Chọn tạo giống ựược con người thực hiện từ rất sớm vì thế nên khi khoa học chọn giống phát triển con người ựã nhanh chóng tìm kiếm những ựột biến tự nhiên, tạo ra những ựột biến nhân tạo làm vật liệu khởi ựầu cho chọn tạo giống. Kắnh hiển vi quang học ra ựời và công nghệ sinh học phát triển ựã hỗ trợ thêm cho ngành chọn tạo giống truyền thống, ngành chọn tạo giống ựã bước sang ựỉnh cao và các giống cà chua mới lần lượt ra ựời
Chọn giống là tạo ra sự tiến hóa có ựịnh hướng của thực vật, nhằm thay thế các thực vật có sẵn trong tự nhiên theo ý muốn của con người, hình thành nên những kiểu di truyền mới ựạt hiệu quả cao hơn.
Cà chua du nhập vào Châu Âu ở thế kỷ VI nhưng nó chỉ thực sự ựược chú ý ựể chọn giống vào năm 1750 khi cà chua ựược trồng làm thực phẩm ở Anh. Năm 1886 ở trường ựại học Nông nghiệp Michigân (Mỹ) ựã tiến hành chọn lọc và phân loại cà chua trồng trọt. Cùng thời gian ựó ẠW.Livingston ựã chọn lọc và ựưa ra 13 giống trồng trọt [23].
để thuận lợi cho quá trình chọn tạo giống các nhà khoa học ựi vào giả mã sơ ựồ gen ở nhiễm sắc cà chuạ Năm 1947 Young và Macarther ựã chỉ ra bản ựồ vị trắ của 31 gen trên bộ nhiễm sắc thể của cà chuạ Dựa vào bản ựồ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 18
gen và ựặc ựiểm thực vật học các nhà khoa học tiến hành phân loại cà chua theo nhóm. Từ ựây tiến hành lai xa ựể tạo nguồn vật liệu theo mục ựắch chọn lọc, các phép lai thử khả năng kết hợp ựược tiến hành và thiết lập thành hệ thống.
Hogen Boom (1972) ựã tiến hành lai giữa các loài phụ trong họ
Lycopersicon cho ta bảng kết quả về khả năng kết hợp các giao tử của hai giống bố và mẹ như sau:
Bảng 2.2. Khả năng kết hợp giữa các chi cà chua khác nhau
L.esẹ L.pim. L.min L.hir. L.chị L.per.
L.esẹ + + + + EA EA L.pim. + + + + EA EA L.min + + UI + EA EA EA L.hir. + + UI + UI + SI UI ? EA L.chị UI UI UI ? SI EA L.per. UI UI UI UI EA SI
+ = có thể lai (no serious barrier ); SI = tự bất hợp UI = Chỉ có thế lai thuận ( Unilateral incompatibility) EA = Chết phôi
? = không mang lại kết quả ( No results known)
Khi kết quả lai giữa các chi trong loài lycopersicon ựược công bố, giúp cho các nhà chọn tạo giống chọn bố mẹ trong lai xa và xác ựịnh bố mẹ tạo ưu thế lai cao nhất.
Các giống chống chịu nóng ra ựời làm cho diện tắch, sản lượng trồng cà chua thế giới tăng ựột biến. đặc biệt những giống này giúp cho quá trình rải vụ, cà chua có thể trồng sang các tháng mùa hè tránh ựựơc tình trạng sản phẩm cà chua chắnh vụ bị mất giá, tạo ra nguồn sản phẩm quanh năm cho ăn tươi và chế biến.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 19
Ngoài vấn ựề chọn giống chịu nóng thì chọn giống chống chịu vi khuẩn là một loại bệnh cà chua quan trọng nhất ở vùng nhiệt ựớị Các giống cà chua ăn tươi của AVRDC ựều chọn theo hướng kháng vi khuẩn (Hay ward 1991).
Các nhà nghiên cứu ở AVRDC ựã nhận biết ựược nhiều vật liệu có mang gen kháng ToMV. Một số vật liệu chứa gen Tm22ựược sử dụng cho chương trình lai tạo giống cà chua như L127 (ah-Tm2a) (Mỹ), ohioMR-12 (Mỹ), MR- 13 (Mỹ).
Với tầm quan trọng của mình, cây cà chua ựã thu hút ựược sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giớị Các nghiên cứu về nó ựều nhằm mục ựắch tạo ra ựược các giống mới có ựặc tắnh di truyền phù hợp với nhu cầu của con ngườị để ựạt ựược mục ựắch chung ựó, mỗi nhà chọn giống có các phương pháp chọn tạo khác nhau như: chọn lọc cá thể, lai hữu tắnh, sử dụng ưu thế lai hay ứng dụng công nghệ sinh học, ... và mỗi người lại chọn tạo theo những ựịnh hướng khác nhau, nhưng tập trung chủ yếu theo 4 hướng nghiên cứu chắnh:
+ Tạo giống chống chịu với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận. + Tạo giống chống chịu với sâu bệnh hạị
+ Tạo giống có chất lượng phục vụ cho ăn tươi, chế biến. + Tạo giống phù hợp với cơ giới hóạ
Các giống chống bệnh ựược bắt ựầu từ Mỹ do Essary và Edgerton với việc phổ biến các giống chống bệnh héo xanh Fusarium có tên là ỘTeennssee RedỢ chọn bằng phương pháp chọn lọc quần thể từ nguồn chống chịu ngoài ựồng.
Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với ựiều kiện bất thuận
Nhiều nghiên cứu cho rằng, sinh trưởng, phát triển và chất lượng cà chua phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố ngoại cảnh. Chắnh vì vậy, chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận là một
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 20
hướng ựi ựược nhiều nhà khoa học quan tâm. Các nhà chọn giống ựã sử dụng nguồn gen của cà chua hoang dại và bằng các con ựường chọn giống khác nhau: lai tạo, chọn lọc giao tử dưới ựiều kiện bất thuận, chọn lọc hợp tử (phôi non), ựột biến nhân tạo nhằm tạo ra các giống cà chua có khả năng chống chịu tốt với ngoại cảnh bất thuận.
Chọn lọc nhân tạo hạt phấn trên cơ sở ựa dạng hoá di truyền của chúng là một trong những phương pháp chọn giống. Nhiều nghiên cứu cho thấy ở cà chua bằng cách chọn lọc hạt phấn với nhiệt ựộ cao, có thể nâng cao sự chống chịu của giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng [28].
Các nhà chọn giống cà chua của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau Châu Á (AVRDC) ựã phát hiện ra rằng: chất lượng quả của các giống cà chua chọn tạo cho vùng khắ hậu ôn ựới sẽ kém khi ựem trồng chúng trong ựiều kiện nhiệt ựớị Thành công lớn nhất phải kể ựến ựó là tập ựoàn các dòng, các nguồn gen mà họ ựem gửi ở các trường ựại học, viện nghiên cứu, các nhà khoa học của trên 60 nước trong khu vực Nam Mỹ, Châu Phi, vùng ựảo Thái Bình Dương và Châu Á ựều thể hiện khả năng vượt trội so với các giống ựịa phương về năng suất, tắnh chịu nhiệt và khả năng chống chịu với sâu bệnh. Tập ựoàn ựó bao gồm các dòng như: CL33d-0-2-2; CL122-0-3-3; CL502F5- 14; 8d-0-7-1-1; 32d-0-1-15; 32d-0-1-4, ... (Villareal,1978) [70]. Cũng trong thời gian này, các nhà khoa học Ý ựã ựưa ra một loạt giống chịu hạn năng suất cao, có thể thu hoạch bằng cơ giới như CS 80/64; CS 67/74; CS 72/64.
Từ năm 1981-1983, các cơ quan nghiên cứu của Ấn độ (Trường đại học Nông nghiệp Punjab ở Ludhiana và Viện nghiên cứu Nông nghiệp Ấn độ) ựã tạo ra các giống cà chua có năng suất cao, chất lượng tốt, ựặc biệt có thể duy trì ựược chất lượng thương phẩm trong thời gian dài ở ựiều kiện mùa hè là:Punjab chhuhara và Pusa Gaurav (Sight, Checma 1989) (Trắch dẫn theo Kiều Thị Thư, 1998) [8].
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 21
ựiều kiện nhiệt ựộ 35,90C/23,70C (ngày/ựêm) tại Tamil Nadu (Ấn độ), có 124 dòng ựược ựánh giá là có khả năng chịu nhiệt. Trong ựó, LẸ12 và LẸ36 có tỷ lệ ựậu quả cao nhất. Khi tiến hành lai chúng với nhau và với PKM thì con lai của tổ hợp LẸ12 x LẸ36 ựã cho tỷ lệ ựậu quả cao nhất (79,8%) [48].
Sau thời gian hợp tác nghiên cứu và thử nghiệm với AVRDC, các nhà khoa học Thái Lan ựã giới thiệu 2 giống cà chua có khả năng chịu nhiệt cao là SVRDC4 (thử nghiệm tại đại học Khon Khan) và L22 (thử nghiệm tại đại học Chiang Mai). Các giống này ựã ựược trồng rộng rãi ở nhiều vùng của Thái Lan (Nikompun và Lumyong, 1989) [56].
Trong ựiều kiện mùa hè (biên ựộ nhiệt ựộ ngày/ựêm là 400C/250C) tại Ấn độ, các nhà khoa học ựã xác ựịnh ựược 8 dòng có tỷ lệ ựậu quả cao (60-83%) dùng làm vật liệu cho chọn tạo giống chịu nhiệt là: EC50534, EC788, EC455, EC126755, EC276, EC10306, EC2694, EC4207 [33].
Trong chương trình về các dòng tự phối hữu hạn, vô hạn có khả năng cho ựậu quả ở giới hạn nhiệt ựộ cực ựại 320C - 340C và cực tiểu 220C - 240C, các nhà khoa học của AVRDC ựã tạo ra ựược một số giống cà chua lai có triển vọng, ựược phát triển ở một số nước nhiệt ựới như: CLN161L, CLN2001C, CL143, ... (Morris,1998) [40].
J.T.Chen và P.Hanson(AVRDC) cho rằng nếu giai ựoạn hình thành quả cà chua có nhiệt ựộ cao hơn 300C, có thể sử dụng sản phẩm Tomatotone (Tomatolan) hay axit 4-Chlorophenoxy axetic pha với nồng ựộ thắch hợp phun trực tiếp lên chùm cà chua ựã có 3 - 5 hoa nở vào lúc chiều mát (sau 3 giờ chiều) ựể kắch thắch hình thành nhiều quả, quả to, năng suất caọ
Nghiên cứu ựánh giá 17 giống cà chua phục vụ ăn tươi (table tomato) ở đại học Kasetsart tại Thái Lan, Tu Jianzhong (1992) ựã chọn ựược 2 giống cà chua FMTT33 và MFTT277 cho năng suất cao (81 tấn/ha), có khả năng chịu nhiệt, thắch hợp cho việc sản xuất ở vùng nhiệt ựới [66]. Tiến sĩ Eduar do Blumwald, Califonia-Mỹ, ựã tạo ra loại cà chua có khả năng sống trên ựất
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 22
mặn bằng cách chèn một ựoạn ADN của một loài cỏ nhỏ thuộc họ cải, có quan hệ họ hàng với cây Mù tạc, vào hạt cà chua rồi ựem trồng (Eduar do Blum Wald, cà chua biến ựổi gen chống chịu mặn, http://www Vnex press.net/Viet Nam/khoa học/2001/08/3B9B 3736). Một số giống lai F1 của công ty S&G Seeds (Hà Lan) mới ựưa ra thắch hợp trồng ở vùng nhiệt ựới như Rambo, victoria, Jackal... ựều có khả năng chống chịu bệnh tốt, ựậu quả tốt trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao, tiềm năng năng suất khá [58].
Các nhà chọn giống Pháp cũng nghiên cứu và ựưa ra thị trường nhiều giống cà chua lai F1 có khả năng ựậu quả ở nhiệt ựộ cao, chống chịu sâu bệnh, cho năng suất và chất lượng tốt.
Trong quá trình chọn tạo giống, thu thập và ựánh giá nguồn gen nói chung, nguồn gen chịu nóng nói riêng ựược coi là công việc quan trọng và cần thiết ựể tạo ra giống mớị Việc thu thập này ựược nhiều nhà khoa học, các cơ quan nghiên cứu quan tâm và cũng có những thành tựu nhất ựịnh. Cụ thể, AVRDC ựã thu thập ựược 48.723 mẫu giống cà chua từ 153 nước. Tập ựoàn này gồm các mẫu giống thuộc các loài Lycopesicon esculentum; L.Cheesmaii; L.pimpinellfolium và các dòng lai giữa Lycopesicon esculentum x
L.pimpinellfolium; L.Cheesmaii x L.minutum. Còn Viện nghiên cứu tài nguyên cây trồng Quốc tế (NBPGR) tại Ấn độ ựã thu thập ựược 2.659 mẫu giống từ Ấn độ và 43 nước khác trên thế giới (Chu Jinping,1994) [41].
Theo Metwally, các nhà chọn giống Ai Cập cũng thu ựược trên 4000 mẫu giống thuộc loài Lycopersicon esculentum, chi Lycopersicon từ 15 nước. Qua ựánh giá cho thấy, chỉ có khoảng 40 mẫu của tập ựoàn này có khả năng chịu nhiệt ở mức ựộ caọ điển hình như các giống Poter; Saladette, Gamad, Hoset, ... [55].
Hiện nay, việc hợp tác giữa AVRDC với các công ty tư nhân ngày càng mở rộng và có hiệu quả. Qua nghiên cứu 29 công ty giống của Châu Á cho thấy 33% các giống sẽ ựưa ra trong tương lai có sử dụng nguồn gen của AVRDC.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 23
Các nguồn gen có nhu cầu cao là: gen kháng bệnh (33%), chịu nóng (20%), thắch ứng rộng (17%), chất lượng (15%), năng suất (14%).
Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với sâu bệnh hại
Song song với hướng chọn tạo giống cà chua chống chịu với ựiều kiện bất thuận, chọn tạo giống cà chua có khả năng chống chịu với các loại bệnh hại cũng là một hướng ựi dành ựược nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học.
Trong chương trình nghiên cứu về mối quan hệ của cà chua trồng và cà chua dại với bệnh virút xoăn lá cà chua, các nhà khoa học ựã thử nghiệm, ựánh giá khả năng kháng bệnh virút xoăn lá của 1201 dòng, giống cà chua ở hai ựiều kiện: trong phòng thắ nghiệm và ngoài ựồng ruộng từ năm 1986- 1989. Kết quả nghiên cứu cho thấy có 4 dòng cà chua (thuộc 2 loài
L.hirsutum và L.peruvianum) là: PI390658, PI390659, PI127830, PI127831 có khả năng kháng với bệnh xoăn lá cà chuạ Ở cả hai ựiều kiện thử nghiệm, các dòng này ựều không có biểu hiện triệu chứng của bệnh xoăn lá cà chua sau khi lây nhiễm bệnh bằng bọ phấn trắng. Ngoài ra, mật ựộ và thời gian sống của bọ phấn ở các dòng kháng ựều thấp hơn các dòng nhiễm trong ựiều kiện ngoài ựồng ruộng [68].
Nhằm phát triển cà chua trên những vùng ựất thấp, các nhà chọn giống Indonesia tiến hành nghiên cứu khả năng chịu nhiệt và chống bệnh héo xanh vi khuẩn trên các dòng, giống nhập nội và con lai của các dòng, giống ựó với các giống ựịa phương. Trong chương trình ựó ựã có hai giống ựược công nhận là Berlian và Mutiara (Permadi,1989) [57].
Các nhà khoa học thuộc trường đại học Nông nghiệp Philipin ựã ựưa ra một số giống vừa có khả năng chống bệnh héo xanh vi khuẩn, ựồng thời có thể ựậu quả tốt ở ựiều kiện nhiệt ựộ cao như: Marikit; Maigaya; Marilag [61].
PT4225 và PT3027 là hai giống của AVRDC ựược lựa chọn trong chương trình ựánh giá các giống cà chua phục vụ chế biến tại đại học
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 24
Kasetsart (Thái Lan). Các giống này có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng chống nứt quả, chịu bệnh virút trong ựiều kiện nhiệt ựới (Chu Jinping, 1994) [41].
Qua thử nghiệm so sánh 156 giống nhập nội, Jiulong, Dahong ựã ựưa ra 4 giống gồm: Flora 544, Heise 6035, Ohio 823, FL.7221. Bốn giống này thể hiện tắnh kháng bệnh Cucumovirus và Tomabovirus (Lin Jinsheng; Wang Longzhi ey al, 1994) [52].
Trong chương trình hợp tác cải tiến giống cà chua có triển vọng của Viện Nghiên cứu & Phát triển Nông nghiệp Malaisia ( MARDI) với Trung tâm nghiên cứu & phát triển rau Châu Á (AVRDC) và Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Nhiệt ựới (TARC) ựã ựưa ra ựược 6 dòng có khả năng chịu nhiệt, chịu héo xanh vi khuẩn là: TM1, TM2, TM3, TM5, TM6 và TM10 (Melor 1986) [54].
Các nhà khoa học của AVRDC ựã tiến hành thử nghiệm, ựánh giá khả năng kháng bệnh ToLCV của 6 giống cà chua (CHT1312, CHT1313, CHT1372, CHT1374, CHT1358 và Tainan-ASVEG Nọ6 - ựối chứng) ở bốn ựịa ựiểm: AVRDC, Annan, Luenbey, Sueishan, trong thời gian từ năm 2002 - 2004. Kết quả cho thấy, khả năng kháng của các giống CHT là rất tốt, tỷ lệ nhiễm bệnh chỉ từ 5 - 11% trong khi tỷ lệ nhiễm bệnh của ựối chứng luôn ở mức cao 74 - 100% (2002) và 86,5 - 100% (2003) [31, 35, 36] .
Dựa vào những kết quả nghiên cứu của PYTs, đài Loan ựã ựưa các giống cà chua lai CHT1200, CHT1201 vào sản xuất với tên gọi chắnh thức là Hualien- ASVEG Nọ13 và Hualien-ASVEG Nọ14. Các giống này có quả dạng oval, chắc, khi chắn có màu vàng cam, hàm lượng ư-carotene cao, tỷ lệ nứt quả thấp, có khả năng kháng ToMV và nấm héo rũ Fusarium chủng 1 và 2 [31, 36].
Tháng 8/2005, AVRDC giới thiệu 3 giống cà chua mới là CLN2026D; CLN2116B; CLN2123Ạ Các giống này thuộc loại hình sinh trưởng hữu hạn, có khả năng chống chịu với bệnh héo xanh vi khuẩn, héo rũ, xoăn lá, ựốm lá,
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ. 25
khảm lá, các giống này cũng có khả năng chịu nóng tốt. đến tháng 1/2006, AVRDC tiếp tục ựưa ra giống cà chua thuộc loại hình sinh trưởng bán hữu hạn, trong gen có chứa alen Ty-2 mang tên CLN2498. Giống có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng chống chịu ựặc biệt với virus xoăn lá cà chua (ToLCVs) ở nhiều ựiều kiện sinh thái khác nhau [34].