2.3.2.1 Nghiên cứu, chọn tạo giống cà chua chịu nóng
Một trong các xu hướng của nhà nghiên cứu khoa học hiện nay là tạo ra các giống cà chua chịu nhiệt. Chọn tạo giống cà chua có khả năng sinh trưởng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 19
bình thường và ra hoa ựậu quả ở trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao có ý nghĩa vô cùng to lớn trong việc ựảm bảo cung cấp cà chua tươi quanh năm. Một trong những mục tiêu của dự án phát triển cà chua của trung tâm rau Châu Á (VARDC, 1986) ựối với giống cà chua ựó là: Chọn giống năng suất cao, thịt quả dày, màu sắc thắch hợp, khẩu vị ngon, chất lượng cao, chống nứt quả, ựậu quả tốt ở ựiều kiện nhiệt ựộ và ẩm ựộ cao, tiến hành chọn giống chống chịu.
Từ năm 1972, Trung tâm rau Châu Á (VARDC) ựã bắt ựầu chương trình lai tạo giống mới với mục ựắch tăng cường sự thắch ứng của những loại rau này ở vùng nhiệt ựới nóng ẩm. Giai ựoạn ựầu tiên của chương trình này bắt ựầu từ năm 1973 ựến năm 1980 với mục ựắch chủ yếu là phát triển các dòng lai tạo có tắnh chịu nóng tốt và chống chịu bệnh héo xanh vi khuẩn; hai tắnh trạng quan trọng nhất này cần phải có trong các giống mới ựể thắch ứng với vùng nhiệt ựới. Dòng triển vọng nhất cho vùng nhiệt ựới này là ỘpioneeringỢ ựã ựược phổ biến qua hàng loạt các chương trình hợp tác phát triển rau ở nhiều quốc gia (Stewen J.M,1977).
Nhiều nghiên cứu về chọn lọc các giống cà chua chịu nóng ựã ựược tiến hành ở Ấn độ, Thái Lan, Trung Quốc và Mỹ cũng như ở nhiều quốc gia khác trên thế giới. để chọn tạo giống cà chua chịu nhiệt các nhà chọn giống trên thế giới ựã sử dụng nguồn gen của các loài hoang dại làm nguồn gen chống chịu với các ựiều kiện bất thuận bằng nhiều con ựường khác nhau như lai tạo, chọn lọc giao tử dưới nền nhiệt ựộ cao và thấp, chọn lọc hợp tử (phôi non), ựột biến nhân tạoẦbước ựầu ựã thu ựược những thành công nhất ựịnh.
Dưới tác ựộng của nhiệt ựộ cao, khả năng của hạt phấn cà chua giữ ựược sức sống ựi vào thụ tinh là khác nhau và phụ thuộc vào kiểu gen (Nguyễn Văn Hiển, 2000). Ở nhiệt ựộ 20-210 C hạt phấn nảy mầm và sinh trưởng ống phấn với tốc ựộ lớn nhất. Dưới tác ựộng của nhiệt ựộ 40 - 450 C trong thời gian 4 giờ thì hoa bị hỏng, làm giảm rất mạnh sức sống hạt phấn và
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 20
từ ựó làm giảm rất mạnh tỷ lệ ựậu quả.
Chọn lọc nhân tạo hạt phấn trên cơ sở ựa dạng hóa di truyền của chúng là một trong những phương pháp chọn giống tương ựối hiệu quả. Nhiều nghiên cứu cho thấy ở cà chua bằng cách chọn lọc hạt phấn với nhiệt ựộ cao có thể nâng cao sự chống chịu của cây ở giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng (Nguyễn Văn Hiển, 2000).
Trong nghiên cứu về biến ựộng hạt phấn và tỷ lệ ựậu quả của các kiểu gen cà chua dưới 2 chế ựộ nhiệt cao và tối ưu; Abdul và Stommel (1995) ựã cho thấy: ở nhiệt ựộ cao các kiểu gen mẫn cảm với nóng hầu như không ựậu quả, tỷ lệ ựậu quả của các kiểu gen mẫn cảm trên chịu nóng trong khoảng 45 Ờ 65%. Như vậy phản ứng của hạt phấn khi xử lý nóng phụ thuộc vào từng kiểu gen và hiện nay chưa có quy luật chung ựể dự ựoán trước về tỷ lệ ựậu quả ở ựiều kiện nhiệt ựộ cao.
Ở Ấn độ trong ựiều kiện mùa hè, nhiệt ựộ ngày ựêm là 400 C/250 C ựã xác ựịnh các dòng có tỷ lệ ựậu quả cao 60 Ờ 83% là EC50534, EC788, EC455, EC276, EC126755, EC10306, EC2694, EC4207 dùng làm vật liệu lai tạo giống chịu nhiệt (Ku C.G, Opena RT and Chen J.T,1998). Trong ựiều kiện nhiệt ựộ ngày ựêm là 35,90 C/23,70 C tại Tamil Nadu (Ấn độ), 124 dòng cà chua ựã ựược ựánh giá khả năng chịu nhiệt trong ựó 2 dòng là LE.12 và LE.36 có tỷ lệ ựậu quả cao. Khi lai chúng với nhau và với PKM thì con lai của tổ hợp LE.12 ừ LE.36 ựã cho tỷ lệ ựậu quả cao nhất (79,8%) (Opena R.T.S.K. Green, N.S. Talekar and J.T.Chen, 1989).
Trường đại học Nông nghiệp Punjab ở Ludhiana - Ấn độ, năm 1981 ựã chọn tạo ra giống Punjab chhuhara có năng suất cao (75 tấn/ha), với chất lượng quả tốt, quả to trung bình, chắc, không hạt, không chua, thịt quả dày, quả chắn ựỏ ựều ựặc biệt quả có thể duy trì ựược chất lượng thương phẩm trong thời gian dài ở ựiều kiện nhiệt ựộ mùa hè, thắch hợp cho thu hoạch cơ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 21
giới, vận chuyển và bảo quản lâu dài. Năm 1983, Viện nghiên cứu Nông nghiệp Ấn độ ở New Dellhi chọn tạo ra giống Pusa Gaurav cũng mang ựặc ựiểm tương tự Punjab Ludhiana, thắch hợp cho cả ăn tươi lẫn chế biến chịu vận chuyển và bảo quản lâu dài (Sight, Checna 1989) (Trắch dẫn theo Kiều Thị Thư, 1998).
đánh giá 9 dòng cà chua về khả năng chịu nóng, Abdul Baki, (1991) ựã rút ra những ưu thế của nhóm chịu nóng ở một loạt các tắnh trạng: ựậu quả, nở hoa, năng suất quả, số hạt/quảẦCác dòng chọn lọc trong thắ nghiệm có tỷ lệ ựậu quả và năng suất cao hơn giống chịu nóng (tương ứng là 70% và 52%). Nhiệt ựộ cao làm giảm năng suất, ựộ nở hoa và tỷ lệ ựậu quả ựồng thời cũng làm tăng tỷ lệ dị dạng của quả như nứt quả, ựốm quả, mô mọng nước, quả nhỏ và không thành thục. Khả năng sản xuất hạt dưới nhiệt ựộ cao bị giảm hoặc ức chế toàn bộ (ở nhiệt ựộ 290 C ban ngày và 280 C ban ựêm).
Kết quả ựánh giá nguồn gen chịu nóng và khả năng ựậu quả trong ựiều kiện nhiệt ựộ cao ở Ai Cập cho thấy: trong số 4050 mẫu giống trong tập ựoàn giống thế giới có dưới 15 giống có khả năng chịu nóng tốt và ựều thuộc loài
Lycopersicum esculemtum. điển hình là mẫu giống: Gamad, Hotset, Portert, Saladette và BL6807 (Trần Thị Minh Hằng, 1999).
Công ty giống rau quả Technisem của Pháp năm 1992 ựã ựưa nhiều giống cà chua tốt như: Roma VF, Rossol VFA, Rio Gramde, Tropimech VF1- 2, Heinz, 1370, F1 campaẦCác giống này ựều có ựặc ựiểm là chịu nhiệt, năng suất cao, quả chắc, hàm lượng chất khô cao, chịu vận chuyển và bảo quản lâu, chất lượng cảm quan tốt, chống chịu sâu bệnh (Trần Thị Minh Hằng, 1999).
Nhiều công trình nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC) cho thấy những giống cà chua ựược chọn tạo trong ựiều kiện ôn ựới không thắch hợp với ựiều kiện nóng ẩm vì sẽ tạo những quả
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 22
kém chất lượng như quả chắn có màu ựỏ nhạt, nứt quả, vị nhạt hoặc chua (Kuo và cs, 1998). Các dòng chọn tạo, các vật liệu gen từ AVRDC ựã ựược gửi tới các nhà khoa học của các Viện nghiên cứu, các trường ựại học trên 60 nước ở khắp các nước trong khu vực nhiệt ựới như Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và các vùng ựảo Thái Bình Dương. Các dòng này ựã thể hiện khả năng vượt trội so với các giống ựịa phương về năng suất, tắnh chịu nhiệt và khả năng chống chịu sâu bệnh.
Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á còn phát triển chương trình về các dòng tự phối hữu hạn và vô hạn có khả năng cho ựậu quả ở giới hạn nhiệt ựộ cực ựại 32 - 340 C và cực tiểu 22 - 240 C ựã ựưa ra nhiều giống lai có triển vọng ựược phát triển ở một số nước nhiệt ựới như CLN161L, CLN2001C, CL5915-204DH, CL143Ầ.(Morris, 1998).
2.3.2.2 Nghiên cứu, chọn tạo giống cà chua chất lượng
Việc chọn tạo giống cà chua ựã có nhiều tiến bộ trong khoảng 200 năm trở lại ựây và bắt ựầu ở Châu Âu. Italia là một trong những nước ựầu tiên phát triển các giống cà chua mới. Họ chọn các giống có sự khác nhau về tắnh trạng quả, chủ yếu là màu sắc quả.
Năm 1863, 23 giống cà chua ựược giới thiệu trong ựó giống Trophy ựược coi là giống có chất lượng tốt nhất. Chương trình thử nghiệm của Liberti Hyde Bailey ở trường Nông nghiệp Michigan (Mỹ) bắt ựầu từ năm 1886 ựã tiến hành chọn lọc phân loại giống cà chua trồng trọt. A.W.Livingston là người Mỹ ựầu tiên nhận thức ựược việc phải chọn tạo giống cà chua. Từ năm 1870 ựến năm 1893 ông ựã giới thiệu 13 giống ựược chọn lọc theo phương pháp chọn lọc cá thể. Năm 1900, Moore và Simon ựã chọn tạo ựược giống cà chua ỘXẻ KhoanỢ. Tiếp ựó vào năm 1908, G.W. Midleton chọn ựược mẫu giống cà chua ỘChân thiện MỹỢ từ giống ỘXẻ KhoanỢ. Năm 1914, B. Goeft chọn ựược mẫu giống Cooper Specisl có loại hình sinh trưởng vô hạn, thắch hợp cho việc trồng dày và sử dụng máy khi thu hoạch (Tạ Thu Cúc ,1983).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 23
Chương trình thử nghiệm của Liberti Hyde Bailey tại trường nông nghiệp Michigan (Mỹ) bắt ựầu từ năm 1886, tác giả ựã tiến hành chọn lọc, phân loại giống cà chua. Từ năm 1870 ựến 1893, A.W.Livingston ựã giới thiệu 13 giống cà chua trồng trọt ựược giới thiệu theo phương pháp chọn lọc cá thể. Khoảng hơn 200 năm trước việc chọn tạo giống cà chua trồng riêng cho các vùng, chọn giống chịu bệnh ựã có nhiều tiến bộ. Người Italia là những người ựầu tiên phát triển các giống cà chua mới này. Sau ựó người ta chú ý hơn ựến việc chọn giống cà chua theo mục ựắch sử dụng riêng. Nhìn chung hiện nay hướng chọn tạo giống cà chua trên thế giới phụ thuộc vào ựiều kiện khắ hậu ựất ựai của từng vùng, kỹ thuật canh tác hay nhu cầu chế biến, ăn tươi mà xác ựịnh sự ựa dạng trong công tác chọn tạo loại cây trồng này. Những giống cà chua mới phải có năng suất cao, ổn ựịnh, mềm dẻo sinh thái, chống chịu một số bệnh cơ bản của từng vùng sản xuất. Cuối thế kỷ XIX có trên 200 dòng, giống cà chua ựã ựược giới thiệu rộng rãi (Nguyễn Hồng Minh, Kiều Thị Thư,1999)
Nhiều công trình nghiên cứu của trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC) cho thấy những giống cà chua chọn tạo trong ựiều kiện ôn ựới không thắch hợp với ựiều kiện nóng ẩm vì sẽ tạo những quả kém chất lượng như có màu ựỏ nhạt, nứt quả, vị nhạt hoặc chuaẦ(Kuo và cs, 1998). Theo ý kiến của Anpachev (1978), Iorganov (1971), Phiên Kì Mạnh (1961) (dẫn theo Kiều Thị Thư, 1998) thì xu hướng chọn tạo giống cà chua mới là: + Tạo giống chắn sớm phục vụ cho sản xuất vụ sớm;
+ Tạo giống cho sản lượng cao, giá trị sinh học cao, dùng làm rau tươi và nguyên liệu cho chế biến ựồ hộp;
+ Tạo giống chắn ựồng loạt thắch hợp cho cơ giới hóa; + Tạo giống chống chịu sâu bệnh.
Các nhà chọn tạo giống trên thế giới ựã sử dụng nguồn gen của các loài hoang dại làm nguồn gen chống chịu với các ựiều kiện bất thuận bằng nhiều
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 24
con ựường khác nhau như lai tạo, chọn lọc giao tử, hợp tử, ựột biến nhân tạoẦbước ựầu ựã thu ựược những thành công nhất ựịnh.
Các giống cà chua lai của công ty lai Ấn Ờ Mỹ ở Bangalore Ấn độ như Naveen, IA HS-88-2, Krnatak, Ijaani và Vaishali có năng suất cao, chất lượng tốt, quả tròn, to trung bình, màu sắc ựẹp thắch hợp cả cho ăn tươi lẫn chế biến (Phạm Thị Ân, 2000).
Với mục tiêu chọn tạo giống cà chua chất lượng cao (hàm lượng chất khô, hàm lượng ựường tự do, hàm lượng axit hữu cơ, mẫu mã quảẦ) năm 2013 Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC) ựã ựưa ra giống cà chua màu vàng có hàm lượng ư-Catoten cao cấp 3-6 lần so với giống cà chua màu ựỏ. Ngoài ra giống cà chua này còn có hàm lượng axit thấp hơn, ựộ ngọt tương ựương các giống cà chua quả ựỏ. Giống cà chua này góp phần làm giảm tỷ lệ quáng gà, mù cho trẻ em ựặc biệt là trẻ em ở các nước ựang và kém phát triển. Giống cà chua này ựược trồng phổ biến ở Băng La đét và ựược ựông ựảo người dân ựón nhận (Ho. L. C and Hewitt, 1986).
Trong quá trình nghiên cứu chọn tạo các giống cà chua chất lượng các nhà khoa học ựã ựưa ra kết luận khác nhau. Hương vị cà chua có thể ảnh hưởng ựến chất lượng và chịu ảnh hưởng lớn với sự tác ựộng giữa việc giảm hàm lượng ựường (Glucoza, Fructoza) và axit hữu cơ (axit Citric và axit Malic) (P. Bucheli et al, 1999).
Hàm lượng ựường dễ tan góp phần quan trọng vào việc tạo hương vị thơm ngon cho sản phẩm. Hàm lượng ựường dễ tan trong quả cà chua gồm Fructoza và Glucoza, ở hầu hết các giống chúng ựều tạo lên trên 50% lượng chất khô tổng số. Nhiều công trình nghiên cứu tăng hàm lượng chất khô tổng số cho các giống có năng suất cao thông qua việc lai tạo giữa các loài khác nhau của chi Lycopersicon. Tuy nhiên, nếu hàm lượng chất khô cao thì năng suất giảm và ngược lại do vậy cần dung hòa hai yếu tố này trong công tác chọn
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 25
giống (Nguyễn Thanh Minh, 2003); (Trương Văn Nghiệp, 2006).
Một số nghiên cứu cho rằng việc nâng cao chất khô dễ tan trong giống quả mềm dễ hơn quả chắc. Có thể tạo ra giống có năng suất thấp nhưng hàm lượng chất khô không tan và khó tan, hàm lượng axit cao nhưng ựể tạo ra ựược giống có năng suất cao cùng với các chỉ tiêu cao về chất lượng cao là rất khó (Nguyễn Thanh Minh, 2003)
Hàm lượng axit hữu cơ và ựộ PH là các yếu tố quan trọng tạo nên hương vị quả cà chua. Trong nhiều trường hợp các giống quả chắc có hàm lượng axit thấp vì quả của các giống này có số ngăn nhỏ hơn (với cà chua thì hàm lượng axit chứa trong các ngăn ô cao hơn trong thịt quả). để giải quyết vấn ựề này các nhà nghiên cứu ựã sử dụng phương pháp lai giống có gen quy ựịnh hàm lượng axit cao với giống có tiềm năng năng suất ựể cải thiện lượng axit trong quả.
Vitamin A và C là các thành phần dinh dưỡng chủ yếu trong quả cà chua. Hàm lượng vitamin C liên quan ựến các yếu tố như cỡ quả, dạng quả, số ngăn quả. Thường các giống quả nhỏ có hàm lượng vitamin C cao hơn. Trong quả viatamin C tập chung ở gần vỏ quả, trong mô của ngăn quả. điều này cho thấy các giống quả chắc thường có hàm lượng vitamin C thấp hơn. Ngoài ra các giống quả dài, bộ lá rậm cũng cho quả có hàm lượng vitamin C thấp hơn.
Màu sắc quả cà chua ựược tạo nên bởi sự kết hợp của các sắc tố ựỏ (quy ựịnh bởi gen og) và chất nhuộm màu (quy ựịnh bởi gen hp). Nếu chỉ có sắc tố ựỏ sẽ tác dụng bất lợi ựến hàm lượng vitaminA của quả. Các nhà khoa học ựã dùng phép lai ngược lại ựể chọn gen hp ở thời kỳ cây con và og ở thời kỳ nở hoa thông qua việc xử lý cây con ở nhiệt ựộ thấp. Sự kết hợp này tạo cho con lai duy trì ựược cả hai gen từ thời kỳ cây con cho ựến khi trước khi trồng. Mặt khác sự kết hợp giữa hai gen này tạo cho quả cà chua có màu ựỏ ựẹp. Ngoài ra một số giống có thân lá phát triển tốt, ựộ che phủ cao tạo cho
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 26
quả ắt bị biến ựổi màu do ánh sáng mặt trời.
Tỷ lệ giữa ựộ chắc và dịch quả trong ngăn hạt là một trong những chỉ tiêu ựể chọn giống cà chua chất lượng cao. Dịch quả là nguồn axit quan trọng và giúp người sử dụng cảm nhận ựược hương vị của cà chua. Steven cho rằng việc tăng hàm lượng axit và ựường trong thành phần dịch quả rất cần thiết trong việc tạo hương vị tốt cho các giống cà chua mới, ựặc biệt là trong phục vụ ăn tươi (Steven, 1977).
Tuy nhiên, lượng dịch cao thường gây khó khăn trong công tác vận chuyển, bảo quản và thu hoạch. Vì vậy các nhà chọn giống cần phải kết hợp hài hòa giữa ựộ chắc và dịch quả (Eskin, 1989).
Ngày nay các nhà chọn giống ựã ứng dụng những thành tựu công nghệ sinh học hiện ựại trong công tác chọn tạo giống cà chua như nuôi cấy bao