Khảo sát nguồn gen cà chua kháng bệnh sương mai

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
----------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT NGUỒN GEN CÀ CHUA
KHÁNG BỆNH SƢƠNG MAI

HÀ NỘI – 2023


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
----------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT NGUỒN GEN CÀ CHUA
KHÁNG BỆNH SƢƠNG MAI

Ngƣời thực hiện

: VŨ VĂN PHƢƠNG

Mã sinh viên

: 646181

Lớp

: K64CNSHB

Khoa

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hƣớng dẫn : GS.TS. PHAN HỮU TÔN

HÀ NỘI – 2023


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan khóa luận này do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của
GS. TS Phan Hữu Tôn, khoa Công nghệ Sinh học – Học viện Nơng nghiệp Việt
Nam. Tất cả số liệu, hình ảnh trong luận văn này hồn tồn khách quan, trung
thực và khơng sao chép kết quả của bất kỳ báo cáo tốt nghiệp nào trƣớc đây.
Khóa luận tốt nghiệp có tham khảo tài liệu, thơng tin trích dẫn đƣợc ghi trong
phần tài liệu tham khảo.
Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trƣớc hội đồng và
học viện.
Hà Nội, ngày 31 tháng 01 năm 2023
Sinh viên thực hiện

Vũ Văn Phƣơng

i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ sinh học,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo và giúp đỡ em
trong quá trình học tập.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS. TS. Phan Hữu Tôn, đã tận tình
giúp đỡ, hƣớng dẫn và động viên em trong quá trình thực hiện đề tài. Em cũng
xin cảm ơn tập thể các anh chị, cán bộ làm việc tại Trung tâm bảo tồn và Phát
triển nguồn gen cây trồng đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian thực tập tại
trung tâm. Cảm ơn quý thầy, cô giáo trong Khoa Công nghệ Sinh học – Học
viện Nông nghiệp Việt Nam những ngƣời đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt
những kiến thức bổ ích cho em. Đó chính là những nền tảng cơ bản, là những
hành trang vô cùng quý giá, là bƣớc đầu cho em bƣớc vào sự nghiệp sau này.
Xin cảm ơn bạn bè trong và ngoài lớp đã giúp đỡ, ủng hộ về mặt tinh thần cũng
nhƣ đóng góp ý kiến để em hồn thành luận văn này.
Thời gian thực tập vừa qua em đã học tập thêm những kinh nghiệm, kiến
thức nên em rất trân trọng quãng thời gian thực tập trên. Do khả năng có hạn n n
bài khóa luận này của em có thể chƣa đƣợc đầy đủ và không tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của của các thầy cơ để bài
khóa luận của em đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 31 tháng 01 năm 2023.
Sinh viên thực hiện

Vũ Văn Phƣơng

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
TÓM TẮT ............................................................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. iv
DANH MỤC VIẾT TẮT ...................................................................................... v
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1.1.

Đặt vấn đề ................................................................................................... 1

1.2.

Mục đích...................................................................................................... 2

1.3.

Yêu cầu........................................................................................................ 2

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 3
2.1.

Giới thiệu về cây cà chua ............................................................................ 3

2.1.1. Nguồn gốc ................................................................................................... 3
2.1.2. Giá trị dinh dƣỡng ....................................................................................... 3
2.1.3. Đặc điểm thực vật học................................................................................. 4
2.1.4. Kĩ thuật trồng và chăm sóc ......................................................................... 5
2.2.

Tình hình sản xuất cây cà chua trên thế giới và trong nƣớc ....................... 6

2.2.1. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới ..................................................... 6
2.2.2. Tình hình sản xuất cà chua trong nƣớc ....................................................... 8
2.3.

Bệnh sƣơng mai trên cây cà chua ............................................................... 8

2.3.1. Triệu chứng ................................................................................................. 9
2.3.2. Nguyên nhân gây bệnh .............................................................................. 10
2.3.3. Đặc điểm sinh phát triển của bệnh ............................................................ 13
2.3.4. Biện pháp phòng trừ .................................................................................. 13
2.4. Các nghiên cứu về bệnh sƣơng mai tr n cà chua ......................................... 15
2.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ..................................................................... 15
2.4.2. Các nghiên cứu trong nƣớc ....................................................................... 21
PHẦN 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....... 22


3.1.

Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 22

3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................... 22
3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 22
3.2.

Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 22

3.3.

Phƣơng pháp nghi n cứu........................................................................... 22

3.3.1. Bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 22
3.3.2. Phƣơng pháp đánh giá một số tính trạng nơng sinh học quan trọng ........ 22
3.3.3. Phát hiện gen kháng Ph2 và Ph3 kháng bệnh mốc sƣơng cà chua bằng
chỉ thị phân tử DNA. ................................................................................. 24
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 26
4.1. Kết quả đánh giá một số đặc điểm nông sinh học quan trọng ..................... 26
4.1.1. Các giai đoạn sinh trƣởng của cây cà chua ............................................... 26
4.1.2. Một số đặc điểm cấu trúc cây.................................................................... 27
4.1.3. Các chỉ tiêu về hình thái, chất lƣợng quả .................................................. 29
4.1.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ............................................ 32
4.2. Kết quả phƣơng pháp PCR phát hiện gen Ph2 và Ph3 trong tập đoàn cà
chua nghiên cứu ........................................................................................ 35
4.2.1. Kiểm tra DNA tổng số .............................................................................. 35
4.2.2. Kết quả sản phẩm PCR phát hiện gen Ph3 ............................................... 36
4.2.3. Kết quả sản phẩm PCR phát hiện gen Ph2 ............................................... 37
PHẦN V. PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 40

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Các giống cà chua nghiên cứu ............ Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.1. Các giai đoạn sinh trƣởng và phát triển của cà chua .......................... 26
Bảng 4.2. Một số đặc điểm về cấu trúc cây của các giống cà chua .................... 28
Bảng 4.3. Các chỉ tiêu hình thái quả ................................................................... 30
Bảng 4.4. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất ............................................ 33

iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hình thái giải phẫu thân, hoa và quả cây cà chua ................................. 5
Hình 2.2. Sản lƣợng cà chua các nƣớc trên thế giới năm 2020 ............................ 7
Hình 2.3. Top 10 quốc gia có sản lƣợng cà chua lớn nhất năm 2020 ................... 8
Hình 2.4. Triệu chứng bệnh mốc sƣơng cà chua ................................................ 10
Hình 2.5. a) Bào tử phân sinh của nấm Phytophthora infestant , b) Bào tử
phân sinh nảy mầm trực tiếp tạo ra bào tử động ................................. 11
Hình 2.6. Chu kỳ bệnh của Phytophthora infestans ........................................... 12
Hình 2.7. Bản đồ di truyền của gen Ph2 ............................................................. 18
Hình 2.8. Vùng khảo sát chỉ thị phân tử liên kết với gen Ph3 trên nhiễm sắc thể
số 9 ................................................................................................................... 20
Hình 4.1. Hình ảnh kết quả số khoang hạt của một số mẫu cà chua nghiên
cứu ....................................................................................................... 31
Hình 4.2. Hình ảnh kết quả đo kích thƣớc và màu sắc của quả ở một số mẫu
giống cà chua nghiên cứu ................................................................... 32
Hình 4.3. Kêt quả của một số mẫu giống cà chua nghiên cứu cho năng suất
cao, chất lƣợng tốt ............................................................................... 35
Hình 4.4. Kết quả điện di DNA tổng số các mẫu cà chua nghiên cứu ............... 36
Hình 4.5. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng mồi UF-ph3-5 các giống
cà chua nghiên cứu .............................................................................. 36
Hình 4.6. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR của mồi UF-ph2-1 các mẫu giống
cà chua nghiên cứu .............................................................................. 37

iv


DANH MỤC VIẾT TẮT

BNNPTNT : Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
CTAB

: cetyl-trimethylamonium-bromide

DNA

: Deoxyribonucleotide Acid

Dntp

: Deoxyribonucleotide Triphosphate

FAO

: Food and Agriculture Organization of the United Nations

MAS

: Marker Assisted Selection

OD

: Optical Density

PCR

: Polymerase Chain Reaction

QCVN

: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia

QTL

: Quantitative Trait Loci

RAPD

: Random Amplified Polymorphism DNA

RFLP

: Restriction Fragment Length Polymorphism

SSR

: Simple Sequence Repeat

v


TÓM TẮT
Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) là loại rau màu đƣợc trồng phổ
biến trên thế giới đứng thứ hai sau khoai tây. Cà chua chịu ảnh hƣởng bởi nhiều
lồi cơn trùng và dịch bệnh trong đó bệnh sƣơng mai do nấm phytophthora
infestants gây ra, là một trong những bệnh gây thiệt hại lớn ở hầu hết các vùng
trồng cà chua và khoai tây trên toàn thế giới. Tác nhân gây bệnh này tấn công
trên cả lá, thân, quả và hạt cà chua. Sử dụng thuốc hóa học là biện pháp duy nhất
có hiệu quả hiện nay để kiểm sốt bệnh. Biện pháp này làm tăng chi phí sản xuất

và ảnh hƣởng trực tiếp tới môi trƣờng. Vậy nên việc sử dụng các giống kháng là
phƣơng pháp tối ƣu nhất để kiểm soát dịch bệnh này.
Cho đến nay, nhiều gen kháng bệnh đã đƣợc công bố và việc sử dụng các
gen kháng tự nhi n đƣợc xác định là một trong những giải pháp hữu hiệu nhất
trong chọn tạo giống cà chua kháng bệnh mốc sƣơng. Nghi n cứu này sử dụng
chỉ thị phân tử DNA để phát hiện các mẫu giống cà chua có chứa gen kháng
bệnh mốc sƣơng Ph2 và Ph3 trong 20 mẫu giống cà chua đang lƣu giữ tại Trung
tâm Bảo tồn và Phát triển Nguồn gen Cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt
Nam. Qua nghiên cứu đánh giá phát hiện gen kháng bệnh mốc sƣơng bằng chỉ
thị phân tử ở 20 mẫu giống thì phát hiện một mẫu giống có chứa gen Ph2 là 135(2) và hai mẫu giống có chứa gen Ph3 là KT và 3-2. Kết quả này có ý nghĩa rất
quan trọng trong chọn tạo giống cà chua kháng bệnh mốc sƣơng.

vi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1.Đặt vấn đề
Cà chua (Solanum lycopersicum), thuộc họ Cà (Solanaceae), là một trong
những loại rau quả làm thực phẩm đƣợc trồng rộng rãi và tiêu thụ phổ biến nhất
hiện nay. Quả ban đầu có màu xanh, chín ngả màu từ vàng đến đỏ. Cà chua có vị
hơi chua và là một loại thực phẩm bổ dƣỡng, tốt cho cơ thể, giàu vitamin C và
A, đặc biệt là giàu lycopene (là một chất chống oxy hóa thuộc nhóm carotene) tốt
cho sức khỏe.
Cà chua là cây trồng có giá trị kinh tế cao, việc đẩy mạnh đầu tƣ và phát
triển để nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm cà chua nhằm nâng cao thu
nhập cho ngƣời nông dân góp phần giúp ngƣời dân thốt nghèo làm giàu chính
đáng. Nhất là cà chua vụ sớm có giá bán cao gấp 3 - 4 lần so với cà chua chính
vụ đã mang lại hiệu quả kinh tế cao cho ngƣời dân. Cà chua sớm có ƣu điểm
vƣợt trội về giá và thị trƣờng ti u thụ. Tuy nhiên, quá trình sản xuất cà chua ở
nƣớc ta hiện nay vẫn cịn gặp nhiều khó khăn, một trong những ngun nhân

làm hạn chế sự phát triển sản xuất và làm giảm năng suất cà chua đó là bệnh
sƣơng mai.
Bệnh sƣơng mai (mốc sƣơng) do nấm phytophthora infestants gây ra, là
một trong những bệnh gây thiệt hại lớn ở hầu hết các vùng trồng cà chua và
khoai tây trên toàn thế giới. Bệnh có thể xuất hiện trong các giai đoạn sinh
trƣởng, phát triển của cây và gây hại trên nhiều bộ phận của cà chua nhƣ thân,
lá, quả và hạt. Bệnh có thể tiềm ẩn trong đất, hạt giống và phát tán đƣợc cả trong
khơng khí. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã xác định đƣợc các gen kháng
của bệnh sƣơng mai, bao gồm các gen Ph1, Ph2, Ph3, Ph4 và Ph5 đã đƣợc công
bố và việc sử dụng các gen kháng tự nhi n đƣợc xác định là một trong những
giải pháp hữu hiệu nhất trong chọn tạo giống cà chua kháng bệnh.
Xuất phát từ cơ sở tr n, để phục vụ cho công tác chọn tạo các giống cà
chua mang gen kháng bệnh sƣơng mai, dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS Phan Hữu

1


Tôn, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát nguồn gen cà chua kháng
bệnh sƣơng mai”.
1.2.

Mục đích
Phát hiện đƣợc các mẫu giống cà chua mang gen kháng bệnh sƣơng

mai, có năng suất, chất lƣợng tốt để phục vụ cho công tác chọn tạo giống.
1.3.

Yêu cầu
- Đánh giá các đặc điểm nông sinh học quan trọng của các giống cà chua

đƣợc sử dụng trong nghiên cứu
- Sử dụng chỉ thị phân tử DNA để phát hiện các giống cà chua có chứa
gen kháng bệnh sƣơng mai

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Giới thiệu về cây cà chua

2.1.

2.1.1. Nguồn gốc
Cà chua có tên khoa học là Lycopersicon esculentum Mill, thuộc họ
Solanaceae, là một loại rau quả ăn đƣợc. Cà chua có nguồn gốc từ Trung và
Nam Mỹ. Ngày nay, cà chua dại vẫn có thể đƣợc tìm thấy ở một số nƣớc nhƣ
Bolivia, Ecuador, Chile và Peru. Cà chua trở nên phổ biến ở Trung Quốc và
các nƣớc Đông Nam Á vào khoảng thế kỷ 17 và trở thành một trong những loại
mặt hàng quan trọng ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, Mexico là quốc gia đầu tiên
trồng cây cà chua. (Phạm Hồng Cúc, 1999)
2.1.2. Giá trị dinh dƣỡng
Cà chua thuộc rau cao cấp, đƣợc tiêu thụ rộng rãi và là nguồn cung cấp
khoáng chất và vitamin. Cà chua có thể sử dụng dễ dàng từ ăn tƣơi, nấu nƣớng
hay chế biến đồ hộp, làm mứt, kẹo ngọt, nƣớc giải khát, ketchup hay muối
chua… làm nguy n liệu cho sản xuất.
Trong quả cà chua chín có chứa nhiều đƣờng (glucose, fructose, saccarose),
vitamin (A, B1, B2, C), các khoáng chất quan trọng (Ca, Fe, Mg, P...) và đặc
biệt trong thành phần cà chua cịn có một số hợp chất hữu cơ nhƣ lycopene,
quercetin, kaempferol, lutein, zeaxanthin, carotenoid và bioflavonoid, axit
coumaric và axit chlorogenic... góp phần đặc biệt vào lợi ích sức khoẻ tổng thể

mà cà chua có thể mang lại cho sức khoẻ - sắc đẹp con ngƣời.
Theo Edward C. Tigchelaar (1989), trong cà chua nƣớc chiếm 94-95%, 56% cịn lại là chất khơ, chủ yếu bao gồm carbohydrate và chất xơ. Cứ 100g cà
chua chín, phần ăn đƣợc chứa 94g nƣớc, 0.6g protein, 4.2g gluxit, 0.8g xenlulo,
0.4g tro; trong đó thành phần muối khống và vitamin bao gồm: 12mg Ca, 26mg
P, 1.4mg Fe, 0.06mg B1, 0.04mg B2, 10.0mg C và 2.0mg caroten. (Tạ Thu Cúc,
1985)

3


2.1.3. Đặc điểm thực vật học
Cây cà chua là giống có thể chịu hạn và có khả năng sinh trƣởng tốt trong
điều kiện tự nhi n bình thƣờng.
- Là cây dài ngày, thân thảo màu xanh, có lơng, khi lớn thân cây dần hóa
gỗ. Thân mang lá và phát hoa. Ở nách lá là chồi nách.
- Rễ thuộc loại rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển
rễ phụ rất lớn. Trong điều kiện thích hợp những giống tăng trƣởng mạnh có rễ
ăn sâu 1-1,5m và rộng 1,5-2,5m vì vậy cà chua chịu hạn tốt.
- Lá cà chua là lá kép lông chim, phiến lá thƣờng phủ lơng tơ, nhám.
- Hoa cà chua thuộc hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn, mọc thành chùm trên
thân, số lƣợng hoa tr n chùm thay đổi tùy giống và thời tiết, thƣờng từ 5-20 hoa,
hoa có 5 cánh màu vàng tƣơi.
- Quả cà chua khi non có màu xanh, và dần chuyển sang màu vàng, màu
cam, đến khi chín hẳn có màu đỏ tƣơi, hình dạng thay đổi từ trịn, bầu dục đến
dài. Vỏ có thể nhẵn hay có khía, màu sắc của trái thay đổi tùy giống và điều kiện
thời tiết, có nhiều hạt thịt.

4

Hình 2.1. Hình thái giải phẫu thân, hoa và quả cây cà chua
(syngenta.com.vn)
2.1.4. Kĩ thuật trồng và chăm sóc
Nhiệt độ thích hợp cho cà chua phát triển từ 21-24oC, nếu nhiệt độ đ m thấp
hơn ngày 4-5oC thì cây sẽ cho nhiều hoa. Cà chua là cây ƣa sáng, không n n
gieo cây con ở nơi bóng râm, cƣờng độ tối thiểu để cây tăng trƣởng là 2.0003.000 lux, không chịu ảnh hƣởng quang kỳ. Ở cƣờng độ ánh sáng thấp hơn, hô
hấp gia tăng trong khi quang hợp bị hạn chế, sự ti u phí chất dinh dƣỡng bởi hô
hấp cao hơn lƣợng vật chất tạo ra đƣợc bởi quang hợp, do đó cây sinh trƣởng
kém.
Y u cầu nƣớc của cây trong q trình sinh trƣởng, phát triển khơng giống
nhau. Khi cây ra hoa đậu trái và trái đang phát triển là lúc cây cần nhiều nƣớc
nhất, nếu đất quá khô, hoa và trái non dễ rụng; nếu đất thừa nƣớc, hệ thống rễ
cây bị tổn hại và cây trở n n mẫn cảm với sâu bệnh. Nếu gặp mƣa nhiều vào

5


thời gian này, trái chín chậm và bị nứt. Lƣợng nƣớc tƣới còn thay đổi tùy thuộc
vào liều lƣợng phân bón và mật độ trồng.
Cà chua có thể trồng tr n nhiều loại đất khác nhau nhƣng thích hợp nhất
vẫn là đất có cấu tƣợng nhẹ, nhiều mùn, giữ ẩm và thoát nƣớc tốt (Đất thịt nhẹ,
đất thịt pha cát, đất bazan,…), pH từ 5,5-7,5, thích hợp nhất từ 6-6,5.
Hạt gieo trong nhà lƣới, trên khay nhựa trong điều kiện nhà màn, sau
khoảng 25-30 ngày chọn những cây khoẻ mạnh, khơng dị hình, rễ trắng, ngọn
phát triển tốt, khơng biểu hiện nhiễm sâu bệnh, cây con đạt chiều cao 12-15 cm,
có từ 5-6 lá thật đem ra ruộng trồng. Mật độ đối với cây cà chua là cây cách
cây 40cm, hàng cách hàng 50 cm, trồng trong luống rộng khoảng 1 m, rãnh
rộng 30 cm.
2.2.

Tình hình sản xuất cây cà chua trên thế giới và trong nƣớc

2.2.1. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới
Cà chua là một trong những loại rau ăn quả đƣợc sử dụng rộng rãi trên
tồn thế giới, trong các món ăn hàng ngày và trong công nghiệp chế biến. Theo
thống kê cho thấy, diện tích trồng cây cà chua, sản lƣợng cũng nhƣ năng suất
tăng qua các năm. Theo tổ chức Nông Lƣơng Li n Hợp Quốc năm 2020 (FAO)
thế giới đã sản xuất 186,821 tiệu tấn cà chua tr n 5.051.983 ha vào năm 2020,
đạt năng suất trung bình là 37,1 tấn/ha. Theo phân tích, năm 2020, sản lƣợng cà
chua của Tây Ban Nha cao gấp 3 lần so với Maroc và 4.74 lầ so với Hà Lan.
Thổ Nhĩ Kỳ sản xuất nhiều hơn Tây Ban Nha ba lần, và Trung quốc, nhà sản
xuất lớn nhất thế giới, sản xuất cà chua nhiều gấp 15 lần so với Tây Ban Nha.

6


Hình 2.2. Sản lƣợng cà chua các nƣớc trên thế giới năm 2020
( />Trung Quốc là nƣớc sản xuất cà chua lớn nhất thế giới với 64,768 triệu tấn,
chiếm 34,67% tổng sản lƣợng của thế giới. Năm 2020, Trung Quốc dành
1.107.485 ha để sản xuất cà chua và đạt năng suất 58,5 tấn/ha. Đứng ngay sau
Trung Quốc là Ấn Độ, vào năm 2020 đã sản xuất 20,573 triệu tấn cà chua trên
812.000 ha và năng suất trung bình đạt 25,3 tấn/ha. Thổ Nhĩ Kỳ đứng thứ ba với
13,204 triệu tấn đƣợc trồng tr n 181.879 ha và năng suất đạt 72,6 tấn/ha. Hoa
Kỳ đứng thứ tƣ với 12.277 triệu tấn, 110.439 ha, và năng suất đạt 110,7 tấn/ha.
Tây Ban Nha đứng thứ tám với tổng sản lƣợng 4,312 triệu tấn cà chua trồng trên
55.470 ha và năng suất trung bình 77,8 tấn/ha.

7

Hình 2.3. Top 10 quốc gia có sản lƣợng cà chua lớn nhất năm 2020
( />2.2.2. Tình hình sản xuất cà chua trong nƣớc
Tại Việt Nam, cà chua đƣợc trồng và tiêu thụ phổ biến, diện tích cà chua
trong những năm gần đây dao động trong khoảng 23 - 25 nghìn ha, trong đó
Lâm Đồng có diện tích lớn nhất khoảng 7000 ha/năm. Năm 2018 diện tích sản
xuất cà chua đạt 24156.5 ha với sản lƣợng đạt 660.6 nghìn tấn, năng suất trung
bình 27.4 tấn/ha (Tổng cục Thống kê, 2019).
So với năng suất cà chua trung bình trên thế giới năng suất cà chua của
Việt Nam vẫn còn thấp do nhiều nguy n nhân, trong đó bệnh hại là yếu tố gây
hại chính (Vũ Văn Hải, Hà Viết Cƣờng, 2007).
2.3.

Bệnh sƣơng mai trên cây cà chua
Bệnh sƣơng mai trên cây cà chua (còn đƣợc gọi là bệnh mốc sƣơng, bệnh

rám sƣơng, bệnh dịch muộn …) là một trong những bệnh nguy hiểm nhất trên
cây cà chua khắp thế giới. Tại Việt Nam, bệnh đặc biệt nghiêm trọng tại các
vùng trồng có khí hậu mát và ẩm nhƣ Đà Lạt, Sơn La.
Bệnh mốc sƣơng gây hại bởi nấm Phytophthora infestans là một trong những
bệnh gây hại hủy diệt ở hầu hết các vùng cà chua và khoai tây trên toàn thế giới.

8


Năm 1840, bệnh này gây ra nạn dịch Châu Âu và Mỹ, tạo ra nạn đói khoai tây
nổi tiếng năm 1845 tại Ai-len,4 trên 1 triệu ngƣời đã bị chết do nạn đói và
khoảng một triệu năm trăm ngàn ngƣời phải di cƣ.
Bệnh có thể xuất hiện trong các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của cây và
gây hại trên nhiều bộ phận của cà chua nhƣ thân, lá, quả và hạt. Bệnh có thể
tiềm ẩn trong đất, hạt giống và phát tán đƣợc cả trong khơng khí (Hà Viết

Cƣờng, 2008).
2.3.1. Triệu chứng
Bệnh mốc sƣơng gây hại ở tất cả các bộ phận của cây.
Trên lá, vết bệnh thƣờng xuất hiện đầu tiên ở đầu lá hoặc mép lá, lúc đầu
có hình trịn hoặc hình bán nguyệt (phụ thuộc vị trí xâm nhiễm ban đầu), màu
xanh tối, mặt dƣới vết bệnh màu nhạt hơn, khơng có ranh giới giữa mơ bệnh và
mơ khỏe. Vết bệnh có thể lan rộng phủ kín lá, vết màu nâu xám hoặc nâu đen,
mặt dƣới có lớp nấm trắng nhƣ sƣơng, nhiều ở rìa vết bệnh (khi trời ẩm, lạnh)
đó là cành bào tử phân sinh và bào tử phân sinh của nấm. Khi trời nắng, nhiệt độ
cao, lớp nấm trắng này nhanh chóng bị mất đi.
Ở trên thân, cành, cuống lá, vết bệnh ban đầu hình bầu dục, sau đó vết
bệnh lan rộng bao quanh và kéo dài dọc thân cành, màu nâu đen, hơi lõm và ủng
nƣớc. Khi trời ẩm ƣớt, phần thân cành mang bệnh giịn, tóp nhỏ. Khi trời khơ
ráo vết bệnh khơng phát triển thêm, màu nâu xám, cây có thể tiếp tục sinh
trƣởng. Trên hoa vết bệnh màu nâu hoặc màu đen xuất hiện ở đài hoa ngay sau
khi nụ đƣợc hình thành, bệnh lan sang cánh hoa, nhị hoa, cuống hoa làm cho cả
chùm hoa bị rụng.
Trên quả cà chua, vết bệnh lúc đầu có màu nâu nhạt, sau thành nâu đậm
hoặc nâu đen, vết bệnh lan khắp bề mặt quả, xù xì. Vết bệnh trên quả cà chua
xanh thƣờng rắn cứng, khơng có hình dạng nhất định. Thịt quả bên trong vết
bệnh cũng có màu nâu, khoảng trống trong quả có tản nấm trắng, khi trời ẩm ƣớt
trên bề mặt vết bệnh ở quả có lớp nấm trắng bao phủ. Hạt trong quả bị bệnh

9


cũng bị ảnh hƣởng, hạt bị bệnh thƣờng nhỏ hơn hạt khỏe, vết bệnh màu nâu
chiếm một phần hoặc toàn bộ bề mặt hạt. Quả bị bệnh nặng thối rữa, hạt chuyển
màu đen.
Bệnh gây hại trong tất cả các giai đoạn phát triển từ cây con đến khi ra hoa,

ra quả, thu hoạch và tr n tất cả các cơ quan của cây.

a) Vết bệnh trên thân

b) Vết bệnh trên quả

c) Vết bệnh trên lá
Hình 2.4. Triệu chứng bệnh mốc sƣơng cà chua
2.3.2. Nguyên nhân gây bệnh
Bệnh mốc sƣơng do nấm Phytophthora infestans, thuộc họ
Pythiacease, bộ nấm sƣơng mai Peronosporales, ngành nấm nỗn Oomycota.
Nấm đƣợc xem là lồi có phổ ký chủ hẹp, chủ yếu trên cây khoai tây, cà chua,
đƣợc xem có bản chất gần sinh dƣỡng (near biotrophy), chỉ gây bệnh trên tế bào
sống nhƣng có thể ni cấy dễ dàng tr n môi trƣờng nhân tạo. Sợi nấm
Phytophthora infestans có cấu tạo đơn bào, hình thành vịi hút hình trụ hoặc
hình cầu trong quá trình ký sinh bên trong tế bào cây, sinh sản theo hai phƣơng
10


thức vơ tính và hữu tính. Phƣơng thức sinh sản vơ tính là phƣơng thức sinh sản
quan trọng nhất trong việc phát tán tạo thành dịch bệnh tr n đồng ruộng.

Hình 2.5. a) Bào tử phân sinh của nấm Phytophthora infestant , b) Bào tử
phân sinh nảy mầm trực tiếp tạo ra bào tử động
Sinh sản vơ tính của nấm tạo ra cành bọc động bào tử và bọc động bào tử
(cũng thƣờng đƣợc gọi khơng chính xác là bào tử phân sinh) tr n bề mặt vết
bệnh, đặc biệt là ở mặt dƣới lá bệnh (Hà Viết Cƣờng, 2008).
Cành bọc động bào tử không màu, phân nhiều nhánh cấp 1 so le với nhau.
Bọc bào tử động hình thành ở đỉnh nhánh theo kiểu vô hạn dẫn tới nhánh có các
chỗ phình ra, thót vào. Đây là đặc điểm ri ng biệt của cành bọc động bào tử nấm

P. infestans so với các loài Phytophthora khác (Hà Viết Cƣờng, 2008).
Bọc động bào tử hình trứng hoặc hình quả chanh n có núm nhỏ ở đỉnh
Kích thƣớc trung bình của bọc bào tử là 22 – 32 x 16 – 24 mm. Bào tử có 2 kiểu
nảy mầm trực tiếp và gián tiếp. Nếu nhiệt độ môi trƣờng trong khoảng 20- 24oC
bào tử phân sinh sẽ trực tiếp hình thành ống mầm sau đó tạo thành sợi nấm xâm
nhập vào tế bào mơ cây kí chủ. Nếu nhiệt độ mơi trƣờng từ 12-18oC trong điều
kiện ẩm cao hoặc có giọt nƣớc 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 nƣớc sẽ tìm tới các lỗ khí khổng nảy mầm tạo ra các sợi nấm và xâm nhập
vào cây kí chủ. Dù là phƣơng thức nảy mầm trực tiếp hay gián tiếp nhƣng khi
khi xâm nhập sợi nấm đều dùng phƣơng pháp cơ học là hình thành các vịi hút
hình trụ hoặc hình cầu để xâm nhập vào mơ lá.
11


Nếu quần thể nấm chỉ sinh sản vơ tính thì nấm đƣợc xem là có bản chất
ký sinh chun tính nghi m ngặt có nghĩa là nấm chỉ tồn tại tr n mô cây đang
sống (sợi nấm không thể tồn tại b n ngồi mơ đang sống cịn bọc động bào tử,
mặc dù có thể tồn tại trong đất vài ngày hoặc vài tuần, thì cũng khơng có khả
năng tồn tại qua thời gian chuyển vụ). Trái lại nếu quần thể nấm có sinh sản hữu
tính thì sẽ tạo ra một nguy cơ lớn cho sản xuất vì bào tử trứng có thể tồn tại tự
do hàng tháng tới hàng năm.
Nấm P. infestans có khả năng hình thành nhiều chủng khác nhau tuỳ
thuộc vào vùng sinh thái cũng nhƣ chế độ phòng trừ của từng vùng. Dựa tr n lý
thuyết “gen đối gen” (Flor, 1952), đã xác định nấm gồm có 16 chủng nịi trong
đó bao gồm các chủng đơn và chủng hỗn hợp. Mỗi chủng khác nhau có độc tính
khác nhau và khả năng xâm nhiễm tr n mỗi giống cà chua, khoai tây là khác
nhau chính vì vậy việc xác định chủng nấm tại các vùng sinh thái sẽ đƣa ra cơ
cấu giống cây trồng thích hợp hoặc tiến hành lai tạo giống chống chịu bệnh cho
khu vực sinh thái đó để giảm thiểu tối đa tác hại của bệnh.

Hình 2.6. Chu kỳ bệnh của Phytophthora infestans
( />12


2.3.3. Đặc điểm phát triển của bệnh
Bệnh mốc sƣơng phát sinh phát triển trong điều kiện ẩm độ cao và nhiệt
độ thấp. Nhiệt độ thích hợp cho bệnh phát sinh ban đầu vào khoảng 18 – 22oC.
Nếu ẩm độ môi trƣờng cao nhƣng nhiệt độ <10oC và >28oC thì cũng khơng có
khả năng xuất hiện bệnh. Ẩm độ thích hợp cho bào tử nấm nảy mầm và xâm
nhập vào cây phải đạt mức bão hoà, ẩm độ thấp nhất cho sự phát triển của bệnh
là 75%. Thời gian ủ bệnh của bệnh từ 2 – 11 ngày tuỳ theo điều kiện nhiệt độ và
ẩm độ. Trong điều kiện thuận lợi, bệnh phát triển nhanh cây có thể bị lụi chết
trong vòng 7 – 10 ngày (Hà Viết Cƣờng, 2008).
Ở miền Bắc nƣớc ta, cà chua v đông xuân nằm trong phạm vi thời tiết
thích hợp cho bệnh phát sinh phát triển. Bệnh thƣờng xuất hiện từ tháng 12 đến
tháng 4 năm sau.
Giai đoạn sinh trƣởng khác nhau của cây cũng ảnh hƣởng tới sự phát sinh
phát triển của bệnh. Tr n cà chua, thời kỳ cây con có tính chống bệnh cao nhất,
thời kỳ cây giao tán đến hình thành quả là giai đoạn nhiễm bệnh của cây vì thế
bệnh sƣơng mai còn đƣợc gọi là bệnh “dịch muộn”.
2.3.4. Biện pháp phịng trừ
Bệnh sƣơng mai có tốc độ phát triển rất nhanh và ảnh hƣởng lớn tới năng
suất nên việc phòng chống bệnh là hết sức cần thiết. Hiện nay phƣơng pháp
phịng bệnh thƣờng đƣợc bà con nơng dân sử dụng là phịng trừ bằng thuốc hóa
học nhƣ Boocdo, manconeb có tác dụng ức chế sự phóng bào tử ra khỏi bọc bào
tử làm giảm sự xâm nhiễm ban đầu của nấm. Tuy nhiên khi sử dụng thuốc hóa
học với số lƣợng lớn, trong thời gian dài và thời gian phun cách nhau ngắn làm
gia tăng áp lực trong quần thể sƣơng mai và làm cho tính kháng của nấm đối với
thuốc hóa học tăng cao, việc sử dụng thuốc hóa học sẽ khơng cịn hiệu quả.

Theo Hà Viết Cƣờng (2008), kỹ thuật phòng bệnh cần tiến hành phối hợp
giữa các biện pháp canh tác - dự tính - dự báo - hoá học - giống chống bệnh.

13


Biện pháp canh tác: Chọn nơi đất tốt thích hợp với sinh trƣởng của cây,
luống trồng cao dễ thoát nƣớc. Luống trồng cần l n luống cao và xử lý kĩ đất
trƣớc khi trồng để giảm thiểu khả năng phát triển mầm bệnh trong đất. Bón phân
cân đối, bón lót là chính, bón thúc sớm, có thể tăng th m tro và kali ở những nơi
đất xấu và nơi bệnh thƣờng xảy ra.
Biện pháp dự báo: Vì bệnh sƣơng mai có phản ứng rất nhạy với nhiệt
độ, ẩm độ ngoại cảnh n n cần theo dõi diễn biến của các yếu tố thời tiết, tiến
hành dự tính, dự báo để có thể phun phịng trừ kịp thời.
Biện pháp hóa học: Rất nhiều thuốc hóa học, cả tiếp xúc và nội hấp, có
hiệu quả tốt phịng trừ nấm P. infestans. Có thể phun các loại thuốc tiếp xúc nhƣ
boocđô, zinep, oxyclorua đồng, mancozeb trƣớc khi ổ bệnh xuất hiện. Theo dõi
các đợt gió mùa đơng bắc từ trung tuần tháng 12 trở đi để phun thuốc phịng
bệnh khi thời tiết có nhiệt độ thấp và ẩm độ cao kéo dài. Trƣờng hợp bệnh đã
phát sinh gây hại kèm theo điều kiện thời tiết thuận lợi cho bệnh phát triển mạnh,
cần phun nhiều lần (khoảng 7 ngày/lần) một số loại thuốc nhƣ: Rhidomil MZ –
72BHN (2,5- 3,0kg/ha); Mancozep 80WP (0,2 – 0,3%); Antracol 80WP (0,2 –
0,4%); Zinep 80WP (2,5- 3kg/ha); Aliette – 80WP (0,3%). Trong quá trình sử
dụng thuốc phải tuân thủ thời gian nồng độ và liều lƣợng nhƣ hƣớng dẫn mới có
tác dụng.
Biện pháp chọn giống sạch bệnh: Do nguồn bệnh (sợi nấm) có thể tồn tại
đƣợc tr n củ khoai tây hay hạt cà chua n n biện pháp sử dụng giống sạch bệnh
cũng rất quan trọng. N n chọn hạt của các quả khỏe để trồng. Xử lý hạt giống
bằng thuốc hóa học cũng có hiệu quả.
Biện pháp chọn giống chống chịu: cần nghi n cứu xác định thành phần

chủng nấm tr n cơ sở đó tiến hành thay đổi cơ cấu giống, dùng các giống kháng
bệnh thích hợp cho từng vùng sản xuất.

14


2.4. Các nghiên cứu về bệnh sƣơng mai trên cà chua
2.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Nghi n cứu ban đầu tính kháng bệnh sƣơng mai tr n cà chua đã xác định
đƣợc một số gen kháng: gen Ph1 nằm tr n nhiễm sắc thể số 7 (Clayberg và ctv,
1965), gen Ph2 nằm tr n nhiễm sắc thể số 10 (Moreau và ctv, 1998) và gen Ph3
tr n nhiễm sắc thể số 9 (Chunwongse và ctv, 2002). Tuy nhiên, những gen này
khơng thể hiện tính kháng đối với tất cả các isolate của nấm sƣơng mai. Gen
kháng Ph1 trội có (có trong giống cà chua New Yorker), có hiệu quả với chủng
T0 nhƣng nhanh chóng bị vƣợt qua bởi sự xuất hiện chủng mới. Gần đây, nấm
Phytophthora infestans đang xuất hiện chủng T1 chiếm ƣu thế. Gen kháng Ph2
trội không hồn tồn (có trong giống cà chua Pieraline, Macline, Piline) có hiệu
lực với chủng T0, ít tác dụng đối với chủng T1. Gen Ph3 có khả năng kháng
mạnh hơn, đƣợc phát hiện ở lồi cà chua S. pimpinellifolium trong dịng L3707
và L3708 đang đƣợc bảo tồn tại Trung tâm Nghi n cứu và Phát triển Rau Châu
Á. Hiện nay, gen Ph3 này có khả năng kháng nhiều hơn so với các gen Ph1 và
gen Ph2, mang tính kháng trội khơng hoàn toàn tr n diện rộng đối với các chủng
Phytophthora infestans của cà chua. Gen Ph2 đã đƣợc định vị nằm giữa 2 chỉ thị
RFLP là CP105 và TG233 ở khoảng 8.4 cM. Gen Ph3 đã đƣợc định vị nằm gần
chỉ thị RFLP TG591a. Gen Ph3 trội khơng hồn tồn, kháng tốt với chủng Pi16,
trong khi đó gen Ph1 và gen Ph2 khơng thể hiện tính kháng với chủng này.
Giống cà chua mang gen kháng Ph1 và Ph2 không thể hiện hiện khả năng kháng
tốt với các chủng nấm mốc sƣơng tại Israel. Điều đó chứng tỏ các gen tr n chỉ
mang tính kháng chuy n tính với một hoặc một số chủng Phytophthora infestans
nhất định. Trái lại, nấm gây bệnh mốc sƣơng này có khả năng sinh sản hữu tính

tạo ra các dạng tái tổ hợp mới rất nhanh n n các giống cà chua mang gen kháng
tr n rất dễ bị nhiễm bệnh bởi các chủng mới.
Phƣơng pháp sử dụng nhiều gen, mỗi gen có vai trị nhất định li n quan
đến tính kháng, nhằm tạo ra các giống cà chua kháng bệnh ổn định đã đƣợc
nghi n cứu. Một số QTL kháng bệnh sƣơng mai đã đƣợc xác định tr n loài cà
15