CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOA LILY
2.4. Thành tựu trong chọn tạo giống cây hoa lily ở Việt Nam
LILY Ở VIỆT NAM
Ở Việt Nam, việc ứng dụng cơng nghệ sinh học trong nghiên
cứu cây hoa nĩi chung và cây hoa chi Lilium nĩi riêng vẫn cịn là một lĩnh vực khá mới mẻ, chủ yếu vẫn là những nghiên cứu về nhân giống in vitro cho lồi hoa này.
Năm 2007, Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Phương Thảo, Ninh Thị Thảo đã bước đầu nghiên cứu việc ứng dụng các kỹ thuật cắt ngắn vịi nhuỵ, cứu phơi và thụ phấn in vitro trong lai tạo giống hoa lily. Tuy chưa tái sinh được cây lai nhưng nhĩm tác giả trên đã
thu được những kết quả khả quan trong lai tạo giống hoa loa kèn ở Việt Nam: tỷ lệ hình thành quả, tỷ lệ hạt cĩ phơi sau khi tiến hành thụ phấn và cứu phơi bằng kỹ thuật nuơi cấy lát cắt bầu nhuỵ.
Trước nhu cầu cấp thiết về tạo giống mới, từ năm 2002, Viện Nghiên cứu Rau quả đã tiến hành nhập nội hàng chục giống lily từ Hà Lan về để tiến hành trồng khảo nghiệm đánh giá đồng thời kết hợp với cơng tác thu thập nguồn gen trong nước để phục vụ cho cơng tác chọn tạo giống.
Giai đoạn 2002 - 2014, Trung tâm NC&PT Hoa, cây cảnh - Viện
Nghiên cứu Rau quả đã đưa ra được các giống hoa lily sau phát triển
ngồi sản xuất:
+ Giống lily Sorbonne: được Bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn (Bộ NN&PTNT) cơng nhận là giống chính thức năm 2009. Hiện tại Sorbonne vẫn là giống lily chủ lực của sản xuất hoa lily (cắt cành và trồng chậu) (chiếm khoảng
70% cơ cấu giống), trồng vào vụ đơng tại miền Bắc Việt Nam.
+ Giống lily Belladonna: Giống hoa màu vàng tươi, chiều cao cây từ 90 - 95cm, chống chịu tốt với bệnh cháy lá và thối củ, giống được Bộ
NN&PTNT cơng nhận là giống cho sản xuất thử năm 2011, trồng vào vụ đơng tại
các tỉnh miền Bắc Hình 2.14. Giống hoa lily Sorbonne
+ Giống lily Yelloween và giống Robina: Giống Yelloween hoa màu vàng chanh, và giống Robina hoa màu hồng tím, hai giống cĩ khả năng chịu nĩng và chịu hạn cao; thời gian sinh trưởng ngắn; được hội đồng khoa
học của Bộ NN&PTNT cơng nhận là giống sản xuất thử năm 2014, trồng vào vụ đơng xuân tại các tỉnh miền Trung
Hình 2.16. Giống hoa lily Yelloween và Robina (nhĩm OT-Hybrid)
+ Giống lily Lake Carey và giống Manissa: Giống Lake carey hoa màu đỏ, giống Manissa hoa màu vàng viền trắng, hai giống cĩ chất lượng hoa cao, khả năng chống chịu tốt với cháy lá và thối củ, được hội đồng khoa học của Bộ NN&PTNT cơng nhận là giống sản xuất thử vào vụ Đơng xuân tại các tỉnh đồng bằng Sơng Hồng và trung du miền núi phía Bắc.
Hình 2.17. Giống hoa lily Lake carey (nhĩm Oriental) và Manissa (nhĩm OT-Hybrid)
Bên cạnh cơng tác chọn giống thì cơng tác lai tạo giống cũng đã
được các cán bộ của Viện tập trung nghiên cứu. Các hướng nghiên
cứu chính của Viện là tạo giống hoa cĩ màu sắc mới, kháng bệnh Fusarium. Sử dụng một hệ thống hồn chỉnh từ thu thập nguồn vật liệu đánh giá, xác định cặp lai tiềm năng, thụ phấn, thụ tinh, cứu phơi và đưa cây con ra ngồi vườn ươm.
Để tạo ra các giống hoa lily mới cũng như tạo nguồn vật
liệu ban đầu, nhĩm nghiên cứu đã tiến hành lai tạo theo 2
hướng: lai cùng lồi trong chi Lilium và lai xa (lai khác lồi trong chi Lilium).
Cĩ 3 nhĩm lai lily quan trọng là: Oriental-hybrids, Longiflorum- hybrids và Asiatic-hybrids. Lai cùng lồi (cùng một nhĩm) thường
đạt tỷ lệ đậu quả cao (80 - 90%), hạt cĩ phơi phát triển bình thường.
Các quả lai khi chín sẽ được tách lấy hạt, đem gieo thành cây để đánh
giá và chọn lọc cây lai cĩ các đặc tính mong muốn.
Từ năm 2008, Rất nhiều giống hoa lily thuộc 5 nhĩm giống (Oriental, OT hybrids, Asiatic, LO hybrids, LA hybrid) đã được
nhập nội từ Hà Lan để phục vụ cho cơng tác chọn giống hoa lily ở Việt Nam.
Đồng thời chúng tơi cũng tiến hành cơng tác thu thập nguồn gen
hoa lily trong nước ở Sa Pa (Lào Cai), Mường La (Sơn La) và Đà Lạt (Lâm Đồng). Kết quả phân tích hình thái ban đầu cho thấy các mẫu giống lily thu thập được thuộc lồi Lilium Poilanei Gagnepain;
Lilium longiflorum thunb, Lilium x formolongi, giống lai LA.
Hình 2.18. Đánh giá sinh trưởng, phát triển của lồi Lilium Poilanei Gagnepain tại Gia Lâm – Hà Nội
Cùng với việc thu thập và đánh giá, nhĩm nghiên cứu cũng đã thành cơng trong việc xử lý phá ngủ củ giống lily hoang dại ở nhiệt
độ 4-5oC, thời gian xử lý 120 ngày, tỷ lệ củ mọc mầm trên 90%
để tiến hành đánh giá sinh trưởng, phát triển của giống lily hoang
dại Lilium poilanei Gagn ở điều kiện đồng bằng. Bên cạnh đĩ đã
nghiên cứu xây dựng được quy trình nhân giống lồi Lilium Poilanei Gagnepain bằng hai phương pháp là phương pháp tách vảy củ và phương pháp nuơi cấy mơ tế bào.
Các mẫu giống nhập nội và thu thập đều được đánh giá đa dạng di truyền thơng qua kỹ thuật RAPD để xác định cặp lai tiềm năng. Đã sử dụng 50 cặp mồi RAPD để đánh giá đa hình các giống, lồi thuộc chi Lilium, trong đĩ đã chọn ra được 23 mồi cho kết quả đa hình tốt. Số
mồi này đã được sử dụng để phân tích cho tồn bộ 16 giống, lồi thuộc chi Lilium. Từ đĩ, đã xác định được đa dạng di truyền của 16 giống, lồi thuộc chi Lilium. Ở mức độ tương đồng di truyền 60%, 16 giống, lồi đã phân thành 3 nhĩm. Trên cơ sở đánh giá và so sánh khoảng cách di truyền chúng tơi đã xác định được 26 cặp lai tiềm năng.
Hình 2.19. Sơ đồ biểu diễn mối liên kết di truyền giữa các giống hoa lily
Các cặp lai triển vọng được tiến hành lai với nhau. Với việc áp dụng các phương pháp thụ phấn thơng thường (đối với phép lai cùng
lồi) và thụ phấn cắt vịi nhụy (đối với phép lai xa), đã thu được 13 tổ hợp lai cĩ quả phát triển bình thường.
Hình 2.20. Các cặp lai cĩ quả phát triển bình thường (vụ đơng, 2008)
Quy trình lai tạo, cứu phơi được chúng tơi thực hiện như sau:
- Phương pháp kiểm tra độ hữu dục của hạt phấn:
Hầu hết hạt phấn của các giống lai Oriental, Longiflorum, Asiatic là hữu dục. Trái lại, ở các giống tam bội (giống lai LA, LO, OL,
OT…) thì hạt phấn thường là bất dục. Tuy nhiên vẫn cĩ một tỷ lệ nhỏ hạt phấn là hữu dục. Do đĩ, khi sử dụng những giống lai này làm bố, chúng ta cần kiểm tra độ hữu dục của hạt phấn trước khi lai bằng cách kiểm tra hạt phấn của từng hoa. Mơi trường kiểm tra sự nảy mầm của hạt phấn là mơi trường MS cĩ bổ sung NAA.
Đánh dấu hoa lấy hạt phấn Hạt phấn nảy mầm trên mơi trường MS Hình 2.21. Kiểm tra độ hữu dục của hạt phấn
- Phương pháp thụ phấn:
Sử dụng phương pháp thụ phấn thơng thường khi lai cùng lồi và phương pháp thụ phấn cắt vịi nhụy khi lai xa để khắc phục rào cản trước thụ tinh. Chú ý là phương pháp thụ phấn cắt vịi nhụy chỉ áp dụng khi lai xa giữa 2 lồi nhị bội đồng
hợp tử. Ví dụ khi lai giữa AA
x OO, LL x OO, OO x AA, OO x TT…Đối với các phép lai lại (backcross) BC1, BC2… thì chỉ cần sử dụng phương pháp thụ phấn thơng thường. Ví dụ như khi lai giữa OO x OT, LA x AA, OT x TT…
- Phương pháp gieo hạt, cứu phơi:
+ Đối với những tổ hợp
lai cùng nhĩm (OO) chúng tơi tiến hành gieo hạt trên mơi trường nhân tạo: Quả lai sau 5 tháng thụ phấn, thu các quả lai và tách lấy hạt. Do hạt lily cĩ tính ngủ nghỉ nên thay vì gieo hạt trực tiếp vào đất (thời gian nảy mầm dài trên 1
năm), nhĩm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp nuơi cấy hạt trên mơi trường dinh dưỡng. Hạt được khử trùng bằng H2O2 trong 15 phút và được đặt trên mơi trường dinh dưỡng thích hợp. Sau một
loạt các thử nghiệm, chúng tơi đã tìm ra mơi trường thích hợp cho hạt lily Orientals nảy mầm là mơi trường: MS + 0,5mg/l Kinetin + 30g/l sacarose. Kết quả: sau 3 tuần, các hạt lai này đã nảy mầm. Khi các cây lai này hình thành lá và củ con, chúng được cấy chuyển sang mơi trường nuơi lớn củ để đưa ra ngồi vườn ươm.
Hình 2.24. Dịng lai lily ra ngơi ngồi vườn ươm
Hình 2.25. Củ lily thu được sau 5 tháng trồng Hình 2.22. Quả lai phát triển sau 60
ngày thụ phấn
Hình 2.23.Củ lily in vitro của cặp lai Sorbonne (OO) x Siberia (OO)
+ Đối với những cặp lai xa chúng tơi tiến hành cứu phơi:
* Tổ hợp lai cĩ Asiatic-hybrids làm mẹ AA x OO, AA x LA, AA x LL… sử dụng phương pháp nuơi cấy lát cắt bầu nhụy và thời gian đưa mẫu vào nuơi cấy sớm hơn (7 - 10 ngày sau thụ phấn): Sau thụ phấn 7 ngày, tiến hành thu những quả non này để cứu phơi. Phương pháp cứu phơi được sử dụng là kỹ thuật nuơi cấy lát cắt bầu nhụy. Các lát cắt từ quả lily được cấy trên các cơng thức mơi trường trong 2 tuần.
Hình 2.26. Nuơi cấy lát cắt bầu nhụy và túi phơi
Kết quả thu được trên mơi trường cơng thức MS + 0,5mg/l
αNAA + 90g/l sacarose cĩ sự phát triển về kích thước tốt nhất.
Sau khi các mẫu này phát sinh hình thái, tiến hành cấy chuyển trên mơi trường:MS + 50g/l sucrose + 0,1mg/l α NAA. Tuy nhiên, tất cả các mẫu hạt sau khi tách và cấy chuyển trên mơi trường mới
đều cĩ các phản ứng tượng tự nhau. Sau 4 tuần nuơi cấy, qua quan
sát mẫu cĩ tỉ lệ chết cao, các mẫu cịn sống khơng cĩ sự phát sinh hình thái.
* Tổ hợp lai giữa các nhĩm Oriental-hybrids, Longiflorum-hybrids, OT-hybrids (OO x OT, OT x OO…): tiến hành cứu phơi giai đoạn sau
thụ phấn 60 ngày, các quả thuộc các cặp lai OT-O, O-OT được tiến hành đưa vào khử trùng, tách lấy túi phơi hoặc phơi. Mơi trường nuơi cấy được thử nghiệm cho sự nảy mầm của túi phơi và phơi là mơi trường: MS/2 cĩ bổ sung α-NAA (0,1 - 1mg/l)
+ 60 - 90 g/l đường sucrose + 100ml nước dừa. Kết quả sau 4 tuần nuơi cấy, các phơi và túi phơi đã nảy mầm và sau 2 tháng đã hình thành cây con (mọc lá mầm đầu tiên và hình thành củ con). Các cây con này được tiến hành cấy chuyển sang mơi trường nuơi lớn củ. Sau giai đoạn nuơi lớn củ thì các cây con này sẽ được đưa ra trồng ngồi vườn ươm để đánh giá, chọn lọc.
Các bước tiến hành nuơi cấy phơi, túi phơi: - Thu quả, khử trùng quả
- Mở quả và tách lấy các hạt cĩ phơi
- Tách lấy túi phơi hoặc phơi, rồi đặt lên mơi trường nuơi cấy - Bao đĩa petri bằng dây nilon
- Đánh dấu cặp lai
Hình 2.27. Các cặp lai OT-O (vụ đơng 2009)
Chú ý: Thao tác tách phơi hoặc túi phơi phải hết sức nhẹ nhàng,
khéo léo để khơng làm vỡ túi phơi hoặc làm tổn thương đến phơi,
ảnh hưởng đến sự nảy mầm của túi phơi hoặc phơi sau này.
* Đối với phép lai cùng lồi (cùng nhĩm): cĩ thể sử dụng cả 3 phương pháp: nuơi cấy nỗn đã thành thục, nuơi cấy túi phơi và nuơi cấy phơi. Nếu sử dụng phương pháp nuơi cấy nỗn thì thu quả chín (sau 3-5 tháng tùy thuộc kiểu gen cặp lai), tách lấy hạt, khử trùng rồi nuơi cấy. Nếu sử dụng phương pháp nuơi cấy túi phơi (hoặc phơi) thì thời gian thu quả thích hợp là 60-70 ngày sau thụ phấn.
Hình 2.28. Quá trình tạo con lai lily
CHƯƠNG III
THÀNH TỰU TRONG NHÂN GIỐNG HOA LILY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM