Thạc Sĩ Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu cho tạo giống cà chua ưu thế lai phục vụ chế biến ở đồng bằng sôn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
NĂM - 2012
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3
4 Những đóng góp mới của luận án 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Nguồn gốc, sự phát triển sản xuất và phân loại thực vật của cà chua 5
1.1.1 Nguồn gốc, tình hình phát triển sản xuất 5
1.1.2 Phân loại thực vật 13
1.2 Nguồn gen cây cà chua và sử dụng nguồn gen trong chọn tạo giống 15
1.2.1 Nguồn gen cây cà chua 15
1.2.2 Nghiên cứu tạo nguồn vật liệu khởi đầu trong chọn tạo giống cà chua
1.2.3 Sử dụng nguồn vật liệu khởi đầu trong chọn tạo giống cà chua chế biến 25
1.3 Nghiên cứu và tạo giống cà chua trên thế giới 30
1.3.1 Nghiên cứu và tạo giống cà chua UTL trên thế giới 30
1.3.2 Nghiên cứu và tạo giống cà chua UTL phục vụ chế biến trên thế giới
1.4 Tạo giống cà chua ở Việt Nam 45
1.4.1 Chọn tạo giống cà chua ở Việt Nam 45
1.4.2 Tạo giống cà chua UTL cho chế biến tại Việt nam 50
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU- NỘI DUNG –PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 54
2.1 Vật liệu nghiên cứu 54
2.2 Nội dung nghiên cứu 57
2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 58
2.3.1 Địa điểm 58
2.3.2 Thời gian 58
2.4 Phương pháp nghiên cứu 58
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 65
3.1 Đánh giá tập đoàn các dòng, giống cà chua về hình thái, sinh trưởng, phát triển, sâu bệnh hại, năng suất và phẩm chất quả 65
3.1.1 Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo thời gian sinh trưởng 65
3.1.2 Phân nhóm các mẫu giống theo các đặc điểm sinh trưởng, hình thái, cấu trúc cây 66
3.1.3 Phân nhóm các mẫu giống theo mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính trên đồng ruộng 69
3.1.4 Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo các yếu tố cấu thành năng suất
3.1.5 Phân nhóm các mẫu giống cà chua theo một số đặc điểm về hình thái và chất lượng quả 72
3.2 Đánh giá đa dạng di truyền của các mẫu giống cà chua bằng phương pháp marker phân tử SSR
3.2.1 Sản phẩm phản ứng PCR 74
3.3.2 Phân tích nhóm của 34 dòng cà chua dựa trên dữ liệu sản phẩm PCR 76
3.3 Nghiên cứu biểu hiện di truyền các tính trạng cơ bản liên quan tới năng suất, chất lượng quả ở thế hệ F1 và đánh giá các khả năng
kết hợp của các dòng, giống trong hệ thống lai đỉnh và lai diallel 79
3.3.1 Nghiên cứu các KNKH và biểu hiện di truyền một số tính trạng ở đời F1 của các dòng, giống cà chua trong hệ thống lai
đỉnh 35x2 79
3.3.2 Nghiên cứu biểu hiện ưu thế lai và khả năng kết hợp của các dòng, giống cà chua trong hệ thống lai diallel 102
3.4 Kết quả thử nghiệm các tổ hợp lai cà chua ở một số mùa vụ và vùng sinh thái khác nhau
3.4.1 Thử nghiệm các tổ hợp lai cà chua ở các thời vụ 116
3.4.2 Kết quả xây dựng mô hình sản xuất giống cà chua HPT10 tại các địa phương
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 134
1 Kết luận 134
2 Đề nghị 135
Danh mục công trình đã công bố có liên quan đến luận án 136
Tài liệu tham khảo 137
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Cà chua (Lycopersicon esculentum. Mill) thuộc loài rau ăn quả có diện tích và sản lượng lớn nhất trong các loài rau trồng hiện nay trên thế giới. Quả cà chua, ngoài giá trị dinh dưỡng cao, được sử dụng để ăn tươi, nấu nướng, là nguyên liệu cho chế biến công nghiệp với hàng chục sản phẩm khác nhau, còn có giá trị dược lý không thể phủ nhận. Đặc biệt Lycopen-một hợp chất có nhiều trong cà chua, không phân hủy khi nấu chín có tác dụng chống ôxy hoá tốt nhất so với các loại rau quả khác trong cơ thể con người.
Sản xuất cà chua là ngành luôn mang lại hiệu quả cao cho nông dân do nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng và là cây có tiềm năng năng suất cao, có thể đạt hàng trăm tấn/ha trên diện tích rộng.
Hiện nay, phần lớn các vùng sản xuất cà chua hàng hóa trên thế giới và trong nước đều sử dụng giống lai F1 và tỷ lệ này sẽ càng gia tăng do những lợi thế sau: lượng hạt giống cho đơn vị diện tích thấp hơn nhiều các cây trồng khác (0,15- 0,3 kg/ha); năng suất cao nên chỉ cần tăng 10% đã có khối lượng sản phẩm tăng 3-4 tấn/ha; tỷ lệ sản phẩm cho chế biến cao đòi hỏi mức độ đồng đều của quả, cả hình thái và chất lượng đều nghiêm ngặt mà chỉ có giống UTL mới đáp ứng được.
Ở Việt Nam, diện tích trồng cà chua biến động từ 20.000 đến 24.000 ha tập trung tại đồng bằng Sông Hồng còn ở miền Nam cà chua được trồng chủ yếu ở Lâm Đồng. Năng suất bình quân của các giống cà chua địa phương không cao chỉ từ 20 – 24 tấn/ha trong khi các giống cà chua lai có năng suất cao hơn từ 35 – 40 tấn/ha. (Tổng cục thống kê, 2008-2010)[34].
Năm 2010, riêng tỉnh Lâm đồng diện tích trồng cà chua đã lên tới 5.000 ha với năng suất trung bình 70 tấn/ha, sản lượng 350.000 tấn (Cục Thống kê Lâm Đồng, 2010). Với tiềm năng cho việc phát triển cà chua lớn như vậy mà chỉ tập trung cho tiêu dùng trong nước và phục vụ cho ăn tươi dẫn đến giá cà chua giảm có khi chỉ khoảng 500-700đ/kg tại nơi sản xuất, không khích lệ được người nông dân. Chính vì vậy, để phát triển sản xuất lâu dài và bền vững cần phải có các giải pháp đồng bộ, hợp lý để phát triển cà chua không chỉ cho tiêu dùng trong nước mà còn cho cả chế biến và xuất khẩu.
Theo số liệu của Tổ chức Nông lương liên hiệp quốc (FAO, 2011)[35], năm 2009 với diện tích gieo trồng 4,393 triệu ha, năng suất 348 tạ/ha, sản lượng thu hoạch đạt 152.956 triệu tấn cà chua đã đảm bảo cho bình quân đầu người xấp xỉ 25 kg/năm, trong khi đó theo số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2010, sản lượng cà chua sản xuất năm cao nhất (2009) ở nước ta là
494.332 tấn, cũng chỉ mới đảm bảo bình quân đầu người xấp xỉ 6 kg/năm, bằng 24% so với trung bình toàn thế giới. Có rất nhiều nguyên nhân của sự hạn chế này như sản xuất tập trung trong vụ đông xuân chiếm 50% thời gian/năm (tháng 10-3), tập quán tiêu dùng đơn điệu, chủ yếu sử dụng cà chua để nấu nướng, công nghệ sau thu hoạch còn yếu song nổi bật hơn cả là năng suất và hiệu quả còn thấp do thiếu bộ giống và quy trình canh tác phù hợp cho các vụ trồng, cho mỗi vùng sinh thái và cho các mục đích sử dụng khác nhau như nấu nướng, ăn tươi, chế biến công nghiệp, xuất khẩu tươi
Việc thay đổi tập quán tiêu dùng, tăng tỷ lệ cà chua chế biến sẽ kéo theo sự gia tăng nhu cầu sản phẩm cà chua, kích thích sản xuất phát triển. Bên cạnh việc xây dựng các xí nghiệp chế biến cho các vùng cà chua trọng điểm ở Đồng bằng Sông Hồng và tỉnh Lâm Đồng như đang triển khai những năm gần đây, việc tạo ra bộ giống tốt phục vụ cho mục đích này là yêu cầu cấp bách hiện nay của ngành.
Để thực hiện có hiệu quả nhiệm vụ này, công tác nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu là công việc đầu tiên, không thể thiếu, nhất là ở điều kiện Việt nam, nghiên cứu và chọn tạo giống cà chua phục vụ chế biến gần như còn mới mẻ.
Xuất phát từ những nhu cầu trên đây, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu nguồn vật liệu khởi đầu cho tạo giống cà chua ưu thế lai phục vụ chế biến ở đồng bằng sông Hồng”.
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá được các đặc điểm giá trị của tập đoàn các mẫu giống cà chua chế biến, mức đa dạng di truyền của chúng.
- Xác định đặc điểm biểu hiện di truyền ở đời F1 một số tính trạng về năng suất, chất lượng quả liên quan đến chế biến, KNKH của các mẫu giống trong tập đoàn phục vụ cho việc tạo giống cà chua ưu thế lai.
- Tuyển chọn được các tổ hợp lai triển vọng và đưa ra giống cà chua chế biến UTL phục vụ sản xuất tại đồng bằng sông Hồng.