PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN CÂY ĐẬU CÔ VE
2.1.4. Khai thác nguồn gen hoang dại và họ hàng hoang dạ
Các loài đậu cô ve hoang dại đƣợc phân bố từ Mexico đến Argentina. Do phân bố tại nhiều vùng sinh thái nhƣ thế nên các loài cô ve hoang dại có nhiều tính trạng thích nghi và rất đa dạng. Mặc dù vậy, việc sử dụng nguồn gen hoang dại trong các chƣơng trình chọn giống còn hạn chế, bởi vì sự biệt lập trong sinh sản giữa các vốn gen thuần hóa Andean và Mesoamerica. Lai giữa loài dại và dạng thuần hóa của cùng vốn gen đem đến tiềm năng lớn hơn trong việc nâng cao biến dị di truyền của loài cây trồng này. Đánh giá các mẫu nguồn gen hoang dại cho thấy biểu hiện kháng sâu và bệnh, hàm lƣợng N, Fe, và Ca trong hạt cao hơn, điều này sẽ đóng góp cơ bản để cải tiến chất lƣợng dinh dƣỡng và năng suất ở đậu cô ve. Phƣơng pháp lai trở lại và chọn lọc chu kỳ đã đƣợc sử dụng để chuyển hai nhóm tính trạng số lƣợng và chất lƣợng, đặc biệt là tính trạng năng suất và khối lƣợng 100 hạt, từ loài dại vào đậu cô ve đã đƣợc thuần hóa (Acosta- Galleggos et al., 2007).
Một số tính trạng có lợi có trong quần thể hoang dại (bảng 2.1) nhƣng lại không có trong quần thể trồng do nó mất đi trong quá trình thuần hóa nhƣ tính kháng vi khuẩn, kháng mọt hạt, hạt có thành phần khoáng Ca, N, Fe, Zn cao. Đậu cô ve có phổ di truyền rộng, có thể trồng ở nhiều điều kiện sinh thái từ vùng khô hạn đến vùng ẩm nhiệt đới, do vậy có khả năng mang các tính trạng thích nghi,
tuy nhiên một vài trong số đó đã bị mất trong quá trình thuần hóa (Acosta- Galleggos et al., 2007).
Các nhà khoa học ở Trung tâm nông nghiệp nhiệt đới quốc tế CIAT đã sử dụng phƣơng pháp lai trở lại để chuyển gen từ loài cô ve hoang dại vào nguồn gen đã thuần hóa từ các vốn gen khác nhau. Ví dụ phát triển quần thể lai trở lại giữa giống đậu đen ƣu tú Nego Tacaná của Mexico và mẫu nguồn gen hoang dại G24423 của Colombia (Salinas et al., 1997). Tổ hợp lai đƣợc thực hiện ở CIAT và thế hệ phân ly đƣợc đánh giá trong chƣơng trình hợp tác giữa Mexico và Mỹ. Một dòng tạo ra ở thế hệ BC2F4:7 có năng suất cao nhất trong thí nghiệm ở Đại học Michigan (5790 kg/ ha) và cao hơn bố mẹ Nego Tacaná 27% (Kelly, 2004).
Bảng 2.1. Một số tính trạng quan trọng tìm thấy trong các loài cô ve thuần hóa và loài dại
Tính trạng Loài Nguồn tham khảo
Kháng bệnh đốm lá P. coccineus và P. dumosus Mahuku et al., 2003 Kháng bệnh loét P. coccineus và P. dumosus Mahuku et al., 2003 Kháng rệp đậu P. acutifolius Singh and Muñoz, 1999 Kháng thối rễ P. coccineus Silbernagel and Hannan, 1992 Chịu lạnh P. angustissimus A. Gay Balasubramanian et al., 2004 Kháng virus khảm vàng P. coccineus Osorno et al., 2003
Chịu mặn
P. macvaguii Delgado, P. micranthus Hook. and Arn, P. filiformis Benth
Bayuelo-Jimenez et al., 2002
Chịu hạn P. acutifolius
Parsons and Howe, 1984; Markhart, 1985; Federici
et al., 1990
Chịu nóng P. acutifolius Federici et al., 1990
Nguồn: Acosta-Galleggos et al. (2007) Nguồn gen hoang dại đã đƣợc sử dụng để chuyển gen tính trạng chất lƣợng vào loài trồng, nhƣ tính trạng kháng sâu bệnh. Chuyển gen arcelin kháng với mọt hạt trong bảo quản từ loài dại vào loài trồng là một đóng góp cải tiến chống chịu của đậu cô ve. Các tính trạng khác nhƣ bệnh thối rễ cũng đã chuyển từ loài dại vào loài trồng thành công (Navarrete-Maya and Gallegos, 1999).
Nhiều loài côn trùng và tuyến trùng gây hại đậu cô ve và là nguyên nhân làm giảm năng suất (35 đến 100%) và chất lƣợng đậu cô ve toàn cầu ở cả hai
sâu ở châu Mỹ đã thành công và cũng phát triển giống kháng đa côn trùng và tuyến trùng. Các phƣơng pháp sử dụng hiệu quả trong chọn tạo giống kháng sâu bệnh là lai trở lại, phả hệ, hỗn hợp - phả hệ (Backcross, pedigee, and bulk- pedigee breeding method).
Mặc dù là cây họ đậu quan trọng nhƣng năng suất của đậu cô ve lại hạn chế, chỉ khoảng 600kg/ha, do những bất thuận sinh học và phi sinh học. Tuy nhiên nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ loại cây trồng này ngày càng tăng. Do vậy cải tiến di truyền đậu cô ve bằng cách sử dụng khai thác đa dạng nguồn gen hoang dại và họ hàng hoang dại có quan hệ gần loài trồng là một hƣớng đi quan trọng trong thời gian tới. Công tác cải tiến và chuyển gen từ các loài cô ve dại nhƣ P. acutifolius, P. coccineus, P. costaricensis và P. dumosus vào loài trồng bƣớc đầu đã đạt đƣợc những thành công (Porch et al., 2013).