Khảo sát và đánh giá nguồn gen cà chua kháng bệnh virus xoăn vàng lá

Đ
O
À
N

H
Ữ
U

T
H
A
N
H







K
H
Ó
A

L
U
Ậ
N

T
Ố
T

N
G
H
I
Ệ
P







H
À

N
Ộ
I

-

2
0
1
2

TRƯNG ĐI HC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“Khảo sát và đánh giá nguồn gen cà chua kháng bệnh
virus xoăn vàng lá”
Sinh viên thực hiện : Đoàn Hữu Thanh
Ngành : Công nghệ sinh học
Giáo viên hướng dẫn : PGS. TS. Phan Hữu Tôn
“ Khóa luận đệ trình khoa CNSH, Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội là một phần
yêu cầu của trình độ đại học ngành Công nghệ sinh học”
HÀ NỘI – 2012
LI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân,
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.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết sâu sắc tới PGS.TS Phan Hữu Tôn, người
đã tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ tôi về chuyên môn trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn KS. Tống Văn Hải và
KS. Khúc Ngọc Tuyên, và toàn thể cán bộ, nhân viên Bộ môn Công nghệ sinh học
Ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã rất
nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời gian thực tập tại
bộ môn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường ĐH nông nghiệp
Hà Nội đã trang bị cho tôi những kiến thức cần thiết để có thể thực hiện và hoàn
thành khóa luận.
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 khóa
luận này.

Hà Nội, ngày 5 tháng 9 năm 2012
Tác giả
Đoàn Hữu Thanh
ii
MỤC LỤC
LI CẢM ƠN ii
DANH MỤC BẢNG ii
Tóm tắt iv
PHẦN I. MỞ ĐẦU 1
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
i
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Các loài virus gây bệnh xoăn vàng lá cà chua phát hiện ở Việt Nam 7
Bảng 2. Danh sách các mẫu giống cà chua và nguồn gốc 21
Bảng 3. Các chỉ thị phân tử DNA sử dụng để phát hiện gen Ty-1, Ty-2, Ty-3 kháng virus
xoăn vàng lá 25
Bảng 4. Thời gian sinh trưởng của các mẫu giống cà chua 30
Bảng 5. Một số chỉ tiêu về hình thái, cấu trúc cây 32
Bảng 6. Các yếu tố cấu thành năng suất 35
Bảng 7. Một số đặc điểm hình thái quả 37
Bảng 8. Một số đặc điểm về chất lượng quả 40
Bảng 9. Phân tích tương quan một số chỉ tiêu về sinh trưởng của các giống cà chua 40
Bảng 10. Phân tích tương quan một số chỉ tiêu về năng suất và chất lượng quả 41
Bảng 11. Mục tiêu lựa chọn các giống triển vọng vụ đông xuân 2012 42
Bảng 12. Tóm tắt về phần lựa chọn 42
Bảng 13. Các giống cà chua triển vọng vụ đông xuân 2012 43

Bảng 14. Đánh giá tính kháng TYLCV của một số mẫu giống cà chua 43
Hình 5. Ảnh điện di sản phẩm PCR phát hiện gen Ty-2 bằng cặp mồi T0302F/TY-2R1
46
ii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Bản đồ khoảng cách di truyền của các gen kháng virus xoăn vàng lá 16
Hình 2: Hình vẽ thể hiện 2 đường hướng phòng thủ của cây 18
Hình 3. Chỉ số nghiêm trọng bệnh DSI theo thang điểm 0 – 4 của Lapidot và Friedmann
(2002) 26
Hình 4. Ảnh điện di sản phẩm PCR phát hiện gen Ty-1 với cặp mồi JB-1 45
Hình 6. Ảnh điện di sản phẩm PCR phát hiện gen kháng Ty-3 47
iii
Tóm tắt
Cà chua là một loại cây rau ăn quả quan trọng được trồng phổ biến ở Việt Nam
và nhiều nơi trên thế giới. Hiện nay, bệnh xoăn vàng lá do TYLCV đã và đang gây thiệt
hại rất lớn trên cây cà chua, có thể làm giảm năng suất cà chua lên tới 100% nếu bị
nhiễm sớm. Do đó, việc chọn tạo giống cà chua năng suất cao chất lượng tốt và có
khả năng kháng bệnh virus xoăn vàng lá là rất cần thiết. Đề tài đã khảo sát các đặc
điểm nông sinh học, năng suất và chất lượng của một số mẫu giống cà chua, đánh
giá khả năng kháng và phát hiện các gen kháng Ty-1, Ty-2 và Ty-3. Kết quả đã chọn
ra được 7 giống triển vọng có năng suất cao, chất lượng tốt cho vụ đông xuân và
nhiều mẫu giống có những đặc điểm giá trị như năng suất cao, quả to, sai quả, độ
brix cao, thịt quả dày… Kết quả PCR phát hiện gen kháng cho thấy mẫu giống 189
có gen Ty-3b, mẫu giống 190 có gen Ty-1 và Ty-3a, không mẫu giống nào có gen
Ty-2. Cả hai mẫu giống này đều thể hiện tính kháng tốt với bệnh xoăn vàng lá trên
đồng ruộng, là nguồn gen quý cho công tác lai tạo giống cà chua năng suất cao,
chất lượng tốt và kháng virus.
iv
PHẦN I. MỞ ĐẦU


Cà chua là một loại rau ăn quả có hàm lượng dinh dưỡng cao và được trồng phổ
biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Bệnh xoăn vàng lá là một trong
những bệnh gây thiệt hại lớn nhất, có thể làm giảm năng suất cà chua lên đến 100%
nếu bị nhiễm bệnh sớm (Nguyễn Thơ, 1984). Bệnh này gây ra bởi một nhóm
begomovirus thường được gọi chung là Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) và
được lan truyền thông qua bọ phấn Bemisia tabaci. Bọ phấn là loài đa thực phát triển
quanh năm trên đồng ruộng, việc phòng trừ bọ phấn truyền bệnh gặp nhiều khó
khăn (Ngô Bích Hảo, 2010). Cho đến nay, sử dụng giống kháng là biện pháp hiệu quả
nhất để phòng chống bệnh xoăn vàng lá.
Các gen kháng TYLCV chỉ được tìm thấy trong cà chua dại, để tạo ra cây trồng
kháng tự nhiên các nhà chọn giống đã lai cà chua trồng (Solanum lycopersicum) với
các loài cà chua dại để đưa các gen kháng vào cà chua trồng. Hiện nay, đã có 5 gen
kháng được phát hiện: gen Ty-1 có nguồn gốc từ loài cà chua dại Solanum chilense LA
1969 (Zamir và cộng sự, 1994), Ty-2 bắt nguồn từ Solanum habrochaites (Hanson và
cộng sự, 2000), gen Ty-3 và Ty-4 được đưa vào cà chua trồng từ Soladium chilense
LA2779, LA1932 (Ji và cộng sự, 2007; Ji và cộng sự, 2009), gen Ty-5 phát hiện từ loài
Solanum peruvianum và được đưa vào một số giống cà chua trồng (Anbinder và cộng
sự, 2009). Bên cạnh đó, một hệ thống các marker phân tử DNA liên kết với các gen
kháng đã được phát triển và hỗ trợ đắc lực cho chương trình chọn tạo giống cà chua
kháng bệnh xoăn vàng lá. Các chỉ thị phân tử DNA dựa trên PCR cho gen Ty-1 là JB-
1), gen Ty-2 là T0302 và gen Ty-3 là P6-25 đã được nhiều nhà chọn giống trên thế giới
sử dụng để chọn tạo giống cà chua kháng TYLCV.
Việc khảo sát các đặc điểm nông sinh học, năng suất, chất lượng quả, phát hiện
và đánh giá tính kháng TYLCV là một bước quan trọng trong chọn tạo giống cà chua
cho năng suất cao, chất lượng tốt và kháng bệnh xoăn vàng lá. Bộ môn Công nghệ
Sinh học Ứng dụng đã thu thập được một tập đoàn các mẫu giống cà chua rất đa dạng,
1
trong đó một số giống có khả năng mang gen kháng TYLCV. Vì vậy, dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Phan Hữu Tôn, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát và
đánh giá nguồn gen cà chua kháng bệnh virus xoăn vàng lá”.


 
- Phát hiện được các mẫu giống cà chua mang các gen Ty-1, Ty-2, Ty-3 kháng
TYLCV.
- Đánh giá được khả năng kháng TYLCV của các giống cà chua.
- Đánh giá và tuyển chọn được một số mẫu giống cà chua triển vọng trong vụ
đông xuân tại Gia Lâm – Hà Nội.
 
- Đánh giá được các đặc điểm nông sinh học, năng suất và chất lượng quả của
các mẫu giống cà chua thu thập.
- Sử dụng chỉ thị phân tử DNA phát hiện các gen Ty-1, Ty-2, Ty-3 kháng
virus xoăn vàng lá trong tập đoàn giống cà chua thu thập.
- Đánh giá được khả năng kháng bệnh xoăn vàng lá của các giống cà chua
mang gen kháng và một số mẫu giống triển vọng bằng phương pháp ghép lây nhiễm.
2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
 !"#$%&'&#$%()

**#+%%, 
Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) thuộc họ cà Solanaceae là loại rau ăn
quả có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Nhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học đã
xếp cà chua vào nhóm rau quả dinh dưỡng. Trong quả cà chua chín có nhiều đường
(glucose, fructose, saccarose), vitamin (A, B1, B2, C), khoáng chất quan trọng (Ca, Fe,
Mg, P…) và các loại axit hữu cơ (citric, malic, galacturolic). Cà chua có thể sử dụng
dễ dàng từ ăn tươi, chế biến, làm nguyên liệu cho sản xuất. Về mặt y học cà chua được
coi là dược liệu chữa bệnh sốt, lao phổi, nhuận tràng. Hợp chất tomatin chiết tách từ
cây cà chua có khả năng kháng khuẩn, diệt nấm và một số sâu bệnh hại. Theo Võ Văn
Chi (1997) cà chua có tính mát, vị ngọt giúp tạo năng lượng, tăng sức sống, cân bằng
tế bào, giải nhiệt, điều hòa bài tiết, tăng khả năng tiêu hóa (Trương Văn Nghiệp,
2006). Với giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng cao, cà chua được nhiều người ưa

chuộng nên nó là loại cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao cho người sản xuất. Theo
số liệu điều tra năm 2008 của Phòng Nghiên cứu Kinh tế Thị trường (Viện Nghiên cứu
Rau quả), sản xuất cà chua ở đồng bằng sông Hồng cho thu nhập bình quân 42-64.8
triệu/ha/vụ với mức lãi 15-16 triệu/ha, cao gấp nhiều lần so với trồng lúa (Trần Tuyết
Lan Hương, 2009).
- !"#$% &'&#$%()
- Nhiệt độ: Cà chua ưa thích khí hậu ấm áp, khả năng thích nghi rộng. Cà chua
chịu được nhiệt độ cao nhưng lại mẫn cảm ở nhiệt độ thấp. Cà chua có thể sinh trưởng
phát triển trong phạm vi nhiệt độ 15-35
0
C và sẽ không phát triển ở nhiệt độ quá
ngưỡng hoặc dưới ngưỡng. Nhiệt độ tối thích cho cà chua vào ban ngày là 18-27
0
C,
đêm từ 12-15
0
C. Nhiệt độ ban ngày hạ thấp xuống 10-12
0
C sẽ làm cây ngừng sinh
trưởng, rụng nụ và hoa. Theo Tiwari và Choudhury (1993) thì nhiệt độ tối ưu cho hạt
3
cà chua nảy mầm là 24-25
0
C, nhiều giống nảy mầm nhanh ở nhiệt độ 28-32
0
C. Nhiệt
độ quá cao làm hạt mọc chậm, dễ mất sức sống, mầm bị dị dạng.
Nhiệt độ còn ảnh hưởng lớn đến ra hoa và đậu quả ở cà chua. Trong thời kỳ
phân hóa mầm hoa, nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất ảnh hưởng đến số lượng
hoa/chùm. Theo Trần Trực (2009) thì số hoa/chùm đạt cao hơn ở 14

0
C. Nhiệt độ
không khí trên 30
0
C ngày và 25
0
C đêm làm tăng số đốt dưới chùm hoa đầu, nếu nhiệt
độ ngày tăng hơn và nhiệt độ đất trên 21
0
C làm giảm số hoa/chùm (Kuo và cộng sự,
1998). Theo Trần Khắc Thi và cộng sự (1999) nhiệt độ 27
0
C kéo dài cũng hạn chế sinh
trưởng, ra hoa và đậu quả cà chua. Các tế bào phôi và hạt phấn sẽ bị hủy hoại khi nhiệt
độ ban ngày trên 38
0
C, nếu nhiệt độ ban đêm trên 21
0
C khả năng đậu quả sẽ giảm.
Nhiệt độ trên 30
0
C ngày và 24
0
C đêm có xu hướng làm giảm kích cỡ hoa, trọng lượng
noãn, bao phấn và số ngăn hạt. Nhiệt độ cao còn làm giảm số lượng hạt phấn, sức sống
hạt phấn cũng như noãn (Kuo và cộng sự, 1998).
- Ánh sáng: Cà chua là cây ưa ánh sáng nhưng không nhạy cảm với độ dài
chiếu sáng (Trần Khắc Thi, 1995). Tuy nhiên chất lượng ánh sáng ảnh hưởng đến sinh
trưởng phát triển của cây cà chua. Ánh sáng đỏ làm tăng tốc độ phát triển của lá, ngăn
chặn sự phát triển của chồi bên, thúc đẩy quá trình tạo Lycopen và Caroten.

Cường độ ánh sáng cũng ảnh hưởng nhiều tới sinh trưởng phát triển cây cà
chua. Cường độ ánh sáng tối thiểu cho cà chua sinh trưởng phát triển là 4000lux (Tạ
Thu Cúc, 1985). Cường độ ánh sáng cao làm tăng diện tích lá và tốc độ sinh trưởng
của cây. Theo Mai Phương Anh (1996) thì cường độ ánh sáng cần cho cà chua ra hoa,
đậu quả không được thấp hơn 10000lux và khoảng thích hợp là 14000-20000lux. Ánh
sáng có cường độ thấp sẽ tạo nên những hạt phấn không có sức sống và vòi nhụy vươn
dài, gây khó khăn cho sự thụ phấn, giảm khả năng thụ tinh dẫn đến năng suất giảm và
quả bị dị hình (Kallo, 1993).
Các quá trình sinh lý cơ bản của cây đều chịu ảnh hưởng của chế độ nước trong
cây. Cà chua là cây ưa ẩm, chịu hạn nhưng không chịu úng. Do có khối lượng thân lá
lớn, hoa, quả nhiều, năng suất cao nên cây có nhu cầu nước khá lớn. Để tạo được 1 tấn
4
khối lượng khô, cà chua cần 570-600m
3
nước, muốn có năng suất 50 tấn/ha cà chua
cần 6000m
3
nước/ha.
- Nước và độ ẩm: Nhu cầu nước thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát
triển của cây cà chua. Hạt có thể nảy mầm khi lượng nước đạt 325-364% trọng lượng
và độ ẩm đạt 70%. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển yêu cầu ẩm độ đất là 70-
80% còn độ ẩm không khí là 45-55%. Goxhy và Gerad (1971) cho rằng thời kỳ khủng
hoảng nước tính từ khi ra hoa đến đậu quả. Ở thời kỳ này nếu hạn vừa phải sẽ làm
giảm năng suất nhưng tăng về chất lượng và rút ngắn thời gian chín. Nếu giai đoạn này
thiếu nước sẽ gây ra hiện tượng thối đáy quả, quả bị rám do canxi bị giữ ở các bộ phận
già và không được vận chuyển đến bộ phận non. Tuy nhiên nếu độ ẩm tăng đột ngột sẽ
làm chất lượng quả, dễ gây ra nứt quả.
- Đất và chất dinh dưỡng: Cà chua có thể sinh trưởng, phát triển trên nhiều loại
đất, nhưng cà chua sinh trưởng phát triển thích hợp nhất trên các loại đất nhẹ, tơi xốp,
tưới tiêu thuận lợi, độ pH từ 6-6.5. Đặc biệt cần thường xuyên luân canh cà chua với

các cây trồng họ hòa thảo. Tránh trồng liên tục nhiều vụ trên một chân ruộng hoặc trên
các chân ruộng mà cây trồng trước là những cây họ cà (Trần Trực, 2009).
Về dinh dưỡng cà chua có nhu cầu với nhiều nguyên tố nhưng quan trọng nhất
là 12 nguyên tố: Nitơ (N), Phốt pho (P), Kali (K), Lưu huỳnh (S), Magiê (Mg), Bo (B),
Sắt (Fe), Mangan (Mn), Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Molipden (Mo) và Canxi (Ca). Đối với
nhóm nguyên tố đa lượng thì nhu cầu đạm là cao nhất, thứ đến là kali và lân. Theo
More (1978) để có 1 tấn cà chua cần 2.9 kg N; 0.4 kg P; 0.4 kg K; 0.45 kg Mg.
Becseev cho rằng để tạo 1 tấn quả cà chua cần 3.8 kg N; 0.6 kg P
2
O
5
; 7.9 kg K
2
O
(Kiều Thị Thư, 1998). Theo Kuo và cộng sự (1998), lượng phân cần bón cho cà chua
sinh trưởng vo hạn là 180 kg N; 80 kg P
2
O
5
; 180 kg K
2
O. Các nguyên tố đa lượng khi
được bón nhiều lần sẽ cho năng suất tương đối cao, đồng thời làm tăng hàm lượng
đường trong quả. Bên cạnh các nguyên tố đa lượng thì việc cung cấp đầy đủ các
nguyên tố vi lượng cũng góp phần nâng cao năng suất, chất lượng của cà chua. Đặc
biệt, việc bón thêm Ca sẽ hạn chế bệnh thối đầu quả.
5
Tùy theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển mà nhu cầu về lượng và loại
dinh dưỡng là khác nhau. Với cây cà chua, nhu cầu sử dụng dinh dưỡng ở giai đoạn
cây con là cao hơn so với cây trưởng thành nên cần tập trung bón ngay từ đầu. Các

thời kỳ bón phân là: ra nụ, hoa rộ, quả non, quả phát triển và sau thu hái lần 1.
./012%3$
4%56 %7//8%7/
Tác nhân gây bệnh xoăn vàng lá cà chua được xem là một phức hợp nhiều
begomovirus khác nhau. Mặc dù nhóm geminivirus này bao gồm các loài riêng biệt,
nhưng chúng vẫn được gọi chung là virus xoăn vàng lá cà chua - Tomato yellow leaf
curl virus (Vidavski, 2007). Begomovirus là chi lớn nhất trong họ Geminivirus, vì thế
hình thái phân tử của begomovirus cũng giống như của các geminivirus khác, đều là
hình cầu kép. Các begomovirus có bộ gen DNA sợi vòng đơn có kích thước 2.6-2.8
kb. Chúng có bộ gen kép gồm 2 phân tử DNA gọi là DNA-A và DNA-B hoặc có bộ
gen đơn tương đương DNA-A (Seal và cộng sự, 2006). Tuy nhiên hầu hết các
begomovirus gây hại phổ biến liên kết với bệnh xoăn vàng lá đều là begomovirus bộ
gen đơn (Garcia và cộng sự, 2008). Genome của TYLCV bao gồm các gen mã hóa cho
protein liên quan tới sự tái sinh (Rep), protein tăng cường tái sinh (REn), protein hoạt
hóa phiên mã (TrAP), protein vỏ (CP), protein C2 và protein C4. Khung đọc mở
(ORF) được tổ chức theo 2 chiều ngược nhau. Giữa 2 vùng gen mã hóa ngược chiều
nhau là một vùng gen không mã hóa IR (intergenic region) chứa các yếu tố quan trọng
cho tái sinh và phiên mã của genome virus bao gồm gốc tái sinh.
Cơ chế gây bệnh của begomovirus là do tương tác với các yếu tố ký chủ liên
quan đến bộ máy tái bản. Quá trình tái bản của begomovirus xảy ra trong nhân tế bào,
kể cả ở các tế bào không phân chia. Do vậy, sau khi nhiễm vào tế bào, begomovirus
phải khởi động bộ máy tái sinh của tế bào. Một trong các protein của tế bào ký chủ
thực vật điều khiển chu kỳ tế bào là pRBR (protein retinoblastoma -related protein)
chịu trách nhiệm chuyển chu kỳ tế bào từ pha G1 sang pha S. Protein Rep của
begomovirus đã được chứng minh tương tác với pRBR của tế bào ký chủ, cho phép
khởi động lại chu kỳ tế bào để tạo điều kiện cho virus tái sinh (Hà Viết Cường, 2008).
6
Ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới cà chua thường bị bệnh xoăn vàng lá đã
làm giảm đáng kể năng suất quả, có thể mất 100% năng suất nếu cây bị bệnh sớm
(Peter Hanson, 2010). Cây cà chua bị nhiễm vi rút xoăn vàng lá sẽ phát triển chậm

chạp và trở nên còi cọc hoặc lùn. Lá con thường xuất hiện triệu chứng ngay sau khi
nhiễm, lá cúp xuống và hướng vào trong, lá cứng, mép lá cong hướng lên trên, sau
đó lá vàng đi rõ rệt. Khi cây con bị nhiễm chúng cực ít tạo quả thương mại được
(Cohen và cộng sự, 1964).
Hiện nay, trên thế giới bệnh xoăn vàng lá được biết có liên quan tới ít nhất 11
loài và hơn 25 chủng monopartite begomoviruses (Fauquet và cộng sự, 2008). Ở Việt
Nam mới chỉ phát hiện khoảng 6 loài begomovirus gây bệnh xoăn vàng lá, trong đó
được phát hiện trên cây cà chua ở Hà Nội (Bảng 1). Việc phát triển các cặp mồi đặc
hiệu để phát hiện loài nào gây bệnh là rất cần thiết. Ha và cộng sự, (2008) đã phát triển
2 cặp mồi đặc hiệu phát hiện 2 loài TYLCVNV và ToLCVV.
Bảng 1. Các loài virus gây bệnh xoăn vàng lá cà chua phát hiện ở Việt Nam
STT Tên loài virus
Địa điểm
phát hiện
Tài liệu tham khảo
1 Tomato leaf curl Vietnam virus
(ToLCVV) Hà Nội Ha và cộng sự, 2008
2 Tomato yellow leaf curl Vietnam
virus (TYLCVV) Hà Nội Ha và cộng sự, 2008
3 Tomato yellow leaf curl
Kanchanaburi (TYLCKaV) Bình Dương
Green và cộng sự,
2001
4 Tomato leaf curl Hainan virus
(ToLCHnV) Hà Nội Ha và cộng sự, 2011
5 Tomato leaf curl Hanoi virus
(ToLCHanV) Hà Nội Ha và cộng sự, 2001
6 Tomato leaf curl Dan Xa virus
(ToLCDXV) Hà Nội
Blawid và cộng sự,

2008
9:17;(&'37/
Begomovirus lan truyền ngoài tự nhiên nhờ bọ phấn Bemisia tabaci theo kiểu
bền vững tuần hoàn (Cohen và Hapaz, 1964). Bọ phấn B. tabaci có một số biotypes
khác nhau nhưng trong đó có 2 biotypes cho hiệu quả lan truyền TYLCV cao nhất là
7
biotype B và Q (Brown và cộng sự, 1995). Giai đoạn trưởng thành và ấu trùng 1 tuổi
là 2 giai đoạn duy nhất mà côn trùng có thể thu nạp và truyền TYLCV (Cohen và cộng
sự, 1966; Mehta và cộng sự, 1994). Một bọ phấn cũng có thể thu nạp TYLCV và
truyền sang cây cà chua mặc dù tỷ lệ truyền bệnh không cao, tỉ lệ truyền bệnh đạt
100% nếu sử dụng 5 – 15 bọ phấn.
Bọ phấn dùng vòi chọc vào mô mạch dẫn để hút dịch cây từ mạch phloem.
Virus được hút qua vòi, tới diều, thấm qua màng ruột vào xoang cơ thể, đạt tới tuyến
nước bọt và cuối cùng vào ống nước bọt (Hà viết Cường, 2008). Trong quá trình di
chuyển của begomovirus trong vector bọ phấn, vỏ capsid là cấu trúc tiếp xúc với các
mô của bọ phấn và tương tác với chaperon và các thụ thể của bọ phấn (Morin và cộng
sự, 2000). Tính đặc hiệu vector của geminivirus được quyết định bởi protein capsid
(CP) và không có bằng chứng nào cho thấy có sự liên quan của những protein mã hóa
khác của virus trong sự truyền (Noris và cộng sự, 1998). Hạt begomovirus cần phải
vượt qua thành ruột vào huyết tương trên đường tới tuyến nước bọt. Huyết tương trong
xoang cơ thể bọ phấn có huyết thanh tiêu hóa protein ngoại, vi sinh vật và mảnh vụn
mô (Chapman, 1991). Do đó vận chuyển virion phải đối mặt với môi trường thù địch
đặc biệt. Một chất tương đồng GroEL sản sinh bởi vi khuẩn cộng sinh với bọ phấn được
chỉ ra đóng vai trò quan trọng trong sự lan truyền virus, bảo vệ begomovirus trong huyết
tương (Gibbs, 1999). Các bằng chứng cho thấy, GroEL bám vào và bảo vệ begomovirus
khỏi sự suy giảm bởi huyết tương. Sự phá vỡ liên kết GroEL-TYLCV dẫn đến sự suy
giảm của virus và sự giảm rõ rệt trong hiệu quả truyền (Morin và cộng sự, 2000).
Thời gian chích nạp và chích truyền tối thiểu là khoảng 10-20 phút. Tỷ lệ truyền
tăng lên với thời gian chích nạp và chích truyền virus lâu hơn. Một khoảng thời gian
tối thiểu 8h từ lúc bắt đầu chích nạp là cần thiết để cho bọ phấn B.tabaci có thể lây

nhiễm sang cây cà chua. DNA virus có thể được phát hiện trong bọ phấn bởi PCR sau
chích nạp 5 phút và trong cây cà chua chưa đầy 5 phút sau chích truyền (Atzmon và
cộng sự, 1998). Bọ phấn cái truyền virus hiệu quả hơn bọ phấn đực, thí nghiệm lây
nhiễm 1 bọ phấn /1 cây cho thấy bọ phấn cái có hiệu quả lây nhiễm cao hơn con đực
(Martin, 1987). Hiệu quả truyền tốt nhất khi bọ phấn trưởng thành ở 1-2 tuần tuổi và
8
giảm dần theo thời gian sinh trưởng của bọ phấn. Hiệu quả truyền virus giảm theo tuổi
thọ là do lượng virus được chích nạp giảm (Czosnek và cộng sự, 2002). Sự truyền
của một begomovirus bởi một côn trùng từ cùng một vùng địa lý giống nhau là hiệu
quả hơn trong trường hợp virus và côn trùng từ 2 vùng khác biệt (McGrath và
Harrison, 1995).
TYLCV tồn tại trong toàn bộ vòng đời của vector bọ phấn. Bọ phấn xuất hiện
trong suốt 24h và được cho ăn trên cây không phải là ký chủ thì sau 24h chích nạp vẫn
giữ TYLCV trong toàn bộ vòng đời 35-40 ngày của chúng (Rubinstein và Czosnek,
1997). Trong giai đoạn này tỷ lệ truyền giảm từ 100% xuống tới 15%. DNA virus
được phát hiện trong toàn bộ vòng đời của bọ phấn, ngược lại protein vỏ capsid chỉ tồn
tại trong bọ phấn trong 12 ngày. Sự liên kết của TYLCV với vector bọ phấn càng lâu
dẫn đến giảm 20% tuổi thọ và 50% số lượng trứng của bọ phấn (Rubinstein và
Czosnek, 1997).
Từ trước năm 1998 người ta vẫn cho rằng bọ phấn không có khả năng truyền
virus sang thế hệ sau, chỉ có ấu trùng và bọ phấn trưởng thành có thể thu nạp virus.
Tuy nhiên, trong năm 1998 đã có tuyên bố là TYLCV-MLD có thể được truyền thông
qua trứng ít nhất 2 thế hệ (Ghanim và cộng sự, 1998). Ghanim (2000) đã báo cáo
TYLCV-MLD có thể được truyền thông qua giao phối giữa bọ phấn cái và bọ phấn
đực. Một báo cáo khác (Bosco và cộng sự, 2004) đã chỉ ra đối với chủng virus TYLCV
Israeli rằng không có DNA virus hay sự lây nhiễm liên kết với thế hệ con cháu của bọ
phấn chứa virus. Cách thức TYLCV xâm nhập vào hệ thống sinh sản của bọ phấn chưa
được biết. Có khả năng trong quá trình thành thục của trứng trong buồng trứng, các hạt
virus thâm nhập vào trứng cùng với các vi khuẩn cộng sinh thông qua kẽ hở ở màng tế
bào trứng (Costa và cộng sự, 1995). Bọ phấn ăn trên mạch phloem của cây, vì thế sự

lây nhiễm virus tăng nhanh chóng trong toàn bộ cây (Caciagli và cộng sự, 1995).
<-%=,%7/012%
Trong các loài cà chua dại thì S. pimpinellifolium là thích hợp nhất cho việc sử
dụng trong chương trình tạo giống kháng bởi không có sự cách ly lai giữa 2 loài và
9
kích thước quả được phục hồi sau vài lần lai backcross (Esquinas-Alcazar và Nuez,
1995). Chương trình chọn tạo giống kháng khởi đầu ở Israel sử dụng mẫu giống
LA121 của S. pimpinellifolium như một nguồn kháng (Pilowsky và Cohen, 1974). Sau
đó các vật liệu mới của S. pimpinellifolium được tìm thấy INRA, LA1478, PI407543
và PI407544 với các mức độ kháng khác nhau (Kasrawi, 1989; Ji và cộng sự, 2007).
Tính kháng TYLCV bắt nguồn từ S. pimpinellifolium- INRA được chứng minh là do
một gen trội đơn. Mẫu giống lai L102 bắt nguồn từ vật liệu kháng UPV-16991 sở hữu
một tính kháng cao với TYLCV (Pérez và cộng sự, 2007). Phân tích lai giữa giống lai
Hirsute - INRA với giống mẫn cảm S Harmony của Pháp bằng phương pháp BSA với
4 chỉ thị RAPD (random amplified polymorphic DNA) đã phát hiện tính kháng liên
kết với một locus tính trạng số lượng (QTL) chịu trách nhiệm 27.7% khả kháng. Các
chỉ thị này định vị trong cùng nhóm liên kết trong khoảng cách 17.3 cM được lập bản
đồ trên nhiễm sắc thể số 6 trên bản đồ đa hình độ dài đoạn cắt giới hạn (RFLP)
(Chagué và cộng sự, 1997). Một trong chỉ thị RAPD được lập bản đồ giữa 2 marker
TG153 (33 cM) và CT83 (34 cM) ở gần locus Ty-3 một locus gen kháng khác được
lập bản đồ trên nhiễm sắc thể số 6 gần đây (Ji và cộng sự, 2007). Mặc dù nguồn gen
kháng được tìm thấy trong S. pimpinellifolium nhưng nó không phải là nguồn tạo
giống kháng chính trong chương trình chọn tạo giống hiện nay vì tính trạng kháng của
nó không liên tục, tính kháng của S. pimpinellifolium không có hiệu quả ở một số
vùng. Vì thế các nguồn kháng khác được nghiên cứu nhiều hơn.
Vật liệu chống chịu S.peruvianum PI-126935 được tìm ra và tính chống chịu
này là một tính trạng lặn kiểm soát bởi 5 yếu tố di truyền (Pilowsky và Cohen, 1990).
Vào năm 1988, giống lai kháng thương mại đầu tiên TY 20 mang tính kháng bắt
nguồn từ S. peruvianum (mẫu giống PI 126935) được tung ra trên thị trường (Pilowsky
và Cohen, 1990). Tính kháng trong TY-20 cảm ứng một sự trì hoãn phát triển triệu

chứng bệnh sau lây nhiễm và cây nhiễm cho năng suất có thể chấp nhận được. Sau đó,
các nhà chọn giống ở Israel sử dụng các mẫu giống của S.peruvianum PI26926,
PI26930, PI390681 và LA441 để chọn tạo các dòng cà chua có tính kháng cao TY-
172, TY-198, TY-536 và TY-197 (Friedmann và cộng sự, 1998; Lapidot và cộng sự,
1997). Tính kháng trong TY-172 là trội một phần và có ít nhất 3 gen giải thích cho tính
10
kháng này (Friedmann và cộng sự, 1998). Sự đánh giá so sánh tính kháng giữa các
mẫu giống 8484, 3761, Fiona, Tyking, TY-172 và TY-197 chỉ ra rằng cây cà chua TY-
172 và TY-197 bị mất năng suất tương đối ít và có mức DNA virus tích lũy trong cây ít
nhất (Lapidot và cộng sự, 1997). Tính kháng của TY-172 được bắt nguồn từ 4 mẫu
giống S. peruvianum khác nhau (Friedmann và cộng sự, 1998). Tính kháng được kiểm
soát bởi một QTL chính chưa biết trước có nguồn gốc từ dòng kháng và 4 QTL phụ
thêm vào. QTL chính gọi là Ty-5 lập bản đồ trên nhiễm sắc thể số 4 và kiểm soát 39.7-
40% mức độ nghiêm trọng của triệu chứng ở trong các cây phân ly. Các QTL phụ
nguồn gốc từ bố mẹ kháng hoặc mẫn cảm được lập bản đồ trên nhiễm sắc thể số 1, 7,9
và 11 góp vào 12% mức độ biến động triệu chứng (Ilana và cộng sự, 2009).
S. chilense sở hữu một tính kháng cao với TYLCV, tuy nhiên ban đầu những hạn
chế trong khả năng lai với cây cà chua trồng nên khó có thể dùng làm nguồn kháng
trong chọn tạo giống. Về sau, người ta đã vượt qua các rào cản này nhờ sử dụng kỹ
thuật hỗn phấn, khắc phục di truyền và nuôi cấy phôi. Hai gen kháng chính đã được
lập bản đồ và thiết lập các chỉ thị phân tử (Laterrot, 1983; Esquinas-Alcazar và Nuez
1995; Ji và Scott, 2006; Ji và cộng sự, 2007). Bằng việc sử dụng các mẫu giống của S.
chilense và kỹ thuật hỗn hợp hạt phấn, một số dòng giống cải tiến (UPV Ty 1, 3, 6, 9,
17 và 53) thể hiện mức tính kháng cao với TYLCV-Sardinia (Picó và cộng sự, 1999).
Hiện nay, hầu hết tính kháng của cây cà chua thương mại với bệnh xoăn vàng lá đều
có gen Ty-1(Pérez và cộng sự, 2007). Gen Ty-1 được tìm thấy đầu tiên ở S. chilense
mẫu giống LA1969 là một gen trội kiểm soát một phần tính trạng kháng cùng với ít
nhất 2 gen phụ (Zamir và cộng sự, 1994). Gen Ty-1 được lập bản đồ trên nhiễm sắc thể
số 6 nằm giữa marker TG297 (4 cM) và marker TG97 (9 cM) và trên nhiễm sắc thể số
3 giữa marker TG66 và TG33 (Zamir và cộng sự, 1994).

Ba mẫu giống từ S. chilense LA1932, LA2779 và LA1938 được tìm ra có tính
kháng với Tomato mottle virus (ToMoV) ngoài TYLCV (Agrama và Scott, 2006). Việc
đưa vào dòng mẫn cảm, nghiên cứu di truyền học và lập bản đồ QTL đã tiết lộ 3 vùng
trên nhiễm sắc thể số 6 góp phần vào tính kháng cả TYLCV và ToMoV (Agramavà
Scott, 2006). Trong nghiên cứu gần đây, nhiều chỉ thị được sử dụng để định vị sự
chuyển tính kháng vào trong dòng giống cải tiến bắt nguồn từ LA2779. Một gen trội
11
một phần gọi là Ty-3 được lập bản đồ trên nhiễm sắc thể số 6 giữa 2 marker cLEG-31-
P-16 và T1079 (Ji và Scott, 2006; Ji và cộng sự, 2007a) . Sự chuyển tính kháng bắt
nguồn từ LA2779 được phát hiện cũng chứa gen kháng Ty-1 đề xuất một liên kết di
truyền giữa Ty-1 và Ty-3 (Ji và cộng sự, 2007a). Gần đây, việc sử dụng các dòng giống
cải tiến bắt nguồn từ 3 mẫu giống của S. chilense đã đề cập ở trên đã đưa đến một
locus mới kháng TYLCV gọi là Ty-4 được lập bản đồ trên nhánh dài của nhiễm sắc thể
số 3 (Ji và cộng sự, 2008).
Các mẫu giống của S.habrochaites LA0386, LA1252, LA1295, LA1352,
LA1393, LA 1624 và LA1691 có tính kháng rất cao với TYLCV (Hassan và cộng sự,
1982). Đó là tính kháng trội. Trong một số mẫu giống của S.habrochaites, tính chống
chịu TYLCV có tác dụng gián tiếp để ngăn cản sự ăn của vector bởi các rào cản vật lý
như là lông lá hoặc bởi sự tiết ra một loại chất hóa học nào đó ngăn cản sự ăn của bọ
phấn (Muniyappa và cộng sự, 1991a; Channarayappa và cộng sự, 1992). Tính kháng
TYLCV được đưa vào từ 2 mẫu giống của S.habrochaites (LA1777 và LA0386). Hai
dòng cà chua BC1F4 gọi là 902 và 908 được bắt nguồn từ sự đưa vào tính kháng này
(Vidavsky và Czosnek, 1998).
Phân tích sự phân ly chỉ ra rằng 2 đến 3 gen lặn thêm vào kiểm soát tính kháng
TYLCV trong dòng Ih902 trong khi ở trong dòng Ih908 tính kháng kiểm soát bởi 1 gen
trội chính (Vidavsky và Czosnek, 1998). Một dòng kháng cao Ih902 được sử dụng
rộng rãi trong chương trình chọn tạo giống ở Guatemala (Mejía và cộng sự, 2005) và
các nước Trung Đông khác (Maruthi và cộng sự, 2003). Ở Ấn Độ, S.habrochiates f
glabratum B6013 đã chỉ ra 2 gen trội kiểm soát tính kháng Tomato leaf curl viruses
(ToLCV) (Banerjee và Kalloo, 1987). Sau đó, dòng chọn giống H24 được phát triển từ

mẫu giống này (Kalloo và Banerjee, 1990). Hanson và cộng sự (2000) đã sử dụng 3
isolate khác nhau của TYLCV để phân tích H24 sàng lọc cây kháng. Locus kháng này
được lập bản đồ trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể số 11 giữa marker TG393 và TG36
và là tính kháng trội (Hanson và cộng sự, 2000). Tuy nhiên các nghiên cứu về sau chỉ
ra rằng các isolate virus này thực tế là ToLCV chứ không phải TYLCV. Các nghiên
cứu gần đây chỉ ra rằng locus kháng nằm gần marker TG36 hơn và được đề cử là Ty-2
12
(Hanson và cộng sự, 2006). H24 phản ứng với sự lây nhiễm TYLCV khác nhau, độ
nhạy cảm phụ thuộc vào chủng (Ji và cộng sự, 2007b). Ở Trung tâm Phát triển và
Nghiên cứu Rau Châu Á, tính kháng Ty-2 là nguồn kháng khởi đầu của sử dụng trong
chương trình chọn giống cà chua và được khai thác rộng rãi bởi một số công ty giống
ở Châu Á và ở những nơi khác (Ji và cộng sự, 2007b). Kết quả sơ bộ cho thấy sự hiện
diện của Ty-3 trong dòng 902, tuy nhiên những tác động của nó trên tính kháng trong
dòng cà chua vẫn còn được đánh giá (Ji và cộng sự, 2007b).
Tính kháng của S.cheesmaniae là lặn và đa gen (Hassan và cộng sự, 1984). Ở
Ai Cập, việc đưa gen kháng từ S.cheesmaniae vào cà chua trồng thương mại đã tạo ra
dòng mới, tạo giống kháng vừa phải (dòng 44) (Hassan và cộng sự, 1984). Loài cà
chua này không phải là một nguồn kháng có ý nghĩa trong cà chua trồng thương mại
hiện nay.
Từ các nghiên cứu ở trên cho thấy các loài cà chua dại S. chilense, S.
habrochaites, và S. peruvianum cung cấp khả năng kháng tốt và đã được sử dụng rộng
rãi trong chương trình tạo giống để phát triển các giống cà chua thương mại kháng
TYLCV.
>?%*%@A4B(C1%%8%:,%TYLCV
Nhờ những thành tựu thu được trong công nghệ sinh học, các nhà khoa học đã
tìm được vị trí các gen được định vị trên từng nhiễm sắc thể, cũng như các chỉ thị phân
tử ADN liên kết với các gen đó, tạo ra các bản đồ di truyền liên kết gen. Dựa vào các
chỉ chị này, chúng ta có thể phát hiện được sự có mặt của một gen bất kỳ, nếu biết
được một hoặc nhiều chỉ thị liên kết chặt với gen đó.
Zamir và cộng sự (1994) đã lập bản đồ gen Ty-1 nằm trên nhiễm sắc thể số 6 và

là gen kháng trội bắt nguồn từ loài cà chua dại Soladium chilense LA 1969. Gen này
định vị giữa 2 marker TG297 (6.0 cM) và TG97 (8.6 cM) nằm trong “vùng nóng”
chứa nhiều gen kháng như gen Am kháng Alfalfa mosaic virus (Parrella và cộng sự,
2004), gen Ol-1 kháng bệnh mốc sương (Huang và cộng sự, 2000), gen Cf-4 kháng
nấm Cladosporium fulvum (Thomas và cộng sự, 1997), và gen Mi-1 kháng tuyến trùng
13
(Sean và cộng sự, 2007). Trong đó vùng chứa gen Mi-1 và Ty-1 thường rất ngắn nên
rất có khả năng hạn chế tái tổ hợp xảy ra giữa 2 gen này khi chuyển gen kháng vào cà
chua trồng. Vì vậy, các marker liên kết với gen Mi-1 có thể sử dụng cho gen Ty-1: Pe
´rez de Castro và cộng sự (2007) đã lập bản đồ 6 marker ở vùng gen Mi-1 và Ty-1 và
chỉ ra rằng SCAP marker JB1 cho thấy sự đa hình giữa các mẫu giống kiểm tra và liên
kết chặt với gen Ty-1. Để phát hiện locus Ty-1 thì 4 chỉ thị sau được phát triển: Chỉ thị
SCAP TG97 (8 cM), chỉ thị SCAR đồng trội P6-6 (6 cM), chỉ thị CAPS sử dụng
marker SCAR đồng trội Mi23 đối với locus Mi-1 (6 cM), chỉ thị CAPS JB-1 (8 cM)
(Mejía và cộng sự., 2005; Garcia và cộng sự, 2007; Pérez và cộng sự, 2007). Hầu hết
các cây trồng thương mại kháng bệnh xoăn lá đều có gen Ty-1.
Hanson và cộng sự (2000) đã lập bản đồ gen Ty-2 bắt nguồn từ Solanum
habrochaites trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 11, nằm giữa marker TG36 (84 cM)
và TG393 (103 cM) ở dòng cà chua lai H24. Cây ở trạng thái đồng hợp tử trội phát
triển triệu chứng vàng nhẹ dọc theo mép lá với tỷ lệ nhiễm bệnh sau 11 tuần lây nhiễm
là 17- 36%, cây ở trạng thái dị hợp tử có tỷ lệ nhiễm bệnh 20- 46% (Hanson và cộng
sự, 2000). SCAR marker T0302 được sử dụng để phát hiện gen Ty-2 (Garcia, 2007 ).
Hai cặp mồi T0302F/T0302R và T0302F/TY-2R1 đều nhận biết hiệu quả 2 kiểu gen
Ty-2/Ty-2 và Ty-2/Ty-2 nhưng cặp mồi T0302F/TY-2R1 cho vạch băng của kiểu gen dị
hợp tử rõ ràng hơn cặp mồi T0302F/T0302R (Garcia, 2007).
Gen Ty-3 bắt nguồn từ Solanium chilense được định vị trên nhánh dài của
nhiễm sắc thế số 6 giữa 2 marker cLEG-31-P16 (20 cM) và T1079 (27 cM) cách gen
Ty-1 khoảng 15cM. Ji và cộng sự (2007a) đã dùng SCAR marker P6-25 để phát hiện
gen kháng Ty-3. Hiện nay chưa có thêm marker nào liên kết chặt hơn với gen này.
Locus này chiếm 65% độ biến động trong tính kháng TYLCV, có ảnh hưởng trội và

ảnh hưởng thêm vào gần bằng nhau, vì thế đây là locus kháng chính (Ji và cộng sự,
2007a). Gen Ty-3 khác với gen Ty-1 và Ty-2 ở hai mặt. Đầu tiên, Ty-3 có thể có hiệu
quả kháng với cả TYLCV và begomovirus bộ gen kép ToMoV trong khi Ty-1 và Ty-2
chỉ kháng được begomovirus bộ gen đơn TYLCV. Ngoài ra, Gen Ty-1 và Ty-2 biểu hiện
gần như trội hoàn toàn trong khi Ty-3 có biểu hiện cộng vào (additive) nhiều hơn. Gen
Ty-3 là gen kháng chính được giải thích bởi mức độ biến thiên kiểu hình cao ở 2 mẫu
14
giống nhưng các gen kháng khác cần được đưa vào để tăng tính kháng (Ji và cộng sự,
2009).
Gen Ty-4 được tìm thấy ở cà chua dại Soladium chilense nằm trên nhánh dài
của nhiễm sắc thể số 3 giữa hai marker C2_At4g17300 (81 cM) và C2_At5g60160
(83.3 cM). Trong khi khoảng 60% mức độ biến động trong tính kháng TYLCV trong
quần thể phân ly được giải thích bởi locus gen Ty-3 thì Ty-4 chỉ chiếm 16%, vì thế
được coi là locus kháng phụ so với Ty-3. Các cây lai từ cây có kiểu gen Ty-3 và Ty-4
có tính kháng tốt hơn đối với cả begomovirus bộ gen đơn và bộ gen kép cho thấy Ty-4
cũng có hiệu quả kháng với begomovirus bộ gen kép (Ji và cộng sự, 2009).
Anbinder và cộng sự, (2009) đã phát hiện gen kháng Ty-5 từ Solanum
peruvianum trên cà chua lai TY-172, nằm ở vùng gần marker SlNAC1 trên nhiễm sắc
thể số 4. Độ biến động của triệu chứng của locus này đo được khoảng 39.7–46.6% ở
các cây phân ly, do đó là gen kháng chính. Đây là gen kháng chính phổ rộng với
TYLCV và ToMoV và nhiều begomovirus bộ gen kép khác (Hutton và cộng sự, 2011).

Gen Ty-1 nằm trên NST số 3 Gen Ty-2 nằm trên NST số 11
15

Gen Ty-3 nằm trên NST số 6 Gen Ty-4 nằm trên trên NST số 3
Gen Ty-5 nằm trên NST số 4
Hình 1. Bản đồ khoảng cách di truyền của các gen kháng virus xoăn vàng lá
16
<<-6 ,%!DTYLCV

Các nghiên cứu di truyền học đã chỉ ra rằng một vài gen như các locus tính
trạng số lượng cung cấp kiểu hình kháng bệnh xoăn vàng lá. Một số locus tính trạng số
lượng được định vị trên nhiễm sắc thể cà chua nhờ sử dụng các marker đa hình DNA.
Tuy nhiên cơ sở phân tử của tính kháng TYLCV vẫn còn chưa được hiểu biết đầy đủ.
Để giải thích cái gì làm cho một cây cà chua kháng TYLCV trong khi các cây khác mẫn
cảm, Gorovits và Czonek (2007) đã coi virus là trường hợp đặc biệt của stress và tính
kháng cũng là trường hợp đặc biệt của phản ứng thành công với stress. Một phản ứng
stress được khởi động khi cây nhận ra stress ở mức độ tế bào, hoạt hóa các đường
truyền tín hiệu để truyền thông tin bên trong các tế bào và toàn cây, dẫn đến thay đổi
trong sự biểu hiện của nhiều mạng lưới gen. Do đó, cây phản ứng với các stress bằng
cách hoạt hóa 2 đường hướng kháng: phản ứng kháng thông qua gen R (Resistance) và
phản ứng phòng thủ thông qua vận chuyển tín hiệu.
Đường hướng phản ứng stress của cây có liên quan đến sự hoạt hóa của protein
R và kết quả là dẫn đến phản ứng siêu nhạy (Hypersensitive Response - HR) và miễn
dịch của cây. Khi TYLCV xâm nhiễm vào tế bào cây, các yếu tố của virus bị nhận biết
bởi gen của tế bào cây ký chủ thì lập tức xảy ra phản ứng siêu nhạy tích lũy H
2
O
2
ở vị
trí xâm nhiễm và cảm ứng nhanh chóng quá trình chết tế bào theo chương trình
(Programmed cell death - PCD) tác động đến các tế bào ở gần vị trí nhiễm (Bolwell,
1999). Các tổn thương nhận biết bởi DAB (3,3
’
diaminobenzidine) đều giống nhau ở
cây kháng R (Resistance) và cây mẫn cảm S (Sensitivity) ở bước đầu của phản ứng
thông qua gen kháng R. Mức độ nhuộm tăng lên trong cây S khi kéo dài thời gian sau
lây nhiễm tương ứng với triệu chứng bệnh được cảm ứng bởi virus (Czonek và cộng
sự, 2007). Giai đoạn thứ 2 của tính kháng thông qua gen R là tính kháng tập nhiễm hệ
thống (Systematic Acquired Resistance - SAR). SAR xảy ra ở những mô xa vị trí bị

stress khởi đầu và được đặc trưng bởi sự tăng biểu hiện của một số gen mã hóa ra
protein liên quan đến sự gây bệnh (Pathogenesis-related protein - PR). Protein PR bao
gồm ít nhất 11 họ, trong đó có β-1,3-glucanases, chitinases, và peroxidases. Cronek
(2007) đã theo dõi hoạt động của cả 3 enzyme này trong cây sau khi lây nhiễm TYLCV
17
và kết quả theo dõi cho thấy đều tăng biểu hiện ở cả cây mẫn cảm và cây kháng so với
cây không lây nhiễm. Sau khoảng 7-8 tuần lây nhiễm, có sự suy giảm mức độ của cả 3
enzyme này nhưng sự suy giảm ở cây kháng R ít rõ rệt hơn trong cây mẫn cảm.
Theo Gorovits và Czonek (2007)
Hình 2: Hình vẽ thể hiện 2 đường hướng phòng thủ của cây
Ngoài đường hướng phòng thủ thông qua gen kháng R, cơ chế phòng thủ của cây
còn thông qua các yếu tố vận chuyển tín hiệu như MAPKs, HSPs. Tầng protein hoạt
hóa mitogen (MAPK) tham gia vận chuyển tín hiệu dẫn tới hoạt hóa phản ứng phòng
thủ PCD và SAR của cây chống lại bệnh xâm nhiễm (Nuhse và cộng sự, 2000;
Desikan và cộng sự, 2001). Protein sốc nhiệt HSP hỗ trợ trong việc hồi phục tế bào từ
stress bằng cách sửa chữa protein hư hại hoặc phân hủy chúng phục hồi tính nội cân
bằng protein và thúc đẩy tế bào sống sót ( Pareek và cộng sự, 1995; Katiyar-Agarwal
và cộng sự, 2003). HSPs bao gồm chaperone và proteases. Chaperone giúp protein
gấp, lắp ráp chính xác và sửa chữa trong khi thành phần proteases phân hủy các
protein hư hại có nguy cơ tiềm ẩn (Parsell và Lindquist, 1993). Czonek (2007) báo cáo
rằng MAPK, HSP70, Clp protease và FtsH protease lúc đầu đều tăng biểu hiện trong
18
cả cây kháng và cây mẫn cảm nhưng về sau các yếu tố này bị suy giảm mạnh trong
cây mẫn cảm.
Như vậy một thời gian ngắn sau khi lây nhiễm TYLCV, cơ chế phòng thủ của cây
S và R được hoạt hóa. Sau đó, phòng thủ này bị lấn át trong cây S và những hư hại
xuất hiện trên lá đã xử lý. Trái lại, cây R chỉ ra một sự suy giảm nhẹ trong biểu hiện
protein phản ứng stress, tiếp theo là một mức độ phục hồi nhất định. Do đó có thể kết
luận rằng khả năng tái thiết lập sự cân bằng nội tế bào cao hơn trong phản ứng với
stress đã làm cho cà chua R kháng được bệnh virus xoăn vàng lá.

<EFGH1)%I,%
Để đánh giá tính kháng của các giống cà chua thì việc thử nghiệm bệnh là rất
cần thiết. Vì thế, cần phải có một phương pháp lây nhiễm nhân tạo TYLCV sang cây cà
chua để kiểm tra. TYLCV không lan truyền thông qua cọ sát nên không thể lây nhiễm
bằng tiếp xúc cơ học. Có 3 phương pháp lây nhiễm TYLCV cho hiệu quả cao đó là:
- Lây bằng cách ghép: sử dụng một đoạn cành, đoạn chồi hoặc ngọn của cây
bệnh ghép với cây bệnh, phương pháp này cho hiệu quả lan truyền rất cao (Abou
Jawdah và cộng sự, 1995; Fargette và cộng sự, 1996; Kasrawi và cộng sự, 1988).
- Lây nhiễm qua bọ phấn: phương pháp này sử dụng bọ phấn để lây bệnh từ cây
bông. Bởi vì cây bông không phải là cây kí chủ cho bệnh TYLCV và các virus khác lan
truyền thông qua bọ phấn, duy trì khá dễ và có thể chống chịu số lượng lớn bộ phấn
mà không bị sụp đổ. Tập đoàn bọ phấn được nuôi trên cây bông sinh trưởng trong lồng
bọc vải mỏng để duy trì trong nhà kính ngăn chặn côn trùng. Bọ phấn trưởng thành
được cho chích nạp trong 48h trên cây nguồn bệnh nhiễm TYLCV, sau đó chúng được
cho chích truyền trong 48h trên cây cà chua 3 tuần tuổi với số lượng bọ phấn là 15-
20con/cây. Sau khi chích truyền, bọ phấn được loại trừ bởi xử lý cây với thuốc diệt
côn trùng pyrethroid. Cây được chăm sóc trong nhà kính chặn côn trùng khoảng 3-4
tuần ở 26-32
0
C trước khi chuyển ra ngoài ruộng để đánh giá (Lapidot và cộng sự,
2001; Inoue-Nagata và cộng sự, 2007). Phương pháp này cho hiệu quả lây nhiễm
100% tuy nhiên thường gặp khó khăn trong việc nuôi bọ phấn.
19