BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
HOÀNG THỊ LAN ANH NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG CÀ CHUA CHÍN CHẬM,
KHÁNG VIRUS XOĂN VÀNG LÁ VÀ MỐC SƯƠNG
BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ DNA
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan tất cả số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận này là
khách quan, trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong khóa luận đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 11 tháng 6 năm 2015
Tác giả Hoàng Thị Lan Anh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ rất tận
tình của các thầy cô, bạn bè cũng như những người thân trong gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết sâu sắc tới PGS.TS Phan Hữu Tôn, người đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi
xin chân thành cảm ơn kỹ sư Khúc Ngọc Tuyên và toàn thể cán bộ, nhân viên
Trung tâm bảo tồn và phát triển nguồn gen cây trồng và Bộ môn Sinh học phân tử
& Công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp
Việt Nam đã rất nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời
gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, anh
em, bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 11 tháng 6 năm 2015
Tác giả
2.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 30
2.1.1 Vật liệu 30
2.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 31
2.2 Nội dung 31
2.3 Phương pháp nghiên cứu 31
2.3.1 Phương pháp đánh giá các đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng quả 31
2.3.2 Đánh giá khả năng kháng TYLCV ở các THL 34
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv
2.3.3 Đánh giá tính kháng bệnh mốc sương của các THL 35
2.3.4 Đánh giá tính chín chậm của các THL 35
2.3.5 PCR xác định gen chín chậm rin và các gen kháng Ty1, Ty2, Ty3 và Ph-3 35
2.4 Xử lý số liệu 37
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 388
3.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng của các THL 388
3.1.1 Kiểu hình sinh trưởng 388
3.1.2 Thời gian các giai đoạn sinh trưởng 399
3.1.3 Kết quả đánh giá một số đặc điểm hình thái và cấu trúc cây 41
3.1.4 Kết quả đánh giá về cấu trúc chùm hoa, đặc điểm nở hoa và tỷ lệ đậu quả 41
3.1.5 Kết quả đánh giá về năng suất và các yêu tố cấu thành năng suất 44
3.1.6 Kết quả đánh giá các đặc điểm hình thái và chất lượng quả 46
3.1.7 Đánh giá tính chín chậm và thời gian bảo quản quả của các THL 50
3.1.8 Ghép lây nhiễm đánh giá khả năng kháng TYLCV của các THL 52
3.1.9 Đánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương của các THL 54
3.2 Chọn lọc cá thể cà chua mang gen Ty1, Ty2, Ty3, Ph3 và rin từ quần thể
phân ly 331/1219 F2 55
3.2.1 Chọn lọc các cá thể mang gen kháng mốc sương Ph-3 56
3.2.2 Chọn lọc các cá thể mang gen kháng xoăn vàng lá Ty-3 57
3.2.3 Chọn lọc các cá thể có gen ức chế sự chín rin 59 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Danh sách các THL F1 sử dụng trong nghiên cứu 30
Bảng 3.1 Kết quả đánh giá kiểu hình sinh trưởng, các giai đoạn sinh trưởng và một số
đặc điểm hình thái cấu trúc cây của các tổ hợp lai F1 vụ đông 2015 40
Bảng 3.2 Đặc điểm nở hoa, cấu trúc chùm hoa và tỷ lệ đậu quả của các THL 43
Bảng 3.3 Kết quả đánh giá về năng suất và các yêu tố cấu thành năng suất của
các THL 45
Bảng 3.4 Kết quả đánh giá một số đặc điểm hình thái quả của các THL 47
Bảng 3.5 Kết quả đánh giá một số đặc điểm chất lượng quả của các THL 49
Bảng 3.6 Kết quả đánh giá đặc tính chín chậm của quả ở 21 THL 51
Bảng 3.7 Khả năng kháng virus ToLCHnV của các THL cà chua nghiên cứu 53
Bảng 3.8 Kết quả lây nhiễm nhân tạo đánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương
của 21 THL 55
Bảng 3.9 Danh sách các cá thể mang gen Ph-3 đồng hợp tử chọn được bằng cặp
mồi SCU602F3/R3 57
Bảng 3.10 Kết quả xác định các cá thể có gen Ty-3 từ 41 cá thể đồng hợp tử gen
Ph-3 bằng cặp mồi P6-25F2/R5 58
Bảng 3.11 21 cá thể có gen rin chọn được từ 32 cá thể nghiên cứu bằng cặp mồi
rinF/R 59
Bảng 3.12 Các cá thể mang gen Ty-2 chọn được bằng cặp mồi T0302 F/Ty2R1 61
Bảng 3.13 Các cá thể mang gen Ty-1 chọn được bằng cặp mồi TG97F/R 62
Bảng 3.14. Kết quả xác định kiểu gen Ph-3, Ty-3, Ty-2, Ty-1 và rin của các cá thể 63
Bảng 3.15 Một số đặc điểm hình thái và thời gian sinh trưởng của cá cá thể 64
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cà chua (Solanum lycopersicum) là loại rau ăn quả quan trọng ở nước ta. Ở
miền Bắc, cà chua chủ yếu được trồng từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau và thu hoạch
từ tháng 11 đến cuối tháng 5. Giá bán cà chua thời gian này thường rất thấp, người
sản xuất thu được ít lợi nhuận. Trong khi đó, từ tháng 6 - 10 nhu cầu sử dụng cà
chua lại rất cao, giá bán có thể tăng gấp 2 - 3 lần so với thời điểm chính vụ. Vì thế
đã có một số biện pháp kỹ thuật nhằm rải vụ như trồng sớm hoặc muộn, trồng trong
nhà lưới hay dùng giống chịu nóng. Tuy nhiên, các giống đang trồng hiện nay chưa
có giống nào có đặc tính chín chậm, vì thế vẫn phải thu đến đâu bán ngay đến đó,
thời gian rải vụ không dài. Hiện có nhiều nước trên thế giới đã chọn tạo được nhiều
giống cà chua chín chậm nhờ sử dụng các dạng đột biến chín chậm hoặc không chín
như dạng đột biến chín chậm alc (alcobaca), ức chế sự chín rin (ripening inhibitor),
đột biến không chín nor (non-ripening) và không bao giờ chín Nr (Never-ripening)
(Foolad, 2007; Garg et al., 2008). Những đột biến này có tác dụng làm chậm quá
trình chín và sự mềm hóa của quả, giúp quả có thể bảo quản được lâu trong điều
kiện bình thường, vận chuyển được xa và chống thối tốt (Foolad, 2007; Garg et al.,
2008; McGlasson et al., 1983). Chọn tạo được giống chín chậm sẽ cho phép ta trồng
chính vụ khi thời tiết thuận lợi, cho năng suất và chất lượng cao, sau đó thu hoạch
và bảo quản được lâu, khi nhu cầu tiêu thụ tăng thì xử lý ethylene làm quả chín rồi
bán với giá cao. Trồng giống chín chậm còn giúp người trồng chủ động trong thu
hái, quả cứng và chống thối tốt cho phép vận chuyển thuận lợi và hạn chế thất thoát
sau thu hoạch.
Bên cạnh đó, cà chua bị rất nhiều loại bệnh gây hại, trong đó bệnh xoăn vàng lá
do một số loài virus thuộc chi Begomovirus và bệnh mốc sương do nấm Phytophthora
infestant gây ra đang là các bệnh gây hại nghiêm trọng nhất. Hai bệnh này được cho là
những tác nhân chính gây suy giảm năng suất cà chua trên khắp thế giới. Sử dụng
chậm. Với mong muốn tạo ra được các giống cà chua lai cũng như các dòng thuần
vừa chín chậm, vừa kháng cả hai bệnh xoăn vàng lá và mốc sương, chúng tôi tiến
hành đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống cà chua chín chậm, kháng virus xoăn
vàng lá và mốc sương bằng chỉ thị phân tử DNA”.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
2. Mục đích và yêu cầu
Mục đích
- Đánh giá sơ bộ đặc điểm một số tổ hợp cà chua lai F1 có gen ức chế sự
chín rin, gen kháng bệnh xoăn vàng lá và gen kháng mốc sương nhằm chọn ra các
THL có năng suất và chất lượng cao để đưa vào sản xuất.
- Sử dụng các chỉ thị phân tử DNA chọn ra các cá thể tốt mang đồng thời
gen rin, Ty1, Ty2, Ty3 và Ph-3 nhằm gây tạo dòng cà chua thuần mang đồng thời cả
3 tính trạng kể trên từ quần thể phân ly 331/1219 F2.
Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá được đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng, khả năng
chín chậm, kháng xoăn vàng lá và mốc sương của 40 THL F1.
- Sử dụng các chỉ thị phân tử DNA để chọn lọc được các cá thể có năng suất
cao, có gen ức chế sự chín rin, các gen kháng virus xoăn vàng lá Ty1, Ty2, Ty3 và
gen kháng mốc sương Ph-3 từ quần thể phân ly 331/1219 F2.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về bệnh mốc sương và chọn tạo giống cà chua kháng bệnh mốc sương
1.1.1. Các nghiên cứu về bệnh mốc sương do nấm P. infestans
1.1.1.1. Nguyên nhân và tầm quan trọng của bệnh
Phytophthora infestans thuộc lớp nấm trứng (Oomycetes), bộ nấm mốc
sương (Peronosporales), lớp nấm này thuộc một giới khác với giới nấm thật (true
gây ra tổn thất kể trên là do bệnh mốc sương (Haverkort and Struik, 2009).
Mặc dù trên thực tế nấm gây bệnh được coi là loài ký sinh chuyên tính và có
phổ ký chủ hẹp, song Phytophthora infestans đã được ghi nhận là gây bệnh trên
nhiều loài cây. Erwin và Ribeiro (1996) đã liệt kê ra 89 loài ký chủ mà
Phytophthora infestans có khả năng gây hại. Trong đó, hai loài ký chủ chính có ý
nghĩa quan trọng trong sản xuất nông nghiệp phải kể đến là cây cà chua
(Lycopersicon esculentum) và cây khoai tây (Solanum tuberosum). Ngoài ra,
Phytophthora infestans còn có thể ký sinh gây hại trên ký chủ phụ là các cây cà dại
thuộc Solanum.
1.1.1.2. Đặc điểm sinh sản của nấm P. infestans
Sự phát triển mạnh mẽ của P. infestans là nhờ cách thức sinh sản rất hiệu quả
của nó với cả hai hình thức sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính. Trong hình thức
sinh sản vô tính, P. infestans tạo ra hàng ngàn bọc bào tử trên mỗi vết bệnh, đây là
là những cấu trúc vô định hỗ trợ sự phát tán của bọc bào tử trong không khí bằng
cách sử dụng chuyển động thụ động của gió, mưa (Cohen et al., 1997). Bọc bào tử
có thể nảy mầm trực tiếp ở nhiệt độ trên 15°C và nhanh chóng phát triển thành hệ
sợi nấm và các cành bọc bào tử tiếp theo trên lá, thân, và mô quả (Mayton et al.,
2000). Ở nhiệt độ thấp, các cành bọc bào tử bỏ qua giai đoạn tăng trưởng sợi nấm
bằng cách hình thành và phát tán trực tiếp du động bào tử (bào tử vô tính), sau đó
nảy mầm và gây tiếp tục gây nhiễm với tốc độ thậm chí còn nhanh hơn (Walker and
West, 2007). Tùy thuộc vào điều kiện môi trường, vòng đời của P. infestans có thể
ngắn hơn và toàn bộ chu kỳ lặp đi lặp lại trong 5-7 ngày.
P. infestans là loài nấm dị tản (heterothallic) có hai kiểu ghép cặp (matin
type) là A1 và A2. Sự sinh sản hữu tính của nấm phần lớn xảy ra ở các vùng lạnh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6
ẩm và phải có đủ cả 2 kiểu ghép cặp A1, A2. Khi có sự kết hợp giữa A1 và A2, bào
tử trứng được hình thành, cơ quan sinh sản trên sợi nấm là bao trứng (Oogonium),
và bao đực (Antheridium). Sau khi phối giao nhân của bao đực dồn sang bao trứng
ngày, và trong một số trường hợp chỉ đạt đường kính 1-2 mm. Sau đó, các vết tổn
thương tăng nhanh kích thước và mốc trắng xuất hiện ở mặt dưới lá. Toàn bộ cây
nhiễm bệnh có thể bị phá hủy chỉ trong 5-10 ngày.
1.1.1.4. Sự phát sinh của P. infestans ở cấp độ tế bào
Việc hình thành các bào tử trứng giữa 2 dạng hữu tính A1 và A2, có thể dẫn
đến việc tạo ra các dòng vô tính độc hơn (Gavino et al., 2000).Các bào tử trứng có
thể đóng một vai trò quan trọng trong dịch tễ học của bệnh (Gavino et al., 2000) và
đóng vai trò như một nguồn bệnh liên tục nhờ có vách dày với khả năng tồn lại lâu
dài trong đất hoặc trong tàn dư cây bệnh (Zwankhuizen et al., 2000).
Mặt khác, các túi bào tử vô tính đóng vai trò điều khiển dịch bệnh trong suốt
mùa. Túi bào tử phát sinh động bào tử trong điều kiện thời tiết thuận lợi, gọi là thời
kỳ Smith, được định nghĩa là tình trạng ẩm cao với độ ẩm tương đối lớn hơn 90%
kéo dài trong ít nhất hai ngày liên tiếp, và mỗi ngày ít nhất có 11 giờ với nhiệt độ
trung bình 10°C hoặc cao hơn (Cohen et al., 1997). Túi bào tử có khả năng cảm
nhận được môi trường và điều tiết sự nảy mầm. Nếu nhiệt độ môi trường trong
khoảng 20-24
0
C bào tử phân sinh sẽ trực tiếp hình thành ống mầm sau đó tạo thành
sợi nấm xâm nhập vào tế bào mô cây kí chủ. Nếu nhiệt độ môi trường từ 12-18
0
C
trong điều kiện ẩm cao hoặc có giọt nước bào tử phân sinh sẽ giải phóng các du
động bào tử (zoospore) có 2 roi. Các du động bào tử này có khả năng chuyển động
nhờ có giọt nước sẽ tìm tới các lỗ khí khổng nảy mầm tạo ra các sợi nấm và xâm nhập
vào cây kí chủ. Dù là phương thức nảy mầm trực tiếp hay gián tiếp nhưng khi xâm
nhập sợi nấm đều dùng phương pháp cơ học là hình thành các vòi hút hình trụ hoặc
hình cầu để xâm nhập vào mô lá. Túi bào tử phát triển nhiều bào quan không có
trong sợi nấm, chẳng hạn như các túi lớn bên phía ngoài, các túi nang, các
kinetosome, và roi (Hardham and Hyde, 1997). Sự phát sinh bào tử động liên quan
đến sự phân tách tế bào chất của bào tử nang đa nhân bằng màng bao bọc nhân, sự
sản được lấy từ các tế bào chết và trong các tổn thương hoại tử phát triển khi các tác
nhân gây bệnh xâm chiếm cây chủ. Khi mô bị nhiễm chết hoại, các sợi nấm phát
triển các cuống túi bào tử nổi lên thông qua các lỗ khí để sản xuất nhiều túi bào tử
vô tính (Hardham and Blackman, 2010).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
1.1.2. Nguyên lý di truyền và chọn tạo giống cà chua kháng bệnh mốc sương
Kể từ khi xảy ra nạn đói ở Ireland vào những năm 1840, đã có rất nhiều sự
quan tâm trong việc phát triển các giống khoai tây và cà chua kháng mốc sương.
Trong quá trình này, đã quan sát thấy tính kháng P. infestans có thể phân loại thành
tính kháng đặc hiệu chủng (tính kháng dọc) và kháng không đặc hiệu chủng (kháng
ngang, hoặc kháng một phần) với các chủng đã được xác định bởi sự tương tác của
bệnh với kiểu gen của các cây chủ khác nhau. Phát triển các giống cây với khả năng
kháng quy định bởi các gen chính (kháng dọc) vào lúc ban đầu có hiệu quả ngăn
ngừa lây nhiễm và bảo vệ cây trồng khỏi bệnh mốc sương. Do sự phát triển nhanh
chóng của các bộ phận tác nhân gây bệnh và sự sinh sản hữu tính của P. infestans
dẫn đến tạo ra các dòng mới độc hơn (Klarfeld et al., 2009), làm cho tính kháng dọc
chống lại bệnh cuối cùng có thể thất bại, gen kháng không bền vững (Klarfeld et al.,
2009; Knapova et al., 2002). Ngược lại, khả năng kháng không đặc hiệu chủng
(kháng ngang) thường được điều khiển bởi một số gen hoặc các locus tính trạng
chất lượng (các QTL) bền vững hơn tính kháng dọc (Brouwer et al., 2004). Trong
cả khoai tây và cà chua, cả tính kháng dọc cũng như kháng ngang với mốc sương
đều đã được báo cáo. Tuy nhiên, các gen chính kháng đặc hiệu chủng (kháng dọc)
thực tế đã cho thấy là hữu ích hơn trong chọn giống kháng mốc sương cũng như hầu
hết các bệnh trên khoai tây và cà chua khác, đặc biệt là khi nhiều gen kháng đặc
hiệu chủng được quy tụ để tăng cường tính kháng và độ bền vững của giống kháng.
Vì vậy, việc xác định thêm các gen kháng chính với bệnh mốc sương là cần thiết,
nhiệm vụ này đang được tiến hành trên nhiều chương trình chọn giống khoai tây và
cà chua trên khắp thế giới (Merk and Foolad, 2012).
và dường như các chủng phân lập mới đã khắc phục được gen này (Chen et al.,
2008, Foolad et al., 2006).
Do các gen kháng kể trên (Ph-1, Ph-2 và Ph-3) đều là gen kháng đặc hiệu
chủng, cùng với sự xuất hiện của các chủng mới độc hơn đã làm giảm hiệu quả của
các gen kháng này. Vì thế cần thiết phải xác định, đánh giá, và sử dụng các nguồn
kháng mới. Gần đây, một vài mẫu giống kháng cao đã được xác định trong loài cà
chua dại S. pimpinellifolium (43,44). Các mẫu giống mới xác định biểu hiện tính
kháng chống lại 7 chủng phân lập P. infestans khác nhau là các dòng vô tính US8,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11
US13, US14, hoặc US15. Trong số này, mẫu giống PSLP153 đã được lựa chọn để
phân tích đặc điểm di truyền bộ gen cũng như xác định và lập bản đồ gen/các gen
kháng bệnh mốc sương mới. Một phân tích tương quan giữa bố mẹ - con bằng cách
sử dụng quần thể F2 và F3 của một tổ hợp lai giữa PSLP153 và một dòng cà chua
mẫn cảm với bệnh mốc sương, cho thấy hệ số tính kháng mốc sương có thể di
truyền là khoảng 0.86 (tính kháng tạo ra bởi PSLP153) (Merk and Foolad, 2012).
Sử dụng phương pháp chọn lọc kiểu gen các tác giả đã xác định hai vùng gen tạo ra
tính kháng bệnh mốc sương trên nhiễm sắc thể 1 (đặt tên thử nghiệm là Ph-5-1) và
10 (dự kiến đặt tên là Ph-5-2). Các tác giả đang nỗ lực mô tả thêm về hai vùng
kháng này và lập bản đồ chi tiết về các gen kháng mới. Đồng thời, những nỗ lực
chọn giống để chuyển gen kháng Ph-5-1 và Ph-5-2 từ mẫu giống PSLP153 đã dẫn
đến sự phát triển của một số dòng giống cà chua thương mại ăn tươi và chế biến
mới được cải thiện tính kháng bệnh mốc sương. Hơn nữa, những nỗ lực đang được
tiến hành để phát triển các dòng giống thương mại và các giống lai có chứa các gen
kháng trong sự kết hợp với các gen kháng đã biết trước đây, cụ thể là Ph-2 và Ph-3.
Đến nay, các gen kháng bệnh mốc sương được cho là hữu ích nhất đã được xác định
trong cà chua là những gen kháng lớn với tính kháng đặc hiệu chủng. Chiến lược
chọn tạo giống khôn ngoan để tạo được các giống kháng bền vứng là quy tụ nhiều
gen kháng lớn đặc hiệu chủng như trên hoặc xác định và kết hợp các kháng ngang
sương là thiếu các tiêu chuẩn rõ ràng cho việc đánh giá các chủng P. infestans. Các
nhà nghiên cứu đã cố gắng để vượt qua khó khăn này bằng cách xác định các đặc
điểm khác nhau của các chủng phân lập P. infestans, bao gồm các loại giao phối, sự
nhạy cảm với thuốc diệt nấm, kiểu gen isozyme, ti thể và DNA nhân (Chen et al.,
2009; Guo et al., 2010; Sliwka et al., 2006; Sujkowski et al., 1994 ). Ngoài ra, một
số nhà nghiên cứu đã cố gắng mô tả và phân loại các chủng phân lập P. infestans
dựa trên khả năng gây bệnh của chúng trên các giống kháng mang gen kháng bệnh
mốc sương đã biết (Malcolmson and Black, 1966). Các nhà nghiên cứu cà chua tại
AVRDC đã bắt đầu phân tích các chủng phân lập P. infestans của họ theo cách này
trong những năm đầu nghiên cứu.
Năm 1990, khi mẫu giống L3708 thuộc loài dại S. pimpinellifolium được biết
là mang gen kháng đơn Ph-3 và LA1033 thuộc loài S. habrochaites được chỉ định là
nguồn gốc của gen kháng Ph-4. Các nghiên cứu cho thấy tính kháng là phức tạp và
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13
liên quan đến nhiều gen trong mẫu giống L3708 (Kim and Mutschler, 2005; Kim
and Mutschler, 2006; Wang and Chen, 2005) hoặc nhiều QTL trong mẫu giống
LA1033 (Lough, 2003). Cách phân loại như vậy là bước đầu để tiến tới phát triển
một hệ thống phân loại toàn diện và hữu ích hơn về độc tính của các chủng phân lập
P. infestans ở cà chua. Dự kiến với thông tin đã có về bộ gen P. infestans, ý nghĩa
về kinh tế và việc xác định các nguồn kháng bổ sung với bệnh mốc sương trong cà
chua, thông tin về các chủng gây bệnh khác nhau của các tác nhân gây bệnh sẽ sớm
được công bố.
1.2. Tổng quan về các đột biến chín chậm và ứng trong dụng chọn giống chín chậm
1.2.1. Sự chín và các đột biến chín chậm
Sự chín được cho là một quá trình thoái hóa bao gồm sự già hóa và sự sụp đổ
chung của tế bào, cuối cùng dẫn đến chết tế bào. Một số thay đổi quan trọng trong
thành phần hóa học xảy ra trong quá trình chín của quả cà chua là sự suy giảm tinh
bột và quá trình sản xuất glucose và fructose, phân giải diệp lục, tổng hợp các sắc tố
thời hạn sử dụng quả tới 250-500% (Dhatt, 2001; Garg, 2006; Ignatova et al., 1999;
Kopeliovitch et al., 1979; Lobo et al., 1984; Lu et al., 1995; Mutschler, 1984) nhưng
đồng thời chúng cũng tạo ra hương vị quả kém (Kopeliovitch et al., 1982;
Kopeliovitch et al., 1980) và màu sắc quả “nghèo nàn” (Kopeliovitch et al., 1980;
Lobo et al., 1984; Sink et al., 1974). Tuy nhiên, ở dạng dị hợp tử, các gen đột biến
này có thể tạo cho quả có thời hạn sử dụng lớn hơn nhiều lần so với quả bình
thường (Agar et al., 1994; Buescher et al., 1976; Dhatt, 2001; Garg, 2006; Kitagawa
et al., 2005; Kopeliovitch et al., 1979; Lu et al., 1995; McGlasson et al., 1983;
Mutschler et al., 1992; Nguyen, 1991) bên cạnh đó chúng cũng tạo ra quả cà chua
chấp nhận được về màu sắc (Gavrish and G., 1991; Hobson, 1980; Kopeliovitch et
al., 1981; Lu et al., 1994; Mutschler, 1984; Ng and Tigchelaar, 1977; Sink et al.,
1974) và hương vị (Agar et al., 1994; Kopeliovitch et al., 1982).
Đột biến rin xuất hiện trong một dòng F4 được phát triển bởi H. M. Munger
tại Đại học Cornell. Gen lặn rin làm thay đổi một vài mặt của quá trình chín như
làm quả không chín hoàn toàn, quả chuyển sang màu vàng và sự mềm hóa rất chậm
(Robinson and Tomes, 1968). Quả của đột biến rin không biểu hiện tính hô hấp đột
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15
biến, đồng thời không phát sinh ethylene hay hoạt động của enzyme PG tại thời
điểm khi khi quả chín bình thường và thời điểm bắt đầu quá trình già hóa (Herner
and Sink, 1973; Buescher and Tig- chelaar, 1975) và chúng biểu hiện một sự bất
thường về suy giảm diệp lục và tổng hợp carotenoid (Sink et al., 1974). Quả thiếu
hương vị so với cà chua bình thường và có thể lưu trữ được trong một thời gian rất
dài. Gen này nằm trên nhiễm sắc thể số 5 và liên kết chặt với gen macrocalyx (mc)
(Tigchelaar, 1978).
Đột biến không chín nor được xác định trong giống "Italian Winter” được
giới thiệu bởi tác giả E. A. Kerr làm việc tại Viện Nghiên cứu Làm vườn Ontario.
Tác động của đột biến nor đến sự chín tương tự như đột biến rin nhưng làm cho
màu sắc quả cuối cùng là màu cam nhạt (Tigchelaar et al., 1973.). Alen này liên kết
từ locus nor và 20 đơn vị bản đồ từ gen u. Ngược lại, Lobo et al. (1982, 1984) mô tả
alc như một alen trong locus nor mà họ gán cho ký hiệu là nor
A
, và họ đã chứng
minh alc là trội một phần so với alen nor.
1.2.2. Các đặc tính của cây đồng và dị hợp tử tại locus rin, nor và alc
Thời điểm chín
Các đột biến rin, nor và alc đồng hợp tử cần tương đối nhiều thời gian hơn
để phát triển từ từ ngày nở hoa đến giai đoạn chín hoàn toàn so với kiểu gen bình
thường (Dhatt, 2001; Garg, 2006). Thời gian phát triển từ giai đoạn nở hoa đến giai
đoạn chín xanh là như nhau đối với cả dạng đột biến đồng hợp tử và dạng bình
thường, nhưng thời gian từ chín xanh đến giai đoạn chín hoàn toàn ở các đột biến
đồng hợp tử được kéo dài hơn (Simpson et al., 1976; Mutschler, 1984 b). Tuy
nhiên, Kopeliovitch et al. (1980) và Dhatt (2001) đã quan sát thấy thời gian phát
triển từ giai đoạn nở hoa đến chín xanh của các đột biến đồng hợp tử cũng dài hơn
so với các đối chứng bình thường.
Nghiên cứu cho thấy thời gian để quả cà chua phát triển từ giai đoạn bắt đầu
chín (<10% bề mặt quả chuyển màu) đến giai đoạn chín đỏ (>90% bề mặt quả
chuyển màu) ở các quả lai F1 có gen rin dị hợp là 7 ngày, gen nor dị hợp là 10
ngày, so với 5 ngày ở quả giống Flora-Dade chín bình thường (McGlasson et al.,
1983; Nguyen et al., 1991). Một nghiên cứu khác cho thấy thời gian từ chín xanh
đến chín đỏ là 10 ngày trong tổ hợp lai UC82B x alc Rutger (ALC/alc), 11 ngày
trong UC82B x rin Rutger (RIN/rin) và 12 ngày trong UC82B x nor Rutger
(NOR/nor), so với bốn ngày trong giống bình thường Rutger, và năm ngày ở giống
bình thường UC82B (Dhatt, 2001). Quả của các giống lai F1 dị hợp tử về alen rin,
nor và alc cần 44,0 - 54,4 ngày để phát triển từ nở hoa đến giai đoạn chín hoàn toàn,
Copyright: Tài liệu đại học ©