đó là: ‘Addis’ x M20, ‘Addis’ x ‘Wisconsin SMR 18’, ‘Clinton’x M12, M20x ‘‘Tiny Dill’. Các con lai F1 tự thụ hoặc lai trở lại (backcross) để có F2. Kết quả đánh giá cho thấy, chỉ có tổ hợp lai ‘Addis’ x ‘Wisconsin SMR 18’ cho ưu thế lai về năng suất quả, có mối tương quan giữa tỷ lệ đậu quả với khối lượng quả
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 28
(Christopher và Wehner (2006) [53]. Kết quả nghiên cứu tại Trường Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Pant cho thấy, trong 9 tổ hợp lai dưa chuột có tổ hợp lai PCUC 202 x PCUC 101 cho ưu thế lai về số quả trên cây tăng 40%, tiếp đó là tổ hợp lai PCUC 208x PCUC 45 cho ưu thế lai tăng 8,27% và tổ hợp lai PCUC 202x PCUC 45 cho ưu thế lai tăng 22,17% ở cả hai thời vụ. Tổ hợp lai PCUC 202x PCUC45 (đạt 146,96 tạ/ha, tăng 17,91%), PCUC 202 x PCUC 101 (đạt 144,71 ta/ha, tăng 44,26%) và PCUC208 x PCUC45 (đạt 122,69 tạ/ha, tăng 13,11%) (Anita và Hari) [24].
Ở châu Âu, trong chương trình hợp tác quốc tế, các cơ quan hiện đang nắm giữ quỹ gen lớn họ bầu bí đó là Viện Quỹ gen Cây trồng Quốc tế (IPGRI), nay là tổ chức Đa dạng sinh học quốc tế. Một số nước đã xuất bản các bản mô tả nguồn gen họ bầu bí cũng như nguồn gen dưa chuột đó là: Braxin, Bungari, Trung Quốc, Tiệp Khắc, Hungari, Ấn Độ, Latvia, Hà Lan, Ba Lan, Thổ Nhĩ Kỳ, Tây Ban Nha và Mỹ (Singh, 2004) [52]
Công tác điều tra, thu thập đánh giá nguồn gen dưa chuột cũng đã được phát triển tại Trung Quốc từ những năm 1950. Ban đầu các nhà chọn giống dưa chuột Trung Quốc mới chỉ lựa chọn các giống địa phương thụ phấn tự do, giống có đặc tính chống chịu bệnh đặc biệt là bệnh sương mai và bệnh phấn trắng. Từ năm 1980, khi dưa chuột trở thành cây trồng phổ biến, công tác chọn tạo giống ưu thế lai ở Trung Quốc càng được quan tâm nghiên cứu. Bằng cách tái tổ hợp các mẫu trong nước và nhập nội đã tạo ra được các giống cho chất lượng, năng suất cao và chống chịu bệnh phấn trắng và bệnh sinh ra từ đất, nổi bật là giống Jinchun No.4 (Feng và cs., 2000) [34]. Viện Nghiên cứu Rau thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc đã chọn tạo thành công giống dưa chuột ưu thế lai Ganfeng 3 với đặc điểm chín cực sớm, năng suất cao và chất lượng quả tốt, chống chịu với bệnh đốm lá vi khuẩn và phấn trắng, đặc biệt tính chống chịu rất cao với héo rũ do nấm Fusarium. Khi trồng trong điều kiện nhà có mái che vào mùa xuân, giống Ganfeng 3 có thể cho năng suất cao tới 124,5 tấn/ha và ổn định khi phát
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 29
triển ở nhiều vùng sản xuất. Nhờ có ưu thế về tính chín sớm, năng suất cao, ổn định, chống chịu bệnh và tính thích ứng rộng giống này đã nhận được phần thưởng vàng tại Hội chợ Thương mại Công nghệ và Khoa học vào năm 1992 (Guiying và cs., 1995) [35].
Trong một nghiên cứu khác, từ 300 mẫu giống dưa chuột được thu thập trong nước và nhập nội, Qiyong và cs. (2000) [47] đã phân lập và đánh giá tính chống chịu bệnh, xác định 9 dòng có tính chống chịu đem lai với giống hoa cái. Áp dụng phương pháp chọn lọc phổ hệ với rất nhiều thế hệ, kết quả đã nhận được giống số 82 có tính chống chịu với 5 loại bệnh; tiếp tục lai với các vật liệu tốt khác, đã tạo được hai tổ hợp có chất lượng tốt, chống chịu bệnh và có tiềm năng năng suất cao là Xia Qing 4 và Zaoqing 2.
Các nhà chọn giống Jin - feng Chen, Long - Zheng Chen, Yong Zhuang, You - Gen Chen và Xiao -Hui Zhou đã phát hiện loài dưa chuột dại Cucumis hystrix Chakr (2n= 2x=24), và đã cho loài này lai với loài trồng trọt (C. sativus L., 2n=2x=14). Từ giống lai trung gian này, các tác giả đã sử dụng làm nguồn vật liệu phục vụ công tác chọn tạo giống sau này (Jin- feng và cs., 2006) [38].
Tại trường Đại học Kasetsart - Thái Lan đã xác định được hai tổ hợp lai C5 x C4 và C11 x C5 có triển vọng trong số 12 tổ hợp lai được đánh giá. Với ưu thế lai về số hoa cái trên cây, chiều dài quả, chiều rộng quả và khối lượng trung bình quả, tính chín sớm đạt được ở tổ hợp lai C5x C4. Trong khi đó, tổ hợp lai C14 x C5 cho ưu thế lai khối lượng quả và chiều dài quả (Kasem Piluek, Somsak Ratanayingyong 1991, Hybrid performance of mini cucumber)
Nghiên cứu đa dạng nguồn gen của dưa chuột tại Trường Đại học YS Parmar Ấn Độ cho thấy, giới tính ở cây dưa chuột rất phong phú. Có 3 gen chính quy định giới tính của dưa chuột đó là Acr/acr, M/m và A/a. Trong các dạng giới tính thì dạng toàn hoa cái (gynocious) và dạng đơn tính cùng gốc (monocious) là quan trọng nhất đối với chọn tạo và sản xuất giống ưu thế lai (Kohli và Amit (2005) [39].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 30
Hiện nay ở hầu hết các nước trên thế giới, tỷ lệ giống dưa chuột thụ phấn tự do ngày càng giảm dần, thay thế vào đó là các giống dưa chuột lai F1. Nổi bật nhất là các nước trồng dưa chuột trong nhà kính như Liên Xô cũ, Hà Lan, Bungaria, 100% là sử dụng các giống lai F1. Ở Nhật Bản, Hoa Kỳ, Hungari, Thổ Nhĩ Kỳ..., năng suất các giống dưa chuột lai F1 tăng hơn giống dưa chuột thụ phấn tự do từ 30 - 50%. Tiếp theo nghiên cứu của Tkachenco (1935), với phát hiện ra dòng đơn tính hoa cái và dòng lưỡng tính của Mosharov (1965) và Kubiski (1968), các giống dưa chuột ưu thế lai đã được sử dụng rộng rãi và ngày càng phát triển (Trần Khắc Thi, 1985) [15].
Ngoài các Trường Đại học, Viện Nghiên cứu, công tác nghiên cứu chọn tạo giống dưa chuột lai F1 cũng được đã được thực hiện tại nhiều Công ty Giống rau. Một trong những công ty có nhiều kết quả trong việc cung ứng giống lai Fl dưa chuột là công ty Chia Tai. Đặc biệt, công ty đã chọn tạo thành công giống Diva với 100% hoa cái, không yêu cầu thụ phấn, cho quả dưa không hạt dài từ 4-5cm, không đắng, ngọt, giòn, năng suất cao, chống chịu với bệnh vảy nến và chống chịu tương đối với bệnh sương mai và phấn trắng.