Tiến Sĩ Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn tạo giống dưa chuột ưu thế lai phục vụ chế biến

Luận án tiến sĩ năm 2011
Đề tài: NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ĐẦU CHO CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L.) ƯU THẾ LAI PHỤC VỤ CHẾ BIẾN

MỤC LỤC
Lời cam ñoan i
Lời cám ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các ký hiệu, các chữviêt tắt vi
Danh mục các bảng vii
Danh mục các hình xi
MỞ ðẦU 1
1 Tính cấp thiết của ñềtài 1
2 Mục tiêu của ñềtài 3
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñềtài 3
4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
5 Những ñóng góp mới của luận án 5
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠSỞKHOA HỌC CỦA
ðỀTÀI 6
1.1 Nguồn gốc, phân bốvà phân loại cây dưa chuột 6
1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 6
1.1.2 Phân loại thực vật học 8
1.2 ðặc ñiểm di truyền và nguồn gen cây dưa chuột 11
1.2.1 ðặc ñiểm di truyền cây dưa chuột 11
1.2.2 Nguồn gen dưa chuột 18
1.2.3 Sự ña dạng di truyền của nguồn gen dưa chuột 21
1.3 Tạo giống ưu thếlai ởcây dưa chuột 24
1.3.1 Cơsởdi truyền của hiện tượng ưu thếlai 24
1.3.2 Cơsởphân lập dòng và tạo giống ưu thếlai ởcây dưa chuột 24
1.3.3 Tạo giống ưu thếlai cây dưa chuột trên thếgiới 28
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
iv
1.4 Tạo giống dưa chuột cho chếbiến 40
1.4.1 Tạo giống dưa chuột cho chếbiến trên thếgiới 40
1.4.2 Tạo giống dưa chuột cho chếbiến trong nước 42
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PH ƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45
2.1 Vật liệu nghiên cứu 45
2.2 Nội dung nghiên cứu 46
2.3 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 46
2.3.1 ðịa ñiểm 46
2.3.2 Thời gian 46
2.4 Phương pháp nghiên cứu 46
2.4.1 Nội dung 1: ðánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu các mẫu giống
dưa chuột chếbiến 46
2.4.2 Nội dung 2: Phát triển dòng thuần và ñánh giá khảnăng kết
hợp của các dòng dưa chuột quảnhỏtựphối 49
2.4.3 Nội dung 3: ðánh giá tổhợp lai có triển vọng 52
2.4.4 Nội dung 4: Xây dựng mô hình trình diễn của giống có triển vọng 53
2.4.5 Các chỉtiêu theo dõi 53
2.5 Phương pháp phân tích và xửlý sốliệu 55
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢNGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57
3.1 ðánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu các mẫu giống dưa chuột
chếbiến 57
3.1.1 ðánh giá tập ñoàn các mẫu giống dưa chuột chếbiến dựa
trên các ñặc tính nông sinh học 57
3.1.2 ðánh giá sự ña dạng di truyền của các mẫu giống dưa chuột
quảnhỏdựa trên các tính trạng nông sinh học 91
3.2 Phát triển dòng thuần và ñánh giá khảnăng kết h ợp của các dòng
dưa chuột quảnhỏtựphối 95
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
v
3.2.1 Phát triển dòng thuần dưa chuột quảnhỏphù hợp chếbiến
muối chua ñóng hộp nguyên quả95
3.2.2. ðánh giá khảnăng kết hợp của các dòng dưa chuột tựphối 97
3.2.3 ðánh giá các dòng dưa chuột tựphối ưu tú 108
3.2.4 Khảo sát quan hệdi truy ền của các giống dưa chuột làm bốmẹ
và các dòng tựphối phân lập sửdụng chỉthịphân tửRAPD 113
3.2.5 ðánh giá khảnăng kết hợp riêng của các dòng dưa chuột quả
nhỏcó triển vọng 119
3.2.6 ðánh giá mức ñộbiểu hiện một sốtính trạng liên quan ñến
yêu cầu cho chếbiến 129
3.3 ðánh giá tổhợp lai có triển vọng 131
3.4 Xây dựng mô hình trình diễn của giống có triển vọng tại vùng
sản xuất dưa chuột nguyên liệu cho chếbiến 135
KẾT LUẬN VÀ ðỀNGHỊ 139
1 Kết luận 139
2 ðềnghị 140
Danh mục công trình ñã công bốcó liên quan ñến luận án 141
Tài liệu tham khảo 142
Phụlục 154
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮVIÊT TẮT
Chữviết tắt Nghĩa ñầy ñủ
AVRDC Asian vegetable Research and Development Center
Tên mới: The World Vegetable Center (Trung tâm Rau thếgiới)
AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism
(ða hình chiều dài phân ñoạn khuyếch ñại)
BSA Bulked segregant analysis (Phân tích phân ly hỗn hợp)
DNA Deoxyribonucleic acid (axit Deoxyribonucleic)
FAO Food and Agriculture Organization
(Tổchức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc)
GCA General combining ability (Khảnăng kết hợp chung)
IBPGR Internatinal Board for Plant Genetic Resources
(Ủy ban Quốc tếNguồn Tài nguyên Di truyền Thực vật )
ISSR Inter - Simple Sequence Repeat (Trình tựlập lại ñơn giản xen giữa)
MAS Marker-assisted selection (Chọn lọc dựa vào chỉthị)
KNKHC Khảnăng kết hợp chung
OP Open pollination (Thụphấn tựdo)
PCR Polymerase Chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp)
QTLs Quantitative trait loci (Những lôcut tính trạng sốlượng)
RAPD Random Amplified Polymorphic DNA
(ða hình các ñoạn ADN khuyếch ñại ngẫu nhiên)
RILs Recombinant inbred lines (Các dòng nội phối tái tổhợp)
RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism
(ða hình chiều dài phân ñoạn giới hạn)
SCA Specific combining ability (Khảnăng kết hợp riêng)
SCAR Sequence characterized amplified region
(Vùng khuyếch ñại có trình tự ñặc trưng)
SRAP Sequence - related amplified polymorphism
(Tính ña hình khuếch ñại liên quan ñến trình tự)
SSR Simple Sequence Repeat (Lặp lại trình tự ñơn giản)
STS Sequence Tagged Site (ðiểm trình tự ñược ñánh dấu)
TCN Tiêu chuẩn ngành
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng Trang
1.1 Tình hình sản xuất dưa chuột trên thếgiới (1999 - 2008) 8
1.2 Quan hệgiữa kiểu gen và biểu hiện kiểu hình ởdưa chuột 14
2.1 Các mồi RAPD sửdụng trong ñánh giá ña dạng di truyền 51
3.1 Phân nhóm các mẫu giống theo mục tiêu chếbiến 58
3.2a Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của các mẫu
giống trong vụ ñông và vụxuân 2003 60
3.2b Phân nhóm các m ẫu gi ống theo thời gian qua các giai ñoạ n sinh tr ưở ng 62
3.3a Chiều cao cây, sốlá/thân chính và sốcành cấp 1 của các mẫu
giống trong vụ ñông và vụxuân 2003 64
3.3b Phân nhóm các mẫu giống theo dạng hình sinh trưởng và mức ñộ
phân cành 66
3.4a ðặc ñiểm ra hoa, ñậu quảcủa các mẫu giống trong vụ ñông và vụ
xuân 2003 67
3.4b Phân nhóm các mẫu giống dựa vào tỷlệhoa cái/cây 69
3.5a Mức ñộnhiễm bệnh sương mai và bệnh phấn trắng trên ñồng
ruộng của các mẫu giống trong vụ ñông và vụxuân 2003 72
3.5b Phân nhóm các mẫu giống theo mức ñộnhiễm bệnh sương mai
và phấn trắng trong vụ ñông 75
3.5c Phân nhóm các mẫu giống theo mức ñộnhiễm bệnh sương mai
và phấn trắng trong vụxuân 75
3.6a ðánh giá tính kháng bệnh sương mai và phấn trắng của các mẫu
giống bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo trong nhà lưới (vụ
ñông, 2003) 77
3.6b Một sốmẫu giống kháng bệnh sương mai và phấn trắng 80
3.7a ðặc ñiểm quảcủa các m ẫu giống trong vụ ñông và vụxuân năm 2003 81
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
viii
3.7b Phân nhóm các mẫu giống theo ñặc ñiểm quả83
3.8a Các yếu tốcấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống
trong vụ ñông và vụxuân 2003 84
3.8b Phân nhóm các mẫu giống theo khối lượng quả, sốquả/cây và
năng suất 86
3.9 Phân nhóm các mẫu giống theo hệsốtương ñồng di truyền 94
3.10 Một s ố ñặc ñi ểm chính của 5 m ẫu giống s ửdụng phát triển dòng thuầ n 96
3.11 Giá trịkhảnăng kết hợp chung sớm của 56 dòng dưa chuột tự
phối với cây thửNếp Hà Nam trong vụ ñông 2005 98
3.12 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển của các con
lai thửgiữa dòng và cây thửtrong vụ ñông 2006 100
3.13 Chiều cao cây, sốlá/thân chính và sốcành cấp 1 của các con lai
thửgiữa dòng và cây thửtrong vụ ñông 2006 101
3.14 Mức ñộnhiễm bệnh sương mai, bệnh phấn trắng và bệnh virus
trên ñồng ruộng của các con lai thửtrong vụ ñông 2006 103
3.15 Năng suất và các y ếu tốcấu thành năng suất của các con lai thử
vụtrong ñông 2006 104
3.16 ðặc ñiểm quảcủa các con lai thửtrong vụ ñông 2006 106
3.17 Giá trịkhảnăng kết hợp chung vềnăng suất thực thu của các
dòng với 2 cây thửtrong vụ ñông 2006 107
3.18 Kết quảtuy ển chọn dòng bằng chỉsốchọn lọc 108
3.19 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các dòng dưa chuột trong
vụxuân và vụ ñông 2007 110
3.20 Chiều cao cây và sốlá của các dòng dưa chuột trong vụxuân và
vụ ñông 2007 110
3.21 Sốcành cấp 1, m ức ñộnhiễm bệnh sương mai, bệnh phấn trắng trên
ñồng ruộng của các dòng dưa chuột trong v ụxuân và vụ ñông 2007 111
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
ix
3.22 ðặc ñiểm hình thái của các dòng dưa chuột 111
3.23 ðặc ñiểm quảcủa các dòng dưa chu ột trong v ụxuân và vụ ñông 2007 112
3.24 Các yếu tốcấu thành năng suất của các dòng dưa chuột trong vụ
xuân và vụ ñông 2007 113
3.25 Sốvà tỉlệbăng ña hình của 5 giống dưa chuột và 6 dòng tựphối
với chỉthịRAPD 114
3.26a Hệsốtương ñồng di truyền của các giống bốmẹ116
3.26b Hệsốtương ñồng di truyền giữa các dòng tựphối 116
3.27 Các nhóm di truyền của 11 mẫu giống dưa chuột thông qua phân
tích kiểu gen 118
3.28 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng của các tổhợp lai dưa
chuột trong vụxuân 2008 119
3.29 Chiều cao cây, sốlá/cây và sốnhánh/thân chính của các tổhợp
lai dưa chuột trong vụxuân 2008 120
3.30 Một số ñặc ñiểm hình thái của các tổhợp lai dưa chuột trong vụ
xuân 2008 121
3.31 Mức ñộnhiễm bệnh sương mai, phấn trắng và bệnh virus trên
ñồng ruộng của các tổhợp lai dưa chuột trong vụxuân 2008 122
3.32 ðặc ñiểm quảcủa các tổhợp lai dưa chuột trong vụxuân 2008 123
3.33 Các yếu tốcấu thành năng suất và năng suất của các tổhợp lai
dưa chuột trong vụxuân 2008 124
3.34 Giá trị ưu thếlai chuẩn (Hs) của tính trạng chiều cao cây, sốhoa
cái, sốquả/cây và năng suất của các tổhợp lai 126
3.35 Giá trịkhảnăng kết hợp riêng giữa các dòng bốmẹ ởtính trạng
sốhoa cái/cây 127
3.36 Giá trịkhảnăng kết hợp riêng giữa các dòng bốmẹ ởtính trạng
sốquả/cây 127
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
x
3.37 Giá trịkhảnăng kết hợp riêng giữa các dòng bốmẹ ởtính trạng
năng suất thực thu 127
3.38 Khoảng cách di truyền của các mẫu giống dưa chuột và năng
suất, ưu thếlai vềnăng suất của các tổhợp lai 128
3.39 Một sốchỉtiêu sinh hóa quảcủa các tổhợp lai có triển vọng
(xuân 2008) 129
3.40 Mức ñộbiểu hiện một sốtính trạng về ñặc ñiểm quảgiữa dòng
bốmẹvà con lai F
1
129
3.41 Mức ñộbiểu hiện tính trạng màu sắc gai quảcủa dòng bốmẹD2,
D6 và con lai thếhệF
1
và F
2
130
3.42 Một số ñặc ñiểm của dòng bố, m ẹvà giống CV209 131
3.43 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển của giống dưa chuột CV209 và
các giống ñối chứng trong vụ ñông 2008, vụxuân 2009 tại Viện
Nghiên cứu Rau quả 132
3.44 ðặc ñiểm nông sinh học của giống dưa chuột lai CV209 so với
giống dưa chuột phổbiến ngoài sản xuất trong vụxuân 2009 135
3.45 Các yếu tốcấu thành năng suất, năng suất và ñặc ñiểm quảcủa
giống CV209 so với giống dưa chuột phổbiến ngoài sản xuất
trong vụxuân 2009 136
3.46 Một số ñặc ñiểm nông sinh học của giống dưa chuột lai CV209 so
với giống dưa chuột phổbiến ngoài sản xuất trong vụ ñông 2009 136
3.47 Mức ñộnhiễm bệnh hại trên ñồng ruộng của giống CV209 so với
giống dưa chuột phổbiến ngoài sản xuất trong vụ ñông 2009 137
3.48 Các yếu tốcấu thành năng suất, năng suất và ñặc ñiểm quảcủa
giống CV209 so với giống dưa chuột phổbiến ngoài sản xuất
trong vụ ñông 2009 137
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
xi
DANH MỤC CÁC HÌNH
STT Tên hình Trang
3.1 Tỷlệcác mẫu giống dưa chuột chếbiến theo nguồn gốc thu thập 58
3.2 Diễn biến nhiệt ñộTB giữa các tháng năm 2003 59
3.3 Một sốdạng hoa của tập ñoàn dưa chuột 70
3.4 Hệsốtương quan giữa một sốtính trạng của các mẫu giống quả
nhỏtrong vụ ñông và vụxuân 2003 87
3.5 Hệsốtương quan giữa một sốtính trạng của các mẫu giống quả
bao tửtrong vụ ñông và vụxuân 2003 88
3.6 Hệsốtương quan giữa một sốtính trạng của các mẫu giống quả
dài muối m ặn trong vụ ñông và vụxuân 2003 88
3.7 Cây phảhệcủa 29 mẫu giống dưa chuột quảnhỏtrên cơsởgiá
trịtương ñồng của kiểu hình 92
3.8 Diễn biến nhiệt ñộTB giữa các tháng năm 2007 109
3.9 Các dòng dưa chuột tựphối có triển vọng 112
3.10 Sản phẩm RAPD-PCR với mồi OPA 10 115
3.11 Sản phẩm RAPD-PCR với mồi RADP2 115
3.12 Cây phảhệcủa của 11 mẫu giống dưa chuột 117
3.13 Năng suất thực thu và tỷlệ ñạt tiêu chuẩn của các tổhợp lai 125
3.14 Giống dưa chuột CV209 và sản phẩm chếbiến 134
3.15 Mô hình trình diễn của giống dưa chuột CV209 tại Kim ðộng
và Tiên Lữ- Hưng Yên 138
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
1
MỞ ðẦU
1 Tính cấp thiết của ñềtài
Cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) là loại cây rau ăn quảcó giá trịtrao
ñổi thương mại lớn, ñược trồng phổbiến làm thực phẩm thông dụng của
nhiều nước trên thếgiới. Dưa chuột có hàm lượng các chất dinh dưỡng và
năng lượng thấp nhưng lại có hàm lượng vitamin và chất khoáng cao nên rất
ñược ưa chuộng ởcác nước có khẩu phần ăn giàu năng lượng (Bose và cs.,
2002) [47].
Dưa chuột có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng cho năng suất cao; quả
dưa chuột vừa ñược sửdụng ăn tươi vừa ñược sửdụng cho chếbiến. Theo số
liệu thống kê của FAO năm 2008, tổng diện tích dưa chuột trên thếgiới là
2,64 triệu ha với sản lượng ñạt trên 44 triệu tấn quả. Nước có diện tích trồng
dưa chuột lớn trên thếgiới là Trung Quốc với diện tích gieo trồng chiếm 64,6%
và sản lượng chiếm 63,7% vềtổng sản lượng của toàn thếgiới. ðứng sau
Trung Quốc là các nước Nga, Iran, Mỹvà ThổNhĩKỳ[59].
Dưa chuột là sản phẩm rau phổbiến ñứng hàng thứtưsau cà chua, bắp
cải và hành tây với thịtrường xuất nhập khẩu rất sôi ñộng. Mỹlà nước có
lượng nhập khẩu lớn nhất thếgiới, khoảng 2 triệu tấn với giá trịkhoảng 1,7 -
2,0 tỷ ñô la Mỹ/năm. Nga là nước nhập khẩu lớn tiếp theo với khoảng 90 triệu
USD trong năm 2008. Một trong các nước xuất khẩu dưa chuột lớn nữa phải kể
ñến là ThổNhĩKỳ , với kim ngạch xuất khẩu ñạt 30 triệu USD trong năm 2008.
Năm 2009, tổng diện tích dưa chuột của nước ta ñạt 31.570 ha với năng
suất bình quân ñạt 182,8 tạ/ha, cao hơn so với năng suất trung bình của toàn
thếgiới (Tổng cục Thống kê, 2010). Dưa chuột ñược trồng ởtất cảcác tỉnh,
phía Bắc và phía Nam, nhưng diện tích dưa chuột ñược trồng tập trung với
diện tích lớn ởcác tỉnh vùng ðồng bằng sông Hồng và các tỉnh vùng ðồng
bằng sông Cửu Long. Ởcác vùng trồng dưa chuột tập trung nhưVĩnh Phúc,
Hưng Yên và Hà Nam ñạt năng suất ñạt trên 230 tạ/ha, lớn hơn nhiều so với
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
2
năng suất bình quân của cảnước. Những ñịa phương có diện tích trồng dưa
chuột tập trung càng lớn thì năng suất càng cao và ngược lại [37].
Sản lượng dưa chuột sản xuất hàng năm ngoài cung cấp cho thịtrường
ăn tươi trong nước còn cung cấp cho chếbiến xuất khẩu trên 65% tổng sản
lượng. Kim ngạch xuất khẩu dưa chuột và các sản phẩm chếbiến từdưa chuột
trong 6 tháng ñầu năm 2009 ñạt 24,1 triệu USD. Thịtrường xuất khẩu chủ
yếu gồm Nga, Nhật Bản và Rumani, chiếm tới 77,5% tổng kim ngạch xuất
khẩu của cây trồng này. Với diện tích gieo trồng và kim ngạch xuất khẩu ñạt
ñược hàng năm lớn hơn nhiều so với các cây rau khác, cây dưa chuột ñã trở
thành cây rau quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, ñặc biệt là ởcác vùng
trồng tập trung cung cấp nguyên liệu cho chếbiến xuất khẩu. Dưa chuột có
thểxuất khẩu dưới nhiều hình thức nhưquảtươi hoặc sản phẩm chếbiến như:
muối chua nguyên quả, muối mặn, chẻtư, chẻnhỏvà dầm dấm. Việc mởrộng
diện tích trồng dưa chuột ñặc biệt là diện tích dưa chuột cho chếbiến ngày
càng ñược quan tâm nghiên cứu và phát triển.
Hiện nay, ởcác vùng trồng dưa chuột tập trung cung cấp nguyên liệu
cho chếbiến ởnước ta chỉmột phần diện tích ñược trồng bằng các giống dưa
chuột ñịa phương, còn lại hầu hết là sửdụng các giống dưa chuột lai F
1
ñược
nhập nội từnước ngoài. Các giống nhập nội có ưu ñiểm cho năng suất cao,
chất lượng quảtốt và phù hợp cho chếbiến. Tuy nhiên, các giống dưa chuột
nhập nội ñều có giá hạt giống khá cao, một sốgiống có khảnăng kháng sâu
bệnh kém. Một nhược ñiểm nữa là người sản xuất phụthuộc vào nguồn hạt
giống ñược cung cấp. Với sự ña dạng vềnguồn gen nhập nội và trong nước,
ñặc biệt các ñặc tính thích nghi của các giống dưa chuột ñịa phương là các
ñiều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu, chọn tạo các giống dưa chuột mới.
Việc chọn tạo các giống dưa chuột lai mới ởtrong nước có năng suất và chất
lượng cao, có khảnăng thích nghi, kháng sâu bệnh tốt, sửdụng cho chếbiến
và xuất khẩu sẽgóp phần làm giảm chi phí hạt giống và chi phí sản xuất dưa
chuột, chủ ñộng trong cung cấp hạt giống và cải thiện lợi ích kinh tếcho
người sản xuất.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
3
Trong công chọn tạo giống cây trồng nói chung và công tác chọn tạo
giống dưa chuột lai (F
1
) nói riêng, việc ñánh giá và hiểu kỹgiá trịchọn giống
của nguồn vật liệu khởi ñầu luôn là khâu trọng yếu không thểthiếu ñểsửdụng
chúng một cách hiệu quảtrong chọn tạo, cải lương giống. Sự ña dạng di truyền
vềcác tính trạng nông học, năng suất, chất lượng, khảnăng chống chịu với các
ñiều kiện ngoại cảnh sẽlà nguồn tính trạng có giá trị ñểchọn tạo thành công
các giống dưa chuột lai F
1
cung cấp cho sản xuất. Việc ñánh giá nguồn vật liệu
khởi ñầu sẽgóp phần quan trọng ñểphát triển giống dưa chuột lai F
1
nói chung
và cho mục tiêu chếbiến nói riêng.
2 Mục tiêu của ñềtài
- ðánh giá, xác ñịnh nguồn vật liệu khởi ñầu của cây dưa chuột có các
ñặc tính phù hợp cho chếbiến công nghiệp.
- Chọn ñược các dòng thuần dưa chuột có các ñặc tính phù hợp chế
biến ñóng hộp nguyên quả.
- Chọn ñược tổhợp lai dưa chuột quảnhỏmới sinh trưởng khỏe, năng
suất cao, chất lượng tốt và có khảnăng chống chịu bệnh trong ñiều kiện sản
xuất ởmiền Bắc Việt Nam.
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñềtài
3.1 Ý nghĩa khoa học
- ðây là công trình nghiên cứu có hệthống về ñánh giá, phân loại và sử
dụng nguồn vật liệu khởi ñầu các giống dưa chuột phù hợp với mục tiêu chế
biến làm cơsởcho các nghiên cứu vềchọn tạo giống dưa chuột ưu thếlai
phục vụchếbiến ñóng hộp nguyên quảtrong ñiều kiện sinh thái miền Bắc
Việt Nam.
- Kết quảnghiên cứu của ñềtài sẽbổsung thêm cơsởlý luận và
phương pháp ñánh giá, sửdụng nguồn vật liệu khởi ñầu các giống dưa chuột
chếbiến, chọn tạo các dòng tựphối với tỷlệhoa cái cao, có tính kháng tốt với
bệnh sương mai và phấn trắng trong ñiều kiện miền Bắc Việt Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
4
3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Tuyển chọn ñược nguồn vật liệu khởi ñầu dưa chuột phong phú với
các ñặc ñiểm phù hợp cho mục tiêu chếbiến công nghiệp ởmiền Bắc Việt
Nam, phục vụcho công tác chọn tạo giống ưu thếlai trước mắt cũng như
trong tương lai.
- Tạo ñược một sốdòng dưa chuột tựphối có ñặc tính tốt: tỷlệhoa cái
trên cây cao, kháng tốt với bệnh sương mai và phấn trắng, có khảnăng kết
hợp cao, trong ñó có dòng tựphối dưa chuột dạng quảnhỏ100% hoa cái làm
nguồn vật liệu phục vụcho công tác chọn tạo giống dưa chuột ưu thếlai có
tiềm năng cho năng suất cao và phù hợp cho chếbiến ñóng hộp nguyên quả
trong ñiều kiện miền Bắc Việt Nam.
- Tuyển chọn một tổhợp lai (F
1
) ñặt tên CV209, dạng quảnhỏphù hợp
chếbiến ñóng hộp nguyên quả, sinh trưởng khỏe, năng suất cao, có thểtrồng
hai vụ/năm, kháng bệnh sương mai và phấn trắng tốt. Giống ñã ñược Bộ
Nông nghiệp và PTNT công nhận là giống cho sản xuất thửtheo quy ết ñịnh
89/Qð-BNN-TT ngày 16 tháng 4 năm 2010.
- Giống dưa chuột lai trong nước ñược nông dân chấp nhận, bổsung vào
cơcấu giống dưa chuột chếbiến lai ñược chọn tạo trong nước.
4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1 ðối tượng nghiên cứu
ðềtài sửdụng các mẫu giống dưa chuột ñịa phương trong nước, các
giống dưa chuột thụphấn tựdo (OP) và các giống dưa chuột lai F
1
nhập nội
có ñặc ñiểm phù hợp cho các dạng chếbiến, tạo các dòng tựphối ñểtạo
nguồn vật liệu khởi ñầu, ñồng thời thửkhảnăng kết hợp chung và riêng ñể
xác ñịnh tổhợp lai dưa chuột quảnhỏvới ưu thếlai cao phục vụchếbiến
ñóng hộp nguyên quả.
4.2 Phạm vi nghiên cứu
- ðềtài giới hạn phạm vi nghiên cứu vềcác mẫu giống dưa chuột có các
ñặc ñiểm phù hợp cho các dạng chếbiến và chếbiến ñóng hộp nguyên quả.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
5
- Quá trình nghiên cứu nguồn vật liệu khởi ñầu, quá trình lai tạo và
ñánh giá các dòng tựphối, các tổhợp lai mới ñược thực hiện tại Viện Nghiên
cứu Rau quả. Xây dựng mô hình sản xuất thử, trình diễn và mởrộng tổhợp
lai mới ñược thực hiện ởcác vùng sản xuất dưa chuột nguyên liệu của tỉnh
Hưng Yên.
5 Những ñóng góp mới của luận án
- Phân nhóm ñược các nhóm dưa chuột theo từng mục tiêu chếbiến khác
nhau. Xác ñịnh ñược một sốgiống dưa chuột ñịa phương của Việt Nam kháng
bệnh sương mai và bệnh phấn trắng, ñây là nguồn gen có giá trịtrong chọn
giống dưa chuột ưu thếlai phục vụchếbiến.
- Tạo ñược 6 dòng dưa chuột tựphối dạng quảnhỏND3-2-5, NB1-3-2,
NB1-6-7, NC6-2-1, NC5-2-3 và NA4-1-2 phù hợp chếbiến ñóng hộp nguyên
quảvới các ưu ñiểm như: tỷlệhoa cái cao, có tính kháng tốt với bệnh sương
mai và phấn trắng trong ñiều kiện miền Bắc Việt Nam.
- Tạo ñược giống dưa chuột quảnhỏlai F
1
CV209 phục vụchếbiến ñóng
hộp nguyên quả ñầu tiên trong nước có tỷlệhoa cái cao, kháng bệnh sương
mai và phấn trắng tốt, phù hợp trồng 2 vụ/năm trong ñiều kiện sinh thái miền
Bắc Việt Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
6
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠSỞKHOA HỌC CỦA ðỀTÀI
1.1 Nguồn gốc, phân bốvà phân loại cây dưa chuột
1.1.1 Nguồn gốc và phân bố
Dưa chuột (Cucumis sativusL.) thuộc họbầu bí (Cucurbitaceae), là
cây rau ăn quả ñược trồng trọt lâu ñời nhất, nó ñược biết cách ñây khoảng
5.000 năm (Tatlioglu, 1993) [109]. Song, hiện chưa có tài liệu nào xác minh
chính xác vềnguồn gốc của cây dưa chuột và vẫn tồn tại nhiều ý kiến khác
nhau vềnguồn gốc của loại cây này. Phần lớn các nhà nghiên cứu ñều thống
nhất với quan ñiểm do De Candolle ñưa ra năm 1912 là dưa chuột có nguồn
gốc từTây Bắc Ấn ðộ, nơi tồn tại các loài họhàng hoang dại với sốlượng
nhiễm sắc thể2n = 14. Loài hoang dại, Cucumis hardwickiilà dạng dưa chuột
quảnhỏ ñắng có gai quảcứng và thưa ñược tìm thấy mọc hoang dại ởchân
núi Himalaya (De Candolle, 1984) [56]; (IBPGR, 1983) [68]; (Robinson,
Decker, 1999) [97]; (Siemonsma, Kasem, 1994) [101]; (Vincent và cs., 1997)
[114]. Cũng có những ý kiến cho rằng dưa chuột có nguồn gốc tại Nam Á và
ñược trồng trọt từrất lâu, khoảng 3000 năm. Từnhững nơi này dưa chuột
ñược ñưa ñến các vùng nhưTây châu Á, các nước Bắc Phi và Nam Âu (Bose,
Som, 1986) [46].
ỞTrung Quốc dưa chuột ñã ñược trồng rất sớm, có thểtrước công
nguyên. Các giống dưa chuột ñịa phương của Trung Quốc có nhiều tính trạng
lặn nhưquảdài, hình thành quảkhông cần qua thụphấn (dạng parthenocarpy),
quảkhông chứa chất gây ñắng (cucurbitaxin), gai quảmàu trắng. Từkết quả
qua các cuộc thám hiểm cùng với sựnghiên cứu của mình, nhà thực vật
Vavilốp (1926) [113]; Tatlioglu (1993) [109] cho rằng, Trung Quốc là Trung
tâm khởi nguyên thứhai của cây dưa chuột. Nhiều tài liệu cổcủa Trung Quốc
cho rằng dưa chuột ñược trồng tại ñây từkhoảng 100 năm trước Công nguyên.
Mesherov và Kobylyanskaya (1981) [85] chứng minh rằng, dưa chuột ởNhật
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
7
Bản và Trung Quốc có cùng nguồn gốc. ðiều này cũng phù hợp với ý kiến của
một sốnhà khoa học khác cho rằng dưa chuột ñược chuyển từTrung Quốc
sang Nhật Bản trong khoảng thời gian từnăm 923 - 930.
Trong thời kỳLa Mã dưa chuột ñược phát triển theo phương pháp trồng
dưới mái che, ñến thếkỷ13 dưa chuột ñược ñưa ñến nước Anh, Columbus ñã
gieo trồng dưa chuột ởHaiti trong chuyến du lịch ñường biển lần thứ2 của
ông. Từthếkỷ16, người Tây Ban Nha ñã phát hiện ra cây dưa chuột ởcác
thuộc ñịa bịhọthống trị(TạThu Cúc, 2007) [3]; (De Candolle, 1984) [56];
(Robinson, Decker, 1999) [97].
Việc phát hiện ra các dạng cây dưa chuột dại, quảrất nhỏ, m ọc tựnhiên
ởcác vùng ðồng bằng Bắc Bộvà các dạng quảto, gai trắng, mọc tựnhiên ở
các vùng núi cao phía Bắc Việt Nam, cho thấy có thểkhu vực miền núi phía
Bắc Việt Nam giáp Lào ñược coi là nơi phát sinh cây dưa chuột. Ở ñây ñang
còn tồn tại các dạng hoang dại của cây này (Trần Khắc Thi (1985) [31].
Ởnước ta, dưa chuột ñược trồng từbao giờcho ñến nay vẫn chưa ñược
rõ. Tài liệu sớm hơn cảcó nhắc ñến dưa chuột là sách “Nam phương thảo
mộc trạng” của KếHàm có từnăm Thái Khang thứ6 giới thiệu “ cây dưa
leo hoa vàng, quảdài cỡgang tay, ăn mát vào mùa hè”. Mô tảkỹhơn cảlà
cuốn “ Phủbiên tạp lục” (năm 1775) Lê Quý ðôn ñã ghi rõ tên dưa chuột và
vùng trồng là ðàng Trong (từQuảng Bình ñến Hà Tiên) và Bắc Bộ(Nguy ễn
Văn Hiển và cs., 2000) [6]. Theo Lưu Trấn Tiêu (1974), qua việc phân tích
bào tửphấn hoa ởdi chỉtràng kênh từthời Hùng Vương, ngoài lúa nước, còn
phát hiện thấy phấn hoa dưa chuột (Trần Khắc Thi và cs., 2008) [34].
Dưa chuột là loại rau ăn quảthương mại quan trọng, ñược trồng lâu ñời
trên thếgiới và trởthành thực phẩm của nhiều nước. Theo thống kê của Tổ
chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), diện tích trồng dưa
chuột trên toàn thếgiới ñều tăng hàng năm (bảng 1.1). Những nước dẫn ñầu
vềdiện tích gieo trồng và năng suất dưa chuột là: Trung Quốc (diện tích:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1 Mai ThịPhương Anh, Trần Văn Lài, Trần Khắc Thi (1996), Rau và
trồng rau, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 191-201.
2 Bùi Chí Bửu, Nguyễn ThịLang (2007), Chọn giống cây trồng - Phương
pháp truyền thống và phân tử, NXB Nông nghiệp TP HồChí
Minh, 502 trang.
3 T ạ Thu Cúc (2007), Giáo trình cây rau, NXB Nông nghi ệ p, Hà N ộ i, 199 trang.
4 Trần Văn Diễn, Tô Cẩm Tú (1995), Giáo trình Di truyền sốlượng,NXB
Nông nghiệp, Hà Nội, 396 trang.
5 Ngô ThịHạnh, Phạm MỹLinh, Trần Khắc Thi (2009), “Kết quảchọn
tạo giống dưa chuột quảnhỏphục vụchếbiến ñóng hộp nguyên
quả”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn- Giống cây
trồng và vật nuôi - Tập 2, tr. 19-24.
6 Nguyễn Văn Hiển và CS (2000), Giáo trình chọn giống cây trồng, NXB
Nông nghiệp, Hà Nội, 367 trang.
7 Nguyễn Tấn Hinh, ðào Xuân Thảng, ðoàn Xuân Cảnh (2004) "Báo cáo
kết quảchọn tạo giống dưa chuột PC4",Báo cáo khoa học tại Hội
nghịkhoa học BộNN và PTNT, Hà Nội, tr. 29-34.
8 Vũ ðình Hòa, VũVăn Liết, Nguy ễn Văn Hoan (2005), Giáo trình chọn
giống cây trồng, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, 200 trang.
9 VũTuyên Hoàng và cs. (1995), “Giống dưa chuột H1”, Nghiên cứu cây
lương thực và cây thực phẩm, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr. 162-165.
10 VũTuyên Hoàng, ðào Xuân thảng, ðỗThịDung và ðoàn Xuân Cảnh
(1998), "Kết quảchọn tạo giống dưa chuột lai PC1”, Nghiên cứu
cây công nghiệp và cây thực phẩm 1995-1998, NXB Nông nghiệp,
tr. 178-180.
11 VũTuyên Hoàng và CS (1999), “Giống dưa chuột sao xanh”, Báo Nông
nghiệp Việt Nam, Số55 (814), tr.12.
12 ðoàn Ngọc Lân (2006), Nghiên cứu khảnăng thích ứng và các biện
pháp kỹthuật trồng trọt ñểtăng năng suất, chất lượng sản phẩm
của một sốgiống dưa chuột nhập nội trên ñịa bàn tỉnh Thanh
Hóa,Luận án tiến sĩNông nghiệp, Hà Nội, 155 trang.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
143
13 Nguyễn ThịLan, Phạm Tiến Dũng (2006), Giáo trình phương pháp thí
nghiệm, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 204 trang.
14 VũVăn Liết (2006). Thực hành thí nghiệm nghiên cứu Nông nghiệp và
phân tích thống kê nghiên cứu, Trường ðại học Nông nghiệp, Hà
Nội, 112 trang.
15 VũVăn Liết và Nguy ễn Văn Hoan (2007), Sản xuất hạt giống và công
nghệhạt giống,NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 36-45.
16 Phạm MỹLinh, Ngô ThịHạnh, Phạm Văn Dùng (2005), “Kết quảphục
tráng giống dưa chuột Phú Thịnh”, Kỷyếu: Kết quảchọn tạo và
nhân giống một sốloại rau chủyếu, NXB Nông nghiệp, Hà Nội,
tr. 67-71.
17 Phạm MỹLinh, Ngô ThịHạnh, Trần Khắc Thi (2008), “Nghiên cứu tạo
dòng dưa chuột ñơn tính cái”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển
nông thôn, tr. 29-32.
18 Phạm MỹLinh, Ngô ThịHạnh, Trần Khắc Thi (2009), “Kết quảchọn
tạo giống dưa chuột quảdài phục vụchếbiến muối m ặn và ăn
tươi”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn- Giống cây
trồng và vật nuôi - Tập 2, tr. 5-12.
19 Phạm MỹLinh (2010), Nghiên cứu biểu hiện giới tính của một sốgiống
dưa chuột(Cucumis sativusL.) và ứng dụng chúng trong tạo
giống ưu thếlai tại ñồng bằng sông Hồng, Luận án tiến sĩNông
nghiệp, Hà Nội, 133 trang.
20 Trần ðình Long, Mai Thạch Hoành, Hoàng Tuyết Minh, Phùng Bá Tạo,
Nguyễn ThịTrâm (1997), Chọn giống cây trồng, Giáo trình cao
học Nông nghiệp, NXB, Nông nghiệp, Hà Nội, 339 trang.
21 Nguyễn Hồng Minh (1999), Di truyền học. NBX Nông nghiệp, Hà Nội,
355 trang.
22 Nguyễn Hồng Minh (2006), “Một sốvấn ñềchiến lược tạo giống cây
trồng lai ởViệt Nam”,Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn, (17), tr. 21.
23 Nguyễn Hồng Minh, Trần Khắc Thi, Phạm MỹLinh (2010), “Kết quả
ñánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu phục vụtạo dòng dưa chuột ñơn
tính cái”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,
(T3/2010), tr. 75-79.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
144
24 Lã Tuấn Nghĩa, Vũ ðức Quang, Trần Duy Quý (2004), Cơsởlý thuyết
và ứng dụng công nghệgen trong chọn tạo giống cây trồng, NXB
Nông nghiệp, Hà Nội, 152 trang.
25 Trần Duy Quý, (1997), Các phương pháp mới trong chọn tạo giống cây
trồng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 348 trang.
26 ðào Xuân Thảng, Nguy ễn Tấn Hinh, ðoàn Xuân Cảnh (2005), “Kết quả
chọn tạo giống dưa chuột PC4” , Kỷ yếu: Kết quảchọn tạo và nhân
giống một sốloại rau chủyếu, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 72-78.
27 Lê Duy Thành (2001), Cơsởdi truyền chọn giống thực vật, NXB Khoa
học kỹthuật, Hà Nội, 232 trang.
28 Trần Khắc Thi, VũTuyên Hoàng (1979), "Nghiên cứu ñặc ñiểm các giống
dưa chuột Việt Nam", Tạp chí Khoa học và Kỹthu ật Nông nghiệp,
Hà Nội, tr. 28-29.
29 Trần Khắc Thi (1981), Giống dưa chuột Hữu nghị, Báo KH và ðời sống
Hà Nội, số15.
30 Trần Khắc Thi (1984), "Nghiên cứu giới tính cây dưa chuột Việt Nam",
Tạp chí Khoa học và Kỹthuật Nông nghiệp, Hà Nội, tr. 26-28.
31 Trần Khắc Thi (1985), Nghiên cứu ñặc ñiểm một sốgiống dưa chuột và
ứng dụng chúng trong công tác giống tại ñồng bằng sông Hồng,
Luận án tiến sĩKhoa học Nông nghiệp, Hà Nội, 165 trang.
32 Trần Khắc Thi, Phạm MỹLinh, Ngô ThịHạnh, Phạm Văn Dùng (2005),
“Kết quảchọn tạo giống dưa chuột CV5 và CV11”. Kỷyếu:Kết
quảchọn tạo và nhân giống một sốloại rau chủyếu. NXB Nông
nghiệp, Hà Nội, tr. 79-85.
33 Trần Khắc Thi, Ngô thịHạnh (2006). “Nghiên cứu ñặc tính nông sinh
học của các giống dưa chuột (Cucumis sativus L.) sửdụng cho chế
biến”, Kỷyếu: Kết quảnghiên cứu khoa học công nghệvềRau,
Hoa, Quảvà Dâu tằm tơgiai ñoạn 2001 - 2005, NXB Nông
nghiệp, Hà Nội, tr. 29-35.
34 Trần Khắc Thi, Nguyễn Thu Hiền, Ngô ThịHạnh, Phạm MỹLinh,
Dương Kim Thoa (2008), “Cây dưa chuột”, Rau ăn quả(Trồng
rau an toàn và năng suất chất lượng cao), NXB Khoa học Tự
nhiên & Công nghệ, tr. 34-72
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩkhoa học nông nghiệp .
145
35 Trần Khắc Thi, ðoàn ThịThùy Vân, ðặng Thu Hòa, Phạm ThịThanh
Thìn, ðặng ThịMai, Chu ThịLan Hương, Lê Thanh Nhuận
(2010), “Nghiên cứu tạo cây dưa chuột và ớt ñơn bội bằng kỹthuật
nuôi cấy bao phấn invitro”,Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn, (T3/2010), tr. 88-92.
36 Ngô Hữu Tình, Nguyễn ðình Hiền (1996), Các phương pháp lai thửvà
phân tích khảnăng kết hợp trong các thí nghiệm về ưu thếlai,
NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 67 trang.
37 Tổng cục thống kê (2010), Sốliệu thống kê diện tích, năng suất, sản
lượng các cây trồng chính.
38 Trần Thượng Tuấn (1992), Giáo trình chọn giống cây giống và công tác
giống cây trồng, Trường ðại học Cần Thơ, 222 trang.
Tài liệu tiếng Anh
39 Alexanyan S.M. (1994), "Prospects of development of ex-situ
conservation of plant genetic resources collections in Russia”, In:
Intergration of conservation strategies of plant genetic resources in
Europe, Procceding of Inter. Symp. on PGR in Europe,
Gatersleben, Germany, 1993, p.70 - 75.
40 Andeweg, J.M., De Bruyn (1959). “Breeding non -bitter cucumbers”,
Euphytica 8: 13-20
41 Anita Singh, Hari Har Ram, “Standard heterosis for yield and its
attributing characters in cucumber (Cucumis sativusL.)”,
Pantnagar- 263 145 (U.S. Nagar, Uttarakhand).
42 Bartoszak, K. Lebeda, A Paris, H. S. (2004), “Performance of pickling
cucumber cultivars presently on the Polish National List”, Progress
in cucurbit genetics and breeding research, Proceedings of
Cucurbitaceae 2004, the 8th EUCARPIA Meeting on Cucurbit
Genetics and Breeding, Olomouc, Czech Republic, 12-17 July, p.
333-336, 2 ref.
43 Bienz D.R., Thornton R.F. (1989), Bitterness in cucumber, Cooperative
extension Washington State University, Pullman Subject code 270A.
44 Biriukova N. and Maslovskaya E. (2004), “The influence of cultivation