đánh giá tập đoàn hành củ (allium cepa var aggregatum) và bước đầu sử dụng trong chọn tạo giống lai đa bội khác loài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGÔ VŨ ANH LINH

ĐÁNH GIÁ TẬP ĐOÀN HÀNH CỦ (Allium cepa var. aggregatum)
VÀ BƯỚC ĐẦU SỬ DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LAI
ĐA BỘI KHÁC LOÀI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGÔ VŨ ANH LINH

ĐÁNH GIÁ TẬP ĐOÀN HÀNH CỦ (Allium cepa var. aggregatum)
VÀ BƯỚC ĐẦU SỬ DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LAI
ĐA BỘI KHÁC LOÀI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ: 60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN THỊ MINH HẰNG

HÀ NỘI, 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được
chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015
Tác giả luận văn
Ngô Vũ Anh Linh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, để hoàn thành báo
cáo, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ tận tình
và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận của các
thầy, cô giáo trong bộ môn Rau- Hoa- Quả thuộc khoa Nông học Học viện
Nông Nghiệp Việt Nam. Nhân đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất
đến thầy cô đã giúp đỡ.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới cô giáo
TS.Trần Thị Minh Hằng đã chỉ bảo tận tình, dìu dắt và hướng dẫn chuyên

môn cho tôi trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp và hoàn chỉnh
báo cáo.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình và bạn bè đã
động viên giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và khóa trình làm khóa luận tốt
nghiệp.
Mặc dù, đã hết sức cố gắng nhưng bản báo cáo này không tránh khỏi
những thiếu sót và hạn chế.Vì vậy tôi rất mong được sự quan tâm đóng góp
của thầy, cô và các bạn để báo cáo này được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2015

Sinh viên

Ngô Vũ Anh Linh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan

ii

Lời cảm ơn

iii

Mục lục

iv

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình ảnh

vii

Danh mục viết tắt

viii

MỞ ĐẦU

1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

2.1. Tổng quan về cây hành

4

2.1.1. Nguồn gốc, phân bố, phân loại của cây hành củ.

4

2.1.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của cây hành củ

5

2.1.3. Tình hình thu thập và đánh giá nguồn gen giống hành củ trên
thế giới và ở Việt Nam

6

2.2. Một số nghiên cứu về nhiễm sắc thể của hành củ

11

2.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử Isozyme (GOT) trong phân tích di truyền
các loài trong chi Allium

12

2.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng đa bội
ở trên thế giới:

13

Chương 2 VẬT LIỆU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1. Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu

17

2.1.1. Vật liệu

17

2.1.2. Thời gian và địa điểm

19

2.2. Nội dung nghiên cứu

19

2.3. Phương pháp nghiên cứu

20

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


2.3.1. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu
giống hành củ

20

2.3.2. Phương pháp quan sát và đếm số lượng nhiễm sắc thể

22

2.3.3. Phương pháp phân tích izozyme

23

2.3.4. Phương pháp lai tạo con lai tam bội

23

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

25

3.1. Kết quả đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống hành
củ trong điều kiện vụ đông xuân tại Gia Lâm – Hà Nội.

25

3.1.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng chủ yếu của các mẫu
giống hành củ trong vụ đông xuân

25

31.2. Đặc điểm sinh trưởng thân lá của các mẫu giống hành củ trong
vụ đông xuân

26

3.1.3. Đặc điểm hình thái thân lá và củ của các mẫu giống hành củ

28

3.1.4. Khả năng tạo củ và đặc điểm cấu trúc củ của các mẫu giống
hành củ

30

3.1.5. Tình hình bệnh hại trên các mẫu giống hành củ

32

3.1.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu
giống hành củ

33

3.2. Kết quả quan sát số lượng nhiễm sắc thể của các mẫu giống hành củ

34

3.3. Kết quả phân tích kiểu gen của các mẫu giống hành củ trong tập
đoàn bằng chỉ thị Izozyme

41

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

48

Kết luận

48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

49

PHỤ LỤC

52

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


DANH MỤC BẢNG
STT
3.1

Tên bảng

Trang

Thời gian sinh trưởng của các mẫu hành củ địa phương và nhập
nội

3.2

25

Một số đặc điểm sinh trưởng chủ yếu của các mẫu giống hành
củ trong vụ đông xuân

27

3.3

Một số đặc điểm hình thái lá và củ của các mẫu giống hành củ

29

3.4

Khả năng tạo củ và đặc điểm cấu trúc củ của các mẫu giống
hành củ

3.5

31

Tình hình bệnh cháy lá do nấm Stemphylium trên các mẫu
giống hành củ

3.6

32

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu
giống hành củ trong vụ đông xuân

34

3.7

Số lượng nhiễm sắc thể của các mẫu giống hành củ

35

3.8

Kết quả lai tạo con lai và nuôi cấy hạt lai của tổ hợp lai AAFF x
AA trong môi trường invitro

3.9

44

Biến động số lượng nhiễm sắc thể trong quần thể con lai
AAFF x AA

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

45

Page vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH
STT
3.1

Tên hình

Trang

Kết quả quan sát nhiễm sắc thể của các mẫu giống hành củ
trong tập đoàn

3.2

40

Kết quả phân tích Izozyme của các mẫu giống hành củ trong
tập đoàn

3.3

42

Bộ nhiễm sắc thể 2n trong tế bào soma (a) và kiểu nhân (b) của
con lai tam bội khác loài giữa hành củ và hành hoa (bộ gen AAF)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

46

Page vii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT

Từ viết tắt

1

GOT

2

Ib

Diễn giải
Glutamate oxaloacetate transaminase
Bulbing index

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page viii


MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Hành củ (Allium cepa L. aggregatum group), thuộc họ hành tỏi
Alliaceae, chi Allium, đây là chi lớn nhất trong họ hành tỏi với trên 500 loài
phân bố rộng rãi trên khắp thế giới (Rabinowitch and Brewster, 1990).

Trong hành củ chất béo và các chất rắn hòa tan chiếm một hàm lượng lớn
(khoảng 16-33% khối lượng chất khô), chất khô hành củ chiếm 70-85%
hydratcacbon, trong đó chủ yếu là fructans, glucose, fructose và sucrose.
Ngoài ra trong hành củ còn có chứa các loại vitamin như: C, B1, B2,… các
chất khoáng, các axit hữu cơ, các hợp chất phenolic … là những chất rất cần
thiết cho sự phát triển của cơ thể.
Việc thu thập các giống hành củ địa phương và xây dựng tập đoàn hành
củ là việc cần thiết. Dựa trên cơ sở đánh giá các giống hành củ, chúng ta xác
định được các tính trạng tốt, định hướng cho công tác chọn tạo giống và phục
tráng giống.
Hiện nay, ở nước ta, các giống hiện trồng chủ yếu là các giống địa
phương, do người dân tự để giống vô tính qua nhiều năm nên năng suất và
chất lượng không cao. Thời vụ trồng hành củ ở vùng Đồng bằng sông Hồng
chỉ tập trung trong vụ đông do hành củ có khả năng chịu nóng kém, khó sinh
trưởng phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ cao.
Ngược lại, hành hoa (Allium fistulosum L.) là loại hành lá có khả năng
chịu nóng rất tốt đồng thời lại mang nhiều đặc tính tốt như kháng nhiều loại
bệnh hại phổ biến như bệnh sương mai do nấm Botrytis squamosa (Currah
and Maude, 1984), bệnh thối rễ màu hồng do nấm Pyrenochaeta terrestris
(Peffley, 1985), bệnh thán thư do nấm Collectotrichum loeosporioides
(Galvan et al., 1997). Do đó chúng tôi tiến hành lai tạo con lai tam bội khác
loài giữa hành củ và hành hoa nhằm đưa các đặc tính tốt từ hành hoa vào
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


con lai để tạo ra được giống hành có năng suất và chất lượng cao, thích ứng
với điều kiện sản xuất trái vụ.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu trên cây hành củ đã được thực hiện nhưng

chủ yếu tập trung đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn hoặc một số chỉ
tiêu sinh lý, sinh hóa mà chưa có các nghiên cứu lai tạo, phát triển nguồn gen
hành củ Việt Nam để phát triển hành củ thành cây rau có giá trị kinh tế cao thì
một trong các vấn đề cần quan tâm là tạo ra các giống có năng suất cao, có
khả năng chịu nhiệt.
Vì vậy, dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Thị Minh Hằng, chúng tôi tiến
hành đề tài:

“ĐÁNH GIÁ TẬP ĐOÀN

HÀNH CỦ (Allium

cepa var. aggregatum) VÀ BƯỚC ĐẦU SỬ DỤNG TRONG CHỌN TẠO
GIỐNG LAI ĐA BỘI KHÁC LOÀI”
2. Mục đích nghiên cứu
- Phát hiện và tuyển chọn được các mẫu giống hành củ có đặc tính tốt
phục vụ cho công tác chọn giống.
- Lai tạo được giống hành củ lai đa bội khác loài giữa hành củ và hành hoa
có khả năng sinh trưởng phát triển tốt cho năng suất cao và chất lượng tốt.
3. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá được tình hình sinh trưởng, phát triển; tình hình nhiễm sâu
bệnh hại trong điều kiện vụ đông xuân tại Gia Lâm – Hà Nội; năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống. Đồng thời phát hiện được
các đặc trưng, đặc tính tốt từ các mẫu giống trong tập đoàn từ đó làm cơ sở
cho công tác chọn giống sau này
- Xác định được số lượng nhiễm sắc thể và kiểu gen của các mẫu giống
hành củ
- Lai tạo được con lai tam bội khác loài giữa hành củ và hành hoa.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


4. Ý nghĩa khoa học
Đề tài có ý nghĩa khoa học là làm tài liệu tham khảo cho những nghiên
cứu có liên quan đến việc khảo sát, chọn tạo và lai giống hành về sau.
5. Ý nghĩa thực tiễn
Lai tạo ra những giống hành củ lai năng suất cao, phẩm chất tốt phục
vụ sản xuất hành củ.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây hành
2.1.1. Nguồn gốc, phân bố, phân loại của cây hành củ.
Hành củ thuộc họ hành tỏi Alliaceae, chi Allium.Allium là chi quan
trọng nhất trong họ hảnh tỏi, nó bao gồm nhiều loài có giá trị thương phẩm,
như hành tây (Allium cepa), hành tăm (Allium schoenoprasum), tỏi ta (Allium
satium) và tỏi tây (Allium porrum).
Hành tỏi là một cây trồng lâu năm có nguồn gốc Tây Á, ngoài ra còn
được tìm thấy ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ, Châu Âu, Bắc Phi, Đông Nam Châu
Á… Chúng là cây gia vị lâu đời trên thế giới, được phát hiện lần đầu tiên tại
vùng núi Turkmenistan, Uzbekistan, Tajikistan và Bắc Iran (Brewster, 2005).
Về phân loại thực vật học, hành tỏi thuộc họ Alliaceae , đây là họ lớn
với khoảng 30 chi và 600 loài (Tạ Thu Cúc và cs., 2000), trong đó chi Hành

(Allium) có khoảng 1.250 loài (Hồ Hữu An và cs., 2000).
Có 2 loại hành củ thuộc loài Allium cepa: hành củ (Allium cepa L.
Aggregatum group) và hành tây (Allium cepa L. Common group). Hành củ có
củ nhỏ, mùi thơm, nhiều màu sắc như trắng, tím, đỏ... Hành củ có vị hăng và
tính thích nghi cao ở điều kiện nhiệt đới và cận nhiệt đới do đó chúng là cây
trồng có giá trị kinh tế cao và được ưa chuộng ở các nước Đông Nam Á
(Tashiro et al., 1982; Buijsen, 1990; Permadi and van der Meer, 1994).

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4


2.1.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của cây hành củ
Cây hành củ là cây thảo, có chiều cao từ 15-50 cm, thân hành to 2-3
cm, có canh, phủ vảy mỏng. thường có màu trắng hay hồng. Lá hình trụ,
nhọn, rỗng và có màu xanh. Tán hoa hình cầu, hoa có 6 phiến hoa rời màu
trắng, hồng hay tím, cuống hoa dài 1- 1,5 cm (Đỗ Tất Lợi, 2006).
2.1.2.1. Hệ rễ
Hệ rễ hành củ thuộc loại rễ chùm, phát triển kém, rễ tập trung ở lớp đất
mặt 5-10 cm, khả năng chống chịu khô hạn kém. Rễ bắt đầu sinh trưởng ở
nhiệt độ 2- 300C. Hệ rễ hành củ có nhiều sợi dài, phân nhánh yếu, chúng được
bao phủ một số lượng lớn lông hút. Loại đất thích hợp để gieo trồng hành củ
là đất màu mỡ, tơi xốp, đủ ẩm, độ pH trung bình là 6 – 6,5 (Nguyễn Thị
Hường, 2004).
2.1.2.2 Thân, lá
- Thân: Hành củ có 2 loại thân là thân thật và thân giả
+ Thân thật: Thân thật củ hành củ rất ngắn, đã thoái hóa, chúng là
dạng đế giò nằm sát ngay dưới thân giả (thân củ). Trên thân thật có màng sinh
dưỡng và màng sinh thực, những màng này được che phủ bởi những bẹ lá

dày, mọng nước (cơ quan sử dụng).
+ Thân giả ( thân củ): Nằm ngay trên thân thật, được tạo thành do các
bẹ lá sắp xếp trên thân theo hình xoắn ốc ôm sát vào nhau. Thân giả có vảy
ngoài khô, dai làm nhiệm vụ che chở, vảy trong là những vảy nạc, mọng
nước, có chức năng dự trữ. Thân củ có kích thước to hay nhỏ tùy thuộc vào
giống và điều kiện chăm sóc.
- Lá: Lá hành hình trụ rỗng, tròn, trên lá có phủ một lớp sáp. Lá thật
đầu tiên là một lá mầm. Thời kì đầu lá hành sinh trưởng rất chậm, sau khi nảy
mầm chỉ sinh trưởng được một vài centimet (cm), ở thời kì này xới xáo, trừ
cỏ dại là công việc hết sức quan trọng. Tuổi thọ của lá phụ thuộc vào sự sinh
trưởng, lá sẽ chết dần cũng là quá trình tạo củ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


+ Bẹ lá: Là cơ quan sử dụng chủ yếu, chúng sắp xếp trên thân theo
hình xoắn ốc. số bẹ lá thay đổi tùy thuộc vào giống vào kĩ thuật trồng trọt.
Khoảng cách giữa các bẹ lá càng nhỏ thì củ hành càng chặt, do đó tăng khả
năng bảo quản và vận chuyển, năng suất cũng tăng. Khối lượng củ phụ thuộc
vào số lượng bẹ lá và bề dày mỗi bẹ lá.
2.1.2.3. Hoa, quả, hạt
Đối với hành củ: Cụm hoa dạng tán, ở đầu một tán, cao 20-50 cm, tán
hoa hình cầu, bao chung hình bẹ , trắng, hoa có 6 phiến hoa rời màu trắng hay
tim tím. Cuống hoa dài 1- 1,5 cm. (Đỗ Tất Lợi, 2006)
Đối với hành hoa: Hoa thuộc hoa đầu trạng, hoa có 6 lá đài, 6 nhị và
nhụy. Hoa thụ phấn chéo (phấn hoa thường chín trước), vì vậy phải thụ phấn với
hoa bên cạnh hoặc hoa cây khác. Thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng, cũng có thể
nhờ gió. Hoa có màu trắng xám, đôi khi phớt tím hoặc hồng. Vòi nhụy rất bé,
bầu thượng có 3 ngăn, nếu được thụ phấn đầy đủ có 6 hạt. Cành hoa dài 60100mm, hình ống, có màu xanh, một chùm hoa có từ 250-600 hoa, hoa phân bố

theo 3 tầng. Chùm hoa có dạng hình tán, cuống hoa ngắn, bao hoa có các mảnh
hình trái xoan nhọn, màu trắng, sọc xanh. Quá trình nở hoa của hành hoa liên tục
và tuần tự, bắt đầu từ trên đỉnh xuống. Trong khi quá trình nở hoa của hành củ
lại không đều.
Quả: quả hành củ thuộc dạng quả nang, nhỏ.
Hạt: nhỏ, màu đen hoặc xám, có nhiều góc cạnh, vỏ cứng, sù sì, dày. 1
gam có khoảng 250-400 hạt.
2.1.3. Tình hình thu thập và đánh giá nguồn gen giống hành củ trên thế
giới và ở Việt Nam
2.1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Công tác nghiên cứu đánh giá nguồn gen về cây hành đã được nhiều
nhà nghiên cứu khoa học về cây rau thực hiện. Cho đến ngày nay, có rất nhiều
trung tâm nghiên cứu khoa học về rau, quả nghiên cứu về cây hành trên nhiều
hướng khác nhau.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


Trước đây, ở Liên Xô cây hành được xếp một trong những cây trồng
chính của nông nghiệp và nó được trồng trên diện tích lớn (Iurico, 1976).
Ngay từ khi thành lập Viện Nghiên cứu cây trồng Liên Xô, việc nghiên cứu
về cây hành được xúc tiến với kinh phí đầu tư khá lớn. Bắt đầu từ năm 1960,
Học viện Nông nghiệp Trimirazep tiến hành thu thập nghiên cứu trên 8000
mẫu giống hành. Số lượng mẫu giống phong phú này nhằm khai thác nguồn
gen. Chính nhờ những nghiên cứu đó mà viện sĩ Taraconov.G đã tạo ra được
các giống nổi tiếng cho năng suất cao.
Bằng việc sử dụng ưu thế lai, các nhà khoa học Bungari đã tiến hành lai
tạo được nhiều giống hành mới. Những thí nghiệm đầu tiên được tiến hành ở
Viện rau Maritxta - Plovdiv (1973). Năm 1950, khu vực nghiên cứu

Gorkaona - Khovitxta đã chọn và sử dụng giống mẹ thuần để tạo ra những
giống hành năng suất cao và phẩm chất tốt.
Dưới sự hỗ trợ của nhà nước, các nhà nghiên cứu ở Mỹ đã tiến hành
thu thập các mẫu hành một cách hệ thống từ năm 1897. Cụ thể ở đây, nhiều
loại hành được dùng để làm vật liệu tạo ra giống F1, có năng suất, phẩm chất
tốt, chịu được sâu bệnh và có khả năng thích ứng rộng.
Cũng tại Mỹ năm 1997, các nhà nghiên cứu đã đánh giá khả năng chống
chịu sâu bệnh như bệnh lở cổ rễ, bệnh khô đầu lá, sâu khoang, sâu đục thân của
hành. Nghiên cứu này đã được tiến hành trên một diện tích lớn trên toàn nước Mỹ.
Ngân hàng gen Olomouc, một chi nhánh của ngân hàng gen quốc tế
thuộc cộng hòa Séc phát triển theo 2 hướng chính là thu thập các giống tỏi và
các giống hành củ. Cho tới nay, 641 mẫu giống tỏi đã được thu thập và 119
mẫu giống hành chủ yếu thuộc vùng Phần Lan và Na-uy. Tất cả các mẫu
giống thu thập được tái sinh vô tính hàng năm. Một phần được bảo tồn trong
điều kiện cách ly sạch virus. Kể từ sau năm 1997, ngân hàng gen này đã cải
thiện phương pháp bảo tồn theo cách chia đôi các loài cần bảo tồn và đặt ở
những vị trí tách biệt để tránh mất giống.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


Năm 1997, Shigyo và cộng sự đã nghiên cứu thí nghiệm vị trí nhiễm
sắc thể của gen liên quan đến thực phẩm và sản xuất anthocyanin trong bẹ lá
hành củ (Allium cepa L. aggregatum). Các kết quả cho thấy một nhóm gen có
liên quan tới việc sản xuất thực phẩm và sản xuất anthocyanin trong bẹ lá
hành củ ( Allium cepa L. var. aggregatum) nằm trong nhiễm sắc thể 5A. Nồng
độ sản xuất các sắc tố có liên quan đến cả gen trên một nhiễm sắc thể là một
vấn đề rất được quan tâm để theo dõi sự tiến hóa nhiễm sắc thể trong hành và
thuận tiện để thao tác gen. Một lượng lớn các gen cấu trúc mã hóa enzyme và

gen quy định các sắc tố có thể được quy định bởi các nhiểm sắc thể của
những gen này và bằng phương pháp di truyền phân tử trong tương lai.
Năm 1998, Qipei và cộng sự đã tạo thành công dòng bất dục đực của
hành hoa. Bước đầu khảo sát ưu thế lai đã cho được kết quả khả quan. Dòng
bất dục đực 4A và dòng duy trì là Welsh onion (Allium fistulosum L.
var.gigantum Makino) thu được sau bốn thế hệ lai trở lại với Zhangqiu, một
dòng bất dục dạng dại. Tỷ lệ bất dục của cây bất dục và tỷ lệ hữu dục của cây
duy trì là 95%. Sau đó, 4A được sử dụng làm dòng mẹ để lai với Zhou2 và
Long 6 - 1, ưu thế lai lần lượt là 24,9% và 83,8%.
Năm 1998, ở New Zealand, Wright và Grant đã tiến hành nghiên cứu
bệnh thối mềm trên các giống hành (trong đó có hành củ và hành tây). Mục
tiêu nghiên cứu trong chương trình nhân giống sạch bệnh các giống hành củ
da nâu trên toàn thể giới và cải thiện năng suất, thời gian bảo quản và sức đề
kháng bệnh bao gồm bệnh thối mềm vi khuẩn. Việc xác định di truyền trong
hành thực sự cần thiết trong việc phát triển các giống hành trong tương lai và
cải thiện đặc tính giống. Nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng rằng hành rất dễ
bị vi khuẩn thối lá gây ra do vi khuẩn Pseudomonas. marginalis và
Pseudomonas. viridifla và có một số loài Allium có khả năng chống bệnh này.
Ngiên cứu cũng chứng minh mức độ đề kháng với bệnh thối mềm do vi khuẩn
của cây Allium thay đổi trong cùng một loài. Điều quan trọng cần lưu ý là
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8


dòng hạt giống của một số loài Allium cụ thể có thể có khả năng chống thối
mềm. Do tầm quan trọng sản xuất cây hành trong nền kinh tế, không có hóa
chất hiệu quả để kiểm soát bệnh thồi mềm vi khuẩn này. Việc tìm ra nguồn
gen di truyền kháng bệnh thối mềm vi khuẩn Allium là mối quan tâm trong
nhân giống cây trồng và sinh học phân tử để cải thiện giống hành.

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ bảo quản đến
chất lượng và sự phát triển của hành củ giống cho thấy nhiệt độ lưu trữ của củ
giống hành từ 40C - 60C và 80C - 100C là thích hợp nhất. Bất kể kích thước củ
như thế nào, tỷ lệ phần trăm của thối hỏng ở nhiệt độ 00C - 10C là thấp hơn
đến 2 lần so với bảo quản ở nhiệt độ từ 40C - 60C và 80C - 100C. Nguyên cứu
cho thấy hành củ có thể căng tròn và phát triển số lượng chồi sinh sản cao
nhất khi củ mẹ có kích thước 40 mm (41 mm - 60 mm); củ giống của giống
“toto” có đường kính nhỏ hơn 40 mm được chứng minh là không phải cho
chất lượng sản xuất giống tốt nhất, ngay cả khi cho củ giống bảo quản trong
nhiệt độ giúp thuận lợi cho xuân hóa từ 40C - 60C. Người địa phương, không
có xu hướng sản xuất hành củ lớn hơn với các giống có kích thước củ lớn
trong thí nghiệm này (Tendaj et al., 2013).
Phạm Thị Minh Phượng và cs. (2006) đã tiến hành đánh giá nguồn gen
hành củ (Allium cepa L. var. aggregatum) của các giống hành Việt Nam. Ở
miền Bắc, giống hành củ có lá rộng và màu xanh đậm; hình thành củ sớm; vỏ
củ trắng trong quá trình tạo củ nhưng chuyển sang màu nâu sau khi thu hoạch.
Trái lại, giống ở miền Trung và miền Nam thì lá trung bình rộng và tạo củ
muộn. Ban đầu, lá có màu xanh vàng nhưng khi trưởng thành thì lá chuyển
sang màu xanh đậm. (Pham Thi Minh Phuong et al., 2006).
2.1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Bắt đầu những năm 70 của thế kỉ XX, với mục đích nhằm khắc phục
những hạn chế của các giống hành địa phương, nhiều nhà khoa học, viện

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


nghiên cứu nước ta đã trồng và khảo nghiệm nhằm hoàn thiện quy trình kĩ
thuật thâm canh hành củ cao có khả năng cho năng suất và phẩm chất cao nhất.

Năm 1991,Nguyễn Văn Hiền và cộng sự tại Viện Nghiên cứu Rau quả
Trung ương đã tiến hành khảo sát và trồng thử nghiệm một số giống hành
nhập nội ở mật độ khác nhau.
Trong vụ hành Đông xuân 2004 - 2005, Trung tâm giống cây trồng
Sóc Trăng phối hợp với phòng nông nghiệp huyện Vĩnh Châu thực hiện thành
công trồng hành tím bằng hạt. Tuy thời gian sinh trưởng kéo dài hơn phương
pháp trồng hành truyền thống nhưng đã thể hiện một số lợi thế hình dạng,
màu sắc và số lượng củ trên một tép hành cùng với phương pháp cấy mô.
Việc thử nghiệm trồng hành tím bằng phương pháp gieo hạt là một trong
những phương hướng bước đầu nhằm đa dạng hóa nguồn giống.
Năm 2005, mô hình bón phân cân đối trong sản xuất thâm canh cây
hành được ứng dụng rộng rãi ở huyện Lý Sơn (tỉnh Quảng Ngãi). Mô hình
này đã mang lại lợi ích kinh tế cao cho nông dân vùng này với hàng tỷ đồng
từ sản xuất kinh hành tỏi mang lại.
Một nghiên cứu khoa học khác về hành củ cũng được thực hiện bởi
sinh viên của trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội vào năm 2007. Với đề tài
“Thu thập một số giống hành củ địa phương và sơ bộ đánh giá một số đặc
điểm nông sinh học của chúng”, Lưu Thị Bạch Yến đã đạt được những kết
quả nghiên cứu nhất định. Cụ thể, kết quả thu được 8 mẫu giống hành củ khác
nhau trong đó giống có đặc điểm sinh trưởng thân lá tốt nhất, kích thước củ to
nhất là giống ở Đồng Hới, Quảng Bình. Giống ở Tiền Thắng, Phúc Yên, Vĩnh
Phúc Giống có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt nhất. Giống ở Thanh Miện
Hải Dương bị bệnh thối củ gây hại nặng nhất.
Tiếp theo đó, đề tài “Thu thập, khảo sát một số dòng giống hành củ và
hành hoa địa phương và nhập nội, phục vụ cho công tác chọn tạo” của sinh
viên Ngô Vũ Anh Linh cũng gặt hái kết quả nhất định vào năm 2008. Nghiên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10

cứu này đã thu được nhiều mẫu giống hành củ từ các địa phương khác nhau.
Chọn ra được các giống có đặc điểm thân lá, đặc điểm và củ tốt và có khả
năng chống chịu sâu bệnh, khả năng đẻ nhánh cao đó là giống ở Thường Tín,
Hà Nội và Nam Đàn - Nghệ An. Trong các mẫu hành tam bội (có nguồn gốc
từ hành củ và hành lá Nhật Bản) nghiên cứu nhận thấy giống H131 có chiều
dài lá lớn nhất khoảng 60cm ; giống H195 có khối lượng củ lớn nhất khoảng
37,62g.
Nghiên cứu về các loại bệnh trên hành. Ở vùng Đồng bằng sông Hồng,
trên cây hành tây đã phát hiện được 12 loài bệnh hại, trên cả hai mẫu giống
hành Nhật và hành Mỹ. Trong đó phát hiện 5 loại bệnh do nấm, với các
nguyên nhân chính là từ vi khuẩn, tuyến trùng và sinh lí. Bốn loại bệnh
thường xuyên gây hại nghiêm trọng cho cây hành là: thối củ, sương mai, thán
thư và bệnh xoắn vàng. Ngoài ra còn có bệnh đốm vòng và sâu khoang hại lá.
Quy trình kĩ thuật bảo quản hành cũng là một trong những vấn đề được
quan tâm trong các công trình khoa học. Nghiên cứu của tác giả Đặng Thị
Kim Cúc chỉ ra bí quyết bảo quản tốt hành giống và hành thương phẩm nằm ở
quy trình canh tác hợp lý nằm ở việc bón phân đúng lúc, đúng loại để củ hành
chắc,đẹp, không tích nhiều nước. Việc áp dụng phủ bạt nilon trong vụ hành
sớm, hành mùa cũng giúp tăng năng suất, chất lượng hành củ.
Hải Dương là một tỉnh ở Đồng bằng Bắc Bộ có truyền thống trồng hành,
tỏi xuất khẩu.Trong những năm gần đây ngoài việc xuất khẩu hành tỏi nguyên
củ mỗi năm các doanh nghiệp còn xuất khẩu hàng nghìn tấn hành, tỏi khô.
2.2. Một số nghiên cứu về nhiễm sắc thể của hành củ
Phạm Thị Minh Phượng (2010) và cs. đã tiến hành những nghiên cứu
đầu tiên về số lượng nhiễm sắc thể của cây trồng chi hành tỏi ở Việt Nam.
Kết quả cho thấy, có 9 loại cây trồng ăn được trong chi hành tỏi được trồng
tại Việt Nam, trong đó hành củ, hành khóm Nhật Bản, hành tây và tỏi có thể
dễ dàng tìm thấy ở các chợ nông sản. Hành Wakegi, tỏi, hành hoa và hầu hết
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


các dòng hành củ có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 16 ngoại trừ một mẫu hành củ
thu thập từ thành phố Hồ Chí Minh có số nhiễm sắc thể 2n = 32. Nhiễm sắc thể
của kiệu, hẹ và hành tăm có 2n =32. (Pham Thi Minh Phuong et al., 2010).
Trần Thị Minh Hằng (2005) và cs. đã tiến hành nghiên cứu tác động
của nhiễm sắc thể thêm vào từ hành củ (Allium cepa L. var. aggregatum) đến
việc sản sinh hydratcacbon ở lá của hành hoa (Allium fistulosum L.) Kết quả
đã chỉ ra các gen liên quan đến trao đổi chất của đường không có tính khử
nằm trên các nhiễm sắc thể 2 A và 8 A. (Tran Thi Minh Hang et al., 2005)
2.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử Isozyme (GOT) trong phân tích di truyền
các loài trong chi Allium
Điện di isozyme là kỹ thuật đánh dấu hóa sinh (biochemical markers)
nhằm phân tách các protein trong đó có các isozyme là những dạng khác nhau
của một protein enzyme nhất định. Gen Isozyme là một trong những chỉ thị di
truyền hữu ích nhất. Nó được sử dụng để xác định các dòng lai, nhận dạng
các loài cây trồng, đo đếm sự đa dạng di truyền, các đặc điểm mối quan hệ
hình thái, kiểm tra độ thuần của các giống cây trồng thương phẩm, xác định
sự xâm nhập của các đoạn nhiễm sắc thể có chứa locus gen điều khiển đặc
điểm hình thái và sinh thái... (Tanksley and Orton, 1983)
Kreutzer (1983) đã nghiên cứu, xác định bệnh Leishmania bằng việc
phân tích đa phân tử Isozyme, kết quả cho thấy số liệu báo cáo phù hợp với
những nghiên cứu trước đây, và cho thấy sự phân tách Leizshmania để nhận
diện phải dựa trên dữ liệu từ nhiều hệ thống enzyme.
Kenethlundkvist (1977) đã đánh giá đa dạng di truyền của 11 quần thể
cây picea abies kết quả cho thấy tổng quan bề đa dạng di truyền của các loài
này và đề xuất những loài cần bảo tồn.
Masayoshi và cs. (1995) đa tiến hành nghiên cứu xác định vị trí trên

nhiễm sác thể của 5 locus gen isozyme (Lap-1, Got-1, 6-Pgdh-2, Adh-1 và
Gdh-1) trong hành củ (Allium cepa L. var. aggregatum). Vật liệu sử dụng là
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


dòng hành hoa thêm nhiễm Allium fistulosum L. với các nhiễm sắc thể thêm
vào (1A, 2A, 6A, 8A và các nhiễm sắc thể không xác định khác) từ hành củ
(Allium cepa L. var. aggregatum). Kết quả đã chỉ ra rằng 5 locus gen Lap-1,
Got-1, 6-Pgdh-2, Adh-1 và Gdh-1 được đặt lần lượt trên nhiễm sắc thể 1A,
2A, 2A, 6A và 8A.
Việc lựa chọn GOT trong phân tích izozyme cũng như kết quả nghiên
cứu hành đa bội là hợp lý, bởi vì để phân biệt các dòng hành thu thập được
đâu là hành củ, đâu là hành khóm wakegi, và đâu là hành lai, thì GOT thể
hiện số vạch ít hơn so với các izozyme khác, do đó chúng dễ dàng hơn trong
việc xác định kiểu gen. Ngoài ra các thí nghiệm phân tích izozyme sử dụng
GOT đơn giản và dễ thực hiện, trong điều kiện kinh tế hạn hẹp, thì lựa chọn
GOT là tốt nhất.
2.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng đa bội ở
trên thế giới:
Lai tạo giống đóng vai trò quan trọng trong cải tiến các đặc điểm của
cây trồng. Các giống cây trồng mới được chọn tạo thường mang các các đặc
điểm mong muốn từ các nguồn gen khác nhau. Có nhiều kỹ thuật khác nhau
trong chọn tạo giống cây trồng đã được phát triển nhằm cải tiến các loại cây
trồng. Việc lai tạo giống hiện được sử dụng nhiều trong công tác giống để tạo
ra các nguồn biến dị di truyền. Theo Stebbins (1958), lai tạo giống tức là lai
giữa các cá thể thuộc các quần thể riêng biệt mang các đặc điểm phù hợp khác
nhau. Bên cạnh biến dị di truyền theo qui luật Mendel, đa bội cũng đóng góp
cho sự tiến hóa của cây trồng. Sự đa bội, tác nhân đầu tiên của sự hình thành

loài và tiến hóa ở thực vật, thường liên quan đến sự lai trong loài và khác loài
(Levin, 1983). Đa bội là hiện tượng lý thú ở thực vật mà nó mở ra con đường
quan trọng cho tiến hóa và hình thành loài. Đa bội tạo cơ hội cho chọn lọc
nhiều chức năng mới của gen, các tính trạng mới hay các dòng giống mới.
Nhiều nghiên cứu về đa bội hóa đã được thực hiện trên nhiều đối tượng cây
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


trồng bởi nhiều tác giả khác nhau trên thế giới như bông, thuốc lá, lúa mì, đậu
tương, khoai tây, mía đường, lúa (Wendel, 2000; Osborn et al., 2003; Tate et
al., 2005, Yu et al., 2005). Ở Việt Nam, các nghiên cứu tạo cây đa bội cũng
đã được tiến hành trên nhiều loại cây trồng như hành hoa (Nguyễn Hoàng Lộc
và Lê Văn Tường Huân, 1998), dưa hấu (Lâm Ngọc Phương và Nguyễn Kim
Hằng, 2010), quít (Nguyễn Thị Ngọc Trâm và cs., 2012), cẩm chướng gấm
(Nguyễn Thị Lý Anh và cs., 2014) v.v...
Prikhod’ko (1974) đã tạo ra các dạng cải bắp tứ bội và tam bội từ giống
Ladoza và Langende-ikskayazimnyaya. Kết quả đánh giá của tác giả cho thấy
so với dạng nhị bội, dạng tứ bội nảy mầm sớm hơn nhưng hình thành ít dầu
hơn và bắp nhỏ hơn, chứa hàm lượng axit ascorbic thấp hơn và dễ phân hóa
hoa hơn. Dạng tam bội được tạo ra từ tổ hợp lai giữa dạng tứ bội và nhị bội
cùng loài có năng suất và chất lượng tốt hơn dạng nhị bội. Khi nghiên cứu xử
lý đa bội cho cải bắp bằng colchicine và colchamine, Goryachev (1972) đã
xác định dùng colchamine cần xử lý ở liều lượng cao hơn và thời gian dài hơn
so với colchicine.
Dưa hấu lai tam bội (3x) được Kihara và Nishiyama sản xuất đầu tiên
vào năm 1939 là một ví dụ cổ điển về việc dùng colchicine gây đa bội sử
dụng cho sản xuất giống tạo quả không hạt. Việc tạo ra giống tứ bội là một
điều kiện tiên quyết cho việc sản xuất các giống lai không hạt. Trong khi việc

xử lý đa bội bằng colchicine tương đối dễ và hiệu quả, thì việc duy trì các
dòng dưa hấu tứ bội ở mức độ bền vững cần được các nhà nghiên cứu quan
tâm. Dòng tam bội được tạo ra bằng cách lai giữa hai bố mẹ tứ bội (4x) và nhị
bội (2x). Sản xuất hạt lai tam bội bằng qui trình thụ phấn bằng tay khá tốn
kém nên các nhà tạo giống đã sử dụng ong để thụ phấn và đã cho hiệu quả rõ
rệt . Dưa hấu tam bội có độ ngọt cao hơn đáng kể và bền hơn loại nhị bội. Tuy
nhiên khả năng kháng bệnh kém là một trong những hạn chế việc sử dụng dưa
hấu tam bội (Andrus, 1971).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


Kỹ thuật in vitro đã mở đường cho việc tạo đột biến tứ bội bằng cách
trồng các cây con trên môi trường chứa colchicine. Lá mầm, phôi hạt, trụ trên
lá mầm và trụ dưới lá mầm của các cây con được cấy trên môi trường MS bổ
sung BA (1 mg/l). Sự phát triền chồi là cực đại ở các cây con có lá mầm xử lý
với liều lượng 0,01% colchicine trong 4 ngày. Hàm lượng DNA ở dạng tứ
bội (4,41 µg/ml) gấp đôi dạng nhị bội (2,18 µg/ml). Khi cấy đoạn trụ trên lá
mầm trên môi trường bổ sung colchicin (0,01%) trong 4 ngày cho kết quả đạt
số lượng tứ bội cực đại (Raza, 2003).
Dạng tam bội và tứ bội thu được sau khi xử lý colchicines cho các quả
tròn hơn, hạt và lá mầm, hoa to hơn, lá to và dầy hơn các cây nhị bội. Diệp
lục/ tế bào bảo vệ tăng theo số nhiễm sắc thể. Hạt phấn ở tứ bội to hơn so với
nhị bội. Những cây tam bội sản xuất ra những hạt phấn rất to và rất nhỏ trong
cùng một bao phấn. Việc không đậu quả sau khi tự thụ phấn ở các cây tam bội
là do khả năng thụ phấn yếu. Những hạt phấn của cây nhị bội là có khả năng
đậu quả tốt nhất. Các cây tứ bội tự thụ phấn cho tỷ lệ quả và hạt đậu thấp hơn
so với các cây lai 4x (mẹ) x 2x (bố); các cây lai 3x (mẹ) x 2x (bố) cho quả
không hạt. Độ ngọt của quả theo thứ tự 3x > 4x > 2x (Sinchai, 1982).

Grimbly (1973) đã xử lý colchicin cho giống dưa chuột đơn tính kháng
bệnh Cucumis sativus Butchers. Kết quả đã tạo ra dạng tự đa bội với năng
suất cao hơn dạng nhị bội. Các cây tự tứ bội này có khả năng tự hữu dục kém
hơn nhị bội, và khi lai với nhị bội thì cho các cây tam bội. Các cây dưa chuột
tam bội thu được là tự bất dục.
Shigyo (2006) đã tiến hành lai giữa hành hoa và hành tăm để cho con
lai có kiểu hình giàu carotene. Con lai được tạo ra bằng phương pháp nuôi
cấy noãn, chúng mang 8 nhiễm sắc thể ngắn dài từ hành hoa và 8 nhiễm sắc
thể ngắn từ hành tăm, biểu hiện kiểu hình có khả năng sinh trưởng tốt, tán lá
rộng, không có khăng năng hình thành củ, tuy nhiên sinh trưởng sinh dưỡng
của chúng thông qua chồi tốt hơn bố mẹ, đặc biệt sau khi phân tích hàm lượng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 15


carotene ở các bộ phận ăn được, kết quả cho thấy hàm lượng carotene ở con
lai cao gấp 7 lần ở bố mẹ của chúng.
Shigyo et al (2002) đã tiến hành nghiên cứu quan sát đặc điểm của các dòng
thêm nhiễm hành hoa (Allium fistulosum L.) mang nhiễm sắc thể của hành củ
(A.cepa L. Aggregatum group). Các dòng này được trồng ở ruộng thí nghiệm
trong cánh đồng thí nghiệm trường đại học Saga, Nhật Bản. Kết quả đã cho
thấy một số đặc điểm khác biệt của dòng thêm nhiễm so với hành hoa như:
FF + 8A có hạt phấn vàng hơn; Độ mở của tán lá của FF + 7A thì nhanh; FF
+ 5 A có màu vàng cam bẹ lá trong... Kết quả cho thấy những biểu hiện đó có
liên quan mật thiết tới nguồn gen do nhiễm sắc thể thêm vào từ hành củ.
Tashiro (1980) đã nghiên cứu di truyền học tế bào về nguồn gốc của Allium
wakegi. Tác giả đã so sánh kiểu nhân của A. Wakegi với kiểu nhân tương ứng
của con lai F1 giữa hành củ và hành hoa. Tác giả cho rằng A. Wakegi là con
lai tự nhiên giữa hành củ và hành hoa, đồng thời tiếp tục quan sát động thái

giảm phân của A.wakegi và so sánh với con lai F1 giữa hành củ và hành hoa
để có những kết luận rõ ràng và chính xác hơn.
Vodyanova ( 1974) đã xử lý hành tây bằng cochicine ở nồng độ 0,05 và 0,1%
trong 10-16 giờ, cho kết quả đa bội tốt nhất, tỉ lệ cây đột biến tự đa bội ở cây
con đạt cao nhất là 40,6%, tỉ lệ cây tứ bội đạt 12,4%.
Mc Collum (1988) đã xử lý đột biến hành tây bằng cochicine trên con lai giữa
Allium cepa X Allium fistulosum. Cây con ở quần thể C2 có sức sống tốt và
chịu lạnh được ở mùa đông ở Beltsville.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 16