Khảo sát nguồn gen khoai tây in vitro nhập nội kháng bệnh sương mai (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------- -------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT NGUỒN GEN KHOAI TÂY IN VITRO
NHẬP NỘI KHÁNG BỆNH SƯƠNG MAI

Sinh viên thực hiện

:

Phạm Đình Kiêm

Lớp

:

K62CNSHA

MSV

:

620395

Bộ mơn

:

Sinh học phân tử & CNSH ứng dụng

Giảng viên hướng dẫn

:

GS.TS. Phan Hữu Tôn

HÀ NỘI - 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan khóa luận này hồn tồn được thực hiện bằng sự tìm tịi nghiên
cứu khoa học của bản thân dưới sự hướng dẫn của GS.TS.PHAN HỮU TƠN, khoa
Cơng nghệ Sinh học – Học viện Nơng nghiệp Việt Nam. Tất cả các số liệu hình ảnh
trong luận văn này hồn tồn trung thực, khơng sao chép bất cứ tài liệu, cơng trình
nghiên cứu của người khác mà không ghi rõ nguồn tham khảo.
Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước hội đồng và nhà trường.
Hà Nội , Ngày 19 tháng 5 năm 2022
Sinh viên

Phạm Đình Kiêm

i


LỜI CẢM ƠN
Đ ể hồn thành khóa luận tốt nghiệp, ngồi sự nỗ lực cố gắng của bản thân,
tơi 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, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS.Phan Hữu Tơn,
người đã tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ tôi về chuyên môn trong suốt
q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Tơi xin chân thành cảm ơn KS. Phan Hữu
Hiển, KS.Phan Thanh Tùng và tồn thể cán bộ, nhân viên Bộ mơn Sinh học phân tử
và công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp
Việt Nam đã rất nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong thời
gian thực tập tại bộ môn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã trang bị cho tơi những kiến thức cần thiết để có
thể thực hiện và hồn thành khóa luận này.
Cuối cùng, tơi 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 tơi hồn thành luận
văn này.
Hà Nội, Ngày 19 tháng 5 năm 2022
Sinh viên

Phạm Đình Kiêm

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ v
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vi
DANH MỤC VIẾT TẮT ................................................................................... vi
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................... 1
1.1. Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu đề tài.......................................................... 2
1.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 2

1.1.2. Yêu cầu đề tài .............................................................................................. 2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3
2.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây.................................................................. 3
2.2. Nguồn gốc và phân loại cây khoai tây .......................................................... 3
2.3. Đặc tính thực vật học của cây khoai tây ........................................................ 4
2.4. Đặc điểm sinh học của cây khoai tây ............................................................. 4
2.5. Một số yêu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây ... 5
2.6. Nhu cầu dinh dưỡng của cây khoai tây ......................................................... 5
2.7. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới...................................................... 6
2.8. Tình hình sản suất khoai tây ở Việt Nam....................................................... 7
2.9. Thời vụ trồng khoai tây ở Việt Nam ............................................................. 9
2.10. Một số nghiên cứu về khoai tây ................................................................. 10
2.10.1. Một số nghiên cứu về sâu bệnh hại trên khoai tây .................................. 10
2.10.2. Nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh sương mai......................... 12
2.11. Bệnh sương mai ở khoai tây....................................................................... 13
2.12. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu các gen kháng bệnh sương mai
................................................................................................................... 20

iii


PHẦN III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
................................................................................................................... 23
3.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 23
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................... 23
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 24
3.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 24
3.4.1. Phương pháp bố trí ngối đồng ruộng....................................................... 24
3.4.2. Phương pháp đánh giá một số đặc điểm nông sinh học ............................ 24
3.5. Phương pháp PCR phát hiện gen kháng R1, R3a......................................... 28

3.5.1. Tách DNA khoai tây ................................................................................. 28
3.5.2. Phương pháp sử dụng PCR xác đinh gen kháng R1, R3a ......................... 30
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 32
4.1. Khảo sát đặc điểm nông sinh học một số mẫu khoai tây vụ đông 2022 .... 32
4.1.1. Thời gian sinh trưởng .................................................................................. 32
4.1.2. Đặc điểm thân củ................................................................................................34

4.1.3. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của cây................................................... 36
4.1.4. Đánh giá năng suất ................................................................................... 39
4.2. Kết quả PCR phát hiện gen sương mai ........................................................ 40
4.2.1. Kết quả PCR phát hiện gen R1.................................................................. 40
4.2.2. Kết quả PCR phát hiện gen R3a ............................................................... 41
V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 44
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 44
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 47

iv


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Danh sách các mẫu giống khoai tây cần theo dõi.................................. 23
Bảng 2. Một số chỉ tiêu theo dõi về sinh trưởng ................................................. 25
Bảng 3. Một số chỉ tiêu theo dõi về độ nhiễm bệnh ........................................... 26
Bảng 4. Một số chỉ tiêu theo dõi về năng suất chất lượng củ ............................. 28
Bảng 5. Thành phần dung dịch tách chiết DNA ................................................ 30
Bảng 6. Nồng độ dung dịch TE .......................................................................... 30
Bảng 7. Các chỉ thị phân tử DNA sử dụng để phát hiện gen R1 và R3a kháng
sương mai ................................................................................................ 30

Bảng 8. Chu kỳ nhiệt .......................................................................................... 31
Bảng 9. Bảng thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng ....................................... 33
Bảng 10. Đặc điểm thân củ của các mẫu giống khoai tây ................................. 35
Bảng 11. Đặc điểm sinh trưởng của cây ............................................................. 37
Bảng 12: Đánh giá năng suất .............................................................................. 39

v


DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Ảnh khoai tây tại Trung tâm Bảo tồn và Phát triển Nguồn gen .............. 3
Cây trồng - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam ...................................................... 3
Hình 2: Triệu chứng sương mai: a) Triệu chứng trên lá, ................................... 15
Hình 3. a) Bào tử phân sinh của nấm Phytophthora infestant, .......................... 16
Hình 4. Chu kì phát triển của nấm Phytophthora infestans .............................. 18
Hình 5. Các chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng sương mai ......................... 22
Hình 6. Hình ảnh điện di phát hiện gen R1 ......................................................... 40
Hình 7. Hình ảnh điện di phát hiện gen R1 ......................................................... 41
Hình 8. Hình ảnh điện di phát hiện gen R3a ....................................................... 42
Hình 9. Hình ảnh điện di phát hiện gen R3a ....................................................... 42
Hình 10. Mẫu giống khoai tây KTNN03 ............................................................ 45

vi


DANH MỤC VIẾT TẮT
C: CĨ

K: KHƠNG

T: TỐT
TB: TRUNG BÌNH

Y: U
CIP: Trung tâm Khoai tây Quốc tế
RAPD: Đa hình các đoạn ADN nhân bản ngẫu nhiên
Ctv: Cộng tác viên
Cs: Cộng sự
CTAB: Cetytrimethylammonium Bromide

vii


PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Khoai tây có tên khoa học là Solanum tuberosum, thuộc họ Solanaceae, có
nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru, là cây trồng ngắn ngày, chiếm
một vị trí quan trọng trong các cây lương thực, thực phẩm phục vụ cho con người.
Hiện nay, khoai tây là loài cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới, được trồng phổ biến
thứ tư về mặt sản lượng lương thực sau lúa, lúa mì và ngơ. Chúng có đặc điểm rất dễ
trồng, cho thu hoạch nhanh và thích ứng với các điều kiện mơi trường khác nhau
(International Year of the Potato. 2008; Jeff Chapman và cộng sự, 2011).
Tuy nhiên, khoai tây có thể bị một số bệnh ảnh hưởng đến năng suất và chất
lượng củ. Bệnh hại trên khoai tây rất đa dạng về thành phần và nguyên nhân gây
bệnh như bệnh sương mai, bệnh héo vàng, bệnh đốm lá, bệnh héo rũ vi khuẩn, bệnh
xoăn lá do virus….Trong đó bệnh sương mai do nấm Phytophthora infestans
gây ra là bệnh hại nghiêm trọng bậc nhất, gây thiệt hại 16% năng suất trên toàn thế
giới (Haverkort A và cộng sự, 2009). Bệnh có thể lây nhiễm tồn bộ cây, bao gồm
thân, lá và củ (Fry W, 2008).
Đ ể đối phó với dịch bệnh, tạo sự phát triển bền vững và giảm lượng thuốc
bảo vệ thực vật thì việc tạo ra giống khoai tây mới với mức kháng cao với

Phytophthora infestans được coi là chiến lược bền vững cho việc trồng khoai tây
trong tương lai.
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của sinh học phân tử, công nghệ chọn tạo giống
nhờ chỉ thị phân tử ra đời rút ngắn thời gian chọn tạo giống, đảm bảo độ chính xác
và quy tụ được nhiều gen mục tiêu vào một giống mà phương pháp chọn giống
truyền thống rất khó hoặc khơng thể thực hiện được. đ ể tạo được giống khoai tây
mới thì việc đầu tiên là phải có nguồn gen kháng và chỉ thị phân tử liên kết với các
gen kháng đó, sau đó đánh giá và xác định khả năng kháng bệnh sương mai của
các giống để sử dụng trong công tác lai tạo giống sau này.
Gen kháng bệnh sương mai đã được lai tạo từ các loài dại S. demissum,S.
stoloniferum và S. tuberosum andigena, S. phureja là các loài khoai tây trồng phổ
biến ở khắp nơi trên thế giới (Bradshaw và cộng sự, 2006). Loài S.demissum của
Mexico mang gen kháng bệnh sương mai là nguồn cung cấp 11 gen trội R (R1-R11)

1


đã được lai với S. tuberosum trong những năm 1950 và 1960 để tạo giống kháng
(Bradshaw và Ramsay, 2005). Gen R1, R3a là gen kháng chủng đặc hiệu với
Phytophthora infestans đã được lai tạo vào giống khoai tây truyền thống (Umaerus
và Umaerous, 1994).

Bên cạnh đó, người ta đã xác định được 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 khoai tây kháng bệnh sương mai. Các chỉ thị phân
tử DNA dựa trên PCR cho gen R1 là R1F/R(76-2sf2/76-2SR)), gen R3a là R3-1380
đã được nhiều nhà chọn giống trên thế giới sử dụng để chọn tạo giống khoai tây
kháng bệnh sương mai. Hiện nay Trung tâm bảo tồn và phát triển nguồn gen cây
trồng đã thu thập được một tập đoàn các giống khoai tây. đâ y là một nguồn gen đa
dạng cho việc lai tạo giống khoai tây kháng bệnh sương mai. Vì vậy để có định

hướng sử dụng, dưới sự hướng dẫn của GS.TS. Phan Hữu Tôn, chúng tôi tiến
hành đề tài:

“Khảo sát nguồn gen khoai tây in vitro nhập nội kháng bệnh sương mai”
1.1. Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu đề tài
1.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Theo dõi đánh giá đặc điểm nông sinh học của cây khoai tây nhập nội in vitro.
Xác định gen kháng bệnh sương mai trong cây khoai tây nhập nội in vitro bằng
chỉ thị phân tử DNA ( R1, R3a ).
Từ đó xác định được các mẫu giống khoai tây có đặc điểm sinh trưởng tốt và
kháng bệnh sương mai.
Xác định mẫu giống khoai tây có mang gen kháng sương mai bằng chỉ thị phân
tử phục vụ lai tạo giống kháng.

1.1.2. Yêu cầu đề tài
Khảo sát các đặc điểm nông sinh học của giống khoai tây nhập nội in vitro.
Đánh giá được đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng sâu bệnh. đánh giá
khả năng kháng nhiễm của các mẫu giống khoai tây trên đồng ruộng.
Dùng chỉ thị phân tử DNA phát hiện được gen kháng bệnh sương mai của giống
khoai tây nhập nột in vitro ( R1, R3a ).

2


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
Khoai tây là cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng lại cho năng
suất cao trong điều kiện khí hậu ơn hịa với nhiệt độ thích hợp từ 18 – 23oC. Bên
cạnh giá trị lương thực, thực phẩm, khoai tây cịn là ngun liệu có giá trị cho nhiều

ngành công nghiệp. Cây khoai tây được truyền bá vào nước Mỹ năm 1719, vào Ấn
Đ ộ năm 1615, vào Trung Quốc năm 1700, vào Nhật Bản năm 1766 và vào Việt
Nam năm 1890.

Hình 1: Ảnh khoai tây tại Trung tâm Bảo tồn và Phát triển Nguồn gen
Cây trồng - Học viện Nông nghiệp Việt Nam
2.2. Nguồn gốc và phân loại cây khoai tây
Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc từ Nam Mỹ. đầu thế kỷ
XVI những nhà hàng hải người Tây Ban Nha chinh phục Nam Mỹ đã đem về trồng
ở nước họ. Vào cuối thế kỷ XVI, khoai tây được trồng ở Ailen, Anh, đức, Pháp…từ
đó khoai tây được trồng ở nhiều nước châu Âu khác. Các nước châu Á và châu
lục khác biết đến khoai tây muộn hơn các nước châu Âu thông qua chính sách

3


thuộc địa của người châu Âu. Ở nước ta, khoai tây được người Pháp mang sang trồng
ở một số nơi từ năm 1890 và chủ yếu trồng ở vùng đồng bằng sông Hồng. Giống
khoai tây được trồng phổ biến trước đây là giống khoai tây ruột vàng Thường
Tín, giống này có nguồn gốc từ giống Ackersegen, được nhập từ Pháp năm 1890. Cây
khoai tây thuộc chi Solanum Setio Pentato thuộc họ cà (Solanaceace) là
cây ở thể tứ bội (2n = 4x = 48), có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt và cho
năng suất cao.

2.3. Đặc tính thực vật học của cây khoai tây
Thân và lá cây khoai tây có nhiều lông, lá kép lông chim, không đối xứng.
Thân cây khoai tây là hệ thống bao gồm thân, tia củ và củ, thân cây cao từ 45 –
90cm tùy theo giống, độ phì của đất và kỹ thuật canh tác. Tia củ phát triển từ
mầm cành, với điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành củ, điều kiện không thuận
lợi sẽ chồi lên mặt đất phát triển thành cành. Cây khoai tây chủ yếu tự thụ phấn

nhưng có trường hợp giao phấn. Quả khoai tây thuộc loại quả mọng, có 2 ơ, hạt
rất nhỏ có mầm uốn cong. Mầm củ khoai tây là những mầm cây được tạo thành ở
các nách lá không phát triển.
2.4. Đặc điểm sinh học của cây khoai tây
Đời sống của cây khoai tây có thể chia làm 4 thời kỳ: thời kỳ ngủ, thời kỳ nảy
mầm, thời kỳ hình thành củ và thời kỳ củ phát triển (Đường Hồng Dật, 2004).
Thời kỳ ngủ: củ khoai tây sau khi thu hoạch phải được cất giữ một thời gian
dài sau đó mới nảy mầm được, người ta gọi đó là thời kỳ ngủ nghỉ của khoai tây.
Thời gian ngủ nghỉ của khoai tây phụ thuộc vào đặc điểm của giống, điều kiện sinh
thái của vùng cây trồng, kỹ thuật canh tác, điều kiện bảo quản.
Thời kỳ nảy mầm: sau một thời gian ngủ nghỉ, những mắt củ trên cây khoai
tây đều có khả năng phát triển thành mầm cây. Mầm cây phát triển thành thân lá
và thành cây khoai tây thế hệ mới.
Thời kỳ hình thành thân củ: cây khoai tây con sau khi phát triển vượt lên khỏi
mặt đất từ 7 – 10 ngày thì trên các đốt thân nằm dưới mặt đất xuất hiện những
nhánh con, đó chính là những nhánh thân địa sinh. Nhánh địa sinh có màu trắng và mọc
thẳng, đầu cuối của nhánh thường phình to tạo thành những đoạn thân ngầm, khi phát
triển đến mức độ nhất định thì ngừng phát triển về chiều dài, chất dinh dưỡng tập trung

4


vận chuyển đến các đoạn thân ngầm này và chúng phình to lên tạo thành củ khoai
tây ở đầu mút thân địa sinh.
Thời kỳ phát triển của củ: sau khi cây sinh trưởng được 20 – 25 ngày thì các
chất dinh dưỡng tập trung vào các đâu chóp của thân địa sinh, bộ phận này của thân địa
sinh bắt đầu phình to dần lên. Ở những nơi có nhiều nắng, vào thời gian này cây hình thành
hoa và bắt đầu nở, đây chính là lúc thân địa sinh phát triển mạnh nhất.
2.5. Một số yêu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây
Nhiệt độ là yếu tố khí tượng đặc biệt quan trọng, có ảnh hưởng trực tiếp đến

sinh trưởng phát triển của cây khoai tây. Ở thời kỳ sinh trưởng sinh duỡng cây
khoai tây có thể thích ứng với biên độ nhiệt từ 10 – 25 oC, rộng hơn so với giai
đoạn sinh trưởng sinh thực. Theo Billd-Deau (1992), nhiệt độ thích hợp cho sự
hình thành củ khoai tây là 18 – 20oC, từ 20oC trở lên quá trình hình thành củ
khoai tây sẽ bị kìm hãm, khối lượng chất khơ của củ cũng như chất lượng củ đều
bị giảm, nếu nhiệt độ quá thấp cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng của củ, khi nhiệt
độ xuống thấp duới 15oC các đặc tính như màng vỏ, hàm lượng tinh bột thay đổi
theo hướng khơng có lợi.
Khoai tây là cây ưa sáng, cường độ ánh sáng thích hợp sẽ cho năng suất cao.
Cường độ ánh sáng mạnh có lợi cho q trình quang hợp sẽ thuận lợi cho q trình
hình thành, tích lũy chất khơ. Cường độ quang hợp yếu, nhiều tia củ sẽ khơng có khả
năng hình thành củ.
Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau của cây khoai tây có yêu cầu về thời gian
chiếu sáng cũng khác nhau. Từ khi khoai tây bắt đầu mọc khỏi mặt đất đến thời kỳ
xuất hiện nụ hoa yêu cầu ánh sáng ngày dài. Thời kỳ phát triển tia củ yêu cầu ánh
sáng ngày ngắn.
Trong các giai đoạn sinh trưởng, cây khoai tây có yêu cầu về nước khác nhau.
Thời kỳ từ trồng đến xuất hiện tia củ cần đảm bảo độ ẩm đất tối thiểu 60 – 80%
sức chứa ẩm đồng ruộng. Thời kỳ phát triển củ cần thường xuyên giữ độ ẩm đất là
80%. Thiếu hoặc thừa nước đều gây ảnh hưởng xấu tới sinh trưởng của cây.
2.6. Nhu cầu dinh dưỡng của cây khoai tây
Khoai tây yêu cầu một lượng dinh dưỡng lớn và đầy đủ các nguyên tố đa
lượng và vi lượng.

5


Ảnh hưởng của đạm đến năng suất khoai tây đã được nghiên cứu từ thập
kỷ 70. Theo Benkeuma và Vander Zaag (1979), khi bón lượng đạm quá cao cho
khoai tây sẽ làm giảm năng suất và chất lượng củ khoai tây. Khoai tây được bón từ

45 – 400kg N/ha sẽ cho năng suất tối ưu.
Khoai tây cũng cần nhiều phospho (P) cho sinh trưởng, tuy nhiên, hiệu lực
của P phụ thuộc nhiều vào hàm lượng P và vơi có ở trong đất. Lượng P có ở trong
đất ít cịn lượng vơi tự do nhiều thì thường phải bón với liều lượng P nhiều hơn.
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả của kali thể hiện không rõ đến
năng suất khoai tây, nhưng lại liên quan rõ đến chất lượng củ, cụ thể là hàm lượng
chất khô của củ, làm giảm bệnh đốm đen trên củ. Kali làm tăng khả năng quang hợp,
tăng sự vận chuyển các chất trong cây và tăng khả năng chống chịu sâu bệnh hại.
Các nguyên tố vi lượng như Magie (Mg), Kẽm (Zn), Lưu huỳnh
(S)…cần cung cấp đầy đủ và cân đối cho cây. Nếu thiếu cây sinh trưởng phát triển
kém, năng suất thấp.
Phân hữu cơ có vai trị rất quan trọng trong sản xuất khoai tây. Muốn có năng
suất, sản lượng khoai tây cao, chất lượng tốt thì phải sử dụng phân hữu cơ vì phân hữu
cơ cung cấp một cách cân đối các nguyên tố đa lượng và bán đa lượng (N, P, K, Ca)
cho khoai tây và đặc biệt là bổ sung đầy đủ các nguyên tố vi lượng quan trọng cần
cho khoai tây. Ngồi ra phân hữu cơ cịn tạo độ xốp trong đất, tăng khả năng giữ ẩm
của đất, kích thích bộ rễ phát triển và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình thành
và phát triển của củ khoai tây.
2.7. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

Khoai tây có vai trị rất quan trọng trong việc cung cấp lương thực thực
phẩm cho đời sống của người dân nhiều nước trên thế giới. Theo CIP (Trung
tâm Khoai tây Quốc tế ), tính từ năm 1998 đến nay có trên 130 nước trên thế
giới trồng khoai tây, với tổng diện tích là 18.3 triệu ha, tổng sản lượng là 295.1 triệu tấn.
Theo tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hợp quốc, tính đến năm 2010, tổng sản
lượng khoai tây của thế giới đạt khoảng 324.4 triệu tấn/năm, diện tích trồng 18.653.007
ha. Sau khi Liên Xơ tan rã thì Trung Quốc trở thành nước liên tục đứng đầu về sản lượng
khoai tây trên thế giới, tiếp đến là Ấn độ và thứ 3 là Nga. Tính đến năm 2010 diện tích
trồng khoai tây của Trung Quốc đạt khoảng 5.077 triệu ha.

6


Hiện nay cây khoai tây được xếp vào hàng thứ tư trong số những cây lương
thực quan trọng nhất của thế giới và được trồng ở 148 nước, với diện tích khoai tây
trên thế giới năm 2012 là 18.380.000ha với tổng sản lượng 295 triệu tấn. Trong đó,
diện tích trồng khoai tây của châu Âu chiếm 52,6% và sản lượng đạt 52,3% của thế
giới. Nhằm nêu bật vị trí của khoai tây trong sản xuất nông nghiệp, trong phát triển
kinh tế và trong mục tiêu xóa đói giảm nghèo, đại hội đồng Liên hợp quốc quyết
định năm 2008 là “năm quốc tế về khoai tây” vì có hơn 1 tỷ người trên thế giới có
nhu cầu ăn khoai tây, trong đó có khoảng nửa tỷ người ở các nước đang phát triển.
Do mức độ thâm canh và trình độ sản xuất ở các nước trên thế giới rất khác
nhau nên năng suất khoai tây hiện tại chênh lệch rất lớn: tại Pháp, năng suất khoai
tây dao động từ 17 – 35 tấn/ha, tại đức từ 21 – 33 tấn/ha, tại Hà Lan từ 29 – 42
tấn/ha, tại Anh từ 22 – 40 tấn/ha và ở Mỹ từ 22 – 36 tấn/ha. Hiện nay, ở các nước
phát triển, với trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại, đầu tư cho nông nghiệp lớn,
năng suất trung bình và sản lượng khoai tây không ngừng tăng do áp dụng các kỹ
thuật sản xuất tiên tiến, cơ giới hoá, đặc biệt là do sử dụng các củ giống sạch bệnh,
chất lượng cao. Trong khi đó ở các nước đang phát triển và kém phát triển (thuộc
Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh), do các điều kiện kinh tế, văn hố, xã hội
cịn hạn chế, cây khoai tây chưa được đầu tư đúng mức. Tại các nước này, do sản
xuất còn lạc hậu, sử dụng củ giống kém chất lượng hoặc những củ giống từ vụ
trước dẫn đến nhanh chóng bị thối hố giống, năng suất và sản lượng khoai tây
giảm đáng kể. Bởi vậy, củ giống chất lượng cao kháng bệnh là vấn đề hàng đầu
ảnh hưởng đến năng suất. Khắc phục tình trạng thiếu củ giống chất lượng là vấn đề
cấp thiết cần được đặt ra đối với nền sản xuất nông nghiệp của các nước này
(Nguyễn Thị Kim Thanh, 1998). Nghiên cứu, xây dựng hệ thống sản xuất giống
khoai tây sạch bệnh, chất lượng cao đang là biện pháp được ưu tiên, có tác động
trực tiếp đến việc cải thiện tình hình sản xuất khoai tây.
2.8. Tình hình sản suất khoai tây ở Việt Nam

Khoai tây được những người Pháp mang đến Việt Nam từ năm 1890. Nếu
như trước 1970, ở nước ta khoai tây chỉ được coi như một loại rau với diện tích
trồng rất nhỏ nước nhà, nó đã thực sự trở thành cây lương thực quan trọng, một
cây trồng lý thì ngày nay khoai tây đã có vị trí nhất định trong nền nơng nghiệp tưởng

7


trong các công thức luân canh vụ đông. Từ năm 1980, khoai tây được quan tâm và đã có
nhiều đề tài nghiên cứu cấp nhà nước. Trong khi lương thực lúa gạo và ngơ dồi dào thì
khoai tây được nghiên cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả.
Từ năm 1982 - 1996, Việt Nam đã nhập khoảng 220 giống khoai tây của
Liên Xơ cũ, Ba Lan, Hungary, Cộng hịa Dân chủ đức, Hà Lan... để khảo nghiệm.
Kết quả đã xác định và giới thiệu một số giống ra sản xuất như giống Việt-đức 1
(Kardia của đức), Việt-đức 2 (Mariella của đức), khoai Pháp (Ackersegen phục
tráng bằng invitro), giống Diamant, Nicola (Hà Lan). Những giống tiến bộ này
đã đưa vào sản xuất với diện tích 3.000-4.000 ha/năm; chúng có năng suất, chất
lượng cao, mã củ đẹp, có thể sử dụng để chế biến và xuất khẩu. Tuy nhiên, những
giống khoai tây này thối hóa nhanh do chúng mang gen Tuberosum (nguồn gốc ở
Chi Lê), thích hợp ở vùng ơn đới, ngày có 14 giờ chiếu sáng. đ ể có giống phù hợp
với điều kiện sinh thái Việt Nam, Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp đã hợp tác
với Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) tiến hành chương trình chọn tạo giống sử
dụng nguồn gen khoai tây của CIP, phối hợp giữa Tuberosum (ôn đới) với gen
Andigena (nhiệt đới); (gen Andigena có nguồn gốc ở Peru và các nước lân cận). Từ
năm 1982 đến 2001, Viện đã tiếp nhận 190 tổ hợp lai, đã tạo ra hàng chục vạn con
lai để chọn lọc và đã chọn được những giống khoai tây mới: VC38,6, KT2, KT3,
giống khoai tây hạt lai Hồng Hà 2, Hồng Hà 7, ... đưa vào sản xuất.Một số giống
khoai tây có nguồn gốc nhiệt đới như giống DT02, LT7, B71.240.2, năng suất có thể
đạt 10-12 tấn/ha.
Mức cung về khoai tây ở nước ta năm 2002 – 2003 là 521.036 tấn, trong

đó sản xuất trong nước chiếm 81% và 19% phải nhập khẩu. Mặc dù cho đến nay, sản
lượng khoai tây cả nước đã đạt khoảng 25.000 – 40.000 tấn/năm, ở nhiều vùng đã đạt
năng suất trung bình 20 – 27 tấn/ha nhưng Việt Nam vẫn tiếp tục là nước nhập khẩu
khoai tây vì: cầu về khoai tây khơng ngừng tăng, vượt so với cung và lượng khoai
tây trong nước chỉ sẵn có trong vịng 6 tháng trong năm, trong khi đó nhu cầu địi hỏi
phải có khoai tây quanh năm.
Hiện nay, nhu cầu thị trường ngày càng tăng và áp dụng tiến bộ kĩ thuật trong
sản xuất nên khoai tây đã thực sự được chú trọng phát triển. Cả nước hiện cịn
khoảng 200.000 ha đất có thể trồng được khoai ở các vùng như: đồng bằng

8


Sơng Hồng, miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên với tiềm năng năng
suất tối đa có thể đạt 40 tấn/ha. Với những thuận lợi trên, khoai tây giống trong
nước ta sẽ hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường trong nước và chúng ta rất có khả năng
xuất khẩu khoai tây.
Theo số liệu phân tích giai đoạn 2006 – 2011 của Cục trồng trọt – bộ Nông
nghiệp cho thấy: diện tích khoai tây hàng năm dao động trung bình khoảng
25.000 ha nhưng năng suất đã được cải thiện, dao động từ 13 – 14 tấn/ha với tổng
sản lượng hàng năm đạt gần 300.000 tấn. Trong đó vùng đồng bằng sơng Hồng có
diện tích đứng đầu tồn miền (chiếm 64 – 89%), vùng trung du miền núi phía
Bắc có diện tích đứng vị trí thứ hai (chiếm 10,8 – 27,2%), vùng Bắc trung bộ
chiếm diện tích khơng đáng kể (0,1 – 9,1%). đ ể cải thiện năng suất, sản lượng và
chất lượng khoai tây chúng ta đã sử dụng những giống khoai tây mới có tiềm năng
năng suất cao, giống sạch bệnh, kết hợp với biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến đã
là những yếu tố quan trọng để tạo ra bước đột phá trong ngành trồng trọt khoai
tây. Tuy nhiên năng suất khoai tây luôn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: giống
và chất lượng giống, thời vụ, đất đai, canh tác, bệnh hại...trong đó bệnh sương mai
gây ảnh hưởng không nhỏ tới năng suất cây khoai tây.

2.9. Thời vụ trồng khoai tây ở Việt Nam
Nếu trồng muộn hơn khoai tây sẽ gặp rét ngay lúc mới mọc, phát triển chậm
nên cho năng suất thấp.
Theo Vũ Thị Bích Dẫn và cộng sự (1995), vụ đông sớm ở đồng bằng Bắc Bộ
thường được bố trí từ trung tuần tháng 9 đến trung tuần tháng 10.
Thời vụ này thường gặp điều kiện thời tiết khí hậu bất thuận như lượng mưa
lớn và nhiệt độ cao. Mặt khác, khoai tây trồng ở Việt Nam có thời gian xuất hiện củ rất
ngắn, chỉ khoảng 35 – 40 ngày trồng, đặc biệt với các giống ngắn ngày, mầm già sinh lý
củ xuất hiện sớm và thời gian sinh trưởng ngắn nên năng suất khơng cao.
Ở vùng nam khu IV cũ, khoai tây có thể trồng muộn hơn, tức là vào trung
tuần tháng 11 vì ở vùng này mùa mưa kết thúc muộn hơn. Cịn vùng núi khí hậu ơn
hịa như Sapa, đ à Lạt có thể trồng được quanh năm.
Nghiên cứu của đào Mạnh Hùng (1996) cho thấy, khoai tây vụ xuân thường
được trồng từ hạ tuần tháng 12 đến thượng tuần tháng giêng, thu hoạch trung

9


tuần tháng 4. Tháng 12 nhiệt độ trung bình là 18,1oC, tháng giêng lạnh nhất trong
năm nhưng cũng đạt 16,1oC nên ảnh hưởng không nhiều đến sinh trưởng khoai tây
giai đoạn đầu. Lượng mưa đầu vụ khoai xuân rất thấp, tăng dần vào tháng 2 và
tháng 3, tăng nhanh vào cuối tháng 4, vì vậy cần đảm bảo đủ ấm thời kỳ đầu cho
khoai tây mọc mầm và phát triển nhanh, cuối vụ cần tiêu úng triệt để nhằm đảm bảo
chất lượng củ.
Như vậy, thời vụ là một yếu tố ảnh hưởng mang tính chất quyết định đến sự
thành cơng trong sản xuất khoai tây. Các nhà nghiên cứu khoai tây cho rằng thời vụ
thích hợp để trồng khoai tây bắt đầu từ giữa tháng 10 đến tháng 11, khi đó nhiệt độ
giao động từ 17 – 25oC là điều kiện thuận lợi nhất cho việc trồng khoai tây.
2.10. Một số nghiên cứu về khoai tây
2.10.1. Một số nghiên cứu về sâu bệnh hại trên khoai tây

Đ ể hạn chế thiệt hại do sâu bệnh ở mức thấp nhất, việc cung ứng khoai tây
sạch bệnh phải được coi trọng hàng đầu. Ở châu Âu, Pháp, Hà Lan đang áp dụng
phương pháp chọn lọc dòng và xây dựng hệ thống sản xuất giống từ in- vitro. Cuba
áp dụng phương pháp chọn lọc quần thể, Hàn Quốc, áp dụng phương pháp invitro và công nghệ thuỷ canh (Lê Hưng Quốc, 2006). Ở Việt Nam Viện Công nghệ
sinh học nông nghiệp, trường đại học Nông Nghiệp I mới xây dựng hệ thống sản
xuất giống khoai tây sạch bệnh từ sản xuất cây in-vitro đến sản xuất giống xác nhận
(Nguyễn Quang Thạch và cs, 2006).
Một trong những điều kiện quan trọng để sản xuất ra củ giống sạch bệnh
là phải tìm ra vùng cách ly với nguồn bệnh cũng như môi giới truyền bệnh. Nhân
các giống mới trong điều kiện khơng có vùng cách ly đã làm lơ giống bị nhiễm
bệnh và thối hóa nhanh chóng (Nguyễn Văn Viết, 1987, 1992). đ ể tạo ra vùng
cách ly, nhiều nước đã thành lập các Trung tâm nhân giống tại các vùng cách xa
khu vực trồng khoai hàng chục km. đ ố i với hệ thống nhân giống đơn giản một số
tác giả cho rằng vùng cách ly ít nhất là 100m và tốt nhất là 2000m.
Ở Việt Nam, giai đoạn 1985 – 1989 sản xuất khoai tây giống sạch bệnh bằng
phương pháp chọn lọc vệ sinh trên vùng cách ly địa hình đã đạt năng suất cao 21 tấn/ha
với 50 ha thực nghiệm và 16 tấn/ha với 600 ha thực nghiệm (Vũ Triệu Mân, 1990). Tổ
chức nhân và chọn lọc các giống mới ở khu tập trung cách ly kết hợp với chọn lọc vệ

10


sinh quần thể để loại thải cây bệnh, hạn chế mức độ nhiễm bệnh (11,56% so với 28,57%)
cho phép sản xuất khoai tây giống có chất lượng tốt với khối lượng lớn, năng suất
khoai tây thương phẩm tăng 31,52% (Nguyễn Văn Viết, 1992).
Biện pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng (meristem) có thể tạo cây hồn tồn sạch
bệnh. Nếu cây sạch bệnh được trồng liên tiếp ở môi trường không cách ly thì khoai
tây bị nhiễm virus rất nhanh. Khoai tây sạch bệnh nhập nội chỉ sau 1 vụ trồng, tùy từng
giống mà tỷ lệ nhiễm virus biến động từ 1 – 10%. Ngoài ra tốc độ tái nhiễm cao, hệ số
nhân giống thấp (Trương Công Tuyện, 1999).

Trồng khoai tây bằng hạt cũng là biện pháp hạn chế sự lan truyền bệnh virus.
Hầu hết các loại bệnh, đặc biệt là bệnh nguy hiểm không truyền qua hạt khoai tây.
Các triệu chứng bệnh trên cây thực sinh chủ yếu là khảm lá và nhăn lá nhọn, đến đời
vơ tính 1 mới xuất hiện triệu chứng như khảm nặng, cuốn lá và xoắn lùn. Mức độ
nhiễm bệnh của khoai tây trồng bằng hạt thấp hơn nhiều so với trồng bằng củ vơ
tính. Ở đời thực sinh tỷ lệ bệnh 6,06 – 8,38%, đời vơ tính 15,7 – 18,76%. Tốt nhất
chỉ nên dùng củ giống từ hạt lai để trồng một chu kỳ ngắn là 2 – 3 vụ (Nguyễn Văn
Viết và cs, 1998).
Tuổi sinh lý của củ cũng tác động rõ đến hạn chế bệnh khoai tây, thu hoạch sớm
(70 -80 ngày sau trồng) nguồn bệnh từ thân lá chưa kịp lan truyền xuống củ giống để
gây thối củ trong kho. Nếu sử dụng phân hữu cơ tươi còn tàng trữ nguồn bệnh và trong
những điều kiện nhất định bệnh sẽ phát triển và truyền vào củ ngoài đồng và gây thối củ
trong kho (Nguyễn Văn Viết và cs, 1998).
Nguyễn Văn Viết và cs (1998) đề xuất phương án phòng trừ tổng hợp sâu bệnh
hại khoai tây hạt lai theo các bước sau: Chọn vùng trồng khoai tây thuần và tập trung có
luân canh với 2 vụ lúa nước để sản xuất củ giống Go. Không trồng khoai tây lẫn với
các cây vụ đông khác. Nên trồng khoai tây đúng thời vụ và đồng loạt, tưới giữ ẩm
thường xuyên, bón phân chăm sóc kịp thời. Phát hiện sâu bệnh kịp thời, sâu xám có
thể bắt bằng tay vào buổi sáng, khi xuất hiện nhện trắng phun thuốc Kenthan hoặc
Danitol. đối với bọ trĩ sử dụng Bassa, Trebon phun từ 1 – 2 lần, mỗi lần cách nhau 5
ngày, phun đồng loạt cả cây trồng khác.
Củ giống bị thối hố khơng sạch bệnh và già sinh lý: Thời gian bảo quản
giống ở Việt nam rất dài (từ tháng 1 đến tháng 9). Giống phải bảo quản lâu trong

11


thời gian nhiệt độ cao nên củ giống bị già hóa nhanh. Trồng củ trẻ sinh lý năng
suất cao hơn 40% so với trồng củ già (Trương Văn Hộ và cs, 1990). Mặt khác
hầu hết các giống khoai tây trồng trên đồng ruộng đều bị nhiễm virus với tốc độ

tăng dần làm cho giống bị thối hóa, năng suất và chất lượng giảm sút (Lê Hưng
Quốc, 2006).
Điều kiện khí hậu ở Việt Nam ít thuận lợi cho khoai tây sinh trưởng, phát
triển: Nhiệt độ cao, ngày ngắn và nhiều điều kiện khí hậu khơng thích hợp khác nữa nên
khoảng cách giữa năng suất thực tế với tiềm năng năng suất là rất lớn (chỉ bằng 10%) và
thời vụ gieo trồng ngắn, chỉ trồng được 1 đến 2 vụ/năm. Thời vụ gieo trồng ngắn khơng
chỉ trồng được ít vụ mà năng suất câytrồng cũng không cao.
Những giống khoai tây nhập nội thường có thời gian sinh trưởng dài (150 –
190 ngày), khi trồng ở Việt Nam thời gian sinh trưởng bị rút ngắn, chỉ khoảng 85 –
115 ngày (Nguyễn Văn Thắng, Bùi Thị Mỳ, 1996). Thời gian sinh trưởng ngắn là
yếu tố bất lợi, hạn chế nhiều đến năng suất và phẩm chất khoai tây (Trương văn Hộ
và cs, 1990).
2.10.2. Nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh sương mai
Một số loài Solanum dại và trồng đã được kiểm tra khả năng kháng bệnh
sương mai và do đó được sử dụng để lập bản đồ di truyền của gen R / QTLs. Một
loạt các gen R có trong các lồi hoang dại bao gồm R1- R11 từ S. demissum;
RB/Rpi-blb1, Rpi - blb2, Rpi - blb3, Rpi - bt1 và Rpi - abpt từ S. bulbocastanum;
Rpi - bst1 từ S. brachistotrichum; Rpi - edn1.1 từ S. edinense; Rpi - hjt1.1, Rpi hjt1.2 và Rpi - hjt1.3 từ S. hjertingii ; Rpi - mcd1 từ S. microdontum; Rpi snk1.1 và Rpi - snk1.2 từ S. schenckii; Rpi - veR1 từ S. verrucosum; Rpi - pnt1 từ
S. pinnatisectum; Rpi - sto1 và Rpi - sto2 từ S. stoloniferum; Rpi - pta1 từ S.
papita; Rpi - plt1 từ S. polytrichon; Rpi - mcq1 từ S. mochiquense; Rpi - phu1 từ S.
phureja; Rpi - vnt1.1, Rpi - vnt1.2 , Rpi - vnt1.3 từ S. venturii ; Rpi - dlc1 từ S.
dulcamara; Rpi - ber1 và Rpi - ber2 từ S. berthaultii; Rpi - avl1 từ S. avilesi; Rpi cap1 từ S. capsicibaccatum và Rpi - qum1 từ S. circaeifolium spp. quimense.
Loài S. demissum của Mexico mang gen kháng bệnh sương mai là nguồn
cung cấp 11 gen trội R (R1-R11) đã được lai với loài khoai tây trồng là S. tuberosum
trong những năm 1950 và 1960 để tạo giống kháng (Bradshaw và Ramsay. 2005).

12


đâ y là nguồn gen kháng tiềm năng với tác nhân gây bệnh phục vụ công tác chọn tạo

giống cây trồng.
Nghiên cứu của đào Mạnh Hùng và CTV (1995), trên các giống Ba Lan,
giống Hồng Lan bị bệnh sương mai phá hại nặng, giống HP1, HP5 có khả năng
chịu bệnh khá lớn. Theo Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự (1982) các giống nhập nội
từ châu Âu như: Hungari, Bungari, Liên Xô cũ thường bị nặng và tốc độ phát triển
bệnh cũng khá nhanh, một số giống khoai tây đứ c nhập nội như: Cardia, Mariella,
giống khoai tây Pháp, giống Thường Tín… đều là những giống nhiễm bệnh nặng.
2.11. Bệnh sương mai ở khoai tây
Bệnh sương mai khoai tây do nấm Phytophthora infestans là một trong những
bệnh được nghiên cứu nhiều nhất, lịch sử nghiên cứu lâu dài nhất, tuy vậy đây vẫn là
một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trong lịch sử nhân loại.
Bệnh sương mai khoai tây lần đầu tiên ghi nhận tại Mexico, đây cũng được
coi là trung tâm đa dạng sinh học của nấm sương mai. Triệu chứng bệnh được mô tả
chi tiết năm 1845 trên cây khoai tây, trên cây cà chua bệnh được mô tả vào năm
1847. Bệnh được xác định nguyên nhân là do nấm Phytophthora infestans.
Sự phát tán của bệnh được chia làm hai giai đoạn giữa thế kỉ 19 và giai đoạn thế
kỉ 20 cho đến nay. Giai đoạn giữa thế kỉ 19, lúc này khoai tây bắt đầu xuất hiện và
được phổ biến rộng rãi trên các nước Bắc Mỹ và châu Âu. Cùng với sự phổ biến
của khoai tây, nấm sương mai cũng phát tán ra các vùng trồng, đầu tiên là Mỹ theo
nguồn bệnh trên khoai tây dại, sau đó từ Mỹ lan sang châu Âu theo đường củ giống.
Giai đoạn thứ 2 vào thế kỉ 20, lúc này do tồn cầu hóa về thương mại cũng như vận
chuyển hàng hóa, bệnh sương mai theo củ khoai tây phát tán ra hầu như tất cả các
vùng có xuất hiện cây khoai tây và cà chua. Bệnh hại nặng có thể mất mùa và dẫn tới
nạn đói như ở Ireland năm 1845 - 1846 và ở đức năm 1919. Bệnh sương mai có thể
coi là một trong những căn bệnh có sức tàn phá lớn nhất trong lịch sử con người.
*Phạm vi phân bố
Bệnh phân bố ở hầu hết các nước trên thế giới nơi có điều kiện lạnh đủ để
trồng khoai tây. Theo thống kê của CABI (1982) nấm Phytophthora infestans
đã xuất hiện trên hầu hết các châu lục. Tại châu Á bệnh xuất hiện tại 26 nước, trong

13


đó có những nước lân cận và láng giềng nước ta như Trung Quốc, Lào, Thái Lan,
Phillipin, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ấn độ… và bao gồm cả Việt Nam. Do tính chất
phức tạp của giai đoạn phát tán thứ 2 của nấm Phytophthora infestans không chỉ
chủng quần cũ mang chủng nấm A1 phát tán mà cả chủng quần mới A2 cũng phát
tán đi toàn thế giới, CABI năm 1996 cũng đưa ra thống kê các nước đã xuất hiện
chủng quần mới này. Theo kết quả trên chủng nấm A2 đã xuất hiện ở 26 nước và
vùng lãnh thổ trong đó châu Á có 5 nước là Ấn độ, Indonesia, Hàn Quốc, Nhật,
Israel. Quần thể ở Hàn Quốc, Nhật, Ấn đ ộ đã xuất hiện cả hai loại chủng nấm.
Theo những cơng bố mới đây có thể chủng nấm A2 đã xuất hiện ở một số tỉnh
phía nam Trung Quốc giáp với biên giới nước ta.
Ở nước ta bệnh phân bố trên hầu hết các vùng trồng khoai tây và cà chua.
Bệnh gây hại mạnh và quanh năm ở các vùng có khí hậu mát mẻ như Lâm đồng,
Lào Cai, gây hại vào vụ đông và đông xuân ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và Bắc
Trung Bộ nơi có mùa đơng lạnh.
*Triệu chứng
Bệnh gây hại tồn cây. đối với cà chua bệnh hại trên thân, lá, quả; khoai
tây bệnh hại trên thân, lá, củ. Triệu chứng của bệnh rất đa dạng tùy thuộc vào
điều kiện thời tiết.
Triệu chứng bệnh trên lá: vết bệnh ban đầu là những điểm nhỏ màu xanh
thẫm sau đó lan rộng ra có màu nâu thẫm, ranh giới giữa mô bệnh và mô khỏe không
rõ ràng. Bệnh thường xuất hiện đầu tiên ở mép chóp lá, sau đó lan rộng vào phiến lá
(Stevenson, 1993). Phần giữa vết bệnh hóa nâu đen do các đám mơ bị chết hóa nâu,
xung quanh vết bệnh thường có đám cành bào tử và bào tử phân sinh màu trắng.
Khi thời tiết ẩm ướt hoặc buổi sáng sớm có sương, các đám bào tử phân sinh
này dày và xốp tạo ra một lớp trắng như sương muối ở mặt dưới lá bệnh (Drenth và
cộng sự, 1996).

14


Hình 2: Triệu chứng sương mai: a) Triệu chứng trên lá,
b) Triệu chứng trên củ, c) Triệu chứng trên thân
Triệu chứng trên cuống lá, cành và thân cây cũng tương tự như những triệu
chứng trên lá. Những tổn thương trên thân và cuống lá điển hình là những vết đốm lớn
màu tối hoặc những vết đốm màu nâu, dẫn đến dễ gãy và cây bị chết( Stevenson,
1991). Khi điều kiện ẩm độ xuống thấp, vết bệnh chết tóp lại, khi độ ẩm cao, trên vết
bệnh có lớp cành bào tử và bào từ phân sinh trắng như sương muối bao phủ. Bệnh
làm cho thân cành bị thối, mềm, có mùi mốc.
Triệu chứng trên củ khoai tây: bắt đầu từ những vết đốm bóng nhờn, màu tối
trên bề mặt củ. Những vết đốm này có thể tăng kích thước bao phủ tồn bộ củ.
Dưới điều kiện mơi trường thuận lợi cho sự hình thành bào tử , hệ sợi trắng có thể
nhìn thấy được trên củ (Stevenson, 1991). Tiếp theo sự xâm nhiễm trên củ khoai tây
sương mai là bệnh thối nhũn dẫn đến hỏng toàn bộ củ (Watterson, 1986). Triệu
chứng bệnh sương mai có thể nhầm lẫn với một số bệnh thối củ do vi khuẩn vì có
chung các đặc điểm như có vết màu nâu lõm xuống. Tuy vậy khi cắt ngang củ sẽ
thấy các mơ bệnh có màu nâu xám lan rộng vào phía trong, đơi khi cịn ăn sâu vào
trong lõi củ. Các củ bị bệnh hoặc các lát củ này khi đặt ở nhiệt độ dưới 200C và ẩm
độ bão hịa có thể quan sát thấy một lớp nấm trắng và cành bào tử phân sinh cũng
như bào tử phân sinh trên bề mặt của củ (Vũ Triệu Mân, Lê Lương Tề, 2001).
Bệnh lan truyền trong cây có thể từ lá tới thân rồi quả, củ. Nhưng cũng có thể lan

15


truyền từ củ, hạt nhiễm bệnh lên hệ thân, lá. Khi bệnh xuất hiện nếu gặp điều kiện thời
tiết phù hợp như nhiệt độ dưới 200C, ẩm độ cao trên 80% cây sẽ nhanh chóng tàn lụi
có thể gây thành dịch làm giảm năng suất nghiêm trọng.

*Tác nhân gây bệnh và các đặc điểm sinh học của chúng
Theo Anton de Bary và Montagne (1845), bệnh sương mai cà chua, khoai
tây do nấm Phytophthora infestans thuộc lớp nấm trứng (Oomycetes), bộ nấm
sương mai (Peronosporales) gây ra.
Nấm có cấu tạo dạng sợi đơn bào. Sinh sản theo hai phương thức vơ tính và
hữu tính.

Hình 3. a) Bào tử phân sinh của nấm Phytophthora infestant,
b) Bào tử phân sinh nảy mầm trực tiếp tạo ra bào tử động
Phương thức sinh sản vơ tính: nấm tạo ra cành bào tử phân sinh và bào tử
phân sinh lộ ra trên bề mặt vết bệnh, đặc biệt là mặt dưới lá bệnh. Bệnh sương mai
qua đông khi nấm tồn tại trên tàn dư thực vật, trên những ký chủ tự nhiên. Dưới điều
kiện môi trường thuận lợi cho sự sinh bào tử, hệ sợi sản sinh ra các cành bào tử
nhánh kéo dài 200µm trên bề mặt lá (Carlile, Watkinson, 1994). Cành bào tử
không màu, chia nhiều nhánh cấp 1 so le với nhau, trên mỗi đỉnh nhánh có nhiều
chỗ phình lồi lõm, đây là đặc điểm riêng biệt của cành bào tử nấm P.infestans so
với các nấm Phytophthora khác.
Tại đầu cành bào tử, bào tử hình quả chanh n, có núm được tạo ra. Các
bào tử này có kích thước khoảng 29x19µm đến 36x22µm( Erwin, Ribeiro,
1996). Bào tử phát tán thơng qua gió và giọt nước bắn. Mỗi bọc bào tử có thể chứa

16


3-8 bào tử động được giải phóng khi phá vỡ thành bào tử (Agrios, 1997). Mỗi
bào tử động có 2 lông roi thuận lợi cho sự vận động trong môi trường có nước
(Lê Lương Tề, 2007).
Bào tử có 2 kiểu nảy mầm trực tiếp và gián tiếp. Nếu nhiệt độ môi trường
trong khoảng 20-240C 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 môi trường từ

12-180C trong điều kiện ẩm cao hoặc có giọt nước, bào tử phân sinh sẽ giải phóng
các du động bào tử (zoospore) có 2 roi.
Các du động bào tử này có khả năng chuyển động nhờ có giọt nước sẽ tìm tới các
lỗ khí khổng nảy mầm tạo ra các sợi nấm và xâm nhập vào cây kí chủ. Dù là phương
thức nảy mầm trực tiếp hay gián tiếp nhưng khi xâm nhập sợi nấm đều dùng phương
pháp cơ học là hình thành các vịi hút hình trụ hoặc hình cầu để xâm nhập vào mơ lá.
Nấm sương mai có chu kì phát triển hồn tồn với giai đoạn sinh sản vơ tính và
hữu tính. Sinh sản vơ tính bằng bào tử phân sinh (Croiser, 1934), dưới hai hình thức
nảy mầm trực tiếp và gián tiếp nảy mầm thơng qua bào tử động (hình thành trong
điều kiện lạnh, có giọt nước). Nấm sương mai có 2 chủng nấm A1, A2 và một
dạng hữu tính. Sinh sản hữu tính phần lớn xảy ra ở các vùng lạnh ẩm, phải có đủ
cả 2 chủng nấm A1, A2 hoặc có dạng hữu tính lúc này sẽ sinh ra bào tử trứng. Bào
tử trứng được hình thành khi có sự kết hợ giữa A1 và A2 ở cạnh nhau, cơ quan
sinh sản trên sợi nấm là bao trứng (Oogonium), và bao đực (Antheridium). Sau
khi phối giao nhân của bao đực dồn sang bao trứng thụ tinh hình thành bào tử trứng
lưỡng bội (Oospore) với kích thước khoảng 31 x 50 µm (Erwin và Ribeico, 1996).
Khi ở vùng khí hậu khơng thuận lợi cho sự hình thành bào tử trứng hoặc chỉ có 1
trong 2 chủng nấm thì nấm sương mai chỉ sinh sản theo kiểu vơ tính. Xem hình 3.

17