Thạc Sĩ Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá

Luận văn thạc sĩ năm 2011
Đề tài: Đánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG . vi
DANH MỤC HÌNH .vii
PHẦN I. MỞ ðẦU 1
1.1. ðặt vấn ñề 1
1.2. Mục ñích và yêu cầu 2
1.2.1. Mục ñích 2
1.2.2. Yêu cầu 3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của câycà chua 4
2.2. Các ñặc ñiểm thực vật học cơ bản của cây cà chua .4
2.3. Yêu cầu của cây cà chua ñối với ñiều kiện ngoại cảnh 5
2.3.1 . Nhiệt ñộ 5
2.3.2 Ánh sáng 6
2.3.3 Nước và ñộ ẩm .8
2.3.4. ðất và dinh dưỡng .8
2.4. Một số thành tựu về chọn giống cà chua ở ViệtNam .8
2.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua kháng virus xoăn vàng lá 10
2.5.1. Nghiên cứu về các nguồn gen kháng virus xoăn vàng lá .10
2.5.2. Bản ñồ phân tử và marker hỗ trợ chọn lọc (MAS) các gen kháng TYLCV .13
2.5.3. ðánh giá các nguồn gen kháng ở các vùng khác nhau 18
2.6. Nghiên cứu về các dạng ñột biến liên quan ñếnsự chín của quả cà chua .20
2.6.1. Ethylene và cơ chế chín của quả .20
2.6.2. Các dạng ñột biến liên quan ñến sự chín củaquả .23
PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .27
3.1. Vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 27
3.1.1. Vật liệu 27
3.1.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu .28
3.2. Nội dung nghiên cứu 28
3.3. Phương pháp nghiên cứu 28
3.3.1. Các thí nghiệm khảo sát ñánh giá tập ñoàn cà chua .28
3.3.2. Nghiên cứu phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá và gen chín chậm rin 34
3.3.3. ðánh giá ñặc tính chín chậm của các mẫu giống mang gen chín chậm rin 36
3.4. Phương pháp xử lý số liệu 37
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
4.1. Khảo sát ñánh giá các mẫu giống trong vụ ñôngxuân (2011) 37
4.1.1. Các giai ñoạn sinh trưởng 37
4.1.2. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây .39
4.1.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm nở hoa 43
4.1.4. ðánh giá tình hình nhiễm bệnh một số bệnh hại chính trên ñồng ruộng 45
4.1.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 49
4.1.6. ðặc ñiểm hình thái và chất lượng quả .52
4.2. Kết quả PCR phát hiện gen Ty-3kháng virus xoăn vàng lá và gen chín chậm rin .58
4.2.1. Kết quả PCR phát hiện gen Ty-3 kháng virus xoăn vàng lá .58
4.2.2. Kết quả phát hiện gen chín chậm rin 59
4.3. ðánh giá ñặc tính chín chậm của quả 60
4.4. Khảo sát ñánh giá một số mẫu giống trong vụ xuân hè muộn (2011) .62
4.4.1. Các giai ñoạn sinh trưởng .62
4.4.2. Một số ñặc ñiểm hình thái và cấu trúc cây .63
4.4.3. Cấu trúc chùm hoa và ñặc ñiểm nở hoa 64
4.4.4. ðánh giá tình hình nhiễm một số sâu bệnh hại chính 64
4.4.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 66
4.4.6. Một số ñặc ñiểm hình thái và chất lượng quả 68
4.5. ðề xuất một số mẫu giống cà chua triển vọng .71
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .74
4.1. Kết luận 74
4.2. Kiến Nghị .75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
PHỤ LỤC .80

PHẦN I. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Cây cà chua (Licopersicon esculentum Mill.) thuộc họ cà (Solanaceae) có
nguồn gốc từ Châu Mỹ, là một trong những loại rau phổ biến và ñược trồng rộng rãi
ở rất nhiều nước trên thế giới.
Sản xuất cà chua ở miền Bắc nước ta khá thuận lợi ñặc biệt là vụ ñông xuân
nên loại rau này ñược trồng chủ yếu từ tháng 10 ñếntháng 4 năm sau (chiếm 70%
sản lượng thu hoạch). Cà chua vụ ñông xuân cho năngsuất và chất lượng khá cao.
Tuy nhiên do thu hoạch tập trung nên giá cả tương ñối thấp, ảnh hưởng ñến thu
nhập của người sản xuất. Trong khi ñó, từ tháng 6 ñến tháng 9 do thời tiết nóng bức
mà nhu cầu cà chua ăn tươi, làm nước giải khát hay phục vụ chế biến và công
nghiệp ñồ hộp lại rất cao, thực tế cà chua ở thời ñiểm này rất khan hiếm, giá lúc này
tăng gấp 2-3 lần so với thời chính vụ. Vì thế, ñã có nhiều biện pháp kỹ thuật nhằm
rải vụ cà chua như trồng sớm hoặc muộn, trồng trongnhà lưới và dùng các giống
chịu nóng, úng và sâu bệnh, tuy nhiên chi phí cho sản xuất cao nên hiệu quả kinh tế
không cao hơn so với vụ ñông xuân.
Hiện nay, trên thế giới ñã phát hiện một số dạng ñột biến làm quả chín chậm
hoặc không chín, từ ñó kéo dài thời gian chín và thời gian tồn trữ sau thu hoạch.
Những giống cà chua có ñặc tính này quả dù ñạt kíchthước và tích lũy ñủ chất khô
nhưng không chín trên cây do mất hoặc giảm khả năngsinh tổng hợp ethylene, là
hoocmon tín hiệu giúp hoạt hóa nhiều enzyme xúc tiến cho quá trình làm quả chín
quả (Barry và cộng sự, 2005). Tính chín chậm hoặc không chín ñược xác ñịnh là do
một số gen quy ñịnh như: gen ức chế quá trình chín của quả, ký hiệu là rin
(repening inhibitor) nằm trên nhiễm sắc thể 5 (Vrebalov và cộng sự, 2002) , gen nor
(non-repening) quy ñịnh tính không chín nằm trên nhiễm sắc thể số 10, gen Nr
(Never-ripening) quy ñịnh tính không thể chín nằm trên nhiễm sắc thể số 9
(Mirrison và cộng sự, 2001). Hiện nay người ta ñã tìm thấy một số chỉ thị phân tử
DNA ñể phát hiện và chọn lọc các gen gây nên tính chín chậm này. Quả cà chua
chín chậm có thời gian sử dụng lâu hơn, ñộ cứng caohơn cà chua thông thường do
ñó không bị thối dập trong khi di chuyển, kéo dài ñược thời gian bảo quản cũng như
thời gian sử dụng mà vẫn ñảm bảo chất lượng. Chính vì thế, chọn tạo giống cà chua
có ñặc tính chín chậm là một giải pháp ưu việt nhằmrải vụ mà không cần trồng trái
vụ trên ñồng ruộng.
Một vấn ñề nữa mà sản xuất cà chua ở miền bắc cũng như nhiều nơi trên thế
giới gặp phải là sự phá hại nặng của virus, ñặc biệt ở vụ sớm, muộn và trái vụ. Cho
ñến nay, biện pháp sử dụng giống cà chua kháng virus ñược coi là hướng hiệu quả
nhất ñể phòng chống bệnh. Chính vì vậy, chọn tạo giống cà chua có khả năng kháng
virus là rất cần thiết. Hiện nay, ñã có 5 gen khángvirus ñược phát hiện là Ty-1, Ty-2, Ty-3, Ty-4và Ty-5. Các chỉ thị phân tử DNA dựa trên PCR cho gen Ty-1(marker
JB-1), Ty-2 (T0302) và Ty-3(P6-25) cũng ñã ñược phát triển và sử dụng rộng rãi
(Penavà cộng sự, 2010). Trong số 3 gen này, Ty-3ñược cho là có thể mang lại tính
kháng tốt với các loài virus ở ðông Nam Á (Ji và cộng sự, 2007a).
Trong quá trình giao lưu và hợp tác, bộ môn công nghệ sinh học ứng dụng ñã
thu thập ñược một tập ñoàn các mẫu giống cà chua ñadạng, phong phú, có chứa các
gen chín chậm và kháng virus. ðể sử dụng chúng trong việc tạo ra giống có ñặc tính
ñiểm chín chậm và kháng virus thì cần thiết phải khảo, sát ñánh giá ñặc ñiểm nông
sinh học, năng suất, chất lượng, khả năng mang gen kháng virus và gen chín chậm.
Vì những lý do trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Phan Hữu Tôn, chúng
tôi ñã tiến hành ñề tài: “ ðánh giá, tuyển chọn một số giống cà chua có khả năng
chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá”
1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1. Mục ñích
- ðánh giá ñược các ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất, chất lượng, ñặc
tính chín chậm và kháng virus trên ñồng ruộng của các mẫu giống cà chua thu thập.
- Phát hiện gen chín chậm và kháng virus trong tậpñoàn cà chua bằng chỉ
thị phân tử DNA.
- Tuyển chọn ñược một số dòng giống tốt.
1.2.2. Yêu cầu
- Khảo sát ñánh giá các ñặc ñiểm nông sinh học, năng suất và chất lượng, ñặc
tính chín chậm và kháng virus trên ñồng ruộng của các mẫu giống cà chua thu thập.
- Sử dụng chỉ thị phân tử DNA phát hiện gen rin(ripening inhibitor) và
gen kháng virus xoăn vàng lá.

PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của cây cà chua
Cà chua là nguồn cung cấp vitamin A và C rất quan trọng, là loại rau ăn quả
ñược sử dụng ở nhiều phương thức khác nhau. Trong quả cà chua chín có nhiều
dinh dưỡng như: ñường, vitamin A, vitamin C và các chất khoáng quan trọng như
Ca, Fe, P, K, Mg (Tạ Thu Cúc, 2002). Edward C. Tigchelaar (1989) ñã phân tích
quả cà chua chín và xác ñịnh thành phần hóa học gồm: 94 - 95% nước, 5 - 6% chất
khô. Trong chất khô gồm có 55% ñường (gluco, fructoza, sucroza), 21% chất không
hòa tan trong rượu (protein, xenlulo, pectin, polysacarit), 12% axit hữu cơ (xitric,
malic, galaturonic, pyrolidon –carboxylic), 7% chấtvô cơ và 5% các chất khác (dẫn
theo Tạ Thu Cúc, 2002).
Theo Võ Văn Chi (1997), cà chua có vị ngọt tính mát, giải nhiệt chống hại
huyết, kháng khuẩn, lọc máu, nhuận tràng, giúp tiêuhoá tốt tinh bột . Nước ép cà
chua kích thích gan, tốt cho dạ dày (dẫn theo Nguyễn Thị Hồng Thuý, 2009). Một
nghiên cứu của Mỹ cho thấy, lycopen trong quả cà chua giúp giảm nguy cơ mắc
bệnh tim mạch. Ngoài ra lycopen ñược ñược chứng minh là có thể ngăn ngừa bện
ung thư tiện liệt tuyến (dẫn theo Trương Văn Nghiệp, 2006).
Sản suất cà chua ở ñồng bằng sông Hồng cho thu nhậpbình quân 42,0 ñến
68,4 triệu ñồng/ha/vụ với mức lãi thuần 15 ñến 26 triệu ñồng/ha, cao gấp nhiều lần
so với trồng lúa (Trương Văn Nghiệp, 2006). Ở ðài Loan hàng năm xuất khẩu cà
chua tươi với tổng giá trị là 925.000 USD và 40.800USD cà chua chế biến, mỗi
hecta có thể ñem lại thu nhập cho nông dân từ 4.000-5.000 USD. Ở. Mỹ hàng năm
tổng giá trị xuất khẩu cà chua rất cao, chỉ tính riêng kim ngạch xuất khẩu năm 1997
ñạt hơn 4 lần so với lúa nước và 20 lần so với lúa mì (Tạ Thu Cúc, 2006).
2.2. Các ñặc ñiểm thực vật học cơ bản của cây cà chua
Cà chua là cây trồng hàng năm, dạng thân bụi, phân nhánh mạnh, có lớp
lông dày bao phủ, trên thân có nhiều ñốt và có khả năng ra rễ bất ñịnh. Chiều cao
và số nhánh rất khác nhau phụ thuộc vào giống và ñiều kiện trồng trọt.
Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, trên ñồng ruộng rễ cà chua có thể phát triển
rộng tới 1,3 m và sâu tới 1 m. Với khối lượng rễ lớn như vậy, cà chua ñược xếp vào
nhóm cây chịu hạn.
Lá cà chua ña số thuộc dạng lá kép, các lá chét có răng cưa, có nhiều dạng
khác nhau: dạng chân chim, lá khoai tây, lá ớt . tuỳ thuộc vào giống mà lá cà chua
có màu sắc và kích thước khác nhau.
Hoa cà chua ñược mọc thành chùm. Có ba dạng chùm hoa là ñơn giản, trung
gian và phức tạp. Số lượng hoa / chùm, số chùm hoa/cây rất khác nhau ở các giống.
Số chùm hoa/ cây dao ñộng từ 4- 20, số hoa /chùm dao ñộng từ 2 - 26 hoa. Hoa ñơn
tính dưới bầu, ñài hoa màu vàng, số ñài và cánh hoatương ứng nhau từ 5 ñến 9. Hoa
lưỡng tính, nhị ñực liên kết nhau thành bao hình nón, bao quanh nhuỵ cái.
Quả cà chua thuộc loại quả mọng, có 2, 3 ñến nhiều ngăn hạt. Hình dạng và
màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra, màusắc quả chín còn phụ thuộc
vào ñiều kiện nhiệt ñộ, phụ thuộc vào hàm lượng Caroten và Lycopen. Khối lượng
quả dao ñộng rất lớn tuỳ theo ñặc ñiểm của giống, từ 3 ñến 200g thậm chí 500g.
2.3. Yêu cầu của cây cà chua ñối với ñiều kiện ngoại cảnh
2.3.1 . Nhiệt ñộ
Cà chua có thể sinh trưởng và phát triển thuận lợi trong phạm vi 20-27
0
C.
Giới hạn nhiệt ñộ tối cao và tối thấp ñối với cà chua là 35
0
C và 12
0
C. Sự quang hợp
của lá cà chua ñạt tối ưu ở 25-30
0
C, trên 35
0
C làm giảm quá trình quang hợp. Nhiệt
ñộ không khí ngày / ñêm trên 30 / 25
o
C làm tăng số ñốt dưới chùm hoa thứ nhất.
Nhiệt ñộ không khí ngày / ñêm trên 30/25
o
C kết hợp với nhiệt ñộ ñất trên 21
o
C làm
giảm số hoa trên chùm. Nhiệt nhiệt ñộ ngày/ñêm trên30/24
o
C làm giảm kích thước
hoa, trọng lượng noãn và bao phấn. Tỷ lệ ñậu quả ñạt tối ưu ở nhiệt 18-20
o
C, nhiệt
ñộ cao vào 2 ñến 3 ngày sau khi nở hoa gây cản trở quá trình thụ tinh, auxin không
ñược hình thành làm cho hoa rụng. Quả cà chua phát triển thuận lợi ở nhiệt ñộ thấp,

Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt
1. Bộ NN và PTNT (2002). Qui phạm khảo nghiệm tính khác biệt, tính ñồng
nhất và tính ổn ñịnh của giống cà chua (10TCN557-2002)
2. Bộ NN và PTNT (2005). 575 giống cây trồng Nông nghiệp mới. NXB Nông
nghiệp, tr 254-257.
3. Bộ NN và PTNT (2006) giống cà chua-quy phạm khảo nghiệm giá trị canh
tác và giá trị sử dụng (10TCN 219 : 2006)
4. Hà Viết Cường (2008). Bài giảng bệnh cây nông nghiệp cho sinh viên ngành
rau hoa quả, trường ðại học nông nghiệp Hà Nội.
5. Tạ Thu Cúc (2006). Kỹ thụât trồng cà chua. NXB NôngNghiệp Hà Nội.
6. Trương ðích (1999). 265 giống cây trồng mới, NXB Nông nghiệp, Hà Nội,
tr.175-187.
7. Nguyễn Hồng Minh và Kiều Thị Thư (1998). Giống cà chua MV1. T ạp
chí Nông nghiệp và CNTP số 7, tr. 317-318.
8. Trần Văn Lài và cộng sự (2005). Kết quả chọn tạo giống cà chua chịu nhiệt
XH5. Kết quả chọn tạo và công nghệ nhân giống một số loại rau chủ yếu.
NXB nông nghiệp, Trang 30-36.
9. Cao Minh Minh (2007). ðánh giá khả năng thích ứng của hai nhóm cà chua
sinh trưởng vô hạn và hữu hạn ñối với ñiều kiện củahai vụ ñông xuân và
xuân hè tại Gia Lâm – Hà Nội. Luận văn thạc sỹ nôngnghiệp, trường ðại
học nông nghiệp I Hà Nội, tr. 39.
10. Trương Văn Nghiệp (2006). ðánh giá tính thích ứng một số tổ hợp lai cà
chua ở vụ ñông xuân, xuân hè tại Gia Lâm – Hà Nội. Luận văn thạc sỹ nông
nghiệp, trường ðại học nông nghiệp I Hà Nội.
11. Dương Kim Thoa, Trần Khắc Thi (2006), “Kết quả nghiên cứu chọn tạo
giống cà chua P18 và giống cà chua lai số 9”. Kết quả nghiên cứu KHCN
về rau- hoa- quả và dâu tằm tơ giai ñoạn 2001-2005. NXB Nông nghiệp
Hà Nội, tr. 22-28.
12. Nguyễn Thị Hồng Thuý (2009). Nghiên cứu một số ñặc ñiểm nông sinh học
của một số tổ hợp lai cà chua vụ xuân hè 2009 tại Bắc Ninh. Luận văn thạc
sỹ nông nghiệp, trường ñại học nông nghiệp I Hà Nội.
13. Kiều Thị Thư (1998). Nghiên cứu nguồn vật liệu khởiñầu phục vụ cho chọn
tạo giống cà chua chịu nóng trồng trái vụ. Luận án tiến sỹ nông nghiệp.
Trường ñại học nông nghiệp Hà Nội, Trang 139.
14. Kiểu Thị Thư (2003). “ðánh giá sơ bộ một số con laiF1 của các tổ hợp lai cà
chua ở vụ xuân hè năm 2001”. Tạp chí KHKT nông nghiệp, tập 1, số 2/2003.
Tiếng Anh
15. Abhary, M. và cộng sự (2007). Molecular biodiversity, taxonomy, and
nomenclature of tomato yellow leaf curl-like viruses. "Tomato Yellow Leaf
Curl Virus Disease: Management, Molecular Biology, Breeding for
Resistance", Spinger.
16. Adams-Phillips, L. và cộng sự (2004). “Signal transduction systems
regulating fruit ripening”. Trends Plant Sci. 9: 331-338
17. Aldrich, J. và C. A. Cullis (1993). "RAPD analysis in flax: optimization of
yield and reproducibility using KlenTaq 1 DNA polymerase, chelex 100, and
gel purification of genomic DNA". Plant Molecular Biology Reporter. 11(2):
128-141.
18. Aloni, R. và cộng sự (1998). “The Never ripe mutantprovides evidence that
tumor- induced ethylene controls them orphogenesis of Agrobacterium
tumefaciens- induced crow galls on tomato stems”. Plant Physiology 117:
841-849.
19. Barry C. S. và cộng sự (2005). “Ethylene insensitivity conferred by the
Green- ripe and Never- ripe 2 ripening mutants of tomato”. Plant Physiol
138: 267-275.
20. Ciardi, J. và cộng sự (2000). “Response to Xanthomon ascamp estris pv. v
esicatoria in tomato involves regulation of ethylene recept or gene
expression”. Plant Physiology 123, 81- 92.
21. Castro, A. P. d.và cộng sự(2007). "Identification of a CAPS marker tightly
linked to the Tomato yellow leaf curl disease resistance gene Ty-1 in
tomato". Eur J Plant Pathol 117: 347–356.
22. Doyle, J. J. và J. L. Doyle (1990). "A rapid total DNA preparation procedure
for fresh plant tissue". Focus: 12: 13-15.
23. Fargette, D.và cộng sự(1996). "Serological studies on the accumulation and
localization of three tomato yellow leaf curl geminiviruses in resistant and
susceptible Lycopersicon species and tomato cultivars". Annals of Applied
Biology 128: 317-328.
24. Fauquet, C. và cộng sự (2008). "Geminivirus strain demarcation and
nomenclature". Arch Virol 153(4): 783-821.
25. Giovannoni và cộng sự (2005). “Ethylene Insensitivity Conferred by the
Green- ripe and Never-ripe 2 Ripening Mutants of Tomato”. Plant
Physiology 138: 267-275.
26. Green, S. K. và S. Shanmugasundaram (2007). Avrdcs international
networks to deal with the tomato yellow leaf curl disease: the needs of
developing countries. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus
Disease:Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H.
Czosnek, Springer.
27. Gronenborn, B. (2007). The tomato yellow leaf curl virus genome and
function of its proteins. "Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease:
Management, Molecular Biology, Breeding for Resistance". H. Czosnek,
Spinger.