Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CÀ CHUA
1.3.1.1.Phương phỏp chọn tạo giống cà chua
Cho tới nay, ở hầu hết cỏc nước, chủ yếu vẫn sử dụng cỏc phương phỏp truyền thống trong chọn tạo giống cà chua, bao gồm: lai hữu tớnh và chọn lọc quần thể phõn ly; lai hữu tớnh kết hợp chọn lọc liờn tục những cõy cú ớt nhất cỏc tớnh trạng khụng cú lợi; chọn lọc hợp tử; và chọn giống ưu thế lai F1. Thời gian gần đõy, ứng dụng cụng nghệ sinh học, đặc biệt là cụng nghệ gen trong chọn tạo giống cà chua đó được triển khai mạnh ở một số nước và tổ chức quốc tế. Bờn cạnh những thành tựu về cụng nghệ gen, việc ứng dụng hiệu quả ưu thế lai vào cõy cà chua được phỏt triển mạnh ở thế kỷ 20.
* Chọn tạo giống cà chua bằng phương phỏp lai hữu tớnh và chọn lọc quần thể phõn ly
Những năm qua, hầu hết cỏc giống cà chua mới tạo ra ở cỏc nước, phần lớn sử dụng phương phỏp lai hữu tớnh. Cỏc sơ đồ lai đơn, lai kộp, lai ba, lai trở lại… với cỏc nguồn vật liệu mục tiờu, kết hợp chọn lọc tớnh trạng mong muốn được ỏp dụng phổ biến đó tạo ra nhiều giống cà chua cú năng suất cao, chất lượng tốt và khỏng được một số loại sõu bệnh hại chớnh. Bằng phương phỏp này đó phục trỏng
nhiều tớnh trạng nụng học quớ như năng suất, chớn sớm, kớch thước quả…là tớnh trạng đa gen. Chọn giống chống chịu cỏc điều kiện bất thuận thụng qua sử dụng nguồn gen hoang dại và bỏn hoang dại trong lai xa cũng được nhiều nhà chọn giống ỏp dụng, đó cho ra đời nhiều giống cú khả năng chịu nhiệt, chịu hạn, chịu mặn và chịu giỏ rột.
Bờn cạnh phương phỏp lai hữu tớnh là phương phỏp dung hợp tế bào trần
kết hợp được tớnh chống chịu của L.peruvianum và dung lượng tỏi sinh cõy của L. esculentum ở con lai của chỳng. Đa số cỏc con lai này là tứ bội (2n=4x= 48) cú một số con lai lục bội, chứa 2 genom của L. esculentum và 4 genom của
L.peruvianum.
Để tạo dũng thuần cà chua, cỏc phương phỏp chọn lọc được sử dụng gồm: chọn lọc phả hệ, chọn lọc hỗn hợp cải tiến, hay phương phỏp một hạt. Trong chọn tạo giống cà chua, phương phỏp chọn lọc một hạt từ chọn lọc cõy ưu tỳ (SSD) hiệu quả hơn chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc dũng thuần và chọn lọc nhúm tớnh trạng: số quả/ cõy, năng suất cỏ thể, khỏng bệnh hộo xanh vi khuẩn (dẫn theo Bựi Thị Lan Hương, 2010) [16].
* Chọn giống từ cỏc nguồn vật liệu địa phương và nhập nội
Bản thõn cỏc giống địa phương là những quần thể đa dũng, vỡ thế khả năng chọn lọc dũng thuần từ chỳng là cú thể. Cỏc nguồn gen nhập nội thường là những nguồn gen cú những đặc tớnh quớ mà nhà chọn giống quan tõm, tuy nhiờn sự khỏc biệt về địa lý, đũi hỏi phải cú sự đỏnh giỏ, so sỏnh để tuyển chọn ra cỏc dũng giống phự hợp với điều kiện sinh thỏi của nơi nhập về. Bằng phương phỏp này, cỏc nhà khoa học đó tuyển chọn được nhiều giống cà chua cú năng suất cao ổn định và chống chiu tốt với điều kiện bất thuận.
* Chọn giống ưu thế lai về năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu
Hiệu quả ưu thế lai của cà chua được phỏt hiện từ đầu thế kỷ 20. Hướng chọn tạo và phỏt triển cỏc giống cà chua lai F1 đang rất được quan tõm đầu tư ở tất cả cỏc nước cú sản xuất cà chua. Ngày nay ưu thế lai được sử dụng rộng rói trong sản xuất do con lai F1 cú những ưu điểm vượt trội hẳn so với bố mẹ như chỉ số chớn sớm, chất lượng, năng suất, độ đồng đều quả cao, cú khả năng chống chịu sõu bệnh hại và điều kiện bất lợi của mụi trường tốt (Alica et al., 2001)[61]. Một loạt cỏc nghiờn cứu về ưu thế lai năng suất, hàm lượng chất khụ, độ dày của quả và mối quan hệ giữa ưu thế lai và đa dạng di truyền được nghiờn cứu rất cụng phu tại Trung tõm Nghiờn cứu phỏt triển rau màu thế giới (AVRDC), và đó cú những thành tớch nhất định (AVRDC, 2004) [70]. Cỏc kết quả nghiờn cứu về ưu thế lai trờn cõy cà chua đều cho thấy, khả năng chống chịu của con lai F1 với cỏc điều
kiện bất lợi của mụi trường tốt hơn so với dũng bố mẹ nhờ phản ứng bảo vệ rộng. Khả năng chống chịu cỏc loại sõu hại núi chung của con lai F1 được biểu hiện khụng phụ thuộc vào sự tồn tại của cỏc gen khỏng đặc thự (Eigenbrod, 1994) [88].
Nghiờn cứu về ưu thế lai ở cỏc tớnh trạng chất lượng cho thấy, cõy F1 thể hiện tớnh trội hoàn toàn hay khụng hoàn toàn ở một số tớnh trạng như dạng quả, độ dày cựi, số ngăn quả và độ cứng quả, hàm lượng chất tan...Kết quả phõn tớch hàm lượng chất tan ở quả cà chua của 105 tổ hợp lai từ phộp lai diallen cho thấy cú 17 tổ hợp cú biểu hiện UTL cao hơn bố mẹ, trong đú tổ hợp cú hàm lượng chất tan cao nhất đạt 7,68 và 7,24% (Yadav et al., 1998) [157].
Ứng dụng ưu thế lai trong chọn giống cà chua được tiến hành ở nhiều nước. Bungary là nước đầu tiờn sử dụng ưu thế lai cà chua. Hiện nay, gần như tất cả cỏc giống cà chua cú mặt trờn thị trường thế giới đều là cỏc giống lai F1 kể cả giống cho ăn tươi và chế biến. Sử dụng cỏc giống lai F1 giỳp tăng năng suất cà chua của Mỹ và Israel lờn khoảng 27-38% trong vũng 20 năm. Đõy là một trong những thành tựu quan trọng nhất mà cỏc nhà chọn tạo giống đạt được trong thời gian qua (Dẫn theo Trần Khắc Thi, 2011) [45].
Hiện nay, hàng năm cỏc cụng ty của Hà Lan đó đưa ra hàng loạt cỏc con lai cú ưu thế lai cao về năng suất và chất lượng quả ra thị trường. Cỏc cụng ty ở Nhật, Phỏp, Singapore đó giới thiệu nhiều giống cà chua cú năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu với cỏc điều kiện bất lợi của mụi trường, cú dạng quả và màu sắc hấp dẫn.
* Chọn lọc giao tử
Vấn đề chọn lọc giao tử và hợp tử trong chọn tạo giống cà chua được đặt ra trong những năm cuối thế kỷ 20, nhằm tạo nhanh cỏc giống thớch ứng với cỏc điều kiện của mụi trường, đặc biệt là nhiệt độ cao và một số cỏc yếu tố kớch thớch khỏc. Phương phỏp chọn lọc giao tử và hợp tử cú thể làm tăng phổ biến dị, di truyền, phục vụ chọn lọc và tạo cỏc kiểu gen chống chịu với điều kiện bất thuận. Bằng phương phỏp chọn lọc giao tử dưới nền nhiệt độ cao và thấp, chọn lọc hợp tử (phụi non), bước đầu đó thu được những kết quả khả quan, tạo ra một số giống thớch hợp trồng trong điều kiện nhiệt độ cao, cú phổ thớch ứng rộng, cú khả năng trồng nhiều vụ trong năm đặc biệt là vụ Xuõn Hố. (Kiều Thị Thư, 1998) [52]; (AVRDC, 2003) [70].
* Ứng dụng chỉ thị phõn tử trong chọn tạo giống cà chua
Nhờ những tiến bộ của cụng nghệ sinh học, đặc biệt là cụng nghệ AND đó giỳp cho quỏ trỡnh chọn tạo giống cà chua trở nờn dễ dàng và hiệu quả hơn nhiều. Sự kết hợp giữa phương phỏp truyền thống và cụng nghệ AND đó hỡnh thành
hướng chọn tạo giống mới đú là chọn tạo giống nhờ chỉ thị phõn tử (Marker assited selection= MAS) và biến nạp gen (Gene transformation). Chỉ thị phõn tử và bản đồ di truyền giỳp cỏc nhà chọn giống nhận biết được cỏc gen của nhiều tớnh trạng nụng sinh học là điều kiện đỏnh giỏ nguồn gen và chọn giống cà chua dựa trờn chỉ thị phõn tử (Jiaxin Xu et al., 2012) [107]. Chọn giống nhờ chỉ thị phõn tử ở cà chua cú liờn quan đến liờn kết chặt với mức độ đa hỡnh trong cỏc loài cà chua trồng khi sử dụng phương phỏp này ( Bựi Thị Lan Hương, 2010) [16].
Những năm gần đõy, việc ứng dụng cụng nghệ sinh học trong chọn tạo giống cà chua đó mang lại những thành tớch đỏng kể. Ứng dụng cụng nghệ sinh học trong việc xỏc định hỡnh thỏi cõy con (Rao et al., 2006) [138], đỏnh giỏ đa dạng di truyền và mối quan hệ của cỏc giống cựng chi Lycopersicon (Alvares et a.l, 2001) [63]; (Kochieva et al, 2002) [115]; (Tikunov et al., 2003) [148]. Chỉ thị phõn tử cũn được dựng để xỏc định cỏc chỉ thị liờn kết với cỏc tớnh trạng quan trọng, phõn lập gen và thiết lập bản đồ gen của cõy cà chua (Saliba-Colombani et al, 2000) [142]; (Areshchenkova and Ganal, 2002) [66]; (Barry and Pandey, 2009) [75]; (Sanchez et al., 2010) [141].
Để phỏt triển cỏc giống cà chua chất lượng cao trong sản xuất, sử dụng phương phỏp lai trở lại và phõn tớch tớnh trạng số lượng của hai loài phụ
Lycopersicon hirsutum LA 407 và L. esculentum, Eileen et al., (2004) [89], đó chứng minh hai tớnh trạng đa gene (QTL trờn bản đồ gene nằm trờn cỏc nhiễm sắc thể số 4 và số 11) cú vai trũ làm tăng màu đỏ của quả cà chua. Điều này mở ra hướng ứng dụng trong cụng tỏc chọn tạo giống cà chua giàu lycopen và cà chua cú chất lượng cao (Georgelis N., et al. 2004) [98].