Luận án tiến sĩ nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả có múi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM






LÊ QUỐC HÙNG

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI
Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI




LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP








Hà Nội - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM





LÊ QUỐC HÙNG





NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TAM BỘI
Ở CÂY ĂN QUẢ CÓ MÚI

Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số: 62. 62. 01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TS. Đỗ Năng Vịnh
2. TS. Hà Thị Thúy





Hà Nội - 2015


i
LỜI CAM ĐOAN

- Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung
thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan mọi thông tin trích dẫn trong luận án đều đã ghi rõ
nguồn gốc và sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn./.

Tác giả luận án
Lê Quốc Hùng


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án tôi đã nhận được

sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của lãnh đạo các cơ quan, các thầy cô giáo,
các bạn đồng nghiệp và gia đình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban đào tạo sau đại học, Viện Khoa
học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Nội dung bản luận án của tôi được hoàn thành tại Phòng Thí nghiệm
trọng điểm Công nghệ tế bào Thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp. Tôi xin
chân thành cảm ơn thầy cô hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Năng Vịnh, TS.
Hà Thị Thúy, Phó Viện trưởng và PGS.TS. Lê Huy Hàm, Viện trưởng, Viện
Di truyền Nông nghiệp về sự chỉ đạo hướng dẫn tận tình của các thầy.
Tôi xin đặc biệt cảm ơn tới các bạn cán bộ đồng nghiệp đã trực tiếp hợp
tác nghiên cứu và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình đã động viên, khích lệ, giúp
đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án./.

Hà nội, ngày 20 tháng 07 năm 2015







Tác giả luận án
Lê Quốc Hùng


iii
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2
3. Tính mới của đề tài
3
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
6
1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI
6
1.1.1. Phân loại cây ăn quả có múi
6
1.1.2. Nguồn gốc và phân bố cây ăn quả có múi
8
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ CÓ MÖI
TRÊN THẾ GIỚI VÀ NƢỚC TA
9
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi trên thế giới
9
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi ở nước ta
11
1.3. NGHIÊN CỨU TẠO CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI KHÔNG
HẠT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƢỚC TA
12

1.3.1. Tình hình nghiên cứu cây ăn quả có múi trên thế giới
12
1.3.1.1. Các phương pháp nghiên cứu chọn tạo cây ăn quả có múi
không hạt trên thế giới
13
1.3.1.2. Tạo giống không hạt bằng phương pháp đột biến chiếu xạ
và chọn lọc các biến dị tự nhiên
14
1.3.1.3. Tạo giống tam bội thể không hạt
16
1.3.1.4. Tạo giống tứ bội thể làm vật liệu lai tạo giữa cây tứ bội và
cây nhị bội
19
1.3.1.5. Nghiên cứu các quy trình công nghệ nuôi cấy mô và tế bào
23


iv
in vitro phục vụ cho chọn tạo giống cây ăn quả có múi tam bội thể
1.3.1.6. Tạo giống không hạt thông qua sử dụng di truyền tính trạng
không hạt
28
1.3.1.7. Các phương pháp kiểm tra mức bội thể ở cây ăn quả có múi
29
1.3.2. Nghiên cứu cây ăn quả có múi ở nƣớc ta
30
1.3.3. Giới thiệu một số giống cây ăn quả có múi đang trồng phổ
biến ở nƣớc ta
36
1.4. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH HỌC QUAN TRỌNG Ở CÂY

ĂN QUẢ CÓ MÖI
39
1.4.1. Sự thụ phấn, ra hoa và đậu quả
39
1.4.2. Phản ứng với nhiệt độ của cây ăn quả có múi
43
1.5. MỘT SỐ KẾT LUẬN RÖT RA TỪ TỔNG QUAN TÀI
LIỆU
44
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
47
2.1. Vật liệu nghiên cứu
47
2.2. Nội dung nghiên cứu
47
2.2.1. Tạo vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn
quả có múi không hạt, ít hạt
47
2.2.1.1. Tuyển chọn giống cây ăn quả có múi (2x) triển vọng sử
dụng trong các cặp lai
47
2.2.1.2. Lai hữu tính giữa các cặp lai cùng giống và khác giống
47
2.2.1.3. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi
47
2.2.2. Chọn lọc và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng
cam Sành, bƣởi tam bội trong nhà lƣới
47
2.2.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và chọn lọc các dòng cam

Sành tam bội trong nhà lưới
47


v
2.2.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học và chọn lọc các dòng bưởi
tam bội trong nhà lưới
48
2.2.3. Bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam
bội
48
2.2.3.1. Khảo nghiệm các dòng cam Sành tam bội được ghép trên
gốc ghép Chấp
48
2.2.3.2. Khảo nghiệm các dòng bưởi tam bội được ghép trên gốc
ghép Chấp
48
2.2.3.3. Đánh giá kết quả ghép dòng bưởi tam bội lên gốc ghép cây
bưởi chua (5 tuổi) và xác định một số dòng bưởi tam bội không hạt
triển vọng
48
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
48
2.3.1. Nghiên cứu tạo vật liệu ban đầu cho công tác tạo giống cây
ăn quả có múi không hạt, ít hạt
48
2.3.1.1. Phương pháp lai hữu tính giữa các cặp lai cùng giống và
khác giống
48
2.3.1.2. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi

53
2.3.1.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng tam bội tạo
được
55
2.3.2. Phƣơng pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng
cam Sành và bƣởi tam bội trong nhà lƣới
55
a. Vật liệu
55
b. Phương pháp nghiên cứu
55
2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng
cam Sành và bƣởi tam bội
58
2.3.3.1. Phương pháp nghiên cứu khảo nghiệm các dòng bưởi và
cam Sành tam bội được ghép trên gốc ghép Chấp
59


vi
a. Vật liệu
59
b. Phương pháp bố trí thí nghiệm
59
c. Phương pháp mô tả, đánh giá các chỉ tiêu
59
2.3.3.2. Phương pháp nghiên cứu đánh giá kết quả ghép dòng bưởi
tam bội lên gốc ghép cây bưởi chua 5 tuổi và xác định một số dòng
bưởi tam bội triển vọng
60

a. Vật liệu
60
b. Phương pháp bố trí thí nghiệm
60
c. Phương pháp mô tả, đánh giá các chỉ tiêu
61
2.4. Xử lý số liệu thí nghiệm với phần mềm ứng dụng Excell
62
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
63
3.1. Tạo vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả
có múi không hạt, ít hạt
63
3.1.1. Lai hữu tính của các cặp lai cùng giống, khác giống và khác
loài giữa 2 mức bội thể khác nhau
63
3.1.2. Tạo vật liệu khởi đầu bằng cứu phôi
69
3.1.3. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng bưởi và cam
Sành tam bội tạo được năm 2011
77
3.1.3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của các dòng cam
Sành tam bội chọn tạo được năm 2011
77
3.1.3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái các dòng bưởi tam
bội chọn tạo được năm 2011
80
3.2. Chọn lọc và đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng
cam Sành, bƣởi tam bội trong nhà lƣới
85

3.2.1. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng cam Sành tam bội
trong nhà lưới
85
3.2.1.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của
85


vii
các dòng cam Sành bội trong nhà lưới năm 2013
3.2.1.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và
đậu quả của các dòng cam Sành tam bội trong nhà lưới năm 2013
92
3.2.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học các dòng bưởi tam bội trong
nhà lưới
94
3.2.2.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh trưởng của
các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013
94
3.2.2.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái hoa, thời gian ra hoa và
đậu quả của các dòng bưởi tam bội trong nhà lưới năm 2013
109
3.3. Bƣớc đầu khảo nghiệm các dòng cam Sành và bƣởi tam bội
trên đồng ruộng
114
3.3.1. Khảo nghiệm các dòng cam Sành tam bội được ghép trên gốc
ghép Chấp
114
3.3.2. Khảo nghiệm các dòng bưởi tam bội được ghép trên gốc ghép
Chấp
124

3.3.3. Đánh giá kết quả ghép dòng bưởi tam bội lên gốc ghép cây
bưởi chua (5 tuổi) và xác định một số dòng bưởi tam bội không hạt
triển vọng
128
3.3.3.1. Kết quả đánh giá sinh trưởng của các dòng bưởi tam bội
128
3.3.3.2. Kết quả nghiên cứu về hình thái, thời gian ra hoa, đậu quả
của các dòng bưởi tam bội
142
3.3.3.3. Kết quả bước đầu đánh giá về các yếu tố cấu thành năng
suất và hình thái quả của các dòng bưởi tam bội
146
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
150
Kết luận
150
Đề nghị
151
Một số bài báo đã công bố liên quan đến luận án
152


viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO
153
A. Tài liệu Tiếng Việt
153
B. Tài liệu Tiếng Anh
154
PHỤ LỤC:

Phụ lục 1: Tổng quan tài liệu

Phụ lục 2: Môi trường nuôi cấy mô, cứu phôi

Phụ lục 3: Một số hình ảnh kết quả của luận án

Phụ lục 4: Bảng biêu số liệu sinh trưởng của các dòng bưởi và cam
Sành tam bội

ix
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT
Bộ NN và PTNT
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
BD2x
Bưởi Diễn nhị bội
BD4x
Bưởi Diễn tứ bội
BD.3x.11
Dòng bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Diễn (2x) ×
♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2011
CNSH
Công nghệ sinh học
CIRAD
Trung Tâm Hợp Tác Quốc Tế về Nghiên Cứu Nông
nghiệp vì sự Phát Triển của Pháp
CSIRO
Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp và Khoa học thuộc
Khối Thịnh vượng chung của Úc
CS2x
Cam Sành nhị bội
CS4x
Cam Sành tứ bội
CS.11
Dòng cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ cam Sành
(2x) × ♂ cam Sành (4x) năm 2011
CSV
Con lai cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ cam Sành
(2x) × ♂ cam Vân Du (4x) năm 2011
CS.3x.11

Con lai cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ Cam Sành
(2x) × ♂ cam Sành (2x) năm 2011
CS.05, CS.06,
CS.07
Dòng cam Sành tam bội của cặp lai giữa ♀ cam Sành
(2x) × ♂ cam Sành (4x) năm 2005, 2006 và 2007
CĂQ
Cây ăn quả
CD
Chiều dài
DT.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Diễn (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2011
D
0
Đường kính gốc
D
t
Đường kính tán


x
ĐC
Đối chứng
ĐK
Đường kính
EC
Embryogenesis callus
FC
Flow Cytometry

FAO
Tổ chức Nông lương thế giới
g
gram
ha
Hecta
H
vn
Chiều cao vút ngọn
IBPR
Tổ chức quốc tế về tài nguyên di truyền thực vật
IPGRI
Viện Tài nguyên Di truyền thực vật quốc tế
MS
Môi trường Murashige & Skoog (1962)
MT
Môi trường Murashige & Tucker (1969)
NST
Nhiễm sắc thể
ND.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi
(2x) × ♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2011
NT.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi
(2x) × ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2011
NR2x
Bưởi Năm Roi nhị bội
P
Khối lượng
PD.06, PD.07

Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Diễn (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2006, năm 2007
PD.3x.11
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc trạch (2x)
× ♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2011
PD.05
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc trạch (2x)
× ♂ Bưởi Diễn (4x) năm 2005
PN.07
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi


xi
(2x) × ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2007
PN.05
Con lai bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Bưởi Năm Roi
(2x) × ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2005
PT.3x.11
Dòng bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc Trạch (2x) ×
♂ Phúc Trạch (4x) năm 2011
PT4x
Bưởi Phúc Trạch tứ bội
PT2x
Bưởi Phúc Trạch nhị bội
PT.05
Dòng bưởi tam bội của cặp lai giữa ♀ Phúc Trạch (2x)
× ♂ Phúc Trạch (4x) năm 2005
TTS
Tổng chất rắn hoà tan
TA

Độ chua
UNDP
Chương trình Phát triển liên hợp quốc
VD4x
Cam Vân Du tứ bội
VTM-C
Vitamin C
















xii
DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU

Thứ tự
bảng
Tên bảng
Trang

3.1
Đánh giá tỷ lệ đậu quả của các cặp lai năm 2011
64
3.2
Đánh giá số hạt thu được của các cặp lai bưởi năm 2011
65
3.3
Đánh giá số hạt thu được của các cặp lai cam Sành năm
2011
67
3.4
Kết quả cứu phôi từ 8 cặp lai 2x x 4x khác nhau năm
2011
70
3.5
Tỷ lệ sống của cây con sau 1 tháng trồng năm 2011
72
3.6
Kết quả xác định mức bội thể thu được từ nuôi cấy cứu
phôi hạt mẩy, hạt nhỏ, hạt lép có phôi từ các cặp lai 2x ×
4x năm 2011
73
3.7
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
cam Sành tam bội ở cây 2 tuổi (năm 2013) tại Văn Giang
- Hưng Yên
77
3.8
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
bưởi tam bội (cây 2 tuổi) năm 2013 tại Văn Giang -

Hưng Yên
80
3.9
Các chỉ tiêu về hình thái các dòng cam Sành tam bội
trong nhà lưới năm 2013
86
3.10
Tính trạng đặc trưng lá của các dòng cam Sành tam bội
trong nhà lưới năm 2013
90
3.11
Thời gian ra hoa của các dòng cam Sành tam bội trong
nhà lưới năm 2013
93
3.12
Tỷ lệ đậu quả hoa của các dòng cam Sành tam bội trong
94


xiii
nhà lưới năm 2013
3.13
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
bưởi tam bội 7 tuổi trong nhà lưới năm 2013
95
3.14
Các chỉ tiêu về hình thái và sinh trưởng của các dòng
bưởi tam bội 6 tuổi trong nhà lưới năm 2013
97
3.15

Tính trạng đặc trưng lá của các dòng bưởi tam bội 7 tuổi
trong nhà lưới năm 2013
102
3.16
Tính trạng đặc trưng lá của các dòng bưởi tam bội 6 tuổi
trong nhà lưới năm 2013
104
3.17
Tính trạng đặc trưng hoa của các dòng bưởi tam bội
trong nhà lưới năm 2013
111
3.18
Thời gian ra hoa của các dòng bưởi tam bội
112
3.19
Tỷ lệ đậu quả của các dòng dòng bưởi tam bội năm 2013
113
3.20
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2011
114
3.21
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2012
115
3.22
Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng cam Sành
tam bội năm 2013
116
3.23

Thời gian xuất hiện và kết thúc các đợt lộc của các dòng
cam Sành tam bội 3 tuổi năm 2013
119
3.24
Chất lượng cành lộc của các dòng cam Sành tam bội 3
tuổi năm 2013
120
3.25
Thành phần sâu bệnh hại chính trên các dòng cam Sành
tam bội khảo nghiệm
123
3.31
Một số loại sâu bệnh hại chính trên các dòng bưởi tam
bội
127


xiv
3.32
Thời gian xuất hiện và kết thúc các đợt lộc của các dòng
bưởi tam bội năm 2012
129
3.33
Chất lượng cành lộc của các dòng bưởi tam bội năm
2012
131
3.34
Thời gian xuất hiện và kết thúc các đợt lộc của các dòng
bưởi tam bội năm 2013
136

3.35
Chất lượng cành lộc của các dòng bưởi tam bội năm
2013
138
3.36
Tính trạng đặc trưng hoa của các dòng bưởi tam bội ghép
lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2012 (32 tháng sau
ghép)
143
3.37
Đặc điểm thời gian ra hoa, nở hoa của các dòng bưởi
tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi
144
3.38
Tỷ lệ đậu quả của các dòng bưởi tam bội ghép lên gốc
ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng sau ghép)
145
3.39
Một số chỉ tiêu năng suất quả các dòng bưởi tam bội
ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm 2013 (46 tháng
sau ghép)
146
3.40
Một số chỉ tiêu về hình thái, cấu tạo quả của các dòng
bưởi tam bội ghép lên gốc ghép bưởi chua 5 tuổi năm
2013 (46 tháng sau ghép)
147

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ăn quả có múi (Citrus) là loại cây ăn quả có giá trị dinh dưỡng và
kinh tế cao. Tổng sản lượng quả có múi trên thế giới đạt 85,6 triệu tấn niên vụ
2012/2013, trong đó cam chiếm 50% tổng sản lượng (USDA, 2013). Sản xuất
quả có múi vẫn đang tiếp tục tăng do thu nhập của người dân ở một số quốc
gia tăng nhanh như Trung quốc, Hàn Quốc, Nga, Ấn Độ, các nước Đông Âu,
các nước ASEAN Ở Trung Quốc, tổng lượng hoa quả tươi tiêu thụ tăng rất
nhanh, trong đó tiêu thụ quả có múi tăng nhanh hơn cả. Trung Quốc vươn
lên chiếm vị trí thứ 2 về sản lượng quả có múi chỉ sau Brasil (Deng, 2008).
Nước ta nằm ở trung tâm phát sinh của rất nhiều giống cây ăn quả có
múi (Võ Văn Chi, 1997), (Phạm Hoàng Hộ, 1992). Diện tích cây ăn quả có
múi ở nước ta năm 2011 đạt 138.200 ha, chiếm khoảng 18% diện tích cây ăn
quả cả nước với sản lượng hàng năm là 1,35 triệu tấn (Cục trồng trọt, Bộ NN
và PTNT, 2013). Tuy nhiên, hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu một lượng
lớn cam quýt từ nước ngoài. Sản xuất cây ăn quả có múi ở nước ta còn gặp rất
nhiều khó khăn do bệnh dịch và chất lượng giống. Hầu hết các giống trồng
phổ biến ở nước ta là các giống chất lượng thấp, nhiều hạt, chưa đáp ứng
được yêu cầu ăn tươi và chế biến. Trong khi đó, tính trạng không hạt có vai
trò rất quan trọng đối với sản xuất quả có múi chất lượng cao. Tính trạng có
hạt và nhiều hạt làm giảm giá trị thương mại của công nghiệp chế biến quả có
múi (Saunt J, 1990).

Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu chọn tạo giống cây ăn quả có múi
không hạt ở các nước trên thế giới đang được thực hiện theo các phương pháp
như gây đột biến, lai tạo giữa các giống nhị bội, tạo dòng giống tam bội bằng
lai hữu tính giữa các dòng giống nhị bội với các dòng giống tứ bội (Roose và
Williams, 2000), nuôi cấy nội nhũ hạt non (Gmitter và cộng sự, 1990), chọn


2
các phôi tam bội hình thành tự nhiên (Esen và cộng sự, 1971), cứu phôi tam
bội ở các hạt lép, hạt nhỏ (Ollitrault và cộng sự, 1996), dung hợp tế bào trần
nhị bội với tế bào trần đơn bội (Ollitraul và cộng sự, 2000). Ứng dụng các
phương pháp công nghệ sinh học trong tạo giống không hạt như cứu phôi,
dung hợp tế bào trần, chọn biến dị tế bào soma (Froelicher và cộng sự, 2003);
(Grosser và cộng sự, 2000); (Juárez và cộng sự, 1990); (Ollitrault và cộng sự,
1998).
Các giống cây ăn quả có múi đang trồng phổ biến ở nước ta là cam Xã
Đoài, cam Vân Du, cam Sành, cam Bù, bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, bưởi
Đoan Hùng, đều là giống nhiều hạt. Trong khi đó, công tác nghiên cứu chọn
tạo giống không hạt mới được các viện trong nước triển khai mấy năm gần
đây, tuy vậy, còn nhiều vấn đề phải nghiên cứu tiếp. Do đó, để phát huy thế
mạnh nguồn gen cây có múi và thị trường tiêu thụ quả có múi, nước ta cần tập
trung cho nghiên cứu cải tạo các giống cây có múi đặc sản, có ưu thế phát
triển như cam Sành, bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, theo hướng tạo các giống
không hạt từ các giống này với yêu cầu giống không hạt, ưu thế lai, thích nghi
tốt và chống chịu sâu bệnh. Xuất phát từ các phân tích trên đây, chúng tôi đã
thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo một số dòng tam bội ở cây ăn quả
có múi”.
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Mục đích nghiên cứu của đề tài là tạo ra số lượng lớn các dòng bưởi và

cam Sành tam bội làm vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn
quả có múi không hạt, ít hạt.
Khảo nghiệm, đánh giá và chọn lọc các dòng bưởi và cam Sành tam bội
nhằm bước đầu xác định được một số dòng triển vọng và các phương pháp
chọn tạo giống tam bội không hạt.


3
2.2. Yêu cầu
Bằng phương pháp lai giữa các giống bưởi, cam Sành đặc sản địa
phương nhị bội với giống tứ bội (2x 4x) và cứu phôi in vitro, đề tài đã thu
được hàng trăm dòng bưởi và cam Sành tam bội từ cứu phôi của 8 cặp lai.
Từ vật liệu ban đầu được đề tài đánh giá các đặc tính nông sinh học và
chọn lọc được một số dòng bưởi và cam Sành tam bội không hạt triển vọng
đưa vào khảo nghiệm.
3. Tính mới của đề tài
Lần đầu tiên ở nước ta, đề tài đã tạo ra số lượng lớn các dòng cây ăn
quả có múi tam bội bằng phương pháp lai giữa các giống bưởi, cam Sành bản
địa nhị bội với các giống tứ bội (2x 4x) và cam Sành lai tự nhiên (2x 2x).
Đề tài đã góp phần tạo ra được 92 dòng bưởi tam bội và 22 dòng cam Sành
tam bội làm vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống cây ăn quả có múi
không hạt.
Kết quả để tài đã chọn được 2 dòng cam Sành và 6 dòng bưởi tam bội
có sinh trưởng khỏe, ít nhiễm sâu bệnh, trong đó có 2 dòng bưởi tam bội ghép
mắt lên cây bưởi chua 5 tuổi đã ra hoa kết quả không hạt. Quả có dạng tròn,
đẹp, vỏ vàng, khối lượng trung bình 494,16 g/quả, múi quả đều, tép quả vàng,
mọng nước, vị ngọt, không the đắng.
Lần đầu tiên ở nước ta đề tài đã khẳng định được khả năng tạo dòng
giống bưởi không hạt tam bội bằng phương pháp lai tạo cây. Phương pháp
ghép mắt non lên cây bưởi chua 5 tuổi đã cho phép rút ngắn được thời gian ra

hoa kết quả của các dòng tam bội mới chọn lọc so với ghép mắt lên trên gốc
ghép Chấp Thái Bình.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Lần đầu tiên ở nước ta, đề tài đã tạo được số lượng lớn các dòng cây ăn


4
quả có múi tam bội từ các nguồn giống cây ăn quả bản địa. Trong đó có các
dòng bưởi tam bội sinh trưởng tốt và hai dòng đã ra quả không hạt.
Đặc biệt đề tài đã góp phần xây dựng hướng nghiên cứu tạo giống bưởi,
cam Sành không hạt tam bội.
Đề tài đã xây dựng và ứng dụng thành công các quy trình công nghệ
tạo giống cây ăn quả có múi tam bội. Quy trình đã được ứng dụng thành công
với 8 cặp lai giữa 2 mức bội thể 2x 4x và đã tạo ra nhiều dòng tam bội khác
nhau. Đề tài cũng đã phối hợp giữa các phương pháp chọn tạo giống truyền
thống (tạo dòng tứ bội thể, lai giữa 2 mức bội thể khác nhau) với các phương
pháp Công nghệ Sinh học như cứu phôi in vitro, kỹ thuật rút ngắn thời gian
chọn giống thông qua kỹ thuật ghép mắt non lên cây bưởi chua 5 tuổi.
Các dòng tam bội, các quy trình công nghệ chọn tạo giống tam bội và
các dữ liệu khoa học thu được có thể làm tài liệu tham khảo có giá trị cho
giảng dạy và nghiên cứu khoa học ở cây ăn quả có múi.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài đã cung cấp số lượng lớn các dòng tam bội (3x) từ lai giữa các
giống có mức bội thể khác nhau phục vụ cho công tác chọn tạo giống cây ăn
quả có múi không hạt ở nước ta.
Bước đầu đề tài đã tuyển chọn được 2 dòng bưởi tam bội không hạt từ
bưởi đặc sản Việt Nam và một số các dòng bưởi và cam Sành tam bội triển
vọng khác đang được tiếp tục khảo nghiệm.
Đề tài mở ra triển vọng ứng dụng các kỹ thuật chọn tạo giống không

hạt vào thực tiễn nước ta.
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Cây bố cho phấn là các giống bưởi Phúc Trạch, bưởi Diễn, cam Sành,
cam Vân Du tứ bội chọn tạo được từ xử lý colchicine các giống nhị bội thuộc


5
đề tài “Nghiên cứu tạo giống cây có múi không hạt có nguồn gốc bản địa” giai
đoạn từ năm 2001 đến 2005 và được trồng tại Trại thực nghiệm của Viện Di
truyền Nông nghiệp ở huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên . Các giống tứ bội đã
được Cục trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cấp bằng bảo
hộ giống cây trồng mới theo Quyết định số 515/QĐ-TT-VPBH, ngày 12
tháng 11 năm 2013.
Cây mẹ (2x) được chọn từ những cây khoẻ mạnh, hoa nở tập trung ở
các giống bưởi Năm Roi, Phúc Trạch, bưởi Diễn, cam Sành.
Các dòng bưởi tam bội tạo được từ các cặp lai giữa bưởi tứ bội với
bưởi nhị bội và các dòng cam Sành tam bội chọn tạo được từ cứu phôi hạt nhỏ
hạt lép in vitro từ đề tài “Nghiên cứu tạo giống bưởi và cam, quýt không hạt
bằng công nghệ sinh học” giai đoạn từ năm 2006 đến 2010.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu và sử dụng các nguồn vật liệu ban đầu gồm các
giống bưởi, giống cam Sành, giống cam Vân Du nhị bội và tứ bội. Các
phương pháp chọn tạo giống tam bội bằng lai giữa hai mức bội thể và cứu
phôi in vitro, các phương pháp đo mức bội thể và khảo nghiệm, đánh giá các
dòng tam bội đã được sử dụng trong nghiên cứu.
Đề tài được triển khai tại Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ tế
bào Thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp, Trại thực nghiệm của Viện Di
truyền Nông nghiệp ở huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên, Trại thực nghiệm
Viện Nghiên cứu Rau quả và một số vườn ở các địa phương như huyện Cao

Phong, tỉnh Hòa Bình; huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang.






6
CHƢƠNG I:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY ĂN QUẢ CÓ MÖI
1.1.1. Phân loại cây ăn quả có múi
Cây có múi (Citrus) thuộc họ Rutaceae (họ cam), họ phụ
Aurantioideae, tông Citrae, tông phụ Citrinae. Nguồn gốc phân loại và phân
bố của cây có múi đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều tác giả trên
thế giới như: (Swingle, W.T, 1943); (Swingle, W.T, 1967); (Tanaka, T.
1937); (Tanaka, T. 1945); (Tanaka, T. 1966); (Tanaka, T. 1977); (Stone, B.C.
1994); (Hodgson, R.W, 1961); (Tolkowsky, S. 1938), vv và ngay cả các nhà
khoa học Việt Nam như Lê Khả Kế (1976), Phạm Hoàng Hộ (1972) và Võ
Văn Chi (1997).
Tuy nhiên, do sự đa dạng đến mức phức tạp của các loài trong chi
Citrus, nên hiện nay sự phân chia số lượng các loài cũng như các giống trong
các loài của chi Citrus trong mỗi công trình phân loại của các tác giả trên
không giống nhau, ví dụ: Swingle chia Citrus thành 16 loài, gồm 2 chi phụ:
Eucitrus 10 loài và Papeda 6 loài. Tanaka lại chia thành 144 loài, cũng gồm 2
chi phụ: Archicitrus 98 loài (trong đó Papeda 12 loài, Limonellus 16 loài,
Citrophorum 21 loài, Aruntium 28 loài và Cepphaiocitrus 21 loài); chi phụ
Metacitrus 46 loài (trong đó có: Osmocitrus 9 loài, Acrumen 36 loài và
Pseudofortunella 1 loài). Trong khi Hodgson, R.W. (1961) lại nhóm thành 4

nhóm: Nhóm 1, những loài chua, gồm 6 loài: Citrus medica (chanh yên),
Citrus limon (chanh núm), Citrus aurantifolia (chanh giấy), Citrus jambhiri
(chanh sần), Citrus limettioides (chanh ngọt) và Citrus limetta (lai giữa chanh
núm và chanh giấy). Nhóm 2, nhóm cam, gồm 2 loài: Citrus aurantium (cam
chua) và Citrus sinensis (cam ngọt). Nhóm 3, nhóm quýt, gồm 3 loài: Citrus


7
reticulata (quýt ta), Citrus unshiu (quýt ôn châu) và Citrus nobilis (quýt
King/cam Sành, con lai giữa Citrus sinensis với Citrus reticulata). nhóm 4,
nhóm bưởi, gồm 2 loài: Citrus paradisi (bưởi chùm) và Citrus maxima/Citrus
grandis (bưởi ta). Có một số loài khác nữa như: Citrus limonia (chanh
rangpur), Citrus bargamia, Citrus myrtifolia, Citrus madurensis/Citrus mitis
(calamodin, một giống của Philippin) nhưng theo ông sự phân loại này cũng
chưa có gì chắc chắn vv
Với sự trợ giúp của Công nghệ Sinh học, Nicolosi và cộng sự, (2000)
dựa trên các chỉ thị phân tử khác nhau như RAPD
s
, SCAR
s
và phân tích ADN
thể lục lạp đã xác định chi Citrus chỉ gồm 3 loài cơ bản là: Chanh yên
(Citron), quýt (Mandarin) và bưởi (Pummelos) và trong mỗi loài bao gồm
nhiều dạng lai, chẳng hạn loài chanh yên bao gồm: Citrus medica, Citrus
aurantifolia, Citrus macrophylla, Citrus limon, Citrus bergamia, Citrus
limettioides, Citrus jambhiri, Citrus limonia và Citrus volkameriana. Loài
quýt bao gồm tất cả các loài quýt hiện có và các loài khác như: Citrus
tachibana, Citrus paradisi, Citrus aurantium, Citrus sinensis và Citrus junos.
Loài bưởi gồm: Citrus grandis và Citrus celebica. Tuy nhiên, nghiên cứu này
chỉ có ý nghĩa lớn đối với xác định phả hệ của cây có múi, còn trong công tác

điều tra, thu thập, đánh giá đa dạng nguồn gen vẫn phải dựa vào đặc điểm
hình thái trên cơ sở các khóa phân loại.
Do sự phức tạp trong công việc định danh loài như vậy nên trong điều
tra, thu thập, đánh giá cũng như thực hành phân loại, để đơn giản và dễ sử
dụng, Viện Tài nguyên di truyền quốc tế (IPGRI) khuyến cáo sử dụng khóa
phân loại của Swingle làm bảng mô ta để định danh loài (Bảng 1.1, phụ lục
1). Trong những trường hợp khó phân định có thể tham khảo khóa phân loại
của Tanaka.


8
Trong 10 loài thuộc Eucitrus ở Việt Nam hiện chỉ tìm thấy 7 loài từ 1
đến 7 và trong chi phụ Papeda chỉ có 1 loài Citrus hystrix D.C. (chấp Thái
Bình, một giống làm gốc ghép cho cam, quýt. Tuy nhiên cũng chưa chắc
chắn).
1.1.2. Nguồn gốc và phân bố cây ăn quả có múi
Trong các loài cây ăn quả, cùng với nho, cây có múi có lịch sử trồng
trọt lâu đời nhất. Có nhiều báo cáo nói về nguồn gốc cây có múi, nhưng phần
lớn đều thống nhất rằng nguồn gốc cây có múi (Citrus) ở Đông Nam châu Á,
trải dài từ Đông Ả Rập tới Philippine và từ dãy Himalaya tới Indonesia, Úc.
Trong đó một vùng rộng lớn của Đông Bắc Ấn Độ và bắc Miến Điện được
cho là trung tâm phát sinh của các loài cây có múi. Tuy nhiên, những nghiên
cứu hiện nay cho rằng tỉnh Vân Nam thuộc trung tâm phía Nam Trung Quốc
có thể là nơi khởi nguyên quan trọng của các loài cây có múi do sự đa dạng
của các loài được phát hiện tại đây và được phát tán xuống phía Nam theo hệ
thống sông suối (Gmitter và Hu, 1990). Sự di chuyển mạnh mẽ của các dạng
cây có múi khác nhau có lẽ xảy ra chủ yếu ở bên trong vùng khởi nguyên
trước khi lịch sử được ghi chép. Nhiều dạng cây có múi đã di chuyển từ phía
Tây tới các vùng Ả Rập khác nhau, ví dụ như Ô Man, Ba Tư, Iran, thậm chí
tới Palestin. Các dạng cây có múi chính ăn được bao gồm chanh yên, cam

chua, chanh giấy, chanh núm, cam ngọt, bưởi, bưởi chùm, quýt và quất.
Các loài chanh yên, phật thủ (Citrus medica L.) có nguồn gốc từ Nam
Trung Quốc tới Ấn Độ. Loài này được tìm thấy ở Iran khi Alexander của
Macedonia tới Châu Á (khoảng năm 330 trước công nghuyên) rồi sau đó nhập
nội về vùng Địa Trung Hải. Các loài cây có múi khác cũng được nhập nội vào
Italia rất sớm từ thời Đế chế La Mã (năm 27 trước công nguyên đến 284 sau
công nguyên), nhưng chúng đã bị hủy diệt vào cuối kỷ nguyên đó. Sự tranh
luận về sự tồn tại của các loài chanh yên, phật thủ cũng được nói đến trong


9
sách kinh thánh và được chứng minh rõ ràng nhất ở lễ giáo của người Do Thái
người ta sử dụng chanh yên, phật thủ trong các lễ tưởng niệm vào những năm
50 - 150 trước công nguyên. Sự di chuyển của cây có múi từ Ấn Độ đến Châu
Phi xảy ra trong khoảng những năm từ 700 - 1400 và các loài cây có múi khác
nhau, đặc biệt là chanh giấy và cam đã được nhập nội tới các nước châu Mỹ
bởi những người định cư và các nhà thám hiểm ở vùng Địa Trung Hải thuộc
trung tâm Hispaniola (gồm Cộng hòa Haiti và Dominica thuộc quần đảo của
West Indies) và Bahia, Braxin (thuộc Bồ Đào Nha). Cuộc hành trình của cây
có múi tới các vùng châu Mỹ còn do các tín đồ thiên chúa giáo La Mã đã phát
triển nhiều cây ăn quả trong đó có cây có múi.
1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ QUẢ CÓ MÖI TRÊN THẾ
GIỚI VÀ NƢỚC TA
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả có múi trên thế giới
Sản lượng quả có múi trên thế giới niên vụ 2012/2013 đạt 85,6 triệu tấn
giảm 4,2 triệu tấn so với niên vụ 2011/2012. Trung Quốc là nước sản xuất quả
có múi lớn nhất, tiếp đến là Brazil, Mỹ, Mexico, (Bảng 1.2, 1.3, 1.4, 1.5;
phụ lục 1). Sản xuất cam của Trung Quốc tăng trưởng nhanh và vai trò của
Trung Quốc trong sản xuất quả có múi ngày càng lớn với sản lượng khoảng
26,9 triệu tấn niên vụ 2012/2013 (USDA, 2013).

Quả có múi được sản xuất chủ yếu ở các vùng cận nhiệt đới như địa
phận ven Địa Trung Hải của Tây Ban Nha, Florida và California (Mỹ), Sao
Paulo (Brazil), Trung Quốc. Nước nhiệt đới trồng nhiều cam quýt là Mexico
nằm ở vĩ độ bắc 10
0
- 24
0
tương tự với Việt Nam và là nước có sản lượng quả
có múi xếp thứ 5 trên thế giới (USDA, 2013).
Lượng quả có múi xuất khẩu toàn cầu đạt trung bình khoảng 8,4 triệu
tấn năm niên vụ 2010/2011 và đạt khoảng 8,2 triệu tấn vào niên vụ 2012/2013
(USDA, 2013). Các nước xuất khẩu lớn nhất là Trung Quốc với lượng xuất