Luận văn : Bước đầu đánh giá mức độ đa dạng di truyền của quần thể điều (Anacardium occidental L.) tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bằng kỹ thuật RAPD và AFLP part 1 ppt

1
Chƣơng 1
GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, cây điều (Anacardium occidental L.) đã và đang trở
thành một cây công nghiệp mạnh, có giá trị kinh tế – xã hội cao của nước ta. Hằng
năm, doanh thu từ cây điều đem về cho nước ta hàng trăm triệu USD, trở thành nước
xuất khẩu nhân điều đứng thứ 2 thế giới, vượt qua Ấn Độ, chỉ đứng sau Brazil [4]. Bên
cạnh đó, việc canh tác cây điều còn giúp nước ta giải quyết được những vấn đề xã hội
khác như: phủ xanh đất trống đồi trọc, giải quyết việc làm, đem lại thu nhập ổn định
cho người nông dân ở những vùng đất khô cằn, bạc màu,…Nước ta nằm trong vùng
có khí hậu thuận lợi và có diện tích lớn đất phù hợp cho sự phát triển của cây điều, vì
vậy chúng ta có tiềm năng lớn để phát triển mạnh cây điều.
Tuy nhiên tình hình canh tác cây điều của nước ta nói chung và của tỉnh Bà Rịa –
Vũng Tàu nói riêng không đạt tương xứng như tiềm năng, do đó năng suất bình quân
còn thấp, không đồng đều và không ổn định cả về chất lượng và sản lượng, bắt nguồn
từ việc phát triển cây điều một cách tự phát, không được đầu tư nghiên cứu nghiêm
túc, đặc biệt là những nghiên cứu về các giống điều và kỹ thuật canh tác. Để có thể đề
ra một chiến lược toàn diện phát triển cây điều, điều qua trọng là cần phải đầu tư cho
công tác lai tạo, bảo tồn và phổ biến những giống điều có chất lượng vượt trội so với
những giống hiện có. Muốn vậy trước hết phải đánh giá được mức độ đa dạng di
truyền của quần thể cây điều hiện có. Xuất phát từ yêu cầu đó, được sự phân công của
Bộ môn Công Nghệ Sinh Học–Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM, dưới sự hướng
dẫn của thầy TS. Bùi Minh Trí, chúng tôi thực hiện đề tài: “Bƣớc đầu đánh giá mức
độ đa dạng di truyền của quần thể điều (Anacardium occidental L.) tại tỉnh Bà
Rịa – Vũng Tàu bằng kỹ thuật RAPD và AFLP”.

2
1.2. Mục tiêu và yêu cầu
1.2.1. Mục tiêu
 Thông qua kỹ thuật RAPD đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền và
nhận diện chỉ thị phân tử của quần thể điều tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
 Xây dựng quy trình tiến hành kỹ thuật AFLP trên cây điều, làm cơ sở cho
việc áp dụng kỹ thuật AFLP vào những nghiên cứu sâu rộng hơn về tính đa dạng di
truyền và nhận diện chỉ thị phân tử trên cây điều cũng như trên những đối tượng
nghiên cứu khác sau này.
1.2.2. Yêu cầu
 Thu thập được mẫu lá của những cây điều có những đặc điểm nổi bật và
điển hình dựa trên kiểu hình như: khả năng chịu hạn tốt hay không tốt, năng suất và
chất lượng hạt cao hay thấp, có tính đề kháng với sâu bệnh cao hay thấp, ra hoa sớm
hay muộn,…
 Ly trích DNA có chất lượng tốt từ các mẫu lá thu được (được bảo quản
lạnh) làm nguyên liệu cho kỹ thuật RAPD và AFLP.
 Thực hiện thành công kỹ thuật RAPD từ đó đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng
di truyền quần thể điều tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, đồng thời nhận diện một số đoạn
DNA có thể được sử dụng như những chỉ thị phân tử liên quan đến những tính trạng
đáng quan tâm.
 Thực hiện kỹ thuật AFLP trên một số mẫu DNA có chất lượng tốt, từ đó
lựa chọn ra một vài tổ hợp primer nhân bản chọn lọc thích hợp cho việc áp dụng kỹ
thuật AFLP trên cây điều.
1.3. Hạn chế của đề tài
 Những nghiên cứu phân loại giống điều tại Việt Nam chưa được thiết lập,
đồng thời khó có khả năng nhận diện giống trong thực tế tại vườn nông hộ nên chỉ

thực hiện lấy mẫu những cây điều có đặc điểm nổi bật và điển hình, không dựa trên
đặc điểm phân loại giống.
 Không có đủ điều kiện để thu thập lượng mẫu lớn.



3
 Không có đủ điều kiện để thực hiện phản ứng PCR – RAPD với nhiều
primer và tìm ra quy trình PCR – RAPD tối ưu.
 Không có điều kiện để tiến hành kỹ thuật AFLP trên nhiều mẫu và với
nhiều tổ hợp primer do chi phí thực hiện quá cao.

4
Chƣơng 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu chung về cây điều
2.1.1. Nguồn gốc cây điều
Cây điều có tên khoa học là Anacardium occidentale L.
Cây điều có nguồn gốc ở Brazil. Người Bồ Đào Nha là những người đầu tiên
mang cây điều từ Brazil sang trồng ở châu Á và châu Phi trong công cuộc mở rộng
thuộc địa của họ. Điều kiện tự nhiên ở châu Á phù hợp cho sự phát triển của cây điều.
Ngày nay cây điều trải rộng trong ranh giới vĩ tuyến 25
o
Bắc và 25
o
Nam. Trước
kia, cây điều được trồng chủ yếu để che phủ đất, chống xói mòn,…Mãi đến tận đầu thế
kỷ 20 nhân điều mới thực sự trở thành nông sản có giá trị trên toàn thế giới [2][3].
2.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây điều
Cây điều là loài cây thân mộc vùng nhiệt đới, sống lâu năm (đến khoảng 30 – 40
năm hay cao hơn), chịu hạn tốt, có thể sinh trưởng và phát triển ở những vùng đất khô
cằn, bạc màu mà những cây lương thực khác khó có thể sống nổi.
2.1.2.1. Thân và cành cây
Thân thường cao khoảng 6 – 8 m, những nơi đất tốt có thể đến 10 – 12 m,
đường kính vòng thân có thể đạt 40 – 50 cm. Chiều cao thân cây có liên hệ mật thiết
với mật độ trồng. Nếu trồng với mật độ dày, thân cây tăng trưởng chiều cao mạnh

nhưng cành nhánh nhỏ và ngắn, lá thưa thớt, không thể cho nhiều hoa và trái. Thông
thường khoảng cách trồng phổ biến khoảng 8 – 10 m.
Tán cây điều rộng, trung bình khoảng 10 m, có khi đạt 20 m [2].
2.1.2.2. Hệ rễ
Cây điều có rễ cọc và rễ ngang. Ở những vùng đất khô, mạch nước ngầm thấp,
rễ cọc đâm xuống sâu để hút nước, do đó cây điều có khả năng chịu hạn cao và vững



5
chắc. Rễ cọc cây điều trên 5 tuổi có thể sâu khoảng 5 m. Hệ thống rễ ngang mọc cách
mặt đất khoảng 12 cm.
2.1.2.3. Lá
Lá cây điều thuộc loại lá đơn, nguyên. Lá thường có dạng thuôn hay hình
trứng, đuôi lá thường hơi tròn. Lá non có màu xanh hay đỏ tía tùy giống, khi già có
màu xanh thẫm. Theo Rao và Hassan (1957), thời gian trung bình từ khi ra lá non đến
lá trưởng thành khoảng 20 ngày [3].
2.1.2.4. Hoa và quả điều
Hoa điều nhỏ, đài hợp, có năm cánh rời. Khi mới nở cánh hoa có màu trắng
hay vàng có sọc đỏ, sau đó chuyển thành màu hồng sẫm. Hoa điều có hai loại: hoa đực
và hoa lưỡng tính. Hoa đực gồm toàn nhị đực, hoa lưỡng tính có khoảng 8 – 12 nhị
đực và có một nhụy cái ở chính giữa. Nhụy cái gồm một bầu noãn nằm dưới một vòi
dài (dài và mập hơn nhị đực). Theo Copeland (1961), trong bầu noãn chứa một noãn
duy nhất, nếu được thụ tinh sẽ phát triển thành hạt điều [2].
Hoa điều mọc thành từng chùm có từ vài chục đến 1 – 2 trăm hoa, gồm cả hoa
đực và hoa lưỡng tính, trong đó hoa đực chiếm tỉ lệ cao, còn hoa lưỡng tính dao động
từ 0 – 30 % tổng số hoa trong chùm. Số hoa lưỡng tính đậu quả tới chín cho thu hoạch
khoảng 10 %. Những chùm hoa của đầu và cuối vụ thường nhiều hoa đực, những
chùm hoa chính vụ có tỉ lệ hoa lưỡng tính cao. Tỉ lệ hoa lưỡng tính còn tùy thuộc vào
từng cây khác nhau trong vườn. Bình quân tỉ lệ hoa lưỡng tính trong chùm khoảng

12 – 15 % [3].
Mùa hoa điều nở là mùa khô. Hoa điều thường nở từ tháng 11 kéo dài đến tận
tháng 3 năm sau, tuy nhiên hoa nở rộ ở tháng 1 – tháng 2. Sự nở hoa có liên hệ mật
thiết với nhiệt độ môi trường. Có sự chênh lệch về thời điểm nở hoa, ngay cả với
những hoa cùng chùm. Hoa điều nở từ sáng sớm tới trưa, sau đó bắt đầu héo. Sau khi
thụ phấn xong, quá trình thụ tinh bắt đầu: hạt phấn nảy nầm trên đầu núm nhụy cái đưa
các tinh tử xuyên qua vòi nhụy vào bầu noãn để thụ tinh cho tế bào trứng. Thụ tinh
xong bắt đầu quá trình hình thành và phát triển của hạt điều. Quả điều thật là phần mà
ta hay gọi là hạt, phần gọi là quả thực ra do phần cuống phình to ra, gọi là quả giả. Hạt
điều bao giờ cũng phát triển trước và nhanh hơn quả giả ở gần cuống. Khi hạt điều



6
tăng trưởng đến kích thước tối đa, có sự hình thành đầy đủ các bộ phận, bước vào giai
đoạn chín lúc bấy giờ quả giả mới tăng trưởng mạnh [2].
Hạt điều có hình dạng giống quả thận, khi non có màu xanh, khi chín khô
chuyển qua màu nâu xám hoặc xám hồng. Hạt điều ở nước ta thường dài 2,6 – 3,1 cm,
dày 1,2 – 1,7 cm, nặng khoảng 3 – 7 g. Cấu tạo hạt điều gồm 3 phần rõ rệt:
 Phần vỏ cứng: chiếm khoảng 60 % – 70 % trọng lượng hạt điều, trong đó
phần dầu vỏ hạt chiếm 20 % – 22 % trọng lượng hạt.
 Phần giữa: là lớp vỏ lụa, lúc còn non đóng vai trò cung cấp chất dinh
dưỡng nuôi hạt, khi chín teo lại, chiếm khoảng 5 % trọng lượng hạt.
 Phần trong cùng: là nhân hạt điều, chính là phôi hạt có đầy đủ chồi mầm,
thân mầm và rễ mầm. Bộ phận có kích thước lớn của phôi là hai lá mầm có chứa nhiều
chất dinh dưỡng để nuôi cây mầm khi mới mọc [3].
 Sau khi thụ tinh xong không phải bất cứ hoa điều lưỡng tính nào cũng đều
phát triển thành quả giả và hạt cho đến khi chín. Có nhiều khi hạt và quả giả chưa kịp
chín đã rụng, gọi là hiện tượng rụng trái non. Tỉ lệ rụng trái non phụ thuộc vào từng
cây, từng vụ, do nhiều nguyên nhân khác nhau như: di truyền, thời tiết bất thường, sâu

bệnh, đất quá khô hoặc úng lầy, thiếu hụt chất dinh dưỡng nghiêm trọng.
Sau khi trồng khoảng 2 – 3 năm, cây điều bắt đầu ra hoa kết trái. Năng suất
giữa các cây trong cùng một vườn, giữa các năm, giữa các vườn điều với nhau thường
khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào giống, kỹ thuật trồng và thời tiết. Năng suất hạt điều
trung bình của nước ta khoảng 1,1 tấn/ha [4].
2.1.3. Đặc điểm sinh thái của cây điều
2.1.3.1. Khí hậu
Các yếu tố thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây điều :
 Chế đô mưa: Theo Ohler (1979), lượng mưa thích hợp giới hạn từ 1.000 –
2.000 mm/năm, có một mùa mưa tập trung, không đến sớm, sau đó là một mùa khô
kéo dài 4 – 6 tháng [2].



7
 Chế độ nhiệt: Thích hợp từ 20
o
C – 37
o
C, cực thuận ở 27
o
C [9]. Một điều
ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất hạt điều là do sương muối. Khi có nhiều sương muối
trùng với thời kỳ kết hạt non của cây, nhiều hạt non sẽ bị thối đen, năng suất giảm. Cây
điều nước ta thường bị ảnh hưởng nhiều bởi sương muối.
 Chế độ ánh sáng: Cây điều là cây ưa sáng hoàn toàn, thích hợp ở những
vùng mà độ dài ngày và đêm bằng nhau và bầu trời quang đãng. Số giờ nắng khoảng
2000 h/năm [3].
 Độ ẩm tương đối: Độ ẩm không khí thích hợp từ 65 % – 80 %.
2.1.3.2. Đất đai

Cây điều có thể mọc trên nhiều loại đất khác nhau (đất đỏ, đất cát, đất xám
phù sa cổ, đất sỏi đá,…), tuy nhiên muốn đạt năng suất cao đòi hỏi phải có tầng đất
mặt sâu, thành phần cơ giới nhẹ, thoát nước tốt, pH đất từ 4,5 – 6,5. Vườn trồng phải
được nhổ cỏ thường xuyên để cây phát triển tốt.
2.1.3.3. Mật độ trồng
Thông thường mật độ trồng thích hợp là 10 m x 10 m, ở mật độ này cây điều
phát triển tốt chiều cao và tán [3].
2.1.4. Giống điều và các phƣơng pháp nhân giống
Giống như các loại cây trồng từ hạt khác, cây điều có khả năng xảy ra thụ phấn
chéo cao và phát tán rộng, vì vậy quần thể cây điều có tính đa dạng di truyền cao.
Trong thực tế, ở Việt Nam có những giống điều chủ yếu như: PN1, MH4/5,
MH5/4, BO1 (là giống điều ghép cao sản). Bên cạnh đó còn những giống điều khác
chưa phân loại được [3]. Theo như kinh nghiệm của các nông dân, có 2 giống điều chủ
yếu là: điều Ấn Độ có tán rộng, đọt non màu đỏ và cho năng suất rất cao song hay bị
sâu hại trong khi điều Việt Nam có tán hẹp và đọt non màu xanh, năng suất không cao
bằng điều Ấn Độ song khả năng chống chịu sâu hại cao.
2.1.4.1 . Đặc điểm thực vật học của các giống điều
 Về hình dạng cây: Có cây thân cao và cây thân lùn. Giữa 2 dạng chính này
còn có nhiều dạng trung gian phong phú.



8
 Về màu sắc lá: Có giống có lá non màu nõn chuối và lá già màu xanh nhạt,
có giống có lá non từ màu hồng đến đỏ tía và lá già màu xanh đậm.
 Về hoa: Có giống hoa nở muộn, nở sớm chênh nhau 10 – 15 ngày, số lượng
hoa trong mỗi chùm cũng khác nhau (có giống mỗi chùm chỉ có vài chục hoa, có giống
lại có vài trăm hoa trên một chùm), tỉ lệ hoa đực/hoa lưỡng tính bình quân trong một
chùm cũng thay đổi tùy giống (có giống có tỉ lệ hoa lưỡng tính thấp chỉ khoảng 5 %
hay cũng có giống cao đến khoảng 30 %). Tỉ lệ hoa lưỡng tính sau khi nở và đậu thành

trái cũng khác nhau, có khi nhiều khoảng 6 – 10 trái, ít chỉ 1 – 3 trái.
 Về quả giả: Khác biệt ở màu sắc, hình dạng, kích cỡ, mùi vị quả giữa các
giống. Có giống quả màu đỏ, màu hồng, màu vàng, đỏ sọc xanh. Có giống quả tròn,
quả dài, quả to hay nhỏ. Có giống quả ngọt khi chín, có giống quả nhạt, khi ăn khé cổ
do có nhiều tananh trong nước quả.
 Về hạt và năng suất hạt: Khác biệt về hạt ở các đặc điểm như hình dạng,
kích thước, trọng lượng, tỉ lệ nhân. Có giống hạt tròn mẩy, có giống hạt lép. Có giống
hạt to và nặng, khi chín trọng lượng khô đạt đến 8 g/hạt (khoảng 127 – 132 hạt/kg), có
giống hạt nhỏ, chỉ đạt 3,5 g/hạt (gần 300 hạt/kg). Có giống tỉ lệ nhân đạt 20 % trọng
lượng hạt, cũng có giống đạt 30 % trọng lượng hạt.
2.1.4.2. Phƣơng pháp nhân giống cây điều
Các phương pháp nhân giống điều chủ yếu là chiết, ghép, gieo hạt, tuy nhiên
trong thực tế nông dân thường dùng phương pháp chọn cây điều mẹ tốt để lấy hạt làm
giống. Ngoài ra, hiện nay nông dân thường mua cây giống cao sản từ những công ty
giống.
2.1.5. Sản xuất điều trên thế giới
Từ một cây mọc hoang dại ở vùng Đông Bắc Brazil, ngày nay cây điều được
trồng ở nhiều nơi trên thế giới, chủ yếu ở những nước có nền nông nghiệp khá phát
triển hay những nước đang phát triển. Hiện nay có khoảng 50 nước trồng điều trên
toàn thế giới. Những nước sản xuất điều chủ yếu: Ấn Độ, Brazil, Việt Nam, Guinea-
Bissau, Ivory Coast, Benin, Nigeria, Mozambique, Tanzania,…




9
Bảng2.1. Sản xuất nhân hạt điều của thế giới niên vụ 1997 và 2000 – 2001.
ĐVT: tấn
Nƣớc/khu vực
1997

2000 – 2001
Ấn Độ
Brazil
Việt Nam
Tanzania
Nigieria
Mozambique
Indonesia
Guinea-Bissau
Benin
Các nuớc châu Phi nói tiếng Pháp
Các nước khác
350.000
180.000
110.000
80.000
40.000
30.000
30.000
-
-
-
80.000
425.000
200.000
140.000
150.000
30.000
20.000
30.000

45.000
20.000
70.000
70.000
Cộng
900.000
1.200.000
Nguồn:[4].
Ngoài nhân điều là sản phẩm chính có giá trị kinh tế cao còn có dầu hạt điều
(CNSL – Cashew nut shell liquid) – một sản phẩm tạo ra trong quá trình chế biến hạt
điều lấy nhân xuất khẩu, chiếm khoảng 18 – 23 % trọng lượng hạt điều, có thành phần
chính là acid anacardic và cardol. CNSL là một sản phẩm nguyên liệu đa năng, dùng
cho công nghiệp hóa chất, chế tạo bố thắng, lớp phủ cho các bộ ly hợp, chế tạo các loại
sơn,vecni, các loại nhựa,…Những nước sản xuất CNSL chủ yếu là Brazil, Ấn Độ,
Mozambique, Tanzania,… Ngoài ra trái điều còn dùng làm nguyên liệu trong công
nghiệp chế biến nước giải khát khá phát triển ở một số nước (Brazil, Ấn Độ,…). Gỗ
điều dùng trong các ngành đồ gỗ mỹ nghệ và nội thất gia đình. Bên cạnh đó, cây điều
còn có một số tác dụng chữa bệnh được một số nước sử dụng như: giảm đau, lợi tiểu,
điều trị hen suyễn (Brazil), thuốc sát trùng (Peru),…[3].



10
2.1.6. Sản xuất điều ở Việt Nam
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, có khí hậu thuận lợi cho cây điều
phát triển. Cây điều có thể đã được đưa vào nước ta từ thế kỷ 18 hay sớm hơn
(Johnson, 1973) [2], nhưng mãi đến đầu những năm 1975, cây điều mới được trồng
phổ biến để phủ xanh đất trống đồi trọc do bom đạn chiến tranh. Cho đến cuối thập kỷ
80 của thế kỷ 20 chúng ta mới bắt đầu xuất khẩu nhân điều [3]. Kể từ mốc thời gian đó
đến nay, phát triển cây điều không phải lúc nào cũng thuận lợi, có những lúc người

nông dân trồng điều đã phải chặt bỏ hết cả vườn điều để trồng tiêu, cà phê,… do giá
điều quá thấp và mất mùa liên tục. Tuy nhiên hiện nay ngành trồng điều đã và đang
phát triển mạnh, đạt được những thành tựu đáng ghi nhận. Năm 2004, cả nước có hơn
400.000 ha diện tích trồng điều, là năm cho sản lượng cao nhất của ngành điều từ
trước đến nay, đã xuất khẩu được 107.000 tấn nhân điều, tăng 25 % so với năm 2003,
giá trị kim ngạch xuất khẩu đạt 425 triệu USD, tăng 40 % so với năm 2003, trong đó
thị trường Mỹ chiếm 41 %, Trung Quốc 20 %, Úc 10 %, còn lại là các thị trường khác.
Năm 2004, Việt Nam chính thức trở thành nước xuất khẩu hạt điều đứng hàng thứ 2
thế giới, vượt qua Ấn Độ, chỉ đứng sau Brazil. Năm 2005, chỉ tiêu của ngành điều là
sản xuất chế biến khoảng 450.000 tấn điều thô, xuất khẩu 110.000 tấn nhân điều, giá
trị kim ngạch xuất khẩu đạt từ 430 – 450 triệu USD, phấn đấu hoàn thành kế hoạch
trồng mới 50.000 ha điều cao sản và đến năm 2010, toàn bộ diện tích điều trên cả nước
sẽ được thay bằng giống cao sản [4].