11
CHƢƠNG 1
LỜI MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Bông vải là cây trồng lấy sợi quan trọng hàng đầu để thỏa mãn nhu cầu bức
thiết của con ngƣời sau ăn là mặc (Lê Quang Quyến, 2004). Cây bông cũng là cây lấy
dầu từ hạt quan trọng thứ hai sau cây đậu tƣơng, hơn nữa hạt bông còn là nguồn cung
cấp protein làm thức ăn cho gia súc (Jiang, 2004). Cây bông vải đƣợc trồng ở khắp nơi
trên thế giới, nhƣng chủ yếu trồng ở điều kiện nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong các
nƣớc trồng bông vải, Ấn Độ là nƣớc có diện tích trồng bông lớn nhất (9,7 triệu ha)
chiếm 32%, kế đến là Mỹ 24%, Trung Quốc 20% (Satyavathi và ctv., 2002).
Ở Việt Nam, nghề trồng bông vải có từ lâu đời. Cây bông vải từng là cây trồng
quan trọng ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ đặc biệt ở các tỉnh Quảng Trị, Thừa
Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên trong thời kỳ kháng chiến
chống Pháp (Lê Kim Hỷ, 2003). Sau ngày thống nhất đất nƣớc, chúng ta đã nhiều lần
cố gắng tổ chức trồng bông lại ở các địa phƣơng trên nhƣng các kế hoạch đó đều
không thành công. Hai nguyên nhân chính làm thất bại các nỗ lực trên là: thị trƣờng
giá cả bấp bênh, nông dân không trồng bông vì không trừ đƣợc sâu đục quả bông dẫn
đến ngƣời trồng bông thua lỗ (Lê Quang Quyến, 2004).
Trong những năm gần đây, do áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật và công
nghệ nên đã cho ra đời các giống bông lai kháng sâu năng suất cao đƣa vào sản xuất.
Tuy nhiên, sản lƣợng bông xơ chỉ mới đáp ứng một phần nhỏ (10-15%) nhu cầu vật
liệu cho ngành dệt may. Trƣớc thực trạng đó, gia tăng sản lƣợng bông xơ là yêu cầu
cấp thiết. Dự kiến đến năm 2010, sản lƣợng bông xơ đáp ứng 20% nhu cầu trong nƣớc
và diện tích bông đạt 1 triệu ha vào năm 2010, tập trung chủ yếu ở vùng Duyên Hải
Miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Đồng Bằng Sông Cửu Long (Bộ Nông
Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2003).
Việc cải thiện di truyền của các loài bông vải nhằm tăng năng suất cũng nhƣ
tăng tính kháng sâu bệnh đã đƣợc quan tâm nhiều. Kết quả là nhiều giống bông vải tốt

1.2. Mục tiêu
Khóa luận: “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN NẠP GEN CỦA HAI
GIỐNG BÔNG VẢI SSR60F VÀ COKER 312 BẰNG VI KHUẨN Agrobacterium
Tumefaciens” nhằm tìm hiểu khả năng chuyển nạp gen của hai giống bông vải
SSR60F và Coker 312 bằng phƣơng pháp vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens,
trong đó tập trung nghiên cứu về sử dụng hệ thống chọn lọc bằng mannose để thanh
lọc mô sẹo của bông vải sau khi đƣợc chuyển nạp.

1.3. Hạn chế của khoá luận
Với quỹ thời gian ngắn (4 tháng) nên khóa luận chỉ có thể thực hiện phần chọn
lọc bằng mannose (qua 3 lần chọn lọc), các bƣớc tiếp theo sau khi chọn lọc chƣa có
điều kiện thực hiện.
Khóa luận cũng chỉ giới hạn nghiên cứu ở hai giống bông vải, trong đó giống
SSR60F là giống bông đang trồng ở Việt Nam.


thác và sản xuất bông hàng hóa. Về sau, loài này đƣợc du nhập vào bằng nhiều con
đƣờng khác nhau, chủ yếu thông qua các chƣơng trình viện trợ của các tổ chức quốc
tế. Qua quá trình thực nghiệm cho thấy loài này có khả năng thích ứng rộng, phù hợp

15
với điều kiện trồng bông nhờ nƣớc trời ở nƣớc ta. Với tiềm năng cho năng suất cao và
có chất lƣợng xơ tốt, các giống bông này dần dần thay thế các giống bông Cỏ trƣớc đó
(Lê Quang Quyến, 2004). Bông Luồi có nhiều loài phụ nhƣ: G. hirsutum ssp.
Mexicanum, G. hirsutum ssp. Punctatum (Achum và Thonn), G. hirsutum ssp.
Panicultum (Balanco)…

2.1.2.2. Gossypium arboreum
Loài G. arboreum thƣờng đƣợc gọi là bông Cỏ. Loài này có lẽ đƣợc trồng lâu
đời nhất, có nguồn gốc từ Tây Nam Ấn Độ, lan truyền sang vùng Đông Nam Á, vùng
có gió mùa khí hậu ẩm ƣớt. Bông Cỏ thƣờng đƣợc trồng ở vùng đồng bằng nhƣng
cũng có trồng ở vùng núi cao 1500-2000 m. Vùng sản suất chính là Ấn Độ, Trung
Quốc,Việt Nam, Myanmar, Lào. Hằng năm sản lƣợng bông Cỏ chiếm 20% tổng sản
lƣợng bông thế giới. Hiện nay, diện tích trồng bông Cỏ ngày càng thu hẹp do chất
lƣợng xơ ngắn.
Ở Việt Nam khoảng thế kỷ XIII- XIV loài bông này đƣợc trồng phổ biến khắp
mọi miền đất nƣớc, từ đồng bằng đến vùng Trung du và Miền núi. Đến năm 1955, loài
bông Cỏ vẫn còn phổ biến trên các vùng trồng bông ở Bắc Bộ và một số vùng thuộc
Bắc Trung Bộ, trong lúc đó ở các vùng bông ở Nam và Trung Bộ đang dần thay thế
bằng các giống bông Luồi.
Các giống bông Cỏ hiện có ở Việt Nam thuộc hai loài phụ: G. arboreum ssp.
Neglectum và G. arboreum ssp. Nanking, kể cả hai dạng bông lâu năm và hằng năm
(Lê Quang Quyến, 2004).

2.1.2.3. Gossypium barbadense
Loài G. barbadense thƣờng đƣợc gọi là bông Hải đảo, bông Ấn Độ. Bông Hải

trƣờng bị ô nhiễm nặng, ngành bông Việt Nam gặp rất nhiều khó khăn.
Từ sau những năm 1990, ngành bông Việt Nam có những bƣớc thay đổi mạnh
mẽ, chúng ta đã tạo đƣợc các giống bông, đặc biệt là các giống bông lai có năng suất
cao, chất lƣợng xơ tốt, chống chịu đƣợc sâu bệnh. Hàng loạt các tiến bộ kỹ thuật đƣợc
áp dụng nhƣ: áp dụng biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp giúp giảm chi phí thuốc bảo
vệ thực vật, các biện pháp kỹ thuật canh tác khác nhƣ hệ thống luân canh xen canh hợp
lý, phủ màng PE cho bông, phun các chất điều hòa tăng trƣởng…chính vì vậy mà năng
suất và chất lƣợng bông xơ tăng, nghề sản xuất bông cho hiệu quả kinh tế cao. Hiện
nay, diện tích đã đạt hơn 35.000 ha, năng suất đạt hơn 11 tạ/ha, tăng gấp hai lần so với
bình quân trƣớc đây.

17
Bảng 2.1. Diễn biến tình hình sản xuất bông ở Việt Nam (Lê Quang Quyến, 2004).
Niên Vụ

Diện tích (ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lƣợng (tấn)
1996/1997
1997/1998
1998/1999
1999/2000
2000/2001
2001/2002
2002/2003
10.676
11.716
19.963
17.705
13.250

STT Nƣớc
Diện tích (triệu ha)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ấn Đ ộ
M ỹ
Trung Quốc
Pakistan
Uzbekistan
Brazil
Thổ Nhĩ Kỳ
Turkmenistan
Mali
Benin
8,730
5,596
4,824
3,125
1,453

7
8
9
10
Trung Quốc
M ỹ
Ấn Độ
Pakistan
Uzbekistan
Thổ Nhĩ Kỳ
Brazil
Australia
Syria
Ai cập
5,320
4,420
2,508
1,853
1,055
0,880
0,750
0,670
0,335
0,314
1.103
790
287
593
726
1.345

lƣợng sợi bông, về sản lƣợng bông cũng nhƣ về khả năng kháng sâu bệnh. Thêm vào
đó, hiện nay trong các giống bông chƣa tìm thấy các gen kháng sâu bệnh chính vì thế
mà rất khó tạo ra một giống bông kháng sâu bệnh bằng phƣơng pháp lai tạo truyền
thống.

2.2.2. Một số nghiên cứu chuyển nạp gen trên cây bông vải
Hiện nay, trong nghiên cứu chuyển nạp gen với nhiều phƣơng pháp khác nhau
nhƣ: phƣơng pháp xung điện, phƣơng pháp vi tiêm, phƣơng pháp sử dụng PEG
(polyethylene glycol), phƣơng pháp bắn gen và phƣơng pháp chuyển nạp gen bằng vi
khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Nhƣng phổ biến là chuyển nạp gen trực tiếp bằng
súng bắn gen với vật liệu nuôi cấy là đỉnh chồi phân sinh hoặc từ tế bào huyền phù đã
đƣợc báo cáo (McCabe và Martinell, 1993, Rajasekaran và ctv., 2000), phƣơng pháp
chuyển nạp gen bằng Agrobacterium tumefaciens (Rajasekaran, 1996, Satyawathi và
ctv., 2002, Umbeck và ctv., 1987).
Nghiên cứu chuyển nạp gen thành công bằng Agrobacterium tumefaciens trên
cây bông vải đƣợc công bố lần đầu tiên vào những năm 1980 (Firoozabady và ctv.,
1987, Umbeck và ctv., 1987) với mẫu cấy là trụ hạ diệp và tử diệp. Trong nghiên cứu
của mình, Firoozabady đã sử dụng mẫu cấy tử diệp 12 ngày tuổi để đồng nuôi cấy với
vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang plasmid có chứa gen kháng kanamycin.
Sau ba ngày đồng nuôi cấy, các mẫu cấy sẽ đƣợc chuyển lên môi trƣờng tạo mô sẹo có
chứa kanamycin. Kết quả là có hơn 80% các mô sẹo sống sót trên môi trƣờng có chứa
yếu tố chọn lọc kanamycin. Từ đó nhiều gen đƣợc chuyển thành công vào cây bông
nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens, bao gồm các gen kháng côn trùng, gen