NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI
Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LÊ QUỐC HÙNG NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI
Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI

Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số: 62. 62. 01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Tác giả luận án
Lê Quốc Hùng ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án tôi đã nhận được

MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2
3. Tính mới của đề tài
3
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
6
1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI
6
1.1.1. Phân loại cây ăn quả có múi
6
1.1.2. Nguồn gốc và phân bố cây ăn quả có múi
8
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ CÓ MÖI
TRÊN THẾ GIỚI VÀ NƢỚC TA
9
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi trên thế giới
9
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi ở nước ta
11
1.3. NGHIÊN CỨU TẠO CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI KHÔNG
HẠT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƢỚC TA
12

ĂN QUẢ CÓ MÖI
39
1.4.1. Sự thụ phấn, ra hoa và đậu quả
39
1.4.2. Phản ứng với nhiệt độ của cây ăn quả có múi
43
1.5. MỘT SỐ KẾT LUẬN RÖT RA TỪ TỔNG QUAN TÀI
LIỆU
44
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
47
2.1. Vật liệu nghiên cứu
47
2.2. Nội dung nghiên cứu
47
2.2.1. Tạo vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn
quả có múi không hạt, ít hạt
47
2.2.1.1. Tuyển chọn giống cây ăn quả có múi (2x) triển vọng sử
dụng trong các cặp lai
47
2.2.1.2. Lai hữu tính giữa các cặp lai cùng giống và khác giống
47
2.2.1.3. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi
47
2.2.2. Chọn lọc và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng
cam Sành, bƣởi tam bội trong nhà lƣới
47
2.2.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và chọn lọc các dòng cam

53
2.3.1.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng tam bội tạo
được
55
2.3.2. Phƣơng pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng
cam Sành và bƣởi tam bội trong nhà lƣới
55
a. Vật liệu
55
b. Phương pháp nghiên cứu
55
2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng
cam Sành và bƣởi tam bội
58
2.3.3.1. Phương pháp nghiên cứu khảo nghiệm các dòng bưởi và
cam Sành tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp
59 vi
a. Vật liệu
59
b. Phương pháp bố trí thí nghiệm
59
c. Phương pháp mô tả, đánh giá các chỉ tiêu
59
2.3.3.2. Phương pháp nghiên cứu đánh giá kết quả ghép dòng bưởi
tam bội lên gốc ghép cây bưởi chua 5 tuổi và xác định một số dòng
bưởi tam bội triển vọng
60

3.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng cam Sành tam bội
trong nhà lưới
85
3.2.1.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của
85 vii
các dòng cam Sành bội trong nhà lưới năm 2013
3.2.1.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và
đậu quả của các dòng cam Sành tam bội trong nhà lưới năm 2013
92
3.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng bưởi tam bội trong
nhà lưới
94
3.2.2.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của
các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013
94
3.2.2.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và
đậu quả của các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013
109
3.3. Bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam bội
trên đồng ruộng
114
3.3.1. Khảo nghiệm các dòng cam Sành tam bội được ghép trên gốc
ghép Chấp
114
3.3.2. Khảo nghiệm các dòng bưởi tam bội được ghép trên gốc ghép
Chấp
124


Phụ lục 1: Tổng quan tài liệu

Phụ lục 2: Môi trường nuôi cấy mô, cứu phôi

Phụ lục 3: Một số hình ảnh kết quả của luận án

Phụ lục 4: Bảng biêu số liệu sinh trưởng của các dòng bưởi và cam
Sành tam bội

Con lai cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ Cam Sành
(2x) × ♂ cam Sành (2x) năm 2011
CS.05, CS.06,
CS.07
Dòng cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ cam Sành
(2x) × ♂ cam Sành (4x) năm 2005, 2006 và 2007
CĂQ
Cây ăn quả
CD
Chiều dài
DT.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Diễn (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2011
D
0
Đường kính gốc
D
t
Đường kính tán x
ĐC
Đối chứng
ĐK
Đường kính
EC
Embryogenesis callus
FC
Flow Cytometry

Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Diễn (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2006, năm 2007
PD.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc trạch (2x)
× ♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2011
PD.05
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc trạch (2x)
× ♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2005
PN.07
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi xi
(2x) × ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2007
PN.05
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi
(2x) × ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2005
PT.3x.11
Dòng bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc Trạch (2x) ×
♂ Phúc Trạch (4x) năm 2011
PT4x
Bưởi Phúc Trạch tứ bội
PT2x
Bưởi Phúc Trạch nhị bội
PT.05
Dòng bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc Trạch (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2005
TTS
Tổng chất rắn hoà tan
TA

3.1
Đánh giá tỷ lệ đậu quả của các cặp lai năm 2011
64
3.2
Đánh giá số hạt thu được của các cặp lai bưởi năm 2011
65
3.3
Đánh giá số hạt thu được của các cặp lai cam Sành năm
2011
67
3.4
Kết quả cứu phôi từ 8 cặp lai 2x x 4x khác nhau năm
2011
70
3.5
Tỷ lệ sống của cây con sau 1 tháng trồng năm 2011
72
3.6
Kết quả xác định mức bội thể thu được từ nuôi cấy cứu
phôi hạt mẩy, hạt nhỏ, hạt lép có phôi từ các cặp lai 2x ×
4x năm 2011
73
3.7
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
cam Sành tam bội ở cây 2 tuổi (năm 2013) tại Văn Giang
- Hưng Yên
77
3.8
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
bưởi tam bội (cây 2 tuổi) năm 2013 tại Văn Giang -

Tính trạng đặc trưng lá của các dòng bưởi tam bội 7 tuổi
trong nhà lưới năm 2013
102
3.16
Tính trạng đặc trưng lá của các dòng bưởi tam bội 6 tuổi
trong nhà lưới năm 2013
104
3.17
Tính trạng đặc trưng hoa của các dòng bưởi tam bội
trong nhà lưới năm 2013
111
3.18
Thời gian ra hoa của các dòng bưởi tam bội
112
3.19
Tỷ lệ đậu quả của các dòng dòng bưởi tam bội năm 2013
113
3.20
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2011
114
3.21
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2012
115
3.22
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2013
116
3.23

3.35
Chất lượng cành lộc của các dòng bưởi tam bội năm
2013
138
3.36
Tính trạng đặc trưng hoa của các dòng bưởi tam bội ghép
lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2012 (32 tháng sau
ghép)
143
3.37
Đặc điểm thời gian ra hoa, nở hoa của các dòng bưởi
tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi
144
3.38
Tỷ lệ đậu quả của các dòng bưởi tam bội ghép lên gốc
ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng sau ghép)
145
3.39
Một số chỉ tiêu năng suất quả các dòng bưởi tam bội
ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng
sau ghép)
146
3.40
Một số chỉ tiêu về hình thái, cấu tạo quả của các dòng
bưởi tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm
2013 (46 tháng sau ghép)
147

Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu chọn tạo giống cây ăn quả có múi
không hạt ở các nước trên thế giới đang được thực hiện theo các phương pháp
như gây đột biến, lai tạo giữa các giống nhị bội, tạo dòng giống tam bội bằng
lai hữu tính giữa các dòng giống nhị bội với các dòng giống tứ bội (Roose và
Williams, 2000), nuôi cấy nội nhũ hạt non (Gmitter và cộng sự, 1990), chọn 2
các phôi tam bội hình thành tự nhiên (Esen và cộng sự, 1971), cứu phôi tam
bội ở các hạt lép, hạt nhỏ (Ollitrault và cộng sự, 1996), dung hợp tế bào trần
nhị bội với tế bào trần đơn bội (Ollitraul và cộng sự, 2000). Ứng dụng các
phương pháp công nghệ sinh học trong tạo giống không hạt như cứu phôi,
dung hợp tế bào trần, chọn biến dị tế bào soma (Froelicher và cộng sự, 2003);
(Grosser và cộng sự, 2000); (Juárez và cộng sự, 1990); (Ollitrault và cộng sự,
1998).
Các giống cây ăn quả có múi đang trồng phổ biến ở nước ta là cam Xã
Đoài, cam Vân Du, cam Sành, cam Bù, bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, bưởi
Đoan Hùng, đều là giống nhiều hạt. Trong khi đó, công tác nghiên cứu chọn
tạo giống không hạt mới được các viện trong nước triển khai mấy năm gần
đây, tuy vậy, còn nhiều vấn đề phải nghiên cứu tiếp. Do đó, để phát huy thế
mạnh nguồn gen cây có múi và thị trường tiêu thụ quả có múi, nước ta cần tập
trung cho nghiên cứu cải tạo các giống cây có múi đặc sản, có ưu thế phát
triển như cam Sành, bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, theo hướng tạo các giống
không hạt từ các giống này với yêu cầu giống không hạt, ưu thế lai, thích nghi
tốt và chống chịu sâu bệnh. Xuất phát từ các phân tích trên đây, chúng tôi đã
thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả
có múi”.
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Mục đích nghiên cứu của đề tài là tạo ra số lượng lớn các dòng bưởi và

hoa kết quả của các dòng tam bội mới chọn lọc so với ghép mắt lên trên gốc
ghép Chấp Thái Bình.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Lần đầu tiên ở nước ta, đề tài đã tạo được số lượng lớn các dòng cây ăn 4
quả có múi tam bội từ các nguồn giống cây ăn quả bản địa. Trong đó có các
dòng bưởi tam bội sinh trưởng tốt và hai dòng đã ra quả không hạt.
Đặc biệt đề tài đã góp phần xây dựng hướng nghiên cứu tạo giống bưởi,
cam Sành không hạt tam bội.
Đề tài đã xây dựng và ứng dụng thành công các quy trình công nghệ
tạo giống cây ăn quả có múi tam bội. Quy trình đã được ứng dụng thành công
với 8 cặp lai giữa 2 mức bội thể 2x 4x và đã tạo ra nhiều dòng tam bội khác
nhau. Đề tài cũng đã phối hợp giữa các phương pháp chọn tạo giống truyền
thống (tạo dòng tứ bội thể, lai giữa 2 mức bội thể khác nhau) với các phương
pháp Công nghệ Sinh học như cứu phôi in vitro, kỹ thuật rút ngắn thời gian
chọn giống thông qua kỹ thuật ghép mắt non lên cây bưởi chua 5 tuổi.
Các dòng tam bội, các quy trình công nghệ chọn tạo giống tam bội và
các dữ liệu khoa học thu được có thể làm tài liệu tham khảo có giá trị cho
giảng dạy và nghiên cứu khoa học ở cây ăn quả có múi.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài đã cung cấp số lượng lớn các dòng tam bội (3x) từ lai giữa các
giống có mức bội thể khác nhau phục vụ cho công tác chọn tạo giống cây ăn
quả có múi không hạt ở nước ta.
Bước đầu đề tài đã tuyển chọn được 2 dòng bưởi tam bội không hạt từ
bưởi đặc sản Việt Nam và một số các dòng bưởi và cam Sành tam bội triển
vọng khác đang được tiếp tục khảo nghiệm.
Đề tài mở ra triển vọng ứng dụng các kỹ thuật chọn tạo giống không

Phong, tỉnh Hòa Bình; huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang.
6
CHƢƠNG I:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI
1.1.1. Phân loại cây ăn quả có múi
Cây có múi (Citrus) thuộc họ Rutaceae (họ cam), họ phụ
Aurantioideae, tông Citrae, tông phụ Citrinae. Nguồn gốc phân loại và phân
bố của cây có múi đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều tác giả trên
thế giới như: (Swingle, W.T, 1943); (Swingle, W.T, 1967); (Tanaka, T.
1937); (Tanaka, T. 1945); (Tanaka, T. 1966); (Tanaka, T. 1977); (Stone, B.C.
1994); (Hodgson, R.W, 1961); (Tolkowsky, S. 1938), vv và ngay cả các nhà
khoa học Việt Nam như Lê Khả Kế (1976), Phạm Hoàng Hộ (1972) và Võ
Văn Chi (1997).
Tuy nhiên, do sự đa dạng đến mức phức tạp của các loài trong chi
Citrus, nên hiện nay sự phân chia số lượng các loài cũng như các giống trong
các loài của chi Citrus trong mỗi công trình phân loại của các tác giả trên
không giống nhau, ví dụ: Swingle chia Citrus thành 16 loài, gồm 2 chi phụ:
Eucitrus 10 loài và Papeda 6 loài. Tanaka lại chia thành 144 loài, cũng gồm 2
chi phụ: Archicitrus 98 loài (trong đó Papeda 12 loài, Limonellus 16 loài,
Citrophorum 21 loài, Aruntium 28 loài và Cepphaiocitrus 21 loài); chi phụ
Metacitrus 46 loài (trong đó có: Osmocitrus 9 loài, Acrumen 36 loài và
Pseudofortunella 1 loài). Trong khi Hodgson, R.W. (1961) lại nhóm thành 4

điều tra, thu thập, đánh giá đa dạng nguồn gen vẫn phải dựa vào đặc điểm
hình thái trên cơ sở các khóa phân loại.
Do sự phức tạp trong công việc định danh loài như vậy nên trong điều
tra, thu thập, đánh giá cũng như thực hành phân loại, để đơn giản và dễ sử
dụng, Viện Tài nguyên di truyền quốc tế (IPGRI) khuyến cáo sử dụng khóa
phân loại của Swingle làm bảng mô ta để định danh loài (Bảng 1.1, phụ lục
1). Trong những trường hợp khó phân định có thể tham khảo khóa phân loại
của Tanaka. 8
Trong 10 loài thuộc Eucitrus ở Việt Nam hiện chỉ tìm thấy 7 loài từ 1
đến 7 và trong chi phụ Papeda chỉ có 1 loài Citrus hystrix D.C. (chấp Thái
Bình, một giống làm gốc ghép cho cam, quýt. Tuy nhiên cũng chưa chắc
chắn).
1.1.2. Nguồn gốc và phân bố cây ăn quả có múi
Trong các loài cây ăn quả, cùng với nho, cây có múi có lịch sử trồng
trọt lâu đời nhất. Có nhiều báo cáo nói về nguồn gốc cây có múi, nhưng phần
lớn đều thống nhất rằng nguồn gốc cây có múi (Citrus) ở Đông Nam châu Á,
trải dài từ Đông Ả Rập tới Philippine và từ dãy Himalaya tới Indonesia, Úc.
Trong đó một vùng rộng lớn của Đông Bắc Ấn Độ và bắc Miến Điện được
cho là trung tâm phát sinh của các loài cây có múi. Tuy nhiên, những nghiên
cứu hiện nay cho rằng tỉnh Vân Nam thuộc trung tâm phía Nam Trung Quốc
có thể là nơi khởi nguyên quan trọng của các loài cây có múi do sự đa dạng
của các loài được phát hiện tại đây và được phát tán xuống phía Nam theo hệ
thống sông suối (Gmitter và Hu, 1990). Sự di chuyển mạnh mẽ của các dạng
cây có múi khác nhau có lẽ xảy ra chủ yếu ở bên trong vùng khởi nguyên
trước khi lịch sử được ghi chép. Nhiều dạng cây có múi đã di chuyển từ phía
Tây tới các vùng Ả Rập khác nhau, ví dụ như Ô Man, Ba Tư, Iran, thậm chí
tới Palestin. Các dạng cây có múi chính ăn được bao gồm chanh yên, cam

Quả có múi được sản xuất chủ yếu ở các vùng cận nhiệt đới như địa
phận ven Địa Trung Hải của Tây Ban Nha, Florida và California (Mỹ), Sao
Paulo (Brazil), Trung Quốc. Nước nhiệt đới trồng nhiều cam quýt là Mexico
nằm ở vĩ độ bắc 10
0
- 24
0
tương tự với Việt Nam và là nước có sản lượng quả
có múi xếp thứ 5 trên thế giới (USDA, 2013).
Lượng quả có múi xuất khẩu toàn cầu đạt trung bình khoảng 8,4 triệu
tấn năm niên vụ 2010/2011 và đạt khoảng 8,2 triệu tấn vào niên vụ 2012/2013
(USDA, 2013). Các nước xuất khẩu lớn nhất là Trung Quốc với lượng xuất