Nhằm phát triển tăng năng suất và chất lượng đậu tương một cách mạnh mẽ, hàng loạt các tổ chức, các mạng lưới nghiên cứu và cải tạo giống đậu tương trên thế giới đã được thành lập như: Chương trình nghiên cứu đậu tương Quốc tế ở Hoa Kỳ (INTSOY - International Soybean Program), Viện Nông nghiệp nhiệt đới ở Nigeria (IMA - Institute of Tropical Agriculture), Trung tâm phát triển rau màu Châu Á (AVRDC - Asian Vegetable Research Devlopment Center) ở Đài Loan, Viện nghiên cứu lúa quốc tế ở Philippin (IRRI - International Rice Research Institute). Trong đó, Trung tâm phát triển rau màu Châu Á là nơi nghiên cứu và đánh giá tập đoàn gen đậu tương sớm nhất thế giới. Trung tâm này đã thiết lập được hệ thống đánh giá đậu tương và đã chọn lọc thành công 24 giống đậu tương có năng suất cao, có khả năng chống bệnh gỉ sắt và thích ứng với điều kiện canh tác và sinh thái ở nhiều quốc gia.
Công tác nghiên cứu giống đậu tương trên thế giới hướng tới những mục đích: (i) Nhập nội giống sau đó chọn lọc, thử nghiệm với điều kiện của các vùng sinh thái; (ii) Khảo nghiệm các giống ở các vùng sinh thái khác nhau để tìm ra giống có khả năng thích ứng với các vùng sinh thái đó; (iii) Tạo tính trạng mới bằng lai hữu tính và dùng các tác nhân vật lý, hoá học nhằm chọn lọc ra những dòng tốt nhất phục vụ cho sản xuất; (iv) Xác định các địa bàn trồng đậu tương trên thế giới và các nước trồng đậu tương đạt năng suất và sản lượng cao. Với những mục đích trên, công tác này được tiến hành theo hai hướng chính:
(1) Thu thập và nghiên cứu nguồn gen đậu tương làm nguyên liệu cho lai tạo: Tại Trung Quốc và Hoa Kỳ, người ta đã thu thập được tập đoàn giống đậu tương lớn trên thế giới từ nhiều nước khác nhau như: Australia, Brazil, Đức, Nhật Bản, Ấn Độ, Thuỵ Điển, Nga… Tại Nhật Bản, từ năm 1960 một số giống đậu tương đã được lai tạo thành công, ví dụ như giống đậu tương Norin-59 có chất lượng hạt tốt, chống chịu được tuyến trùng, chống đổ, năng suất cao đã được lai tạo từ hai giống bố mẹ là Naugumitacodater và Tokokal. Ở Indonesia, các nhà nghiên cứu đã phân lập được một số giống có thời gian sinh trưởng ngắn từ 70-80 ngày như giống Kerinei, Rinani, MLg 254,
B3334... Các giống này có thể trồng luân canh trên đất sau cây lúa trong điều kiện làm đất tối thiểu hoặc không làm đất vẫn đạt năng suất từ 1,5-1,7 tấn/ha. Ngoài ra, Rafalski và các tác giả cũng đã chọn được các giống cứng cây, chống đổ tốt và chọn lọc thành công một số giống như Will đang được trồng phổ biến ở Indonesia [95].
(2) Thiết lập bản đồ gen đậu tương: Dự án đậu tương lớn nhất tại Hoa Kỳ đã thống kê được 72 bản đồ gen phân tử (molecular genetic maps) và bản đồ gen cổ điển (genetic classical maps) [117]. Các bản đồ gen này định vị được 44.326 locus, 481 gen và nhiều QTL, một phần trong số đó đã được
xác định liên kết với các tính trạng khác nhau. Các QTL có thể chia thành 4 nhóm chính liên quan đến chất lượng hạt và năng suất, bệnh và stress, cấu trúc thực vật... Kết quả giải trình tự gen đậu tương phát hiện thấy 210.991 chỉ thị SSR, tuy nhiên chỉ mới có 33.065 chỉ thị được nghiên cứu xác định trình tự mồi để sử dụng. Nghiên cứu 19.000 mẫu giống đậu tương trong tập đoàn giống đã phát hiện thấy trên 60.000 SNP, nhưng chỉ có khoảng 1500 chỉ thị SNP đang được sử dụng trong các nghiên cứu. Dự án này còn thống kê được 94 loại mầm bệnh và 101 loại bệnh ở đậu tương [117].
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ gen trên cây đậu tương, việc tạo giống nhờ chuyển gen mong muốn như kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ...đã có một số thành tựu. Tuy nhiên, nguyên liệu đậu tương ban đầu vẫn phải chọn tạo từ thành quả nghiên cứu của tập đoàn giống có ưu thế. Vì vậy, việc nghiên cứu và đánh giá tính đa dạng di truyền với các mục đích chọn tạo nhất định vẫn luôn được quan tâm và coi trọng nhất.
Việt Nam là quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời, cho nên cây đậu tương đã được trồng từ rất sớm. Hiện nay, ở nước ta cây đậu tương có vị trí rất quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là ở những vùng nông thôn nghèo, có nền kinh tế chưa phát triển. Ngoài việc cung cấp
nguyên liệu chế biến làm thực phẩm cho con người, nguyên liệu cho xuất khẩu, cây đậu tương còn là nguồn cung cấp thức ăn cho chăn nuôi. Do đó, đậu tương cần được nghiên cứu phát triển mạnh để tăng nguồn đạm cho con người, gia súc và trở thành mặt hàng xuất khẩu chủ lực trong tương lai [3].
Cùng với xu hướng phát triển của thế giới, công tác nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương ở Việt Nam cũng thu được kết quả tốt. Các giống được tạo ra phù hợp với nhu cầu tiêu dùng của nhân dân và điều kiện sinh trưởng từng vùng. Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã thu thập được trên 500 giống đậu tương, trong đó có các giống địa phương có khả năng chống chịu
nóng, chịu hạn và sâu bệnh khác nhau. Các giống nhập nội có hạt to, năng suất cao, chất lượng tốt thích ứng với điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu của nước ta. Ngược lại, giống địa phương có năng suất thấp, chất lượng hạt trung bình nhưng có khả năng chịu nóng, chịu hạn. Các giống được tạo ra cũng phù hợp với mùa vụ gieo trồng từng vùng. Vùng miền núi và trung du bắc bộ, bộ giống thích hợp được nghiên cứu chọn tạo từ nhiều năm nay bao gồm: các giống vụ hè để trồng xen vụ (M103, Cúc Vàng,...) và các giống vụ đông như (VX93, V74...) [7]. Xét trong phạm vi toàn quốc, thì thời điểm nào trong năm chúng ta cũng có đậu tương thu hoạch. Đây là một ưu thế để tổ chức xây dựng công nghiệp chế biến sản phẩm đậu tương phát triển một cách cân đối. Có nhiều phương pháp chọn, tạo giống khác nhau: tuyển chọn giống thông qua tập đoàn nhập nội, lai hữu tính hoặc gây đột biến. Hiện tại, bộ giống đậu tương đưa ra sản xuất đại trà ở nước ta là rất phong phú, song giống đột phá về năng suất thì chưa có nhiều.
Năm 2010, nước ta tăng diện tích trồng đậu tương toàn quốc lên khoảng 500.000-600.000ha, năng suất đạt trung bình 20-22 tạ/ha, sản lượng đạt 1,0-1,5 triệu tấn. Công tác chọn tạo giống kết hợp với các biện pháp kỹ thuật thâm canh tiên tiến ở các địa phương nhất là trung du và miền núi đang ngày càng được quan tâm. Tuy nhiên, qua kiểm nghiệm thực tế cho thấy đậu tương là cây trồng bị nhiều sâu bệnh phá hoại. Cụ thể, có trên 70 loại sâu hại và 17 loại bệnh, trong đó có 12 - 14 loại sâu và từ 4 - 5 loại bệnh phổ biến nhất. Do đó, việc nghiên cứu phát triển các chỉ thị phân tử phục vụ cho chọn giống đậu tương là rất cần thiết.
Chương 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU