Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng đậu quả không hạt của các dòng cà chua mang đột biến iaa9 trong điều kiện vụ xuân năm 2021 (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIÊT NAM

KHOA NƠNG HỌC
------------***-----------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ
NĂNG ĐẬU QUẢ KHƠNG HẠT CỦA CÁC DỊNG CÀ
CHUA MANG ĐỘT BIẾN iaa9 TRONG ĐIỀU KIỆN
VỤ XUÂN NĂM 2021
Giáo viên hướng dẫn: TS. NGƠ THỊ HỒNG TƯƠI
Bộ mơn

: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG

Sinh viên thực hiện : TRỊNH THỊ HOÀI
Mã sinh viên

: 621748

Lớp

: K62 – CGCT

Hà Nội - 2021

[
T
y
p

e
a
q
u
o
t
e
f
r
o
m
t
h
e
d
o
c
u
m
e
n
t
o
r
t
h
e
s
u
m

m
a
r
y
o
f
a
n
i
n
t
e
r
e
s


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt q trình hồn thành báo cáo này ngồi những nỗ lực của bản
thân, tơi đã nhận được những sự quan tâm, giúp đỡ hết sức tận tình và quý báu từ
nhiều tập thể và cá nhân.
Trước hết, tơi xin được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô TS.
Ngô Thị Hồng Tươi và thầy Nguyễn Tuấn Anh - Giảng viên Bộ môn Di truyền
và Chọn giống cây trồng - khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã
trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện để tơi hồn thành khóa
luận này. Đồng thời tơi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Hồng Minh
– Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau chất lượng cao – Học viện Nông nghiệp
Việt Nam, đã tạo điều kiện tốt nhất và chỉ dạy trong quá trình thực tập.
Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giảng viên trong Bộ
môn Di truyền và Chọn giống cây trồng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt

thời gian tôi học tập tại trường.
Tiếp theo, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ công nhân viên thuộc Trung tâm
Nghiên cứu và Phát triển rau chất lượng cao, đặc biệt là ThS. Nguyễn Tiến Long đã
nhiệt tình giúp đỡ trong suốt q trình tơi thực tập tại Trung tâm.
Cuối cùng, tôi xin được chân thành cảm ơn những người thân, bạn bè đã hết
lòng giúp đỡ, động viên tơi trong q trình học tập cũng như hồn thành khóa
luận.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 07 tháng 10 năm 2021
Sinh viên

TRỊNH THỊ HOÀI

i


TĨM TẮT KHỐ LUẬN
Đề tài nghiên cứu được thực hiện trên các nhóm dịng cà chua mang gen
đột biến iaa9- ở thế hệ F5. Nhằm xác định tỷ lệ đậu quả khơng hạt của các dịng
cà chua, cùng đặc điểm nơng sinh học của các dịng nghiên cứu làm cơ sở để chọn
lọc các dòng ưu tú cho chọn tạo cà chua có khả năng đậu quả khơng qua thụ tinh.
Kết quả nghiên cứu cho thấy đa số các dòng nghiên cứu này đều có thời
gian từ trồng đến bắt đầu chín trung bình, dao động trong khoảng từ 71 đến 95
ngày. Nhóm dịng I (iaa9-3) thường chín sớm và thời gian chín ngắn hơn so với
nhóm dịng A (iaa9-5). So với giống thương mại HT109, các dòng nghiên cứu
vẫn có sự phân ly (CV% cao hơn), cụ thể giống trồng thương mai cùng thời vu có
tỷ lệ đậu quả từ 56 đến 78% thì thấy rằng các dịng nghiên cứu có tỷ lệ đậu quả tự
nhiên khơng cao, dao động trong khoảng từ 17,5 đến 58,4%. Trong vụ này các
dịng nghiên cứu có tỷ lệ đậu quả trinh sản thấp, hầu hết là dưới 10%, ngoại trừ 2
dòng I114 và I123 có tỷ lệ đậu quả trinh sản lần lượt là 31% và 12% (thấp hơn

nhiều sao với tỷ lệ ghi nhận ở vụ trước đó). Tỷ lệ đậu quả và đậu hạt thông qua
thụ phấn nhân tạo vào tuổi hoa 0 cao hơn so với đối chứng (để tự nhiên) và vào
tuổi hoa -1 và tuổi hoa -2. Thao tác cắt ngằn (1/2 hoặc 3/4) vòi nhuỵ ảnh hưởng
nghiêm trọng đến khả năng đậu quả và đậu hạt của hoa. Quả của các dòng nghiên
cứu chủ yếu là dạng quả dài, có đường kính quả dao động từ 3 đến 4 cm (kích cỡ
quả nhỏ). Độ dày thịt quả dạo động dao động trong khoảng 3,2 đến 6,3 mm, cùi
tương đối dày. Độ Brix dao động trong khoảng từ 5,0 đến 7,3%. Tất cả các dòng
nghiên cứu đều có độ Brix đạt tiêu chuẩn chế biến (>4,5%).

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
TĨM TẮT KHỐ LUẬN .............................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................vi
DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH ............................................................................ vii
DANH MỤC VIẾT TẮT......................................................................................... viiviii
PHẦN I: MỞ ĐẦU ..........................................................................................................1
1.1.

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

1.2.

Mục đích của đề tài............................................................................................. 2

1.3.

Yêu cầu của đề tài............................................................................................... 2

PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU .....................................................3
2.1.

Nguồn gốc, phân loại, giá trị của cây cà chua ....................................................3

2.1.1.

Nguồn gốc ..........................................................................................................3

2.1.2.

Giá trị của cây cà chua .......................................................................................6

2.2

Yêu cầu ngoại cảnh của cây cà chua ..................................................................8

2.2.1.

Nhiệt độ ..............................................................................................................8

2.2.2.

Nước và độ ẩm .................................................................................................10

2.2.3.

Ánh sáng ...........................................................................................................10

2.2.4.

Đất và dinh dưỡng ............................................................................................ 11

2.3.

Giới thiệu về Micro- Tom (cà chua mơ hình) và ứng dụng trong nghiên cứu,
chọn tạo giống cây trồng ..................................................................................13

2.4.

Nghiên cứu về khả năng tạo quả không qua thụ phấn, thụ tinh ở cà chua .......15

PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................22
3.1.

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

3.2.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................22

3.3.

Phương pháp bố trí thí nghiêm .........................................................................22

3.4.

Quy trình chăm sóc (Theo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển giống rau

Chất lượng cao) ................................................................................................ 23

3.5.

Các chỉ tiêu theo dõi .........................................................................................25

3.5.1.

Các giai đoạn phát triển trên đồng ruộng .........................................................25

iii


3.5.2.

Một số chỉ tiêu về cấu trúc cây .........................................................................25

3.5.3.

Một số đặc điểm hình thái và đặc điểm nở hoa ................................................26

3.5.4.

Đặc điểm hình thái quả .....................................................................................26

3.5.5.

Đặc điểm về chất lượng quả .............................................................................27

3.5.6.

Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất tổ hợp lai cà chua ......................28

3.5.7.

Đánh giá khả năng tạo quả không qua thụ phấn thụ tinh .................................28

3.5.8.

Đánh giá ảnh hưởng của tuổi hoa và chiều cao vòi nhuỵ đến khả năng nhận
phấn, đậu quả và hạt của các dòng có khả năng trinh sản ................................ 28

3.6.

Phương pháp xử lý thống kê số liệu .................................................................32

PHẦN IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..........................................33
4.1.

Thời gian các giai đoạn sinh trưởng .................................................................33

4.2.

Động thái tăng trưởng.......................................................................................36

4.2.1.

Động thái tăng trưởng chiều cao cây ................................................................ 36

4.2.2.

Động thái tăng trưởng số lá ..............................................................................39

4.3.

Một số đặc điểm về cấu trúc cây của các dòng cà chua mang đột biến iaa9............41

4.3.1.

Chiều cao thân chính ........................................................................................42

4.3.2.

Số lá cuối cùng .................................................................................................43

4.3.3.

Số đốt từ gốc đến chùm hoa thứ nhất ............................................................... 44

4.3.4.

Chiều cao từ gốc chùm hoa thứ nhất ................................................................ 45

4.4.

Một số đặc điểm về hình thái của các dịng cà chua mang đột biến iaa9 ........45

4.4.1.

Màu sắc lá .........................................................................................................46

4.4.2.

Hình dạng lá .....................................................................................................46

4.4.3.

Dạng cây ...........................................................................................................47

4.4.4.

Dạng chùm hoa và đặc điểm nở hoa ................................................................ 47

4.5.

Tỷ lệ đậu quả tự nhiên của các dòng cà chua mang đột biến iaa9 ...................48

4.6.

Tỷ lệ đậu quả không qua thụ phấn, thụ tinh của các dòng mang đột biến
iaa9 ...................................................................................................................49

4.7.

Tỷ lệ đậu quả, đậu hạt thông qua thụ phấn thụ tinh nhân tạo của 2 dòng vật
liệu ....................................................................................................................50

4.7.

Các yếu tố cấu thành năng suất ở các dòng cà chua mang đột biến iaa9 ........54

4.8.

Một số đặc điểm về hình thái quả của các dịng cà chua mang đột biến iaa9
.......................................................................................................................... 56

iv


4.8.1.

Hình dạng quả...................................................................................................57

4.8.2.

Màu sắc quả ......................................................................................................57

4.8.3.

Số ngăn hạt trên quả .........................................................................................57

8.4.4.

Số hạt ................................................................................................................58

4.8.5.

Độ dày thịt quả .................................................................................................58

4.9.

Một số đặc điểm về chất lượng quả của các dòng cà chua mang đột biến
iaa9 ...................................................................................................................59

4.9.1.

Đặc điểm thịt quả.............................................................................................. 60

4.9.2.

Độ ướt thịt quả ...................................................................................................60

4.9.3.

Hàm lượng các chất hòa tan (độ Brix) ............................................................. 60

4.9.4.

Hương vị và khẩu vị .........................................................................................60

4.9.5.

Tỷ lệ nứt quả sau mưa ......................................................................................61

4.10.

Đánh giá độ biến động kiều hình của các dịng cá chua nghiên cứu................61

PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................63
5.1.

Kết luận ............................................................................................................63

5.2.

Đề nghị .............................................................................................................63

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 65
PHỤ LỤC ......................................................................................................................69

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần của quả cà chua (trong 100g ăn được) ........................................6
Bảng 3.1. Danh sách các dòng cà chua tham gia thí nghiệm ........................................22
Bảng 3.2. Phân bón tính cho 1ha ...................................................................................24
Bảng 3.3. Đánh giá các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng tiêu dùng - cảm quan ở cà
chua ..............................................................................................................28
Bảng 3.4. Cơng thức thí nghiệm ....................................................................................29
Bảng 4.1. Các giai đoạn sinh trưởng của các dòng cà chua mang đột biến iaa9 .........34
Bảng 4.2. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng cà chua .........................37
Bảng 4.3. Động thái tăng trưởng số lá cây của các dòng vật liệu nghiên cứu .............40
Bảng 4.4. Một số đặc điểm về cấu trúc cây của các dòng cà chua ................................ 42
Bảng 4.5. Một số đặc điểm về hình thái của các dòng cà chua .....................................46
Bảng 4.6. Tỷ lệ đậu quả tự nhiên của các dòng cà chua................................................48
Bảng 4.7. Tỷ lệ đậu quả không qua thụ phấn, thụ tinh của các dòng cà chua...............50
Bảng 4.8. Tỷ lệ đậu quả, đậu hạt thơng qua thụ phấn nhân tạo của dịng I47-10 .........51
Bảng 4.9. So sánh tỷ lệ đậu quả, đậu hạt giữa các tuổi hoa của dòng I47-10 ..............52
Bảng 4.10. Tỷ lệ đậu quả, đậu hạt thông qua TP,TT nhân tạo của dòng I123-15-9 .....52

Bảng 4.11. So sánh tỷ lệ đậu quả, đậu hạt giữa các tuổi hoa của dòng I123-15-9 ........53
Bảng 4.12. Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng cà chua ................................ 54
Bảng 4.13. Một số chỉ tiêu về hình thái quả của các dịng nghiên cứu .........................56

vi


DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH

Đồ thị 4.1. Động thái tăng trưởng chiều cao của các dòng cà chua .................... 37
Đồ thị 4.2. Động thái tăng trưởng số lá của các dịng cà chua ........................... 40
Hình 2.1. Mơ hình kiểm sốt sự phát triển quả và hạt ........................................ 16
Hình 2.2. Mơ hình điều hịa phiên mã chuyển hóa ethylene và gibberellin
(GAs) sau khi thụ phấn ....................................................................... 20
Hình 2.3. Mơ hình ảnh hưởng của nhiều phytohormone trong trong quá trình
hình thành quả cà chua ........................................................................ 20
Hình 3.1 ; 3.2. Tuổi hoa khi để nguyên và khi tách ra ........................................ 30
Hình 3.3. Hạt phấn dưới ánh đèn ........................................................................ 30
Hình 3.4. Khử đực hoa cà chua ........................................................................... 31
Hình 3.5. Thụ phấn cà chua ................................................................................ 32
Hình 4.1. Phân nhóm chiều cao cây của các dịng vật liệu cà chua .................... 43
Hình 4.2. Phân nhóm số lá cây của các dòng vật liệu cà chua............................ 44
Hình 4.3; 4.4. Quả đậu tự nhiên và khơng qua thụ phấn, thụ tinh ...................... 58

vii


DANH MỤC VIẾT TẮT
TL

: Tỷ lệ

KLTB

: Khối lượng trung bình

TP,TT

: Thụ phấn, thụ tinh

NSCT

: Năng suất cá thể

KLTB

: Khối lượng trung bình

THL

: Tổ hợp lai

STT

: Số thứ tự

d

: dwarf

mnt

: miniature

SP

: SELF – PRUNING

Aux/IAA

: AUXIN – INDUCED

ARFs

: AUXIN RESPOSE FACTOR

viii


PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Cà chua (Lycopersicon estulentum M.), là một trong những loại cây rau
màu quan trọng nhất trên thế giới cũng như ở nước ta vì mang nhiều giá trị cao
(dinh dưỡng, y học,...) và có hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất. Trong
lịch sử từ một loài cây cà chua dại đã được thuần hóa để trở thành lồi cây trồng
trọt và được chọn lọc cải tiến các tính trạng theo mục tiêu cũng như mục đích
của con người trong suốt hàng nghìn năm qua. Trên thế giới các chương trình
chọn tạo giống tập trung vào 3 mục tiêu lớn: tăng năng suất, tăng chất lượng và
tăng khả năng chống chịu (với các yếu tố sinh học và phi sinh học) kết quả là

đã đạt được nhiều thành công. Ở Hà Lan năng suất cá thể cây cà chua có thể
đạt tới trên 19kg/cây (mật độ trồng 1 cây/1m2) và năng suất quần thể kỷ lục đạt
500 tấn/ha. Về chất lượng, từ một lồi cây cho kích thước nhỏ đếm rất nhỏ,
hăng, ngái (dạng dại) đã được cải biến thành loại cây rau ăn quả đa dạng về
kích thước, hình thái, hương vị cũng như khẩu vị,...
Ở Việt Nam, từ những năm cuối thế kỷ XX cho đến nay việc chọn tạo
giống cà chua đã bắt đầu được chú trọng và cũng đã thu được những thành cơng
nhất định, ví dụ như thành công đột phá đầu tiên là thế hệ giống cà chua chịu
nóng với sự ra đời của cà chua MV1 (tác giả Nguyễn Hồng Minh và cs, Đại
học Nông nghiệp I); các giống cà chua này đã giúp miền Bắc nước ta, mở ra
khả năng phát triển trái vụ có giá trị kinh tế cao hơn. Thành tựu lớn thứ 2 trong
chọn tạo giống cà chua là vào những năm 2000 với sự thành công của công
nghệ sản xuất giống cà chua lai F1 có tiền năng năng suất cao và khả năng
chống chịu sâu bệnh vượt trội, thành công này đã góp phần trực tiếp vào việc
sản xuất cà chua trên quy mô lớn, đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước
và cả hướng tới xuất khẩu.

1


Tuy nhiên canh tác cà chua ở miền Bắc Việt Nam hiện vẫn đang tồn tại một
khó khăn khó khắc phục là tỷ lệ đậu quả thấp trong trong các vụ Xuân Hè và
Hè Thu (do nhiệt độ cao kết hợp cùng với ẩm độ cao khơng thích hợp cho quá
trình thụ phấn) dẫn đến giảm năng suất và hiệu quả sản xuất. Khó khăn này kéo
theo sự giới hạn về khung thời vụ sản xuất, diện tích canh tác và sản lượng của
loại rau quả có giá trị này. Hiện tượng tạo quả không hạt đã được ghi nhận trên
nhiều loại quả và trên cà chua nói riêng (Saito Takeshi & cs., 2011). Kiểm sốt
được đặc tính này trên các giống cà chua trồng vào vụ nóng có thể giúp tăng tỷ
lệ đậu quả, đảm bảo năng suất và hiệu quả kinh tế cho sản xuất cà chua quanh
năm ở miền Bắc Việt Nam.

Đề tài “Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng đậu quả không
hạt của các dòng cà chua mang đột biến iaa9 trong điều kiện vụ xuân năm
2021” nhằm xác định tỷ lệ đậu quả khơng hạt của các dịng cà chua mang đột
biến tạo quả không hạt (iaa9), cùng đặc điểm nông sinh học của các dòng
nghiên cứu làm cơ sở để chọn lọc các dòng ưu tú cho chọn tạo cà chua có khả
năng đậu quả khơng qua thụ tinh.
1.2. Mục đích của đề tài

Đánh giá các đặc điểm nông sinh học và đặc điểm quả, khả năng đậu quả
không qua thụ phấn thụ tinh, độ thuần của các dòng cà chua mang đột biến
iaa9-3 và iaa9-5 nhằm chọn các dòng triển vọng tiếp tục nhân và chọn lọc ở
thế hệ tự thụ tiếp theo.
1.3. Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá các đặc điểm nông sinh học và đặc điểm quả của các dòng cà
chua mang đột biến iaa9-3 và iaa9-5.
- Đánh giá tỷ lệ đậu quả không qua thụ phấn, thụ tinh của các dòng nghiên
cứu
- Chọn lọc các dòng triển vọng để tiếp tuc duy trì và chọn lọc ở thế hệ
F5
2


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Nguồn gốc, phân loại, giá trị của cây cà chua
2.1.1. Nguồn gốc
Trên thế giới, nhiều nghiên cứu cho rằng nguồn gốc của cà chua được
phát hiện vào thế kỷ XVI ở vùng Trung và Nam châu Mỹ. Theo tài liệu của
nhiều tác giả như Choudhury (1970), Decandolle (1884), Luckwill (1943) cho
rằng, dọc theo bờ biển Thái Bình Dương, từ quần đảo Galapagos tới Chi lê thì

cà chua lại có nguồn gốc ở Peru, Ecuador và Bolivia. Đây là một khu vực có
khí hậu nhiệt đới khô và cũng tại đây đến tận ngày nay người ta vẫn cịn tìm
thấy nhiều lồi cà chua hoang dại gần gũi với loài cà chua trồng.
Một số nhà nghiên cứu khác lại cho rằng cà chua trồng có nguồn gốc từ
cây cà chua dại (L. eculentum varpimine llifolum), tuy nhiên nhiều tác giả khác
nhận định L. esculentum var cerasiforme (cà chua anh đào) là tổ tiên của cà
chua trồng hiện nay trên trái đất. Theo các nghiên cứu của Jenkins (1948), có
thể dạng này được chuyển từ Peru và Equado tới Nam Mehico, ở đó nó đã được
dân bản xứ thuần hoá và cải tiến. Câu hỏi đặt ra là dạng cà chua trồng quả lớn
được hình thành như thế nào? Về vấn đề này có nhiều ý kiến khác nhau. Đa số
các tác giả cho rằng, trong tiến hố đã xảy ra q trình đột biến liên quan tới sự
liên kết ở noãn, dẫn tới hình thành dạng quả lớn, theo Leslry (1926), dạng đột
biến quả lớn được kiểm tra bởi 2 gen lặn. Theo Stuble (1967), kết quả q trình
tích luỹ dần các gen đột biến (lặn) ở dạng dại L.esc.var. pimpinellifolium đã
xuất hiện cà chua trồng (Nguyễn Hồng Minh, 2000). Jenkins (1948) đã đề xuất
2 hướng tiến hóa về kích thước và hình dạng quả. Hướng thứ nhất là liên quan
tới việc tăng thêm kích thước ơ hạt, hạt và thịt quả, kết quả thành quả có dạng
hình quả mận, hình quả lê và các dạng quả hình dài khác. Hướng thứ 2 là ở
nỗn xảy sự liên kết giữa các ơ hạt làm tăng về đường kính, hình dạng quả lớn
có nhiều ô hạt. Theo Luckwill (1943), cây cà chua xuất hiện ở châu Âu vào thế
kỉ thứ 16 – 17 và trồng đầu tiên ở Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Italy do những

3


nhà buôn Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha chuyển từ Nam Mỹ tới, từ đó cây cà chua
được lan truyền đến các nơi khác. Trong thời kỳ này, cà chua chỉ được xem như
cây cảnh và cây thuốc. Đến thế kỉ 18, cây cà chua mới được chấp nhận là cây
thực phẩm có giá trị từ đó được phát triển mạnh (Kuo et al., 1998).
Nhà thực vât người Pháp đã đặt tên Latinh cho cây cà chua là

Lycopersicon esculentum Mill có nghĩa là “ trái đào độc dược ”, “trái đào ” vì
cà chua trịn trĩnh và hấp dẫn, “độc dược” vì lúc đó người ta cho nó là một loại
quả độc và các nghiên cứu về sinh học phân tử và di truyền phân tử (nghiên
cứu các izoenzyme, các marker phân tử, nghiên cứu khoảng cách di truyền)
cũng đã xác định điều đó, đồng thời khẳng định rằng Mexico là nơi đầu tiên
thuần hóa, trồng trọt cà chua (Mai Thị Phương Anh, 2003).
Thế kỷ 17, cà chua được đưa vào châu Á đầu tiên ở Philippin, nhờ các
lái buôn người châu Âu và thực dân Hà Lan, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha. Sau
đó, được trồng phổ biến trên các nước châu Á khác (Kuo et al., 1998) .
Ở Việt Nam, một số nghiên cứu cho rằng cà chua được du nhập vào
Việt Nam từ thời thực dân Pháp chiếm đóng, tức vào khoảng hơn 100 năm trước
đây và được người dân thuần hóa trở thành cây bản địa. Từ đó đến nay, cùng với
sự phát triển của xã hội, cây cà chua đang ngày càng trở thành một cây trồng có
giá trị kinh tế và giá trị sử dụng cao.
2.1.2. Phân loại
Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) thuộc họ cà (Solanaceae), chi
Lycopersicon. Có bộ nhiễm sắc thể 2n=24 và gồm có 24 lồi. Từ lâu, nhiều tác
giả nghiên cứu đã phân lập và xây dựng hệ thống phân loại cây cà chua theo
quan điểm của riêng mình như: Muller (1940); Daskalov and Popov (1941);
Luckwill (1943), Lehman (1953) Breznhev (1955, 1964); Zuhucospki (1964).
Ở Mỹ dùng phân loại của Muller, ở châu Âu, Liên Xô (cũ) thường dùng phân
loại của Brezhnev và hệ thống phân loại này được sử dụng rộng rãi ở rất nhiều
nước khác (Nguyễn Hồng Minh, 2000).
Với phân loại của Breznhev (1955, 1964) cho rằng L.esculentum Tourn
được chia 3 loài thuộc 2 chi phụ (Nguyễn Hồng Minh, 2000).
4


Hệ thống phân loại của Breznep (1964) được sử dụng đơn giản và rộng
rãi nhất. Chi Lycopersicon Tourn được phân làm 3 lồi thuộc 2 chi phụ đó là

Eulycopersicon (chi phụ 1) và Eriopersicon (chi phụ 2) (Nguyễn Hồng Minh,
2000).
* Chi phụ 1 (Eulycopersicon): là dạng cây 1 năm, quả ăn được, màu đỏ
hoặc vàng có sắc tố caroten, hạt to, chùm hoa khơng có lá bao,...Chi phụ này có
một loài là L. Esculentum Mill. Loài này gồm 3 loài phụ là:
L. esculentum. Mill. Ssp. spontaneum (cà chua hoang dại).
L. esculentum. Mill. Ssp. subspontaneum (cà chua bán hoang dại).
L. esculentum. Mill. Ssp. Cultum (cà chua trồng): là loại lớn nhất, có các
biến chủng có khả năng thích ứng rộng, được trồng khắp thế giới. Breznep đã
chia loài phụ này thành biến chủng sau:
+ L. esculentum var. vulgare (cà chua thông thường): biến chủng này
chiếm 75% cà chua trồng trên thế giới. Bao gồm các giống có thời gian sinh
trưởng khác nhau với trọng lượng quả từ 50 đến trên 100g. Hầu hết những giống
cà chua đang được trồng ngoài sản xuất đều thuộc nhóm này.
+ L. esculentum var. grandifolium: Cà chua lá to, cây trung bình, lá láng
bóng, số lá trên cây từ ít đến trung bình.
+ L. esculentum var. validum: cà chua anh đào, thân bụi, thân thấp, thân
có lơng tơ, lá trung bình, cuống ngắn, mép cong.
+ L. esculentum var. pyriform: cà chua hình quả lê, sinh trưởng vô hạn.
* Chi phụ 2 (Eriopersicon): là dạng cây 1 năm hoặc nhiều năm, gồm các
dạng quả có lơng màu trắng, xanh lá cây hoặc vàng nhạt, có các vệt màu
antoxyan hay xanh thẫm. Hạt dày khơng có lơng, màu nâu… chi phụ này có 2
lồi gồm 5 loại hoang dại: L. cheesmanii, L. chilense, L. glandulosum, L.
hirsutum, L. peruvianum.
Lycopersicun hisrutum Humb: Đây là loại cây ngày ngắn, quả chỉ hình
thành trong điều kiện chiếu sáng trong ngày 8-10 giờ/ngày, quả chín xanh, có

5

mùi đặc trưng. Loài này thường sống ở độ cao 2200 – 2500m, ít khi ở độ cao
1100m so với mặt nước biển như các loài cà chua khác.
2.1.2. Giá trị của cây cà chua
a) Giá trị dinh dưỡng.
Là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều gluxit, axit hữu
cơ và nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể con người. Theo các nhà dinh
dưỡng hằng ngày, mỗi người sử dụng 100 - 200g cà chua sẽ thỏa mãn nhu cầu
các vitamin cần thiết và các chất khống chủ yếu. Mặt khác trong quả cà chua
cịn chứa một hàm lượng axit như oxalic, malic, nicotinic, citric,....và nhiều
chất khoáng như K, P, Na, Ca, Mg, S, Fe,... là những chất có trong thành phần
của máu và xương. Quả tươi cịn góp phần làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa thức
ăn và lơng nhung trong ruột, qua đó giúp cho q trình tiêu hóa, hấp thụ thức
ăn được dễ dàng hơn.
Bảng 1.1. Thành phần của quả cà chua (trong 100g ăn được)
Thành phần

Hàm lượng

Thành phần

Hàm lượng

Nước

95g

Vitamin A

900,0 IU

Protein

1g

Thiamin

0,06mg

Chất béo

0,2g

Riboflavin

0,04mg

Chất khoáng

0,6g

Axit panthothenic

0,33mg

Cacbonhydrat

4,7g

Vitamin C

23mg

Na

3,0mg

Ca

13,0mg

K

244,0mg

Mn

17,7mg

Cu

0,01mg

Axit folic

39,00mcrg

S

0,50mg

P

27,0mg

Zn

0,20mg

Fe

0,50mg

Chất xơ

0,5g

Vitamin E

0,40mg

(Nguồn: Ensminger et al., 1995)

6


Quả thường để ăn tươi, nấu chín, làm mứt, làm tương, nước sốt, nước
giải khát có giá trị dinh dưỡng cao được nhiều người ưa thích.
b) Giá trị y học
Theo y học cổ truyền, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có cơng dụng thanh
nhiệt, giải khát, dưỡng âm và làm mát máu, thường được dùng để chữa các

chứng bệnh như nhiệt, môi khô họng khát do vị nhiệt, hay hoa mắt chóng mặt, chảy
máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hóa kém, loét dạ dày, huyết áp cao… Cà chua
được chỉ định dùng ăn hay lấy dịch quả uống trị suy nhược, ăn khơng ngon miệng,
nhiễm độc mãn tính, thừa máu, máu quá dính, xơ cứng tiểu động mạch máu, tạng
khớp, thấp phong, thấp khớp, thừa ure trong máu, viêm ruột…. Theo Võ Văn Chi
(2002) cà chua cung cấp năng lượng, cung cấp khoáng, làm tăng sức sống, làm
cân bằng tế bào, khai vị, giải nhiệt, chống hoại huyết (scorbut), chống nhiễm
khuẩn, chống nhiễm độc, làm kiềm hoá các máu q axít, lợi tiểu, thải urê, giúp
tiêu hố dễ dàng tinh bột.
Trong cà chua có chất Lycopen – thành phần tạo nên màu đỏ của quả cà
chua – giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Đây là một chất oxi hóa tự nhiên
mạnh gấp 100 lần so với vitamin E. Lycopen liên quan đến vitamin E đã được
chứng minh là có thể ngăn ngừa ung thư tiền liệt tuyến. Sử dụng nhiều cà chua thì
tỉ lệ oxi hóa làm hư các cấu trúc sinh hóa của ADN giảm xuống thấp nhất.
Cà chua rất có lợi cho sức khỏe ở mọi lứa tuổi. Đối với chị em phụ nữ,
thì ăn nhiều cà chua sẽ có làn da khỏe đẹp, giảm nguy cơ béo phì và giảm
nguy cơ ung thư vú .
c) Giá trị kinh tế
Cà chua có thể dùng để ăn tươi thay cho hoa quả, trộn salat, nấu chín,
hay làm nguyên liệu chủ lực cho chế biến thực phẩm khác nhau như cà chua cô
đặc, tương cà chua, nước sốt nấm, cà chua đóng hộp, mứt hay nước ép.... Do
đó đối với các nước trên thế giới nói chung và các nước nhiệt đới nói riêng

7


trong đó có Việt Nam thì cây cà chua là một trong những cây trồng rất có tiềm
năng cũng như năng suất về kinh tế là một mặt hàng xuất khẩu quan trọng.
Sản xuất cà chua cho hiệu quả kinh tế cao so với các loại rau khác. Về
sản lượng cà chua chiếm 1/6 sản lượng rau hàng năm trên thế giới và ln đứng

vị trí số 1. Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới năm 1999 là 36,7 tấn
trong đó cà chua được dùng ở dạng ăn tươi chỉ 5 – 7%. Ở Mỹ (1997) tổng giá
trị sản xuất 1ha cà chua cao hơn gấp 4 lần so với lúa nước, 20 lần so với lúa mì
(dẫn theo Tạ Thu Cúc, 1985).
Ở Việt Nam, tuy mới xuất hiện cách đây hơn 100 năm nhưng cà chua đã
là loại cây rau ăn quả rất phổ biến và quan trọng. Theo số liệu điều tra của
phòng nghiên cứu thị trường Viện nghiên cứu rau quả, sản xuất cà chua ở đồng
bằng sơng Hồng cho thu nhập bình qn 42,0 – 68,4 triệu đồng/ha/vụ với mức
lãi thuần 15 – 25 triệu đồng/ha, cao gấp nhiều lần so với trồng lúa.
Trong đề án phát triển rau hoa quả và cây cảnh trong thời kỳ 1999 – 2010
của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, cà chua là cây trồng được quan
tâm phát triển. Ngoài ra, do điều kiện thời tiết ở Việt Nam thuận lợi nên có thể
trồng cà chua quanh năm, do đó giúp giải quyết việc làm cho người lao động là
khá lớn, 1 ha cần 600 - 800 công, tăng thu nhập cải thiện đời sống cho người
nông dân.
2.2 Yêu cầu ngoại cảnh của cây cà chua
Các yếu tố ngoại cảnh luôn là một trong những yếu tố quyết định rất
nhiều đến năng suất chất lượng của cây cà chua hiện nay.
2.2.1. Nhiệt độ
Cà chua có nguồn gốc từ vùng núi nhiệt đới khơ, thuộc nhóm cây ưu
nhiệt độ ơn hịa. Cà chua ưa thích khí hậu ấm áp, khả năng thích nghi rộng. Cà
chua chịu được nhiệt độ cao nhưng lại rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp và sương
giá. Hạt cà chua có thể nảy mầm ở nhiệt độ 15 – 180C. Giới hạn nhiệt độ từ
15,5 0C – 290C thì nhiệt độ càng cao, tốc độ nảy mầm càng cao. Theo Tiwari
8


and Choudhury (1993), thì nhiệt độ tối ưu cho hạt nảy mầm là 24 - 250C, nhiều
giống nảy mầm nhanh ở nhiệt độ 28 - 320C.
Cây cà chua có thể sinh trưởng và phát triển trong phạm vi nhiệt độ 15 350C và sẽ không phát triển khi nhiệt độ quá ngưỡng hay dưới ngưỡng. Nhiệt

độ tối thích của cà chua ở ban ngày là 18 – 270C, đêm từ 12 – 150C. Nhiệt độ
ban ngày hạ xuống thấp khoảng 10 - 120C sẽ làm cho cây ngừng sinh trưởng,
rụng nụ, hoa.
Nhiệt độ còn ảnh hưởng lớn đến độ ra hoa và đậu quả ở cà chua. Trong
thời kỳ phân hóa mầm hoa, nhiệt độ khơng khí ảnh hưởng đến vị trí chùm hoa
đầu tiên, nhiệt độ khơng khí và nhiệt độ đất ảnh hưởng đến số lượng hoa/chùm.
Theo Aung (1979) thì số hoa/chùm đạt cao hơn ở 14 độ. Nhiệt độ khơng khí
trên 300C ngày và 250C đêm làm tăng số đốt dưới chùm hoa đầu, nếu nhiệt độ
ngày tăng hơn và nhiệt độ đất trên 210C làm giảm số hoa/chùm (Kuo et al.,
1998).
Theo Trần Khắc Thi và cs. (1999), nhiệt độ trên 270C 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 380C, nếu nhiệt độ ban đêm trên 210C khả
năng đậu quả sẽ giảm. Nhiệt độ trên 300C (ngày) và 240C (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 et al.,
1998).
Trong thời kỳ quả chín, nhiệt độ và ánh sáng ảnh hưởng rất lớn tới sự
hình thành sắc tố quả, chủ yếu là lycopen và caroten. Nhiệt độ thích hợp nhất
cho quả chín là 220C. Nhiệt độ dưới 100C quả phát triển màu đỏ và vàng, trên
350C sắc tố bị phân giải, trên 400C quả khơng có màu đỏ (theo Tạ Thu Cúc và
cs., 2000)

9


2.2.2. Nước và độ ẩm
Cà chua là cây tương đối chịu hạn, nhưng yêu cầu về nước nhiều vì khối
lượng thân lá trên mặt đất tương đối lớn. Somos (1971) đã quan sát thấy sự tiêu
hao nước của cà chua trong một ngày đêm là 20 – 650g, sự khác nhau quá xa

đó có liên quan đến sự phát triển qua từng giai đoạn sinh trưởng của cây và điều
kiện thời tiết. Theo tính tốn của các nhà khoa học thì để đạt năng suất 50 tấn/ha
cần tới 6000m3 nước (Mai Thị Phương Anh, 2003).
Cà chua sinh trưởng và phát triển thuận lợi khi độ ẩm đất là 70 - 80% và
độ ẩm khơng khí khoảng từ 45 - 55%. Độ ẩm cao làm giảm khả năng chống
chịu sâu bệnh, điều kiện bất thuận; hàm lượng nước trong quả cao, giảm hàm
lượng các chất hồ tan, quả chín có khả năng bảo quản và vận chuyển kém
(theo Tạ Thu Cúc và cs., 2000).
Thời kỳ khủng hoảng nước là từ khi hình thành phấn hoa, ra hoa, hình
thành quả và quả phát triển. Nếu đất q khơ, độ ẩm khơng khí thấp thì hoa và
quả non dễ bị rụng. Nếu độ ẩm quá cao trong thời kì nở hoa sẽ làm cho ống
phấn bị trương, bao phấn nứt, thụ phấn thụ tinh sẽ gặp khó khăn, hoa hay bị
rụng. Độ ẩm quá cao trước khi cây nở hoa sẽ dẫn đến sinh trưởng sinh dưỡng
quá mạnh, ức chế sinh trưởng sinh thực. Bên cạnh đó, khi cây dư thừa nước sẽ
ảnh hưởng không tốt đến hệ thống rễ làm cho rễ bị tổn hại do thiếu oxi trong
đất dẫn đến cây sinh trưởng phát triển kém, bên cạnh đó cịn làm cho cây mẫn
cảm hơn với sâu bệnh hại. Nếu ẩm độ khơng khí cao (95%) làm cho cây sinh
trưởng rất mạnh, lá mềm, mỏng, cây yếu, giảm khả năng chống chịu sâu bệnh
và điều kiện ngoại cảnh. Thời kì quả chín, gặp mưa sẽ làm quả chín chậm và
cịn gây hiện tượng nứt quả.
2.2.3. Ánh sáng
Cà chua là cây cây ưa sáng, yêu cầu cường độ ánh sáng mạnh trong suốt
q trình sinh trưởng của cây, nhưng lại khơng chịu ảnh hưởng của quang chu
kì, do đó ở nước ta cà chua có thể trồng được quanh năm. Cà chua ưa cường độ
10


ánh sáng mạnh, ở cường độ ánh sáng thấp hơn, hô hấp gia tăng trong khi quang
hợp bị hạn chế, sự tiêu phí chất dinh dưỡng bởi hơ hấp cao hơn lượng vật chất
tạo ra do quang hợp làm cho cây sinh trưởng yếu, thời gian sinh trưởng kéo dài

và sản lượng thấp.
Theo Somos (1971) để cho cà chua sinh trưởng bình thường ra hoa kết
quả thì cần có chế độ chiếu sáng với cường độ chiếu sáng không dưới 10000
lux, và thích hợp là 14000 – 20000 lux.
Ánh sáng đầy đủ cây con sinh trưởng tốt, ra quả thuận lợi, cho năng suất
cao, chất lượng tốt. Cây thiếu ánh sáng hay trồng trong điều kiện ánh sáng yếu
sẽ yếu ớt, lá nhỏ, mỏng, cây vống, ra hoa quả chậm, đậu quả kém; năng suất và
chất lượng quả giảm, hương vị nhạt. Ánh sáng đỏ làm tăng tốc độ sinh trưởng của
lá và ngăn chặn sự phát triển của chồi bên, thúc đẩy quá trình tạo lycopen và
caroten. Ánh sáng lục làm tăng chất lượng chất khô mạnh nhất.
Chất lượng quả phụ thuộc nhiều bởi chất lượng, thời gian và cường độ
ánh sáng. Vì trong điều kiện chiếu sáng khơng đầy đủ axit ascorbic trong quả
giảm, do đó trong điều kiện này cần tăng cường bón phân kali và phân lân tùy
theo đặc trưng của từng giống. Cần bố trí mật độ thích hợp để cây dễ dàng sử
dụng ánh sáng có hiệu quả nhất.
2.2.4. Đất và dinh dưỡng
❖ Đất trồng
Cà chua trồng được trên nhiều loại đất khác nhau, nhưng ưa trồng trên
đất có cấu tượng tốt, nhiều mùn, giữ ẩm và thốt nước tốt với độ chua trung
tính, pH = 5,5 – 7,5, nhất là pH từ 6,0- 6,5. Cây cà chua mẫn cảm với phân hữu
cơ và phân khống, sử dụng phân bón thích hợp sẽ nâng cao sản lượng và chất
lượng quả. Cà chua yêu cầu chế độ luân canh nghiêm ngặt, không được trồng
cà chua trên loại đất mà cây trồng vụ trước là những cây thuộc họ cà: Khoai
tây, cà pháo, cà tím, ớt…
❖ Dinh dưỡng khoáng
11


Về dinh dưỡng cây cà chua cần ít nhất 12 nguyên tố là phốt pho (P), kali
(K), lưu huỳnh (S), magie (Mg), Bo (B), sắt (Fe), mangan (Mn), đồng (Cu),

kẽm (Zn), molipden (Mo) và canxi (Ca). Trong đó cà chua sử dụng nhiều nhất
là kali (K), đạm (N), sau đó mới đến lân (P) và canxi (Ca). Tùy từng loại đất
với độ phì khác nhau mà ta có mức phân bón khác nhau. Tỷ lệ bón các nguyên
tố dinh dưỡng chủ yếu phụ thuộc vào tuổi cây, giống và điều kiện trồng. Cà
chua sử dụng 60% N, 50 – 60% K2O và 15 – 20% P2O5 tổng lượng bón vào
đất trong suốt vụ trồng. Theo More (1978) để có 1 tấn cà chua cần 2,9 kg N;
0,4 kg P2O5; 0,4 kg K2O và 0,45 kg Mg. Còn theo Becseev, để tạo 1 tấn cà
chua cần 3,8 kg N, 0,6 kg P2O5 và 7,9 kg K2O (trích dẫn theo Kiều Thị Thư,
1998).
Cà chua hút nhiều nhất là kali, tiếp đến là đạm và ít nhất là lân. Cà chua
sử dụng 60% lượng đạm, 59 - 60% K2O và 15 - 20% P2O5 tổng lượng phân bón
vào đất suốt vụ trồng (theo Tạ Thu Cúc và cs., 2000). Nhu cầu về dinh dưỡng
của cà chua cụ thể như sau:
Về đạm: hàm lượng đạm chiếm 2,5- 4,8 % hàm lượng chất khô trong
cây. Cà chua yêu cầu nhiều đạm nhiều vào thời kỳ ra hoa và kết quả. Đạm là
nguyên tố dinh dưỡng quan trọng duy trì sự sinh trưởng, hình thành các bộ phận
dinh dưỡng của cây, thúc đẩy sinh trưởng thân lá, phân hoá hoa sớm, số lượng
hoa trên cây nhiều, hoa to, tăng khối lượng quả và làm tăng năng suất trên đơn
vị diện tích, nhưng có xu hướng làm chậm q trình chín quả.
Về lân: lân chiếm 0,3- 0,6% khối lượng chất khô trong cây. Phốt pho là
một trong những thành phần chủ yếu của tế bào và mô cây. Nó xúc tiến quả lớn
nhanh trong điều kiện cung cấp đạm đầy đủ. Cây được bón lân đầy đủ rút ngắn
thời gian sinh trưởng, cây ra hoa sớm, tăng tỷ lệ đậu quả từ 10 – 15%, quả chín
sớm, tăng chất lượng quả vì tăng cường hoạt động của cytokinin của dịch rễ.
Đối với chất lượng quả lân cải thiện nhiều đặc tính như: màu sắc vỏ và
thịt quả, hương vị, độ cứng, hàm lượng vitamin C và có tác dụng thúc đẩy quá
12


trình chín của quả. Lân khó hồ tan nên thường bón lót trước khi trồng. Thiếu

lân, cây đồng hóa đạm yếu, vậy nên khi thiếu lân cây có biểu hiện thiếu đạm,
lá có mầu xanh tối và thân có mầu tím, khi trồng cà chua cần chú ý bón đầy đủ
phân dễ tiêu, hiệu lực của phân tốt khi bón đạm đầy đủ.
Về kali: chiếm 4,2 – 5,8% khối lượng chất khơ. Kali cần thiết cho q
trình đồng hóa CO2 để tạo thành gluxit, đồng thời hạn chế được sự phát triển
của bệnh hại và tăng khả năng chống chịu điều kiện bất lợi. Kali còn giúp cho
các tế bào cứng cáp hơn, làm tăng khả năng cất giữ và vận chuyển, có vai trị
quan trọng trong việc hình thành màu sắc, tăng lượng caroten và giảm lượng
clorophin; tăng quá trình quang hợp, tăng cường quá trình vận chuyển các chất
hữu cơ và đường vào quả.
Kali có tác dụng tốt đối với hình thái quả, quả nhẵn, thịt quả chắc, do đó
làm tăng khả năng bảo quản và vận chuyển quả chín. Quả của cây thiếu kali có
xu hướng chín ép, hương vị kém. Cây cần nhiều kali nhất vào thời kỳ ra hoa,
hình thành quả. Trong các loại kali thì sulphat kali và nitrat kali là những dạng
phân thích hợp với cà chua (Kuo et al., 1998).
Để cà chua cho năng suất cao, ổn định cần cung cấp dinh dưỡng đúng
lúc và đủ lượng. Có như vậy, năng suất sẽ cao và ổn định.
2.3. Giới thiệu về Micro- Tom (cà chua mơ hình) và ứng dụng trong nghiên
cứu, chọn tạo giống cây trồng

Cà chua là một trong nhưng cây trồng quan trọng đối với ngành công
nghiệp rau- củ- quả tươi và chế biến, đứng thứ 2 về sản lượng tiêu dùng sau
khoai tây. Ban đầu cà chua Micro- Tom được tạo ra với mục đích để làm cảnh
bằng cách lai giữa các giống Florida Basket và Ohio 4013-3 và có kiểu hình rất
lùn (chiều cao cây từ 10-20 cm), thời gian sinh trưởng ngắn (từ gieo hạt đến
khi quả chín từ 70-90 ngày), với những quả chín nhỏ và màu đỏ (Scott and
Harbaugh, 1989). Cà chua mơ hình có thể được trồng với mật độ rất cao, trên
1300 cây/m2 trong điều kiện nhà điều chỉnh khí hậu phytotron (Scott, 1989).
13

Hơn thế nữa cà chua mơ hình cũng rất dễ dàng trong việc lai hữu tính với cà
chua thường, và cả các dạng ca chua dại, cũng như dễ dàng thực nghiệm chuyển
gen. Vì vậy cà chua Micro- Tom là một dạng cây cà chua lý tưởng để thực hiện
các nghiên cứu trong phịng thí nghiệm về cơ chế kiểm sốt các tính trạng trên
cà chua và được gọi là cây cà chua mơ hình (Saito Ariizumi et al., 2011). Với
kích thước nhỏ, tăng trưởng nhanh và dễ chuyển đổi đã dẫn đến đề một hệ thống
mơ hình thuận tiện cho nghiên cứu về quy định phát triển quả mọng
(Meissner et al., 1997; Eyal and Levy, 2002).
Để giải thích cấu trúc cây độc đáo của cà chua mơ hình là dựa trên phả
hệ (từ cặp lai Florida Basket và Ohio 4013-3), người ta cho rằng kiểu hình của
Micro-Tom là kết quả của hai đột biến lặn chính: dwarf (d) và miniature (mnt)
(Meissner et al., 1997) và còn được bổ sung bởi các nhà khoa học khác như
Pnueli – Kiểu hình xác định của Micro-Tom cho thấy rằng có một đột biến
trong gen SELF-PRUNING (SP) (Pnueli et al., 1998). Tuy nhiên, khơng có
bằng chứng di truyền hoặc phân tử trong tài liệu hỗ trợ những kết quả trên. SP
thuộc họ CETS các gen quy định mã hóa protein điều chuyển 23 kDa xác định
khả năng phát triển liên tục của mô phân sinh đỉnh chồi (Pnueli et al., 2001).
SP kiểm soát các q trình trong đó chồi sinh dưỡng và sinh sản xen kẽ trong
chồi cà chua gốc ghép và người ta đã chỉ ra rằng một đột biến cơ sở làm thay
đổi axit amin trong protein tạo ra kiểu hình xác định ở dòng M82 (Pnueli et al.,
1998).
Điều này cho thấy kiểu gen của cà chua mơ hình có nhiều sự khác biệt
so với cà chua thông thường, việc lai giữa 2 dạng cà chua này sẽ cho tiềm năng
phân ly về kiểu hình là rất lớn. Vì vậy, chiến lược tạo và cố định đột biến trên
cà chua mô hình và lai chuyển sang cà chua thơng thường sẽ là một hướng đi
rất tiềm năng cho chọn giống cà chua hiện đại.
Thật vậy, với những ưu điểm kể trên, cà chua mơ hình đã được chọn làm
nền tảng di truyền chính để thiếp lập các quần thể đột biến trong nhiều chương
14

trình chọn tạo giống. So với cà chua thường thì gây đột biến trên cà chua mơ
hình cho hiệu quả cao hơn. Cụ thể là tác giả Menda đã gây đột biến bằng
phương pháp hóa học (EMS) trên giống M82 và thu được tổng số 13.000 quần
thể thế hệ M2, trong số này, 3.417 đột biến độc lập được phân lập (tỷ lệ ghi nhận
đột biến thành công là khoảng 25%) (Menda et al., 2004). Trong khi đó, cùng với
phương pháp EMS trên Micro-Tom, Matsukura đã tạo được 4.227 đột biến trên
tổng số 4.371 quần thể M2 (tỷ lệ ghi nhận đột biến lên trên 90%) (Matsukura et
al., 2008). Trong nguồn đột biến mới tạo thành nêu trên, Matsukura et al đã giới
thiệu nhiều đột biến độc đáo, có thể kể đến đột biến trên gen IAA9- tác nhân ức
chế hoạt động của hoocmoon auxin, dẫn tới khả năng hình thành quả không qua
thụ phấn, thụ tinh và đột biến trên gen Slert1.2 làm giảm mức độ mẫn cảm với
ethylene, giúp kéo dài thời gian từ ra hoa đến chín của quả (đột biến quả chín
chậm). Các dạng đột biến này trên cây cà chua mơ hình đã được lai với vật liệu
chọn giống, thiết lập các quần thể phân ly F2 được đánh giá trong nghiên cứu này.
Bên cạch đó Micro-Tom được báo cáo là có khả năng chống lại bệnh héo
rũ fusarium và đốm lá xám (Scott and Harbaugh, 1989 ). Tuy nhiên, khơng có
dữ liệu được cơng bố nào khác về vô số mầm bệnh mà cây trồng này có thể bị
mẫn cảm. Tại đây, người ta đã kiểm tra khả năng kháng của Micro-Tom đối
với nấm mốc lá cà chua (Cladosporium fulvum) và một dòng nhạy cảm hoàn
toàn, chiều cao gần như Micro-Tom, đã được phân lập. Người ta chứng minh
rằng Micro-Tom mang đột biến trong SP và Dgen. Ngoài ra, bằng chứng được
đưa ra chứng minh rằng Micro-Tom có ít nhất một đột biến thứ ba ảnh hưởng
đến chiều cao của cây. Do đó, kiểu hình lùn của Micro-Tom là kết quả của
những đột biến này ngồi phản ứng thấp hơn với GA, có thể do hàm lượng BR
của giống cây này bị giảm.
2.4. Nghiên cứu về khả năng tạo quả không qua thụ phấn, thụ tinh ở cà
chua
Parthenocarpy là thuật ngữ diễn tả hiện tượng hình thành quả khơng qua

15


thụ phấn, thụ tinh và được quan sát thấy ở nhiều cây trồng khác nhau trong tự
nhiên, từ những cây có bộ nhiễm sắc thể đa bội như chuối, dưa hấu, dứa đến
những cây lưỡng bội thông thường như dưa chuột hay một số loại quả có múi
(cam, bưởi). Đây là một đặc tính rất q, khơng những góp phần tăng chất
lượng tiêu dùng cho các loại quả mà còn có giá trị cho một nền sản xuất ổn định
trên các điều kiện môi trường biến đổi (do không phụ thuộc vào thụ phấn, thụ
tinh- các quá trình bị tác động mạnh bởi điều kiện mơi trường) (Ruan et al.,
2012).
Chính vì những tiềm năng thú vị nêu trên, các nghiên cứu về cơ chế kiểm
sốt sự tạo quả khơng hạt ở thực vật đã được tiến hành từ nhiều năm và đã có
nhiều phát hiện thú vị. Các nghiên cứu này phần lớn đều xuất phát từ các giả
thuyết về vai trị quan trọng của hoocmoon trong q trình hình thành hạt và
hình thành quả ở thực vật. Trong đó, hai loại hoocmoon sinh trưởng chính được
đề cập đến nhiều nhất là auxin và gibberellin - mơ hình kiểm sốt sự phát triển
quả và hạt của Vivian-Smith and Koltunow (1999):

Hình 2.1. Mơ hình kiểm sốt sự phát triển quả và hạt
Dựa trên mơ hình kiểm sốt hình thành quả và hạt trên, rất nhiều yếu tố
tham gia vào chu trình tổng hợp và dẫn truyền auxin và gibberellin trong nỗn,
phơi, quả được nghiên cứu vai trò và khả năng tham gia kiểm sốt hình thành
16