Hầu hết hạt giống cà chua lai F1 thương mại được sản xuất từ cỏc dũng mẹ hữu dục và cho đến nay phương phỏp khử đực, thụ phấn bằng tay vẫn được sử dụng khỏ rộng rói. Mặc dự kỹ thuật thụ phấn bằng tay được xem là phương phỏp tốn kộm nhất và mất thời gian nhất. Tuy nhiờn do giỏ trị của cỏc giống ưu thế lai và mức chi phớ cho hạt giống chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng chi phớ đầu tư nờn phương phỏp này vẫn được sử dụng phổ biến, đặc biệt là tại cỏc nước cú giỏ trị lao động tương đối rẻ như Thỏi Lan, Ấn độ, Việt Nam, Trung Quốc.
Kỹ thuật sản xuất hạt giống lai sử dụng dũng mẹ hữu dục và thụ phấn bằng tay bao gồm một số bước cơ bản: Khử đực- thu thập phấn- thụ phấn. Sự khỏc biệt lớn nhất của kỹ thuật này so với sử dụng dũng mẹ bất dục là khử đực.
a) Khử đực.
Khử đực của dũng mẹ là bước tốn nhiều thời gian nhất trong sản xuất giống cà chua lai F1, ước tớnh cụng đoạn này yờu cầu khoảng 30% - 40% tổng số cụng lao động (Daskalov et al, 1967) [68]. Kỹ thuật khử đực và thụ phấn phải tiến hành riờng biệt, khử đực cần được tiến hành k hoảng 1-2 ngày trước khi hoa nở để ngăn chặn sự tự thụ. Vào thời điểm này lỏ đài bắt đầu tỏch ra, bao phấn và tràng hoa bắt đầu chuyển từ màu vàng nhạt sang màu vàng sậm, khi đú cỏnh hoa vừa mới hộ mở và tạo thành một gúc 45 º với trục, dựng kẹp hoặc panh nhẹ nhàng loại bỏ5 bao phấn.
Bỡnh thường trong điều kiện nhà kớnh khụng cần cú cỏc biện phỏp bảo vệ, bao hoa sau khi khử đực để ngăn chặn khả năng giao phấn. Ở ngoài đồng trời mỏt, khụ cựng với giú to là điều kiện thuận lợi làm tăng tỷ lệ giao phấn, do đú việc sử dụng bao cỏch ly là cần thiết để ng ăn chặn hiện tượng giao phấn xảy ra.
b) Thu thập và bảo quản phấn hoa.
Thụ phấn nhõn tạo cú thể được thực hiện bằng cỏch chuyển trực tiếp phấn từ hoa của dũng bố đến nhụy của dũng mẹ, cú hoặc khụng cú sự trợ giỳp của cụng cụ thụ phấn (Kẹp, kim, tăm, điểm bỳt chỡ, muỗng).
Thụ phấn trực tiếp tốn nhiều thời gian hơn và đũi hỏi một số lượng cỏc cõy của dũng bố lớn hơn so với việc sử dụng phấn hoa đóđược thu thập trước đú. Hơn nữa, với việc thụ phấn trực tiếp, phấn hoa cú thể khụng được hỡnh thành trong điều kiện mụi trường tối ưu (20-28OC), (Dorossiev, 1976) [76]; (Hafen and Stevenson, 1956a) [101], hoặc chưa đủ thành thục so với phấn h oa đó được thu thập trước đú (Sanjeev et al, 2008) [156]. Phấn hoa đạt chất lượng tốt nhất khi được thu thập từ những bụng hoa hoàn toàn trưởng thành, sau khi thu thập phấn hoa cú thể được bảo quản trong một khoảng thời gian (Dempsey and Yamaguchi, 1960) [70]; (Visser, 1955) [175], giỳp người sản xuất chủ động và linh hoạt trong quỏ trỡnh lai tạo. Ở nhiệt độ trong phũng phấn hoa cú thể được dựng trong 5 ngày mà khụng ảnh hưởng đến sức sống của hạt phấn. Nếu phấn hoa được bảo quản ở điều kiện mỏt (nhiệt độ liờn tục 10/09o C) trong 7 ngày cũng khụng thấy sự suy giảm đỏng kể khả năng tồn tại của hạt phấn (Cross et al, 1997) [64]. Cũng cú thể dựng phương phỏp đụng lạnh để bảo quản phấn hoa cà chua, trong điều kiện -80 º C, sau 5 tuần bảo quản, cỏc bụng hoa được thụ phấn từ cỏc mẫu phấn hoa đụng lạnh vẫn cho tỷ lệ đậu quả tương tự và số lượng hạt /quả tương đương những bụng hoa được thụ phấn bằng phấn hoa mới thu thập. Cỏc kết quả tương tự cũng đó thu được khi phấn hoa đó nhiều lần làm mỏt và làmấm lờn tới sỏu chu kỳ (Boe, 1988) [48]. Phương phỏp thu thập phấn hiệu quả nhất là thu những bụng hoa mới nở của dũng bố, bảo quản trong điều kiện 10°C, ẩm độ mụi trường trong một hoặc hai
ngày trước khi tỏch phấn, sau đú sử dụng thiết bị rung để tỏch hạt phấn ra khỏi hoa (Dorossiev, 1976) [76].
Dựa trờn nguyờn tắc tung phấn khi cú dao động của ống phấn, một số mỏy thu phấn hoa đóđược phỏt minh ra (Cottrelldormer, 1945) [63] để thu thập phấn từ hoa trờn cõy. Tuy nhiờn, nhiều nghiờn cứu cho rằng việc thu thập hoa trước khi tỏch hạt phấn cú thể thu được lượng hạt phấn tăng 50% so với biện phỏp thu phấn trực tiếp.
c) Thụ phấn
Đầu nhụy cú khả năng tiếp nhận hạt phấn 2-3 ngày trước khi hoa nở, vỡ vậy thụ phấn giai đoạn hoa chớm nở vẫn cú thể cho tỷ lệ đậu quả và năng suất hạt cao (Dempsey and Boynton, 1962) [71].
Phấn hoa sau khi thu thập được đưa lờn đầu nhụy bằng một cụng cụ thụ phấn hoặc thụ phấn trực tiếp từ cỏc dụng cụ chứa phấn. Hiệu quả của kỹ thuật thụ phấn khụng chỉ thể hiện ở lượng phấn hoa sử dụng mà là sự đảm bảo đầu nhụy nhận được hạt phấn nhiều hay ớt. Một số nghiờn cứu đóđỏnh giỏ hiệu quả của một số cụng cụ thụ phấn khỏc nhau như kim tiờm, kẹp và bàn chải lụng lạc đà…., cỏc dụng cụ này đều đảm đảm bảo thụ phấn tốt và giảm sự thất thoỏt phấn hoa, song thụ phấn hoa bằng một loại thỡa nhỏ chuyờn dụng là tốt nhất (Hafen and Stevenson, 1956a) [101]. Sử dụng cỏc dụng cụ thụ phấn cú nhiều ưu điểm nhưng cũng cú những hạn chế nhất định đú là phải cú một dụng cụ đựng phấn riờng và hạt phấn khụng được bảo vệ trong quỏ trỡnh di chuyển từ dụng cụ chứa phấn đến đầu nhụy (giú cú thể làm bay mất hạt phấn). Vỡ vậy cung cấp trực tiếp phấn hoa lờn đầu nhụy từ cỏc dụng cụ đựng phấn là kinh tế nhất. Hiện nay một số cụng ty sản xuất hạt giống đó sử dụng dụng cụ đựng phấn bằng thủy tinh hỡnh chữ J để chuyển trực tiếp phấn hoa lờn đầu nhụy. Ngoài ra,ống đựng phấn bằng thủy tinh dạng thẳng cú nắp đậy với một pit tụng di chuyển phấn hoa đến vị trớ mong muốn cũng được sử dụng rộng rải (Dorosiev, 1976) [76]. Tốt nhất nờn sử dụng những loại ống đựng phấn thớch hợp cho việc tỏch hạt phấn và bảo quản hạt phấn. Phấn
hoa cú thể được sấy khụ (kể cả sấy khụ đúng băng) trong cỏcống, niờm phong và được lưu trữ trong điều kiện phự hợp và cuối cựng được đưa sử dụng trực tiếp cho cụng việc thụ phấn. Việc bổ sung vào phấn hoa chất pha loóng như lycopodium
casein đó được bỏo cỏo nhưng khụng đạt kết quả như mong muốn (Daskaloff, Yordanov, Ognianova, 1967) [68].
Kỹ thuật thụ phấn nờn được lặp đi lặp lại 2-3 lần để đảm bảo cho hoa đó được thụ phấn hồn toàn đồng thời tăng số hạt/ quả. (Gottl, 1963) [95]. Thời điểm thụ phấn được cho là hiệu quả nhất từ 10-12h hàng ngày và sau thời gian khử đực 2- 3 ngày (Sanjeev K al, 2007) [156]. Sau khi thụ phấn cú thể dựng bao cỏch ly để bao cỏc bụng hoa đó thụ bằng tỳi giấy trỏnh quỏ trỡnh giao phấn xảy ra nếu khoảng cỏch ly giữa cỏc giống khụng đảm bảo (Hanson et al, 1998) [102].
Sức sống của vũi nhụy trong thời gian thụ phấn là vụ cựng quan trọng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sản xuất hạt giống lai. Cỏc yếu tố như thời gian thụ phấn trong ngày (Dempsey and Boynton, 1962) [71], tỡnh trạng dinh dưỡng của cõy trồng, và độ tuổi của cõy, cú thể cú ảnh hưởng đến sức sống của vũi nhụy. Đối v ới hầu hết cỏc giống cà chua, nhiệt độ tối ưu cho quỏ trỡnh t hụ phấn từ 20°C đến 30°C (Smithet al., 1935) [162]. Tuy nhiờn, tỷ lệ đậu quả và số hạt giống trờn quả phụ thuộc vào tỷ lệ nảy mầm của phấn hoa cũng như thời gian cần thiết để thụ tinh. Trong khoảng thời gian ống phấn nảy mầm và di chuyển vào noón nếu nhiệt độ khụng phự hợp cú thể gõy ra hiện tượng rụng hoa hoặc số lượng hạt giống trong quả thấp.