Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số: 62 62 05 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Hà Nội - 2009
Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Thanh Tiệm
GS. TS. Nguyễn Ngọc Kính
Phản biện 1: GS. TS Ngô Hữu Tình
Phản biện 2: PGS. TS Đoàn Thanh Nhàn
Phản biện 3: PGS. TS Lê Tất Khương
Anvil phòng trừ bệnh gỉ sắt Hemileia vastatrix trên cà phê chè giống
Caturra trồng tại Sơn La ”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
tháng 10/2004 trang 1392. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cà phê là thứ nước uống của thế giới hiện đại. Sản phẩm cà phê được
rất nhiều nước sử dụng hàng ngày, tuy vậy chỉ có rất ít nước có thể trồng
trọt được cây cà phê để cho ra sản phẩm hàng hoá.
Là một trong những nước chủ lực xuất khẩu cà phê trên thế giới, năm
2007 Việt Nam xuất khẩu 1.197.000 tấn cà phê nhân thu về 1,772 tỷ USD.
Trong tổng số cà phê xuất khẩu trên đây có khoảng 97 % là cà phê vối, cà
phục vụ chọn tạo giống và đánh giá khả năng thích ứng của một số
giống có triển vọng tại phía Bắc Việt Nam” 2
2. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá, phân lập các nhóm mẫu giống cà phê chè trong vườn tập
đoàn, xác định một số mẫu giống có khối lượng 100 nhân lớn, chất lượng
nước uống tốt, kháng gỉ sắt và năng suất cao đề nghị bố trí vào thí nghiệm
so sánh giống trên diện hẹp. Xác định được 1- 2 giống cà phê chè có triển
vọng, thích hợp nhất phục vụ sản xuất tại Chiềng Sinh - Sơn La, Quảng
Trị, A Lưới, Hoà Bình và Ba Vì. Hoàn thiện kỹ thuật nhân giống vô tính
cà phê chè bằng phương pháp ghép nối ngọn.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: 94 mẫu giống cà phê chè trong vườn tập đoàn và
một số giống cà phê chè đang trong giai đoạn khảo nghiệm.
Phạm vi nghiên cứu: Các nghiên cứu được tập trung chủ yếu vào các nội
dung: đánh giá, phân lập nguồn gen cà phê chè thông qua đo đếm các chỉ
tiêu nông học; so sánh khảo nghiệm các giống cà phê chè có triển vọng tại
một số tỉnh phía Bắc.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu về nguồn tài nguyên di
truyền cà phê chè và là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo về cải
tiến giống cà phê chè, giúp thúc đẩy nhanh và rút ngắn quá trình chọn tạo
giống cà phê chè ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã xác định được giống
và phương pháp nhân vô tính đối với giống cà phê chè đang trong giai
đoạn khảo nghiệm có năng suất cao, cỡ hạt lớn, kháng bệnh gỉ sắt và thích
phương pháp nghiên cứu): 11 trang, chương 3 (Kết quả nghiên cứu và thảo
luận): 87 trang, kết luận và đề nghị: 3 trang, tham khảo 32 tài liệu bằng
tiếng Việt và 129 tài liệu bằng tiếng nước ngoài; có 04 công trình đã công
bố có liên quan đến luận án; phần phụ lục gồm 35 phụ lục. Luận án có 46
bảng và 28 hình minh hoạ.
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Phân loại thực vật, đặc tính di truyền của cà phê nói chung và cà
phê chè nói riêng
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại
Chi Coffea thuộc họ Rubiaceae gồm khoảng 100 loài. Phần lớn các
loài có giá trị kinh tế đều thuộc nhóm Eucoffea K Schum trong đó có 2 loài
quan trọng nhất là Coffea arabica và Coffea canephora.
1.1.2. Đặc tính di truyền
Số nhiễm sắc thể cơ bản của chi Coffea là x = 11, hầu hết các loài
của chi Coffea là những cây nhị bội với bộ nhiễm sắc thể 2n = 2x = 22.
Chỉ có loài cà phê chè C. arabica là cây tứ bội với số nhiễm sắc thể
2n = 4x = 44.
1.2. Nguồn vật liệu di truyền cà phê chè
Để đa dạng nguồn gen cà phê chè, người ta đã thu thập nguồn gen cà
phê chè từ trung tâm khởi nguồn ở phía Tây Nam Ethiopia và vùng lân
cận, hiện tại có 21087 mẫu giống cà phê đã được bảo tồn trên thế giới.
1.3. Chỉ tiêu chọn lọc và sự di truyền tính trạng của cây cà phê
1.3.1. Chỉ tiêu chọn lọc
- Năng suất và tính ổn định của năng suất: tính trạng năng suất cao cần ổn
định qua các năm ở các điều kiện ngoại cảnh khác nhau.
+ 0,36*.
1.4. Các phương pháp chọn tạo giống cà phê
1.4.1. Các phương pháp chọn tạo truyền thống
Chọn lọc dòng đối với cà phê chè: theo dõi từng cá thể riêng rẽ,
chọn lọc các cá thể tốt nhất về một số tính trạng nông học mong muốn.
Các phương pháp lai cùng loài, ưu thế lai và chọn lọc phả hệ; lai
khác loài và hồi giao; sử dụng các thể đơn bội và đơn bội kép để tạo đa bội
đã được sử dụng trong chọn tạo giống cà phê chè nói riêng và cây cà phê
nói chung (Hoàng Thanh Tiệm, 1999).
1.4.2. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cà phê
Các phương pháp công nghệ sinh học cũng đang được áp dụng để
đánh giá đa dạng nguồn gen cà phê và tạo đa dạng nguồn gen phục vụ
chọn tạo giống, tuy nhiên các phương pháp này khác nhau về nguyên lý áp
5
dụng, số lượng của các đa hình; giá thành cao và thường yêu cầu thời gian
nhất định (Bekele YD, 2005).
1.5. Kết quả nghiên cứu chọn tạo và nhân giống cà phê trên thế giới
1.5.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống cà phê chè kháng gỉ sắt
Bệnh gỉ sắt do nấm Hemileia vastatrix gây ra, là một bệnh nguy hiểm
đối với sản xuất cà phê của nhiều nước trong đó có Việt Nam; bệnh liên
quan đến kiểu gen di truyền của cây. Người ta đã định danh được các gen
quy định tính kháng bệnh gỉ sắt trên cây cà phê chè cũng như nghiên cứu
cơ chế của tính kháng bệnh trên cây cà phê. Các công cụ sinh học phân tử
cũng đã được ứng dụng trong nghiên cứu bệnh gỉ sắt trên cây cà phê.Tính
kháng đơn gen chuyên tính được mô tả như là tính kháng dọc thường cho
các kiểu hình rõ ràng với một sự ảnh hưởng về chất lượng như là không
phát sinh bào tử, các điểm hoại thư hoặc hoàn toàn không có triệu chứng
1.5.3. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống cà phê chè chống
chịu với điều kiện bất thuận
Tại Moduli Tanzania, giống SL28 chọn lọc cá thể từ dạng cà phê chè
Bourbon được đánh giá là giống chịu hạn (Firman I. D. và Hanger B. F.,
1963).
1.5.4. Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống cà phê chè chất
lượng tốt
Một trong các mục tiêu đặt ra cho các nước sản xuất cà phê là chọn
tạo giống cà phê chè có khối lượng và kích cỡ hạt lớn, người ta cũng thấy
rằng quá trình trao đổi đường trong nhân cà phê chè do ít nhất là 2 enzim
có cùng chức năng sinh học (isoform) nhưng bị mã hoá bởi 2 gen khác
nhau là: SUS1 và SUS2 (Thierry Leroy et al., 2007)
1.5.5. Nghiên cứu nhân giống vô tính đối với cây cà phê
Kỹ thuật nhân giống vô tính cho cây cà phê đã được nghiên cứu cách
đây ít nhất là 35 năm; nó có hiệu quả rất cao, nhất là đối với cây cà phê vối
và các cây lai khác loài. Ứng dụng của kỹ thuật này còn ở chỗ loài cà phê
chè và một số dòng cà phê vối có hệ thống rễ rất mẫn cảm đối với tuyến
trùng, trong khi đó loài cà phê mít và một số dòng cà phê vối có khả năng
kháng được đối tượng gây hại này. Vì vậy người ta có thể ghép các giống
cà phê chè hoặc vối lên gốc ghép cà phê vối hoặc cà phê mít để phát triển
cà phê trên các vùng đất bị hại bởi tuyến trùng.
1.6. Một số kết quả nghiên cứu về cây cà phê và chọn tạo giống cà phê
ở Việt Nam
Công tác cải tiến giống cà phê chè đã được tiến hành vào những năm
1970 tại Trạm nghiên cứu cây nhiệt đới Phủ Quỳ. Viện Khoa học kỹ thuật
Nông lâm nghiệp Tây Nguyên đã chọn lọc và đưa ra giống cà phê chè
Catimor F6 năng suất cao ổn định, có tính kháng cao đối với bệnh gỉ sắt
Hemileia vastatrix. Bằng hồi giao (backcross), giống Catimor đã được lai
với một số cá thể cà phê chè có nguồn gốc từ Ethiopia. Kết quả cho thấy ở
điểm lá màu xanh đậm, dày, gợn sóng, đốt cành ngắn, quả chín có màu đỏ,
được đánh giá là có năng suất cao, kích cỡ hạt lớn và kháng gỉ sắt cao.
Giống VN1: mẫu giống cà phê chè có nguồn gốc từ Braxin, được chọn
lọc trực tiếp từ tập đoàn cà phê chè tại Ba Vì. VN1 có lá màu xanh bóng,
bề mặt lá gợn sóng, lá nhỏ, lóng thân và lóng cành rất ngắn, quả chín có
màu vàng.
Giống VN2: mẫu giống cà phê chè có nguồn gốc từ Braxin, được chọn
lọc trực tiếp từ tập đoàn cà phê chè tại Ba Vì. VN2 có lóng thân và lóng
cành ngắn; lá màu xanh thẫm; quả chín có màu đỏ.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá, phân lập vườn tập đoàn cà phê chè trồng tại Ba Vì.
- So sánh, khảo nghiệm các giống cà phê chè trồng tại một số tỉnh phía
Bắc.
- Nghiên cứu nhân vô tính con lai F
1
cà phê chè bằng kỹ thuật ghép nối
ngọn.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp bố trí vườn tập đoàn trên đồng ruộng
Các mẫu giống trong vườn tập đoàn cà phê chè có nguồn gốc khác
nhau, mỗi giống trồng theo từng hàng (tuỳ theo nguồn vật liệu được thu
thập ban đầu) gồm 5 - 12 cây, không có lần nhắc lại.
Các vườn tập đoàn được bố trí tại Sơn Đà - Ba Vì – Hà Tây, trên nền
đất phiến thạch. Vườn được chăm sóc đồng đều theo quy trình hiện tại,
trồng trong điều kiện có cây che bóng, không tưới nước để điều khiển năng
suất. Mật độ trồng 5000 cây/ha.