NGHIÊN CỨU TẠO CÁC DẠNG TỨ BỘI THỂ Ở
CÁC GIỐNG CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI ĐỊA PHƯƠNG
Hà Thị Thúy, Trần Ngọc Thanh, Đỗ Năng Vịnh
Viện Di truyền nông nghiệp
Vũ Văn Vụ
Đại Học quốc gia Hà nội 1. MỞ ĐẦU
Các giống được trồng phổ biến như cam Xã đoài, Sông
con, Vân du, Cam sành, Quýt chum, bưởi Phúc trạch là
các giống ưu việt, thích hợp với sản xuất ở nước ta, nhưng
có nhược điểm chung là nhiều hạt. Tính trạng có hạt làm
giảm giá trị thương mại của công nghiệp quả có múi. Do
vậy tạo giống citrus không hạt là mục tiêu quan trọng của
công tác giống.Một chiến lược tạo giống không hạt quan
trọng là tạo ra và tuyển chọn các giống tam bội thể từ các
phép lai giữa các giống tứ bội thể với các giống nhị bội
(Soost and Cameron, 1975; Starrantino and Reforgeiato-
Rucupero, 1981). Thí dụ thành công điển hình trong tạo
giống tam bội thể bằng phương pháp lai giữa các mức bội
thể là 2 giống bưởi chùm tam bội Oroblanco và Melogold
(Soost and Camerron, 1980, 1985). Nhưng tạo giống tam
bội không hạt có chất lượng cao gặp nhiều khó khăn do
thiếu nguồn gen tứ bội thể thích hợp.
Chọn tạo dòng tứ bội có thể thực hiện bằng nhiều phương
pháp khác nhau. Các dạng tứ bội xuất hiện tự nhiên với tần
số khá cao ở citrus. Cameron và Frost (1968) đã nhận được
ngày đến 7 ngày nhằm mục đích phá ngủ chồi.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
- Xử lý tạo ra sự đồng nhất trong phân chia tế bào ở chồi
ngủ trước khi xử lý cành bằng colchicin: a/Làm đứt rễ để
kích thích ra rễ đồng nhất và kết quả là gây bật chồi mới
đồng nhất. b/ Cắt toàn bộ lá và chồi ngọn của các cành cây
trước xử lý nhằm kích thích quá trình phân bào và bật chồi
ở chồi ngủ.
- Xác định trạng thái và mức độ nảy mầm của mắt chồi ngủ
bằng soi kính hiển vi quang học.
- Cành đã được xử lý colchicin với các thời gian ( 0h;12;
24h; 48h; 72h) và 7 nồng độ khác nhau (0; 0.05%; 0.1%;
0.2%; 0.3%; 0.4%; 0.5%), tổng số 35 công thức thí nghiệm
ở mỗi giống. Mỗi lô thí nghiệm gồm 10 cây, mỗi cây xử lý
1 cành, mỗi cành có nhiều chồi nách được ngâm vào dung
dịch.
- Pha dung dịch mẹ: Hoà tan 0.5g colchicin vào trong 100
ml nước cất tạo dung dịch mẹ 0.5%. Dung dịch này để
trong tối. Từ dung dịch mẹ pha loãng ra các nồng độ cần
dùng: 0.05%; 0.1%; 0.2%; 0.3%; 0.4%; 0.5%. Dung dịch
hoạt động bề mặt Tween được bổ sung: 1 giọt Tween cho
50ml dung dịch colchicin.
- Dung dịch colchicin được chứa trong một ống nhựa
đen.Cành được uốn cong, nhúng ngập trong dung dịch, sau
- Colchicin bắt đầu có biểu hiện ức chế đối với sự bật mầm
của cây ở nồng độ 0.05% trong thời gian 48 giờ. Khi nồng
độ và thời gian xử lý tăng lên thì tác động của colchicin
tăng đối với mẫu xử lý (số cành bị chết tăng, số cành sống
sót và số mắt bật chồi giảm, thời gian từ xử lý đến bật chồi
tăng).Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 1 .
- Ở nồng độ 0,05 % colchicin hầu như không có ảnh hưởng
gì đến sức sống của chồi ngay khi thời gian xử lý kéo dài
đến 48 và 72 giờ. Khi tăng nồng độ colchicin lên gấp hai
lần ảnh hưởng của nó đã biểu hiện rõ ngay ở thời gian xử lý
24 giờ. Khi nồng độ colchicin tăng lên 0,2% tỷ lệ nảy mần
của các giống giảm rất mạnh,ở nồng độ này với thời gian
xử lý 24 giờ tỷ lệ sống và nẩy mần của chồi ngủ ở các
giống đều giảm xuống dưới 50%: Bưởi Phúc Trạch 33%,
Cam Sành 31%, Sông Con 30%, Vân Du 21%, Quýt chum
22%.
- Liều lượng gây chết 100% có khác nhau đối với các giống
khác nhau: đối với Quýt Chum 100% mẫu xử lý chết ở
nồng độ 0.3%, thời gian xử lý từ 24 đến 72h. Đối với Cam
Vân du, Sông Con, Cam Sành, Bưởi Phúc trạch nồng độ
gây chết 100% là 0.3%, thời gian xử lý từ 48 h.
- Cây bắt đầu có hiện tượng dị dạng ở lá và mầm quan sát
thấy ở hầu hết các giống ở nồng độ từ 0.1%,thời gian xử lý
24 giờ.Hiện tượng cành có phiến lá dày hơn,bản lá rộng
hơn quan sát thấy nhiều nhất ở nồng độ colchicin 0,1%.
Bảng 1: Ảnh hưởng của thời gian và nồng độ xử lý
3.3. Xác định các cành tứ bôi thể sau khi xử lý colchicin:
Reuther và cộng sự (1968) đã mô tả các đặc trưng của các
dòng tứ bội thể tạo được từ các giống chanh, cam, quýt,
bưởi chùm và so sánh chúng với các giống nhị bội thể
tương ứng.Các đặc trưng khác biệt đó là:
- Số lượng nhiễm sắc thể của dòng tứ bội tăng gấp đôi ở
mỗi tế bào.
- Lá của dòng tứ bội có phiến lá rộng hơn, tỷ lệ rộng/ dài
lớn hơn so với giống nhị bội, phiến lá dày hơn,màu lá đậm
hơn.
- Số lượng hạt của cây tứ bội thường ít hơn so với cây nhị
bội.
Nghiên cứu của Frost (1926) mô tả các dạng tứ bội ở
chanh, Hamill và CS (1992) nghiên cứu ở chuối,
Chakraborti và CS, (1998) nghiên cứu ở dâu tằm cho thấy
các cây đa bội thường có trụ ngắn, xanh đậm, phiến lá dày
và rộng hơn ở các thể lưỡng bội tương ứng.
Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu trên đây chúng tôi đã
tiến hành phân tích các biến đổi hình thái của các cây sau
xử lý. Các cành có lá dày hơn, phiến lá rộng hơn đã được
lấy mẫu lá để đo mức bội thể trên máy đo Flow Cytometry.
Kết quả đo mức bội thể cho thấy một số cây có lá dày,
phiến lá rộng ở 3 giống Bưởi Phúc Trạch, Cam Vân Du,
Cam sành là tứ bội thể. Tuy nhiên, nhiều tác giả cho biết
hiện tượng khảm mức bội thể ở cây sau xử lý colchicin là
3. Frost, H.B; 1926. Tetraploidy in Citrus. Proc.
Nat.Acad.Sci.USA, 11: 535 - 537.
4. Hamill S.D; Smith M.K; and Dodd W.A.(1992). In vitro
induction of banana autotetraploid by colchicine treatment
of micropropagated diploids. In: Aust.J. Bot.40: 887-96.
5. Gmitter, F.G.,Jr., X.B. Ling, and X.X. Deng.(1991).
Induction of triploid Citrus plants from endosperm calli in
vitro. Theor. Applied Genet. (In press).
6. Grosser, J.W. and Gmitter F.G (1990). Protoplast fusion
and citrus improvement. Plant Breed. Rev. 8: 339-374.
7. Grosser, J.W and F.G Gmitter, Jr., E.S. Louzada and J.L.
Chandler. 1992. Production of somatic hybrid and
autotetraploid breeding parents for seedless citrus
development. HortScience 27: 1125 -1127. (1992).
8. Reuther W., (1968). The citrus Industry. Vol. II, vol. III
University of California.
9. Soost, R.K. and J.W.Cameron.1975. Citrus, p. 507-540.
In: J.janick and J.N. Moore (eds.). Advances in fruit
breeding. Purdue Univ. Press, West Lafayette, Ind.
10. Soost, R.K. and J.W.Cameron.1980. 'Oroblanco', a
triploid pummelo-grapefruit hybrid. HortScience 15:667-
669.
11. Soost, R.K. and J.W.Cameron.1985. 'Melogold', a
triploid pummelo- grapefruit hybrid. HortScience 20:1134-
1135.
12. Starrantino and G.R. Recupero. 1981. Citrus hybrids
obtained in vitro from females pollinated by 4X males. Int.
Soc. Citriculture 1: 31-32.
13. Tachikawa,T., Tanaka,Y, and Hara,S., 1961.
Investigation on the breeding of citrus trees. In: Study on
colchicine concentrations, starting from 0.2%, have showed
toxic effects at all the treated times. The most effective
treatment has been observed at colchicine concentration
0.1% with treating time 24h. Ploidy level variation of the
plants derived from treated buds have been verified by
Flow Cytometry. Total of 19 plants were polyploidized (
tetraploids),from which 16 plants are chimeras,only 3
plants are homogenous tetraploids. The homogenous
autotetraploids have been obtained from 3 local cultivars
Van du,Cam Sanh and pummelos cultivar Buoi Phu trach.
The colchicine treatment at concentration of 0.1% and
treating time 24h is most effective for tetraploid plant
induction.
Người thẩm định nội dung khoa học: TS. Đoàn Duy Thanh.