Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nhằm nâng cao hàm lượng artemisinin ở cây thanh hao hoa vàng bằng phương pháp chiếu xạ gây đột biến

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
………… o0o…………



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC





Tên đề tài:
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nhằm nâng cao hàm lượng
Artemisinin ở cây thanh hao hoa vàng bằng phương pháp
chiếu xạ gây đột biến




Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số : 60 42 30
Năm bảo vệ : 2010
Học viên : Lê Trung Kiên
Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS Lê Huy Hàm
Ths. Đào Thanh Bằng

Hà Nội – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
………… o0o…………



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC





Tên đề tài:
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nhằm nâng cao hàm lượng
Artemisinin ở cây thanh hao hoa vàng bằng phương pháp
chiếu xạ gây đột biến

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số : 60 42 30
Năm bảo vệ : 2010
Học viên : Lê Trung Kiên
Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS Lê Huy Hàm
Ths. Đào Thanh Bằng





Hà Nội, 12/2010
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC


Trang
MỞ ĐẦU
1
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
3
I. NGUỒN GỐC, PHÂN BỐ VÀ ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC
3
1.1. Nguồn gốc, phân bố
3
1.2. Đặc điểm thực vật học.
4
1.2.1. Rễ cây Thanh hao

4
1.2.2. Thân cây Thanh hao
4
1.2.3. Lá cây Thanh hao
5
1.2.4. Hoa cây Thanh hao
5
1.2.5. Hạt cây Thanh hao
6
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY THANH HAO
7
2.1. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng Thanh hao
7
2.2. Nghiên cứu chọn giống Thanh hao
9
2.3. Nghiên cứu hàm lƣợng Artemisinin và động thái tích luỹ Artemisinin
trong cây Thanh hao
11
III. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ
THUẬT HẠT NHÂN TRONG CHỌN TẠO GIỐNG
13
3.1. Khái niệm đột biến và chọn giống đột biến.
13
3.2. Tình hình nghiên cứu chọn giống đột biến trên thế giới.
14
3.3. Tình hình nghiên cứu chọn giống đột biến trong nƣớc.
16
3.4. Phƣơng hƣớng của chọn giống đột biến trong thời gian tới
19
3.4.1. Tìm kiếm, gây tạo và xây dựng chiến lƣợc sử dụng các đột biến

19
Kết hợp nghiên cứu đột biến với nghiên cứu sinh học phân tử

20
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên


IV. CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ XÁC ĐỊNH LIỀU BỨC XẠ CHO VIỆC
CHIẾU XẠ CÂY THANH HAO.
21
4.1. Chiếu xạ hạt khô
21
4.2. Chiếu xạ callus
22
PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
I. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
23
1.1. Chiếu xạ hạt:
23
1.2. Chiếu xạ callus:
23
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
23
III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
24
3.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
24
3.2. Chỉ tiêu theo dõi
24
PHẦN III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

26
I. THẾ HỆ M1 (2006):
26
1.1. Chiếu xạ hạt
26
1.1.2. Kết quả theo dõi thời gian nẩy mầm của hạt sau chiếu xạ.
26
1.1.3. Khả năng sinh trƣởng của giống Thanh hao hoa vàng thế hệ M1
28
1.2. Chiếu xạ callus
32
1.2.1. Tạo vật liệu sạch cho nuôi cấy in-vitro cây thanh hao hoa vàng
32
1.2.2. Xác định môi trƣờng thích hợp để tạo callus ở cây thanh hao hoa
vàng
33
1.2.3. Chiếu xạ callus thanh hao
35
II. THẾ HỆ M2 (2007)
37
2.1. Cây chiếu xạ từ hạt
37
2.1.1. Thời gian nẩy mầm của hạt sau chiếu xạ
37
2.1.2. Khả năng sinh trƣởng của giống Thanh hao hoa vàng thế hệ M2
39
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

2.2. Cây chiếu xạ callus (ở các liều 0; 3 và 5 kr)
42

2.3. Phân tích hàm lƣợng Artemisinin ở cây thế hệ M2
43
III. THẾ HỆ M3 (2008)
45
3.1. Tình hình sinh trƣởng của cây Thanh hao thế hệ M3
45
3.2. Phân tích hàm lƣợng Artemisinin
46
IV. Thế hệ M4 (2009)
50
4.1. Kết quả đánh giá tỷ lệ nẩy mầm của các dòng triển vọng.
50
4.2. Thời gian nảy mầm, tuổi cây con, thời gian từ trồng đến bén rễ hồi xanh
51
4.3. Đánh giá khả năng sinh trƣởng của các dòng triển vọng thế hệ M4
52
4.4. Phân tích hàm lƣợng Artemisinin
53
4.5. Đánh giá năng suất của các dòng có triển vọng
56
V. Thế hệ M5 (2010)
57
5.1. Xây dựng quy trình thâm canh cho dòng thanh hao triển vọng
57
5.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
57
5.1.2. Vật liệu nghiên cứu
57
5.1.3. Nội dung nghiên cứu.
57

5.1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
58
5.2. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
58
5.2.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng thời vụ tới năng suất sinh vật học của một số
dòng thanh hao triển vọng.
58
5.2.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ tới năng suất và hàm lƣợng của
các dòng thanh hao triển vọng.
60
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
64
I. KẾT LUẬN
64
II. ĐỀ NGHỊ
64
TÀI LIỆU THAM KHAO

MUC LỤC


Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên


Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
Trên phạm vi toàn cầu, những năm gần đây bệnh sốt rét lại phát triển trở lại,

hàng năm giết chết gần 2 triệu người và gần 270 triệu người khác mắc bệnh.
Nguyên nhân là do các chủng ký sinh trùng gây bệnh đã dần trở nên kháng các loại
thuốc trước đây. Theo thông báo của WHO sau một thời gian dài sử dụng các thuốc
điều trị bệnh sốt rét như Quinin, Chloroquin, Mefloquin,…đến nay ký sinh trùng
sốt rét đã kháng hầu hết các loại thuốc trên. Có 15 nước Đông Nam Á và Tây Thái
Bình Dương (Trong đó có Việt Nam), 10 nước Nam Mỹ, 15 nước Châu Phi và
Nam Sahara bệnh sốt rét phát triển mạnh nhất.
Năm 1979 các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra hoạt chất Quing-hao-su
(Artemisinin) từ cây Qing-hao (Thanh hao) có khả năng điều trị bệnh sốt rét (Đỗ
Tất Lợi, Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, 2004). Cây hoa thanh hao hoa
vàng có tên khoa học là Artemisia annua L., cây sống lâu năm, mọc hoang dại
thành từng đám ở vùng đồi núi, ven sông suối. Năm 1990 nước ta đã chiết xuất từ
lá thanh hao chất Artemisinin trên quy mô công nghiệp.
Trong những năm gần đây, ở Việt Nam cây thanh hao đang được phát triển
mạnh. Song vấn đề đặt ra cần phải giải quyết là thời gian chiếm dụng đất của nó
quá dài so với cây trồng nông nghiệp khác, giống thanh hao trồng chủ yếu là các
giống tự nhiên có hàm lượng Artemisinin thấp. Do vậy, việc chọn tạo, cải tiến
giống thanh hao có hàm lượng hoạt chất Artemisinin cao nhằm giảm diện tích đất
trồng nhưng vẫn cung cấp đủ lượng Artemisinin tự nhiên cần thiết cho ngành Dược
là nhiệm vụ cần phải giải quyết của các nhà chọn tạo giống cây trồng.
Gây đột biến là phương pháp hữu hiệu để tạo vật liệu khởi đầu đa dạng và
hữu ích cho chọn giống trong nông nghiệp. Tính đến tới tháng 7 - 2006 đã có 2428
giống cây trồng được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến thực nghiệm. Tuy
nhiên cho đến nay, vẫn chưa có một công bố nào về cải tiến giống cây dược liệu
bằng phương pháp gây đột biến.
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

2
Viện Di truyền nông nghiệp là một viện nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh

vực di truyền, chọn giống và công nghệ sinh học thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát
triển Nông thôn. Viện cũng là cơ quan đầu mối quan trọng nhất ở nước ta trong
việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân để cải tiến giống cây trồng nông nghiệp. Với sự
phối hợp giữa Công ty Dược liệu Mediplantex và viện Di truyền nông nghiệp, xuất
phát từ những yêu cầu thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Chọn tạo giống cây Thanh hao hoa vàng có hàm lượng Artemisinin cao bằng
phương pháp chiếu xạ gây đột biến”
Mục đích của đề tài: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nhằm nâng cao hàm
lượng Artemisinin ở cây thanh hao hoa vàng bằng chiếu xạ hạt và chiếu xạ callus.
Để thực hiện đƣợc mục tiêu trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện các
nội dung sau:

Chiếu xạ hạt, liều 10 Kr
Chiếu xạ callus liều 3Kr
Quần thể M3: chọn các cá thể M3-1, M3-2,
M3-3……. Có hàm lƣợng artemisinin cao
Quần thể M4: chọn các cá thể M4-1, M4-2,
M4-3…… có hàm lƣợng artemisinin cao và
đặc tính nông học tốt
Thế hệ M5: dòng triển vọng phát
triển từ cá thể M4-9, M4-28
2006
2007
2008
2009
2010
Quần thể M2
Thế hệ M1
Thí nghiệm mật độ, thời vụ, phân
bón



Khảo nghiệm sinh thái

Giống gốc
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

3
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. NGUỒN GỐC, PHÂN BỐ VÀ ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC
1.1. Nguồn gốc, phân bố
Thanh hao hoa vàng là cây bản địa của các vùng Đông và Bắc Mỹ (Ontario,
New Hampshire, Virginia, Tenneesse, Kankas và Arkans). Từ miền trung đến tận
miền nam Châu Âu (Anbanni, Bungari, Tiệp Khắc, Pháp, Đức, Rumani và Liên Xô
cũ) và gần như trên toàn bộ lãnh thổ châu Á (Apganistan, Trung Quốc, Ấn Độ,
Nhật Bản, Triều Tiên, Mông Cổ và Xiberia) (Hiroshi Kawamoto và cộng sự,
1999)[19]. Nhưng thanh hao mọc tập trung và nhiều nhất là ở Trung Quốc, Trung
Á và Việt Nam (Phạm Mạnh Kiên, Đinh Huỳnh Kiệt, 1995)[22].
Ở Việt Nam, cây thanh hao chính thức được nhà thực vật học người Pháp
phát hiện và mô tả năm 1922, ngoài tên khoa học là Artemisia annua L., thanh hao
hoa vàng còn có các tên khác như thanh hao, ngải hoa vàng, bù hao, hoàng hoa cao,
…Thanh hao được phân bố ở nước ta gồm các tỉnh: Lạng Sơn (10 huyện), Cao
Bằng (7 huyện), Bắc Giang (3 huyện), Quảng Ninh (3 huyện), Bắc Cạn (2 huyện)
và Hải Dương (1 huyện). (Nguyễn Thượng Đông, 1995)[3].
Hình 1: Sự phân bố của cây thanh hao trên thế giới

Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

4
1.2. Đặc điểm thực vật học.
1.2.1. Rễ cây Thanh hao

Rễ thanh hao thuộc loại rễ cọc, rễ chính to và dài hơn các rễ phụ khác nhưng
phát triển không cân đối với phần trên mặt đất.
Giai đoạn từ mọc mầm đến trước khi cây phân nhánh rễ thanh hao hầu như
chỉ có một rễ chính. Khi rễ chính kéo dài được khoảng 10 - 15 cm thì rễ bên phát
triển. Trung bình mỗi cây thanh hao có từ 150 - 170 rễ. Rễ thanh hao phân bố tập
trung ở tầng đất từ 30 - 40 cm, rất ít ra rễ sâu tới 50cm. Do vậy thanh hao chịu hạn
kém, dễ bị nghiêng, đổ khi gặp gió bão (Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
1.2.2. Thân cây Thanh hao
Thanh hao là cây thân thảo, hoá gỗ. Thời gian sinh trưởng từ khi hạt nảy
mầm đến khi cây bắt đầu ra nụ là cây thân thảo. Thời gian phát triển từ lúc cây hình
thành nụ, nở hoa, thụ phấn, đậu hạt cho đến lúc hạt chín là cây thân gỗ. Cây cao
trung bình từ 1,5 đến 3,0 m. Cây gồm 1 thân chính và rất nhiều cành cấp I, cấp II,
cấp III. Thân cây có hình trụ nhưng phần vỏ cây lại có nhiều đường gờ và rãnh
chạy dọc thân nên nhìn bề ngoài cây có hình đa giác. Lớp vỏ ngoài của thân cây ở
thời kỳ sinh trưởng có độ dày chiếm khoảng 25% - 35% đường kính thân cây. Khi
cây chuyển sang thời kỳ phát triển, lớp vỏ mỏng dần và cuối cùng chỉ còn là lớp vỏ
rất mỏng bọc bên ngoài thân cây, lớp vỏ này có thể tạo thành sợi xơ, khá bền chắc.
Theo sự mỏng dần, xơ hoá của lớp vỏ, phần gỗ của lõi cây càng to dần và hoá gỗ
cứng chắc. Đến cuối thời kỳ phát triển cây thanh hao đã trở thành hoá gỗ hoàn toàn.
Thông thường mỗi cây có từ 20 - 120 cành cấp I, 240 - 250 cành cấp II. Cành phân
bố đều ra bốn phía. Trên thân chính, cành cấp I, cành cấp II và cấp III đều mang lá.
Thân cây Thanh hao thường có màu xanh, tím nhạt đến tím thẫm. Tỷ lệ cây
màu xanh thường chiếm trên 80% quần thể. Dạng thân màu tím thường có thời gian
sinh trưởng ngắn hơn, năng suất lá xanh thấp hơn còn hàm lượng Artemisinin là
tương đương. Khả năng chống chịu sâu bệnh, đổ lốp thì cây thân tím hơn hẳn cây
thân xanh (Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

5

1.2.3. Lá cây Thanh hao
Lá cây thanh hao là thành phần chính sử dụng làm dược liệu. Trong lá chiếm
tới trên 90% hàm lượng Artemisinin. Lá thanh hao chia làm 3 loại: Lá mọc ở thân
chính cùng với cành cấp I thường có cuống lá dài, có 2 lá chét ở đầu cuống lá, lá
này mọc ngay dưới các cành cấp I. Lá mọc ở thân chính không những cuống lá dài
mà còn có phiến lá to gấp đôi thậm chí gấp 3 lá ở cành cấp II và cấp III. Lá mọc ở
thân chính thường có màu xanh thẫm khác hẳn về màu sắc so với các lá khác, lá
dày và khi già khô vẫn bám rất chắc vào thân cây. Lá mọc ở cành cấp II thường
không có lá chét ở cuống và có kích thước nhỏ hơn nhiều so với lá mọc ở thân
chính, lá mỏng, có màu xanh nhạt. Lá ở cành cấp III thưởng rất nhỏ, không có hoặc
hiếm khi có lá chét ở cuống lá, lá mỏng, có màu xanh nhạt.
Tất cả 3 loại lá trên đều mọc cách, phiến lá có hai đến ba thậm chí có đến
bốn lần xẻ thuỳ lông chim thành những dải hẹp. Thông thường các lá ở phần gốc và
giữa cây có xẻ thuỳ từ 3 đến 4 lần, còn các lá ở tầng cao xẻ thuỳ từ 1 đến 2 lần. Lá
không có lông, đây là đặc điểm phân biệt cây thanh hao với một số cây khác thuộc
chi Artemisinin như Artemisinin apiaceae, Artemisinin capillais,…(Nguyễn Văn
Thuận, 2001)[1].
1.2.4. Hoa cây Thanh hao
Thanh hao là cây ngày ngắn. Ở Ấn Độ, Mỹ các nhà khoa học đã làm thí
nghiệm với các mức thời gian chiếu sáng ngày là 8h, 10h, 12h, 14h, 20h, 24h. Kết
quả cho thấy sau 2 tuần các cây được chiếu sáng với thời gian 8h, 10h, 12h/ngày
đều ra hoa còn những cây chiếu sáng 16h, 20h, 24h thì không ra hoa. Cây ra hoa
nếu độ dài ngày nhỏ hơn 13h30 phút (trích theo J. F. S. Ferreira et al., 2005)[12].
Ở Việt Nam thanh hao bắt đầu nở vào tháng 10. Hoa có màu vàng đến vàng
nhạt, mỗi cây có rất nhiều hoa, một cây Thanh hao cao trung bình 2,5m có thể có
khoảng 300.000 hoa. Các hoa ở các cành dưới nở trước. Trong mỗi cành thì các hoa ở
đầu cành nở trước rồi đến các hoa ở giữa cành và cuối cùng là các hoa ở cuối cành.
Hoa ở các cành ngọn nở sau cùng. Thường những hoa nở đầu tiên ở các cành phía
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

6
dưới đã kết hạt chín đầy đủ thì các hoa ở cành trên ngọn hạt mới chỉ vào thời kỳ chín
sữa. Do vậy chọn thời điểm thu hoạch hạt giống thanh hao là rất quan trọng và thường
phải kéo dài một thời gian tuỳ từng giống.
Hoa Thanh hao dài từ 0,8mm đến 1,2mm, khoảng 25 đến 35 hoa hợp thành 1
cụm hoa, mỗi cụm hoa có từ 5 đến 8 hoa cái sắp xếp ở vòng ngoài còn 20 đến 25
hoa sắp xếp ở giữa. Mỗi cụm hoa có đường kính từ 2mm đến 2,5mm hình đầu, nằm
trong một tổng bao gồm 6 đến 8 lá bắc hình bầu dục. Có 5 đến 8 hoa cái là hữu thụ
còn số hoa lưỡng tính hầu như bất thụ.
Thanh hao có phương thức thụ phấn chéo không hoàn toàn và thụ phấn nhờ
gió (Nguyễn Văn Thuận, 2001) [1].
Hình 2. Hoa Thanh hao
1.2.5. Hạt cây Thanh hao
Hạt thanh hao rất nhỏ màu xám tro. Quả bế hình trứng, dài từ 0,7 - 1mm,
chiều dài thường gấp đôi chiều rộng, có mỏ nhọn. Vỏ hạt có xẻ các rãnh chạy dọc
hạt, có khi song song nhưng đa số các rãnh sâu tạo sần sùi cho vỏ hạt như những
đường gấp. Khối lượng 1000 hạt khoảng từ 24 - 27 mg.
Hạt thanh hao nảy mầm tốt nhất ở nhiệt độ từ 18 - 20
0
C. Dưới 15
0
C hoặc trên
25
0
C nảy mầm chậm (Nguyễn Văn Thuận, 2001) [1].
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

7

II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY THANH HAO
2.1. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng Thanh hao
Thông qua dự án “Phát triển và sử dụng Artemisinin làm thuốc điều trị sốt
rét” giữa chính phủ Việt Nam và Hà Lan, Tiến sĩ Charkes B. Lugt đã di thực giống
thanh hao của Việt Nam về trồng tại Rolde tỉnh Drenthe và Groningen trong 3 năm
1990, 1991,1992. Kết quả cho thấy thời gian sinh trưởng và phát triển của thanh
hao trồng ở Hà Lan bị rút ngắn hơn so với Việt Nam từ 45 - 62 ngày, hàm lượng
Artemisinin trong lá khô tuyệt đối trung bình ở Hà Lan là 0,45 - 0,62%, thấp hơn ở
Việt Nam là 0,9 - 1,05% (trích theo Nguyên Văn Thuận, 2001) [1].
Ở Việt Nam, tại Thanh Hóa mức phân bón tốt nhất cho 1 ha là: 20 tấn phân
chuồng + 140 kg N + 120 kg P
2
O
5
+ 80 kg K
2
O, khoảng cách trồng thích hợp là 40 cm
x 40 cm hoặc 40 cm x 50 cm (Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1]. Ở trường Đại học Nông
Nghiệp Hà Nội - Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội mức phân bón cho năng suất cao nhất
là (140 kg N + 140 kg P
2
O
5
+ 140 kg K
2
O)/ha và mật độ trồng tốt nhất là 38.462
cây/ha (Nguyễn Văn Huy, 2008) [4].
Thời vụ trồng và thời gian thu hái cũng được nghiên cứu khá chặt chẽ. Cây
con gieo trồng ở bang Indiana vào các thời điểm 27/04, 17/05,10/06 và 13/07 năm
1987, kết quả cho thấy cây trồng ở vụ tháng 5 và tháng 6 trong điều kiện bang

Indiana cho năng suất lá xanh và hàm lượng Artemisinin trong lá cao nhất. Bất cứ
trồng vào thời điểm nào cây thanh hao cũng bắt đầu ra hoa vào giữa tháng 8 (trích
theo Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
Ở Việt Nam thời vụ gieo hạt thích hợp là 15/1 - 25/1 hàng năm (Nguyễn Văn
Thuận, 2001) [1].
Thí nghiệm so sánh thanh hao trồng trên nền đất có hàm lượng các nguyên tố
vi lượng (Fe, Mn, Cu, Zn, và B) thấp với thanh hao trồng trên đất có hàm lượng các
nguyên tố vi lượng này cao cho thấy: chiều cao cây, khối lượng tươi, hàm lượng
Artemisinin của thanh hao trên đất có hàm lượng các nguyên tố vi lượng cao đều
cao hơn so với trồng ở đất có hàm lượng các nguyên tố vi lượng thấp (trích theo J.
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

8
F. S. Ferreira et al., 2005)[12].
Sử dụng 50mg/l GA3 làm tăng hàm lượng Artemisinin từ 0,77 lên 1,10 mg/g,
kinetin (10 và 20 mg/l) làm tăng năng suất lá (Farooqi et al., 1996). Zhang và cộng
sự thông báo rằng 14 µM GA3 làm tăng hàm lượng Artemisinin từ 0,14 lên 0,64%
dùng khi cây 74 ngày tuổi (trích theo J. F. S. Ferreira et al., 2005)[12].
Hình 3: Hình ảnh về kỹ thuật trồng và nhân giống Thanh hao trên thế giới




Thanh hao trồng ở Châu Phi Thanh hao trồng ở Châu Âu

Nhân giống vô tính ở Châu Phi
Gieo hạt trên khay xốp ở Braxin

2.2. Nghiên cứu chọn giống Thanh hao

Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

9
Với mục đích nâng cao và ổn định hàm lượng Artemisinin trong cây thanh
hao, đưa cây thanh hao trở thành cây trồng có giá trị kinh tế và giá trị chữa bệnh sốt
rét, nhất thiết phải có những công trình nghiên cứu về chọn lọc giống thanh hao.
Theo các tài liệu nghiên cứu cho thấy: Thanh hao là cây dễ trồng cho năng
suất sinh học cao (35tấn/ha), có độ biến động lớn về hàm lượng Artemisinin trong
các tập đoàn giống thanh hao đã thu được, trung bình của quần thể thanh hao về
hàm lượng Artemisinin là 0,39%. Một chương trình nghiên cứu nhằm nâng cao
hàm lượng Artemisinin trong cây thanh hao, nhất thiết phải được tiến hành bằng
con đường chọn giống. Ngoài mục tiêu chọn giống để nâng cao hàm lượng
Artemisinin trong cây thanh hao, chọn giống để nâng cao tỉ lệ tinh dầu cũng là một
yêu cầu cấp thiết. Với mỗi hécta thanh hao hiện nay người ta có thể thu được 85kg
tinh dầu, một giá trị kinh tế không nhỏ (Simon James E. et al, 1995) [13].
Quần thể cây thanh hao mọc ở Việt Nam thường có hàm lượng Artemisinin
rất cao 0,50% - 0,80% hoặc cao hơn (Bùi Thị Bằng, 1994; Nguyễn Văn Bời et al,
1995). [5]. Trong lúc đó, phân tích cây thanh hao mọc ở Mỹ, Bỉ, Úc cho thấy các
thành phần hoá học trong cây thanh hao đều khác nhau, điều đó chứng tỏ thành
phần hoá học (chủ yếu là Artemisinin) trong cây thanh hao là do đặc tính di truyền
giống quyết định và phụ thuộc vào điều kiện môi trường sống của nó. Khả năng
chọn được một giống thanh hao có hàm lượng Artemisinin hoặc Artemisinic acid
cao hoặc cả hai đều cao là thực tế khả thi. Vấn đề này đã được Woerdenbag và
cộng sự công bố trước đây với kết quả đã chọn được giống thanh hao tốt có hàm
lượng Artemisinin trong cây xấp xỉ 0,86% (Gupta M.M.et al, 1996) [14].
Chọn giống thanh hao theo phương pháp trồng trên hàng cải tiến của
Hopkins, năm 1990 chọn 1000 cá thể, tiến hành loại thải, phân tích hàm lượng
Artemisinin kết quả cho thấy có 100 cá thể đạt hàm lượng Artemisinin từ 0,99%
đến 1,62%. Năm 1999, giống thanh hao mới chọn lọc đã có những phẩm chất tốt

hơn hẳn giống cũ chưa chọn lọc, đặc biệt ở 2 chỉ tiêu quan trọng: năng suất lá tăng
29% và hàm lượng Artemisinin tăng 10% (Nguyễn Văn Thuận, năm 2001)[6].
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

10
Hàm lượng Artemisinin trong cây thanh hao luôn có tương quan thuận với
tuổi cây. Vì thế, phương pháp tốt nhất để xác định cây có hàm lượng Artemisinin
cao từ đó sử dụng cho công tác chọn giống là phải phân tích tỉ lệ hoạt chất trong
cây vào các giai đoạn cây thanh hao chuẩn bị kết thúc thời kỳ sinh trưởng trước lúc
ra hoa trên ruộng thí nghiệm trồng cây thanh hao (trích theo Nguyễn Văn Thuận,
2001)[1].
Một phương pháp vi nhân giống thanh hao bằng sử dụng công nghệ nuôi cấy
mô để tạo ra các dòng vô tính từ các cây thanh hao trồng ở đồng ruộng. Quan sát
quần thể thanh hao mọc ngoài đồng, chọn những cây có các dòng vô tính đã được
đánh giá. Hàm lượng Artemisinin cao thường có ở những cây cao to, tán mở, đốt
thân dài, lá nhiều và dày. Nhưng khi đưa các dòng vô tính có hàm lượng
Artemisinin cao, sử dụng lá làm nguyên liệu nuôi cấy thì hàm lượng Artemisinin và
các tiền chất chưa được phát hiện (trích theo Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
Trong các thí nghiệm nuôi cấy đối với các bộ phận khác nhau của cây thanh
hao đã có khoảng 0,1% Artemisinin hình thành trong mô sẹo ban đầu, còn trong các
tế bào nuôi cấy gián đoạn Artemisinin chỉ có một lượng không đáng kể và trong
mầm chồi cấy chuyển Artemisinin cũng chỉ tồn tại như các vết (trích theo Ngyễn
Văn Thuận, 2001)[1].
Công nghệ sinh học (nuôi cấy để lấy hoạt chất Artemisinin hoặc nuôi cấy để
lấy cây con giúp các nhà chọn giống và nông nghiệp) đối với cây thanh hao là cần
thiết. Tuy nhiên, hàm lượng Artemisinin trong các bộ phận mà công nghệ sinh hoc
tạo ra đối với cây thanh hao còn quá thấp, không đáp ứng được mục đích sản xuất
sản phẩm hàng hoá thuốc chữa bệnh - Artemisinin. Các mầm, chồi hoặc cây con
sau khi thuần hoá, trồng trọt có thể trở thành các dòng vô tính có hàm lượng

Artemisinin cao, sẽ là vật liệu khởi đầu lý tưởng khi đem chúng vào công tác chọn
giống thanh hao (Woerdenbag H. J. et al., 1993)[15].
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

11
2.3. Nghiên cứu hàm lƣợng Artemisinin và động thái tích luỹ Artemisinin trong
cây Thanh hao
Hàm lượng Artemisinin trong cây thanh hao được nhiều tác giả thông báo
khác nhau: Tỷ lệ Artemisinin thường có sự chênh lệch rất lớn và phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: Nguồn gốc xuất xứ của giống, điều kiện đất đai, khí hậu, kỹ thuật
canh tác, thời gian và phương pháp lấy mẫu để định lượng, phương pháp định
lượng,… Có một yếu tố rất quan trọng mà thông thường khi định lượng Artemisinin
ít tác giả đề cập đó là bộ phận được chọn như thế nào dùng để nghiên cứu, phân
tích định lượng Artemisinin. Trung Quốc và Việt Nam thường định lượng
Artemisinin trong lá cây thanh hao, nhưng ngay cả từng phần lá, lá quá già hoặc
quá non thì hàm lượng Artemisinin thấp hơn những lá ở trạng thái bánh tẻ. Các
nước khác như Hà Lan, Bungary, Mỹ,… thì lại định lượng Artemisinin có chung
trong toàn phần cây trên mặt đất (tức gồm thân cây, cành các cấp, nụ hoa quả lá và
cuống lá) nên hàm lượng Artemisinin thu được từ các tác giả Châu Âu và Châu Mỹ
là thấp hơn hàm lượng Artemisinin từ các tác giả ở Trung Quốc và Việt Nam vì chỉ
xác định trên các loại lá thanh hao (Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
Ngoài Artemisinin annua L. chất Artemisinin chỉ tìm thấy được ở 2 loài khác là
Artemisinin apiacea và Artemisinin lancea. Hàm lượng Artemisinin trong Artemisinin
apiacea chỉ ở mức 0,08% nhưng trong Artemisinin annua thì hàm lượng Artemisinin
lại cao hơn. Hàm lượng Artemisinin trong lá khô thanh hao mọc ở Virgina, Maryland
và Columbia là 0,06%. Thanh hao ở Trung Quốc có từ 0,01 - 0,7% Artemisinin, đặc
biệt tại tỉnh Szechwan tỷ lệ ấy là 0,53 - 0,59% và ở Sharman là 0,79% (trích theo
Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].
Cây thanh hao có nguồn gốc khác nhau, cũng có hàm lượng Artemisinin khác

nhau (cây từ Italia có hàm lượng Artemisinin là 0,04%, Nam Tư - 0,16%, Trung
Quốc - 1,08%, Tây Ban Nha - 0,22%, Pháp - 0,12%, Hà Lan - 0,07%) khi đem
trồng tại Conthey Thụy Sỹ.( Heinrich Koch,1981) [16].
Lá, nụ chồi, nụ hoa và các cành con đều có chứa Artemisinin, tuy nhiên hàm
lượng Artemisinin có trong lá là cao nhất đạt từ 0,2 - 0,4 %.Trong khi đó ở các bộ
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

12
phận khác như rễ, thân chính hoặc các cành to đã hoá gỗ thì tỷ lệ Artemisinin là rất
thấp hoặc hầu như là không có (Herman J.Woerdenbag et al.,1994) [17].
Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau của cây thanh hao được sử dụng như yếu
tố thí nghiệm để xác định sự thay đổi năng suất lá xanh. Mức độ tích luỹ hoạt chất
Artemisinin trong lá thanh hao đã được thiết lập tại Lucknow Ấn Độ trong năm
1986. Cây thanh hao được thu hoạch tại các thời điểm 2/2; 16/2 lúc cây đang thời
kỳ sinh trưởng; 24/2 - cây bắt đầu ra hoa; 14/3 - thời kỳ cây đã có 50% ra hoa và
24/3 lúc cây có hoa 100%. Kết quả cho thấy hàm lượng Artemisinin trong lá thanh
hao cao nhất vào thời điểm cây có 50% hoa, thậm chí cao gấp 4 - 5 lần so với thời
kỳ cây còn trong giai đoạn sinh trưởng (trích theo Nguyễn Văn Thuận, 2001) [1].
Hàm lượng Artemisinin trong lá thanh hao trồng và mọc hoang ở các tỉnh
phía Bắc có hàm lượng Artemisinin cao nhất vào trước lúc cây có nụ. Đây là thời
điểm thu hái lá thanh hao thích hợp nhất cho chiết suất Artemisinin (Nguyễn Gia
Chấn, Bùi Thị Bằng, 2001) [1].
Hàm lượng Artemisinin tăng dần từ có vết đến 0,68% vào cuối tháng 6. Từ
đầu tháng 7 cây thanh hao bắt đầu sinh trưởng chậm lại, tốc độ ra lá, bề mặt phiến
lá cũng hẹp dần nhưng hàm lượng Artemisinin lại cao nhất cho đến trước khi xuất
hiện nụ (khoảng từ 15/7 - 15/8), lúc này hàm lượng Artemisinin trong lá thanh hao
đã đạt từ 0,8 - 1,01%. Sau khi ra nụ, nở hoa và kết quả thì hàm lượng Artemisinin
trong cây thanh hao giảm dần, đến khi hạt chín hàm lượng chỉ còn 0,29 - 0,35%
(trích theo Nguyễn Văn Thuận, 2001)[1].

Quá trình tổng hợp và tích luỹ Artemisinin liên quan đến quá trình tích luỹ
của các tiền chất của Artemisinin như Artemisininic axit, Arteanuin - B và
Artemitene. Vấn đề này đã được nghiên cứu trong suốt một mùa sinh trưởng của
cây thanh hao trồng ở Việt Nam, nơi cây thanh hao vốn dĩ có nguồn gốc phát sinh.
Quá trình nghiên cứu đã cho thấy, hàm lượng Artemisinin cao nhất 0,86% cũng như
năng suất cao nhất 4,6 g/m
2
ở giai đoạn “sớm và giữa” của thời kỳ sinh trưởng chứ
không phải trước khi cây ra hoa như nhiều tác giả trước đây đã công bố. Với điều
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

13
kiện khí hậu ở Việt Nam, thời gian sinh trưởng của cây thanh hao dài hơn ở một số
nơi có khí hậu ôn hoà và điều đó đã dẫn đến sự khác nhau về động thái hình thành
và tích luỹ Artemisinin trong lá thanh hao ở Việt Nam (Herman J.Woerdenbag et
al.,1994) [18].
Phân tích hàm lượng Artemisinin trong lá khô thanh hao (Thụy Điển 1, Thụy
Điển 2, thụ phấn tự do, tự thụ phấn, lai có khử, lai không khử) vào ba thời điểm
17/7 - 20/7; 20/8 - 30/8 và 14/9. Kết quả cho thấy vào thời điểm 17/7 - 20/7 hàm
lượng Artemisinin trong lá của các dòng thanh hao đều thấp hơn khi phân tích hàm
lượng Artemisinin vào 20/8 - 30/8 và cao nhất là vào 14/9 (trước khi cây có nụ)
(Nguyễn Văn Hoan, 2008) [7].
III. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
KỸ THUẬT HẠT NHÂN TRONG CHỌN TẠO GIỐNG
3.1. Khái niệm đột biến và chọn giống đột biến.
Đột biến là sự thay đổi trong gen hoặc trong nhiễm sắc thể, thể đột biến là
một cơ thể mới có chứa gen đã bị thay đổi hoặc là tái cấu trúc lại bộ nhiễm sắc thể.
Đột biến là những hiện tượng xảy ra thường xuyên trong tự nhiên dưới tác động
của các tia bức xạ mặt trời, tác động của những biến đổi thời tiết, khí hậu Tuy

nhiên quá trình này diễn ra chậm chạp có khi tới hàng nghìn, hàng vạn năm mới có
được đột biến. Những đột biến đó là những khởi đầu và là động lực cho sự tiến hóa.
Đột biến thường có hại cho bản thân sinh vật, thậm trí gây chết, chỉ một phần rất
nhỏ là những đột biến có lợi sẽ tồn tại qua quá trình chọn lọc. Quá trình tích lũy các
đột biến sẽ giúp hình thành nên giống, loài mới. Đột biến nhân tạo là những đột
biến do con người tạo ra, sử dụng các tác nhân gây đột biến làm tăng tốc độ của
quá trình tạo đột biến và phổ đột biến nhằm cải tiến những giống đang tồn tại trong
sản xuất theo hướng có lợi cho con người.

3.2. Tình hình nghiên cứu chọn giống đột biến trên thế giới.
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Từ lâu, gây đột biến thực nghiệm để làm vật liệu khởi đầu cho chọn giống đã
được coi là một trong những kỹ thuật ứng dụng cao trong nông nghiệp. Phương
pháp này đã được biết đến từ năm 1925 khi Natxon và Philippôp phát hiện rằng tia
Roentgen có khả năng gây ra biến dị di truyền ở Nấm Hạ Đẳng. Từ năm 1926 -
1927, di truyền học phóng xạ làm nền tảng cho sự ra đời ngành chọn giống đột biến
phóng xạ. Ngay từ những năm 1970, Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế
(IAEA) và Tổ chức nông lương thế giới (FAO) đã tài trợ mở rộng hướng nghiên
cứu gây đột biến cải tạo những giống cây nông nghiệp và cây công nghiệp nhiều
nước trên thế giới nhằm tạo ra hàng loạt giống mới như: lúa, lúa mỳ, lúa mạch, táo,
chanh, mía, chuối và những loại cây trồng khác. Cho tới năm 2010 (FAO/IAEA
Mutant Varieties Database) [19], trên 3088 giống cây trồng đã được tạo ra bằng gây
đột biến thực nghiệm trên phạm vi 60 nước. Việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân để cải
tiến cây trồng đã mang lại hiệu quả cực kỳ to lớn về kinh tế nông nghiệp. Ước tính
hàng tỷ đô la và hàng trăm triệu hecta gieo trồng bằng những giống cây trồng được
tạo ra từ đột biến.
Biểu đồ 1: Số lƣợng giống cây trồng đột biến đƣợc tạo ra qua các năm

(IAEA/FAO Mutant Varieties Database, 2010).


0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 1999 2007 2010
Giống cây trồng
Năm
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

15
Bảng 1: Số lƣợng giống đột biến của các nƣớc trong top 7 nƣớc tạo ra nhiều
đột biến trên thế giới (Theo IAEA, 2007)
Country
No. of cv.
Rice
Wheat
Barley
Maize
Soybean
Ornament
Others
China

638
222
125
7
42
54
67
121
India
272
40
4
14
0
0
103
111
Japan
233
70
4
8
0
20
80
51
Nga
214
6
36

32
12
9
24
95
Netherland
176
0
0
1
0
0
173
2
Germany
176
0
2
70
0
1
85
18
USA
128
23
3
13
0
0

28
61


Biểu đồ 2: Các loại tác nhân gây đột biến
Trong các loại tác nhân gây đột biến nhằm cải tạo giống cây trồng thì tia
gamma được sử dụng nhiều nhất 60,3% sau đó đến các loại khác như nuôi cấy mô
tế bào, tia X, hoá chất, tia ion và các tác nhân khác. Tia ion là một loại ứng dụng
mới chỉ ứng dụng trong vòng 15 năm trở lại đây. Ở viện cải tiến nghiên cứu phóng
xạ Takasaki Nhật Bản, sử dụng các tia ion gây đột biến đã tạo được 15 giống mới
trong số 20 giống đã đăng ký trên thế giới.
Tissue culture
15.7%
X-ray 9.5%
Chemical 6.6%
Gamma rays
60.3%
Ion beam
5.8%
Others 2.1%
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

16
3.3. Tình hình nghiên cứu chọn giống đột biến trong nƣớc.
Viện Di truyền nông nghiệp là một viện nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực
di truyền, chọn giống và công nghệ sinh học thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn. Có thể nói viện là cơ quan đầu mối quan trọng nhất ở nước ta trong
việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân để cải tiến giống cây trồng nông nghiệp. Tính đến
năm 2007, viện đã tạo ra nhiều dòng, giống cây trồng mới thông qua gây đột biến

thực nghiệm. Những giống, dòng đột biến hoặc có nguồn gốc từ đột biến được tạo
ra mang nhiều ưu điểm: năng suất cao, chất lượng tốt, thời gian sinh trưởng ngắn,
cứng cây, chống đổ, chống chịu sâu bệnh và các điều kiện bất lợi của môi trường.
Đối với lúa nhiều thể đột biến có giá trị như là tăng năng suất, chất lượng, phá tính
cảm quang đối với một số giống lúa chất lượng mà trước kia chỉ trồng một vụ thì
nay đã trồng được hai vụ trong năm làm tăng tổng sản phẩm trên một đơn vị diện
tích. Một số giống đột biến có khả năng thích ứng rộng trồng được ở nhiều vùng.
Một ví dụ điển hình đó là giống lúa đột biến DT10 của viện Di truyền nông nghiệp
nhận được từ việc chiếu xạ hạt khô của giống C4 - 63 ở liều 20Kr. Giống này đã
được công nhận giống quốc gia năm 1990. Khác với giống bố mẹ, giống DT10 có
khả năng chịu lạnh, chịu úng, chống chịu bệnh tốt hơn bố mẹ và cho năng suất khá
cao và ổn định (năng suất đạt 5,5 - 7,0 tấn /ha). Giống lúa này được trồng ở nhiều
vùng ở miền bắc Việt nam với diện tích khoảng 1 triệu hecta, bao phủ 33% diện
tích trồng lúa trong những năm của thập kỷ 90. Giống đậu tương đột biến DT84 đã
được tạo ra do nhóm tác giả PGS.TS. Mai Quang Vinh và cộng sự bao phủ 70%
diện tích trồng đậu tương của phía bắc Việt nam trong một số năm. Một số nghiên
cứu đột biến in vitro ở hoa đang được triển khai để đa dạng hoá màu sắc và hình
dạng đáp ứng thị trường trong nước và chọn giống chịu sâu, bệnh như bệnh thối
nhũn ở hoa cúc và hoa phong lan.
Trong thời gian qua, nhờ sự tài trợ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc
tế thông qua dự án IAEA-VIE/5/013 - 14 từ năm 1997 tới nay đã góp phần quan
trọng trong việc tăng cường một cách đáng kể tiềm lực và ý tưởng khoa học, trang
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

17
thiết bị, cũng như đa dạng hoá vật liệu cho lĩnh vực chọn giống đột biến. Nhiều
dòng, giống đột biến hữu ích đã được tạo ra trong thời gian thực hiện dự án.
Hiện nay, nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống đột biến ở Việt nam thực
hiện theo ba kênh:

1. Bộ Nông nghiệp và PTNT bao gồm: Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện
khoa học Nông nghiệp Miền Nam, Trường Đại học Nông lâm - Thành phố HCM,
Viện nghiên cứu lúa Đồng bằng sông Cửu Long và Trường đại học Cần thơ.
2. Bộ Khoa học và Công nghệ bao gồm: Viện Năng lượng nguyên tử Việt
nam, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà lạt, Trung tâm chiếu xạ Đà lạt và Trung tâm
chiếu xạ thành phố HCM.
3. Bộ Giáo dục và đào tạo: Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội, Trường ĐH Sư
phạm Hà Nội
Cho đến thời điểm hiện nay, phần lớn các giống cây trồng được tạo ra thông
qua chiếu xạ chỉ một vài trường hợp là được xử lý bằng hoá chất và kết hợp giữa
chiếu xạ và xử lý hoá chất. Theo các kết quả công bố của (FAO/IAEA mutant
varieties database, 2003) thì các tác nhân gây đột biến được dùng chủ yếu là chiếu
xạ và hoá chất, trong đó chiếu xạ chiếm đến 88,8%, còn các tác nhân hoá chất chỉ
chiếm 9,5%; ngoài ra các tác nhân khác chiếm 1,7% tổng số các giống đột biến. Ở
phía bắc Việt nam, phần lớn các giống được tạo ra do xử lý hoá chất đều được thực
hiện trước những năm 1990, khi chưa có trung tâm chiếu xạ Cầu Diễn. Sau đó, do
tính tiện lợi và an toàn, các nhà chọn giống đều lựa chọn theo phương án đưa mẫu
đi chiếu xạ rồi sàng lọc và đánh giá chọn lọc trực tiếp hoặc gián tiếp tạo thành
giống như kết quả chỉ ra ở bảng 2. Một số dòng đột biến có triển vọng được sử
dụng như nguồn vật liệu ban đầu cho các phép lai như trường hợp của giống lúa
A20, DT22, giống ngô DT8. Phần lớn các giống đột biến được tạo ra bằng chọn lọc
trực tiếp từ các dòng đột biến triển vọng từ các thế hệ M2 trở đi, chọn ra những
dòng có những tính trạng tốt hơn giống gốc về một số đặc tính nông học như năng
suất, chất lượng 76,2% và 23,8% giống trực tiếp và gián tiếp (bảng 2).
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

18
Bảng 2: Nguồn gốc của một số giống đột biến
Loại cây trồng

Tên giống
Kết quả của chọn lọc đột biến
Trực tiếp
Gián tiếp*
Lúa
DT10
+

DT11
+

A20

+
CM1
+

CM6
+

DT33
+

DT17

+
DT36
+

DT21

+

DT38
+

Khang dân đột biến
+

Tám thơm đột biến
+

DT22

+
Ngô
DT6
+

DT8

+
Đậu tƣơng
DT84
+

AK06 (DT55)
+

DT90
+

DT95
+

DT99
+

DT96

+

DT83
+

Hoa cúc
VCM1
+

Tổng số

18
5
Tỷ lệ (%)

76,2
23,8
*: Do lai dòng đột biến với dòng thuần khác hoặc lai các dòng đột biến với nhau
Lª Trung Kiªn Khãa 11
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

19
Đột biến là những thay đổi trong cấu trúc của AND. Biểu hiện của đột biến
về mặt tế bào học thường là đảo đoạn, chuyển đoạn, đứt đoạn nhiễm sắc thể dẫn
đến thay đổi một số tính trạng so với giống gốc. Ưu điểm của phương pháp chọn
giống đột biến là chỉ thay đổi một hoặc một vài tính trạng của cây trồng mà không
làm thay đổi toàn bộ hệ genome. Tần số đột biến tự phát thường được sinh ra trong
tự nhiên là rất thấp trong một thế hệ không quá 10
-5
- 10
-8
trong mỗi gen hoặc trong
mỗi locus. Một tế bào thực vật có thể chứa tới 100.000 gen hoặc hơn, do đó ta có
thể hình dung ra tần số đột biến tự phát thấp như thế nào, và hơn nữa chúng thường
gây chết. Gây đột biến nhân tạo bằng những tác nhân vật lý và hoá học đã tỏ ra có
nhiều ưu điểm trong việc làm tăng tần số đột biến lên từ 100 thậm chí 1000 lần và
phổ đột biến rộng tạo ra những giống vật nuôi, cây trồng có đặc tính nông học quý.
Những tính trạng được cải tạo thông qua đột biến thường là năng suất, giảm chiều
cao, chống chịu, sâu, bệnh (đối với lúa: DT10, DT11, ); phá vỡ tính cảm quang
(tám thơm đột biến, DT21); chất lượng (ở lúa CM6); Chịu stress của môi trường (ở
lúa CM1, ở đậu tương DT96 chịu nóng, chịu hạn), có đột biến thay đổi màu sắc của
hạt gạo làm tăng tính thương phẩm trên thị trường như trường hợp giống lúa chiêm
bầu địa phương hạt gạo đỏ, năng suất thấp, ở giống đột biến CM1 và CM6 hạt gạo
chuyển sang màu trắng làm tăng giá trị thương phẩm. Hoặc ở đậu tương giống đột
biến DT90 hạt chuyển từ màu xanh sang màu trắng như kết quả.
3.4. Phƣơng hƣớng của chọn giống đột biến trong thời gian tới
3.4.1. Tìm kiếm, gây tạo và xây dựng chiến lược sử dụng các đột biến
- Tăng cường phát hiện, chọn lọc và sử dụng những đột biến tự nhiên.
- Tạo những vật liệu khởi đầu đa dạng bằng gây tạo đột biến thực nghiệm, mà
những phương pháp khác khó thực hiện.
- Những thể đột biến thu được có thể được sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp trong

quá trình cải tiến giống.
- Thành lập bộ giống dự trữ nguồn giống đột biến để thuận tiện cho các nghiên cứu
tiếp theo.