Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương thích hợp với một số tỉnh phía Bắc Việt Nam

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



PHẠM THỊ BẢO CHUNG

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG
THÍCH HỢP VỚI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM

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. PGS.TS. Nguyễn Văn Đồng
2. PGS.TS. Mai Quang Vinh

HÀ NỘI – 2015

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



PHẠM THỊ BẢO CHUNG

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG
THÍCH HỢP VỚI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2015


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu kết quả nghiên cứu khoa học đã nêu trong luận án là trung thực
và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Tác giả luận án


iii

LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới PGS.TS.
Nguyễn Văn Đồng và PGS.TS. Mai Quang Vinh, những người thầy đã tận
tình chỉ bảo, hướng dẫn về chuyên môn giúp tôi thực hiện và hoàn thành luận
án này.
Để hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của Ban Lãnh đạo
Viện Di truyền Nông nghiệp; Tập thể cán bộ Bộ môn Đột biến và Ưu thế lai
và Phòng thí nghiệm Trọng điểm công nghệ tế bào thực vật. Tôi xin chân
thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đã dành cho tôi.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt
Nam, Ban Đào tạo Sau đại học cùng tập thể cán bộ và quý thầy cô đã giúp đỡ
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới các bạn đồng nghiệp
trong Bộ môn Đột biến & Ưu thế lai, Viện Di truyền Nông nghiệp, và các
thành viên trong gia đình tôi đã luôn hết lòng động viên tinh thần, tiếp thêm
cho tôi sức mạnh và nghị lực để tôi hoàn thành tốt công trình nghiên cứu này.
Tác giả

Phạm Thị Bảo Chung


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................ii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iii
MỤC LỤC .............................................................................................................. iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU............................................................................... viii

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ xi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................................................................. 2
3.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................. 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 3
4.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 3
4.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 3
5. Những đóng góp mới của luận án ........................................................................ 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ....... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 4
1.1.1. Cơ sở khoa học của lai hữu tính trong chọn tạo giống đậu tương ................... 4
1.1.2. Cơ sở khoa học của xử lý đột biến thực nghiệm chiếu xạ trong tạo giống đậu tương... 6
1.1.3. Đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử RAPD ................................. 8
1.1.4. Các bước trong chọn tạo giống đậu tương .................................................... 10
1.1.5. Đặc điểm sinh thái của cây đậu tương ......................................................... 11


v

1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam ............. 16
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới .................................. 16
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương tại Việt Nam................................. 17
1.3. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam......... 22
1.3.1. Nghiên cứu về biến dị, di truyền của một số tính trạng ở đậu tương ............. 22
1.3.2. Nghiên cứu về đa dạng di truyền của đậu tương bằng chỉ thị RAPD ............ 26
1.3.3. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương ............................................. 28
1.4. Đặc điểm các vùng sinh thái phía Bắc............................................................. 36

Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 41
2.1. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 41
2.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 44
2.2.1. Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương ..... 44
2.2.2. Chọn tạo giống đậu tương cho một số tỉnh phía Bắc .................................... 44
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 44
2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng .................................................. 44
2.3.2. Phương pháp đánh giá sai khác di truyền bằng chỉ thị RAPD ....................... 46
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giá thí nghiệm đồng ruộng ........ 48
2.3.4. Điều kiện nghiên cứu ................................................................................... 55
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..................................... 56
3.1. Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương. 56
3.1.1. Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu bằng phương pháp đột biến thực nghiệm
chiếu xạ gamma Co60............................................................................................. 56
3.1.1.1. Kết quả xử lý đột biến và chọn lọc dòng đậu tương đột biến ..................... 56
3.1.1.2. Kết quả đánh giá dòng đậu tương đột biến ................................................ 63
3.1.2. Kết quả nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu bằng phương pháp lai hữu tính ..... 72


vi

3.1.2.1. Kết quả đánh giá sai khác di truyền nguồn vật liệu khởi đầu sử dụng chỉ thị
phân tử RAPD ....................................................................................................... 72
3.1.2.2. Kết quả tạo một số tổ hợp lai định hướng .................................................. 77
3.1.2.3. Kết quả nghiên cứu, đánh giá di truyền biến dị ở thế hệ F1, F2 ................. 78
3.1.2.4. Kết quả chọn lọc dòng đậu tương từ các tổ hợp lai định hướng ................. 89
3.1.2.5. Kết quả đánh giá dòng đậu tương từ các tổ hợp lai định hướng ................ 92
3.1.3. Kết quả đánh giá chất lượng hạt một số giống đậu tương mới .................... 113
3.2. Kết quả chọn tạo giống đậu tương cho một số tỉnh phía Bắc ......................... 113
3.2.1. Kết quả đánh giá khả năng thích ứng của các giống đậu tương mới ........... 113

3.2.1.1. Kết quả đánh giá khả năng thích ứng của các giống đậu tương mới qua các
mùa vụ khác nhau ............................................................................................... 113
3.2.1.2. Kết quả đánh giá khả năng thích ứng của các giống đậu tương mới qua các
địa điểm khác nhau ............................................................................................. 115
3.2.2. Kết quả thử nghiệm các giống đậu tương mới tại một số tỉnh phía Bắc ...... 116
3.2.2.1. Kết quả đánh giá về sinh trưởng phát triển của các giống đậu tương mới tại
một số tỉnh phía Bắc ............................................................................................ 116
3.2.2.2. Kết quả đánh giá về mức độ nhiễm bệnh hại, khả năng chống đổ và tính
tách quả của các giống đậu tương mới tại một số tỉnh phía Bắc ........................... 118
3.2.2.3. Kết quả đánh giá về năng suất của các giống đậu tương mới tại một số tỉnh
phía Bắc .............................................................................................................. 120
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................. 122
1. Kết luận ........................................................................................................... 122
2. Đề nghị ............................................................................................................ 123
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ................. 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 125
PHỤ LỤC


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIÊT TẮT
TT
1

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

ADN

Axit Deoxyribo Nucleic

BNN&PTNT

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

2

Đ/c

Đối chứng

3

FAO

Food and Agriculture Organism

4

HH

Hữu hạn

5

KKNG,
SPCT&PBQG

Khảo kiểm nghiệm giống, Sản phẩm cây trồng và
Phân bón Quốc gia

6

NCS

Nghiên cứu sinh

7

NS

Năng suất

8

P.1000

Khối lượng 1000 hạt

9

PCR

Polymerase Chain Reaction

10

QG

Quốc gia

11

RAPD

Random Amplified Polymorphic DNA

12

STPT

Sinh trưởng phát triển

13

TN

Thí nghiệm

14

TGST

Thời gian sinh trưởng

15

VDTNN

Viện Di truyền Nông nghiệp

16

♀

Giống mẹ

17

♂

Giống bố


viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng

Nội dung

Trang

2.1

Nguồn gốc và một số đặc điểm nông sinh học của các dòng, giống đậu

42

tương tham gia thí nghiệm
3.1

Tần số và các dạng biến dị ở quần thể đậu tương thế hệ M1 – M2 tại

57

VDTNN vụ Đông 2003 và Xuân 2004
3.2

Đặc điểm 2 cá thể chín sớm C1 và C2 thu được ở thế hệ M2 tại

58

VDTNN vụ Xuân 2004
3.3

Sự di truyền một số tính trạng qua các thế hệ M1 - M3 tại VDTNN vụ

59

Đông 2003 - vụ Hè 2004
3.4

Sự di truyền biến dị chín sớm từ thế hệ M2 đến M3 tại VDTNN vụ

60

Xuân và Hè 2004

3.5

Quá trình chọn lọc dòng đậu tương đột biến từ thế hệ M2 – M10 tại

61

VDTNN 2003 – 2006
3.6

TGST và năng suất của các dòng đậu tương ở thế hệ M6-9 tại Hà Nội

62

vụ Hè và Đông 2005, Xuân và Hè 2006
3.7

Đặc điểm các dòng, giống đậu tương tham gia thí nghiệm so sánh sơ

64

bộ vụ Đông (M10) tại Hà Nội năm 2006
3.8

Đặc điểm hình thái của dòng đậu tương 01HC45 tại Từ Liêm - Hà Nội

65

qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông (M11-13) năm 2007
3.9

Đặc điểm sinh trưởng phát triển, mức độ sâu hại, mức độ nhiễm bệnh

66

hại và khả năng chống chịu của dòng 01HC45 tại Từ Liêm - Hà Nội
qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông (M11-13) năm 2007
3.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dòng đậu tương

68

01HC45 tại Từ Liêm - Hà Nội qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông (M11-13)
năm 2007
3.11 Một số đặc điểm nông sinh học của giống đậu tương mới DT2008 và

69

dòng 2001HC tại Hà Nội năm 2007
3.12 Kết quả phát triển giống DT2008 tại các tỉnh phía bắc 2009 – 2014

70

3.13 Hàm lượng và độ tinh sạch ADN của các giống đậu tương nghiên cứu

73

3.14 Thông tin tính đa hình (PIC) của các giống đậu tương nghiên cứu

74

ix

3.15 Hệ số tương đồng giữa các giống đậu tương nghiên cứu

75

3.16 Mức sai khác di truyền giữa giống DT2008 với các giống đậu tương

76

nghiên cứu
3.17 Kết quả tạo một số tổ hợp lai định hướng vụ Xuân 2009 tại Hà Nội

77

3.18 Đặc điểm một số tính trạng hình thái ở thế hệ F1 của các tổ hợp lai định

78

hướng vụ Hè 2009 tại Hà Nội
3.19 Giá trị χ2 và phân ly tính trạng màu hoa ở thế hệ F2 của các tổ hợp lai

79

vụ Đông 2009 tại Hà Nội
3.20 Giá trị χ2 và phân ly tính trạng màu lông ở thế hệ F2 của các tổ hợp lai

80

vụ Đông 2009 tại Hà Nội

3.21 Giá trị χ2 và phân ly tính trạng màu vỏ quả ở thế hệ F2 của các tổ hợp

81

lai vụ Đông 2009 tại Hà Nội
3.22 Giá trị χ2 và phân ly tính trạng màu rốn hạt ở thế hệ F2 của tổ hợp lai

82

DT2008 x DT99 vụ Đông 2009 tại Hà Nội
3.23 Giá trị trung bình và mức độ trội (D) của một số tính trạng sinh trưởng

83

phát triển ở cây lai thế hệ F1 vụ Hè 2009 tại Hà Nội
3.24 Giá trị trung bình và mức độ trội (D) của các yếu tố cấu thành năng

85

suất và năng suất ở cây lai thế hệ F1 vụ Hè 2009 tại Hà Nội
3.25 Hệ số di truyền (H2) của một số tính trạng số lượng ở thế hệ F2 vụ

86

Đông 2009 tại Hà Nội
3.26 Giá trị trung bình ( x ) và hệ số biến động (Cv (%)) của một số tính

87

trạng ở các giống bố, mẹ và con lai đậu tương thế hệ F2 vụ Đông 2009

3.27 Giá trị trung bình ( x ) và hệ số biến động (CV (%)) của một số yếu tố

88

cấu thành năng suất ở các giống bố, mẹ và con lai đậu tương thế hệ F2
vụ Đông 2009
3.28 Kết quả chọn lọc dòng từ các tổ hợp lai định hướng tại Hà Nội năm

90

2009 - 2011
3.29 Một số đặc điểm chính các dòng, giống đậu tương tham gia thí nghiệm so

93

sánh sơ bộ vụ Đông (F8) tại Hà Nội năm 2011
3.30 Một số đặc điểm chính các dòng, giống đậu tương tham gia thí nghiệm so
sánh sơ bộ vụ Đông (F8) tại Hà Nội năm 2011

95


x

3.31 Đặc điểm các dòng, giống đậu tương tham gia thí nghiệm qua 3 vụ

96

Xuân, Hè và Đông tại Hà Nội năm 2012
3.32 Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các dòng, giống

99

đậu tương tham gia thí nghiệm tại Hà Nội năm 2012
3.33 Một số đặc điểm sinh trưởng của các dòng, giống đậu tương tham gia

104

thí nghiệm tại Hà Nội năm 2012
3.34 Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng, giống

105

đậu tương tham gia thí nghiệm tại Hà Nội vụ Xuân năm 2012
3.35 Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng, giống

106

đậu tương tham gia thí nghiệm tại Hà Nội vụ Hè năm 2012
3.36 Một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng, giống

107

đậu tươngtham gia thí nghiệm tại Hà Nội vụ Đông năm 2012
3.37 Mức độ sâu hại của các dòng, giống đậu tương tham gia thí nghiệm tại

109

Hà Nội năm 2012
3.38 Mức độ nhiễm một số bệnh hại và khả năng chống đổ của các dòng,

112

giống đậu tương tham gia thí nghiệm năm 2012 tại Hà Nội
3.39 Hàm lượng dinh dưỡng của các giống đậu tương mới DT2008,

113

DT2010 và DT2012
3.40 Phân nhóm môi trường theo từng vụ về năng suất tại Hà Nội năm 2012

114

3.41 Chỉ số thích nghi và ổn định của các giống qua 3 vụ năm 2012 tại Hà Nội

114

3.42 Phân nhóm môi trường theo từng địa điểm về năng suất vụ Xuân năm

115

2012
3.43 Chỉ số thích nghi và ổn định của các giống qua các môi trường khác

115

nhau vụ Xuân năm 2012
3.44 Đặc điểm sinh trưởng phát triển của giống DT2010 và DT2012 tại một

117

số điểm thử nghiệm năm 2012 - 2013
3.45 Mức độ nhiễm bệnh hại và khả năng chống chịu của giống DT2010 và

119

DT2012 tại một số điểm thử nghiệm năm 2012 – 2013
3.46 Năng suất của giống DT2010 và DT2012 tại một số điểm thử nghiệm
năm 2012 - 2013

121


xi

DANH MỤC HÌNH
Hình

Nội dung

Trang

3.1

Quá trình chọn tạo giống đậu tương DT2008

71

3.2

Kết quả điện di ADN tổng số của các giống đậu tương trên gel agarose

73

0,8%
3.3

Sơ đồ hình cây của 10 giống đậu tương nghiên cứu theo kiểu phân
nhóm UPGMA

76


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) là một trong những cây họ đậu có giá
trị sử dụng toàn diện với hàm lượng dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, dễ trồng, khả
năng thích nghi tương đối rộng, có tác dụng cải tạo đất và góp phần cắt đứt dây
chuyền sâu bệnh khi luân canh với các cây trồng khác.
Ở Việt Nam, đậu tương là cây trồng có vị trí quan trọng trong sản xuất nông
nghiệp, được đánh giá là cây có giá trị kinh tế và hiệu quả cao trong chiến lược
chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tăng giá trị hàng hóa nông sản. Tuy nhiên, sản xuất
đậu tương trong nước mới chỉ đáp ứng được 8 – 10% nhu cầu nội tiêu.
Sản xuất đậu tương của Việt Nam hiện tập trung chủ yếu ở khu vực phía Bắc
(chiếm 70 – 80%) tại 2 vùng chính là miền núi phía Bắc (chiếm 41,4%) và Đồng
bằng sông Hồng (chiếm 27,6%). Tuy có tiềm năng về diện tích nhưng sản xuất đậu
tương tại các tỉnh phía Bắc có xu hướng không ổn định và giảm dần trong những
năm gần đây. Bên cạnh những hạn chế như kỹ thuật canh tác lạc hậu, đầu tư thâm

canh thấp, điều kiện canh tác khó khăn do hạn chế về địa hình và điều kiện thời tiết
bất thuận, cơ chế chính sách về vốn và hỗ trợ sản xuất chưa được chú trọng...., sự
hạn chế về bộ giống đậu tương trong sản xuất hiện nay đã ảnh hưởng rất lớn đến sản
xuất đậu tương của toàn vùng. Tại miền núi phía Bắc, đậu tương được gieo trồng
trong 2 vụ chính là vụ Xuân trên đất 1 vụ và vụ Hè thu trên đất ngô. Mặc dù là vùng
sản xuất đậu tương lớn của cả nước nhưng năng suất thấp đạt 1,20 tấn/ha (bằng
82,8% năng suất bình quân cả nước) (Tổng cục Thống kê, 2013). Một trong những
nguyên nhân chính là do thiếu bộ giống thích hợp cho từng tiểu vùng với năng suất
cao và ổn định, nhiều vùng hiện còn sử dụng các giống đậu tương địa phương dài
ngày, năng suất thấp. Tại vùng Đồng bằng sông Hồng, đậu tương được gieo trồng
trong cả 3 vụ/năm, nhưng tập trung chủ yếu ở vụ Đông trên đất sau 2 lúa (chiếm trên
40% diện tích đậu tương cả nước) (Cục Trồng trọt, 2011). Do là cây trồng sau 2 vụ
lúa nên cần sử dụng những giống đậu tương có TGST ngắn từ 80 – 90 ngày, để tránh
thời tiết nhiệt độ thấp dưới 180C vào thời kỳ ra hoa kết qủa và thời tiết mưa phùn khi
thu hoạch, làm ảnh hưởng đến chất lượng hạt. Tuy nhiên, bộ giống đậu tương để


2

trồng trong vụ Đông hiện nay không nhiều. Cho đến nay, giống đậu tương DT84 sau
hơn 20 năm canh tác đã thoái hóa nhưng vẫn là giống chủ lực trong sản xuất (chiếm
trên 81% cơ cấu giống đậu tương vụ Đông và trên 60% cơ cấu giống đậu tương vụ
Hè thu) (Cục Trồng trọt, 2012).
Mặc dù đã có các giống đậu tương mới được đưa vào sản xuất nhưng chủng
loại giống còn ít, chưa đáp ứng đủ cho sản xuất. Nhiều vùng hiện còn sử dụng các
giống đậu tương địa phương hoặc giống cũ đã thoái hóa, năng suất thấp, không ổn
định, chất lượng và khả năng thích ứng kém… Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương thích hợp với
một số tỉnh phía Bắc Việt Nam”.
2. Mục tiêu nghiên cứu

- Tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương.
- Chọn tạo được giống đậu tương cho một số tỉnh tại Đồng bằng sông Hồng
và Trung du miền núi phía Bắc.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu khoa học của luận án là cơ sở cho các nhà chọn tạo
giống đậu tương lựa chọn tổ hợp lai có định hướng bằng phân tích, đánh giá tính
trạng kiểu hình kết hợp với đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử.
- Các số liệu công bố trong luận án có thể sử dụng làm dẫn liệu phục vụ cho
giảng dạy và nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương ở các trường đại học và cơ quan
nghiên cứu thuộc lĩnh vực nông nghiệp.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn vật liệu quý về tiềm năng năng suất
cao và khả năng thích ứng rộng (có thể trồng được 3 vụ/năm trên nhiều vùng sinh
thái), chống chịu tốt với bệnh hại… rất có ý nghĩa đối với công tác cải tiến giống
đậu tương của nước ta hiện nay theo hướng năng suất, thích ứng rộng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Các giống đậu tương mới với ưu điểm về năng suất và thời gian sinh trưởng
phù hợp cho từng vùng, từng vụ ở các tỉnh phía Bắc sẽ góp phần nâng cao năng suất
và mở rộng diện tích gieo trồng đậu tương, từ đó tăng thu nhập cho người nông dân.


3

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Một số tổ hợp lai đậu tương (thực hiện lai vụ Xuân 2009).
- Một số dòng, giống đậu tương triển vọng đã được chọn tạo bằng phương
pháp lai hữu tính và đột biến.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung nghiên cứu về xử lý đột biến, lai hữu tính, chọn lọc và so sánh

đánh giá các dòng triển vọng… được thực hiện tại khu thí nghiệm đậu tương của
Viện Di truyền Nông nghiệp (Cổ Nhuế – Từ Liêm – Hà Nội và Song Phượng – Đan
Phượng – Hà Nội).
- Triển khai khảo nghiệm và thử nghiệm sản xuất giống DT2010 và DT2012
tại một số tỉnh thành phía Bắc như Hà Nội, Hà Giang, Phú Thọ, Thái Nguyên…
- Thời gian nghiên cứu: Từ 12/2010 đến 12/2014 (có sử dụng một số kết quả
nghiên cứu từ các năm trước (từ năm 2003) của NCS).
5. Những đóng góp mới của luận án
- Đã tạo được nguồn vật liệu quý mang nhiều ưu điểm về tiềm năng năng
suất cao, nhiễm nhẹ các loại bệnh hại, thích ứng rộng, trồng được 3 vụ/năm.
- Đã chọn tạo được 2 giống đậu tương triển vọng phục vụ cho sản xuất tại
một số tỉnh phía Bắc. Trong đó, giống đậu tương DT2010 với ưu điểm về thời gian
sinh trưởng ngắn, năng suất khá và ổn định, thích ứng rộng, trồng được 3 vụ/năm,
nhiễm nhẹ một số bệnh hại chính (gỉ sắt, phấn trắng, sương mai), thích hợp gieo
trồng vụ Xuân và vụ Đông trên đất sau 2 lúa vùng Đồng bằng sông Hồng. Giống
đậu tương DT2012 thuộc nhóm trung ngày, với ưu điểm năng suất cao và ổn định,
thích ứng rộng, trồng được 3 vụ/năm, nhiễm nhẹ một số bệnh hại chính (gỉ sắt, phấn
trắng, sương mai), thích hợp gieo trồng cho vụ Xuân trên đất 1 vụ, vụ Hè thu trên
đất nương rẫy tại một số tỉnh miền núi phía Bắc và vụ Hè thu trên đất ngô vùng
Đồng bằng sông Hồng.


4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Cơ sở khoa học của lai hữu tính trong chọn tạo giống đậu tương
Lai hữu tính là phương pháp chủ yếu trong công tác chọn tạo giống đậu tương
hiện nay. Đó là việc lai 2 cá thể có tính di truyền khác nhau, phối hợp tính trạng của 2

giống và chọn lọc ra những cây mang đặc tính mong muốn của cả 2 bố mẹ thông qua
tái tổ hợp trong quá trình phân ly ở đời con cháu (Trần Đình Long và cs., 1997).
Ở đậu tương, do kích thước hoa nhỏ và điều kiện môi trường ảnh hưởng rất
lớn đến chất lượng hoa để lai nên các kỹ thuật lai khác nhau đã được phát triển. Kỹ
thuật lai phổ biến được các nhà chọn giống sử dụng là khử đực ở hoa cái trước khi
thụ phấn vào buổi chiều hôm trước và thụ phấn vào buổi sáng ngày hôm sau. Một
số nhà chọn giống sử dụng kỹ thuật khử đực và thụ phấn cùng lúc. Cả hai kỹ thuật
này đều đòi hỏi kỹ năng lai tốt để giảm tối đa việc gây ra những tổn thương nhất
định trong quá trình lai. Một kỹ thuật khác cũng được sử dụng trong lai tạo ở đậu
tương là thụ phấn không cần khử đực. Kỹ thuật này được phát triển dựa trên đặc
tính sinh vật học của hoa đậu tương là có nhụy chín trước nhị và đầu nhụy trở nên
dễ tiếp nhận hạt phấn 1 ngày trước khi tung phấn, trong khi đó hạt phấn có thể nảy
mầm trong vòng 24 giờ sau thụ phấn. Ưu điểm của kỹ thuật này là hạn chế tối đa
việc gây ra những tổn thương cho hoa trong quá trình lai và được khẳng định mang
lại hiệu quả lai cao với tỉ lệ đậu quả lên đến 39% và tỷ lệ cây lai F1 đạt được lên đến
72 – 78% (Talukdar và cs., 2012), cao hơn phương pháp lai truyền thống chỉ đạt
64% tỷ lệ cây lai F1 (Vollmann và cs., 1992). Hạn chế của phương pháp là phải xác
định được chính xác nụ hoa lai sẽ nở vào ngày hôm sau nếu không hạt lai thu được
sẽ là hạt tự thụ và điều kiện thời tiết thuận lợi đảm bảo cho hạt phấn nảy mầm.
Tuy nhiên thành công của phép lai phụ thuộc vào cả hai yếu tố khoa học và
kỹ năng bao gồm bản chất loài cây trồng, mùa vụ, tình hình sinh trưởng của cây,
điều kiện thời tiết, giống bố, mẹ…. Theo nhiều công bố, sự thành công của phương
pháp lai hữu tính ở cây họ đậu trong đó có đậu tương là rất thấp so với nhóm ngũ
cốc. Một trong những nguyên nhân chính là do hiện tượng rụng hoa sinh lý ở nhóm


5

cây trồng này. Ở đậu tương, tỷ lệ thành công của phép lai nhân tạo là rất thấp, dao
động từ 2 – 15% trong điều kiện đồng ruộng (Agrawal và cs., 2001). Thời gian tiến

hành lai thay đổi theo mùa trồng và điều kiện thời tiết. Ở mùa nóng, có thể tiến
hành lai từ 8 giờ 30 – 10 giờ 30 sáng. Ở mùa lạnh, do nhiệt độ thấp, quá trình nở
hoa và tung phấn muộn hơn từ 0,5 – 1 giờ. Sự thành công của phép lai ở mùa đông
thấp hơn so với những mùa khác do nhiệt độ thấp với độ dài ngày ngắn hơn làm cho
quá trình thụ phấn xảy ra trước khi hoa nở.
Mục tiêu của lai tạo trước đây là tạo ưu thế lai ở những cây trồng giao phấn.
Song, ngày nay với sự phát triển của công nghệ sinh học nó đã được ứng dụng với
cả cây trồng tự thụ phấn như ở lúa. Ở đậu tương, cho đến nay ưu thế lai vẫn chưa
được áp dụng và mục tiêu của lai tạo giống đậu tương là nhằm tổ hợp các tính trạng
mong muốn của hai hay nhiều giống (dòng) khác nhau để tạo ra một giống mới đáp
ứng với đòi hỏi cụ thể của thực tế sản xuất như tạo giống chống chịu sâu bệnh,
TGST ngắn, năng suất cao… (Trần Đình Long và cs., 1997). Vì vậy, việc lựa chọn
bố mẹ để tạo quần thể chọn lọc là một trong những khâu quan trọng nhất mang lại
thành công trong chọn tạo giống đậu tương bằng phương pháp lai hữu tính. Quá
trình chọn bố mẹ phụ thuộc vào mục tiêu chọn giống trên cơ sở bổ sung cho nhau
(điểm yếu của một bố mẹ này được bổ sung bằng bố mẹ kia). Có thể tìm sự bổ sung
cho một số tính trạng thông qua các tính trạng nông học, hình thái, các đặc điểm
sinh hóa hoặc chỉ thị phân tử (Vũ Đình Hòa và cs., 2005).
Có 3 phương pháp lai tạo chính được sử dụng trong công tác lai tạo giống
đậu tương là lai quy tụ, lai luân phiên và lai trở lại.
- Phương pháp lai quy tụ: là phương pháp được ứng dụng phổ biến nhất bởi
tính đơn giản của nó, sau này một số nhà chọn giống đưa ra các sơ đồ khác, có cải
tiến và chỉnh lý thêm như sơ đồ của Mackey (1954) (Singh, 1990).
- Phương pháp lai luân phiên (lai diallel): là phương pháp tối ưu nhất, song
cũng phức tạp nhất vì nó đòi hỏi số lượng cặp lai lớn, mất nhiều công và rất tốn
kém (Singh, 1990). Dựa vào phương pháp này người ta có thể tiên đoán được một
số kết quả của các cặp lai, đồng thời nó là cơ sở cho việc chọn các bố mẹ để lai,


6

giúp cho các nhà chọn giống định hướng trong khi lai. Ở Úc đã ứng dụng để tạo ra
các giống đậu tương có năng suất cao (4 tấn/ha) và chống bệnh khá…
- Phương pháp lai trở lại (backcross): Phương pháp này được dùng để duy trì
khả năng cho năng suất của một số giống đã thích ứng tốt với việc sáp nhập thêm
tính chống chịu từ bố (mẹ) không thích ứng (Singh, 1990). Phương pháp này được
áp dụng chủ yếu để tạo giống đậu tương chống chịu (chống chịu sâu, bệnh hại,
chống chịu điều kiện bất thuận như chịu hạn, chịu mặn…).
Hiện nay, trong lai tạo giống đậu tương người ta không dùng một phương
pháp mà họ thường áp dụng kết hợp các phương pháp như trong lai tích lũy người
ta thường kết hợp giữa lai trở lại với lai quy tụ để tạo giống đậu tương chống bệnh
hoặc kết hợp lai trở lại với lai luân phiên để tạo giống đậu tương cao sản …
1.1.2. Cơ sở khoa học của xử lý đột biến thực nghiệm chiếu xạ trong tạo giống
đậu tương
Trong chọn giống cây trồng nói chung, cây đậu tương nói riêng, lai giống
nhân tạo dù có tiềm năng vô hạn trong việc tạo ra các tổ hợp có đặc tính mới mà có
thể được chọn lọc trong quần thể phân ly nhưng nó chỉ là sự phân bổ lại và tái tổ
hợp nguồn gen sẵn có. Vấn đề là sự giới hạn nguồn gen trong tự nhiên và tỷ lệ đột
biến tự nhiên rất thấp, chỉ khoảng 10-7. Ngược lại, phương pháp đột biến có thể cải
tiến tính trạng đơn mà không gây ra sự tổn thương sâu trong bộ gen, đồng thời làm
tăng nguồn tài nguyên di truyền cho lai giống nhân tạo và các biến dị di truyền mới
có khả năng thích ứng tốt.
Đột biến là những biến đổi trong vật chất di truyền xảy ra ở cấp độ phân tử
hay cấp độ tế bào (Nguyễn Minh Công, 2005). Đột biến thường xuất hiện gián
đoạn, đột ngột về một hoặc một vài tính trạng nào đó trên cơ thể thực vật. Khi biểu
hiện thành kiểu hình, đa số có hại, một số ít có lợi hoặc trung tính.
Ở đậu tương, việc tạo ra các biến dị di truyền bằng phương pháp lai hữu tính
là một quá trình khó vì hoa của chúng nhỏ, gây khó khăn trong quá trình khử đực vì
các bộ phận của hoa dễ bị tổn thương và làm rụng hoa (>75%), thậm chí trong điều
kiện thuận lợi (Johnson và Bornard, 1976). Những hạn chế này cộng với tính tự thụ

hoàn toàn tạo ra hạn chế trong đa dạng di truyền ở đậu tương. Do đó, chọn giống


7

bằng phương pháp đột biến trong đó có phương pháp chiếu xạ gamma Co60 đóng vai
trò quan trọng trong cải tiến giống cây trồng này.
Tia Gamma nguồn Co60 là tia phóng xạ có bước sóng ngắn từ 10-9 – 10-12 m,
thuộc nhóm bức xạ sóng điện từ, đặc trưng bởi vận tốc lớn, không có khối lượng và
điện tích, không bị lệch khỏi từ trường hay điện trường nên hiệu quả xuyên sâu cao.
Tia Gamma không điện li trực tiếp mà có tác dụng điện li gián tiếp nhờ hiệu ứng
quang điện.
Cơ chế tác động của tia gamma (Co60) lên vật chất di truyền ở các cấp độ
khác nhau (phân tử, tế bào…) đã được nghiên cứu và làm sáng tỏ cơ chế phát sinh
đột biến. Bản chất cơ thể sinh vật là các chất hoặc hợp chất hóa học với các mối liên
kết tinh tế, nhạy bén và đồng bộ. Bức xạ ion hóa bằng tia gamma tác động nhờ việc
tạo nên các ion, đã phá hủy cục bộ hay toàn bộ các cấu trúc đó, gây rối loạn trong
cấu trúc di truyền của sinh vật, làm chậm hay dừng phân bào, hạn chế hay làm sai
lệch sự tái sinh ADN. Bức xạ gây hại lớn nhất khi nó tác động vào nhân tế bào nơi
chứa phần lớn các gen NST quy định các đặc tính chủ yếu của sinh vật. Cơ thể hoặc
tế bào càng non thì tính mẫn cảm với bức xạ ion hóa càng cao (Nguyễn Hữu Đống
và cs., 1997).
Có nhiều giả thuyết giải thích cơ chế tác động của bức xạ ion hóa (trong đó
có tia gamma) lên tế bào sống, trong đó thuyết hiện đại về tác động của phóng xạ
lên vật chất di truyền được coi là phổ biến và hoàn thiện hơn cả bởi nó là sự kết hợp
giữa 2 thuyết về cơ chế tác dụng trực tiếp và cơ chế tác dụng gián tiếp. Theo thuyết
hiện đại, trong cơ thể có nhiều hợp chất hữu cơ ở dạng dung dịch, tùy theo trạng
thái mà nồng độ của chúng cao hay thấp. Nếu nồng độ dung dịch của các hợp chất
hữu cơ đó cao thì sự va chạm của các lượng tử vào các phân tử sẽ lớn và hiệu quả
trực tiếp nhiều hơn (sự va chạm giữa các tia bức xạ ion hóa (các hạt cơ bản, các ion)

với các đơn vị cảm ứng (gen, NST, các bào quan…). Nếu nồng độ dung dịch của
các hợp chất hữu cơ đó thấp sẽ gây ra hiện tượng xạ phân nước tạo ra các ion, gốc
tự do (H+, OH-, H2O…) và các peroxyt hữu cơ, do đó chúng tác dụng gián tiếp lên
vật chất di truyền, gây ra những biến đổi sơ cấp và thứ cấp ở tế bào sống. Hiệu quả
tác động của bức xạ với tế bào sống (nhất là đối với ADN trong nhân tế bào) có tính


8

trực tiếp (làm đứt gãy các liên kết hóa học trong cấu trúc của ADN) hoặc gián tiếp
(tạo ra các ion, gốc tự do…). Con đường tác động gián tiếp được coi là con đường
chính vì nó gây ra những biến dị tiềm tàng và có vai trò quyết định. Các biến đổi
tiềm tàng rất đa dạng, xảy ra trong các thời điểm khác nhau, cũng từ các dạng đó,
vào thời điểm nhất định sẽ chuyển thành các đột biến thực (Ehrenberg và cs., 1953).
Hiệu quả gây đột biến bằng sử dụng các tia phóng xạ phụ thuộc vào loại tác
nhân gây đột biến, liều lượng xử lý, tính chất sinh lý của cây trồng, tuổi và bộ phận
của cây trồng và điều kiện ngoại cảnh khi xử lý. Trong công tác giống cây trồng,
các tia được chiếu xạ lên hạt khô, hạt phấn, hạt đang nảy mầm, chồi, cành, thân để
gây đột biến (Kume và cs., 2000).
Liều lượng hiệu quả trong xử lý đột biến giống cây trồng bằng tia gamma/Xrays tùy thuộc từng loại cây trồng và đặc tính nông sinh học mong muốn được cải
tiến. Nó được xem là có hiệu quả khi tạo ra dòng/giống đột biến mới một cách trực
tiếp. Biên độ mức liều lượng hiệu quả của tia gamma/X ở tất cả các loại cây trồng
khá rộng. Ở đậu tương, trong 38 giống đậu tương đột biến được chọn tạo bằng
phương pháp chiếu xạ gamma/X có 18 giống được tạo ra ở liều lượng từ 100 – 200
Gy (Bhatia và cs., 1999). Ở Việt Nam, các liều lượng đã được áp dụng thành công
trong chọn tạo giống đậu tương gồm 100, 150 và 180 Gy, trong đó, 1 giống (AK06)
được tạo ra ở liều lượng 100 Gy, chiếm 14%; 2 giống (DT99 và ĐT22) được tạo ra
ở liều lượng 150 Gy, chiếm 29%; 4 giống (DT84, DT90, DT95 và DT2008) được
tạo ra ở liều lượng 180 Gy, chiếm 57%.
Những tính trạng chủ yếu được cải tiến ở các giống đậu tương đột biến là

năng suất, dạng cây, thời gian ra hoa, thời gian sinh trưởng. Ngoài ra còn các tính
trạng khác như kích thước và màu sắc hạt, tính tách quả, khả năng tạo nốt sần, tính
kháng nitrate, bộ rễ, chống chịu bệnh và nhiệt độ (nóng, lạnh), hàm lượng dầu và
protein (Bhatia và cs., 1999).
1.1.3. Đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử RAPD
Để lựa chọn vật liệu khởi đầu cho các tổ hợp lai thích hợp mang lại hiệu quả
chọn lọc cao, rất cần thiết phải đánh giá đa dạng di truyền nguồn vật liệu. Sự phong
phú và đa dạng của vật liệu khởi đầu càng lớn thì hiệu quả lai tạo và chọn lọc càng


9

cao. Đánh giá đa dạng di truyền là một bước nghiên cứu quan trọng quyết định tới
thành công trong chọn tạo giống. Việc đánh giá sự đa dạng ở cây trồng có thể dựa
vào các đặc điểm hình thái, nông học và sự đa dạng ADN.
Trong nghiên cứu đa dạng di truyền của vật liệu khởi đầu, phương pháp
truyền thống dựa vào các tính trạng hình thái, nông học hiện nay vẫn được sử dụng
rộng rãi vì nó không đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, bố trí thí nghiệm phức tạp mà
vẫn đảm bảo hiệu quả nhất định, giúp các nhà nghiên cứu có thể phân biệt các giống
một cách nhanh chóng trên đồng ruộng, từ đó lựa chọn các tổ hợp lai thích hợp
mang lại hiệu quả chọn lọc cao. Tuy nhiên, phương pháp này đôi khi gặp phải
những hạn chế là những biểu hiện kiểu hình bị chi phối bởi môi trường, giai đoạn
sinh trưởng, phát triển của cây và bởi tính chủ quan của người tiến hành thí nghiệm.
Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử ADN là một phương pháp
hiệu quả hiện nay có thể khắc phục được những hạn chế của phương pháp truyền
thống do không bị chi phối bởi các yếu tố môi trường. Tuy nhiên đòi hỏi kỹ thuật
phức tạp và chi phí lớn. Một trong những kỹ thuật được sử dụng phổ biến trong
phân tích đa dạng di truyền ở mức phân tử ADN là kỹ thuật RAPD.
Kỹ thuật RAPD là kỹ thuật phân tích sự đa hình chiều dài các phân đoạn ADN
được nhân bản nhờ các mồi ngẫu nhiên có kích thước 10bp, do hai nhóm nghiên cứu

của William và cs (1990) và Welsh & McClelland (1990) đồng thời xây dựng. Đây là
một kỹ thuật phát hiện chỉ thị di truyền dựa trên phản ứng chuỗi polymerase (PCR).
Kỹ thuật RAPD là phương pháp tương đối đơn giản trong đánh giá hệ gen thực vật,
nó không những khắc phục được nhược điểm của phương pháp chọn giống truyền
thống mà còn góp phần bảo tồn nguồn gen cây trồng, nâng cao hiệu quả chọn lọc. Về
nguyên tắc, kỹ thuật RAPD dựa trên phản ứng PCR, bằng cách sử dụng những mồi
ngắn có trình tự biết trước, bắt cặp và nhân bản ngẫu nhiên những đoạn ADN có trình
tự bổ sung với trình tự của các mồi. Kỹ thuật RAPD bao gồm các bước sau: (1) Thiết
kế mồi; (2) Chuẩn bị mẫu ADN và chạy PCR; (3) Kiểm tra sản phẩm nhân bản trên
gel agarose; (4) Phân tích kết quả bằng phần mềm chuyên dụng; (5) Xác định hệ số
đồng dạng di truyền và thiết lập sơ đồ quan hệ di truyền của các đối tượng nghiên
cứu, quy trình tiến hành nhanh, chỉ cần một lượng nhỏ ADN khuôn và một bộ mồi có


10

thể được sử dụng với các loài khác nhau. Kỹ thuật RAPD có ưu điểm ở chỗ sử dụng
các mồi ngẫu nhiên dài 10 nucleotit, quá trình nhân bản ADN là ngẫu nhiên. Đoạn
mồi này có thể bám vào bất kỳ vị trí nào có trình tự nucleotit bổ sung trên phân tử
ADN hệ gen. Với đặc điểm là ngắn nên xác suất đoạn mồi có được điểm gắn trên
đoạn phân tử ADN khuôn là rất lớn. Tùy vào nhóm, loài thực vật hay vi sinh vật mà
các đoạn mồi ngẫu nhiên được thiết kế chuyên dụng. Theo lý thuyết, số lượng các
ADN được nhân bản phụ thuộc vào độ dài, vị trí gắn của các đoạn mồi, kích thước và
cấu trúc ADN hệ gen (genome). Thông thường mỗi đoạn mồi ngẫu nhiên sẽ tạo ra từ
2 – 10 sản phẩm nhân bản. Kết quả là sau khi điện di sản phẩm RAPD sẽ phát hiện
được sự khác nhau trong phổ các phân đoạn ADN được nhân bản. Sự khác nhau đó
gọi là tính đa hình. Hiện tượng đa hình các đoạn ADN được nhân bản ngẫu nhiên
xuất hiện là do có sự biến đổi trình tự nucleotit tại vị trí các đoạn mồi liên kết. Sản
phẩm khuyếch đại được phân tích bằng điện di trên gel agarose hoặc polyacrylamide
và có thể quan sát được sau khi gel được nhuộm bằng hóa chất đặc trưng. Vì vậy, tính

đa hình thường được nhận ra do sự có mặt hay vắng mặt của một sản phẩm nhân bản
(William và cs., 1990).
1.1.4. Các bước trong chọn tạo giống đậu tương
Ngày nay dù chọn giống đậu tương bằng phương pháp nào: nhập nội, lai tạo,
đột biến, công nghệ sinh học…., các nhà chọn giống cũng phải thực hiện qua các
bước chính (Singh, 1993) là:
- Bước 1: Tạo vật liệu khởi đầu
Tạo vật liệu khởi đầu đóng vai trò thiết yếu cho bất kỳ một chương trình
chọn giống thực vật nào. Không thể có sự chọn lọc hay cải tiến giống nào nếu như
không có biến dị. Các biện pháp chính tạo nguồn biến dị ở đậu tương gồm thuần
hóa, thu thập quỹ gen, nhập nội, lai hữu tính, đột biến.
- Bước 2: Chọn lọc
Chọn lọc nhằm phân lập các kiểu gene mong muốn từ hỗn hợp của vô số
kiểu gene trong quần thể. Chọn lọc phải dựa trên các kiểu hình của cây. Do đậu
tương là cây tự thụ nên các phương pháp chọn lọc làm thuần chủ yếu là chọn lọc
phả hệ, chọn lọc quần thể và chọn lọc hạ bậc một hạt. Việc chọn lọc chủ yếu dựa


11

vào chọn lọc kiểu hình ở những cá thể vượt trội từ quần thể phân ly và phải mất từ 8
– 10 năm để chọn được một giống mới (Pathan và Sleper, 2008). Chọn lọc phả hệ là
một phương pháp phổ biến và hiệu quả đối với cây trồng tự thụ như cây đậu tương
(AVRDC, 1992). Bằng chọn lọc phả hệ, các dòng mong muốn được chọn ở mỗi thế
hệ (một cây hoặc nhiều hơn từ mỗi dòng) được đánh giá ở thế hệ tiếp theo. Cơ sở
chủ yếu của phương pháp chọn lọc phả hệ là chọn lọc những tính trạng chất lượng
trước vì những tính trạng này có thể đánh giá trực quan với độ tin cậy và nhiều dòng
có thể đánh giá theo cách này (Vũ Đình Hòa và cs., 2005).
- Bước 3: Đánh giá giống
Đánh giá liên quan tới việc so sánh hiệu quả của các kiểu gene (các dòng)

mới được chọn tạo với các giống hiện có. Bằng các thí nghiệm như khảo nghiệm cơ
bản, khảo nghiệm sản xuất và khảo nghiệm quốc gia để đánh giá bản chất đích thực
của giống về khả năng cho năng suất, khả năng thích ứng, khả năng chống chịu…
(Fehr Walter, 1987b). Việc đánh giá giống phải dựa trên cơ sở nắm được các mối
quan hệ giữa kiểu gen và kiểu hình, giữa kiểu gen với môi trường, giữa môi trường
và kiểu hình… nắm được các đặc tính sinh lý, đặc tính nông học, các phản ứng của
giống với môi trường như phản ứng quang chu kỳ, phản ứng với nhiệt độ, có như
vậy mới có thể đưa giống vào môi trường phù hợp để thu được kết quả (Fehr
Walter, 1987c).
- Bước 4: Nhân giống và đưa giống ra sản xuất
Nhân giống phải đảm bảo các yêu cầu: giống thuần, không lẫn, sạch sâu
bệnh… phải coi trọng đến chất lượng giống, đảm bảo tiêu chuẩn giống quốc gia.
Cần tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhân nhanh giống (Fehr Walter, 1987c).
Đưa giống ra sản xuất: Bước đầu từ sản xuất thử rồi đến sản xuất trên diện
rộng. Yêu cầu điều kiện sinh thái nơi sản xuất thử và sản xuất diện rộng phải tương
tự nhau. Đưa giống ra sản xuất phải xây dựng được quy trình kèm theo và những
hướng dẫn cụ thể cho người sản xuất thực hiện (Fehr Walter, 1987a; 1987b; 1987c).
1.1.5. Đặc điểm sinh thái của cây đậu tương
Đậu tương trồng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill do Ricker và
Morse đề nghị năm 1948, thuộc bộ Fabales, họ Fabaceae, họ phụ Papilionoideae,


12

chi Glycine, chi phụ Soja (Hymowitz, 2004). Đậu tương trồng (Glycine max (L.)
Merrill) có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 40 (Hymowitz, 2004). Bộ gen của đậu
tương chứa khoảng 1,1 tỷ cặp bazơ (Nguyen và cs, 2007) với tỷ lệ các vùng lặp
đoạn tương đồng lớn trên các nhiễm sắc thể (Pagel và cs., 2004).
Đậu tương được trồng từ 550 vĩ độ Bắc đến 550 vĩ độ Nam, từ những vùng
thấp hơn mặt nước biển cho đến những vùng cao trên 2000m so với mặt nước biển

(Wingham, 1983).
* Yêu cầu về ánh sáng
Ánh sáng quyết định quang hợp và quá trình cố định đạm của cây nên ảnh
hưởng đến sản lượng chất khô cũng như năng suất hạt. Đậu tương rất nhạy cảm với
cường độ chiếu sáng, cường độ chiếu sáng thích hợp nhất là 150.000 lux. Đậu tương
bão hòa ánh sáng ở cường độ 23.680 lux (20% ánh sáng mặt trời buổi trưa), quá
trình phân hóa mầm hoa khi cường độ ánh sáng đạt trên 1.076 lux. Yêu cầu số giờ
nắng trung bình cho các thời kỳ sinh trưởng của cây đậu tương như sau: Gieo hạt –
mọc mầm: 5,0 – 5,5 giờ/ngày; mọc mầm – ra hoa: 4,5 – 5,0 giờ/ngày; ra hoa – chín:
4,0 – 5,0 giờ/ngày. Số giờ nắng ít hơn những giá trị này đều bất lợi cho cây đậu
tương sinh trưởng và phát triển.
Đậu tương là một cây ngày ngắn, có phản ứng chặt chẽ với độ dài ngày. Để
ra hoa kết quả được cây đòi hỏi phải có ngày ngắn, các giống khác nhau có phản
ứng với độ dài ngày khác nhau. Mỗi giống có yêu cầu độ dài ngày nhất định để ra
hoa kết quả. Thời kỳ cây con 1 – 2 lá thật mẫn cảm nhất với ánh sáng ngày ngắn,
giảm dần ở giai đoạn nụ và ngừng ở giai đoạn ra hoa. Từ ra hoa đến chín có xu
hướng giống nhau giữa các nhóm giống khác nhau. Nếu thời gian chiếu sáng một
ngày ít hơn 12 giờ thì mọi giống chín muộn cũng như sớm sau khi mọc 25 – 30
ngày đều ra hoa. Trên thực tế nếu cây ra hoa trong điều kiện 15 – 20 ngày tuổi, do
cây chưa có thời gian tích lũy một lượng chất xanh cần thiết để cho năng suất cao
nên cây thường nhỏ bé, còi cọc, ra hoa ít, năng suất thấp. Ngược lại trong điều kiện
ngày dài cây sẽ ra hoa muộn hơn, ngày dài liên tục cây sinh trưởng sinh dưỡng hầu
như vô tận không cho hoa quả.


13

Tại vùng Đồng bằng và Trung du miền núi phía Bắc, có sự biến đổi về số giờ
nắng trung bình/tháng. Từ tháng 2 – 6, số giờ nắng/tháng tăng và giảm dần vào tháng
12. Số giờ nắng trong năm trung bình từ 1.350 – 1.950 giờ. Tháng 7 và 8 có số giờ

nắng cao nhất là 140 – 190 giờ, tháng 2 và 12 có số giờ nắng thấp nhất là 45 – 151 giờ.
Số giờ nắng trung bình ngày từ tháng 2 đến tháng 10 là 4 – 5 giờ/ngày (phụ lục 1).
Hiện nay, các giống đậu tương trồng ở Việt Nam thường ưa ánh sáng ngày
ngắn dưới 12 giờ, nếu gặp ngày dài trên 12,5 giờ sẽ ra hoa chậm, kéo dài TGST, ở
vụ Đông có ngày ngắn dưới 11,5 giờ sẽ ra hoa sớm. Ở các tỉnh phía bắc, đậu tương
trồng trong vụ Đông gặp ngày ngắn ở giai đoạn hình thành quả và có biên độ nhiệt
thấp nên TGST ngắn hơn khi trồng trong vụ Hè thu từ 5 – 10 ngày. Vụ Hè ở miền
Bắc có điều kiện thuận lợi nhất cả về nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm cho cây đậu tương
sinh trưởng, phát triển đạt năng suất cao.
Như vậy, điều kiện về ánh sáng của vùng hoàn toàn phù hợp cho cây đậu
tương sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, ở các địa điểm vùng núi cao, do nắng
sớm muộn, nắng chiều chóng tắt, cây đậu tương thường bị rút ngắn thời gian sinh
trưởng nên năng suất thấp. Vì vậy, để đạt năng suất cao cần sử dụng các giống đậu
tương có thời gian sinh trưởng dài trên 90 ngày.
* Yêu cầu về nhiệt độ
Cây đậu tương tuy có nguồn gốc ôn đới, nhưng nó không phải là cây trồng
chịu rét mà cần nhiệt độ ôn hòa để sinh trưởng và phát triển. Những giống đậu
tương ngắn ngày có tổng tích ôn từ 1.700 – 2.0000C, trong khi với những giống dài
ngày là 3.200 – 3.8800C tương đương 140 – 160 ngày (Lowell, 1975).
Ở thời kỳ cây con, nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến nhóm đậu tương chín
sớm và ít mẫn cảm với quang chu kỳ, nhưng ít ảnh hưởng đến nhóm chín muộn.
Chiều cao của cây đậu tương tăng trưởng thuận lợi ở nhiệt độ 17 – 230C, nhưng sự
phát triển của rễ thuận lợi ở nhiệt độ 27,2 – 32,20C. Nhiệt độ thấp sẽ ảnh hưởng đến
quá trình ra hoa, kết quả, nếu nhỏ hơn 100C sẽ ngăn cản sự phân hóa mầm hoa, nhỏ
hơn 180C có khả năng làm cho quả không đậu. Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây đậu
tương sinh trưởng phát triển là 22 – 270C (Whigham và Sham, 1983).