nghiên cứu đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng virus pvy của các con lai soma khoai tây

BỘ GIÁO DỤC ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






BÙI THỊ PHƯƠNG





NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM
NÔNG SINH H
ỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG VIRUS PVY
CỦA CÁC CON LAI SOMA KHOAI TÂY






LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2013


BỘ GIÁO DỤC ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






BÙI THỊ PHƯƠNG





NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM
NÔNG SINH H
ỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG VIRUS PVY

CỦA CÁC CON LAI SOMA KHOAI TÂY





CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ : 60.42.02.01




HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS. TS. NGUYỄN QUANG THẠCH







HÀ NỘI - 2013

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

ii
LỜI CAM ðOAN


Tôi xin cam ñoan rằng, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận

văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Hà Nội ngày 20 tháng 09 năm 2013
Tác giả



Bùi Thị Phương



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

iii
LỜI CẢM ƠN!

ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi ñã nhận ñược sự quan tâm,
giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi của Thầy Cô, Gia ñình, bạn bè, ñồng
nghiệp trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo
NGND.GS.TS Nguyễn Quang Thạch, người ñã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo
ñóng góp những ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Thị Thủy, kỹ sư. ðỗ Thị Thu
Hà ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh ñạo Viện Sinh học Nông nghiệp –
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi
về thời gian, cơ sở vật chất thiết bị trong suốt quá trình học tập và nghiên

cứu.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia ñình, bạn bè, ñồng
nghiệp ñã giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt quá trình học tập, ñóng góp
những ý kiến quý báu cho tôi hoàn thành ñược nghiên cứu này.

Hà Nội ngày 20 tháng 08 năm 2013
Tác giả



Bùi Thị Phương













iv

MỤC LỤC

Lời cam ñoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục iv

Danh mục ký hiệu chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình viii

MỞ ðẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu chung về cây khoai tây 3

1.1.1 Nguồn gốc 3

1.1.2 Phân loại 3

1.1.3 Yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh của cây khoai tây 4

1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và trong nước 6

1.2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam 8

1.3 Tình hình bệnh virus hại khoai tây 9

1.3.1 Tìm hiểu về virus hại khoai tây 9

1.3.2 Tác hại của bệnh virus 11

1.4 Giải pháp khắc phục 13

1.4.1 Các giải pháp về canh tác 13

1.4.2 Giải pháp công nghệ sinh học 13

1.5 Các nghiên cứu về tạo giống khoai tây bằng dung hợp tế bào trần 17

1.5.1 Nghiên cứu về tạo giống khoai tây bằng dung hợp tế bào trần trên
thế giới 17

2.5.2 Một số nghiên cứu về dung hợp tế bào trần trên ñối tượng cây
khoai tây ở Việt Nam.
22



v

Chương 2 ðỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
23

2.1 ðối tượng, vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 23

2.2 Nội dung nghiên cứu 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu. 25

2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu trong phòng 25

2.3.2 Các phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng 27

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 ðánh giá khả năng kháng virus PVY của các dòng con lai soma
khoai tây và “bố mẹ” của chúng thông qua kiểm tra gen kháng
bằng phương pháp PCR. 30

3.2 ðánh giá khả năng kháng virus PVY của các dòng con lai soma
khoai tây và “bố mẹ” của chúng thông qua lây nhiễm nhân tạo.
32

3.3 Nghiên cứu ñánh giá sự khác nhau về sự sinh trưởng, phát triển,
hình thành năng suất và phẩm chất củ của các con lai soma khoai
tây so với ”bố mẹ” của chúng trong ñiều kiện chậu vại.
38

3.3.1 Kết quả ñánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các con
lai soma và ”bố mẹ” của chúng trong ñiều kiện chậu vại.
38

3.3.2 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các con lai soma
khoai tây và các dòng “bố mẹ” của chúng.
42

3.3.3 Các chỉ tiêu hình thái củ và chất lượng chế biến của củ 46

3.3.4 Phân loại cấp củ sau khi thu hoạch 50

3.4 ðánh giá một số chỉ tiêu hóa sinh của các dòng con lai soma
khoai tây và ”bố mẹ” của chúng.
52

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 56

1 Kết luận 56

5.2 ðề nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 61



vi

DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

STT Ký hiệu Tên ñầy ñủ
1 bp Base pair
2 cs Cộng sự
3 DAS-ELISA Double Antibody Sanwich- Enzyme linked
4 DNA DeoxyribonucleicAcid
5 M Ladder

6 MS Murashige Skoog
7 NSLT Năng suất lý thuyết
8 NSTT Năng suất thực thu
9 SSR Simple sequence repeat
10 PA Polyacrylamid
11 PCR Polymerase Chain reaction
12 PVY Potato virus Y
13 PVYC Potato virus Y strain C
14 PVYN Potato virus Y strain N
15 PVYNTN Potato virus Y strain (variant) NTN
16 PVYO Potato virus Y strain O
17 PVX Potato virus X



vii
DANH MỤC CÁC BẢNG

STT Tên hình Trang

1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây các khu vực trên thế
giới năm 2011 (FAOSTAT)
6

1.2 Sản lượng khoai tây trên thế giới giai ñoạn 1991 – 2007 (triệu
tấn) (FAOSTAT)
7

1.3 Nhóm virus chính hại khoai tây (Beemster và DeBokx 1987;
Burton 1989; Brunt và cs 1996)

10

2.1 Thông tin cơ bản về các dòng ”bố mẹ” 23

2.2 Các dòng con lai soma tái sinh ñược từ 4 tổ hợp dung hợp nghiên
cứu
23

2.3 Các mồi sử dụng ñể chạy PCR phát hiện gen kháng virus PVY
của các con lai soma khoai tây và ”bố mẹ” của chúng.
24

3.1 Kết quả khi lây nhiễm nhân tạo virus PVY sau 15 ngày của các
con lai soma và “bố mẹ” của chúng.
36

3.2 Kết quả ñánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các con
lai soma và “bố mẹ” của chúng
39

3.3 Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng con lai soma và “bố
mẹ” của chúng 43

3.4 Một số kết quả ñánh giá ñặc ñiểm thực vật học củ các con lai
soma khoai tây và ”bố mẹ” của chúng.
47

3.5 Phân loại cấp củ sau khi thu hoạch 51

3.6 Một số chỉ tiêu hóa sinh của các con lai soma khoai tây và “bố

mẹ” của chúng
53




viii
DANH MỤC CÁC HÌNH

STT Tên hình Trang

1.1 Sơ ñồ tạo giống khoai tây sử dụng tổng hợp kỹ thuật: Lai tạo,
nuôi cấy bao phấn (nuôi cấy hạt phấn), nhị bội hóa và dung hợp
tế bào trần (Wenzzel và cộng sự 1976).
18

3.1 Kết quả ñiện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi ñặc hiệu GP
122
406
c
liên kết chặt với gen Ry
sto
– gen kháng virus PVY 30

3.2 Kết quả ñiện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi ñặc hiệu
GP122
718
b
liên kết chặt với gen Ry
sto

- gen kháng virus PVY 31

3.3 Ảnh Elisa kiểm tra ñộ tinh sạch virut PVY của các con lai soma
khoai tây và “bố mẹ” của chúng sau khi lây nhiễm 15 ngày trên
bản Elisa1
33

3.4 Ảnh Elisa kiểm tra ñộ tinh sạch virus PVY của các con lai soma
khoai tây và “bố mẹ” của chúng sau khi lây nhiễm 15 ngày trên
bản Elisa2
34

3.5 Ảnh Elisa kiểm tra ñộ tinh sạch virus PVY của các con lai soma
khoai tây và “bố mẹ” của chúng sau khi lây nhiễm 15 ngày trên
bản Elisa3
35

3.6 Thí nghiệm ñánh giá ñặc tính sinh trưởng phát triển của các con
lai soma và “bố mẹ” của chúng 40

3.7 Hình ảnh con lai và “bố mẹ” của một số tổ hợp lai 41

3.8 Hình ảnh củ ñại diện của các dòng “bố mẹ” và con lai của chúng 46

3.9 Hình ảnh về số lượng củ trung bình /khóm của một số con lai
soma khoai tây
48

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

1
MỞ ðẦU

1 ðặt vấn ñề
Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là một trong những nguồn thực
phẩm quan trọng của con người, xếp thứ năm trong các loại thực phẩm chính
trên thế giới sau lúa mì, gạo, bắp và ñại mạch (FAO, 2005). Với ñặc ñiểm dễ
canh tác và có hàm lượng dinh dưỡng cao, khoai tây là một cây trồng quan
trọng trong việc ñảm bảo an ninh lương thực cho con người.
Tuy nhiên hiện nay, sự thoái hóa giống khoai tây ñang là vấn ñề
nghiêm trọng, ñặc biệt là sự thoái hóa do bị nhiễm bệnh virus. ðiển hình là
nhiễm virus PLRV và virus PVY ở khắp các vùng trồng khoai tây trên thế
giới, làm giảm năng suất và chất lượng củ, ước tính thiệt hại lên tới khoảng 20
triệu tấn mỗi năm (Koijima và Lapierre, 1988].
ðể giải quyết vấn ñề này ñã có nhiều giải pháp ñược ñề xuất, trong ñó
chọn tạo giống khoai tây kháng virus ñã và ñang thu ñược kết quả tốt. Tuy
nhiên bộ NST của khoai tây là tứ bội (2n=4x=48) nên gây khó khăn cho công tác
chọn tạo giống theo con ñường cổ ñiển như lai tạo, ñột biến, chọn lọc (Kuckuck
và cs, 1985)[30], các kỹ thuật này vấp phải những khó khăn về mặt di truyền. Trên
cơ sở bộ genom tứ bội (2n=4x=48) tạo ra tỷ lệ phân ly lớn sau lai tạo, khiến quá
trình chọn lọc sau ñấy rất khó khăn với một quần thể rất lớn. Quá trình chọn tạo
giống mới tốn rất nhiều công sức và thời gian. Dung hợp protoplast là con ñường
có hiệu quả ñể khắc phục ñược khó khăn trong quá trình lai tạo hữu tính khác loài
hoặc khác chi. Kỹ thuật này cũng cho phép tạo ra sự tái tổ hợp gen ở những loài
ña bội hoặc có cơ quan sinh sản hữu tính kém phát triển.
Gần ñây, phòng Công nghệ Sinh học Khoai tây - Viện Sinh học Nông
nghiệp ñang nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh virus bằng dung hợp tế
bào trần, bước ñầu thành công trong nghiên cứu quy trình tách, dung hợp, nuôi
cấy, tái sinh protoplast tạo ra các con lai soma khoai tây phục vụ cho chương

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

2
trình chọn tạo giống khoai tây kháng virus. Hàng loạt con lai soma ñược tạo ra
cần ñược ñánh giá. ðể tiếp nối chương trình chọn tạo giống khoai tây theo
hướng này, chúng tôi tiến hành ñề tài: “Nghiên cứu ñánh giá ñặc ñiểm nông
sinh học và khả năng kháng virus PVY của các con lai soma khoai tây”.
2. Mục ñích và yêu cầu
2.1. Mục ñích
Xác ñịnh ñược các con lai soma khoai tây mang những ñặc ñiểm nông
sinh học tốt và có khả năng kháng ñược virus PVY phục vụ cho chương trình
chọn tạo giống khoai tây.
2.2. Yêu cầu
- ðánh giá ñược khả năng sinh trưởng, phát triển hình thành năng suất
của các con lai soma trong ñiều kiện chậu vại.
- ðánh giá ñược chất lượng chế biến và ăn tươi của các con lai soma.
- ðánh giá ñược khả năng kháng virus PVY của các con lai soma
thông qua việc kiểm tra gen kháng bằng phương pháp PCR.
- ðánh giá khả năng kháng virus PVY của các con lai soma thông qua
lây nhiễm nhân tạo.
- Giới thiệu ñược một số con lai có triển vọng ñể phát triển thành giống.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả của ñề tài sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học mới, có giá
trị về khả năng sinh trưởng, phát triển, hình thành củ, phẩm chất giống và tính
kháng virus PVY của các con lai khoai tây sau khi dung hợp tế bào trần.
- Kết quả của ñề tài là tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu về tạo
giống khoai tây kháng bệnh virus thông qua dung hợp tế bào trần.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Tạo ñược các dòng khoai tây tứ bội có khả năng kháng virus PVY

làm vật liệu khởi ñầu cho các nghiên cứu chọn tạo giống tiếp theo.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
1.1.1. Nguồn gốc
Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) là một cây trồng cổ ñại. Các
bằng chứng về khảo cổ học, lịch sử và ngôn ngữ học cũng như thực vật học
ñều chứng minh rằng khoai tây có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Nhiều loài khoai
tây hoang dại còn tồn tại tới ngày nay, ñặc biệt ở dãy Andes thuộc Peru,
Bolivia. (Nguyễn Quang Thạch, 1993).

Chúng ñược ñem tới Tây Ban Nha và Châu Âu trong thế kỷ thứ 16, loài
cây này nhanh chóng thích nghi và sớm trở thành loại thực phẩm chính tại
thời ñiểm mà dân số thế giới tăng nhanh. Khoai Tây vào Pháp năm 1600 do
hai nhà thực vật học người Thụy sỹ C.Bauhin và J.Bauhin mang tới, ñược
trồng rộng rãi vào năm 1773. Từ Châu Âu khoai tây sang tới Ấn ðộ năm
1610, vào Trung Quốc năm 1700 và năm 1766 vào Nhật Bản. Khoai tây ñến
với Áo, Italia, ðức và các vùng lãnh thổ Châu Âu vào cuối thế kỷ XVII.
Khoai tây ñược trồng trên quy mô lớn vào những năm 1800 và tới khoảng thế
kỷ XIX mới thực sự phổ biến trên các châu lục.
Ở Việt Nam, khoai tây ñược người Pháp ñưa vào trồng năm 1890 ở
một số vùng: Tú Sơn – Hải Phòng, Trà Lĩnh – Cao Bằng (1907), Thường Tín
– Hà Tây (Hồ Hữu An, 2005)[1]. Hiện nay, khoai tây ñược trồng tập trung
chủ yếu ở ðồng Bằng Sông Hồng, Sapa, ðà Lạt những vùng có khí hậu mát
mẻ, ôn hòa… (ðỗ Kim Chung, 2003).
1.1.2. Phân loại

Khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc loài S. tuberosum, chi
Solanum, họ cà Solanaceae, bộ Solanales, phân lớp Asteridae, lớp
Magnoliopsida, ngành Magnoliophyta. Trong chi này có khoảng trên 200 loài
ñược phân bố khắp thế giới. Sự ña dạng về loài, giống tập trung chủ yếu ở
vùng Trung – Nam Mỹ và Australia cùng với loài S. tuberosum có khoảng 7

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

4
loài trồng trọt khác.
Có nhiều cách ñể phân loại khoai tây; dựa vào ñặc ñiểm hình thái thân,
lá, hoa…hay số lượng nhiễm sắc thể…Theo J.G Hawkerkks (1991), khoai tây
ñược phân thành 18 nhóm, trong ñó có 68 loài dại, chỉ có 8 loài trồng trọt,
ñược chia thành 4 nhóm chủ yếu dựa vào số lượng NST (Tạ Thu Cúc, 2007).
• Nhóm 1: Diploid: 2n = 2x = 24.
S. arjanhuiri juz.et Buk
S. gomiocalyx juz.et Buck
S. stenotomum Juz.et Buk
S. phueja Juz.et Buk.
Trong các loài trên, loài S. phueja Juz.et Buk có ý nghĩa lớn nhất với trồng trọt.
• Nhóm 2 : Triploid: 2n = 3x = 36.
S. chaucha Juz. Et Buk. là dạng lai tự nhiên giữa S. tuberosum
subp.vaifigena và S. stenotomum.
S. juzepczukii Buk. Là dạng lai tự nhiên giữ S. acuale và S.
snenotomum, phân bố ở trung Peru ñến Nam Bolivia, có khả năng kháng bệnh
sương mai.
• Nhóm 3 : Tetraploid: 2n = 4x = 48.
Có 1 loài là : S. tuberosum L. Và 2 loài phụ là :
Subspecies tuberosum
Subspecies Vaifgena (juz. Et Buk) Hawkes

• Nhóm 4 : Pentaploid: 2n = 5x = 60.
Có 1 loài là : S. curtilobum juz et Buk.
1.1.3. Yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh của cây khoai tây
* Nhiệt ñộ:
Nhiệt ñộ trong vụ trồng khoai tây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng ñến
sự phát triển của cây và năng suất củ. Nhiệt ñộ trong vụ trồng bình quân là
16
o
C – 18
o
C là thích hợp và cho năng suất cao nhất. Các thời kỳ sinh trưởng
khác nhau sẽ yêu cầu ñiều kiện nhiệt ñộ khác nhau.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

5
Hạt nảy mầm ở nhiệt ñộ tối thiểu 12
o
C –

15
o
C và nhiệt ñộ thích hợp nhất
là 18
o
C – 22
o
C. Nhiệt ñộ lớn hơn 25
o
C làm mầm phát triển chậm và dễ thối.

Thời kỳ sinh trưởng thân lá nhiệt ñộ thích hợp là 20
o
C – 22
o
C
Thời kỳ hình thành và phát triển củ: Quá trình tích lũy tinh bột vào củ
hình thành khó khăn hơn, tia củ vươn dài và thời gian hình thành củ kéo dài
hơn dẫn ñến giảm năng suất, củ khoa tây bị dị hình.
ðộ dài ngày ảnh hưởng rất lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của cây
khoai tây. Khoai tây là cây ưa ánh sáng ngày dài. Cường ñộ ánh sáng thích
hợp từ 40000 – 60000 Lux sẽ cho năng suất cao. Cường ñộ ánh sáng mạnh có
lợi cho quang hợp, sẽ thuận lợi cho sự hình thành và tích luỹ chất khô. Các
thời kỳ sinh trưởng khác nhau yêu cầu thời gian chiếu sáng khác nhau.
Từ khi khoai tây mọc khỏi mặt ñất cho ñến thời kỳ xuất hiện nụ hoa
yêu cầu thời gian chiếu sáng dài ñể cây quang hợp và tích lũy vật chất.
Thời kỳ phát triển tia củ yêu cầu thời gian chiếu sáng ngắn ñể thúc ñẩy
hình thành thân và củ (Mai Thạch Hoành, 2003).
* ðộ ẩm:
Khoai tây là cây có bộ rễ ăn nông, tiềm năng năng suất cao nên ñể cây
khoai tây sinh trưởng, phát triển tốt cần phải cung cấp nước thường xuyên.
Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau yêu cầu về nước cũng khác nhau:
Thời kỳ trồng ñến xuất hiện tia củ ñảm bảo ñộ ẩm tối thiểu 60 – 80%.
Thời kỳ phát triển củ cần thường xuyên giữ ẩm ñộ ẩm ñất là 80%.
Thiếu nước hoặc thừa nước ñều ảnh hưởng xấu ñến sinh trưởng của cây
(Mai Thạch Hoành, 2003)[4].
* ðất trồng và pH ñất:
ðất trồng khoai tây thích hợp nhất là ñất phù sa nhẹ, ñất cát pha, ñất
nhẹ tơi xốp có lượng mùn cao, lớp ñất canh tác dày, giữ ẩm tốt, tưới tiêu tốt.
Khoai tây có thể phát triển trên ñất có pH từ 4,8 – 7,1, pH lý tưởng ñối
với cây khoai tây là 5,2 – 6,4. Nếu pH trên 7 thì cây khoai tây dễ bị nhiễm

bệnh ghẻ củ. ðất có hàm lượng Chloride cao sẽ làm giảm hàm lượng chất khô
của củ. (Trương Văn Hộ, 1990).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

6
1.2. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và trong nước
1.2.1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới
Vào thế kỷ XIX, khoai tây thực sự ñược trồng phổ biến ở các châu lục
với khoảng 150 nước. Ngày nay, khoai tây ñược trồng chủ yếu ở khu vực
Châu Á, Châu Âu cho năng suất và sản lượng lớn.
Qua bảng 1.1 cho thấy, diện tích trồng khoai tây ở Trung Quốc lớn
nhất khoảng 5 077 504 (ha), thứ hai là Nga với diện tích 2 109 100 (ha) và
khoai tây ñược trồng ít nhất ở Hà lan vào khoảng 156 969 (ha). Nhưng
năng suất khoai tây lớn nhất là ở Mỹ ñạt 44,3 (tấn/ha), sau ñó là Hà Lan
ñạt 43,6 (tấn/ha), ñứng thứ 3 là ðức 40,00 (tấn/ha).
Do ñó, khoai tây chính là cây trồng giàu tiềm năng phát triển trong
tương lai, với diện tích trồng ngày càng ñược mở rộng và năng suất, chất
lượng khoai tây ngày càng tăng, nhất là ở các nước ñang phát triển.
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây các khu vực trên
thế giới năm 2011 (FAOSTAT)

Nước
Diện tích
(ha)
Sản lượng
(tấn)
Năng suất
(tấn/ha)
Trung Quốc

Ấn ðộ
Nga
Ukraine
Mỹ
ðức
Ba Lan
Bangladesh
Belarus
Netherlands
Các nước khác
5 077 504
1 863 000
2 109 100
1 408 000
406 588
255 200
490 853
435 000
366 766
156 969
6 061 218
74 799 084

42 339 000

21 140 500

18 705 000

18 016 200

10 201 900

8 765 960

7 930 000

7 831 110

6 843 530

113 474 825

14,7
22,7
10,0
13,3
44,3
40,0
17,9
18,2
21,4
43,6
18,7
Thế giới 18 630 198 330 047 109

17,7


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

7
Khoai tây có nguồn gốc từ Nam Mỹ sau ñó mở rộng sang các nước
phát triển. Vậy tại sao hiện nay khoai tây ñược trồng chủ yếu ở những nước
ñang phát triển? Theo các chuyên gia nhận ñịnh: Khoai tây chính là cây lương
thực của tương lai dành cho những nước nghèo và nước ñang phát triển “Khi
giá lúa gạo và lúa mỳ tăng lên, lúc này khoai tây ñược phát hiện là nguồn cây
trồng giàu dinh dưỡng cho những nước ñó với giá rất rẻ” (FAO, 2005). Mặt
khác “Khoai tây là cây trồng tạo ra khối lượng sinh học và năng lượng nhiều
hơn bất kỳ một loại cây trồng lương thực nào (trừ lúa gạo, ngô, lúa mỳ) trong
thời gian ngắn trên cùng một ñơn vị diện tích” (FAO, 2005).
Bảng 1.2. Sản lượng khoai tây trên thế giới giai ñoạn 1991 – 2007
(triệu tấn) (FAOSTAT)
Năm
Quốc gia
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007
Phát triển 183.13 199.31

177.47

174.63

165.93 166.93

160.97

159.97

159.89

ðang phát triển 84.86 101.95

108.50

128.72

135.15 145.92

152.11

160.01

165.41

Thế giới 267.99 301.26

285.97

303.35

301.08 312.85

313.08

319.98

325.30

Qua bảng 1.2 cho thấy: Từ năm 1991 – 2003 sản lượng khoai tây ở các
nước ñang phát triển tăng liên tục từ 84,86 triệu tấn (1991) lên 152,11 triệu
tấn (2003) và tăng ñều hơn so với các nước phát triển mặc dù sản lượng thấp
hơn. Bởi các nước ñang phát triển ngày càng mở rộng diện tích trồng nhưng
năng suất không cao, còn các nước phát triển thì diện tích thu dẹp dần, năng
suất khá cao do có vốn ñầu tư lớn và kinh nghiệm trồng trọt lâu năm. Vào
những năm 2005, lần ñầu tiên sản lượng khoai tây ở các nước ñang phát triển
vượt qua sản lượng khoai tây ở các nước phát triển. Trong ñó Trung Quốc là
quốc gia dẫn ñầu về sản lượng khoai tây ñạt 72 triệu tấn năm 2007 và 1/3 sản
lượng khoai tây của thế giới ñược thu hoạch ở Trung Quốc và Ấn ðộ.
Ở các nước ñang phát triển có diện tích trồng lớn nhưng năng suất kém

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

8
một phần là do nguồn giống không ñảm bảo chất lượng, củ giống không rõ
nguồn gốc, dễ bị nhiễm bệnh nhất là bệnh virus sau vài năm trồng, dẫn ñến sự
thoái hóa củ giống nghiêm trọng ảnh hưởng ñến năng suất và chất lượng củ.
Do vậy, các nhà nghiên cứu ñang xây dựng chiến lược sản xuất củ giống sạch
bệnh và có phẩm chất tốt phục vụ sản xuất khoai tây thương mại.
1.2.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam
Vấn ñề khó khăn nhất hiện nay ñối với ngành sản xuất khoai tây ñó là
giống. Hiện giống khoai tây ở trong nước mới chỉ ñáp ứng từ 20 – 25% nhu
cầu, số còn lại phải nhập khẩu từ Trung Quốc, Hà Lan…
Hiện nay, giống khoai tây mà người dân sử dụng hầu hết do nông dân tự
duy trì từ vụ này sang vụ khác hoặc giống do người dân tự mua không rõ
nguồn gốc, do vậy mà giống không những bị thoái hóa mà còn có tỷ lệ nhiễm
virus cao từ 54 – 65% cộng với hao hụt trong bảo quản từ 45 – 60%. Khoai tây
trồng chủ yếu bằng con ñường nhân giống vô tính nên tỷ lệ tái nhiễm virus cao.
Hơn nữa trong ñiều kiện sản xuất ở Việt Nam, củ giống bảo quản trong thời

gian dài khoảng 9 tháng (từ tháng 2 – tháng 10), ñiều kiện nóng ẩm của mùa hè
củ giống bị già sinh lý nhanh chóng, khi trồng khả năng sinh trưởng kém, hậu
quả là năng suất và chất lượng củ thấp.
Mặt khác việc sản xuất và cung ứng giống khoai tây ở Việt Nam còn nhỏ
lẻ, chưa mang tính hệ thống. Trước tình hình ñó cần xây dựng các chương trình
nhân tạo giống khoai tây sạch bệnh, có chất lượng và phẩm chất tốt phục vụ bà
con nông dân.
Từ năm 2003 ñến 2004 diện tích trồng khoai tây ở nước ta là 47340 ha
với năng suất ñạt 148 tạ/ ha. Vùng Trung du miền núi phía Bắc có 9266 ha ñạt
năng suất 109 tạ/ ha. Vùng Duyên hải Bắc Trung Bộ có 1686 ha với năng suất
ñạt 200 tạ/ ha. Vùng ðồng bằng sông Hồng có 38267 ha ñạt năng suất 164 tạ/
ha. Vùng Tây Nguyên có 1126 ha với năng suất ñạt 178 tạ/ ha.
Trong giai ñoạn hiện nay, cây khoai tây rất ñược chú trọng trong công

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

9
tác nhập nội, chọn lọc và lai tạo dòng ñặc biệt là việc sử dụng kỹ thuật nuôi
cấy mô tế bào và dung hợp tế bào trần. Vì vậy, trong những năm gần ñây diện
tích trồng khoai tây ñược mở rộng nhanh chóng và khoai tây trở thành cây
trồng chính trong vụ ñông, là cây quan trọng ở nước ta.
1.3. Tình hình bệnh virus hại khoai tây
Như chúng ta ñã biết, khoai tây là loại cây trồng rất dễ bị tấn công bởi
một số tác nhân gây bệnh: Virus (PVX, PVY, PLRV, LR, S, M, A, PSTVD),
vi khuẩn (Ralstonia solanacearum), nấm (Phytophthora infestans), nhóm
ngành giun tròn (nematodes – bệnh do tuyến trùng), và một số loại bệnh khác.
1.3.1. Tìm hiểu về virus hại khoai tây
Bệnh virus là bệnh rất nguy hiểm, khi xâm nhập vào cây, virus sẽ tấn
công vào các tế bào, các cơ quan làm thay ñổi các quá trình trao ñổi chất của
cây, qua ñó sẽ làm ảnh hưởng lớn ñến năng suất. Khi cây bị nhiễm virus

không thể chữa, chỉ có thể nhổ cây bị hại vứt xa nguồn nước và nơi trồng. Bởi
vì virus tồn tại ở các mô sống nên virus rất nguy hiểm ñối với những cây
trồng nhân giống vô tính bằng củ tiếp tục nhân lên ở các thế hệ sau. Ngoài ra
bệnh virus còn ñược lan truyền do côn trùng hoặc tiếp xúc cơ giới.
Theo (Vũ Triệu Mân, 1978) và một số tác giả khác cho rằng: Virus ñã
làm ảnh hưởng rất lớn ñến năng suất và phẩm chất khoai tây, ñặc biệt là virus
PVY làm giảm năng suất từ 50% - 90%. Chính vì vậy, ñến nay dù có nhiều
tác nhân gây bệnh hại khoai tây nhưng virus vẫn là nguyên nhân chủ yếu làm
giảm năng suất kinh tế một cách trầm trọng.
Theo nghiên cứu của Nguyễn Thơ, Nguyễn Phương ðại, Hà Minh Trung,
Vũ Triệu Mân (1978 – 1986) về virus khoai tây ở Miền Bắc Việt Nam cho thấy:
Bệnh virus khoai tây ở Việt Nam do 7 loài virus gây hại chính. ðó là:
Virus Y khoai tây (PVY)
Virus X khoai tây (PVX)
VirusA khoai tây (PVA)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

10
Virus S khoai tây (PVS)
Virus M khoai tây (PVM)
Virus cuốn lá khoai tây (PLRV)
Virus khảm Aucuba khoai tây (PAMV)
Năm 1991 Ủy Ban Quốc Tế về phân loại virus (ICTV–International
Committee on Taxonomy of Viruses) ñã xây dựng hệ thống dữ liệu về các
nhóm virus gồm ñặc ñiểm của từng nhóm và hệ thống hóa số liệu ño lường
(số hóa) các loại virus ñó.
Với loài S. Tuberosum L. phát hiện tác nhân virus gây bệnh chính như sau:
Bảng 1.3. Nhóm virus chính hại khoai tây (Beemster và DeBokx 1987;
Burton 1989; Brunt và cs. 1996)

Tên
nhóm
virus
Potato leafroll
luteovirus
(PLRV)
Potato Y
potyvirus
(PVY)
Potato A
potyvirus
(PVA)
Potato V
potyvirus
(PVV)
Potato X
potexvirus
(PVX)
Potato M
carlavirus
(PVM)
Potato S
carlavirus
(PVS)
Mã
ICTV
39.0.0.1.0.012

57.0.1.0.058

57.0.1.0.056

57.0.1.057

56.0.1.0.018 14.0.1.0.025

14.0.1.026


• PLRV – Peters phát hiện năm 1967 ở Hà Lan, gây ra nhiều triệu chứng
khác nhau. Loại virus này gây hại mạnh ở Châu Âu. Khả năng giảm năng suất
từ 40-90%. Ở Việt Nam khoai tây ít bị nhiễm virus này (Bode, 1969).
• PVY – Smith phát hiện năm 1931 tại Anh. Nhóm này gồm 3 dòng
chính: PVY
O
gây bệnh quan trọng ở khắp thế giới, PVY
N
gây ra các vết chết
hoại trên gân lá thuốc lá, PVY
C
ít nguy hiểm, không phổ biến trên thế giới.
Bên cạnh ñó mới phát hiện ra PVY
NTN
, PVY
NW
, PVY
Z
.PVY
NTN
. Virus Y kết

hợp với virus PLRV sẽ gây hại rất nặng ở Châu Âu. Khả năng gây giảm năng
suất từ 50 – 90%. Riêng virus Y ñặc biệt gây hại nặng ở các vùng trồng khoai
tây có khí hậu nóng kèm một vụ lạnh như ở Việt Nam (Vũ Triệu Mân, 1986).
• PVA – Nhóm virus này khá phổ biến trên thế giới, Murphy và Mckay
phát hiện ở Eire năm 1932. Trong nhóm này phát hiện có 2 dòng chính: Dòng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

11
A1 cảm ứng phản ứng siêu nhạy ở loài S. tuberosum.cv King Edward, ngược
lại dòng A2 thì không (Valkonen và cs.1994). Virus này gây hại giảm năng
suất trên 50% (Bode 1969).
• Theo Cockerham (1955) PVX ñược chia thành 4 nhóm dựa trên phản
ứng của gen trội tạo HR: PVX1, PVX2, PVX3, PVX4, ngoài ra mới phát hiện
PVXHB gây giảm năng suất từ 10 – 25%.
• PVV – Rozendaal phát hiện ở Nertherl vào năm 1971, gây hại nhiều ở
Châu Âu và Nam Mỹ, không có sự phân chia thành các nhóm. Qua phân tích
Cp (Coat protein) chỉ ra isolate ở Châu Âu có sự cảm ứng HR ở loài S.
tuberosum cv Pentlvà Dell.
• PVM – Schltz và Folson phát hiện năm 1923 tại Mỹ, khá phổ biến và
gây ra vài triệu chứng lạ. Theo Vũ Triệu Mân (1986) cho biết hai giống khoai
tây ở Nga ñã bị nhiễm virus PVM làm giảm năng suất tới 60 – 70%.
• PVS – ðược phát hiện ở Nertherland vào năm 1952, gây hại ít làm
giảm năng suất từ 10 – 15% thường gây hại khi kết hợp với các virus khác.
1.3.2. Tác hại của bệnh virus
- Virus khoai tây ñược ñánh giá là một tác nhân gây bệnh nguy hiểm,
làm giảm ñáng kể năng suất và chất lượng củ. Bởi bệnh virus có những ñặc
tính sau:
- Là bệnh không chữa ñược khi ñã bị nhiễm. Do virus khi xâm nhiễm
vào cây trồng chúng không có sự trao ñổi chất riêng và ñộc lập mà phải sử

dụng vật chất của ký chủ ñể nhân lên, tấn công các tế bào khác từ vị trí xâm
nhiễm. Như vậy, tế bào ký chủ ñã làm nhiệm vụ nhân virus lên, nên nếu tác
nhân nào ngăn chặn sự tái bản của phân tử virus ñồng thời cũng ức chế các
quá trình sinh tổng hợp của ký chủ.
- Bệnh virus khoai tây có ñặc tính di truyền. Ở những cây nhân giống
theo con ñường hữu tính, bệnh virus rất ít truyền qua hạt. Ngược lại cây nhân
giống vô tính, virus có mặt ở mọi tế bào ñang sống nên rất dễ lan truyền. Khi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

12
virus xâm nhiễm vào cây chúng nhân lên và di chuyển theo dòng nhựa luyện tới
các bộ phận trong cây, tới tận các củ con. Khi ñó, một củ mẹ bị nhiễm bệnh sẽ
tạo ra một cây bệnh, cây này lại tạo ra các thế hệ củ con bị nhiễm virus. Do vậy,
năm này qua năm khác bệnh càng mở rộng, tăng lên nhanh chóng. Sự xâm
nhiễm virus rất khó phát hiện, diễn ra trong suốt quá trình sống của cây.
- Bệnh virus lan truyền qua các vector truyền bệnh và tiếp xúc cơ giới.
Tùy từng kiểu truyền bệnh của côn trùng mà virus ñược truyền ngay hoặc có thời
gian tiềm ẩn trong cơ thể côn trùng kể từ khi trích nạp virus cho tới lúc truyền
sang cây mới.
Từ những nguyên nhân trên dẫn tới khi khoai tây bị nhiễm virus sẽ gây
nên hiện tượng thoái hóa giống. Nghĩa là làm giảm dần năng suất gieo trồng
của củ, biểu hiện củ nhỏ ñi về kích thước và trọng lượng, chất lượng củ xấu,
hàm lượng dinh dưỡng giảm so với trước, thân lá bị biến dạng làm giảm khả
năng quang hợp Nếu hiện tượng này diễn ra dài có thể dẫn ñến tiêu diệt
hoàn toàn giống khoai tây nào ñó. Ngoài ra, khi củ giống bị già sinh lý do bảo
quản lâu trong ñiều kiện nóng ẩm cũng dẫn ñến hiện tượng thoái hóa củ.
Trong ñó virus là nguyên nhân chính dẫn tới hiện tượng thoái hóa.
Ở Anh khoai tây bị nhiễm virus PLRV, PVY và PVX gây thiệt hại
trung bình từ 30 – 50 triệu pound mỗi năm (Hull, 1984).

Khoai tây khi nhiễm virus PLRV làm sản lượng củ bị giảm khoảng 20
triệu tấn/ha mỗi năm trên thế giới (Kojima và Lapierre, 1988).
Theo Banttari và cs (1993) khi củ khoai tây bị nhiễm virus PVY và
PLRV dẫn tới năng suất giảm 80% .
Hiện nay, người trồng khoai tây ñã sử dụng quá nhiều lượng thuốc trừ
sâu, với mục ñích tạo ra củ sạch bệnh và kiểm soát côn trùng truyền bệnh (rệp
muội, bọ phấn…). Tuy nhiên giải pháp sử dụng thuốc trừ sâu ñể kiểm soát sự
nhân lên của virus là không hiệu quả. Do ñó, việc sử dụng thuốc trừ sâu tràn
lan không những không cho hiệu quả trừ bệnh mà còn làm tăng tính kháng
thuốc của côn trùng truyền virus, xuất hiện nhiều loài mới trong quần thể, hơn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

13
nữa còn gây ảnh hưởng tiêu cực ñến hệ sinh thái nông nghiệp và môi trường
sống xung quanh. Quan trọng nhất là lượng thuốc còn tồn dư trong củ khoai
tây sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe người tiêu dùng.
Chính vì thế hướng ñi theo con ñường tạo giống khoai tây kháng virus,
kháng vector truyền bệnh ñược xem là giải pháp tối ưu. Hướng ñi này ñã và
ñang nhận ñược sự quan tâm, chú ý của nhiều nhà nghiên cứu nhằm bảo vệ
cây khoai tây nói riêng và cây trồng nói chung.
1.4. Giải pháp khắc phục
1.4.1. Các giải pháp về canh tác
Trước những tác hại của bệnh virus trên, các nhà nghiên cứu về cây
khoai tây ñã ñề xuất một số giải pháp nhằm canh tác phòng trừ sự nhiễm bệnh
virus khoai tây như sau:
• Loại bỏ nguồn cây, củ bị nhiễm virus
• Hạn chế tối ña sự nhân lên và lan rộng của phân tử virus
• Trồng xen canh, luân canh một số loại cây trồng có tính kháng virus,
xua ñuổi côn trùng truyền bệnh virus. Ngoài ra, có thể áp dụng biện pháp

dùng côn trùng ñể kiểm soát vector truyền virus, tuy nhiên phương pháp này
rất ñắt (Valkonen và cs, 1994).
• Hay sử dụng giải pháp phun xịt dầu khoáng ñể ngăn chặn vector
truyền virus theo kiểu không bền vững (R.M.Solomon-blackburn và
H.Barker, 2001).
1.4.2. Giải pháp công nghệ sinh học
Tạo giống khoai tây chuyển gen kháng virus
1.4.2.1. Tính kháng bắt nguồn từ gen CP (CPMR-Coat Protein Mediated
Resistance)
Việc chuyển gen sinh protein vỏ virus vào khoai tây ñể tạo giống kháng
virus, ñây là hướng nghiên cứu ñầu tiên về tính kháng virus bắt nguồn từ tác
nhân gây bệnh. Trong ñó, Hemenway (1988) ñã chuyển nạp thành công gen Cp

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

14
của PVX vào khoai tây, thu ñược kết quả tạo khoai tây chống chịu virus PVX.
Cơ chế của tính kháng là chống lại sự tích lũy virus trong cây. Kawchuk
và cs (1991) chứng minh nồng ñộ virus PLRV ở cây chuyển gen Cp rất thấp chỉ
khoảng 1% giống như cây ñối chứng trong giai ñoạn tiền xâm nhiễm.
1.4.2.2. Tính kháng bắt nguồn từ protein di chuyển
Virus mã hóa một số loại protein di chuyển hỗ trợ sự lây lan của virus
trong cây. Khi ñó các phân tử protein này chính là mục tiêu trong tạo giống
kháng virus.
Vào năm 1996, Tacke ñã chuyển trình tự gen ORF của virus PLRV
sang cây khoai tây, gen này mã hóa cho protein pr17 giúp virus di chuyển
trong mạch phloem. Dòng khoai tây chuyển gen có biểu hiện ñột biến protein
pr17 thì kháng ñược với virus PVX, PVY. Ngược lại, dòng không có ñột biến
trên thì chỉ kháng virus PLRV nhưng không kháng PVX và PVY. Khi tiến
hành kiểm tra về tính kháng với virus PLRV của các cây chuyển gen thấy

ñược lượng kháng nguyên (virus) trong cây giảm rõ rệt. Qua nghiên cứu này
Tacke chứng minh tính kháng PLRV ñược kiểm soát ở mức RNA, trong khi
ñó tính kháng PVX và PVY là tính kháng bắt nguồn từ protein ñược mã hóa
của tác nhân gây bệnh. Do ñó, những cây tích lũy protein này sẽ kháng ñược
sự lây nhiễm của nhiều loại virus khác nhau, PVY và PVX. Cơ chế kháng
này không mang tính ñặc hiệu dòng virus.
2.4.2.3. Tính kháng bắt nguồn từ gen tái bản (Replicase (polymerase)
mediated resistance.
Năm 1990, nhà khoa học Golemboski ñã chuyển vùng gen polymerase
của virus TMV (Tobacco Mosaic tobamovirus) vào cây khoai tây, gen này tạo
ra tính kháng virus theo cơ chế “tính kháng bắt nguồn từ gen tái bản
polymerase”. Tiếp ñó, hàng loạt nghiên cứu về chuyển các kiểu gen
polymerase của RNA virus và tương tự như cơ chế kháng trên ñối với nhiều
loại virus khác nhau. Nguyên lý của phản ứng kháng là sự ức chế quá trình
tái bản của virus (Braun và Hemenway 1992; Mueller và cs, 1995).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

15
1.4.2.4. Tính kháng theo cơ chế làm câm gen sau phiên mã (PTGS-
Postranscriptional Gene Silencing).
Trong một số trường hợp tính kháng chuyển gen bắt nguồn từ quá trình
phiên mã RNA tỏ ra ưu thế hơn phương pháp gen mã hóa protein cũng như
một vài phương pháp trên. Dougherty năm 1994 cho biết các cây chuyển gen
Cp của virus TEV (Tobacco etch potyvirus) không ñược dịch mã thì có biểu
hiện tính kháng hoặc nhiễm với virus TEV sau vài tuần lây nhiễm. Ông giải
thích hiện tượng trên là do sự phân giải RNA chuyển gen sau phiên mã ñã xảy
ra trong cây, lượng RNA bị giảm mặc dù gen chuyển ñã ñược phiên mã. Tiếp
ñó, tính kháng virus PVX bằng phương pháp chuyển gen RNA polymerase
ñược nghiên cứu bởi Mueller (1995). Kết quả cho thấy những cây có tính

kháng cao nhất với virus PVX thì lượng polymerase là thấp nhất và số bản
sao của gen chuyển nhiều. Tính kháng không ảnh hưởng ñến sự phiên mã của
gen chuyển. Cơ chế kháng ở ñây là sự làm câm gen sau phiên mã (PTGS).
PTGS không những ñược cảm ứng bởi gen chuyển mà còn bởi virus
(Baulcombe, 1996) và dường như là phản ứng phòng thủ chung của cây trồng
và ñược giải thích theo nhiều cơ chế bảo vệ cây trồng bắt nguồn từ tác nhân
gây bệnh (pathoge – derived protection).
Tạo giống khoai tây kháng virus bằng dung hợp tế bào trần
ðối với hướng tạo giống khoai tây kháng virus bằng dung hợp tế bào
trần giữa hai hay nhiều dòng mang ñặc tính kháng tỏ ra có nhiều ưu ñiểm: Tổ
hợp ñược bộ genome của cả hai “bố mẹ” tạo thành một cấu trúc genome dị
hợp tử mới, không có sự biệt lập trong quá trình giảm phân, rút ngắn thời gian
chọn tạo, khắc phục những rào cản về mặt di truyền trong lai hữu tính… Cho
nên trở thành công cụ ñầy hứa hẹn phục vụ chương trình chọn tạo giống cây
khoai tây kháng virus.
Trong tự nhiên tồn tại khá nhiều nguồn gen kháng virus, có khoảng 206
loài khoai tây dại mang củ, 7 loài nguyên thủy và một loài khoai tây trồng
Solanum spp, cũng như một số loài dại không mang củ có ñặc tính kháng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………

16
virus tốt (Spooner và Hijmans, 2001). Trong số ñó dòng S. etuberosum có ñặc
tính kháng cao với bệnh virus PVY, PVA…(Valkonen và cs, 1992b; Thieme
và cs, 2000, S. tarnii tính kháng cao với dòng virus PVY (Thieme và cs, 2003),
loài khoai tây S. cardiophyllum Lindl và S. etuberosum Lindl thuộc chi
Pinnatisecta và Etuberosa thể hiện tính kháng cao với nấm Phytophthora
infestans. Chúng ñược thu thập và thăm dò về tính kháng virus và tác nhân gây
bệnh khác kể cả sâu hại. Một số nghiên cứu về khoai tây ở Châu Âu khẳng
ñịnh 90% loài khoai tây dại trong quỹ gen thu thập là nguồn gen kháng mới có

ý nghĩa. ðây là nguồn gen kháng quan trọng phục vụ chương trình chọn tạo
giống khoai tây kháng virus bằng dung hợp tế bào trần. Nếu lai tạo giống theo
phương pháp truyền thống giữa những dòng dại có tính kháng virus và dòng
trồng thường gặp rào cản về mặt di truyền, thời gian chọn tạo lâu
Rất khó khăn ñể có thể tập hợp nguồn gen dại vào dòng khoai tây trồng
Châu Âu bằng lai hữu tính, do ñó dung hợp tế bào trần là phương pháp hữu
hiệu ñể ñưa nguồn gen ñó vào quỹ gen của loài S. Tuberosum L., vượt qua
ñược tính không tương hợp trong lai hữu tính và sự phân tách gen trong
chương trình chọn tạo giống. Sự dung hợp giữa tế bào trần của loài khoai tây
dại không có củ S. Brevidens với loài khoai tây trồng S. Tuberosum tạo con
lai soma biểu hiện tính kháng cao với một số nhóm virus và kháng vector
truyền bệnh (Austin và cs, 1985b; Fish và cs, 1987; Vankonen và cs, 1994b).
Tùy thuộc vào thành phần gen của con lai soma mà biểu hiện một số các
biến ñổi về tính trạng hình thái và phản ứng lại sự xâm nhiễm virus PVX bởi
vector (Thieme và cs, 2000). Một số con lai soma ñược lai lại thành công với
dòng khoai tây trồng mà vẫn biểu hiện tính kháng. Hàng loạt con lai soma của
S. etuberosum và S. tuberosum và dòng BC1 thể hiện kháng tốt với PVY và
tính rất kháng với PVX. (Gavrirenco và cs, 2003). Nghiên cứu của Polgar và cs
(2002) ñã tạo ñược 150 dòng lai soma giữa khoai tây Hungari và S. brevidens
cùng một vài thế hệ BC. Kết quả cho thấy tất cả con lai và hầu hết dòng BC