Tính chống bệnh có thể là cách vừa để tăng năng suất vừa để duy trì năng suất với mức chi phí sản xuất thấp (Hoopes và Plaisted, 1987) [48]. Sử dụng các giống chống sâu bệnh thường là phương pháp tốt nhất để phòng trừ sâu bệnh (Howard, 1982) [50]. Về nguồn gene chống bệnh, Vavilov, 1949 [89] cho rằng các trung tâm nguồn gen của các loài cây trồng là những nơi tốt nhất để tìm ra các gene chống bệnh. Thực vậy, các loài khoai tây dại có một phạm vi sống rất rộng lớn từ Trung Mỹ đến Nam Mỹ, nơi chúng đã trở nên thích nghi với các yếu tố bất thuận của môi trường và đã phát triển tính chống chịu mạnh mẽ đối với nhiều loại sâu bệnh (Hawkes, 1994) [42]. Việc nhận biết Trung và Nam Mỹ là các trung tâm khởi nguyên của loại (genus) Solanum, cũng như của các nguồn gene chủ yếu chống lại các loại sâu bệnh còn bị thiếu ở các giống khoai tây châu Âu, đã dẫn đến hàng loạt các chuyến đi thu thập các nguồn vật liệu di truyền khoai tây bắt đầu bởi các nhà khoa học Nga trong những năm 1920. Một số các tập đoàn nguồn gene khoai tây đã được thiết lập trên thế giới như, tập đoàn Vavilov ở Nga, Ngân hàng gene Hà Lan - Đức ở Braunsweig, Đức, Gross- Lusewitz, Đức, tập đoàn khoai tây của khối thinh vượng chung (CPC) ở Anh quốc, Sturgeon Bay ở Mỹ, Bancarce ở Argentina, Valdivia ở Chile, và tập đoàn khoai tây thế giới tại Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) ở Peru (Bradshaw và Mackay, 1994) [20].
Như vậy, nguồn vật liệu Andigena chống bệnh virus và bệnh mốc sương nhập từ CIP, năm 2005, với nền di truyền rộng, là rất có giá trị để chọn tạo ra các giống khoai tây mong muốn.
Di truyền và chọn tạo giống chống bệnh mốc sương (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary)
Có thể bệnh mốc sương khoai tây là một bệnh khoai tây quan trọng nhất trên thế giới, trừ những vùng nhiệt đới khô nóng (Hooker, 1981). Bệnh mốc sương còn có tầm quan trọng hơn đối với những Vùng cao nhiệt đới ẩm nơi mà bệnh này là một trở ngại lớn đối với sản xuất khoai tây (Ross, 1986) [67].
Trước kia, người ta chỉ thấy kiểu sinh sản hữu tính (mating type A2) của nấm bệnh Phytophthora infestans ở thung lũng Toluca, Mexico; những vùng trồng khoai tây còn lại của thế giới được xem như là chỉ có kiểu sinh sản vô tính (mating type A1). Tuy nhiên, trong những năm 1980, người ta đã phát hiện ra rằng kiểu sinh sản hữu tính của Phytophthora infestans đã có cả ở các nước châu Âu, Trung Đông, châu Á và Nam Mỹ (Spielman và các đồng tác giả, 1991) [75]
và cả ở Mỹ và Canada (Deahl và các đồng tác giả, 1991) [29]. Với kiểu sinh sản
hữu tính, nấm bệnh mốc sương có nhiều độc tính hơn, gây bệnh dữ dội hơn và có khả năng kháng lại một số thuốc trừ nấm. Điều này làm cho việc kiểm soát bệnh mốc sương bằng mọi biện pháp, trong đó có chọn tạo giống, trở nên khó khăn hơn. Tuy vậy, chọn tạo giống và sử dụng giống chống bệnh mốc sương đã, đang và sẽ vẫn là một phương pháp kiểm soát bệnh mốc sương có hiệu quả nhất và có nhiều triển vọng.
Trong mối quan hệ ký chủ và vật ký sinh, Vander Plank đã đưa ra một cặp thuật ngữ, tính chống dọc (vertical resistance, VR) và tính chống ngang (horizontal resistance, HR) với việc phân loại dựa trên một số đặc điểm của tính chống (Vander Plank 1963 [85], 1968 [86]). Theo Vander Plank, VR có tính chất chuyên nòi riêng biệt, không lâu dài và bền vững, đơn gen, có tính chất gen đối gen, biểu thị toàn bộ và làm chậm dịch bệnh; HR không có tính chất chuyên nòi, bền vững, đa gen, không gen đối gen, biểu thị không toàn bộ và làm giảm tốc độ nhiễm bệnh (Parlevliet and Niks, 1989) [64]. Vander Plank, 1984, đã làm rõ quan niệm của ông về mặt dịch tễ học. Về thuật ngữ, VR cũng còn được gọi là tính chống siêu nhậy (hypersensitivity), chống không đồng đều, chống với gene chính, chống chuyên nòi, trong khi HR cũng còn được gọi là chống từng phần, chống tổng hợp, chống trên đồng ruộng, chống lâu dài, chống đa gene, chống với gene phụ, chống đồng đều, chống không chuyên nòi và chống làm giảm tốc độ. Các thuật ngữ VR và HR hiện nay được chấp nhận một cách rông rãi (Simmonds 1979 [73] và Singh, 1983 [74]).
Trong các chương trình chọn tạo giống khoai tây gần đây và hiện nay, chọn tạo giống khoai tây chống bệnh mốc sương được định hướng theo chọn tạo giống có tính chống ngang (HR), tính chống bền vững. Các dòng khoai tây Andigena chống bệnh mốc sương nhập từ CIP năm 2005 là những dòng khoai tây đã được chọn tạo theo hướng có tính chống ngang (HR).
Di truyền và chọn tạo giống chống bệnh virus
Các loại virus là những sinh vật gây bệnh khoai tây quan trọng. Việc sử dụng các giống chống bệnh là một trong những cách có hiệu quả nhất làm giảm đi những mất mát do chúng gây ra (Swiezynski, 1994) [79]. Có tới 36 loại vius và viroid hại khoai tây (Stevenson và các đồng tác giả, 2001) [76]. Người ta vẫn chưa hiểu biết nhiều về tương tác giữa virus và khoai tây dẫn đến tính chống bệnh như thế nào, cho dù chúng đang được nghiên cứu một cách mạnh mẽ (Swiezynski, 1994) [79].
Đối với các loại bệnh virus, có nhiều kiểu chống bệnh khác nhau. Biến dị di truyền cả ở virus và ký chủ có thể ảnh hưởng đến mức độ chống nếu tác động tới sự tương tác giữa virus và cây. Mức độ chống cũng còn có thể phụ thuộc vào các điều kiện mà trong đó virus và cây tương tác. Nhiều kiểu khác nhau và nhiều mức khác nhau của tính chống virus diễn ra ở cây khoai tây. Các thuật ngữ được dùng để định nghĩa chúng thường là không chính xác (Swiezynski, 1994) [79]. Chọn tạo giống chống bệnh virus là một trong những phương pháp cơ bản nhất để kiểm soát bệnh virus, nâng cao năng suất khoai tây. Trong số các dòng Andigena, nhập từ CIP năm 2005, được sử dụng trong đề tài nghiên cứu này, nhóm các dòng chống bệnh virus đã được dùng làm bố mẹ cho lai tạo giống.
1.4.4 Phương pháp chọn tạo giống truyền thống