Chọn lọc dịng vơ tính được tiến hành ở nhiều nước trồng cà phê trên thế giới như: Indonexia (Ferwarda, 1969) và các nước Cộng hồ Trung phi (Dublin, 1967), Cơte d' Ivoire (Capot, 1977), Togo (Agbodian & Berttrand, 1987), Cameroon (Bouharmont & Awemo, 1980), Madagascar (Snoeck, 1968), Uganda (Millot, 1974) và Việt Nam (Trịnh ðức Minh, 1999; Chế Thị ða, 2005).
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 27
Các nước trồng cà phê vối đã và đang tạo ra các giống tổng hợp và giống lai như:
+ Ấn ðộ: Sử dụng 2 đời con của các cây mẹ S270 và S274 + Cameroon một số con lai đang được khảo nghiệm
+ Bờ biển ngà: Cĩ 10 con lai + Madagascar: Cĩ 6 con lai + Indonesea: Sử dụng 4 con lai
Mức năng suất thí nghiệm của các giống này giao động trong khoảng 1 - 3 tấn nhân/ha, tùy theo điều kiện chăm sĩc và cơ cấu giống. Tuy nhiên, bản chất dị hợp của bố mẹ gây biến thiên lớn trong đời con như đã thấy rõ ở các vườn kinh doanh. Phân tích từng cây ở các đời con hữu tính mọc từ hạt cho thấy rằng 1/4 số cây cho năng suất cao nhất chiếm hơn 1/2 tổng sản lượng (Charrier, 1984; Herbert, 2001; Verdooren,1988). Do tính biến thiên năng suất cá thể luơn cao trong đời con nên các nhà chọn giống ít chú ý đến giống tổng hợp và giống lai. Năng suất trung bình của các đời con luơn thấp hơn các dịng vơ tính chọn từ chính đời con đĩ. Tại Bờ Biển Ngà, Capot đã nêu rõ năng suất trung bình của giống tổng hợp và giống lai chỉ bằng 60% của các DVT chọn lọc (Sondahl, 1979). Các giống lai tốt nhất mới cĩ thể đạt 75% hay 100% dịng vơ tính làm đối chứng (Herbert, 2001).
- Cây cà phê vối là cây cơng nghiệp dài ngày cĩ tính tự bất hợp nên chọn lọc vơ tính thể hiện rõ tính hiệu quả. Trong những năm 1960 các nhà chọn giống cà phê vối đã hết sức cố gắng tìm những cây tốt ở các vườn kinh doanh và tập đồn. Thơng qua chọn lọc bằng mắt, tỷ lệ chọn lọc vào khoảng 1/1000. Sau đĩ vài trăm cây tạm tuyển được nhân vơ tính đưa vào các thí nghiệm so sánh để chọn tiếp những cây tốt nhất. Bên cạnh đĩ chọn DVT mới cịn tiến hành trong các đời con lai cĩ kiểm sốt, đánh giá cá thể chính xác hơn, tỷ lệ chọn thành cơng khoảng 1% (Wrigley, 1988).
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 28
Cácphương pháp nhân giống vơ tính
Hiện nay ở các nước trồng cà phê trên thế giới áp dụng 3 phương pháp nhân giống chính đĩ là: giâm cành, ghép và nuơi cấy in vitro.
* Giâm cành
Phương pháp giâm cành cà phê vối ra đời sớm nhất tại Bờ Biển Ngà năm 1935, sau đĩ đến Uganda năm 1940, chủ yếu sử dụng những cành giâm lớn. Kể từ những năm sau 1960 phương pháp giâm cành là hình thức nhân giống chính ở châu Phi với tỷ lệ thành cơng khoảng 60% (Snoeck, 1988)[52].
Kỹ thuật này chỉ áp dụng phổ biến ở các nước châu Phi trồng cà phê vối chu kỳ ngắn. Các nước trồng cà phê vối chu kỳ dài tại châu á trong đĩ cĩ nước ta ít coi trọng phương pháp nhân giống bằng giâm cành. Theo Ferwerda (1969)[47], sau thời gian trồng thử nghiệm cây cà phê được nhân giống bằng phương pháp giâm cành tại Indonexia, nhận thấy cây trồng bằng cành giâm khá mẫn cảm với các điều kiện bất thuận của mơi trường, nhất là khơ hạn, do bộ rễ tơ của cây trồng bằng cành giâm cĩ xu hướng phát triển nhiều trên tầng đất mặt.
* Ghép
Ghép là phương pháp đã được áp dụng từ khá lâu trên thế giới cho cây cà phê. Ngay từ những năm 1888 một nhà làm vườn ở Java đã áp dụng phương pháp ghép chẻ bên hơng thân để ghép chồi cà phê chè lên gốc cà phê dâu da (C. liberica) với ý định làm tăng tính kháng bệnh gỉ sắt của cây cà phê chè. Nhưng kết quả đã khơng được như mong muốn.
Năm 1928 các nghiên cứu về ghép cà phê mới được tiến hành lại tại Bangalore và đã được áp dụng rộng rãi ở các trạm nghiên cứu thuộc cục cà phê và các đồn điền ở nhiều vùng cà phê.
Tại Indonexia, theo Cramer (1957)[43] các nhà nghiên cứu người Hà Lan vào đầu thế kỷ 20 tiếp tục nghiên cứu một số phương pháp ghép để phổ
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 29
biến cho việc trồng cà phê chè cĩ gốc ghép là cà phê dâu da (C. liberica) cĩ khả năng kháng tuyến trùng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy đã cải thiện được rõ rệt về độ đồng đều của vườn cây thể hiện qua năng suất quần thể cao, quả chín tập trung. Tuy nhiên, vấn đề ở phương pháp này là tính khơng tương hợp giữa chồi và gốc ghép, thường hiện tượng này chỉ xảy ra khi cây đã cho quả.
Năm 1993, Ramachandran và các cộng sự đã nghiên cứu ghép ngọn thành cơng đối với những chủng Cv. Cauvery trên gốc ghép cà phê vối.
Năm 1999, Anvil Kumar và Srinivasan đã mơ tả chi tiết phương pháp ghép nối ngọn để phục vụ trong sản xuất.
Nghiên cứu của Van der vossen,1977 ghi nhận được tỷ lệ thành cơng của phương pháp ghép từ 85-90 % trong điều kiện ở Kenya.
Người ta đã xác định các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ thành cơng sau khi ghép đĩ là :
- Tính khơng tương hợp của gốc và chồi ghép. - Dạng cây.
- Nhiệt đơ và ẩm độ. - ðiều kiện oxy.
- Kỹ năng của người ghép. - Kỹ thuật ghép.
- Tình trạng sức khỏe của chồi ghép và gốc ghép. - Tuổi của chồi và của gốc ghép.
- Cấu trúc giải phẫu của chối và của gốc ghép.
Phương pháp ghép đặc biệt cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc hạn chế các loại bệnh hại rễ, nhất là bệnh do tuyến trùng gây hại thường xuất hiện ở những vùng trồng cà phê lâu năm.
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 30
chè ghép trên gốc cà phê vối để kết hợp được tính kháng bệnh rễ của cà phê vối và chất lượng ngon ở cà phê chè [18].
* Nhân giống bằng in vitro
Việc áp dụng các cơng nghệ mới trong sinh học sẽ cho phép các nhà nghiên cứu đạt tới mục tiêu cải thiện được những tính trạng mang muốn với thời gian nhanh hơn so với các phương pháp truyền thống. Cây cà phê là loại cây lâu năm nhưng cĩ thể gây tạo phơi Xơma từ lá, thân với tần số cao. Do đĩ cĩ thể nĩi rằng cây cà phê là một mơ hình lý tưởng để áp dụng cải thiện giống thơng qua nuơi cấy mơ cũng như chuyển nạp gen [18].
Người đầu tiên báo cáo về nuơi cấy mơ tế bào trên cây cà phê là Starisky (1979) [54], ơng gây tạo được phơi Xơma và cây con từ chồi đứng của Coffea canephora. Cho đến nay trên thế giới đã cĩ rất nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này với nhiều loại mảnh cây khác nhau nhằm giúp cho các nhà chọn giống cĩ thể rút ngắn thời gian chọn tạo ra giống mới.
- Nhân từ mảnh lá: để cấy mảnh lá, dùng lá thuần thục thu trên cành đứng hay cành ngang của cây trồng trong nhà kính, vườn ương hoặc ngồi đồng. Khử trùng bề mặt lá bằng 1,6% Sodium Hypochlorite (30% chất tẩy thương mại) trong vịng 30 phút và rửa 3 lần trong nước cất, 2 lần vơ trùng.
Nếu lấy lá cây trên cây cà phê trồng ở ngồi đồng thì việc khử trùng bề mặt lá khĩ khăn hơn nhiều so với cây trong nhà kính hay vườn ương.
Quy trình được áp dụng để sử lý cho vật liệu ngồi đồng như sau
1-Xử lý 2,6% Sodium hypochlorite trong 30 phút 2-Rửa trong nước vơ trùng
3-ủ qua đêm trong đĩa petri dán kín
4-Xử lý lại trong 2,6% Sodium hypochlorite trong 30 phút 5-Rửa 3 lần bằng nước vơ trùng
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 31
nhưng Sodium và Calci hypochlorite thì khơng độc.
Tại Colombia, các nhà khoa học đã tạo phơi sơma từ lá non thu trên chồi vượt của một số cá thể thế hệ F5 của C. Arabica x Timor hybrid nhận thấy khả năng tạo mơ sinh phơi khác nhau theo kiểu gen (Trịnh ðức Minh,1999) [18 ] .
Noriega và Sondahl (1993) [49] tiếp tục cơng bố nhân phơi Xơma tần số cao trong mơi trường lỏng cho C. Arabica cv. Red Catuai. Mơ phân sinh phơi tách từ cấy mảnh lá được duy trì trong mơi trường lỏng (1/2 MS + 0,5
µM NAA và 5,0 µM Kinetin) trong 30 tuần.
Tại phịng thí nghiệm của Pétiard và ctv, (1993) [72] tiến hành sản xuất phơi Xơma trong hệ thống Bioreactor cho C. Canephora và Arabusta.
Với phương pháp này sau cấy 40 - 50 ngày tạo được 200.000 - 300.000 phơi/lít. Tỷ lệ phơi thành cây là 47% với C. Canephora và 35% với
Arabusta.
- Nhân phơi hữu tính: để cấy phơi cà phê thuần thục, trước khi tách lấy phơi phải khử trùng bề mặt hạt. Theo Trịnh ðức Minh thì các nhà khoa học trên thế giới đã cho hạt ngấm dung dịch Ethanol trong điều kiện chân khơng trong 1 phút, sau đĩ rửa 5 phút trong dung dịch Hypochlorite 0,7%. Trước khi tách lấy phơi ngâm hạt đã khử trùng trong nước cất vơ trùng 36 - 48 giờ.
Sondahl (1988) [53] khử trùng thành cơng bằng cách dùng dung dịch 75% chất tẩy thương mại (3,9% NaOCl) rửa trong 30 phút cĩ lắc liên tục 150 vịng/phút, sau đĩ rửa 3 lần trong nước vơ trùng.
- Nhân từ mơ phân sinh mầm nách: Custer (1980) [44] đã lấy từ đốt cây cà phê con C. Arabica trồng trong điều kiện vơ trùng cấy trên mơi trường MS cĩ bổ sung BA (44µM) và IAA (0,6µM) ở quang kỳ 16 giờ (2000 lux) và nhiệt độ 25 + 0,50C. Sau 2-5 tuần, tính trung bình mỗi đốt phát triển 2,2 chồi. Sử dụng NAA (1,1 µM) trong điều kiện che tối hồn tồn kích
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nơng nghiệp……… 32
thích sự ra rễ của chồi non cắt ra từ chồi nách. Ơng khuyến cáo nên cắt đốt khi cây in vitro được ít nhất 3 tháng tuổi và trong quá trình cấy nên giữ lại lá. Dublin (1975) [69] đã áp dụng quy trình tương tự cho cây Arabusta.
- Nhân từ bao phấn: Baumann và ctv (1993)[38] thơng báo về sự hình thành các khối tế bào đơn bội khi cấy tiểu bào tử C. arabica. Tách lấy bao phấn từ nụ hoa trước đĩ đã nuơi cấy 2 ngày. Cấy tiểu bào tử trên mơi trường 1/2 MS + 6-12% sucrose, mật độ 43.000 - 70.000 tiểu bào tử/lít.
Nhân in vitro được ứng dụng rất đa dạng, tuy nhiên chủ yếu nhằm hỗ chợ cho cơng tác chọn tạo giống. ðể phục vụ trực tiếp cho sản xuất thì các phương pháp nhân giống truyền thống vẫn đĩng vai trị chính.